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CN109070528A - 膜层压件和用于机动车辆的内饰零件 - Google Patents

膜层压件和用于机动车辆的内饰零件 Download PDF

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CN109070528A CN201780023716.5A CN201780023716A CN109070528A CN 109070528 A CN109070528 A CN 109070528A CN 201780023716 A CN201780023716 A CN 201780023716A CN 109070528 A CN109070528 A CN 109070528A
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Abstract

本发明涉及一种包含至少一个单片层或多片层挤出装饰层(2)的膜层压件(1)，该装饰层具有在其顶侧上的漆层(3)和在其底侧上的泡沫层(4)。本发明进一步涉及一种设置有这种膜层压件(1)的用于机动车辆的内饰零件。在可深拉并且不要求弱化线的膜层压件(1)用于覆盖机动车辆的内饰零件在安全气囊盖的区域或在安全气囊盖的撕裂缝区域中的情况下，该膜层压件(1)在挤出方向上和垂直于挤出方向上具有根据DIN 527‑3类型5在2000mm/min和23℃下5至20N/mm2的拉伸强度，并且该膜层压件(1)在挤出方向上的撕裂扩展力与该膜层压件(1)在垂直于挤出方向上的撕裂扩展力的比率是0.85至1.2，其中该撕裂扩展力是根据DIN EN ISO 34方法B程序b在23℃下测定的。

