Способ изготовления составной детали отделки салона механического транспортного средства
Иллюстрации
Показать всеЗаявленная группа изобретений относится к способу изготовления составной детали отделки, которая содержит слоистый материал, содержащий гибкий поверхностный слой, жесткий задний слой подложки и промежуточный слой, который представляет собой вспененный слой, введенный между гибким поверхностным слоем и жестким слоем подложки. Техническим результатом заявленной группы изобретений является снижение издержек производства, повышение качества детали отделки и снижение стоимости оборудования. При этом уплотнение полости формы для получения вспененного слоя обеспечивается за счет использования достаточно толстого слоя гибкого материала покрытия в зоне контакта со слоем подложки. Технический результат достигается в способе изготовления составной детали отделки для механического транспортного средства, которая содержит слоистый материал трехмерной конфигурации. Слоистый материал содержит гибкий поверхностный слой, жесткий задний слой подложки и промежуточный слой, в частности вспененный слой, введенный между гибким поверхностным слоем и жестким слоем подложки и сцепляющий гибкий поверхностный слой и жесткий слой подложки друг с другом. Способ включает в себя операцию использования формы, которая содержит первую полуформу с заданной трехмерной конфигурацией и вторую полуформу с добавочной заданной трехмерной конфигурацией, причем первая и вторая полуформы выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга и образуют первую полость формы в закрытом положении. Формование гибкого поверхностного слоя осуществляется при помощи процесса формования с использованием низкого давления. Формование жесткого слоя подложки, с его задней стороной, обращенной ко второй поверхности формы. Далее производят сведение обеих полуформ вместе для закрывания формы с зазором, остающимся между поверхностным слоем на первой поверхности формы и слоем подложки на второй поверхности формы. Затем наносят отверждаемый материал между поверхностным слоем на первой поверхности формы и слоем подложки на второй поверхности формы и создают условия для его отверждения в закрытом положении формы, чтобы получить промежуточный слой в указанном зазоре. Причем отверждаемым материалом является, в частности, вспениваемый материал, условия для вспенивания которого создают в закрытом положении формы. Затем открывают форму и извлекают из нее формованную деталь отделки. При этом задний слой подложки формуют при помощи дополнительного способа формования с низким давлением, этот способ формования и способ формования поверхностного слоя с низким давлением выбирают независимо друг от друга из группы, в которую входят способ напыления, способ реакционного инжекционного формования, способ формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы с использованием жидкости или порошка, а также способ термоформования. 3 н. и 39 з.п. ф-лы, 18 ил.
Реферат
Настоящее изобретение имеет отношение к созданию способа изготовления составной детали отделки, которая может быть установлена, в частности, на механическом транспортном средстве (на легковом автомобиле) с образованием детали его салона и которая содержит слоистый материал, содержащий гибкий поверхностный слой, жесткий задний слой подложки и промежуточный слой, который обычно представляет собой вспененный слой, введенный между гибким поверхностным слоем и жестким слоем подложки и сцепляющий гибкий поверхностный слой и жесткий слой подложки друг с другом. Настоящее изобретение имеет отношение, в частности, к так называемому процессу вспенивания (обратного вспенивания).
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ, который включает в себя следующие операции:
- использование формы, которая содержит первую полуформу, имеющую первую поверхность формы с заданной трехмерной конфигурацией, и вторую полуформу, имеющую вторую поверхность формы с добавочной заданной трехмерной конфигурацией, причем первая и вторая полуформы выполнены с возможностью перемещения друг относительно друга, чтобы открывать и закрывать указанную форму, и образуют первую полость формы в закрытом положении формы;
- формование гибкого поверхностного слоя с его передней или видимой стороной, обращенной к первой поверхности формы, при помощи процесса формования с использованием низкого давления;
- формование жесткого слоя подложки с его задней стороной, обращенной ко второй поверхности формы;
- сведение обеих полуформ вместе для закрывания формы с зазором, остающимся между поверхностным слоем на первой поверхности формы и слоем подложки на второй поверхности формы;
- нанесение до и/или после закрывания формы отверждаемого материала между поверхностным слоем на первой поверхности формы и слоем подложки на второй поверхности формы и создание условий для его отверждения в закрытом положении формы, чтобы получить промежуточный слой в указанном зазоре, причем отверждаемым материалом является, в частности, вспениваемый материал, условия для вспенивания которого создают в закрытом положении формы; и
- открывание формы и извлечение (выемка) из нее формованной детали отделки.
