CN101124074A - 具有多重装饰特征的汽车内饰板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆内部用的一种面板(16)。这种面板(16)包括：一个完整的整体单片柔性部件(即表层)(26)，该柔性部件包括带有第一装饰外观的第一部分(36)以及带有第二装饰外观的第二部分(38)；基层(28)，该基层至少部分地在柔性部件(26)的后面模制成形。第一部分(26)和第二部分(38)之间的分界(40)位于在基层(28)模制成形时形成的凹槽(30)内。该面板模制成形方法还包括：把模具的第一部分(44)向模具第二部分(46)移动，从而突起(50)可以至少部分地将柔性部件压入凹槽(30)内，然后在柔性部件(26)和模具第一部分(44)之间注射入聚合树脂，这样分界(40)就位于凹槽内。

Description

具有多重装饰特征的汽车内饰板
相关专利申请的交叉引用
本PCT专利申请要求2004年12月17日提交的第60/637,036号、名称为《带有具有多重装饰元件的表层材料的车辆内饰板》的美国临时专利的申请优先权，因此，其全部内容在此作为参考。
技术领域
本专利申请一般涉及模制物品或部件领域，这些物品或部件具有基层和表层。表层具有二个或多个具有不同或对比装饰外观的部分。更具体地说，本发明涉及汽车内饰板，包括模制基层和整体式或单片式表层。该表层包括两个或多个具有不同装饰元件的部分。
背景技术
众所周知，层压面板包括一个差别分段的覆盖层，该覆盖层与坚固的、已经被加热变软基层相结合。该已知覆盖层由沿接缝连接在一起的多个层板构成。该已知内饰板的制造方法如下：将底层和基层板或内饰板放入模具，闭合模具后，凸模将一部分覆盖层和基层压入凹槽处。但是，该已知方法需要将多层板连接在一起，为基层提供覆盖层和面板，而基层需要单独步骤，即将基层软化并将面板置于模具内。
众所周知，首先利用部分或全部真空形成蒙皮构件，并将该预制构件与附加装饰板放入模具中，然后把树脂注入模具，关闭模具，树脂均匀分布后将蒙皮构件成形为最终产品。但是，该已知程序需要多个预操作，并需要制作不同的预成形部件。
图13和图14显示了已知工艺步骤的例子。图13是已知的制造带有具有两个垫的表层材料的车门内饰板的步骤。该已知工艺过程包括上、下垫的成形。每个垫通过如下的步骤成形：切割乙烯板，模制上垫基层和一个下垫基层(即分别在单独的模具中进行)，将乙烯板分别与上/下垫基层粘合在一起，用真空将各层板及其边缘卷绕到垫基层上，最后修整所得层板的多余乙烯板。该工艺过程还包括需要单独模制出主和主要的基层，然后将垫组装到主基层上，从而提供完成的组件。组装过程可能包括将上和下垫热接合到主基层中。
图14是已知的制造带两个垫的车门内饰板的工艺过程的图示。该已知工艺包括成形上、下垫。每个垫通过切割板(即乙烯板)成形，用真空成形法获得理想的形状，然后修整预成形板的多余部分，将两个垫连接在一起(比如熔合)，将这种结合的蒙皮插入工具中，然后主基层被模制成形为完成的组件。
因此，如果提供一种包括带具有不同装饰外观/装饰元件的部分的单片式表层的模制件，则优点明显。同样，如果提供一种表层被设计成使不同装饰元件之间的边界嵌入到为内饰板提供结构支撑的基层成形的凹槽中的车辆内饰板，则优点也明显。进一步讲，如果在基层进行模制成形时就将装饰元件嵌入基层，则优点更加明显。
发明内容
该发明涉及一种汽车内部使用的面板。该面板包括：一个柔性部件(即表层)，该柔性部件包括带有第一装饰外观的第一部分以及带有第二装饰外观的第二部分；基层，该基层至少部分地在柔性部件的后面模制成形。第一部分和第二部分的分界位于在基层成形的凹槽内。该柔软部件应是选自纺织品，织物、天然材料、聚合物或它们的结合组的一层材料。柔性部件可包括第一层和接合到第一层的第二层，柔性部件可选自纺织品、织物、天然材料、聚合物或它们的结合的组的一层材料。全部或部分的基层可以在柔性部件后面，或是抵靠部分柔性部件模制成形。
