CN112895791A - 制造具有同步孔隙的装饰板的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造装饰板的方法，具有以下步骤：在成型工艺中由热塑性材料制成载体；优选在液体转移印刷工艺中，在施覆装饰层的情况下用装饰对载体进行印刷；将经印刷的载体布置在激光烧蚀装置中；借助光学检测装置对装饰进行光学检测，以便至少检测装饰相对激光烧蚀装置的位置和定向，并且提供检测结果；在激光烧蚀装置中借助激光对经印刷的载体进行局部烧蚀，其中在产生多个孔隙的情况下将表面结构引入经印刷的载体中并且获得装饰板，其中根据检测结构对激光烧蚀装置进行控制，以便基本上将孔隙的位置和/或造型与装饰相匹配。

Description

制造具有同步孔隙的装饰板的方法
技术领域
本发明涉及一种制造装饰板的方法。
背景技术
装饰板例如用作汽车的乘客室内的内部装饰。除了在剧烈的温度变化和直接暴露于日光下的情况下具有足够的耐磨性和耐久性之外，还希望面板具有在视觉和触觉上有吸引力的可见面。就被认为是视学上有吸引力的面板而言，视觉上可识别的、优选也是触觉上可感知的表面结构与视觉上可感知的装饰相匹配。例如由DE 10220501A1已知通过对芯部和有吸附能力的树脂浸渍层进行热压来制造直接层压的板件，其中一个板面具有一个包括待模仿的在下文中被称为装饰的材料的表面图形图像的装饰层以及一个包括待模仿的材料的表面结构的凸纹模拟的施覆在装饰层上的树脂浸渍的透明覆盖层。
尝试将装饰的视觉印象与表面结构的视觉印象以用户可识别的方式相协调以及将装饰的视觉印象与表面结构的触觉(触觉)印象相协调。在采用木质装饰的情况下，可以大致在某个位置处触摸到树枝的结构，在这个位置上，这个树枝的图形图像位于其下方的层中。此外，可以将表面结构的模拟孔隙和裂缝的凹部引入装饰的相应位置处，以便就观察者而言产生模仿天然木材的视觉和触觉印象。
由此带来表面结构相对于装饰的精确对准的问题，例如相对于装饰对压印结构进行对准，以便达到最佳的模仿，这就是众所周知的“同步孔隙”。在将平整的表面作为可见面的情况下，例如就直接层压的板件(例如地板面板)而言，该问题的解决方案相对较为简单，在采用不平整的可见面的情况下，该问题迄今尚未解决。此外，开篇述及用于层压板的技术的缺点在于，将触觉上可感知的表面结构引入覆盖层而不是装饰层中，使得两者虽然紧邻布置，但在空间上不会重合，从美学的角度以及逼真的模仿的目的来看，这并不是最佳的。
发明内容
有鉴于此，需要制造具有同步孔隙的装饰板的方法的解决方案，借助所述方法可以制造装饰板，特别是包括具有装饰的三维可见面的装饰板，其中这个装饰是已知材料表面在视觉和(视情况)触觉方面的高级模仿，这些装饰板的特征在于其卓越的耐久性。本发明用以达成上述目的的解决方案在于根据权利要求所述的方法。同样有利的用途是并列权利要求的主题。有利的技术方案是从属权利要求的主题。要指出的是，权利要求中单独列举的特征可以以任意技术上合适的方式彼此组合并且示出了本发明的其他实施技术方案。说明书，特别是结合附图，补充性地表征和说明了本发明。
本发明涉及一种具有以下步骤的制造装饰板的方法。在生产步骤中，在成型工艺(例如注塑工艺)中由至少一个热塑性材料，例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(缩写为ABS)制成载体。这个热塑性塑料优选指的是不透明的热塑性塑料，更优选指的是不透明且染黑的热塑性塑料。在随后的步骤中，用装饰对载体进行印刷，即在施覆一个再现这个装饰的装饰层的情况下。这例如指的是3D喷墨打印工艺，借助这个3D喷墨打印工艺将装饰印到载体上。印刷步骤优选指的是液体转移印刷工艺，在英语中也被称为“Hydraulic PressureTransfer Printing”或“Water Pressure Transfer Printing”，或者也被称为“LiquidTransfer Printing”。载体的印刷有装饰层且适用于可见布置的可见面优选是不平整的并且例如具有弯曲的表面。
