CN106232318A - 用于汽车内饰配件的多层模制体和生产这种模制体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产多层模制体，特别是汽车内饰配件的方法，其中皮革材料(1)的背面通过注塑成型塑料(4)衬底。为了避免在模内注塑成型过程中，皮革材料被注塑高压和/或高温损坏，本发明采取将一个平坦的、未整饰的皮革材料(1)引入注塑模具。

Description

用于汽车内饰配件的多层模制体和生产这种模制体的方法

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的生产多层模制体的方法。本发明还涉及一种能够通过该创造性的方法生产的模制体。

背景技术

除了车身的设计在大多数情况下会首先吸引旁观者的注意，汽车内饰的设计也是现代汽车发展中的一个重要因素。在这方面不仅仅是单个元件的视觉外观被看重；实际上，触感以及和内饰配件的材料、形状和色彩之间的相互影响也起到了至关重要的作用。高质量的汽车内饰主要因为其设计和精心制造的材料而令人印象深刻。例如，汽车内饰皮革早已不再仅仅局限于高端市场，而且也越来越多地在中等价位的车辆中出现。作为一种天然材料，尤其是真皮的加工是非常苛刻的。在所谓的塑料部件与皮革的层压步骤中，问题一次又一次地出现。在接缝的位置以及皮革材料与以软塑料为主的下层面的结合上困难不断出现。

为了快速方便地将塑料下层面与覆盖材料(例如，皮革材料)结合，作为一种特殊的注射成型方法，模内注塑成型用于在一道流程步骤中生产多层的模制体。为了能更经济地生产高质量的部件，采用该模内注射成型方法将一个覆盖材料(例如，皮革材料)和一个塑料基底加工为复合部件。

通过模内注塑加工真皮的方法是已知的。该塑料熔化物仅仅是渗入皮革，从而形成了一个耐用的层压件。然而，就某些覆盖材料(例如真皮)而言，由于它是一种天然材料，仍有研发模内注塑方法的需要。因此，在已知的现有技术中被认为有问题的是尽管一个耐用的层压件可以通过塑料基底和真皮获得，但是该皮革在某种程度上受到了高强度的应力载荷，由此减少了它的柔软性和可视的纹理特征。该在模内注塑工艺中产生的注塑高压将皮的毛孔封闭，从而形成一个具有“塑料般的”外观和感觉的表面。

发明内容

考虑到如上所述的问题，本发明的任务是具体说明一种方法，该方法用于生产多层模制体，该模制体使得塑料件能够与皮革材料以较经济的方式层压以在外观和功能上无瑕疵。

本发明通过独立权利要求的方法解决了这个任务。

由此，本发明具体涉及一种用于生产多层模制体的方法，在该方法中，皮革材料的背面通过注塑成型的塑料衬底。具体地，该创新方法首先提供一个平坦的、未整饰的皮革材料。这里的未整饰的皮革材料具体是一种皮革产品，该皮革产品在鞣制的时候还没有被或还没有完全被拉伸和/或处理(例如，半硝革)。第二步，将该平坦的、未整饰的皮革材料引入到一个注塑模具中，使得皮革材料的背面(也叫作皮革内面)朝注塑模具的一个注塑腔对齐。最后，熔化的塑料材料被带压注入到注塑模具的注塑腔中，使得它与皮革材料的背面结合，据此皮革材料被注塑压力压在注塑模具的模具表面上，并由此适配要制造的多层模制部件的表面。

本发明基于这样一种认识，即在插入注射模具之前对鞣制过的皮革材料不予处理使得在皮革材料插入模具前基本上没有应力载荷。换句话说，只有最小的应力载荷被引入皮革材料，当将皮革材料插入注塑模具(例如，固定于其中)该载荷是不可避免的。由此确保了皮革材料足够地柔韧并具有足够用于随后的注塑成型工艺的厚度。