Уже известно использование процессов вспенивания, чтобы получить детали отделки для автомобилей. Например, процесс так называемого прямого (непосредственного) вспенивания раскрыт в патентной публикации WO 02/26461. В этом известном процессе прямого вспенивания жидкую полиуретановую реакционную смесь напыляют на поверхность первой полуформы, в то время как предварительно изготовленный жесткий слой подложки устанавливают на вторую полуформу. Форму затем закрывают и вспенивающуюся полиуретановую реакционную смесь, предназначенную для создания вспененного слоя, вводят в полость формы, а более конкретно, в зазор между поверхностным слоем и жестким слоем подложки. Вместо введения этой реакционной смеси в эту полость формы можно также заливать вспенивающуюся реакционную смесь на поверхностный слой на первой полуформе и закрывать форму ранее завершения образования вспененного слоя, то есть так, чтобы вспенивающаяся реакционная смесь все еще могла вспениваться после закрывания формы.
Первый недостаток этого известного способа заключается в том, что жесткий слой подложки должен быть изготовлен заранее в отдельных формах и обычно у другого изготовителя. Жесткий слой подложки обычно изготавливают из термопластичного материала при помощи инжекционных процессов, которые требуют применения специфических инструментов, которые не используют в обычных процессах вспенивания. Производство жестких слоев подложки другими изготовителями может создавать различные проблемы, такие как ошибки тонкой настройки, отклонения размера от номинала за счет обмена документов автоматизированного проектирования между изготовителями, изменения конфигурации и размеров слоев подложки за счет воздействия температуры и влажности во время необходимого хранения и транспортирования, усадка материала, а также логистические проблемы. Отдельное изготовление жестких слоев подложки приводит к увеличению числа технологических операций и, следовательно, к повышению стоимости деталей отделки салона автомобиля.
Другой недостаток этого известного способа прямого вспенивания заключается в том, что предварительно изготовленный слой подложки необходимо точно установить на вторую поверхность формы. Такая установка в заданное положение требует применения точных инструментов. Более того, такой способ занимает достаточно много времени, причем установка слоя подложки на вторую поверхность формы все еще далека от оптимальной. Размеры жесткого слоя подложки могут изменяться, например, в заданных пределах. Это затрудняет точную посадку жесткого слоя подложки на вторую поверхность формы. Даже изменения размеров, вызванные отклонениями условий (температура, влажность) окружающей среды во время хранения, могут вызывать такие проблемы. Неточная установка жесткого слоя подложки прежде всего влияет на толщину относительно тонкого вспененного слоя, полученного между жестким слоем подложки и поверхностным слоем. Этот вспененный слой создает так называемое ощущение мягкого касания, так что различия в его толщине могут влиять на эту характеристику при касании детали отделки. Более того, неточная установка жесткого слоя подложки на вторую поверхность формы будет приводить к появлению неэстетичных переходов между различными деталями отделки, когда их устанавливают, в частности, при помощи скоб рядом друг с другом с использованием соединительных средств на указанный слой подложки. Таким образом, отдельное изготовление жестких слоев подложки не только повышает стоимость изготовления деталей отделки салона автомобиля, но и оказывает вредное влияние на качество деталей отделки салона автомобиля.
В другом известном способе прямого вспенивания, который раскрыт в заявке на патент США No. 2003/0042643, исключен ряд отмеченных выше недостатков. В этом известном способе прямого вспенивания поверхностный слой создают за счет процесса напыления или вакуумного формования на первой поверхности формы, в то время как жесткий слой подложки создают за счет процесса инжекционного формования на второй поверхности формы. Более конкретно, жесткий слой подложки создают за счет введения расплавленного термопластичного материала под высоким давлением в полость формы, образованную при помощи второй полуформы и при помощи дополнительной первой полуформы.
