CN114908577A - 一种带有图案孔皮革及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种带有图案孔皮革及其制作方法，属于汽车内饰中技术领域，图案孔皮革的从上到下结构为：表面涂层、表皮层、加强层组成。制作方法为：首先将色粉、聚合物树脂、溶剂的初级原料进行混合得到初级原料；将初级原料、聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、添加剂进行混合得到表皮原料；在离型纸上涂布表皮原料，经过烘干、静止、熟化得到表皮层，在表皮层的上表面涂覆表面处理剂，得到耐磨的表皮层。然后将聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、脱泡剂、无机原料添加剂经过混合得到中间加强层原料；在表皮层上涂布加强层原料，并贴上机织布或者三维织物，通过喷胶、烘干、静止、熟化得到皮革。然后在皮革上按照预设的图案打孔，最后得到图案孔皮革。
Description
技术领域
本发明属于汽车内饰中技术领域，特别是涉及到一种带有图案孔皮革及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，人们在对汽车性能、外观以及安全性能的需求不断提高的同时，对汽车内饰环境的要求也在不断的提高。其中，包覆汽车饰件的表皮，不但具有色彩、花纹，提供柔软有弹性的手感，并且对车内氛围灯及人车互动的要求逐步提高。
传统的人造革因其独特的材料特性对光线具有阻隔效应，并不具备透光性能，影响了美观性。
鉴于上述情况，目前需要设计一种带有图案孔皮革。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种带有图案孔皮革及其制作方法，兼顾表皮材料的强度、韧性与透光性，并提高舒适性和美观性。
一种带有图案孔皮革，其特征是：在皮革上设置有通孔，且皮革包括表面涂层、表皮层以及加强层，所述表皮层的上部设置有表面涂层，下部设置有加强层。
所述加强层包括原料添加剂层和织物层，原料添加剂层设置在织物层的上部。
一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：制备所述的一种带有图案孔皮革，具体包括以下步骤，
步骤一、染色原料配制
将色粉、聚合物树脂、溶剂的初级原料进行混合、加温、搅拌、溶解、研磨、脱泡，得到染色原料；
步骤二、表皮层制备
一、将步骤一获得的染色原料、聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、添加剂进行混合、搅拌、研磨、脱泡，获得表皮原料；
二、在离型纸上涂覆表皮原料，经过烘干、静止、熟化得到表皮层；
三、在表皮层上涂覆表面处理剂，获得耐磨表皮层；
步骤三、加强层制备
一、将聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、脱泡剂、无机原料添加剂经过混合、搅拌、研磨、脱泡，得到加强层原料；
二、在耐磨表皮层上涂布加强层原料，并贴上机织布或者三维织物，通过喷胶、烘干、静止、熟化得到皮革复合物；
步骤四、打孔制作
将皮革复合物，使用激光或者针板制作出预设的孔洞图案，获得图案孔皮革。
所述色粉为有机色粉或无机色粉；所述聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物；溶剂为烃类、醇类、酮类、酯类有机溶剂或者至少两种混合溶剂；所述增塑剂为邻苯类增塑剂、二元酸酯及其混合物；所述脱泡剂为聚醚型、有机硅型或聚醚改性有机硅型；所述稳定剂为有机锡、金属皂以及纯有机化合物；所述添加剂为无机添加剂，具体为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、超细碳酸钙、超细硫酸钡或至少二者的混合。
所述步骤一的具体方法为，按照色粉20％～30％，聚合物树脂40％～45％，溶剂25％～40％进行混合，倒入玻璃圆口瓶中，将圆口瓶固定在油浴锅上，同时圆口瓶内部，使用旋转搅拌器进行搅拌；油浴锅温度从室温环境进行升温，每5分钟升温10℃，持续5分钟，温升至120℃，保持30分钟以上，自然降温至室温，在升温和降温过程中，搅拌器持续搅拌，搅拌器转速为150RPM～200RPM；
溶解后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续40分钟～50分钟，获得透光染色原料。
