[发明专利]汽车车门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，特别涉及汽车车门板的再生革表皮的真空吸塑成型工艺及装置。

背景技术

随着汽车工业、材料技术的快速发展，人们对汽车内饰的美观、舒适、安全、环保提出了更高要求。目前，汽车车门板内饰表皮主要采用聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)等合成高分子材料，难以实现废料的回收再利用。其中，PVC车门板表皮存在抗老化性能差，高温下增塑剂等有机助剂容易挥发等问题，给驾乘人员的健康和安全造成隐患。虽然PU表皮有优异的弹韧性、耐老化、耐刮擦性和环保性，但因价格昂贵以及对石化不可再生资源的依赖，目前多用于中高档车型。

皮革制品以其优异的透气性及奢华的质感深受消费者喜爱。往往作为高端车型的内饰表皮。但真皮的利用率极低，据统计，用于制革的动物皮仅有约27％转化为有价值的皮革制品，不仅造成材料的巨大浪费，废弃皮革也会严重污染环境。充分利用废弃的动物皮革，经无纺工艺制得的动物皮纤维再生革，透气性好、弹性好、手感佳且具有原生皮革质感，现已在鞋帽、沙发等行业广泛应用，在汽车内饰领域也有广阔的应用前景。

然而，单一组分的动物皮纤维再生革的纤维之间均通过物理缠结的方式交联，虽然透气性及质感较好，但很难满足内饰表皮对拉伸及撕裂强度的要求。特别要指出的是，汽车车门板内饰表皮形状复杂，制品表面质量要求高，目前主要采用真空吸塑方式成型。为了避免再生革在真空吸塑成型中的变形不均匀、拉伸破裂、表面褶皱等问题，发明了一种掺混皮芯型热塑性合成纤维的再生革以及成型工艺和装置。

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车门板表皮；且其热塑性合成纤维用量大，降低了绿色环保的效果。

发明内容

为解决汽车车门板再生革表皮的力学性能差及在真空吸塑成型过程中的变形不均匀、破损、褶皱等问题，本发明通过调控动物皮纤维再生革的组分，优化吸塑成型工艺和装置，得到力学性能和成型性能都优异的车门板内饰表皮。

本发明提出一种掺混一定比例皮芯结构的热塑性合成纤维的再生革。具有皮芯结构的热塑性合成纤维的皮层熔融温度较低，在真空吸塑成型过程中，纤维表面熔融并与动物皮纤维形成物理粘结，显著提高再生革的拉伸及撕裂强度；另外纤维芯部熔融温度较高，仍能保持纤维状，均匀分布于再生革中起到骨架支撑及增强作用，赋予再生革更好的定型性能。考虑到车门板表皮还要有较好的透气性、弹性和原生皮革质感，本发明对“动物皮纤维再生革的组成和加热温度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，所得再生革制品不仅具有优异的弹性和原生皮革质感，且有效解决了纯的动物皮纤维再生革力学性能差的问题。

针对再生革内饰表皮成型过程中的变形不均匀、褶皱等问题，本发明提出一种可精准控制加热温度的真空吸塑成型装置及成型工艺。在成型装置中，整个加热工位由多个尺寸相同的加热单元组成并按矩阵式排列，每个加热单元均可通过加热控制程序单独控制加热温度及升温速率，实现整个加热区域温度的点对点控制。在车门板表皮成型过程中，根据车门板表皮不同区域的变形量，精准调节加热温度及升温速率，有效避免车门板再生革内饰表皮在成型过程中变形不均匀及局部褶皱的情况。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种汽车车门板再生革表皮的真空吸塑成型工艺，包括：

在疏解好的动物皮纤维中掺混质量分数为8％～20％的皮芯结构的热塑性合成纤维，再经无纺工艺制得动物皮纤维再生革；

将制备好的动物皮纤维再生革卷料与PU膜卷料进行开卷、铺展；

精准控温加热再生革和PU的片材；

对再生革和PU的片材边缘进行固定；

真空吸塑成型；

冷却，得成型的汽车车门板表皮；

对已成型汽车车门板表皮进行切割和废料收卷。

研究发现：若皮芯结构的热塑性合成纤维的质量分数高于20％，则动物皮纤维再生革表皮的邵氏硬度(A)往往超过100，很难满足内饰表皮的柔韧性、弹性和透气性要求；若皮芯结构的热塑性合成纤维的质量分数低于8％，则邵氏硬度(A)往往低于50，不能显著提高再生革的拉伸及撕裂强度，而且难以实现再生革的有效成型，并直接影响其制品的耐磨性和使用寿命。因此，本发明中皮芯结构的热塑性合成纤维的质量分数设定为8％～20％。