В способе, раскрытом в указанной заявке, жесткий слой подложки уже не изготавливают отдельно. Более того, при этом уже не возникает техническая проблема, связанная с точной установкой слоя подложки в форму для вспенивания, причем требуются всего три полуформы вместо четырех полуформ. Несмотря на то что способ и устройство, раскрытые в заявке на патент США No. 2003/0042643, позволяют решить множество технических проблем известных ранее процессов прямого вспенивания, этот способ имеет существенные недостатки. Прежде всего, инжекционная форма для создания жесткого слоя подложки должна быть очень прочной и, следовательно, достаточно дорогой. Более того, производительность инжекционной формы не может быть использована оптимально, если только, как это описано в заявке на патент США No. 2003/0042643, не применять несколько форм для вспенивания в сочетании с одной инжекционной формой. Понятно, что при этом полная установка становится весьма сложной и дорогостоящей. Несмотря на то что при использовании такой установки может быть достигнута высокая производительность, все формы для вспенивания должны быть одинаковыми, так что эта высокая производительность может быть достигнута только при производстве однотипных деталей отделки. Следовательно, чтобы оптимально использовать установку для инжекционного формования, необходимо использовать несколько форм для вспенивания для каждой различной детали отделки. Более того, так как вторые полуформы форм для вспенивания используют также в качестве полуформ инжекционной формы, все они должны быть намного прочнее, чем обычные полуформы для вспенивания. Следовательно, преимущества, которые могут быть получены за счет использования способа, раскрытого в заявке на патент США No. 2003/0042643, сопровождаются большими капвложениями.
В связи с изложенным задачей настоящего изобретения является создание нового способа вспенивания, в котором исключено отдельное изготовление жесткого слоя подложки и хранение слоев подложки и в котором дополнительно не требуется отдельная операция установки, чтобы точно установить жесткий слой подложки на вторую поверхность формы, в то время как обеспечивается более точная и надежная установка жесткого слоя подложки относительно гибкого поверхностного слоя, однако без высоких капвложений.
Для этого в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается способ, который характеризуется тем, что не только поверхностный слой, но также и слой подложки формуют с использованием способа формования с низким давлением, причем способ формования с низким давлением, применяемый для формования поверхностного слоя, и способ формования с низким давлением, применяемый для формования слоя подложки, выбирают независимо друг от друга из группы, в которую входят способ реакционного инжекционного формования, способ жидкостного или порошкового формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы и способ термоформования.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения жесткий слой подложки формуют на второй поверхности полуформы формы для вспенивания, так что он будет автоматически точно установлен относительно гибкого поверхностного слоя, который формуют на первой поверхности полуформы формы для вспенивания. Более того, не требуется отдельный изготовитель для поставки различных слоев подложки для различных типов деталей отделки автомобиля. Жесткие слои подложки также нет необходимости хранить, так что исключены изменения размеров за счет флуктуации температуры и влажности. Для каждого типа гибкого поверхностного слоя или детали отделки соответствующий жесткий слой подложки может быть получен в любое время, так как его образуют одновременно с гибким поверхностным слоем. Стоимость установки может быть дополнительно снижена, так как вторую полуформу формы для вспенивания теперь используют не только для осуществления процесса вспенивания, но и для получения жесткого слоя подложки. За счет того, что жесткий слой подложки получают с использованием способа формования с низким давлением, вторые полуформы форм для вспенивания нет необходимости делать более прочными. Более того, установки для осуществления процессов формования с низким давлением, в частности для осуществления напыления, реакционного инжекционного формования, формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы, а также термоформования, имеют намного более низкую стоимость, чем установки для инжекционного формования. В отличие от способа, раскрытого в заявке на патент США No. 2003/0042643, все описанные здесь выше преимущества позволяют получать детали отделки автомобиля при более низкой стоимости и/или с более высоким качеством.
В патенте GB-A-1263620 раскрыт способ изготовления деталей отделки для автомобилей, в котором поверхностный слой формуют на одной поверхности формы для вспенивания, на крышке которой предусмотрен элемент армирования и крепления. До закрывания формы при помощи этой крышки вспениваемый материал вводят в полость, образованную оболочкой, находящейся в форме, так что поверхностный слой сцепляется с элементом армирования и крепления на крышке. Этот элемент армирования и крепления получают за счет заливки жидкой пластмассы в съемный каркас на крышке. Недостатком этого известного способа по сравнению со способом в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения является то, что он не позволяет изготавливать детали отделки, которые содержат слоистый материал трехмерной конфигурации, содержащий поверхностный слой, задний слой подложки и промежуточный вспененный слой. В самом деле, для того, чтобы произвести заливку элемента армирования и крепления, крышка формы должна быть плоской, то есть не трехмерной (не объемной). Следовательно, элемент армирования и крепления не может следить за трехмерным контуром поверхностного слоя, так что не может быть получен слоистый материал, в котором жесткий слой подложки имеет трехмерную конфигурацию, которая соответствует в целом трехмерной конфигурации поверхностного слоя.
