CN1914023A - 形成层状制品的方法 - Google Patents

Abstract

一种形成层状制品的方法，该方法包括：热成形底材片以形成成形底材，其中成形底材为纤维增强的塑料材料，该材料具有足以允许通过成形底材施加真空的空隙含量；通过成形底材抽吸真空；和拉伸薄膜层到成形底材的表面上形成层状制品。

Description

形成层状制品的方法

相关申请的交叉参考

本申请要求2004年1月26日提交的美国临时专利申请No.60/539188的优先权，因此本文引入其全文作为参考。

背景技术

包括底材和装饰表面层的装饰复合结构的市场经济经常支持使用热固性树脂体系用于底材。低的原料和加工成本常常被作为支持选择热固性材料的因素来引用。但是，使用热固性材料会产生挥发性有机化合物(VOC)排放物，并通常导致长的循环时间。

例如，形成装饰部件的一种常用方法包括两步骤过程，其中使用传统热成形方法形成热塑性表面层，在该表面层后注入或喷射热固性材料并原位固化形成具有增强底层和热塑性表面层的双层结构。许多热固性体系和方法可被利用形成增强的底层。这些包括例如喷发的玻璃纤维增强的塑料(FRP)、树脂传递模塑、真空注入和各种增强泡沫原位技术。

本领域中需要的为一种制造层状制品的方法，与使用热固化步骤的目前方法相比，该方法能产生较少的VOC排放物并具有较短的循环时间。

发明概述

形成层状制品的方法的一种实施方案包括热成形底材片形成成形底材，其中成形底材为纤维增强的塑料材料，该材料具有足以允许通过成形底材施加真空的空隙含量；通过成形底材抽吸真空；和拉伸薄膜层到成形底材的表面上形成层状制品。

形成层状制品的方法的另一种实施方案包括加热底材片到足以允许底材片纤维伸缩(lofting)的温度；靠着膜辅助的压力箱放置底材片；推送底材片到模具上形成成形底材；加热薄膜层；靠近成形底材放置薄膜层；通过成形底材抽吸真空；和对着成形底材拉伸薄膜层形成层状制品。

从以下的详细描述、附图和附加权利要求中，本领域那些技术人员将能认识和理解上述和其它特征。

附图简述

现在参考附图，它们是示例性的实施方案，其中相同的元件被以相同的方式编号。

图1为带有要被热成形的示例底材的匹配工具的横截面侧视图。

图2为带有要被热成形的示例底材的膜辅助的真空/压力设备的横截面侧视图。

图3为在成形底材上带有要被热成形的薄膜层的真空热成形系统的横截面侧视图。

图4为示例性塑料层状制品的横截面图。

详细描述

本文公开了制造其底材具有开孔结构的塑料层状制品的方法。应注意到，本文使用的术语“开孔”具有其原始含义，并描述了与邻近孔流体连通的孔，从而从一个表面到相对表面建立了流体连通。术语“热成形”和它的各种引伸语具有它们的原始含义，并在本文中用于一般描述加热和成形片成所需形状的方法。在DuBois和Pribble的“Plastics Mold Engineering Handbook”第5版(1995)第468-498页中详细描述了热成形方法和工具。

为了方便，在本文中使用术语“层”，其可包括具有不规则形状的材料以及片和薄膜。还应注意到，本文中的术语“第一”、“第二”等不代表任何顺序、数量或重要性，而是用于区分一个元件与另一个，本文中的术语“一”不代表数量的限制，而是代表存在至少一个所提及的项目。另外，本文中公开的所有范围是包括性的和可组合的(例如“最高约25重量百分数(wt％)，希望约5wt％至约20wt％，和更希望约10wt％至约15wt％”的范围包括范围的端点和全部中间值，例如“约5wt％至约25wt％，约5wt％至约15wt％”等)。

本文公开的方法尤其用于包括布置在开孔的、纤维增强的可热成形底材上的可热成形薄膜层的层状制品的制造。薄膜层可用作底材的表面层，并被选择既可热成形又与底材相容。在一种实施方案中，薄膜层为装饰层。在各种实施方案中，薄膜层可包括几种层，例如薄膜层可包括表面层和相容层。应注意到，在整个该公开中使用术语“薄膜层”仅仅为了方便，并可指其中薄膜层为单层的实施方案或它包括几个层的实施方案。此外，针对薄膜层列举的材料可为在相容层中使用的相同材料。如果薄膜层包括附加层，例如相容层，应认识到附加层与构成薄膜层的任何其它层、底材和邻近相容层的任何其它层相容。

