一种新型汽车顶棚及其生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种新型汽车顶棚，从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。本发明还提供了一种生产如上所述的新型汽车顶棚的工艺，该成型工艺结合干法成型工艺的工序简单及生产节拍快等优点，以及湿法成型工艺的产品成型性能优于干法工艺顶棚以及产品具有轻量化等优点，该成型工艺也为干法湿做(冷料热模)成型工艺。本发明降低了产品的VOC性能以及改善了产品的NVH性能，具有产品成型性能好、产品轻量化，产品的生产节拍提高，对生产环境污染小等优点。
【专利说明】一种新型汽车顶棚及其生产工艺【技术领域】
[0001]本发明创造涉及本发明属于汽车内饰【技术领域】，尤其涉及一种新型汽车顶棚及其生产工艺。
【背景技术】
[0002]随着汽车产业的发展，整车NVH以及VOC性能日愈被关注，对汽车零部件的NVH及VOC性能要求也越来越高，汽车顶棚为主要的吸音隔音部件，起着重要的作用；
[0003]汽车顶棚成型工艺现主要有两种成型工艺，一为干法成型工艺，又称为热料冷模成型方式；二是湿法成型工艺，湿法成型工艺又分为湿法一步法成型工艺和湿法两步法成型工艺，湿法成型工艺，又称冷料热模成型方式。
[0004]干法成型工艺，也就是热料冷模工艺，主要是将复合板加热，要求板材加热温度为180-200°C，加热完成后将原材料送至模腔中于预置张紧的面料进行保压，保压压力7~9Mpa，保压时间50~70s，后经水刀切割、附件粘结完成产品制作；
[0005]湿法成型工艺又分为湿法一步法成型工艺和湿法两步法成型工艺，其中湿法一步法成型工艺，也是冷料热模工艺，如附图3所示，PU泡沫板经双面进行辊胶喷水后，依据自上至下结构为现有复合针织面料、PE+PA+PE层、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡以及PET材料层，叠加后送至模腔中进行模压，模具温度需求为130~150°C，保压压力需求为9~llMpa，保压时间为40~50s，模压完成经水刀切割、附件粘结完成产品制作；其中PE+PA+PE层指的是聚乙烯 +尼龙+聚乙烯层，PET层中的PET指的是聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂。
[0006]湿法两步法成型工艺，也是冷料热模工艺，如附图1和2所示，PU泡沫板经双面辊胶喷水后，依据自上至下结构为PET材料层、玻璃纤维毡、辊胶后泡沫板、玻璃纤维毡以及PET材料层叠加后送至模腔中进行模压，模具温度需求为130~150°C，保压压力需求为9~llMpa，保压时间为40~50s，完成骨架的制作，后经对骨架表面喷胶，送至模腔中与预先张紧的面料进行粘结，模具需求温度为100~110°C，保压压力为9~llMpa，保压时间为40~50s,完成半成品的制作,后经水刀切割、附件粘结完成广品的制作。
[0007]由于顶棚成型湿法成型工艺NVH性能、VOC性能以及产品轻量化方面优于干法成型工艺，湿法成型工艺则为后期主流方向；
[0008]湿法成型工艺现存在以下缺点1、对环境污染较大:由于使用胶水状态均为液态，且均为危险化学品，对环境污染极大，且过程中需要喷涂脱模剂、后期需要使用化学清洗剂(比如DMF清洗剂)对模具进行清洗，对生产环境以及生产员工身体造成严重污染及伤害；
2、对设备要求较高:现泡沫板涂胶工艺均为辊胶机涂胶，保证设备精度的同时必须保证泡沫板的厚度一致性，PU泡沫板厚度不均匀问题易造成产品强度不均匀，影响产品刚性；
3、生产节拍低:湿法两步法成型工艺需要分为四个工序(骨架成型、喷胶复合、水切割以及后工序)组成，期间需要喷涂脱模剂以及喷枪维护清洗，导致产品生产节拍较长，且变化点较多，产品合格率得不到保证。4、产品有毒有害物质挥发:由于湿法成型工艺用粘结胶水受热反应后由大量苯类物质挥发，从而影响了产品的VOC性能；5、产品成型成本较高:1)设备维护费用高:由于涉及涂胶设备(辊胶机)精度要求以及喷胶机器人喷胶系统稳定性，需要对设备进行保养维护，间接增加了产品的成本；2)生产前后需要对设备进行清洗，存在严重原材料浪费，增加产品制作成本。