该发明还涉及一种成形面板的方法，包括在模具第一部分和模具第二部分之间设置柔性部件。柔性部件有将带有第一装饰外观的第一部分和带有第二装饰外观的第二部分分离的分界。模具第一部分和模具第二部分其中之一设有凹槽，模具的第一部分和模具第二部分的另一个则有与该凹槽对准的凸起。该方法还包括：把模具的第一部分向模具第二部分移动，从而该突起可以至少将一部分柔性部件压入凹槽内，然后在柔性部件和模具第一部分之间注射入聚合树脂，从而形成基层，这样分界就位于成形在基层的凹槽内。
附图说明
图1是根据一个优选实施例绘制的带有车门和仪表板的车辆内部分解透视图。
图2是车门内饰板剖面图。
图3是一卷表层材料透视图。
图4是从图3所示一卷表层材料切割下来的一块表层部件顶视图。
图5是一个打开的、且模具部件之间装有表层材料的模具的剖面图。
图6是围绕表层闭合的模具部件剖面图。
图7是树脂材料注入到模具后形成基层并与表层相连在一起的剖面图。
图8是处于形成在基层中的凹槽内的表层部分透视剖面图。
图9是对表层纹饰、印染和切模工艺的透视图。
图10是车门内饰板成形工艺示意图。
图11是根据例示性实施例绘制的带具有两个或多个印制的装饰特征或元件的表层的车门制造工艺流程图。
图12是根据例示性实施例绘制的带具有两个或多个印制的装饰特征或元件的表层的车门制造工艺流程图。
图13是已知的带具有两个垫的表层的车门面板的制造工艺流程图。
图14是已知的具有两个垫的车门面板的制造工艺流程图。
具体实施方式
在详细说明多个优选实施例、例示性实施例和选择实施例之前，应了解本发明并不限于如下说明或图纸描述的部件布置和制造的细节。本发明具有其他实施例或其他方式的实用性。同时还应了解，此处使用的措辞和术语用于说明，不应视作限制条件。比如术语“基层”、“表层”和“装饰性元件”是指广泛的术语而不是限定性术语。这些部件可应用到任何一种产品或配置中，并不限于机动车辆应用。
一般来说，本发明描述的部件或模制件是一种带基层的模制件，并且基层和包括具有不同装饰性外观的两个或多个部分的表层相接合。在一个实施例中，模制部件被设计成汽车用内饰板(即机动车辆，比如轿车、有蓬货车、运动车辆、卡车、公交车、飞机、船只等)。考虑到与表层的制造和表层背面的基层模制相关的制造效率，带有具有不同装饰外观部分的整体式或单片式表层的内饰板可允许大量不同的装饰元件用于各种车辆(比如经济型车、豪华车等)的内饰板。
本发明描述的模制件可以用于各种不同用途，一般情况下适用于任何需要提供带具有的不同装饰性元件的两个或多个区域或部分的场合，装饰性元件已登记到面板的特定区域。如果模制件是车辆用内饰板，则该部件也适用于车辆的乘客车厢内部，并且也可用于车门内饰板、汽车仪表板、控制台、侧壁饰板、车顶内衬或其他车辆部件及其部分。虽然本发明实施例应描述为车辆内饰板-比如车门面板，但是本发明实施例也适用于其他应用，比如其他面板，模制件和部件，以及办公、家庭或教育、工业、商业或消费产品等需要使用各种或不同装饰外观的局部或区域场合。
同样，用于制作例示性实施例的特定材料也是说明性的。比如，注射模制的聚丙烯是制造基层的最佳方法和材料，但是也可以使用其他材料，包括其他热塑树脂，比如聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚胺基甲酸酯尼龙，以及任何聚合物塑料，合成橡胶、搀有特殊添加剂的塑料、填充塑料等。同时，还可以使用其他模制操作，比如注射压缩模等，实现部件成形。表层优先使用纺织品(机织、非机织、编织等)，但也可以使用其他任何材料和合成物，包括纤维、布料、天然材料(比如皮革等)、聚合物(比如聚烯烃热塑性弹性体(TPO)、乙烯或反应注射模(RIM等)成形材料、弹性体、或是类似物及其联合物，并可以具有多层(比如外层、内层、纤维布等)。
现在说明优选实施例和示例性实施例。图1是车辆内部10(比如乘客车厢)的透视图。所示内部10包括一个车门12和仪表板14。车门12和仪表板14应包括外饰部件或面板，其由一层材料板(比如柔性部件、外皮、板材、金属薄板、表层等)和基底(比如坚硬的部件、基层等，其在全部或部分表层后面模制成形)相连而形成。出于公布本发明的目的，本发明详细说明了与门12相连的内饰板16。但是具有阅读此发明公开的本技术领域普通技术人员可以理解，内饰板可以与仪表板或车辆内其他表面相联系，或者在需要带有多重装饰元件的面板的应用中使用。
