发明概述
然而,对于专利文献1的汽车内装材料用层叠片,由于使用变性聚苯***类树脂作为发泡板的材料,所以具有层叠片的原料成本变高的问题。
因此,期望开发出包括由成本方面更优的普通树脂形成的连续气泡的聚丙稀类树脂发泡板的汽车内装材料用层叠片。特别是,由于聚丙烯在普通的树脂中具有热方面的稳定的耐热性,高隔热性以及优良的机械性,所以期望开发包括由聚丙烯形成的连续气泡聚丙烯类树脂发泡板的车辆顶部材料等的车辆内装材料用层叠片。
但是,在技术上难以得到由聚丙烯形成的连续气泡的发泡体是公知的。
公知的仅是作为使用聚丙烯的发泡片的车辆用顶部材料用的汽车内装材料用层叠片为独立气泡的情况,但是包括由聚丙烯形成的连续气泡的发泡片的车辆用顶部材料用的汽车内装材料用层叠片不是公知的。对于使用由现存的聚丙烯形成的独立气泡的发泡片的车辆用顶部材料用的汽车内装材料用层叠片,由于气泡是独立气泡,所以不能提高吸音性。
特别是,对于使用由现存的聚丙烯形成的独立气泡的发泡片的车辆用顶部材料用的汽车内装材料用层叠片,由于难以实现15倍以上的发泡率,所以也存在难以轻量化的情况。
此外,还存在难以得到形成为用于顶部材料芯材的宽度大的尺寸的、且具有连续气泡的聚丙烯制的聚丙烯类树脂发泡板的情况。
本发明就是鉴于上述问题提出的,其目的在于提供以连续气泡的高发泡倍率聚丙烯类树脂发泡板作为芯材的车辆内装材料用层叠片,顶部材料(顶部衬料)等的车辆用内装材料,车辆内装材料用层叠片的制造方法及其装置。
本发明的其他目的是提供不仅限于由聚丙烯类树脂就具备吸音性高,同时重量轻且具有足够刚性的车辆内装材料用层叠片,车辆用内装材料,车辆内装材料用层叠片的制造方法及其装置。
上述问题通过权利要求1的包括由聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片解决,上述聚丙烯类树脂发泡板被挤出发泡成形为板状,所用发泡剂为挥发性气体发泡剂,连续气泡率为50%以上,发泡倍率为30倍~35倍。
由于这样构成,可以使用普通树脂聚丙烯类树脂得到吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。即,仅通过聚丙烯类树脂,由于发泡板是连续气泡,吸音性高且高倍发泡,所以可以实现轻量化。
当发泡率为大于50倍时,不能得到为了用作车辆用顶部材料的必要的刚性,当发泡率小于10倍时,不能得到为了用作车辆用顶部材料的必要的轻量性。此外,当连续气泡率小于50%时,不能得到足够的吸音性。
优选上述发泡倍率为30倍~35倍这样构成。由于发泡倍率在35倍以下,可以很好地确保由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片的刚性。此外,由于发泡倍率在30倍以上,可以进一步确保由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片的轻量性。
此外,如权利要求2,上述聚丙烯类树脂发泡板也可以在两面形成表皮层。
通过这样构成,可以省略进行挤出发泡得到发泡板后的切片工序。
此外,如权利要求3,也可以在上述聚丙烯类树脂发泡板的两面包括片状的加固材料。
当这样构成时,可以进一步提高包括高发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片的刚性。
上述问题当通过权利要求4解决时,上述芯材是熔接由规定厚度的板体构成的多个上述聚丙烯类树脂发泡板的厚度侧的所有端部形成的,上述熔接通过接触被加热了的金属板而使熔融的上述聚丙烯类树脂发泡板对接接合。
这样,由于车辆内装材料用层叠片的芯材是使用加热具有良好的吸音性的多个聚丙烯类树脂发泡板的金属板通过热熔融接合构成的,所以可以得到使用吸音性高且重量轻的聚丙烯类树脂发泡板的任意尺寸的车辆内装材料用层叠片。
结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型车辆顶部衬料。
具体地说,如权利要求5,优选由下述芯材构成,该芯材是由在相对的接合面的角部形成有凹部的所述聚丙烯类树脂发泡板接合而构成的,所述接合面的角部在室内侧配设。
这样,通过接合在相对的接合面的角部形成有凹部的聚丙烯类树脂发泡板,可以防止由于熔融比周围部分硬化的接合部分在后面的层叠工序或热成形时在表面出现凸状的***。结果,可以防止在车辆内装材料用层叠片或顶部衬料的设计面(室内侧的面)产生凸状的表面粗糙。
上述问题当通过权利要求6解决时,上述芯材是由规定厚度的板体构成的,是通过接合部使规定厚度的多个上述聚丙烯类树脂发泡板的厚度侧所有端部或厚度方向的所有面接合而成的芯材,在该芯材的接合部具有吸收激光而发热的面状的硬化层。
这样,车辆内装材料用层叠片的芯材通过接合部将具有良好的吸音性的多个聚丙烯类树脂发泡板的所有端部或厚度方向的所有面接合起来,所以可以得到吸音性高且重量轻的使用聚丙烯类树脂发泡板的任意尺寸的车辆内装材料用层叠片。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型顶部衬料。此外,由于进行了激光透射熔接,所以在接合部具有吸收激光后发热的面状的硬化层。
具体地说,根据权利要求7,优选上述芯材接合由多个发泡倍率不同的、规定厚度的板体构成的上述聚丙烯类树脂发泡板来构成。
更具体地说,如权利要求8,更优选上述芯材配设在侧面端部侧的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率比配设在中心侧的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率低地构成。
