用於製備具有真實碳外觀的裝飾件的方法與流程

2023-05-23 13:58:21

本發明涉及用於製備車輛的具有真實碳外觀的裝飾件(zierteil)的方法，所述裝飾件具有設置在裝飾件的可見側並且從外部可見的碳纖維層。

背景技術：

碳纖維和碳纖維層在車輛製造中主要用於纖維複合構件。其提供高剛性和低重量的優點並且充當鋼製構件和鋁製構件的替代物或補充物。通常地，碳纖維或碳纖維層包含所謂的膠料(塗料)或基於反應性環氧樹脂的浸漬料，所述膠料或浸漬料作為基質材料在之後的高壓處理過程中進行自由基聚合。

除了用於纖維複合構件之外，例如在車輛內部的裝飾件/裝飾板中，碳纖維和碳纖維層還被用作純可見碳。用作可見碳的碳纖維和碳纖維層不同於纖維複合構件，因為其不進行高壓處理也不進行浸漬，而是以未處理方式施加在至少由合成材料形成的載體結構上並且被透明的面漆層覆蓋。

在此發現的問題是，面漆層的表面在施加之後總是具有可見的不平坦性(波紋)或不平整性，只有通過密集且費時的拋光才能磨平從而改進外觀。或者必須施加第二面漆層，但是這浪費材料、提高成本並且費時，因為必須首先乾燥第一漆層。

發現漆層表面的不平坦性或不平整性的原因是：清漆在施加至碳纖維層時不能充分填充存在於碳纖維或碳纖維束之間並且被空氣填充的中間空間，並且在漆的乾燥階段的過程中這些夾帶空氣間接地影響表面品質。在此，由於溫度波動造成的空氣體積變化或空氣移動和氣體析出特別起著突出作用。

技術實現要素：

因此本發明所基於的目的是提供一種方法，通過所述方法可以用於製備車輛的具有可見碳外觀和改進表面漆品質的裝飾件。

通過根據權利要求1和2的特徵組合實現所述目的。

根據本發明，預先用聚合物分散液溼浸漬用於施加在可見側並且從外部可見的打磨的碳纖維層，從而改進漆(特別是清漆)至碳纖維或碳纖維束的中間空間的浸入並且減少空氣析出的傾向。由此還可以免去目前需要的底漆施加。

根據本發明，用於製備具有真實碳外觀的裝飾件(所述裝飾件具有設置在裝飾件的可見側並且從外部可見的打磨的碳纖維層，所述碳纖維層通過具有中間空間的預製碳纖維的纖維結構體形成)的方法包括如下方法步驟：用基於聚氨酯、丙烯酸酯或聚乙酸乙烯酯或其混合物的含水聚合物分散液溼浸漬預製的打磨的碳纖維層，使得聚合物分散液至少部分地浸入碳纖維層並且提高漆浸入碳層的纖維結構體的中間空間的能力，然後乾燥溼浸漬的碳纖維層。然後將碳纖維層固定在裝飾件載體上並且與裝飾件的可見側對齊，並且在設置於裝飾件載體上的碳纖維層上施加漆層從而在裝飾件的可見側上形成透明的表面層，使得漆浸入碳纖維層的中間空間。

用基於聚氨酯、丙烯酸酯或聚乙酸乙烯酯或其混合物的含水聚合物分散液溼浸漬預製的打磨的碳纖維層改變了碳纖維或碳纖維絲的表面結構，使得漆與碳纖維層交聯而不會留下氣穴。

替代性地，為了溼浸漬整個碳纖維層，在根據本發明的方法的替代性實施方案中，用基於聚氨酯、丙烯酸酯或聚乙酸乙烯酯或其混合物的含水聚合物分散液溼浸漬預製的打磨的碳纖維，然後乾燥溼浸漬的碳纖維並且編織成碳纖維層，然後以與上述方法相同的方式對所述碳纖維層進行加工。

待使用的基於聚氨酯、丙烯酸酯或聚乙酸乙烯酯或其混合物的含水分散液具有1-70％，更優選10-60％，更優選25-50％的固體含量。

雖然對於可見碳零件來說基本上不常見，但是在一個實施方案變體中，碳纖維層在設置在裝飾件載體上之前包含用於產生粘合的底漆層。

優選以製備過程一體化的方式將碳纖維層運送通過分散液浴從而溼浸漬，從而在具有相互連接的方法步驟的生產線上進行製備。在此以0.5-10m/min，優選1-2m/min的速度將碳纖維層輸送通過分散液浴並且在其中經歷10-60s的浸泡時間。溼浸漬以一定方式進行，使得碳纖維層取決於織物類型經歷1-50g/m2，優選5至20g/m2的單位面積重量增加。

在溼浸漬之後有利地在乾燥區段中在20-120℃，特別優選60-120℃的溫度下進行乾燥步驟。如同經過分散液浴那樣，乾燥區段允許在相同生產線內進行製備過程一體化的乾燥。

在第一變體中通過層壓將溼浸漬並且乾燥的碳纖維層固定至裝飾件載體。在第二變體中，在注塑方法中在碳纖維層上後注塑裝飾件載體從而進行固定。在此還整合裝飾件載體與固定至裝飾件載體的碳纖維層的三維成型過程。使用所述聚合物分散液進行溼浸漬還改進了纖維增強和滑動增強並且減少了層壓過程和成型過程中的碳纖維的纖維斷裂傾向。

在一個有利的實施方案變體中，通過灌注碳纖維層從而施加漆層。漆層有利地由雙組份聚氨酯澆注體系形成，其中可以使用芳族或脂族以及防曬和不防曬的聚氨酯漆。

當碳纖維以單纖維或纖維束或碳纖維織物卷材的形式以製備過程一體化的方式加工(即從卷展開、溼浸漬、乾燥和重新纏繞至卷或者根據裝飾件載體的尺寸修邊從而將碳纖維層直接設置在裝飾件載體上)時，所述方法可以特別低成本地實施。

在另一個實施方案變體中，碳纖維層還具有支撐織物，使得碳纖維層更容易加工和設置在裝飾件載體上。

除了所述方法步驟之外還進行可能的步驟，例如在施加漆之後銑削裝飾件以及拋光表面，其中由於使用根據本發明的方法因此大大減少了所需的拋光成本。

本發明的其它有利的實施方案參見從屬權利要求。本發明的實施方案不限於上文所述的優選實施方案。可想到多種變體形式，這些變體形式即使在基本不同種類的實施方案中仍然利用所述解決方案。例如可以以手動或機械方式進行碳纖維層的層壓。裝飾件載體可以由注塑形成或者是木質層壓板。