CN103038059A - 面材强化发泡体 - Google Patents

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Abstract

提供轻量、成形性、特别是深拉深成形性优异,且所得的成形体的尺寸稳定性优异的面材强化发泡体及成形体。它是将由玻璃纤维无纺布与热塑性树脂形成的强化面材层合在通过线束连续挤出法由发泡倍率10~40倍的非交联树脂形成的线束集束发泡体的两表面而得的面材强化发泡体,其特征在于,所述玻璃纤维无纺布的拉伸弹性率为0.7~1.2kgf/mm2、构成该玻璃纤维无纺布的玻璃纤维的平均纤维长为15~100mm、所述强化面材中的玻璃纤维的含量为25~40质量%,且强化面材的拉伸弹性率为0.8~2.0kgf/mm2

Description

面材强化发泡体
技术领域
本发明涉及使由玻璃纤维和热塑性树脂形成的强化面材层合在发泡体的两表面而得的轻量、成形性、特别是深拉深成形性优异,且由该面材强化发泡体得到的成形体的尺寸稳定性优异的面材强化发泡体,及由该面材强化发泡体得到的成形体。
背景技术
到目前为止,已知以轻量的发泡体为芯材,用热压接辊在其两表面层合由纤维材料形成的强化面材而得的面材强化发泡体。例如,在专利文献1中提出了如下的技术方案:作为面材强化使用180℃时的拉伸弹性率4~10kgf/mm2的强化面材,籍此提高深拉深成形性及、面材强化发泡体的刚性,且提高热尺寸稳定性。
还有,作为轻量发泡体已知使热塑性树脂通过具有多个吐出孔的模具,形成泡沫线束,将它们一体化而得的发泡体。例如在专利文献2中公布了使可发泡的熔融的热塑性组合物通过具有多个孔或狭缝(吐出孔)的列的模具,进行挤出,上述多个孔或狭缝(吐出孔)的列按照使得被挤出的邻接的线束(strand)或型材接触且合体的条件配置,具有上述线束或型材被配置为相对于发泡体的纵轴实际上平行的结构的发泡体的制造方法。
揭示了上述发泡体与一般的发泡体相比,具有结构上各向异性,对与线束方向(挤出方向)垂直的方向的伸长性显著高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利特开平8-11254号公报
专利文献2日本专利特表平1-502252号公报
发明的内容
发明所要解决的问题
使用专利文献1记载的将强化面材层合于发泡体的两表面而得的面材强化发泡体,成形为例如,角部位的R为10mm、高为200mm、边角角度为60度、展开率为200%的、拉深特别深的形状时,虽然由于成形时的面材强化发泡体的伸长性大,在角部等深拉深部位不会发生破裂,但是将由该面材强化发泡体形成的成形体反复暴露于例如,高温多湿环境时,存在成形应变趋于缓和,尺寸变化及形状变化变大的问题。
还有,在专利文献2记载的、所谓线束集束发泡体这样的具有各向异性的发泡体上,例如参照专利文献1的记载,层合180℃时的拉伸弹性率高的强化面材制造面材强化发泡体时,在如上所述的深拉深的成形体中,在发泡体的线束的垂直方向显现显著的伸长性,但是由于强化面材也变形,因而存在面材强化发泡体的尺寸及形状发生变化的问题。
本发明的目的在于提供轻量性、成形性、特别是在深拉深成形中也能得到尺寸稳定性优异的成形体的面材强化发泡体、及由此而得的成形体。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明者为了达成上述目的,进行了深入研究,结果发现,使用以特定范围的量含有玻璃纤维无纺布的、拉伸弹性率具有0.8~2.0kgf/mm2的强化面材,层合在由发泡倍率为10~40倍的非交联的热塑性树脂形成的线束集束发泡体的两表面而得的面材强化发泡体能够获得轻量性和成形性优异、尺寸稳定性优异的成形体,所述玻璃纤维无纺布的拉伸弹性率与上述专利文献1等所用的相比为相当小的0.7~1.2kgf/mm2、且玻璃纤维的平均纤维长为15~100mm,从而最终完成了本发明。