所述步骤二的具体方法为，将染色原料100份，聚合物树脂70份，增塑剂65份，稳定剂5份，添加剂1份进行混合，倒入搅拌罐中进行混合搅拌，在400RPM～600RPM搅拌25分钟～30分钟，在800RPM～1000RPM搅拌25分钟～30分钟，在1500RPM～2000RPM搅拌25分钟～30分钟；
将混合搅拌后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，研磨3次以上，至细度低于5um，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续60分钟～80分钟，获得表皮原料；
将预制好的表皮原料涂覆在离型纸上进行烘干、冷却处理；然后将离型纸剥离，再进行二次烘干，最后熟化处理。
所述二次烘干的具体流程为第一次烘干温度为115℃～125℃，烘干时间为15分钟～20分钟，第二次烘干温度为140℃～150℃，烘干时间为5分钟～10分钟；所述熟化处理的温度为35℃～40℃。
所述步骤三加强层原料制备的具体流程为，将原料按照重量比混合，包括聚合物树脂100份，增塑剂50份，稳定剂5份，脱泡剂0.2份，添加剂1份，倒入搅拌罐中进行混合搅拌，在1000RPM～1200RPM搅拌25分钟～30分钟，在1500RPM～1200RPM搅拌25分钟～30分钟，在2000RPM～2500RPM搅拌25分钟～30分钟；
将混合搅拌后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续60分钟～80分钟，最后得到加强层原料。
所述步骤三喷胶厚度为表皮层厚度的2倍以上；烘干温度为150℃～160℃，烘干时间为15分钟～20分钟；熟化温度35℃～40℃，放置24小时。
所述步骤四采用激光设备打孔，或针板模板冲孔。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种带有图案孔皮革及其制作方法，兼顾表皮材料的强度、韧性与透光性，并提高舒适性和美观性。
本发明的进一步有益效果在于：图案孔皮革最上层有表面处理剂，增加耐磨性，也可以选择性的进行压花处理。
透光表皮层内有染料/颜料色粉，可以根据不同的用户需求，选择不同的颜色。在皮革上形成图案孔后，在有灯光照射时可以显示图案。加强层内部有机织布或者三维织物，既保证了透光性，同时也保证了革的强度。同时加强层也可以依据客户要求选择其他加强材料或者没有加强层。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种带有图案孔皮革表面示意图。
图2为本发明一种带有图案孔皮革加强层结构示意图。图中1-通孔。
具体实施方式
一种带有图案孔皮革，如图1和图2所示，在皮革上设置有通孔1，且皮革包括表面涂层、表皮层以及加强层，所述表皮层的上部设置有表面涂层，下部设置有加强层。
所述加强层包括原料添加剂层和织物层，原料添加剂层设置在织物层的上部。
所述表皮层包括色粉和聚合物树脂。
所述表皮层表面设置有压花。
所述通孔1设置为若干个，若干个通孔按照预设图形排布。
所述通孔1的直径范围为0.8mm-2mm，相邻通孔1的间距大于孔径的1.5倍以上，通孔1的总面积小于皮革面积的35％。
所述图形外轮廓包括商标、数字以及字符。
所述压花表面为仿皮纹理。
一种带有图案孔皮革的制备方法包括以下步骤，
S1、染料/颜料配制：将染料/颜料色粉、聚合物树脂、溶剂的初级原料进行混合、加温、搅拌、溶解、研磨、脱泡，得到染料/颜料初级原料；
S2、表皮原料：将S1原料、聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、添加剂进行混合、搅拌、研磨、脱泡，得到表皮原料；
S3、表皮制作：在离型纸上涂覆S2原料，经过烘干、静止、熟化得到表皮层；
S4、表皮处理：在S3的表面涂覆表面处理剂，得到耐磨的表皮层，同时也可以选择进行压花处理。
S5、加强层原料：将聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、脱泡剂、无机原料添加剂经过混合、搅拌、研磨、脱泡，得到加强层原料；
S6、加强层制作：在S4上涂布S5原料，并贴上机织布或者三维织物，通过喷胶、烘干、静止、熟化得到皮革复合物；
S7、打孔制作：将皮革复合物，使用激光或者针板制作出预设的孔洞图案，最终得到图案孔皮革；
