CN106240125B - 具有位于基板上的装饰性盖子片材的物品的制造 - Google Patents

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Abstract

一种形成装饰性物品的方法，其包括：将装饰性盖子片材放置在前模具半部和后模具半部之间的模具空间中，该装饰性盖子片材包括无纹理的皮层、垫泡沫层和粘合剂层；将基板放置在后模具半部上；通过前模具半部和盖子片材之间的第一加热器装置加热有纹理的前模具表面和皮层；通过盖子片材和后模具半部之间的第二加热器装置加热盖子片材和基板；将装饰性盖子片材的皮层形成为与有纹理的前模具表面接触；将来自有纹理的前模具表面的有纹理的表面形成到该皮层中；将基板压在装饰性盖子片材的粘合剂层上；以及通过粘合剂层将盖子片材粘结到基板。

Description

具有位于基板上的装饰性盖子片材的物品的制造
技术领域
本公开涉及装饰性物品的制造，该装饰性物品特别地用作机动车辆的内部修饰部件，具有位于基板上的装饰性盖子片材。
背景技术
提供机动车辆的内部修饰部件的一种常规方法，涉及加热盖子材料的平面塑料片材(也称为片材材料或卷筒材料)，其预先制造有所需表面纹理，该所需表面纹理具体地可以是模拟皮革肌理。这种预先制造有纹理的盖子材料然后在凸形真空形成过程期间被吸在涂覆有压力敏感粘合剂的预成形的基板上，并且通过该粘合剂而粘结到其上，以提供内部修饰部件。
在前述成型过程期间，在塑料片材被拉伸且吸在基板的预成形的(三维的)外形上时，预先制造有纹理的盖子片材在不同的区域不同地扭曲(取决于已经发生在相应的区域的拉伸和成型的程度)。更具体地说，更深或更广阔地被吸且拉伸的区域将遭受更大的扭曲和纹理(纹理)损失。前述过程的另一问题是使用压力敏感粘合剂，该压力敏感粘合剂可能包含对环境不友好的挥发性有机化合物(VOC)或反应性化学物质。
为了潜在地减小纹理损失的前述困难，授予Spengler的美国专利No.6749794述及一种汽车内部修饰部件，该汽车内部修饰部件包括基板，该基板形成或层合到预成型的盖子片材上，该预成型的盖子片材包括泡沫衬背和具有表面纹理的皮膜。为了开始该过程，盖子片材被预加热为平面片材，因此皮膜处于其熔化温度之上的熔化的粘性液体状态，并且泡沫衬背保持其熔化温度之下的固体弹性泡沫状态。预加热的盖子片材然后通过后模具被以机械方式预成型到前模具中。加压空气通过后模具被施加以将盖子片材吹制成型在前模具上，因此熔化的皮膜再现前模具表面的表面纹理，而固体泡沫衬背充当缓冲和空气屏障层。真空也通过前模具表面被施加。
在后续步骤中，模具被打开，并且具有完成的有纹理的皮的预成型的盖子片材可以被移除以便另外的分离使用，或者基板可以在相同的成型设备中直接地被成型和层合到成型的盖子片材的泡沫衬背的后表面上。
在相同的成型设备中直接地将基板形成到盖子片材的泡沫衬背的后表面上中，Spengler公开了，基板材料可以是聚烯烃纤维(诸如聚丙烯纤维和天然纤维或玻璃纤维或聚酯纤维或类似物)的复合材料的预加热的片材，或者可以是聚氨酯泡沫，其已经通过任何常规地已知的手段被预加热并且通过任何常规地已知的手段被承载或布置在成型设备中。
为了将基板成型且层合到泡沫衬背的后表面上，后模具被向上驱动且/或前模具被向下驱动，使得后模具将基板挤压且成型在先前成型的盖子片材的泡沫衬背的后表面上。在基板的形成期间，该基板的预加热的且至少部分地熔化的纤维经历与盖子片材的仍然暖的或仍然热的泡沫衬背的熔化粘结，使得基板整体地粘结到盖子片材上而在其间不需要任何另外的粘合剂或类似物。
遗憾的是，虽然基板到盖子片材的粘结可以被执行而不需要使用粘合剂，但基板到盖子片材的粘结必然需要在形成预成型的盖子片材之后第二次打开和闭合该模具，这延迟制造过程并且增大成本。此外，在成型的盖子片材仍然热的时将基板挤压且成型在先前成型的盖子片材的泡沫衬背的后表面上可能引起前模具表面的表面纹理另外再现到皮膜中，如果另外的表面纹理再现不与第一表面纹理再现(例如，幻影标记)完美地一致，这可能导致缺陷。
为了避免Spengler的连续成型操作，可能可以将基板直接成型在泡沫的后表面上而不再打开和再闭合该模具，诸如通过热塑性注射成型将基板直接形成到该装饰性盖子片材。然而，为了适应这种热塑性注射成型，该泡沫衬背必须由可以耐受被注射的聚合物熔化物的热和压力而不熔化或扭曲的材料制成。
需要的是一种用于装饰性物品的制造过程，该制造过程旨在克服该技术领域的前述困难和缺点。
发明内容
本公开提供具有位于基板上的装饰性盖子片材的物品。
根据本公开的一个实施例，提供一种形成装饰性物品的方法，该方法包括：将装饰性盖子片材放置在前模具半部和后模具半部之间的模具空间中，该装饰性盖子片材包括无纹理的皮层、垫泡沫层和粘合剂层；将基板放置在后模具半部上；通过前模具半部和盖子片材之间的第一加热器装置加热有纹理的前模具表面和皮层；通过盖子片材和后模具半部之间的第二加热器装置加热盖子片材和基板；将装饰性盖子片材的皮层形成为与有纹理的前模具表面接触；将来自有纹理的前模具表面的有纹理的表面形成到该皮层中；将基板压在装饰性盖子片材的粘合剂层上；以及通过粘合剂层将盖子片材粘结到基板。
根据本公开的一个实施例，提供一种形成装饰性物品的方法，该方法包括：提供用来形成装饰性物品的模具，该模具包括前模具半部和后模具半部，该前模具半部包括模具腔和前模具表面，该前模具表面包括有纹理的前模具表面；布置所述模具，使得模具空间被设置在所述前模具半部和所述后模具半部之间；将基板放置在所述后模具半部上，所述基板具有基板前表面；将装饰性盖子片材放置在所述前模具半部和所述后模具半部之间的模具空间中，所述装饰性盖子片材包括无纹理的皮层、垫泡沫层和粘合剂层；将所述装饰性盖子片材保持在夹紧装置内，所述装饰性盖子片材在所述夹紧装置中取向成使得所述皮层面向所述有纹理的前模具表面；将第一加热器装置和第二加热器装置引入到所述前模具半部和所述后模具半部之间的所述模具空间中，所述第一加热器装置位于所述前模具半部和所述装饰性盖子片材之间并且所述第二加热器装置位于所述装饰性盖子片材和所述后模具半部之间；通过所述第一加热器装置加热所述前模具半部的所述有纹理的前模具表面和所述装饰性盖子片材的皮层；通过所述第二加热器装置加热所述装饰性盖子片材的粘合剂层和所述基板前表面；从所述前模具半部和所述后模具半部之间的模具空间移除所述第一加热器装置和所述第二加热器装置；使所述前模具半部和后模具半部中的至少一者沿闭合方向向着彼此移动；使装饰性盖子片材的皮层与有纹理的前模具表面接触；将从所述有纹理的前模具表面产生的有纹理的皮表面形成到所述皮层中；将基板压在装饰性盖子片材的粘合剂层上；以及通过粘合剂层将盖子片材粘结到基板。
