CN102202882B - 包裹的三维成形制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种包裹的成形制品，所述制品能够在不需要根据每一种三维不规则图案制备成型铸模的情况下将三维装饰施加到基部表面上。通过将三维构件放置在基部的表面上，并通过真空接触式粘合在其上附接装饰性薄膜，从而在不制备成型铸模的情况下，施加不规则图案或三维形状。
Description
技术领域
本发明涉及包裹的成形制品，更具体地讲，涉及包裹的三维成形制品及其制备方法，所述包裹的三维成形制品在基部表面上具有三维装饰。
背景技术
装饰薄膜用作模制部件(例如汽车或摩托车的内部和外部配件，如侧壳罩或中心壳罩)表面上的包装，以形成装饰性的三维模制部件。近年来，在此类三维模制部件表面上形成不规则的图案以提供具有三维效果的装饰性设计已变得很普遍。要在三维模制部件的表面上形成此类不规则图案，通常要求在模制部件的实际基部表面上形成不规则结构，因此一直以来成型铸模对于每一种不规则图案必不可少。
另一方面，用于在模制部件上形成三维设计的方法包括使用在其表面上具有不规则结构的薄膜或薄板的方法，以下的出版物涉及此类方法。
公布于1997年11月18日的日本未经审查的专利公布HEI No.9-295499描述了包括基部和所需形式设计图案以及表面材料的装饰主体，该设计图案由以固定方式形成于基部之上的合成树脂片构成，该表面材料由在设计图案上形成(采用的方式使得通过向上凸起的形状而在片材和设计图案之间存在空间)的、并具有固定到设计图案边缘上的边缘的承载细小不规则设计的透明合成树脂片构成。
公布于2003年5月8日的日本未经审查的专利公布No.2003-127225描述了制备三维装饰主体的方法，该方法包括：将熔融挤出的热塑性树脂填充到具有多个凹陷的模具材料中，然后将由填入模具材料的凹陷中的树脂构成的凸起设计部分转移至受热的热塑性树脂的基片表面，随即融合在一起。
公布于2004年2月12日的日本未经审查的专利公布No.2004-42409描述了制备插入片材的方法，其中通过在透明或半透明的基片一侧形成至少一个由未固化的电离辐射固化树脂构成的表面保护层而获得层合主体，将在表面上具有细小不规则结构的成型铸模用于模制层合主体的表面保护层侧，采用的方式为热压，随后用电离辐射照射该侧以硬化所述表面保护层，从而在层合主体的基片侧提供至少一个具有设计图案的装饰层。
发明内容
如上所述，通过常规方法在三维结构(例如模制部件)的表面上形成三维不规则图案要求必须根据每一种设计形成嵌件成型铸模等，以便在模制部件的材料中制备不规则结构。因为制备铸模的成本高昂，所以生产不同类型产品耗费的时间和成本难以承受。此外，通过使用三维装饰薄膜或薄板来赋予模制部件三维形状的方法并不总是简单的方法，并且必须根据每一种设计形成模制图案，这使改变设计变得困难。
本发明提供了不需要针对每一种设计具有不同成型铸模的包裹的成形制品及其制备方法，该制品允许通过简单方法将三维装饰赋予成形部件表面，从而有利于设计变更。
根据本发明的一个方面，提供了包裹的三维成形制品，该制品包括具有第一主表面的基部、部分粘合到基部的第一主表面的三维构件、以及覆盖基部暴露表面的至少一部分(包括三维构件)的被附接的装饰性薄膜。
根据本发明的另一个方面，提供了制备包裹的三维成形制品的方法，包括：制备基部，将三维构件部分粘合到基部的第一主表面上，以及通过真空接触式粘合附接装饰性薄膜。
根据本发明一个方面的包裹的三维成形制品是作为以下包裹的三维成形制品提供的：其通过简单方法在基部表面上形成三维装饰，而无需针对每一种设计要求不同的成型铸模。还可以通过改变三维构件的位置或形状来轻松更改三维装饰的设计。
根据本发明另一方面的用于制备包裹的三维成形制品的方法，通过使用真空接触式粘合可轻松制备如上所述的根据本发明一个方面的包裹的三维成形制品。
附图说明
图1A和1B示出了根据本发明的示例性包裹的三维成形制品的示意性剖视图。
图2A-2E示出了根据本发明一个实施例的方法的加热真空接触式粘合步骤的概要。