另外，底材和薄膜层可包括相同或不同的彼此相容的塑料材料。本文使用的“相容”是指层能被结合到一起，且不会彼此不利地相互作用。塑料材料可包括热塑性材料、热固性材料和包括上述塑料材料中至少一种的组合。典型的热塑性材料包括聚丙烯、聚碳酸酯(PC)、聚酯、聚醚酰亚胺(PEI)、聚亚芳基醚等以及包括上述热塑性材料中至少一种的组合，例如PC/PET混合物。合适的热塑性聚酯包括例如，聚(二羧酸亚烷酯)如聚(对苯二甲酸亚乙酯)(PET)、聚(对苯二甲酸-1，4-亚丁酯)(PBT)、聚(对苯二甲酸亚丙酯)(PTT)、聚(萘酸亚乙酯)(PEN)、聚(萘酸亚丁酯)(PBN)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇酯)、聚(对苯二甲酸环己烷二甲醇-共-亚乙酯)(PETA)和聚(1，4-环己烷二甲基-1，4-环己烷二羧酸酯)(PCCD)；聚(芳烃二酸亚烷酯)；和包括上述聚酯中至少一种的组合。

在一种示例性实施方案中，底材和薄膜层各自包括聚碳酸酯。可使用直链或支链芳族聚碳酸酯。在一种实施方案中，可使用包括从以下中的一个或多个得到的单元的聚碳酸酯：2，2-双(4-羟基苯基)丙烷(“双酚A”)、双(2-羟基苯基)甲烷、1，1-双(4-羟基苯基)-3，3，5-三甲基环己烷、芴酮双酚、1，1-双(4-羟基苯基)乙烷、2，6-二羟基萘、双(3，5-二乙基-4-羟基苯基)砜、2，2-双(3，5-二溴-4-羟基苯基)丙烷、4，4’-二羟基二苯基醚、螺环联茚满双酚等。

典型的热固性材料包括热固性树脂如环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚酯、聚酰亚胺、聚氨酯、矿物填充的硅氧烷、双马来酰亚胺、氰酸酯、乙烯基树脂和苯并环丁烯树脂，以及包括上述中至少一种的掺合物、共聚物、混合物、反应产物和复合物。

底材的塑料材料具有充分的粘合能力来为底材提供充分的结构完整性以使其能热成形。例如，底材可包括纤维和热塑性材料使得底材可被放置在热成形系统中并热成形。在另一示例性实施方案中，底材可包括纤维、热固性材料和试剂，其中试剂能保持底材结构处于所需的形式(例如片)从而使得底材可被放置在热成形系统中并热成形。

根据制品的特定最终用途，底材和/或薄膜层可包括用于提供或增强视觉效果的一种或多种添加剂。这种视觉添加剂包括但不限于颜料和装饰材料如金属薄片、染料和发光化合物。合适添加剂的具体例子包括金属氧化物(如二氧化钛和氧化铁)；金属氢氧化物；金属薄片(如铝薄片)；铬酸盐(如铬酸铅)；硫化物；硫酸盐；碳酸盐；炭黑；二氧化硅；滑石；陶土；酞菁蓝和绿、有机红；有机紫红和其它有机颜料和染料等，以及包括上述视觉添加剂的至少一种的组合。在一个示例性实施方案中，使用在高温下稳定的颜料，即在大约350℃的温度下基本不会降解或变化的着色剂。

薄膜层和/或底材中还可存在耐光性添加剂，同样取决于制品的特定最终用途。例如，薄膜层和/或底材还可包括耐光性化合物、耐光性抗氧化剂和/或耐光性ozonant。耐光性化合物的例子包括双十二烷基-3，3’-硫二丙酸酯、三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、N，N’-β，β’-萘-4-苯二胺、4，4’-亚甲基-双(二丁基二硫氨基甲酸酯)、2，2，4-三甲基-1，2-氢醌等。

