用于制造复合材料的方法及复合材料与流程

文档序号:15300164发布日期:2018-08-31 20:11阅读:694来源:国知局

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于制造复合材料的方法。此外,本发明还涉及一种复合材料以及物品、尤其规格版型(formatzuschnitte),这些规格版型是从复合材料制造或剪裁的,并且尤其是用于机动车辆的座椅套或装饰件。



背景技术:

复合材料或由其制成的规格版型(它们例如尤其是针对机动车辆、鞋、病床来制造和使用的)应针对空气和/或水蒸气具有足够的透过率。目前,通过冲具或通过针具为这类复合材料提供用于使空气和/或水蒸气穿透的缺口。通过冲具进行制造是高成本的并且难以形成小的缺口或穿透孔。与冲具相比,通过针具制成的穿透孔保持背衬材料完好无损;然而所形成的穿透孔具有再次闭合的倾向。

在采用热针(借助热针,复合材料的由塑料制成的表层持久地被穿孔)的情况下,在边缘处形成结壳,以致复合材料的表面粗糙且由此影响其触感。

此外,借助用于形成穿透孔所使用的冲具或滚针,始终只能制造布置和形状相同的、一成不变的穿通孔。无法实现图案的变化或设计、或者不同深度的穿孔。在以幅材或板材制作的复合材料上始终获得相同的图形和相同的分布。只有在形成穿透孔或缺口之后,才能将幅材或板材分割或切开成规格版型。

作为用于制造复合材料的材料,将至少两层的、由聚氨酯或软质pvc制成的表层与背衬层连接。这种复合材料也可以例如是商业上常见或公知的人造革,该人造革是作为用于加工成规格版型的幅面商品提供的。用于表层的聚氨酯或pvc的组合可以根据用途而改变。这同样适用于背衬层,可以为背衬层提供多种材料。

以本身公知的方法来制造复合材料或者表层与背衬层的复合体、或人造革。或许将在离型纸(releasepapier)上制备的表层直接与背衬层连接,或者使用可选地发泡软质pvc中间层或如可选地发泡聚氨酯中间层来连接表层与背衬层。中间层也可以是预聚合物或者原位固化的高pu固体(pu-high-solid)。还可行的是,将背衬放置到尚未完全反应或设有层压膏(kaschierpaste)的表层上并且借由背衬层重量的压力相互连接。



技术实现要素:

为了消除迄今为止设有用于空气和/或水蒸气的缺口或穿透孔的复合材料的缺陷,根据本发明提出:用激光制造缺口和穿透孔,或者通过激光烧蚀为形成缺口所需的材料。通过借助激光器进行激光烧蚀,可以精确地确定缺口的位置和深度。

有利地,尤其在表面不平坦或者有压纹或压花的情况下可以提出,所形成的缺口中至少50%的缺口穿透了表层并且至少直至到达背衬层。

对于耐久性和强度而言有益的是,表层包括彼此相邻或彼此相继的软质pvc层或聚氨酯层,其中,当形成缺口时,在缺口的周围区域中用激光将表层的这些单独的层相互连接或焊接。

当该复合材料被制造为1.0mm至1.4mm的厚度时,和/或当将该表层和该中间层被设计成具有0.080mm至0.950mm的总厚度、优选具有0.010mm至0.750mm的总厚度时,获得良好的强度特性和使用特性。

在控制激光器的限制内,缺口的布置和轮廓可以在大的限度内变化。当向表层和/或表层的这些单独层和/或中间层添加颜色不同的颜料时,增大了设计可能性。

对于制造复合材料而言有利的是:以至少一个软质pvc层或者至少一个聚氨酯层、尤其交联并凝固的聚氨酯分散体层的形式来制造表层;和/或在表层与背衬层之间引入中间层以用于其连接,该中间层由可选地发泡软质pvc或可选地发泡聚氨酯制成;和/或当连接表层与背衬层时,将中间层部分地引入或压入背衬层中;和/或通过粘接层将表层与背衬层连接;和/或表层具有粘附性并且将其施加到背衬层上并与该背衬层相连接。

