CN103717389A - 树脂层压板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种确保轻量化以及薄型化的同时进一步提高刚性的树脂层压板。具有隔着中空部重叠的表面侧片材120A和里面侧片材120B,里面侧片材120B向中空部内凹下去从而设置多个第一凹部200S和第二凹部200L,将这些多个第一凹部200S和第二凹部200L的底部焊接在表面侧片材120A,从而通过多个加强筋连接表面侧片材120A和里面侧片材120B之间的树脂层压板100,由具有深度较浅的多个第一凹部200S的薄板部100a和具有深度较深的多个第二凹部200L的厚板部100b构成,并且,大致相同的间距配置多个第一凹部200S以及所述第二凹部200。

Description

树脂层压板
技术领域
本发明涉及一种树脂层压板,具体地,能够确保轻量化以及薄型化的同时进一步提高刚性的树脂层压板。
背景技术
目前,作为汽车内装饰材料或建材、物流包装的材料,采用所谓的树脂层压板。树脂层压板具有树脂制成的表面材料和树脂制成的里面材料,里面材料上设有顶端部向表面材料的内表面突出的凹部。尤其是,重视外观的汽车内部装饰材料或建材等,在表面材料的表面侧粘贴无纺织布。目前作为这样的树脂层压板的制造方法采用有各种方法。第一,采用有利用熔化树脂一体挤压中空成形制造的技术。根据按照这样的方法制造的树脂层压板,与只在内部具有中空部的双重壁中空结构相比,通过连接表面材料和里面材料的凹部,能够确保刚性、尤其是针对相对于表面材料的垂直方向的负载的压缩刚性。
第二,如专利文献1所公开,分别挤出的两个熔化状态的片材基于指定的挤压力通过在一个表面交错配置多个突起部的辊、即一对辊之间,在一个片材上形成凹部,并且,以使凹部的底面紧贴在另一个片材的内表面的方式焊接两张片材,并且,在一个片材的形成有凹部的开口的一侧面焊接另一个片材的技术,形成分别对于形成凹部的片材的表面侧以及里面侧焊接片材的三层结构。
第三,如专利文献2所公开,与第二方法不同,分别挤出的两个熔化状态的片材基于指定的挤压力通过在各自的表面交错状配置多个突起部的辊、即一对辊之间,在每个片材形成凹部,并且,焊接每个片材的对应的凹部底面的方式焊接两个片材,并且,在每个片材的相反侧面上焊接其他片材的技术,形成分别对于形成凹部开口的片材的一侧面焊接片材的四层结构。如上所述的挤压熔化状态的片材从而制造树脂层压板的技术中存在如下问题。
即、难以获得确保制造效率的同时获得无方向性的具有充分强度的树脂层压板。更加详细地,第一方法~第三方法共同的挤压成形固有的问题是片材的挤出方向的端部为开放状态,因此需要进行热密封处理等端面处理,需要进行对应的多余的工序,降低整体的制造效率。并且,焊接交错状形成凹部的片材和其他片材或者焊接交错状形成凹部的片材之间只是通过辊送入一对辊之间并提供通过时的挤压力,无法确保充分的焊接时间,由此带来的焊接不足使树脂层压板无法确保充分的强度,降低质量。对于这一点,如果不采用连续的挤压成形,而是采用吹塑成形,则能够避免上述的端面处理带来的制造效率下降以及焊接不足带来的强度不足的问题。专利文献3中公开了这样的吹塑成形方法。专利文献3公开了利用熔化状态的圆筒状型坯,在里面壁上设置顶端部与表面壁的内表面焊接的凹部,并且,在里面壁的外表面粘贴表面材料的技术。但是,根据这样的利用圆筒状的型坯施加吹入压力成形的吹塑成形方法,带来其他的技术问题。即、由于利用在圆周方向的壁厚均匀的圆筒状型坯施加吹入压力进行成形,所以难以实现树脂层压板的充分的轻量化以及薄型化。
更加详细地,圆筒状型坯通常从芯模(die core)之间的环状缝隙挤出,其厚度在圆周方向大致相同,另一方面,当束紧分割形式的一对模具时,从模具内的封闭空间施加吹塑压力,因此对于模具的型坯的挤压力在型坯整个表面上相同,因此向形成凹部的一个模具挤压的型坯由于凹部的深度、对应于开口直径的吹胀比之间的关系,型坯被拉长,局部产生薄壁部,另一方面,在另一个模具由于不形成这样的凹部,所以也不会产生这样的薄壁部。因此,需要根据一侧模具的薄壁部设定对于圆筒状型坯的厚度,由此,在另一个模具形成多余的厚度的片材。当利用这样的在圆周方向的壁厚度大致相同的圆筒状型坯时,在吹塑成形之后,由于具有多个凹部的壁面和未形成凹部的壁面不可避免地产生厚度差异,由于该厚度差异,无法实现树脂层压板的充分的轻量化和薄型化。针对这一点,在专利文献4公开了利用基于圆筒状型坯的两个熔化状态的片材,制造内部具有空洞部并且在相对的两个面上以底面部相互背离的方式形成多个凹部的热塑性树脂的板状体的方法。但是,尤其是用于重视表面的外观的汽车内部装饰材料或建材的树脂层压板,形成表面的一个片材上需要粘贴无纺织布等装饰材料,因此优选避免在一个片材上设置用于形成凹部的凹部从而在表面上形成多个凹部的开口。
先行技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4327275号公报
专利文献2:日本专利第4192138号公报
专利文献3:日本特开平11-105113号公报
专利文献4:日本特开平7-171877号公报
下面的制造方法能够解决上述问题。
即、利用在一个分割模具的腔体设置向另一个分割模具突出的多个突起部的分割形式的模具,将两张熔化状态的热塑性树脂制成的片材原材料定位在一对分割模具之间。之后,在一个片材原材料和一个分割模具的腔体之间形成密闭空间,之后从一个分割模具侧吸引密闭空间。通过该吸引作用,通过多个突起部在片材原材料形成多个凹部,束紧一对分割模具,从而将凹部的底部焊接在另一个片材原材料上,获得通过多个加强筋加强的中空结构的树脂层压板。
根据这样的制造技术,能够最大限度地减少两张片材原材料各自的厚度,从而在确保制造效率以及产品质量的同时能够实现轻量化以及薄型化。
但是,要求提高以车辆用内部装饰材料为代表的树脂层压板的一层的质量的同时还期待层压板能够进一步的轻量化并且进一步提高刚性。并且,当作为堵塞朝上开口且可收纳备用轮胎的轮胎收纳部的地板板材等使用树脂层压板时,为了充分利用车辆的行李箱空间,层压板与配置在备用轮胎等周围的部件接触并干扰。因此,在具体利用方式中,层压板如果是相同板厚的平坦的板状,则并不理想,需要根据与配置在周围的部件之间的关系适当具有薄板部以及厚板部。并且,即使通过利用上述分割形式的模具的制造技术适当地调整壁厚从而能够获得轻量化且高刚性的层压板,需要进一步提高刚性时,还是没有改良的余地。
发明内容
为此,本发明的目的在于提供一种确保轻量化以及薄型化的同时能够进一步提高刚性的树脂层压板。
根据权利要求1的发明,具有隔着中空部重叠的两张片材,使一个片材向所述中空部内凹下去从而设置多个凹部,将这些多个凹部的底部焊接在另一个片材,从而通过多个加强筋连接所述两张片材之间,所述树脂层压板的特征在于,
由具有多个第一凹部的薄板部和具有多个第二凹部的厚板部构成,其中,与所述第一凹部相比,所述第二凹部的深度相对较深,
大致相同的间距配置所述多个第一凹部以及所述多个第二凹部。
根据权利要求2的发明,其特征在于,
多个第一凹部以及多个第二凹部形成为其直径从底部向开口扩大的圆锥台形状,
通过调整第一凹部以及所述第二凹部各自的圆锥台斜面的倾斜角度,
使多个第一凹部的开口直径和多个第二凹部的开口直径相同,
使多个第一凹部的底部直径和多个第二凹部的底部直径相同。
根据权利要求3的发明,其特征在于,
一个片材的两端部得到支撑,另一个片材的中央部受弯曲负载的结构体,
将得到支撑的两端部的中央侧的一部分区域或者整个区域作为厚板部。
根据权利要求4的发明,其特征在于,
设置带状延伸的区域从而连接得到支撑的两端部之间,在与该区域延伸方向正交的方向设置多列的该带状区域,将这些多列的带状区域作为厚板部。
根据权利要求5的发明,其特征在于,
一个片材的两端部得到支撑,另一个片材的中央部受弯曲负载的结构体,
