BG64084B1 - Метод за формоване на продукти, имитиращи кожа или подобни - Google Patents

Abstract

Методът намира приложение за формоване на продукти, имитиращи кожа, или подобни с поне един експандиран слой от термопластични, термореактивни или еластомерни материали. По метода в матрица за формоване на стопилка се формова първи слой (1) от пресован материал, представляващ открития слой на крайния продукт. Върху него се формова втори слой (2) от експандиран материал чрез допълнително отливане на стопилка, завършващо с нагряване за консолидация на слоевете при желиране и експандиране на слоя (2). Към така формования слоест материал се свързва основа от твърд материал (7), по възможност с усилващи нишки. Методът включва етап, подобряващ запълването на всяко междинно пространство (6, 3) между твърдата основа на материала (7) и експандирания втория слой (2).

Description

Област на техниката

Методът съгласно настоящото изобретение е приложим за формоване на продукти, имитиращи кожа или подобни, които са подходящи за вътрешни тапицерии, по-специално за моторни превозни средства, например за части като деформиращи се панели, конзоли, покриващи капаци на купета и други подобни обекти, за които се изисква външен вид, наподобяващ колкото е възможно този на естествената кожа.

Предшестващо състояние на техниката

В ЕР 0821643 А на настоящия заявител е описан метод за формоване на продукти, например имитиращи кожа или подобни, с поне един експандиран слой от термопластични, термореактивни или еластомерни материали, включващ следните етапи:

- формоване в матрица за формоване на стопилка на първи слой от пресован материал, представляващ открития слой на крайния продукт;

- формоване върху този първи слой на втори слой от експандируем материал чрез допълнително отливане на стопилка;

- нагряване за консолидация на формованите слоеве при желиране и разширяване на втория слой чрез подходящо средство за получаване на предварително определени дебелини и форми в експандирания слой;

- свързване на основа от твърд материал към напластения материал, формован по този начин, която основа е възможно да бъде запълнена с подсилващи нишки, при това е подходящо средство за получаване на предварително определени дебелини и форми на експандирания слой, което се състои от матрица и поансон или от самата основа от твърд материал.

Както е обяснено в посочената патентна заявка, крайните продукти, получени чрез метода, общо са подходящи за вътрешни тапицерии, по-специално за моторни превозни средства, например за части, такива като де формиращи се панели, конзоли, покриващи капаци на купета и други подобни обекти, за които се изисква външен вид, наподобяващ колкото е възможно този на естествената кожа.

Както е описано в тази патентна заявка, методът представлява значителен напредък, по-специално в сравнение с известен и прилаган досега предшестващ метод за получаване на изделия, произведени от термоформовани каландрирани листове, ламинирани по възможност с експандиран слой.

В този предшестващ метод има наличие на разтягащи се части, притежаващи сили на втвърдяване, което води до сериозни проблеми по отношение на свиването на материала с последващо напукване и чупене при условия на нагряване, по-специално в този участък, в който автомобилът е подложен на директна слънчева светлина като горната повърхност на демпфериращия панел.

Наклонът на предното стъкло при подчертано остри ъгли, в съответствие с най-последните предпочитани модели автомобили, задълбочава този проблем, тъй като вътрешните части на превозното средство са подложени на температура, надвишаваща 100°, според слънчевата радиация.

Продуктът, наподобяващ кожа, получен чрез метода по ЕР 0821643 А, в който по същество се използва метод за формоване на стопилка, избягва този дефект.

Без да се оспорват основните предимства на метода, описан в посочената патентна заявка, в практическото му осъществяване е установено, че понякога може да възникне дефект в кожата, произведена по него. Дефектът се дължи главно на това, че в етапа, включващ контрола на дебелината и формата на експандирания слой, познат също така като етап по оформяне на повърхността на експандирания слой, не е възможно винаги да бъде получена еднообразна и равномерна повърхност. В следващия етап, включващ адхезия към основата, обикновено чрез залепване, възникват прекъснати точки или участъци между вътрешната повърхност на експандирания слоя, които могат да се надигнат и които слоят лепило не е възможно да компенсира. Това може да се получи или при кухини или при изпъкналости в повърхността на експандирания слой, така че като следствие от това се създават празноти или подутини по повърхността на екс пандирания слой, съответно основата, които неизбежно се предават към показаната външна повърхност на имитиращата кожа.

