CN104002879B - 汽车备胎盖板及其加工工艺、加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车备胎盖板及其加工工艺、加工设备，其中的汽车备胎盖板沿其厚度方向为复合层结构，包括作为芯部的高压发泡喷涂成型的硬质聚氨酯与纤维的混合物层，以及高压发泡喷涂成型于芯部两侧的第一、第二硬质聚氨酯表层。本发明的汽车备胎盖板采用了热固性硬质聚氨酯材料，成型后保证了产品的高温尺寸稳定性；另外，所制产品轻量化、强度高；本发明的加工工艺保证产品不存在分层风险，实现了产品一体化，所制产品表面平整，不会出现有纤维外漏问题，本工艺能够实现低VOC排放，减少车内有害物质的排放，改善车内乘用环境；本发明的加工设备自动化程度高，可一人实现正常生产，工艺简单，节省人工，降低加工成本。本发明的产品适用作各种汽车的汽车备胎盖板。
Description
技术领域
本发明属于汽车内装板领域，涉及一种汽车后备箱内用内饰板材，具体地说是一种汽车备胎盖板及其加工工艺、加工设备。
背景技术
汽车备胎盖板产品安装在汽车行李箱内,用于隔开备胎仓与行李箱，起到遮蔽备胎、随车工具和承载行李箱内物品的作用，表面状态起到装饰行李箱的作用。
现有的备胎盖板材质选择主要有PP注塑、PP蜂窝板、PP木粉板(含中空吹制法)、硬质纤维板等，其中PP注塑、PP蜂窝板材质耐热性能差，PP材质软化温度为90-95℃，高温下强度性能降低，同时会导致产品发生形变，影响产品尺寸及承重的性能；PP木粉板材质强度、耐冲击性差，易发生低温断裂、破碎的问题；PP木粉板、硬质纤维板材料为实心结构，增加了产品的重量；而采用ＰＰ木粉板中空吹制法制成的产品效果虽然达到了要求的强度，但使产品重量翻倍增加。
专利号为201220294908.4的中国实用新型专利，公开了“一种三明治结构汽车地板”，由正、反表层以及两表层之间夹设的夹心层构成，夹心层由聚氨酯发泡体以及聚氨酯发泡体中埋设的纤维骨架构成，而纤维骨架由条状纤维实体以及条状纤维实体分割而成的间隙空间构成；正、反表层均由熔融复合固定在所述夹心层上玻纤编织布层以及玻纤编织布层上熔融复合固定的聚氨酯填充层构成。该地板在制造生产时，将两卷玻纤编织布相对间隔展开，并在这两层玻纤编织布上涂覆聚氨酯填充层，以获得正、反表层；同时，在两层玻纤编织布之间，在纤维骨架中浇注聚氨酯发泡体，并使聚氨酯发泡体发泡，以得到夹心层，然后将正、反表层和夹心层在延压装置的保压传送作用下送往后续加工工序。该地板的韧性良好，但该专利包括预埋骨架、浇注聚氨酯发泡体、展开玻纤布、涂覆聚氨酯等工序，工序多，操作繁琐，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种汽车备胎盖板，它采用了两种材料制作成3层结构，使用材料种类少，降低了产品的成本；低VOC排放，能减少车内有害物质的排放，改善车内乘用环境。
本发明的另外一个目的，是提供一种上述汽车备胎盖板的加工工艺，过程简单，节省人工，自动化程度高；
本发明还有一个目的，是提供一种上述汽车备胎盖板的加工设备。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种汽车备胎盖板，沿其厚度方向为三层一体的的复合层结构，包括作为芯部的高压发泡喷涂成型的硬质聚氨酯与纤维的混合物层，以及分别高压发泡喷涂成型于芯部两侧的硬质聚氨酯表层。
作为对本发明的限定： 所述纤维为玻璃纤维、麻纤维、人造纤维、合成纤维中的一种，或两种的混合，或两种以上的混合。
本发明还提供了上述结构的汽车备胎盖板的加工工艺，它按照以下步骤顺序进行：
①硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到模具下模，形成第一硬质聚氨酯表层；
②硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到第一硬质聚氨酯表层，喷涂的同时撒入短切纤维丝，使硬质聚氨酯与纤维混合浸润，形成硬质聚氨酯与纤维的混合物层；
硬质聚氨酯与纤维混合浸润在喷、撒过程中为全部浸润或部分浸润，到达第一硬质聚氨酯表层后实现全部浸润（最终实现全部浸润是靠硬质聚氨酯在反应过程中的起发过程将纤维包裹浸润）；
③硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到硬质聚氨酯与纤维的混合物层，形成第二硬质聚氨酯表层；
④喷涂完毕，模压成型，即由成型压机带动模具合模保压，保压完毕后取出工件，即汽车备胎盖板。
作为本发明的限定：
所述步骤①②③中硬质聚氨酯原料温度为22—28℃。
所述步骤①③中硬质聚氨酯表层克重为200—500g/m2。