设置包括得到支撑的两端部且以指定的宽度沿外周形成的区域,将该沿外周形成的区域作为厚板部。
根据权利要求6的发明,其特征在于,
俯视时外形为长方形的车辆用内部装饰材料,
得到支撑的两端部是一个片材的对边部。
发明的效果
在权利要求1的发明中,由具有多个第一凹部的薄板部和具有多个深度相对较深的第二凹部且比薄板部厚的厚板部构成树脂层压板,并且,大致等间距地配置多个第一凹部和多个第二凹部。
从而,能够防止与配置在周围的部件之间的干扰,并且,在树脂层压板中,为了抑制变形而需要厚度的区域形成为厚板部,除此之外的区域形成为薄板部。即、通过合理地组合薄板部和厚板部,并且调整片材厚度,在不增加质量的情况下能够提高树脂层压板的刚性。
并且,大致等间距地配置了多个第一凹部以及多个第二凹部,因此,能够使树脂层压板的刚性均匀。同时,提高模具的加工性以及成形性,显得美观。
而且,在确保必要的强度的范围内,能够将两张树脂制成的片材各自的厚度最大限度地薄型化,从而能够实现轻量化以及薄型化。
从而,根据本发明,提供能够确保轻量化以及薄型化的同时进一步提高刚性的树脂层压板的制造技术。
在权利要求2的发明中,将多个第一凹部以及多个第二凹部形成为圆锥台形状,多个第一凹部的开口直径以及多个第二凹部的开口直径相同,并且,多个第一凹部的底部直径以及多个第二凹部的底部直径相同。
将不同深度的两种凹部成形为圆锥台形状时,能够使凹部的倾斜角度相同。这时,在两种凹部中,如果对齐开口直径,则底部直径就不同,如果对齐底部直径则开口直径就不同。如果这样的开口直径或者底部直径不同的两种凹部混合存在于成型品中,则成型品的刚性不均匀,在加工模具或者成形厚板部的不够理想。
针对这一点,在本发明中,通过调整第一凹部以及第二凹部各自的倾斜角度,使不同深度的第一凹部和第二凹部的开口直径以及底部直径相同,因此,能够使树脂层压板的刚性均匀,能够提高模具的加工型以及厚板部的成型性。
在权利要求3的发明中,以一个片材的两端部得到支撑,另一个片材的中央部受弯曲负载的结构体的方式使用树脂层压板时,将得到支撑的两端部的中央侧的一部分区域或者整个区域作为厚板部。
本发明人们进行了根据CAE(Computer Aided Engineering)的解析,发现在树脂层压板中,将中央侧的一部分区域或者整个区域作为厚板部,则在不增加质量的情况下能够提高刚性。其结果,能够更加合理地提高刚性。
在权利要求4的发明中,设置多列的连接得到支撑的两端部之间的带状区域,将这些多列的带状区域作为所述厚板部。
在本发明人们进行的CAE解析中,将这些多个带状区域作为厚板部是有效果的。从而,无需增加树脂层压板的质量,即可合理性地提高刚性。
在权利要求5的发明中,将包括得到支撑的两端部且以指定的宽度沿外周形成的区域作为厚板部。
在本发明人们进行的CAE解析中,将这样的沿外周形成的区域作为厚板部是有效的。因此,无需增加树脂层压板的质量,即可合理性地提高刚性。
在权利要求6的发明中,树脂层压板是在俯视时其外形为长方形的车辆用内部装饰材料,得到支撑的两端部是一个片材的对边部。
根据本发明,提供确保轻量化以及薄型化的同时进一步提高刚性的车辆用内部装饰材料。
附图说明
图1是车辆的轮胎收纳结构的立体图。
图2是图1所示的轮胎收纳结构的截面图,用于说明第一实施方式的车辆用地板面板构成的图。
图3是第一实施方式的车辆用地板面板的俯视图。
图4是图2的A部放大图,是薄板部周边的截面图。
图5是第一实施方式的车辆用地板面板的仰视图。
图6是图5的B部放大图,是用于说明凹部排列的图。
图7是用于说明凹部结构的图,(A)是图6的C-C线截面图,(B)是其他实施例的截面图。
图8是用于说明第二实施方式的车辆用地板结构的图,相当于图2。
图9是第二实施方式的车辆用地板面板的仰视图,相当于图5。
图10是安装了树脂层压板的车辆后部的立体图。
图11是图10的12-12线截面图。
图12是示出了根据本发明的树脂层压板的部分截面的立体图。
图13是示出了图12的里面侧部分截面的树脂层压板的立体图。
图14是图13的仰视图。
图15是图14的标记4的放大图。
图16是用于说明第一凹部和第二凹部结构的图,(A)是图15的5-5线截面图,(B)是示出了其他实施例的截面图。
图17是用于说明解析条件的图,(A)是基本模型俯视图,(B)是(A)的B箭头示意图。
图18是第一解析模型的仰视图。
图19是第二解析模型的仰视图。
图20是第三解析模型的仰视图。
图21是第四解析模型的仰视图。
图22是成形装置的侧视图。
图23是根据本发明的第一弓形部件和第二弓形部件的立体图。
图24是图23的8-8线截面图。
图25是用于说明分割模具的框架作用的图。
图26是用于说明赋予片材原材料形状的图。
图27是用于说明第一弓形部件和第二弓形部件的作用的图,(A)是片材原材料成形过程的示意图,(B)是结束片材原材料成形的示意图。
图28是示出了束紧分割模具的状态的图。
图29是示出了打开分割模具的状态的图。
图30是示出了树脂层压板的边缘周围的部分截面图。
附图标记
10    车辆        100   树脂层压板
100a  薄板部      100b  厚板部
116A  腔体        116B  腔体
119S  第一突起部  119L  第二突起部
120A  表面侧片材  120B  里面侧片材
122S  第一加强筋  122L  第二加强筋
13    备用轮胎    140   装饰片材
20    轮胎收纳部  200S  第一凹部
200L  第二凹部    240S  底部
240L  底部        260S  开口
260L  开口        280   中空部
300   货架顶板(车辆用内部装饰材料)
30    地板面板    30a   薄板部
30b   厚板部      31    中空部
312A  货架顶板(deck board)主体部(树脂层压板)
312B  辅助板部(树脂层压板)
32    成型模具    32A   分割模具
32B     分割模具      40S   第一弓形部件
40L     第二弓形部件  43S   第一凹部
43L     第二凹部      44   外螺纹
48      内螺纹        51S   第一加强筋
51L     第二加强筋    52S   底部
52L     底部          53S   开口
53L     开口          70    地板面板
80      真空吸引室    82    真空吸引孔(真空吸引通道)
84      第一密闭空间  a     开口直径
b       底部直径      c     底部直径
d       第一凹部的倾斜角度
e       第二凹部的倾斜角度
d1      深度          d2    深度
t1      薄板部的厚度  t2    厚板部的厚度
A1~A5  厚板部区域    F     负荷
M1~M4  解析模型(树脂层压原材料)
P       间距          P1    片材原材料
P2      片材原材料    S1~S3  间隙
具体实施方式
对树脂层压板的使用例子进行说明。
(第一实施方式)
下面,参照附图对用于实施本发明的第一实施方式进行详细说明。另外,在整个实施方式的说明中对于相同的要素标注相同的符号。
图1是具有作为根据本发明的树脂层压板的车辆用地板面板(下面,简称为“地板”)的轮胎收纳结构的立体图。如图1所示,车辆10在后座11的后面具有行李箱12。行李箱12的下面设有用于收纳备用轮胎13的轮胎收纳结构15。轮胎收纳结构15以在地板16向上开口的大致箱状的轮胎收纳部20和堵塞轮胎收纳部20的开口部21的任意外形(在该例子中,俯视车辆时大致长方形状)的地板面板30为主要元素。
基于图2和图3详细说明轮胎收纳结构15的各部的构成。