Това означава, че търсеният естетически ефект се за!убва изцяло, тъй като тези кухини и изпъкналости, предавани от вътрешността на слоестата структура към показаната външна повърхност на имитиращата кожа, стават видими незабавно.

Аналогичен дефект може да се получи, ако вместо върху експандираната слоеста повърхност, изброените по-горе дефекти съществуват върху самата твърда основа или върху двете повърхности едновременно.

Техническа същност на изобретението

Задача на настоящото изобретение е да се реши проблемът със загубата на естетически ефект на показаната външна повърхност на кожата вследствие наличието на неравности и по-специално празнини или подутини по повърхността на експандирания слой или твърдата основа на имитираната кожа.

Настоящото изобретение предлага метод, чрез който да се подобри методът, описан в ЕР 0821643 А на настоящия заявител.

Решаването на задачата и постигането на други предимства, които ще бъдат видни от следващото описание, се постигат в съответствие с настоящото изобретение чрез метод за формоване на продукти, имитираща кожа или подобни, състоящи се от един или повече слоеве от термопластични, термореактивни или еластомерни материали, всички формовани чрез отливане на стопилка. Методът включва следните етапи:

- формоване чрез отливане на стопилка на първи слой от компактен материал, представляващ открит слой на крайния продукт;

- формоване на втори слой от експандируем материал върху първия слой чрез последващо отливане на стопилка, завършващо с втвърдяване чрез нагряване на първия и втория слой чрез желиране и експандиране на втория слой и

- присъединяване на основа от твърд материал към формирания слоест материал, и

- етап на запълване на всяка възможна празнина, дължаща се на точките или зоните на прекъсване, които остават между основата от твърд материал и свободната повърхност на експандирания втори слой.

Съгласно примерно изпълнение на метода съгласно настоящото изобретение, етапът на запълване на всяка възможна празнина между основата от твърд материал и експандирания втори слой се състои от свързване на основата от твърд материал към формования слоест материал, включващ първия и втори слой чрез прилагане на експандируем адхезив към тяхната контактна повърхност.

Подходящ за експандиране адхезив е двукомпонентен полиуретан. Възможно е в някои случаи да се използва слой от експандируем адхезив, съвместим с материалите, които са свързани. Експандируемият материал на адхезива може да бъде използван или като такъв или заедно с подходящи за адхезия спомагателни материали.

В друго примерно изпълнение на метода съгласно изобретението, етапът на запълване на всяка възможна празнина между основата от твърд материал и експандирания втори слой се състои в свързване на основата от твърд материал към формирания слоест материал чрез отливане на основата директно върху свободната повърхност на експандирания втори слой в подходяща матрица. Материалът за твърдата основа е възможно да е запълнен с подсилващи нишки, предварително диспергирани в материала или да се формова слой, който да бъде вграден в твърдия материал.

Възможно е основата от твърд материал да се формира върху свободната повърхност на експандирания втори слой чрез отливане или инжекционно отливане под налягане, така че да не се загубят механичните качества на експандирания слой.

В примерното изпълнение формованият имитиращ кожа материал се помества във форма за впръскване или отливане. Отливаният профил репродуцира този на крайния продукт, а твърдата основа се отлива след това върху кожата, приготвена по този начин за получаване на крайния продукт.

Може основата от твърд материал да се изпълнява от термопластична, термореактивна или еластомерна смола, подсилена с пълнител. Подходящите термопластични, термореактивни или еластомерни материали за имитиращата или подобна кожа могат да бъдат избрани от широк обхват на смоли във форма на прах или течност.

