CN112203837A

CN112203837A - 用于模制座椅应用所用的罩材料的工艺

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Publication number: CN112203837A
Application number: CN201980036537.4A
Authority: CN
Inventors: 埃里克·科兹洛夫斯基; 克雷格·普拉萨特克; 安德鲁·M·维维安
Original assignee: Magna Seating Inc
Current assignee: Magna Seating Inc
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2021-01-08
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: US20210221266A1; US11945349B2; CN112203837B; EP3768505B1; CA3102262A1; EP3768505A1; WO2019232538A1

Abstract

一种用于汽车座椅的座椅装饰罩，该座椅装饰罩通过在三维中压缩模制层压的可模制泡沫而形成为三维形状。层压的可模制泡沫至少包括多孔聚氨酯泡沫层，该多孔聚氨酯泡沫层能够在220°F至约260°F的温度范围内压缩模制。三维模具被加热至150°F至约350°F的温度范围。多孔泡沫层在模制成三维形状之前被粘附至罩材料层并预切割成预层压坯料。可选地，在压缩模制座椅装饰罩之前，座椅加热器或其他部件可以与层压泡沫成一体。

Description

用于模制座椅应用所用的罩材料的工艺

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月1日提交的美国临时申请No.62/679,053和于2019年5月10日提交的美国临时申请No.62/845,928的优先权。

发明背景

1.技术领域

本发明涉及用于模制罩材料的工艺和使用该模制工艺形成的罩材料。更具体地，本发明涉及用于形成三维罩材料的工艺和通过该模制工艺形成的汽车座椅装饰罩。

2.背景技术

机动车辆通常包括用于在车辆地板上方支承乘客的一个或更多个座椅组件，所述座椅组件具有座椅坐垫和座椅靠背。通常，座椅坐垫和座椅靠背中的每一者均包括由框架支承的泡沫衬垫。罩与泡沫衬垫组装在一起以提供最终的表面。座椅坐垫和座椅靠背中的每一者通常具有一个或更多个轮廓表面，并且通常需要轮廓罩。轮廓罩通常包括紧固和/或缝合至一个或更多个侧部件的座椅表面部分(该座椅表面部分在下文中被称为装饰罩面板或装饰罩)。

用于形成三维汽车座椅装饰罩的各种工艺在本领域中是已知的。一种通常已知的用于形成轮廓装饰罩的方法是将罩材料的件切割成期望的形状，并且沿着边缘将多个件缝合在一起从而形成轮廓装饰罩。取决于装饰罩中期望的轮廓度，这种切割与缝合工艺可能相对昂贵、耗时并且困难。随着所需轮廓量的增加，需要附加的材料件。此外，在装饰罩中可能需要附加的接缝和缝合线以获得期望的造型外观。对可以使用切割与缝合装饰罩产生的细节量和轮廓量存在实际限制。

用于形成轮廓装饰罩的其他已知方法包括各种模制工艺。模制的座椅表面对于汽车应用是理想的，因为当与传统的切割与缝合装饰罩相比时，模制的座椅表面具有减少的材料和人工成本。此外，可以通过模制工艺实现使用切割与缝合构造难以获得的附加的造型和更深的轮廓。最后，模制座椅表面相比切割与缝合构造通常具有改进的工艺和改进的清洁性，这是因为模制座椅表面具有较少的缝合接缝。

在美国专利No.4,722,760中公开了一种已知的通常描述为Uni-Trim^TM(一体式装饰^TM)的模制装饰罩的方法。Uni-Trim^TM方法通常包括以下步骤：在泡沫衬垫的表面上形成多个间隔开的凹入凹槽；将罩材料放置在下模具上，该下模具具有与泡沫衬垫的表面中的相应的凹入凹槽相对应的突出部；将罩材料模制成具有下模具的轮廓；将粘合剂施加至所形成的罩材料；将带凹槽的泡沫衬垫施加至所形成的罩材料；以及将所形成的罩材料结合至泡沫衬垫。这种已知的工艺可能比传统的切割与缝合方法产生更多的制造废料，因为错误结合的罩不能回收或再利用。另外，该工艺可能需要具有高纤维伸长率的罩材料，这增加了罩材料的成本，同时也限制了对合适材料的选择。此外，由于罩材料不能从泡沫衬垫移除，因此保修成本高于其他制造方法，并且因此当损坏时必须更换整个罩和衬垫组件。

在美国专利No.4,692,199中公开了另一种已知的称为SureBond^TM的用于组装装饰罩的方法。SureBond^TM方法通常包括：将热塑性粘合剂膜和罩材料施加至所形成的多孔泡沫衬垫，以及施加过热蒸汽以使粘合剂层扩散并将罩材料永久地结合至泡沫衬垫。当在结合过程期间出现缺陷时，罩材料可以被回收。然而，多孔泡沫衬垫通常不被回收。使用蒸汽使粘合剂扩散可能会导致罩材料扭曲并使多孔泡沫衬垫的形状改变。过热蒸汽在结合过程期间会使织物罩材料中的绒毛扭曲。当罩材料和多孔泡沫衬垫未完全结合时，未结合的粘合剂膜会在最终的汽车座椅中发出烦人的起皱“声音”。与其他已知方法相比，SureBond^TM罩的保修成本较高，因为如果多孔泡沫衬垫或罩材料存在任何问题，则必须更换整个装饰罩和泡沫衬垫。

在美国专利No.5,231,746中公开了另一种已知的将装饰罩结合至泡沫衬垫的方法，并且该方法通常称为PureFit^TM(完全匹配^TM)。该PureFit^TM工艺通常包括以下步骤：将前织物面板和后织物面板与前面板和后面板的彼此面对的外表面缝合在一起，以形成袋状结构；将袋状结构滑动到舌状模具上；将不透气的阻隔膜放置在前面板的内表面上，并施加真空以形成围绕舌状模具的前面板；使前面板与舌状模具的模具表面接触；在前面板的内表面上形成泡沫材料的本体；以及将袋状结构翻转，使得泡沫材料位于袋状结构内。这种已知的PureFit^TM方法具有高的加工成本。此外，不正确地形成的座椅靠背罩不能重新工作，并且整个模制罩/泡沫组件报废。另外，模制的座椅靠背罩是不透气的，因为在真空成形工艺步骤中需要阻隔膜。通过泡沫的气流受到阻隔膜的限制，这可能导致湿气在汽车座椅与座椅乘员之间积聚。

在美国专利No.8,794,708中公开了一种通常已知的称为Cover CarvingTechnology^TM(罩雕刻技术^TM，CCT)的形成座椅装饰面板的方法。CCT方法通常包括以下步骤：将多孔泡沫喷在聚丙烯基底上以形成涂覆基底；在包括冲模和冲头的压机中将涂覆基底附接至纺织材料的相反侧；以及致动压机以当泡沫处于粘性状态时在与纺织品材料结合的泡沫中赋予可见的形状。由于多孔泡沫被喷在聚丙烯板上，因此所得到的座椅装饰面板通常具有很少或没有气流通过板。

在美国专利No.4,867,826中公开了另一种已知的由Actex,Inc.研发的压缩模制工艺。Actex方法通常包括以下步骤：将可热固化的聚氨酯粘合剂施加至可压缩聚氨酯泡沫层的一个表面；使泡沫层的带有粘合剂的表面与罩材料层直接接触以形成双层；将双层放置在压盘上；使双层的罩材料层与模制工具的至少一个加热突出部在约300°F至约480°F(约150℃至约250℃)的温度下接触；将邻近于加热突出部的泡沫层的区域压缩；使用突出部的热使泡沫层的压缩区域熔化并塌陷约30秒至约90秒的一段时间，以在双层中形成永久凸出线；以及从双层中移除突出部并固化泡沫层的熔化塌陷区域。如总体上所描述的，层压泡沫制品抵靠平坦的下表面被压缩模制，即，通过压入到泡沫层的上表面中的加热突出部将轮廓模制到泡沫层中。虽然约300°F至约480°F的相对较高的模制温度允许约30秒至约90秒的处理时间以及固化氨基甲酸酯粘合剂，但是该模制温度范围限制了对合适织物的选择。另外，由于泡沫制品是在保持泡沫层的大致平坦的下表面的同时被压缩模制的(通常描述为二维模制工艺)，所以泡沫制品必须弯曲为呈现出用于组装到汽车座椅中的期望的形状，这可能会在最终的座椅上产生裂纹和皱纹。Actex泡沫制品的保修成本相对于其他已知方法也类似地较高，因为如果泡沫层或罩材料的任一者存在任何问题，则必须更换整个装饰罩和泡沫层。