如图2所示,轮胎收纳部20具有用于支撑备用轮胎13的底部22;从底部22的外周上升的周壁23;以及,设在周壁23上端的开口周边25的指定位置(例如,开口周边25的前侧以及后侧)的支撑部26。在车辆侧面观察时,开口周边25沿大致水平方向形成。
备用轮胎13由车轮部13a、设在车轮部13a的外周的轮圈部13b以及安装在轮圈部13b的外周的轮胎部13c构成。在该例子中,根据车辆后部的各种部件的配置情况,备用轮胎13以其轴线13d相对于垂直线V后倾角度θ的姿势收纳在轮胎收纳部20。
因此,将轮胎收纳部20的底部22向后向下倾斜设置,并且,在底部22的上面向后倾斜角度θ设置支撑筒27,将车轮部13a的轮毂部13e通过螺栓28结合在该支撑筒27。另外,在本发明中,并不限定将备用轮胎收纳在轮胎收纳部的结构以及固定方法,能够从各种收纳结构或各种固定方法中选择任意一种。
而且,备用轮胎13以后倾的姿势被收纳,从而备用轮胎13的前上部13f位于与开口周边25大致相同的高度,能够与地板面板30抵接。另一方面,备用轮胎13的后上部13g位于低于开口周边25的位置,在与地板面板30之间具有充分的间隙。
接着,基于图3~图5详细说明地板面板30的各部的构成。
如图3所示,地板面板30是由表面侧片材120A、隔着中空部31与表面侧片材120A重叠的里面侧片材120B;以及,粘贴在表面侧片材120A上的装饰片材140构成的三层结构。地板面板30的相对的边部(在这里是车辆前后方向上相对的长边部32)被支撑部26(参见图2)支撑。
如图4所示,表面侧片材120A和里面侧片材120B通过设在里面侧片材120B的多个凹部43S、43L(后面说明)连接。并且,里面侧片材120B由能够与备用轮胎13的前上部13f抵接且向上凹陷的薄板部30a和与备用轮胎13不抵接的厚板部30b构成。另外,薄板部30a的厚度不是固定的,在图4,为了方便地示出与厚板部30b的厚度t2的差异,用一个符号t1表示薄板部30a的厚度。
薄板部30a的底面形成形成为与备用轮胎13的形状相配的任意形状(在这里是与前上部13f相配的曲面状)。而且,根据薄板部30a的底面形状任意设定薄板部30a的厚度t1。例如,当将薄板部30a的底面形成为曲面状时,可以平滑地改变薄板部30a的各部的厚度t1。并且,当将薄板部30a的底面形成为与厚板部30b的底面平行的平面状时,可以将薄板部30a的各部的厚度t1设定为大致固定的尺寸。
如图5所示,从车辆底面观察时,薄板部30a形成在大致月牙形状的区域(用斜线表示的区域),以便错过前上部13f(参照图2)。另一方面,厚板部30b是除了薄板部30a之外的部分,地板面板30的大部分由固定厚度的厚板部30b构成。
其次,基于图6和图7详细说明凹部43S、43L的构成。
图6是图5的B部的放大图,是用于说明凹部排列的图。图7是用于说明凹部构成的图,(A)是图6的C-C线截面图,(B)是(A)的其他实施例截面图。
如图6所示,凹部43S、43L由设在薄板部30a的多个第一凹部43S和设在厚板部30b的多个第二凹部43L构成。厚板部30b的厚度比薄板部30a的厚度大,因此,多个第二凹部43L的深度d2(参照图7(A))比多个第一凹部43S的深度d2(参照图7(A))相对大些。在地板面板30中,相隔大致相同的间隔P交错配置这样的深度不同的多个第一凹部43S和多个第二凹部43L。
如图7所示,薄板部30a和厚板部30b通过台阶46连接。第一凹部43S和第二凹部43L焊接于表面侧片材120A中的与粘结装饰片材140的上面42相反侧的面、即下面47。第一凹部43S以及第二凹部43L构成连接表面侧片材120A的下面47和里面侧片材120B的上面48之间的第一加强筋51S和第二加强筋51L。第一凹部43S和第二凹部43L呈圆锥台形,其直径从底部52S、52L向开口53S、53L扩大。
底部52S、52L焊接在表面侧片材120A的下面47。表面侧片材120A和里面侧片材120B之间形成中空部31,该中空部31在地板面板30的周端面封闭。根据对于地板面板30的质量的要求适当设定第一凹部43S和第二凹部43L各自的数量,设置数量越多,能够获得相对于重量的越高的刚性。
并且,将第一凹部43S的开口直径和第二凹部43L的开口直径设定为相同的尺寸a。而且,通过调整第一凹部43S的倾斜角度d和第二凹部43L的倾斜角度e(具体地,倾斜角度d>倾斜角度e),从而将第一凹部43S的底部直径和第二凹部43L的底部直径大致设定为相同的尺寸b。
另外,当薄板部30a曲面状凹下时,多个第一凹部43S由深度不同的凹部构成,但是,在这种情况下,通过调整每个第一凹部43S的倾斜角度,能够以每个第一凹部43S的开口直径以及底部之间设定为与第二凹部43L的开口直径以及底部直径相同尺寸的状态相隔相同间距设置第一凹部43S和第二凹部43L。换言之,以第一凹部43S和第二凹部43L的中心之间的距离以及开口周边之间的距离相同的方式形成,以便第一凹部43S和第二凹部43L的配置间隔均匀。
如上所述,对齐第一凹部43S和第二凹部43L的开口直径和底部直径,从而能够实现地板面板30中的刚性的均匀化,能够提高模具的加工性以及厚板部30b的成形性。
并且,为了等间距配置第一凹部43S和第二凹部43L,如图7(B)所示,还可以设置相同的开口之间a以及倾斜角度d,调整底部直径c的尺寸(具体地,底部直径d>底部直径c)。如上所述,以对齐第一凹部43S和第二凹部43L的开口直径以及倾斜角度的状态等间距地配置第一凹部43S和第二凹部43L,从而能够使地板面板30的刚性均匀,能够提高模具的加工性以及厚板部100b的成形性。
按照下面的制造方法制造具有以上结构的地板面板30。
首先,将对应于表面侧片材120A和里面侧片材120B的热塑性树脂制成的两张片材原材料以熔化状态配置在一对分割模具之间。其次,通过设在一个分割模具上的多个突起部使一个片材原材料向另一个片材原材料凹下去,从而成形多个第一凹部43S和第二凹部43L,并束紧一对分割模具。由此,将多个第一凹部43S和第二凹部43L的底部52S、52L焊接于另一个片材原材料,通过多个第一加强筋51S和第二加强筋52L连接两张片材原材料之间,获得中空结构的地板面板30。
下面,对上述的地板面板30的效果进行说明。
由于以两张片材成形地板面板30,而不是向以前以圆筒状的型坯成形,因此,能够使两张片材120A、120B各自的片材原材料的厚度最薄。从而,能够确保制造效率以及产品质量的同时实现轻量化以及薄型化。
并且,表面侧片材120A上没有形成凹部,因此,表面侧片材120A的上面42是平坦的。从而,设在表面侧片材120A的上面42的装饰片材140的上面(外观设计面)也是平坦的。由此,凹部43S、43L不会影响到地板面板30的外观质量。
并且,薄板部30a被备用轮胎的前上部13f(参照图2)支撑,所以即使较薄也能够抑制翘曲。另一方面,厚板部30b并没有得到备用轮胎13(参照图2)的支撑,但是由于厚度较厚,所以能够抑制翘曲。如上所述,在地板面板30中,由厚板部30b构成需要厚度的区域,由薄板部30a构成能够形成为较薄的区域。从而,合理地组合薄板部30a和厚板部30b,并且调整片材120A、120B的厚度,从而在未增加质量的情况下能够提高地板面板30的刚性。
并且,通过薄板部30a和厚板部30b之间的台阶46,备用轮胎的前上部13f(参照图2)嵌入薄板部30a中。从而,能够将地板面板30的位置下降相当于薄板部30a和厚板部30b的台阶的量。其结果,能够确保较宽的行李箱12(参照图1)的空间。
并且,以大致等间距P配置了多个第一凹部43S以及多个第二凹部43L,从而能够使地板面板30的刚性均匀。同时,提高模具的加工性以及成形性,地板面板30的底面侧也显得美观。
(第二实施方式)
其次,基于图8和图9说明作为根据本发明的树脂层压板的第二实施方式的地板面板。另外,对于与上述的第一实施方式的地板面板30共同的部位标注相同的符号,并省略重复说明。