对于表皮层的制备具体，可选择不同颜色；在皮革表面需要涂覆表面处理剂，增加耐磨性；皮革的表面还可以进行压花处理，进行防真皮纹路，提高美观性。
按照客户对于表面的颜色需求，色粉染料/颜料可以采用有机色粉或者无机色粉。有机色粉例如为洋红，深红，紫红，耐晒黄，联苯胺黄，永固黄，酞青蓝，酞青绿等，无机色粉例如为氧化铁颜料(有红、黄、绿、黑、橙、灰、棕)，铬黄类，碳黑等。对于粒径需要小于15nm。
在常规的表皮层原料的制备过程中，通常是将各种粉料直接混合搅拌在一起，由于色粉的粒径是纳米级的，非常微小，与其他粉料的粒径均不在一个数量级，若直接将其与其他粉料混合会非常容易造成色粉的分散不均，而本发明中，首先通过混合、搅拌、油浴、添加溶剂的方式配制透光颜料原料，使染料/颜料充分分散溶解，然后再将透光颜料原料与聚合物粉、增塑剂、稳定剂、无机添加剂进行混合得到透光表皮层原料，能够大大提高色粉的分散均匀性，另外，将色粉与聚合物粉和增塑剂混合形成颜料原料，能够大大提高颜料原料与其他粉料的融合度。在制备颜料原料时添加了研磨工艺，使得色粉和其他粉料混合均匀，防止出现团聚。
优选的染料/颜料初级原料，质量分配百分比为：色粉20％～30％，聚合物树脂40％～45％，溶剂25％～40％，依据不同要求，色粉可以进行适当的调整，依据树脂的黏稠度要求，聚合物树脂也可以进行适当的调整，最后调整溶剂匹配比例。
在染料/颜料初级原料中，色粉的含量不能过高也不能过低，过高会影响人造革的力学性能，而过低则会影响颜色度，优选地，色粉在颜料原料中的质量百分比为25％～28％。
在染料/颜料初级原料中，聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物。
在染料/颜料初级原料中，溶剂使用烃类、醇类、酮类、酯类等有机溶剂或者至少两种混合溶剂。
优选的制备染料/颜料初级原料，将初级原料进行混合，倒入玻璃圆口瓶中，将圆口瓶固定在油浴锅上，同时圆口瓶内部，使用旋转搅拌器进行搅拌。油浴锅温度从室温环境进行缓慢升温，每5分钟升温10℃，再保持5分钟，最后温升至120℃，保持30分钟以上，然后再自然降温至室温。在升温和降温过程中，搅拌器要始终搅拌，转速为150RPM～200RPM。
缓慢升温能够保证控制温度的准确性，防止由于温度惯性作用，引起温度超差。在升温至120℃时，保持30分钟以上，能够将染料/颜料、树脂、溶剂充分溶解并保持溶解状态。在整个过程中要持续搅拌，通过搅拌达到分散均匀性。速度不易过高，高速搅拌容易产生气泡。
将溶解后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨。
研磨由粗研磨、细研磨、精细研磨过程逐步进行，这样才能够保证研磨的细度，每次研磨后，需要使用刮板细度计测量细度，以细度结果调整研磨精度。
研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，采用负压消泡，使气泡从原料中排出。理论上时间长，消泡效果好，但是浪费时间，优选的时间为40分钟～50分钟，最后得到透光原料。
在表皮原料中，聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物。
在表皮原料中，增塑剂为邻苯类增塑剂、二元酸酯及其混合物等，邻苯类增塑剂例如为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸酯等。
在表皮原料中，稳定剂为有铅盐、有机锑、有机锡、金属皂、纯有机化合物等优选金属皂类的硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸铝等。
在表皮原料中，添加剂为无机添加剂，如轻质碳酸钙、重质碳酸钙、超细碳酸钙、超细硫酸钡或至少二者的混合，由于添加剂为固体颗粒，所以粒径选纳米级，优选15nm以下。
在表皮原料中，重量分配比的原料：透光原料100份，聚合物树脂70份，增塑剂65份，稳定剂5份，添加剂1份。
将表皮原料进行混合，倒入搅拌罐中进行混合搅拌，在400RPM～600RPM搅拌25分钟～30分钟，在800RPM～1000RPM搅拌25分钟～30分钟，在1500RPM～2000RPM搅拌25分钟～30分钟。在逐级升高的转速条件下进行分散搅拌，保证材料充分融合和分散。
将溶解后的表皮原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨。
研磨由粗研磨、细研磨、精细研磨过程逐步进行，这样才能够保证研磨的细度，每次研磨后，需要使用刮板细度计测量细度，以细度结果调整研磨精度。
