CN1671532A - 具有织物表面区域的模制部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种织物层压部件(1)及其创新方法，其中织物边缘覆盖有第二塑料元件(30A，30B)，并将第二塑料元件粘合到织物和第一塑料元件。第一塑料基底元件(20)用粘附的织物(10)表面区域制备，然后织物边缘由第二模制上的塑料边缘覆盖元件(30A，30B)叠加。第二材料覆盖织物边缘从而提供美感性满意的表面。该构造产生更为耐久的织物边缘覆盖并消除了使用过程中织物从模制部件剥离的趋势。

Description

具有织物表面区域的模制部件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求引用申请第10/208,617号的美国专利申请的优先权，其申请日为2002年7月29日。

技术领域

本发明涉及注模的具有织物表面区域的塑料部件及其制造方法，其中织物边缘以非常有效且美学上令人满意的方式得以固定。所生产的部件具有优良的外观，精确的尺寸，薄的部件横截面，以及稳定可靠的织物边缘覆盖物(fabric edge coverings)。

背景技术

有许多提供织物表面层的方法，例如在模制塑料部件的部分或全部表面上提供如皮革或人造革。使用注模工艺以及在模具前端或模具之内预先***织物表面片的方法已经在JP 54-018,039；JP 57-029,436；DE 4,015,071；EP 1,157,799；以及美国专利第4,849,145中披露。

在JP 54-018,039中，织物固定于模具之内并且织物被注射的塑料压紧倚着模腔的相反一边。DE 4,015,071和JP 57-029,436阐述了在织物和注射的熔融塑料之间使用薄膜。在EP 1,157,799中，织物首先层压在可成形的热塑性箔上，然后通过通常成形层压材料来制备预制件，例如通过深拉(deep drawing)制备，以符合最终的部件设计。然后将预制件***注射模具内，熔融塑料注射入模具中，且织物/箔层压预制件形成最终制品的全部或部分外表面。然而，所提到的这些方法没有任何一种可以固定和覆盖织物边缘。

美国专利第4,849,145号中，在模制塑料部件表面上提供皮毛织物表面。在该参考文献中，形成该部件的注射塑料倾向于流向***织物片的边缘，从而邻接和密封皮革织物的***边缘。然而已经发现因为织物边缘不能被注模塑料始终如一的覆盖，所以导致制品外观拙劣。制品表面上可见的最终织物/塑料界面或边缘至少部分开口和/或不规则。

因而，这些方法的任何一种都要求后继加工步骤，这些步骤是为了切割或修整织物和/或以某种方式覆盖边缘，从而提供可靠并且在美学上令人满意的织物边缘。分离的修整片的连接和使用是不可接受的，因为其需要多片和组装步骤从而获得可接受的外观，并且这些附加的片要求更大的部件厚度和空间。该方法所产生的修整片更容易从而织物表面分离。织物边缘所带来的难题在织物中尤为显著，织物易于在第一注射步骤被压缩并且在移去第一模腔后显著膨胀。

发明内容

在本发明的一种实施方式中，模制塑料制品具有塑料的基底元件，而基底元件具有粘附的织物表面片，其中至少部分的织物边缘和邻近边缘的织物表面区域被模制上的(molded-on)塑料边缘覆盖元件所叠合。优选模制上的(molded-on)边缘覆盖元件是注模或压模塑料片，更优选地其选自热固性聚氨酯，热固性环氧树脂，热固性硅树脂，热塑性聚碳酸酯(“PC”)，ABS，聚丙烯(“PP”)，耐冲击聚苯乙烯(“HIPS”)，聚乙烯(“PE”)，聚酯，聚乙酰(polyacetyl)，热塑性弹性体，热塑性聚氨酯(“TPU”)，尼龙，含离子键的聚合物，或聚氯乙稀(“PVC”)，及其两种或以上的混合物。本发明尤其适宜应用于这样的模制品，其中织物是合成皮革或绒面革和/或具有孔隙或开口和内部织物边缘(interior fabric edges)的织物。在另一种实施方式中，本发明是一种制备该类型模制塑料制品的方法，其中边缘覆盖(edge-covering)元件是模制上(molded-on)的并且叠合在至少部分的织物边缘和邻近具有粘合织物材料的基底元件边缘的织物表面区域。优选地，叠合织物片边缘的边缘覆盖元件是通过注模或压模或通过在第二模制步骤中的反应注模模制上的。在此类优选的方法中，第二模制步骤使用流体导管效应(flow leader effect)，其具有(a)用于边缘覆盖塑料元件材料的主流体导管腔(main flow leader)，该主流体腔通常是包围且处于***织物边缘区域的外侧，还具有(b)织物边缘腔，其用于接收在某个方向上的边缘覆盖材料流体，该方向通常并不与织物外部边缘平行。

