CN1078529C - 制造车辆用顶盖增强件的方法和顶盖增强件 - Google Patents

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Abstract

描述了制造可从车辆内部安装到顶盖板上的车辆用顶盖增强件的方法。为达到此点，制备一种由两层外表牛皮纸衬垫和一个高阻抗的泡沫中间层构成的平板状多层半成品；随后，将该半成品沿中线劈开，并按顶盖板尺寸以留有余量的方式剪切。另外，按顶盖板尺寸以留有余量的方式剪切一个单层牛皮纸衬垫。最后，被劈开的半成品的剪裁物和单层牛皮纸衬垫的剪裁物在一曲度和轮廓与顶盖板一致的成型刀具中成型为最终形状，并用在高阻抗的泡沫层的侧面与单层牛皮纸衬垫之间的粘结剂层粘结在一起。

Description

制造车辆用顶盖增强件的方法和顶盖增强件
本发明涉及一种制造车辆用顶盖增强件的方法和按照该方法制造的一种顶盖增强件。
车辆顶盖的刚度(例如当车辆倾覆时是至关重要的)通常是由直接地联结到支柱(分别为支柱A，B，C和D)上的顶盖框架提供的。外部的顶盖板仅起遮盖作用。为了避免使这种外部顶盖板在荷载，例如：雪的荷载，或者在洗车时通过自动车辆洗涤或者手动加压洗涤时的荷载下凹陷，汽车制造业采用多种增强方法。此外，顶盖板对车辆内部必须是消音的，举例而言，为了降低下雨时的击打噪声。
使用金属顶盖件达到顶盖的增强和使用在顶盖件之间粘结织物垫层来消音已是熟知的方法。另一种可能的方法是，直接把已被增强了的和成型的内部顶盖衬垫粘结到外部的顶盖板上。除此之外，可以直接把成型或未成型的波面纸板片粘结到外部顶盖板上。
波面纸板片有高吸湿的缺点，造成相当大的变形性；在吸湿期间散发气味；还有把预成型件再次转变为平坦形状的记忆效果；令人不快的高散发值；不足的变形度、对该部件厚度的严重限制；仅在单向有高刚度以及消音的特性不足等缺点。
US4729917公开了用于汽车车顶内衬的层压制品。所述的层压制品包括一个较硬的可热成型的泡沫中间层10，其两侧层压多孔的不可拉伸的刚性化层20，20a，在层20和20a上又层压了织物层30和30a，层间用聚酰胺粘合剂连接。该层压制品的层20，20a是多孔的，并且对声音的反射比牛皮纸层或聚合物箔小。其织物层30，30a也是吸音或消音材料层，优选使用羊毛织物。各层间采用不同的粘合剂进行粘合。层20，20a优选采用聚酰胺粘合剂粘合到泡沫芯层10上。而羊毛层30，30a通过乙烯-醋酸乙烯酯粘合剂粘合到层20，20a和泡沫芯层10的角上。
US4180427公开了一种将牛皮纸层压至热塑性泡沫材料上的方法，由该方法得到的层压制品用于移动式家居车的顶部和侧面或其它要求重量轻、厚度薄且具有一定的强度和良好绝缘性的结构中。该层压制品是由一个热塑性泡沫中间层与两个外侧覆盖层层压在一起。作为外层，可以使用牛皮纸。当制备如US4180427所述的层压制品时，首先需要对泡沫材料的表面进行电晕放电以清除任何杂质并破坏掉残余的单体膜。覆盖层材料被加热到泡沫材料的熔点之上，然后在不破坏泡沫孔的情况下将涂覆层施加到处理表面上。最后，使用圆柱辊将各层粘合起来，牛皮纸的热量有助于粘合。向泡沫材料的热量转移使泡沫材料伸展并降低密度，最终产品为平面状层压制品。
US4172918也公开了一种车顶内衬而不是顶盖增强件。所述的车顶内衬包括较硬的拉伸的塑料外层，较软的可压缩的经拉伸的塑料中间层，以及一个弹性的装饰性最终覆盖层。其中间层14可以是聚氨酯。
本发明的目的是提供一种具有强增强效果、有抗湿性、消除记忆效果同时具有高消音特性的顶盖增强件。
本发明的目的可以通过下述方法实现：将由两层外表牛皮纸衬垫和一层高阻抗的泡沫中间层制得的平板状多层半成品沿中间劈开，并按顶盖板的尺寸，以有余量的方式剪栽；另外，将一单层牛皮纸按顶盖板尺寸，以有余量的方式剪栽；最后，将所述的被劈开的半成品的剪栽物和单层牛皮纸衬垫的剪裁物在一曲率和轮廓与顶盖板一致的成型刀具中成型为最终形状，并且用在高阻抗的泡沫层的侧面和单层牛皮纸衬垫之间的粘结剂层将上述剪裁物粘结在一起，由此得到一种车辆用顶盖增强件，该增强件可从车辆内部被安装到顶盖上。
在本发明方法中，首先生产一种用作预制材料的半成品，具有能用一般生产机器进行生产的好处，以便确保高阻抗的泡沫层的稳定质量。在其后沿半成品中央劈开时，形成了两片以同样方式构成的片状物。与半成品面积相比，这种用于顶盖增强件材料的面积翻倍。与该半成品相对照，因为减少了用作增强件外层之中的一层，这种中间产品有柔软性。但是，当补加的牛皮纸衬垫和涂敷在高阻抗的泡沫层上仍处于柔韧的、未固化的粘结剂层，与已劈开的半成品接触时，这种中间产品仍保持柔韧性，因此这种类似的片状结构物可以用成型刀具按所需要形状成型。一旦粘结剂层固化，夹心材料状成品再次呈现形状稳定性的特点。并且，因此，即使当成品被安装在车辆中并曝置于因太阳辐射在车辆顶面所产生的热荷载情况下，仍能保持成型加工时所形成的形状。
