製造用於汽車客廂部件的具有帶斑點外觀的單層蒙皮或複合材料的基於熱塑性樹脂的組...的製作方法
2023-05-24 14:45:16
專利名稱：製造用於汽車客廂部件的具有帶斑點外觀的單層蒙皮或複合材料的基於熱塑性樹脂的組 ...的製作方法
製造用於汽車客廂部件的具有帶斑點外觀的單層蒙皮或複合材料的基於熱
塑性樹脂的組合物及其製備方法
技術領域：
本發明涉及基於熱塑性樹脂的組合物，該組合物使得可製造基體/包含物
(inclusion)型的具有帶斑點外觀的單層"蒙皮(skin)"或多層"蒙皮，，(稱作復 合結構)。
該多層蒙皮或複合結構包含一個可根據本發明製造的外層和至少一個 同樣可根據本發明或者根據常規方法製造的內層；這些蒙皮包含基體和包含 物；這些單層或多層蒙皮用於汽車客廂的部件，例如，具體地說，裝備有可 見安全氣袋(具有分開的遮板(cover))或集成安全氣袋(也稱作不可見安全氣 袋，即駕駛員和乘客看不見的氣袋)的儀錶板、中央控制臺、以及門襯裡或 門板。
本發明的另 一主題是製造這些組合物的方法，尤其是通過共混獲得粉末 形式的組合物的方法。
背景技術：
在製造汽車儀錶板的技術領域中，已知使用常規製造，特別是通過其中 將粉末倒入熱的模具中的模塑技術(通過滾塑或通過搪塑)製造的那些儀錶板 的蒙皮。
這些儀錶板通常包含提供外部外觀(尤其是顏色、圖案和觸感)的外部人 造革"蒙皮"。常規地，使用的主要材料為熱塑性樹脂，例如聚氯乙烯(PVC)、 熱塑性聚氨酯(TPU)和熱塑性聚烯烴(TPO)。使用通常由發泡聚氨酯或PVC 製得的基於泡沫體的材料作為背村以提供柔韌性、以及隔熱和隔音性能。
外蒙皮經受下列外部侵襲刮擦、UV輻射、溫度、溶劑等。在某些情 況下，可製造"蒙皮"以提供特殊的外觀性質，具體地說裝飾、顏色、觸 感、或者耐老化性或耐磨性。而且，單層或多層蒙皮必須符合汽車製造商的 規範，尤其是關於集成或非集成安全氣袋的打開的要求，也就是說，在常規 為-40 ~ +80 °C的溫度下在非常短的時間內打開氣袋而不噴射顆粒。
存在若干製造具有改性的表面的複合蒙皮的技術，該改性的表面通過在製造蒙皮之前的步驟中將至少 一個塗層塗覆到模具表面上而獲得。
具體地說，本申請人的專利EP 0912312中描述的稱作"模具內塗布，，(IMP) 的方法包括下列步驟
1) 將組合物A沉積在模具表面上，該組合物A包含至少一種增塑劑和 任選的 一種或多種改性劑，特別是選自著色顏料或裝飾片的改性劑；
2) 然後將包含熱塑性樹脂的組合物B沉積在步驟l)中已經被完全或部 分塗布的模具上；和
3) 逐漸加熱模具以使得組合物A能被組合物B的層吸收，然後快速加 熱直至該熱塑性樹脂膠凝。
然而，這種方法使得不可能在所獲得的蒙皮表面上得到令人滿意的稱作 帶斑點(或帶花紋，或帶斑紋)的外觀的顏色非均勻性。
本申請人已經開發了基於熱塑性樹脂的新型組合物以及其製備方法，該 新型組合物用於製造，特別是通過搪塑製造單層或多層具有可控的帶斑點的 外觀的著色(coloured)蒙皮。
根據第 一主題，本發明涉及具有帶斑點外觀的基於熱塑性樹脂的組合 物，其包含
-10-99重量％的聚氯乙烯(PVC)熱塑性樹脂的配混料，該配混料稱作"基 體"配混津牛；
-0.5-90重量％的引入了至少 一種著色顏料的熱塑性樹脂的至少 一種配 混料，該配混料稱作"包含物"配混料；和
-0.5-20重量％的選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠或聚合物顆 粒的斑點劑。
