用于装饰涂层的有机硅填充的囊状物的制作方法

1.本技术涉及用于汽车皮革涂层的添加剂，并且更具体地涉及在皮革涂层中的封装的有机硅(encapsulated silicone)。
2.背景
3.通常，交通工具座椅组件(vehicle seat assembly)包括三个部件：(a)支撑座椅组件并将座椅组件安装至交通工具的框架；(b)覆盖框架的泡沫衬垫(foam cushion)；以及(c)覆盖泡沫衬垫并提供用于与交通工具乘员接触的耐用表面的装饰材料(trim material)。通常，泡沫衬垫由诸如聚氨酯的可膨胀泡沫材料制成，并且在模制工艺期间被模制成预定的形状。装饰材料被固定在衬垫上以覆盖衬垫。装饰材料可以包括任何数量的材料，诸如布、聚合物、皮革或其他合适的纺织品。皮革或乙烯基树脂(vinyl)通常被选择作为装饰材料，以赋予乘员奢华的感觉。座椅装饰罩(seat trim cover)可以通过将多个面板缝合在一起来制造，所述多个面板可以从一种或更多种装饰材料切割。
4.在装饰材料制备工艺中，装饰材料可以在整饰(finishing)期间被包覆以改善多种性能，以符合不同的规格，诸如由原始设备制造商设定的规格。装饰材料可以使用一个或更多个加工步骤或技术以及具有任何数目的添加剂的任何数目的涂层或单一涂层来整饰。用于装饰材料的整饰涂层的非限制性实例包括聚合物树脂、添加剂和保护剂(诸如丙烯酸类(acrylic)和聚氨酯)。
5.概述
6.根据至少一种实施方案，一种座椅包括框架、由框架支撑的泡沫主体(foam body)以及覆盖泡沫主体的装饰罩组件(trim cover assembly)。该装饰罩组件包括装饰材料和一个或更多个涂层，其中一个或更多个涂层中的至少一个涂层包括封装的有机硅。封装的有机硅被配置成在至少一个涂层的磨损之后释放硅油(silicone oil)。
7.根据一种或更多种实施方案，封装的有机硅可以包括聚合物壳和在聚合物壳内的硅油。在另外的实施方案中，聚合物壳可以是聚氨酯、丙烯酸类或聚乙烯。在至少一种实施方案中，在至少一个涂层中具有至少5wt.％的封装的有机硅的情况下，装饰罩组件在cs
‑
10下可以具有至少10,000次循环的taber性能。在一种或更多种实施方案中，至少一个涂层可以包含高达25wt.％的封装的有机硅。在某些实施方案中，封装的有机硅可以具有0.1微米至50微米的平均颗粒尺寸。在至少一种实施方案中，一个或更多个涂层是热塑性彩色涂层、底涂层(base coat)、顶涂层(topcoat)或其组合。
8.根据至少一种实施方案，一种座椅组件包括泡沫主体和座椅装饰罩。座椅装饰罩被配置成经由装饰罩附接固定装置(trim cover attachment fixture)覆盖泡沫主体。装饰罩包括装饰材料并且在装饰材料的表面上具有一个或更多个涂层，其中一个或更多个涂层中的至少一个涂层包括封装的有机硅。
9.根据一种或更多种实施方案，封装的有机硅可以包括聚合物壳和在聚合物壳内的硅油。在另外的实施方案中，聚合物壳可以是聚氨酯、丙烯酸类或聚乙烯。在一种或更多种实施方案中，至少一个涂层可以包含高达25wt.％的封装的有机硅。在至少一种实施方案
中，至少90％的封装的有机硅可以具有小于30微米的平均颗粒尺寸。在其他实施方案中，至少90％的封装的有机硅可以具有小于5微米的平均颗粒尺寸。在至少一种实施方案中，一个或更多个涂层是热塑性彩色涂层、底涂层、顶涂层或其组合。在一种或更多种实施方案中，封装的有机硅可以具有0.1微米至50微米的平均颗粒尺寸。在至少一种实施方案中，在至少一个涂层中具有至少1wt.％的封装的有机硅的情况下，装饰罩组件在cs
‑