图3A-3C示出了实例1-11中使用的样品的构造。
图4A和4B分别示出了作为实例12的摩托车罩的三维成形制品的绘图和照片。
图5A和5B分别示出了作为实例13的摩托车罩的三维成形制品的绘图和照片。
具体实施方式
出于举例说明的目的，本发明的代表性实施例将在此处进行公开，不言而喻的是，本发明并不局限于这些实施例。
根据本发明的包裹的成形制品包括基部、部分粘合到基部的第一主表面的三维构件、以及覆盖基部暴露表面的至少一部分(包括三维构件)的被附接的装饰性薄膜。可以获得在其基部表面上具有三维装饰的成形制品，而无需针对每一种产品生产基材成型铸模。此类构造允许轻松更改三维装饰设计。
本文使用的表达“部分粘合”或“部分粘合的”是指粘合至粘附体的一部分表面。
图1A和1B示出了根据本发明的示例性包裹的三维成形制品的局部剖视图。三维构件2A、2B置于并粘合至基部1A和1B的表面上，而装饰性薄膜4A、4B附接(包裹)到三维构件和基部的全部(图1A)或部分(图1B)暴露表面。在图1A、1B中，三维构件2A、2B通过粘合剂层3A和3B粘合到基部1A和1B。还示出了可选的粘合剂层5A和5B。
虽然未对基部的材料作特别限制，但能够耐受真空接触式粘合期间的加热温度的材料是合适之选。举例来说，可涉及以下材料：钢板，例如铁片、涂覆三聚氰胺的铁片、不锈钢板；热塑性树脂，包括聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈/乙烯-丙烯-二烯/苯乙烯(AES)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯、以及尼龙等；或热固性树脂，包括三聚氰胺树脂、尿素树脂和酚树脂等。
未对基部的形式作特别限制，所述基部可为(例如)通过已知模制方法(如注射成形、反应注射成形(RIM)、挤出成形或层压成形)或通过进一步加工(如切割或冲压)获得的弯曲或平坦的块状物或片状物形式。
未对基部的尺寸作特别限制，只要所述基部不妨碍到加工即可。例如，所述尺寸的厚度可为数毫米至数厘米，而长度和宽度各自可为数厘米至数米。可使用市售的真空接触式粘合机加工成各自为至少约1米的长度和宽度，但也可以使用真空接触式粘合机制备甚至更大的尺寸。
三维构件主要用于将三维装饰赋予基部的表面之上，但所述三维构件还可用于向基部增添三维形状。特别地，三维构件可粘合至基部的表面，以将不规则图案装饰赋予基部表面之上。
三维构件的材料可为任何材料，可以和基部的材料相同或不同。如果该材料与基部的材料不同，则其可以为用作构成基膜上的压敏粘合剂层的压敏粘合剂膜的材料，或用作压敏粘合剂条带的材料，其中所述压敏粘合剂条带的厚度小于压敏粘合剂膜，如下所述。
对于基膜，可能涉及热塑性树脂，包括聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈/乙烯-丙烯-二烯/苯乙烯(AES)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯、以及尼龙等；或热固性树脂，包括三聚氰胺树脂、尿素树脂和酚树脂等。可使用聚氯乙烯和聚氨酯。
未对三维构件的尺寸作特别限制，并且三维构件的尺寸可根据装饰性设计进行选择，只要所述三维构件可以粘合到基部表面并允许通过真空接触式粘合被薄膜裹住即可。如图1A和1B所示，未对置于基部1A和1B表面上的三维构件2A和2B的尺寸、形状和数量进行限制。三维构件2A、2B的不同组合可提供多种三维装饰设计。
可通过使用已冲压的薄膜或压敏粘合剂膜等将不规则图案赋予基部表面，以形成图案元件。用作三维构件的薄膜的厚度可足够大，以便当三维构件被装饰性薄膜覆盖时，可显现三维装饰，例如，薄膜的厚度可为大约0.04mm或更大。根据另一个实施例，薄膜的厚度可为大约0.06mm或更大，而根据又一个实施例，薄膜的厚度可为大约0.1mm或更大，在这种情况下，可轻松获得更为突出的三维效果。对于在边缘上具有陡峭倾斜面的三维构件，甚至采用较薄构件，也可更为容易地实现三维效果。