根據第二主題，本發明涉及獲得具有帶斑點外觀的組合物的方法，其包 括下列步驟
-製造稱作"基體，，的基於PVC樹脂的配混料的第一步驟；
-通過將至少一種著色顏料與PVC樹脂混合而製造稱作"包含物，，的基 於該PVC樹脂的一種或多種配混料的第二步驟；和
-稱作"斑點化，，(或"斑紋化")的步驟，其在於將所述"基體"配混料、 所述"包含物"配混料和選自顏料、金屬顆粒、玻璃珠或聚合物顆粒的一種 或多種斑點劑以合適的水平混合。
根據第三主題，本發明涉及通過前述方法獲得的組合物。根據第四主題，本發明還涉及上述組合物在製造用於汽車客廂部件的、 具有帶斑點外觀的單層或多層蒙皮層中的用途。
根據第五主題，本發明涉及製造儀錶板的蒙皮層的方法，其包括
-將先前限定的組合物沉積到成型模具的表面上；和 -將置於該模具中的該組合物熔融，使得該組合物轉變為從該模具脫離 (remove)的柔'f生物體。
根據本發明的組合物
本發明涉及用於製造，特別是通過搪塑製造具有帶斑點效果的單層或多 層蒙皮層的基於熱塑性樹脂的組合物，其特徵在於其包含
-10-99重量％的聚氯乙烯(PVC)熱塑性樹脂的配混料，該配混料稱作"基 體"配混泮+;
-0.5-90重量％的引入了至少一種著色顏料的熱塑性樹脂的至少一種配 混料，該配混料稱作"包含物，，配混料；和
-0.5-20重量％的選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠或聚合物顆 鬥立的J汪點劑。
包含物配混料和斑點劑的百分比可例如在該組合物的1-50重量％範圍內。
"基體"配混料
根據本發明，稱作"基體，，的配混料基本上包含選自以下的熱塑性樹脂 聚氯乙烯(PVC)、或PVC和選自氯乙烯與乙酸乙烯酯(VCWA)或者氯乙烯與 丙烯酸類衍生物(VC/AD)的共聚物或三元共聚物的相容性聚合物的共混物、 熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑性聚醚酯、乙烯/乙烯基單體(EVA)共聚物、乙烯/ 乙烯基單體/羰基三元共聚物、可熔融加工的丙烯酸類彈性體、具有聚醯胺嵌
段和聚醚嵌段的共聚物或聚醚嵌段醯胺、氯化或氯磺化聚乙烯、官能化或未 官能化的乙烯/(曱基)丙烯酸烷基酯或(曱基)丙烯酸聚合物、MBS核-殼聚合 物、SBM嵌段三元共聚物、PVDF和粉末聚醯胺樹脂。
根據本發明的一個優選實施方案，所使用的熱塑性樹脂是具有50-80的 K-值的聚氯乙烯(PVC)。
根據一個實施方案，熱塑性樹脂是由懸浮法或微懸浮法獲得的聚氯乙烯 (PVC)，但也可使用以乳液法或本體法製造的PVC。VC7VA共聚物的實例是得自Arkema的LACOVYL , VC/AD共聚物的 實例是得自Vinnolit的VINNOLIT , TPU的實例是得自Goodrich的 ESTANE ,熱塑性聚醚酯的實例是得自DuPont的HYTREL ,聚醚-嵌段-醯胺的實例是得自Arkema的PEBAX , EVA的實例是得自Arkema的 EVATANE ,乙烯/乙烯基單體/羰基三元共聚物的實例是得自DuPont的 ELVALOY ,官能化或未官能化的乙烯/(曱基)丙烯酸烷基酯或(曱基)丙烯酸 聚合物的實例是得自Arkema的LOTRYL 、 LOTADER⑧和OREVAC 、氯化 或氯磺化聚乙烯的實例是得自DuPont的TYRIN 、可熔融加工的丙烯酸類 彈性體的實例是得自Apa的ALCRYN 、粉末聚醯胺樹脂的實例是得自 Arkema的ORGASOL 。這些與PVC相容(稱作與PVC "合金化")的聚合物 具有良好的低溫性能並且能夠賦予引入它們的層以合適的脆性。