在根据本发明的后续布置步骤中，将经印刷的载体布置在激光烧蚀装置中。
在随后的步骤中，借助光学检测装置对装饰进行光学检测，以便至少测定这个装饰相对激光烧蚀装置的位置和定向，并且提供相应的检测结果。通过图像检测装置，例如包括一个或多个CCD图像转换器的装置，例如至少部分地或完全地检测这个装饰的位置。
在根据本发明的后续步骤中，在激光烧蚀装置中借助激光对经印刷的载体进行局部烧蚀，其中在产生多个孔隙的情况下将表面结构引入这个经印刷的载体中并且获得根据本发明而制造的装饰板。孔隙指的是相对于周围区域的凹部，其不必但优选具有横截面呈圆形的造型。换句话说，这个经印刷的载体的在激光照射之前已存在的、优选不平整的表面几何形状在印刷有装饰的区域中通过引入孔隙而获得根据本发明的表面结构。在此情况下，根据检测结果通过激光而实现根据本发明的烧蚀，具体方式在于，使用检测结果来控制这个激光烧蚀装置，目的在于基本上将这些孔隙的位置和/或造型与装饰层的装饰相匹配。这个匹配例如包括通过选择各个孔隙的位置而使得各个孔隙的造型和位置或由多个均匀的孔隙构成的积聚(Agglomeration)的外周近似于视觉上可识别的装饰。控制例如指的是选择性的电机驱动过程、调节和/或定向，例如来自激光烧蚀装置的将激光束导向到经印刷的载体上的光学器件或承载这个经印刷的载体的可电机驱动地移动的平台。
通过根据本发明的方法能够制造装饰板，特别是包括具有装饰的三维可见面的装饰板，其中这个装饰是已知材料表面在视觉和(视情况)触觉方面的高级模仿，例如基于多个同步孔隙，这些装饰板的特征在于其卓越的耐久性。
孔隙(即凹部)的位置和/或造型优选仿照实木并且基于实木装饰，或者更确切地说，基于通过印刷而模仿的实木的纹理。下面对根据本发明的针对孔隙的定位、成型的一些示例进行说明。根据待模仿的木材类型和待模仿的剖面类型(例如横截面、径向剖面或切向剖面)来选择这些孔隙的定位、横截面形状和尺寸。就所谓的环形孔隙(例如橡木、槐木、榆木)而言，这些孔隙例如主要位于装饰的浅色区域中并且在横截面中沿假想的环形而布置。在此情况下，这些孔隙可以采用火焰状径向布置方案(橡木)、排列成行的径向布置方案(榛木、鹅耳枥)、带状切向布置方案(榆木)、单独的布置方案(柳木)或巢状布置方案(樱桃木)。此外，也存在所谓的分散孔隙(椴木、枫木)，其中，这些孔隙不仅布置在颜色更浅的区域中，也布置在颜色更深的区域中。所谓的半环孔隙(樱桃木、坚果、悬铃木)是环形孔隙和分散孔隙的混合。在径向和切向剖面中仿照所谓的孔槽。在这些孔隙呈长形或呈椭圆形时，会产生这些孔槽。长形孔隙(也称为孔槽)也可以借助激光烧蚀装置通过接连排列的单独的圆形孔隙来表示(就生产技术而言更简单)。为了模拟实木纹理，可以以混合布置的方式使用这些孔隙的不同形状，例如多个圆形孔隙和多个长形孔隙。
圆形孔隙的直径或长形孔隙的横向尺寸(最小直径)在<1mm的范围内，例如就黄杨木仿制品而言最大为0.1mm，就枫木仿制品而言最大为0.2mm，就橡木仿制品而言最大为0.4mm。
根据所述方法的一个优选技术方案，所述装饰由多个定义其空间上相关的区域且彼此间隔开的深色区域和至少一个布置在其间的浅色区域而定义，其中所述浅色区域与所述深色区域之间的过渡由跳跃式的、优选不连续的过渡以对比值的方式定义并且绝大多数孔隙，更优选超过95％的孔隙仅布置在浅色区域中或者绝大多数孔隙，优选超过95％的孔隙仅布置在深色区域中。
