專利名稱：用于汽車襯里的吸聲效果的非織造材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1序言部分的吸聲效果的非織造材料。
非織造物正逐漸被汽車工業(yè)廣泛應(yīng)用，因?yàn)樗鼈兙哂械奈曅阅艿膬?yōu)點(diǎn)，特別是，這樣的性能是使用襯里的汽車工業(yè)的主要目的，根據(jù)襯里的應(yīng)用，所述襯里具有不同的吸聲性能，重量輕，較薄并且易于成形，但是還穩(wěn)定，另外還便于循環(huán)利用。因此希望使用實(shí)現(xiàn)了多個(gè)技術(shù)功能同時(shí)降低了材料成本從而獲得利益的所述襯里。
已知的襯里部件例如在US-2001/0036788出版物中或者在EP-0939007出版物中被公開，所有的襯里部件都是復(fù)合結(jié)構(gòu)，具有多個(gè)獨(dú)立的層，每個(gè)獨(dú)立的層實(shí)現(xiàn)了不同的技術(shù)功能。
已經(jīng)證明生產(chǎn)這樣的復(fù)合結(jié)構(gòu)是相對(duì)復(fù)雜的，因?yàn)椴煌牟牧蠈颖仨毐活A(yù)先生產(chǎn)并且隨后彼此粘合。此外，這些復(fù)合結(jié)構(gòu)傾向于隨著時(shí)間的推移而分層。需要通過粘合薄片和/或點(diǎn)來(lái)抵銷這種分層的努力非常大并且使得生產(chǎn)過程更加昂貴。
因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于為汽車作襯里的具有吸聲效果的非織造物，該襯里不具有已知部件的缺點(diǎn)。特別是，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供一種多孔非織造物，該非織造物具有增強(qiáng)的并且易于調(diào)整的聲音吸收性能和形狀穩(wěn)定的性能。同時(shí)，這種非織造物應(yīng)該是重量輕而且薄，應(yīng)該是耐用和便于循環(huán)利用。
通過提供一種具有權(quán)利要求1的特征的非織造物，特別是，提供一種吸聲效果的非織造物，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了上述目標(biāo)，所述非織造物具有預(yù)定的氣流阻力和形狀穩(wěn)定性，含有纖維骨架，該纖維骨架包括支架或者粗纖維，將微纖維加入到所述骨架中，從而至少部分微纖維被完全熔化。這確保了該非織造物在其表面區(qū)域是硬的，所述表面區(qū)域?yàn)樵诜强椩煳锏暮穸鹊囊话肷献詈迷诤穸鹊娜种簧涎由觳⑶掖_保該非織造物具有預(yù)定的氣流阻力。因此，本發(fā)明的非織造物的不同需要的技術(shù)性能通過在預(yù)定的纖維骨架的表面區(qū)域中引入同類型或者不同類型的微纖維而實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的襯里并不含有獨(dú)立的層而是具有連續(xù)改變的被引入到該纖維骨架中的微纖維材料的重量份額。
本發(fā)明使用了已知的生產(chǎn)方法，例如在DE-10044694中所描述的。這個(gè)出版物披露了諸如用于柔軟的并且抗拉的擦拭毛巾的非織造物的生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方法要求通過液力纏結(jié)方法將一層紡粘纖維加入到另一層熔吹纖維中。
另外，EP-0418493披露了一種用作褲子襯里或者一次性餐巾的兩層非織造物，它們的單個(gè)層通過引導(dǎo)細(xì)的水射流到特定層中而彼此連接，使得將纖維部分地從這個(gè)直接撞擊層進(jìn)入到其他層中，從而產(chǎn)生了在所述兩個(gè)層之間的抗撕扯連接。
這樣生產(chǎn)的非織造織物通常用在個(gè)人或者家庭衛(wèi)生用品中，一般不特別適合于穩(wěn)定的即自我支撐(self supporting)的汽車襯里或者吸聲效果的汽車部件。特別地，在這些已知的非織造物中，細(xì)纖維非常均勻地在整個(gè)纖維骨架(抹布)中分布或者在該獨(dú)立層(清潔毛巾)的相互表面處幾乎捻在一起。
與上述不同，根據(jù)本發(fā)明，所有的微纖維被完全輸送到該表面區(qū)域中，即含有粗纖維的纖維骨架的厚度的不到一半中。這個(gè)表面區(qū)域的深度由微纖維的穿入深度決定，在下面通過統(tǒng)計(jì)出的平均穿入深度定義該表面區(qū)域的深度。從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看，在該表面區(qū)域中的微纖維材料的重量份額隨著深度連續(xù)改變，例如不斷減小。