因而，本发明提供更好的织物层压塑料部件，创新的方法以及部件设计，其中至少部分和优选全部的织物边缘和邻近边缘(也就是说，离边缘至少0.1，优选0.2毫米的织物表面区域)的表面区域用第二模制上的(molded-on)塑料覆盖，该塑料即粘结到织物也粘结到第一塑料材料。织物片可以选自广泛的织物种类，并预切割，压印(stamped)和/或成形为理想的尺寸。织物被粘附到第一塑料基底元件以提供织物层合的基底或组件(优选地在注模步骤中)，并且模制上第二材料以覆盖织物边缘，由此提供美学上令人满意并且耐久的织物边缘覆盖物。适当选择第一塑料基底材料，织物和第二模制上的边缘覆盖材料的组合，可以提供必需的粘合从而避免了织物或边缘覆盖材料在使用中从模制部件分层或剥离。

附图说明

图1是按照本发明制备的样品部件前端的透视图；

图2是按照本发明制备的样品部件沿图1线A-B的横截面视图；

图3是第一元件模制步骤的横截面视图；

图4是第二元件模具的横截面视图；

图5是第二元件模制步骤的横截面视图；

图6是按照本发明制备的样品部件后端的透视图。

具体实施方式

按照本发明制备的样品部件1的透视图(图1)和横截面视图(沿A-B线，图2)显示了织物表面片10在织物表面片外边缘具有***织物边缘区域19和可选的内部织物边缘区域18，其中在织物表面片可以有开口或孔，以便与塑料部件上相应位置的开口，孔或其它设计特征相对应。图1也显示了第一或基底元件20，其超过织物覆盖表面区域的延伸部分因而不会被织物完全覆盖，并且还显示了第二模制上的边缘覆盖元件30。若有的话，该元件在织物外部边缘区域19显示为30B，而在织物内部边缘区域18显示为30A。在部件上具有各种形状和尺寸的孔隙和开口91。

图3是按照本发明的第一模制步骤和形成第一基底元件的横截面视图。在图中可以被称为“型芯”的第一模具部件50还具有可以被称为第一“模腔”的第二模具部件70，两者彼此紧贴在一起。这就产生界面分型线65。将织物表面片10放置在模具内，然后注射第一元件塑料材料20。如图所示，在最终塑料部件的区域内将有两个孔隙或开口(在织物片的相应位置)，开口对应于第二模具部件的区域70A和70B并由其形成。预切割的织物片10起初定位于第二模具部件，并且将在最终制品表面11上的织物表面通过真空源(vacuum source)(没有显示)倚着模具内侧被固定。用于基底或第一元件的熔融塑料材料通过注射浇口(injection gate)以一定速率和压力被注入模具，该速率和压力能够充分填充模具，完全覆盖织物片，倚着模具表面压紧织物片，并且将塑料粘附到织物片片的后端12。注射的塑料材料通常也将覆盖压缩厚度(compressed thickness)的织物的外部边缘13和在开口或孔隙处织物的内部边缘14。

在图3中也显示了流体限制器22(flow restrictor)，出于举例的目的仅仅在部件的一端显示。如下讨论，流体限制器的使用是这样一种有益的方法，当附加边缘覆盖元件时，其可以用于方便第二塑料材料在织物外部边缘13上的正确流动。在第一元件模制步骤期间任选的“型芯背脊”(core back)模具段52凸出显示在图3中(并且在图4中缩回用于第二元件模制)。在本发明的优选实施方式中，当这些段在第二模制步骤之前被缩回时，存在定位于第一基底材料后端的嵌入模具内(molded-in)流体通道，其可以提供空间用于塑料材料的流动并从注射浇口引导熔融的第二边缘覆盖材料。如下进一步讨论，使用嵌入模具内的流体通道的技术使其在多个内部织物边缘14更容易提供模制上的边缘覆盖元件，而实际上不需要从第一模具部件(“型芯”)移去中间的模制片。这是非常有利的模具和部件设计，从而可以与恰当定位的“碰撞”表面(“impingement”surface)结合使用，其用于按照本发明另外一个实施方式的第二模制步骤。这些流体通道提供第二元件塑料的流体，塑料流体通常来自于基底后面，然后引导其击中模具上的“碰撞”表面，该模具通常在织物表面和边缘的相反侧。这些碰撞表面是优选的方法，其能在织物边缘上从一个方向引导塑料流体，该方向通常与织物表面垂直(与通常平行的流体相反)，如下进一步讨论。

图4是在第二模制步骤之前和在形成按照本发明的第二基底元件之前模具构造的横截面视图。在图中已经移开第二模具部件，并由第三模具部件80(其可以被称为“第二模腔”)替换第二模具部件，第三模具部件80同样紧贴着第一模具部件50从而产生界面分型线65。如图所示，具有织物表面区域的第一元件已经固定在第一模具部件。如图所示，第三模具部件的区域80A和80B将在最终的塑料部件上形成两开口。“型芯背脊”52已经缩回到型芯模具部件，从而形成用于第二模制材料的流体通道84。典型的还进一步具有嵌入模具内的流体通道(如图6中所示并将在下文进一步讨论)，其将主注入点(injectionpoints)连接到内部织物边缘位置，并将图中显示的在开口周围提供材料流体的嵌入模具内的流体通道84连接到内部织物边缘。