根據本發明，合適的熱塑性樹脂的共混物包括PVC樹脂和氯乙烯與乙 酸乙烯酯(VC/VA)或者氯乙烯與丙烯酸類衍生物(VC/AD)的共聚物或三元共 聚物、以及PVC樹脂和熱塑性聚氨酯(TPU)。可將這些各種各樣的樹脂大量 共混在一起。
該"基體"配混料可另外包含選自增塑劑、熱穩定劑或UV穩定劑、抗 氧化劑、加工助劑、潤滑劑、填料和著色顏料(本文中稱作基體顏料)的至少 ——#$力口劑。
根據一個實施方案，所使用的一種或多種增塑劑具有單體和/或聚合物性 質，並且具體而言，該增塑劑選自壬二酸酯、偏苯三酸酯、癸二酸酯、己二 酸酯、聚己二酸酯、鄰苯二曱酸酯、聚鄰苯二曱酸酯、檸檬酸酯、苯曱酸酯、 樹脂酸酯(tallate)、戊二酸酯、富馬酸酯、馬來酸酯、油酸酯、棕櫚酸酯和乙酸酯。
根據本發明的"基體，，配混料還涉及非常大量的上述聚合物增塑劑與單 體增塑劑的共混物。
根據一個實施方案，增塑劑與樹脂的重量比至少為60/100。
可提及的熱穩定劑例如金屬鹽，尤其是鈣、鋅和錫的金屬鹽；以及基於 鋁、鉀或納的絡合物。
UV穩定劑可選自苯並三唑和氰基丙烯酸酯。
所使用的著色顏料可為有機的或無機的。可提及例如二氧化鈦、得自 Ciba的chromophtal red(紅)BRN顏料、blue(藍)GLSM顏料、BRM中的IRGALITE yellow(黃)以及orange(橙色)thiosol GL。
根據一個優選的實施方案，著色顏料、填料、潤滑劑、UV穩定劑、熱 穩定劑、加工助劑和抗氧化劑相對於熱塑性樹脂的含量優選為3-10重量％。 "包含物"配混料
根據本發明，該"包含物"配混料至少包含-.
-選自以下的熱塑性樹脂聚氯乙歸(PVC)、或PVC和選自氯乙烯與乙 酸乙烯酯(VC/VA)或者氯乙烯與丙烯酸類衍生物(VC/AD)的共聚物或三元共 聚物的相容性聚合物的共混物、熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑性聚醚酯、乙烯/ 乙烯基單體(EVA)共聚物、乙烯/乙烯基單體/羰基三元共聚物、可熔融加工的 丙烯酸類彈性體、具有聚醯胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物或聚醚嵌段醯胺、氯 化或氯磺化聚乙烯、官能化或未官能化的乙烯/(甲基)丙烯酸烷基酯或(曱基) 丙烯酸聚合物、MBS核-殼聚合物、SBM嵌段三元共聚物、PVDF和粉末聚 醯胺樹脂；和
-顏色不同於任選地存在於"基體"配混料中的基體顏料的至少一種著 色顏料，該著色顏料稱作包含物顏料。
"包含物，，配混料的熱塑性樹脂可與"基體，，配混料具有相同或不同的性質。
"包含物"配混料可另外包含選自增塑劑、熱穩定劑或UV穩定劑、抗 氧化劑、加工助劑、潤滑劑或填料的至少一種添加劑。 孩王點劑
選擇根據本發明的斑點(或花紋)劑以在最終產品中獲得特殊的效果，例 如珍珠似的、金屬化的(metallized)、磷光、焚光、熱致變色、幹涉和花崗巖 效果，或者特殊的觸感例如柔軟的觸感。斑點劑的尺寸為40-200|im，更優 選為50-120jim。斑點劑選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠或聚合 物顆粒。
本發明的另 一主題是製備根據本發明的組合物以獲得粉末形式的組合 物(尤其是由增塑的PVC製成的配混料)的方法，該組合物尤其可通過常規的 搪塑技術轉變以製造用於汽車客廂部件的"蒙皮"。
