[发明专利]汽车仪表板的再生革表皮的真空吸塑成型工艺及装置

说明书

技术领域

本发明涉及汽车内饰领域，特别涉及汽车仪表板的再生革表皮的真空吸塑成型工艺及装置。

背景技术

随着人们消费水平和绿色环保意识的提高，消费者对汽车内饰的功能、美观、环保方面提出了更高的要求。目前，汽车仪表板表皮除少数采用真皮材料外主要采用聚氯乙烯(PVC)和聚氨酯(PU)等合成高分子材料。近年来，随着欧美一些国家和绿色和平组织的号召，很多国家政府限制使用PVC产品。环保型PU合成革虽然能够满足高档汽车内饰需求，但其较高的价格尤其是对石油资源的依赖性仍限制了其在汽车内饰的应用。

充分利用真皮废角料、通过非织造技术制得的真皮纤维再生革，不仅绿色环保，而且具有良好质感和弹性，应用于汽车内饰将显著提高内饰产品的档次和质感。然而单一组分的真皮纤维再生革在加热的条件下产生收缩，成型性不好，目前仅限于无复杂几何形状的制品，如家具、箱包、汽车坐垫、电脑罩等，再生革的干收缩和成型性问题限制了其在汽车内饰行业的广泛应用。

与箱包、汽车坐垫等真皮纤维再生革制品的成型工艺不同，该材料在汽车仪表板表皮的成功应用必须解决以下两个方面的问题：首先，采用无纺布工艺制得的真皮纤维再生革，仅使动物皮纤维之间以物理机械缠结的方式进行交联，其抗张强度、弹性及撕裂性能与原生皮革相比有较大差距，很容易在成型过程中出现收缩、成型性能不足以及制品加工后较大回弹等问题；其次，汽车仪表板表皮在真空吸塑过程中，由于其形变复杂，导致制品褶皱、严重减薄甚至破损等缺陷的产生。

中国专利CN2013104611955公开了一种天然纤维/热塑性树脂复合材料汽车内饰板及混配方法。将热塑性合成纤维与天然纤维经模压成型工艺粘结，制备具有较大厚度、较高硬度和强度及刚度的汽车内饰板，该成型工艺并不适用于对柔韧性要求较高的汽车仪表板表皮；且其热塑性合成纤维用量大，降低了绿色环保的效果。

本专利拟进一步拓展真皮纤维再生革在汽车内饰行业的应用范围，通过对原料、真空吸塑工艺和吸塑装置的优化克服上述成型性能差的问题，将再生革应用于汽车仪表板表皮这一形状复杂的关键内饰件表皮，不仅能够有效“变废为宝”，缓解不可再生化石资源的紧张形式，而且迎合市场需要，提高产品档次，从而创造可观的经济效益。

发明内容

针对上述汽车仪表板表皮成型过程中出现的问题，本发明将主要通过原材料的选择、真空吸塑工艺参数的控制、真空吸塑装置的设计三个方面来保证仪表板再生革表皮的质量。

首先，本发明提出的用于汽车仪表板表皮的再生革材料并非成分单一的真皮纤维，而是掺混一定百分比的具有皮芯结构的热塑性合成纤维。具有皮芯结构的热塑性合成纤维能够在较低的加热温度下表面熔融，起到粘接动物皮纤维的作用，而芯层熔融温度较高，仍能保持纤维状，并且在成型过程中起到骨架支撑和增强的作用，从而赋予混杂了具有皮芯结构的热塑性合成纤维的真皮纤维再生革更大的变形能力，为汽车仪表板表皮的成型提供材料保证。在发生行车危险时仪表板表皮需配合安全气囊的弹出以保护驾乘人员的安全，这就要求仪表板表皮具有良好的弹性和适宜的强度。鉴于上述要求，本发明对“真皮纤维再生革的组份对再生革表皮使用性能和成型性能的影响”进行了系统分析和摸索。结果表明：当皮芯结构的热塑性合成纤维的质量分数为8％～20％时，掺混的热塑性合成纤维与动物皮纤维实现较好的物理粘结，使再生革表皮的拉伸及撕裂强度提升到合适的程度，同时又能保证制品的弹性。

第二，汽车仪表板表皮的成型选择真空吸塑工艺。在加热区域根据需求设置了多个矩阵式排列的加热单元，每个加热单元均由内含加热套管的石英加热砖构成，通过点对点温控系统即可实现对不同加热区域按需加热。通过对成型过程中温度、升温速率、压力及时间等工艺参数的控制，达到以下目的：通过“按需加热”，合理控制再生革的形变量，尽量避免表皮的褶皱和产品成型后的回弹变形等问题；优化成型温度和压力，保证PU片材对模具花纹的重现性(采用阴模吸塑成型时)，保证PU片材与再生革的界面强度，合理控制PU片材对再生革的渗入厚度，防止渗入层过厚影响皮革独特的风格。

第三，根据汽车仪表板表皮的具体要求合理选择阴模或阳模成型工艺。阳模真空吸塑成型要求PU片材具有仿皮纹图案，并可在吸塑过程中完成仪表板表皮与仪表板骨架的粘结，这种阳模真空吸塑成型工艺虽具有生产效率高和成本低的优势，但是由于PU花纹是预先印制的，成形过程中因拉伸量的不均匀而导致PU花纹变形甚至消失，进而导致仪表板表皮光泽的变化。阴模真空吸塑成型所需的PU片材无需预制花纹，也可以避免花纹的变形或者消失，在吸塑工位一次性完成成型和花纹的拓印。