与门12相连的内饰板16包括上部分18(图示为车窗边缘)、中间部分20(图示为垫和扶手)以及下部分22(图示包括储存袋)。车门内饰板16的装饰外观包括聚合物下部分22和上部分18和中间部分20，其具有由两个单独的表层制造而成的装饰外观。
参考图2，所示内饰板16与车窗24相邻，包括(图示为表层26)与基底(图示为基层28)相连的板材。内饰板16的上部分18通过形成在表层和基层中的第一凹槽30与内饰板16的中间部分20分离。内饰板16的中间部分20通过在基层28中成形的第二凹槽32与内饰板16的下部分22分离。
参考图3，显示出一卷表层材料34在加工成用于形成内饰板16表层26之前的状态(比如在压印、切割等加工以前)。图9是显示表层纹理、印染和切模工艺的透视图。参阅图3和图4，表层26包括：第一部分36和第二部分38。表层26的第一部分36包括第一装饰特征或元件以及第二部分包括与第一装饰元件不同的第二装饰特征或元件。装饰元件可以提供任何一种装饰性外观，比如颜色、纹理、图案(比如，图象、标记、文字、设计等)，或上述内容的综合，从而在表层26的一侧或表面形成、添加、提供、印刷、喷绘或采用其他方式显示，并且最后至少有一部分面向车辆内部10(比如可见表面或“A”表面)。表层26可以由不同的材料和复合物制成，包括纤维(纺织、非纺织等)纺织品、天然材料、聚合物或类似物以及上述材料的结合，并且可有多层(比如外层、内层、纤维布等)。
根据例示性实施例，表层26应具有两个或多个已在内饰板16特定区域(比如部分、区域、断面等)登记的轮廓(比如设计、定位、处理、指定等)。登记的纹理或图案可以通过压印或其他对本发明技术领域普通技术人员已知的织物或板材加工方法添加到基底、单片板材。登记的颜色或图案可以应用到使用各种丝网印刷或印染加工工艺的基底的单片板材。比如，表层材料可以通过向一台或多台使用一种或多种纹理或图案和/或一个或多个登记颜色或图案的机器内送入织物卷34，从而在单层织物上产生各种装饰外观。根据优选实施例，装饰元件印制(采用印墨、漆料、染料、激光打印、喷墨、喷绘等)在表层的A表面，表层已经使用任何一种已知的常规方法(比如压印、热印等)压印了某个纹理。根据替代实施例，表层可以通过添加材料(聚合物粘结剂、漆料或其他材料)在表层的A表面设置装饰元件。不同的装饰外观可以通过表层使用的两种不同元件实现，或者将单个的装饰元件施加到一种具有与其它表层不同的装饰外观(或纹理)的表层。根据另一个替代实施例，通过物理或化学改造在表层A表面产生的装饰元件(比如结合元件、压花、压印、热处理、超声波等)。图9是根据一个例示性实施例绘制的表层纹理处理、印染和模切表层多余部分工艺的透视图。
边界40(比如交界、隔离、轮廓、分界线、线条等)将第一部分36从第二部分38隔开。图3和图4显示边界40是直线，但是单片的表层26的A表面上的边界可以是精确的直线、封闭部分或区域(比如圆形、椭圆、卵形、正方形、长方形等)或是类似物。将这种带有多重装饰分界的单片的织物放入模具(工具)，然后进行模制加工，这样织物的不同区域就与面板的不同区域相对应(比如车门内饰板的上垫和下垫)。根据替换实施例，表层可以有带2个或多个不同装饰元件的3个或多个部分。
参考图2和图8中的内饰板成品16，当基层28在表层26的后面或是依靠表层26模制成形时，表层26的第一部分36和第二部分38之间的边界40位于在基层28中成形的第一凹槽30中。
图10是根据一个例示性实施例绘制的车门内饰板成形工艺过程示意图。参考图5-7，基层的第一凹槽30和第二凹槽32是在基层模制成形过程中形成或提供的。图5显示，模具42包括模具第一部分(图示为凹模44)和模具第二部分(图示为凸模46)。凹模44的内表面包括第一凹槽48，以便在合模时至少部分地容纳凸模46上延伸的第一突起50，并且第二凹槽52设置成在合模时容纳凸模上的第二个突起54的至少一部分。第一突起50和第二突起54可以是任何从凸模表面伸展而出的部分(比如刃、销等)。上述模具部分中说明的凹槽和突起的布置和位置是示例性的，以便另一个模具部分上也可由一个或两个(或者比设计提供的还多)。