【发明内容】
[0009]本发明创造要解决的问题是提供一种新型汽车顶棚及其生产工艺，该工艺对设备精度要求较低，对泡沫板规格要求同样较低，保证产品质量的同时，降低产品的生产制作成本，提高生产节拍，减少产品的VOC挥发量，该成型工艺主要应用于汽车内饰件顶棚以及遮阳板成型工艺。
[0010]为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是:一种新型汽车顶棚，从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。
[0011]优选的，所述复合针织面料由针织布，聚酯泡棉以及底层无纺布复合而成，底层无纺布起阻胶的作用，优选的，聚酯泡棉的密度为29kg/m3或35kg/m3。其中目前行业中复合针织面料一般采用火焰复合和胶水复合，尤其火焰复合最为流行。
[0012]优选的，所述玻璃纤维毡的克重为IOOg/ m2 -200g/ m2，玻璃纤维毡克重选取的规格以产品型变以及产品涉及强度确定；胶膜主要是PE胶膜，克重为60g/m2-1OOg/m2，胶膜克重依据产品设计型变量以及产品强度要求设定，熔点为120°C -140°C，泡沫板为泡沫板，密度为26kg/m3?29kg/m3，实际选取依据产品设计型变量以及强度要求选取泡沫板密度；产品型面变形大的，需要材料的断裂伸长率要好，所以泡沫的密度要求就是会下降的，反而产品变形小的，需求材料的断裂伸长率较小，密度可以适当的选大点，同时可以增加产品成型后的刚性，其中PE胶膜为聚乙烯胶膜，PU泡沫板为聚氨酯泡沫板。
[0013]本发明还提供了一种生产如上所述的新型汽车顶棚的工艺，包括如下步骤:
[0014]I)、原材料叠加，将原材料按照由下至上的顺序进行叠加，叠加顺序为底层无纺布、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、泡沫板、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、复合针织面料；
[0015]2)、原材料保压成型，将步骤I)叠加后的原材料送至模腔内，模具保持一定的温度，进行保压成型。
[0016]优选的，步骤I)中的将底层无纺布以及连接底层无纺布与玻璃纤维毡的胶膜提前预置在一起，然后再进行其他原料的叠加。
[0017]优选的，步骤2)中的模具的温度为120°C _140°C。
[0018]优选的，步骤2)中，模腔内的压力为IOMpa-12Mpa，保压时间为35?45s。
[0019]本发明主要涉及一种新型汽车顶棚及其生产工艺，该成型工艺结合干法成型工艺的工序简单及生产节拍快等优点，以及湿法成型工艺的产品成型性能优于干法工艺顶棚以及产品具有轻量化等优点，该成型工艺也为干法湿做(冷料热模)成型工艺。
[0020]本发明创造具有的优点和积极效果是:
[0021 ] 1、降低了产品的VOC性能以及改善了产品的NVH性能，，现有湿法成型工艺使用为热固性聚氨酯胶水(含两步法成型工艺面料粘合胶水)，干法成型工艺使用胶粉均匀喷涂玻纤纱上，材料进行热合后形成PU复合板材，再次对I3U复合板材加热后与面料完成粘结，而本发明使用胶膜代替湿法成型工艺中聚氨酯胶水，有效减少了化学物质反应过程中苯类物质的大量挥发，保证了产品的VOC性能，由于原材料叠加过程胶膜使用，产品吸音性能提闻，有效改善了广品的隔首性能；
[0022]2、产品成型性能好、产品轻量化，本发明借用湿法成型工艺，产品具有和湿法成型工艺相同的成型特点好，特别针对于产品设计型变量较大，干法成型工艺难以成型的产品；且具有和湿法成型工艺顶棚相同轻量化，本发明产品较干法成型工艺顶棚重量上减轻40%以上；
