CN110777499A - 用于热定形针织物的装置和方法 - Google Patents

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F·德尚
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Abstract

本发明涉及用于热定形针织物(11)的装置和方法。所述装置包括：‑第一半模(12)和第二半模(13)，它们在闭合位置中包围模腔，在该模腔中能够容纳针织物(11)，其中，所述半模(12、13)分别具有成形作用表面，借助该作用表面能够确定所述针织物(11)的外部形态，‑加热装置(16)，借助该加热装置能够将热能引入所述针织物中。

Description

用于热定形针织物的装置和方法
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求前序部分所述的用于热定形针织物的装置和方法。
背景技术
在当今的车辆制造中，在机动车的车辆内部或乘客舱中的表面设有装饰，以便为车辆乘员提供吸引人的视觉印象。在此常见的是在塑料支撑件上粘贴装饰，这些装饰例如以具有木质外观或碳外观的薄膜的形式存在。此外，还已知借助压制覆膜方法在支撑结构上安装由皮革或人造皮革制成的表皮，以产生皮革外观。另外也可使用纺织物、尤其是针织物作为表面产品。
但在将表面纺织物施加到支撑结构上之前，该表面纺织物经过制造过程。在此首先在针织过程中由一根或多根纱线生产纺织针织物。这些纱线在其表面上涂有油，使得它们可更好地沿针织设备的导向装置滑动。在针织过程之后，必须清洗纱线，以便从针织物上除去油。在该洗涤过程中，纺织材料变形或起皱。为了使纺织物再次进入希望的形状，必须在洗涤后对其进行热定形。在热定形时这样加热纺织针织物，使得触发希望的热反应，同时使该针织物进入希望的形状。在服装工业的现有技术中，3D针织纺织物在高压釜中装备和热定形。但对于汽车领域的应用，使用高压釜来热定形纺织针织物引起显著缺点。
发明内容
基于上述现有技术，本发明的任务在于提供一种方法，借助该方法克服现有技术的缺点。本发明的一个特殊任务在于提供一种方法，借助该方法可实现特别短的循环时间。
所述任务通过根据独立权利要求的特征的方法来解决。
对其回引的从属权利要求中给出其它实施方式。
为了解决所述任务，本发明提出一种用于热定形针织物的装置，其包括第一半模和第二半模，它们在闭合位置中包围模腔，针织物可容纳在该模腔中。每个半模分别可具有成形作用表面，借助该作用表面可确定针织物的外部形态。在将针织物施加到作用表面上时，针织物的外部形状依循模具表面的形状，由此通过模具表面的形状确定针织物的外部形状。此外，可设置加热装置，借助该加热装置可将热能引入针织物中。该装置以有利的方式结合通过两个在两侧接触地靠置在针织物上且类似于压制覆膜模具作用的半模来3D建模针织物的优点与热定形的优点。两件式模具的使用具有可使面状3D针织物成形的优点并且在形状方面具有很大的几何设计自由度。此外，可借助该装置将3D针织物依循模具地热定形。原则上区分二维(2D)和三维(3D)针织物。2D和3D针织物均在平床针织机上生产。在2D针织物中借助针织机生产具有恒定宽度的布并且作为定幅织物(Bahnware)卷起。之后，从定幅织物剪切出单个坯件。与此不同，在生产3D针织物时生产已经具有完成的坯件轮廓的单个部件。无需进一步修剪。
此外，加热装置可构造为可调温介质，所述两个半模中的至少一个半模具有供应通道，通过所述供应通道可将可调温介质引入针织物中。由于与高压釜相比待蒸镀的模腔的尺寸较小，因此需要显著更少量的可调温介质。
所述两个半模中的至少一个半模可具有排出通道，通过所述排出通道可从针织物中排出可调温介质。这确保受控地穿流针织物。
作为可调温介质可使用空气、尤其是热空气和/或蒸汽、尤其是热蒸汽。通过使用这些介质可以特别简单的方式利用纺织表面的开孔性并且可特别好地将热能引入纺织针织结构中。
在该装置的一种替代实施方式中，加热装置可构造为辐射器板、尤其是红外辐射器或电热辐射器。
此外，可在半模的作用表面和针织物的表面之间引入可压缩的中间层。通过在装饰视见侧上置入柔软的中间层，可避免针织物被压皱并且在针织物中产生光亮点(Glanzstellen)。因此，还可将附加的柔性或柔软或可压缩的中间层(尤其是构造为布、凝胶布、硅树脂边撑(Silikontempel)等)引入上半模和/或下半模中。这一方面提供在视见表面上保护待加工(热定形)针织物的优点，并且另一方面提供在闭合的模腔中可产生更多压紧力的优点，而不会损坏针织物。“柔软/可压缩/柔性”在此情况下意味着该中间层比针织物更柔软，从而在压缩期间中间层在针织物经历弹性变形之前弹性变形。
根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述针织物设有针织孔眼。这具有下述优点：通过将孔眼预先定位在模具中的固定销上，可借助这些孔眼将针织物位置固定地精确定位在模具中。
在另一方面，本发明涉及一种用于热定形针织物的方法，其包括下述步骤：
-将针织物设置在一个半模的作用表面上，
-为针织物加载温度，
-闭合模具，其中，在第一半模和第二半模之间形成模腔，针织物设置在该模腔中，
-将针织物从半模中脱模。该方法结合了通过两个靠置在针织物上且类似于压制覆膜模具作用的半模来3D建模的优点与热定形的优点。
首先可为针织物加载温度，然后再闭合模具，以便在半模之间校准针织物。由此针织物基本上保持其外部形态或其外部尺寸。根据一种替代方法变型，可在设置针织物之后和在加载温度之前闭合模具并再次打开。由此可以特别简单的方式实现针织物的预校准，在此通过在半模之间压制针织物使针织物表面上的褶皱和类似变形变直。根据该方法的替代方案，可为针织物加载温度并且随后再次闭合模具。因此以有利的方式首先对针织物进行预校准，然后加载温度并且随后在重新闭合的模具中进行校准。根据该方法变型，将针织物钉到或设置在作用表面上。然后将半模移到一起并且预校准针织物。之后打开模具并且通过加载温度加热针织物，在此可熔性纱线熔化。然后重新闭合模具并且最后校准针织物。