如图8所示,在第二实施方式中,备用轮胎13以轴线13d朝向垂直方向的姿势收纳在轮胎收纳部20。在该例子中,大致水平状形成轮胎收纳部20的底部22,沿着该底部22,大致水平状放置备用轮胎13,并通过螺栓28固定。所收纳的备用轮胎13的上端位于与开口周边25大致相同的高度。即、轮胎部13c在整个周边与地板面板70抵接。地板面板70的里面侧片材120B由能够与轮胎部13c的上面抵接且向上凹下去的薄板部30a和与备用轮胎13不抵接的厚板部30b构成。
如图9所示,薄板部30a形成为与轮胎部13c(参照图8)的上面相配的形状。即、薄板部30a形成为大致一定宽度的圆环形区域(斜线表示的区域),以便错过轮胎部13c(参照图8)的上面整个周边。另一方面,厚板部30b形成在薄板部30a的外侧区域以及被薄板部30a包围的区域。而且,在第二实施方式的地板面板70中,与上述的第一实施方式的地板面板30相同地,大致等间距地交错配置不同深度的多个第一凹部43S和多个第二凹部43L。并且,通过调整第一凹部43S的倾斜角度和第二凹部43L的倾斜角度,将第一凹部43S和第二凹部43L的开口直径和底部直径设定为大致相同尺寸。
根据该第二实施方式的地板面板70,能够获得与上述的第一实施方式的地板面板30相同的作用效果之外,由于薄板部30a的形成区域较广,因此能够减少相当于增加的薄板部30a的区域的量的材料,能够进一步轻量化并且能够进一步降低成本。
另外,还可以沿着地板面板70的外周部形成厚度比厚板部30b更厚的加强部71,从而提高地板面板70整体的刚性。并且,为了方便地处理地板面板70,还可以在里面侧片材120B的侧部形成可插入使用者的手指且厚度比厚板部30b薄的熔毁部72。如上所述,除了厚板部30b和薄板部30a之外,还设置形成为指定厚度的功能部(加强部71和/或熔毁部72),则能够获得较高功能性的地板面板70。
(第三实施方式)
其次,基于图10和图11对作为根据本发明的树脂层压板使用汽车的货架顶板或辅助板的例子进行说明。
汽车的车内后方设有具有后座坐垫302和左右一对的后座椅靠背304的后座306。后座椅靠背304能够相对于后座坐垫302进行前后自动调节,并且,能够向前倒下折叠。后座椅靠背304的后方形成有行李箱12,该行李箱12中装载收纳工具类的收纳箱310和货架顶板300。
货架顶板300由以构成行李箱12的底面的方式覆盖收纳箱310的整个上部开口的货架顶板主体部312A和追随左右的后座椅靠背304的起立倒下动作的可折叠的左右一对的辅助板312B、312B构成。
货架顶板主体部312A和/或左右的辅助板312B、312B是覆盖收纳箱310的开口或后座椅靠背304的下部后方空间的内部装饰材料,同时,也是装载各种行李的支撑体。在这样的要求外观设计性和刚性的货架顶板主体部312A和/或左右的辅助板312B、312B中使用树脂层压板(图12的符号100),从而能够获得高质量的货架顶板300。
如图30(A)所示,装饰片材140和表面侧片材120A分别具有周边部向一侧弯曲的边290,里面侧片材120B具有周边部向一侧弯曲的边292,将边290的端周面294和边292的端周面296紧贴,从而构成外周壁的外周面。从而,由装饰片材140的外周面和里面侧片材120B的外周面构成外周壁的外周面时,在紧贴部形成沿外周面上的圆周方向延伸的分型线PL,但是,装饰片材140的外周面和里面侧片材120B的外周面是连续地且平滑地连接。根据该构成,在装饰片材140的外周面和里面侧片材120B的外周面的作为分界线的分型线PL上不形成接缝或者台阶,能够维持外观上的美观。
作为图30(A)的变形例,如图30(B)所示,还可以装饰片材140和表面侧片材120A分别具有周边部向一侧弯曲的边290,另一方面,里面侧片材120B包括其周边部为平板状,紧贴边290的端周面294和里面侧片材120B的内表面180,从而构成外周壁的外周面。
作为图30(A)的其他变形例,如图30(C)所示,还可以装饰片材140以及表面侧片材120A分别是包括其周边部的平板状,另一方面,与图30(A)相同地,里面侧片材120B具有周边部向一侧弯曲的边292,紧贴表面侧片材120A的内表面170和边292的端周面296,从而构成外周壁的外周面。尤其是,根据图30(B),当以装饰材料14露在车内的方式将车辆用内部装饰材料组装在凹部时,与图30(A)以及图30(C)相比,分型线形成到里面位置,难以看到,因此,更加有利于外观上的美观。从而,树脂层压板100能够用于要求外观设计性的汽车用的地板面板的辅助板。
接着,基于图11对于由树脂层压板(图12中的符号100)构成货架顶板主体部312A的例子进行说明。
如图11所示,货架顶板主体部312A是由表面侧片材120A、里面侧片材120B、装饰片材140构成的三层结构。货架顶板主体部312A的外形形成为长方形,短边侧的左右端部得到收纳箱310的左右的侧壁310a、310a的支撑,从上面堵塞收纳空间310b。并且,货架顶板主体部312A的上面由行李等施加空心箭头表示的负载F。
左右的侧壁310a、310a相当于CAE的解析例的拘束部(图17中的符号R),负载F相当于CAE的解析例的负载(图17的符号F)。因此,基于CAE的解析结果,在货架顶板主体部312A中,由薄板部100a形成与侧壁310a、310a接触的区域(短边侧的端部),由厚板部100b形成侧壁310a、310a的中央侧(收纳空间310的b侧)区域的一部分或全部。
其结果,即使货架顶板主体部312A的上面施加有负载F,由于厚板部100b的刚性较高,所以能够抑制翘曲量δ。从而,在未增加质量的情况下能够获得刚性较高的货架顶板主体部312A。
如图12所示,树脂层压板100是由表面侧片材120A、里面侧片材120B、粘贴在表面侧片材120A上的装饰片材140构成的三层结构。这样的树脂层压板100例如用于车内装饰。另外,在图1中,为了明确表示树脂层压板100的内部结构,省略示出了树脂层压板100的周端部。
如图13所示,树脂层压板100由具有深度较浅的多个第一凹部200S的薄板部100a和具有深度较深的多个第二凹部200L的厚板部100b构成。
如图14所示,树脂层压板100的外形形成为长方形,薄板部100a在各边的附近区域且在整个外周部的形成为一定的宽度。厚板部100b形成在中央部侧的区域中被薄板部100a包围的区域。
其次,基于图15和图16对第一凹部200S和第二凹部200L的构成进行说明。
如图15所示,以大致等间距P交错配置多个第一凹部200S和多个第二凹部200L。大致等间距是指第一凹部200S和第二凹部200L的中心之间的距离以及开口边缘之间的距离相同,以使第一凹部200S和第二凹部200L的配置间隔相等,其所选择的间距设定为第一凹部和第二凹部的间隔靠近从而成形时片材被拉伸时不会变成比其他部位更薄的范围即可,第一凹部以及第二凹部之间的距离需要在各间距中第一凹部以及第二凹部的开口直径a的一半长度以上的差,优选地,在各部位的片材的厚度比率在80~120%的范围之内。
并且,如图16(A)所示,薄板部100a和厚板部100b通过形成在里面侧片材120B的台阶101连接。第一凹部200S和第二凹部200L焊接在表面侧片材120A中的与装饰片材140焊接的外表面150相反侧的面、即内表面170上。第一凹部200S的深度d1和第二凹部200L的深度d2为薄板部100a的厚度t1和厚板部100b的厚度t2之差。第一凹部200S和第二凹部200L构成连接里面侧片材120B的内表面180和表面侧片材120A的内表面170的第一加强筋122S和第二加强筋122L。第一凹部200S和第二凹部200L呈圆锥台形状,直径从底部240S、240L向开口260S、260L扩大。
底部240S、240L焊接在表面侧片材120A的内表面170上。表面侧片材120A和里面侧片材120B之间形成中空部280,该中空部280在层压结构板100的周端面封闭。可以根据树脂层压板100的用途适当设定第一凹部200S和第二凹部200L的数量,其数量越多,可以获得相对于重量越高的刚性。
