專利名稱：制造粘合于模制表皮的模制體的方法及實施此方法的裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種制造牢固地粘合于木紋狀或有紋理結構的模制表皮層上的模制體的方法以及實施這一方法的裝置。
背景技術：
已知有許多方法和裝置可以制造牢固地粘合于木紋狀或有紋理結構的模制表皮層上的模制體，尤其是采用有背襯泡沫或背襯泡沫加上支持層的模制表皮層。
所有已知的用于制造牢固地粘合于木紋狀或有紋理結構的模制表皮層上的模制體的裝置和方法都是操作復雜而且成本很高。具體地說，許多機器和工具必須要維護，這些機器和工具往往不能保證在制造粘合到木紋狀或有紋理結構的模制表皮層上的模制體的過程中達到一致的質量標準。業已發現，模制表皮層的可見木紋狀或紋理結構的質量或價值要求由于使用不適當的工具而不能重復出現。此外，模制的表皮層的木紋狀或紋理結構往往被損傷，特別是當具有紋理結構的模制表皮層在運輸中或在與模制體粘合時以及從用于模制體的工具上取下時往往會受到損傷。這造成產品具有缺陷因而不能使用，從而增加了制造成本。在采用已有技術的方法及工具時，與紋理結構模制表皮層牢固粘合的模制體在設計上的可能性也非常狹隘。設計上要有所變化時只有在費工費時以及昂貴的工具結構的改變或者制造一套嶄新的工具才有可能。
例如，美國專利5,116,557中揭示了一種方法，該方法是用于制造三維模制表皮層的。在此方法中，把液態的活性聚氨基甲酸乙酯混合物噴涂到預制金屬模殼的表面上，有時還可附設聚氨基甲酸乙酯泡沫及牢固的支持體。此方法的缺點是具有復雜幾何形狀的部分，特別是具有凹割的部分只有用多部分拼合的工具模才能形成，并且不同的工具部分的邊界線在模制表皮層的表面上也形成種種凹痕。這些邊界線隨著工具磨損增加而越來越明顯。另外的缺點是，為了把用噴涂液態聚氨基甲酸乙酯形成的模制表皮層脫出而不使它損壞，在聚氨基甲酸乙酯硬化以后，通常必須在金屬模上涂敷分離劑。而分離劑又會損害模制表皮層表面的質量及美觀，具體地說是表面會呈現不自然或光澤不均勻的缺點。
制造牢固地與聚氨基甲酸乙酯表皮層粘合的模制體的美國專利第5,662,996號也有同樣的缺點。在此專利的方法中，先用美國專利第5,116,557號中所述的噴涂方法形成一彈性體聚氨基甲酸乙酯模制表皮層，然后在此聚氨基甲酸乙酯模制表皮層上附設聚氨基甲酸乙酯泡沫，再附設一剛硬的支持層，此支持層是由兩種成份的聚氨基甲酸乙酯系形成的。
在德國專利第DE 43 21 920 A1號中也描述了一種制造聚氨基甲酸乙酯模制表皮層的方法，該表皮層也可以附設泡沫及剛硬的支持層材料。此方法的優點是只要在工具底部的一個接受模子中就可以進行生產，這樣就節省了用于工具方面的許多費用。然而用此法在生產對幾何形狀有要求的部分，例如有凹割的幾何形狀部分時，就必須用多個部分拼起來的工具。但是，這樣的情況下，由工具產生的壓力點在模制表皮層的表面上會留下難看的脊線。還有一個缺點，它也是要在從工具底部中的接受模子中脫出部件時必須加用分離劑，而使用分離劑會使表面光澤降低，所述可見的脊線也意味著對聚氨基甲酸乙酯模制表皮層的可見側的設計可能性是大大受到限制。
德國專利第DE 100 59 762 A1號中也描述了一種制造方法。根據此方法，一種裝飾性的表皮層，尤其是一種抗蝕抗濕的表皮層，在模具中無壓力地加以發泡并且附設支持體。此方法一個優點是它不需要改變模。但是，該方法不可能形成幾何形狀復雜的凹割，而這種凹割在儀表面板上往往是都有的，剛硬的部分就不能從模具中脫出。不錯，在這種情況下可以用推頂器，例如采用德國專利第DE 100 22 646 A1號中所描述的那些推頂器，但是這又反過來造成了嚴重的設計和制作上的局限性。
發明內容
因此，本發明的目的是必須改進上述方法，即讓牢固地粘合在一木紋狀或紋理結構的模制表皮層上的模制體可以用盡可能少的工具經濟地生產出來，同時又能提供較多的設計可能性，不僅適合模制表皮層的木紋狀或紋理結構，而且還可根據牢固地粘合于模制表皮層上的模制體的幾何形狀進行可能的設計。具體地說，制造方法必須改進得使新研制出來的或者有所變化的模制表皮層以及牢固地粘合于表皮層的模制體的設計款式能夠以更快的速度制造出來而用不著對正在使用的工具作很多的改變。
本發明的另一個目的是改進上述類型的制造方法以使得牢固地粘合于模制表皮層上的模制體體現一致的優良質量和價值要求，特別是對它們的可見的木條紋或木紋理結構的質量和價值要求。
本發明的又一個目的是提供一種實施這一方法的裝置，用不著花大量的精力重新改制工具就可以使牢固地粘合于木紋狀或紋理結構的模制表皮層的模制體能夠具有很多的設計可能性或選擇性。
本發明的又一個目的是提供一種牢固地粘合于木紋狀或紋理的模制表皮層上的模制體，它能以良好的重復性特別是根據可見的木紋狀或紋理結構制造出來并且體現改進的質量和價值要求。
這些目的根據本發明的提供的制造牢固地粘合于木紋狀或紋理結構的模制體的方法而得以實現，本發明方法具有下列步驟特點a)把在其內側有木紋狀或紋理結構的一空間相符的彈性表皮層插入在一工具底部一側開口的接受模子中，使得彈性表皮層的外表面抵靠在該接受模子的內壁上并且被模子內部穩定地支承著；b)把具有預定薄膜厚度的液態塑性薄膜敷設在彈性表皮層的有木紋狀或紋理結構的內側；c)使塑性薄膜硬化，以形成模制表皮層；