因此，通過在由骨架纖維制成的非織造物的頂部設(shè)置含有微纖維(即具有0.01-1.0dtex支數(shù)，最好0.1-0.6dtex支數(shù)的纖維)的非織造物進(jìn)行這種非織造物的生產(chǎn)，后面將所述骨架纖維也稱為纖維骨架。所述纖維材料的選擇應(yīng)使該骨架纖維的熔化溫度高于所述微纖維。隨后，許多微小的水射流在高壓力下指向微纖維使得微纖維非織造物的纖維圍繞纖維骨架的粗纖維扭轉(zhuǎn)。在隨后的干燥階段，富含微纖維的非織造物通過熱源例如指向該非織造物的熱氣流而受到一定溫度的作用，在該溫度下，該微纖維非織造物的纖維至少在表面上被熔化-但最好完全被熔化-在所述熱處理之后，該骨架纖維在該非織造物的表面區(qū)域中被連接和硬化。
所述生產(chǎn)方法可以被改進(jìn)，使得所述微纖維被其他熱源熔化，例如來(lái)自微波爐的輻射熱，接觸加熱或者由熱蒸汽或者其他熱流體加熱。這些熱源在所述非織造物上的持續(xù)時(shí)間和溫度由技術(shù)人員決定。
這種方法生產(chǎn)的產(chǎn)品因此特征在于，纖維骨架，該纖維骨架的前面和/或后部表面區(qū)域包括熔化的微纖維材料的不斷改變的重量份額。在后面稱為粗纖維的骨架纖維具有大于1dtex，最好在6-7dtex的細(xì)度。合適的骨架纖維是無(wú)端的紡粘纖維以及短纖維。這些纖維可以有合適的聚合物制成或者包括礦物纖維，特別是玻璃纖維，金屬纖維或者天然纖維。在優(yōu)選實(shí)施例中，這種纖維骨架具有的面積重量為20-150g/m2。該面積重量由技術(shù)人員根據(jù)要求決定并且還可以具有大約800g/m2的面積重量。由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的粗纖維用在這種纖維骨架的優(yōu)選實(shí)施例中。
通過加入熔化的微纖維材料特別是平均直徑為2-8微米纖維、長(zhǎng)度為2-80毫米的熔吹纖維材料，所要求的非織造物在其表面區(qū)域中被加料。根據(jù)纖維的長(zhǎng)度，已經(jīng)表明在運(yùn)輸之前將所述微纖維縮短為纖維骨架(通過液力纏結(jié)的方法進(jìn)行)是有利的，這些熔化的微纖維的材料主要在該粗纖維的連接點(diǎn)處，或者還位于單個(gè)粗纖維長(zhǎng)絲處。根據(jù)本發(fā)明，這些堆積物在該非織造物的表面區(qū)域根據(jù)統(tǒng)計(jì)呈連續(xù)改變的份額并且在深度方向減少。在所述優(yōu)選實(shí)施例中，這種熔化纖維總面積重量大約為5-50g/m2(大約該纖維骨架的面積重量的10-30％)，該材料是共聚PET Co-PET。富含熔化的微纖維材料的表面區(qū)域(本發(fā)明的非織造物的總厚度的大約5-35％，最大為50％)還是多孔的并且基本上決定了該整個(gè)非織造物的氣流阻力。本發(fā)明的非織造物是這樣建立的在成形擠壓步驟之后，氣流阻力為200Nsm-3＜Rt＜60000Nsm-3，特別是在800-35000Nsm-3，最好在1000-20000Nsm-3，主要為約1400Nsm-3。
此外，在該粗纖維上的微纖維材料的堆積導(dǎo)致該纖維骨架在其表面區(qū)域中的大致硬化，使得本發(fā)明的非織造物是自我支撐的。特別是通過具有大于1dtex的骨架纖維，下面稱為粗纖維，的非織造物，并且使用上述的結(jié)合熔化方法的液力纏結(jié)方法，可以獲得增強(qiáng)的穩(wěn)定性和形狀強(qiáng)度，因?yàn)橐环矫嬖摯掷w維很少的扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致在表面區(qū)域中一定的加強(qiáng)，另一方面滴狀熔化的纖維材料粘合到該粗纖維上并且從而在其固化時(shí)將這些粗纖維硬化，特別是強(qiáng)化了連接點(diǎn)。這些硬化的機(jī)制的組合導(dǎo)致本發(fā)明的非織造物的期望的彎曲硬度，即導(dǎo)致能夠被汽車工業(yè)使用的形狀加強(qiáng)和自我支撐的非織造物。
在該非織造物內(nèi)部粗纖維的顯著的彈性和柔韌性結(jié)合在表面區(qū)域中不斷改變硬度導(dǎo)致高的吸聲效果部件。這個(gè)部件起到吸聲彈簧-質(zhì)量力學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的質(zhì)量由表面區(qū)域中的多孔的硬化材料代替。通過這樣的吸聲系統(tǒng)，常規(guī)彈簧-質(zhì)量力學(xué)系統(tǒng)的不可避免的共振特征可以被彌補(bǔ)或者避免。
