專利名稱：加工交通工具的方向盤的輪圈的方法
技術領域：
本發明涉及一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，特別是涉及一種采用水壓轉印方法加工高質量的方向盤的輪圈的方法。
圖1所示的是加工交通工具的方向盤的輪圈的方法的一個例子。如圖1所示，由軟性的PVC或氨基甲酸乙酯(尿烷)組成的第一塑模部分2形成在輪轂形型芯1的外表面上。參照圖2，第一塑模部分2由皮革3包裹著，通過將木頭加工成與輪轂形型芯1的形狀相適應的并將加工好的木頭固定在輪轂形型芯1上的方法，在余下的輪轂形型芯1的外表面形成木質部分4。或者，木質部分4可以通過將多片薄木片疊起來，并切成片狀形成，或通過將鋸末和樹脂混合起來并將該混合物進行壓模并將薄木片固定在混合物上形成。
然而，上述加工方法比較復雜且不適于批量生產。而且，加工成本也很高。
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種采用水壓轉印方法加工交通工具的方向盤的輪圈的方法從而能以相對較低的成本對輪圈部分進行大批量的加工同時又能獲得較高質量的外觀。
本發明的另一個目的是提供一種采用掩模帶或橡膠模(以下稱為掩模元件)進行轉印工藝的加工交通工具的方向盤的輪圈的方法從而能獲得各種各樣的木質圖案和其他圖案。
而且，本發明又一個目的是提供一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，通過該方法使在具有不適合于轉印的形狀的方向盤上的圖案的匹配精確和清楚成為可能。
因此，為了達到上述目的，提供了一種加工方向盤的輪圈的方法，該方法包括以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤輪圈的一部分；(B)通過使第一掩模元件附著在塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通過在沒有粘附第一掩模元件的表面上進行一次水壓轉印而形成第一轉印表面；(D)在第一轉印表面上形成涂敷薄膜；(E)將第一掩模元件去掉以露出沒有進行轉印的表面；(F)在沒有進行轉印的表面上進行第二水壓轉印；(G)清洗涂敷薄膜。
為了達到第二個目的，提供了一種加工方向盤的輪圈的方法，該方法包括以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤輪圈的一部分；(B)通過將第一掩模元件粘附在塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通過在沒有粘附第一掩模元件的表面上進行一次水壓轉印而形成第一轉印表面；(D)將第二掩模元件粘附在第一轉印表面上并將第一掩模元件去掉；(E)在沒有粘附上第二掩模元件的表面上進行第二水壓轉印。
為了達到第三個目的，在此提供了一種加工方向盤的輪圈的方法，該方法包括以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤輪圈的一部分；(B)通過將第一掩模元件粘附在塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)將方向盤放在水平旋轉臺上，通過在方向盤的輪圈的掩模元件的中部部分做一個刀片刻痕標記來標明中繼線并將位于中繼線下方的掩模元件去掉；(D)將沒有去掉的掩模元件的上面部分覆蓋起來；(E)在中繼線下方的下表面進行一次轉印并清洗和干燥轉印表面，然后在該轉印表面上涂敷一層PVA溶液并對涂敷表面進行干燥；(F)通過將方向盤的輪圈放在水平旋轉臺上并調整和固定刀片的高度使之相對步驟(C)中的刀片的高度要低大約0.05-0.2mm來標明分隔線，；(G)將余下的掩模元件和一部分PVA膜去掉并進行第二次轉印，然后對第二轉印表面進行清洗和干燥。