作为替代方案，可在校准针织物期间同时为其加载温度。由此进一步缩短整个过程的循环时间。
在热定形过程期间，针织物被调温介质、尤其是空气或蒸汽穿流。
介质温度高低的选择取决于多种因素。必须根据成品构件的几何形状、安装地点和/或安装位置相应地选择温度。但热熔纱线的熔融特性以及主纱线的耐温性也在选择温度时起重要作用。对于在安装状态中暴露于较高温度下的构件(如基于直接日射，如仪表板就是这种情况)必须使用满足气候要求的热熔纱线。实验表明，在此介质的温度可在140℃至170℃的范围内、优选在150℃至160℃的范围内。对于例如安装在机动车脚部空间中的、承受较低热负荷的构件，可使用可能较低熔点的、具有90℃至120℃的范围内的温度的材料。
此外，在针织物已达到预定温度后，可主动冷却针织物。针织物因此可以有利的方式保持形状并且处理时间可进一步减少。
为了冷却针织物，可通过供应通道将调温介质引入模腔中。这可以是与用于加热针织物的介质相同的供应通道或者是单独的供应通道。作为替代方案，可将用于加热针织物的调温介质引入针织物的供应通道用作排出通道。为此将吸力连接到所述供应通道上并且通过真空将热介质从针织物经由供应通道——现在以相反的流动方向——再次吸走。随后经由模具间隙将环境空气吸入针织物中并且由此冷却针织物。为了确保向针织物供应环境空气，可在半模中设置附加的喷嘴或附加的供应通道。
在另一方面，本发明还涉及一种用于制造针织物的方法，其包括下述步骤：
-生产针织物、尤其是3D针织物，
-尤其是通过在液体中洗涤来清洁针织物，其特征在于下述步骤：
-通过根据上述权利要求中任一项所述的方法热定形针织物。在需要时，热定形过程可在汽车的批量生产中直接在覆膜过程之前进行并且由此能实现从针织物的生产、经其整理、即清洁和热定形直至固定在支撑结构上的在线过程。
使用具有功能特性的针织物材料提供特殊优点。尤其是可使用具有抗污性、疏水性、抗静电性、抗菌性的针织物材料。此外，还可使用静电屏蔽材料、荧光材料、减排或/和降解、吸收和/或吸附材料、加热或光集成材料。
装置的上述优点也不受限制地适用于所描述的方法，反之亦然。
附图说明
下面参考附图说明详细阐述本发明。附图如下：
图1示例性示出已知的支撑结构；
图2示出处于未成形状态的针织物；
图3示出热定形模具，其中设有针织物；
图4示出处于成形状态的针织物；并且
图5示出根据一种替代实施方式的热成形模具。
具体实施方式
图1示例性示出一种仪表板支撑件10，其应用作用于说明本方法的支撑结构10。代替所示的仪表板支撑件，所有位于车内的内衬部件、如手套箱、中央扶手、面板、车门内衬中的扶手、车顶内衬等也可用作支撑结构10。该仪表板支撑件10具有表面10o，所述表面应借助纺织表面结构覆膜。所述表面如图1所示可仅涉及一个区段、如所谓的组合仪器的罩的上表面。但覆膜表面10o也可以是支撑结构10的表面的可由车辆内部的车辆乘员看到的部分。此外，作为替代方案，表面10o也可包括支撑结构10的整个表面，在此支撑结构10的对于车辆乘员不可见的区域也将被覆面。
图2示出针织物11或纺织材料的侧视图。其例如被示为二维、即平面定幅织物，且处于针织物被洗涤之后的状态。作为替代方案，针织物11也可以是三维预成形或褶皱的。
将图2的针织物引入由半模12、13构成的校准模具中。这两个半模12、13彼此包围限定的模腔。首先将针织物11放置在下半模13上并且在此将其拉成希望的形状。随后闭合模具并使位于其中的针织物11达到希望的温度。将上半模12(在此也示为冲头12)施加到纺织针织结构11上并且由此将其压制或保持在希望的形状中。在模具的该闭合位置中，上半模12的作用表面将纺织针织结构11压在下半模13的作用表面上。在此纺织针织结构11的朝向半模12的表面与作用表面接触，使得作用表面对纺织针织结构11可成形。
为了对针织物11进行调温，通过例如构造为上半模12中的喷嘴孔的供应通道14将热空气吹入模腔中并且将针织材料加热至希望的温度。代替热空气也可将来自热蒸汽发生器的热蒸汽引入闭合的模具中并且将材料加热至希望的温度。热蒸汽对纺织物中所需的热定形反应具有积极影响。在此针织物由一根或多根三维编结的纱线制成。每根纱线由多根长丝制成，这些长丝中的至少一根由可熔性塑料制成，其在被加载温度时可转变到粘稠或面团状的状态。因此在热定形时针织物11转变成希望的外部形状。随后针织物11被加载调温介质。在此可熔性长丝(也称为热熔纱线)熔化并且与该纱线或其它纱线的相邻长丝结合。代替热熔纱线，也可使用其它材料、如可熔箔、可粘合材料和溶液、如丙烯酸酯，以用于热定形主纱线。在针织物中的温度降低后，原始可熔性纱线的材料固化并且这样固定周围的长丝，使得针织物保持这种形状。针织物在热定形之后形状稳定，因为针织物在变形后返回该形状。优选地，针织物11在热定形之后的形状相应于支撑结构10的、针织物应覆膜于其上的表面10o的形状。通过下半模13中的排出通道15，介质再次排出针织物11，从而实现调温介质从供应通道14经模腔进入排出通道15中的流体流。
借助上半模或下半模中的冷却喷嘴，纺织物被主动冷却并且因此保持在如图4所示的希望的形状中。冷却介质可通过与调温介质相同的供应通道14被引入模腔中。作为替代方案，也可设置单独的冷却喷嘴，通过其将冷却介质单独引入模腔中。
为了调温可使用不同的变型方案：图5示出在本方法的一种替代实施方式中加热的过程步骤。代替热介质，将辐射器板16放入3D针织物11上方的开放模腔中并且通过辐射热将材料加热到希望的温度。然后闭合模具，在此半模12、13在其之间包围模腔。
在用于热定形的装置的另一种未示出的实施方式中，在半模12、13之间所包围的模腔可在边缘处构造成开口的。因此通过供应通道15引入的介质可经由边缘侧间隙排出。