此外,如权利要求9,优选构成为在上述芯材形成有开口部,配设在上述开口部的框部分侧的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率比配设在其他部分的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率低。
进一步,根据权利要求10,优选构成为上述芯材在厚度方向接合由规定厚度的板体构成的多个上述聚丙烯类树脂发泡板而构成,配设在车内侧的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率比配设在车外侧的上述聚丙烯类树脂发泡板的发泡倍率低。
通过这样构成,可以在车体的安装部或开口部的周围等需要强度的部分配设高强度,且低发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板。结果,可以得到吸音性和刚性高且轻型的使用聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片或顶部衬料。
此外,如权利要求11,优选上述芯材在相对的接合面接合形成有互相咬合的凹凸的上述聚丙烯类树脂发泡板而构成。
可以通过在这样相对的接合面也使用激光对形成有相互咬合的曲面的聚丙烯类树脂发泡板进行加热来熔接聚丙烯发泡板的接合面,从而牢固地接合,可以实现接合面接合强度的提高。
上述问题通过权利要求12所述的包括聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片的制造方法解决,包括:混炼工序,将聚丙烯类树脂,核形成剂以及挥发性气体发泡剂供给挤出机,在高压高温下在该挤出机内混炼熔融的树脂混合物;挤出工序,在低的压强下从具有设置在上述挤出机出口的剖面大致为矩形的槽的塑模机中挤出上述树脂混合物,使其挤出发泡为大致板状;冷却工序,使挤出发泡的上述树脂混合物在与上述塑模机连接的、具有形成为剖面比上述塑模机的上述槽大的大致矩形的槽的冷却筛分机接触,边取出边冷却固化,得到大致板状的上述聚丙烯类树脂发泡板;层叠工序,在上述聚丙烯类树脂发泡板层叠片状加固材料,得到车辆内装材料用层叠片。
由于这样构成,可以得到现在不可能的使用聚丙烯类树脂的连续气泡且高发泡倍率的发泡板。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。
此外,由于使用作为发泡剂的挥发性气体的气体发泡成形,将使用化学分解型发泡剂的化学发泡成形不可能实现的高倍率发泡变为可能,可以得到发泡倍率30倍~35倍的高倍率发泡板,可以得到轻型的车辆内装材料用层叠片。
此外,如权利要求13,也可以是上述混炼工序将上述挤出机出口附近的上述树脂混合物的温度维持在154℃~157℃进行;上述挤出工序将上述塑模机的上述槽内的温度维持在154℃~157℃,将上述塑模机的上述槽内的压强维持在30kg/cm2以上进行。
如果这样构成,可以在气泡不稳定的粘度区域和塑模机或在挤出机内固化并在压强·扭矩上升的粘度区域以外的,稳定成形粘度区域进行挤出工序。此外,由于将塑模机的槽内的压强维持在30kg/cm2以上,可以防止熔融树脂混合物在塑模机内发泡。
上述问题通过如权利要求14解决,在上述冷却工序和上述层叠工序之间包括使上述聚丙烯类树脂发泡板粘贴的接合工序;上述接合工序通过接触加热后的金属板使熔融的多个上述聚丙烯类树脂发泡板的所有侧面端部对接而熔接。
由于这样构成,通过使用加热了的金属板热熔接接合连续气泡的高发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板,可以得到大尺寸的芯材。结果,可以得到普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻量的顶部衬料中也可以使用的车辆内装材料用层叠片。
上述问题通过如权利要求15解决,包括在上述冷却工序和上述层叠工序之间使上述聚丙烯类树脂发泡板粘贴的接合工序;上述接合工序通过在对接的上述聚丙烯类树脂发泡板的接合面涂覆吸收激光并发热的发热材料,通过透射过上述聚丙烯类树脂发泡板的激光加热上述发热材料从而使上述聚丙烯类树脂发泡板的侧面端部的接合面熔融而接合。
由于这样构成,通过使用激光的热熔接将连续气泡的高发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板接合,可以得到大尺寸的芯材。结果,可以得到也可以用在普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型顶部衬料中的车辆内装材料用层叠片。
此外,如权利要求16,优选在上述接合工序中,接合的上述聚丙烯类树脂发泡板在由规定部件按压的状态熔接,上述规定部件由透明丙稀树脂构成。
这样,接合的上述聚丙烯类树脂发泡板由于可以在由透明丙烯树脂构成的规定部件按压的状态使激光照射接合面,所以可以防止接合工序的接合位置偏移。
上述问题通过根据权利要求17所述的包括聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片的制造装置解决,包括:在高压高温下混炼熔融的聚丙烯类树脂混合物的挤出机;连接在该挤出机的出口,在低压下使上述熔融的树脂混合物送出并发泡的塑模机;使连接在该塑模机发泡的上述树脂混合物冷却从而得到上述聚丙烯类树脂发泡板的冷却筛分机;上述塑模机和上述冷却筛分机分别包括剖面大致为矩形的槽,该槽的每一个彼此连接,形成从上述塑模机到上述冷却筛分机的上述聚丙烯类树脂发泡板的通路;上述冷却筛分机的上述槽形成得比上述塑模机的上述槽的剖面大。