而且,将第一凹部200S的开口直径和第二凹部200L的开口直径设定为相同的尺寸a。并且,通过调整第一凹部200S的倾斜角度d和第二凹部200L的倾斜角度e(具体地,倾斜角度d>倾斜角度e),从而能够以第一凹部200S的底部直径和第二凹部200L的底部直径设定为相同的尺寸b的状态,等间距(配置间隔)设置第一凹部200S和第二凹部200L。
如上所述,以对齐第一凹部200S以及第二凹部200L的开口直径和底部直径的状态等间距配置第一凹部200S和第二凹部200L,从而,能够使树脂层压板100的刚性均匀,能够提高模具的加工性以及厚板部100b的成形性。
并且,为了等间距配置第一凹部200S和第二凹部200L,如图16(B)所示,还可以将开口直径a以及倾斜角度d设定为相同,调整底部直径c的尺寸(具体地,底部直径b>底部直径c)。通过这样以对齐第一凹部200S以及第二凹部200L的开口直径和倾斜角度的状态等间距配置第一凹部200S以及第二凹部200L,能够使树脂层压板100的刚性均匀,能够提高模具的加工性以及厚板部100b的成形性。
其次,对各片材的材质进行说明。
作为表面侧片材120A以及里面侧片材120B的材料的片材原材料由聚乙烯、聚丙烯等烯烃系树脂或者非晶性树脂等形成的片材构成。更加详细地,为了防止缩减(drawdown)、缩幅(neck in)等导致的壁厚不均,片材原材料P1、P2优选采用熔化张力较高的树脂材料,另外,为了保证良好的向模具的转印性以及追随性,优选采用高流动性的树脂材料。
更加详细地,由乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯戊烯(isoprenepentene)、甲基戊烯等烯烃类的单聚体或共聚体的聚烯烃(例如,聚丙烯、高密度聚乙烯)中230℃下的MFR(基于JISK-7210标准的试验温度230℃、试验负载2.16kg下测量)为3.0g/10分钟以下,优选为0.3~1.5g/10分钟的物质,或者丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚体、聚苯乙烯、高冲击聚苯乙烯(HIPS树脂)、丙烯腈苯乙烯共聚体(AS树脂)等的非晶性树脂中的200℃下的MFP(基于JISK-7210标准的试验温度200℃、试验负载2.16kg下测量)为3.0~60g/10分钟的物质,优选为30~50g/10分钟且230℃下的熔化张力(表示利用东洋精械制作所制作的熔化张力检验器,从余热温度230℃、挤压速度5.7mm/分钟、直径2.095mm、长度8mm的小孔挤出绞线,用直径50mm的辊卷取该绞线,以速度100rpm卷取时的张力)在50mN以上,优选在120mN以上的物质形成。
并且,为了防止片材原材料因为冲撞产生裂纹,优选添加少于30wt%的加氢苯乙烯系热塑性弹性体,优选添加少于15wt%的量。具体地,作为加氢苯乙烯系热塑性弹性体优选采用苯乙烯-乙烯·丁烯-苯乙烯模块共聚体、苯乙烯-乙烯·丙烯-苯乙烯模块共聚体、加氢苯乙烯-丁二烯橡胶及其混合物,苯乙烯的含量少于30wt%,优选少于20wt%,在230℃下的MFP(基于JISK-7210标准的试验温度230℃、试验负载2.16kg下测量)为1.0~10g/10分钟,优选为5.0g/10分钟以下且1.0g/10分钟以上的物质。并且,片材原材料P1、P2还可以含有添加剂,作为添加剂例如有硅石、云母、滑石、碳酸钙、玻璃纤维、碳纤维等的无机填充物、可塑剂、稳定剂、着色剂、带电防止剂、阻燃剂、发泡剂等。具体地,硅石、云母、玻璃纤维等添加相对于成形树脂的50wt%以下,优选添加30~40wt%。
在作为表面侧片材的材料的片材原材料的表面设置装饰片材140时,装饰片材140是以提高外观性、装饰性、保护与成型品接触的物质(例如,货物地板时,放在地板上面的货物等)为目的构成。装饰片材140的材质可适用纤维表皮材料、片材状表皮材料、膜状表皮材料等。作为涉及的纤维表皮材料的原材料例如有聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、丙烯酸、维尼纶等合成纤维、人造纤维等半合成纤维、粘液丝、铜铵人造丝等再生纤维、棉、麻、羊毛、丝绸等天然纤维或其混合纤维。
其中,考虑到触感、耐久性以及成形性,优选采用聚丙烯或者聚酯,更加优选为聚酯。用于纤维表皮材料的丝优选组合使用例如聚酯:(3~5)旦尼尔×(50~100)mm等的纤度为3~15旦尼尔、纤维长度为2~5英寸左右的纤维(staple)的纺织丝和、细又软的单纤丝(filament)束成捆的聚酯:约150~1000旦尼尔/30~200单纤丝=约5旦尼尔×30~200根等的多个单纤丝或者聚酯:400~800旦尼尔/1单纤丝等的较粗的单纤丝。
作为装饰片材140的组织,例如有无纺布、纺织品、编织品、使其起毛的面料。另外,纺织品包括纺织组织依次上下混淆纵向丝和横向丝的平组织之外,还包括跳跃几根丝混淆的各种变更纺织方法。其中,由于没有对于伸长的方向性,所以优选为无纺布,因为容易成形为立体形状,并且表面的触感、感觉等较为优秀。其中,无纺布表示平行或交替堆积纤维或者随机散布形成片料,接着接合变成片料的纤维形成布状物。其中,考虑到成形品的立体形状再现性以及外观特性等,优选为通过针刺方法制造的无纺布。并且,与纺织品相比,通过针刺方法获得的无纺布的强度较小且拉伸弹性较大,对于任意方向的变形度较大,因此,为了提高无纺布的强度的同时实现尺寸的稳定化,优选在纺布粘着粘合剂,或者更加优选将片料和无纺布重叠针补上。根据上述内容,装饰片材140优选为聚丙烯无纺布或者聚酯无纺布。这时,装饰片材140本身具有热塑性,因此在剥离回收之后,加热变形,则可用于其他用途。例如,以聚丙烯构成主体树脂层,以聚酯无纺布构成装饰片材140,则成型品的主体树脂层和装饰片材140为相同的原材料,便于回收再利用。
另一方面,如果装饰片材140是聚酯无纺布,以聚酯构成的主体树脂层和纤维表皮材料的熔点不同,因此能够抑制在成型品上结合装饰片材140时,由于热导致变质、变形或者无法结合在正确位置等现象发生。并且,这时,成形性、刚性、外观以及耐久性均为良好。并且,考虑到立体形状再现性以及成形性,装饰片材140的拉伸强度优选在15kg/cm2以上,拉伸弹性优选在30%以上。另外,拉伸强度和拉伸弹性的值是在20℃温度下基于JIS-K-7113标准测量的。作为片状表皮材料、膜状表皮材料可以使用热塑性弹性体、压花加工的树脂层、外面粘贴印刷层的树脂层、合成皮革、防滑用网状的表皮层等。
按照下面的制造方法制造具有上述结构的树脂层压板100。
首先,将对应于表面侧片材120A和里面侧片材120B的热塑性树脂构成的两张片材原材料以熔化状态配置在一对分割模具之间。其次,通过设在一个分割模具上的多个突起部使一个片材原材料向另一个片材原材料凹下去,从而成形多个第一凹部200S和第二凹部200L,并束紧一对分割模具。由此,将多个第一凹部200S和第二凹部200L的底部240S、240L焊接于另一个片材原材料,通过多个第一加强筋122S和第二加强筋122L连接两张片材原材料之间,获得中空结构的树脂层压板100。
下面,对上述的树脂层压板100的效果进行说明。
假设树脂层压板的厚度均匀。
向被支撑的树脂层压板施加任意弯曲负载,则树脂层压板变形,其变形量为对应于该负载。通常,在不改变材质或形状的情况下抑制弯曲量时,可以增加树脂层压板的厚度,但是当树脂层压板的厚度均匀时,如果增加厚度,则必然增加树脂层压板的质量。
关于这一点,树脂层压板100由薄板部100a和厚度比该薄板部100a厚的厚板部100b构成。例如,当以里面侧片材120B的两端部得到支撑,装饰片材140的中央部受弯曲负载的结构体的方式使用树脂层压板100时,通过形成在中央部的较广区域的厚板部100b提高刚性,能够抑制弯曲量。结果,无需增加质量,即可合理地提高树脂层压板100的刚性。
