专利名称：加工交通工具的方向盘的轮圈的方法
技术领域：
本发明涉及一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，特别是涉及一种采用水压转印方法加工高质量的方向盘的轮圈的方法。
图1所示的是加工交通工具的方向盘的轮圈的方法的一个例子。如图1所示，由软性的PVC或氨基甲酸乙酯(尿烷)组成的第一塑模部分2形成在轮毂形型芯1的外表面上。参照图2，第一塑模部分2由皮革3包裹着，通过将木头加工成与轮毂形型芯1的形状相适应的并将加工好的木头固定在轮毂形型芯1上的方法，在余下的轮毂形型芯1的外表面形成木质部分4。或者，木质部分4可以通过将多片薄木片叠起来，并切成片状形成，或通过将锯末和树脂混合起来并将该混合物进行压模并将薄木片固定在混合物上形成。
然而，上述加工方法比较复杂且不适于批量生产。而且，加工成本也很高。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种采用水压转印方法加工交通工具的方向盘的轮圈的方法从而能以相对较低的成本对轮圈部分进行大批量的加工同时又能获得较高质量的外观。
本发明的另一个目的是提供一种采用掩模带或橡胶模(以下称为掩模元件)进行转印工艺的加工交通工具的方向盘的轮圈的方法从而能获得各种各样的木质图案和其他图案。
而且，本发明又一个目的是提供一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，通过该方法使在具有不适合于转印的形状的方向盘上的图案的匹配精确和清楚成为可能。
因此，为了达到上述目的，提供了一种加工方向盘的轮圈的方法，该方法包括以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘轮圈的一部分；(B)通过使第一掩模元件附着在塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通过在没有粘附第一掩模元件的表面上进行一次水压转印而形成第一转印表面；(D)在第一转印表面上形成涂敷薄膜；(E)将第一掩模元件去掉以露出没有进行转印的表面；(F)在没有进行转印的表面上进行第二水压转印；(G)清洗涂敷薄膜。
为了达到第二个目的，提供了一种加工方向盘的轮圈的方法，该方法包括以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘轮圈的一部分；(B)通过将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)通过在没有粘附第一掩模元件的表面上进行一次水压转印而形成第一转印表面；(D)将第二掩模元件粘附在第一转印表面上并将第一掩模元件去掉；(E)在没有粘附上第二掩模元件的表面上进行第二水压转印。
为了达到第三个目的，在此提供了一种加工方向盘的轮圈的方法，该方法包括以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘轮圈的一部分；(B)通过将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)将方向盘放在水平旋转台上，通过在方向盘的轮圈的掩模元件的中部部分做一个刀片刻痕标记来标明中继线并将位于中继线下方的掩模元件去掉；(D)将没有去掉的掩模元件的上面部分覆盖起来；(E)在中继线下方的下表面进行一次转印并清洗和干燥转印表面，然后在该转印表面上涂敷一层PVA溶液并对涂敷表面进行干燥；(F)通过将方向盘的轮圈放在水平旋转台上并调整和固定刀片的高度使之相对步骤(C)中的刀片的高度要低大约0.05-0.2mm来标明分隔线，；(G)将余下的掩模元件和一部分PVA膜去掉并进行第二次转印，然后对第二转印表面进行清洗和干燥。