在某些实施例中，该方法可以包括将装饰性盖子片材的皮层形成为与有纹理的前模具表面接触和将从有纹理的前模具表面产生的有纹理的皮表面形成到皮层中在通过前模具半部将真空施加到模具腔时被执行。
在至少一个实施例中，在将从有纹理的前模具表面产生的有纹理的皮表面形成到皮层中之后，该方法可以包括在使前模具半部和后模具半部中的至少一者沿打开方向离开彼此移动之前，终止通过前模具半部施加到模具腔的真空并且通过前模具半部将超过大气压力的加压空气施加到模具腔。
在至少一个实施例中，在通过前模具半部将超过大气压力的加压空气施加到模具腔时，该方法可以包括在使前模具半部和后模具半部中的至少一者沿打开方向离开彼此移动之前通过后模具半部将真空施加到模具腔。
在至少一个实施例中，该方法还可以包括在前模具半部和后模具半部沿闭合方向向着彼此移动时使夹紧装置和装饰性盖子片材向着前模具半部移动。
在至少一个实施例中，在前模具半部和后模具半部沿闭合方向向着彼此移动时使夹紧装置和装饰性盖子片材向着前模具半部移动之后，该方法还可以包括在前模具半部和后模具半部沿闭合方向向着彼此移动时保持夹紧装置静止。
在至少一个实施例中，该夹紧装置包括多个夹具，其中，所述夹具中的每一个被布置用来将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材；并且其中，要由所述夹具中的每一个施加到所述装饰性盖子片材的夹紧力能够独立于其它夹具中的每一个的夹紧力而被调节。
在至少一个实施例中，该夹紧装置包括多个夹具，其中，所述夹具中的每一个将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材；并且其中，在将所述装饰性盖子片材的皮层形成为与所述有纹理的前模具表面接触时调节所述夹具中的至少一个的夹紧力。
在至少一个实施例中，该夹紧装置包括多个夹具，其中，所述夹具中的每一个被布置用来将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材；并且其中，所述夹具中的至少一个能够相对于所述装饰性盖子片材而移动，以调节所述装饰性盖子片材的张力。
在至少一个实施例中，该夹紧装置包括多个夹具，其中，所述夹具中的每一个将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材；并且其中，在将所述装饰性盖子片材的皮层形成为与所述有纹理的前模具表面接触时所述夹具中的至少一个相对于所述装饰性盖子片材移动。
在至少一个实施例中，夹紧装置包括环形框架组件，该环形框架组件包围该模具。
在至少一个实施例中，该模具被安装到成型压力机以打开和闭合该模具，并且环形框架组件安装到该成型压力机并且不安装到该模具。
在至少一个实施例中，该模具具有打开方向和闭合方向，并且在该模具静止时，该环形框架组件能够沿与该模具的打开方向或闭合方向相同的方向而移动。
在至少一个实施例中，该环形框架组件能够沿相对于模具的分型线大致横向的方向而移动。
在至少一个实施例中，该环形框架组件包括环形框架本体和多个夹具，其中，多个夹具中的每一个被布置用来将夹紧力施加到装饰性盖子片材，并且多个夹具中的每一个包括夹紧构件，其中，所述夹紧构件被布置用来在存在被施加到所述夹紧构件的夹紧力的情况下夹紧所述装饰性盖子片材。
在至少一个实施例中，多个夹具中的每一个包括气动缸以提供夹紧力。
在至少一个实施例中，多个夹紧构件中的每一个包括至少一个可调节的止动件以调节施加到装饰性盖子片材的夹紧力。
在至少一个实施例中，所述多个夹紧构件中的每一个被安装到所述环形框架本体，并且被布置用来在所述装饰性盖子片材的夹紧和所述装饰性盖子片材的松开期间相对于所述环形框架本体枢转。
在至少一个实施例中，所述多个夹紧构件中的每一个被安装到所述环形框架组件的可移动部分，使得所述多个夹紧构件中的每一个能够沿向着所述模具的方向和离开所述模具的方向而移动。
在至少一个实施例中，多个夹紧构件中的每一个被安装到所述环形框架组件的可移动部分，使得多个夹紧构件中的每一个能够沿大致垂直于所述模具的打开方向或所述模具的闭合方向的方向而移动。
在至少一个实施例中，环形框架组件的每一个可移动部分能够通过气动缸而移动。
在至少一个实施例中，环形框架组件的每一个可移动部分能够沿由环形框架组件形成的导轨而移动。
附图说明
通过参考结合附图在下文中描述的实施例，本公开的上述和其它特征和获得它们的方式将更显明且被更好地理解，其中：
图1A示出根据本公开的装饰性物品的剖视侧视图；
图1B示出图1A的圆1B内的装饰性物品的部分的放大剖视侧视图；
图2是完全打开位置中的用于形成图1的装饰性物品的成型设备的剖视侧视图，其中，装饰性盖子片材和基板位于前模具半部和后模具半部之间的模具空间中，第一加热器装置位于前模具半部和装饰性盖子片材之间并且第二加热器装置位于装饰性盖子片材和后模具半部之间；
图3是用于形成图1的装饰性物品的图2的成型设备的剖视侧视图，其中，成型设备部分地闭合，装饰性盖子片材最初接触前模具半部；
图4是用于形成图1的装饰性物品的图2的成型设备的剖视侧视图，其中，成型设备部分地闭合，装饰性盖子片材形成到前模具半部的有纹理的模具表面的形状；
图5是用于形成图1的装饰性物品的图2的成型设备的剖视侧视图，其中，成型设备完全闭合，装饰性盖子片材形成到前模具半部的有纹理的模具表面的形状并且基板被压在装饰性盖子片材上；
图6是包括环形框架组件的用于装饰性盖子片材的夹紧装置的一部分的立体图，其中，可移动的内部部分缩回并且夹具打开；并且