d)通過把合適的活性泡沫發泡劑引入到中間的空間中，對模制表皮層施加背部泡沫，以形成模制體和在模制體和模制表皮層之間的牢固的接合(粘合)，此中間的空間是由模制表皮層的內側和空間相符的工具頂部所限定的，此工具頂部插入工具底部的接受模子中，中間空間的尺寸大小，以及形成模制體的泡沫的多少由模制表皮層及工具頂部的輪廓所限定，并且在發泡過程中，此中間空間與工具頂部之間是密封的；e)從工具底部的接受模子中取出整個包括彈性表皮層的模制表皮層及模制體的組件，工具頂部可以在取出整個組件之前或之后取出；f)從與模制體牢固粘合的模制表皮層剝離彈性表皮層，在彈性表皮層剝離之后，在模制表皮層的表面上留下了木紋狀或紋理結構。
根據上述方法，只需要用工具底部的一個接受模子就可以經濟地生產出與木紋狀或紋理結構的模制表皮層牢固地粘合的模制體，其中將空間相符的彈性表皮層插入接受模子可以提供較多的有關模制表皮層的木紋狀或紋理結構的設計可能性以及根據與木紋狀或紋理結構模制表皮層牢固地粘合在一起的模制體的幾何形狀進行設計的可能性。本方法的要點是空間相符的彈性表皮層的外側抵住接受模子的內壁，接受模子的內壁的具體設計對所述的設計可能性一點也沒有不好的影響，因為設置于下面工具部分的接受模子中的滑動器，折板片或推頂器等可能具有的邊緣都不會在模制表皮層上留下痕跡。這完全是通過插入接受模子的空間形狀相符的彈性表皮層而得以防止的。
很顯然，用于本發明的方法的工具底部的接受模子是很快可以適應空間形狀相符的彈性表皮層的不同的輪廓的。這又可以提供生產幾何形狀復雜的、牢固地粘合于模制表皮層的模制體，它尤其可包括有復雜的凹割。然而對此點特別有利的是新研制出來的或變化的模制表皮層的設計款式以及牢固地粘合于其上的模制體的新研制出來的或變化的設計款式可以很快地被應用，而不需要對現有在使用的工具進行費時費工的改變。
此外，采用本發明的方法，可以達到對牢固地粘合于模制表皮層的模制體提高的質量及價值的要求，特別是在其可見的木紋狀或紋理結構方面，還可以有利地省卻分離劑的使用。
制造空間形狀相符的彈性表皮層作為陰模型的技術在德國專利第DE39 13 157 C2號中有所敘述。在此方法中，彈性表皮層是通過噴涂機器人(自動裝置)在工作模型上進行噴涂然后從模型中取出而生產出來。然后將在內側上有木紋狀或紋理結構的彈性表皮層內側翻過來使木紋狀或紋理結構呈現在外側上。具體地說，其目的是可以使自動裝置更好地接近彎曲面和凹割處，讓自動裝置(機器人)在“模子涂層工藝”中噴涂一層聚氨基甲酸乙酯涂層，然后再在彈性表皮層的有木紋狀的一側噴涂一層起支持作用的聚氨基甲酸乙酯模制表皮層。這一方法的缺點是因為要從彈性表皮層進行此兩層模制表皮層的兩次反(翻)轉和取出，而得到的只是一塊模制表皮層，而此模制表皮層通常是備牢固地粘合于其他共聚上的一模制體。另外還顯示彈性表皮層的反轉及兩次反轉會引起畸變及皺折，畸變及皺折不僅在彈性表皮層上發生，而且還在模制的表皮層上發生，而這在曲面及凹割處特別顯眼。根據上述工藝過程，要制造出沒有應變的模制表皮層是不可能的。
德國專利第DE 41 29 777 A1號中敘述的一種方法也是這種情況。此方法是用于用塑料制造一種空間形狀相符并可任選木紋狀的模制的表皮層的。此塑料硬化后在最終情況下仍保持柔軟，具體地說是用聚氨基甲酸乙酯作為起始材料的，模制的表皮層用作車輛層壓式內部配件的覆蓋體(表皮層)，此配件將在容器中發泡，特別是用作儀表面板。采用此方法，一液態塑料以所需厚度噴在彈性表皮層上，此彈性表皮層是對應陰模型中的模制的表皮層。有時候，將此彈性表皮層向外翻，而將塑料薄膜噴涂在凹進和/或凹入處。在涂敷塑料之后，彈性表皮層在塑料硬化之前再次向內翻。在塑料硬化后，將模制好的表皮層取出供進一步使用。
根據本發明的用于制造牢固地與木紋狀或紋理結構的模制表皮層粘合的模制體的方法，模制表皮層是在單個接受模子中進行的，在接受模子中插入彈性表皮層，本發明的方法特別有利的是直到最后的工藝步驟之前模制體的表面一直受到彈性表皮層的保護。因此可以可靠地防止在模制表面運輸途中或在模制表皮層分開發泡時發生對模制表皮層表面的損傷。這有利地起到保證均勻一致的質量及減少廢品的作用，從而總的成本可以降低。
本發明還有一個優點是，初始生產的模制表皮層可以發泡而用不著改變(更換)接受模子。
在傳統的、通常用于制造抗蝕抗濕及噴涂模制表皮層的鎳電成形模子中，這一點只可以在有限的程度上實現。傳統方法的一個特別不利之點是有缺陷的抗蝕抗濕或模制表皮層可以產生“泡沫滲透”現象，即電成形模子受到污染而需要費時費工的清潔工作。而在采用本發明的方法時，這一點完全不可能發生。
把一預定厚度的液態塑料薄膜涂敷在彈性表皮層的木紋狀或紋理結構內側，如本發明方法的b)步驟所述，可以用已知的濕濺或模制工藝來進行。在這里，液態塑料一詞也應理解成包括熔融狀態的塑料。本發明的一個改進在于本發明的方法d)步驟中所用的工具上部包括一可拆下的及空間形狀相符的支持部分，它至少可以部分地限定中間的空間而不是由工具的上部來限定，中間空間的尺寸大小決定于模制表皮層的輪廓而且至少部分地可以由設置工具上部的支持部分而不是由工具上部本身來決定，并且在工藝步驟e)中，整個包括彈性表皮層、模制表皮層及具有嵌入的支持部分的模制體在內的組件是從工具底部的接受模子中取出，而工具上部可以在整個組件取出之前或之后從支持部分中取出。