如果三维构件的厚度过大，则包裹的装饰性薄膜可能会在三维构件边缘的倾斜面隆起。因此，三维构件的厚度可为不大于大约2mm，或不大于大约1mm。
然而，如果三维构件边缘处的倾斜面并不陡峭，那么即使薄膜或除薄膜外的三维构件的厚度或高度为大约1.0mm或更大、或甚至大约2.0mm或更大，也可以避免出现装饰性薄膜在边缘处隆起。因此，如果边缘为倒棱形，或者边缘的横截面形状被倒圆为曲面，则将有可能使用较高三维的构件，并从而实现具有更佳三维效果的装饰(参见图1A、1B)。附带地讲，如果通过真空接触式粘合附接装饰性薄膜，那么当薄膜覆盖构件时，该装饰性薄膜将令人满意地遵循三维构件的形状，从而更为有效地避免边缘部分隆起。
可根据设计按照需要选择三维构件的平坦维数。例如，可选择宽度或长度为大约0.1mm至数十厘米的三维构件。
根据一个方面，三维构件可通过将与基部的材料相同或不同的材料装入片材内部已变形为半球形的中空部分而形成。例如，可将聚氨酯薄膜成形为半圆球形，并可将树脂例如丙烯酸类树脂或尼龙树脂装入中空部分。
未对用于将三维构件粘合至基部的压敏粘合剂(在下文中称为“第一压敏粘合剂”)作特别限制。压敏粘合剂可用于将三维构件手动粘合至基部，因为这将有利于再附着。特别地，合适的粘合剂是这样的：可将三维构件保持在基部上、不会在真空接触式粘合期间在施加的接触粘合力的作用下滑动，并且不会在高温下或长期使用时退化或渗漏，此类粘合剂的例子包括橡胶材料诸如天然橡胶、SBR和丁基橡胶，以及丙烯酸类、硅树脂类、双烯类和聚乙烯类材料，并且压敏粘合剂可以液体形式(诸如溶剂或乳状液类型)使用。从压敏粘合力的角度看来，丙烯酸类压敏粘合剂可用于粘附到烯烃类树脂(诸如聚丙烯树脂)上。
未对第一压敏粘合剂层的厚度作特别限制，但是第一压敏粘合剂层的厚度可为不大于约200微米，或不大于约100微米，以避免在接触粘合装饰性薄膜后从基部和三维构件之间挤出。另一方面，第一压敏粘合剂层的厚度可为至少约5微米，或至少约10微米、或至少约20微米，以避免三维构件在接触粘合装饰性薄膜期间从基部滑开。
将三维构件粘合至基部的方法可采用其他固定手段来代替上述采用压敏粘合剂的方法，这些手段可单独使用、或与压敏粘合剂结合使用。例如，为达到有助于三维构件固定至基部的目的，可任选地采用提供具有不规则形状基部的手段，以便基部和三维构件牢固地结合在一起。
使用根据本发明的包裹的三维成形制品，可以实现用装饰性薄膜包裹粘合三维构件的基部的至少一部分暴露表面，因此可基于具有由基部表面上的三维构件形成的三维装饰的基部，来获得包裹的成形制品。因为在包裹的成形制品中三维构件一体地固定至基部，所以包裹的成形制品类似于基部自身具有三维表面形式的制品。因此，仅通过改变三维构件及其位置、而无需针对每一种不规则的表面图案制备不同的成型铸模，就可能获得在表面上具有所需不规则图案的成形制品。包裹基部表面的装饰性薄膜的主要目的在于装饰和/或保护基部。在本发明全文中，术语“装饰性薄膜”包括(例如)主要用于保护基部表面的透明包裹薄膜。
当采用下文所述的真空接触式粘合作为包裹方法时，可以实现令人满意的遵循三维构件形状的包裹情况，因此，三维构件边缘处的倾斜部分将不会轻易隆起，并且将获得令人满意的基部、三维构件和装饰性薄膜的一体化效果。因此将获得令人满意的三维装饰外观，该外观类似于通过在基部自身内形成不规则结构而获得的产品。
可通过下述方式将装饰性薄膜部分地附着到粘附体：通过切割等方式将装饰性薄膜预加工为在附着之后可以部分覆盖粘附体的所需形状。当通过真空接触式粘合部分地附着装饰性薄膜时，可仅在三维构件和/或基部、或装饰性薄膜的附着表面上提供具有所需形状的压敏粘合剂层(将三维构件和/或基部与装饰性薄膜粘合的压敏粘合剂，在下文中也称为“第二压敏粘合剂”)，并在真空接触式粘合之后通过切割等方式移除装饰性薄膜除所需形状部分外的部分，和/或可使用真空接触式粘合机，该机器可将三维构件和/或基部的一部分保持在真空室内，同时维持相对于机器外部的压力差，等等。
附带地讲，粘合三维构件的整个基部暴露表面可被装饰性薄膜彻底包裹住。(在本说明书的全文中，这种情况也称为“完全包裹”。)在这种情况下，基部表面被完全覆盖，因此保护基部的效果得以增强，并且装饰性薄膜的边缘覆盖直至基部的边缘，从而使装饰性薄膜具有抗剥离性。