В способах прямого вспенивания, которые используют в настоящее время, первая и вторая полуформы постоянно соединены друг с другом во время процесса производства и поэтому движутся одновременно через различные рабочие позиции. Такой процесс имеет ряд недостатков. Прежде всего, полный вес первой и второй полуформ и держателей форм, на которых эти полуформы установлены, чтобы можно было их открывать и закрывать, настолько велик, что требуется прочная установка или прочная автоматическая линия (например, мощные двигатели для перемещения, прочные опорные рамы большого веса и др.), чтобы транспортировать формы между рабочими позициями. Более того, несмотря на большой вес, формы необходимо устанавливать достаточно точно в некоторых рабочих позициях, например в рабочей позиции, в которой напыляют поверхностный слой при помощи распылительного робота. Это требует применения достаточно сложных устройств для установки в заданное положение. Другой недостаток состоит в том, что установка в целом является также дорогостоящей за счет того, что относительно большое число полных форм необходимо для осуществления непрерывного производства. На практике используют, например, от 15 до 25 форм для осуществления процесса прямого вспенивания, причем это могут быть формы, относящиеся, например, к пяти-семи различным вариантам.
В связи с изложенным задачей второго аспекта настоящего изобретения является создание нового способа прямого вспенивания, который позволяет снизить стоимость форм и установки в непрерывной линии для изготовления внутренних деталей отделки.
Для этого в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ, который характеризуется тем, что для проведения различных операций прямого вспенивания первую полуформу пропускают через первый контур последовательных рабочих позиций, а вторую полуформу пропускают через второй контур последовательных рабочих позиций, причем первый и второй контуры содержат цепочку последовательных рабочих позиций, которые являются общими для первого и второго контуров и которые включают в себя первую рабочую позицию, в которой первую и вторую полуформы соединяют друг с другом, и последнюю рабочую позицию, которая расположена ниже по ходу от первой рабочей позиции и в которой первую и вторую полуформы разъединяют друг от друга, причем первый контур содержит дополнительно первую цепочку последовательных рабочих позиций, через которую первую полуформу пропускают отдельно от второй полуформы, при этом вспененный слой получают в указанной общей цепочке рабочих позиций, в то время как гибкий поверхностный слой получают в указанной первой цепочке рабочих позиций, причем жесткий слой подложки наносят на вторую поверхность формы в указанной общей цепочке рабочих позиций или же второй контур последовательных рабочих позиций содержит в дополнение к указанной общей цепочке рабочих позиций по меньшей мере одну рабочую позицию, в которой жесткий слой подложки наносят на вторую поверхность формы.
Так как теперь требуется достаточно длительное время для того, чтобы по меньшей мере первые полуформы прошли через линию, чтобы получить гибкий поверхностный слой, и так как первые полуформы теперь проходят через эту линию без вторых полуформ, то установка может быть сделана менее прочной, причем становится легче (проще) точно устанавливать первые полуформы в различные рабочие позиции. Более того, в особенности если используют предварительно изготовленные жесткие слои подложки или если эти слои подложки наносят за счет термоформования на вторые поверхности форм, намного меньше времени требуется для нанесения жестких слоев подложки на вторые полуформы, так что теперь необходимо намного меньшее число вторых полуформ. Это приводит к существенному снижению стоимости формы, в особенности если используют предварительно изготовленные жесткие слои подложки, так как в этом случае требуется только одна рабочая позиция, необходимая для установки предварительно изготовленных слоев подложки.
В процессах прямого вспенивания, которые используют в настоящее время, первую полость формы для вспенивания уплотняют при помощи надувного уплотнения, которое устанавливают позади жесткого слоя подложки в канавке, выполненной во второй полуформе, и при помощи прямой режущей кромки, противоположной надувному уплотнению, предусмотренной на поверхности первой полуформы. В случае слоев подложки, которые являются в некоторой степени сжимаемыми (например, в случае использования слоев из смеси натуральных волокон и полиуретановой смолы) и которые не имеют слишком больших вариаций контура, известная концепция уплотнения работает эффективно. Слой подложки прижат к прямой режущей кромке, за счет чего исключается утечка из формы вспененного материала и газов. Однако эта концепция уплотнения не работает в случае использования несжимаемых слоев подложки, например, изготовленных из полипропилена или сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола, в случае использования слоев подложки с большими вариациями контура (в случае комплексных форм), а также в случае использования слоев подложки со значительными производственными допусками. Когда жесткий слой подложки получают за счет нанесения текучего и/или расплавленного материала подложки на вторую поверхность формы, то известная концепция уплотнения также не может быть использована, так как невозможно ввести в контакт надувное уплотнение со второй поверхностью формы, на которую должен быть нанесен текучий и/или расплавленный материал для жесткого слоя подложки.