10下可以具有至少8,000次循环的taber性能。在另外的实施方案中，在至少一个涂层中具有至少5wt.％的封装的有机硅的情况下，装饰罩组件在cs
‑
10下可以具有至少10,000次循环的taber性能。
10.根据至少一种实施方案，一种组装交通工具座椅组件的方法包括：提供具有表面的装饰材料；将包含封装的有机硅的一个或更多个涂层施加至装饰材料的表面；以及将包覆的装饰材料附接至交通工具座椅结构。
11.在一种或更多种实施方案中，施加可以是通过喷涂，并且封装的有机硅具有最小的强度，使得封装的有机硅在施加期间不破裂。在其他实施方案中，施加可以是通过辊涂，并且封装的有机硅具有最小的强度，使得封装的有机硅在施加期间不破裂。
附图说明
12.图1是根据实施方案的代表性交通工具座椅组件的示意性透视图；
13.图2是根据实施方案的装饰罩组件的示意性分解图。
14.图3是根据实施方案的封装的有机硅的示意图；
15.图4a
‑
图4b示出了根据实施方案的具有封装的有机硅的涂层的taber测试结果；以及
16.图5示出了图4a
‑
图4b的涂层的光泽冲击(gloss impact)。
17.详细描述
18.根据要求，本发明的详细实施方案在本文被公开；然而，应当理解，所公开的实施方案仅为本发明的示例，本发明可以以多种且可选择的形式体现。附图不一定是按比例的；一些特征可能被放大或最小化，以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用本发明的代表性基础。
19.而且，除了另有明确说明之外，本公开内容中的所有数值量都应被理解为在描述本公开内容的更宽泛的范围时由词语“约”修饰。在所陈述的数值限值内的实践通常是优选的。另外，除非相反地明确地陈述，否则与本公开内容有关的适合于或优选地用于给定目的的材料的组或类别的描述意味着该组或该类别的任何两种或更多种成员的混合物可以同样地是合适的或优选的。
20.多种纺织品，诸如织物、乙烯基树脂、皮革或汽车皮革，可以被用于制造座椅装饰罩，该座椅装饰罩可以在机动交通工具座椅中使用。座椅装饰罩可以通过将装饰材料的多个面板缝合在一起来制造，并且可以包括装饰材料的任何组合。
21.图1图示了交通工具座椅组件100的示意图。交通工具座椅组件100可以适合于在机动交通工具诸如汽车或卡车中使用，或者可以与包括在飞机、剧院座椅中的其他座椅组件或任何合适的座椅组件一起使用。虽然交通工具座椅组件100在图1中被图示为斗式座椅组件(bucket seat assembly)，但是应当理解，本公开内容的原理可应用到其他类型的座
椅组件，诸如长凳式座椅组件、机长式(captain)座椅组件和其他类型的座椅组件。
22.如图1中所示，交通工具座椅组件100包括座椅靠背110和座椅底部(seat bottom)120，该座椅靠背110和座椅底部120被连接以形成座椅组件100并且支撑交通工具中的乘员。座椅靠背110可以被枢轴地安装到座椅底部120。座椅底部120可以被安装在座椅框架(未示出)上，座椅框架可以可拆卸地固定到交通工具地板(vehicle floor)。在一些实施方案中，座椅靠背110可以包括头枕160。在至少一种实施方案中，座椅靠背110和座椅底部120中的每一个分别包括泡沫衬垫130、140。泡沫衬垫130、140可以常规地通过本领域中通常已知的任何方法被固定到座椅框架(未示出)。每个泡沫衬垫130、140可以是一个或更多个泡沫部分(foam part)，该一个或更多个泡沫部分被连接在一起以形成座椅部件。例如，座椅靠背110的泡沫衬垫130可以包括侧垫枕部分(side bolster portion)132或任何其他部件以符合选定的设计。基于交通工具座椅布置的选定设计，泡沫衬垫130、140可以具有任何合适的尺寸和配置。座椅靠背泡沫衬垫130和座椅底部泡沫衬垫140可以独立地包括任何合适的舒适泡沫材料(comfort foam material)，诸如但不限于合适的弹性聚合物，并且可以以任何合适的方式独立地形成。例如，泡沫衬垫130、140可以由以下形成：常规的聚氨酯泡沫、基于大豆的泡沫(soy
