具有类似皮革表面的三维模制品制造技术

本发明专利技术涉及一种用于生产具有类似皮革表面的三维形状的皮层的方法，并涉及根据该方法获得的成形本体。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制备具有类似皮革表面的三维铸造皮层的方法以及利用该方法获得的模制品。在汽车工业中，天然纤维的使用不断增加。其主要用途包括内部空间和车尾行李箱中的刚性修饰件。至今，植物纤维已被专门用作该纤维。迄今为止，除皮革外，几乎还没有使用源自动物的纤维，如羊毛、蚕丝或仅仅皮革纤维。与主要由位于支承机织织物或无纺织物上的PVC或者聚亚胺酯层构成的人造皮革相比，皮革纤维织物的主要成分是从碎革块中磨制而成的皮革纤维。可用聚合粘合剂(如天然胶乳、聚丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯及其共聚物和各种添加剂)将其保持在一起。织物的特性由产品种类、密度决定，尤其是由皮革纤维和粘合剂的成分决定。由于皮革纤维的效果相当突出，因此可以说，皮革纤维不仅看起来象皮革，而且闻起来和摸起来也象皮革。与皮革相比，由于采用如制造片材的常用生产方法，其性能更加均匀一致。到二十世纪五十年代末期为止，皮革纤维织物通常在所谓的网框内手工制备，但是在二十世纪六十年代和七十年代，多数工厂转向在如造纸工业中已知的改进的无端铜网机上进行连续生产。配方和技术的进一步优化使得能够覆盖更宽范围的厚度和柔性，例如从如纸张一样薄(即0.3mm)到如胶合板一样厚(即6mm)。根据其应用，皮革纤维织物或者如一些皮革那样可被弄皱，或者非常类似于压板为刚性和坚固的。迄今为止，其应用领域已经从日历和图书封面延伸到鞋掌，甚至延伸到汽车内部装饰领域。可从“Ullmanns Enzyklopdie der technischen Chemie”，第4辑、第16卷、第174页中获知碎革块的使用。因此，碎革块可被脱纤维并随后被处理成皮革纤维材料。其为皮革纤维和粘合剂的单层片材。该皮革纤维材料然后被用于袋状皮革制品，但是主要用于鞋的生产和工艺皮垫中。例如，碎革块在粉碎机中被湿法或干法脱纤维，或者在齿盘磨和精磨机或打浆搅拌器中被湿法脱纤维，其中，纤维的长度从0.1到15mm。已经证实，不溶于水的(特别是天然或合成的)胶浆以及丙烯酸脂、乙烯基酯和异丁烯聚合物及其混合聚合物的分散体可被用作粘合剂。粘合剂的含量在8％和40％之间。在不溶于水的粘合剂的含量比例较高(20到30％)的皮革纤维材料中，粘合剂的特性因此占主导地位。在粘合剂的含量较低(小于20％)的产品中，织物特性占主导地位；这种材料更具吸水能力，并且更加类似于皮革。从DE 34 17 369 C2中可以获知一种用于生产注射模制复合材料的方法，其中，来自废旧织物的聚酯棉混合纤维与聚烯烃熔接。然而，如此制备的材料既缺乏足够的吸水能力，而且缺乏典型的皮革触感特性。DE 21 20 149 A1描述了通过粘合剂和由废料制成的填充物组成的不受天气影响和不扭转的金属板、管、棒和其他模制件，其中，所述废料包括来自纸、硬纸板件、针织品、棉花、亚麻、合成纤维、皮革、破布、干草、稻草、树叶、草、谷壳和果壳、水果和番茄的果核和外皮以及切屑、颗粒、粉末、金属、聚苯乙烯等的废料以及来自塑料加工和如黄麻、剑麻或大麻等天然纤维的废料。其没有包括所采用的填充物材料的用量的有关信息。WO 94/02300描述了在汽车领域中具有类似皮革的表面的模制品，基于该模制品，其包括含量高达95％(以重量计)的热塑性或弹性热固性材料和粉碎的碎革块。相反，本专利技术的目的是提供一种用于从皮革纤维材料直接制备三维模制品的方法。上述目的可以通过一种用于制备具有类似皮革表面的三维铸造皮层的方法实现，其特征在于，一具有三维模制品的几何形状的真空器具的多孔表面被引入一浆料中，所述浆料含有皮革纤维、悬浮剂和粘合剂，通过在该真空器具中施加真空，由该浆料在该真空器具的表面上沉积具有所需层厚的皮革纤维，随后将该真空器具的表面转移至一冲压工具，以压实皮革纤维层，继而可选地进行表面轮廓成形(surface profiling)和局部或完全干燥，以及对皮革纤维表面进行涂饰(修饰)。