Claims (17)

1.用于热定形针织物(11)的装置，包括：
-第一半模(12)和第二半模(13)，它们在闭合位置中包围模腔，在该模腔中能够容纳针织物(11)，其中，所述半模(12、13)分别具有成形作用表面，借助该作用表面能够确定所述针织物(11)的外部形态，
-加热装置(16)，借助该加热装置能够将热能引入所述针织物中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热装置构造为可调温介质，所述两个半模(12、13)中的至少一个半模具有供应通道(14)，通过所述供应通道能够将所述可调温介质引入所述针织物(11)中。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个半模(12、13)中的至少一个半模具有排出通道(15)，通过所述排出通道能够从所述针织物(11)中排出所述可调温介质。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，作为可调温介质使用空气和/或蒸汽。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热装置(16)构造为辐射器板、尤其是红外辐射器或电热辐射器。
6.用于热定形针织物(11)的方法，包括下述步骤：
-将针织物(11)设置在一个半模(13)的作用表面上，
-向针织物(11)加载温度，
-闭合模具，其中，在第一半模(13)和第二半模(14)之间形成模腔，在该模腔中设置针织物(11)，
-将针织物(11)从半模(13)中脱模。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，首先向针织物(11)加载温度并且随后闭合模具，其中，在半模(12、13)之间校准针织物(11)。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在设置针织物(11)之后并且在加载温度(11)之前闭合模具并再次打开模具。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，首先向针织物(11)加载温度并且随后再次闭合模具。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在校准针织物(11)期间同时向该针织物加载温度。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针织物(11)被调温介质、尤其是空气或蒸汽穿流。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述介质的温度在90℃至170℃的范围内、优选在150℃至160℃的范围内。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在针织物(11)达到预定温度之后主动冷却该针织物。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，为了冷却针织物(11)，通过供应通道将调温介质引入模腔中。
15.用于制造针织物(11)的方法，包括下述步骤：
-生产针织物(11)、尤其是3D针织物，
-尤其是通过在液体中洗涤来清洁针织物(11)，其特征在于下述步骤：
-通过根据上述权利要求中任一项所述的方法热定形针织物(11)。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在半模的作用表面和针织物(11)的表面之间引入可压缩的中间层。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述针织物(11)设有针织孔眼。
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