Description

膜层压件和用于机动车辆的内饰零件
技术领域
本发明涉及一种包含至少单片层或多片层挤出装饰层的膜层压件，该装饰层具有在其顶侧上的漆层和在其底侧上的泡沫层。本发明进一步涉及设置有这种膜层压件的机动车辆的内饰零件。
背景技术
在用于汽车内部的装饰性膜层压件的领域中，目前主要使用两种构造。
对于其中该膜层压件在下游热成型工艺中经受严重拉伸(例如，高达300％)的应用和部件，优选的是使用可以由多个层构造的紧实的膜构造。基于聚烯烃的此类紧实的膜描述于例如DE 10018196 A1中。在机动车辆的内饰零件(例如仪表板)的生产中，首先使膜构造在阳模或阴模深拉过程中经受热成型。随后，在第二加工步骤中，将由此产生的“表皮”用通常地PUR基泡沫背发泡(backfoam)并且将此泡沫结合到稳定承载元件上。
对于其中该膜层压件在下游热成型工艺中经受低拉伸(例如，<200％)的应用和部件，可以使用具有至少一个发泡层的膜层压件(所谓的泡沫膜层压件)。这些膜层压件由单片层或多片层装饰层组成，该装饰层具有在其顶侧上的漆层和在其底侧上的基于聚烯烃的泡沫层。此类膜层压件在开篇处提及。在机动车辆的内饰零件(例如仪表板)的生产中，在这种情况下，首先使整个泡沫膜层压件在阳模或阴模深拉过程中经受热成型。随后用粘合剂将由此产生的“泡沫表皮”结合到稳定的承载元件上。后一种泡沫层压件的优点在于它们可以以单阶段方法加工，以提供具有通过泡沫提供的希望的柔软度(希望的触觉)的模制发泡部件。当使用前一紧凑的膜构造时，这仅在热成型下游的背发泡程序中可实现。
这些膜层压件用于在热成型工艺中生产汽车内部部件，尤其是仪表板。当在含有安全气囊功能的部件中使用膜层压件时，这些膜层压件必须展现出必要的撕裂行为，其中，在限定的时间规范内必须发生该安全气囊的展开、避免颗粒飞散并且确保对乘客的保护。为了实现这一点，目前的现有技术通常使用激光切割提供了泡沫膜层压件的反面弱化(预期的破裂位点)。这些引入的预期的破裂位点(弱化线)在引入之后是直接可见的，或者在该部件的随后使用中变得可见。这种可见度被认为是显著的光学缺陷。此外，用于引入弱化线的机器的购买和操作需要额外的成本，这是为何泡沫膜层压件迄今为止仅小程度地用于具有安全气囊功能的部件。
从EP 2 117 881 B1已知包含至少单片层或多片层挤出装饰层的膜层压件，该装饰层具有在其顶侧上的漆层和在其底侧上的泡沫层，这些膜层压件可以用于仪表板，并且据说避免额外的弱化线。在EP 2 117 881 B1中，覆盖层(装饰层)据说包含具有外片层和内片层的至少两个片层，其中该内片层和该发泡层具有实质上小于该装饰层的外片层的断裂伸长率的断裂伸长率。此外，对于该内片层，披露了对于在纵向上的断裂比在横向上的断裂更大的断裂伸长率值。然而，显而易见的是，在EP 2 117 881 B1中所陈述的膜层压件不能用于所有几何形状的安全气囊瓣(flap)而无需引入额外的弱化线。此外，在一些情况下，在装饰层内具有较低断裂伸长率的内层的存在导致具有较差皮纹图像的较差的深拉行为。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种膜层压件，该膜层压件可以用作机动车辆的内饰零件，特别是在安全气囊盖的区域中，并且该膜层压件不要求弱化线。该膜层压件还应该适于在深拉过程中进行加工，即该膜层压件的稳定性应该足以用于包含高达200％的拉伸度的热成型工艺。
该问题通过在开篇处描述的类型的膜层压件解决，该膜层压件在挤出方向(纵向)上以及垂直于挤出方向(横向)上具有根据DIN527-3类型5在2000mm/min和23℃下5至20N/mm2的拉伸强度，并且该膜层压件1在挤出方向(纵向)上的撕裂扩展力与该膜层压件1在垂直于挤出方向(横向)上的撕裂扩展力的比率是0.85至1.2，其中该撕裂扩展力是根据DINEN ISO 34方法B程序b在23℃下测定的。
在安全气囊展开(所谓的安全气囊起爆)中，该装饰层的第一破裂随后是挤出膜的生产方向的纵向上的层的撕裂扩展，这然后是横向上的撕裂扩展以便打开例如矩形形状的气囊瓣。在常规膜层压件中，由于由膜挤出带来的各向异性，在纵向上的撕裂扩展力小于在横向上，并且因此沿安全气囊瓣的轮廓特定撕裂是不可能的。因为在根据本发明的膜层压件中，在横向上的撕裂扩展力与纵向上的撕裂扩展力处于相同数量级，并且拉伸强度是处于5至20N/mm2的低水平，出人意料地有可能实现气囊瓣的轮廓特定的打开而无需经受先前对具有预期破裂位点的层压件的弱化。这避免被认为是设计瑕疵的弱化线的任何可见性。部件生产商还避免了与购买和操作用于引入弱化线的机器有关的成本。
在本发明的有利发展中，该装饰性层是由外片层和与该泡沫层相邻的内片层构成的双片层的层。这种构造允许根据所希望的触觉更好地定制外片层，并且整个层压件和内片层的压印进一步在撕裂行为上优化。
对于具有所希望的拉伸强度结合令人愉快的触觉的良好的深拉性，已经证明当该装饰层具有0.2至1mm的厚度时是有利的。
此外，该膜层压件的外片层可以优选具有0.1至0.5mm的厚度，并且与该发泡层相邻的内片层同样可以具有0.1至0.5mm的厚度。
该挤出的装饰层可以由塑料层作为单片层或多片层的层形成。该塑料可以例如选自聚烯烃，特别是热塑性聚烯烃(TPO)、聚氨酯(PU)，例如热塑性聚氨酯(TPU)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(SEBS)或其两种或更多种的组合，其中TPO是特别优选的。热塑性的聚烯烃(TPO)的使用是广泛的。聚烯烃的实例是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)的混合物。
术语聚乙烯(PE)在此应理解为意指其乙烯的重量分数是大于按重量计50％的聚合物或共聚物。术语聚丙烯(PP)在此应理解为意指其丙烯的重量分数是按重量计超过50％的聚合物或共聚物。
该装饰层的塑料可以含有常规添加剂，例如像润滑剂、稳定剂、填充剂(如无机填充剂)和/或颜料。
为了实现就具有0.85与1.2的纵向与横向比率的撕裂扩展力而言理想的各向同性行为，各种途径是有可能的。
由此有可能该单片层或多片层装饰层在至少一个片层内含有极性和非极性的聚合物。由于这些聚合物的不同极性，所述聚合物没有均质混合，并且在挤出膜后，这些极性聚合物像球体一样安排在非极性基质中并且由此弱化垂直于挤出方向的撕裂扩展力。在此，实例包括与热塑性固化橡胶(TPV)组合的极性聚合物，例如交联的EPDM。
