用于生产装饰部件的方法和可通过该方法生产的装饰部件

技术领域

本发明涉及一种用于生产装饰部件、尤其是用于生产车辆内部的装饰部件的方法，该装饰部件具有带有装饰层的可见侧和带有基底层的安装侧，并且涉及一种可通过该方法生产的装饰部件。

背景技术

装饰部件，尤其是在车辆内部中使用的装饰部件，必须满足在视觉和触觉质量以及尺寸稳定性和抗环境影响方面的高要求。为此目的，广泛使用一种构造方法，其中决定视觉外观的装饰层在装饰部件的可见侧上设置有保护性透明覆盖层。在相反的安装侧上，布置有基底或基底层，该基底或基底层给予装饰部件必要的尺寸稳定性并且被提供用于紧固该装饰部件。

具有高表面质量的透明覆盖层可以例如由聚酯或聚氨酯厚膜涂层生产。然而，涂层需要大量的人工精加工操作，这是劳动和成本密集型的。此外，在光和温度的影响下，透明涂层倾向于变黄，随着时间的推移，这损害了装饰部件的视觉外观。收缩过程会导致有纹理的装饰层的不光滑表面逐渐在透明覆盖层的表面上形成不希望的图像。

为了避免上述缺点，装饰部件和相应的生产过程已经为人所知，其中透明覆盖层在注射模具中以透明塑料的形式注射到装饰层上。在这种情况下，所需的精加工工作量减少了。如果选择合适的材料，可见表面的质量可以维持更长的时间，因为注射成型的塑料材料对外部影响不太敏感。

在EP 2 298 528 A1中公开了这种方法的进一步发展。其中，装饰层在其面向可见侧的一侧层压有透明膜，在其面向安装侧的一侧层压有屏障层。层压的装饰层形成为预成型件，该预成型件然后用透明塑料包覆成型以形成覆盖层，并用承载塑料背部注射成型以形成基底。结果是这样的装饰部件，其中透明膜被布置在覆盖层和装饰层之间，并且其中屏障层被布置在基底和装饰层之间。透明膜例如由热塑性材料形成，特别是聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、热塑性聚氨酯(TPU)，或者由这些材料的复合材料形成。覆盖层由可注射成型的塑料，特别是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)形成。

在EP 2 842 742 A1中公开了装饰部件的另一个示例。其中公开的装饰部件包括直接施加到基底的覆盖层，其中覆盖层由聚氨酯或聚脲组成，基底由至少一种热塑性塑料和至少一种基于尿烷的热塑性弹性体的混合物组成。

在DE 199 14 092 A1中公开了装饰部件的另一个示例。其中公开的装饰部件具有装饰层和与其连接的注射成型的基底层。

发明内容

本发明的基本问题是提供一种用于车辆内部的新的装饰部件以及用于生产这种装饰部件的方法。装饰部件旨在具有高机械抗性，特别是高耐刮擦性和耐磨性。此外，装饰部件应该永久性地抵抗外部影响，例如机械冲击或紫外线辐射，并且还应该允许使用固有性敏感的装饰层。

该问题通过一种用于生产装饰部件的方法来解决，该装饰部件具有带有装饰层的可见侧和带有基底层的安装侧，将含聚硅氧烷的组合物施加到装饰层的可见侧以形成覆盖层，然后固化。此外，该问题通过尤其可通过该方法获得的装饰部件来解决，该装饰部件具有带有装饰层的可见侧和带有基底层的安装侧，其中装饰层在可见侧上涂覆有固化的含聚硅氧烷的覆盖层。

通过使用含聚硅氧烷的覆盖层，获得了优异的耐刮擦性和耐磨性。同时，覆盖层还有效地保护敏感的装饰层免受外部影响，而不损害装饰层的外观。特别地，覆盖层具有防污性能并且易于清洁。同时，覆盖层耐受普通清洁剂。

具体实施方式

本文描述的装饰部件包括基底层和施加到基底层的装饰层。该结构限定了装饰部件的可见侧和安装侧。可见侧是装饰层的装饰表面可见的一侧。安装侧是与可见侧相反的一侧，通常平坦的基底层被施加在该安装侧上。

例如，装饰层可以由木片、金属、纸、塑料或织物形成。优选地，木片是实木薄片，优选珍贵木片。木片可以在安装侧与附加的遮蔽片结合，其中装饰性木片和遮蔽片(blindveneer)例如借助用苯酚-三聚氰胺树脂浸渍的羊毛或一层胶结合。只要装饰层由金属形成，铝、钢和铜特别适合于此目的。该金属优选是薄金属片。所使用的织物可以是由天然或合成纤维、玻璃、碳、凯夫拉尔(Kevlar)纤维、金属或金属化织物制成的纺织织物，或者由几种前述织物制成的混合织物，其可以是窄网眼或宽网眼的，从而使其后面的层可见，例如装饰层后面的基底层。