本发明的以上目的和优点通过对参照以下的附图的最佳实施例进行描述会变得更加清楚图1和图2所示的是按照一种常规加工方法加工的方向盘轮圈的一部分；图3所示的是按照本发明的一个最佳实施例加工的方向盘轮圈；图4所示的是按照本发明以采用掩模元件的水压转印方法加工方向盘的一部分轮圈步骤的一部分；图5a和5b所示的是用来解释紧接于图4所示的步骤的下一个加工步骤的视图；图6所示的是正确地形成转印薄膜6和第一掩模元件8的一种状态；图7所示的是不正确地形成转印薄膜6和第一掩模元件8的一种状态；图8a到图8d所示的是用来解释按照本发明的另一个最佳实施例进行加工的一种加工方法的视图；图9所示的是根据本发明的另一个最佳实施例在形成第一转印表面11和第二掩模元件12时的一种状态；图10所示的是根据本发明的另一个最佳实施例在形成转印薄膜6和第二掩模元件12时的一种状态；图11所示的是图案没有正确匹配的状态；图12所示的是转印薄膜的图案的一个例子；图13所示的是贴有图12所示的转印薄膜的方向盘；图14和15所示的是另一种转印薄膜图案和采用该图案的方向盘的另一最佳实施例；图16和17所示的是另一种转印薄膜图案和采用该图案的方向盘的另一最佳实施例；图18所示的也是本发明的另一个最佳实施例；图19所示的是在图1 8所示的掩模元件上形成联结线的装置；图20和21所示的是用来解释图19所示的步骤的下一个步骤的视图；图22所示的是图19中所示的装置的刀片架24上的刀片25的位置；图23所示的是用来解释图21中所示的PVA保护膜的成形和切割的部分断面视图。
参照图3，根据本发明，在图1所示的轮毂型芯1的外表面上以水压转印的方法形成第二塑模部分5。第二塑模部分2由或硬或软的尿烷组成，通过将尿烷(最好是硬尿烷)进行塑模并进行本发明后面将要说明的水压转印得到。第二塑模部分5可以由通过在树脂中加入锯末制成的材料组成，除了上面提到的材料，可以采用诸如ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、PP(聚丙烯)或PVC(聚氯乙烯)中的任何一种。然而，方向盘塑模部分的材料必须满足各种各样的测试要求，特别是该材料不应该在粉碎试验中产生伤害人的锋利的碎片。由于以上原因以及根据粉碎试验的结果，本发明所使用的尿烷满足所有的要求并被认为是最佳的材料。
图4所示的是按照本发明在第二塑模部分5的某一部分上转印预定的图案的方法。
例如，第二塑模部分5只与方向盘分离。将一根由于上述分离的形成的弯曲的圆形棒用第一掩模元件8在棒的长度方向和断面的一半的周边上掩模起来。把掩模带或橡胶作为第一掩模元件8。转印薄膜6漂浮在水面7上，没有掩模的部分被放在底部并被推向上述转印薄膜6。从而，由于水压压力而完成第一次转印。结果，进行转印的表面就有了一种图案，如一种木质图案。
在对弯曲棒的已转印部分进行清洗和干燥后，在做过第一次转印的表面上涂敷上一层PVA(聚乙烯醇)溶液并干燥。当由掩模带构成的第一掩模元件8被去掉时，如图5a所示，在有图案的区域上就形成PVA涂敷薄膜9而掩模区域则清晰地露出来。
上述所提到的PVA溶液是水溶性溶液。当PVA溶液被涂敷并干燥时，就会形成一层薄膜以保护形成于其下的印刷图案层并防止图案重叠。由于本发明中的涂敷层并不仅限于PVA，也可以使用其它水溶性的并可以形成薄膜的材料，当该材料在干燥后可以保护形成于其下面的印刷图案层而不会褪色或损坏。例如，可以用淀粉(谷粉)作为PVA溶液。
用与第一次转印相同的方式在余下的表面上进行第二次转印。在此，转印可以在已形成图案并在其上形成薄膜的一部分区域进行。然而，在第二次转印之后，当已形成图案并在其上形成涂敷薄膜9的区域用热水清洗时(所用热水最好为约30℃以上)，该区域被溶化并被洗掉从而通过第二次转印形成于涂敷薄膜9上的图案被去掉而通过第一次转印形成的图案则清晰地显现出来。
如图5b所示，当对上述清洗之后的产品进行干燥时，可以形成清晰的印刷图案而不会对图案的形状造成诸如图案的重叠、延伸、扭曲等的破坏。并且，即使第一掩模元件8的边缘并没有以覆盖将要经受转印约一半的表面的方式的精确粘附，但在进行第二次转印时也能够使图案精确地匹配。
最好，如图6所示，使与受到转印的物体紧密接触的第一掩模元件8的末端部分的边缘相对于水平表面形成一个角度为60°或较小的斜面。然后，通过第一和第二次转印而被分开转印的图案在图案之间的边界区域光滑地连在一起。