如图所示，图4中显示了模制构造的左端，并将在下面进一步讨论，对于第二边缘覆盖元件，按照本发明优选使用的部件/模具设计是使用非均匀厚度的开口模腔88，其产生非均匀厚度的最终制品壁。由此提供更大横截面的流动区域(如用X和Y尺寸表示的83)用作“流体导管”，还提供更小的织物边缘模腔部分(如用X′和Y′尺寸表示的82)。以这种方式注射的熔融塑料起初通常沿织物片的周长环形流动，但其从外部的织物边缘/界面被移去以填充模腔容积的大部分。已经发现流体导管的横截面的面积(X乘Y)需要至少朝超过位于织物边缘模腔或织物边缘模腔(X′乘Y′)之上的模腔面积的10％，以便获得这些好处并减少织物“脱模”，而这将在下文进一步阐述。

在图4中“流体限制器”22也显示为嵌入模具第一元件内，出于阐述的目的，仅仅在右侧模制。当树脂流到织物外部边缘区域时，流体限制器可以用于进一步收窄和限制熔融树脂的流动路径。如下文进一步阐述，“流体限制器”产生了流体导管效应，并引导第二模制材料起初沿通道83′然后经过流体限制器，再进入边缘模腔区域82′，最后在相对于织物表面的平面更为垂直的方向上到达织物顶端。相对于织物边缘模腔中的织物，流体限制器的高度需要足够高，由此当熔融塑料的主体在通常平行的方向流入流体导管中或模腔83′的主流体通道区域中时，保护织物免于流动和剪切。这样，在织物边缘模腔(图4中82′)中的塑料流动力(flow forces)将不会导致从基底分离或分层织物和/或织物自身的内部分层。

图4中所示的模具也是这样配置，从而在内部织物边缘区域上围绕开口从嵌入模具内的流体通道84提供塑料流体，该流体通道在通常垂直于碰撞表面23的方向的第一元件的后端上。模具部件80也设计成能够与织物表面区域相一致并能紧密配合，和/或优选在第二元件模腔区域和织物表面区域之间提供“挤压肋”(crush ribs)，从而避免任何第二模制材料“溢出”(flashing)到预期模腔区域外部并且避免在织物和第二模腔(在最终制品的织物表面上)之间形成层或片，还避免当部件从模具移走时在织物表面产生表面裂隙(surface flaw)。

图5是在第二模制步骤中以及第二基底元件塑料材料注射之后的模具构造的横截面视图。如图所示，已经注射了第二元件材料30，其填满所有流体通道(其中显示为30A)，并在外部边缘区域(其中显示为30B)覆盖并固定织物，在内部边缘区域覆盖并固定织物。

图6是按照本发明制备的样品部件1的后端透视图。尤其是其显示了具有孔，孔隙或开口91的第一基底元件20，并显示了流体通道84和86的存在，这些流体通道已经由第二边缘覆盖元件的塑料材料所填满。如上所述，嵌入模具内的流体通道模被制成为第一元件，并在第二元件模制过程中，允许第二塑料材料沿着部件的后端流动到开口和部件前端上相应织物边缘区域的位置。如上所述，一些嵌入模具内的流体通道84允许第二塑料材料在开口周围并向外流动，从而形成在前端上部件表面处的内部边缘覆盖元件，而一些流体通道86仅仅允许材料从单一注入点(injection point)或注射浇口到达那些开口。在图6中，这些流体通道为第二元件材料所填充，该材料从注射浇口90围绕着外流体通道83流动并且流过嵌入模具内的流体通道86。如下进一步讨论，来自内流体通道84的材料流体便于倚着第二模腔的碰撞表面引导第二元件材料流入内部边缘覆盖模腔，并具有更少的湍流和剪切，而这种湍流和剪切将会撕裂，移动或扭曲织物边缘。在来自嵌入模具内的流体通道的流体通道中使用优选的碰撞表面结构，可引导第二材料从通常不与织物平面平行的方向在织物顶端流动并覆盖边缘。

按照本发明的塑料制品可以使用公知的多元件模制方法来制备。优选的多元件模制方法(也称为两次注模法)通常是这样实施的，首先制备第一模制元件(“第一次注射”(first shot))，该元件在至少两模具部件(通常称为“型芯”和“模腔”)之间具有粘附或层压织物表面片，留下模制的第一元件或中间体，其位于一个模具部件(第一模具部件)之内(或之上)，然后或者(a)在至少一个不同的模具部件内移动，(b)将第一模具部件移动到与不同模具部件相反的位置，或者(c)使用在模具内滑动的或可移动的段从而提供另外的模腔。这样，形成与所需模制上的边缘覆盖元件对应的第二模腔，并且模腔内填充所需的塑料材料。

一种可选择的多元件模制方法(也称为嵌入注模法(insert injectionmolding))通常是这样实施的，首先模制第一模制元件或中间体(“第一次注射”)，该元件或中间体在一组模具部件中具有粘附或层压的织物表面片，然后移去中间元件部件再将其转移至用于注模第二元件的第二组模具部件。第二模具以这样一种方式设计，即当需要形成与所需模制上的边缘覆盖元件对应的模腔时，其可以与第一模具元件相接触。