对于包裹或完全包裹而言，装饰性薄膜可最多覆盖到一部分基部后侧(如图2E所示)，以有助于避免装饰性薄膜剥离。
未对装饰性薄膜的材料作特别限制，但是通过真空接触式粘合实现包裹时，可使用对真空接触式粘合期间采用的加热温度有耐热性的材料。举例来说，可涉及以下材料：热塑性树脂，包括聚酯诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈/乙烯-丙烯-二烯/苯乙烯(AES)、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚烯烃诸如聚乙烯和聚丙烯，以及尼龙。在这些材料中，聚氯乙烯、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯、聚碳酸酯、ABS和AES具有出色的耐候性，并且在加热以及附接到粘附体期间具有极佳的伸长率。尤为合适的是聚氯乙烯、聚氨酯、聚(甲基)丙烯酸酯和聚丙烯。
装饰性薄膜通常包括通过铸塑成形、挤出成形等方式成形的单层或多层基膜，装饰性薄膜还可以任选地包括位于基膜上的印刷层、金属气相沉积层或压敏粘合剂层。
装饰性薄膜的基膜可为由相同或不同的材料形成的层叠薄膜，以便实现改善表面保护性、耐候性、强度或美感特质的目的。当层叠薄膜由不同材料的薄膜构成时，为了帮助避免在接触式粘合期间薄膜之间的夹层发生剥离，这些薄膜可具有相似的弹性模量、伸长百分率以及Tg和Tm值。
装饰性薄膜还可包括位于粘附体表面上和/或相对表面上的用于装饰的单层或多层印刷层。可使用已知的方法诸如丝网印刷、凹版印刷、橡皮版印刷、喷墨印刷或静电喷涂来进行印刷。从允许涂覆各种市售耐候性油墨的角度看，可采用丝网印刷。印刷层的合适位置介于装饰性薄膜的基膜和第二压敏粘合剂之间，使得印刷层上不使用保护层，从而减轻由于摩擦导致的脱色。
要改善装饰性能，装饰性薄膜可具有通过气相沉积一层或多层铬、铝、钛、铟、锡、镍、不锈钢、银、金、铜、钛等的金属薄膜和/或通过施用包含粉末化金属细粒的涂层进行整饰而形成的单层或多层，以便将深色/浅色和/或其他图案赋予装饰性薄膜的粘合剂侧和/或粘合剂侧的相对侧。粘附的铟气相沉积薄膜或粉末化金属细粒适于帮助避免金属薄膜在加热接触式粘合装饰性薄膜期间变白或开裂。可使用已知的粘合或涂覆技术实现粉末化金属的粘附。正如印刷层那样，金属气相沉积层或粉末化细粒层的合适位置也介于装饰性薄膜和第二压敏粘合剂之间，以减轻由于摩擦等导致的脱色。
装饰性薄膜中的金属气相沉积层和含粉末化金属细粒的层的透光率可根据设计的自由度在大范围内变动，特别地，在550nm的波长处，透光率为0.1-99.9％。
未对金属气相沉积层和含粉末化金属细粒的层的厚度作特别限制，该厚度可根据用于设计的图案和/或透光率进行选择，例如从小于几纳米至几十纳米。
装饰性薄膜还可包含添加剂，诸如增塑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、颜料和填料等。
未对装饰性薄膜的厚度作特别限制，但是不大于约200微米的厚度将有助于避免薄膜在接触式粘合的三维构件的边缘部分隆起。不大于约100微米的厚度还将改善薄膜在真空接触式粘合期间遵循三维构件形状的能力。另一方面，从保护基部的角度来看，装饰性薄膜的最小厚度可为大约50微米或更大，或大约80微米或更大，以确保强度一致。
装饰性薄膜在粘合剂侧上可包含第二压敏粘合剂，用于粘附三维构件和/或基部。第二压敏粘合剂可为以上提及的用作第一压敏粘合剂的那些物质中的任何一种，并且第二压敏粘合剂甚至可与第一压敏粘合剂相同。
可通过使用诸如涂覆或喷涂的任何方法在装饰性薄膜上形成第二压敏粘合剂，但通常情况下通过涂覆压敏粘合剂涂料溶液并干燥该溶液而形成第二压敏粘合剂。未对第二压敏粘合剂层的厚度作特别限制，只要该厚度不导致装饰性薄膜在接触式粘合后剥离或卷曲、或不导致其在高温下渗出即可。例如，第二压敏粘合剂层的厚度可为大约10微米至大约50微米，或根据另一个实施例，为大约20微米至大约40微米。