如果第一掩模元件8边缘所形成的斜面超过60°，比如，如图7所示的接近90°，就会在转印薄膜6和第一掩模元件8之间封存有气泡10并且该气泡不能从那儿逸出来，这样，当进行一次转印时，在第一次转印和第二次转印之间的联接区域就不会产生印刷。结果，没有进行转印的部分就成为一种条纹的形式。
在上述的最佳实施例中，图案是通过第一次和第二次转印步骤，采用第一掩模元件8和涂敷薄膜9，被精确地和分别地转印到将要受到转印的物体，即方向盘的硬质尿烷塑模部分上的。然而，由于本发明并不限于上述实施例，可以将两个或更多的图案通过第一次、第二次、第三次转印步骤分开地转印到相同的表面上从而获得各种各样的图案。
图8a-8d所示的是本发明的另一个最佳实施例。
与上述实施例一样，第一转印表面1首先在底部表面形成。如图4所示，在第一转印表面1被清洗和干燥之后，将第一掩模元件8去掉，然后如图8a所示第一转印表面11露出来。如图8b所示，进行转印的第二掩模元件12被包裹在第一转印表面11上。
接着，当没有进行转印的另一半表面转过180°并且在其上执行一次转印时，就形成了如图8c所示的第二转印表面13。最后，对第二转印表面13进行清洗和干燥，或者只进行干燥而不进行清洗，并且图8c中所示的第二掩模元件12被去掉。然后，能够形成图8d中所示的清晰的印刷图案。
最好，如图9所示，在图8b所示的步骤中，紧紧接触第二掩模元件1 2的第一转印表面11的边缘始终要比第一转印表面11要短一个预定的间距(c)。从而，在产生的第一次与第二次转印的区域内可以获得一种平滑的联接。
也就是，如图10所示，当转印薄膜6在第二掩模元件12粘附上后被用于转印时，由于有间距为(c)长度没有转印，第二掩模元件12与间距(c)连接从而已经形成图案的表面有与预定长度等长的长度显露出来。
该间距在0.1-0.4mm最好。尽管该间距对于这些元件来说可以有轻微的不同，但在加工交通工具的方向盘的特定情况下，根据实践经验0.2mm的设定值会产生图案的精确的匹配。当间距(c)太狭窄时，就会产生如图11所示的非转印条纹14。如果间距(c)太宽，就会在转印表面上产生图案重叠。
尽管在上述的实施例中是对通过第一和第二次转印步骤采用掩模元件的分开掩模的方法进行了描述，但本发明并不仅限于此。借助于通过三个或更多的转印步骤的掩模方法能够转印更精确和复杂的图案。
还有，尽管将按照本发明用于水压转印的转印薄膜的图案描述成一种典型的用于显示木质结构的木质图案，但本发明并不仅限于此。任何图案的形式，比如石头的纹路、格子状的碳纤维的图案或金属表面的图案都可以使用。
例如，当方向盘被水压转印成具有木质图案的结构时，具有如图12所示的线性木质图案的转印薄膜会导致如图13所示的不自然的形状，既没有木质结构，在美学视角方面也比较低级。使用具有如图14所示的图案的转印薄膜6最好。如图15所示，沿着方向盘的轮圈形成图案。能够用计算机制图法设计并制作成如图14所示的与轮圈形状相适应的图案。
转印薄膜6的图案的另一个最佳实施例图示于图16中。上述用计算机制图法设计的整体圆环图案能够用一次转印而转印在方向盘的轮圈上。图17所示的是木质图案以圆环形式光滑地联结的方向盘。
图18至23所示的也是使用掩模元件的本发明的另一个最佳实施例。
如图18中所示，宽度约为4-5mm的条纹形的掩模元件18被粘在方向盘22的轮圈的内外周边部分。如图19中所示，方向盘22的轮圈放在水平旋转台20的上表面21上并用夹子23固定住。
具有调节刀片25高度功能的刀片架24安装在上表面21上。刀片25紧紧地由刀片架24夹持着，以便能够使刀片25高度与大致位于掩模元件18中间的用虚线表示的中继线8a平齐。在方向盘22的轮圈被固定以及刀片架24被轻轻地压在方向盘22的轮圈的外周表面的状态下，当旋转台20旋转时，就会沿着中继线8a产生刀片刻痕。然后，如图20所示，将中继线8a的下部的掩模元件18去除。