‑
based foam)、有机硅、热塑性烯烃、热塑性氨基甲酸酯(thermoplastic urethane)和/或基于天然油的发泡聚氨酯、基于大豆的聚氨酯、聚合物纤维、无纺聚酯垫(non
‑
woven polyester pad)、胶乳泡沫及类似物。泡沫衬垫130、140由任何合适的舒适材料形成，在乘员处于就座位置时，当座椅组件在使用期间偏转时该合适的舒适材料提供柔软的弹性。
23.交通工具座椅组件100还包括一种或更多种装饰罩组件150，该装饰罩组件150适于以覆盖关系接合泡沫衬垫130、140。装饰罩组件150可以包括本领域中通常已知的任何装饰材料。举例来说，一些已知材料包括用于座椅装饰应用中的足够质量和厚度的布、皮革或聚合物。另外，用于装饰罩组件150的材料可以包括泡沫背衬(未示出，但在本领域中通常是已知的)，该泡沫背衬可以由多种聚合物泡沫材料制造。举例来说，泡沫背衬可以是聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氨酯泡沫或聚苯乙烯泡沫。任选地，诸如玻璃纤维或尼龙的网状材料或增强材料(未示出，但在本领域中通常是已知的)可以被应用于装饰罩组件150的泡沫背衬或背面，以用于增加强度而不增加刚度。
24.涂层被用于装饰材料以满足多种规格，通常具有添加剂，以改善特定性能。不同的添加剂可以用于涂层中以赋予装饰材料多种性能，诸如触感(对于天然干燥表面的感觉)、改善的涂层间附着力(inter
‑
coat adhesion)、减少的voc排放物、较少的混合问题以及改善的磨损和磨耗抗性。严格的原始设备制造商规格要求装饰材料的性能符合某些标准。规格包括对挥发性有机化合物(voc)、磨损、粘合、水解、湿度敏感性、摩擦系数、柔性、弄脏(soiling)/可清洁性、水蒸气渗透性、uv抗性/耐光性、光泽/黑度(jetness)以及其他的要求。
25.在装饰材料的处理和制备工艺中，装饰材料通常经历诸如涂层施加的整饰步骤，以改善多种性能以符合不同的规格，诸如由原始设备制造商设定的规格。装饰材料可以使用一个或更多个加工步骤或技术来整饰。用于装饰材料诸如汽车皮革的整饰涂层的非限制性实例包括树脂、蜡、有机硅和颜料以及其他。涂层被用于装饰材料以符合这些不同的规格，通常具有添加剂，添加剂特别地被包含以改善特定的性能。不同的添加剂可以用于涂层
中以赋予装饰材料多种性能，然而当改善其他性能时，某些性能可能会被损害。
26.用于涂层的磨损测试是所审查的规格中的一种。在磨损测试期间(以及在其他类型的测试期间)，涂层被逐渐磨耗，使得装饰材料的外皮(crust)被暴露。外皮暴露通常被认为是交通工具乘员的故障点(point of failure)。常规的涂层是水基涂层，并且通常在顶涂层中包含有机硅以改善耐磨性。如果在涂层中并入大量的有机硅，改善的磨耗抗性可以是由于减少的表面摩擦导致的结果。然而，具有高有机硅含量的涂层可以具有光滑和塑性的感觉，因此减少了用于交通工具乘员的触觉元素。此外，常规涂层中的有机硅添加剂不永久地结合到膜，并且可以转移到乘员的身体(例如手或腿)或衣服。此外，在常规的下涂层(lower coating layer)中，由于涂层间附着力的问题，避免较高量的有机硅。