当基部为具有低表面自由能和较弱粘附力的烯烃树脂诸如聚乙烯或聚丙烯时，第二压敏粘合剂可含有胶粘剂(诸如增粘剂)以促进粘附。
要增大由基部和三维构件组成的粘合表面的表面自由能以提高润湿性并增强压敏粘合力，则可使基部和/或三维构件经受等离子处理或电晕放电处理。当使用热塑性树脂、尤其是本公开中提及的烯烃类树脂(诸如聚乙烯或聚丙烯)作为基部和/或三维构件时，粘合力可得到有效提高。特别地，可在大气压下通过电晕放电处理实现对大型粘附体的处理。
为了确保在接触性粘合装饰性薄膜后粘附体和装饰性薄膜之间无空气残留，可以在整个或一部分第二压敏粘合剂层上设置多个相连的凹槽，用于去除气泡。未对凹槽的深度和宽度作特别限制，只要凹槽允许移除气泡即可，凹槽的深度和宽度尺寸可最多为数毫米。虽然未对凹槽的最大深度和宽度作出限制，但是凹槽的最大深度和宽度可为不大于约30微米，或不大于约10微米，使得在装饰性薄膜附着后不会看到凹槽的形状。未对凹槽的最小深度和宽度作特别限制，只要可去除气泡即可，但是要顺利去除气泡的话，凹槽的最小深度和宽度尺寸可为至少约1微米，或至少约5微米。也未对在装饰性薄膜粘附侧的第二压敏粘合剂层中形成的凹槽的形状作出限制，所述形状可为线状、弧形或不规则形。如果每个凹槽均延伸至薄膜的边缘，则可以更为有效地去除气泡。
可以在室温下将薄膜接触式粘合至具有三维形状的表面，但若要粘合充分，合适的做法是将薄膜加热至软化、并延展薄膜用于接触式粘合。
要将装饰性薄膜加热接触粘合至粘附体，可通过将装饰性薄膜加热至允许装饰性薄膜呈现足够的延展性以与粘附体接触式粘合的温度而实现。加热温度是这样的温度，其可根据树脂的Tg产生所需的伸长百分率，并且未对其进行特别限制，然而，例如对于聚氨酯或聚氯乙烯而言，所述加热温度可为至少大约60℃，或大约80℃至大约140℃，或大约100℃至大约130℃。例如，汽车的内部配件在大约80℃的苛刻条件下具有耐热性，并在大约100℃至大约110℃的甚至更为苛刻的条件下具有耐热性。因此，合适的做法是使用可显示对此类温度有耐热性的装饰性薄膜并选择适当的加热和真空接触粘合条件。
装饰性薄膜的耐热程度将取决于使用目的，但是对于大多数情况而言，装饰性薄膜的耐热程度可为大约60℃或更高，或大约80℃或更高。对用于汽车或摩托车外部或内部的情况而言，例如在最大内部温度为大约80℃或大约100℃的情况下，耐热性可为大约100℃至大约110℃或甚至更高。耐热性甚至可为大约140℃至大约160℃或更高。
当采用真空接触式粘合方式将装饰性薄膜附着到基部时，通常通过加热实现对粘附体的真空接触式粘合。因为根据本发明的基部表面上的不规则结构是通过三维构件提供的，所以装饰性薄膜应适当地具有延展性。当基部自身也具有三维形状时，装饰性薄膜在真空接触式粘合期间通过附接到粘附体表面而延展。虽然在延展的部分存在残余应力，但是相对于薄膜延展之前大约100％的尺寸，薄膜可延展至大约150％或更大、或甚至大约200％或更大的尺寸，不过薄膜在粘合期间(在上述的加热温度下)的延展程度将取决于粘附体的形状，从而即使在本发明的装饰性薄膜中存在残余应力的情况下、即使在高温下加热以及即使冷却至常温的情况下，压敏粘合力仍保持不变。
下面将阐释根据本发明的用于制备包裹的成形制品的方法的实施例。对于该制备方法，首先制备基部，并将三维构件部分地粘合至该基部的表面。所使用的基部和三维构件为以上描述的那些。当三维构件为具有压敏粘合剂层的压敏粘合剂膜时，通过其压敏粘合剂层在与要形成的设计相匹配的指定位置处粘合并固定具有指定形状的指定数量三维构件。使用三维构件匹配事先制备的多种单独图案，并可以选择和结合最佳图案。未对粘合和固定方法作特别限制，可手工完成粘附。
然后使用真空接触式粘合附接装饰性薄膜，以覆盖基部(包括三维构件)的暴露表面。现在将结合图2A-2E的示意性工艺图阐释加热真空接触式粘合方法。如图2A所示，典型的真空接触式粘合机具有位于上方和下方的两个真空室11、12，并在上部和下部真空室之间设有夹具以固定用以覆盖粘附体的薄膜。可垂直移动的平台16安装在下部真空室，而粘附体设置在平台16上。