所述步骤④中，模压成型时，模具温度为90—110℃。
所述步骤④中，成型压机压力200T，保压压力为15—22MPa，保压时间为75—95S。
所述步骤②中，硬质聚氨酯与纤维的重量比例为1：1.1—1.4。
本发明也提供了一种汽车备胎盖板的加工设备，它包括主程序控制下的两台纤维切割机、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机、模具、成型压机及模温机，其中:
两台纤维切割机分别位于高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的两侧,三者间经可由主程序控制运动轨迹的联接架相固联为使高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头与两纤维切割机的出纤口间呈V形分布且喷涂头与出纤口间的夹角恰使喷出的硬质聚氨酯与撒出的纤维在到达成型压机的下模前全部浸润或部分浸润的喷撒系统，纤维切割机、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的启停分别由主程序控制；
模具独立设置，可置于成型压机中；
成型压机独立设置，用于在主程序控制下带动模具开模、合模，并按照设定的压力及时间使材料保压成型为产品；
模温机独立设置，用于在主程序控制下通过将其加热油管连接到模具经加热介质将模具加热到设定温度。
作为本发明的限定，所述汽车备胎盖板的加工设备还包括主程序控制下的机械臂，所述机械臂用于在主程序控制下抓取联接架并带动其按照设定轨迹运动。
由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：
（1）本发明所提供的汽车备胎盖板，本体采用了热固性硬质聚氨酯材料，成型后保证了产品在-30—90℃温度下尺寸无明显变化，具有高温尺寸稳定性；另外，有反应起发特性的硬质聚氨酯材料，使用少量的材料，在反应完全后能够填充满5-10倍的模腔空间，降低了材料的使用量，降低了产品重量，提升了轻量化水平；在硬质聚氨酯材料中混合有环保的纤维，起到连接、增强的作用，产品能够承载80Kg的重力不断裂、不变形，具有成本低、强度高的特性；
（2）本发明的加工工艺由两种材料制成的三层复合层制品结构，其中上下表层与中间混合层共同反应结合为整体，而不是由三层材料单独进行粘接复合，消除多层材料复合而出现的分层风险，实现了产品一体化。其工艺过程是先喷涂第一硬质聚氨酯表层，形成一层坚硬的保护膜，使纤维材料不会透过底层；其次中间层是纤维与硬质聚氨酯材料进行混合层，纤维洒落的同时进行硬质聚氨酯材料雾状喷涂，在洒落过程中能够粘取硬质聚氨酯材料，进行纤维浸润，最后在纤维落到底层时雾状硬质聚氨酯材料再对纤维进行完全覆盖，因此所制产品表面平整，不会出现有纤维外漏问题。另外，本工艺能够实现低VOC排放，减少车内有害物质的排放，改善车内乘用环境；
（3）本发明的加工设备自动化程度高，可一人实现正常生产，操作简单，节省人工，降低加工成本。
本发明的产品适用作各种汽车的备胎盖板。
本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图；
图2是本发明实施例3中机械臂4、纤维切割机51和52、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头6、联接架7的位置关系、联接关系示意图；
图3本发明实施例3中纤维切割机51、52，以及高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷头6同时工作时的工作状态示意图；
图4 本发明实施例3中纤维切割机51、52中的橡胶辊轮81、82以及带刀片的辊轮83的位置关系示意图。
图中：1—第一硬质聚氨酯表层， 2—聚氨酯与纤维的混合物层， 3—第二硬质聚氨酯表层，4—机械臂，51、52—纤维切割机，6—高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头，7—联接架，81、82—橡胶辊轮，83—带刀片的辊轮，A—纤维束，B—导纤管。
具体实施方式
实施例1 一种汽车备胎盖板
如图1所示，本实施例的汽车备胎盖板沿其厚度方向为三层一体的的复合层结构，包括作为芯部的高压发泡喷涂成型的硬质聚氨酯与纤维的混合物层2，以及分别高压发泡喷涂成型于芯部两侧的第一硬质聚氨酯表层1、第二硬质聚氨酯表层3。其中，
纤维为玻璃纤维（还可以是麻纤维、人造纤维或合成纤维，也可以是玻璃纤维、麻纤维、人造纤维、合成纤维的两种或两种以上的混用，这种情况下要视纤维的种数配备相应数量的纤维切割机）。
实施例21—27 一种汽车备胎盖板的加工工艺