用来生产多层半成品的牛皮纸衬垫，优选在两侧面均涂有热塑性塑料。与之对比，单层牛皮纸衬垫仅在一面，即在不发生粘结的侧面涂有热塑性塑料。
塑料涂层防止湿气从外部进入高阻抗的泡沫层。在半成品生产期间，塑料层也在高阻抗的泡沫层和牛皮纸衬垫之间形成热结合。当把单层牛皮纸衬垫粘结到被劈开的高阻抗的泡沫层时，可以使用能部分地渗入到牛皮纸衬垫材料中的粘结剂，从而提高粘结力。在此，塑料层将妨碍粘结剂的渗透，这样会损害粘结强度。通过在牛皮纸衬垫的欲被粘结的侧面不加涂塑料层，可以达到对高阻抗的泡沫层更好的粘结。这也有利于成品的刚度。
此外，在成型刀具中按预成型件成型和连接的被劈开的半成品的剪栽物，以及单层牛皮纸衬垫的剪栽物是在离开成型刀具之前，被剪切成顶盖增强件的最终形状的。
由此确保了在成形加工期间可能出现的任何尺寸变化不会影响最终成品的最终尺寸。即是说，成品的尺寸只是在其最终的成型过程之后才确定。
牛皮纸衬垫优选是由纤维素纸制备的，其单位面积重量为100-200克/米2，并用防水粘结剂粘合。
该材料作为夹心层的组成部分具有足够强度，对多层材料提供足够刚性。并且，该材料基本上是防水的，并满足车辆内部排放污染物的最大允许值的要求。
在一实施方案中，高阻抗的泡沫层包括具有封闭小泡的高阻抗的聚氨酯泡沫塑料，其单位面积重量为40-55公斤/米2。
这种材料可达到所需的声衰减和热绝缘。
塑料涂层可以包括HDPE，PP或PET，其单位面积重量为10-25克/米2。
以这种方式可获得足够的防湿阻挡层。
所述的粘结层可包含单组分或双组分的聚氨酯体系或纯异氰酸酯，其单位面积重量为60-120克/米2。
这种材料与欲被粘结的两层形成足够的粘结，固化时间短，有足够的热稳定性，并符合车辆内低污染物排放的要求。
附图示出根据本发明的顶盖增强件的横切面图。
其生产过程如下：首先，制造厚度为顶盖增强件厚度二倍的半成品。这是按照线性发泡方法(the line-foaming process)，使在两层牛皮纸衬垫之间的聚氨酯高阻抗泡沫塑料线性发泡来实现的。所述的聚氨酯高阻抗泡沫塑料具有封闭小泡的特点，并且单位体积重量范围为40-55公斤/米3。两层牛皮纸衬垫包含有单位面积重量为100-200克/米2的纤维素纸，并用防水粘结剂粘结。牛皮纸衬垫在其两侧用热塑性塑料涂覆，形成的涂层的单位面积重量为10-25克/米2。热塑性塑料涂层作为水和水蒸汽的阻挡层。所述的塑料材料可以是HDPE，PP或PET。
在制得板状半成品以后，沿中线劈开该板材。其后该板材再次成为可挠曲的板材。这时，可以按顶盖板尺寸并留有余量的方式剪栽该板材。
另外，仅在一面涂有热塑性塑料的单层牛皮纸衬垫，也按顶盖板尺寸并留有余量的方式剪栽，并把胶粘剂涂敷到它们未被涂覆的一个侧面。使用单组分或双组分的聚氨酯体系或纯异氰酸酯作为粘结剂。根据强度要求和牛皮纸衬垫质量，涂覆量在60-100克/米2。
其后，把所述的被劈开的半成品的剪栽物和单层牛皮纸衬垫的剪栽物放入一个其曲度和轮廓与顶盖板一致的成形刀具中。在此，两部份的排列方式要使单层牛皮纸衬垫涂有粘结剂层的侧面放置于被劈开的半成品的切面上，也即高阻抗的泡沫层面上。这时，两部件被成型为最终形状，同时被粘结在一起。在该成型过程中，粘结剂仍是未被固化的，使受该粘结剂层浸润的两表面能彼此相对滑动。加压时间依赖于粘结剂种类和所使用粘结剂的数量。在打开该刀具之前很短时间内，开动组合冲压刀具，结果，可以从该刀具中取出一完整剪切的预成型件，即相应的顶盖增强件。
在抗弯试验期间，朝向车辆内部的盖板层因外部压力而受到张力。顶盖增强件的多层或夹心结构的该侧面是由一侧被涂覆的牛皮纸衬垫与反应性粘结剂形成的。由于用反应性粘结剂浸润牛皮纸衬垫和其后在牛皮纸衬垫中的反应，所用牛皮纸衬垫获得相当高的稳定性。
由于无应力的粘结，在气候试验期间，不会回复到先前的形状。由于用粘结剂涂覆或浸润，可以避免牛皮纸衬垫吸湿。热膨胀系数低于10×10-6l/K，即类似于钢顶盖的热膨胀系数。刚性在各向相同。
通过使用高阻抗的聚氨酯泡沫塑料作为多层组件的隔层，获得最佳的消声效果和高度的热绝缘性能。这是由于单个小泡室的振荡能力和封闭小泡室的结构所致。