В связи с изложенным задачей третьего аспекта настоящего изобретения является создание нового способа вспенивания, в котором используют новую концепцию уплотнения, позволяющую обеспечивать эффективное уплотнение даже в случае главным образом несжимаемых слоев подложки и которая не требует наличия надувного уплотнения в контакте со второй поверхностью формы.
Для этого в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается способ, который характеризуется тем, что после закрывания формы для вспенивания гибкий поверхностный слой и слой подложки прижимают друг к другу в контактной зоне, имеющей ширину меньше, чем 10 мм, преимущественно меньше, чем 5 мм, а еще лучше меньше, чем 3 мм, причем гибкий поверхностный слой имеет в указанной зоне контакта толщину по меньшей мере 0,3 мм, а преимущественно по меньшей мере 0,4 мм, при этом зона контакта преимущественно имеет ширину свыше 1 мм, а предпочтительнее свыше или равную 2 мм.
На практике, производственные допуски полуформ обычно составляют меньше, чем 0,1 мм. Было обнаружено, что за счет создания зоны контакта между жестким слоем подложки и гибким поверхностным слоем, который имеет ширину меньше, чем 10 мм, и если поверхностный слой имеет толщину по меньшей мере 0,3 мм, то допуски полуформ могут быть компенсированы за счет сжатия гибкого поверхностного слоя. При напылении поверхностного слоя прямую кромку преимущественно создают на поверхности первой полуформы, причем эта прямая кромка имеет верхнюю поверхность, конфигурация которой позволяет напылять слой реакционной смеси для получения поверхностного слоя толщиной по меньшей мере 0,3 мм на эту верхнюю поверхность. В отличие от известной режущей кромки верхняя поверхность прямой кромки преимущественно является главным образом плоской и имеет ширину по меньшей мере 1 мм, а преимущественно по меньшей мере 2 мм, или же верхняя поверхность является выпуклой и имеет полный радиус кривизны свыше или равный 2 мм. Верхняя поверхность может быть гладкой или может иметь поверхностный рельеф. В частности, она может быть волнистой или ребристой.
Концепция уплотнения в соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения может быть использована не только в случае процессов прямого вспенивания, но также и в случае процессов обычного вспенивания, в которых предварительно изготовленную оболочку наносят на первую поверхность формы или в которых используют термопластичную фольгу (например, фольгу, изготовленную из поливинилхлорида, термопластичного полиуретана или термопластичного полиолефина), которую термоформуют на первой поверхности формы, чтобы получить гибкий поверхностный слой. В зоне контакта между жестким слоем подложки и гибким поверхностным слоем первую поверхность формы преимущественно нагревают, чтобы ослабить гибкий поверхностный слой.
Указанные ранее и другие особенности и преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания некоторых его конкретных вариантов, данных в качестве примера, не имеющих ограничительного характера и приведенных со ссылкой на сопроводительные чертежи. Позиционные обозначения в описании изобретения соответствуют позиционным обозначениям на приложенных чертежах.
На фиг.1a-1f схематично показаны различные операции первого варианта способа в соответствии с настоящим изобретением, в котором гибкий поверхностный слой напыляют на первую полуформу, а жесткий слой подложки напыляют на вторую поверхность формы, причем вспениваемый материал заливают на гибкий поверхностный слой до закрывания формы, при этом деталь отделки извлекают из формы после ее открывания.
На фиг.2 показан вариант фиг.1а, иллюстрирующий получение гибкого поверхностного слоя при помощи процесса реакционного инжекционного формования вместо процесса напыления.
На фиг.3 показан вариант фиг.1b, иллюстрирующий получение жесткого слоя подложки при помощи процесса реакционного инжекционного формования вместо процесса напыления.
На фиг.4 показана с увеличением деталь фиг.1d, иллюстрирующая концепцию создания уплотнения между напыленным поверхностным слоем и напыленным слоем подложки.
