CN112789171B - 层叠体及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供兼顾成型体的脱模性和粘接性、并且高效地制造包括成型体及其包覆物在内的层叠体的方法、以及由该制造方法制造出的层叠体。层叠体层叠有成型体、粘接剂及包覆物，所述层叠体及其制造方法的特征在于，所述成型体包括：支承体，其由树脂构成；微粒，其一部分埋入支承体表面；以及脱模剂，其附着于该微粒表面及支承体表面各自的至少一部分。

Description

层叠体及其制造方法
技术领域
本发明涉及包括成型体及其包覆物在内的层叠体、以及该层叠体的制造方法。
背景技术
在对成型体、例如多孔质的塑料泡沫的成型体进行制造时，使用了作为不挥发性成分含有蜡、硅酮或者它们的混合物的脱模剂。就这样的脱模剂而言，其进行了各种开发销售(例如，专利文献1)。
对于成型后的成型体，由于源自脱模剂的成分附着于成型体表面，因此难以使成型体与其他物质粘接。因此，对成型后的成型体进行喷丸处理、喷砂处理、火焰处理、电晕处理、等离子处理等，或者进行由醇、酮、酯、烃等溶剂实现的清洗(例如，专利文献2)。
喷丸、喷砂处理可以具有强力的被粘接性，但会形成作业环境恶化和处理时间较长的问题。火焰处理存在由热产生的变形、熔融以及引起着火、火焰的危险性。电晕处理由于需要形成真空，因此花费时间，另外设备所需的费用较高。由醇、酮、酯、烃等溶剂实现的清洗较为简便，另一方面，也会由于脱模剂的种类不同而不能使成型体具有充分的被粘接性。并且，由于危险物的使用，还存在使用环境的限制。
以往，层叠有包覆物的树脂成型体使用脱模剂来使成型体树脂材料成型，为了将在从模具中脱模后的成型体表面附着的脱模剂去除，而进行上述那样的后处理，然后将包覆物层叠覆盖于成型体。即，难以不进行后处理工序而能兼顾成型体的脱模性和粘接性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-39845号公报
专利文献2：日本特开2003-221458号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述情况完成的，其目的在于，提供兼顾成型体的脱模性和粘接性、并且高效地制造包括成型体及其包覆物在内的层叠体的方法以及由该制造方法制造出的层叠体。
用于解决课题的方案
上述目的通过特征在于包括以下的制造工序(1)～(6)的层叠体的制造方法达成。
(1)脱模剂涂覆工序，其在模具表面涂覆水系脱模剂；
(2)支承体原料注入工序，其将成型体的支承体原料注入所述模具内；
(3)固化发泡工序，其使所述支承体原料固化并根据要求进行发泡；
(4)成型体取出工序，其将通过所述固化发泡工序得到的成型体从模具中取出；
(5)粘接剂涂覆工序，其接在所述(4)的工序之后，将粘接剂涂覆于所述成型体；以及
(6)包覆物层叠工序，其将包覆物层叠于涂覆有所述粘接剂的成型体。
发明效果
在本发明中，能够达成制造工序中的成型体的脱模性的维持、以及不进行成型后的成型体表面的处理而实现包覆物相对于成型体的良好的粘接力这样的与脱模性的维持相反的效果这两者的兼顾、提升。
根据本发明，提供了在以往没有的新型的层叠体的制造方法及层叠体。
附图说明
图1是本发明的层叠体的概要剖视图。
图2是在实施例中成型后的成型体A的立体图。
图3是在实施例中成型后的成型体B的立体图。
具体实施方式
本发明的重要一面在于，提供特征在于包括以下的制造工序(1)～(6)的层叠体的制造方法。
(1)脱模剂涂覆工序，其在模具表面涂覆水系脱模剂；
(2)支承体原料注入工序，其将支承体原料注入所述模具内；
(3)固化发泡工序，其使所述支承体原料固化并根据要求进行发泡；
(4)成型体取出工序，其将通过所述固化发泡工序得到的成型体从模具中取出；
(5)粘接剂涂覆工序，其接在所述(4)的工序之后，将粘接剂涂覆于所述成型体；以及
(6)包覆物层叠工序，其将包覆物层叠于涂覆有所述粘接剂的成型体。