如图2A所示，首先开启真空接触式粘合机10的下部真空室11和上部真空室12，使之处于大气压下，并将装饰性薄膜13设置在上部和下部真空室之间。将用压敏粘合剂粘附的具有三维构件(粘附体)14的基部(粘附体)15设置在下部真空室11中的平台16上。
接下来如图2B所示，关闭下部真空室11和上部真空室12，对这两个真空室进行抽真空，以形成内部真空(例如，1MPa)。然后，如图2C所示，对装饰性薄膜13进行加热，同时通过平台16将基部15推进上部真空室12。通过(例如)上部真空室顶板中内置的发热灯进行加热。装饰性薄膜13通过在表面上具有三维构件(粘附体)14的基部(粘附体)15的推挤而延展。在此期间，下部真空室11和上部真空室12被隔板17分隔开。接着，如图2D所示，一边对装饰性薄膜13进行加热，一边将上部真空室12的内部加压至合适的压强(例如，介于2MPa和大气压之间)。装饰性薄膜13粘合至在表面上具有三维构件(粘附体)14的基部(粘附体)15的暴露表面，借此装饰性薄膜沿着暴露表面的不规则轮廓延展，从而在表面上形成紧密粘合的覆盖物。在此期间，装饰性薄膜13不仅围绕基部1的侧面，还围绕其背面18，从而在不形成皱纹的情况下完全覆盖暴露表面。
随后重新开启上部真空室12和下部真空室11，并将其恢复至大气压力，并移出覆盖有装饰性薄膜13的粘附体14、15。如图2E所示，对粘合至粘附体14和15表面的装饰性薄膜13的边缘进行了修剪，以完成真空接触式粘合步骤。使用真空接触式粘合机的加热真空接触式粘合步骤并不限于上述步骤，完全可以采用多种修改形式，而加热和加压条件也可以更改。
因为在制备根据本发明的包裹的成形制品的过程中采用真空接触式粘合方法来包裹装饰性薄膜，所以不仅可以为平坦的粘附体、还可以为在表面上具有不规则结构的粘附体(包括三维成形制品的基部)提供具有高粘合性和符合性质的轮廓的覆盖物。因此，可以通过三维构件将具有高度美感特质的三维装饰赋予基部，该三维装饰反映了在基部表面中形成的不规则结构。此外，因为可改变三维构件的选择及其位置，所以可在不制备成型铸模的情况下实现设计变更。在采用真空接触式粘合时，整个粘附体表面可包裹有装饰性薄膜，从而提供了令人满意的装饰性能，同时还增强了对基部的保护效果，并改善了耐候性。
未对本发明的包裹的三维成形制品的用途作出特别限制，但所述用途适当地包括用作汽车、飞机、船舶和摩托车的那些需要装饰性能的外部和内部配件。尤其适用于汽车和摩托车的那些需要高度耐候性和装饰性能的外部和内部配件，包括(例如)摩托车罩、侧壳罩和四轮全地形车前壳罩。
根据本发明的包裹的成形制品可适合用作汽车或摩托车的内部或外部配件，下面是将用作汽车或摩托车的内部或外部配件的包裹的三维成形制品的装饰性薄膜所需性能的实例。(使用测试方法“1.压敏粘合力测试”和“2.外观测试”评价下列实例中的样品。)
1.压敏粘合力测试
在下面的测试中使用100％尺寸(未延展)的薄膜(对照物)和200％尺寸的延展薄膜(延展到2x尺寸)：
-热水浸泡测试：40℃×24小时
-热老化测试：80℃×96小时
-高温/高湿度老化测试：50℃，95％RH×120小时
-加热循环测试：-40℃下2小时，50℃下2小时，5个循环
-5％盐雾测试：用5重量％盐水喷洒薄膜边缘120小时，
使用真空成形机(可购自Fuse Vacuum Co.(Habikino，Osaka，Japan))在实例1-11的指定条件下拉伸薄膜。
以下的测试薄膜可被视为通过了测试：
-测试后的外观与在室温(即23℃)和50％湿度下放置48小时的另一个样品相比无显著差异，
-具有的事后测试粘合力为至少11.8N/25mm(180度剥离测试)(根据JIS-Z-0237)。
2.外观测试
在下面的测试中使用100％尺寸(未延展)的薄膜和200％尺寸的延展薄膜(延展到2x尺寸)：
-阳光耐候(JIS D 0205 WAN-1S)测试：400小时
-阳光耐候(WOM)测试：1000小时
-室外暴露测试(JIS D 0205)：在12m高度、与水平面成45度角暴露1000小时