由于这样的构成,可以使聚丙烯树脂发泡板挤出发泡为大致板状,所用发泡剂为挥发性气体发泡剂,可以得到现在不可能得到的使用聚丙烯类树脂的连续气泡的高发泡倍率的发泡板。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。
此外,由于是通过规定上下左右的冷却筛分机使发泡的树脂得到板状的发泡板的筛分方法,可以得到通过制作筒状的板以及用切割机等切割出一部分而得到板状板的心轴法所不能制造的壁厚,高发泡倍率的发泡板,可以得到刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。
根据权利要求1的发明,可以使用普通树脂聚丙烯类树脂,得到吸音性,刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。
根据权利要求2的发明,可以省略得到发泡板后的后续工序,制造工序变得容易。
根据权利要求3的发明,可以进一步提高包括了高发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板的车辆内装材料用层叠片的刚性。
根据权利要求4的发明,可以得到使用吸音性高且重量轻的聚丙烯类树脂发泡板的任意尺寸的车辆内装材料用层叠片。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型顶部衬料。
根据权利要求5的发明,可以防止在车辆内装材料用层叠片或顶部衬料的设计面产生凸状的表面粗糙。
根据权利要求6的发明,可以得到使用吸音性高且重量轻的聚丙烯类树脂发泡板的任意尺寸的车辆内装材料用层叠片。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型顶部衬料。
根据权利要求7至10的发明,可以在车体安装部或开口部的周围等需要强度的部分配置高强度的低发泡倍率的聚丙烯类树脂发泡板。
根据权利要求11的发明,可以牢固地接合聚丙烯发泡板的接合面,可以提高接合面的接合强度。
根据权利要求12的发明,可以使用现在不可能的聚丙烯类树脂得到连续发泡的高发泡倍率的发泡板。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型车辆内装材料用层叠片。
根据权利要求13的发明,可以在气泡不稳定的粘度区域和塑模机或挤出机内固化在压强·扭矩上升的粘度区域以外的稳定成形粘度区域进行挤出工序。此外,可以防止熔融树脂混合物在塑模机内发泡。
根据权利要求14或15的发明,可以得到大尺寸的芯材。结果,可以得到也可用于由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型顶部衬料中使用的车辆内装材料用层叠片。
根据权利要求16的发明,可以抑制在接合工序中的接合位置的偏移。
根据权利要求17的发明,可以将聚丙烯树脂发泡板挤出发泡为大致板状,可以得到现在不可能的使用聚丙烯类树脂的连续气泡的高发泡倍率的发泡板。结果,可以得到由普通树脂聚丙烯类树脂构成的吸音性,刚性高的轻型车辆内装材料用层叠片。可以得到通过制作筒状的板以及用切割机等切割出一部分而得到板状板的心轴法所不能制造的壁厚,高发泡倍率的发泡板,可以得到刚性高且重量轻的车辆内装材料用层叠片。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。还有,下面说明的构成并不是对本发明的限制,不用说,可以根据本发明的精神进行各种改变。
(第一实施方式)
图1至图5涉及本发明的第一实施方式,图1是车辆内装材料用层叠片的纵向剖视图,图2是表示车辆内装材料用层叠片的制造工序中挤出发泡成形工序的流程的说明图,图3是表示车辆内装材料用层叠片的制造工序中层叠工序的流程的说明图,图4是表示树脂温度和成形稳定性的关系的座标图,图5是表示用于发泡板的连续气泡率测量的试验片的切割方法的说明图。
本实施方式是涉及车辆内装用层叠片,车辆用内装材料及车辆用内装材料用层叠片的制造方法的说明。本实施方式虽然是基于在车辆的顶板的室内侧表面配设的顶部材料(顶部衬料)作为车辆用内装材料进行说明,但是并不局限于此,同样也可以适用于通道空间内,火车空间内的吸音材料、门部件的吸音材料等。
如图1所示,本实施方式的车辆内装材料用层叠片1是对由聚丙烯类树脂构成的聚丙烯类树脂发泡板2(下面称为发泡板2),在发泡板2的室内侧和顶板侧(室外侧)分别层叠的加固材料3,4,粘接发泡板2和加固材料3,4的粘接层5,6,将这些与室内侧未图示的表皮材料粘接的表皮侧粘接层7层叠形成的层叠体。
发泡板2是以无交联的聚丙烯类树脂作为基材,通过使用核形成材及挥发性气体发泡剂的气体发泡法以及使用挤出机的筛分法挤出成形的大致平板状的发泡体。发泡板2成为在其两个表面包括挤出发泡时形成的表皮层的状态。
如上所述,发泡板2作为层叠加固材料3,4等的车辆内装材料用层叠片1的芯材使用。
作为用于本实施方式的发泡板2的聚丙烯类树脂使用无交联的聚丙烯类树脂。该树脂是丙稀单聚体或含50%重量以上的丙稀聚合体单位的丙稀-烯烃聚合物。作为与丙稀聚合的丙稀以外的烯烃没有特别的限制,优选使用碳元素2~12的烯烃。具体地说,列举了乙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯,1-癸烯4-甲基-1-戊烯、3-,甲基-1-戊烯等,也可以是这些烯烃的一种或两种。