并且,大致等间距P地配置了多个第一凹部200S和多个第二凹部200L,因此,能够使树脂层压板100的刚性均匀。同时,提高模具的加工性以及成形性,显得美观。
而且,在确保必要的强度的范围内能够将表面侧片材120A和里面侧片材120B各自的厚度最大限度变薄,从而能够实现轻量化以及薄型化。从而,在树脂层压板100,在确保轻量化以及薄型化的同时能够进一步提高刚性。
其次,为了调查在树脂层压板中适合形成厚板部100b的区域,在包括第三实施方式在内的下面说明的实施方式中设定解析模型,进行了基于CAE(Computer Aided Engineering)的解析。下面详细说明。
(解析例)
○所使用的解析软件
CATIA V5GPS·GAS模块(线性解析)
○解析条件
基于图6说明解析条件
·基本模型
如图17(A)所示,用于解析的基本模型M相当于将表面侧片材(图1中的符号120A)焊接在里面侧片材(图1中的符号120B)的形状,长边长度W为288mm,短边长度L为208mm的长方形形状。另外,考虑到对称形状,在该基本模型M的1/4的模型中进行解析。
·负载条件
如图17(B)所示,基本模型M的上面相当于表面侧片材的外表面(图5(A)中的符号150),在该上面的中央施加负载F。施加负载F的面是直径为D的圆形面。负载F为196N,直径D是60mm,厚度t是均匀的7mm。
·拘束条件
设定支撑基本模型M的短边侧的端部的拘束部R、R,该拘束部R的宽度W1是24mm。
·材质条件
模型的材质假设为在聚丙烯中添加滑石的材料,弹性率为825MPa,泊松比为0.45,密度为1.0g/cm3。
○解析模型M1~M4
针对厚度t均匀的基本模型M,设定由薄板部和厚板部构成的解析模型M1~M4。另外,在解析模型M1~M4中,厚板部的厚度为10mm,通过调整各片材的厚度,从而使解析模型M1~M4的质量与基本模型的质量相同。
基于图18~图21说明各解析模型。另外,在各图中,斜线部表示厚板部区域。
·解析模式M1
如图18所示,在解析模型M1中,将在基本模型M中沿长方形的四边以宽度W2形成的区域A1作为薄板部100a,将被该薄板部100a包围的区域A2作为厚板部100b。将宽度W2设为29mm,将厚板部100b形成在拘束部(图17中的符号R)的中央侧。薄板部100a的厚度为7mm,厚板部100b的厚度为10mm。该解析模型M1相当于上述第三实施方式的树脂层压板100。
·解析模型2
如图19所示,解析模型M2是根据本发明的其他实施方式,在基本模型M中设置连接两个拘束部(图17中的符号R)的、带状延伸的区域A3。在与区域A3延伸方向正交的方向设置5列的带状区域A3,将该5列的带状的区域A3作为厚板部100b,剩余的区域A4作为薄板部100a。区域A3的宽度W3是20mm,分开距离L1是12.5mm。5列的区域A3成为将解析模型M1的区域A2分为5份的形状。在该解析模型M2中,厚板部100b形成在拘束部(图16中的符号R)的中央侧。薄板部100a的厚度是7mm,厚板部100b的厚度是10mm。
·解析模型M3
如图20所示,解析模型M3是根据本发明的其他实施方式,将在基本模型M中沿长方形的四边以宽度W2形成的区域A1作为厚板部100b,被该厚板部100b包围的区域A2作为薄板部100a。宽度W2设为29mm,厚板部100b设在拘束部(图17中的符号R)。薄板部100a的厚度为7mm,厚板部100b的厚度为10mm。
·解析模型M4
如图21所示,解析模型M4是根据本发明的其他实施方式,在基本模型M中设置沿拘束部(图17中的符号R)(平行于短边)带状延伸的区域A5。在与区域A5延伸方向正交的方向设置5列该带状区域A5,将该5列的带状的区域A5作为厚板部100b,剩余的区域A6作为薄板部100a。区域A5的宽度W4是20mm,分开距离L2是15mm。5列的区域A5成为将解析模型M1的区域A2分为7份的形状。在该解析模型M4中,厚板部100b形成在拘束部(图17中的符号R)的中央侧。薄板部100a的厚度是7mm,厚板部100b的厚度是10mm。
·方法
基于上述解析条件,进行了基本模型M、解析模型M1~M4进行了解析,求出各自的弯曲量δ。
○结果
·基本模型M、解析模型M1~M4的弯曲量δ的解析结果如表1所示。
表1
Figure BDA0000428337010000251
如表1所示,在厚度t均匀的基本模型的弯曲量δ是19.8mm。相对于此,解析模型M1的弯曲量δ是13.5mm,可以确认充分地抑制了变形。因此,如解析模型M1的树脂层压板(图14中的符号100),在中央侧扩大形成厚板部100b比较有效。
解析模型M2的弯曲量δ是14.3mm,可以确认充分地抑制了变形。因此,如该解析模型M2,将连接得到支撑的两端部之间的、带状延伸的多个区域作为厚板部,则比较有效。
解析模型M3的弯曲量δ是16.6mm,可以确认充分地抑制了变形。因此,如该解析模型M3,将包括得到支撑的两端部且以指定的宽度沿外周形成的区域作为厚板部,则比较有效。
解析模型M4的弯曲量δ是25.5mm,超过了基本模型M的弯曲量。解析模型M4中的厚板部100b的区域(图21中的符号A5)沿着拘束部(图17中的符号R)延伸。另一方面,在与该解析模型M4类似的解析模型M2中,厚板部100b的区域(图19中的符号A3)在与拘束部(图17中的符号R)正交的方向延伸,并很好地控制了变形。
根据该解析模型M4和解析模型M2的结果,可以判断当将厚板部的区域形成为带状且形成多列时,带状区域形成为从一个拘束部朝另一个拘束部延伸的方式,则比较有效。
从而,即使是解析模型M的构成,如果长方形的长边部受到拘束,则厚板部100b能够有效地起到作用,控制弯曲量。
另外,将解析模型M2~M4的方式作为解析模式进行了说明,但是除了设置厚板部的区域之外,能够采用与解析模型M1的树脂层压板(图14中的符号100)相同的构成,这时,能够带来与解析模型M1的树脂层压板相同的效果。
如上所述,对于本发明的实施方式进行了详细说明,但是本领域技术人员在不脱离本发明范围的情况下可进行各种修改或变更。例如,在实施方式中,作为汽车用内部装饰材料进行了说明,但并不限定于此,可适用于铁道车辆、飞机、船舶等一般车辆之外还可适用于游乐场的乘坐物等特殊车辆,尤其是,当用于特殊车辆时,重视包括针对幼儿的色彩等外观上的美观,因此,可适用树脂制成的内部装饰材料。并且,在实施方式中,以平板状的内部装饰材料为例进行了说明,但并不限定于此,例如可以使用顶棚材料、仪表板等具有立体形状的用途,这时,能够维持可实现轻量化且可保持外形形状的刚性,同时,能够确保必要的厚度。并且,对于具有第二凹部的厚板部的厚度,只要比具有第一凹部的薄板部的厚度厚,可设为任意的厚度,根据树脂层压板的部位设定不同厚度的厚板部。
接着,基于图22说明用于制造树脂层压板的成形装置。
如图22所示,树脂层压板(图12中的符号100)的成形装置10具有挤压装置12A、12B以及配置在挤压装置12A、12B下方的模具束紧装置14,将从挤压装置12A、12B挤出的熔化状态的热塑性树脂构成的片材原材料P1、P2供给模具束紧装置14,通过模具束紧装置14对熔化状态的片材原材料P1、P2进行成形。挤压装置12A和挤压装置12B是相同的装置,仅说明对应于片材原材料P1的挤压装置12A,省略说明对应于片材原材料P2的挤压装置12B。另外,对于挤压装置12A的各部的符号添加“A”,对于挤压装置12B的各部的符号添加“B”。