根據本發明製備上述組合物的方法
根據本發明獲得具有帶斑點外觀的組合物的方法包括下列步驟
-製造如先前限定的稱作"基體，，配混料的基於PVC樹脂的配混料的第一步驟；
-通過將至少一種著色顏料與PVC樹脂混合而製造如先前限定的稱作 "包含物"的基於該PVC樹脂的一種或多種配混料的第二步驟；和
-稱作"斑點化"(或"花紋化"或"斑紋化")的步驟，其在於將所述"基 體"配混料、"包含物"配混料以及選自著色顏料、金屬顆粒、玻璃J朱或聚 合物顆粒的一種或多種斑點劑以合適的水平混合，該"包含物"配混料和斑 點劑優選具有與形成基體的材料相同的密度。
使用合適的設備根據特定和常規的混合方法並以合適的實施參數進行 各種步驟。"基體"和"包含物，，配混料的製造是本領域技術人員熟知的。 這些"基體"和"包含物"配混料為粉末形式，該粉末具有明確限定的密度 (PVC樹脂配混料的平均密度是1.20g/cm3)、 100-200pm的平均粒徑和適於用 以獲得蒙皮的搪塑方法的流動性。
斑點劑和包含物配混料優選具有與基體配混料相同的密度。
取決於期望的效果，包含物配混料和斑點劑的百分比可例如為組合物的 1-50重量％。
本發明的另 一 主題是根據本發明的組合物在獲得用於汽車客廂部件例 如儀錶板、中央控制臺、以及門襯裡或門板的蒙皮或複合結構層中的用途。
本發明的一個主題是製造單層或多層(複合結構)蒙皮層(特別是用於儀 錶板的蒙皮層)的方法，該方法包括將上述組合物沉積到成型模具的表面上， 以及將置於模具中的該組合物熔融使得該組合物轉變為從模具脫離的柔性 物體。可使用常規的模塑技術例如滾塑和搪塑將該組合物沉積在模具上。根 據本發明的一個優選實施方案，使用的方法是搪塑。
根據本發明獲得的蒙皮層或複合結構具有吸引人的帶斑點的外觀。它們 具有顏色和外觀的可控的非均勻性。下列實施例說明本發明而不限制其範 圍。
實施例
1)實施例1:根據本發明製造用玻璃珠著色的帶斑點的組合物
以定義並稱為"斑紋化的棗紅色(Speckled Bordeaux)"的色調製備用於 搪塑的約200kg粉末工業樣品。該色調由棗紅色的PVC基體組成，用米色 PVC粉末斑點化(或花紋化或斑紋化)。步驟1:根據常規的配混方法製造用於搪塑的棗紅色PVC基體粉末("基 體"配混料)。
各種組分的百分比以重量計 -PVC樹脂50;
-增塑劑(特別是包括偏笨三酸三辛酯(TOTM)): 40;和 -含有著色顏料的添加劑IO(使用6種不同的顏料)。 對該粉末的主要性能進行測試，給出如下結果 堆密度約650g/l;
顏色以現有標度的一種，例如C正Lab標度表徵； 流動性約40s， 4艮據ISO 6186標準，方法A,開口 10mm; 熱穩定性剛果紅在220。C下約50分鐘；和 粒徑約170i!m的高斯分布的平均粒徑。
步驟2:根據常規的配混方法製造用於搪塑的米色PVC包含物粉末("包 含物，，配混料)。各種組分的重量百分比與步驟1的相同，僅改變了著色顏 料的性質和量。
對該粉末的主要性能進行測試，給出與步驟1幾乎相同的值，除了顏色 以外。
步驟3:用5-7phr(份每100份樹脂)(即組合物的7%的量)的米色粉末和 2.5phr直徑為90-100pm的由Sovitec以標號AG 215出售的玻璃珠將該棗紅 色粉末斑點化，以獲得客戶規定的效果。
測試該粉末的流動性，給出40s的值，並且對所獲得的效果進行視覺評估。
對所獲得的粉末和蒙皮的圖解示於附圖中
圖1顯示在混合之後且在搪塑處理之前所得粉末的外觀。