除了上述添加剂或其替代物外，可在薄膜层和/或底材中使用性能添加剂。示例性的性能添加剂包括冲击改性剂、UV吸收剂、阻燃剂、填充剂、稳定剂、酯交换抑制剂、粘合促进剂如双酚衍生物、氨基硅烷或其衍生物、脱模剂等，以及包括这些建议的添加剂中至少一种的组合。紫外光吸收剂(UVA)的例子包括苯并三唑、二苯甲酮、三嗪、氰基丙烯酸酯、二苯甲酰间苯二酚、苯并嗪酮等以及受阻胺光稳定剂(HALS)如2-(苯并三唑-2-基)-4-(1，1，3，3-四甲基丁基)苯酚、2-(苯并三唑-2-基)-4-甲基苯酚、2-羟基-4-辛氧基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、乙基-2，2-二苯基-1-氰基丙烯酸酯、2-(2’-羟基-4’-辛氧基)双-4，6-(2’，4’-二甲基苯基)三嗪、2-乙基-2’-乙氧基oxalanide、双[2-羟基-5-甲基-3-(苯并三唑-2-基)苯基]甲烷等。还可使用包括上述添加剂中任意一种或多种的组合。

另外，关于底材，为热成形后孔隙率足以允许通过其施加真空的纤维增强的塑料材料。注意底材的孔隙率可按照底材的空隙含量来定义。更特别地，热成形的底材(即通过热成形方法形成的成形底材)可具有大于或等于约5体积百分数(vol％)的空隙含量，尤其是约10vol％至约50vol％的空隙含量，更尤其是约25vol％至约50vol％的空隙含量，其中体积百分数基于底材的总体积。例如，底材可为开孔的纤维增强的塑料材料。或者，底材可为有小孔的纤维增强的塑料材料(例如，可冲压、钻孔、成形、模压或以其它方式布置开孔通过底材和/或成形底材)。术语“有小孔的”具有其原始含义，并在本文中用于指在其中具有物理布置的孔的底材。本领域那些技术人员应认识到，开孔结构可被解释为具有“孔”，例如，与邻近孔流体连通的孔，从而从一个表面到相对表面建立流体连通。但是，术语“有小孔的”在整个公开中仅仅为了方便而用于讨论其孔与彼此流体连通的孔网络形成的那些不同的系统。

选择底材中使用的纤维以便形成纤维增强的塑料，和任选形成开孔的纤维增强的塑料材料。纤维类型、大小、数量等可随构成底材中使用的塑料材料变化。在一种示例性实施方案中，选择纤维以给予底材所需的空隙体积。为了获得所需的模复制和所需的空隙体积，纤维能伸缩(例如当被加热时在z-方向上膨胀)。示例性纤维类型包括但不限于玻璃纤维(例如E玻璃(“电工用玻璃”，例如硼硅酸盐玻璃)、S-玻璃(“结构玻璃”，例如氧化镁/氧化铝/硅酸盐玻璃)等)、矿物纤维、聚合物纤维、天然纤维等，以及包括上述纤维中至少一种的组合。任选地，纤维直径(宽度)可为约6微米至约25微米。任选地，纤维长度可为约2毫米(mm)至约75mm。

底材的纤维增强塑料材料包括足够量的塑料材料和纤维来为底材提供所需的结构完整性和空隙体积。例如，纤维增强的塑料底材可包括约25重量百分数(wt％)至约75wt％的塑料材料，尤其约35wt％至约65wt％，更尤其可使用约40wt％至约60wt％的塑料材料。可与塑料材料一起使用约25wt％至75wt％，尤其约35wt％至约65wt％，更尤其约40wt％至约60wt％的纤维。重量百分数基于纤维增强的塑料底材的总重量。

合适的市售底材材料的例子包括但不限于AZDELSuperLite和AZDELGlass Mat Thermoplastics(GMT)，它们可从AZDEL，Inc.，Shelby，NC得到，具有各种基质，包括但不限于聚丙烯、聚碳酸酯(例如General Electric Company的LEXAN)、聚酯(例如General ElectricCompany的VALOX)、聚醚酰亚胺(例如General Electric Company的ULTEM)、聚亚芳醚(例如聚亚苯醚；General Electric Company的PPO树脂)、聚苯乙烯、聚酰胺和/或包括上述中至少一种的组合。