图7是包括图6的环形框架组件的用于装饰性盖子片材的夹紧装置的部分的立体图，其中，可移动的内部部分延伸且夹具闭合。
图8是根据本发明的另一实施例的用于装饰性盖子片材的夹紧装置的立体图，该夹紧装置包括环形框架组件，该环形框架组件包括多个夹具；
图9是图8的环形框架组件的夹具的放大立体图；并且
图10是图8的环形框架组件的夹具的放大剖视图。
具体实施方式
可以理解，本公开在其应用中不限于以下描述中阐述的或附图中示出的部件的构造和布置的细节。本发明在这里可以具有其它实施例且以各种方式得以实施或执行。而且，可以理解，这里使用的措辞和术语用于描述的目的并且不应当被当作限制性的(如本领域技术人员可以理解的那样)。
现在参考各个附图，图1A和1B示出根据本公开制造的装饰性物品10。如所示，装饰性物品10包括装饰性盖子片材12和基板20。如所示，装饰性盖子片材12具有前侧13a和后侧13b，并且包括装饰性外皮层14，该装饰性外皮层诸如通过滚动层合而粘结到弹性垫泡沫(蜂窝状)衬背层16。装饰性盖子片材12的弹性垫泡沫(蜂窝状)衬背层16在装饰性物品10的制造期间通过粘合剂层18粘结到基板20。
装饰性盖子片材12可以从卷筒材料(该卷筒材料也可以称为片材材料)的连续片材被切割(例如，模切)成平面坯料以提供如图2中所示的平面的一片材料。如这里使用的，应当理解，平面坯料是还没有形成为三维形状的卷筒材料的片。
皮层14可以由一种或更多种弹性合成聚合物形成，该一种或更多种弹性合成聚合物可以是热塑性的或热固性的。该组热塑性聚合物可以包括塑化的聚氯乙烯(PVC)，热塑性尿烷(TPU)，热塑性烯烃(TPO)弹性体，聚氯乙烯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PVC-ABS)，丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸(ASA)，混合的弹性体热塑性聚合物和热塑性聚烯烃(ETP-TPO)。该组的热固性聚合物可以包括交联的聚氨酯。
皮层14可以具有0.1mm到1.0mm范围中的厚度。可由聚氨酯形成的透明包覆层(未示出)可被施加到皮层14的外(前)表面15。外(前)表面15具体地可以是无纹理的/无纹理的。换句话说，不包括装饰性图案(例如，来自压花辊或类似物)，诸如模拟的皮革纹理。
垫泡沫层16也可以由一种或更多种弹性合成聚合物形成，该一种或更多种弹性合成聚合物可以是热塑性的或热固性的。该组热塑性聚合物可以包括塑化的聚氯乙烯(PVC)，热塑性尿烷(TPU)，和热塑性烯烃(TPO)。该组的热固性聚合物可以包括交联的聚氨酯。
垫泡沫层16可以具有1.0mm到2.5mm的范围中的厚度。当由聚氯乙烯泡沫形成时，垫泡沫层16可以具有0.4-0.7g/cc(克/立方厘米)的范围中的密度。诸如聚丙烯泡沫的聚烯烃泡沫可以具有0.03-0.1g/cc的范围中的较低密度，并且也可以理解为闭孔泡沫。为了更好地保证低密度泡沫提供合适的压缩和热阻，聚烯烃泡沫可以是交联的。
皮层14和垫泡沫层16可以通过联结，具体地可以通过层合，而相互连结。例如，通过挤出皮层14，并且在皮层14维持受热时，使皮层14随着垫泡沫层16穿过层合辊。皮层14和垫泡沫层16可以被理解为对通过那里的空气传输而言是基本上不可渗透的。
皮层14和垫泡沫层16可以通过或不通过使用其间的分离的粘合剂和/或粘合促进剂直接相互粘结。如果使用粘合剂和/或粘合促进剂，可以在与皮层14层合之前将其施加到垫泡沫层16。
一个特别的装饰性盖子片材12可以包括皮层14和泡沫层16的双层层合板。皮层12可以由具有0.6mm的厚度的无纹理的聚氯乙烯(PVC)形成，而泡沫层16可以由具有2.6mm的厚度和0.05g/cc的密度的交联的聚丙烯泡沫形成。更具体地说，装饰性盖子片材可以以产品牌号CD391从Haartz公司被获得。
装饰性盖子片材12还可以包括粘合剂层18，该粘合剂层可以包括热熔粘合剂，该热熔粘合剂被滚动涂覆在垫泡沫垫层16上。该粘合剂层18具体地可以是无溶剂的热熔粘合剂。在某些实施例中，热熔粘合剂可以包括反应性(湿气固化)粘合剂或热塑性粘合剂。应当理解，与反应性粘合剂(该反应性粘合剂对交联起反应并且形成热固性粘合剂，该热固性粘合剂不能再被加热并且使其流动)不同，热塑性粘合剂可以重复地被加热并且被引起流动，随后在冷却时固化。
粘合剂层18可以通过热熔粘合剂被施加到装饰性盖子片材12的垫泡沫层16，该热熔粘合剂位于受热的槽(未示出)中。从该槽，垫泡沫层16的下(后)表面涂覆有粘合剂层18。更具体地说，装饰性盖子片材12被供给通过粘合剂涂覆的下辊和被以机械方式驱动的上辊。下辊施加均匀的粘合剂涂层到垫泡沫层16的后表面上。各辊之间的间隙确定粘合剂施加密度。该粘合剂层24可以作为受热的聚合物熔化物被施加到装饰性盖子片材12的下表面18。
基板20具有基板前表面22和基板后表面24并且包括由热塑性聚合物成分形成的三维形状，诸如通过高压(两阶段)注射成型过程，特别地具有1mm到3mm的范围中，并且更具体地说2mm到2.5mm的范围中的标称壁厚度。基板20也可以包括形成在其中的真空孔(未示出)，该真空孔使得能够通过该基板20而抽真空。这里使用的三维形状，可以被理解为具有在三维平面中变化的外形。
该基板20可以由热塑性聚合物成分形成，该热塑性聚合物成分在室温(23℃)下具有至少150000psi的挠曲模量(根据ASTM D-790-10测量)以便基板提供充分的刚性以支承物品10。更具体地说，基板20在23℃下可以具有150000-400000psi的范围中的根据ASTM D-790-10测量的挠曲模量。
除了为物品10的基板20提供充分的刚性外，用于基板20的成分也应当提供合适的热阻。因此，基板20可以由具有在264psi下至少82℃的如根据ASTM D-648-07测量的热扭曲温度的聚合物成分形成。更具体地说，基板20可以具有在264psi下82-110℃的范围中的如根据ASTM D-648-07测量的热扭曲温度。