因此，期望形成一种下述汽车座椅装饰罩，该汽车座椅装饰罩具有三维形状，该三维形状具有座椅表面的高达约4英寸的局部轮廓。此外，期望具有一种可释放地附接至座椅泡沫衬垫的座椅装饰罩。另外，期望使在装饰罩组装到汽车座椅时装饰罩所需的弯曲量最小。另外，期望具有一种下述座椅装饰罩，该座椅装饰罩具有光滑、无缝的造型表面，其中，系紧件被隐藏。此外，还期望形成具有增加的轮廓和/或详细的形状的座椅装饰罩，以提供通常用传统的切割与缝合设计无法实现的造型外观。另外，期望将比如电子传感器和/或座椅加热器的次要特征作为模制工艺的一部分一体结合到座椅装饰罩中。同样，期望模制用于汽车内饰和家用产品的其他类型的表面罩。最后，期望提供座椅装饰罩，该座椅装饰罩相对于其他模制装饰技术具有改进的透气性，并且具有可以与传统的切割与缝合装饰罩相当的热舒适度。

发明内容

通过在三维模具中压缩模制层压的可模制泡沫，使用于汽车座椅的座椅装饰罩形成为三维形状。层压的可模制泡沫至少包括能够在约220°F至约260°F的温度范围内压缩模制的多孔聚氨酯泡沫层。三维模具被加热至约150°F至约320°F的温度范围。多孔泡沫层被粘附至罩材料层并在模制成三维形状之前预切割成预层压的坯料。可选地，在压缩模制座椅装饰罩之前，座椅加热器或其他部件可以与层压泡沫成一体。

附图说明

本发明的优点将容易领会，这是因为本发明的优点通过参考结合附图考虑时的以下详细描述变得更好理解，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施方式的具有模制座椅靠背装饰罩和模制座椅坐垫装饰罩的车辆座椅的前视立体图；

图2示出了根据本发明的实施方式的具有模制靠背面板装饰罩的图1的车辆座椅的后视立体图；

图3示出了根据本发明的实施方式的图1的车辆座椅的分解视图；

图4示出了根据本发明的实施方式的图1的模制座椅靠背装饰罩的前视图；

图5示出了根据本发明的实施方式的图2的模制靠背面板装饰罩的后视图；

图6示出了根据本发明的实施方式的沿图4所示的截面线6-6截取的图4的模制座椅靠背装饰罩的横截面图；

图7示出了根据本发明的实施方式的沿图5所示的截面线7-7截取的图5的模制靠背面板装饰罩的横截面图；

图8示出了现有技术的车辆座椅的立体图；

图9A示出了沿图8所示的截面线9A-9A截取的图8的现有技术装饰罩的一部分的横截面图；

图9B示出了沿图8所示的截面线9B-9B截取的图8的现有技术装饰罩的一部分的截面图；

图10示出了嵌入模制到现有技术的基部泡沫衬垫中的典型的座椅罩钩紧固件；

图11示出了缝合至现有技术的切割与缝合装饰罩的现有技术座椅罩环紧固件；

图12示出了具有一体结合的座椅加热器的现有技术座椅的一部分的局部分解立体图；

图13示出了根据本发明的实施方式的模制三层压构造的放大图；

图14示出了根据本发明的实施方式的罩材料坯料、可模制泡沫中间层坯料以及非织造粗布背衬坯料的俯视图；

图15示出了根据本发明的实施方式的图13的罩材料层、可模制泡沫中间层以及非织造粗布背衬层的三层压组件(层压坯料)的一部分的立体图；

图16A和图16B是根据本发明的实施方式的具有加热元件的层压坯料的第一实施方式的示意图；

图16C是根据本发明的另一实施方式的具有一体结合的座椅加热器的模制座椅靠背装饰罩的立体图；

图17A和图17B是根据本发明的实施方式的具有加热元件的层压坯料的第二实施方式的示意图；

图17C和图17D是根据本发明的另一实施方式的具有一体结合加热器的模制座椅靠背装饰罩的立体图；

图18示出了根据本发明的实施方式的下模制工具表面和上模制工具工具表面的立体图；

图19示出了根据本发明的实施方式的嵌入在图18的下模制工具表面与上模制工具表面之间的图15的三层压组件的立体图；

图20示出了根据本发明的实施方式的在模制工艺之后的图15的三层压组件和图19的模制工具的立体图；

图21示出了根据本发明的另一实施方式的替代模制工艺的立体图；

图22示出了根据本发明的实施方式的具有钩紧固件的基部泡沫衬垫的俯视图；

图23示出了根据本发明的实施方式的具有局部附接的环紧固件的模制座椅装饰罩的仰视图；

图24示出了根据本发明的实施方式的模制座椅装饰罩的仰视图；

图25示出了根据本发明的实施方式的模制座椅装饰罩的俯视图；

图26示出了根据本发明的实施方式的暴露于环境老化之后的图25的模制座椅装饰罩的俯视图；

图27A示出了根据本发明的另一实施方式的在模制工艺之前的在两种材料之间具有缝合接缝的模制座椅靠背面板的后视图；

图27B示出了根据本发明的另一实施方式的图27A的模制座椅靠背面板的局部后视图；

图28示出了根据本发明的另一实施方式的具有一体结合的口袋的模制座椅靠背面板的后视图；

图29示出了根据本发明的另一实施方式的具有完整宽度口袋的模制座椅靠背面板的后视图；

图30A至图30E示出了根据本发明的实施方式的车辆座椅的前视图；

图31A示出了根据本发明的另一实施方式的具有模制带扣口袋的车辆座椅的俯视图；以及

图31B和图31C示出了根据本发明的另一实施方式的图31A的模制带扣口袋的局部俯视图。

具体实施方式

图1至图7以及图13至图31C示出了根据本文描述的实施方式的模制的车辆座椅装饰罩和/或装饰部件、具有模制的装饰罩和/或装饰部件的车辆座椅以及用于制造座椅装饰罩和/或装饰部件的工艺。在说明书、附图或权利要求书中使用或示出的方向性指代词，比如顶部、底部、上部、下部、向上、向下、纵向、横向、左、右等，是为了易于描述而使用的相对术语，并且不意在在任何方面限制本发明的范围。此外，附图不一定按比例示出。参照附图，贯穿若干视图，类似的数字指示类似或对应的部分。

图1和图2示出了根据本发明的实施方式的具有FreeForm^TM(自由成形^TM)模制装饰罩12的车辆座椅组件10的立体图。通过本文中所公开的工艺组装并压缩模制的装饰罩12和其他部件被可选地描述为FreeForm^TM部件。如本领域中通常已知的，车辆座椅组件10具有可旋转地连接至座椅坐垫16的座椅靠背14和与座椅靠背14联接的头枕18。座椅坐垫16在前端部20与邻近于座椅靠背14的相对的后端部22之间延伸。座椅坐垫16包括基部泡沫衬垫24以及其他可选部件。座椅靠背14在顶端部26与邻近于座椅坐垫16的后端部22的相对的底端部28之间延伸。座椅靠背14包括前表面30和后表面32。座椅靠背14包括基部泡沫衬垫40以及其他可选部件。如图3所示，座椅坐垫16和座椅靠背14中的每一者包括用于支承模制的基部泡沫衬垫24、40的框架34、36。座椅坐垫16以及座椅靠背14的前表面30和后表面32被包封在模制装饰罩12和其他可选的装饰部件中。每个装饰罩12包括模制装饰部件44，该装饰部件44可选地与一个或更多个侧部件46缝合或组装在一起以形成装饰罩组件48。座椅坐垫装饰罩50与基部泡沫衬垫24组装在一起以形成座椅坐垫16。如图3所示，座椅靠背装饰罩52和座椅靠背面板54与基部泡沫衬垫40组装在一起以形成座椅靠背14。

本发明涉及用于车辆座椅的模制装饰罩。更具体地，与传统的模制装饰罩相比，所公开的模制座椅装饰罩具有改进的外观、减少了所需的缝合接缝并且具有改进的透气性。

FreeForm^TM模制的座椅靠背装饰罩52和FreeForm^TM模制的座椅靠背面板54分别在图4和图5中示出，并且示出了模制特征70、具有缝合接缝外观的模制线72、表面凹形部74以及三维形状。座椅靠背装饰罩52和座椅靠背面板54的横截面图分别在图6和图7中示出。座椅靠背装饰罩52和座椅靠背面板54两者至少包括粘附至可模制泡沫中间层80的罩材料层78。可选地，通常是织造或非织造织物的粗布背衬层82粘附至泡沫中间层80的下侧部84。罩材料层78包括织物、乙烯基材料和/或皮革中的一者或更多者。可选地，虽然未在图6中明确示出，但是每个座椅靠背装饰罩52可以具有附加的层，比如粘合剂、间隔件材料和/或功能元件，比如嵌入式电子器件和/或座椅加热器。可以理解的是，如预期应用所适用或期望的，各种材料可以在模制之前结合到座椅靠背装饰罩52中。还应当理解的是，座椅靠背装饰罩52和座椅靠背面板54的分层构造选择也适用于座椅坐垫装饰罩50。