装饰层的厚度优选在0.1mm至2mm(包含地)的范围内，特别优选0.3mm至0.7mm。

装饰层优选具有亲水表面，以提高装饰层和直接结合到该装饰层的其它层之间的粘合力。此外，装饰层优选具有开放空隙的表面，以便在装饰层和直接结合到该装饰层的其它层之间获得更大的接触面积。

根据本发明的覆盖层通过将含聚硅氧烷的组合物施加到装饰层的可见侧并使其固化来生产。覆盖层可以直接施加到装饰层，或者可以在覆盖层和装饰层的可见侧之间设置一个或更多个中间层。

优选地，没有其它层被施加至覆盖层。因此，从可见侧看，覆盖层优选地形成装饰部件的顶层。

在优选实施例中，在覆盖层和装饰层之间设置一个或更多个中间层。优选地，使用由热塑性或热固性材料制成的至少一个中间层。例如，含聚甲基丙烯酸甲酯的组合物用作热塑性材料，并且含聚氨酯的组合物用作热固性材料。特别优选地使用含聚甲基丙烯酸甲酯的中间层。中间层至少是部分半透明的，以确保装饰层的可见性。中间层可以是无色的或有色的。

设置中间层，特别是含聚甲基丙烯酸甲酯的或含聚氨酯的中间层改善了覆盖层的光泽性能，并允许产生高光泽的表面。此外，中间层，特别是含聚甲基丙烯酸甲酯的或含聚氨酯的中间层改善了覆盖层的粘附性和机械稳定性。

在施加覆盖层之前，将中间层施加到装饰层的可见侧。在随后的步骤中，覆盖层被施加到中间层顶部。

在优选实施例中，通过注射成型将中间层，特别是包含聚甲基丙烯酸甲酯的或含聚氨酯的中间层施加到装饰层。

在替代实施例中，覆盖层直接施加到装饰层的可见侧。在这种情况下，装饰层优选具有开放空隙的表面。特别优选地，如果装饰层具有由金属或塑料膜制成的表面，则覆盖层直接施加到装饰层。

特别地，聚有机硅氧烷被用作聚硅氧烷，即硅原子经由氧原子彼此链接并且硅原子额外地被一个或更多个烃基取代的聚合物。优选的聚硅氧烷可以例如被烷基基团、烯基基团、芳基基团和/或烷氧基基团取代。烷基基团优选为具有1至12个碳原子、优选1至8个碳原子、进一步优选1至6个碳原子的直链或支链烷基，特别优选甲基、乙基、正丙基或异丙基。烯基基团优选为具有2至12个碳原子，更优选2至8个碳原子的直链或支链烯基。优选地，它们是乙烯基基团。芳基基团优选包含6至19个碳原子，优选6至13个碳原子。优选地，它们是苄基或苯基基团。烷氧基基团优选为具有1至12个碳原子、优选1至8个碳原子、更优选1至6个碳原子的直链或支链烷氧基基团。特别优选的是甲氧基、乙氧基、正丙氧基或异丙氧基基团。烷基基团、烯基基团、芳基基团和烷氧基基团可以被一个或更多个卤素原子，特别是氟原子取代。

特别优选的取代基是烷基和烷氧基基团，尤其是甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基和异丙氧基基团。

聚硅氧烷可以被一种类型的烃基或不同烃基的混合物取代。也可以使用被不同地取代的聚硅氧烷的混合物。

可以使用直链、环状、支化和/或交联的聚硅氧烷。交联聚硅氧烷是特别优选的。也可以使用所述聚硅氧烷的混合物。优选地，聚硅氧烷组合物包含至少一种交联的聚硅氧烷。

在优选的实施例中，使用交联的烷基取代的聚硅氧烷，特别是交联的甲基取代的聚硅氧烷。

在进一步优选的实施例中，使用交联的烷基和/或烷氧基取代的聚硅氧烷，特别是用甲基、乙基、正丙基、异丙基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基和/或异丙氧基基团取代的交联的聚硅氧烷。在本发明的上下文中，交联的烷基和烷氧基取代的聚硅氧烷也称为硅酸酯改性的聚硅氧烷树脂。

聚硅氧烷优选用作胶体，特别优选地以纳米颗粒的形式。

聚硅氧烷优选具有300至100,000g/mol，优选500至30,000g/mol，最优选750至10,000g/mol的重均分子量。重均分子量尤其可以通过使用聚苯乙烯标准的凝胶渗透色谱法来测定。