本发明的层叠体的制造方法的一大特征在于，在将成型体从模具中取出后，不实施以往进行的后处理、即不对成型体实施喷丸处理、喷砂处理、火焰处理、电晕处理、等离子处理或者由醇、酮、酯、烃等溶剂实现的清洗等处理，而向从模具取出的成型体直接涂覆粘接剂，并将包覆物层叠于涂覆有该粘接剂的成型体。上述(5)“接在所述(4)的工序之后，将粘接剂涂覆于所述成型体”的工序是指按上述那样的顺序的工序。
根据本发明的层叠体的制造方法，能够高效地制造层叠体，并且对于得到的层叠体而言，成型体与包覆物的粘接性优异。能够达成在以往技术中绝对无法实现的、脱模性与粘接性的兼顾。
脱模剂涂覆工序
在脱模剂涂覆工序中使用的水系脱模剂含有微粒，且含有至少脱模剂成分、微粒及水。
水构成水系离模剂的该至少离模剂成分、微粒以外的残余的部分。
就脱模剂成分而言，只要使用下述材料即可：以往已知的在水系脱模剂中使用的蜡，例如石蜡、聚乙烯蜡、费托蜡、微晶蜡、烯烃聚合物、高级脂肪酸酯、氧化蜡等；氟成分，例如含有全氟基的烃化合物等；以及/或者硅酮成分，例如硅油、硅酮树脂、直链硅酮、改性硅酮等。氟成分及硅酮成分为了提升脱模性而被使用。既可以仅使用蜡成分，也可以与氟成分及/或者硅酮成分共同使用。氟成分及/或者硅酮成分相对蜡成分通常按照0～300重量％、优选为2～100重量％的程度来使用。
水系脱模剂所包含的微粒没有特别限定，可以使用以往一直使用的微粒，例如二氧化硅颗粒、丙烯酸颗粒、聚氨酯颗粒、硅酮橡胶粉末、塑料粉末、PTFE粉末等，其种类没有特别限定，但微粒的粒径使用100nm～20μm的范围，优选使用1μm～20μm的范围，更优选使用1μm～18μm的范围，进一步优选使用2μm～15μm的范围。如果是100nm以下，则难以达成成型体与在后面的工序中被层叠的包覆物之间的粘接性。如果是20μm以上，则会担忧作为水系脱模剂的分散溶液的分散稳定性。需要说明的是，在本发明中所说的粒径是指平均粒径。
将微粒按照与脱模剂内的蜡成分的重量比为97∶3～20：80的范围(蜡：微粒)，优选按照96∶4～25∶75的范围，更优选按照95∶5～30∶70的范围进行使用。不会损害成型时的脱模性，另外达成了所得到的层叠体的成型体与包覆物的良好粘接性。微粒成分的使用量越多，则成型体与包覆物的粘接力越趋于变高。
水系脱模剂中的脱模剂成分的含量没有特别限定，只要按照以往以来已知范围的量进行使用即可。例如，水系脱模剂中的脱模剂成分的含量只要按照0.1～70重量％的程度，优选按照0.1～10重量％，更优选按照0.1～5重量％，进一步优选按照0.5～3重量％的量进行使用即可。
除了上述成分以外，按照不会损害本发明的效果的范围的量，还可以包含防腐剂、抗菌剂、防锈剂、乳化剂、表面活性剂等。它们的量相对于脱模剂的蜡成分通常为0.1～300重量％的程度。
在脱模剂涂覆工序中使用的模具只要使用以往以来存在的、或者重新制作成的所要求的模具即可，水系脱模剂的涂覆方法、涂覆量没有特别限定，只要应用以往以来公知的涂覆方法，例如喷涂、刷涂、浸渍等，且涂覆量例如应用50～150g/m2，优选应用70～120g/m2即可。
支承体原料注入工序
在支承体原料注入工序中，将支承体原料注入所述模具内。
作为支承体原料，优选的是将聚氨酯树脂原料在模具内固化并作为树脂成型体得到的原料。聚氨酯树脂原料已知有各种，并且也在进行销售。只要使用那些公知原料即可。
除了上述的支承体原料之外，可以向模具内注入的热固化性树脂材料例如还可以使用环氧树脂、酚醛树脂、苯乙烯树脂原料、纤维强化预成型料等热固化性树脂材料。
将支承体原料注入所述模具内的方法没有特别限定，只要使用以往以来公知的注入方法、例如注入机、手动搅拌等即可。
固化发泡工序
在固化发泡工序中，使注入至模具内的支承体原料固化并根据要求进行发泡。固化方法、固化条件、或者发泡方法、发泡条件等没有特别限定，只要应用以往以来已知的方法、条件即可。
例如，在使用发泡性材料作为支承体原料的情况下，只要与最终产品所要求的特性相匹配地使发泡性材料发泡固化即可。例如，在使用了发泡聚氨酯树脂原料的情况下，使其发泡至0.01～1.0g/cm3的程度而将其用于皮革包裹的把手层叠品的支承体。
成型体取出工序