具有粘附织物片的塑料基底元件

如上所述，第一或基底元件可以由通常所公知的模制方法制备，该方法适合于提供必需的塑料基底或基础部件，该部件具有织物表面片，该表面片适当定位并且充分粘附。优选的模制方法是通过制备预切割织物片的注模法，该织物片在注模过程中被适当定位并且充分固定到注模模具的型面内。在注模步骤中，将熔融塑料注入模具，填充模具，使织物片与模具形状相一致，然后同时将织物片层压或粘合到塑料。如下文所进一步阐述，织物片可以具有垫层，该垫层方便了粘合/层压到基底组件的步骤或方法。其它用于形成基底和/或粘附织物的适宜方法包括压模法(compression molding)，射频(RF)焊接，声波焊接，热成型，注射压模(injection compression molding)，气体辅助注模，结构泡沫材料注模，微孔泡沫成型方法，分层注模(laminarinjection molding)，水注模(water injection molding)，外部气体模制(external gas molding)，剪切控制定向模制(shear controlledorientation molding)，以及气体计数管压力注模(gas counter pressureinjection molding)。

可以使用热固性或可热固性塑料，从而得以使用公知方法类似的制备织物层压的塑料基底元件，而这些方法用于反应注模法(reactioninjection molding)或树脂传递模塑法(transfer molding)。

可以使用任何公知的表面加工方法来使任何模具部件的型面具有某种结构，其希望用于织物表面片的暴露部分，或者塑料材料暴露部分的外形或构造(texture)，或者提供所需的表面用于下一步粘附或固定任一的织物表面片或模制上的边缘覆盖元件。然后，在注模步骤中，塑料进入模具，填充模具，使织物片与模具形状相一致，然后将模具表面/纹理/构造赋予织物或基底材料表面之上。

通常，第一基底元件可以由广泛的塑料材料制备，这些材料包括热固塑料(例如聚氨酯，环氧树脂)，或热固性硅树脂，和热塑性塑料例如聚碳酸酯(“PC”)，ABS，聚丙烯(“PP”)，耐冲击聚苯乙烯(“HIPS”)，聚乙烯(“PE”)，聚酯，聚乙酰，热塑性弹性体，热塑性聚氨酯(“TPU”)，尼龙，含离子键的聚合物(例如舍林(Surlyn))，聚氯乙烯(“PVC”)，还包括这些热塑性塑料的两种或以上的混合物，例如PC和ABS。这些材料可以含有颜料，添加剂和/或填充剂，而这些都有助于任何所需的成本和/或性能特点的需要，性能特点例如表面形状，抗燃性，模量，刚度，电磁干扰屏蔽(EMIshielding)等等。第一塑料基底元件的塑料材料可以与第二边缘覆盖元件所用材料相同或不同，由此在制备完最终模制品之后可能很容易或者也可能很难从第二元件材料辨别或区分第一塑料基底元件的塑料材料。而这取决于在两塑料材料之间是否有能发现的边界。

可以使用各类织物材料用于本发明的织物表面区域。这是按照本发明所提供的部件和方法的很大优点。适宜的织物材料包括但并不局限于：天然和合成皮革(包括皮革和绒面革)以及任何类型的纺织品或纺织品类材料例如纺织，无纺，和针织织物，其来自天然或合成纤维/材料，其包括凝结的聚氨酯层压制品(coagulated polyurethanelaminates)，PVC及其它刚性或柔性薄膜或片材。适宜的“织物”可以包括结合这些两种或以上的叠层和结构，以及使用这些具有粘附的“垫层材料”(backing materials)的一种或以上。“垫层材料”有时包括在织物上，如果需要则更好粘附到基底，并加固织物和/或防止模制塑料过于迫入或穿过织物后端，其中织物可以被获得和使用或者添加垫层材料。垫层材料可以包括各类天然或合成材料或纺织品(包括纺织，无纺，和针织织物，其来自天然或合成纤维/材料)；薄膜，泡沫材料或塑料片材，塑料包括PC，PET，PBT，ABS，PA6，6，PP，HIPS，以及这些材料的两种或以上的混合物。

在本发明的一个实施方式中，泡沫层可以便于用作垫层材料，该垫层材料用于织物片或织物表面片和基底材料之间的中间层。当使用可压缩类型泡沫材料时，这可以提供或改善织物表面的柔性或缓冲手感。这一层可以存在于供使用的织物之上，或者在模制/层压基底之中或之前层压到织物。通常，泡沫材料可以是开口或者封闭的单元，其需要具有充分耐热性，由此在后续加工过程中保持其所需的特性，例如不熔融或断裂到不可接受的程度。适宜的泡沫材料密度处于大约5至95千克每立方米(Kg/m³)范围之内，优选为约20至75Kg/m³，而这取决于其所需的层厚度和缓冲或压缩度。在泡沫材料中所用的塑料材料可以是热固性或热塑性的，而优选泡沫塑料层包括发泡热固性聚氨酯。