该创新方法具有许多优点。未整饰的皮革材料具有足够的弹性以在模内注塑工艺中抵抗注塑高压，而不引起任何表面的实质性改变，尤其是皮革的纹理特征或外观。由于皮革材料在模内注塑工艺前既不具有任何着色的或保护性的涂层，也不在模内注塑工艺中由高温造成任何问题。最后，该创新方法使得所需多层模制体能够仅仅在一些简单的流程步骤中被生产。

在汽车行业的许多应用中，希望在皮革材料的表面压花。因此，本发明在熔化的塑料材料被注入期间或注入之后，还将压花处理引入到皮革材料上或皮革材料内。为此，注塑模具可以呈现一个至少部分有纹理的模具表面以用作一个压花表面。根据注塑模具的设计，模具的上部和/或下部可以由这样一个有纹理的压花表面组成。当然，模内注塑也可不包含压花，这样可在之后的一个单独的生产步骤中向三维成型的皮革模制品提供一种所需的压花。

该创新方法发展的进一步的优点通过从属权利要求阐述。

因此，本创新发明的第一个实施例提供了将皮革材料插入注塑模具之前从干燥的皮革上切割下来。特别要有干燥步骤以简化皮革材料的切割，切割可以在模内注塑之后进行或者在模内注塑步骤中单独自动进行。

本发明方法的一个进一步的实施例提供了一种作为皮革材料的鞣制皮革。所有公知种类的皮革这里都可以使用。标准汽车用革、服装用革、制鞋革和剖层革特别适用。使用金属盐(例如，铬，铝)鞣制的皮革和不用金属盐的皮革都可以用。在这方面，重要的是正如上文提到的，皮革材料在被引入注塑模具之前是未整饰的。根据一个优选实施例，在被引入注塑模具之前，皮革材料尤其基本没有经过拉伸步骤而留下残余应力。

在本发明方法的一个进一步的实施例中，皮革材料在被引入模具之前被润湿。该润湿可以与水自动发生。因此，皮革材料可以例如在注塑成型步骤中被水蒸气润湿，从而在注塑步骤中同时实现皮革材料的冷却。但是，在插入到注塑模具之前皮革材料单独润湿也是可想到的。此外，该皮革材料可以例如在输送带上，经过一个水浴。用于润湿的水的温度可以在20℃和50℃之间，最好是在30℃和40℃之间，特别是约35℃。

正如已经在上文中提到数次的，为本发明方法提供的皮革材料在被引入注射模具之前是未经处理的形式。换言之，皮革材料基本上既没有经受拉伸步骤，也没有被进行任何表面染色处理。因此，按照本发明方法的另一方面，在模制体从注塑模具移除后，对与塑料相背的皮革材料表面涂覆一种着色涂剂。为了延长这样的彩色涂层的寿命，在涂覆着色涂剂之后，可以进一步额外涂覆一层保护性涂料，特别是以在着色涂剂上涂覆透明清漆的形式。着色涂剂和/或保护涂料例如可以以喷涂方式被涂覆。这种喷涂涂料可以通过现有技术所熟知的自动喷涂涂抹器和/或手动喷枪来实现。

根据本发明方法的一个更进一步的实现方式，在引入熔化的塑料材料之前，皮革材料的背面被涂沫上一层不能透过塑料材料的阻隔层，例如阻隔膜。如上所述，当在模内注塑步骤中压力和/或温度上升得太高，皮革的纤维可能在一定程度上不可逆地粘在一起。即使根据本发明的基本上未经处理的皮革材料可以在大多数情况下防止这种粘在一起的情况，但是在皮革材料的背面涂覆一个阻隔膜仍然是有利的。例如，所述阻隔膜可以特别用于防止塑料熔化物通过皮革材料的接缝和/或装饰缝处渗透。设置为阻隔膜的阻隔层可以例如由发泡塑料例如聚烯烃，优选聚丙烯形成。由此，特别有利的是将该阻隔层配置为一个自支撑的结构，该自支撑结构呈现一种与待生产的多层模制体——例如仪表板的轮廓相适应的形状。将阻隔层设计为一个自支撑结构可以在模内注塑步骤中将皮革材料的打滑减少至最小。