接下来，在成型体取出工序中，将通过所述固化发泡工序得到的成型体从模具中取出。从模具中的取出没有特别限制，只要采用以往以来公知的取出方法即可。由于在不损害脱模性的范围内添加了微粒，因此成型体取出工序中的成型体的脱模性是确保了以往的脱模性而得到的良好性能。
粘接剂涂覆工序
在粘接剂涂覆工序中，接在所述成型体取出工序之后，将粘接剂涂覆于取出的成型体。不对所取出的成型体进行后处理，而将粘接剂直接涂覆于从模具取出的成型体。
涂覆的粘接剂只要考虑支承体原料、在后面的包覆物层叠工序中层叠于成型体并被粘接剂粘接的包覆物的材料来适当选择并使用即可，而没有特别限制。例如，在成型体是发泡聚氨酯且包覆物是合成皮革或者皮革、布、PET膜的情况下，例如可以使用氯丁橡胶系粘接剂、乙酸乙烯酯系粘接剂。
粘接剂涂覆工序中的粘接剂涂覆方法、条件没有特别限制，只要采用以往以来公知的方法、条件即可。
包覆物层叠工序
在包覆物层叠工序中，在通过粘接剂涂覆工序得到的涂覆有粘接剂的成型体的表面的至少一部分或者全部层叠包覆物，例如皮革、合成皮革、布、玻璃、金属、树脂、碳纤维、各种膜等，优选层叠皮革、合成皮革、布、PET膜等膜。层叠的方法、条件等只要采用以往以来公知的方法、条件即可。
如上所述，对包覆物、成型体材料、层叠的方法进行综合考虑，来选择使用的粘接剂。
层叠体
本发明的重要的另一面在于，提供经过上述制造工序而得到的层叠体。
即，提供了一种层叠体，其层叠有成型体、粘接剂及包覆物，该层叠体的特征在于，所述成型体包括：支承体，其由树脂构成；微粒，其将一部分埋入支承体表面；脱模剂，其附着于该微粒表面及支承体表面各自的至少一部分。
在图1中示出了在本发明中提供的层叠体的结构的概要剖视图。
本发明的层叠体1具有将包括支承体2、微粒3及脱模剂4在内的成型体5、粘接剂6以及包覆物7进行层叠而成的结构。成型体5是在成型体取出工序中从模具取出的成型体。
支承体2通过使支承体原料固化并根据要求进行发泡而形成。
微粒3是涂覆于模具表面的水系脱模剂所包含的微粒，并且，经过原料注入工序、固化发泡工序、成型体取出工序而涂覆于模具表面的微粒以其一部分埋入支承体表面的状态存在。
脱模剂4是涂覆于模具表面的水系脱模剂所包含的脱模剂，并且是经过原料注入工序、固化发泡工序、成型体取出工序而转印附着于微粒表面及支承体表面各自的至少一部分的蜡等脱模剂。
粘接剂是在粘接剂涂覆工序中涂覆的粘接剂。
包覆物是在包覆物层叠工序中层叠的包覆物。
可以认为在本发明的层叠体中，尽管通过一部分埋入支承体表面的微粒3的锚定效果，而存在成型后附着于该微粒表面及支承体表面各自的至少一部分的脱模剂，但包覆物7经由粘接剂6而具有充分强度地附着于支承体2。
作为本发明的层叠体的具体例，可以列举座垫、扶手(arm-rest)、搁脚板(foot-rest)、把手等。在制造这些层叠体时使用现有的设备，并且能够高效地进行制造。
以下，应该理解的是，虽然使用实施例具体地对本发明进行了说明，但本发明不应该被限定性地解释为上述实施例，接触过本发明的概念的本领域技术人员所想到且认为能够实施的所有技术思想、其具体方案均包含在本发明中。
实施例
脱模剂样品的调制
使用了以下的蜡A、B、C、氟、硅酮作为脱模剂。
蜡A：本公司制造的蜡混合物；主成分是石蜡
蜡B：本公司制造的蜡混合物；主成分是微晶蜡
蜡C：本公司制造的蜡混合物；主成分是微晶蜡
氟：本公司制造的氟产品
硅酮：改性硅油
使用了以下的微粒A、B、C作为微粒成分。
微粒A是硅酮橡胶粉末I(平均粒径：4μm)；
微粒B是硅酮橡胶粉末II(平均粒径：2μm)；
微粒C是聚氨酯珠(平均粒径：15μm)。
微粒D是二氧化硅颗粒(平均粒径：15nm)；
微粒E是塑料珠(平均粒径：40μm)。
使用表面活性剂来使上述的脱模剂、微粒成分在水中分散表1～5所示的重量份，从而调制出水系脱模剂。需要说明的是，在脱模剂样品中，以使得蜡成分成为2重量％的方式添加水，并以使得蜡成分与微粒成分成为100：0～10：90的范围的方式进行调制。
树脂成型
在加温到50℃的铝制试验用模具的内壁面，使用喷枪(ANEST岩田公司制：W-101)将脱模剂样品涂覆规定量(100g/m2)。通过将规定量的成型体原料搅拌混合物(以成为50kg/m3的方式使异氰酸酯及多元醇混合而得到的混合物)注入所述模具内，关闭模具上盖并进行90秒固化，从而得到成型体A(图2)及成型体B(图3)。