模制装饰罩50、52和靠背面板54可选地具有在其表面轮廓中具有急剧弯曲的倾斜表面86和/或缓变切面88的部分。如总体上在图6和图7中所示出的，模制装饰罩50、52和靠背面板54的上表面90中的局部量和斜率变化导致深的“强”模制线92、浅的“弱”模制线94、表面凹度、和/或局部曲率的外观，从而提供三维形状。在下面描述的模制过程期间，模制装饰罩50、52和靠背面板54被模制成通常在它们从模制工具96(图18所示)中移除之后被保留的最终形状。该三维形状主要是通过在三维的上模制工具98与下模制工具100(图18所示)之间压缩模制可模制泡沫中间层80而产生的。模制工具96被加热到约150°F至约320°F的范围，以对泡沫中间层80产生温度梯度。泡沫中间层80能够在约220°F至约260°F的温度范围内模制。模制装饰罩50、52和靠背面板54的总体形状即使在它们弯曲的情况下也能保持，即，模制装饰罩50、52和靠背面板54在它们不受约束时通常返回到模制形状。

相比之下，装饰罩构造的通常已知的方法包括已知的模制装饰技术和传统的切割与缝合构造。图8示出了通常已知的具有示例性装饰罩110、112的汽车座椅108，该示例性装饰罩110、112具有通常已知的压缩模制接缝114以及通常已知的切割与缝合接缝116。图8和图9A所示的通常已知的压缩模制接缝114通过向泡沫层120施加罩材料118和粘合剂(未示出)以形成罩/泡沫组件122而获得，该罩/泡沫组件122在约300°F至约480°F(约150℃至约250℃)的高温下压缩模制，以在示例性装饰罩110中形成接缝的外观。图9A中示出了示例性座椅装饰罩110的局部横截面图，其示出了模制接缝114的外观。所得到的模制接缝114在外观上通常是均匀的，该均匀的外观在装饰罩110的所得到的上表面124中具有最小轮廓。此外，所得到的装饰罩110通常是坚硬的并且具有很小的透气性或没有透气性。示例性的已知装饰罩110通常以二维工具形成，并且弯曲成具有三维形状，这可能在装饰罩110中导致褶皱。最后，由于压缩模制是在约300°F至约480°F范围的高温下完成的，因此罩材料的选择受到限制。

图9B示出了示例性座椅装饰罩112的局部横截面图，其示出了切割与缝合接缝116的外观。所得到的切割与缝合接缝116在外观上通常是均匀的，该均匀的外观在装饰罩112的所得到的上表面130中具有最小的轮廓。传统的切割与缝合装饰罩112需要将材料件132、134切割成一定形状，并且将切割件132、134的边缘136、138缝合在一起，从而产生比如图8和图9B所示出的整个切割与缝合装饰罩112。由于多个材料件132、134必须被切割并缝合在一起，所以切割与缝合装饰罩112是昂贵的。此外，当增加了比如表面轮廓和/或接缝116的附加设计细节时，切割与缝合装饰罩112的成本和复杂性增加。

参照图10和图11，座椅装饰罩142通常使用紧固件146附接至基部泡沫衬垫144。图10所示的基部泡沫衬垫144包括多个钩紧固件148。如图11所示，座椅装饰罩142具有附接至装饰罩142的下表面154的多个环紧固件150。在组装期间，下表面154上的环紧固件150与基部泡沫衬垫144上的钩紧固件148对准并连接。通常，紧固件146的数目需要随着装饰罩142的期望轮廓的增加而增加。一种已知的使紧固件最少的方法是将装饰罩142永久地粘附至基部泡沫衬垫144。另一种已知的方法是将装饰罩142和基部泡沫衬垫144形成为一个单元。然而，期望具有可移除的装饰罩142，使得在需要的情况下可以更换装饰罩142。

汽车座椅坐垫和/或座椅靠背中通常安装有座椅加热器162。图12中示出了典型的汽车座椅坐垫组件164的局部分解图。典型的座椅坐垫组件164包括座椅加热器162、基部多孔泡沫衬垫168和座椅装饰罩组件170。座椅装饰罩组件170包括具有多个罩件174、176的装饰罩172。邻近的罩件174、176沿着罩件174、176的边缘178、180被缝合在一起以形成缝合接缝182。罩件174、176包括罩材料层186和衬垫层188。座椅加热器162通常位于装饰罩172的下面，并以粘附的方式结合至基部泡沫衬垫168。还示出了用于使装饰罩172可移除地附接至基部泡沫衬垫168的附接至基部泡沫衬垫168的钩紧固件192和附接至装饰罩172环紧固件194。

座椅加热器162通常基于座椅乘员的(对热的)第一时间感知和座椅加热器162设计的功率消耗来评估。最常见的座椅加热器162具有约30秒至约60秒的第一时间感知和约60瓦至约90瓦的功率消耗。第一时间感知通常受装饰罩172的厚度、装饰罩172中的泡沫和纺织品的密度以及座椅加热器162设计的功率密度/消耗的影响。

具有厚实、毛绒的座椅装饰罩172对于乘员舒适性而言是非常理想的。罩材料层186的初始柔软度为乘员提供了积极的舒适感。初始柔软度是装饰罩172硬度和厚度的函数。通常，具有相当高的柔软度/毛绒度的座椅设计将通常是相当厚的。毛绒度也可以通过装饰罩172材料的软化来实现。由于座椅加热器162在装饰罩172下面粘附至基部泡沫衬垫168，因此当与较薄的装饰罩172相比时，较厚的装饰罩172对于乘员而言具有较差的热传递和较长的第一时间感知。

使装饰罩172更加柔软将允许乘员的重量更深地陷入座椅坐垫组件164并使身体更加靠近座椅加热器162的加热元件200。然而，过度柔软的装饰罩172会随着时间而导致在罩材料层186上起皱，并且会使座椅坐垫组件164的工艺和外观恶化。

作为使装饰罩172更加柔软以改进第一时间感知的替代，可以增加座椅加热器162的加热元件200的功率密度从而输出更多的热来克服装饰罩172的厚度。然而，对座椅加热器162的可以安全消耗的功率消耗量存在实际限制。典型的座椅加热器162消耗大约60瓦的能量，而高性能座椅加热器162消耗约90瓦的能量。通常期望的是，将座椅加热器162功率消耗限制到90瓦或更少的能量。某些汽车座椅坐垫组件164要求将座椅加热器162的功率使用限制到90瓦或更低。

通过使装饰罩172变薄，座椅加热器162可以被移动成更靠近乘员，这提高了座椅加热器162的性能。然而，薄的装饰罩172可能不如乘员所期望的那样舒适并且较不毛绒。因此，毛绒度和乘员舒适度与座椅加热器162性能和第一时间感知直接冲突。将在下面进行描述的更好的替代方法是使座椅加热器162一体结合到装饰罩12中，而不是将座椅加热器162附接至基部泡沫衬垫168。

当利用以下工艺制造时，所公开的FreeForm^TM装饰罩12和部件克服了已知座椅罩的这些限制的一些限制。在下面描述并在图13至图21中示出了根据本公开的实施方式的FreeForm^TM装饰罩12和用于形成这些装饰罩12的工艺。

在图13至图21中示出了根据本发明的实施方式的用于通过预成形的层压坯料210模制FreeForm^TM装饰罩12的工艺。通常，该工艺包括以下步骤：1)组装层压坯料210；2)将层压坯料210放置在三维压缩模制工具96中；3)在约150°F至约320°F的模制工具温度下并且在约150psi至约250psi的模制工具压力下模制层压坯料210，以形成三维形状的模制装饰罩12；以及4)从模制工具96中移除装饰罩12。应当理解的是，根据具体的预期应用或制造工艺的需要，所公开的工艺可以包括更多或更少的加工步骤以及不同的步骤顺序。

参照图13，层压坯料210包括罩材料层78、第一粘合剂层214、可模制泡沫中间层80、第二粘合剂层218和粗布背衬层82的组件。当切割成如图14所示出的期望的坯料形状222时，罩材料层78、可模制泡沫中间层80和粗布背衬层82可以分别被描述为罩材料坯料212、泡沫中间层坯料216和粗布背衬坯料220。

图15示出了组装的层压坯料210的立体图。通常，罩材料层78和罩材料坯料212的描述可以互换地使用。同样地，可模制泡沫中间层80和粗布背衬层82的描述分别可互换地描述为泡沫中间层坯料216和粗布背衬坯料220。应当理解的是，为了本公开的目的，短语“罩材料层”78和“罩材料坯料”212可以互换地使用。以类似的方式，短语“泡沫中间层”80和“粗布背衬层”82可以分别与“泡沫中间层坯料”216和“粗布背衬坯料”220互换地使用。此外，将理解的是，罩材料坯料212、可模制泡沫中间层坯料216和粗布背衬坯料220可以在组装成层压坯料210之前预切割成期望的坯料形状222。替代性地，罩材料层212、可模制泡沫中间层216，以及可选地粗布背衬层220可以在切割层压坯料210之前被组装并粘附成层压组件。两层或更多层的层压坯料210可以在预结合或预附接两个或更多个层之后组装成片材形式并切割成期望的坯料形状222。格柏(Gerber)切割是将层预切割成坯料形状222和/或从两个或更多个组装的层中切割出层压坯料210形状的示例性工艺。