本发明是基于上述新发现的发明,包括以下的要旨。
1.面材强化发泡体,它是将由玻璃纤维无纺布与热塑性树脂形成的强化面材层合在通过线束连续挤出法由发泡倍率10~40倍的非交联的热塑性树脂形成的线束集束发泡体的两表面而得的面材强化发泡体,其特征是,所述玻璃纤维无纺布的拉伸弹性率为0.7~1.2kgf/mm2、构成该玻璃纤维无纺布的玻璃纤维的平均纤维长为15~100mm、所述强化面材中的玻璃纤维的含量为25~40质量%,且强化面材的拉伸弹性率为0.8~2.0kgf/mm2
2.如上述1记载的面材强化发泡体,其中,所述玻璃纤维无纺布中的粘合剂以固体成分计为5~20质量%。
3.如上述1或2记载的面材强化发泡体,其中,在所述粘合剂的固体成分中含有0.1~3.0质量%的交联树脂。
4.如上述1~3中任一项记载的面材强化发泡体,其中,面材强化发泡体中的玻璃纤维的含量为10~20质量%。
5.如上述1~4中任一项记载的面材强化发泡体,其中,所述热塑性树脂为非交联的聚烯烃树脂。
6.如上述5记载的面材强化发泡体,其中,所述聚烯烃树脂为熔体流动速率(230℃)为5~30g/10分钟的聚丙烯类树脂。
7.如上述1~6中任一项记载的面材强化发泡体,其中,所述热塑性树脂是密度为900~930kg/m3的、直链状的低密度聚乙烯。
8.如上述2~7中任一项记载的面材强化发泡体,其中,所述粘合剂为选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂及乙酸乙烯树脂的至少1种树脂。
9.如上述3~8中任一项记载的面材强化发泡体,其中,所述交联树脂为聚乙烯醇或多官能型丙烯酸多元醇。
10.成形体,由如上述1~9中任一项记载的面材强化发泡体制得。
发明的效果
本发明提供轻量性、成形性、特别是在深拉深成形中也能够得到尺寸稳定性优异的成形体的面材强化发泡体、及由其得到的成形体。
例如,将由面材强化发泡体形成的成形体用作汽车内装构件时反复暴露于温度从90℃至-40℃、95%的相对湿度(RH)的多湿度的环境中,这种情况下要求成形体的尺寸变化相对于初始的尺寸1000mm小于2mm(尺寸变化小于2/1000),还有在像汽车的内装顶棚构件这样的条件严苛的环境中使用时,要求相对于初始尺寸1000mm,尺寸变化小于1mm(尺寸变化小于1/1000,本发明提供能够满足这些要求的面材强化发泡体。
具体实施方式
(玻璃纤维无纺布)
构成玻璃纤维无纺布的玻璃纤维的平均纤维长必须为15~100mm、优选20~85mm。玻璃纤维长短于15mm时,成形时易开裂,不适宜。另一方面,玻璃纤维长超过100mm时,无纺布的单位面积质量的离散变大,处理无纺布时玻璃纤维易脱落,因此加工性降低,使热塑性树脂含浸于无纺布时树脂从无纺布的渗出增多,因此不适宜。
本发明所用的玻璃纤维无纺布的拉伸弹性率必须为0.7~1.2kgf/mm2。玻璃纤维材料在180℃时的拉伸弹性率小于0.7kgf/mm2时,虽然无纺布的加工性及面材强化发泡体的尺寸稳定性优良,但是在成形时拉深部位的伸长性不足而发生破裂,因此不适宜。
另一方面,拉伸弹性率大于1.2kgf/mm2时,成形性极好,但是易发生无纺布的玻璃纤维的脱落,处理性、加工性恶化,或成形时材料过度伸长,造成残余变形变大,有时在高温(低温)、多湿的环境中处理成形品时,由于要缓和成形时的变形,从而损害面材强化发泡体的尺寸稳定性、或有损成形品的表面平滑性,因此不适宜。
拉伸弹性率更好是0.9~1.15kgf/mm2,特别好是0.9~1.1kgf/mm2
本发明所用的玻璃纤维无纺布优选含有粘合剂。在玻璃纤维无纺布中,粘合剂的烧矢量(ignition loss)以固体成分计为5~20质量%、更好为7~16质量%。粘合剂树脂的含量小于5质量%时玻璃纤维的结合力弱,导致加工时的纤维的脱落增加,有损加工性,或所希望的增强效果变弱,成形时的裂纹及尺寸变化变大,反之大于20质量%时玻璃纤维彼此间的结合力变强,造成强化面材的拉伸弹性率降低,不易成形,无纺布变得高价,不理想。
