专利名称：修复塑料零件的方法和器具的制作方法
本申请书是依据美国专利临时申请号60/038089(申请日期1997年2月18日)提出的。
本发明涉及修复塑料零件(例如汽车内饰或其它部位的零件)表面的方法。
背景技术：
汽车中有许多种零件是硬塑料制作，或者还带有用来覆盖有泡沫材料夹层的基材的塑料外蒙皮。对这两种情况来说，塑料零件的外表面不仅作为耐磨表面而且还应具有吸引人的外观。在这类零件的制造过程中，塑料制件的外表面有时可能会被刮伤或磨损或者稍有变色，这样就会在经最后检验时达不到合格标准而报废。显然，如果能将这类零件修复并加以利用的话，则就可使汽车制造的总成本有所下降。
本发明概述为了防止由于存在上述缺陷而出现成品塑料零件达不到合格标准而报废的现象，我们经许多次试验后，已经发现，采用专用研制的涂敷器具，按预定的方法，可将这类缺陷隐蔽起来而不再为肉眼所观察到。这样就可将这种零件利用起来，装备在新汽车上成为原装部件。
关于这方面，用于实现这一目的的涂敷器是呈笔形的，并包括一个与用作储存填充料/涂敷材料(优选为液态的单组分水基乙烯基材料)的储液管的管形件相连的分配器组件。为了说明起见，单组分水基材料至少含一种分散在作为主要载体的水中的聚合物。可分散聚合物的载体中水是主要载体，其百分(重量)含量高于其它任何载体，或者，水是分散聚合物的唯一载体。在这种情况下，优选的聚合物是乙烯基聚合物。更具体地说，分配器组件有一个包括作为储存填充料/涂敷材料的储液管的圆柱体部分的外壳。在分配器组件中装有包括一个常态下是处于关闭状态的弹簧加载阀的流体控制器。此外，分配器组件还包括一个由纤维材料制成的、以滑动方式支撑在该组件内的分配器触头。为了让分配器触头充满填充料/涂敷材料，使本发明涂敷器能够得以使用，涂敷器触头必须向内移动，使分配器触头的后端微微顶开弹簧加载阀。这一过程只需用手握住涂敷器管体，将分配器触头贴在待修复的塑料表面缺陷处，用力压分配器触头，即可完成。
为了根据本发明修复塑料制件外表面出现的缺陷，先用不起毛的、经清洗剂如异丙醇(若塑料制件是聚氯乙烯(PVC)制的)浸湿的擦洗布清洁缺陷。如果塑料制件是由热塑性烯烃(TPO)、热塑性聚氨酯(TPU)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或热塑性弹性体(TPE)制造的话，则应以50/50甲乙酮/甲苯(MEK/Toluol)混合物为清洗剂。塑料制件修复面经清洗后可在空气中干燥。如果塑料制件是由TPO、TPU、TPE或ABS制成的话，则在缺陷处需先涂敷粘附促进剂。如果塑料制件是PVC制成的话，则不必涂敷粘附促进剂。此后，为利用涂敷器将填充料/涂敷材料充填在缺陷处，先将涂敷器触头贴在缺陷的一端，然后对涂敷器施以向下的压力促使弹簧加载阀打开而使填充料/涂敷材料流入触头。使涂敷器沿缺陷移动，让填充料/涂敷材料覆盖和隐蔽缺陷。最后使填充料/涂敷材料在室温下硬化后，该塑料制件就可交付使用。
因此，本发明的一个目的是提供一种修复塑料零件外表面可能出现的凹坑、磨损、刮痕、划痕、色斑或局部变色的新的改进方法和器具。
本发明的另一个目的是提供一种消除用来覆盖零件、有指定颜色的塑料蒙皮外表面上缺陷的新的改进方法和器具，其中，采用一种装有与指定颜色有相同颜色的单组分水基乙烯基材料和拥有能被该水基乙烯基材料浸透的纤维制触头的涂敷器来除去这类缺陷。
本发明还有一个目的是提供一种新的改进方法和呈笔形的涂敷器，该涂敷器包括一个装有液态涂敷材料/填充料、并能有选择地将涂敷材料输送到丙烯酸纤维材料制成的涂布器触头上的储液管。丙烯酸纤维材料制成的涂敷器触头的密度应满足当用手向贴在塑料蒙皮外表面上的触头加压时，能使液压涂料以指定的流速经触头流到塑料蒙皮上，充填和修复该外表面的受损区域。