[0023]3、产品的生产节拍提高，湿法成型工艺顶棚生产过程节拍较长，含过程脱模剂喷涂时间，模具清洗时间、喷枪清洗时间，干法成型工艺顶棚原材料烘烤时间以及产品保压时间较长，本发明生产过程无需对喷涂脱模剂以及对模具的清洗，一步法成型工艺，生产节拍高于湿法成型工艺以及干法成型工艺顶棚；
[0024]4、对生产环境污染小，无需使用任何化学品，生产过程无需对模具进行脱模剂喷涂以及模具清洗。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是现有湿法两步法成型基材结构示意图；
[0026]图2是现有湿法两步法面料复合成型结构示意图；
[0027]图3是现有湿法一步法成型的基材结构示意图；
[0028]图4是本发明实施例一和实施例二中的成型基材结构示意图；
[0029]图中:1、PET材料层；2、玻璃纤维毡；3、PU泡沫板；4、成型基材；5、胶黏剂；6、现有复合针织面料层；7、PE+PA+PE层；8、底层无纺布；9、泡沫板；10、胶膜；11、复合针织面料；
【具体实施方式】
[0030]实施例一
[0031]一种新型汽车顶棚，从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。
[0032]所述复合针织面料由针织布，聚酯泡棉以及底层无纺布复合而成，底层无纺布起阻胶的作用，聚酯泡棉的密度为29kg/m3。
[0033]所述玻璃纤维毡的克重为100g/m2，；胶膜主要是PE胶膜，克重为60g/m2，熔点为120°C，泡沫板为I3U泡沫板，密度为26kg/m3 ;其中PE胶膜为聚乙烯胶膜，PU泡沫板为聚氨酯泡沫板。
[0034]本发明还提供了一种生产如上所述的新型汽车顶棚的工艺，包括如下步骤:
[0035]I)、原材料叠加，将原材料按照由下至上的顺序进行叠加，叠加顺序为底层无纺布、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、泡沫板、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、复合针织面料；
[0036]2)、原材料保压成型，将步骤I)叠加后的原材料送至模腔内，模具保持一定的温度，进行保压成型。
[0037]步骤2)中的模具的温度为120°C。
[0038]步骤2)中，模腔内的压力为lOMpa，保压时间为45s。
[0039]本实施例适用于产品总成面积< 3 m2，且最大型变量小于200mm的产品成型工艺；成型所得产品局部抗弯强度< 20N，其中裁样标准为50mm*200mm。
[0040]实施例二
[0041]一种新型汽车顶棚，从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。
[0042]所述复合针织面料由针织布，聚酯泡棉以及底层无纺布复合而成，底层无纺布起阻胶的作用，聚酯泡棉的密度为35kg/m3。
[0043]所述玻璃纤维毡的克重为150g/m2 ;胶膜主要是PE胶膜，克重为80g/m2，熔点为130°C，泡沫板为I3U泡沫板，密度为28kg/m3 ;其中PE胶膜为聚乙烯胶膜，PU泡沫板为聚氨酯泡沫板。 [0044]本发明还提供了一种生产如上所述的新型汽车顶棚的工艺，包括如下步骤:
[0045]I)、原材料叠加，将原材料按照由下至上的顺序进行叠加，叠加顺序为底层无纺布、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、泡沫板、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、复合针织面料；
[0046]2)、原材料保压成型，将步骤I)叠加后的原材料送至模腔内，模具保持一定的温度，进行保压成型。
[0047]步骤2)中的模具的温度为130°C。
[0048]步骤2)中，模腔内的压力为llMpa，保压时间为40s。
[0049]本实施例适用于产品总成面积大于3 m2,且小于4 m2最大型变量小于250mm且大于200_的产品成型工艺；根据本实施例中原料及步骤，制备的新型汽车顶棚局部抗弯强度≤15N，其中裁样标准为50mm*200mm。