27.根据实施方案，公开了包括封装的有机硅的装饰涂层。封装的有机硅指的是被填充在由聚合物壳形成的微囊状物(microcapsules)(或可互换地，囊状物(capsules))中的硅油。囊状物通常可以是球形形状的，然而还可以预期其他形状，并且提及球体和/或直径不意图是限制性的。对于非球形囊状物，颗粒尺寸基于囊状物的最大尺寸(长度或宽度)，然而颗粒尺寸直径在下文中通常用于指的是球形囊状物和非球形囊状物两者，并且在一些实施方案中，球形囊状物的直径可以指的是相同体积的非球形囊状物。在其他实施方案中，直径可以是囊状物的尺寸的平均值。在某些实施方案中，囊状物可以具有约0.1微米至80微米的颗粒尺寸直径，并且在其他实施方案中，可以具有0.25微米至50微米的颗粒尺寸直径，并且在还其他实施方案中，可以具有0.5微米至10.0微米的颗粒尺寸直径。在另外的实施方案中，90％的囊状物可以具有小于约3.0微米的颗粒尺寸直径。封装的有机硅可以被包含在装饰材料的任何整饰层中，诸如但不限于顶涂层、彩色涂层或底涂层。包含封装的有机硅球体的涂层是水性涂层，诸如但不限于水性底涂层或水性顶涂层。这种封装的有机硅可以替代在顶涂层制剂中使用的部分或全部有机硅。在正常使用期间，由于饰面(finish)被磨损，囊状物壁破裂，使得随着时间的推移，受限量的有机硅被释放。当涂层被磨耗时，释放的有机硅润滑装饰材料的表面，这减少表面摩擦并且在延长的时间段内改善装饰罩的耐磨性，而不形成由常规的有机硅施加引起的光滑和高光泽的表面。在装饰罩涂层中包含封装的有机硅还提高在装饰材料上的涂层之间的涂层间附着力。
28.参考图2，示出了根据实施方案的包覆的装饰罩组件200的示意性分解横截面。装饰外皮210设置有第一底涂层220。装饰外皮210可以是任何合适的装饰材料(例如，皮革、乙烯基树脂、织物等)，如关于装饰罩150所讨论的，并且对皮革装饰材料的任何讨论都不意图是限制性的，而是被用作适合与本公开内容的封装的有机硅涂层一起使用的装饰材料的实例。然后用热塑性彩色涂层230或第二底涂层230包覆第一底涂层220。尽管在图2中示出了两个底涂层，但是在其他实施方案中预期，基于期望的饰面和性质，可以使用仅一个底涂层，或者可以使用更多的底涂层。类似地，底涂层中的一个或更多个可以包含颜料，从而使其成为彩色涂层。然而，在一些实施方案中，底涂层可以不包含颜料。
29.再次参考图2，底涂层220和230包覆有第一顶涂层240和第二顶涂层250。尽管在图2中示出了两个顶涂层，但是预期，在某些实施方案中，基于期望的饰面和性质，可以使用仅一个顶涂层，或者可以使用更多的顶涂层。类似地，顶涂层中的一个或更多个可以包含颜料，从而使其成为彩色涂层，然而在一些实施方案中，顶涂层可以不包含颜料。
30.封装的有机硅260被包含在装饰罩的涂层中的至少一个中，用于在涂层被磨损时
提供硅油的受限释放，使得装饰材料保持柔滑的表面感觉和低光泽，而不增加装饰材料的光泽外观。尽管在图2中，封装的有机硅260被示出在所有涂层(即，底涂层220、230和顶涂层240、250)内，但是封装的有机硅260可以被包含在任何一个涂层中，或者被包含在施加至装饰罩的一个或更多个涂层的任何组合中。例如，封装的有机硅260在某些实施方案中可以被包含在单个顶涂层中，在其他实施方案中可以被包含在单个底涂层中，或者在又一种实施方案中可以被包含在顶涂层中的一个和底涂层中的一个中。此外，可以存在任何数目的涂层以形成装饰罩组件200，并且图2中的描绘是图1的装饰罩150的实例。例如，装饰罩200在一些实施方案中可以包括仅一个顶涂层，或者在另一种实施方案中可以包括多个彩色涂层(具有颜料的涂层)，等等。封装的有机硅260被包含在涂层中的一个或更多个中，使得当层随着时间的推移被磨损时，一个或更多个有机硅填充的囊状物破裂以在老化期间改善表面(磨耗改善)，而不影响表面的触感、层之间的附着力或层的光泽度。