该聚合物成分可以包括热塑性聚合物，基本上由热塑性聚合物组成或由热塑性聚合物组成，该热塑性聚合物诸如聚丙烯(PP)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚碳酸酯(PC)，聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)或聚苯醚(PPO)。
此外，用于基板20的聚合物成分可以包括一种或更多种化学起泡剂，该化学起泡剂在注射成型过程期间分解以产生气体，使得基板20将形成有蜂窝状(泡沫状)结构。以这种方式，可以减小基板20的重量。
现在参考图2，该图示出根据本公开的用来成型装饰性物品10的成型设备100。如所示，成型设备100包括成型压力机102，该成型压力机具有上水平压板104和下水平压板106，该上压板104向着和离开下压板106沿竖向可移动，该下压板特别地可以是静止的。成型压力机102还可以包括四个角部立柱108，该四个角部立柱包括导销110和导销衬套112以引导压板104、106相对于彼此的打开和关闭。
在成型设备100的成型压力机102内，成型设备100还包括模具装置130，该模具装置包括前(第一)模具半部132和后(第二)模具半部134。前模具半部132和后模具半部134可闭合在一起以形成装饰性物品10，并且在水平分型线156处可分离。前模具半部132可以被理解为当形成装饰性物品10时位于装饰性物品10的前“种类A”表面，而后模具半部134可以被理解为当形成装饰性物品10时位于装饰性物品10的后“种类B”表面(它面向车辆片材金属)。
如所示，前模具半部132更具体地说包括凹形模具半部。前模具半部132包括有纹理的前模具表面，该有纹理的前模具表面可以模拟天然皮革纹理。前模具半部132还可以包括空气歧管142，该空气歧管包括多个空气通道144，多个空气通道从内部空气室146分出并且延伸到有纹理的模具表面。内部空气室146可以通过阀152的操作而连接(流体连通)到真空(负空气压力)源148或压缩空气(正空气压力)源150。前模具半部132也可以包括连接到外部加热器的内部加热流体(液体)温度控制电路。
后模具半部134更具体地说包括凸形模具半部。后模具半部134包括后模具表面160，以及空气歧管162，该空气歧管包括多个空气通道164，多个空气通道从内部空气室166分出并且延伸到后模具表面160。内部空气室162可以连接(流体连通)到真空(负空气压力)源168。后模具半部134也可以包括连接到外部加热器的内部加热流体(液体)温度控制电路。
在成型过程的启动期间，基板20首先被放置在后模具半部134上，基板20的后表面24面向后模具表面160并且基板20以已知方式(诸如通过机械锁定在适当位置)被保持在后模具半部134上。更具体地说，后模具半部134在成型期间在装饰性盖子片材12的形成期间支承基板20并且抑制基板20的变形。后模具半部134可以包括凸形热成形/真空成形心轴并且可以加热基板20(如粘合剂18的使用可能需要的)。
如所示，成型设备100还包括装饰性盖子片材夹紧装置170，该夹紧装置用来在装饰性物品12的成型期间保持装饰性盖子片材12的平面坯料。
在成型过程的启动期间，装饰性盖子片材12在其周边周围由夹紧装置170夹紧，使得装饰性盖子片材12位于前模具表面140和基板前表面22之间，皮层14面向前模具表面140并且泡沫衬背层16面向基板前表面22。
如所示，装饰性盖子片材夹紧装置170包括环形框架组件171，该环形框架组件在每一个角部支承件承载安装到上压板104的气动缸174。环形框架组件171包括环形框架本体172和多个夹具184，其中，夹具184中的每一个将夹紧力施加到装饰性盖子片材12。更具体地说，每一个夹具184包括夹紧构件186，该夹紧构件被布置用来在存在由气动缸180提供的夹紧力的情况下将装饰性盖子片材12夹紧在环形框架本体172上。
如所示，气动缸180各具有活塞杆182，该活塞杆以机械方式联接到夹紧构件186。更具体地说，活塞杆182被布置为能够以一定力量延伸，以将装饰性盖子片材12夹紧在夹紧构件186和环形框架本体172的内周边部分172a之间，并且被布置为能够缩回，以松开装饰性盖子片材12。多个夹具184被布置在环形框架本体172周围，优选地在装饰性盖子片材12的周边的所有四个侧部上。
已认识到，可能希望将装饰性盖子片材12在其周边周围的夹紧特性从一个部位改变到另一个部位，夹具184中的每一个，并且更具体地说气动缸180的活塞杆182可以将夹紧力施加到装饰性盖子片材12，其中，由每一个夹具184施加到装饰性盖子片材12的夹紧力能够独立于其它夹具184中的每一个的夹紧力而调节，特别地通过改变由每一个气动缸180施加的力。此外，除了由每一个夹具184施加到装饰性盖子片材12的力能够独立于其它夹具184中的每一个的夹紧力而调节之外，由每一个夹具184施加到装饰性盖子片材12的力可以是能够在成型过程期间调节的。
模具设备100还包括第一加热器装置200和第二加热器装置202。如所示，第一加热器装置200可以通过第一臂204延伸到前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135中和从该模具空间缩回，而第二加热器装置202可以通过第二臂206延伸到前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135中和从该模具空间缩回。臂204和206可以独立于彼此地被操作。
如所示，当成型设备100的成型压力机102完全打开时，气动缸174完全延伸，并且装饰性盖子片材12的平面型坯料(包括粘合剂18)被装载在夹紧装置170中，第一加热器装置200可以位于装饰性盖子片材12和前模具半部132之间的打开模具空间135中，而第二加热器装置202可以位于装饰性盖子片材12和基板20/后模具半部134之间的打开模具空间135中。
第一加热器装置200还包括绝缘体210，该绝缘体布置在第一(上)加热器212和第二(下)加热器214之间。如所示，第一(上)加热器212特别地被布置用来加热装饰性盖子片材12的皮层14，特别地前皮表面15，而第二(下)加热器214被布置用来特别地加热前模具半部132，特别地有纹理的模具表面。
