專利名稱：模制表皮及制造模制表皮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括具有第 一顏色的第一塑性溶膠層的模制表皮，以及制造模制表皮的方法。這種類別的模制表皮例如在汽車領(lǐng)域中被用作表面裝飾。這種類型的模制表皮通常通過旋轉(zhuǎn)燒結(jié)而被制造。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的模制表皮或者為單色的，或者僅具有不同顏色的較大的分離部分區(qū)域。復(fù)雜的視覺效果不能被變?yōu)榭赡?，或者只能以費(fèi)力的和/或昂貴的方式被變?yōu)榭赡?。尤其是根?jù)現(xiàn)有技術(shù)無法制造出其表面顯示為本身特別是從服裝工業(yè)已知的“石洗效果”的模制表皮。在JP 02-141212A文件中公開了一種制造具有斑點(diǎn)狀表面的模制表皮的方法。然而，在該方法中，相對(duì)大的彩色斑點(diǎn)被制造，以至于由其導(dǎo)致“石洗效果”是不可能的。使彩色圓點(diǎn)減小以實(shí)現(xiàn)該效果對(duì)于常用的塑料將是不可能，由于可能產(chǎn)生彩色圓點(diǎn)與周圍材料的非常大的混合物。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提出一種顯示出高品質(zhì)外觀視覺效果且此視覺效果盡可能持久的模制表皮，并且提出一種用于制造這種模制表皮的方法，該方法能夠被盡可能簡(jiǎn)單并盡可能可靠地執(zhí)行。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求I的模制表皮和根據(jù)權(quán)利要求7的方法而被達(dá)到。在從屬權(quán)利要求中列舉進(jìn)一步有利的實(shí)施例。由于模制表皮包括具有第一顏色的塑性溶膠層，其中具有不同于第一顏色的第二顏色的多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)被引入所述塑性溶膠層的表面內(nèi)，所以具有高品質(zhì)外觀的視覺效果以簡(jiǎn)單的方式被實(shí)現(xiàn)。由于所涂覆的塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑小于200μπι，所以可以實(shí)現(xiàn)“石洗效果”。這種模制表皮可被這樣制造，首先具有第二顏色的第二著色塑性溶膠被噴涂到模具的表面上。這被這樣完成，它不是形成在所述模具表面上的閉合的層，而是多個(gè)相互分離的塑性溶膠斑點(diǎn)。之后，具有不同于第二塑性溶膠的顏色的第一塑性溶膠被噴涂到所述模具表面上。以這種方式形成的模制表皮隨后被硬化并從模具移走。該表面的精確的形狀通過根據(jù)這種制造類型的模具而被單獨(dú)地預(yù)先限定。包含第二塑性溶膠的所述塑性溶膠斑點(diǎn)被嵌入包含第一塑性溶膠的所述塑性溶膠層的表面內(nèi)。因而可以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)外觀的視覺效果和同時(shí)不以不期望的方式使表面粗糙。塑性溶膠被理解為聚合物和增塑劑以及任選的另外的添加劑的混合物，其中在室溫下聚合物在增塑劑中的溶度是低的，其中在例如高于100°C或高于150°C的升高溫度下溶度被顯著地增加，而且其中升高的溫度下溶解是不可逆的，使得重復(fù)冷卻不會(huì)導(dǎo)致聚合物和增塑劑的分離。聚合物在增塑劑中的溶解通常稱為膠凝。
術(shù)語(yǔ)“塑性溶膠”既適用于仍然沒有膠凝的混合物也適用于膠凝后產(chǎn)生的固體。在第一實(shí)施例中多于5個(gè)斑點(diǎn)被涂覆。在另外的實(shí)施例中，多于10、100、1000或10000個(gè)斑點(diǎn)被涂覆。在實(shí)施例中，第一塑性溶膠和/或第二塑性溶膠包括包含PVC的材料。該包含PVC的材料可主要包括PVC。所述第一和第二塑性溶膠可以優(yōu)選為大體上相同的，區(qū)別僅在于所包含的顔色和可選擇地在于所使用的溶劑和/或增塑劑的量。在實(shí)施例中，模制表皮被制成單層。從而使特別簡(jiǎn)單的制造成為可能。在這樣的實(shí)施例中，塑性溶膠層可具有例如O. 5mm和2mm之間或Imm和I. 5mm之間的厚度。