本發明的以上目的和優點通過對參照以下的附圖的最佳實施例進行描述會變得更加清楚圖1和圖2所示的是按照一種常規加工方法加工的方向盤輪圈的一部分；圖3所示的是按照本發明的一個最佳實施例加工的方向盤輪圈；圖4所示的是按照本發明以采用掩模元件的水壓轉印方法加工方向盤的一部分輪圈步驟的一部分；圖5a和5b所示的是用來解釋緊接于圖4所示的步驟的下一個加工步驟的視圖；圖6所示的是正確地形成轉印薄膜6和第一掩模元件8的一種狀態；圖7所示的是不正確地形成轉印薄膜6和第一掩模元件8的一種狀態；圖8a到圖8d所示的是用來解釋按照本發明的另一個最佳實施例進行加工的一種加工方法的視圖；圖9所示的是根據本發明的另一個最佳實施例在形成第一轉印表面11和第二掩模元件12時的一種狀態；圖10所示的是根據本發明的另一個最佳實施例在形成轉印薄膜6和第二掩模元件12時的一種狀態；圖11所示的是圖案沒有正確匹配的狀態；圖12所示的是轉印薄膜的圖案的一個例子；圖13所示的是貼有圖12所示的轉印薄膜的方向盤；圖14和15所示的是另一種轉印薄膜圖案和采用該圖案的方向盤的另一最佳實施例；圖16和17所示的是另一種轉印薄膜圖案和采用該圖案的方向盤的另一最佳實施例；圖18所示的也是本發明的另一個最佳實施例；圖19所示的是在圖1 8所示的掩模元件上形成聯結線的裝置；圖20和21所示的是用來解釋圖19所示的步驟的下一個步驟的視圖；圖22所示的是圖19中所示的裝置的刀片架24上的刀片25的位置；圖23所示的是用來解釋圖21中所示的PVA保護膜的成形和切割的部分斷面視圖。
參照圖3，根據本發明，在圖1所示的輪轂型芯1的外表面上以水壓轉印的方法形成第二塑模部分5。第二塑模部分2由或硬或軟的尿烷組成，通過將尿烷(最好是硬尿烷)進行塑模并進行本發明后面將要說明的水壓轉印得到。第二塑模部分5可以由通過在樹脂中加入鋸末制成的材料組成，除了上面提到的材料，可以采用諸如ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、PP(聚丙烯)或PVC(聚氯乙烯)中的任何一種。然而，方向盤塑模部分的材料必須滿足各種各樣的測試要求，特別是該材料不應該在粉碎試驗中產生傷害人的鋒利的碎片。由于以上原因以及根據粉碎試驗的結果，本發明所使用的尿烷滿足所有的要求并被認為是最佳的材料。
圖4所示的是按照本發明在第二塑模部分5的某一部分上轉印預定的圖案的方法。
例如，第二塑模部分5只與方向盤分離。將一根由于上述分離的形成的彎曲的圓形棒用第一掩模元件8在棒的長度方向和斷面的一半的周邊上掩模起來。把掩模帶或橡膠作為第一掩模元件8。轉印薄膜6漂浮在水面7上，沒有掩模的部分被放在底部并被推向上述轉印薄膜6。從而，由于水壓壓力而完成第一次轉印。結果，進行轉印的表面就有了一種圖案，如一種木質圖案。
在對彎曲棒的已轉印部分進行清洗和干燥后，在做過第一次轉印的表面上涂敷上一層PVA(聚乙烯醇)溶液并干燥。當由掩模帶構成的第一掩模元件8被去掉時，如圖5a所示，在有圖案的區域上就形成PVA涂敷薄膜9而掩模區域則清晰地露出來。
上述所提到的PVA溶液是水溶性溶液。當PVA溶液被涂敷并干燥時，就會形成一層薄膜以保護形成于其下的印刷圖案層并防止圖案重疊。由于本發明中的涂敷層并不僅限于PVA，也可以使用其它水溶性的并可以形成薄膜的材料，當該材料在干燥后可以保護形成于其下面的印刷圖案層而不會褪色或損壞。例如，可以用淀粉(谷粉)作為PVA溶液。
用與第一次轉印相同的方式在余下的表面上進行第二次轉印。在此，轉印可以在已形成圖案并在其上形成薄膜的一部分區域進行。然而，在第二次轉印之后，當已形成圖案并在其上形成涂敷薄膜9的區域用熱水清洗時(所用熱水最好為約30℃以上)，該區域被溶化并被洗掉從而通過第二次轉印形成于涂敷薄膜9上的圖案被去掉而通過第一次轉印形成的圖案則清晰地顯現出來。
如圖5b所示，當對上述清洗之后的產品進行干燥時，可以形成清晰的印刷圖案而不會對圖案的形狀造成諸如圖案的重疊、延伸、扭曲等的破壞。并且，即使第一掩模元件8的邊緣并沒有以覆蓋將要經受轉印約一半的表面的方式的精確粘附，但在進行第二次轉印時也能夠使圖案精確地匹配。
最好，如圖6所示，使與受到轉印的物體緊密接觸的第一掩模元件8的末端部分的邊緣相對于水平表面形成一個角度為60°或較小的斜面。然后，通過第一和第二次轉印而被分開轉印的圖案在圖案之間的邊界區域光滑地連在一起。