上述切割粘附在方向盘22的轮圈上的步骤是用刀片架24从方向盘22的轮圈内外周边进行的。同样地，也可以用手紧紧地握着刀片架24通过旋转固定有方向盘22的上表面21来切割掩模元件18。与此相反，可以在固定放有方向盘22轮圈的上表面使之不能转动的同时，通过从方向盘22的轮圈的内外周边侧面旋转刀片架24来切割掩模元件18。
如图21所示，PVA溶液涂敷在表面b上并在表面a上进行干燥和转印。在此，PVA溶液通过将PVA与水以重量比1(PVA)∶12-16(水)的比例混合起来并在温度为60-70℃的条件下完全溶解该混合物，接着再加入酒精到15-20wt％含量制得。上述PVA溶液快速干燥并形成最薄的薄膜从而工作速度也比较快并可能喷洒PVA溶液以及使清洗步骤变得更容易。
在进行了转印的表面a被清洗和干燥过后，将PVA溶液涂敷在该表面上并进行干燥，然后将方向盘22固定在旋转台20上。如图22所示，调节位于图的右侧的刀片2 5的高度使之比前面用来画如图21中所示的(虚线表示的)分隔线8b的左侧刀片25的高度低约0.05-0.2mm。
将图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上进行第二次转印。在对表面b清洗和干燥之后，就完成了一次清晰的转印从而就不存在没有转印的表面并且没有转印图案的重叠。
图23所示的是在表面b上进行转印之前图21中所示的掩模元件18周围的主要部分的放大的断面。
如图中所示，PVA涂敷薄膜19形成后与掩模元件18叠加。这样，当掩模元件18通过形成中间中继线8a的刀片刻痕以下约0.05-0.2mm的第二刀片刻痕分隔线8b被去掉时，分隔线8b以上的PVA保护膜19和掩模元件18都被去掉。
在图21所示的另一个最佳实施例中，通过在表面8b上粘贴掩模元件，而不是涂敷PVA溶液也能获得相同的效果。在以前的方法中，当在表面a上涂敷PVA溶液时，表面b不应被沾染上PVA溶液。同样地，由于在上述方法中额外的掩模元件是不必要的，所以掩模元件是可以节省下来并且关于粘贴掩模元件的步骤也可以省略掉。同时，在最新的方法中，当在表面a上涂敷PVA溶液时，由于表面b是由掩模元件覆盖着的，所以PVA溶液是可以通过喷洒或浸蘸的方法涂敷的从而减少了工作时间。
参照图18至23进行说明的最佳实施例能使产生速度达到相当块的程度，从而使大批量生产成为可能，并且提高了产品的一致性降低了次品率。
如上所述，根据本发明所记载的方法，由于可以以相对低约2-3倍或更多倍的成本模拟出和自然木纹一样的木纹结构，所以能大批量地加工出具有高品质的方向盘轮圈。
同样，用于在例如硬尿烷上形成木质图案的本发明不但提供了自然木纹相同的触摸感，而且提供了更多的图案结构。
而且，能够在具有很难转印图案的复杂的弯曲部分的产品，如交通工具的方向盘的轮圈以及各种各样的乐器或钓鱼杆上清晰地完成转印而不会在图案或图片之间留下不光滑的联结部分或中继线。尽管上面关于本发明的说明涉及到的是一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，但是本发明并不仅限于此。很显然，转印是可以在任何种类的具有复杂弯曲或曲线部分的产品，如塑料制品、铝制品、钢铁制品、木质制品上进行。
需要指明的是，本发明并不仅限于上面所说明的最佳实施例。本领域的技术熟练人员可以在由附后的权利要求所限定的本发明的构思和范围内作出变化和改进。
权利要求
1.一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，其特征在于，该方法包含以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘所述轮圈的一部分；(B)通过使第一掩模元件附着在所述塑模元件的一部分表面上而形成掩模部分；(C)通过在没有粘附所述第一掩模元件的表面上进行一次水压转印而形成第一转印表面；(D)在所述第一转印表面上形成涂敷薄膜；(E)将所述第一掩模元件去掉以露出没有进行转印的表面；(F)在没有进行转印的表面上进行第二水压转印；(G)清洗所述涂敷薄膜。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述涂敷薄膜是聚乙烯醇(PVA)