所使用的粘合剂树脂没有特别的限定,可以使用聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、乙酸乙烯树脂、淀粉类等各种粘合剂树脂。其中,作为粘合剂树脂优选乙酸乙烯树脂或淀粉类。
还有,考虑到玻璃纤维无纺布的处理及加工性时,为了达到上述拉伸弹性率在粘合剂树脂可以含有交联树脂。交联树脂的含量相对于粘合剂的固体成分,优选为0.1~3质量%、特别好是0.2~2质量%。
粘合剂树脂中的交联树脂没有特别的限定,但从成本及加工性方面出发,优选使用聚乙烯醇(PVA)、或多官能型丙烯酸多元醇,特别好是聚乙烯醇。
(热塑性树脂)
上述玻璃纤维无纺布中,玻璃纤维的间隙被热塑性树脂含浸。在本发明中,与玻璃纤维无纺布复合的热塑性树脂优选易含浸至无纺布、与发泡树脂的粘接性高的树脂。
发泡体和强化面材的粘接性不足时,面材强化发泡体的强度降低、或在成形时剥离且开裂,而且所得的成形体不具有充分的尺寸稳定性,因此不理想。发泡体与强化面材的粘接强度在180度剥离中,优选为0.05kgf/mm2以上、更好是0.1~5kgf/mm2
热塑性树脂没有特别的限定,例如熔体流动速率(MFR、230℃)优选为5~50g/10分钟、更好是8~45g/10分钟。
热塑性树脂没有特别的限定,但从成本、耐热性、及加工的难易度出发,优选使用烯烃树脂、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)这类与乙烯树脂的共聚物、或它们的混合物。其中,优选密度为900~930kg/m3的低密度聚乙烯,从向无纺布内部的渗透性、加工性、成本方面优选使用直链状的聚乙烯。
(强化面材)
由上述玻璃纤维无纺布与上述热塑性树脂形成的强化面材较好是强化面材中的玻璃纤维的含量为25~40质量%、特别好是30~35质量%。强化面材中的玻璃纤维的含量超过40质量%时,强化面材的拉伸弹性率降低、成形时的伸长性不足,在成形体发生开裂,因此不适宜。另一方面,越是减少玻璃纤维含量而使树脂含量增加,强化面材的拉伸弹性率越高,伸长性越高,但玻璃纤维的含量小于25质量%时,制品重量增加或价格上升,因此不适宜。
还有,对玻璃纤维无纺布使热塑性树脂含浸时,没有特别的限定,在玻璃纤维无纺布为片状时,优选含浸于片材的两表面上。但是,如果是具有适合于加工的温度及适度的粘度特性的热塑性树脂,可以减少在玻璃纤维无纺布的厚度方向上含浸的热塑性树脂的不均一性时,可以仅从玻璃纤维无纺布的一侧的表面使其含浸。
要求在深拉深成形等中具有优异的伸长性的强化面材时,最好是按照热塑性树脂均匀地存在于玻璃纤维无纺布中的条件使其含浸。
还有,热塑性树脂向玻璃纤维无纺布的含浸方法只要是能够直接使熔融的热塑性树脂含浸的装置则均可以使用。例如,更好是通过热熔树脂的喷射式热熔层压法或挤出层压法等连续层合加工,使被粘接体玻璃纤维无纺布与热塑性树脂复合的方法。
含浸于玻璃纤维无纺布的、熔融的热塑性树脂的粘度过高时,树脂无法充分地渗透到纤维原材料内部,无法赋予强化面材足够的伸长性,因此不适宜。另一方面,如果熔融的热塑性树脂的粘度过低,则使熔融的热塑性树脂含浸于玻璃纤维无纺布后,树脂从玻璃纤维无纺布渗出,因此变得不易加工,不适宜。
强化面材在气氛温度设定为180℃的高温拉伸试验中的拉伸弹性率必须为0.8~2.0kgf/mm2,特别好是0.9~1.5kgf/mm2
强化面材的180℃时的拉伸弹性率小于0.8kgf/mm2时,虽成形性的刚性及尺寸稳定性良好,但成形时的强化面材的伸长性降低,在成形时易发生开裂,不适宜。
另一方面,强化面材的拉伸弹性率超过2.0kgf/mm2时,成形性良好,但成形应变随时间缓和的过程中的成形体的尺寸变化及形状崩塌变大,因此不适宜。
(发泡体)