除了聚硅氧烷之外，含聚硅氧烷的组合物通常包含一种或更多种溶剂，特别是有机溶剂，特别是链烷醇，例如甲醇、丁醇或2-丙醇。基于组合物的总质量，在组合物中的聚硅氧烷的比例总共优选为按重量计5％至按重量计100％，优选按重量计5％至按重量计80％，特别优选按重量计10％至按重量计70％，最优选按重量计40％至按重量计60％。基于组合物的总质量，组合物中的溶剂的比例优选高达按重量计90％，优选按重量计20％至按重量计95％，特别优选按重量计30％至按重量计90％，最优选按重量计40％至按重量计60％。

聚硅氧烷的比例被选择，使得优选的液体组合物具有适合施加到装饰层的粘度。如果需要，可以通过用合适的溶剂，特别是上述有机溶剂中的一种稀释浓缩的聚硅氧烷组合物来调节粘度。聚硅氧烷的比例尤其根据施加的类型而变化。如果通过喷涂施加来施加覆盖层，总聚硅氧烷含量为例如按重量计20％至按重量计80％，特别优选按重量计40％至按重量计60％。在喷射施加的情况下，总聚硅氧烷含量为例如按重量计60％至按重量计100％，特别优选按重量计70％至按重量计90％。

在施加含聚硅氧烷的组合物和任何中间层之前，优选清洁装饰层。例如，这是通过气流(比如压缩的空气)来实现的。在优选实施例中，通过干冰冲击进行清洁，即通过用干冰颗粒(CO2颗粒)和压缩的空气的混合物射击(irradiating)表面。除了压缩的空气，也可以使用另一种惰性的载体气体来用于此目的。这种清洁从装饰层的表面去除了微粒，并使得覆盖层和任何中间层能够被均匀施加。如果在顶层和装饰层之间设置中间层，特别是由热塑性或热固性材料制成的中间层，装饰层的清洁也可以省去。

含聚硅氧烷的组合物优选以液体形式施加。这可以通过例如浸渍、喷涂、淹没或浇铸来完成。在浸渍中，装饰部件经过含聚硅氧烷组合物的浸浴。在淹没和浇铸的情况下，装饰部件的表面被含聚硅氧烷的组合物淹没，该组合物可以借助一个或更多个喷嘴，特别是溢流(flooding)或冲洗喷嘴来施加。该施加可以例如在连续的流动或下降过程中进行。

在特别优选的实施例中，含聚硅氧烷的组合物通过喷涂来施加。以这种方式，以低材料消耗实现了极其均匀的涂层。特别优选的是，喷涂过程通过没有漆雾的喷射喷涂来进行。

为了防止聚硅氧烷过早反应，该施加优选在惰性气体下进行，例如在氮气气氛下。这尤其适用于喷涂施加。

如果在10℃至40℃的温度和30％或更高的相对湿度下进行施加，可获得特别好的结果。特别优选地，温度为20℃至30℃。相对湿度优选为30％至80％，更优选为40％至70％。在这些条件下，实现了覆盖层的优异的粘合。

然后固化所施加的含聚硅氧烷的组合物以形成覆盖层。

在一个实施例中，固化在高温下进行，优选在50℃至100℃的温度和10％至80％的相对湿度下进行。特别优选地，温度为60℃至90℃，最优选75℃至85℃。相对湿度优选为40％至80％。

在另一个实施例中，通过红外照射(IR照射)进行固化。优选地，覆盖层被加热到50℃到100℃的温度，更优选60℃到90℃。

在另一个实施例中，固化通过紫外(UV)照射进行。优选地，使用波长范围从100nm到380nm的UV光。只要在特定的波长范围内确保足够的强度，所使用的辐射也可以包含更短或更长的波长成分。例如，可以通过使用气体放电灯，特别是汞蒸气灯或掺杂镓-铟、铁或铅的金属卤素灯来进行UV固化。替代地，可以使用LED灯进行UV固化。

在特别优选的实施例中，在上述条件下通过UV照射结合高温进行固化，特别是通过UV照射结合IR照射进行固化。

其中首先通过IR照射然后通过UV照射进行固化的方法是特别优选的。特别地，覆盖层首先通过IR照射1至5分钟然后通过UV照射30至60秒来固化。在这些条件下，含聚硅氧烷的覆盖层获得优异的防污性能，同时维持高透明度和机械稳定性。