将理解的是，根据特定应用的需要，在层压坯料210中可以包括更多或更少的层。此外，将理解的是，诸如座椅加热器或具有不同密度的附加泡沫层之类的附加的层可以被添加至层压坯料210，以形成四层压或多层压。同样，当省去粗布背衬层220时，罩材料层212和可模制泡沫中间层216的层压坯料210可以描述为“双层压坯料”。可选地，罩材料层212、泡沫中间层216和粗布背衬层220的层压坯料210可以被称为“三层压坯料”。术语“层压坯料”210描述了层压在一起并切割成期望的坯料形状222的两种或更多种材料。因此，应当理解的是，层压坯料210可以包括比图13和图15所示出的更多或更少的层。

通常，层压坯料210具有二维形状，即，层压坯料210在不受约束地搁置在平坦表面上时通常是平坦的。优选地，层压坯料210的形状和尺寸被构造成使得在模制装饰罩12之后并且在与其他部件组装之前需要最小的修剪或不需要修剪。定向并组装到层压坯料210中的罩材料层212的上表面224和粗布背衬层220的下表面226通常分别称为模制装饰罩12的“A表面”和“B表面”。

如图13和图15所示，一个或更多个粘合剂层214、218将罩材料层212和可选的粗布背衬层220紧固至可模制泡沫中间层216。粘合剂和/或粘合剂方法的选择部分地基于对用于罩材料层212和粗布背衬层220的材料的选择。各种已知的粘合剂——比如热塑性粘合剂和单件或两件式聚氨酯粘合剂(称为“1K”和“2K”粘合剂)——适于将某些罩材料层212和粗布背衬层220结合至泡沫中间层216。粘合剂可以通过喷涂来施加，或者可以替代性地是膜或网状构造。热塑性粘合剂可以辊涂在要结合的一个或更多个表面上。热塑性粘合剂可以在升高的温度下重新熔化以使罩材料层212从泡沫中间层216中分离，并且然后使罩材料层212重新组装至泡沫中间层216以在装饰罩12的寿命周期中的任何时间修正缺陷。1K和2K类型的粘合剂两者均具有延迟的固化反应，并且在最初的4个小时内起到如同热塑性粘合剂的作用，从而在需要的情况下允许重新结合。1K和2K粘合剂在24小时内固化成永久结合。1K和2K粘合剂系统两者最终都成为热固性材料，因此层之间的结合变得不可逆。

作为粘合剂的替代，罩材料层212和/或粗布背衬层220可以通过火焰层压结合至泡沫中间层216。火焰层压是一种在使泡沫层经过火焰以使泡沫的表面熔化之后将一层或更多层材料结合至泡沫层的通常已知的工艺。火焰层压在泡沫中间层216、罩材料层212和/或粗布背衬层220之间产生永久结合。一个或更多个粘合剂层214、218可以可选地由火焰层压代替。罩材料层212、可模制泡沫中间层216、可选的粗布背衬层220和/或其他材料层可以根据需要利用火焰层压彼此粘合，使得在各个层212、216、220之间省去了一个或更多个粘合层214、218。

另外，在需要的情况下，在利用粘合剂粘附一个或更多个附加的层212、216、220之前或之后，两个或更多个层212、216、220可以通过火焰层压粘附。将理解的是，粘合剂类型(比如1K或2K聚氨酯粘合剂)和/或火焰层压的选择部分地基于所选择的罩材料层212和期望的工艺方法。如本领域技术人员众所周知的，某些材料适合于使用火焰层压来粘附。其他材料可以更适合地与1K或2K聚氨酯粘合剂或其他已知的粘合剂粘附。例如，某些皮革可能不适合于使用火焰层压粘附至可模制泡沫中间层216。

此外，当层压坯料210包括多于三个的层时，可以使用附加的粘合剂层。另外，在将各个层切割成坯料形状222之前或之后，各个层均可以被粘附至邻接的层。例如，粗布背衬层220和泡沫中间层216可以使用火焰层压或粘合剂结合在一起，并且然后切割成泡沫/粗布坯料(未示出)。该泡沫/粗布坯料可以使用粘合剂或火焰层压粘附至预切割的罩材料坯料212。应当理解的是，粘合剂、火焰层压、预切割和后切割以及材料选择和层的数目的任何组合可以基于用于给定应用和/或优选制造方法的所需的最终装饰罩12来选择。

合适的罩材料层212包括各种纺织品、乙烯基材料和皮革。示例性的纺织品包括聚酯、聚酯共混物、丙烯酸共混物、人造丝、尼龙和类似的织物。用于所需应用的纺织品的选择取决于模制过程期间所需的在纺织品的纵向方向和横向方向上伸长的量与成形的量的结合。通常，已经发现在纵向方向和横向方向两者上均具有约10％至约25％的伸长率的罩材料层212是理想的。然而，取决于期望的三维模制形状和模具中的凹度的量，具有或多或少的伸长率的罩材料层212可能是合适的。织物取决于模制装饰罩12的所需外观可以具有平坦的表面、凸出构造和/或是织造或非织造的。可选地，织物可以与泡沫材料或间隔织物构造层压以产生所需的模制装饰罩12的外观。

罩材料层212的广泛选择适用于与所公开的模制工艺一起使用，因为模制工具96的约150°F至约320°F的温度范围在各种织物的变形温度以下。通过在约150°F至约320°F的温度范围内施加热来模制装饰罩12允许了罩材料层212的扩大的选择，包括各种织物、乙烯基材料和皮革。某些织物不适于在模制温度在约300°F至约480°F范围内的已知现有技术模制工艺中使用，因为这些织物可能由于较高水平的热而变形或损坏。将模制工具96的温度降低至约150°F至约320°F的范围减少和/或防止了在模制过程期间织物变形。此外，在所公开的工艺中使用的较低的模制温度在不扭曲或损坏罩材料层212的情况下允许模制装饰罩12的三维形状的可获得的轮廓增加。如下所述，通过在模制过程中可选地增加真空辅助和可移动的阻隔膜，附加的材料和/或层压层可以被模制成三维形状。

如图14和图15所示，罩材料层212下面的可模制泡沫中间层216用于获得所需的最终模制形状，并在模制装饰罩12中提供柔软和舒适的感觉。可模制泡沫中间层216的坚固度、密度和厚度被选择成用以实现车辆座椅组件10的所期望的外观或感觉。根据预期应用的需要，可模制泡沫中间层216是规划成能够在约220°F与约260°F之间的温度下模制的开孔聚氨酯(PU)泡沫。

如在制造聚氨酯泡沫的领域中通常已知的，聚氨酯泡沫的玻璃化转变温度(Tg)与PU泡沫的使用温度的上限以及PU泡沫可以被模制的温度有关。此外，在本领域中众所周知的是，PU泡沫的Tg受泡沫化学、并且特别是受PU泡沫中的交联的量影响。添加接枝多元醇以及调节二醇含量是一种调节PU泡沫的Tg的方法。PU泡沫的Tg可以控制成使得选定的可模制PU泡沫可以在220°F与约260°F之间的温度下模制，并且仍保持对乘员的支承并通过了所有适用的测试要求，包括寿命周期、耐用性和热老化。

在车辆座椅应用中使用的典型PU泡沫制剂通常能够在大于约320°F的温度下模制。为了确保车辆座椅组件10在车辆的寿命内具有可接受的性能，并允许较短的制造周期时间，这些泡沫制剂先前已经选定了。然而，具有较高Tg值的PU泡沫难以模制并且需要昂贵和/或复杂的模制方法。此外，高的模制温度限制了对罩材料层212的选择，因为一些材料不适合在约320°F以上的温度下模制。另外，这些已知的模制过程中的一些过程导致装饰罩110具有降低的透气性。

已经发现，如本发明所公开的，通过降低可模制PU泡沫中的Tg，将装饰罩12以约220°F至约260°F的泡沫模制温度进行模制可以获得令人满意的结果。此外，由于泡沫模制温度为约260°F或更低，因此模制工具96的成本和复杂性降低了，并且合适的罩材料层212的范围增加了。

图14中示出了可选的粗布背衬坯料220。如图所示，粗布背衬层82在组装到层压坯料210中之前已经被预切割成粗布背衬坯料220。当缝合至组装的装饰罩12中的其他部件时，粗布背衬层82改进了对模制装饰罩12的处理。但是，应当理解的是，在需要的情况下可以省去粗布背衬层220。

