PP蜂窝夹芯板的边缘处理方案

摘要：为解决PP 蜂窝夹芯板的边缘不能用常规挤切方案处理的问题，介绍了封边、包边等边缘处理方案，实现了PP 蜂窝夹芯板的边缘封闭，可改善其外观，增加边缘强度，有利于改善相应材质汽车内饰件的强度、拓宽PP 蜂窝板的应用范围。

关键词：PP 蜂窝板边缘处理

封边

包边

折边

中图分类号：U465.6

文献标识码：B

DOI ：10.19710/ki.1003-8817.20180227

PP 蜂窝夹芯板的边缘处理方案

郭焕祥

李海帆

朱维珍

王克强

王国淑

（烟台正海合泰科技股份有限公司山东省汽车内饰材料工程技术研究中心，烟台265500）

作者简介：郭焕祥（1967—），男，高级工程师，工学学士，研究方向为汽车内饰件的设备、材料和工艺。

1PP 蜂窝板简介

目前有两种材料都被称为PP 蜂窝板。第1种PP 蜂窝板简称“吸塑蜂窝”，如图1所

示。PP 片材通过吸塑工艺产生相互保持一定距离的蜂窝凸起后，凸起面与PP 片材热压形成，或凸起面与平坦面分别与PP 片材热压形成蜂窝板。这种PP 蜂窝板可以是2层或者3层结构，都是不含增强纤维的PP ，弯曲强度较低，适用于要求不高的承压场所，如轿车的行李箱盖板。吸塑工艺产生的蜂窝凸起壁厚度不均匀，所以这种PP 蜂窝板普遍较薄，多在5mm 左右。

第2种PP 蜂窝板简称“圆管蜂窝”，如图2所示。这种PP 蜂窝板具有3层结构，PP 蜂窝芯材制成后，双面与含有玻纤增强材料的PP 表皮复合形成蜂窝板。由于表面具有玻纤增强材料，所以表面强度和弯曲强度均较高。传统的PP 蜂窝芯材采用表面带有低熔点层的PP 圆管排列整齐，并加热使低熔点层熔化将PP 圆管粘接在一起，然后切片制作。由于切片过程中有锯路损失，所以不适合制成过薄的产品，厚度一般在10mm 以上，更有制成25mm 厚的板材用于厢式货车的壁板。由于圆管蜂窝的工艺流程较长，生产效率较低，成本较高，应用上受到一定的局限[1]。

比利时Econ Core 公司开发了一种较新的圆管

蜂窝生产工艺，产品简称“折叠蜂窝”，如图3所示。采用吸塑工艺生产具有半个六棱柱形状的半

图1

吸塑蜂窝

图2

圆管蜂窝

成品，折叠后形成蜂窝结构。将蜂窝结构一分为二，吸塑后折叠形成蜂窝，所以吸塑过程中变形不大，蜂窝壁的厚度较均匀，可以生产厚度较大的蜂窝芯，并且表面含有玻纤的PP 片材或其他材料。这种折叠蜂窝的工艺流程很短，生产效率较高，具有取代圆管蜂窝的潜力。由于PP 折叠蜂窝的专利还在有效期，Econ Core 公司的授权条件较为苛刻，目前国内还没有广泛采用[2]。

2PP 蜂窝板在备胎盖板上的应用

备胎盖板的结构随车型不同而有差异。轿车

的备胎盖板对弯曲强度要求不高，所以吸塑PP 蜂窝广泛采用；SUV 车型的备胎盖板对弯曲强度要求较高，此前广泛采用纸蜂窝（Paper HoneyComb ，PHC ）材质。

PHC 是蜂窝纸夹芯的玻纤增强聚氨酯材料的

简称，PHC 板材具有刚性好、质量轻等优点，近年来得到了迅速发展。但是由于芯材为再生纸，表

面的聚氨酯材料气味较大，VOC 指标较差，而且聚氨酯属于热固性材料，不能回收利用，所以PHC 盖板目前有被PP 圆管蜂窝夹芯板取代的趋势。如前所述，PP 折叠蜂窝板也非常适合用作SUV 车型的备胎盖板，只是因为专利保护的原因，市场推广尚需时日。