优选地可以提出,将缺口的横截面设计为圆形、椭圆形、杆形或星形的。

对于材料强度以及对于充分的空气穿透和水蒸气穿透而言有利的是:缺口在表层表面中的最大尺寸为40μm至2.0mm、优选80μm至0.90mm;和/或就每单位面积、例如每cm2而言,至多35%、优选至多28%的单位面积设有缺口。由此不影响复合材料的强度。

在此,以如下方式来确定这些缺口的选择和尺寸:使得根据dineniso14268,该复合材料的水蒸气透过率大于1.2mg/cm2h。

对于实践或处理有利的是:以幅材或板材的形式来制造或设计表层和背衬层的复合体;并且在将幅材或板材分割成预期形状和尺寸的版型之后,通过激光加工在复合材料版型或规格件中形成缺口。

可行的是:当除了穿透表层的缺口之外在表层中形成附加的缺口时,实现规格版型的配色,这些附加的缺口并不穿透表层,而是在表层的最上层之下的层中终止。当表层的这些单独的层包含具有不同颜色的颜料时,产生多色图案。

根据本发明的做法可以实现以特别经济的方式制造如下物品,这些物品能够至少部分地在使用根据本发明的复合材料的情况下制造。根据本发明的复合材料在其制成之后、即在制成表层与背衬层的复合体之后被分割成规格版型,即分割成预期尺寸的版型,并且这些部件经受激光加工,或者首先在这些版型中制造所需数目的缺口。因此,不必如迄今为止那样来偏好于一成不变地重复的或规则的缺口布置;这些缺口可以借助设有对应控制单元的商业上常见的激光器以几乎任意形状和布置来制造。缺口的布置可以与各种使用目的进行适配。首先,借助激光器制成的缺口的优势在于:缺口不会如借助针具制成的缺口那样再次闭合,因为通过激光烧蚀了所需量的材料。此外,经激光处理过的表面是光滑的,从而减弱了材料对污垢的敏感度。此外还有利的是,在激光处理后还将薄的饰面层、例如薄于0.010mm的pvc层或pu层施加到表层上。

例如可行的是,针对每cm2的规格版型布置有20个直径为0.4mm的缺口,其中60%的缺口穿透了表层。通过这样的设计,根据dineniso14268,得到1.2mg/cm2h的水蒸气透过率。由此超过汽车行业规定的1mg/cm2h的极限值。

在将规格版型应用于汽车座椅时,例如还可以提出,每cm2形成48个缺口,这些缺口分别具有0.1mm的直径。当进而60%的缺口穿透表层直至进入背衬层的无聚合物的空间内时,得到2.1mg/cm2h的水蒸气透过率。

当在约1:1的分布且穿透表层的缺口数目为60%的情况下在规格版型中设计直径为0.020mm至0.080mm的64个缺口/cm2时,得到1.7mg/cm2h的水蒸气透过率。

针对尺寸为40×40cm的汽车座椅的座椅面(尤其是中央幅面),形成约6个缺口/cm2。由此,在相应的缺口具有对应尺寸的情况下,无问题地且在没有不利地影响复合材料的强度的情况下,得到足够大的空气和水蒸气透过率。