溶液稳定性评价
将制造出的脱模剂样品在室温下静置1天后，目视观察脱模剂样品的溶液状态。
如果配合成分均匀分散则溶液稳定性评价为“○”，如果配合成分不均匀则溶液稳定性评价为“×”。
脱模性评价
在树脂固化后，利用推拉力计来测定模具的上盖打开时施加的载荷。
将结果在表1～表3中示出。
脱模性小于60N则评价为“○”(良好)，脱模性为60N以上则评价为“×”(不良)。
粘接性评价
粘接剂：氯丁橡胶系粘接剂、乙酸乙烯酯系粘接剂
包覆物：皮革、布(细白布3号)、PET膜
以表1所示的组合来使用上述粘接剂、包覆物，并在包覆物的粘接面及成型体A或者成型体B的粘接面8(图2)或者粘接面9(图3)分别涂覆约1g粘接剂，并在干燥100秒左右之后，将包覆物与成型体粘贴(层叠)。
粘接剂以2.5cm×7cm的范围均匀地涂覆于包覆物及成型体A或者成型体B的粘接面。
当在室温下静置约12小时后，在包覆物的端部安装环状的配件，并使用推拉力计来测定将包覆物从成型体中剥离时需要的载荷。
将结果在表1～5中示出。
粘接力为10N以上则评价为“○”(良好)，粘接力小于10N则评价为“×”(不良)。
[表1]
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
蜡A 2 2 2 2 2
蜡B
蜡C
微粒A 0.1 4.7 2
微粒B 0.5
微粒C 0.5
微粒D
微粒E
氟 0.5
硅酮 0.1 0.1 0.1 0.1 1.3
蜡∶微粒比 95∶5 80∶20 80∶20 30∶70 50∶50
成型体 A A A A A
溶液稳定性 ○ ○ ○ ○ ○
脱模性 ○(31N) ○(30N) ○(51N) ○(54N) ○(50N)
粘接力 ○(20N) ○(13N) ○(11N) ○(21N) ○(16N)
包覆物 皮革 皮革 皮革 皮革 皮革
粘接材料 氯丁橡胶系 乙酸乙烯酯系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系
[表2]
实施例6 实施例7 实施例8 实施例9 实施例10
蜡A 2 2 2
蜡B 2
蜡C 2
微粒A 2 2 0.4 0.4 0.4
微粒B
微粒C
微粒D
微粒E
氟 0.5 0.5 0.5
硅酮 0.1 0.1 0.1
蜡∶微粒比 50∶50 50∶50 83∶17 83∶17 83∶17
成型体 A A B B B
溶液稳定性 ○ ○ ○ ○ ○
脱模性 ○(45N) ○(45N) ○(8N) ○(12N) ○(20N)
粘接力 ○(10N) ○(15N) ○(17N) ○(19N) ○(13N)
包覆物 布(细白布3号) PET膜 皮革 皮革 皮革
粘接材料 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系
[表3]
实施例11 实施例12 实施例13
蜡A 2 2 2
蜡B
蜡C
微粒A 0.5 0.4
微粒B 0.5
微粒C
微粒D
微粒E
氟
硅酮 0.1 0.1
蜡∶微粒比 80∶20 80∶20 83∶17
成型体 A A A
溶液稳定性 ○ ○ ○
脱模性 ○(33N) ○(50N) ○(58N)
粘接力 ○(21N) ○(23N) ○(10N)
包覆物 皮革 皮革 皮革
粘接材料 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系
[表4]
比较例1 比较例2 比较例3 比较例4 比较例5
蜡A 2 2 2
蜡B 2
蜡C 2
微粒A 18
微粒B
微粒C
微粒D
微粒E
氟 0.5
硅酮 0.1 0.1 0.1
蜡∶微粒比 100∶0 10∶90 100∶0 100∶0 100∶0
成型体 A A A A A
溶液稳定性 ○ ○ ○ ○ ○
脱模性 ○(44N) ×(160N) ○(33N) ○(56N) ○(44N)
粘接力 ×(8N) ○(27N) ×(5N) ×(8N) ×(8N)