虽然粗布背衬层82可以是织造或非织造织物，但是粗布背衬层82的纤维中的伸长率影响层压坯料210在模制过程期间的可成形性。当模制高度轮廓化的模制装饰罩12时，纤维中具有较大伸长率的织物相比于纤维中具有较小伸长率的织物是更优选的。此外，选择在纤维中具有类似伸长率的罩材料层78和粗布背衬层82。一些常见的非织造粗布背衬层82具有伸长率和环附接行为的合适特性。非织造粗布背衬层82是便宜的并且通过了典型的保修标准、组装标准和拆卸标准。

本发明的实施方式示出在图16A至图16B中，图16A至图16B示出了具有座椅加热器254的层压坯料252，座椅加热器254邻近于A表面罩材料层256定位。座椅加热器254是汽车座椅的理想选择。模制的装饰罩12相对于传统的切割与缝合罩设计可以具有改进的舒适度。此外，与座椅加热器254被放置在装饰罩12下方相比，当座椅加热器254被一体结合到模制装饰罩12中时，座椅加热器254可以被放置成更靠近乘员。座椅加热器254在将层压坯料252压缩模制到模制装饰罩12中之前被包括在层压坯料中。

图16A示出了具有一体结合的座椅加热器254的层压坯料252的构造的示意图。层压坯料252通过将座椅加热器254的上表面258粘附至A表面罩材料层256的下侧部260而组装。根据具体应用需要，粘合剂层264可以作为完全表面覆盖被施加至座椅加热器254的上表面258和/或A表面罩材料层256的下表面260中的一者或两者，或者被施加在局部区域中。通过将粘合剂层272施加至座椅加热器254的下表面266和/或可模制泡沫中间层270的上表面中的一者或两者，座椅加热器254的下表面266根据需要通过粘合剂的局部应用或完全覆盖而被粘附至可模制泡沫中间层270的上表面268。非织造的粗布背衬层274使用粘合剂层278被粘附至可模制泡沫中间层270的下表面276。图16B示出了在图16A中所示的层被粘附在一起之后的具有一体结合的座椅加热器254的层压坯料252的示意图。

应当理解的是，图16A所示的各个层可以以适合于预期应用和所需制造工艺的任何顺序进行组装。此外，应当理解的是，任何合适的粘合剂均可以基于所需的制造工艺和A表面罩材料层256的组分来选择。此外，应当理解的是，粘合剂层278可以如本领域中通常已知的用火焰层压代替。例如，非织造的粗布背衬层274可以使用粘合剂或使用火焰层压而被粘附至可模制泡沫中间层270。可选地，非织造粗布背衬层274可以经由粘合剂或火焰层压被预结合至可模制泡沫中间层270，可选地在结合之前或之后被切割成期望的坯料形状222，并且作为子组件S被提供从而与座椅加热器254和A表面罩材料层256粘附在一起。因此，层压坯料252可以由一个或更多个预切割坯料(A表面罩材料层256、座椅加热器254、可模制泡沫中间层270、粗布背衬层274等)组装、和/或由包括单个层或至少两个层的子组件的预切割坯料组装、和/或作为层压组件组装并且在将各层结合在一起之后切割成最终的层压坯料形状。还将理解的是，附加的层可以结合到层压坯料252中，并且比如粗布背衬层274的某些层可以根据需要可选地被省去。

将座椅加热器254直接粘附至A表面罩材料层256的下侧部260有助于使座椅乘员的第一时间感知最小。然而，如图16C所示，存在透过某些A表面罩材料层256看到座椅加热器254的风险。图16C示出了模制的座椅靠背装饰罩280，该模制的座椅靠背装饰罩280具有一体结合的座椅加热器254，该座椅加热器254在压缩模制图16B中所示的层压坯料252之后粘附至A表面罩材料层256的下侧部260。座椅加热器电线282从模制的座椅靠背装饰罩280的边缘283延伸。如图16C中的284所指示的，透过A表面罩材料层256可以略微地看到座椅加热器254。对于一些薄的A表面罩材料层256，座椅加热器254的形状和纹理可以是明显可见的和/或座椅加热器254可能降低乘员的舒适度。然而，装饰罩12的设计和构造可以被调节使座椅加热器254的视觉印象最小。例如，模制线72和模制表面凹形部74的放置可以使乘员察觉不到座椅加热器254。

在图17A和图17B中示出了结合有座椅加热器254的层压坯料286构造的替代实施方式，层压坯料286减少了座椅加热器254在模制装饰罩12的表面上的可见外观。图17A和图17B示出了各层在它们组装到层压坯料286中之前和在它们粘附到层压坯料286中之后的示意图。层压坯料286的构造类似于图16A和图16B所示的实施方式，其中，泡沫衬里288的附加的层预层压至A表面罩材料层256的下侧部260。预层压的泡沫衬里288可以根据需要并且适合于A表面罩材料层256的选择使用粘合剂或火焰层压被粘附至A表面罩材料层256。此外，可模制泡沫中间层270可以在组装层压坯料286之前粘附至可选的粗布背衬层274。预层压的泡沫中间层270/粗布背衬层274以及预层压的A表面罩材料层256/泡沫衬里288以粘附的方式结合至座椅加热器254的相应侧部，如图17A和图17B所示。在图17C和图17D中示出了具有一体结合的座椅加热器254的模制座椅靠背装饰罩289。如图17C所示出，预层压至A表面罩材料层256的泡沫衬里288减少和/或消除了座椅加热器254通过A表面罩材料层256的透过性。座椅加热器电线282从模制的座椅靠背装饰罩289的边缘290延伸。图17D是图17C中所示的模制座椅靠背装饰罩289的俯视立体图，并且示出了装饰罩289在压缩模制过程之后的毛绒度。在座椅加热器254与A表面罩材料层256之间包括泡沫衬里288在某种程度上增加了装饰罩289的表面毛绒度。

如在图16A和图16B所示的先前的实施方式中，粘合剂层278或火焰层压的选择以及粘合剂层264、272的期望覆盖率基于预期的应用和优选的制造方法。同样，在从粘附的层上切割出层压坯料286之前，各个层均可以粘附到组件中。替代性地，各个层可以在组装之前被预切割成期望的坯料形状222。应当理解的是，可以选择预期应用所需的切割、组装和粘附的任何组合和顺序。例如，A表面罩材料层256可以使用粘合剂或使用火焰层压被预层压至泡沫衬里288。类似地，可模制泡沫中间层270可以使用粘合剂或使用火焰层压被预层压至粗布背衬层274。

此外，应当理解的是，与图中所示出的相比，更多或更少的层可以被结合到层压坯料286中。应当理解的是，代替和/或除了泡沫衬里288之外的一个或更多个传感器、电路和/或替代材料、比如纤维棉絮可以在需要的情况下结合到层压坯料286中。另外，尽管在附图中未具体示出，但是，A表面罩材料层256可以在需要的情况下包括沿着接缝紧固在一起和/或层压在一起的一个或更多个材料件。例如，口袋可以被预缝合至A表面罩材料层256和/或沿着接缝缝合在一起的两个或更多个材料以产生期望的造型，如将在下面相对于图27A至图30E进一步描述的。

图18至图20示出了根据本发明的一个实施方式的用于由预成形的层压坯料210模制装饰罩12的工具。通常，模制工艺包括以下步骤：1)组装层压坯料210；2)将层压坯料210放置在三维压缩模制工具96中；3)在约150°F至约320°F的模制工具温度下并且在约150psi至约250psi的模制工具压力下模制层压坯料210，以形成三维形状的模制装饰罩12；以及4)从模制工具96中移除装饰罩12。应当理解的是，根据具体的预期应用或制造工艺的需要，所公开的工艺可以包括更多或更少的工艺步骤以及不同的步骤顺序。

图18中示出了示例性上模制工具98和下模制工具100。上模制工具98和下模制工具100包括具有三维形状的模制表面300、302、可选地一个或更多个突起部304、以及可选地一个或更多个凹入区域306。上模制工具98和下模制工具100可以具有不同的表面温度，从而与罩材料层212和泡沫中间层216的各种构造更兼容。三维形状通过下述方式而形成在装饰罩12中：如图19中总体上所示出的在上三维形状的模制工具98与下三维形状的模制工具100之间放置层压坯料210；以约150psi至约250psi在上模制工具98与下模制工具100之间压缩层压坯料210；以及在约150°F至约320°F的温度范围内施加热，以形成和压缩可模制泡沫中间层216，并在约90秒至约10分钟的加工时间之后从模制装饰罩12(图20所示)移除上模制工具98。局部压缩的量以及所形成的诱发表面倾斜导致模制后形成的通常保持期望的三维形状的三维装饰罩12。