本发明中形成发泡体的树脂没有特别的限定,使用热塑性树脂材料。从成本及进行深拉深成形方面出发,优选使用非交联性的聚烯烃类的树脂。聚烯烃类树脂中特别优选使用耐热性及刚性高、价廉的聚丙烯类的树脂。作为聚丙烯类树脂,熔体流动速率(MFR、230℃)优选5~30g/10分钟、更好是5~20g/10分钟。
本发明中的线束集束发泡体没有特别的限定,可以通过从多个口模喷嘴吐出的线束连续挤出发泡法得到。例如,发泡体可以通过使用具有开口直径为0.5~3mm、开口数为50~5000的多孔型口模的挤出机,在160~250℃的熔融挤出温度下,口模的每一个开口的吐出量V设为0.03~0.5kg/h、将临近口模开口部的树脂压力以3~20MPa释放至大气下进行挤出发泡的方法来得到。
但是,发泡体使用线束集束发泡体时,相对于向发泡体的挤出方向的拉伸伸长性,向其垂直方向的拉伸伸长性高,为具有各向异性的材料。
本发明中,发泡体的发泡倍率宜为10~40倍、优选13~30倍。发泡倍率小于10倍时,面材强化发泡体的刚性良好,但有损轻量性,因此不适宜。发泡倍率超过40倍时,虽在面材强化发泡体的轻量性及成本方面良好,但无法赋予刚性,有损尺寸稳定性,因此不适宜。
(面材强化发泡体)
本发明中的面材强化发泡体通过在发泡体的两表面层合强化面材来制造,其形状可以采用板状、或片状。
发泡体和强化面材的层合方法没有特别的限定,有一边使热塑性树脂含浸于玻璃纤维无纺布,一边使热塑性树脂适度地渗出至玻璃纤维无纺布的内表面,籍此使用热塑性树脂的粘接性,将强化面材和发泡体层合的方法;预先准备好在玻璃纤维无纺布含浸有热塑性树脂的强化面材和、与其层合的发泡体,在下一工序中利用热辊使两者层合的方法;用热风式层合法将两者贴合的方法等。
作为在使热塑性树脂与无纺布复合的同时与发泡体层合的方法,有挤出层压法和、喷射式热熔层压法。挤出层压法存在装置大,需要较大的场地,装置价格非常高的缺点,但优点是能够容易以较均一的单位面积质量涂布高单位面积质量的热塑性树脂。喷射式热熔层压法能够以较低的成本进行加工,但缺点是热塑性树脂的单位面积质量不均一,或不适于高单位面积质量的树脂的涂布。
还有,预先准备强化面材时也可以通过上述挤出层压法或喷射式热熔层压法适当地加工。
将预先准备好的强化面材用热辊贴合的方法是在发泡体的两表面层叠强化面材的状态下,用经加热的辊加压来贴合的方法。
利用热辊贴合时,具有加工方法简易的优点,但缺点是强化面材的厚度厚时,为了将能够充分地与发泡体粘接的热塑性树脂熔融,需要消耗大量的热量。其结果是具有以下的缺点:提升热辊的热量、增大热辊的尺寸、需要多个热辊、导致必须降低加工速度。
预先准备好的强化面材用热风式层压法贴合的方法是向发泡体与强化面材同时吹热风,使各自表面的树脂软化熔融后,边用冷却辊加压冷却,边使各自的表面贴合的方法。
热风式层压法存在设计上装置复杂、且为使材料充分软化熔融必须吹高温的热风的缺点。但优点是装置便宜且不受场地限制,想要使制品宽度方向的加热温度均一化时易较精细化地控制,可以同时将发泡体和含浸于强化面材的热塑性树脂加热熔融而贴合,因此即使在加工速度快的情况下也能够充分地贴合加工。
如上所述得到的面材强化发泡体在后续工序中还可以进行冲压成形或真空成形。
冲压成形时,通过预加热使基材软化熔融,利用冷却加压成形为某特定形状,可以预先在成形体的表面层叠粘接层,加压的同时,在基材的表面贴合毡及三元乙丙橡胶(EPDM)、乙丙橡胶(EPR)、丁基橡胶接枝聚乙烯等为代表的烯烃类弹性体(TPO)片材等装饰材料。此外,也可以预先,在强化面材的加工工序中,使聚丙烯或聚乙烯等烯烃类树脂或上述烯烃类弹性体等转印性高的树脂熔融,浇铸在玻璃纤维无纺布表面,制成强化面材,使用其制得面材强化发泡体,在压制成形时使模具的凹凸形状转印至成形品的表面,赋予外观。
真空成形时也如前述,成形的同时在成形品贴合装饰材料,或预先在强化面材的加工工序中复合转印性高的树脂,籍此进行模具形状的转印,可以赋予外观。