За предпочитане е отливането на твърдата основа да се осъществява чрез позициониране на слой от подходящ усилен материал върху свободната повърхност на експандирания втори слой и след това се отлива с подходяща смола.

Вторият слой от експандируем материал съдържа разширяващи агенти като азотен карбамид, сода бикарбонат, лимонена киселина и други.

Първият слой може да бъде формован в един и в два или повече цвята, например чрез използване на методи, които са известни от ЕР 476742 или WO 94/12331 на настоящия заявител.

За отливане на твърдата основа по-специално се препоръчват експандирани или неекспандирани твърди или полутвърди термореактивни материали, такива като полиуретани, полиестери, епоксидни смоли и подобни, които е възможно да са подсилени с пълнители от стъклени, въглеродни, полиамидни нишки или нишки с подобни характеристики, образуващи по възможност слой, който да бъде втвърден в материала.

При осъществяване на метода в този вариант на изпълнение на настоящото изобретение е подходящо за отливането на твърдата основа да се използват две полуматрици, като тази, в която се разполага слоестата имитираща кожа, е снабдена с подвижни средства, осигуряващи правилното разположение на кожата, по-специално в зоните й на подкопаване.

В примерното изпълнение на настоящото изобретение, включващо отливане на основата върху кожата в матрица, по-специално се препоръчват смоли в течно състояние при температура на околната среда и, следователно, с възможност за инжектиране или отливане в студено състояние.

За предпочитане е също така методът съгласно настоящото изобретение да бъде изпълнен така, че етапът на окончателно втвърдяване чрез нагряване на слоевете, формирани чрез желиране и разширение на втория слой, да се изпълнява с подходящо средство за получаване на предварително определени дебелини и форми на експандирания втори слой.

Описание на приложените фигури

Характеристиките и предимствата на изобретението ще станат по-очевидни от практическите примери, дадени по-нататък с позоваване на приложените фигури, от които:

фигура 1 показва напречен разрез на свързаните материали от първо изпълнение на изобретението;

фигура 2 - напречен разрез на свързаните материали от второ изпълнение на изобретението;

фигура 3 - напречен разрез на крайния продукт, получен чрез метода, илюстриран с фиг. 2.

Примери за изпълнение на изобретението

Изобретението се разкрива по-детайлно чрез следните, описани по-долу примери за неговото изпълнение, които не трябва да се считат за ограничителни.

Фигура 1 представлява напречен разрез на продукт, който имитира кожа, състояща се от първи слой 1, изпълнен от термопластичен материал, например PVC, и втори слой 2 от експандируем материал, получен при отливане на стопилка от разширяващо се PVC.

Имитиращата кожа има слоеста структура, състояща се от първи 1 и втори 2 слой и се произвежда по метода от ЕР 0821643 А на настоящия заявител.

Както това е показано на фигура 1, свободната повърхност на експандирания втори слой 2 има дефекти, такива като вдлъбнатини 3, дължащи се на дефекти при изпълнение на етапа на формоване повърхността на разширяемия втори слой 2 при неговото отливане, като това става, например вследствие на неравности в профила на поансона, използван за отливане в този етап на формоване.

Показаната на фигура 1 твърда основа 7. която е изпълнена например от подсилен термопластичен или термореактивен материал, подходящ за свързване към слоестата структура, състояща се от първия и втори слой 1, 2. На фигурата с помощта на позиция 6 е означена също така една празнина между външната повърхност на разширяемия втори слой 2 и твърдата основа 7, като в празнината 6 се полага лепило за фиксиране на основата 7 към слоестата структура 1, 2.

Празнината 6 няма правилни размери, а варира в значителна степен вследствие посоченото обстоятелство за неравностите по външ ната повърхност на втория слой 2.

В изпълнението на фигура 1 празнината 6 е запълнена с разширяем адхезив, например двукомпонентен полиуретан, който, когато се положи във вътрешното пространство между втория слой 2 и основата 7, започва да се разширява и да запълва всяка възможна празнина 6 между твърдата основа 7 и разширяемия втори слой 2.