实施例21—27分别为一种汽车备胎盖板的加工工艺，用于加工实施例1的产品。它们分别按照以下步骤顺序进行：
①22—28℃的硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到模具下模，形成第一硬质聚氨酯表层1，克重为200—500g/m2；
②22—28℃的硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到第一硬质聚氨酯表层1，喷涂的同时撒入短切纤维丝，使硬质聚氨酯与纤维在喷撒时全部浸润或部分浸润，到达第一硬质聚氨酯表层1后全部浸润（最终实现全部浸润是靠硬质聚氨酯在反应过程中的起发过程将纤维包裹浸润）并形成硬质聚氨酯与纤维的混合物层2，其中硬质聚氨酯与纤维的重量比例为1：1.1—1.4；
③22—28℃的硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到硬质聚氨酯与纤维的混合物层2，形成第二硬质聚氨酯表层3，克重为200—500g/m2；
④喷涂完毕，模压成型，即由成型压机带动90—110℃模具合模保压，成型压机的压力为200T，保压压力为15—22MPa，保压时间为75—95S；
保压完毕后取出工件，即汽车备胎盖板。
上述加工工艺中：
I、原料硬质聚氨酯的温度为22—28℃，低于22℃会反应速度降低，延长生产节拍，高于28℃会硬质聚氨酯材料反应过快，在材料未喷涂完成前就有一部分材料反应完毕；
II、第一硬质聚氨酯表层1、第二硬质聚氨酯表层3的克重为200—500g/m2，能满足表面质量及保证整体轻量化的需要，再低就不能有效掩盖中间层的纤维，再高会增加产品重量，影响产品表面质量；
III、模具温度设定为90—110℃，目的是保证合理的生产节拍及产品质量，再低会延长生产节拍，再高会导致PU料的快速反应造成表面质量缺陷，如缺料、产品孔洞等问题。
IV、成型压机压力200T下，保压压力为15—22MPa，可保证压机能够对不同厚度的材料进行保压成型并切断边界，再低会不能有效控制产品表面质量，或出现跑料问题，再高会增加压机负荷造成能源及设备浪费；
V、成型压机压力200T下，保压时间为75—95S可保证产品质量及生产节拍的最优，再低会产品不能完全反应固化，再高会浪费工时。
实施例3 一种汽车备胎盖板的加工设备
本实施例的加工设备用于加工实施例1的产品，其工作过程能实现实施例21—27的工艺。
本实施例包括主程序控制下的机械臂4、两台纤维切割机51和52（撒入一种或两种纤维时配两台；如果要同时撒入更多种纤维时则需要配备相应数量的纤维切割机）、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机、模具、成型压机及模温机，其中:
两台纤维切割机51和52本身为单独设备，有连接外部装置的螺栓，可自由调节安装的角度。
分别位于高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头6两侧呈180°对称安装,三者间经可由主程序控制运动轨迹的联接架7相固联为喷撒系统。高压发光硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头6与两纤维切割机51和52的出纤口间呈V形分布，如图2所示，且高压发光硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头6与出纤口间的夹角，恰使喷出的硬质聚氨酯与撒出的纤维在到达成型压机的下模前全部浸润或部分浸润，到达下模后全部浸润（最终实现全部浸润是靠硬质聚氨酯在反应过程中的起发过程将纤维包裹浸润），如图3所示。
高压发泡硬质聚氨酯喷涂机能够调节材料温度到需求的范围，能够按照设定的用料进行吐料，并喷涂成雾状。
纤维切割机51和52、硬质聚氨酯喷涂机的启停分别由主程序控制。纤维切割机51和52分别由两个橡胶辊轮81和82，以及一个带刀片的辊轮83构成，如图4所示。在带刀片的辊轮83上安装有驱动电机，能带动带刀片的辊轮83转动，且带刀片的辊轮83转向与两个橡胶辊轮81和82的转向间为反向。参考图3，当纤维束A在压缩空气推动下导入到导纤管B中，通过导纤管B在压缩空气作用下直到纤维切割装置51或52止，纤维束A安放在橡胶辊轮1与橡胶辊轮2之间压紧，保证在切割后纤维不脱落；纤维束A在通过带刀片的辊轮83及橡胶辊轮82时，通过两个辊轮之间的压力，将纤维束A由刀切断。
模具独立设置，可置于成型压机中。
成型压机独立设置，用于安装模具，压机台面满足产品的模具安装，压力≥200T。在主程序控制下带动模具开模、合模，并按照设定的压力及时间使材料保压成型为产品。