-洗车耐久性测试：用80℃、5.8MPa的加压水从距离0.3m处以45度角朝着薄膜的边缘冲洗1分钟，
以下的测试薄膜可被视为通过了测试：测试后的外观与在室温(即23℃)和50％湿度下放置48小时的另一个样品相比无显著差异。
在根据本发明的包裹的三维成形制品中，三维装饰是通过三维构件施加到基部上的，但是包裹表面的装饰性薄膜还可以满足上述指定的条件。
现在将详细描述在本发明的实例中所使用的基部、三维构件以及装饰性薄膜。
实例中使用的基部和三维构件是标准工业级材料。
基部
-涂覆三聚氰胺的铁板，长150mm×宽70mm×厚0.5mm
-聚丙烯(PP)板，长150mm×宽70mm×厚2mm
三维构件
对于实例1-11，将具有表1所示材料和厚度的树脂薄膜用作基部，并将具有厚度如表1所示的丙烯酸类树脂粘合剂层的压敏粘合剂条带用作三维构件。对于比较例1-2，使用具有表2所示材料和厚度的树脂薄膜，并且不使用压敏粘合剂。
下列缩写用于表1和表2中。
-PP：聚丙烯
-PE：聚乙烯
-PVC：聚氯乙烯
-PUR：聚氨酯
-PMMA：聚甲基丙烯酸甲酯
-PC：聚碳酸酯
-ABS：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯
装饰性薄膜
使用了下列两种类型的装饰性薄膜。
-PVC表面膜(以商品名“GHA3100 J”得自Sumitomo-3M)
-PUR表面膜(以商品名“GHA4100 J”得自Sumitomo-3M)
这两种装饰性薄膜满足下列规格。
-外观：无可见的明显皱纹、薄膜撕裂、污垢粘附或沉积。
-厚度：0.09mm-0.11mm
-颜色：与标准样品无显著的差异。
-伸长率：≥初始尺寸的80％
-受热伸长率：伸长初始尺寸的至少200％，在高温烘箱中于135℃的气温下放置30秒后测得。
-拉伸强度：用25mm宽的样品测试，为至少20N(根据JIS-Z-0237，使用以商品名“TENSILON”得自Orientec Inc.(Tokyo，Japan)的仪器测得)。
-印刷性能：无高润湿性黑色聚氨酯油墨和透明丙烯酸类树脂透明薄膜，并且无薄膜剥离。
用于涂覆三聚氰胺的铁板的装饰性薄膜的压敏粘合剂层为普通的丙烯酸类压敏粘合剂(丙烯酸-2-乙基己酯/丙烯酸)，而对于PP压敏粘合剂，使用了普通的压敏粘合剂(丙烯酸丁酯/丙烯酸)并添加了松香类增粘剂(以商品名“SK DAIN 1502FS”得自Soken Chemical&Engineering Co.，Ltd.(Tokyo，Japan))，以产生粘稠感。
实例1-11
将表1所示的四种压敏粘合剂条带切割成20×50mm(图3A和3B中的22，厚度最多为0.5mm)或10×100mm(图3C中的23，厚度超过0.5mm)的尺寸，以制备三维构件。如图3A-C中所示，将三维构件按平行队形以大致相等的间距粘附在70×150mm的基部21的表面上，所述基部由涂覆三聚氰胺的铁板或PP板构成。将其上粘合有四个压敏粘合剂条带的每个基部视作一个单元。
三维构件侧面与接触基部的三维构件侧面之间形成的角度为大约90度。
将每一个粘合八个压敏粘合剂条带的基部单元设置在真空接触式粘合机(真空成形机，得自Fuse Vacuum Forming Co.，Ltd.(Habikino，Osaka，Japan))的大约500mm×600mm的附连平台上，然后将调整到表1所示厚度的100微米厚PVC薄膜(“GHA3100 J”)用作装饰性薄膜24，用于通过根据图2A-E的以上阐释的加热真空接触式粘合工序接触粘合到八个基部21单元的表面上，在此过程中采用120℃的温度、1kPa的真空压力，并采用大气压力作为成形压力。然后将每一个单元冷却至室温，并修剪边缘，以制备完全包裹的成形制品样品(参见图3B)。
在静置24小时后，视觉评估每一个样品的表面性能、边缘隆起和滑动情况。
如果不存在诸如截留空气或皱纹的瑕疵，则评判“表面性能”为“A”(良好)；如果存在此类瑕疵，则评判“表面性能”为“B”(差)。
如果不存在诸如装饰性薄膜在三维构件的周边处隆起的瑕疵，则评判“边缘隆起”为“A”(良好)；如果存在此类瑕疵，则评判“边缘隆起”为“B”(差)。