挤压装置12A是现有的公知的类型,省略其详细说明,具有设有料斗16A的缸体18A、设在缸体18A内的螺旋桨(未图示)、与螺旋桨连接的液压马达20A、内部与缸体18A连通的蓄能器22A以及设在蓄能器22A内的柱塞24A,从料斗16A投入的树脂粒料在缸体18A内通过液压马达20A的螺旋桨的旋转而融化、混揉,熔化状态的树脂被移送到蓄能器室22A,并存积一定的量,通过柱塞24A的驱动,T模具28A输送熔化树脂,通过加压缝隙34A挤出指定长度的连续的片材原材料P1,通过分开配置的一对辊30A、30A夹持并向下输送,从而在分割模具32A之间下垂。由此,如在后面详细说明,片材原材料P1以在上下方向(挤出方向)具有相同厚度的状态配置在分割模具32A、32B之间。
考虑到成形的树脂成型品的尺寸、防止片材原材料P1的缩减或者缩幅,可适当地选择挤压装置12A的挤压能力。更加具体地,出于实用的观点,间歇挤出的1次的挤压量优选为1~10kg,从挤压缝隙34A挤压树脂的速度在数百kg/小时以上,优选在700kg/小时以上。并且,为了防止片材原材料P1的缩减或者缩幅,优选地,片材原材料P的挤压工序尽可能短,其依赖于树脂的种类、MFR值、熔化张力值,但是通常,挤压工序在40秒内完成,优选在10~20秒内完成。因此,热塑性树脂的挤压缝隙34的单位面积、单位时间的挤压量在50kg/小时/cm2以上,优选在150kg/小时/cm2以上。
将加入一对辊30A、30A之间的片材原材料P1向下输送,能够将片材原材料P1延伸实现薄型化,并且通过调整挤出的片材原材料P1的挤压速度和由一对辊30A、30A输送片材原材料P1的输送速度之间的关系,能够防止缩减或缩幅,因此能够降低对树脂的种类、尤其是MFR值以及熔化张力值或者单位时间的挤出量的限制。
设在T模具28A的挤出缝隙34A垂直向下配置,从挤压缝隙34A挤出的片材原材料P1以从挤压缝隙34A下垂的方式垂直向下输送。挤压缝隙34A通过改变其间隔,能够改变片材原材料P1的厚度。
对一对辊30A、30A进行说明,一对辊30A、30A在挤压缝隙34A的下面,各自的旋转轴相互平行且大致水平方向配置,一个是旋转驱动辊,另一个是被旋转驱动辊。更加详细地,一对辊30A、30A对于从挤压缝隙34A向下下垂的方式挤出的片材原材料P1线对称状配置。
可根据需成形的片材原材料P1的挤压速度、片材原材料P1的挤压方向的长度以及宽度、树脂类型等适当设定辊30A的直径以及辊30A的轴方向长度,但是,如后面详细说明,为了以在一对辊30A、30A之间夹住片材原材料P1的状态通过辊30A、30A的旋转将片材原材料P1顺利地输送到下面,优选旋转驱动辊的直径大于被旋转驱动辊的直径。辊30A的直径优选在50~300mm的范围内,在与片材原材料P1接触时如果辊的曲率过大或过小均会导致片材原材料卷在辊上。另一方面,与挤压装置12相同地,模具束紧装置14也是现有的公知的类型,省略其详细说明,具有使一对的分割模具(后面说明)在与供给熔化状态的片材原材料P1、P2的方向大致正交的方向上、在打开位置和关闭位置之间移动的模具驱动装置。
成形模具32是分割形式的,具有分割模具32A和与该分割模具32A合并的分割模具32B。分割模具32A、32B以腔体116A、116B相对的状态配置,腔体116A、116B沿大致垂直方向配置。
在成型里面侧片材(图12中的符号120B)的分割模具32A的腔体116A的表面设有用于形成第一凹部和第二凹部(图13中的符号200S、200L)的第一突起部119S和第二突起部119L。第一突起部119S和第二突起部119L具有与第一凹部和第二凹部(图13中的符号200S、200L)相配的形状,向另一个分割模具32B的腔体116B突出。
下面,基于图23和图24详细说明多个第一突起部119S和第二突起部119L的构成。
如图23所示,第一突起部119S和第二突起部119L分别设在与分割模具32A不同的部件的第一弓形部件40S以及第二弓形部件40L上。
该第一弓形部件40S由顶端侧的第一突起部119S、设在第一突起部119S的基端的嵌合部42、设在该嵌合部42的基端面且比嵌合部42更细的外螺纹部44构成。在第二弓形部件40L,嵌合部42和外螺纹部44的构成是相同的。
另一方面,分割模具32A的腔体116A的表面设有内经大于嵌合部42的嵌合孔46以及在该嵌合孔46的底部中央开口的内螺纹孔48。在分割模具32A的腔体116A,这些嵌合孔46和内螺纹孔48排列有多个,以便对应于多个第一凹部(图27中的符号200S)和多个第二凹部(图27中的符号200L)。
如图24所示,在将外螺纹部44拧入内螺纹孔48中,将第一弓形部件40S和第二弓形部件40L固定在分割模具32A的状态下,第一突起部119S和第二突起部119L的基端(根部)位于腔体116A的表面位于同一面上。并且,嵌合部42的外周面与嵌合孔46的内周面之间形成环状的缝隙S1,并且,嵌合部42的基端面和嵌合孔46的底面之间也形成缝隙S2。并且,在外螺纹部44和内螺纹孔48之间,螺纹牙和螺纹沟之间形成缝隙S3。分割模具32A的内部设有真空吸引室80,真空吸引室80通过真空吸引孔82与内螺纹孔48的底面连通。结果,真空吸引室80和腔体116A通过缝隙S1~S3以及真空吸引孔82连通。
返回图22,在分割模具32A、32B中,在腔体116A、116B的周围形成夹断部118A、118B,该夹断部118A、118B在腔体116A、116B的周围环状形成,并向相对的分割模具32A、32B突出。从而,当束紧分割模具32A、32B时,各自的夹断部118A、118B的顶端部抵接,两张的片材原材料P1、P2焊接并在周边形成分型线,从而形成堵塞中空部(图30中的符号280)的外周壁。
模具框架33A以密封状态可滑动地嵌合在分割模具32A的外周部,通过未图示的模具框架移动装置,模具框架33A相对于分割模具32A可进行相对移动。更加详细地,模具框架33A向分割模具32B突出,从而能够与配置在分割模具32A、32B之间的片材原材料P1的侧面抵接。
对于模具驱动装置,与现有的装置相同,省略其说明,分割模具32A、32B分别通过模具驱动装置驱动,在打开位置,两张片材原材料P1、P2配置在分割模具32A、32B之间,另一方面,在关闭位置,分割模具32A、32B的夹断部118A、118B相互抵接,从而在分割模具32A、32B内形成密闭空间。关于从打开位置到关闭位置的分割模具32A、32B的移动,将关闭位置、即夹断部118A、118B相互抵接的位置为在片材原材料P1、P2之间离两张片材原材料P1、P2相同距离的位置,分割模具32A、32B被模具驱动装置驱动向该位置移动。另外,相对于该关闭位置对称配置片材原材料P1用的挤压装置以及一对辊30A、30A和片材原材料P2用的挤压装置以及一对辊30B、30B。
另外,在分割模具32B上设有公知的吹针(未图示),以便在束紧分割模具32A、32B时能够从由两个模具形成的密闭空间内施加吹入压力。
下面,基于图25~图29说明利用上述的成形装置和各种片材制造树脂层压板的方法。
首先,在图22,在蓄能器22A、22B内存积一定量的熔化混揉的热塑性树脂,从设在T模具28A、28A的指定间隔的挤压缝隙34A、34B,以每单位时间指定的挤压量且间歇性地挤出存积的热塑性树脂,从而热塑性树脂膨胀,以指定的厚度以及指定的挤压速度挤出,以便以熔化状态的片状向下下垂。
接着,将辊30A、30B移动到打开位置,将配置在挤压缝隙34A、34B下面的一对辊30A、30B之间的间隔扩大到超过片材原材料P1、P2的厚度的程度,以使向下挤出的熔化状态的片材原材料P1、P2的最下部顺利地供给到辊30A、30B。另外,将辊30A、30A之间的间隔、辊30B、30B之间的间隔扩大到超过片材原材料P1、P2的厚度的时机可设在每次结束二次成形时刻,并不是开始挤压后。接着,使一对辊30A、30A之间、辊30B、30B之间相互靠近,移动到关闭位置,夹住片材原材料P1、P2,通过辊30A、30B的旋转,向下输送片材原材料P1、P2。