当模具42打开，则表层26位于凹模44和凸模46之间。根据例示性实施例，表层26包括孔56(图4所示)，用于容纳从凸模46延伸出来的突出物(显示为销58)。在此位置时，表层26悬挂在销58上(即挂起)。销58形状应设计成模具42合模时可以进入凹模44的凹槽60内。可通过任何一种不同的工艺将表层26置于模具42中，包括机器放置、手动放置、真空设备、粘合剂或类似物。
图6显示了模具42围绕表层26闭合(即通过将模具两个部分向彼此移动(或者将模具一部分移向另一部分))，这样凸模46和凹模44之间设置有空穴或间隙62。表层26的位置和方向一般符合模具的轮廓。
参考图7，将熔化后的聚合物树脂注入凸模46和用于内饰板16的上部分18和中间部分20的表层之间的、用于内饰板16的下部分22的的凹模44和凸模46之间的间隙62中。由于熔化的塑料树脂填满了间隙62，这样表层26就被压在凸模46的表面上，并形成了凸模46的形状(即饰板最终的理想形状)。根据一个例示性实施例，模制基层，以使表层设置在基层的一部分上(即部分在表层后模制成形)，以及基层的非覆盖部分可以构成面板的A表面的一部分。根据另一个例示性实施例，基层模制，以使表层设置在整个基层上(即在表层后面模制成形)，表层成为结合件的整个A表面。
参考图2、图7、图8，凹模44内的第一凹槽48和凸模上46上的第一突起50应合理布置(即位置和方向等)，使聚合物树脂注入间隙62后，边界40位于或者设置在第一个凹槽48内。同样凹模44的第二凹槽52和凸模46上的第二个突起54也采取类似的定位方式，这样在熔化的聚合物树脂注入间隙62后，表层26的边缘就在第二凹槽52中。如果打开模具42，从在表层26和/或基层28上成形的凹槽30、32和凹槽48、52移走突出物50、54
根据例示性实施例，上部分18、中部分20和/或下部分22之间的间隔由车门内饰板16理想的常规布置或装饰外观确定。与此类似，凹槽30、32(和边界40、突出物50、54和凹槽48、52)的位置则根据内饰板16的理想设计和装饰外观设计或布置。因此，与此类似，第一个凹槽48和第二个凹槽52也由此设计定位。表层26设计(布置)成第一部分36和第二部分38之间的边界40竖直的设置在基层28内的第一凹槽48中。根据最佳实施例，边界40的相对位置(在表层26中的第一部分36和第二部分38之间)由形成表层26(比如经验、试验、错误、计算软件或程序，或者类似物)的材料的特性(比如在基层模制成形过程中模具内发生的伸长、延伸、移动等)分析和试验以及在基层模制成形过程中的模制流量和压力确定。这些特性和特点在表层26的设计中加以应用。
塑料树脂形成基层28后，可以对面板16进行任何一种精加工操作，比如清除任何没有连接在基层(比如包含小孔的部分或板条)上的表层部分，卷绕并连接到基层的B表面(比如通过扣件、粘合剂、焊接、热铆等)或类似的处理操作。
图11是根据一个例示性实施例绘制的带具有两个或多个印刷装饰特征或元件的表层的车门制造工艺流程图。该工艺过程包括织物印制，从而呈现出两种或多种装饰特征或元件。比如，这些特征可以通过一种装饰特征-一种印制标记，以及另一种装饰特征-另一种(例如不同的)印制标记、织物本身的基础外观、纹理或类似物得以实现。预成形板材可以修整成理想的形状。然后将修整的织物插入模具中，基层就可以通过注射塑料树脂成形。
图12是根据例示性实施例绘制的带具有两个或多个喷涂装饰特征或元件的表层的车门面板制造工艺流程图。该工艺过程包括切削板材，形成表层，然后预成形理想的形状(比如通过真空成形或类似手段)。根据一个优选实施例，板材包括乙烯顶覆层、泡沫层和聚丙烯底层的三层层板(即“三合板”)。层板经加热后真空成形为在两个装饰特征或元件之间有分隔(即边界)的理想形状，分界线位于成形凹槽或沟内。成形的表层经修整后，固定就位。表层不需要喷涂的地方要放置一个蒙板，然后再喷涂表层其他部分。将喷涂完毕的预成形表层放入注射模具中，然后向模具中注射塑料树脂，形成基层。该基层的一部分形成表层的结构支撑，而且基层的一部分还可以作为内饰板的可见部分(比如“A表面”部分)。喷涂部分之间或喷涂与不喷涂部分之间的分界线位于在表层预成形件的凹槽在基底中形成的凹槽或者沟内。