[0050]实施例三
[0051]一种新型汽车顶棚，从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。
[0052]所述复合针织面料由针织布，聚酯泡棉以及底层无纺布复合而成，底层无纺布起阻胶的作用，优选的，聚酯泡棉的密度为35kg/m3。
[0053]所述玻璃纤维毡的克重为200g/m2 ;胶膜主要是PE胶膜，克重为100g/m2，熔点为135°C，泡沫板为I3U泡沫板，密度为29kg/m3 ;其中PE胶膜为聚乙烯胶膜，PU泡沫板为聚氨酯泡沫板。
[0054]本发明还提供了一种生产如上所述的新型汽车顶棚的工艺，包括如下步骤:
[0055]I)、原材料叠加，将原材料按照由下至上的顺序进行叠加，叠加顺序为底层无纺布、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、泡沫板、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、底层无纺布；其中将底层无纺布以及连接底层无纺布与玻璃纤维毡的胶膜提前预置在一起，然后再进行其他原料的叠加。
[0056]2)、原材料保压成型，将步骤I)叠加后的原材料送至模腔内，模具保持一定的温度，进行保压成型。
[0057]步骤2)中的模具的温度为135°C。
[0058]步骤2)中，模腔内的压力为llMpa，保压时间为35s。
[0059]本实施例适用于产品总成面积大于4 m2,且小于5 m2,最大型变量小于300mm且大于250_的产品成型工艺，根据本实施例中原料及步骤，制备的新型汽车顶棚局部抗弯强度大于等于15N且小于等于30N，其中裁样标准为50mm*200mm。[0060] 以上对本发明创造的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明创造范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种新型汽车顶棚，其特征在于:从上至下依次由复合针织面料、玻璃纤维毡、泡沫板、玻璃纤维毡、以及底层无纺布复合而成，且各层次之间通过胶膜复合。
2.根据权利要求1所述的新型汽车顶棚，其特征在于:所述复合针织面料由针织布，聚酯泡棉以及底层无纺布复合而成，优选的，聚酯泡棉的密度为29kg/m3或35kg/m3。
3.根据权利要求1或2所述的新型汽车顶棚，其特征在于:所述玻璃纤维毡的克重为lOOg/m2?200g/m2，胶膜主要是PE胶膜，克重为60g/m2?IOOg/m2，熔点为120°C?140°C，泡沫板为I3U泡沫板，密度为26kg/m3?29kg/m3。
4.一种生产如权利要求1?3任一项所述的新型汽车顶棚的工艺，其特征在于:包括如下步骤: 1)、原材料叠加，将原材料按照由下至上的顺序进行叠加，叠加顺序为底层无纺布、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、泡沫板、胶膜、玻璃纤维毡、胶膜、复合针织面料； 2)、原材料保压成型，将步骤I)叠加后的原材料送至模腔内，模具保持一定的温度，进行保压成型。
5.根据权利要求4所述的新型汽车顶棚的生产工艺，其特征在于:步骤I)中的将底层无纺布以及连接底层无纺布与玻璃纤维毡的胶膜提前预置在一起，然后再进行其他原料的置加。
6.根据权利要求4或5所述的新型汽车顶棚的生产工艺，其特征在于:步骤2)中的模具的温度为120°C -140°C。
7.根据权利要求6所述的新型汽车顶棚的生产工艺，其特征在于:步骤2)中，模腔内的压力为10Mpa-12Mpa，保压时间为35?45s。
【文档编号】B32B7/12GK103921504SQ201410180481
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月30日 优先权日:2014年4月30日
【发明者】刘新义, 张 浩, 郝刚刚, 周健, 许琰 申请人:天津博信汽车零部件有限公司