例如，可按照Wiggins Teape方法制造底材(例如，如美国专利3938782；3947315；4166090；4257754和5215627中所讨论)。例如，为了按照Wiggins Teape或类似方法制造垫，计量纤维、热塑性材料和任何添加剂并分散到装有叶轮的混合槽中形成混合物。通过分配总管将混合物泵送到网前箱中。网前箱位于用于造纸的一类机器的铁丝网段的上方。使用真空使分散的混合物通过移动的金属网筛，产生均匀的纤维性湿网。使湿网通过干燥器减少水分含量，和如果使用热塑性塑料，熔化热塑性塑料材料。无纺稀松布层也可被粘着到网的一侧或两侧上，以有利于底材处理容易(例如用热固性材料为底材提供结构完整性)。然后使底材通过张紧辊并切割(截断)成所需的尺寸。

任选布置在底材和薄膜层之间的可为粘结层。粘结层的使用可提供增强的粘合，通过增加界面处树脂的量，和或通过提高薄膜层和底材层之间的相容性，尤其在这些层包括不同的树脂时。粘结层包括被选择与薄膜层和底材相容的材料。用于粘结层的相容材料的具体例子包括聚碳酸酯；聚酯如PET、PBT、PTT、PEN、PBN、PETA和PCCD；聚醚酰亚胺；聚酰胺；聚芳烃二酸亚烷酯；含聚丙烯腈的树脂如，例如ABS、ASA或丙烯腈-(乙烯基-聚丙烯二胺改性)-苯乙烯(AES)；苯硫醚；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；共聚多酯碳酸酯；聚(二羧酸亚烷基酯)；等；或包括上述聚合物中至少一种的组合。在一种实施方案中，粘结层包括薄膜层树脂和底材层树脂的混合物。

聚碳酸酯以及聚碳酸酯与聚酯的混合物可有利地用于粘结层，尤其与包括如上所述的芳化聚酯树脂的薄膜层结合。众所周知，聚碳酸酯具有如下面式中所示的循环结构单元：

其中R¹如上面所定义。合适的聚碳酸酯树脂包括直链芳族聚碳酸酯树脂，例如基于包括来自双酚A的单元的那些，和支链芳族聚碳酸酯树脂。

聚酯和包括两种或多种聚酯的混合物也可有利地用于粘结层，尤其与包括如上所述的芳化聚酯树脂的薄膜层结合。例如，以混合物重量计，用于粘结层的一种合适混合物包括约10wt％至约50wt％的PBT、PET、glycolized聚(对苯二甲酸亚乙酯)、聚(cyanoterephthalydene)(PCT)、PCTA或PCTG和约50wt％至约90wt％的芳化聚酯树脂，尤其是如上所述的间苯二酚聚酯树脂，和约50wt％至约90wt％的包括间苯二酚芳化单元的树脂。

可通过方法如模塑、挤出、涂敷、浇铸、真空沉积等分开制造可热成形薄膜层和/或粘结层。然后使用粘合剂粘着和/或层压层。在叠层为用于随后布置在预先成形底材上的薄膜形式的应用中，粘结层可用作有助于薄膜层处理的加强层，其具有相对小的内在抗拉强度。

或者，通过共注射成型、共挤出、重叠注塑、涂敷等制造叠层形式的可热成形薄膜层和粘结层。例如可从分开的挤出机通过分开的压片机头来挤出薄膜层和粘结层(和其它任选的层)使其在热时彼此接触，然后通过辊的单个片。在另一实施方案中，构成薄膜层、任选的粘结层和其它任选层的材料的聚合物熔体可通过共挤出接头/供料头被带到一起和彼此接触，然后通过单或多-支管冲模。构造接头/供料头使得形成分离层的熔体作为粘着层被沉积在中心层的熔体上。共挤出后，产生的熔体的多层段可在连接在下游的挤压模中被成形成所需形状：实体片材或多壁板。然后借助压延(实体片材)或真空上浆(多壁板)以已知的方式在控制条件下冷却熔体，随后切成段。可在上浆或压延后任选地提供退火炉用于减少应力。