在替代的實(shí)施例中，所述塑性溶膠層僅形成比模制表皮的總厚度薄的頂層。而且模制表皮還包括涂覆到所述塑性溶膠層的遠(yuǎn)離塑性溶膠斑點(diǎn)的側(cè)面上的另ー層。在這樣的 實(shí)施例中，所述塑性溶膠層的厚度例如可在50μπι和250μπι之間，而另一層的厚度例如被選擇，以使模制表皮的總厚度達(dá)到O. 5mm和2mm之間或Imm和I. 5mm之間。例如這種另一層可被形成為凝塑層(slush layer)，并可在涂覆塑性溶膠層后通過旋轉(zhuǎn)燒結(jié)方法步驟被制造。具有另ー層的模制表皮的形成是有利的，由于塑性溶膠斑點(diǎn)和塑性溶膠層都包括塑性溶膠，所以在斑點(diǎn)和模制表皮之間具有改善的粘結(jié)，而且模制表皮的大部分能夠同時(shí)由更多適合的PVC粉體形成。在另ー實(shí)施例中，所涂覆的塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑小于200 μ m、100 μ m或80 μ m。由在放松觀察的情況下從正常的觀察距離不能被単獨(dú)分辨的這樣小的塑性溶膠斑點(diǎn)產(chǎn)生“石洗效栗”。這種效果以前僅從紡織エ業(yè)得知，其效果不是通過涂覆到単色表面的小直徑的彩色斑點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，而是通過紡織品的直接和不規(guī)則的磨損而實(shí)現(xiàn)。這種產(chǎn)生“石洗效果”的方式不適于汽車領(lǐng)域，由于其不僅導(dǎo)致期望的效果，而且還導(dǎo)致減少的使用壽命。這樣的使用壽命特別是在零件的更換與巨大的努力相聯(lián)系的汽車行業(yè)是不被接受的。因此，盡管存在需求，對(duì)于技術(shù)人員來說，到目前為止在汽車領(lǐng)域使用的模制表皮上提供“石洗效果”是不可能的。在另ー些實(shí)施例中，硬化之前的第一和/或第二塑性溶膠在O. Ι/s的剪切速率和23°C的溫度下的粘度達(dá)到至少IPa · s,優(yōu)選至少5Pa · s,特別優(yōu)選至少IOPa · s、30Pa · s或40Pa *s。這種低剪切速率下的高粘度對(duì)于第一塑性溶膠是有利的，由于由此防止塑性溶膠在涂覆期間順著模具壁向下流動(dòng)，而溶膠在涂覆期間順著模具壁向下流動(dòng)可能導(dǎo)致塑性溶膠層的層厚不均勻。對(duì)于第二塑性溶膠產(chǎn)生同樣的優(yōu)點(diǎn)，由于高粘度還在其涂覆中阻止與第一塑性溶膠過多的混合。在另ー實(shí)施例中，硬化前第一和/或第二塑性溶膠在23°C的溫度和100/s的剪切速率下的粘度達(dá)到至多20Pa *s,優(yōu)選至多IOPa *s,特別優(yōu)選至多5Pa *s、2Pa *s或IPa *s。相應(yīng)的塑性溶膠的良好的噴涂能力通過這種高剪切速率下的低粘度而被實(shí)現(xiàn)，而且其對(duì)于第二塑性溶膠是特別有利的，由于霧化為如上所述的用于形成小直徑的塑性溶膠斑點(diǎn)的非常小的小滴在較高粘度下只能困難地實(shí)現(xiàn)。在另外的實(shí)施例中，如上所述，粘度在低剪切速率下是高的，而如上所述，粘度在高剪切速率下是低的。兩個(gè)粘度范圍的優(yōu)點(diǎn)因而被實(shí)現(xiàn)，由于在噴涂期間存在導(dǎo)致低粘度的高剪切速率，而在噴涂后由于低剪切速率而存在非常高的粘度。根據(jù)該實(shí)施例，100/s的剪切速率下的粘度可能至少為O. Ι/s的剪切速率下的兩倍高、三倍高、五倍高、十倍高或二十倍高。 在該方法的另一有利的實(shí)施例中，在噴涂第一塑性溶膠時(shí)第一噴嘴與模具表面的間距，被選擇為小于在噴涂第二塑性溶膠時(shí)第二噴嘴與模具表面的間距。為了可靠地避免閉合的層的形成，足夠的寬度分布通過在噴涂第二塑性溶膠時(shí)的大間距而被變?yōu)榭赡?。相反，在噴涂第一塑性溶膠時(shí)，通過相對(duì)小的間距確保閉合的層的形成。在該方法的另ー實(shí)施例中，第一塑性溶膠和/或第二塑性溶膠的噴涂自動(dòng)地進(jìn)行。為了這個(gè)目的，用于噴涂的噴涂裝置的位置可被自動(dòng)地改變。另外，噴涂裝置中的壓カ可被自動(dòng)地改變。如果噴涂裝置被形成為噴嘴或類似物，開ロ直徑也可以另外自動(dòng)地改變。