然而應(yīng)該理解本發(fā)明的非織造物的特別的設(shè)計(jì)取決于其預(yù)計(jì)的應(yīng)用。因此，本發(fā)明的非織造物的前部側(cè)面可以是有開孔的，同時(shí)該非織造物的后部側(cè)面是可透氣的。
還可以使用一種微纖維非織造材料，該微纖維非織造材料由具有可變細(xì)度，不同熔點(diǎn)的熔吹纖維或者它們的組合的熔吹纖維制成。此外可以調(diào)整傳遞給微纖維的水的微射流的撞擊，即調(diào)整壓力和持續(xù)時(shí)間，使得該一種或者其他類型的微纖維的穿入深度是可控的。這樣可以提供一種非織造物它在進(jìn)行熱處理之后具有粘的非織造物表面，該粘的非織造物表面包含部分熔化的微纖維，該非織造物允許另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)非織造物或者本發(fā)明的非織造物與之粘合。應(yīng)該理解到合適的微纖維混合物的使用允許在表面區(qū)域中的氣流阻力被容易地調(diào)整。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在下面將對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說是清楚的。特別是，用在其他領(lǐng)域中的已知生產(chǎn)方法的組合允許生產(chǎn)適合于為汽車作襯里的非織造物，該非織造物具有預(yù)定的氣流阻力和需要的彎曲硬度但是不具有獨(dú)立的層。獲得適合用作汽車襯里的非織造物的可能性是令人驚訝的，該非織造物具有硬的表面區(qū)域和集成到這個(gè)表面區(qū)域中的用于產(chǎn)生預(yù)定氣流阻力的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)的非織造物特別薄，即也是重量輕的并且能夠易于被調(diào)整，即能夠被設(shè)計(jì)為使得其具有預(yù)定的硬度和可選擇的吸聲效率。已經(jīng)證明本發(fā)明的非織造物具有甚至在長(zhǎng)時(shí)間大量使用之后不會(huì)分層的特別的優(yōu)點(diǎn)。去除分層危險(xiǎn)導(dǎo)致本發(fā)明的非織造物的增加的耐用性。此外，本發(fā)明的非織造物能夠由僅僅一種材料制成并且還具有所有的用于現(xiàn)代汽車襯里的性能。因此，本發(fā)明的非織造物可以作成一體的材料部件，允許廉價(jià)地拋棄或者循環(huán)利用。
為了清楚，下面沒有區(qū)分具有一定長(zhǎng)度的無(wú)端長(zhǎng)絲或者纖維，術(shù)語(yǔ)“纖維”包括以上兩者。對(duì)于技術(shù)人員來(lái)說，該術(shù)語(yǔ)“微纖維”一般表示具有0.01-1.0tex，最好0.1-0.6dtex，通常是0.2dtex的熔吹纖維。本文中的粗纖維應(yīng)該具有大于1.0dtex和/或者還包括諸如劍麻，椰纖維，樹皮，或者玻璃纖維，金屬纖維或者礦物纖維。
本發(fā)明的非織造物的其他優(yōu)選實(shí)施例具有從屬權(quán)利要求的特征。
下面，通過示范的實(shí)施例和附圖更詳細(xì)描述本發(fā)明。


圖1示出了生產(chǎn)本發(fā)明的非織造物的方法；圖2示出了圖1的區(qū)域A的放大圖；圖3a-3d示出了本發(fā)明的非織造物的物理性能；圖4示出了本發(fā)明的非織造物的放大部分；和圖5示出了本發(fā)明的非織造物的進(jìn)一步的改進(jìn)的生產(chǎn)方法。
為了生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的非織造物1，如圖1所示，粗纖維非織造物2覆蓋有微纖維層。這個(gè)粗非織造物2最好包括有聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的紡粘纖維，具有大于1.0dtex。這個(gè)粗纖維非織造物用作纖維骨架并且具有吸聲彈簧質(zhì)量系統(tǒng)的軟彈簧性能并且具有良好的恢復(fù)能力。這個(gè)纖維骨架可以具有20-800g/m2的面積重量并且最好用PET材料制成?？梢岳斫獾竭@個(gè)骨架還可以包括天然纖維，玻璃纖維，金屬纖維和礦物纖維。在本實(shí)施例中，該被覆蓋的非織造物受到了所謂的液力纏結(jié)方法的作用，該方法將沉積的微纖維層通過水的微射流5輸送到表面區(qū)域4。