根据所述方法的一个优选变体，所述装饰在浅色背景上具有多个深色线条或者在深色背景上具有多个浅色线条，并且大部分孔隙，更优选超过95％的孔隙以某种方式构建或布置，使得这些孔隙基于其造型和/或定位而遵循这些线条。例如孔隙的轮廓遵循相应的线条以及/或者邻接或紧邻空间分布的孔隙遵循所述线条。在此情况下，这个或这些孔隙可以布置在被线条覆盖的区域中或者可以布置在这个线条的两侧，即布置在被线条覆盖的区域外，即在外部遵循这个线条。
在一个技术方案中，检测结果是位于载体上的完整装饰的图像并且在产生针对每个图像单独生成的与整个装饰有关的表面结构时用作基础，其中如此生成的表面结构表示用于控制激光烧蚀装置的指示。
在一个优选的技术方案中，所述装饰包括多个定位辅助件，在此情况下，检测结果基本上仅与这些定位辅助件的位置有关。这些定位辅助器例如指的是相对易于光学检测的几何标记，例如虚线或十字。在此情况下，表面结构例如已存在，进而被给定，并且检测结果仅用于将给定的表面结构与位于烧蚀装置中的装饰对齐。
根据根据本发明的方法的一个优选变体，在印刷之前用底漆层对载体进行涂布，其中将装饰层施覆到底漆层上。这个底漆层例如用于装饰的颜色协调以及/或者用作载体与装饰层之间的增粘剂。
根据根据本发明的方法的一个优选变体，用透明保护层对施覆到载体上的装饰，即装饰层，进行涂布。优选在通过激光烧蚀装置进行烧蚀之前用这个透明保护层进行涂布。
优选地，除装饰层和视情况设置的透明保护层以及视情况设置的底漆层之外，载体的材料也通过局部烧蚀被部分地去除。由此产生在触觉和视觉上可以明确感知到的表面结构。
例如由基本上呈圆形的孔隙形成这个表面结构，通过激光烧蚀将这些孔隙引入可选的保护层、装饰层和载体中。这些孔隙例如以空间上彼此分开的方式布置。在另一技术方案中，这些孔隙形成团聚体。每个孔隙的最大深度例如至少相当于其直径的一半或更大。由此实现与木材相当的触觉。
优选地，载体的材料的颜色以某种方式选定，使得所述颜色与这些孔隙的定位处的装饰的颜色相当或者使得所述颜色变深。换句话说，载体的材料的颜色不应比孔隙位置处的装饰的颜色浅。
根据根据本发明的方法的一个优选技术方案，适于印刷载体的液体转移印刷步骤具有以下步骤：首先，借助装饰对膜状衬底，优选含有聚乙烯醇的膜进行印刷，以便由此获得配设有装饰层的转印膜。随后将这个转印膜引入并悬浮在浸渍器，即包含液体(例如水)的浸槽中。这个液体优选以某种方式选定，使得其部分溶解或溶解衬底的材料。在随后的步骤中，用活化剂润湿装饰膜，以便活化装饰层。
随后将载体以某种方式浸入浸渍器中，以便将装饰层转移到载体上。可选地，接下来是洗涤过程，在这个洗涤过程中对经印刷的载体进行洗涤，以便从这个经印刷的载体去除衬底材料的残留物。
优选地，经印刷的载体的表面结构和装饰定义按预期安装的装饰板的可见面，具体方式在于，这个表面结构和这个装饰在可见面的区域中以与装饰重叠的方式布置在这个经印刷的载体上。
此外，本发明还涉及所述方法在上述变体中的一个中的用于制造在安装状态下形成可见面的装饰板，特别是作为汽车的内饰的装饰板的用途。
此外，本发明还涉及一种装饰板，特别是用作汽车中的装饰板。这个装饰板具有由热塑性塑料构成的载体。根据本发明，这个载体涂布有、优选印刷有形成装饰的装饰层。其优选是不透明的热塑性塑料，更优选是不透明且染黑的热塑性塑料。例如借助3D喷墨打印工艺为这个载体印刷装饰。优选以液体转移印刷工艺对这个载体进行印刷。这个载体的涂布或印刷有装饰层并且适用于可见布置的可见面优选是不平整的并且例如具有弯曲的表面。