水蒸气透过率主要是由表层决定,因为所使用的背衬层具有高的空气和/或水蒸气透过率,但表层是空气和水蒸气不可透过的。

根据本发明由复合材料形成的规格版型在激光处理后具有与激光处理之前的材料相同的抗拉强度和断裂伸长率以及相同的抗弯强度,因为与针刺和/或穿孔相比,未削弱背衬。

附图说明

图1示意性地示出穿过根据本发明的规格版型的横截面。图2示出细节视图。图3示出在汽车座椅中使用的规格版型。图4示出设有不同尺寸的缺口的规格版型的俯视图。

具体实施方式

图1示出穿过规格版型7的示意性截面,该规格版型具有由软质pvc或聚氨酯制成的表层1,该表层与背衬层2相连接。连接这两层1和2可以要么直接实现、要么(如图1中所示地)经由中间层3来实现。背衬层2可以与决定体积(volumenbringend)或体积庞大的另一层4相连接。如示出的那样,表层1可以包括多个层;示出了两个层1'、1”。层1'、1”、2和/或3可以具有不同的颜色或者掺杂有不同的颜料。可以提出:表层1的外层1'是密实的并且是至少一个软质pvc层,并且表层1的内层1”是至少一个发泡软质pvc层,或者表层1的外层1'是密实的并且是至少一个聚氨酯层、尤其是由交联并凝固的聚氨酯分散体形成的层,并且表层1的内层1”是至少一个发泡聚氨酯层。

从表层1的表面起在表层1中引入缺口6。为此,用激光烧蚀表层1以及可选地存在的中间层3的对应量的材料。通过激光能来预设穿透深度。针对预设的激光能,获得一定的穿透深度。在隆起部5(这些隆起部例如在有压纹或压花的表层1中存在)的区域中,多个缺口6'或许并不穿透表层1或者仅到达中间层3中。而这类缺口6'可以用于形成图案,尤其是在层1”的颜色不同于层1'的颜色时。然而应提出的是,穿透表层1的缺口6的数目为制成的全部缺口的至少50%。

尤其当表层1的表面平坦时,激光可以被控制成除了预期的穿透表层1的缺口6的数目之外还实现附加的缺口6',以用于形成可选地有颜色的图案。

图2示意性地示出缺口6或6'的不同设计方案。缺口6、6'的截面可以具有可以用激光形成的各种不同几何形状,这些几何形状可选地可以布置于多个区中。

此外,在图2中示出了规格版型7的单位面积8,在该单位面积之内不应超过一定数目的缺口6。每单位面积8中缺口6的数目应如此选择:使得单位面积的不超过35%的面积被缺口6占据。

图3示出用从复合材料剪裁的规格版型7制成的汽车座椅,其中规格版型以根据本发明的方式设有缺口6。示出的缺口6的尺寸并非是按真实比例、而是仅为展示性的。这类规格版型7在将其从表层1和背衬层2的复合材料剪裁成预定形状之后经受激光加工。然后,将这些设有缺口6的规格版型7与其他材料10(例如,织物或人造革)相连接、例如缝合或粘合,这些其他材料在大多数情况下不具有缺口6并且例如被使用或安装在汽车座椅的侧面区域中。

图4示出了规格版型7的设有缺口6的表面的俯视图。缺口6具有不同的尺寸并且呈不规则分布或者以形成饼形图案的方式组合成组。

缺口6或6'可以具有不同的几何形状。它们可以遵循表面结构或被布置为图形。在根据图4的图形方式的布置中,存在具有不同直径的缺口6的区以及还存在其中未布置缺口6和/或6'的小区。

在商业上常见的激光雕刻设备上实施这种激光处理。蒸气、例如pvc中的盐酸的抽取直接在产生其的地方进行,蒸气被引入水容器中并被中和。

为了构造复合材料结构,有利的是:缺口在表层1的表面中的最大尺寸为40μm至2.0mm、优选80μm至0.90mm,和/或就每单位面积、例如每cm2而言,该单位面积的至多35%、优选至多28%的面积被缺口6占据。由此根据本发明实现了,根据dineniso14268,复合材料的水蒸气透过率大于1.2mg/cm2h。

通过选择缺口6及其直径,在规格版型7的表面上的空气和/或水蒸气透过率能够简单地被调整到期望值,而不影响材料强度。

有利地,表层1由两层1'、1”构成。层1'、1”可以多层地由相应的材料构成。

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