Слоят от разширяемо лепило се полага във вътрешното пространство 6 чрез поставяне на твърдата основа 7 и слоестата структура, състояща се от първи и втори слой 1, 2 в пресоваща система, например чрез матрица и поансон, за да може да се упражни необходимото налягане за слепване и за поместване на разширяващото се лепило, така че същото да запълни ефективно и най-малката празнина между втория слой 2 и твърдата основа 7, за да се получи желаният технически ефект.

Фигури 2 и 3 показват различни изпълнения на метода в съответствие с изобретението, при което имитиращата кожа се състои от първи слой 1 и експандиран втори слой 2, като тази кожа е получена чрез отливане на стопилка, така както това е описано в ЕР 0821643 А, но без каквато и да е формоваща операция върху свободната повърхност на експандирания втори слой 2, т.е. без осигуряване на каквито и да са средства за контрол на дебелината и формата.

В този смисъл от фигури 2 и 3 се вижда, че свободната повърхност на експандирания слой 2 е с напълно неправилна форма.

Имитиращата кожа, получена по този начин и състояща се от слоеста структура, съдържаща първи и втори слой 1, 2, се помества вътре в матрица, оформена от две полуматрици 8, 14.

Полуматрицата 8 е снабдена с подходящи средства за изтегляне на налягането, състоящи се например от подвижни бутала 9, поместени вътре в цилиндър 10 и по-специално подходящи за изтласкване в зоните на подкопаване 11, които са типични за слоестия 1, 2 продукт. Профилът на полуматрицата 8, следователно, съответства точно на профила на крайния продукт. Могат да бъдат предвидени приспособления за поддържане на имитиращата кожа в правилна форма, например отвори за вакуум и други. В зоните на подкопаване 11 системите за изтласкване, състоящи се от бутала 9, по същество поддържат продукта във форма по време на отливането в тези зони.

Противоположно на това, полуматрицата 14 обикновено е снабдена с канали 12, през които се инжектира пластичния материал за формоване на твърдата основа или се използва като матрица за отливане.

При затворено положение на матрицата, състояща се от две полуматрици 8 и 14, се оформя вътрешно пространство 4 между долната повърхност на полуматрицата 14 и свободната повърхност на експандирания втори слой 2, като това пространство възпроизвежда формата на твърдата основа, която трябва да бъде отлята.

Фигура 2 показва формоващата матрица за твърдата основа при нейното затворено работно положение.

Процедурата включва първоначално отваряне на матрицата, позициониране на слоестата структура, съставена от първи 1 и втори слой 2 върху полуматрицата 8 с буталата 9 в положение на покой, след това прибиране на буталата 9 в цилиндрите 10 и последващо свиване на имитиращата кожа до приемане на позицията под налягане, показана на фиг. 2.

При това положение във вътрешното пространство 4, оставащо между двете полуматрици 8, 14 може да се помести слой от нетъкан стъклено-влакнест строеж за подсилване на основата, която трябва впоследствие да бъде отлята.

Матрицата се затваря, като полуматрицата 14 се разполага в позицията, показана на фигура 2. Смолата, например двукомпонентна термореактивна смола, се инжектира или отлива и се изчаква нейното напречно свърз-ване.

Буталата 9 отново се връщат в положението си на покой вътре в цилиндрите, полуматрицата 14 се вдига и крайният продукт се изважда, както това е показано на фигура 3, показваща крайния продукт като съставен от твърда основа 13, експандиран междинен слой 2 и открит външен слой 1.

Както може да се види от фигура 3, отново се постига тотално запълване на всяко възможно вътрешно пространство между свободната повърхност на слой 2 и твърдата основа 13, като тази кожа се формира чрез леене, следващо неизбежно профила на контактната зона с експандирания слой 2.

Както е изложено дотук, вместо да се прилага усилване на слой от подходящ материал, такъв като нетъкана материя, може да се използва смола за инжектиране или отливане, съдържаща подсилващ пълнител.