本發(fā)明的有利的實(shí)施例將參照下面的附圖而被更加詳細(xì)地解釋。圖I為通過根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模制表皮的截面的詳圖；圖2為圖I的模制表皮的俯視圖；圖3為通過根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的模制表皮的截面的詳圖；圖4為根據(jù)圖I至3所示實(shí)施例的第一方法步驟；圖5為根據(jù)圖I至3所示實(shí)施例的第二方法步驟；圖6為根據(jù)圖3所示實(shí)施例的第三方法步驟；以及圖7為在每種情況下不同塑性溶膠成分的粘度與剪切速率的依從關(guān)系曲線；圖8為另ー粘度和剪切應(yīng)カ與剪切速率的依從關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式圖I不出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的模制表皮I的放大的詳圖。該模制表皮具有單層結(jié)構(gòu)并包括具有表面3的層2。本實(shí)施例中的層2大約厚I. 2mm并包含第一顔色的塑性溶膠。在硬化狀態(tài)，該塑性溶膠具有71的肖氏A硬度。多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)4已被引入層2的表面3內(nèi)。在模制表皮I的俯視圖中，可看到部分的層2和部分的斑點(diǎn)4。塑性溶膠斑點(diǎn)4具有與塑性溶膠層2不同的顔色。因此呈現(xiàn)高品質(zhì)外觀的視覺效果。模制表皮I的表面為光滑的，在可替代的實(shí)施例中也可能具有類似皮革的粒狀表面結(jié)構(gòu)。然而表面結(jié)構(gòu)獨(dú)立于所涂覆的塑性溶膠斑點(diǎn)4，即塑性溶膠斑點(diǎn)被模制到該表面內(nèi)并且沒有形成從層2的剰余表面偏離的升高的部分。因而該表面結(jié)構(gòu)的外觀或者其表面手感都不受塑性溶膠斑點(diǎn)的負(fù)面影響。另外，塑性溶膠斑點(diǎn)4的耐磨性由于它們被引入層2的表面3內(nèi)而增強(qiáng)。在圖I和圖2所示的實(shí)施例中，塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑達(dá)到50μπι。因此，在放松的視覺以及通常的觀察距離和條件下，所述塑性溶膠斑點(diǎn)不再被単獨(dú)分辨出。相反，石洗效果作為整體效果被察覺。在圖3中示出根據(jù)本發(fā)明的模制表皮5的第二實(shí)施例。該模制表皮與圖I和圖2的模制表皮的區(qū)別在于其具有雙層結(jié)構(gòu)。如在第一實(shí)施例中那樣，塑性溶膠斑點(diǎn)4被引入塑性溶膠層6的表面3內(nèi)。然而塑性溶膠層6僅具有大約200 μ m的厚度。另ー層7被涂覆到該塑性溶膠層的后側(cè)。另ー層7的厚度被選擇以使模制表皮具有大約I. 2mm的總厚度。在本實(shí)例中，另ー層I為Imm厚。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟。使用被形成為噴嘴8的噴涂裝置將第二塑性溶膠噴涂到模具10的表面9上，使之不形成相連的層，而是形成多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)。噴涂時(shí)，噴涂裝置與模具表面9的間距例如可在70cm和IOOcm之間。噴涂裝置的位置可以有利地被自動(dòng)調(diào)整和改變，以使存在再現(xiàn)性。而且從多個(gè)不同的方向噴涂第二塑性溶膠可能是有利的，因?yàn)橛纱丝梢詫?shí)現(xiàn)塑性溶膠斑點(diǎn)更加均勻的分布。模具10可被成形為例如電鍍的鎳殼體。第二塑性溶膠被形成為包含聚氯乙烯(PVC)的塑性溶膠。該塑性溶膠主要包含散布的大約30 μ m尺寸的PVC球。該塑性溶膠還包含增塑劑、按體積5-15%的顏料、過程穩(wěn)定齊IJ、老化穩(wěn)定性增加劑、溶劑(按體積優(yōu)選12-18%)和流變?cè)鰪?qiáng)劑。根據(jù)模制表皮的期望設(shè)計(jì)，另外的添加劑也是有利的。第二塑性溶膠在100/s的高剪切速率下僅具有O. 7Pa · s的粘度。因而存在易于噴涂性。