由此，还有可能通过在该装饰层的至少一个片层内具有根据DIN EN ISO 1133的大于6g/10min的粘度/MFI差的高粘度和低粘度聚合物的目标组合来实现各向同性撕裂扩展的近似。由此像狭长的岛屿一样在低粘度聚合物的基质中安排高粘度聚合物。在此，实例包括低粘度LDPE与高粘度PP的组合。根据DIN EN ISO 1133的MFI的测量对于PE在190℃/2.16k下进行，对于PP在230℃/2.16kg下进行，并且对于TPV在230℃/10kg下进行。
在用于实现纵向和横向上的大致相等的撕裂扩展力的第三选项中，该单片层或多片层装饰层在至少一个片层内含有气体或空气夹杂物，优选处于球形空心体的形式。这些空心体充当在横向上用于撕裂的缺陷。所述空心体可以是例如空心玻璃球。
以上提及的三种方案途径是在一个或多个片层中并且以任何希望的组合在层压件内都可使用的。由此，有可能例如球形空心体存在于由高粘度和低粘度聚合物的混合物构成的片层中。
该膜层压件的泡沫层可以基于与该装饰层的片层相同的塑料，但是在发泡方面并且由此在密度方面与该装饰层不同。优选涉及聚烯烃基泡沫。膜层压件的泡沫层可以通过在聚合物组合物中添加固体化学发泡剂而化学发泡，或者物理发泡。用于泡沫层的聚合物组合物可以含有其他常规成分，如发泡剂、润滑剂、稳定剂、填充剂(如无机填充剂)和/或颜料。
该膜层压件的泡沫层优选具有0.5至4mm的厚度以及40至200kg/m3的密度。这种膜层压件可以经受深拉而不会破坏泡沫层。
根据本发明的膜层压件在装饰层的平滑或三维结构化表面上包含漆层。该漆层可以有利于改善表面特性，例如在视觉外观或抗擦伤性方面。该漆层可以通过常规的措施施加到该表面上。该漆层优选地是聚氨酯漆层。
该膜层压件的生产通过常规方法进行，其中该装饰层被挤出并且设置有漆层。该发泡层优选地通过泡沫挤出而形成，其中发泡可以通过物理手段(H2O或惰性气体)或使用化学发泡剂进行。然后将这些层例如热粘接或通过粘合剂粘接进行结合，以得到片状材料，由此产生包含装饰层和泡沫层的膜层压件。还有可能在将两个其他层结合之后施用漆层。
使这些片状层压件经受进一步加工以提供部件。
用于形成具有三维结构化表面的部件的各种方法是由现有技术已知的。其中的一个实例是“模内皮纹成型方法(IMG方法)”，该方法作为特殊方法由阴模深拉方法发展而来。这种模内皮纹成型工艺可能被最好地描述为“伴随皮纹成型的阴模深拉”。与通过将形成部件的后续形状的深拉压头引入膜中而将三维几何结构模制到部件中的标准深拉工艺不同，在阴模深拉工艺中例如通过真空将膜拉入凹模。在此，伴随皮纹成型的阴模深拉是阴模深拉的一个特别的构型，其中，将该部件几何形状的结构以及随后的皮纹结构作为阴模引入该工具表面中。
根据本发明的膜层压件特别适用于并且是针对通过IMG方法或通过阳模深拉方法生产的部件。
阳模深拉工艺所生产的层压件可以优选在引入三维表面结构之后经受交联步骤，特别是电子束交联。
该层压件的交联可以用高能量辐射、优选地电子束辐射进行。这导致在阳模深拉中非常好的皮纹稳定性并且导致非常好的深拉特性。辐射导致塑料中的交联。
该膜层压件可以具有部件的形状，其中该部件形状优选是在赋形加工步骤中通过将该膜层压件施用到具有部件形状的载体上可获得的。
优选的是将膜层压件用于覆盖机动车辆的内饰部件的用途，特别是至少在安全气囊盖的区域内或者在安全气囊盖的撕裂接缝区域内。
出人意料地，根据本发明的膜层压件可以用来在深拉工艺中生产用于机动车辆的内饰零件，其具有满足在气囊打开期间的要求的撕裂行为，而无需进行该膜层压件或该部件的随后的弱化。被视作缺陷的弱化线可以避免，并且不再应用用于引入弱化线的额外成本(机器、劳动力、工作时间)。
附图说明
具体实施方式
现在将参考示例性实施例更具体地阐明本发明，并且唯一的图1是根据本发明具有二片层装饰层2的膜层压件1的示意图，该装饰层具有外片层5和与泡沫层4相邻的内片层6。该装饰层2的外片层5上设置有漆层3。该漆层3具有7μm的厚度。该外片层5和该内片层6各自具有0.4mm的厚度，并且该泡沫层4是2mm厚。该膜层压件1在装饰层2上设置有压花的三维结构化的表面，即，设置有通过辊压花在外部上压花的皮纹。
这种膜层压件可以用于机动车辆内饰中安全气囊盖的区域，而无需提供弱化线。它可以在深拉工艺中进行加工。
生产具有以上提及的层构造的膜层压件，其中该装饰层2的片层6根据表1、2和3而改变。所使用的外片层5总是适用于阳模深拉工艺并且由按重量计33％的PP、按重量计33％的乙基丙基橡胶以及按重量计33％的EPDM构成(基于这些聚合物的重量百分比)的片层。该漆层3总是聚氨酯漆，该泡沫层4是具有67kg/m3的密度的聚烯烃基泡沫。使用这些膜层压件根据DIN EN ISO 34方法B程序b在23℃下测定挤出方向(纵向)和垂直于挤出方向(横向)上的撕裂扩展力，并且根据DIN 527-3类型5在2000mm/min和23℃下测定纵向和横向上的拉伸强度。本发明的层压件标记为I，并且对比层压件标记为C。
成分如下：
·TPV：具有按重量计50％的EPDM的PP/EPDM共混物，MFI 15g/10min(230℃/10kg)，软化点约165℃
·极性聚合物：聚乳酸，密度1.2g/ccm3，熔点145℃-160℃，MFI 19g/10min(230℃/2.16kg)
·增容剂1：丙烯酸酯基三聚物
·增容剂2：高粘度LLD-PE(MFI 1g/10min(190℃/2.16kg))
·高粘度LDPE：低密度聚乙烯，在190℃/2.16kg下MFI＝1.9g/10min
·低粘度PP：丙烯均聚物，在230℃/2.16kg下MFI＝10.0g/10min，在200℃的温度下在250mm/s的伸长率下测量的7cN的熔体弹性
·低粘度LDPE：低密度聚乙烯，在190℃/2.16kg下MFI＝9g/10min
·高粘度PP：丙烯均聚物，在230℃/2.16kg下MFI＝1.0g/10min
·空心玻璃球，直径35μm
如在此使用的，熔体流动指数(MFI)根据DIN EN ISO 1133对于PP在230℃的温度下并且对于PE在190℃的温度下并且以2.16kg的负载确定。术语熔体流动指数(MFI)和熔体流动速率(MFR)同义地使用。
表1
根据表1，在该装饰层的内片层6中使用两种不混溶的聚合物，以在纵向和横向上实现相似的撕裂扩展力。即使没有弱化线，用膜层压件3(I)和4(I)进行的安全气囊起爆也提供了良好的结果。
表2
根据表2，在该装饰层的内片层6中同时使用高粘度聚合物和低粘度聚合物，以在纵向和横向上实现相似的撕裂扩展力。即使没有弱化线，用膜层压件6(I)和9(I)进行的安全气囊起爆也提供了良好的结果。
表3
根据表3，将具有35μm直径的空心玻璃球混合到内片层6的聚合物中，以在纵向和横向上实现相似的撕裂扩展力。即使没有弱化线，用膜层压件11(I)进行的安全气囊起爆也提供良好的结果。