31.参考图3，示意性地示出了封装的有机硅260(或囊状物260)的实例。囊状物通常可以是球形形状的，然而还预期其他形状，并且提及球体和/或直径不意图是限制性的。封装的有机硅260包括壳或壁262，在壳或壁262内填充有硅油264。硅油264是纯的非乳化硅油或硅酮蜡。合适的有机硅包括但不限于硅烷醇官能的或氨基官能的基于聚二甲基硅氧烷的有机硅，以改善防污(anti
‑
soil)/防污(anti
‑
stain)性能，或其组合。每个囊状物中硅油264的量为囊状物的按重量计60％
‑
90％，余量为壳262的重量。在某些实施方案中，包含封装的有机硅260的浆料的湿组合物是45％
‑
48％的水(cas 7732
‑
18
‑
5)、30％
‑
33％的硅油(cas 63148
‑
62
‑
9)和21％
‑
23％的壳壁。封装的有机硅260的壳262可以具有剪切或应力强度，该剪切或应力强度能够承受在混合涂层以并入封装的有机硅260期间的剪切，以及能够承受涂层向装饰材料表面或向装饰材料表面上的其他涂层的施加(例如，通过辊涂)。然而，壳262具有剪切或应力强度，使得它可以承受冲击压力，但是也可以通过涂层表面的重复的磨损和/或磨耗而破裂。壳262可以是任何合适的聚合物材料，诸如但不限于聚氨酯、丙烯酸类或聚乙烯。在其他实施方案中，壳262可以包括癸酸辛酸甘油三酯(capric caprylic triglyceride)。壳262还由满足标准要求(例如，voc排放物)的材料制成。
32.封装的有机硅260可以被设定尺寸以混入涂层中，并且对于肉眼不可见。此外，封装的有机硅260在破裂之前不对装饰罩赋予表面感觉的任何变化。封装的有机硅260是在提供微剂量的硅油的规模上。在一种或更多种实施方案中，封装的有机硅颗粒260具有任何合适的平均颗粒尺寸，使得涂层的感觉不被改变，并且使得壳在磨损之后破裂以释放受限量的硅油。封装的有机硅260的颗粒尺寸(即，基于如图3中所示的平均直径d)在某些实施方案中可以在0.1微米和80微米之间，在一些实施方案中，可以在0.1微米和50.0微米之间，在其他实施方案中，可以在0.25微米和25微米之间，以及在还其他实施方案中，可以在0.5微米和10微米之间。在一些实施方案中，囊状物基本上全部是相同的尺寸(即，+/
‑
3微米)，并且在其他实施方案中，在每个囊状物的涂层中包含的囊状物尺寸可以在5微米和80微米之间变化。在另外的实施方案中，至多约90％的囊状物具有小于约40微米的颗粒尺寸直径。在还另外的实施方案中，至多80％的囊状物具有小于约30微米的颗粒尺寸直径。在某些其他实施方案中，至多约90％的囊状物具有小于约5微米的颗粒尺寸直径。在还另外的实施方案中，至多80％的囊状物具有小于约3微米的颗粒尺寸直径。此外，在其中封装的有机硅260可以包含多个不同尺寸的囊状物的某些实施方案中，变化的尺寸改变壳破裂以释放硅油的
点，从而随着时间的推移提供了改善的耐磨性。
33.涂层可以包含封装的有机硅260作为组分，如按重量百分比测量的。涂层可以包含高达25wt.％的封装的有机硅。在某些实施方案中，涂层中的每一个可以包含高达22wt.％的封装的有机硅，在其他实施方案中，可以包含高达20wt.％的封装的有机硅，并且在还其他实施方案中，可以包含高达17.5wt.％的封装的有机硅。在其他实施方案中，涂层中的每一个分别包含1wt.％至25wt.％的封装的有机硅；3wt.％至20wt.％的封装的有机硅；5wt.％至15wt.％的封装的有机硅；1wt.％至20wt.％的封装的有机硅；2wt.％至20wt.％的封装的有机硅；3wt.％至20wt.％的封装的有机硅；并且在还其他实施方案中，包含5wt.