作为本实施方式的无交联的聚丙烯类树脂使用相对于平均的聚丙烯类树脂,熔融指数小且熔融张力高的。此外,作为变形硬化性,优选是显示出树脂在熔融状态延伸,在切断之前粘度快速上升现象(应***化现象)的聚丙烯。进一步,优选使用在达到发泡树脂的最高粘度过程中具有开始结晶化程度的半结晶化时间的聚丙烯。
还有,这些物理特性通过特开2006-45356号公报等记载的公知的测量方法测量。
作为核形成材,使用滑石、碳酸氢钠类发泡剂、柠檬酸类发泡剂等。此外,作为挥发性发泡剂,使用适合高倍发泡的n-丁烷,异丁烷,戊烷等。氮气或碳酸气等的无机气体是相对于环境适合性好的聚丙烯溶解度低的高倍发泡板制造的。特别是,在本实施方式中,为了达到10倍以上的高倍发泡,优选使用相对于聚丙烯的溶解度高的n-丁烷或异丁烷。丙烷或戊烷也是相对于聚丙烯的溶解度高,无味且价格不高。
发泡板2的连续气泡率为50~98%,优选是70%以上,发泡倍率为10~50倍,优选是30~35倍。此外,发泡后的厚度为4~20mm,优选是12~16mm,更优选是12~14mm。
这里,所谓的独立气泡就是由气泡壁整个包围不与其他气泡连通的气泡。所谓的连续气泡就是独立气泡以外的全部气泡,具体地说,就是在气泡壁形成贯通孔,通过该贯通孔与其他气泡为连通状态的气泡。发泡板2的连续气泡率是根据ASTM D2856-87标准测量的。
加固材料3,4,例如可以由无纺布、聚酯100%长纤维无纺布、玻璃纤维、碳素纤维、玄武岩纤维、天然纤维、有机纤维等形成。
此外,粘接层5,6,表皮侧粘接层7由烯烃类热可塑性树脂的热熔融薄膜粘接到聚丙烯等形成。
特别是,本实施方式的车辆内装材料用层叠片1,例如在用于车辆用顶部的情况下,使用在表皮侧粘接层7的加固剂4的相反侧的表面层叠未图示的无纺布、织布、针织布等构成的表皮材料,在该层叠的状态加热,此后通过冷却按压形成为期望形状并使用于作为车辆用内装材料的一个例子的车辆用顶部材料。
接下来,根据图2,图3针对如上构成的车辆内装材料用层叠片1的制造装置进行说明。如图2,图3所示,车辆内装材料用层叠片1的制造装置包括公知的平行串联式的串联挤出机21,塑模机22,对发泡板2进行冷却的冷却筛分机23,公知的取出机24,在发泡板2层叠粘接层5,6及加固材料3,4的公知的层叠装置25。
如图2所示,塑模机22在挤出串联挤出机21后端的成形材料的出口处连接固定,在内部,形成连接冷却筛分机23的槽和串联挤出机21的出口的剖面为长条矩形的槽。
此外,如图3所示,包括在发泡板2层叠粘接层5,6和加固材料3,4的公知的层叠装置25。
冷却筛分机23连接固定在塑模机22的端部,如图2所示,在内部,一侧的端部与塑模机22的槽连续,另一侧端部形成开口,形成剖面为长条矩形的槽。
由此,可以将在塑模机22中发泡的发泡板2平滑地引导到冷却筛分机23,形成10~50倍,优选为30~35倍,发泡后的厚度为4~20mm,优选为12~16mm,更优选为12~14mm的板状。
接下来,根据图2,图3针对如上构成的车辆内装材料用层叠片1的制造方法进行说明。首先,如图2所示,在步骤1进行挤出发泡成形工序。在该工序,首先,在串联挤出机21内对树脂混合物进行混炼的混炼工序。即,从装料斗将无交联的聚丙烯类树脂和核形成材料供给到串联挤出机21的第一段挤出机,并使树脂熔融。以100~200kg/cm2的压强向第一挤出机内的熔融树脂供给液化气体状态的挥发性气体。在第一段挤出机使树脂熔融并将熔融树脂和挥发性气体混炼混合后,将该混合物送到第二段挤出机进行进一步混炼。在第二段挤出机使树脂混合物的温度均匀保持在154~157℃并将树脂混合物调整到合适的粘度,同时使挥发性气体分散在树脂混合物中。
接下来,进行将树脂混合物送到与串联挤出机21后端开口连接的塑模机22的挤出工序。塑模机22使槽内的温度维持在与树脂温度同样的154~157℃,压强维持在30kg/cm2以上。将压强维持在30kg/cm2以上的原因是因为如果槽内的压强不足30kg/cm2,则熔融树脂会在塑模机内发泡。由此,将树脂混合物送到塑模机22的槽内,使树脂混合物在比塑模机22更低的压强下挤出发泡。树脂混合物在从塑模机22出来的瞬间发泡。此后,进行使树脂混合物冷却固化的冷却工序。通过使发泡后的树脂混合物进入到冷却筛分机23,上下左右接触冷却筛分机23的槽内壁,变为板状体且被冷却固化,形成发泡板2。挤出发泡该发泡板2使得厚度为4~20mm,优选12~16mm,更优选12~14mm,成为在两面形成表皮层的状态。
发泡板2的宽度可以在50~450mm的范围成形,优选是400~450mm的范围。但是,通过交换塑模机22,也可以形成该情况以外状态的发泡板2。
此后,通过取出机24顺序取出发泡板2。将由取出机24取出并冷却固化的发泡板2通过公知的程序切断为规定单位的长度,并养护。
接下来,进行步骤S2,S3的层叠工序。将冷却固化的发泡板2通过公知的程序切断为规定单位的长度,并养护(步骤S2)。
在步骤S3的层叠工序,将含有加固材料3,4,粘接层5,6,表皮粘接层7的副材料层叠在在两面形成有表皮层的发泡板2的两面,并通过空气烘箱加热到粘接层5,6的熔点以上的温度。此后,通过热压,冷压进行的压缩,冷却,得到构成车辆内装材料用层叠片1的层叠体。在层叠工序,将原来形成的10~20mm,优选12~14mm厚的发泡板2压缩成2/3~3/4的厚度。在本实施方式中,将12~14mm厚的发泡板压缩到8mm厚。
在层叠工序,由于在发泡板2的两个面将形成表皮层的副材料层叠,所以可以省去切片工序。