根据本发明，所述装饰板具有形成多个孔隙的表面结构，所述表面结构被引入经涂布的、优选经印刷的载体中。这些孔隙例如通过激光烧蚀被引入载体中。根据本发明，这些孔隙的位置和/或造型基本上与装饰层的装饰相匹配。这个匹配例如包括通过选择各个孔隙的位置而使得各个孔隙的造型和位置或由多个均匀的孔隙构成的积聚(Agglomeration)的外周局部地近似于视觉上可识别的装饰。在此情况下，根据本发明，这些孔隙被引入装饰层和载体的热塑性塑料中。
这些孔隙(即凹部)的位置和/或造型优选仿照实木并且基于实木装饰，或者更确切地说，基于通过印刷而模仿的实木的纹理。下面对根据本发明的针对孔隙的定位、成型的一些示例进行说明。根据待仿照的木材类型和待模仿的剖面类型(例如横截面、径向剖面或切向剖面)来选择这些孔隙的定位、横截面形状和尺寸。就所谓的环形孔隙(例如橡木、槐木、榆木)而言，这些孔隙例如主要位于装饰的浅色区域中并且在横截面中沿假想的环形而布置。在此情况下，这些孔隙可以采用火焰状径向布置方案(橡木)、排列成行的径向布置方案(榛木、鹅耳枥)、带状切向布置方案(榆木)、单独的布置方案(柳木)或巢状布置方案(樱桃木)。此外，也存在所谓的分散孔隙(椴木、枫木)，其中，这些孔隙不仅布置在颜色更浅的区域中，也布置在颜色更深的区域中。所谓的半环孔隙(樱桃木、坚果、悬铃木)是环形孔隙和分散孔隙的混合。在径向和切向剖面中仿照所谓的孔槽。在这些孔隙呈长形或呈椭圆形时，会产生这些孔槽。长形孔隙(也称为孔槽)也可以借助激光烧蚀装置通过接连排列的单独的圆形孔隙来表示(就生产技术而言更简单)。为了模拟实木纹理，可以以混合布置的方式使用这些孔隙的不同形状，例如多个圆形孔隙和多个长形孔隙。
圆形孔隙的直径或长形孔隙的横向尺寸(最小直径)在<1mm的范围内，例如就黄杨木仿制品而言最大为0.1mm，就枫木仿制品而言最大为0.2mm，就橡木仿制品而言最大为0.4mm。
根据所述装饰板的一个优选技术方案，所述装饰由多个定义其空间上相关的区域且彼此间隔开的深色区域和至少一个布置在其间的浅色区域而定义，其中所述浅色区域与所述深色区域之间的过渡由跳跃式的、优选不连续的过渡以对比值的方式定义并且绝大多数孔隙，更优选超过95％的孔隙仅布置在浅色区域中或者绝大多数孔隙，优选超过95％的孔隙仅布置在深色区域中。
根据所述装饰板的一个优选变体，所述装饰在浅色背景上具有多个深色线条或者在深色背景上具有多个浅色线条，并且大部分孔隙，更优选超过95％的孔隙以某种方式构建或布置，使得这些孔隙基于其造型和/或定位而遵循这些线条。例如孔隙的轮廓遵循相应的线条以及/或者邻接或紧邻空间分布的孔隙遵循所述线条。在此情况下，这个或这些孔隙可以布置在被线条覆盖的区域中或者可以布置在这个线条的两侧，即布置在被线条覆盖的区域外，即在外部遵循这个线条。
根据所述装饰板的一个优选变体，在载体与装饰层之间设有底漆层。这个底漆层例如用于装饰的颜色协调以及/或者用作载体与装饰层之间的增粘剂。
根据根据本发明的装饰板的一个优选变体，所述装饰层覆盖有透明保护层，如果存在于底漆层中，则这些孔隙被引入保护层、装饰层和载体中。
例如由基本上呈圆形的孔隙形成表面结构。这些孔隙例如以空间上彼此分开的方式布置。在另一技术方案中，这些孔隙形成由多个紧邻的孔隙构成的团聚体。每个孔隙的最大深度例如至少相当于其直径的一半或更大。由此实现与木材相当的触觉。
优选地，载体的材料的颜色以某种方式选定，使得所述颜色与这些孔隙的定位处的装饰的颜色相当或者使得所述颜色变深。换句话说，载体的材料的颜色不应比孔隙位置处的装饰的颜色浅。