可以通过火焰层合，粘合，电磁辐射粘结，或热引发粘合例如陶氏胶膜(Dow Adhesive Film)将垫层材料粘结到织物。为便于部件设计的制造需要这样，织物表面片具有非强制的垫层，该表面片可以切割，冲压，加工成形，模塑和/或通过公知方法预成形，公知方法例如已知的用于制备预成形体的深拉法，预成形体将会***模具中。取决于最终制品的设计，显而易见可以具有用于制品的不同表面段的不同的织物类型。

通常，选择织物和第一(以及第二)元件塑料材料的组合以获得两者之间充分的粘合。织物表面片和第一元件之间的如此粘合可使织物在后续的加工以及处理边缘覆盖层上的模具期间不容易从部件除去。在第二边缘覆盖层和织物和第一基底元件之间的粘合是保持最终制品的关键，其中两元件和/或织物在使用织物表面模制结构的最终产品的后续组装中不容易分离，或者在最终产品(其中织物表面化模制结构为部件或外壳)的使用中不容易分离。

模制上的边缘覆盖元件

通常，如第一基底元件，模制上的边缘覆盖元件可以由广泛的塑料材料制备，这些塑料材料包括热固性塑料例如聚氨酯，环氧树脂，或热固性硅树脂，以及热塑性塑料例如聚碳酸酯(“PC”)，ABS，聚丙烯(“PP”)，耐冲击聚苯乙烯(“HIPS”)，聚乙烯(“PE”)，聚酯，聚乙酰，热塑性弹性体，热塑性聚氨酯(“TPU”)，尼龙，含离子键的聚合物(例如舍林)，聚氯乙烯(“PVC”)，以及包括这些热塑性塑料的两种或以上的混合物，例如PC和ABS。这些材料可以含颜料，添加剂和/或填充剂，而这些有助于任何所需的成本和/或性能特性，性能特性例如表面形状，抗燃性，模量，刚度，电磁干扰屏蔽等等。第二元件材料的选择取决于获得所需的与第一元件和织物的粘合，并结合考虑所需的加工性能和最终部件的外形和性能。

通常，模制上的边缘覆盖元件(如图5所示样品尺寸为m，n和p)的尺寸将取决于模制部件设计以及织物片被切割然后定位在第一元件上的精密度和准确度。如图5所示的尺寸m需要更长的平均叠加尺寸(也就是说，叠加了邻近边缘的更大织物区域)，以便补偿(并且如果可能的话，更始终如一的提供完美的边缘)织物片尺寸的较大变化，补偿在织物边缘的不规则切割和/或织物片在模具内位置的改变。通常，对于大多数织物类型和模制部件设计，平均叠加长度需要至少为0.1毫米(mm)，优选为至少0.2毫米，更优选为至少0.3毫米，而最优选为至少0.5毫米。也应注意对于某种所需的部件美感性例如模制在织物表面边缘上的标志等，可以使用变化和/或显著增大的叠加距离。在此情况下这种美观性表面的叠加距离显而易见不用于“计算”平均叠加距离，而仅仅是用于以单独边缘覆盖为目标的重叠区域的所设计的或目标叠加距离。

边缘覆盖元件的叠加层厚(如图5所示的示例尺寸n和p)是这样确定的，即通过所需的尺寸(例如，“薄”)和最终部件的整体设计。其中较厚的叠加层是理想的，而这是受某种性能的影响，以提供适当尺寸用于较大容积流体导管，这是因为流体导管腔或流体通道的容积通常需要比边缘覆盖模腔(该模腔提供叠加距离和元件厚度)的容积大。通常，对于大多数织物类型和模制部件设计，平均边缘覆盖层厚度需要至少为0.2毫米(mm)，优选为至少0.3毫米，更优选为至少0.5毫米，而最优选为至少0.7毫米。也应注意对于某种所需的部件美感性例如模制在织物表面边缘上的标志等，可以使用变化和/或显著增大的厚度用于边缘覆盖元件。如上所讨论的叠加距离一样，在此情况下这种美感性表面的厚显而易见不用于“计算”平均厚度，而仅仅是用于以单独边缘覆盖为目标的叠加层区域的所设计的或目标厚度。

在模制过程中(与粘结剂或接合件的使用相反)将第二或边缘覆盖元件提供或应用到第一模制元件(具有充分粘附或层合的织物表面片)，而这是使用热塑性熔融结合剂在所需的表面位置实施的。用于生产按照本发明的最终部件的适宜模制方法包括注模，压模，反应注模(“RIM”)，射频(RF)焊接，声波焊接，热成型，注射压模，气体辅助注模，结构泡沫材料注模，微孔泡沫成型方法，分层注模(laminar injection molding)，水注模(water injection molding)，外部气体模制(extemal gas molding)，剪切控制定向模制(shearcontrolled orientation molding)，以及气体计数管压力注模(gas counterpressure injection molding)。就如同两者上述所阐述的那样，优选地在“两次注射”模制方法或注模中提供第二注射或注模(shot)，或在嵌入注射方法中提供第二步骤。在“两次注射”模制过程中提供第二元件作为第二注射或注模，这其中具有粘附织物片的第一元件固定在模具部件之一的内部或之上，然后通过或者(a)移动至少一个不同的模具部件，(b)移动第一模具部件到与不同模具部件相反位置，或者(c)在模具内使用滑动或可移动段从而提供更多模腔来提供第二注模的模腔。