还需要注意的是，在优选实施例和其他例示性实施例中显示的汽车内饰板原件的安装和布置只是描述性的。这种方法可以用于任何种类的具有多种装饰元件(作为内饰板的任何形状或结构出现)的内饰板加工。尽管本发明中说明了若干实施例，但是精通该技巧的人阅读本专利后可以了解到本发明可以进行很多修改(比如尺寸、规格、结构、形状、各种元件的比例、参数值、安装布置、所用材料、颜色、方向等)，但是本质上不会偏离客观事物讲述的新颖性和优点。比如，由于多个部分可以整体成形，因此作为整体成形的元件可以制造成多个部分或元件。交界面(比如结合部分等)可以倒置或是采用其他变化，结构和/或部件或连接器或系统的其他组成部分的长度和宽度也可以变化(比如通过结合缝数量和尺寸或类型的变化)。应该注意的是，本系统的元件和/或组件可以采用各种具有足够强度或耐久性的材料制造，材料可以是任意一种颜色、纹理或其混合物。还要注意的是，该演示系统应可用于旋转演示，或是其他的固定不可移动演示，或者任何其他种类的表面。因此，所有此类修改都包含在本发明内。其他替代、修改、变化、忽略可以在最佳实施例和其他例示性实施例的设计、操作条件和布置中进行，但并不偏离本发明的主导思想。

Claims (17)

1.一种车辆内部使用的面板，该面板包括：
表层，该表层具有带第一装饰外观的第一部分和带与第一装饰外观不同的第二装饰外观的第二部分；
至少部分地在表层后面模制成形的基层；
其中第一部分和第二部分的边界位于在基层中成形的凹槽内。
2.如权利要求1所述的面板，其特征在于，表层是整体单片结构。
3.如权利要求2所述的面板，其特征在于，第一装饰外观包括标记、图案、纹理、材料沉积、颜色或它们的结合中的至少一个。
4.如权利要求3所述的面板，其特征在于，第二装饰外观包括标记、图案、纹理、材料沉积、颜色或它们的结合中的至少一个。
5.如权利要求3所述的面板，其特征在于，第二装饰外观包括表层的不变化的外观。
6.如权利要求1所述的面板，其特征在于，表层材料是选自纺织品、织物、天然材料、聚合物或或它们的结合的一层材料。
7.如权利要求1所述的面板，其特征在于，表层在基层模制成形之前被热成形为理想的形状。
8.如权利要求1所述的面板，其特征在于，表层包括第一层以及和第一层接合的第二层。
9.如权利要求8所述的面板，其特征在于，第一层结合到基层并且第二层提供面板的A表面的一部分。
10.如权利要求1所述的面板，其特征在于，基层在表层的一部分后面模制成形。
11.如权利要求1所述的面板，其特征在于，基层在整个表层后面模制成形。
12.如权利要求1所述的面板，其特征在于，所述面板是用于车辆内部车门内饰板。
13.一种成形面板的方法，包括：
在模具第一部分和模具第二部分之间设置表层，该表层具有将带有第一装饰外观的第一部分和带有第二装饰外观的第二部分开的分界，模具第一部分和模具第二部分中的一个具有凹槽，模具第一部分和模具第二部分中的另一个具有与该凹槽对准的突起；
将模具第一部分向模具第二部分移动，这样突起就将表层的至少一部分推入凹槽中；以及
向表层和模具第一部分之间注射聚合物树脂，以形成基层，以便所述分界位于在基层中成形的凹槽中。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，表层包括整体的单片材料。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括在表层上定位分界，以使分界位于基层的凹槽内。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，设置表层的步骤包括将标记、纹理、颜色或其结合中的至少一个施加在表层上，用于第一装饰外观。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述施加步骤包括印刷、绘制、压印、沉积材料或其结合中的至少一个。
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