接下来,通过纵切剪机和定距切割机切割为规定的尺寸,得到车辆内装材料用层叠片1,结束车辆内装材料用层叠片1的制造工序。还有,在车辆内装材料用层叠片1的制造工序后,在表皮侧粘接层7的加固材料4相反侧的面层叠未图示的表皮材料,通过公知的方法热形成为期望的形状,由此得到车辆内装材料。
本实施方式的制造方法,在步骤S1的挤出发泡成形工序,将第二段挤出机内的树脂温度维持在154~157℃。图4是表示树脂温度与成形稳定性的关系的座标图。如图4的实线座标图所示,树脂的粘度在ρ1以下时气泡变得不稳定,粘度在ρ2以上时,在塑模机22,串联挤出机21内固化且压力·力矩上升,串联挤出机21不能运转。本实施方式中使用的半结晶性聚丙烯的情况下,由于树脂温度为154℃时粘度为ρ2,温度为157℃时粘度变为ρ1,所以在本实施方式中,将第二段挤出机内的树脂温度维持在154~157℃。还有,本实施方式的聚丙烯类树脂的温度成形温度为155℃±1.5℃。
此外,由于聚丙烯在熔点以上会流动,所以在挤出气泡后直接使气泡壁固化稳定。为了得到10倍以上的高倍发泡的发泡体,需要在接近熔点的温度按压。
接下来,通过实施例对本实施方式涉及的车辆内装材料用层叠片进行更详细地说明。
(实施例1)
通过图2的挤出发泡成形工序S1,得到厚度为12~14mm,发泡倍率为30~35倍带两面表皮的发泡板2。
使用长纤维无纺布(聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二酯,23g/m2)作为加固材料3,4,使用烯烃类热可塑性树脂的热熔融薄膜作为粘接层5,6,使用热熔融薄膜作为表皮侧粘接层7,通过图3的层叠工序S2、S3,将发泡板2压缩成其通常的面厚度为8mm,得到如图1所示的车辆内装材料用层叠片1。
对于该车辆内装材料用层叠片1,发泡板2以外的副材料,即加固材料3,4,粘接层5,6,表皮侧粘接层7的层目付合计为136g/m2。
在由本实施例得到的车辆内装材料用层叠片1中,通过公知的方法测量吸音性,刚性,与规定的目标值对比。此外,作为表示生产效率的指标,在车辆内装材料用层叠片1中将原材料购入费分别计算,与规定的目标值对比。
对于吸音性,厚度为12mm以上的满足标准。对于刚性,发泡倍率35倍以下的满足标准。
基于以上的原因,发泡倍率为30倍且厚度为12mm以及发泡倍率为35倍厚度为12~14mm的满足车辆内装材料用层叠片1的重量轻,吸音性,刚性全方面的标准。
此外,对于生产效率,当以生产效率作为车辆内装材料用层叠片1的质量要素进行考量时,发泡倍率为35倍且厚度为12mm的在车辆内装材料用层叠片1的重量轻,吸音性,刚性以及生产效率性各方面良好。
(实施例2)
在本实施例中,除了使通过挤出发泡成形工序S1的刚发泡后的厚度为20mm以外,与实施例1通过同样的方法,制作发泡板2。
如图5所示,将该发泡板2与表皮层以2mm的间隔切片,得到试验片I~V,测量各个试验片的连续气泡率。
各个试验片的连续气泡率及发泡倍率在表1中表示。
[表1]
|
连续气泡率 |
发泡倍率 |
I |
60.17 |
18.97 |
II |
94.36 |
28.89 |
III |
96.30 |
32.46 |
IV |
96.89 |
32.84 |
V |
96.03 |
30.51 |
根据表1,本实施例的发泡板2的连续气泡率平均值为88.75%,发泡倍率的平均值为28.73倍,根据本发明车辆内装材料用层叠片1的制造方法可知连续气泡率在50%以上时可以制造高发泡倍率的聚丙烯类树脂的发泡板2。
如在第一实施方式中说明的,发泡板2也可以仍然作为车辆内装材料用层叠片1的芯材。但是,由于作为顶部衬料等大尺寸的车辆用内装材料的芯材则尺寸小,所以为了得到也可以在顶部衬料使用的尺寸的车辆内装材料用层叠片1,需要考虑将多个发泡板2接合形成大尺寸的芯材。
下面示出的第二实施方式和第三实施方式涉及接合多个发泡板2的方法或接合制作的芯材。
(第二实施方式)
图6至图9涉及本发明的第二实施方式,图6是表示车辆内装材料用层叠片的制造工序中接合工序的流程的说明图,图7是接合工序的接合面形状的说明图,图8是构成涉及实施例1的顶部衬料芯材的发泡板的接合配置说明图,图9是构成实施例2,3的顶部衬料芯材的发泡板的接合配置说明图。
本实施方式是涉及将第一实施方式记载的发泡板2接合制作的车辆内装材料用层叠片1的芯材的制造方法的发明。
本实施方式虽然针对配置在车辆顶板的室内侧面的顶部材料使用的顶部衬料芯材30,35,40,45作为车辆内装材料进行说明,但是并不局限于此,管道空间内,火车空间内等的吸音材料,门部件的吸音材料等同样可以适用。
本实施方式的顶部衬料芯材30在第一实施方式中说明的步骤S2和步骤S3之间,通过进行图6所示的接合工序来制作。
在接合工序中,通过使接触加热后的金属板得到的熔融的发泡板2通过热板熔接法对接接合。在需要比通过步骤S1的挤出发泡成形制作的发泡板2的尺寸大的芯材时,将多个发泡板2接合可以得到大尺寸的发泡板2。
根据图6(a)至图6(c)对热板熔接法的接合工序进行详细地说明。热板熔接法是使用加热板10和两个一组的押板12将两个发泡板2,2接合的方法,是适合于粘贴具有热可塑性的聚丙烯制材料的接合方法。加热板10是使与接合面接触并熔接的大致板状的金属制的部件。押板12是发泡板2接合时将接合部分从上下夹入并按压的部件,上侧的押板12a形成为板状,下侧的押板12b形成为剖面大致L字形状。
首先,在粘贴的两个发泡板2,2的接合面接触加热板10(参见图6(a))。此时,接触加热板10的接合面调整为垂直的面并与加热板10接触。是为了得到均匀的熔接层。