本发明再有一个目的是提供一种以笔形涂敷器将单组分水基乙烯基材料涂敷在受损表面上来修复塑料制件外表面的新的改进方法和涂敷器，该笔形涂敷器包括装有单组分水基材料、能有选择地以流体与弹簧加载的分配器触头相连接的储液管，当以手握方式将触头压向受损区域时，水基材料便能从储液管流经分配器触头，充填和修复该塑料制件的受损区域。
附图的简要说明通过以下结合附图的详细说明，就会对本发明的上述和其它目的、特征以及优点有更清楚的了解。
图1是说明涂敷器在具体地实施本发明，正在修复塑料制件外表面上刮痕部分的插图；图2是图1所示涂敷器的剖面图；图3是图2涂敷器中分配器组件的导向部分取3-3线的端视图；图4所示的是压贴在塑料制件外表面上的分配器触头释放出涂敷器内的液态填充料/涂敷材料，充填和隐蔽图1所示的由刮伤产生的凹坑的放大立面图。
优选实施方案的详细说明参考附图，具体说参考图1，图中所示的塑料制件10既可以是硬塑料制件也可以是汽车内饰板或仪表板或外饰板或保险杠的柔顺性外蒙皮。该外蒙皮可由聚氯乙烯(PVC)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性聚氨酯(TPU)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或热塑性弹性体(TPE)制成。所举塑料材料只是说明性的而不是全面的。关于成形方法，塑料制件10可通过技术上已知的任何塑料成形方法来成形。
塑料制件10有外表面12，根据图中所示有一条有一定深度的刮痕14，因此用来制作汽车部件的蒙皮是不符合外观要求的。然而，对于这种情况来说，采用本发明涂敷器16和修复方法，可将该刮痕14隐蔽起来而不再为观察者所观察到。
如图2所示，涂敷器16是呈笔形的，并包括一个与用作灌装填充料/涂敷材料22(下文会更详细地加以说明)的储液管的管形件20相连接的分配器组件18。
更具体地说，分配器组件18有一个包括圆柱形部分24的外壳体，圆柱形部分的外周有整体成形的环形凸缘25。圆柱形部分24的后端伸入(受凸缘25的限制)管形件20的前开口端，并且是与其卡紧的。外壳体的前端部分从圆柱形部分24起向中心逐渐收缩，并以整体成形为直径缩小的圆柱形导向部分26。圆柱形部件24内有一个以刚性支撑的流体控制器28。流体控制器28包括圆筒形罩30，其内腔装置有弹簧32，该弹簧32的作用是对阀34加载，使相应于圆筒形罩30前端中央形成的环形开口36处的阀34关闭。在圆筒形罩30的周边靠近该罩的后端处有许多相同的细长小孔38(图2中只画出两个小孔)。该小孔构成了管形件20中形成的储液管与流体控制器28的圆筒形罩30内部之间的通道。此外，分配器组件18还包括一个由纤维材料制成的分配器触头40，该触头是通过径向放射的、在周边上相互隔开的凸出体42(如图3所示)而以滑动方式支撑在分配器组件18的导向部分26中的。该凸出体42是沿导向部分26的长度方向纵向延伸的，并构成了流体与位于靠近分配器触头40后端的内腔43相连接的通道。位于分配器组件18导向部分26的分配器触头40部分的截面通常呈圆形，而分配器触头40的前外露端的截面通常是呈矩形的，并且其尺寸逐渐缩小以使其末端呈现一对相隔的互为平行的直边44。