如果三维构件在附着装饰性薄膜前后滑动不超过0.1mm，则评判“滑动”为“A”(良好)；如果三维构件滑动超过0.1mm，则评判“滑动”为“B”(差)。
当这些样品通过“1.压敏粘合力测试”和“2.外观测试”作为汽车或摩托车的内部和外部配件的测试进行评估时，获得了令人满意的性能结果。
比较例1和2
使用下表2中所示的每一种未涂覆压敏粘合剂的树脂薄膜来替代压敏粘合剂条带用作三维构件(22或23)，并将其简单地设置在基部21的表面上，并按照与实例1-11所述相同的方式采用真空接触式粘合机进行真空接触式粘合。
采用与实例1-11中所述相同的方法对获得的样品进行评估。结果在下表2中显示。
实例12
使用模制为图4A和4B所示形状的PP摩托车罩31作为基部，并使用通过用Thompson刀片对100微米厚PUR板进行打孔形成直径5mm、高1.5mm的片块并用尼龙填充中空部分而获得的三维构件32，将多个三维构件32置于如图4A所示的摩托车罩31的主表面上并粘附其上，然后将该单元设置在真空接触式粘合机的附连平台上，随后使用PVC表面膜(“GHA3100 J”)和PUR表面膜(“GHP4000 J”)作为装饰性薄膜，用于通过真空接触式粘合在以下条件下进行接触粘合：120℃的温度、1kPa的真空压力，并采用大气压力作为成形压力。然后将粘合单元冷却至室温，并修剪边缘，以制备摩托车罩33样品作为完全包裹的三维成形制品。
获得的具有PVC薄膜的摩托车罩的照片示于图4B中。图5A和5B示出了在另外一部分具有三维构件42的摩托车罩41、43上的一段三维装饰(不规则图案)的放大视图。
所述摩托车罩在表面性能、边缘隆起和滑动评估中，均被评判为“A”(良好)，并且还在上述的“1.压敏粘合力测试”和“2.外观测试”中显示具有令人满意的全部性能结果。
实例13
使用2.0mm厚PVC成形制品作为三维构件，按照与实例12相同的方式在PP摩托车罩上创造表面不规则图案。
图5示出作为完全包裹的三维成形制品的侧壳罩的绘图(图5A)和照片(图5B)。
所述侧壳罩在表面性能、边缘隆起和滑动评估中，均被评判为“A”(良好)，并且还在上述的“1.压敏粘合力测试”和“2.外观测试”中显示具有令人满意的全部性能结果。
Claims (8)
1.一种包裹的三维成形制品，包括：
具有第一主表面的基部，
多个三维构件，所述三维构件粘合到所述基部的所述第一主表面上，以便将三维装饰赋予所述基部的第一主表面，以及
装饰性薄膜，所述装饰性薄膜被附接以覆盖包括所述三维构件的基部的暴露表面，其中所述三维构件包括压敏粘合剂膜，所述压敏粘合剂膜被形成为图案元件，并且其中所述装饰性薄膜通过真空接触式粘合附接到所述基部。
2.根据权利要求1所述的包裹的三维成形制品，其中所述三维构件粘合到所述第一主表面以将不规则图案装饰赋予所述基部的第一主表面。
3.根据权利要求1所述的包裹的三维成形制品，其中所述装饰性薄膜包括背部具有粘合剂的基膜层。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的包裹的三维成形制品，所述制品为汽车或摩托车至少之一的外部或内部配件。
5.根据权利要求4所述的包裹的三维成形制品，所述制品为摩托车的侧壳罩或四轮全地形车的中心壳罩。
6.一种制备包裹的三维成形制品的方法，包括：
提供具有第一主表面的基部，
将多个三维构件粘合到所述基部的所述第一主表面上，以便将三维装饰赋予所述基部的第一主表面，其中所述三维构件包括压敏粘合剂膜，所述压敏粘合剂膜被形成为图案元件；以及
真空接触式粘合装饰性薄膜，以覆盖包括所述三维构件的基部的暴露表面。
7.根据权利要求6所述的方法，其中将所述三维构件粘合到所述第一主表面上以将不规则图案装饰赋予所述基部的所述第一主表面。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述基部为汽车或摩托车至少之一的外部或内部构件。
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