Както се вижда от представените примери и описание, не е необходимо да се работи по метода, описан в ЕР 0821643 А, така че да се получи правилна и еднородна свободна повърхност на експандирания слой, защото с метода според настоящото изобретение се гарантира тотално запълване на всяка отделна празнина, която може да се получи между твърдата основа 13 и повърхността на експандирания слой 2.

Ако за експандирания продукт не се изисква предварително да е определена дебелината му, то тогава в сравнение с метода от ЕР 0821643 А, се вижда, че етапът на профилиране, включващ настройка и контролиране на формата на експандирания слой 2, може да бъде пропуснат.

Това не означава, че този етап на практика не трябва да бъде изпълняван, а просто, че не трябва да бъдат предприети специални мерки за постигане на перфектна еднородност на свободната повърхност на експандирания слой.

Етапът може да бъде проведен, ако според метода на настоящото изобретение се използва експандируем адхезив.

Излишно е да има етап на профилиране, ако настоящото изобретение се изпълнява във вариант, включващ отливане на твърдата основа 13 директно върху експандирания слой 2 и не се изисква дебелината на експандирания слой 2 да е предварително определена.

Патентни претенции

Claims (9)

1. Метод за формоване на продукти, такива като имитираща кожа или подобни, състоящи се от един или повече слоеве от термопластични, термореактивни или еластомерни материали, всички формовани чрез отливане на стопилка, който включва следните етапи:

- формоване чрез отливане на стопилка на първи слой (1) от компактен материал, представляващ открития слой на крайния продукт;

- формоване на втори слой (2) от експандируем материал върху споменатия първи слой (1) чрез последващо отливане на стопил ка, завършващо с втвърдяване чрез нагряване на първия и втория слой (1,2) чрез желиране и експандиране на втория слой (2) и

- присъединяване на основа (7, 13) от твърд материал към така формирания слоест материал (1,2), характеризиращ се с това, че включва и етап на запълване на всяка възможна празнина (6, 3), дължаща се на точките или зоните на прекъсване, които остават между основата (7, 13) от твърд материал и свободната повърхност на експандирания втори слой (2).

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че етапът на запълване на всяка възможна празнина (6, 3) между основата (7) от твърд материал и експандирания втори слой (2) се състои от свързване на основата (7) от твърд материал към така формования слоест материал (1, 2), включващ първия (1) и втория (2) слой, чрез прилагане на експандируем адхезив към тяхната контактна повърхност.

3. Метод съгласно претенция 2, характеризиращ се с това, че експандируемият адхезив е двукомпонентен полиуретан.

4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че етапът на запълване на всяка възможна празнина (6, 3) между основата (13) от твърд материал и експандирания втори слой (2) се състои в свързване на основата (13) от твърд материал към така формирания слоест материал (1,2) чрез отливане на основата (13) директно върху свободната повърхност на експандирания втори слой (2) в подходяща матрица.

5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че основата (13) от твърд материал се формира върху свободната повърхност на експандирания втори слой (2) чрез отливане или инжекционно отливане под налягане.

6. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че основата (13) от твърд материал се изпълнява от термопластична, термореактивна или еластомерна смола, подсилена с пълнител.

7. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че отливането на твърдата основа (13) се осъществява чрез позициониране на слой от подходящ усилен материал върху свободната повърхност на експандирания втори слой (2) и след това се реализира отливането с подходяща смола.

8. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че за отливането на твърдата основа (13) се използват две полуматрици (8, 14), като тази, в която се разполага слоестата имитираща кожа, е снабдена с подвижни средства, осигуряващи правилното разположение на кожата, по-специално в зоните й на подкопаване (11).

9. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че етапът на окончателно втвърдяване чрез нагряване на слоевете (1,2), формирани чрез желиране и разширение на вто5 рия слой (2), се изпълнява с подходящо средство за получаване на предварително определени дебелини и форми на експандирания втори слой (2).