На фиг.5-7 показаны такие же виды, что и на фиг.4, иллюстрирующие различные варианты концепции создания уплотнения в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.8 показана блок-схема возможной автоматической линии для производства деталей внутренней отделки автомобиля, на которой как гибкий поверхностный слой, так и жесткий слой подложки изготавливают при помощи процесса напыления.
На фиг.9 показана блок-схема возможной автоматической линии для производства деталей внутренней отделки автомобиля, на которой гибкий поверхностный слой изготавливают при помощи процесса напыления, причем используют предварительно изготовленные жесткие слои подложки.
На фиг.10 схематично показан вид спереди панели двери, содержащей локальные стекломаты в качестве арматуры (элемента армирования).
На фиг.11 показан вид, аналогичный фиг.10, но в этом случае панель двери содержит металлическую проволоку в качестве арматуры.
На фиг.12-16 показаны поперечные сечения возможных деталей отделки, имеющих различные конфигурации.
На фиг.17 и 18 показана полость, образованная при помощи вогнутой поверхности формы.
Настоящее изобретение в целом имеет отношение к созданию способа изготовления составных деталей отделки, которые, как это показано, например, на фиг.1f, содержат гибкий поверхностный слой 1, жесткий задний слой 2 подложки или несущий слой и промежуточный слой 3, сцепляющий гибкий поверхностный слой и жесткий слой подложки друг с другом. Такие детали отделки обычно являются независимыми (самоподдерживаемыми) или самосохраняющими собственную конфигурацию, причем их главным образом используют в качестве внутренних деталей легкового автомобиля, таких как приборные панели или приборные щитки, дверные панели, консоли, перчаточные ящики («бардачки»), подголовники (headliner), крышки и т.п. Различные слои образуют слоистый материал, который обычно имеет трехмерную (объемную) конфигурацию. В таком слоистом материале слой подложки имеет трехмерную конфигурацию, которая соответствует в целом трехмерной конфигурации поверхностного слоя.
Поверхностный слой 1 обычно имеет переднюю сторону, имеющую определенную текстуру, такую как текстура кожи. Он может состоять из термопластичного материала, такого как поливинилхлорид, термопластичный полиуретан или термопластичный полиолефин (ТРО). Однако преимущественно используют эластомерный неячеистый или микроячеистый полиуретановый поверхностный слой, изготовленный из жидкой полиуретановой реакционной смеси. Средняя плотность полиуретанового поверхностного слоя преимущественно составляет свыше 200 кг/м3, предпочтительнее свыше 400 кг/м3, а еще лучше свыше 700 кг/м3. Передняя поверхность детали отделки может быть образована из этого полиуретанового материала, в особенности, если он представляет собой светостойкий материал, однако передняя поверхность может быть также образована из слоя краски. В соответствии с настоящим изобретением такой слой краски не рассматривается как часть гибкого поверхностного слоя. Такой слой краски может быть нанесен на гибкий поверхностный слой за счет нанесения так называемой форменной краски на первую поверхность формы, или же он может быть нанесен на гибкий поверхностный слой после извлечения детали отделки из формы. Дополнительный слой краски не только позволяет использовать несветостойкие материалы покрытия, но также позволяет создавать поверхностные слои с более низкой плотностью. Поверхностный слой 1 имеет преимущественно среднюю толщину от 0,1 до 3 мм, а предпочтительнее от 0,2 до 2 мм. Среднюю толщину можно рассчитать путем определения соотношения между объемом поверхностного слоя и его площадью поверхности. Поверхностный слой 1 имеет преимущественно модуль изгиба, измеренный в соответствии с ASTM D790, составляющий меньше чем 100 МПа, а преимущественно меньше, чем 75 МПа.
Промежуточный слой 3 между поверхностным слоем 1 и жестким слоем 2 подложки может быть изготовлен из отверждаемого материала, который наносят между поверхностным слоем и слоем подложки и который просто сцепляет оба слоя друг с другом после его отверждения. Промежуточный слой, однако, преимущественно представляет собой вспененный слой 3, который расположен под поверхностным слоем, чтобы создавать ощущение мягкого касания. Несмотря на то что он может быть изготовлен из термопластичного материала, преимущественно он представляет собой полужесткий полиуретановый вспененный слой с открытыми ячейками. Вспененный слой 3 имеет преимущественно среднюю толщину (которая может быть рассчитана аналогично тому, как рассчитывают среднюю толщину поверхностного слоя) от 1 до 7 мм, предпочтительнее от 2 до 6 мм, а еще лучше от 3 до 6 мм.