可选择的，嵌入注模方法(insert injection molding process)，具有粘附或层压织物表面片的第一模制元件在一套模具部件内被制备，接着移去，然后转入用于注模第二元件的第二模具。第二模具被设计成当需要形成与所需模制上的边缘覆盖元件对应的模腔时，其可以与第一模具元件相接触。

在任何的这些状态中，其中在注模步骤以商业上所需的高注射速率和压力添加第二元件，由此第一元件，模具和添加第二元件的工作部件必须设计成用于减少或除去“脱模”(stripping)和“穿隧”(tunneling)。“脱模”是熔融树脂趋向于在织物边缘下穿透，而对于织物将在模制步骤中与第一元件分离，尤其当第二次注射的材料平行于织物边缘流动并以足够高的速度流动接触到边缘/界面时，这种趋向更加明显。“穿隧”是当流动树脂从第一模制基底抬起织物和/或使织物本身分离/分层时，以及当流峰(flow front)接触到织物边缘的厚的和/或未固定(unsupported)区域(其大体上延伸入第二注模材料的流峰)时，尤其当织物边缘以主要垂直方向被接触时，在织物之下或穿过织物的“隧道”。当一些织物材料在移去第一模腔后在形成第一元件后在其厚度方向膨胀时，以及或者在第二模制步骤中在长度方向膨胀时，这些材料将恶化该膨胀并将导致织物延伸(未固定)入用于第二模制的流体通道。

因此，当注入模腔时，第二元件塑料材料的流体需要被适当引导和控制，以便其在织物的外部和/或内部之上流动并覆盖，其也是在织物和第一元件之间的边界或界面处。用于第二元件的注射速率和压力显而易见需要最优化，并且尽可能的高从而提供装模，部件美感性和模制周期时间的恰当的综合平衡。同时，织物表面片必须被适当的测量尺寸，切割并相对于第二材料的流峰定位，从而进一步避免这些问题。

在第二注模步骤中，为帮助减少或消除这些状况，发展出创新的模具和部件设计以及综合设计，从而减少塑料材料在织物边缘/界面之上或接近织物边缘/界面处高速平行流动的可能性。正规的热塑性部件设计要求部件或部件壁的额定(nominal)厚度通常是均匀的。这样施行从而产生均匀的塑料材料填充整个部件。否则，熔融注射的塑料将优先流入具有较少的流动阻力的较大段。相比之下，按照本发明开发并优选使用的部件/模具设计使用非均匀的壁厚，从而提供较大流动截面积(cross-sectional flow area)，其用作“流体导管”或提供“流体导管效应”。流体导管通道显示为图4的通道83(具有尺寸X和Y)，同时其在织物边缘具有相应较小的流动截面积(称为织物边缘模腔并在图4中显示为通道82，该通道具有尺寸X′和Y′)。以这样一种方式设计和提供流体导管或流体导管效应，以便第二注模材料起初从浇口进入模腔，并且趋向于优先沿着并穿过主流体通道或流体导管流动，而不是起初先进入织物边缘模腔段。如此注射塑料的主流峰平行于织物边缘/界面流动，但也从织物边缘/界面移去，从而填充大部分的模腔容积。塑料起初并不是流入织物边缘模腔区域，或者在织物边缘模腔区域之上流动，或者流动而与织物边缘/界面接触，而是逐渐和/或以非平行角度流入较低容积的织物边缘模腔段，用较小的平行流体剪切力覆盖织物边缘。优选地，流体在边缘/界面上以减少的速率和/或与边缘较更接近垂直的非平行方向被引导，该方向优选相对界面为20度至90度之间。这就减少或除去了由于平行和/或在界面上高速流动而产生的织物脱模，穿隧或其它错位或分离的难题。如果使用流体导管通道，流体通道的横截面面积(cross-sectional area)需要比模腔区域的横截面面积大至少10％，模腔在织物边缘区域提供边缘覆盖元件，以便获得这些益处并减少织物“脱模”。

另外一种有效提供流体导管效应的方法是产生″流体限制器″，当流体从主流体通道流到织物边缘区域外部或内部时，流体限制器收窄并限制熔融树脂的流径(flow path)。优选地，通过第一模制基底元件提供流体限制器，作为在适当位置嵌入模具内的或模制上的肋或型面，如图3、4和5所示，确定为部件22。当使用在模制第一元件并移去/改变第一模腔之后膨胀的织物时流体限制器方法尤其有益。一旦织物膨胀，织物边缘将不能很好的粘附到第一元件和/或在某些点松散。然后流体限制器产生流体导管效应并引导第二模制材料起初沿流体通道(图4显示为83′)，然后进入边缘模腔区域(在图4中显示为82′)，并以更为垂直的方向流至织物的顶端之上。流体限制器应接近织物边缘/界面定位，典型的在大约4毫米(mm)之内。相对于织物边缘模腔内的织物，流体限制器的高度需要足够高，由此当熔融塑料主体以通常平行方向流入流体导管或模腔(图4中的83′)的主流体通道区域时，使织物免于流动和受剪切。如此织物边缘模腔(图4中82′)内的塑料流动力(flowforces)将不会使织物与基底分离或分层和/或使织物本身内部分层。典型地流体限制器需要足够高，从而将熔融塑料流体充分转移至织物边缘之上，优选限制器比模腔的织物边缘区域内织物的高度更高。