本文主要研究SUV 车型备胎盖板所用PP 蜂窝夹芯板的边缘处理，对PP 圆管蜂窝和PP 折叠蜂窝为芯材的夹芯板都适用，与吸塑PP 蜂窝无关。

3问题的提出

在PP 蜂窝夹芯板用于生产备胎盖板前，广泛

采用的是PHC 盖板。

PHC 盖板的原料是蜂窝纸芯、玻纤毡和聚氨

酯发泡材料，采用聚氨酯喷涂工艺，蜂窝纸芯在中间作为夹芯层，玻纤毡置于蜂窝纸芯的上、下表

面，聚氨酯料喷涂在玻纤毡上，在模具内发泡成型，可以直接做出封边的基板，基板的边缘被聚氨酯泡沫所封闭，不会暴露出中间的蜂窝纸芯，而且比较丰满，如图4所示[3]。

PP 蜂窝夹心板的原料是PP 蜂窝芯和玻纤增

强的PP 表皮，一般在热熔复合线通过热熔粘接压

制成板材，切割后边缘直接暴露出中间的蜂窝芯，边缘强度低、手感差。

一种常用的技术是热料冷模封边。板材加热后，用冷却的模具来压制成型，并把边缘挤断，同时实现板材的成型和边缘的封闭。但是，上、下表皮中含有玻纤，强度很高，中间的塑料蜂窝芯强度较低，所以在模具挤切时，表皮不易弯折，还易将中间的蜂窝芯压扁，产品的边缘如图5所示[3]，尖锐、不丰满且外观较差。

另外，也可采用冷料热模的工艺，板材的边缘被模具加热，表皮软化甚至熔化，在模具的作用下压扁蜂窝芯而粘接在一起。由于是在模具内加热，表皮的软化程度更好，边缘理应更丰满。但模具打开时材料并未冷却，所以上、下表皮易再次张开，导致边缘封闭失效。

总之，PP 蜂窝夹芯板的边缘封闭仍然是业内的技术难题。在消费者对汽车内饰质量要求越来越高的趋势下，早日解决PP 蜂窝夹芯板的边缘封闭问题，是其在备胎盖板上得到广泛应用前所必须解决的问题。

4解决方案

考虑到PP 蜂窝夹芯板的芯材不含玻纤，承压

图3

折叠蜂窝

图4PHC

边缘

图5

PP

蜂窝夹芯板边缘

能力较差，而表皮含有玻纤，弯曲强度较高，要实现边缘的良好封闭、丰满造型，应去除多余的PP 蜂窝芯，而非采用压扁的方式。PP 蜂窝芯作为热塑性材料，可以采用热熔的方法在翻折前去除，而表皮可以通过加热的方式在翻折前变软，翻折完成之后冷却定型。具体操作步骤为：

a .准备板材，表皮切割到位；

b .热熔模具前进，将多余的PP 蜂窝芯熔化，并把需要翻折部位的表皮烫软；

c .热模具撤回，烫软的表皮沿着剩余的蜂窝芯边缘翻折，这些表皮可以粘到蜂窝芯侧面或表皮上。

根据热熔模具的动作方向，分为水平动作（从侧面去除）和垂直动作（从背面去除）两种。4.1

水平法[3]

水平法的要点在于从侧面去除PP 蜂窝芯，如图6所示，然后从上、下两个方向实现表皮的折叠，实现上、下表皮与蜂窝芯粘接，如图7所示，或内层表皮与蜂窝芯粘接、外层表皮与内层表皮粘接，如图8所示。

由于热熔模具已经把多余的PP 蜂窝芯去除，并且表皮已经被热熔模具软化，所以表皮的翻折非常容易实现，且可以实现上、下表皮均向内折叠的双层边缘，如图8所示，大大增加了边缘强度。

另外，由于热熔模具在表皮内部加热蜂窝芯，表皮的外表面不受影响，所以对于表面有面料的板材，可以在表皮翻折的同时实现面料的包边，如图9所示，使产品更加美观，缩短了工艺流程，提高了效率。

但是，水平法在实现四周封闭时，需要热熔模具从多个方向向中间推进和撤回，动作机构复杂、设备的占地面积较大。4.2

垂直法[4]

垂直法的要点在于热熔模具在垂直方向运动去除PP 蜂窝芯，其动作简单，四周的热熔模具可以同步动作。由于热熔模具有上、下动作，上表皮或下表皮只能有一面比较大，可以翻折和反包，另一面的表皮只能与最后的芯材尺寸相等甚至略小，所以板材的切割有一定难度。不过翻折区内的蜂窝芯材形状没有要求，可以完全保留，也可以完全去除或部分保留，比如倾斜切割，从完全保留过渡到完全去除。

热熔模具的下降动作如图10所示，翻折区的

蜂窝芯完全熔化，并将下表皮的内表面烫软，然后热模具升起，翻折机构上升，使下表皮向上翻折，内表面与蜂窝芯材粘接在一起，多余的下表皮可以切割去除，如图11所示，也可以继续翻折实现反包，如图12所示。

图6水平法热熔模具位置示意

图7水平法上、下表皮对接示意

图8

水平法上、

下表皮重叠示意

图9

水平法面料包边示意

图10

垂直法热熔模具位置示意

图11

垂直法下表皮翻折示意