研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，采用负压消泡，使气泡从原料中排出。理论上时间长，消泡效果好，但是浪费时间，优选的时间为40分钟～50分钟，最后得到表皮原料。
将预制好的透光表皮原料涂覆在离型纸上进行烘干、冷却处理。然后将离型纸剥离，再进行二次烘干，最后熟化处理。所述的透光表皮原料不进行发泡工艺或进行微发泡工艺，所述微发泡工艺的发泡倍率小于或等于1.5。
烘干过程中，优选第一次烘干温度为115℃～125℃，烘干时间为15分钟～20分钟，第二次烘干温度为140℃～150℃，烘干时间为5分钟～10分钟。采用分段式烘干方式，保证产品充分干燥。
为了保证产品的寿命稳定性及后期的工艺操作性，需要熟化处理为，优选温度35℃～40℃，放置24小时。
为了增强表面耐磨性，需要喷涂表面处理剂，优选水性聚氨酯材料，采用喷涂的工艺进行，干燥后可以选择压花处理，在滚轮上可雕刻各种图案，满足客户的不同需求，最终得到透光饰面层。
对于加强层，要求具有手感缓冲作用，并且具有良好的力学强度；
在加强层原料中，重量分配比的原料：聚合物树脂100份，增塑剂50份，稳定剂5份，脱泡剂0.2份，添加剂1份。
在加强层原料中，将聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、脱泡剂、无机原料添加剂经过混合、搅拌、研磨、脱泡，得到中间加强层原料。其工艺过程同透光表皮原料配置过程。
在加强层原料中，脱泡剂为聚醚型、有机硅型或聚醚改性有机硅型等优先选用聚二甲基硅氧烷、二甲基硅油。
为了保证良好的性能，可以通过在该层材料中，少量添加、甚至不添加颜料和染料，同时选用浅色乃至无色透明的基材、助剂的方法来实现。
在表皮层上涂布加强层原料，并贴上机织布或者三维织物，通过喷胶、烘干、静止、熟化得到透光表皮层中间加强层复合物，为了保证回弹手感喷胶厚度至少为表皮层厚度的2倍。
考虑到回弹手感和透光性能，由所述粘贴的机织布或者三维织物是可以选择具有孔洞构造的。这里所说的孔洞，是指中间层的横截面通过500倍及以内的光学放大，可以观察到。孔洞可以只存在中间层内部，也可以出现在中间层表面；孔洞可以是孤立的，也可以是相互贯通的。
由前述制备的加强层，为机织布和三维织物类型。所谓间隔织物，也称为3D mesh、3D织物、三维织物、3d间隔织物、3d网眼布、三明治织物、空气层织物等，具体是指相对于常规织物，该织物具有显著的厚度，特别的在织物的正反两面层之间，还具有垂直方向排列的间隔丝。加强层，因其低密度和空隙形态，可以赋予可透光表皮软触感和回弹性。
可表皮需要具备良好的力学强度，以确保在包覆部件时，进行反复的拉扯，而不至于导致该表皮变形。
对于打孔，这里所说的饰面图案，可以是图像、字符、标识，即设计人员所设计的一切可以显示的形式。
打孔工艺可以使用激光雕刻机或者激光镭雕机进行图案的激光雕刻；同时也可以使用设定图形针板，进行模切冲孔。
在不损害本发明设计目的的前提下，表面层、加强层还可以选择性地添加阻燃剂、紫外光吸收剂、抗老化剂、填料、润滑剂、耐摩擦剂、相容剂、交联剂、反应促进剂和流动性改善剂等助剂。
根据本发明，提供一种带有图案孔皮革以及包括该图案孔皮革的可包覆透光饰件应用。该透光饰面革应用到汽车内饰中时，大大提升了汽车内饰的档次、装饰效果和驾乘体验。
应当理解的是，该图案孔皮革不仅限于汽车内部使用，也可应用于其他领域，同时依据客户要求可以取消加强层。
Claims (10)
1.一种带有图案孔皮革，其特征是：在皮革上设置有通孔(1)，且皮革包括表面涂层、表皮层以及加强层，所述表皮层的上部设置有表面涂层，下部设置有加强层。
2.根据权利要求1所述的一种带有图案孔皮革，其特征是：所述加强层包括原料添加剂层和织物层，原料添加剂层设置在织物层的上部。
3.一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：制备权利要求1所述的一种带有图案孔皮革，具体包括以下步骤，
步骤一、染色原料配制
将色粉、聚合物树脂、溶剂的初级原料进行混合、加温、搅拌、溶解、研磨、脱泡，得到染色原料；
步骤二、表皮层制备
一、将步骤一获得的染色原料、聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、添加剂进行混合、搅拌、研磨、脱泡，获得表皮原料；
二、在离型纸上涂覆表皮原料，经过烘干、静止、熟化得到表皮层；