处于涂敷器16储液管内的填充料/涂敷材料22通常通过小孔38充入流体控制器28的圆筒形罩30的内腔。为了使分配器触头40的吸饱填充料/涂敷材料22，以便使根据本发明的涂敷器16能够得以使用，分配器触头40必须向导向部分26内移动，以便使触头40的后端能有稍微打开相应于开口36处的阀34。这一过程可由操作人员握住涂敷器16的管形件20并用力压贴在待修复塑料表面12上的分配器触头40来实现。这一动作会引起分配器触头40移入分配器组件18的导向部分26中，因此分配器触头40后端能稍微打开由弹簧32加载的阀34。然后，圆筒形罩30内的填充料/涂敷材料22向下流入内腔43并沿凸出体42之间的通道进入纤维制的分配器触头40中，最后从两直边44向外流在待修复的表面上。
管形件20，包括导向部分26的圆柱形部分24和圆筒形罩30是由塑料制造的并由Mohawk Word Coatings Group(47158 STHwy 30，Amslerdam，New York 12010-7417)提供。分配器组件18带有识别代码Q05-0017-001并由Flocon Inc.(111 Lions Drive，Barrington，Illionis60010)制造。分配器触头40是由丙烯酸纤维制造的，识别代码为Q10-0210-076，管形件20的识别代码为BPN V2。分配器触头40和管形件20都是由Flocon Inc.提供的。
涂敷器16中的填充料/涂敷材料22优先选用Westfield CoatingsCorporation(221 Union st.，P.O.Box 815，Westfield，Mass.01086)制造的单组分水基乙烯基材料。填充料/涂敷材料22具有与本发明制造的塑料制件的颜色完全相匹配的各种不同颜色。因此，在修复塑料制件时，填充料/涂敷材料22的最后颜色会与塑料制件的颜色完全相同。
例如，如果如图1所示的塑料制件10被确认为呈“天青石蓝”颜色的话，则作为具有相应颜色修复塑料制件10中刮痕14的特定填充料/涂敷材料应选择Westfield制造的产品识别代码为332WSL 23747的填充料/涂敷材料。然而，该特定的水基乙烯基材料被放入涂敷器16的储液管中之前，首先必须将该水基乙烯基材料稀释至适当的粘度，以使该水基乙烯基材料能以适宜的流速通过纤维制触头40并流在正待修复的表面12上。经多次试验后，已发现具有上述产品代码的Westfield填充料/涂敷材料的粘度必须通过加水而降低约百分之十。
为了正确地测得上述用于涂敷器16中的Westfield填充料/涂敷材料的粘度，所用粘度测定仪器是由Paul N.Gardner Company，Inc.(316 NE1st st.，Pompano Beach，FL 33060)制造和销售，并且符合ASTM D4212的要求。该仪器称为EZ Dip粘度测杯系列。该系列包括5个粘度测杯，即1号-5号测杯，用于测定Westfield填充料/涂敷材料粘度的是2号测杯。采用这一粘度测杯时，已发现如果流出液流第一次中断发生在16与20秒之间(温度为约70°±2°F)的话，则可以认为该Westfield填充料/涂敷材料具有优选和合格的粘度。
为实施本发明方法，修复如图1所示的塑料制件10中的刮痕14时，下列材料是必需的1.粘附促进剂HP-21054-4w1，由Morton International Inc.制造(2700E、170th Street，Lansing，Illinois 60433-1107)；
2.如上所述的涂敷器16；3.异丙醇和MEK/甲苯(50/50％)；4.不起毛擦洗布(由Texwipe Company(Upper Saddle River，NewJersey 07458)制造的11号专用布)。