合適的活性發泡劑包括較理想的開孔聚氨基甲酸乙酯泡沫等助推材料。
在本發明的一個有利的設計中，發泡工藝過程是用加熱的方法進行的，為此，工具頂部通過至少一個在工具頂部延伸的加熱通道來進行加熱。
在本發明的方法中，制造牢固地粘合于木紋狀或紋理結構的模制表皮層的模制體的任務還進一步通過下列特點步驟得到解決a)把一在內側具有木紋狀或紋理結構空間形狀相符的彈性表皮層插入一一側敞開的工具底部的一個接受模子中，以使彈性表皮層的外側抵住接受模子的內壁并被內壁所穩定住；b)把一具有一預定薄膜厚度的液態塑料薄膜涂敷在彈性表皮層的具有木紋狀或紋理結構的內側；c)使塑料薄膜固化，從而形成模制表皮層。
d)把一形成一支持體的模制體粘合于模制表皮層上，以在模制表皮層的內側涂敷上一底劑和/或一粘結劑，作為工具頂部的一可拆下部分的該支持體被工具頂部壓在已涂敷有底劑和/或粘結劑的模制表皮層上，所以在支持體和模制表皮層之間形成了牢固的粘合。
e)把整個包括彈性表皮層、模制表皮層及模制體在內的組件從工具底部的接受模子中取出，工具頂部可以在整個組件取出之前或之后從形成支持體的模制體拆下并取出。
f)從牢固地粘合于模制體的模制表皮層剝下彈性表皮層，在彈性表皮層剝下以后，在模制表皮層的表面留下了木紋狀或紋理結構。
在本發明的一項改進中，布置成支持體部分的模制體不是像步驟c)及d)中那樣與模制表皮層粘合的，而是作為工具頂部的一個可拆下的部分的支持部分被工具頂部在塑料薄膜完全固化之前壓在塑料薄膜上，只是在塑料薄膜完全固化之后，在支持部分和模制表皮層之間才建立起牢固的粘合。
在本發明的一項有益的改進中，在工藝步驟f)中被剝下的彈性表皮層直接在步驟a)中再被重新使用。
在本發明的一項改進中，通過把液態塑料灌注或注射入由彈性表皮層的內側和插入工具底部的接受模子中的與空間形狀相符的工具頂部所形成的中間空間中，把一預定厚度的液態塑料薄膜涂敷在彈性表皮層的木紋狀或紋理結構內側上，該中間空間的尺寸大小由彈性表皮層及工具頂部的輪廓所決定，該工具頂部在塑料薄膜至少部分硬化后從工具底部的接受模子中抽出。
這樣，所生產的模制表皮層就具有重復再現的薄膜厚度，特別是在凹進的區域也是如此。用這種方法，所產生的模制表皮層不存在應力，從而使牢固地與模制表皮層粘合的模制體可以滿足一致的質量標準。
塑料薄膜的硬化是通過加熱來實現的，為此，工具頂部是通過至少一個沿著工具頂部延伸的加熱通道來加熱的。
由于彈性表皮層的導熱性差，加熱的效果在工具底部上有所減弱，而這一點是特別有利的。
此外，可交聯的聚氨基甲酸乙酯，最好是聚氨基甲酸乙酯澆鑄樹脂；液態可交聯的有機樹脂，最好是環氧樹脂或非活性熔融材料，最好是熱塑性聚氨基甲酸乙酯(TPU)，熱塑性聚烯烴(TPO)，熱塑性高彈體(TPE)，聚氯乙烯(PVC)或這些材料的混合物都可以用來形成塑料薄膜。
本發明的一個改進之處是采用一個單一或多元的可交聯的聚氨基甲酸乙酯系形成塑料薄膜，它們最好基于脂族材料，特別是基于芳香族的起始材料。
根據本發明的一個實施例，在進行了通稱為“模內涂層”的工藝的步驟a)以后，在彈性表皮層的木紋狀或紋理結構內側涂敷一薄層涂料，然后加以乾化或硬化。接著進行步驟b)，其中，液態塑料薄膜不再直接涂敷在彈性表皮層的內側而是在薄的涂料層上。
通過“模內涂層”，模制表皮層的性能，特別是它的耐用性，或者它的表面，以及木紋狀或紋理結構的外觀都得到了提高。
在又一個改進中，彈性表皮層的內側的不同區域使用了不同顏色的涂層。
根據本發明上述任務是用實施本發明方法的一種裝置來完成的，在其內側具有木紋狀或紋理結構的空間形狀相符及彈性的表皮層是一柔性的高彈體聚氨基甲酸乙酯或橡膠表皮層，然而最好是用柔性的(聚)硅氧烷表皮層。
硅氧烷表皮層的特點是它的特別優良的耐壓和耐熱的性能。具體地說，業已表明有些硅氧烷表皮層在使用輥子的模制工藝中，具有極長的使用壽命。然而，硅氧烷表皮層及“模內涂層”兩者的結合還可以有利地形成高輪廓、高質量的獨特的木紋狀外形，例如絨面革木紋理，而采用當前技術中這在三維結構例如儀表面板的表面上是不能產生出來或者極難生產出來的。
采用本發明所述的方法，可以提供具有比傳統模制表皮層生產方法所能提供的更多種類的木紋狀或木紋理圖案的供娛樂用的多彩色件。
需要時，還可以在彈性表皮層中布置增強成份，特別是用織物，塑料，織物纖維或玻璃纖維做的增強成份，從而增加彈性表皮層抵抗變形的能力。
上述方法的又一改進是空間形狀相符的彈性表皮層可以在一液態硅氧烷預聚物加到一木紋狀或紋理結構的陽的模型中之后，在一添加和/或凝聚反應中通過交聯液態硅氧烷預聚物來加以產生，然后，從該陽的模型中把它脫出來，這樣，彈性硅氧烷表皮層就反映出了要在工藝步驟b)及c)中產生的模制表皮層的空間形狀相符的負的圖像，并在其內側就形成了相應的木紋狀或紋理結構。
用此方式生產的硅氧烷包括了關于輪廓、木紋狀或紋理結構的足夠的信息，并且，在適當時，還包括了行將生產的牢固地粘結模制體的模制表皮層的光澤的信息。此鑄造工藝可以廉價地并快速地完成。報廢的硅氧烷表皮層可以迅速地被置換。