接下来,将加热板10从发泡板2,2的下方移动并取出,通过使发泡板2,2的熔融状态的接合面对接压合使两个发泡板2,2接合(参见图6(b))。此时,接合部分通过押板12从上下方向夹入。通过该押板12的夹入可以不使接合位置偏移。
还有,通过进行利用热熔融并接合不用担心在使用粘接剂的情况下产生挥发性有机物质(VOC),可以牢固地接合发泡板2,2。
通过上述热板熔接将发泡板2接合,可以自由地形成具有比成形的发泡板2更大宽度或长度的芯材(参见图6(c))。
特别是,由于需要1500mm以上宽度的顶部衬料中使用的芯材,需要将多个通过挤出成形而成形的发泡板2在宽度方向接合。在本实施方式中,通过在宽度方向接合4个宽度形成为400mm的发泡板2,得到顶部衬料芯材30。
对于上述的热板熔接方法,可以接合改变了发泡倍率或机械强度的发泡板2。例如,通过在宽度方向交替接合多个发泡倍率降低且机械强度增加的发泡板2和发泡倍率升高且重量轻吸音率增加的发泡板2,可以制作兼具了重量轻,机械强度高且吸音率高的芯材。
发泡板2制作改变发泡倍率的种类时,通过将其适宜地组合可以调整吸音率和机械强度。不仅局限于宽度方向,在长度方向也可以接合。
例如,虽然顶部衬料芯材30的情况是在宽度方向接合四个具有同样发泡倍率的发泡板2,通过在长度方向每隔450mm接合在宽度方向上横向切断的发泡倍率低的发泡板2制作芯材可以不损害吸音性却强化了顶部衬料的刚性。特别是,优选适合作为单车厢型或货车型等小型客车中使用的尺寸大的顶部衬料的芯材。
在图7(a)至图7(e)中示出接合面的形状。图的上侧是设计面(室内侧),是安装顶部衬料时设置在车辆内侧方向的面。还有,在各个图中,通过热板熔融的区域表示熔融层15。
首先,当如图7(b)所示在熔融面形成倾斜面时,通过相对于垂直切割的熔融面(参见图7(a))增加接合的面积,可以更牢固的接合。此种情况下,需要使用形成了倾斜面的加热板10或使加热板10倾斜后再使用。这里,形成在接合面的倾斜角从30到90°(90°是垂直切割的面)。
在图7(c)所示的相对的两个熔融面形成相反角度的倾斜面的情况下,在粘贴时可以通过对接的尖的部分接合。通过这样接合,由于接合面的刚性差,在层叠工序中可以防止在设计面出现凹凸。即,熔融面由于熔融气泡破裂,刚性增加,所以可以防止在按压的压缩加工后在设计面出现熔融处***等形状不良的情况。
当如图7(d)所示,使接合面为曲柄形状时,由于仅有推出部16的前端部分熔融,与纵向切断发泡板的情况相比熔融面积减半,所以具有通过加热板10加热时间变短的优点。此外,由于接合面是立体的,也可以确保接合强度。推出部的长度优选为1到15mm。
如图7(e)所示通过在发泡板的设计面侧的接合面形成缺口部,与图7(c)相同,可以防止在层叠工序中在设计面出现凹凸。
接下来,通过实施例1~4对本实施方式的顶部衬料芯材30以外的实施例进行说明。
(实施例1)
针对顶部衬料用层叠片的芯材,即顶部衬料芯材35进行说明。
在宽度方向接合4个具有400mm宽度的发泡板2并通过接合工序制作具有可以在顶部衬料中使用的宽度(1500mm以上)的芯材。接合通过热板熔接(参见图6)进行。
在图8中示出构成制作好的顶部衬料芯材35的发泡板2的接合配置说明图。通过将低发泡率的发泡板2b和高发泡率的发泡板2a各两个共计四个进行接合构成顶部衬料芯材35。在该顶部衬料芯材35的边缘部接合两个低发泡率高机械强度的低发泡率的发泡板2b,中央的两个使用具有高发泡率和吸音率的高发泡率的发泡板2a。
通过这样构成,可以形成兼具车辆的安装部分的强度和吸音性能两种性能的顶部衬料芯材35。作为两个配置在边缘部的高强度,低发泡率的发泡板2b的发泡率为10~25倍,优选是25倍,作为配置在中央部的高吸音率,高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。
在如上所述制作的顶部衬料芯材35层叠表皮材料,补充剂等构成的顶部衬料可以不使轻量性,吸音性,生产效率降低却可以提高刚性。
(实施例2)
在图9(a)中示出通过粘贴工序将低发泡率的发泡板2b和高发泡率的发泡板2a组合后构成的其他实施例。
在宽度方向接合四个具有400mm宽度的两种发泡板2(2a,2b),同时,在长度方向也粘贴两种发泡板2。宽度方向的接合方法与上述实施例1中示出的顶部衬料芯材35相同,在长度方向在三个位置接合横向切断顶部衬料芯材40的低发泡倍率的发泡板2b。即,向顶部前端部和后端部的安装部是顶部衬料芯材40的中央部。通过这样构成,可以在强化安装部的刚性的同时,实现顶部衬料芯材40本身的刚性和耐用性的提高。作为低发泡率的发泡板2b的发泡率为10~25倍,优选是25倍,作为高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。
根据本实施例的顶部衬料芯材40需要使低发泡率的发泡板2b的接合位置与顶部前端部和后端部的安装位置一致。由此,在热成形制作的车辆内装材料用层叠片1时进行的起模工序中管理起模位置。在本实施例的接合工序中,在接合的同时在外侧的发泡板2的确定位置形成用于决定位置的孔部。在层叠工序中构成为不使该用于决定位置的孔部塞住,通过光传感器检测通过用于决定位置的孔部的红外光确定位置并进行位置确定和位置修正。还有,该用于决定位置的孔部通过起模形成于废弃的外侧部。
此外,作为用于起模的位置决定方法可以使用任意的其他公知的方法。例如,也可以在粘贴工序或层叠工序中在特定位置形成凸部,通过距离传感器等检测该凸部从而检查出位置的方法。
(实施例3)
在图9(b)中示出在通过粘贴工序将低发泡率的发泡板2b和高发泡率的发泡板2a组合构成的芯材中形成开口部18的芯材实施例。