按照本方法，底材被热成形成基本对应于所需最终制品形状的形状。通常，热成形包括连续或同时加热和成形材料到模具上，其中材料最初为片形式并被成形为所需形状。一旦得到所需的形状，就冷却成形制品到它的凝固或玻璃转化温度以下。通常，可使用任何能制造空隙含量足以使真空通过其被抽吸的成形底材的热成形方法，例如空隙含量大于或等于约5vol％。例如，合适的热成形方法包括但不限于机械成形(例如匹配工具成形)、膜辅助压力/真空成形、利用助压模塞的膜辅助压力/真空成形等。

在使底材成形的匹配工具成形方法中，在足够的温度下加热底材足够的时间使底材达到软化温度(其也可被称为成形温度)以便底材可被物理加工(即加工成形)成所需的形状。注意可以以各种方式加热底材，如在辐射热成形炉(其可包括顶和/或底加热器)中。然后将底材放在凸成形工具和凹成形工具之间。在足以将底材成形为所需形状的压力下通过止动机构(stops)(布置在每个工具的周边处)使凸和凹成形工具彼此物理接触，同时保持空隙含量在上述范围内。合适的压力将取决于具体的底材组成，并能由本领域普通技术人员不用过多实验就可容易地确定。但是，注意避免使用过量的压力，因为它可能闭合底材的部分或全部孔至低于所需的空隙含量，使底材多孔性不充分。

现在参考图1，提供了匹配工具成形的横截面图。使用夹具16将加热的底材片10固定在相对于凸成形工具12和凹成形工具14的合适位置上。注意设计凸成形工具12和凹成形工具14彼此“匹配”，即互补。凸成形工具12和凹成形工具14可分别任选地包括多个孔18和20。布置在凸成形工具12和凹成形工具14周边的分别是止动结构(垫片)22和24，它们被用于确定成形底材的厚度。止动结构22和24位于成形区域外部。凸工具12和凹工具14由与底材材料相容的材料构成。例如，工具可由但不限于以下材料构成：铝、钢、环氧树脂、硅橡胶、制模用填充树脂等。

在成形过程中，加热底材到足以允许热成形和理想地足以允许底材中纤维伸缩的温度。例如，约450(约232℃)至约700(约371℃)，更尤其是约550(约288℃)至约650(约343℃)的温度适合于热成形玻璃纤维增强的聚碳酸酯底材片。然后通过在凸工具12和凹工具14之间建立相对运动使得止动结构22接触止动结构24来成形加热的底材。使凸工具12和凹工具14与在其中间的底材片10到一起造成底材片10符合凸和凹工具12、14的形状。然后可冷却底材形成成形底材。使用约1大气压(约101kPa)至约10大气压(约1013kPa)、更尤其是约1大气压(约101kPa)至约5大气压(约507kPa)的压力来成形AZDELSuperLits底材。

在膜辅助真空/压力成形方法中，对着压力箱放置加热的底材。真空和压力被同时施加到底材上。更具体地说，通过成形工具抽吸真空，正压力被施加到与最靠近成形工具的侧相对的膜侧上。真空和压力的方向用箭头在图2中示意指出。通过模具施加的真空使片被拉伸到模具内/上(下文中为上)。合适的压力(正和负)将取决于具体的底材，并能由本领域普通技术人员不用过多实验就可容易地确定。另外，如上所述，避免过量压力，因为它可能闭合部分或全部孔，使底材多孔性不充分。

图2示意地图示了膜辅助的真空/压力热成形方法。将加热的底材26布置在压力箱28和成形工具30之间。尽管成形工具30可为凸成形工具或凹成形工具，但成形工具30被图示为凸成形工具。成形工具30包括孔32使得可通过成形工具30施加真空。可使用夹具34将底材片固定在相对于压力箱28和成形工具30的合适位置。膜36，更具体地说，不渗透膜被伸长横过压力箱28的开口。如上所述，通过穿过成形工具30被抽吸的真空使底材26的第一表面26A与成形工具30物理接触，而使第二表面26B与膜36物理接触。从膜侧36B施加压力到膜36上。由于底材为如上所述的具有大于或等于约5vol％的空隙含量的开孔的纤维增强热塑性材料，因此直接通过底材26抽吸真空。因而，使用膜36推动底材到成形工具30上(即当来自压力箱28的正压向着工具30推动膜36时，真空通过底材26被抽吸，并朝向工具30拉伸膜36和底材26)。换句话说，真空不能通过膜36被抽吸。相反，当施加到膜36上的压力推动膜36朝向成形工具30时，真空向着成形工具30拉伸膜36。一旦底材在成形工具30上，它就被冷却形成成形底材。