空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層可以較佳地通過從已經從陽的模型脫出來的硅氧烷表皮層的外側除去足夠的硅氧烷的辦法來生產，直到獲得一預定層的厚度的硅氧烷表皮層為止。
或者，空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層可以通過把液態硅氧烷引入一封閉工具的中間空間來生產，此中間空間由反應陽的模型的工具頂部以及可以置放在陽的模型之上的空間形狀相符的工具底部所形成，該中間空間的尺寸大小由工具底部及工具頂部的輪廓以及在把硅氧烷預聚物引入中間空間之后的交聯所決定。
以這種方式生產的硅氧烷表皮層具有很高的再生產重現精度，特別是可以進行大量生產。它的一個基本的特點是可重復生產的硅氧烷可以生產出相同的層厚度，而這直接意味著被生產的牢固地與木紋狀或紋理結構的模制表皮層粘合的模制體可以具有一致的質量。
在本發明的一個有利的結構中，彈性表皮層的厚度在0.8～10mm之間，最好在1～6mm之間。
這一點的效果是工具底部的接受模子的內壁上可能存在的任何棱邊盡管在例如模制表皮層背部發泡期間有壓力施加在內壁上也不會在具有木紋狀或紋理結構的模制表皮層的表面上留下刻痕。
此外，用于本發明生產工藝中的工具底部是由多個和/或可移動件構成的，具體地說包括滑動件、折活板或推頂件等構成的。這可以使工具底部適應于所用的彈性表皮層的不同的輪廓。因此，就用不著維持大量工具。這就節省了大量的工具費用。此外，設計的可能性也非常廣泛，因為按照本發明，沒有可移動部件的棱邊會在完工的模制體的模制表皮層上留下痕跡。因此就有可能制造具有復雜幾何形狀和復雜凹割部分的模制體。
本發明還提供了一個非常容易頂出已制成的模制體的方法。迄今為止，已有技術對于復雜的幾何輪廓，特別是在有凹割的區域，都沒能做到不留下可見的分離和滑動件形成線的痕跡。結果，在根據本發明的方法中，一名設計者可以提供出很多的設計可能性。在這方面，本發明的方法顯著不同于已有技術的工藝方法。盡管已有技術也只在工具底部使用一只模子來制造牢固地與木紋狀或紋理結構的模制表皮粘合的模制體。
本發明的另一個改進是用在本發明方法中的工具頂部件具有多部件結構和/或包括可移動的部件，具體說是滑動件，折活板或推頂件。
以這種方式，可在工具頂部中形成上述中間空間所需的輪廓及尺寸大小，尤其是在有凹割的區域。在這里還有寬范圍的幾何形狀成形的可能性。
在本發明的一個有利的實施例中，用于本發明方法中，其工具底部和/或頂部都包括加熱通道，通過加熱通道可對工具底部或頂部進行加熱。
采用對工具部件加熱的措施，進入接受模子的液態塑料材料可以較快硬化。在這方面，業已證明加熱工具頂部是特別合適的，因為插入工具底部的接受模子的彈性表皮層的導熱性能是很差的。
上述在牢固地粘合于木紋狀或紋理結構，或者有時是涂過涂料的模制表皮層的模制體的制造任務得到了充分的實現，因為所述模制體可以用根據本發明的方法制造出來。
用本發明的方法制造的模制體可以滿足一致性的質量標準，因為它是可以完全重復制造出來的。此外，木紋狀或紋理結構的表面得到了改進，而用已有技術的方法，這種質量的表面是無法生產出來的。
與以本發明的生產方法可生產的模制體牢固地粘合的模制表皮層具有0.3～5mm的層厚度，而最好在0.4～2mm之間。
本發明還涉及一種牢固地粘合于木紋狀或紋理模制表皮層的模制件的使用，即用作車輛內部的部件，具體說是用作儀表面板，門的表面層或儀表板上的小型工具箱的蓋子上。
本發明的種種改進及較佳實施方式可以從本申請的從屬權項或從實施例的描述中清楚地、顯而易見地得出或導出。
下面，將結合實施例及附圖詳細敘述本發明。在諸附圖中圖1是在本發明的制造工藝中用于生產空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層的閉合工具及本發明的裝置截面示意圖。
圖2是圖1閉合工具的截面圖，它與圖1不同之處在于已在預定的中間空間內引入了硅氧烷材料。
圖3是一帶有空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層的陽的模型的截面示意圖，它們已從工具底部取出。
圖4是從陽的模型上脫出后的空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層的截面示意圖。
圖5是已插入彈性硅氧烷后的工具底部的接受模子的截面示意圖。
圖6是已插入硅氧烷表皮層的工具底部的接受模子的截面示意圖，在圖中，彈性硅氧烷表皮層的內側已經涂敷了一薄層涂料。
圖7是工具底部的接受模子的截面示意圖，其中已插入表面上涂敷上涂料的硅氧烷表皮層，并且一空間形狀相符的工具頂部插入了工具底部的受料模子之中。
圖8是圖1的工具的截面示意圖，但已有一塑料薄膜引入了中間的空間。
圖9是在移去了工具頂部后的工具底部的接受模子的截面示意圖，其中已插入了硅氧烷表皮層、薄層涂料及聚氨基甲酸乙酯模制表皮層。
圖10是工具底部的接受模子的截面示意圖，其中具有插入的硅氧烷表皮層、薄層涂料及模制表皮層以及一具有插入接受模子之中的支持層的工具頂部。