主要原料为皮革纤维。根据制革法的种类对其进行初步分类。主要的制革法为铬鞣法(蓝湿皮)和植物鞣法，近来也使用戊二醛鞣法(白湿皮)。铬鞣纤维占据最大部分。例如，其可从制革厂以铬革屑的形式获得。牛皮的厚度不均，通常为4至5mm，所需的皮革的厚度通常在大约1mm至1.5mm之间。因此，需要将牛皮劈成几层，然后借助于旋转切割机使其等厚。由于牛皮太柔软，不通过鞣制法，该过程是不可能的。在完全鞣制之后，因为用于鞣制法的化学制品的主要部分将与革屑一起损失，因而其变得非常昂贵。因此，在牛皮被削匀之前，对其进行初步鞣制，以获得皮革前身、蓝湿皮和革屑。这意味着革屑必须被鞣制、涂脂和染色，这与鞣制过程类似。由于铬鞣皮革通常特别柔软和柔韧，因此也可以通过铬革屑制备特别柔软的皮革纤维织物。来自植物鞣法的碎革块主要以冲压鞋底所剩下的格栅的形式获得。这种皮革被完全鞣制，非常坚固，但是也非常僵硬。对于必须具有较高尺寸稳定性的部件来说，其是理想的原材料。相反，在需要柔软性的场合，则要求更高的配方需求。然而，特别是对于汽车内部装饰来说，植物鞣法是非常令人关注的，这是因为与铬鞣法相比，其使得在受到高温时具有低的收缩率。另外，压花能力明显地好于由铬鞣碎片制得的皮革纤维织物。戊二醛鞣法主要与其他制革法结合使用，并生产出具有良好热收缩特性的无铬皮革。与铬革屑相比，相应的革屑被铬鞣得更加软弱。从白湿革屑制备皮革纤维织物的过程相对缓慢和繁重，并且，至今不能获得使用铬革屑所得到的柔软度。尽管与非胶原纤维如纤维素、棉纤维或塑料纤维(例如聚酰胺纤维)的混合可以带来优点，如提高生产速度或者改善机械性能，但是，这些纤维(通常更长)在涂布之后经常导致与表面平滑度有关的问题。另外，皮革特性随着杂质纤维含量的增加而大大降低。尽管如此，本专利技术也包括这种杂质纤维的使用。皮革纤维织物的生产类似于纸张的生产。例如，碎革块在切割机中被干法预粉碎，其后被湿磨至所需的纤维长度，优选为0.1至15mm，特别优选为0.2至3mm。此时，颜料和油脂剂也被添加。该油脂剂是特别重要的。油脂和水的乳剂必须以这种方式被稳定化，以使得油脂完全沉积在皮革纤维上，并侵入其毛细管空间内。油脂剂也决定了絮凝度。如果纤维絮凝得太微细，尽管获得了极好的模制品，并因此获得优良的表面，但是皮革纤维织物变得太硬。絮凝得太粗糙则会导致良好的平滑度，但是将造成粘连的纤维太少，并因此造成不牢固。当然，油脂剂应具有低的模糊性。根据本专利技术，将要采用的浆料中的粘合剂优选由热塑性材料和/或热固性材料组成，其特别选自天然橡胶、聚亚胺酯、聚丙烯酸酯，或者丙烯酸脂、乙烯基酯和异丁烯聚合物及其混合聚合物的分散体，或者醋酸乙烯酯。例如，该浆料包含的上述粘合剂的量为10至50％(以重量计)，特别是15至30％(以重量计)。该粘合剂优选作为胶乳(乳化液)被添加。该胶乳由微小的聚合物颗粒组成，其悬浮在水中。为保持这种悬浮液的稳定性，胶乳颗粒大部分在其表面上带有电荷。因此，它们相互排斥，因而阻止了团聚和沉淀。如果皮革纤维具有与胶乳颗粒的电荷相反的电荷，这些胶乳颗粒将直接凝结在纤维上。通过优化调节电荷比例，在不向污水处理厂增加负担的情况下，可以采用非常大量的粘合剂。在如此获得的浆料中，引入一真空器具的多孔表面，该真空器具可具有正或反向形状，并具有三维模制品本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备具有类似皮革表面的三维铸造皮层的方法，其特征在于：　　　　将一具有三维模制品的几何形状的真空器具的多孔表面引入一浆料中，该浆料含有皮革纤维、悬浮剂、粘合剂和可选的常用添加剂；　　　　通过在该真空器具中施加真空，使皮革纤维和粘合剂以所需的层厚沉积在该表面上；　　　　随后将该表面转移到一冲压工具上，以压实该皮革纤维层，继而可选地进行表面轮廓成形以及局部或完全干燥，然后可选地在一操作中干燥，继而对该皮革纤维表面进行涂饰。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安克特尔，梅廷曼戈尔德，雷蒙德皮翁特科夫斯基，
申请(专利权)人：HP舍米佩尔策研究发展公司，
类型：发明
国别省市：IE[爱尔兰]