同時(shí)，第二塑性溶膠在大約O. Ι/s的低剪切速率下具有大約60Pa · s的粘度。由于第二塑性溶膠在低剪切速率下是高粘性的，故該塑性溶膠的流動(dòng)被避免。在低剪切速率 下的高粘度和在高剪切速率下的低粘度的優(yōu)點(diǎn)通過出現(xiàn)的剪切稀釋而被組合。如圖7所示進(jìn)一步例示三種不同溶劑含量(12%對(duì)于曲線14，15%對(duì)于曲線15，18%對(duì)于曲線16)的粘度對(duì)剪切速率的依從關(guān)系曲線14、15、16。給定的剪切速率各自與在23°C的溫度下仍然不會(huì)硬化的塑性溶膠有關(guān)。對(duì)于示例的塑性溶膠，其粘度對(duì)剪切速率的依從關(guān)系同樣示意顯示為圖8中的曲線圖17。在圖8中，還顯示剪切應(yīng)力對(duì)剪切速率的依從關(guān)系曲線18。具有如圖8所示的相似性能的適合的塑性溶膠,例如可從Arkema或Anton Paar GmbH公司獲得。如圖5所示，在涂覆塑性溶膠斑點(diǎn)后噴涂第一塑性溶膠，以便分別形成層2或?qū)?。第二噴嘴11可被用于噴涂。選擇噴嘴內(nèi)的塑性溶膠的壓力和/或噴涂距離和/或噴嘴在模具10的表面9上的位移速度，以使具有期望層厚的均勻的層被制造。噴涂距離可達(dá)到例如30cm和70cm之間，并且因而可能小于涂覆第二塑性溶膠時(shí)的噴涂距離。第一塑性溶膠的成分可以與第二塑性溶膠的成分幾乎相同，僅僅溶劑的含量和包含的顏料不同。由于兩塑性溶膠的如此相似的成分，塑性溶膠斑點(diǎn)分別與層2或6的牢固的粘結(jié)成為可能。根據(jù)該實(shí)施例，多個(gè)不同的塑性溶膠層也可以使用能夠例如由不同硬度區(qū)別的塑性溶膠來噴涂。用于本實(shí)施例中的第一塑性溶膠基本上與第二塑性溶膠相同，并且僅僅區(qū)別于顏料的顏色和溶劑的含量。因此，塑性溶膠斑點(diǎn)4與層2、5之間的特別牢固的連接是可能的。由于幾乎相同的成分，所以第一塑性溶膠也具有如上所述的粘度。由于兩塑性溶膠在低剪切速率下的高粘度，所以在噴涂第一塑性溶膠時(shí)兩塑性溶膠的混合被阻止。模具在噴涂后被加熱以硬化塑性溶膠。在第一實(shí)施例中，模具例如被加熱到285°C，根據(jù)圖I和2中所示的實(shí)施例，模制表皮現(xiàn)在已完成并可被從模具上移走。就圖3所示的實(shí)施例而言，到目前為止形成的層6被背面凝塑(back-slushed)以形成另一層7，如圖6所示。為了這個(gè)目的，具有形成為PVC粉體的聚合物粉體的粉體箱12被放置到優(yōu)選地仍然熱的模具上。隨后，模具10與粉體箱12 —起圍繞軸線13旋轉(zhuǎn)并可能同時(shí)被進(jìn)一步加熱。所述粉體粘附到布置在熱模具10中的層6上并形成通過進(jìn)一步加熱而被膠凝的另一層7。以這種方式形成的模制表皮I可被從模具10上移走。本發(fā)明的另一方面涉及一種包括塑性溶膠層(2，6)的模制表皮(I ;5)，所述塑性溶膠層(2，6)包含具有第一顔色的第一塑性溶膠，其中多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)(4)被引入所述塑性溶膠層的表面(3)內(nèi)，所述多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)(4)包含具有不同于第一顔色的第二顏色的第二塑性溶膠。這與所述塑性溶膠斑點(diǎn)本身的尺寸無關(guān)并與說明書或權(quán)利要求書中提出的任何其它特征結(jié)合，被認(rèn)為是有利的。同樣適用于ー種制造模制表皮(I ；5)的方法，該方法包括步驟-將第一塑性溶膠的塑性溶膠層(2；6)噴涂到模具(10)的表面(9)上；-預(yù)先將具有第二顔色的第二塑性溶膠噴涂到模具(10)上，以使在所述模具
(10)的所述表面(9)上形成多個(gè)相互分離的塑性溶膠斑點(diǎn)(4)，所述第二塑性溶膠具有不同于所述第一顔色的第二顔色；
-硬化并移走所述模制表皮(I;5)。
權(quán)利要求