圖2顯示在模具中進行粉末的搪塑處理之後所得的蒙皮的帶斑點的外觀。
具體地說，顏色的差別是由於模具表面上的紋理(grain)以及搪塑方法， 尤其是模具的加熱導致的。
2)實施例2:根據本發明用著色顏料製造著色的帶斑點的組合物
通過與實施例1相同的方法製備新的樣品，在混合步驟中具有下列差別-A: 100phr的白色PVC基體粉末(使用的顏料Ti02);
-B: 66.7phr的米色PVC包含物粉末(使用4種不同的顏料)；
-C: 28.6phr的淺灰色PVC包含物粉末(使用4種不同的顏料)；和
-D: 3.7phr的黑色著色顏料。
粉末A、 B和C各自的組成與實施例1的粉末類似。將形成基體的白色 粉末("基體"配混料)、各種米色和灰色包含物粉末("包含物，，配混料)以 及黑色著色顏料(斑點劑)相繼進行混合。
在圖3的照片中可以看出，通過上述最終粉末的搪塑獲得的蒙皮的著色 和斑點化效果。可以看見通過中央垂直線隔開的具有不同外觀(右邊的較光 滑)的兩個截然不同的區域，這對應於與用於獲得蒙皮的模具的表面不同的 表面光潔度(surface fmish)(糹丈5裡4匕(graining))。
3)實施例3:根據本發明製造金屬化的帶斑點的組合物
通過與實施例1相同的方法製備新的樣品，在混合步驟中具有下列差別
-A: 33phr的靛藍PVC基體粉末(使用5種不同的顏料)；
-B: 33phr的棗紅色PVC包含物粉末；
-C: 33phr的淺灰色PVC包含物粉末；和
-D: 2.5phr以標號Magna Pearl 5000出售的金屬顏料(金屬顆粒)。 粉末A、 B和C各自的組成與實施例1的粉末類似。將形成基體的藍色
粉末("基體，，配混料)、各種棗紅色和灰色包含物粉末("包含物"配混料)
以及金屬顆粒(斑點劑)相繼進行混合。
在圖4的照片中可以看出通過搪塑由所述粉末獲得的蒙皮的著色結果和
帶斑點的外觀。
權利要求
1. 獲得具有帶斑點外觀的組合物的方法，其特徵在於所述方法包括下列步驟-製造稱作「基體」配混料的基於PVC樹脂的配混料的第一步驟；-通過將至少一種著色顏料與PVC樹脂混合而製造一種或多種稱作「包含物」配混料的基於該PVC樹脂的配混料的第二步驟；和-稱作「斑點化」(或「斑紋化」)的步驟，該步驟在於將所述「基體」配混料、「包含物」配混料和選自顏料、金屬顆粒、玻璃珠或聚合物顆粒的一種或多種斑點劑以合適的水平混合。
2. 根據權利要求1的方法，其特徵在於所述方法可獲得包含下列物質的 組合物-10-99重量％的聚氯乙烯(PVC)熱塑性樹脂的配混料，該配混料稱作"基 體，，配混料；-0.5-90重量％的引入了至少 一種著色顏料的熱塑性樹脂的至少 一種配 混料，該配混料稱作"包含物，，配混料；和-0.5-20重量％的選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠或聚合物顆 粒的扭i點劑。
3. 根據前述權利要求中任一項的方法，其特徵在於所述包含物配混料和 斑點劑的百分比為所述組合物的1-50重量％ 。
4. 根據前述權利要求中任一項的方法，其特徵在於所述稱作"基體"的 配混料和/或稱作"包含物，，的配混料的熱塑性樹脂是具有50-80的K-值的 聚氯乙~。