圖11是如圖10所示的工具的截面示意圖，所不同的是其中已引入了自發泡聚氨基甲酸乙酯系。
圖12是移去了工具頂部及工具底部接受模子后的、包括硅氧烷表皮層、薄層涂料、聚氨基甲酸乙酯模制表皮層，聚氨基甲酸乙酯泡沫層及支持體的組件的截面示意圖。
圖13是移去了硅氧烷表皮層后的已完工組件的示意圖，所述組件包括具有涂料層的木紋狀聚氨基甲酸乙酯表皮層及由聚氨基甲酸乙酯泡沫層形成并與該表皮層牢固地粘合的模制體及支持體。
具體實施例方式
在圖1到圖13中，凡是相同的部件都用相同的編號表示。
圖1中示意性地示出的是在本發明的方法和裝置用于生產空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層的閉合的工具。此工具包括一工具頂部，它形成一陽的模型1，其上有木紋狀或紋理結構表面2，以及一空間形狀相符的工具底部6，陽的模型1就引入其中，由此形成一中間空間8，此空間8的尺寸大小由作為陽模型1的輪廓及工具底部6的輪廓決定，這些輪廓取決于與要生產的木紋狀或紋理結構模制表皮層牢固地粘合的模制體的輪廓。工具底部6還包括可移動件5a及5b，此移動件可改變工具底部6的輪廓。在這里，在陽模型1插入工具底部6后，可移動件5a及5b就向陽模型1移動，以在陽模型1和工具底部6之間形成一一致的中間空間8。這樣就可以制造出具有一致和可重復生產出的厚度的彈性硅氧烷。移動部件5a，5b不僅可以改變工具底部的輪廓，還可以便于把陽模型1從工具底部6中取出而且即使有凹割存在也不會使硅氧烷受到損傷，因此它們是很實用的，為此，只要把移動件5a，5b退回到原來的起始位置就可以。
封閉工具上有一開孔4，可將制造彈性硅氧烷表皮層所必需的液態硅氧烷材料引入中空的中間通道(稱中間空間)8中。在硬化后，引入的液態硅氧烷就形成彈性硅氧烷表皮層，并形成一高度精確的陽模型1的負的圖像。
硅氧烷表皮層可以有幾層，在有多層的情況下，最好包括增強部分，具體說是增強用的織物或增強纖維。
在圖2中，示出的是與圖1一樣的閉合工具。不同的是，圖1中的空的中間空間8在圖2中通過開孔引入了液態硅氧烷。在引入中需要有根據工具幾何形狀而定的進料孔或通風孔，但在圖中沒有示出。液態硅氧烷可以通過壓力引入中間空間。
為形成空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層3而硬化液態硅氧烷材料時可以在室溫下進行。然而，如果另外采用熱量來加速液態硅氧烷的硬化，則本發明的目的可以更好更快地實現。為此，工具底部6可以用圖中沒有示出的、沿著工具底部6設置的加熱通道進行加熱。
由液態硅氧烷3的硬化所獲得的硅氧烷表皮層是展現在其外側3b上，該外側即是面對工具底部的一側，一個基本上光滑的表面。但在硅氧烷表皮層3的內側3a，也就是說在面向陽模型的一側展現木紋狀或紋理結構的表面。此木紋狀或紋理結構是陽模型1的精確的負的壓痕。
在圖3中，示出具有空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層3的陽模型1，此時，彈性硅氧烷表皮層已從工具底部6取了出來，如圖1及圖2中所示。現在把它從陽模型1上剝下來就可以得到彈性硅氧烷表皮層3。陽模型1可以再次使用以制造同樣的彈性硅氧烷表皮層3。然而也可以用此模型提供新的表面木紋狀或紋理結構而用不著改變模型。因此，同樣形狀但具有不同木紋狀或紋理結構的內側3a的硅氧烷表皮層3可以很容易生產出來。這一點是特別有利的，因為這意味著操作量可以減少以及可以降低工具方面的成本。
圖4示出了從陽模型1剝下來的空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層3，其內側3a是有木紋狀或紋理結構的表面，而其外側3b則是光滑的。
圖5示出了工具底部的接受模子7，模子一側是敞開的。在接受模子7中插入了空間形狀相符的彈性硅氧烷表皮層3。彈性硅氧烷光滑的外側面35是面向接受模子7的內側壁，并被內側壁穩定。此穩定作用可以利用真空裝置來加以保證(圖中未示出)，真空作用在內壁處，把硅氧烷表皮層吸向內壁從而使其穩定在內壁處，真空系統可以隨時開和關。
在目前狀態，工具底部的接受模子7在硅氧烷表皮層3的凹割區域具有可移動部件9a及9b。因此，硅氧烷表皮層3既可以目前狀態所示的布置予以足夠穩定，而且在以后的步驟中還可以容易地從接受模子7中脫出來而不會損傷硅氧烷表皮層3。為此，只要使可移動部件9a及9b移動離硅氧烷表皮層就可以。
可移動部件的布置可以按照所用的硅氧烷表皮層3的輪廓自由地加以選擇，因為要生產的模制表皮層以及與模制表皮層牢固地聯結的模制體的質量并不會由此受到損害。
圖6示出的是具有圖5中所示的插入的硅氧烷表皮層3的工具底部的接受模子7。所不同的是有一薄層的涂料11涂敷在硅氧烷表皮層3的木紋狀內側3a上。涂層是用如圖6所示的噴涂裝置噴涂獲得的。這種方法也叫做“模內涂層法”。
適合于模型的涂料系已為大家熟悉，模型中或者包含溶劑或者不包含溶劑。涂料層11可以在室溫下使之干燥或硬化，但是為了使工藝過程加速，也可以采用傳入熱量的辦法，例如使用加熱的熱空氣或紅外加熱器(圖中未示出)。