应当理解的是，对于某些选定的材料、层压坯料210的厚度以及上模制表面300和下模制表面302中的轮廓度，压缩模制工艺可以根据需要结合真空辅助。尽管图中未示出，将真空辅助以及整体加热和/或点加热结合到上模制工具98和下模制工具100中对于制作模制工具领域的技术人员通常是已知的。

如图21所示，所公开的工艺的替代实施方式包括在压缩模制步骤之前的真空形式辅助步骤。替代性地，在需要的情况下真空形式辅助步骤可以在压缩模制步骤期间执行。改进的外观、增加的三维深度和改进的模制细节可以利用比如皮革和/或较厚的材料或具有多于三个层的层压坯料210的某些材料通过在模制工艺期间增加真空辅助来使层压坯料210抵靠下模制表面100部分地或完全地预成形来获得。

参照图21(A)，层压坯料210被放置(箭头311)在下模制工具100上，并且阻隔膜312被放置(箭头313)在层压坯料210的顶部上。如图21(B)所示，真空314被施加通过下模制工具100以使层压坯料210部分或完全地成形。上模制工具98抵靠阻隔膜312和层压坯料210被压缩316，同时上模制工具98和/或下模制工具100被加热至约150°F至约320°F的温度，以使可模制泡沫中间层216成形并压缩。根据预期应用和层压坯料210构造的需要，模制工具98、100可选地可以被均匀地加热，或者包括具有升高的加热温度的局部区域。

如图21(C)所示，上模制工具98从阻隔膜312和模制装饰罩12(箭头317)中移除。阻隔膜312从模制装饰罩12中移除(箭头318)，并且模制装饰罩12从下模制工具100中移除。可选地，阻隔膜312可以在层压坯料210被上模制工具98压缩并被加热至约150°F至约320°F的温度之前从真空形式的层压坯料210中移除。由于阻隔膜312仅在真空成形过程314期间以及可选地在压缩模制过程316期间使用，并且在将模制装饰罩组装到最终组件中之前从模制装饰罩12中移除，因此模制装饰罩12的透气性通常被保持。应当理解的是，根据具体应用或制造工艺的需要，所公开的工艺可以包括更多或更少的加工步骤以及不同的步骤顺序。

模制温度范围的选择和模具中加热的区域位置部分地基于所选择的罩材料层212、层压坯料210中的层的数目、所选择的模具设计以及在模制装饰罩12中形成的凹度的量和模制细节。通常，期望利用约150°F至约320°F的模制温度范围。这将允许泡沫中间层216在约220°F至约260°F的温度范围内模制，从而产生可接受的模制装饰罩12，该可接受的模制装饰罩12根据成形的侵略性和层压坯料210的厚度具有约90秒至约10分钟的机器循环时间。

约150psi至约250psi的压缩模制压力通常足以产生令人满意的结果。应当理解的是，取决于具体的应用、层压坯料210的构造、机器构造以及比如机器循环时间的其他因素，可能期望更多或更少的模制压力。气动缸压机通常足以在模制过程期间提供所需量的压缩力。铝制模制工具通常适用于所公开的模制工艺，因为所需的模制温度范围通常等于或小于约320°F，并且模制压力通常等于或小于约250psi。所公开的模制工艺不需要钢制模具和/或液压机，并且因此，所公开的模制工艺可以使用与先前已知的用于装饰罩12的模制方法相比成本更低的模制工具和成本更低的机器。此外，模制工具98、100可以具有独立的加热系统(未示出)，并且可以适于根据需要具有区域加热，以促进更多或更少的侵略性轮廓和造型线。当需要用于特定应用和/或层压坯料210构造时，真空辅助可以被一体结合在模具中。

由于对工具的要求以及对制造工艺的要求通常是适度的(铝制工具在约150°F至约320°F的温度范围内进行独立加热，压缩压力为约150psi至约250psi，循环时间为约90秒至约10分钟)，示例性制造工艺可以包括大约3台压缩模制机器，并且由一个操作者来装载和卸载这些模制机器。通过在模制过程之前组装和切割层压坯料210，操作者可以将层压坯料210装载到每个模制机器中，并在模制过程完成之后移除模制装饰罩12。期望在模制之前将层压坯料210切割成一定尺寸和形状，使得模制的装饰罩12在组装成最终装饰罩组件之前需要最小的修剪和/或不需要修剪。通过预结合或预附接层压坯料210层，操作者将层压坯料210装载到压缩模制机器中，而不必装载多个件。

然而，应当理解的是，在特定应用需要的情况下，多于一个的坯料210可以在开始压缩模制过程之前被装载到下模制工具100中。一个示例工艺通常包括以下步骤：1)将罩材料坯料212和阻隔膜312放置在下模制工具100上；2)将罩材料坯料212真空成形以大致围绕下模制工具100定轮廓；3)移除阻隔膜312并将座椅加热器254放置在预形成的罩材料坯料212上；4)将泡沫中间层坯料216放置在座椅加热器254的顶部上；5)压缩模制罩材料坯料212、座椅加热器254和泡沫中间层坯料216以形成模制装饰罩12；以及6)从模制工具96中移除模制的装饰罩12。另一示例工艺通常包括以下步骤：1)将层压坯料210装载到下模制工具100上；2)将预缝合的口袋坯料放置在层压坯料210的顶部上；3)压缩模制层压坯料210和口袋坯料以形成具有口袋的装饰罩12；以及4)从压缩模制工具96中移除具有口袋的装饰罩12。

与以二维形状模制的已知装饰罩110相比，当将装饰罩12组装到装饰罩组件48中时并且当将装饰罩组件48施加至车辆座椅10时，需要装饰罩12的最小弯曲。与二维模制装饰罩110相比，三维模制装饰罩12必要的弯曲或折叠的减少使引起的褶皱减少。尽管当装饰罩12组装至车辆座椅10时，需要更少的装饰罩12弯曲，但是装饰罩12可以在与附加座椅罩部件组装期间弯曲和扭曲，而不使模制装饰罩12永久变形。当装饰罩12不受约束时，装饰罩12倾向于基本上返回至模制时的形状。

在与其他座椅罩部件组装和/或缝合以形成最终的装饰罩组件48之前，模制装饰罩12的边缘被可选地修剪和/或磨削。

模制装饰罩12可以在车辆座椅10的组装期间永久地或可释放地附接至基部泡沫衬垫24以形成带衬垫的组件。简化的“钩与环”附接系统可以与模制装饰罩12和基部泡沫衬垫24结合成一体从而不被汽车座椅10的乘员感觉到。如图22所示，基部泡沫衬垫24包括“钩与环”附接系统的钩紧固件344，该钩紧固件344嵌入模制到基部泡沫衬垫24的上表面346。如图23所示，“钩与环”附接系统的环紧固件348被嵌入模制到模制装饰罩12的“B表面”上。替代性地，环紧固件348可以在层压坯料210被模制到装饰罩12中之前与层压坯料的下表面组装在一起，使得环紧固件348在压缩模制过程中永久地粘附至装饰罩12的下表面。此外，在将装饰罩与基部泡沫衬垫24组装在一起之前，环紧固件348可以粘附至装饰罩12。在模制装饰罩12上的环紧固件348附接至基部泡沫衬垫24上的钩紧固件344之后，模制的装饰罩12可以与车辆座椅10的基部泡沫衬垫24可释放地联接。替代性地，一些常用的非织造粗布背衬层82用作“钩与环”附接系统的“环”紧固件348，以用于将装饰罩12附接至基部泡沫衬垫24，如图24所示。应当理解的是，其他紧固方法可以适用于预期的应用，包括使用粘合剂将装饰罩12直接粘附至基部泡沫衬垫24。在一些应用中，由于公开的模制装饰罩12在没有附加紧固件的情况下具有三维形状并且通常保持模制轮廓，因此紧固件的数目和类型与某些已知装饰罩相比减少。

在装饰罩12(在需要的情况下通过增加侧部部件和可选的紧固件)组装成最终的座椅罩组件48之后，座椅罩组件48被放置在基部泡沫衬垫24上，并且形成车辆座椅10的座椅坐垫16或座椅靠背14，如图3所示。基部泡沫衬垫24提供了座椅系统的主要支承表面，并且提供了稳定性以保持整个座椅设计的轮廓。当在模制的“A表面”装饰罩12中形成期望的设计特征和造型线时，基部泡沫衬垫24不需要任何设计特征。因此，当与各种装饰罩12设计组合时，标准化的基部泡沫衬垫24可以与许多车辆座椅10设计一起使用。使用标准化的基部泡沫衬垫24降低了泡沫制造设备和座椅组装工艺的复杂性。通过将包括在可移除的装饰罩12中的设计特征与简化的基部泡沫衬垫24结合，使得制造过程期间的废品和再加工减少。