参看图4，修复塑料制件10外表面12上的刮痕14的步骤如下首先采用推荐的适宜清洗剂，用上述擦洗布并施以中等压力作拭擦移动以清洁待修复的表面。如果塑料件是由PVC制造的，则使用的清洗液应是异丙醇，如果塑料制件是由TPO、TPU、TPE或ABS制造的，则清洗液应是50/50的MEK/Toluol混合物。
在清洗待修复的表面后，在大约72°F的室温下使塑料制件迅速干燥(空气干燥)至少30秒钟。如果塑料制件是由TPO、TPU、TPE或ABS制造的，则首先需将上述Morton粘附促进剂涂敷在刮痕12上并以Morton公司推荐的方法实施硬化。在大约72°F的室温下，Morton粘附促进剂的硬化时间为约20分钟。如果该塑料是PVC，则不需涂敷Morton粘附促进剂。其后，就可利用涂敷器16将填充料/涂敷材料22充填到刮痕12中。在使用涂敷器16进行涂敷前，先用手上、下摇动涂敷器16约30-60秒钟，使管形件20中的储液管内的金属球产生振动来混合填充料/涂敷材料。然后，放置涂敷器16，使其分配器触头40的一个宽向直边44平放、横跨在表面12的刮痕14上。当用于按箭头“A”方向向下压涂敷器16，使阀34打开并使填充料/涂敷材料22流入触头40中时，然后按箭头“B”方向从刮痕14的左侧起点向右侧终点移动涂敷器16让填充料/涂敷材料22充填和覆盖在刮痕14上。充填刮痕14后，需在约72°F的室温下硬化20分钟后，才能将该塑料制件10用于生产。已发现，通过使用涂敷器16按所述方法修复的表面符合福特汽车公司技术条件ESA-M99J263-A。如果由于某种缘故，修复的表面不很完美，则需要重复上述步骤，为此，可用上面指定的异丙醇混合物将淀积在表面12上的填充料/涂敷材料22清除掉。
虽然已经在包覆汽车零件(如内饰板或仪表板)的柔顺塑料蒙皮方面对本发明作了说明，但要指出的是，该塑料制件可以是硬塑料零件或软塑料零件(如家具、坐椅结构)或不是用于汽车的其它任何塑料部件。还要指出的是，分配器触头40必须由纤维材料制成，该纤维材料触头应具有足够的刚性以承受为打开阀34而施加的向下压力，而且该纤维制的触头还应具有足够的孔隙度及适当的密度，以使填充料/涂敷材料22能经分配器触头40流到触头40的端点，而将涂敷材料均匀地涂敷在塑料制件受损区域。此外，为了充填刮痕和隐蔽受损区域，根据刮痕的深度，涂敷器16可能需要沿修复区域进行多次涂敷。
在不违背本发明精神的前提下，可对本文公开的器具和方法作各种不同的变化和更改，这种变化和更改都是本发明者预期之中的，因此，除了所附权利要求书规定的范围外，本发明不受此限制。
权利要求
1.一种采用具有纤维制触头的涂敷器来消除有指定颜色的塑料制件外表面缺陷(诸如凹坑、磨损、刮痕以及局部变色)的方法，该方法包括下列步骤a.在所述涂敷器内充以与所述指定颜色有相同颜色的单组分水基材料；b.选定有缺陷的零件；c.用经清洗液浸湿的擦洗布清洁所述缺陷，并在该缺陷处残留一些清洗液；d.让残留在所述缺陷处的清洗液干燥；e.以所述水基材料充满所述涂敷器的纤维制触头；f.沿所述缺陷移动所述纤维制触头，使所述水基材料流在所述塑料制件的外表面上，并完全覆盖所述缺陷；以及g.让所述水基材料硬化从而隐蔽所述缺陷。
2.权利要求1的方法，其中所述单组分水基材料包含聚合物如乙烯基聚合物。
3.权利要求2的方法，其中所述塑料制件是由聚氯乙烯制成的。
4.权利要求3的方法，其中所述清洗液是异丙醇。
5.权利要求1的方法，其中所述清洗液是50/50 MEK/甲苯的混合物。