圖7是一示意性剖視圖，示出插入有硅氧烷表皮層的工具底部的接受模子7，該表皮層上涂敷有涂層11，還示出了空間形狀相符的工具頂部12，工具頂部插入在工具底部的接受模子7中。
按本發明把預定厚度的液態塑料薄膜涂敷到彈性表皮層3上的有木紋狀或紋理結構的內側3a上的方法是通過把液態塑料注入或噴入中間空間14中來實現的。此中間空間14是這樣界定的其一側是由彈性表皮層3的涂料內側3a限定，而其另一側是由插入工具底部的接受模子7的空間形狀相符的工具頂部12所限定。此中間空間14的尺寸大小由彈性表皮層3及工具頂部12的輪廓所決定。在這方面，其上涂敷有涂料的硅氧烷表皮層3有效地形成一陰模，而被插入的工具頂部12有效地形成一陽模。因此中間層14提供了被涂敷的塑料層形狀。該塑料層在硬化后形成模制表皮層。
如圖7所示，工具頂部12包括可移動件13a及13b，這些可移動件13a及13b可以便于工具頂部12插入工具底部的接受模子7中，也可以便于工具頂部12從工具底部的接受模子中取出。當工具頂部12插入時，可移動件先退入工具頂部12。只有當工具頂部12在工具底部的接受模子7中到達一預定位置時，可移動件13a及13b才延伸出來。延伸一般發生在硅氧烷表皮層3的凹割區域以使整個中間空間14具有均勻一致的高度。在取出工具頂部12時，可移動件13a及13b回到它們的原始位置上。這樣制成的模制表皮層可以防止被損壞。
圖8中示出的是與圖1中一樣的工具。不同的是，塑料層已經插入了中間空間14之中。該塑料層14是通過接近中間空間14的塑料入口16插入的。在本實施例中填入中間空間14的塑料層用的是液態活性聚氨基甲酸乙酯材料。為了實用的原因，填料是用壓力注入的，目的是使液態聚氨基甲酸乙酯材料可以獲得快速而均勻的分布。當然，也可以使用多個進料口16來進行(圖中未示出)，此取決于工具的構形。此外，至少設置有一個通氣孔(圖中未示出)與中間空間相連。
如果能用快速反應的系統來生產塑料層以快速地形成模制表皮層則本發明的目的就能較好地實現。一種利用芳香族作為起始材料的聚氨基甲酸乙酯反應系統業已證明是較有利的。而涂層11最好用基于脂肪族聚氨基甲酸乙酯系統的涂料系統。這樣，可以提高模制表皮層的抗老化性能。
在一較佳實施例中，設想為可以對工具頂部12進行加熱，為此，可以對工具頂部12進行加熱，為此，可以在工具頂部12中布置加熱通道(圖中未示出)。硬化后的聚氨基甲酸乙酯就形成模制表皮層15。
圖9是工具頂部12移去后的具有插入的硅氧烷表皮層3、薄層涂料11以及聚氨基甲酸乙酯模制表皮層15的工具底部的接受模子7。的視圖。至此已可以從工具底部的接受模子中取出與薄涂層11牢固粘合的聚氨基甲酸乙酯模制表皮層15。此時，硅氧烷表皮層3可以同時取出或留在工具底部的接受模子7之內。
從硅氧烷表皮層3容易地分離開模制表皮層15及涂層11的組件之后，具有涂層11的模制表皮層15的一側具有與用于生產硅氧烷表皮層3的陽模型1相同的木紋狀或紋理結構。分離后的硅氧烷3可以再用于進一步生產其他模制表皮層15。
然而，根據本發明，硅氧烷表皮層3先與薄涂層11及模制表皮層15的組件一起留在工具底部的接受模子7之中，以便可以在同一工具內進行發泡，而形成一支持體。本發明的這一工藝過程稱為一步法工藝，用它可以在一個工具內整體形成制造模制表皮層、泡沫層及支持體各部分，對模制表皮層也可以如上所述進行涂層。
圖10示出了工具底部的接受模子7，其1中具有插入的硅氧烷表皮層3、薄涂層11、模制表皮層15，一插入接受模子和具有一支持部分20的工具頂部17。圖10中所用的結構一方面是用來為模制表皮層15提供泡沫襯背以形成模制體，一方面是用來在可拆卸地附著于工具頂部17的支持部分20和泡沫層之間形成牢固的粘合以一起形成模制體以及在模制體及模制表皮層之間形成牢固的粘合。
在本發明的這一步驟中，在中間空間19中引入適當的活性發泡劑。中間空間19是由模制表皮層15的內側及空間形狀相符的支持部分20界定。該支持部分20可拆卸地附著在工具頂部17上。中間空間19的尺寸大小取決于模制表皮層15和支持部分20的輪廓。支持部分20可以通過真空吸力可拆卸地附著于工具頂部17上，工具頂部17至少包括一個真空裝置(圖中未示出)。工具頂部17也包括可移動件18a及18b，它們可允許工具頂部17容易地、無損傷地從接受模子7中取出。為此，只要將可移動件18a及18b移動到退入工具頂部17的位置就可以。
圖11的結構布置是與圖10一樣的。但接著引入自發泡聚氨基甲酸乙酯系以硬化成一固體的發泡層21，從而形成了一固體組件，此固體組件包括其上有涂層11的模制表皮層15、泡沫層21及支持部20。
發泡系統是施加壓力通過中間空間附近的開口引入中間空間19中的，或者也可以直接注入敞開的工具之中。在此情況下，工具頂部17必須在發泡之前直接移入圖11所示的位置。
圖12示出在移去工具頂部17后從接受模子7取出后的是硅氧烷表皮層3、薄涂層11、聚氨基甲酸乙酯模制表皮層15、聚氨基甲酸乙酯泡沫層21及支持層20。
不粘結而起作用的硅氧烷表皮層3可以容易地與支持層20，聚氨基甲酸乙酯發泡層21、模制表皮層15及涂層11的組件剝開。