1.一種模制表皮(I ;5),包括塑性溶膠層(2,6),該塑性溶膠層(2,6)包含具有第一顏色的第一塑性溶膠，其中具有直徑的多個(gè)塑性溶膠斑點(diǎn)(4)被引入所述塑性溶膠層的表面(3)內(nèi)，并包含具有不同于所述第一顏色的第二顏色的第二塑性溶膠，其中所述塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑小于200 iim。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的模制表皮(I;5)，其特征在于所述第一層(2 ;7)和/或所述塑性溶膠層(2 ;6)和/或所述塑性溶膠層(4)包括包含PVC的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模制表皮(I;5),其特征在于所述模制表皮被形成為一層。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的模制表皮(I;5)，其特征在于所述塑性溶膠層(6)被布置在另一層(7 )上，該另一層(7 )優(yōu)選能被形成為凝塑層。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模制表皮(I;5)，其特征在于所述塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑小于100 u m,并且優(yōu)選小于80 u m。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的模制表皮(I;5),其特征在于所述模制表皮(I ；5)的總厚度達(dá)到0. 2mm和2mm之間，而且所述塑性溶膠層(6)的厚度優(yōu)選達(dá)到50 y m和250 y m之間。
7.一種制造模制表皮(I ；5)的方法，包括步驟 -將第一塑性溶膠的塑性溶膠層(2 ；6)噴涂到模具(10)的表面(9)上； -預(yù)先將具有第二顏色的第二塑性溶膠噴涂到模具(10)上，以使在所述模具(10)的所述表面(9)上形成多個(gè)相互分離的塑性溶膠斑點(diǎn)(4)，所述第二塑性溶膠具有不同于所述第一顏色的第二顏色，而且所述塑性溶膠斑點(diǎn)的中值直徑小于200 y m ; -硬化并移走所述模制表皮(I ;5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于在噴涂所述塑性溶膠層(2;6)后通過旋轉(zhuǎn)燒結(jié)涂覆另一層(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于第一和/或第二塑性溶膠于硬化前在23°C的溫度和0. 1/s的剪切速率下具有至少IPa S，優(yōu)選至少5Pa S，并且特別優(yōu)選至少IOPa s的粘度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于第一和/或第二塑性溶膠于硬化前在23°C的溫度和100/s的剪切速率下具有至多20Pa s，優(yōu)選至多IOPa S，特別優(yōu)選至多5Pa s的粘度。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于當(dāng)噴涂所述塑性溶膠斑點(diǎn)(4)時(shí)用于噴涂所述塑性溶膠斑點(diǎn)的噴涂裝置與所述模具表面的距離大于當(dāng)噴涂所述塑性溶膠層時(shí)用于噴涂所述塑性溶膠層(2 ；6)的另外的噴涂裝置與所述模具表面的距離。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述第一和/或第二塑性溶膠的噴涂以自動(dòng)的方式進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種模制表皮，其包含具有第一顏色的塑性溶膠層和多個(gè)被引入所述塑性溶膠層的表面內(nèi)并具有不同于所述第一顏色的第二顏色的塑性溶膠斑點(diǎn)。本發(fā)明還涉及一種制造這種模制表皮的方法。由于塑性溶膠斑點(diǎn)被引入所述模制表皮的所述表面內(nèi)，故非常持久的光學(xué)效果以簡(jiǎn)單的方式被實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)B29C41/08GK102712111SQ201080059945
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者丹尼斯·佩里內(nèi) 申請(qǐng)人:佛吉亞汽車內(nèi)飾系統(tǒng)有限公司