第二加热器装置202还包括绝缘体220，该绝缘体布置在第一(上)加热器222和第二(下)加热器224之间。如所示，第一(上)加热器222特别地被布置用来加热基板20，特别地基板前表面22，而第二(下)加热器224特别地被布置用来加热装饰性盖子片材12的背面上的粘合剂层18。
至于成型过程，如上所述，在成型压力机102完全打开并且气动缸174完全延伸之后，基板20被放置在后模具半部134上，基板20的后表面24面向后模具表面160，并且基板20以已知方式被保持在后模具半部134上。此后，装饰性盖子片材12的坯料(包括粘合剂18)被装载在夹紧装置170中并且因此被夹紧。
一旦基板20和装饰性盖子片材12已经被装载，第一加热器装置200和第二加热器装置202就分别通过延伸臂204、206被引入到前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135。更具体地说，第一加热器装置200位于前模具半部132和盖子片材12之间的模具空间135中，而第二加热器装置202位于盖子片材12和后模具半部134之间的模具空间135中。
第一加热器装置200和第二加热器装置布置在前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135中之后，它们都可被立即启动。
至于第一加热器装置200，装饰性盖子片材12的皮层14，特别地前皮表面15，可以通过第一(上)加热器212被加热，而前模具半部132，特别地有纹理的模具表面，可以通过第二(下)加热器214被加热。
更具体地说，第一(上)加热器212可以将装饰性盖子片材12的皮层14侧加热到135-180℃的范围中的温度持续15-30秒的时间段，而第二(下)加热器214可以将有纹理的模具表面加热到75-90℃的范围中的温度持续15-30秒的时间段。
至于第二加热器装置202，基板20，特别地基板前表面22，可以通过第一(上)加热器222被加热，而装饰性盖子片材12的背面上的粘合剂层18可以通过第二(下)加热器224被加热。
更具体地说，第一(上)加热器222可以将基板20加热到65-105℃的范围中的温度持续15-30秒的时间段，而第二(下)加热器224可以将装饰性盖子片材12的粘合剂层18侧加热到145-225℃的范围中的温度持续15-30秒的时间段。
此外，前模具半部132可以通过内部加热流体(液体)温度控制电路被加热到75-90℃的范围中的温度。类似地，后模具半部134可以通过内部加热流体(液体)温度控制电路被加热到35-60℃的范围中的温度。
在基板20、装饰性盖子片材12和有纹理的模具表面已经被适当地加热之后，第一加热器装置200和第二加热器装置202分别通过缩回臂204、206从前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135被移除。
在第一加热器装置200和第二加热器装置202从模具空间135被移除后，成型压力机102就可以闭合，特别地通过上压板104向着下压板106移动，使得后模具半部134和夹紧装置170向着前模具半部132移动。在另一些实施例中，前模具半部132可以向着后模具半部134移动，或者前模具半部132和后模具半部134二者都可以向着彼此移动。
现在参考图3，在夹紧装置170的框架组件172的底部接触框架组件止动件240的大约相同时间或正好在此之前，装饰性盖子片材12接触前模具半部132的周边分型线156并且在真空被吸过歧管142的空气通道144和内部空气室146时与周边分型线密封。此时，框架组件止动件240在模具130继续闭合时禁止环形框架组件171进一步沿竖向行进。如所示，环形框架组件171随着模具130的闭合沿竖向行进直到环形框架本体172的上表面175在与前模具半部132的周边分型线156平行的2英寸内，并且更具体地说在1英寸内以最小化模具130外的装饰性盖子片材12的不合需要的拉伸(如所示，该表面是平行的)。
作为结果，如图4中所示，装饰性盖子片材12被吸入且成型到模具腔136中。更具体地说，在装饰性盖子片材12被吸入模具腔136时，拉伸装饰性盖子片材12，使得皮层14与有纹理的前模具表面接触，以便将来自有纹理的前模具表面的有纹理的表面(特别地具有达到0.25mm(0.01英寸)的深度)形成到皮层14中。
如图5中所示，在成型设备100和模具130继续闭合时，基板30进入模具腔136，使得基板30压在装饰性盖子片材12上。更具体地说，基板前表面22接触粘合剂层18，并且此后，在基板30继续随着模具130的闭合而移动时，基板30压缩垫泡沫(蜂窝状)衬背层16，该垫泡沫(蜂窝状)衬背层偏斜该压缩力。该压缩压力可以在5-40psi的范围中，并且更具体地说在15-30psi的范围中。
为了更好地保证有纹理的表面形成到皮层14的上(前)表面15中，以及增进装饰性盖子片材12和基板20的相互粘结，在完全模具闭合情况下，前模具半部132和后模具半部134之间的模具腔136的厚度应当使得垫泡沫(蜂窝状)衬背层16被挤压(压缩)至少10％，并且更具体地说以10％到50％的范围被压缩。为了提供合适的压缩阻力，垫层16在50％的压入下应当具有0.40-0.45kg/cm2的压缩强度(以ASTM D3575-11，Part B测量)。通过将装饰性盖子片材12的皮层14加热到135-180℃，该材料温度适合于凹形真空成形该片材并且压缩成型以给予达到0.010英寸的纹理深度。
在将有纹理的表面形成到皮层14中之后并且在模具130闭合时，通过后模具半部134可以施加真空，而同时终止通过前模具半部132的真空并且通过前模具半部132施加正空气压力，以从模具腔136脱模已成型的装饰性物品10，以及增进装饰性盖子片材12和基板20之间的粘结，以致于粘合剂18还没有冷却且该粘结没有完全凝固。