在本实施例中,粘贴的发泡板2通过在宽度方向接合6个300mm宽度得到顶部衬料芯材45。安装在车辆顶部的两边的发泡板2是低发泡率的发泡板2b,2b。此外,在顶部衬料芯材45形成阳光顶部用的开口部18,在该阳光顶部开口部18的周围也由低发泡率的发泡板2b构成。通过这样构成,可以强化两侧的安装部以及阳光顶部的安装部的刚性,可以实现顶部衬料本身的刚性和耐用性的提高。这里,作为低发泡率的发泡板2b的发泡率为10~25倍,优选是15倍,作为高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。
阳光顶部用的开口部18虽然是在起模的同时形成的,但是此外的制造方法由于和实施例2中的顶部衬料芯材35相同而省略。
(实施例4)
在实施例3中,在阳光顶部用的开口部18的周围由低发泡率的发泡板2b形成,在安装车内照明灯,开关或液晶显示器等的面板的开口部18的周围也可以与实施例3同样,由低发泡率的发泡板2b构成。此种情况下,通过起模后在开口部18嵌入面板,直接固定本实施例的车辆内装材料用层叠片1,可以形成独立性更高的模块。此外,可以在构成提高了整体感和美观性的内装材料的同时,实现内装材料车辆安装工序中的工时降低。
作为低发泡率的发泡板2b的发泡率为10~25倍,优选是15倍,作为高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。
(第3实施方式)
图10至图14是涉及本发明第三实施方式的图,图10是表示车辆内装材料用层叠片的制造工序中接合工序的流程的说明图,图11是接合工序的剖面说明图,图12是接合工序的接合面形状的说明图,图13是构成涉及实施例2的顶部衬料芯材的发泡板的接合配置说明图,图14是构成涉及实施例3的顶部衬料芯材的发泡板的接合配置说明图。
本实施方式与第二实施方式相同,是涉及接合制作第一实施方式中记载的发泡板2的车辆内装材料用层叠片1的芯材制作方法的发明。
本实施方式虽然针对配置在车辆的顶板的室内侧的面的顶部材料中使用的顶部衬料芯材130,150,155作为车辆内装材料进行说明,但是并不局限于此,也同样可以适用管道空间内、火车空间内等的吸音材料,门部件的吸音材料等。
在上述第一实施方式的步骤S2和步骤S3之间,通过进行如图10所示的接合工序来制作顶部衬料芯材130。
在本实施方式中,使用激光透射熔接法作为粘贴方法,通过使透射的激光111(半导体激光)加热发泡板2并粘贴发泡板2,2的面熔融接合作为在发泡板2的接合面涂覆的发热材料的上色材料113。上色材料113是容易吸收激光111的色彩而被上色的。
针对图10(a)至图10(d)和图11(a)至图11(c)中示出的激光透射熔接法的接合工序进行说明。激光透射熔接法是使用作为由激光光源110和透明丙稀板构成的规定部件的押板112接合两个发泡板2,2的方法,是适合具有热可塑性的聚丙烯至材料的粘贴的接合方法。作为激光光源110使用的是半导体激光(LD:激光二极管),也可以使用YAG激光。
首先,在垂直面整理使得粘贴的两个接合面紧密固定(参见图10(a)),为的是得到均匀的熔接层。
接下来,在发泡板2,2的接合面涂覆由于激光111的照射而发热的上色材料113(参见图10(a),图11(a))。
并且,如图10(b)和图11(b)所示,保持在一直按压的状态使得发泡板2,2的接合面确实地接触。用激光111照射由于按压保持在紧密粘结状态的接合面。从发泡板2,2的上方扫描接合面使激光光源110与发泡板2,2保持一定的距离进行照射(参见图10(c)、图11(c))。由于激光111具有透射树脂的性质,所以聚丙烯制的发泡板2,2部分不会发热,但是在接合面涂覆的上色材料113由于吸收了激光111而发热。通过该上色材料113的发热使接合面部分的发泡板2,2熔融,通过按压熔接彼此紧密粘接的接合面。
此时,接合部分由于夹在上方押板112和下方基材之间,所以防止在接合位置产生偏移。上方押板112由于是由可以使激光111透射的透明丙稀板形成的,所以可以以接合状态固定发泡板2,2并照射激光111。
还有通过利用热熔接进行接合在使用粘接剂的情况下不用担心产生挥发性有机物质(VOC),可以牢固地接合发泡板2,2。
在本实施方式中通过上述激光透射熔接使发泡板2,2接合,可以自由地形成具有比成形的发泡板2大、宽、长的芯材(参见图10(d))。
特别是,由于在顶部衬料中使用的芯材需要1500mm以上宽度时则需要在宽度方向并列接合多个通过挤出成形而成形的发泡板。在本实施方式中,与第二实施方式相同,通过在宽度方向接合四个形成为宽度400mm的发泡板2得到衬料芯材130。
对于上述激光透射熔融法,可以接合发泡倍率和机械强度不同的发泡板2。例如,可以通过在宽度方向交替接合多个发泡倍率降低且机械强度增加的发泡板2和发泡倍率升高且重量轻吸音率增加的发泡板2,制作兼具了重量轻,机械强度高且吸音率高的芯材。
发泡板2制作变化了发泡倍率的种类时,通过将其适宜地组合可以调整吸音率和机械强度。不仅局限于宽度方向,在长度方向也可以接合。
例如,虽然顶部衬料芯材130的情况是在宽度方向接合四个具有同样发泡倍率的发泡板2,通过在长度方向每450mm接合在宽度方向横向切断的发泡倍率低的发泡板2制作芯材可以不损害吸音性却强化了顶部衬料的刚性。特别是,优选适合作为单车厢型或货车型等小型客车中使用的尺寸大的顶部衬料的芯材。
此外,由于激光111透射过发泡板2,所以在厚度方向也可以接合发泡倍率不同的发泡板2。例如,使顶部衬料芯材130作为二重结构通过在室外侧配置吸音性高、高发泡倍率的发泡板2a,在室内侧配设强度高、低发泡倍率的发泡板2b,可以形成兼具吸音性和强度(刚性)的顶部衬料芯材130。