如果第一掩模元件8邊緣所形成的斜面超過60°，比如，如圖7所示的接近90°，就會在轉印薄膜6和第一掩模元件8之間封存有氣泡10并且該氣泡不能從那兒逸出來，這樣，當進行一次轉印時，在第一次轉印和第二次轉印之間的聯接區域就不會產生印刷。結果，沒有進行轉印的部分就成為一種條紋的形式。
在上述的最佳實施例中，圖案是通過第一次和第二次轉印步驟，采用第一掩模元件8和涂敷薄膜9，被精確地和分別地轉印到將要受到轉印的物體，即方向盤的硬質尿烷塑模部分上的。然而，由于本發明并不限于上述實施例，可以將兩個或更多的圖案通過第一次、第二次、第三次轉印步驟分開地轉印到相同的表面上從而獲得各種各樣的圖案。
圖8a-8d所示的是本發明的另一個最佳實施例。
與上述實施例一樣，第一轉印表面1首先在底部表面形成。如圖4所示，在第一轉印表面1被清洗和干燥之后，將第一掩模元件8去掉，然后如圖8a所示第一轉印表面11露出來。如圖8b所示，進行轉印的第二掩模元件12被包裹在第一轉印表面11上。
接著，當沒有進行轉印的另一半表面轉過180°并且在其上執行一次轉印時，就形成了如圖8c所示的第二轉印表面13。最后，對第二轉印表面13進行清洗和干燥，或者只進行干燥而不進行清洗，并且圖8c中所示的第二掩模元件12被去掉。然后，能夠形成圖8d中所示的清晰的印刷圖案。
最好，如圖9所示，在圖8b所示的步驟中，緊緊接觸第二掩模元件1 2的第一轉印表面11的邊緣始終要比第一轉印表面11要短一個預定的間距(c)。從而，在產生的第一次與第二次轉印的區域內可以獲得一種平滑的聯接。
也就是，如圖10所示，當轉印薄膜6在第二掩模元件12粘附上后被用于轉印時，由于有間距為(c)長度沒有轉印，第二掩模元件12與間距(c)連接從而已經形成圖案的表面有與預定長度等長的長度顯露出來。
該間距在0.1-0.4mm最好。盡管該間距對于這些元件來說可以有輕微的不同，但在加工交通工具的方向盤的特定情況下，根據實踐經驗0.2mm的設定值會產生圖案的精確的匹配。當間距(c)太狹窄時，就會產生如圖11所示的非轉印條紋14。如果間距(c)太寬，就會在轉印表面上產生圖案重疊。
盡管在上述的實施例中是對通過第一和第二次轉印步驟采用掩模元件的分開掩模的方法進行了描述，但本發明并不僅限于此。借助于通過三個或更多的轉印步驟的掩模方法能夠轉印更精確和復雜的圖案。
還有，盡管將按照本發明用于水壓轉印的轉印薄膜的圖案描述成一種典型的用于顯示木質結構的木質圖案，但本發明并不僅限于此。任何圖案的形式，比如石頭的紋路、格子狀的碳纖維的圖案或金屬表面的圖案都可以使用。
例如，當方向盤被水壓轉印成具有木質圖案的結構時，具有如圖12所示的線性木質圖案的轉印薄膜會導致如圖13所示的不自然的形狀，既沒有木質結構，在美學視角方面也比較低級。使用具有如圖14所示的圖案的轉印薄膜6最好。如圖15所示，沿著方向盤的輪圈形成圖案。能夠用計算機制圖法設計并制作成如圖14所示的與輪圈形狀相適應的圖案。
轉印薄膜6的圖案的另一個最佳實施例圖示于圖16中。上述用計算機制圖法設計的整體圓環圖案能夠用一次轉印而轉印在方向盤的輪圈上。圖17所示的是木質圖案以圓環形式光滑地聯結的方向盤。
圖18至23所示的也是使用掩模元件的本發明的另一個最佳實施例。
如圖18中所示，寬度約為4-5mm的條紋形的掩模元件18被粘在方向盤22的輪圈的內外周邊部分。如圖19中所示，方向盤22的輪圈放在水平旋轉臺20的上表面21上并用夾子23固定住。
具有調節刀片25高度功能的刀片架24安裝在上表面21上。刀片25緊緊地由刀片架24夾持著，以便能夠使刀片25高度與大致位于掩模元件18中間的用虛線表示的中繼線8a平齊。在方向盤22的輪圈被固定以及刀片架24被輕輕地壓在方向盤22的輪圈的外周表面的狀態下，當旋轉臺20旋轉時，就會沿著中繼線8a產生刀片刻痕。然后，如圖20所示，將中繼線8a的下部的掩模元件18去除。