這里使用的術(shù)語(yǔ)“表面區(qū)域”定義了包含微纖維材料并且在該整個(gè)非織造物的三分之一厚度和二分之一厚度間延伸的非織造物的區(qū)域。在這個(gè)過程中，該微纖維沿該骨架纖維滑動(dòng)并且圍繞這些骨架纖維把自己包裹起來(lái)，或者最好圍繞該纖維骨架的接點(diǎn)扭轉(zhuǎn)。這些微纖維具有0.01-1.0dtex，最好0.1-0.6dtex，通常為0.2dtex，最好還由PET或者Co-PET制成。這個(gè)方法允許該微纖維的穿入深度受控制并且確保了這些引入的微纖維的重量份額可選擇地連續(xù)分布在該纖維骨架的表面區(qū)域中，特別是以連續(xù)可改變的方式；這意味著所述被引入的微纖維材料的重量份額的梯度可以被選擇調(diào)整。這樣處理的纖維骨架2隨后受到干燥和加熱處理，特別是通過處理工位被輸送，在該處理工位，引入到該纖維骨架2的表面區(qū)域4中的微纖維材料通過熱空氣或者一些其他的加熱機(jī)構(gòu)6被熔化。在穿過這個(gè)處理工位之后，該微纖維3的形狀被改變?yōu)樗螤?，從而將粗纖維一起連接到特別是連接點(diǎn)或者交叉點(diǎn)的區(qū)域中，從而增強(qiáng)在這些區(qū)域中的纖維骨架。這樣生產(chǎn)出多孔的形狀穩(wěn)定的非織造物，即可以生產(chǎn)出吸聲效果的自我支撐的形狀部件，例如用于現(xiàn)代汽車工業(yè)中。應(yīng)該理解到該非織造物的吸聲性能和硬度可以被纖維材料的變化和分布和/或者纖維的細(xì)度和/所選纖維的份額所決定。
圖1的部分A在圖2中示出。從該圖，很明顯看到該滴狀熔化的材料7如何沉積在該纖維骨架2的粗纖維8上，導(dǎo)致在區(qū)域4中非織造物的硬化。
圖3a示出本發(fā)明的非織造物1的不同性能之間的關(guān)系。簡(jiǎn)示出的非織造物1具有3個(gè)區(qū)域微孔表面區(qū)域4；彈性中心區(qū)域19；和透氣的底部區(qū)域10。該底部區(qū)域10和表面區(qū)域4以類似方式生產(chǎn)但是它們的熔化微纖維材料可以具有不同的重量份額和不同的穿入深度。
圖3b示出了取決于本發(fā)明的非織造物的深度d的氣流強(qiáng)度Rt值的曲線圖。在表面區(qū)域4中的氣流強(qiáng)度的特征值在500-5000Nsm-3，在中心區(qū)域19中，這些值大約為200Nsm-3，在底部區(qū)域10中為200-10000Nsm-3之間或者更高。
圖3c的曲線圖示出該彎曲硬度B與深度d的關(guān)系。這個(gè)彎曲硬度大致取決于熔化的微纖維材料的重量份額和在該表面區(qū)域中纖維的密度。在該例子中，在微孔表面區(qū)域4的斜率小于在透氣的底部區(qū)域10的斜率。在本發(fā)明的非織造物中，用于彎曲硬度的值可以在0.0005-10.5Nm之間變化；特別是這些值在0.025-6.0Nm之間。
圖3d示出了不同纖維和熔化纖維材料的密度指數(shù)K。曲線a示出用于紡粘或者粗纖維的密度值，因?yàn)樵撘毫p結(jié)工藝的作用，這些纖維以較高的密度存在于該表面區(qū)域中。曲線b示出熔化微纖維材料的密度分布并且示出其重量份額具有連續(xù)改變的曲線。這個(gè)纖維材料的斜率取決于該液力纏結(jié)工藝的持續(xù)時(shí)間和水壓。粗纖維和微纖維的比率在3∶1范圍內(nèi)。曲線c示出了已經(jīng)被引入到該非織造物的表面區(qū)域中的熔吹纖維的份額但是該熔吹纖維并沒有被熔化。通過這些熔吹纖維可以特別地調(diào)節(jié)該氣流阻力。這些未熔化的纖維是具有0.01-1.0dtex特別是包含聚酯，聚酯共聚物，聚酰胺，聚丙烯或者類似的合成材料，最好是PET或者Co-PET的熔吹纖維。
圖4簡(jiǎn)示出本發(fā)明的非織造物的微觀視圖。這個(gè)圖清楚示出了有粗纖維8制成的多孔纖維骨架如何充有熔化微纖維材料7和未熔化微纖維材料9。直接在該表面下面的該熔化纖維的重量份額顯著高于該表面區(qū)域4的內(nèi)部中的熔化纖維的重量份額。該非熔化微纖維在這個(gè)區(qū)域中的分布也被清楚地示出。微孔硬化層在該纖維骨架的表面區(qū)域中的形成對(duì)于本發(fā)明的非織造物是重要的。