除去硅氧烷表皮層3以后就形成了圖13所示的組件，該組件包括有具有涂敷涂層11的木紋狀的聚氨基甲酸乙酯模制層15和聚氨基甲酸乙酯泡沫層的模制體21和支持層20。模制體牢牢地連接于聚氨基甲酸乙酯模制表皮層。取下后毫不受傷的硅氧烷表皮層3馬上可以重新使用以制出牢固地粘合于有木紋狀以及有時涂上涂層的新的模制體。
權利要求
1.一種制造牢固地粘合于具有木紋狀或紋理結構的模制表皮層(15)的模制體的方法，其特征在于，此方法包括如下步驟a)把一空間形狀相符的、在其內側(3a)具有木紋狀或紋理結構的彈性表皮層(3)插入工具底部一側敞開的接受模子(7)之中，使該彈性表皮層(3)的外側(3b)與接受模子(7)的內壁相抵并被該內壁所穩定；b)把一有預定薄膜厚度的液態塑料薄膜涂敷在彈性表皮層(3)的具有木紋狀或紋理結構的內側(3a)上；c)使塑料薄膜硬化，從而形成模制表皮層(15)；d)通過把一合適的活性發泡制劑引入一中間空間(19)以在模制表皮層(15)形成發泡背襯以形成模制體并在模制體和模制表皮層(15)之間形成牢固的粘合，此中間空間(19)由模制表皮層(15)的內側和插入工具底部的接受模子(7)的空間形狀相符的工具頂部(7)之間的空間所形成，中間空間(19)及形成模制體的泡沫層(21)的尺寸大小取決于模制表皮層(15)及工具頂部(17)的輪廓，并且在發泡過程中該中間空間(19)是密封于工具頂部(17)的；e)把整個包括彈性表皮層(3)、模制表皮層(15)及模制體的組件從工具底部的接受模子(7)中取出來，而工具頂部(17)則在把整個組件取出來之前或之后取出來；f)從與模制體牢固粘合的模制表皮層(15)剝下彈性表皮層(3)，在彈性表皮層(3)剝下以后，在模制表皮層(15)的表面上留下木紋狀或紋理結構。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟d)中所用的工具頂部(17)包括一可拆卸及空間形狀相符的支持層(20)，該支持層至少部分地代替工具頂部(17)形成該中間空間(19)的邊沿，該中間空間(19)的尺寸大小取決于模制表皮層(15)以及至少部分地取代工具頂部(17)而位于工具頂部(17)上的支持層(20)的邊沿的輪廓，以及在步驟e)中，包括彈性表皮層(3)、模制表皮層(15)和嵌置有支持層(20)的模制體的整個組件從工具底部的接受模子(7)取出，而工具頂部(17)則可以在取出整個組件之前或之后從支持層(20)上拆卸并移去。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，形成聚氨基甲酸乙酯的開孔泡沫的原料被用作合適的活性發泡劑。
4.如權利要求1～3中任一項所述的方法，其特征在于，發泡過程在熱量的作用下發生，以及為此，至少通過沿工具頂部(17)延伸的加熱通道加熱工具頂部(17)。
5.制造與有木紋狀或紋理結構的模制表皮層(15)牢固地粘合的模制體的方法，其特征在于，包括下列步驟a)把一在其內側(3a)具有木紋狀或紋理結構的空間形狀相符的彈性表皮層(3)插入在一側敞開的工具底部的接受模子(7)中，使彈性表皮層(3)的外側(35)抵住接受模子(7)的內壁，并被該內壁所穩定；b)把具有一預定厚度的薄膜涂敷在彈性表皮層(3)的有木紋狀或紋理結構的內側(3a)上；c)使該塑料薄膜硬化，從而形成模制表皮層(15)；d)把作為支持體(20)的模制體粘合于模制表皮層(15)上，為此先把初始材料和/或粘結劑涂敷在模制表皮層(15)的內側，作為工具頂部(17)的一可拆卸部分的支持層(20)被頂部件(17)壓向已涂敷有初始材料和/或粘結劑的模制表皮層(15)，從而在支持層(20)及模制表皮層(15)之間形成牢固的粘合；e)把整個包括彈性表皮層(3)、模制表皮層(15)及模制體的組件從工具底部的接受模子(7)中取出，而工具頂部(17)則可以在取出整個組件之前或之后從作為支持層(20)的模制上體拆卸并移去；以及f)把彈性表皮層(3)從牢固地粘合于模制體的模制表皮層(15)剝下，在彈性表皮層(3)從模制表皮層剝下后，木紋狀或紋理結構留在模制表皮層(15)的表面上。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，作為支持層(20)的模制體不在方法步驟c)以及d)粘合在模制表皮層(15)上，而是使作為工具頂部(17)的一可拆卸部分的支持層(20)被工具頂部(17)壓向尚未完全硬化的塑料薄膜上，從而在支持層(20)和模制表皮層(15)之間的粘合直到塑料薄膜完全硬化后才形成。
7.如權利要求1～6中任一項所述的方法，其特征在于，在方法步驟f)中被剝下的彈性表皮層可以直接在方法的步驟a)中直接再使用。
8.如權利要求1～7中任一項所述的方法，其特征在于，具有預定厚度的液態塑料薄膜涂敷到彈性表皮層(3)的具有木紋狀或紋理結構的內側(3a)上時，液態塑料是注入或噴入一中間空間(14)中的，此中間空間(14)由彈性表皮層(3)的內側(3a)和一空間形狀相符的、插入工具底部的接受模子(7)中的工具頂部(12)所界定，中間空間(14)的尺寸大小取決于彈性表皮層(3)和工具頂部(12)的輪廓，且工具頂部(12)是在塑料層至少部分硬化后從工具底部的接受模子(7)中取出的。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，塑料薄膜在加熱的作用下硬化，為此，工具頂部(12)通過沿工具頂部(13)延伸的至少一條加熱通道被加熱。