根据本发明方法的另一实施例，熔化的塑料材料在温度170℃至250℃时被引入注塑模具。这样的温度范围保证在模内注塑步骤中塑料材料和皮革材料之间有足够的粘合。同时，温度足够低，以避免损坏皮革纤维。

优选使用热塑性塑料作为塑料材料，特别是聚烯烃，尤其优选聚丙烯。这些热塑性塑料具有特别长期的稳定性，而且保证待生产的多层模制体的所需的触感。与此相结合地注意到成品模制体的压痕硬度可以根据热塑性塑料的硬度而改变。因此，软的热塑性塑料例如更适宜用在生产扶手上，而更硬的热塑性塑料用于生产仪表板。

本发明还涉及一种多层模制体，尤其是车辆的内饰配件，该多层模制体包括一种皮革材料附于其上的塑料模制组件。本发明的多层模制体根据上文所述的发明方法生产。

本发明的另一个方面，提供了一种包含由通过模内注塑成型的塑料衬底的真皮材料的内饰配件，据此真皮的表面在模内注塑工艺后在后续涂饰工艺中被涂饰和/或在随后的涂覆步骤中被涂覆，从而受到保护。

由于真皮材料的表面直到模内注塑工艺后才被涂饰和/或涂覆，这种加工技术确保模内注塑工艺对皮革没有损害或没有不可逆的损害。因此，本发明有利地使皮革或皮革材料的触感和/或皮革或皮革材料的纹理和/或皮革或皮革材料的外观既能够在所实施的模内注塑之后和/或模内注塑工艺中被保留，也可以在实施后续的涂饰工艺时被产生和/或修复。

本发明的方法根据这一方面还额外提供了能够在皮革/皮革材料或分别在皮革/皮革材料的表面的后续涂饰工艺中，或在皮革/皮革材料或分别在皮革/皮革材料的表面的后续涂覆步骤中，覆盖和修复皮革的一般表面缺陷的优点。

因此，本发明用于模内注塑成型工艺的材料是在模内注塑工艺前尚未被硝制因此也没有被涂覆的皮革材料或真皮材料。这有利地形成一种更柔性的皮革或真皮材料。因此，根据本发明，有利的是，注塑压力和/或例如约170℃至约250℃的高温通常不会损伤皮革或真皮材料的表面。根据本发明，皮革或真皮材料的表面在模内注塑工艺之后再经过涂饰工艺，即尤其通常为涂覆。

本工序有利地避免了成品涂层的损坏并且保留了皮革的纹理和触感。

模内成型材料，或特别是模内成型塑料材料，也会在下文中作为内饰配件的基层或作为内饰配件的模制体，或作为内饰配件的基底被分别提及。该基层、模制体或基底可以分别包括例如一种纤维加强或填充的烯烃塑料，且通过注塑成型被生产。

根据本发明的另一方面，该内饰配件优选地由一个具有第一部件和第二部件的模具制造，由此该模具的第一和第二部件共同封闭住模具的一个腔室(当模具闭合时)。除了闭合状态，模具也可以呈现出一种打开状态，在该状态模具的第一和第二部件通常彼此相对间隔开放置，且特别地，该模具有一个用于插入真皮材料的开口。在该内饰配件的生产方法的第一步中，真皮材料被插入模具；即真皮材料创造性地插在打开状态的模具中；该状态即在一个模具的第一部件和第二部件彼此间隔开以形成开口的状态。

在真皮材料被插入到模具中之后，后者闭合；即模具的第一和第二部件通常向彼此移动。当这种情况发生时，模具的部件通常封闭住腔室，使得针对模内注塑材料的泄漏，腔室相对于模具的外部是被密封或者至少很大程度上是密封的，由此，该腔室通常不完全填充真皮材料。因此，除了以这种方式引入闭合模具的真皮材料外，由模具的部件封闭的腔室内有一部分容积，该部分容积将在模内注塑的方法步骤中被模内注塑的材料填充。因此，通常情况下，分别注入腔室中的材料和/或塑料材料，仅仅从真皮材料一侧(该腔的注入侧)注入，使得注入腔中的材料将真皮材料压到与注入侧相对的腔室的另一侧。