面材强化发泡体的玻璃纤维的含量在面材强化发泡体的总质量中优选为10~20质量%,更好是12~18质量%。玻璃纤维的含量小于10质量%时,有损成形品的热尺寸稳定性,例如在汽车的内装材料等温湿度环境苛酷的状况下使用其时,会发生面材强化发泡体的尺寸缩水,形状崩塌等不良情况,因此不适宜。特别是,成性变形大的深拉深成形品的情况下,残余应力变大,因此尺寸形状稳定性及形状稳定性受到显著地损害。
另一方面,若玻璃纤维的含量超过20质量%时,可以提高面材强化发泡体的尺寸稳定性,但有损轻量,或强化面材的拉伸弹性率过高而成型时发生开裂,因此不适宜。
本发明中,各种物性值如下求得。
1.玻璃纤维无纺布的单位面积质量
将无纺布裁成纵200mm、横200mm的尺寸的板状,其质量(g)用电子天平测定至小数点后2位,通过以下公式算出玻璃纤维无纺布的单位面积质量。将分别算出的单位面积质量的平均值(n=5)作为玻璃纤维无纺布的单位面积质量。
玻璃纤维无纺布单位面积质量(g/m2)
=质量(g)/(200(m)/1000(m)×200(m)/1000(m)
2.强化面材的单位面积质量
将强化面材裁成纵200mm、横200mm的尺寸的板状,其质量(g)用电子天平测定至小数点后2位,通过以下公式算出强化面材的单位面积质量。将分别算出的单位面积质量的平均值(n=5)作为强化面材单位面积质量。
强化面材的单位面积质量(g/m2)
=质量(g)/(200(m)/1000(m)×200(m)/1000(m))
3.面材强化发泡体的单位面积质量
将面材强化发泡体裁成纵200mm、横200mm的尺寸的板状,其质量(g)用电子天平测定至小数点后2位,通过以下公式算出面材强化发泡体的单位面积质量。将分别算出的单位面积质量的平均值(n=5)作为面材强化发泡体单位面积质量。
面材强化发泡体单位面积质量(g/m2)
=质量(g)/(200/1000(m)×200/1000(m))
4.面材强化发泡体的厚度
从面材强化发泡体的平板部,将试验片裁成纵200mm、横200mm的板状,其厚度用数显卡尺测定至小数点后2位,将厚度的平均值(n=5)作为面材强化发泡体厚度。
5.玻璃纤维无纺布在180℃时的拉伸弹性率及拉伸伸长率
将玻璃纤维无纺布裁成纵200mm、横25mm的尺寸的板状,将预先加热至180℃的无纺布以夹具间隔150mm固定于高温拉伸试验装置中,使用以拉伸速度50mm/分钟拉伸试验片时的最大载荷(kgf)与试验片面积(mm),通过以下公式算出拉伸弹性率。将所得的拉伸弹性率的平均値(n=5)作为无纺布在180℃时的拉伸弹性率。
180℃拉伸弹性率(kgf/mm2)=
((最大载荷(kgf)÷(试验片宽度25(mm))×夹具间隔150(mm)×拉伸伸长率(%))
还有,在无纺布的180℃拉伸试验中,根据至无纺布断裂的位移量(mm)与试验的夹具间隔(mm),使用以下公式算出180℃时的拉伸伸长率。
180℃拉伸伸长率(%)
=(至无纺布断裂的位移量(mm)÷夹具间隔(mm))×100
将所得的拉伸伸长率的平均値(n=5)作为180℃时的拉伸伸长率。
6.强化面材在180℃时的拉伸弹性率及拉伸伸长率
强化面材的拉伸弹性率及拉伸伸长率也通过与上述5.记载的玻璃纤维无纺布的180℃拉伸试验相同的方法,算出强化面材在180℃时的拉伸弹性率和拉伸伸长率。
7.强化面材中的玻璃纤维的含量
将强化面材裁成纵30mm、横30mm的尺寸的板状,充分除去水分后用作试验片。将该试验片放入瓷皿(质量:W0)中,试验片和瓷皿的总质量(w1)用电子天平测定至小数点后4位,在设定为450℃的电炉中放置5小时,在装有硅胶的干燥器中将温度降至室温,用电子天平测定有机成分燃烧后的残留有强化面材的瓷皿的质量(w2)至小数点后4位,根据以下的公式算出强化面材的玻璃纤维含量。
从强化面材的不同位置采取试验片,进行5次上述测定,将分别得到的玻璃纤维含量的平均值作为强化面材中的玻璃纤维含量。