Жесткий слой 2 подложки имеет преимущественно модуль изгиба, измеренный в соответствии с DIN EN 310, составляющий свыше 100 МПа, преимущественно свыше 200 МПа, а еще лучше свыше 300 МПа. Он может быть изготовлен из термопластичного синтетического материала, такого как полипропилен, поливинилхлорид, сополимер стирола и малеинового ангидрида или сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола, или же из термореактивного материала, такого как полиуретан.
Альтернативно он может быть изготовлен из натуральных волокон, заделанных в полиуретановый полимер. Слой подложки обычно представляет собой неячеистый или микроячеистый материал, несмотря на то что возможно также использовать жесткий пенопласт в качестве слоя подложки.
На фиг.1a-1f показан первый способ изготовления внутренней детали отделки автомобиля. В этом способе гибкий поверхностный слой 1 создают на первой формной поверхности 4 первой полуформы 5 за счет напыления на нее жидкой полиуретановой реакционной смеси при помощи распылителя 6 (фиг.1а). Жесткий слой 2 подложки создают аналогичным образом за счет напыления жидкой полиуретановой реакционной смеси на вторую формную поверхность 7 второй полуформы 8 при помощи распылителя 9 (фиг.1b).
Подходящие светостойкие реакционные смеси для напыления поверхностного слоя 1 раскрыты в патенте ЕР-В-0379246. Могут быть также использованы несветостойкие ароматические полиуретановые реакционные смеси, когда сначала наносят формное покрытие, в частности красочное покрытие, на базе воды или растворителя на первую поверхность 4 формы. Вместо нанесения слоя краски в форме формованная деталь также может быть покрыта краской. Для напыления жесткого носителя может быть использована, например, система "Elastocoat" фирмы Elastogran, описанная в Примере 5 патентной публикации WO 93/23237 и содержащая 100 частей полиолового компонента Elastocoat С 6815/65 и 71 часть изоцианатового компонента Elastocoat С 6815/65.
В следующей операции, показанной на фиг.1с, вспенивающуюся композицию, предназначенную для создания вспененного слоя 3, заливают на поверхностный слой 1 при помощи разливочного сопла 10, а вторую полуформу 8 устанавливают в заданное положение сверху на первую полуформу 5 для закрывания формы 5, 8. Подходящие вспенивающиеся композиции, в частности полиуретановые вспенивающиеся композиции, раскрыты в патентной публикации WO 93/23237. Как это показано на фиг.1d, создают возможность вспенивания вспенивающейся композиции в форме, пока полость 11 формы не будет полностью заполнена. Если вместо вспенивающейся композиции используют невспенивающийся отверждаемый адгезивный материал, то такой материал преимущественно напыляют на поверхность поверхностного слоя и/или слоя подложки.
После достаточного отверждения различных слоев верхнюю полуформу 8 снимают (фиг.1е) и деталь отделки вынимают из формы (фиг.1f).
Деталь отделки, показанная на фиг.1f, не имеет поднутрений, так что она легко может быть вынута из формы. В том случае, когда деталь отделки имеет поднутрения, первая и/или вторая полуформы могут содержать направляющие, позволяющие вынимать деталь отделки из формы. Чтобы избежать появления видимых швов на передней стороне напыленного поверхностного слоя, может быть использован гибкий вкладыш, как это описано в патентной публикации WO 02/26461.
Вместо создания поверхностного слоя на первой поверхности 4 формы при помощи процесса напыления этот слой также может быть получен на этой поверхности при помощи технологии реакционного инжекционного формования. Как это показано на фиг.2, в этом случае используют дополнительную вторую полуформу 12, которая имеет дополнительную вторую поверхность 47 формы и которая может быть установлена в заданное положение на первой полуформе 5, чтобы образовать закрытую полость 13 формы, имеющую конфигурацию, соответствующую конфигурации поверхностного слоя 1. Дополнительная вторая полуформа 12 снабжена инжекционным питателем 14, через который может быть введена реакционная смесь для создания поверхностного слоя. Подходящие полиуретановые реакционные смеси раскрыты, например, в публикации WO 98/14492.