一旦粘合剂已经凝固，特别地在热熔粘合剂的情况下通过被冷却在固化温度之下，使得在装饰性盖子片材12和基板20之间形成稳定的粘结，前模具半部132和后模具半部134可以被打开并且装饰性物品10被脱模。
在前述成型过程的一种变化方式中，真空可以不被吸过前模具半部132的歧管142的空气通道144和内部空气室146，直到模具130已经充分闭合，使得基板20已经接触装饰性盖子片材12并且开始将装饰性盖子片材12推到模具腔中。以这种方式，与现有实施例(其中，装饰性盖子片材12在基板20接触装饰性层12之前通过真空被吸入模具腔136)相比，装饰性盖子片材12可以以更均匀的方式拉伸，在高拉伸区域中的变薄程度较小。
在前述成型过程的另一变化方式中，在将装饰性盖子片材12的皮层14形成为与有纹理的前模具表面接触时，可以调节夹具184中的至少一个的夹紧力。
在前述成型过程的另一变化方式中，作为将粘合剂层18与装饰性盖子片材12设置在一起的附加方式或替代方式，可以将粘合剂施加到基板的前表面22。粘合剂一旦被施加到基板20的前表面22，就可以在基板20上被冷却到一定温度(例如，室温或20-23℃)以将液态熔化物固化。
除了提供前述成型过程(其中，装饰性盖子片材12和基板20可以在单个模具闭合步骤中相互粘结)，前述成型过程也可以被理解为也使具有高得多的熔化温度的热塑性粘合剂能够被用于粘结装饰性盖子片材12和基板20。
如这里阐明的，装饰性盖子片材12和基板的加热在前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135的界限内被执行。
相比之下，在盖子片材在模具半部之间的模具空间外部被加热的情况中，盖子片材必须在加热之后在模具半部之间来回移动。在模具半部之间的盖子片材的来回移动期间，盖子片材可以被理解为由于其低的质量(mass)和移动的盖子片材周围的空气流而显著冷却。因此，为了热熔粘合剂维持在熔化状态中，有必要使热熔粘合剂被加热成显著高于其熔化温度以保证热熔粘合剂具有充分的余热，以在盖子片材粘结到基板期间维持熔化状态。换句话说，在盖子片材和基板相互粘结之前提供充分的时间，以便热熔粘合剂维持在其熔化温度之上。
然而，热熔粘合剂被加热到的温度由皮层14和垫泡沫层16的加工温度限制。因此，为了使热熔粘合剂具有充分的余热以在盖子片材粘结到基板期间保持为熔融态，而热熔粘合剂不被加热到可能损坏皮层14和/或垫泡沫层16的温度，热熔粘合剂的熔化温度必须降低。遗憾的是，热熔粘合剂的熔化温度的降低，使得热熔粘合剂的高温粘结性能降低。结果，为了增强热熔粘合剂的高温粘结性能，可以使热熔粘合剂发生反应变成热固性的。
遗憾的是，考虑到热固性粘合剂不能通过施加热而被容易地回收，与热塑性粘合剂相比，热固性粘合剂是不太合意的。然而，通过这里公开的过程通过在前模具半部132和后模具半部134之间的模具空间135的界限内加热装饰性盖子片材12和基板，装饰性盖子片材12在第一和第二加热器装置200的缩回和前和后模具半部132、134的完全模具闭合的时间之间的时间段中具有较小的冷却时间。
因此，考虑到冷却时间的缩短和与装饰性盖子片材12和基板在模具空间135的界限内被加热(与在模具空间135外部被加热相反)相关的装饰性盖子片材12的温度降低的关联性减小，被使用的粘合剂的熔化温度可以增高，使得可以使用热塑性粘合剂(与反应性热熔粘合剂对比)。热塑性热熔粘合剂的例子包括热塑性烯烃和热塑性尿烷，它可以具有至少145℃的熔化温度，并且更具体地说至少165℃的熔化温度。
装饰性盖子片材夹紧装置170的第二实施例，并且更具体地说，环形框架组件171，在图6和7中被示出。类似于第一实施例，第二实施例包括环形框架本体172和多个夹具184，其中，夹具184中的每一个将夹紧力施加到装饰性盖子片材12。与第一实施例的情况一样，每一个夹具184包括夹紧构件186，该夹紧构件被布置用来在存在由气动缸180提供的夹紧力的情况下将装饰性盖子片材12夹紧到在环形框架本体172上。
如所示，气动缸180各具有活塞杆182，活塞杆通过连杆183以机械方式联接到夹紧构件186。更具体地说，活塞杆182被布置为能够以一定力量延伸，以将装饰性盖子片材12夹紧在夹紧构件186和环形框架本体172的内周边部分172a之间，并且还被布置为能够缩回，以松开装饰性盖子片材12。多个夹具184被布置在环形框架本体172周围，优选地在装饰性盖子片材12的周边的所有四个侧部上。
与第一实施例不同，对于第二实施例，夹紧构件186特别地通过铰链187以机械方式(以可枢转的方式铰接)安装到环形框架本体172的内周边部分172a。然而，应当认识到，第一实施例的夹紧构件186也可以特别地通过铰链187以可枢转的方式(铰接)连接到环形框架本体172的内周边部分172a。
如所示，夹紧构件186可以包括夹具板188，该夹具板具有内部夹具面189，该内部夹具面包括至少一个可调节的止动件190。可调节的止动件190可以相对于夹具板188旋转(通过螺纹接合)以增大或减小被施加到装饰性盖子片材12的夹紧力。内部夹具面189也可以包括有纹理的表面191，该有纹理的表面用来增强装饰性盖子片材12的夹紧。
也与第一实施例不同，环形框架本体172的内周边部分172a是相对于环形框架本体172的外(静止的)周边部分172b可移动的。如所示，环形框架本体172的内周边部分172a与环形框架本体172的外周边部分172b分离，并且在开口194内相对于环形框架本体172的外周边部分172b在导轨193上侧向地可移动(即，侧向地向着和离开环形框架组件171的中心)。
环形框架本体172的内周边部分172a被制成通过第二气动缸195相对于环形框架本体172的外周边部分172b侧向地可移动。如所示，气动缸195被布置用来移动每一个夹具184，每一个夹具包括位于环形框架本体172的内周边部分172a上的气动缸180。更具体地说，如所示，气动缸195通过L形角托架安装到环形框架本体172的外周边部分172b，而气动缸180也通过L形角托架安装到环形框架本体172的内周边部分172a。