Claims (7)

1、一种制造车辆用顶盖增强件的方法，该增强件可从车辆内部被安装到顶盖上，其特征在于，将由两层外表牛皮纸衬垫和一层高阻抗的泡沫中间层制得的平板状多层半成品沿中间劈开，并按顶盖板的尺寸，以有余量的方式剪栽；另外，将一单层牛皮纸按顶盖板尺寸，以有余量的方式剪栽；最后，将所述的被劈开的半成品的剪栽物和单层牛皮纸衬垫的剪裁物在一曲率和轮廓与顶盖板一致的成型刀具中成型为最终形状，并且用在高阻抗的泡沫层的侧面和单层牛皮纸衬垫之间的粘结剂层将上述剪裁物粘结在一起。
2、一种根据权利要求1的方法，其特征在于，用于制造多层半成品的牛皮纸衬垫的两侧面均被热塑性塑料涂覆，而单层牛皮纸衬垫仅在不打算被粘结的侧面涂有热塑性塑料。
3、一种根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述的在成型刀具中按预成型件成型和连接的被劈开的半成品的剪裁物，和单层牛皮纸衬垫的剪栽物一起在离开成型刀具之前被剪切成顶盖增强件的最终形状。
4、一种根据权利要求1至3中任一项方法制造的顶盖增强件，其特征在于，所述的牛皮纸衬垫是由单位面积重量为100-200克/米2的纤维素纸制成的，并用防水粘结剂粘合。
5、一种根据权利要求4的顶盖增强件，其特征在于，高阻抗起泡层包括单位体积重量为40-55公斤/米3的具有封闭小泡室的高阻抗的聚氨酯泡沫塑料。
6、一种根据权利要求4或5的顶盖增强件，其特征在于，塑料涂层包括HDPE，PP或PET，其单位面积重量为10-25克/米2。
7、一种根据权利要求4的顶盖增强件，其特征在于，所述的粘结剂层包含有单组分或双组分的聚氨酯体系或纯异氰酸酯，其单位面积重量为60-120克/米2。
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