10.如權利要求1～9中任一項所述的方法，其特征在于，可交聯的聚氨基甲酸乙酯最好是聚氨基甲酸乙酯模制樹脂；液態可交聯物質，最好是環氧樹脂或非活性熱熔融物質；最好是熱塑性聚氨基甲酸乙酯(TPU)、熱塑性聚烯烴(TPO)、熱塑性高彈體(TPE)、聚氯乙烯(PVC)或它們的混合物被用于形成該塑料薄膜。
11.如權利要求1～9中任一項所述的方法，其特征在于，最好是基于脂族或尤其是芳香族的、單一或多成份可交聯聚氨基甲酸乙酯系起始材料被用于形成塑料薄膜。
12.如權利要求1至11中任一項所述的方法，其特征在于，在實施了方法的步驟a)之后，一薄的涂料層(11)作為“模內涂層”涂敷于彈性表皮層(3)的木紋狀內側(3a)上，然后加以干燥或硬化，接著進行步驟b)，此時，液態塑料薄膜不在直接涂敷在彈性表皮層(3)的內側(3a)上，而是涂敷在薄的涂層(11)上。
13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，彈性表皮層的內側(3a)的不同區域上用不同顏色的涂料加以涂層。
14.一種用以實施如權利要求1至13任一項所述方法的裝置，其特征在于，空間形狀相符的、在其內側上具有木紋狀或紋理結構的彈性表皮層(3)是一柔性高彈體聚氨基甲酸乙酯或橡膠表皮層，但最好是柔性的硅氧烷表皮層。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于，在彈性表皮層(3)中設置有起增強作用的組成成份，特別是織物、塑料織物纖維或玻璃纖維。
16.如權利要求14或15所述的裝置，其特征在于，空間形狀相符的彈性表皮層(3)可以這樣來形成一液態硅氧烷預聚物被涂敷到具有木紋狀或紋理結構的陽模型(1)上，然后通過添加和/或凝聚反應進行交聯，此后，從陽模型(1)上剝下，此彈性硅氧烷表皮層(3)體現以步驟b)及c)產生的并且在其內側(3a)上具有相應木紋狀或紋理結構的模制表皮層(15)的空間形狀相符的負的圖像。
17.如權利要求16所述的裝置，其特征在于，空間形狀相符的彈性表皮層(3)可以這樣來生產將從陽模型(1)上剝下的彈性表皮層(3)的外側(3b)上的硅氧烷逐步去掉，直到得到一預定厚度的硅氧烷表皮層(3)為止。
18.如權利要求16所述的裝置，其特征在于，空間形狀相符的彈性表皮層(3)可以這樣來生產把液態硅氧烷預聚物引入一閉合工具的中間空間(8)中，此中間空間(8)由工具頂部的陽模型(1)及空間形狀相符的工具底部(6)界定，它可以在陽模型(1)之上，中間空間的尺寸大小取決于工具底部(6)及工具頂部的輪廓，并在把硅氧烷預聚物引入中間空間(6)之后與硅氧烷表皮層(3)發生交聯。
19.如權利要求14至18中任一項所述的裝置，其特征在于，彈性表皮層(3)的厚度是在0.8～10mm之間，最好是在1～6mm之間。
20.如權利要求14至19中任一項所述的裝置，其特征在于，用于權利要求1至13中的方法之一的工具底部是由幾個部分構成的，和/或包括可移動件(9a，9b)，具體說是滑動件，折板或推頂器。
21.如權利要求14至20中任一項所述的裝置，其特征在于，用于權利要求1至13中方法之一的工具頂部(12，17)是由幾個部分所組成和/或包括可移動件(13a，13b，18a，18b)，具體說是滑動器，折板或推頂器。
22.如權利要求14至21中任一項所述的裝置，其特征在于，用于權利要求1至13中的方法之一的工具頂部和/或底部(12，17)包括加熱通道，通過該加熱通道對工具頂部和/或底部進行加熱。
23.一牢固地粘合于有木紋狀或紋理結構、還可能涂上涂層的模制表皮層(15)的模制體可通過權利要求1至13中的一個方法形成。
24.牢固地粘合于有木紋狀或紋理結構以及可通過權利要求8所述的方法生產的模制體，其特征在于，模制表皮層(15)具有0.3～5mm之間的厚度，最好具有0.4～2mm之間的厚度。
25.如權利要求23或24所述的牢固地粘合于具有木紋狀的模制表皮層(15)的模制體的應用包括用作車輛內部的部件，具體說是用作擋泥板，門的模制小型工具箱或中心儀表板。
全文摘要
本發明涉及一種生產牢固地粘合于一有木紋狀的模制表皮層的模制體。根據本發明，一在其內側具有木條紋或紋理結構的空間形狀相符的彈性表皮層插入一工具底部的一側敞開的接受模子中。在硬化后形成模制表皮層的液態塑料薄膜然后涂敷到彈性表皮層的由木條紋的內側上。然后，模制表皮層上形成背襯泡沫層，發泡的塑料牢固地粘合于模制表皮層。之后，包括彈性表皮層、模制表皮層和模制體的整個組件從工具底部的接受模子中取出。最后，彈性表皮層從牢固地粘合于模制體的模制表皮層剝下，此時，在模制表皮層的表面上留下了木紋狀或紋理結構。
文檔編號B29L31/58GK1522845SQ20031011990
公開日2004年8月25日 申請日期2003年11月19日 優先權日2002年11月19日
發明者A·格爾肯, G·福格特, A 格爾肯, 裉 申請人:貝尼克卡里科股份公司