强化面材中的玻璃纤维含量(质量%)
=((W2-W0)/(W1-W0))×100
8.深拉深成形性
使用在发泡体的两表面层合有强化面材的纵2400mm、横1500mm的尺寸的板状的面材强化发泡体。在其端部50mm的位置将4边夹固,在远红外线加热炉中充分地预加热,使其软化、熔融后,迅速地将面材强化发泡体输送至模具内部。
模具使用中央部凹成纵1200mm、横1000mm、斜边200mm的四角锥台形状的,模具上模为凹型、下模为凸型,所有的角部分的R为10mm且倾斜角60度的模具。在将模具间的间隙设为5.5mm、将软化熔融的上述面材强化发泡体夹固的状态下进行加压,籍此制得成形体,在所有的深拉深(角部、立壁)部位进行面材强化发泡体是否破裂的评价。
在评价中,作为面材强化发泡体的破裂程度,长100mm以上破裂时评价为“破裂大”,长100~10mm破裂时,评价为“中等程度破裂”,强化面材及发泡体、或其两者破裂长10~5mm左右、穿孔时评价为“破裂小”。
9.尺寸稳定性
首先,在用记载于上述8深拉深成形性的方法成型的面材强化发泡体的平面部于纵向3处画1000mm的直线、于横向3处画750mm的直线,在立面倾斜部的纵横均画750mm及150mm的直线,以0.5mm为最小刻度用刻度尺测定直线的初始长度(L0)。
接着,使用设定温度的精度为±1℃、设定湿度的精度为±2%RH的高湿恒温槽,在以下的温度湿度的条件下,实施4循环的湿冷热循环试验。
该湿冷热循环试验的循环如下。
首先,以温度23℃湿度50%保持0.5小时(以下、称为初始条件。),接着以温度90℃保持11.5小时。其后,经过初始条件,以-40℃保持7.5小时,再次经过初始条件,以温度70℃湿度50%保持7.5小时。其后,经过初始条件,以-40℃保持7.5小时后回复到初始条件,将此作为1循环。
试验结束后,对试验前画的直线分别使用刻度尺,以0.5mm作为最小刻度测定试验后的长度(L1)。
评价全部的直线后,通过以下公式,算出冷热循环试验后的尺寸变化。
冷热循环试验后的尺寸变化(×1/1000)
=((L0-l1)÷L0)×1000
还有,将面材强化发泡体纵向(挤出发泡线路方向;2400mm)作为MD方向、将横向(相对挤出发泡线路的宽度方向;1500mm)作为TD方向,计算在MD方向·TD方向均算出的尺寸变化的值的平均值,将此作为面材强化发泡体的冷热循环试验后的尺寸变化。
此外,作为尺寸变化的单位的×1/1000,表示初始尺寸1000mm的成形体在冷热循环试验后变形的变形量(mm),与尺寸变化率×0.1(%)的含义相同。
在深拉深成形的面材强化发泡体的尺寸稳定性的评价中,将尺寸变化小于(1.0)×1/1000评价为“◎”、将(1.0~1.5)×1/1000评价为“○”、将(1.5~2.0)×1/1000评价为“△”、将尺寸变化超过(2.0×1)/1000时评价为“×”。
此外,作为成形体,例如要使用于汽车用的内装构件等时,作为能够充分应对车内环境的苛酷的温湿度变化的尺寸稳定性必须尺寸变化小于2×1/1000、特别是用于轿车用的内装用时,尺寸变化必须小于1×1/1000。
实施例
为了更具体地说明本发明,以下例举实施例,但本发明并不仅限定于这些实施例。还有,在本发明中,只要无特殊说明,“%”为质量%。
实施例1~7、及比较例1~8的面材强化发泡体的制造条件、其评价结果等,汇总示于表1、表2。
实施例1
使用平均纤维径13μm、平均纤维长25mm的玻璃纤维无纺布,使聚氨酯树脂与丙烯酸树脂的混合物(质量比率80:20)形成的粘合剂按照相对于玻璃纤维的质量为10质量%的量附着于其上,再以相对于粘合剂的质量为0.5质量%的量添加作为交联成分的PVA,在200℃进行90秒钟的热处理,得到单位面积质量50g/m2且烧失量(ig.loss)10%的玻璃纤维无纺布,使用该玻璃纤维无纺布。该玻璃纤维无纺布在180℃时的拉伸弹性率为1.0kgf/mm2、180℃时的拉伸伸长率为0.83%。