本发明的实施例优选为要么将真皮材料作为一种二维材料或作为半成品材料分别插入模具，要么在插入之前和/或以一个预制的形状插入时分别已经引入一种三维形式。

为了生产成品内饰配件，特别是汽车内饰件，皮革材料被分别结合在一个塑料基层或基底上。

根据本发明的一个方面，优选的还可分别使用不同的模内注入材料或模内注入材料的不同组合。根据一个第一实施例，塑料基层是一种具有填料或增强材料如纤维之类的聚丙烯塑料基层，所述塑料基层可以是完全发泡的或者也可以仅仅在某些部分中发泡而在其它部分中不发泡。除了用聚丙烯塑料基层，ABS材料和/或PC材料(ABS＝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、PC＝聚碳酸酯)也是可能的。

无论是聚丙烯塑料的模制体的基层材料还是ABS/PC塑料的基层材料都是商业上可得到的合成材料，该材料具有例如多达30％的玻璃纤维添加物和/或多达30％的滑石粉的添加物，据此两种附加材料理论上可以添加至多达50％的比率且在所有的情况下实际的塑料成分(即聚丙烯在聚丙烯基塑料的情况下所占的百分比或ABS/PC在ABS/PC基塑料的情况下所占的百分比)至少达到50％。

本发明的模制体的基底优选为熔融加工的热塑性材料(即作为熔融体处理)。

熔融加工的材料最好是由聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元聚合物(ABS)，ABS和聚碳酸酯(PC)的混合物、聚酰胺(PA)、热塑性弹性体(TPE)或以天然橡胶和/或聚丙烯(PP)为基层的热塑性弹性体构成。而且熔融加工的材料最好由至少两种上述材料的混合物构成。

熔融加工的材料包含填料是尤其优选的。作为例子的填料有滑石粉、白垩岩和硅灰石。为了增加其机械稳定性，熔融加工的材料还可以同时包含增强材料如玻璃纤维、天然纤维、碳纤维或织物类的增强物如玻璃纤维垫或天然纤维垫。进一步优选的，例如通过物理或化学法、添加发泡剂或充气弹性球到熔融加工材料中进行成孔。

附图说明

下面将参考图中所描绘的实施例来更详细地描述本发明的方法。

如图所示：

图1a：根据一个第一实施例，将皮革材料插入一个注塑模具的方法步骤的示意图。

图1b：根据第一实施例，模内注塑工艺的示意图；和

图1c：在模内注塑工艺之后，将多层模制体从注塑模具中取出的示意图。

具体实施方式

图1A至图1c显示了一个示例性实施例用于生产一个多层模制体发明方法。具体地，第一加工步骤可以参见图1A的示意图，其中未整饰的皮革材料1被引入注塑模具10的内部。特别地，在被引入模具10之前，皮革材料最初无涂覆且不经受任何留下残余应力的拉伸步骤。皮革材料可以是例如鞣制过的天然皮革，该皮革在被插入注塑模具10之前被干燥和切割，这使得它具有适合于被生产的模制体，尤其是汽车内饰配件的尺寸。

为便于皮革材料1的引入以及该皮革材料1在注塑模具10中的潜在产品的所需压花，在被引入前可以对皮革材料1稍许润湿。皮革材料1随后被插入注塑模具10，使得皮革材料1的背面对准图1b中显示的注塑腔14。观察者随后可见的皮革材料1的表面相反则尽可能紧贴模具10的下部件11的模具表面15。为达此目的，皮革材料1例如可以被手动压到模具表面15上。此外，还可在下部件11下面提供负压通道(未显示)以起到将皮革材料1紧紧贴在到模具表面15上的作用。