优选地，经印刷的载体的表面结构和装饰定义按预期安装的装饰板的可见面，具体方式在于，这个表面结构和这个装饰在可见面的区域中以与装饰重叠的方式布置在这个经印刷的载体上。
附图说明
结合以下附图对本发明进行详细说明。在此情况下，这些附图仅是示例性的并且仅表示优选的实施变体。其中：
图1为用于说明根据本发明的方法的流程图；
图2为根据本发明而制造的装饰板1的可见面8的第一变体的俯视图；
图3为根据本发明而制造的装饰板1的可见面8的第二变体的俯视图；
图4为根据本发明而制造的装饰板1的可见面8的第三变体的俯视图。
具体实施方式
图1为用于说明根据本发明的方法的实施方式的流程图。在第一步骤a)中，在成型工艺中由热塑性材料，例如染黑的ABS，来制造并提供载体。成型工具未在图1中详细示出。
载体2具有弯曲的表面，就在步骤d)中制成并且按预期安装在车辆中的可见板1而言，这个弯曲的表面定义朝向车辆的乘员的可见面8并且例如用作内部装饰。在随后的步骤b)中，在未详细绘示的液体转移印刷工艺中用再现木材纹理的装饰3、5对载体2进行印刷。在印刷之前，可选地并且在图1中未示出，这个载体可以涂布有增粘的底漆层，例如涂有深色漆，以便除改善粘合性之外还给定或影响装饰3、5的原色。
随后，在步骤c)中，在载体2的配设有装饰3、5的一侧上涂布透明保护层5，例如清漆。在下文所示的步骤c)中，将经印刷和涂布的载体2布置在激光烧蚀装置7中，这个激光烧蚀装置仅象征性地示出。借助光学检测装置9对装饰3、5进行光学检测，以便至少检测装饰3、5相对激光烧蚀装置7的位置和定向，其中提供由光学检测而得出的检测结果。
光学检测装置9仅在图1中示意性地示出，其例如包括CCD图像转换器并且用于在激光烧蚀装置7中电机驱动地对经印刷的载体2进行定向或者在随后的激光烧蚀步骤d)中对激光烧蚀装置7进行定向和控制。在此情况下，在激光烧蚀装置7中借助激光对经印刷的载体2进行局部烧蚀，其中在形成多个孔隙6的情况下将表面结构引入这个经印刷的载体2中并且获得装饰板1。在此情况下，根据检测结果控制激光烧蚀装置7，以便基本上将孔隙6的位置和/或造型与装饰3、5相匹配。借助激光烧制到保护层5中的孔隙6穿过保护层5和形成装饰3、5的装饰层延伸到载体2的材料中。
图2至图4示出了由根据本发明的方法而得出的可见面8，这些可见面的视觉和触觉外观会有所变化，但这一方面是由所使用的装饰3、5而引起的，另一方面是由各自的表面结构而引起的，其中后者取决于孔隙6的位置和造型。
图2示出具有由孔隙6而产生的表面结构的装饰3、5，由此模仿实木的横截面，所实现的纹理具有装饰3、5，这个装饰在深色背景3上具有多个浅色线条5。通过激光烧蚀装置在步骤1d)中产生的孔隙6仅布置在这些浅色线条内，其中横截面呈圆形的孔隙6被分成两类不同的横截面直径。
图3示出具有由孔隙6而产生的表面结构的装饰3、5，这些孔隙共同模仿实木的切向或径向剖面。所产生的纹理的特征在于浅色背景5上的深色线条3。通过激光烧蚀而产生的孔隙6呈线型并且这些孔隙的布局遵循深色线条6的走向，其中这些孔隙主要布置在可见面8的被深色线条3覆盖的区域外。
图4示出表面结构化的装饰3、5，这个装饰同样模仿实木的切向或径向剖面。所产生的纹理的特征在于浅色背景5上的平行的深色线条3。通过激光烧蚀而产生的孔隙6呈线型并且这些孔隙的布局遵循深色线条6在深色线条3内的走向。

Claims (11)

1.一种制造装饰板(1)的方法，具有以下步骤：
在成型工艺中由热塑性材料制成载体(2)；
优选在液体转移印刷工艺中，在施覆装饰层的情况下用装饰(3、5)对所述载体(2)进行印刷；
将所述经印刷的载体(2)布置在激光烧蚀装置(7)中；