在上述玻璃纤维无纺布上以280~290℃的熔融状态、且按照单位面积质量达到50g/m2的条件直接涂布作为热塑性树脂的直链状低密度聚乙烯树脂(LLDPE、密度919kg/m3 MFR:8.0g/10分钟)。接着,再在玻璃纤维无纺布的内侧,以50g/m2的单位面积质量直接涂布LLDPE树脂,使树脂成分的单位面积质量合计达到100g/m2,通过挤出层压法使其含浸,制得玻璃含量为33质量%的强化面材。
该强化面材的单位面积质量为150g/m2、LLDPE树脂含量为67质量%。还有,180℃时的拉伸弹性率为1.1kgf/mm2、180℃时的拉伸伸长率为5.7%。
另一方面,使用串联式挤出机,使230℃时的MFR为3.3g/10分钟、230℃时的熔融张力为7.9g的均聚聚丙烯树脂以吐出量75kg/小时(h)且在230℃的温度設定下熔融,按照相对于均聚聚丙烯树脂100质量%达到6.5质量%的条件注入作为发泡气体的二氧化碳,进行充分地混炼后,调整第2段的挤出机的温度,按照使临发泡前的树脂温度达到185℃的条件进行温度设定,通过孔数1332(在发泡体的厚度方向4孔、在宽度方向333孔)且孔直径0.59mm、孔间隔4.5mm的多腔模嘴(マルチストランドダイノズル),以树脂压力达到8.3MPa的条件进行挤出,将压力一举释放至大气压中,籍此制得制品宽1500mm、发泡倍率26倍、厚度12mm、单位面积质量380g/m2的发泡体。
接着,在连续生产线中,在如上所述预先准备好的强化面材和发泡体之间,吹280℃的热风,使强化面材的LLDPE树脂和发泡体表面的PP(聚丙烯)树脂熔解后,迅速地用PTFE(聚四氟乙烯)被覆辊加压,籍此在发泡体的两表面贴合强化面材,制得面材强化发泡体。
所得的面材强化发泡体的单位面积质量为680g/m2、厚度为11mm、面材强化发泡体中的玻璃含量为15质量%。
使如上所述得到的面材强化发泡体在设定温度为280℃的远红外加热炉内滞留120秒钟,进行加热使成形体的表面温度达到170~180℃,随即将上述模具设定为30℃,以模具间隙设定5.5mm的条件进行深拉深成形。
所得的面材强化发泡体的成形体在深拉深角(立壁倾斜面)部位无开裂,表面外观端丽。
还有,使用该成形体,通过上述的冷热循环试验调查了试验前后的成形体的尺寸变化,尺寸变化为0.98×1/1000(尺寸变化率0.098%),可以确认尺寸稳定性优异。
实施例2
除了使作为玻璃纤维无纺布的粘合剂的交联成分的PVA的添加量为3%以外,全部为与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
实施例3
除了使用玻璃纤维无纺布的单位面积质量为适合但为较低的40g/m2的无纺布以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
实施例4
除了使用玻璃纤维无纺布的单位面积质量为适合但为极高的65g/m2的无纺布以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
实施例5、6
除了使将玻璃纤维结合的粘合剂量为15质量%及20质量%以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
实施例7
除了使含浸于玻璃纤维无纺布的热塑性树脂的单位面积质量(每单位面积的质量)为38g/m2,使强化面材中的玻璃纤维含量为40质量%以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例1
除了使作为玻璃纤维无纺布的粘合剂的交联成分的PVA的添加量为5%以外,全部为与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例2