另外一种用于消除织物与第一模制脱模的方法是加入一种模腔设计，其引导注射的第二材料流体通常垂直的从模具上的“碰撞”表面流至织物周围的织物表面之上(与靠近或在织物之上以通常共面方向流动方向相反)。该设计使用在流径上具有至少一个锐角的流体通道/模腔，从而导致注射的熔融第二材料在接触到织物表面之前，接触到与织物表面(也就是碰撞表面)相反的模具壁(mold wall)，从而接着以这样一种方式流到织物边缘之上，即此时流体不能从第一基底部件上迫使织物边缘离开或将其撕裂。而这显示于图4和5中，其中模具碰撞表面标示为23。

多元件模具的使用要求在第二元件的模制之中或之前，第二模腔与织物的前面的美感性表面相接触。在模制第二元件中，需要正确测量从而避免涉及织物表面构造(texture)的破坏性挤压(crushing)的问题，同时防止第二材料“溢出”(flashing)或“穿隧”到所需的第二模腔区域外。“溢出”可以导致形成存在于织物表面上的第二塑料材料层或片，同时“穿隧”允许塑料材料在织物之下或穿过织物材料本身流动。两种效应都是难题，从而当部件从模具移去后在织物表面上产生表面裂隙(surface flaw)。必须使用特殊的设计方法，其能使对于织物表面上的美感性影响最小化。在这方面，第二模腔表面应当设计成充分压缩，优选地将织物表面区域紧紧夹紧或挤压(crushes)到第二注模不会在模腔/织物界面之间溢出塑料材料，但是又不会破坏性挤压(crushing)织物的程度。已经发现模腔表面优选地将织物后端压缩或挤压(crushes)至其在原始模腔内的模制压力下被压缩时所具有的厚度，而这取决于第二模制材料的粘度和注射压力。

另外一种帮助最小化此类溢出或穿隧的优选设计方法是所谓的“挤压肋”(crush rib)，在图4和5中显示为81。在本发明的实施方式中，第二元件模腔80被设计成在织物边缘处或接近织物边缘处的区域内具有凸起或肋，并沿织物表面的边缘完全一致，其中织物表面的边缘将与边缘覆盖元件重叠。该肋将织物紧紧的夹紧或挤压到第二注模不能在模腔/织物界面之间溢出塑料材料的程度，并且可以减少剩余织物表面需要压缩或挤压的程度。该挤压肋显示于图4和5中，标示为81。第二模腔“挤压肋”不会割伤织物但是将会充分压下或挤压织物，而这取决于***组成的性质，例如织物，第一和第二模制材料和第二模制条件。挤压肋优选地将织物几乎压到下层的基底塑料的表面。

在本发明的另外一个实施方式中，其中第二边缘覆盖元件需要沿多个开口覆盖织物边缘，开口位于部件的覆盖织物的表面内，并且需要使模具部件内的注射口或注射浇口最小化，流体通道用于将第二塑料材料运送至开口周围的织物边缘的全部或部分，该流体通道优选位于第一基底元件，在后端表面内或与织物表面化(surfaced)的一侧相反的一侧内。尤为有利的是当第二材料流体从织物平面之后向外引导时，穿过这些流体通道的该第二材料流体能够被非常容易的对准碰撞表面并引导至织物边缘之上。嵌入模具内的流体通道在图4，5和/或6中显示，并标示为84和86。

在另一个实施方式中，可以在第一元件和织物边缘上使用其它公知方法提供第二边缘覆盖元件。使用压模方法可以通过产生模腔并提供热固性或热塑性塑料来覆盖织物片边缘。还可以使用热固性或热塑性塑料，以使用用于反应注模的公知方法来仅仅制备第二边缘覆盖元件。使用声波焊接方法，通过使用超声波能加热接触表面或区域，从而模制第二元件。可以用热成型方法通过将织物置于热成型模具内，并加热塑料薄膜到熔融和成型温度，然后在嵌入的织物上形成塑料薄膜，从而模制上边缘覆盖元件。

实施例

本发明的如图1所示的部件通常按照图1-6并如上所述来设计和生产。织物是一种无纺聚酯织物，其用0.005英寸(大约0.015毫米)厚的聚碳酸酯薄膜并使用热引发粘合剂，陶氏(Dow)胶膜(adhesive film)而层压获得。在220℃(设定温度值用于加热辊)下在两辊层压机上进行层压。最终的层压制品被预切割到所需尺寸和形状(包括内开口)，以便当织物***位于注射模具上的模腔和型芯之间的预期位置时，织物不会到达空模腔的端点或边缘。倚着模腔放置预期的织物表面并通过使用真空适当固定。第一注模材料为PC/ABS混合物，将其注入与PC相接触的模具。注模热塑性塑料流体为PC/ABS混合物，提供压力至织物的后侧，并且压力足够使织物形成为模腔表面的形状。PC/ABS热塑性塑料粘附到PC薄膜，该薄膜位于织物后侧之上，并且该步骤提供具有粘附的织物材料片的基底元件，该织物材料片具有***边缘和表面区域。