％至20wt.％的封装的有机硅。此外，在一些实施方案中，所包含的封装的有机硅的重量可以是基于有机硅含量。因此，涂层可以包含高达25wt.％的有机硅。在某些实施方案中，涂层中的每一个可以包含高达22wt.％的有机硅，在其他实施方案中，可以包含高达20wt.％的有机硅，并且在还其他实施方案中，可以包含高达17.5wt.％的有机硅。在其他实施方案中，涂层中的每一个分别包含1wt.％至25wt.％的有机硅；3wt.％至20wt.％的有机硅；5wt.％至15wt.％的有机硅；1wt.％至20wt.％的有机硅；2wt.％至20wt.％的有机硅；3wt.％至20wt.％的有机硅；以及在还其他实施方案中，包含5wt.％至20wt.％的有机硅。涂层可以包含其他组分，诸如颜料、感觉改性剂(feel
‑
modifier)或其他合适的添加剂，用于满足对装饰材料的要求。
34.当与没有封装的有机硅的常规涂层相比时，具有并入封装的有机硅的涂层的装饰材料具有改善的磨损测试性能。壳262可以具有合适的厚度，使得壳破裂以提供如在taber测试(cs
‑
10)下的5,000至12,000的耐磨性。在某些实施方案中，壳可以具有0.01微米至30微米的厚度，在其他实施方案中，可以具有0.03微米至20微米的厚度，并且在还其他实施方案中，可以具有0.05微米至15微米的厚度。在某些其他实施方案中，壳可以具有0.01微米至3微米的厚度。因此，与常规的涂层(在图4a
‑
图4b中示出，具有0％封装的有机硅和2,333的平均taber值)相比，封装的有机硅提供了耐磨性的改进。在某些实施方案中，在taber测试下的耐磨性可以基于涂层的封装的有机硅含量而变化，如图4a
‑
图4b中所示。因此，在底涂层中具有按重量计至少1％的封装的有机硅的情况下，包含封装的有机硅的涂层可以提供至少8,000次循环的耐磨性。在其他实施方案中，在涂层中具有按重量计至少5％的封装的有机硅的情况下，底涂层提供至少10,000次循环的耐磨性。在又一种实施方案中，在涂层中具有按重量计10％的封装的有机硅的情况下，涂层提供约12,000次循环的耐磨性。预期，在装饰材料上的另外的层中包含封装的有机硅260，按重量计高达25％的底涂层，或两者，可以进一步提供高于12,000次循环的较高的耐磨性。类似地，在至少一个涂层中包含封装的有机硅260提供了光泽的改善，如图5中所示，其中分别具有1％、5％和10％的涂层比不具有封装的有机硅(0％)的涂层具有更好的光泽冲击。(使用microgloss 3系列光泽计以60度的读数角测量光泽冲击(iso 2813,7668；astm d523,din 67530；jis z 8741)。
35.涂层可以以任何合适的方式被施加至装饰罩，使得封装的有机硅在施加期间不破裂。例如，在一些实施方案中，涂层可以是喷涂，并且在其他实施方案中，涂层可以是辊涂。封装的有机硅的壳的强度可以取决于所选择的施加方法而变化，以减少封装的有机硅在使用期间在磨损之前的过早破裂。
36.根据一种或更多种实施方案，装饰材料被包覆有包含封装的有机硅的涂层，以释
放硅油，使得装饰材料保持平滑的饰面并避免磨耗的迹象。随着时间的推移，封装的有机硅在磨损之后破裂，并且提供微剂量的硅油以随着时间的推移改善装饰材料的性能。封装的有机硅可以被包含在用于装饰材料的任何整饰涂层中，并且被设定尺寸使得涂层表面保持平滑和/或自然。
37.虽然上文描述了示例性的实施方案，但是这些实施方案不意图描述本发明的所有可能的形式。而是，在说明书中使用的词语是描述的词语而非限制的词语，并且应理解，可以做出多种变化而不偏离本发明的精神和范围。另外，多种实现的实施方案的特征可以被组合以形成本发明的另外的实施方案。