图25和图26分别示出了在经历GMW 14124Cycle Q环境老化之前和之后的模制装饰罩12。GMW 14124Cycle Q——通用汽车全球标准测试协议——使样品在400个小时内经受176°F的温度和75％的湿度，以评估装饰罩12对汽车内部环境的耐用性和适用性。装饰罩12在测试期间必须呈现为没有分层、没有颜色失真并且没有泡沫中间层80的变形。如图26所示，装饰罩12在经历了GMW 14124Cycle Q环境测试之后被证明没有分层、没有颜色失真并且没有泡沫中间层80的变形。

虽然未在图中示出，但是使用福特WSS-M99P2222-F1测试方法通过在149°F下测试装饰罩12达120分钟并且记录来自装饰罩12的关键排放物评估了装饰罩12的挥发性有机碳化合物(VOC)排放。评估了具有织物罩材料层78和第一泡沫中间层80的第一装饰罩12以及具有乙烯基罩材料层78的第二泡沫中间层80的第二装饰罩12。两个测试样品均具有可接受的测试结果。

此外，通过测量穿过装饰罩12的气流速率评估了各种装饰罩12的透气性。装饰罩12的透气性通过下述方法测量：将装饰罩12的样品放置在Gurley密度计中并按照ASTM D-726-58和ASTM D-202-77测试方法测量300ml空气穿过装饰罩12的时间。评估了用传统的切割与缝合方法、PureFit^TM方法、Cover Carving Technology^TM(CCT)和公开的模制工艺制造的装饰罩的样品的透气性。穿过切割与缝合装饰罩样品的气流速率为约150ml/sec。穿过CCT装饰罩样品和PureFit^TM装饰罩样品的气流分别为约15ml/sec和约10ml/sec。相比之下，通过公开的模制工艺制备的装饰罩12的样品具有约100ml/sec的气流速率。因此，当与使用CCT方法或PureFit^TM方法制造的装饰罩相比时，通过公开的模制工艺制备的装饰罩12允许约6倍至10倍的更多气流穿过装饰罩12。尽管穿过使用所公开的模制工艺制备的装饰罩12的气流小于穿过传统的切割与缝合装饰罩的气流，但是组装的车辆座椅10的乘员的热舒适度可以与切割与缝合装饰罩的相当。

图27A至图29示出了座椅靠背面板54构造的替代实施方式。在需要的情况下，罩材料78的两个或更多个件350、352可以如图27A和图27B所示地沿着接缝354缝合在一起。缝合的罩材料78可以作为A表面罩材料层78被包括在层压坯料210中。缝合的接缝354在模制过程期间被包封并且模制齐平。通过在模制之前将一种或更多种材料组合到层压坯料210的A表面罩材料层78中，所得到的模制座椅靠背面板54可以包括附加的造型和设计细节。

尽管在附图中未具体示出，但是一些复杂的座椅装饰罩12可以通过下述方式形成：沿着接缝将装饰罩12的一个或更多个预成形部段缝合/粘附在一起，以形成最终装饰罩12的更复杂的形状。此外，比如缝合和/或粘附口袋和其他设计细节的次要过程可以在装饰罩12的模制之后完成。应当理解的是，对于任何装饰罩部件12，比如座椅坐垫装饰罩50、座椅靠背装饰罩52、座椅靠背面板54和任何其他类似的装饰罩12，具有缝合接缝354的罩材料78可以结合到层压坯料210中。

此外，如图28和图29所示，比如口袋356的次要特征在模制装饰罩12之前可以一体结合到层压坯料210中。图28示出了在一体结合到层压坯料210中之前被缝合在A表面罩材料层的接缝354中的口袋356。当层压坯料210被压缩模制时，缝合接缝354被包封并且模制齐平。具有完全重叠的口袋358的模制座椅靠背面板54在图29中示出。口袋358可以在被一体结合到层压坯料210中之前被缝合或粘附至A表面罩材料层78。替代性地，在需要的情况下，口袋358可以在层压坯料210被放置在下模制工具100上之后被放置在层压坯料210的顶部上。此外，口袋358可以被模制成三维形状，并且然后沿着边缘被缝合或粘附至模制装饰罩12。应当理解的是，根据具体预期的应用、所选的材料和/或所需的制造工艺的需要，所公开的工艺可以包括更多或更少的加工步骤，以及不同的步骤顺序。

图30A至图30E示出了根据本公开的实施方式的具有各种装饰罩12设计的车辆座椅10的非限制性示例。座椅10A(图30A)示出了单个A表面罩材料层78，其中，装饰罩12A具有强定轮廓的模制线364、微小的模制线366，微小的模制线366在座椅坐垫16A、座椅靠背14A和头枕18A上延伸，并且在模制线366的端部368处逐渐消失成与局部表面齐平。座椅10B(图30B)示出了在组装层压坯料210和模制装饰罩12B之前具有沿着接缝354缝合的两个罩材料350、352的座椅靠背装饰罩52B。在图30B中还示出了在模制过程期间形成在装饰罩12B中的表面凸起部372。如图30C所示，座椅10C展示出造型化的凸起部374和强定轮廓的模制线364，以及一体结合的头枕18C。图30D示出了下述变型，两种材料350、352在组装层压坯料210和模制装饰罩12D之前沿着接缝354缝合以形成缝合的罩材料78。座椅10D还示出了具有短绒织物的第一材料350和是穿孔皮革的第二材料352，并且示出了强的造型化轮廓设计特征376和微小的表面轮廓378。

具有大于约4英寸凹度的轮廓可以可选地通过连接较小的模制装饰罩部段382、384、386来形成，如图30E所示。替代性地，对于某些层压构造和/或A表面罩材料层78，具有基本上大于约4英寸的总体凹度的装饰罩12E可以使用所公开的工艺来模制。通常，期望高达约4英寸的局部凹度。表面轮廓394中的急剧弯曲部390和平缓变化部392可以使总体凹度增加为远超过推荐的局部凹度建议。因此，取决于层压坯料210的构造，图30E所示的座椅10E的座椅靠背装饰罩52可以作为单个模制的座椅靠背装饰罩52来形成，或者根据需要通过将较小的模制装饰罩部段382、384、386连接在一起而形成。

在图31A至图31C中示出了另一实施方式，在该实施方式中，座椅坐垫装饰罩50的一部分包括模制的安全带口袋396、398。某些已知的车辆座椅罩具有高度定轮廓的部段，所述高度定轮廓的部段通过将多个小的材料件切割并缝合在一起而形成。一个示例是用于后部座椅坐垫的安全带口袋。通常，多个材料件被切割并沿着接缝缝合在一起，以形成安全带口袋所需的总体上复杂的轮廓。切割并缝合多个小的件是昂贵且费力的。这些多件缝合的座椅安全带口袋可以被通过所公开的工艺从层压坯料210压缩模制的模制座椅安全带口袋396、398来代替。图31A和图31B中所示的座椅口袋396示出了缝合至座椅坐垫装饰罩50的模制的复杂口袋形状。相比之下，座椅口袋398示出了在U形形状的基部400处具有急弯的窄U形口袋(在图31A和图31C中示出)。

应当理解的是，材料、织物和件的数目的任何组合可以用于产生装饰罩12和类似部件的期望造型。尽管在附图中未具体示出，但是模制装饰罩12适用于车辆的任何内部部件，包括扶手或门面板。尽管以上公开内容主要涉及车辆座椅装饰罩12，但是该工艺可以用于形成用于汽车内饰或家用产品的任何罩件。复杂的形状可以从层压坯料210中模制，从而消除了形成复杂形状的多个件的缝合。

与制造装饰罩的其他已知方法相比，所公开的FreeForm^TM装饰罩和使用FreeForm^TM工艺制造的其他组件具有许多优点。一个优点是FreeForm^TM装饰罩具有与传统的切割与缝合装饰罩相似的透气性，同时消除了大部分或所有的缝合接缝。第二个优点是，与传统切割与缝合罩的实际情况相比，装饰罩中的造型细节、轮廓和复杂性的量可以增加。第三个优点是制造工艺的加工成本低，这进一步允许通过替换成本较低的模制工具快速更新造型变化。第四个优点是座椅加热器和其他部件在层压坯料的制备期间直接一体结合到装饰罩中。第五个优点是座椅装饰罩具有无缝的造型表面和隐藏的系紧件。FreeForm^TM工艺的另一优点是适用于制造用于各种汽车和家用应用的其他轮廓罩和类似部件。

已经以说明性的方式描述了本发明，并且应当理解的是，已经使用的术语意在具有描述性词语的性质而非限制性词语的性质。鉴于以上教示，本发明的许多改型和变型是可能的。因此，应当理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以以不同于具体描述的方式实施。

Claims

1.一种用于车辆座椅的座椅装饰罩，包括：

可模制聚氨酯多孔泡沫中间层，所述可模制聚氨酯多孔泡沫中间层具有上表面；

罩材料，所述罩材料具有下表面，所述下表面粘附至所述可模制聚氨酯多孔泡沫中间层的所述上表面以形成层压坯料；

所述罩材料包括乙烯基材料、织物和/或皮革中的一者或更多者；

其中，所述层压坯料在三维模具中以约150psi至约250psi的压缩力压缩模制，同时所述层压坯料的至少一部分被加热至约220°F至约260°F的温度，以将所述泡沫中间层压缩模制成三维形状。