應(yīng)該理解到本發(fā)明的非織造物1可以與其他的同類型的非織造物組合以便獲得具有特定使用性能的部件。這樣的生產(chǎn)工藝在圖5中被簡(jiǎn)示出。在這個(gè)工藝中，不同設(shè)計(jì)的非織造物11，12受到了已知的液力纏結(jié)工藝的作用(工位13)以便獲得不同的中間產(chǎn)品14，15，16，17，它們以合適的方式被疊置并且被已知的熱處理工藝18連接在一起。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說很清楚本發(fā)明的非織造物能夠設(shè)有透氣裝飾層或者設(shè)有透氣和/或透水薄片。特別適于裝飾層的是織造層，針織物，織物，裝飾非織造物和/或泡沫層。
權(quán)利要求
1.用于汽車襯里的吸聲效果的非織造物(1)，包括由粗纖維(8)制成的多孔纖維骨架(2)，特別包括短纖維或者紡粘纖維，所述纖維骨架(2)具有熔化的微纖維材料在前表面區(qū)域和/或者后表面區(qū)域(4，10)中的連續(xù)改變的重量份額，所述熔化微纖維材料(7)連接到該粗纖維(8)上并且將這些粗纖維連接使得所述非織造物(1)具有預(yù)定的氣流阻力并且至少在其表面區(qū)域(4，10)中以預(yù)定的彎曲硬度被硬化，使得這個(gè)非織造物自我支撐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非織造物，其特征在于，該粗纖維(8)具有大于1dtex的支數(shù)，特別是在1-35dtex，最好為6-17dtex的支數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的非織造物，其特征在于，該粗纖維(8)為紡粘纖維并且由聚酯，聚丙烯或者聚酰胺制成，最好由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，所述非織造物(1)包括未熔化的微纖維(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非織造物，其特征在于，所述熔化的微纖維(9)具有0.01-1.0dtex的支數(shù)，最好0.1-0.8dtex的支數(shù)，一般為大約0.2dtex的支數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，該微纖維材料(7)是熔吹纖維材料，特別是由聚酯，共聚-聚酯，聚酰胺，共聚-聚酰胺，聚丙烯，共聚-聚丙烯等制成，最好由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯或者共聚-聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，所述粗纖維(8)具有的熔點(diǎn)高于該微纖維材料(7)的熔點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，在該纖維非織造物(1)的表面區(qū)域(4)中的氣流阻力為200-60000Nsm-3，特別是在800-35000Nsm-3，最好在1000-20000Nsm-3，主要約為1400Nsm-3。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，該纖維非織造物(1)的彎曲硬度(B)為0.005-10Nm，特別是在0.025-6.0Nm之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，所述非織造物與至少另外一種非織造物組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，所述非織造物設(shè)有透氣層。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的非織造物，其特征在于，所述非織造物設(shè)有裝飾層。
全文摘要
用于汽車襯里的吸聲效果的非織造物(1)，包括由粗纖維(8)制成的多孔纖維骨架(2)，特別包括短纖維或者紡粘纖維，所述纖維骨架(2)熔化的微纖維材料在前表面區(qū)域和/或者后表面區(qū)域(4，10)中的連續(xù)改變的重量份額，所述熔化微纖維材料(7)連接到該粗纖維(8)上并且將這些粗纖維粘合使得所述非織造物(1)具有預(yù)定的氣流阻力并且至少在其表面區(qū)域(4，10)中以預(yù)定的彎曲硬度被硬化。氣流阻力為200－60000Nsm
文檔編號(hào)D04H3/007GK1768178SQ200480008715
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2004年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月31日
發(fā)明者P·安德里格 申請(qǐng)人:里特技術(shù)股份公司