Гибкий поверхностный слой 1 может быть также изготовлен из термопластичного материала. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения он также может быть изготовлен при помощи технологии формования с низким давлением, а именно, при помощи технологии формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы, в частности, с использованием жидкости или порошка, а также при помощи технологии термоформования или технологии напыления.
Аналогичным образом жесткий слой подложки может быть создан на второй поверхности 7 формы при помощи технологии реакционного инжекционного формования. Как это показано на фиг.3, используют дополнительную первую полуформу 15, которая имеет дополнительную первую поверхность 46 формы и которая может быть установлена на вторую полуформу 8, чтобы образовать закрытую полость формы 16, имеющую конфигурацию, соответствующую конфигурации слоя 2 подложки. Вторая полуформа 8 в этом случае снабжена инжекционным питателем 17, через который может быть введена реакционная смесь для создания жесткого слоя 2 подложки.
Когда жесткий слой подложки получают из термопластичного материала, тогда он может быть создан при помощи технологии формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы с использованием жидкости или порошка. В случае использования порошковой технологии формования полых изделий заливкой и медленным вращением формы термопластичный материал в виде порошка наносят на нагретую вторую поверхность формы и расплавляют на ней. Термопластичный жесткий слой подложки может быть также создан при помощи процесса термоформования, в котором лист термопластичного материала формуют за счет контакта со второй поверхностью формы, за счет приложения теплоты и некоторого давления (например, за счет вакуумного прижима листа к нагретой второй поверхности формы). Порошковый термопластичный материал может быть также напылен на вторую поверхность формы и расплавлен за счет нагревания при напылении на вторую поверхность формы и/или при осаждении на нагретую вторую поверхность формы.
Для того чтобы получить при помощи описанных выше процессов слоистый материал трехмерной конфигурации в виде детали отделки, каждая из первой и второй поверхностей 4 и 7 формы имеет заданную трехмерную конфигурацию, которые преимущественно в целом соответствуют друг другу. Это означает, что если первая поверхность 4 формы в целом является вогнутой, то вторая поверхность 7 формы в целом является выпуклым заполнением (в закрытом положении формы), составляющим преимущественно по меньшей мере 10%, а предпочтительнее по меньшей мере 25% объема полости 61, образованной при помощи первой поверхности 4 формы, и, наоборот, когда вторая поверхность 7 формы является в целом вогнутой, то первая поверхность 4 формы является в целом выпуклым заполнением, составляющим преимущественно по меньшей мере 10%, а предпочтительнее по меньшей мере 25% объема полости, образованной при помощи второй поверхности формы. В том случае, когда только некоторые участки первой поверхности формы являются в целом вогнутыми, тогда соответствующие участки второй поверхности формы должны быть выпуклым заполнением, составляющим преимущественно по меньшей мере 10%, а предпочтительнее по меньшей мере 25% полного объема полостей, образованных при помощи первой поверхности формы, и наоборот. На фиг.17 и 18 показан общий путь, при помощи которого может быть определен объем полости 61, образованной при помощи поверхности 4 с вогнутой конфигурацией. Полный объем полости прежде всего разбивают на поперечные срезы (например, имеющие ширину 1 см). Поперечные срезы производят в направлении, в котором сумма объемов поперечных срезов является наибольшей. Объем поперечных срезов измеряют под одной или несколькими прямыми линиями 62, соединяющими вершины 63 поперечных срезов. На фиг.17 может быть проведена только одна прямая линия, в то время как на фиг.18 следует провести несколько прямых линий, так как поверхность формы образует более высокие вершины 63 между ее кромками. Когда кромки поверхности формы находятся в плоскости, целиком идущей над поверхностью формы, не имеет значения, в каком направлении осуществлять поперечные срезы, при этом объем полости представляет собой объем, который находится между этой плоскостью и поверхностью формы. С другой стороны, если поверхность формы имеет, например, в целом конфигурацию желоба, то поперечные срезы следует производить в направлении, перпендикулярном продольному направлению поверхности формы в виде желоба.
На фиг.12-16 приведены поперечные сечения деталей отделки различных конфигураций, которые могут быть получены и которые все содержат слоистый материал, имеющий поверхностный слой 1, слой 2 подложки и промежуточный вспененный слой 3. На фиг.12 показано, что передняя сторона слоя 2 подложки не обязательно должна быть полностью параллельной задней стороне поверх