2.根据权利要求1所述的座椅装饰罩，还包括：

粗布背衬，所述粗布背衬粘附至所述可模制泡沫中间层的下表面；并且其中，

所述粗布背衬是织造织物或非织造织物中的一者。

3.根据权利要求1所述的座椅装饰罩，其中：

使用一部分氨基甲酸酯粘合剂、两部分氨基甲酸酯粘合剂或火焰层压将所述罩材料粘附至所述泡沫中间层的所述上表面。

4.根据权利要求2所述的座椅装饰罩，其中：

使用一部分氨基甲酸酯粘合剂、两部分氨基甲酸酯粘合剂或火焰层压将所述粗布背衬粘附至所述泡沫中间层的所述下表面。

5.根据权利要求3所述的座椅装饰罩，还包括：

座椅加热器，所述座椅加热器粘附在所述罩材料的所述下表面与所述可模制泡沫中间层的所述上表面之间。

6.根据权利要求5所述的座椅装饰罩，还包括：

泡沫衬里，所述泡沫衬里粘附在所述罩材料的所述下表面与所述座椅加热器之间。

7.根据权利要求4所述的座椅装饰罩，其中：

所述装饰罩包括具有缝合接缝的外观的至少一个模制特征。

8.根据权利要求7所述的座椅装饰罩，其中：

所述装饰罩具有模制成弯曲轮廓的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的座椅装饰罩，其中：

所述装饰罩具有模制到所述装饰罩中的至少一个凸起特征。

10.一种用于车辆部件的装饰罩，包括：

层压组件，所述层压组件至少具有罩材料，所述罩材料粘附至可模制聚氨酯多孔泡沫中间层以形成所述层压组件；并且

所述可模制聚氨酯多孔泡沫能够在约150psi至约250psi范围内的压缩力和约220°F至约260°F范围内的模制温度下压缩模制以形成三维形状；

其中，所述层压组件被切割成层压坯料；并且

其中，所述层压坯料在三维模制工具中在150psi至约250psi范围内的压缩力和约150°F至约320°F范围内的模制工具温度下压缩模制，以形成模制装饰罩。

11.根据权利要求10所述的装饰罩，其中：

所述装饰罩是座椅坐垫装饰罩、座椅靠背装饰罩、座椅靠背面板、座椅靠背口袋、头枕罩、扶手罩或者座椅安全带口袋中的一者。

12.根据权利要求11所述的装饰罩，其中：

所述罩材料包括乙烯基材料、织物和/或皮革中的一者或更多者。

13.根据权利要求12所述的装饰罩，其中：

所述罩材料包括至少两个件，所述至少两个件沿着所述至少两个件中的每个件的至少一个边缘缝合，以形成具有至少一个缝合接缝的缝合的罩材料。

14.根据权利要求13所述的装饰罩，其中：

所述层压组件至少包括所述缝合的罩材料；并且

在所述层压坯料压缩模制成所述装饰罩期间，所述至少一个缝合接缝的所述边缘被包封在所述装饰罩内。

15.根据权利要求14所述的装饰罩，其中：

在所述罩材料被组装为所述层压组件的一部分之前或之后，口袋与所述罩材料组装在一起。

16.根据权利要求15所述的装饰罩，其中：

所述口袋包括至少一个口袋边缘；并且所述至少一个口袋边缘被缝合在所述罩材料的所述至少两个件之间的所述至少一个缝合接缝内。

17.根据权利要求15所述的装饰罩，其中：

所述口袋从所述罩材料的一个边缘延伸至所述罩材料的相对的边缘；并且

在由所述层压坯料模制所述装饰罩之前，所述口袋的至少一个边缘被缝合和/或粘附至所述罩材料。

18.根据权利要求12所述的装饰罩，其中：

在所述层压坯料压缩模制成所述装饰罩之前或期间，所述层压坯料至少部分地真空形成至下三维模具或上三维模具。

19.根据权利要求12所述的装饰罩，其中：

在所述层压坯料压缩模制成所述装饰罩之前，座椅加热器、传感器、电路、紧固件、粗布背衬层和/或泡沫衬里中的至少一者或更多者被组装并粘附为所述层压坯料的一部分。

20.一种形成三维装饰罩的方法，所述方法包括：

将罩材料粘附至可模制泡沫中间层以形成层压坯料，所述可模制泡沫中间层能够在约150psi至约250psi范围内的压缩力和约220°F至约260°F范围内的模制温度下压缩模制，所述罩材料包括乙烯基材料、织物和/或皮革中的一者或更多者；

将所述层压坯料放置在下三维模制工具与上三维模制工具之间；

将所述上三维模制工具朝向所述下三维模制工具降低，并且在所述层压坯料上施加约150psi至250psi范围内的压缩压力；

将所述模制工具中一个或更多个模制工具的至少一部分加热至约150°F至约320°F的温度约90秒至约10分钟，以由所述层压坯料形成所述三维装饰罩；

从所形成的所述三维装饰罩移除所述上三维模制工具；以及

从所述下模制工具移除所形成的所述三维装饰罩。

21.根据权利要求20所述的方法，所述方法包括：

利用一部分氨基甲酸酯粘合剂、两部分氨基甲酸酯粘合剂或火焰层压中的一者将所述罩材料粘附至所述可模制泡沫中间层。

22.根据权利要求21所述的方法，所述方法包括：

将织造或非织造织物的粗布背衬粘附至所述泡沫中间层的下侧部。

23.根据权利要求21所述的方法，所述方法包括：

将至少一个紧固件粘附至所述层压坯料和/或所述三维装饰罩的下侧部和/或边缘中的一者或更多者。

24.根据权利要求22所述的方法，所述方法包括：

将至少一个环紧固件作为钩与环紧固系统的一部分组装至所述粗布背衬的下侧部。

25.根据权利要求24所述的方法，所述方法包括：

在所述加热步骤期间，将所述至少一个环紧固件粘附地结合和/或嵌入模制到所述粗布背衬的所述下侧部。

26.根据权利要求22所述的方法，所述方法包括：

将座椅加热器粘附在所述罩材料与所述泡沫中间层之间。

27.根据权利要求26所述的方法，所述方法包括：

在将所述座椅加热器粘附在所述罩材料与所述泡沫中间层之间之前，将泡沫衬里粘附至所述罩材料的下表面。

28.根据权利要求22所述的方法，所述方法包括：

切割第一罩材料的第一件；

切割第二罩材料的第二件；以及

在将所述罩材料粘附至所述泡沫中间层之前，将所述第一件缝合至所述第二件以形成具有至少一个缝合接缝的缝合的罩材料；

其中，所述第一罩材料和所述第二罩材料是相同的材料或不同的材料。

29.根据权利要求28所述的方法，所述方法包括：

在将所述层压坯料压缩模制成所述三维装饰罩期间，将所述至少一个缝合接缝包封在所述装饰罩中。

30.一种带衬垫的组件，包括：

模制装饰罩，所述模制装饰罩与基部泡沫衬垫可释放地联接；

所述模制装饰罩包括：

罩材料的下表面，所述罩材料的下表面粘附至可模制聚氨酯多孔泡沫中间层的上表面以形成层压坯料；

其中，所述层压坯料在三维模具中以约150psi至约250psi的压缩力压缩模制，同时所述层压坯料的至少一部分被加热至约220°F至约260°F的温度，以将所述泡沫中间层压缩模制成三维形状；并且所述基部泡沫衬垫包括多孔聚氨酯泡沫。

31.根据权利要求30所述的带衬垫的组件，其中：

所述模制装饰罩具有钩与环紧固系统的至少一个环紧固件；并且

所述基部泡沫衬垫具有钩与环紧固系统的至少一个钩紧固件；

其中，所述至少一个环紧固件与所述至少一个钩紧固件可释放地联接。

32.根据权利要求31所述的带衬垫的组件，其中：

所述至少一个环紧固件包括粘附至所述可模制聚氨酯多孔泡沫中间层的非织造粗布背衬层、粘附至所述层压坯料的下表面的所述至少一个环紧固件和/或粘附至所述模制装饰罩的下表面的所述至少一个环紧固件中的一者或更多者。

33.根据权利要求32所述的带衬垫的组件，其中：

所述带衬垫的组件是车辆座椅组件的座椅坐垫、座椅靠背、座椅头枕或座椅扶手中的一者。

34.根据权利要求33所述的带衬垫的组件，其中：

在将所述层压坯料压缩模制成所述装饰罩之前，座椅加热器、传感器、电路、粗布背衬层、紧固件和/或泡沫衬里中的至少一者或更多者被组装并粘附为所述层压坯料的一部分。