包覆物 皮革 皮革 皮革 皮革 皮革
粘接材料 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 氯丁橡胶系 乙酸乙烯酯系
[表5]
比较例6 比较例7 比较例8
蜡A 2 2 2
蜡B
蜡C
微粒A
微粒B
微粒C
微粒D 0.5
微粒E 0.5
氟
硅酮 0.1 0.1
蜡∶微粒比 80∶20 80∶20 100∶0
成型体 A - A
溶液稳定性 ○ × ○
脱模性 ×(100N) - ×(100N)
粘接力 ×(9N) - ×(5N)
包覆物 皮革 - 皮革
粘接材料 氯丁橡胶系 - 氯丁橡胶系
如实施例1～13所示的那样，能够达成制造工序中的成型体的脱模性的维持、以及不进行成型后的成型体表面的处理而实现包覆物相对于成型体的良好的粘接力这两者的兼顾。
比较例1、3、4、5、8未使用微粒，因此包覆物相对于成型体的粘接力较差。在比较例8中，脱模性也较差。
比较例2的微粒成分的量相对于蜡成分过多，因此，虽然包覆物相对于成型体的粘接力优异，但制造工序中的成型体的脱模性较差。
比较例6所使用的颗粒的粒径过小，因此脱模性、粘接性较差。
比较例7所使用的颗粒的粒径过大，因此缺乏作为分散溶液的水系脱模剂的稳定性。
附图标记说明：
1：层叠体
2：支承体
3；微粒
4：脱模剂
5：成型体
6：粘接剂
7：包覆物
8：粘接面
9：粘接面。

Claims (8)

1.一种层叠体，其层叠有成型体、粘接剂及包覆物，所述层叠体的特征在于，
所述成型体包括：支承体，其由树脂构成；微粒，其一部分埋入支承体表面；以及脱模剂成分，其附着于该微粒表面及支承体表面各自的至少一部分，
所述包覆物借助所述粘接剂而层叠于所述成型体中的、包含所述微粒以及所述脱模剂成分的表面的至少一部分，
所述微粒具有100nm～20μm的粒径，
所述脱模剂成分含有蜡，且按照97∶3～20∶80(所述蜡：所述微粒)的重量比含有所述蜡和所述微粒。
2.根据权利要求1所述的层叠体，其中，
包覆物是皮革、合成皮革、布、玻璃、金属、树脂或碳纤维。
3.根据权利要求1所述的层叠体，其中，
包覆物是膜。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠体，其特征在于，
所述层叠体经过以下的制造工序(1)～(6)：
(1)脱模剂涂覆工序，其在模具表面涂覆水系脱模剂；
(2)支承体原料注入工序，其将成型体的支承体原料注入所述模具内；
(3)固化发泡工序，其使所述支承体原料固化并根据要求进行发泡；
(4)成型体取出工序，其将通过所述固化发泡工序得到的成型体从模具中取出；
(5)粘接剂涂覆工序，其接在所述(4)的工序之后，将粘接剂涂覆于所述成型体中的、包含所述微粒以及所述脱模剂成分的表面的至少一部分；以及
(6)包覆物层叠工序，其将包覆物层叠于涂覆有所述粘接剂的成型体。
5.一种层叠体的制造方法，其特征在于，包括以下的制造工序(1)～(6)：
(1)脱模剂涂覆工序，其在模具表面涂覆水系脱模剂，所述水系脱模剂含有脱模剂成分、具有100nm～20μm的粒径的微粒、以及水，所述脱模剂成分含有蜡，且按照97：3～20：80(所述蜡：所述微粒)的重量比含有所述蜡和所述微粒；
(2)支承体原料注入工序，其将成型体的支承体原料注入所述模具内；
(3)固化发泡工序，其使所述支承体原料固化并根据要求进行发泡；
(4)成型体取出工序，其将通过所述固化发泡工序得到的成型体从模具中取出；
(5)粘接剂涂覆工序，其接在所述(4)的工序之后，将粘接剂涂覆于所述成型体中的、包含所述微粒以及所述脱模剂成分的表面的至少一部分；以及
(6)包覆物层叠工序，其将包覆物层叠于涂覆有所述粘接剂的成型体。
6.根据权利要求5所述的层叠体的制造方法，其中，
包覆物是皮革、合成皮革、布、玻璃、金属、树脂或者碳纤维。
7.根据权利要求5所述的层叠体的制造方法，其中，
包覆物是膜。
8.一种层叠体，其中，
其通过权利要求5～7中任一项所述的制造方法得到。
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