如所示，气动缸195各具有活塞杆196，该活塞杆以机械方式联接到推/拉杆197，该推/拉杆安装到环形框架本体172的内周边部分172a。更具体地说，活塞杆196被布置为能够以一定力量延伸，以使每一个夹具184(包括位于环形框架本体172的内周边部分172a上的气动缸180)侧向地移动到环形框架组件171的中心开口198(由模具装置130和盖子片材12占据)中，并且还被布置为能够以一定力量缩回，以使每一个夹具184(包括位于环形框架本体172的内周边部分172a上的气动缸180)侧向地移动离开环形框架组件171的中心开口198。
以前述方式，气动缸195可以用于相对于装饰性盖子片材12向外或向内侧向地移动夹具184以在成型过程期间调节(增大或减小)被施加在装饰性盖子片材12上的张力。在这里，相对于装饰性盖子片材12向外或向内侧向地移动夹具184以调节(增大或减小)被施加在装饰性盖子片材12上的张力可以被理解为相对于成型设备100或模具130的打开和关闭方向大致横向地(垂直地)移动夹具184，或者基本上平行于模具130的水平分型线移动该夹具。参考装饰性盖子片材12，相对于装饰性盖子片材12向外或向内侧向地移动夹具184以调节(增大或减小)被施加在装饰性盖子片材12上的张力可以被理解为基本上平行于由夹具184保持的装饰性盖子片材12的前侧13a或后侧13b而移动夹具184。这里使用的基本上平行或垂直，可以被理解为在平行或垂直的10度范围内。
在成型过程期间，如果装饰性盖子片材12在其自身重量下松弛太多(例如，由于被加热)或者另外没有充分拉紧，则多个气动缸195中的至少一个可以相对于装饰性盖子片材12向外侧向地移动夹具184中的至少一个，特别地用来在成型过程期间增大施加在装饰性盖子片材12上的张力。相反，如果装饰性盖子片材被过度拉紧，则多个气动缸195中的至少一个可以相对于装饰性盖子片材12向内侧向地移动至少一个夹具184中的一个，特别地用来在成型过程期间减小被施加在装饰性盖子片材12上的张力。
而且，如所示，环形框架本体172的内周边部分172a的上表面175a在环形框架本体172的外周边部分172b的平行上表面175b的1英寸，并且更具体地说在0.5英寸内以最小化在其间的过渡处的装饰性盖子片材12的扭曲(如所示，这些表面是平行的)。
气动缸180、195的控制可以通过微处理器控制器199a、199b被执行，该微处理器控制器可以控制施加的力，操作速率和操作时间等等。该控制器199a、199b可以独立地操作或者可以是整体的。
现在参考图8-10，图中示出根据本公开的夹紧装置170的另一实施例，该夹紧装置包括环形框架组件171，该环形框架组件具有多个夹具184。与图2中示出的实施例形成对比，环形框架组件171不由安装到上压板104的多个气动缸174承载，而是被支承在安装到下压板106的四个角部立柱175上(为了清楚，成型压力机102和模具130都没有被示出)。为了沿竖向移动环形框架组件171，该框架组件171可以在角部立柱176上沿竖向移动，特别地逆着盘簧178的阻力(偏压)。
虽然本发明的优选实施例已经被描述，但应当理解，在其中可以作出各种改变，适应和修改而不偏离本发明的精神和所附权利要求的范围。因此，本发明的范围应当不参考上面的描述被确定，而是应当参考所附权利要求连同它们的等同物的全部范围被确定。此外，应当理解，所附权利要求不必包括本申请人有权要求保护的本发明的最宽范围或本发明可以被要求保护的仅有方式，或者所有列举的特征是必要的。

Claims (22)

1.一种形成装饰性物品(10)的方法，所述方法包括：
提供用来形成所述装饰性物品(10)的模具(130)，所述模具包括前模具半部(132)和后模具半部(134)，所述前模具半部(132)包括模具腔(136)和前模具表面(140)，所述前模具表面(140)包括有纹理的前模具表面；
布置所述模具(130)，使得模具空间(135)被设置在所述前模具半部(132)和所述后模具半部(134)之间；
将基板(20)放置在所述后模具半部(134)上，所述基板(20)具有基板前表面(22)；
将装饰性盖子片材(12)放置在所述前模具半部(132)和所述后模具半部(134)之间的模具空间(135)中，所述装饰性盖子片材(12)包括无纹理的皮层(14)、垫泡沫层(16)和粘合剂层(18)；
通过夹紧装置(170)保持所述装饰性盖子片材(12)，所述装饰性盖子片材(12)在所述夹紧装置(170)中取向成使得所述皮层(14)面向所述有纹理的前模具表面；
将第一加热器装置(200)和第二加热器装置(202)引入到所述前模具半部(132)和所述后模具半部(134)之间的所述模具空间(135)中，所述第一加热器装置位于所述前模具半部(132)和所述装饰性盖子片材(12)之间并且所述第二加热器装置位于所述装饰性盖子片材(12)和所述后模具半部(134)之间；
通过所述第一加热器装置(200)加热所述前模具半部(132)的所述有纹理的前模具表面和所述装饰性盖子片材(12)的皮层(14)；
通过所述第二加热器装置(202)加热所述装饰性盖子片材的粘合剂层(18)和所述基板前表面(22)；
从所述前模具半部(132)和所述后模具半部(134)之间的模具空间(135)移除所述第一加热器装置(200)和所述第二加热器装置(202)；
使所述前模具半部(132)和后模具半部(134)中的至少一者沿闭合方向向着彼此移动；
将所述装饰性盖子片材(12)的皮层(14)形成为与所述有纹理的前模具表面接触；
将从所述有纹理的前模具表面产生的有纹理的皮表面形成到所述皮层(14)中；
将所述基板(20)压在所述装饰性盖子片材(12)的粘合剂层(18)上；以及
通过所述粘合剂层(18)将所述装饰性盖子片材(12)粘结到所述基板(20)。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
将所述装饰性盖子片材(12)的皮层(14)形成为与所述有纹理的前模具表面接触和将从所述有纹理的前模具表面产生的所述有纹理的皮表面形成到所述皮层(14)中在通过所述前模具半部(132)将真空施加到所述模具腔(136)时被执行。
3.如权利要求2所述的方法，其中：