6.权利要求5的方法，其中残留在所述缺陷上的所述清洗液干燥后，在所述缺陷上淀积粘附促进剂。
7.权利要求6的方法，其中所述塑料制件是由热塑性聚烯烃制成的。
8.权利要求6的方法，其中所述塑料制件是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成的。
9.权利要求6的方法，其中所述塑料制件是由热塑性弹性体制成的。
10.一种采用具有纤维制触头的，当向该触头施压时，所述水基材料能流入所述触头的涂敷器来消除有指定颜色的塑料制件外表面缺陷类似凹坑、磨损、刮痕以及局部变色的方法，该方法包括下列步骤a.在所述涂敷器内充以与所述指定颜色有相同颜色的单组分水基材料；b.选定有缺陷的零件；c.用经清洗液浸湿的擦洗布擦拭缺陷以清洁该缺陷，而在所述缺陷处留下了一些清洗液；d.让残留在所述缺陷处的清洗液干燥；e.向贴在缺陷处的所述涂敷器的纤维制触头施压，以便水基材料流入所述纤维触头中；f.沿所述缺陷移动所述纤维制触头，以使所述水基材料流在所述塑料制件的外表面上并完全覆盖所述缺陷；以及g.让所述水基材料硬化从而隐蔽所述缺陷。
11.权利要求10的方法，其中所述单组分水基材料含一种聚合物如乙烯基聚合物。
12.权利要求10的方法，其中所述塑料制件是汽车内饰零件。
13.权利要求10的方法，其中所述塑料制件是由聚氯乙烯制造的。
14.权利要求13的方法，其中所述清洗液是异丙醇。
15.权利要求10的方法，其中所述清洗液是50/50 MEK/甲苯的混合物。
16.权利要求15的方法，其中粘附促进剂是在所述缺陷上的所述清洗液已干燥后再涂在所述缺陷上的。
17.权利要求16的方法，其中所述塑料制件是由热塑性烯烃聚合物制造的。
18.权利要求16的方法，其中所述塑料制件是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制造的。
19.权利要求16的方法，其中所述塑料制件是由热塑性弹性体制造的。
20.关于用于隐蔽塑料制件外表面缺陷的一种组合涂敷器件，该涂敷器包括一个分配器组件，一个与所述分配器组件相连的、用作灌装单组分水基材料的储液管的塑料管形件；所述分配器组件具有一个塑料制的圆筒形部分，其后端与所述管形件卡紧，其前端内壁构成导向部分，该导向部分内有一个部分伸出所述圆筒形部分前端的纤维制分配器触头，所述圆筒形部分内有一个控制所述水基材料从储液管向所述导向部分流动的弹簧加载阀的流体控制装置；当向贴在所述塑料制件外表面缺陷上的所述触头的外端施压时，该分配器触头的内端就与所述阀相接触，使阀打开，使所述水基材料从所述储液管流至所述导向部分，从而使所述分配器触头充满水基材料；所述水基材料的粘度及所述纤维制触头的密度和孔隙度应满足当向贴在所述缺陷上的该触头人工施压时，水基材料能以规定速度流过触头到达塑料制件的表面上，同时，所述分配器触头应具有足够的刚性，能经受为打开弹簧加载阀所施加的向下压力。
21.权利要求20的组合器件，其中所述单组分水基材料含一种聚合物如乙烯基聚合物。
全文摘要
一种消除具有指定颜色的塑料制件(10)外表面(12)上缺陷(14)的方法和器具,其中这类缺陷是通过采用装有与指定颜色有相同颜色的单组分水基材料(22)和能吸饱该水基材料的纤维制触头(40)的涂敷器(16)除去的。
文档编号B05D1/28GK1251017SQ98803599
公开日2000年4月19日 申请日期1998年2月12日 优先权日1997年2月18日
发明者G·M·多诺万, W·J·兰德里 申请人:特克斯特龙汽车有限公司