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于从侧面看，粘贴在方向盘所述轮圈的所述塑模元件的表面的所述第一掩模元件的末端边缘相对于所述塑模元件的表面形成一个角度为60°或较小的斜面。
4.一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，其特征在于，该方法包含以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘所述轮圈的一部分；(B)通过将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)通过在没有粘附所述第一掩模元件的表面上进行一次水压转印而形成第一转印表面；(D)将第二掩模元件粘附在所述第一转印表面上并将所述第一掩模元件去掉；(E)在没有粘附上所述第二掩模元件的表面上进行第二水压转印。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在所述的粘贴所述第二掩模元件的步骤中，所述第二掩模元件被粘贴在距离所述的第一转印表面的边缘预定间距(c)处。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的预定间距为0.1-0.4mm。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的预定间距为0.2mm。
8.一种加工交通工具的方向盘的轮圈的方法，其特征在于，该方法包含以下几个步骤(A)形成一个质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件，该塑模元件构成方向盘所述轮圈的一部分；(B)通过将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)将方向盘放在水平旋转台上，通过在方向盘的所述轮圈的所述掩模元件的中部部分做一个刀片刻痕标记来标明中继线并将位于所述中继线下方的所述掩模元件的一部分去掉；(D)将没有去掉的所述掩模元件的上面部分覆盖起来；(E)在所述中继线下方的下表面进行一次转印并清洗和干燥转印表面，然后在该转印表面上涂敷一层PVA溶液并对涂敷表面进行干燥；(F)通过将方向盘的所述轮圈放在水平旋转台上并调整和固定刀片的高度使之相对步骤(C)中的刀片的高度要低大约0.05-0.2mm来标明分隔线；以及(G)将余下的掩模元件和一部分PVA膜去掉并进行第二次转印，然后对第二转印表面进行清洗和干燥。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述步骤(D)为将PVA溶液涂敷在表面上并将涂敷表面干燥的步骤。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述步骤(D)为粘贴掩模元件的步骤。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述PVA溶液通过将PVA与水以重量比1∶12-16的比例混合起来并在温度为60-70℃的条件下完全溶解该混合物，接着再加入酒精到15-20wt％含量制得。
全文摘要
一种加工方向盘的轮圈的方法包括:(A)形成一质地为氨基甲酸乙酯的塑模元件;(B)将第一掩模元件粘在塑模元件部分表面而形成掩模部分;(C)在第一掩模元件没有粘上的表面上执行一次水压转印而形成第一转印表面;(D)在第一转印表面上形成涂敷薄膜;(E)去掉第一掩模元件以露出未转印的表面;(F)在未转印的表面上进行第二水压转印;(G)清洗涂敷薄膜。由此形成不重叠或转印薄膜图案光滑匹配的清晰图案。
文档编号B44C1/175GK1235916SQ99105600
公开日1999年11月24日 申请日期1999年4月15日 优先权日1998年5月14日
发明者曹仑秀 申请人:曹仑秀