在将从所述有纹理的前模具表面产生的所述有纹理的皮表面形成到所述皮层(14)中之后，终止通过所述前模具半部(132)施加到所述模具腔(136)的真空，并且在使所述前模具半部(132)和后模具半部(134)中的至少一者沿打开方向离开彼此移动之前通过所述前模具半部(132)将超过大气压力的加压空气施加到所述模具腔(136)。
4.如权利要求3所述的方法，其中：
在通过所述前模具半部(132)将超过大气压力的加压空气施加到所述模具腔(136)时，在使所述前模具半部(132)和后模具半部(134)中的至少一者沿打开方向离开彼此移动之前通过所述后模具半部(134)将真空施加到所述模具腔(136)。
5.如权利要求1所述的方法，其中：
所述夹紧装置(170)包括多个夹具(184)，其中所述夹具(184)中的每一个被布置用来将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材(12)；并且
其中，要由所述夹具(184)中的每一个施加到所述装饰性盖子片材(12)的夹紧力能够独立于其它夹具(184)中的每一个的夹紧力而被调节。
6.如权利要求1所述的方法，其中：
所述夹紧装置(170)包括多个夹具(184)，其中，所述夹具(184)中的每一个将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材(12)；并且
其中，在将所述装饰性盖子片材(12)的皮层(14)形成为与所述有纹理的前模具表面接触时调节所述夹具(184)中的至少一个的夹紧力。
7.如权利要求1所述的方法，其中：
所述夹紧装置(170)包括多个夹具(184)，其中，所述夹具(184)中的每一个被布置用来将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材(12)；并且
其中，所述夹具(184)中的至少一个能够相对于所述装饰性盖子片材(12)而移动，以调节所述装饰性盖子片材(12)的张力。
8.如权利要求1所述的方法，其中：
所述夹紧装置(170)包括多个夹具(184)，其中，所述夹具(184)中的每一个将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材(12)；并且
其中，在将所述装饰性盖子片材(12)的皮层(14)形成为与所述有纹理的前模具表面接触时，所述夹具(184)中的至少一个相对于所述装饰性盖子片材(12)移动。
9.如权利要求1所述的方法，其中：
所述夹紧装置(170)包括环形框架组件(171)，所述环形框架组件包围所述模具(130)。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
所述模具(130)被安装到成型压力机(102)以打开和闭合所述模具(130)；并且
所述环形框架组件(171)被安装到所述成型压力机(102)并且不安装到所述模具(130)。
11.如权利要求9所述的方法，其中：
所述模具(130)具有打开方向和闭合方向；并且
在所述模具(130)静止时所述环形框架组件(171)能够以与所述模具(130)的所述打开方向或所述闭合方向相同的方向而移动。
12.如权利要求9所述的方法，其中：
所述环形框架组件(171)能够沿相对于所述模具(130)的分型线(156)大致横向的方向移动。
13.如权利要求9所述的方法，其中：
所述环形框架组件(171)包括环形框架本体(172)和多个夹具(184)，其中，所述夹具(184)中的每一个被布置用来将夹紧力施加到所述装饰性盖子片材(12)；并且
所述多个夹具(184)中的每一个包括夹紧构件(186)，其中，所述夹紧构件(186)被布置用来在存在被施加到所述夹紧构件(186)的夹紧力的情况下夹紧所述装饰性盖子片材(12)。
14.如权利要求13所述的方法，其中：
所述多个夹具(184)中的每一个包括气动缸(180)以提供夹紧力。
15.如权利要求13所述的方法，其中：
所述多个夹紧构件(186)中的每一个包括至少一个可调节的止动件(190)以调节施加到所述装饰性盖子片材(12)的夹紧力。
16.如权利要求13所述的方法，其中：
所述多个夹紧构件(186)中的每一个被安装到所述环形框架本体(172)，并且被布置用来在所述装饰性盖子片材(12)的夹紧和所述装饰性盖子片材(12)的松开期间相对于所述环形框架本体(172)枢转。
17.如权利要求13所述的方法，其中：
所述多个夹紧构件(186)中的每一个被安装到所述环形框架组件(171)的可移动部分(172a)，使得所述多个夹紧构件(186)中的每一个能够沿向着所述模具(130)的方向和离开所述模具(130)的方向而移动。
18.如权利要求13所述的方法，其中：
所述多个夹紧构件(186)中的每一个被安装到所述环形框架组件(171)的可移动部分(172a)使得所述多个夹紧构件(186)中的每一个能够沿大致垂直于所述模具(130)的打开方向或所述模具(130)的闭合方向的方向而移动。
19.如权利要求18所述的方法，其中：
所述环形框架组件(171)中的每一个可移动部分(172a)能够通过气动缸(195)而移动。
20.如权利要求18所述的方法，其中：
所述环形框架组件(171)中的每一个可移动部分(172a)能够沿由所述环形框架组件(171)形成的导轨(183)而移动。
21.如权利要求1所述的方法，还包括：
在所述前模具半部(132)和后模具半部(134)沿闭合方向向着彼此移动时向着所述前模具半部(132)移动所述夹紧装置(170)和所述装饰性盖子片材(12)。
22.如权利要求21所述的方法，还包括：
在所述前模具半部(132)和后模具半部(134)沿闭合方向向着彼此移动时向着所述前模具半部(132)移动所述夹紧装置(170)和所述装饰性盖子片材(12)之后，在所述前模具半部(132)和后模具半部(134)沿所述闭合方向向着彼此移动时保持所述夹紧装置(170)静止。
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