借助光学检测装置(9)对所述装饰(3、5)进行光学检测，以便至少检测所述装饰(3、5)相对所述激光烧蚀装置(7)的位置和定向，并且提供所述检测结果；
在所述激光烧蚀装置(7)中借助激光对所述经印刷的载体(2)进行局部烧蚀，其中在产生多个孔隙(6)的情况下将表面结构引入所述经印刷的载体(2)中并且获得所述装饰板(1)，其中根据所述检测结构对所述激光烧蚀装置(7)进行控制，以便基本上将所述孔隙(6)的位置和/或造型与所述装饰(3、5)相匹配。
2.根据上述权利要求所述的方法，其中所述装饰(3、5)由多个空间上相关而又彼此间隔开的深色区域(3)和至少一个布置在其间的浅色区域(5)而定义，其中所述浅色区域(5)与所述深色区域(3)之间的过渡由跳跃式的、优选不连续的过渡以对比值的方式定义并且绝大多数所述孔隙(6)，优选超过95％的孔隙仅布置在所述浅色区域(5)中或者绝大多数所述孔隙(6)，优选超过95％的孔隙仅布置在所述深色区域(3)中。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述装饰(3、5)在浅色背景上具有多个深色线条(3)或者在深色背景上具有多个浅色线条(5)，并且所述孔隙(6)中的大部分，更优选超过95％的孔隙以某种方式构建，使得所述孔隙基于其造型和/或定位而遵循所述线条。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述装饰(3、5)包括多个定位辅助件，所述检测结果仅与所述定位辅助件的位置有关。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中在进行所述印刷之前用底漆层对所述载体(2)进行涂布并且将所述装饰(3)施覆到所述底漆层上。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中用透明保护层(5)对所述施覆到所述载体(2)上的装饰(3、5)进行涂布。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中通过所述局部烧蚀部分地去除所述载体(2)的材料。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中以所述液体转移印刷工艺进行印刷包含以下步骤：对膜，优选含有聚乙烯醇的膜进行印刷，以便获得具有所述形成所述装饰的装饰层的转印膜；
将所述转印膜悬浮在浸渍器中；
用活化剂润湿所述转印膜，以便活化所述装饰层；
将所述载体浸入所述浸渍器中，以便将所述装饰层转移到所述载体上；
可选地对所述经印刷的载体进行洗涤。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述经印刷的载体(2)的由所述孔隙(6)而定义的表面结构和所述装饰(3、5)定义所述按预期安装的装饰板(1)的可见面(8)。
10.一种将根据上述权利要求中任一项所述的方法用于制造在安装状态下形成可见面(8)的装饰板(1)，特别是作为汽车的内饰的装饰板的用途。
11.一种装饰板，其具有：
由热塑性塑料构成的载体(2)；
形成装饰(3、5)的装饰层，所述载体(2)涂布有、优选印刷有所述装饰层；
形成多个孔隙(6)的表面结构，所述表面结构被引入所述经涂布的、优选经印刷的载体(2)中；其中所述孔隙(6)的位置和/或造型基本上与所述装饰(3、5)相匹配并且所述孔隙被引入所述装饰层以及所述载体的热塑性塑料中。
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