上述切割粘附在方向盤22的輪圈上的步驟是用刀片架24從方向盤22的輪圈內外周邊進行的。同樣地，也可以用手緊緊地握著刀片架24通過旋轉固定有方向盤22的上表面21來切割掩模元件18。與此相反，可以在固定放有方向盤22輪圈的上表面使之不能轉動的同時，通過從方向盤22的輪圈的內外周邊側面旋轉刀片架24來切割掩模元件18。
如圖21所示，PVA溶液涂敷在表面b上并在表面a上進行干燥和轉印。在此，PVA溶液通過將PVA與水以重量比1(PVA)∶12-16(水)的比例混合起來并在溫度為60-70℃的條件下完全溶解該混合物，接著再加入酒精到15-20wt％含量制得。上述PVA溶液快速干燥并形成最薄的薄膜從而工作速度也比較快并可能噴灑PVA溶液以及使清洗步驟變得更容易。
在進行了轉印的表面a被清洗和干燥過后，將PVA溶液涂敷在該表面上并進行干燥，然后將方向盤22固定在旋轉臺20上。如圖22所示，調節位于圖的右側的刀片2 5的高度使之比前面用來畫如圖21中所示的(虛線表示的)分隔線8b的左側刀片25的高度低約0.05-0.2mm。
將圖21中所示的剩下的掩模元件18和一部分PVA薄膜去掉并在表面b上進行第二次轉印。在對表面b清洗和干燥之后，就完成了一次清晰的轉印從而就不存在沒有轉印的表面并且沒有轉印圖案的重疊。
圖23所示的是在表面b上進行轉印之前圖21中所示的掩模元件18周圍的主要部分的放大的斷面。
如圖中所示，PVA涂敷薄膜19形成后與掩模元件18疊加。這樣，當掩模元件18通過形成中間中繼線8a的刀片刻痕以下約0.05-0.2mm的第二刀片刻痕分隔線8b被去掉時，分隔線8b以上的PVA保護膜19和掩模元件18都被去掉。
在圖21所示的另一個最佳實施例中，通過在表面8b上粘貼掩模元件，而不是涂敷PVA溶液也能獲得相同的效果。在以前的方法中，當在表面a上涂敷PVA溶液時，表面b不應被沾染上PVA溶液。同樣地，由于在上述方法中額外的掩模元件是不必要的，所以掩模元件是可以節省下來并且關于粘貼掩模元件的步驟也可以省略掉。同時，在最新的方法中，當在表面a上涂敷PVA溶液時，由于表面b是由掩模元件覆蓋著的，所以PVA溶液是可以通過噴灑或浸蘸的方法涂敷的從而減少了工作時間。
參照圖18至23進行說明的最佳實施例能使產生速度達到相當塊的程度，從而使大批量生產成為可能，并且提高了產品的一致性降低了次品率。
如上所述，根據本發明所記載的方法，由于可以以相對低約2-3倍或更多倍的成本模擬出和自然木紋一樣的木紋結構，所以能大批量地加工出具有高品質的方向盤輪圈。
同樣，用于在例如硬尿烷上形成木質圖案的本發明不但提供了自然木紋相同的觸摸感，而且提供了更多的圖案結構。
而且，能夠在具有很難轉印圖案的復雜的彎曲部分的產品，如交通工具的方向盤的輪圈以及各種各樣的樂器或釣魚桿上清晰地完成轉印而不會在圖案或圖片之間留下不光滑的聯結部分或中繼線。盡管上面關于本發明的說明涉及到的是一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，但是本發明并不僅限于此。很顯然，轉印是可以在任何種類的具有復雜彎曲或曲線部分的產品，如塑料制品、鋁制品、鋼鐵制品、木質制品上進行。
需要指明的是，本發明并不僅限于上面所說明的最佳實施例。本領域的技術熟練人員可以在由附后的權利要求所限定的本發明的構思和范圍內作出變化和改進。
權利要求
1.一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，其特征在于，該方法包含以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤所述輪圈的一部分；(B)通過使第一掩模元件附著在所述塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通過在沒有粘附所述第一掩模元件的表面上進行一次水壓轉印而形成第一轉印表面；(D)在所述第一轉印表面上形成涂敷薄膜；(E)將所述第一掩模元件去掉以露出沒有進行轉印的表面；(F)在沒有進行轉印的表面上進行第二水壓轉印；(G)清洗所述涂敷薄膜。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述涂敷薄膜是聚乙烯醇(PVA)