模温机独立设置，用于在主程序控制下通过将其加热油管连接到模具经加热介质将模具加热到设定温度，模温机的管道接头与模具的接头要匹配。
机械臂4用于在主程序控制下抓取联接架7并带动其按照设定轨迹运动。
本实施例的工作过程如下：
i.纤维束A导入纤维切割机51或52处；
ii.将模具安装在成型压机上；
iii.将模具通过加热油管连接到模温机，油温机设定温度，加热介质将模具加热；
iv.成型压机打开，带动模具开模；
v.机械臂携带高压发泡硬质聚氨酯喷涂机及纤维切割机51和52装到达预喷涂的位置；
vi.在模具下模喷涂硬质聚氨酯材料，形成第一硬质聚氨酯表层1；
vii.模具下模喷涂完毕后，依据程序设定，纤维切割机51和52打开，同时开启高压发泡硬质聚氨酯喷涂机，依据设定好的轨迹进行再次喷涂。将硬质聚氨酯材料与短纤维丝进行混合浸润，并喷涂于预先喷涂好的第一硬质聚氨酯表层1的上面。按照需要的喷涂量喷涂完毕，形成硬质聚氨酯与纤维的混合层2；
viii.依据程序设定关闭纤维切割机51和52，在硬质聚氨酯与纤维的混合层2上继续喷涂硬质聚氨酯材料，按照设定的轨迹喷涂均匀，形成第二硬质聚氨酯表层3；
ix.喷涂完毕后机械臂携带高压发泡硬质聚氨酯喷涂机及纤维切割机51和52回到原点；
x.合模保压，依据设定的压力及保压时间，保压完成后开模取件。
Claims (8)
1.汽车备胎盖板的一种加工工艺，所述汽车备胎盖板沿其厚度方向为三层一体的的复合层结构，包括作为芯部的高压发泡喷涂成型的硬质聚氨酯与纤维的混合物层，以及高压发泡喷涂成型于芯部两侧的第一、第二硬质聚氨酯表层；所述纤维为玻璃纤维、麻纤维、人造纤维、合成纤维中的一种、两种，或三种以上的混合，其特征在于：所述加工工艺按照以下步骤顺序进行：
①硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到模具下模，形成第一硬质聚氨酯表层；
②硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到第一硬质聚氨酯表层，喷涂的同时撒入短切纤维丝，使硬质聚氨酯与纤维混合、浸润，形成硬质聚氨酯与纤维的混合物层；
③硬质聚氨酯用高压发泡机进行雾状喷涂到硬质聚氨酯与纤维的混合物层，形成第二硬质聚氨酯表层；
④喷涂完毕，模压成型，即由成型压机带动模具合模保压，保压完毕后取出工件，即汽车备胎盖板。
2.根据权利要求1所述的汽车备胎盖板的加工工艺，其特征在于：所述步骤①、②或③中，硬质聚氨酯原料温度为22—28℃。
3.根据权利要求1所述的汽车备胎盖板的加工工艺，其特征在于：所述步骤①或③中，第一、第二硬质聚氨酯表层的克重为200—500g/m2。
4.根据权利要求1所述的汽车备胎盖板的加工工艺，其特征在于：所述步骤④中，模压成型时，模具温度为90—110℃。
5.根据权利要求1所述的汽车备胎盖板的加工工艺，其特征在于：所述步骤④中，成型压机压力200T，保压压力为15—22MPa，保压时间为75—95S。
6.根据权利要求1所述的汽车备胎盖板的加工工艺，其特征在于：所述步骤②中，硬质聚氨酯与纤维的重量比例为1：1.1—1.4。
7.汽车备胎盖板的一种加工设备，其特征在于：它是实现权利要求1-6中任一项所述的汽车备胎盖板的加工工艺的载体，该加工设备包括主程序控制下的两台纤维切割机、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机、模具、成型压机及模温机，其中：
两台纤维切割机分别位于高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的两侧,三者间经可由主程序控制运动轨迹的联接架相固联为使高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的喷涂头与两纤维切割机的出纤口间呈V形分布且喷涂头与出纤口间的夹角恰使喷出的硬质聚氨酯与撒出的纤维在到达成型压机的下模时全部浸润或部分浸润的喷撒系统，纤维切割机、高压发泡硬质聚氨酯喷涂机的启停分别由主程序控制；
模具独立设置，可置于成型压机中；
成型压机独立设置，用于在主程序控制下带动模具开模、合模，并按照设定的压力及时间使材料保压成型为产品；
模温机独立设置，用于在主程序控制下通过将其加热油管连接到模具经加热介质将模具加热到设定温度。
8.根据权利要求7所述的汽车备胎盖板的加工设备，其特征在于：它还包括主程序控制下的机械臂，所述机械臂用于在主程序控制下抓取联接架并带动其按照设定轨迹运动。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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