三、在表皮层上涂覆表面处理剂，获得耐磨表皮层；
步骤三、加强层制备
一、将聚合物树脂、增塑剂、稳定剂、脱泡剂、无机原料添加剂经过混合、搅拌、研磨、脱泡，得到加强层原料；
二、在耐磨表皮层上涂布加强层原料，并贴上机织布或者三维织物，通过喷胶、烘干、静止、熟化得到皮革复合物；
步骤四、打孔制作
将皮革复合物，使用激光或者针板制作出预设的孔洞图案，获得图案孔皮革。
4.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述色粉为有机色粉或无机色粉；所述聚合物树脂为聚氯乙烯、氯化聚乙烯、丙烯酸、聚氨酯、环氧树脂、氯醋树脂、硅胶中的一种或者至少两种的混合物；溶剂为烃类、醇类、酮类、酯类有机溶剂或者至少两种混合溶剂；所述增塑剂为邻苯类增塑剂、二元酸酯及其混合物；所述脱泡剂为聚醚型、有机硅型或聚醚改性有机硅型；所述稳定剂为有机锡、金属皂以及纯有机化合物；所述添加剂为无机添加剂，具体为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、超细碳酸钙、超细硫酸钡或至少二者的混合。
5.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述步骤一的具体方法为，按照色粉20％～30％，聚合物树脂40％～45％，溶剂25％～40％进行混合，倒入玻璃圆口瓶中，将圆口瓶固定在油浴锅上，同时圆口瓶内部，使用旋转搅拌器进行搅拌；油浴锅温度从室温环境进行升温，每5分钟升温10℃，持续5分钟，温升至120℃，保持30分钟以上，自然降温至室温，在升温和降温过程中，搅拌器持续搅拌，搅拌器转速为150RPM～200RPM；
溶解后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续40分钟～50分钟，获得透光染色原料。
6.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述步骤二的具体方法为，将染色原料100份，聚合物树脂70份，增塑剂65份，稳定剂5份，添加剂1份进行混合，倒入搅拌罐中进行混合搅拌，在400RPM～600RPM搅拌25分钟～30分钟，在800RPM～1000RPM搅拌25分钟～30分钟，在1500RPM～2000RPM搅拌25分钟～30分钟；
将混合搅拌后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，研磨3次以上，至细度低于5um，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续60分钟～80分钟，获得表皮原料；
将预制好的表皮原料涂覆在离型纸上进行烘干、冷却处理；然后将离型纸剥离，再进行二次烘干，最后熟化处理。
7.根据权利要求6所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述二次烘干的具体流程为第一次烘干温度为115℃～125℃，烘干时间为15分钟～20分钟，第二次烘干温度为140℃～150℃，烘干时间为5分钟～10分钟；所述熟化处理的温度为35℃～40℃。
8.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述步骤三加强层原料制备的具体流程为，将原料按照重量比混合，包括聚合物树脂100份，增塑剂50份，稳定剂5份，脱泡剂0.2份，添加剂1份，倒入搅拌罐中进行混合搅拌，在1000RPM～1200RPM搅拌25分钟～30分钟，在1500RPM～1200RPM搅拌25分钟～30分钟，在2000RPM～2500RPM搅拌25分钟～30分钟；
将混合搅拌后的原料倒入三辊研磨机进行研磨，最少研磨3次，当细度在5um以下后，停止研磨；
将研磨后的原料，放置在真空消泡箱中进行消泡，在-0.5MPa～-0.1MPa，持续60分钟～80分钟，最后得到加强层原料。
9.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述步骤三喷胶厚度为表皮层厚度的2倍以上；烘干温度为150℃～160℃，烘干时间为15分钟～20分钟；熟化温度35℃～40℃，放置24小时。
10.根据权利要求3所述的一种带有图案孔皮革的制备方法，其特征是：所述步骤四采用激光设备打孔，或针板模板冲孔。
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