如上所述，一旦皮革材料1贴合于下部件11的模具表面15，模具10的上部件12闭合，据此皮革材料1的边界区域被夹在注塑模具10的上部件和下部件之间。进一步地，在图1b中看到，注塑模具10的上部件11和下部件12的形状构成了注塑腔14，该注塑腔14设置于皮革材料1的背面。进一步地，在图1a和1b中指出，注塑模具10的上部件12包括一个流道13，通过该流道13，加压了的熔融塑料材料3可以在进一步的步骤中被注入到注塑腔14中。熔融塑料材料3具体是热塑性材料在高压下和在170℃和250℃之间的温度下被注入到注射室14形成的，据此皮革材料1被拉伸和完全压抵在模具表面15上。由于在引入到注塑模具10之前皮革材料1没有被硝制，所以其表面也不会被普遍存在的压缩载荷损坏。

根据一个未单独示出的变形实施例，模具表面15的至少部分显示为一个可以用作压花表面的结构。因此，在模内注塑过程中，压力已经对皮革材料的正面进行了压花。

如图1c所示，在熔融的塑料材料3冷却下来之后，多层模制体从注塑模具中取出。可以看出，现在硬化的塑料部件4的背面具有一个对应于模具10的流道13的类似物的突起物5。这当然会在一个单独的生产步骤中从塑料部件4的剩余部分中移除。在多层模制体被从注塑模具10中取出后，如上所示，它可以进行着色涂饰或保护性涂覆(未显示)。当然，一旦模制体被从注塑模具10中取出，皮革材料1的外侧上的进一步修饰也是可以的。

根据一个(未显示的)的实施例，在熔融塑料材料3被注入之前(图1b)，一个阻隔层，特别是阻隔膜，被涂覆在皮革材料1的背面上，使得至少某些区域的熔融塑料材料3不与皮革材料1的背面接触。

本发明不局限于附图中所描述的实施例，而是从本文所公开的所有特征的组合中共同得出的。

参考标记列表

1 皮革材料

3 熔融塑料材料

4 硬化的塑料部件

5 突起物

10 注塑模具

11 下部件

12 上部件

13 流道

14 注塑腔

15 模具表面

Claims (11)

1.一种用于生产多层模制体，特别是汽车内饰配件的方法，其中皮革材料(1)通过注塑成型塑料(4)衬底，其特征在于，该方法包括如下步骤：

-提供一个平坦的、未整饰的皮革材料(1)；

-将该皮革材料(1)引入到一个注塑模具(10)中，使得皮革材料(1)的背面朝注塑模具(10)的一个注塑腔(14)对齐；

-将受到压力的熔融的塑料材料(3)引入到注塑模具(10)的注塑腔(14)中；和

-将塑料(4)和皮革材料(1)构成的的多层模制体从注塑模具(10)中取出，

-其中，在熔融塑料材料(3)被引入期间或之后，在所述皮革材料(1)上或内部进行压花。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述皮革材料(1)由干燥的皮革切割而成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供已鞣制的皮革作为所述皮革材料(1)。

4.根据权利要求1到3之一所述的方法，其特征在于，所述皮革材料(1)在被引入注塑模具(10)之前，经过了最小限度的的拉伸而具有残余应力。

5.根据权利要求1到4之一所述的方法，其特征在于，所述皮革材料(1)在被引入注塑模具(10)之前被润湿。

6.根据权利要求1到5之一所述的方法，其特征在于，在模制体从注塑模具(10)中取出后，对所述皮革材料(1)上与塑料(4)相背的表面施加着色涂剂。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保护性涂层，特别是透明清漆，在施加所述着色涂剂之后，施加到该着色涂剂上。

8.根据权利要求1到7之一所述的方法，其特征在于，在熔融塑料材料(3)引入之前，所述皮革材料(1)的背面涂有一个防止渗透塑料的阻隔层，特别是阻隔膜。

9.根据权利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，所述熔融塑料材料(3)在温度从170℃到250℃之间时，被引入到注塑模具(10)中。

10.根据权利要求1到9之一所述的方法，其特征在于，热塑性塑料优选被用作所述塑料材料，优选为聚烯烃且尤其是聚丙烯。

11.一种多层模制体，特别是一种汽车内饰配件，包括紧贴塑料(4)的皮革材料(1)，其特征在于，该模制体依照权利要求1到10的任意一条的方法制得。