5. 根據前述權利要求中任一項的方法，其特徵在於所述稱作"基體"的 配混料和/或稱作"包含物"的配混料的熱塑性樹脂包括聚氯乙烯(PVC)和 選自氯乙烯與乙酸乙烯酯(VC/VA)或者氯乙晞與丙烯酸類衍生物(VC/AD)的 共聚物或三元共聚物的相容性聚合物的共混物、熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑 性聚醚酯、乙烯/乙烯基單體(EVA)共聚物、乙烯/乙烯基單體/羰基三元共聚 物、能熔融加工的丙烯酸類彈性體、具有聚醯胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物或 聚醚嵌段醯胺、氯化或氯磺化聚乙烯、官能化或未官能化的乙烯/(曱基)丙烯 酸烷基酯或(甲基)丙烯酸聚合物、MBS核-殼聚合物、SBM嵌段三元共聚物、PVDF和粉末聚醯胺樹脂。
6. 根據前述權利要求中任一項的方法，其特徵在於所述斑點劑具有 50-120pm的尺寸。
7. 由根據前述權利要求中任一項的方法獲得的組合物。
8. 用於製造單層或多層蒙皮層的具有帶斑點外觀的基於熱塑性樹脂的 組合物，其特徵在於所述組合物包含-10-99重量％的聚氯乙烯(PVC)熱塑性樹脂的配混料，該配混料稱作"基 酉己〉'昆泮+;-0.5-卯重量％的引入了至少一種著色顏料的熱塑性樹脂的至少一種配 混料，該配混料稱作"包含物"配混料；和-0.5-20重量％的選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠或聚合物顆 粒的斑點劑。
9. 根據權利要求8的組合物，其特徵在於所述稱作"基體，，的配混料和 /或稱作"包含物，，的配混料的熱塑性樹脂是具有50-80的K-值的聚氯乙烯。
10. 根據權利要求8或9的組合物，其特徵在於所述稱作"基體"的配 混料和/或稱作"包含物"的配混料的熱塑性樹脂包括聚氯乙烯(PVC)和選 自氯乙烯與乙酸乙烯酯(VC/VA)或者氯乙烯與丙烯酸類衍生物(VC/AD)的共 聚物或三元共聚物的相容性聚合物的共混物、熱塑性聚氨酯(TPU)、熱塑性 聚醚酯、乙烯/乙烯基單體(EVA)共聚物、乙烯/乙烯基單體/羰基三元共聚物、 能熔融加工的丙烯酸類彈性體、具有聚醯胺嵌段和聚醚嵌段的共聚物或聚醚 嵌段醯胺、氯化或氯磺化聚乙烯、官能化或未官能化的乙烯/(曱基)丙烯酸烷 基酯或(曱基)丙烯酸聚合物、MBS核-殼聚合物、SBM嵌段三元共聚物、PVDF 和粉末聚醯胺樹脂。
11. 根據權利要求8-10中任一項的組合物，其特徵在於所述斑點劑具有 50-120拜的尺寸。
12. 根據權利要求7-11中任一項的組合物在獲得用於汽車客廂部件例如 儀錶板、中央控制臺、以及門襯裡或門板的單層或多層蒙皮層中的用途。
13. 製造用於儀錶板的蒙皮層的方法，其特徵在於所述方法包括 -將根據權利要求7-11中任一項的組合物沉積到成型模具的表面上；和 -將置於該模具中的該組合物熔融，使得該組合物轉變為從該模具脫離的柔性物體。
14.根據權利要求13的方法，其特徵在於所述方法使用搪塑技術。
全文摘要
本發明涉及基於熱塑性樹脂的組合物及其製備方法，該組合物用於製造具有帶斑點外觀的單層蒙皮或多層蒙皮(或複合結構)。所述組合物包含10-99重量％的聚氯乙烯(PVC)熱塑性樹脂配混料或「基體」；0.5-90重量％的含有至少一種著色顏料的熱塑性樹脂的至少一種配混料或「包含物」；0.5-20重量％的選自著色顏料、金屬顆粒或裝飾片、玻璃珠、聚合物顆粒的斑點劑。
文檔編號C08L27/06GK101443408SQ200780016869
公開日2009年5月27日 申請日期2007年3月7日 優先權日2006年3月8日
發明者盧多維克·哈道因-杜帕克, 讓-弗朗索瓦·沃特林 申請人:阿克馬法國公司