然后从第一注模模具移去该部件，并将其放入第二注模模具，该模具闭合并提供模腔。封闭的模具具有表面，该表面(a)接触并压缩织物表面区域由此在模腔和型芯之间压缩织物表面，并(b)将织物边缘遗留暴露在用于流体的模腔内，然后模制边缘覆盖元件。

第二模具设计为具有流体导管模腔和较小容积的织物边缘模腔(如在图4中所示的在模具构造的左侧)，其与外部织物边缘完全一致。

其它部件的特点包括切入第一模制的流体通道(如图6所示)，其便于来自单一注射浇口的流体流至开口周围的织物边缘。开口周围的流体通道设计通常如图3，4和5所示。如通常在图4和5中所示，第二模腔提供碰撞表面23和第二材料流体，该材料流体来自第一基底元件后部的嵌入模具内的流体通道，该第二模腔促进熔融塑料在模腔壁上的碰撞。来自流体通道84的外向流体指引第二元件材料流体倚着第二模腔碰撞表面流动并进入内部边缘覆盖模腔以及流到织物顶端和通常垂直于织物平面方向的边缘顶端之上。在内部织物边缘上的边缘覆盖材料流体以这样的方式最小化或消除织物的这些段中产生的织物脱模。目标平均叠加长度针对不同内部开口以及针对边缘而变化，其范围为大约0.2到2.0毫米。目标叠加层的平均厚度同样针对不同内部开口以及针对边缘而变化，其范围为大约0.4到1.0毫米。

一旦第一模具开模并从第一模制步骤排出第一元件，织物从压缩的厚度膨胀大约0.3到0.5毫米。在第二模制步骤中，具有如图3，4和5所示的挤压肋81，该肋将织物厚度压缩至0.008毫米，该厚度小于在第一模制步骤中的压缩厚度。

第二热塑性塑料为TPU，将其注入到模具中覆盖并密封织物边缘区域。当部件从模具移去时，通过良好固定以及密封织物表面区域获得了有吸引力的最终制品。具有TPU表面层的边缘覆盖区域具有理想的柔软触感。

Claims (12)

1.一种具有塑料基底元件的模制塑料制品，该基底元件具有粘附的织物表面片，其中通过模制上的塑料边缘覆盖元件，叠加织物边缘和邻近边缘的织物表面区域的至少一部分。

2.按照权利要求1的模制品，其中模制上的边缘覆盖元件是注模或压模的塑料片。

3.按照权利要求2的模制品，其中模制上的边缘覆盖元件是选自热固性聚氨酯，热固性环氧树脂，热固性硅树脂，热塑性聚碳酸酯(“PC”)，ABS，聚丙烯(“PP”)，耐冲击聚苯乙烯“HIPS”)，聚乙烯(“PE”)，聚酯，聚乙酰，热塑性弹性体，热塑性聚氨酯(“TPU”)，尼龙，含离子键的聚合物，聚氯乙烯(“PVC”)或这些热塑性塑料的两种或以上的混合物。

4.按照权利要求1的模制品，其具有孔隙或开口和内部织物边缘。

5.按照权利要求1的模制品，其中织物是合成皮革或绒面革。

6.一种用于制造具有织物表面片的模制塑料制品的方法，其包括如下步骤：(a)第一步模制具有粘附织物材料片的基底元件，该粘附织物材料片具有边缘和表面区域；(b)第二步模制上边缘覆盖元件，该元件叠加织物边缘和邻近边缘的织物表面区域但不是制品表面上所需区域的至少一部分。

7.按照权利要求6的方法，其中叠加织物片边缘的边缘覆盖元件是在第二模制步骤中通过注模或压模模制上的。

8.按照权利要求6的方法，其中叠加织物片边缘的边缘覆盖元件是在第二模制步骤中通过反应注模而模制上的。

9.按照权利要求7或8的方法，其中第二模制步骤使用流体导管效应，其具有(a)用于边缘覆盖塑料元件材料的主流体导管模腔，主流体腔通常在***织物边缘区域的周围和外部，和具有(b)织物边缘模腔，该模腔在通常不与织物的***边缘平行的方向接收边缘覆盖材料流体。

10.按照权利要求7或8的方法，其中第二模制步骤使用流体导管效应，其具有流体限制器，该限制器位于第一步骤的基底元件之上，将边缘覆盖材料的主流体固定于主流体通道内，也就是从织物边缘模腔移去并限制其流入织物边缘模腔，从而流到通常与织物边缘不平行的方向。

11.按照权利要求7或8的方法，其中在第一步基底元件内提供嵌入模具内的流体通道，该元件将第二步塑料材料流体提供到在塑料部件内的一个或多个开口或孔隙周围的内部织物边缘。

12.按照权利要求7或8的方法，其中在流体通道内具有碰撞表面从而引导第二塑料流体从碰撞表面流到织物表面之上并覆盖织物边缘。

Images