接着,将在挤出方向具有相同厚度的片材原材料P1、P2配置在配置于辊30A、30B下面的分割模具32A、32B之间。从而,片材原材料P1、P2以向夹断部118A、118B的周围溢出的方式定位。如上所述,将作为表面侧片材(图12中的符号120A)的材料的片材原材料P2和作为里面侧片材(图12中的如好120B)的材料的片材原材料P1以相互隔开间隔的状态配置在分割模具32A、32B之间。这时,片材原材料P1、P2分别独立地调整挤压缝隙34A、34B的间隔或者辊30A、30B的旋转速度,从而能够调整配置在分割模具32A、32B之间时的厚度。
更加详细地,对于作为里面侧片材的材料的片材原材料P1,需要形成多个第一凹部以及第二凹部(图13中的符号200S、200L),所以在成型时,沿第一突起部119S和第二突起部119L拉伸,从而变得比作为不设置凹部的表面侧片材的材料的片材原材料P2更薄的倾向,因此,如后面说明,通过束紧分割模具32A、32B,焊接里面侧片材和表面侧片材完成树脂层压板(图12中的符号100)时,对于片材原材料P1,例如将挤压缝隙34A的间隔扩大到比挤压缝隙43B的间隔更宽从而使其厚度变厚,以使里面侧片材的厚度和表面侧片材的厚度实质上相同。
接着,如图25所示,将模具框架33A从分割模具32A移动到与片材原材料P1的外表面117接触的位置。另外,对于装饰片材140,适当地保持在模具的上方,使其沿着腔体表面事先下垂即可。在束紧成形模具32之前配置该装饰片材140即可。
接着,如图26所示,通过真空吸引室80、真空吸引孔82对由分割模具32A的腔体116A、模具框架33A的内表面102、与分割模具32A相对的片材原材料P1的外表面117构成的第一密闭空间84进行真空吸引,从而将片材原材料P1压向腔体116A。
下面,基于图27说明间隙S1~S3的作用。
如图27(A)所示,一旦进行真空吸引,第一密闭空间84被真空吸引室80、真空吸引孔82、缝隙S1~S3吸引。这时,第一突起部119S、第二突起部119L的基端周围的空气被缝隙S1吸引顺利脱离(箭头(1))。从而,如图27(B)所示,在第一突起部119S、第二突起部119L的基端周围以及相邻的第一突起部119S之间或者第二突起部119L之间对片材原材料P1赋予形状。其结果,能够防止出现折叠现象。
接着,如图28所示,在将抵接于片材原材料P1的外表面117的模具框架33A保持在原来位置的状态下,吸引保持片材原材料P1,同时,将分割模具32A、32B向相互靠近的方向移动,直到各自的环状的夹断部118A、118B相互抵接。这时,夹断部118A、118B之间的在束紧模具方向的抵接位置在相互分开的片材原材料P1、P2之间,因此,通过夹断部118A、118B相互抵接,片材原材料P1、P2的各自的周边部焊接固定。
而且,如图29所示,打开分割模具32A、32B,取出成形的树脂层压板100,切断夹断部118A、118B的外侧的毛刺部分B,由此完成成形。
在所获得的树脂层压板100,通过束紧分割模具32A、32B,形成在里面侧片材120B的表面的第一凹部200S和第二凹部200L的底部(图13的符号240S、240L)焊接在表面侧片材120A的内表面170。从而,在里面侧片材120B和表面侧片材120A之间形成密闭中空部280。
如上所述,每当间歇性地挤压熔化状态的片材原材料P1、P2时重复各工序,能够连续地成形片状的树脂层压板100,通过挤压成形将热塑性树脂作为熔化状态的片材原材料P1、P2间歇性地挤压,利用模具对通过真空成形或压力成形挤出的片材原材料P1、P2赋予指定的形状。
根据上述的树脂层压板100的制造技术,可获得以下效果。
如图27所示,通过缝隙S1~S3,沿着腔体116A、第一突起部119S或者第二突起部119L的外形,赋予片材原材料P1形状。因此能够防止产生折叠现象。尤其是,深度较深难以成形的第二凹部200L的成形性良好,能够提高树脂层压板的大量生成的质量。
并且,具有第一突起部119S和第二突起部119L的第一弓形部件40S和第二弓形部件40L是与分割模具32A不同的部件。因此,第一突起部119S和第二突起部119L的形状不受分割模具32A的加工上的限制。从而,可根据对树脂层压板的质量要求,将第一突起部119S和第二突起部119L自由地设计成圆锥形状、圆柱形状、角柱形状、角锥形状、半球形状等各种形状。
有时根据对树脂层压板的质量要求,需要将突起部加工成圆柱形状或圆锥形状等旋转体形状。另一方面,分割模具是切削加工。在加工分割模具时,加工旋转形状的部位并不容易。
针对这一点,在本实施方式中,在与分割模具32A不同的部件的弓形部件设置了第一突起部119S和第二突起部119L,因此能够简单地将第一突起部119S和第二突起部119L加工成旋转体形状。
而且,在本实施方式中,在确保所需强度的范围内能够将两张片材原材料P1、P2各自的厚度最薄型化,从而确保制造效率以及产品品质的同时实现充分的轻量化以及薄型化。
如上所述,详细说明了根据本发明的树脂层压板的制造方法,但是,在不脱离本发明保护范围的情况下,本领域技术人员可以进行各种修改或者变更。例如,在本实施方式中,对在束紧分割模具之前通过吸引赋予形状的情况为例进行了说明,但是并不限定于此,例如可以根据赋予片材表面的形状的样子,在束紧分割模具之后施加吹入压力,还可以通过由一对分割模具在内部形成的第二密闭空间86向片材原材料P1、P2加压的同时通过第一密闭空间84从分割模具32A侧连续吸引片材原材料P1。
并且,在本实施方式中,利用挤出的熔化状态的片材原材料,直接作为树脂层压板100赋予形状并成形的情况为例进行了说明,但是并不限定于此,还可以先挤压成形,冷却后再次加热热塑性树脂制成的片材,变为熔化状态的材料,利用该材料赋予形状并成形。
并且,在本实施方式中,将表面侧片材120A配置在一对分割模具32A、32B之间时,沿着保持在分割模具32B上方的腔体表面下垂的情况为例进行了说明,但是并不限定于此,例如还可以在从分割模具32B吸引从而配置在腔体116B内的状态下束紧分割模具32A、32B从而形成装饰片材140,还可以装饰片材140事先黏贴在表面侧片材120A上。

Claims (6)

1.一种树脂层压板,具有隔着中空部重叠的两张片材,使一个片材向所述中空部内凹下去从而设置多个凹部,将这些多个凹部的底部焊接在另一个片材,从而通过多个加强筋连接所述两张片材之间,所述树脂层压板的特征在于,
由具有多个第一凹部的薄板部和具有多个第二凹部的厚板部构成,其中,与所述第一凹部相比,所述第二凹部的深度相对较深,
大致相同的间距配置所述多个第一凹部以及所述多个第二凹部。
2.根据权利要求1所述的树脂层压板,其特征在于,
所述多个第一凹部以及所述多个第二凹部形成为其直径从所述底部向开口扩大的圆锥台形状,
通过调整所述第一凹部以及所述第二凹部各自的圆锥台斜面的倾斜角度,
使所述多个第一凹部的开口直径和所述多个第二凹部的开口直径相同,
使所述多个第一凹部的底部直径和所述多个第二凹部的底部直径相同。
3.根据权利要求1或2所述的树脂层压板,其特征在于,
所述一个片材的两端部得到支撑,所述另一个片材的中央部为受弯曲负载的结构体,
将所述得到支撑的两端部的中央侧的一部分区域或者整个区域作为所述厚板部。
4.根据权利要求3所述的树脂层压板,其特征在于,
设置带状延伸的区域从而连接所述得到支撑的两端部之间,在与该区域延伸方向正交的方向设置多列的该带状区域,将这些多列的带状区域作为所述厚板部。
5.根据权利要求1或2所述的树脂层压板,其特征在于,
所述一个片材的两端部得到支撑,所述另一个片材的中央部为受弯曲负载的结构体,
设置包括所述得到支撑的两端部且以指定的宽度沿外周形成的区域,将该沿外周形成的区域作为所述厚板部。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的树脂层压板,其特征在于,
俯视时外形为长方形的车辆用内部装饰材料,
所述得到支撑的两端部是所述一个片材的对边部。
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