固化的覆盖层优选具有0.25μm至25μm，特别优选6μm至10μm的层厚度。

如果适用的话，中间层也可以通过上述方法或通过现有技术中已知的其它涂覆方法施加到装饰层上。

基底层优选由塑料制成，特别是热固性或热塑性材料。适用于基底层的材料包括聚氨酯(TPU)、聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-马来酸酐(SMA)、聚丙烯醚(PPE)、聚苯醚(PPO)或这些塑料中的几种的混合物。特别合适的是例如PC和ABS的共混物、ABS和PA的共混物或PC和SAN的共混物。特别优选地，基底层包括TPU与一种或更多种其它塑料，特别是一种或更多种上述塑料的共混物。

基底层的塑料可以包括另外的添加剂。例如，塑料可以用玻璃、碳或天然纤维增强。优选地，塑料是玻璃纤维增强塑料。此外，可以包括填料，例如二氧化硅或炭黑。

为了生产装饰部件，装饰层优选地形成为预成型件。该预成型件的形状基本上对应于后续装饰部件的形状。预成型件在合适的压模中生产。在这种形成之前、期间或之后，装饰层可以结合到基底层。覆盖层也可以在形成之前或之后施加和固化。

装饰层和基底层通过本领域公知的方法结合，特别是通过压制或注射成型。例如，装饰层可以被压制到基底层上，其中SMC(片状模塑料)或GMT(玻璃纤维垫增强的热塑性塑料)尤其被用作压制工艺。或者，基底层也可以注射成型到装饰层上。也可以使用反应注射成型过程来注射基底层。装饰层和基底层可以在施加和固化覆盖层之前或之后结合。

在注射成型过程的情况下，装饰层优选在结合到基底层之前形成预成型件，其形状基本上对应于后来的装饰部件。然后可以将基底层注射到预成型件上，预成型件用作预先确定装饰部件的最终形状的模具。

在压制过程的情况下，装饰层的形成和其与基底层的结合可以在单一步骤中进行。为此目的，装饰层和基底层以平坦、平面的形式呈现并被压在一起。或者，装饰层也可以在结合到基底层之前形成为预成型件。为了使装饰层和基底层能够被压在一起，在这种情况下，基底层也优选在结合之前形成相应的预成型件。

为了增加装饰层和基底层之间的粘合力，优选在装饰层粘合到基底层之前，将结合剂施加到装饰层的安装侧。结合剂例如是胶水或反应性热熔粘合剂。对于由金属制成的装饰层来说尤其如此。如果装饰层是在安装侧上具有遮蔽片的木片，则也可以在装饰层的安装侧上放置用苯酚-三聚氰胺树脂或胶水浸渍的羊毛。

在一个实施例中，覆盖层和任何中间层被施加到最初平坦的装饰层并被固化，然后所得到的覆盖层、中间层和装饰层的复合材料被形成为预成型件，并且该预成型件最终被结合到基底层。

然而，优选在形成装饰层之前不施加覆盖层和任何中间层，而是仅在已经预先形成的装饰层上施加，以避免在形成期间损坏覆盖层。

如果通过注射成型将中间层，特别是聚甲基丙烯酸甲酯或含聚氨酯的中间层施加到装饰层，这优选在装饰层形成之后进行。因此，中间层可以直接施加到预先形成的装饰层，并且不必随后再次形成。然后将覆盖层施加到中间层，而不必再次形成覆盖层。

因此，在优选的实施例中，装饰层首先形成为预成型件，然后将预成型件结合到基底层，然后如果需要，将一个或更多个中间层施加到装饰层，最后将覆盖层施加到装饰层上并固化。

在另一个优选实施例中，装饰层首先形成为预成型件，然后将任何中间层和覆盖层施加到装饰层并固化，最后将所得到的覆盖层、中间层和装饰层的预成型的复合材料结合到基底层。

根据本发明的方法通过以下实施例来说明。

提供了一种预成型件，该预成型件包括木片的装饰层和与之结合的玻璃纤维增强的聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料的基底层。

通过在注射模具中注射成型，聚甲基丙烯酸甲酯的中间层被施加到装饰层的可见侧。

将以这种方式涂覆的预成型件从注射模具中取出，并转移到洁净室单元。在那里，预成型件被回火到大约23℃，在约23℃的空气温度和60％的相对湿度下，通过喷涂施加来施加含聚硅氧烷的组合物。该组合物包含40％固体含量的可喷雾稀释的聚硅氧烷。喷涂施加采用以下工艺参数进行：雾化空气140NL，喇叭部空气(horn air)160NL，施加速度为500mm/秒，施加速率为130ml/min。

然后将含聚硅氧烷的组合物在60℃至80℃的温度和50％的相对湿度下固化90分钟。固化是通过IR照射1至5分钟，然后UV照射30至60秒来实现的。

如此获得的覆盖层具有非常高的机械抗性，特别是高的耐刮擦性和耐磨性，以及优异的透明度。