例如，如果AZDELSuperLite为底材，则可对膜36施加约1大气压(约101kPa)至约5大气压(约507kPa)的压力以向着成形工具30推动底材26，同时通过成形工具30抽吸真空。更具体地，可对膜36施加约1大气压(约101kPa)至约3大气压(约304kPa)的压力。

提供上述热成形方法仅仅用于示例性目的。应认识到，可通过任何热成形方法使底材成形，其中得到的模制底材具有可通过底材施加真空的空隙含量。

在热成形底材以产生成形底材后，可任选地修整成形底材至大致所需制品的最终形状。修整可在于成形底材上布置薄膜层前或后进行。修整方法可包括例如激光修整、射流修整、整模修边机修整等，以及包括上述方法中至少一种的组合。

薄膜层到成形底材上的沉积包括使用成形底材作为成形工具将薄膜层拉伸到成形底材上。因此，一旦被成形，成形底材就可保留在成形工具上接受薄膜层或被移动到不同的成形工具上。尽管成形底材可不与成形工具一起使用，但为了结构完整性希望使用成形工具。在施加薄膜层到成形底材的过程中，按上面为底材所述的类似方式加热薄膜层，并使用例如夹具将它固定在相对于固定器和底材的合适位置。然后通过成形底材抽吸真空以拉伸薄膜层到底材上形成层状制品。在各种实施方案中，可在底材和薄膜层之间引入粘结层以提高底材和薄膜层之间的粘合力。当使用粘结层时，在薄膜层被热成形到成形底材上前，将粘结层放在薄膜层上，位于成形底材和薄膜层之间，从而当薄膜层被拉伸到成形底材上时，粘结层也被拉伸到(和可能延伸到)成形底材上。这种粘结层能帮助粘结成形底材和薄膜层到一起。

现在参考图3，图示了具有底材的真空处理成形装置的横截面侧视图。成形底材38被放在包括多个孔42的凸成形工具40上。加热片形式的薄膜层44，并通过夹具46固定在相对于成形底材38和凸成形工具40的适当位置上。通过成形工具40抽吸真空，如图中箭头所示。由于成形底材38具有足够的孔隙率使真空通过它被抽吸，因此表面层44被拉伸到成形底材38上形成层状制品。注意到在各种实施方案中，可通过任何修整方法例如上述那些修整方法在例如凸成形工具40上修整层状制品。

可通过本方法得到的示例性成形多层制品110示于图4，并包括薄膜层112和底材114。薄膜层112可用作底材的表面层，选择它既可热成形又与底材相容。在一种实施方案中，可利用表面设计构造薄膜层112的外表面，和/或外表面可包含能提供光学效应的添加剂。

还是如图4所示，可包括能提供光学效应的添加剂的任选第一相容层116可被布置在薄膜层112和底材114之间。在使用任选的第一相容层116提供光学效应时，薄膜层112可是透明的。薄膜层112和第一相容层116的组合经常被称为装饰层，并在图4中示为118。

还可在底材114和任选的第一相容层116或薄膜层112之间布置粘结层120。粘结层120可用于增加层之间的粘合。在不存在粘结层时，任选的第一相容层可用于增加薄膜层112和底材114之间的粘合。

可在与薄膜层112相对的底材114的一侧上布置任选的平衡层122。平衡层122的目的是在与薄膜层112相对的底材114的一侧上提供匹配薄膜层112热膨胀系数的层。可在底材114和平衡层122之间布置第二粘结层124。另外，可在平衡层122和粘结层124或底材144之间布置第二相容层(未示出)。应认识到，可提供任何所需形状的制品110，这由制品的最终用途所规定。

使用本文公开的材料和方法形成的结构制品可包括层状塑料制品可能有利的任何应用。例如，制品包括但不限于用于飞机、汽车(例如小汽车、卡车、摩托车等)的外部和内部元件。例如，各种元件包括但不限于面板、方位盘、车门槛板、竖直面板、水平面板、挡泥板、头缆、门等。