在图12(a)至图12(f)中示出接合面的形状。图的上侧是设计面(室内侧),是安装顶部衬料时设置在车辆内侧方向的面。还有,在各个图中,通过上色材料113熔融的区域表示为熔融层115。
首先,当如图12(b)所示,在熔融面形成倾斜角,通过相对于垂直切割的熔融面(参见图12(a))增加接合的面积,可以更牢固的接合。这里,形成在接合面的倾斜角从30到90°(垂直于切割的面是90°)。
在图12(c)所示的相对的两个熔融面形成相反角度的倾斜面的情况下,在粘贴时可以通过对接的尖的部分接合。通过这样接合,由于接合面的刚性差,在层叠工序中可以防止在设计面出现凹凸。即,由于熔融面通过熔融气泡破裂刚性增加,所以可以防止在按压的压缩加工后在设计面出现熔融处***等形状不良的情况。
当如图12(d)所示,使接合面为曲柄形状时,由于仅有推出部116的前端部分熔融,与纵向切断发泡板2的情况相比熔融面积减半,所以具有通过激光光源110加热时间变短的优点。此外,由于接合面是立体的,也可以确保接合强度。推出部116的长度优选为1mm到15mm。
如图12(e)所示,通过在发泡板2的设计面侧的接合面形成凹部,与图12(c)相同,可以防止在层叠工序中在设计面出现凹凸。
如图12(f)所示,当在接合面形成波状的凹凸时,由于增加了接合面积,可以更牢固地接合。可以实现与图12(b)同样的效果。由于激光111可以透射发泡板2,所以接合面形状可以比较自由地设定。
接下来,通过实施例1~3对本实施方式的顶部衬料芯材130以外的实施例进行说明。
(实施例1)
针对顶部衬料用层叠片的芯材,即顶部衬料芯材135进行说明。
在宽度方向接合4个具有400mm宽度的发泡板2制作具有可以在顶部衬料中使用的宽度(1500mm以上)的芯材。接合通过激光熔接(参见图10,图11)进行。
通过将低发泡率的发泡板2b和高发泡率的发泡板2a各两个共计四个进行接合构成顶部衬料芯材135。在该顶部衬料芯材135的边缘部接合两个低发泡率高机械强度的低发泡率的发泡板2b,中央的两个使用具有高发泡率和吸音率的高发泡率的发泡板2a。
通过这样构成,可以形成兼具车辆的安装部分的强度和吸音性能两种性能的顶部衬料芯材135。作为配置在边缘部的高强度,低发泡率的发泡板2b的发泡率为25倍,作为配置在中央部的高吸音率,高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。
在如上所述制作的顶部衬料芯材135层叠表皮材料,补充加固剂等构成的顶部衬料可以不使轻量性,吸音性,生产效率降低却可以提高刚性。
还有,顶部衬料芯材135与实施方式2中说明的粘贴顶部衬料35的方法不同或几乎相同。此外,通过本实施方式的激光透射熔接法可以制造与第二实施方式中说明的顶部衬料芯材40,45同样的芯材。
(实施例2)
激光111由于具有透射发泡板2的性质,所以在厚度方向也可以重合粘贴发泡倍率不同的发泡板2。
在图13(a)中示出了在厚度方向进行部分接合的顶部衬料芯材150的说明图。在图13(a)示出的顶部衬料芯材150的边缘部分的室内侧粘贴低发泡倍率的发泡板2b。此外,在图13(b)中表示I-I部分剖面说明图。
由于顶部衬料的边缘是与车辆顶部的安装部,所以比其他部分要求更高的强度。通过在该安装部分重合粘贴具有低发泡倍率的发泡板2b构成顶部衬料芯材150,可以构成具有车辆安装部分的强度和吸音性能两种特性的顶部衬料芯材150。
具体地说,在需要安装部等的强度的位置接合有在厚度方向重合粘贴制作的双层结构的芯材。具有高吸音性的高发泡倍率的发泡板2a配设在室外侧,具有高强度的低发泡倍率的发泡板2b配设在室内侧。该双层结构的芯材通过向涂覆上色材料113而紧密粘接的高发泡率的发泡板2a,低发泡率的发泡板2b的接合面照射激光111而接合。此时,在整个接合面移动激光光源110同时照射激光111。通过在涂覆了上色材料113的接合面均匀地照射可以牢固地接合。通过激光透射熔融法将这样制成的双层结构的芯材与其他芯材的边缘熔接构成顶部衬料芯材150。
作为配置在边缘的高强度,低发泡率的发泡板2b的发泡倍率为10~25倍,优选是25倍,作为配置在中央部的高吸音率,高发泡率的发泡板2a使用发泡率35倍的。通过使用激光透射熔接法,可以粘贴用其他热熔接法困难且具有宽的接合面的部件。
(实施例3)
图14(a)表示涉及实施例3的顶部衬料芯材155的说明图,图14(b)表示顶部衬料芯材155的II-II部分剖面说明图。
本实施例的顶部衬料155是通过部分地改变接合的发泡板2的厚度从而形成凹凸的顶部衬料,其仅由具有高吸音性的高发泡率的发泡板2a构成。
可以在需要强度的安装部分接合高发泡率的发泡板2a增加需要强度(刚性)的位置的厚度,使芯材的刚性提高。通过该方法可以仅通过高发泡率的发泡板2a构成顶部衬料芯材155,所以可以确保高的吸音性。
还有,在上述实施例中,接合面可以使平面也可以是曲线或曲面。通过使接合面为曲面使接合面积增加可以更牢固地接合。此外,通过仅在用于安装的爪部等需要强度的部分由低发泡率的发泡板2b形成增加吸音性高的高发泡率的发泡板2a的比例可以既确保必要的强度(刚性)又提高吸音性。
不仅局限于上述实施例,在车辆内装材料用层叠片1的任意区域都可以组合构成低发泡率的发泡板2b和高发泡率的发泡板2a。例如,在顶部衬料安装照明等的情况下,通过在照明时提供电源的连接器安装部分由低发泡率的发泡板2b构成,可以既不牺牲整个顶部衬料的吸音性又可以部分地确保高的刚性。