除了未添加作为玻璃纤维无纺布的粘合剂的交联成分的PVA以外,全部为与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例3
除了使用玻璃纤维无纺布的单位面积质量极低的30g/m2的无纺布,使强化面材所含的玻璃纤维含量为23质量%以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例4
除了使用平均纤维长为10mm的玻璃纤维无纺布以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例5
除了使用平均纤维长为120mm的玻璃纤维无纺布以外,与实施例1相同的制造条件,得到面材强化发泡体。
比较例6
除了使将玻璃纤维结合的粘合剂量为4质量%以外,与实施例1相同,得到面材强化发泡体。
比较例7
除了使含浸于玻璃纤维无纺布的热塑性树脂的单位面积质量(每单位面积的质量)为25g/m2,使强化面材中的玻璃纤维含量为50质量%以外,与实施例1相同,得到面材强化发泡体。
比较例8
除了使含浸于玻璃纤维无纺布的热塑性树脂的单位面积质量(每单位面积的质量)为110g/m2,使强化面材中的玻璃纤维含量为19质量%以外,与实施例1相同,得到面材强化发泡体。
表1
表2
续表1
产业上利用的可能性
由本发明提供的面材强化发泡体轻量、成形性、特别是深拉深成形性优异,且由该面材强化发泡体得到的成形体的尺寸稳定性优异,因此例如可广泛用作汽车用的顶棚材料等车辆用的构件。
还有,本文引用2010年9月14日提出申请的日本专利申请2010-206018号的说明书、权利要求书、及摘要的全部内容,作为本发明的说明书的内容。

Claims (10)

1.面材强化发泡体,它是将由玻璃纤维无纺布与热塑性树脂形成的强化面材层合在通过线束连续挤出法由发泡倍率10~40倍的非交联的热塑性树脂形成的线束集束发泡体的两表面而得的面材强化发泡体,其特征在于,所述玻璃纤维无纺布的拉伸弹性率为0.7~1.2kgf/mm2、构成该玻璃纤维无纺布的玻璃纤维的平均纤维长为15~100mm、所述强化面材中的玻璃纤维的含量为25~40质量%,且强化面材的拉伸弹性率为0.8~2.0kgf/mm2
2.如权利要求1所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述玻璃纤维无纺布中的粘合剂以固体成分计为5~20质量%。
3.如权利要求1或2所述的面材强化发泡体,其特征在于,在所述粘合剂的固体成分中含有0.1~3.0质量%的交联树脂。
4.如权利要求1~3中任一项所述的面材强化发泡体,其特征在于,面材强化发泡体中的玻璃纤维的含量为10~20质量%。
5.如权利要求1~4中任一项所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述热塑性树脂为非交联的聚烯烃树脂。
6.如权利要求5所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述聚烯烃树脂是熔体流动速率(230℃)为5~30g/10分钟的聚丙烯类树脂。
7.如权利要求1~6中任一项所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述热塑性树脂是密度为900~930kg/m3的、直链状的低密度聚乙烯。
8.如权利要求2~7中任一项所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述粘合剂为选自聚氨酯树脂、丙烯酸树脂及乙酸乙烯树脂的至少1种树脂。
9.如权利要求3~8中任一项所述的面材强化发泡体,其特征在于,所述交联树脂为聚乙烯醇或多官能型丙烯酸多元醇。
10.成形体,其特征在于,将权利要求1~9中任一项所述的面材强化发泡体成形而得。
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