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于從側面看，粘貼在方向盤所述輪圈的所述塑模元件的表面的所述第一掩模元件的末端邊緣相對于所述塑模元件的表面形成一個角度為60°或較小的斜面。
4.一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，其特征在于，該方法包含以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤所述輪圈的一部分；(B)通過將第一掩模元件粘附在所述塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通過在沒有粘附所述第一掩模元件的表面上進行一次水壓轉印而形成第一轉印表面；(D)將第二掩模元件粘附在所述第一轉印表面上并將所述第一掩模元件去掉；(E)在沒有粘附上所述第二掩模元件的表面上進行第二水壓轉印。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于在所述的粘貼所述第二掩模元件的步驟中，所述第二掩模元件被粘貼在距離所述的第一轉印表面的邊緣預定間距(c)處。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于所述的預定間距為0.1-0.4mm。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于所述的預定間距為0.2mm。
8.一種加工交通工具的方向盤的輪圈的方法，其特征在于，該方法包含以下幾個步驟(A)形成一個質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件，該塑模元件構成方向盤所述輪圈的一部分；(B)通過將第一掩模元件粘附在所述塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)將方向盤放在水平旋轉臺上，通過在方向盤的所述輪圈的所述掩模元件的中部部分做一個刀片刻痕標記來標明中繼線并將位于所述中繼線下方的所述掩模元件的一部分去掉；(D)將沒有去掉的所述掩模元件的上面部分覆蓋起來；(E)在所述中繼線下方的下表面進行一次轉印并清洗和干燥轉印表面，然后在該轉印表面上涂敷一層PVA溶液并對涂敷表面進行干燥；(F)通過將方向盤的所述輪圈放在水平旋轉臺上并調整和固定刀片的高度使之相對步驟(C)中的刀片的高度要低大約0.05-0.2mm來標明分隔線；以及(G)將余下的掩模元件和一部分PVA膜去掉并進行第二次轉印，然后對第二轉印表面進行清洗和干燥。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(D)為將PVA溶液涂敷在表面上并將涂敷表面干燥的步驟。
10.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述步驟(D)為粘貼掩模元件的步驟。
11.根據權利要求8所述的方法，其特征在于所述PVA溶液通過將PVA與水以重量比1∶12-16的比例混合起來并在溫度為60-70℃的條件下完全溶解該混合物，接著再加入酒精到15-20wt％含量制得。
全文摘要
一種加工方向盤的輪圈的方法包括:(A)形成一質地為氨基甲酸乙酯的塑模元件;(B)將第一掩模元件粘在塑模元件部分表面而形成掩模部分;(C)在第一掩模元件沒有粘上的表面上執行一次水壓轉印而形成第一轉印表面;(D)在第一轉印表面上形成涂敷薄膜;(E)去掉第一掩模元件以露出未轉印的表面;(F)在未轉印的表面上進行第二水壓轉印;(G)清洗涂敷薄膜。由此形成不重疊或轉印薄膜圖案光滑匹配的清晰圖案。
文檔編號B44C1/175GK1235916SQ99105600
公開日1999年11月24日 申請日期1999年4月15日 優先權日1998年5月14日
發明者曹侖秀 申請人:曹侖秀