Claims (10)

1.一种膜层压件(1)，包含至少单片层或多片层挤出的装饰层(2)，该装饰层具有在其顶侧上的漆层(3)和在其底侧上的泡沫层(4)，其特征在于，该膜层压件(1)在挤出方向上和垂直于挤出方向上具有根据DIN 527-3类型5在2000mm/min和23℃下5至20N/mm2的拉伸强度，并且该膜层压件(1)在挤出方向上的撕裂扩展力与该膜层压件(1)在垂直于挤出方向上的撕裂扩展力的比率是0.85至1.2，其中该撕裂扩展力是根据DIN EN ISO 34方法B程序b在23℃下测定的。
2.如权利要求1所述的膜层压件(1)，其特征在于，该装饰性层(2)是由外片层(5)和与该泡沫层(4)相邻的内片层(6)构成的双片层的层。
3.如权利要求1或2所述的膜层压件(1)，其特征在于，该装饰性层(2)具有0.2至1mm的厚度。
4.如权利要求2或3所述的膜层压件(1)，其特征在于，该外片层(5)具有0.1至0.5mm的厚度。
5.如权利要求2至4中至少一项所述的膜层压件(1)，其特征在于，与该泡沫层相邻的该内片层(6)具有0.1至0.5mm的厚度。
6.如前述权利要求中至少一项所述的膜层压件(1)，其特征在于，该单片层或多片层装饰层(2)在至少一个片层内含有极性和非极性聚合物。
7.如前述权利要求中至少一项所述的膜层压件(1)，其特征在于，该单片层或多片层装饰层(2)在至少一个片层内含有具有根据DIN EN ISO 1133大于6g/10min的粘度差/MFI差的聚合物。
8.如前述权利要求中至少一项所述的膜层压件(1)，其特征在于，该单片层或多片层装饰层(2)在至少一个片层内含有球形空心体。
9.如前述权利要求中至少一项所述的膜层压件(1)，其特征在于，该泡沫层(4)具有0.5至4mm的厚度和40至200kg/m3的密度。
10.一种用于机动车辆的内饰零件，优选仪表板，其至少在安全气囊盖的区域中或在安全气囊盖的撕裂接缝的区域中设置有如权利要求1至9中任一项所述的膜层压件(1)。
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