有利地，与使用热固性材料的方法相比，本文公开的方法简化了未上漆的装饰结构零件和面板的生产。在各种实施方案中，这些零件的生产可在单个成形站以比目前可能的效率更高的效率进行。使用热成形的方法需要单独的非热成形步骤将底材或底层布置到成形层(例如成形薄膜层)上，例如通过喷涂、注射等。但是，通过使用空隙含量足以能使穿过成形底材被抽吸的真空拉伸另外的层到底材上的这种底材，也可使用热成形施加薄膜层。由于成形底材可被形成在凸或凹模上，因此随后的层(例如薄膜层)可为被施加到成形底材外表面上的装饰层。

这种方法减少了用于生产这些层状产品的设备类型，并能减少形成时间和简化层状制品制造工艺。另外，当这种热成形方法不使用热固性材料时，和使用热固性材料的其它方法相比，大大减少了VOC排放物，如果不能消除的话。在本文公开的方法中使用的较低压力也允许相对低的加工成本。最后，下面底材结构的多孔特性有助于降低表面层附着过程中出现的热弹性应力。

尽管根据示例性实施方案描述了本发明，但本领域那些技术人员能认识到，只要不脱离本发明的范围，可作出各种变化，并用等价物取代其要素。另外，只要不脱离本发明的基本范围，可作出多种改进使特定的情况或材料适合本发明的教导。因此，本发明不打算限制于为实施本发明而作为考虑的最佳方式公开的特定实施方案，而是本发明将包括落在附加权利要求范围内的所有实施方案。

Claims (20)

1.一种形成层状制品的方法，该方法包括：

热成形底材片形成成形底材，其中该成形底材为纤维增强的塑料材料，该材料具有足以允许通过成形底材施加真空的空隙含量；

通过成形底材抽吸真空；和

拉伸薄膜层到成形底材的表面上以形成层状制品。

2.权利要求1的方法，其中薄膜层还包括相容层。

3.权利要求1的方法，其中空隙含量大于或等于约5vol％，以成形底材的总体积计。

4.权利要求3的方法，其中空隙含量为约10vol％至约50vol％。

5.权利要求4的方法，其中空隙含量为约25vol％至约50vol％。

6.权利要求1的方法，其中纤维具有约6微米至约25微米的纤维直径，和约2毫米至约75毫米的纤维长度。

7.权利要求1的方法，其中成形底材为有孔的(forminated)。

8.权利要求1的方法，其中成形底材为开孔的纤维增强的塑料材料。

9.权利要求1的方法，其中底材片包括：

约25wt％至约75wt％的塑料材料；

约25wt％至约75wt％的纤维；和

其中重量百分数基于底材片的总重量。

10.权利要求9的方法，其中底材片包括：

约35wt％至约65wt％的塑料材料；和

约35wt％至约65wt％的纤维。

11.权利要求9的方法，其中塑料材料选自聚碳酸酯、聚酯、聚醚酰亚胺、聚亚苯基醚、聚苯乙烯、聚酰胺和包括上述中至少一种的组合。

12.权利要求1的方法，其中使用利用助压模塞的膜辅助真空压力成形方法热成形底材片。

13.权利要求1的方法，还包括在成形底材和薄膜层之间布置粘结层。

14.权利要求1的方法，其中热成形底材片还包括加热底材至足以允许纤维伸缩的温度。

15.权利要求14的方法，其中温度为约450°F(约232℃)至约700°F(约371)。

16.权利要求1的方法，其中底材片还包括布置在底材片表面上的无纺稀松布。

17.一种形成层状制品的方法，该方法包括：

加热底材片到足以允许底材片纤维伸缩的温度；

对着膜辅助的压力箱放置底材片；

推送底材片到模具上形成成形底材；

加热薄膜层；

靠近成形底材放置薄膜层；

通过成形底材抽吸真空；和

对着成形底材拉伸薄膜层形成层状制品。

18.权利要求17的方法，其中成形底材为以成形底材的总体积计空隙含量大于或等于约5vol％的纤维增强的塑料材料。

19.权利要求18的方法，其中空隙含量为约10vol％至约50vol％。

20.权利要求17的方法，还包括在成形底材和薄膜层之间布置粘结层。

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