专利名称：用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及汽车内部件，并且更具体地，本发明涉及一种用于由热塑性毛毡结构构成的汽车内部件的基底，其具有轻质、高刚性、和耐冲击性的特点。
背景技术：
汽车内部件包括用于车门内装饰、后行李架、车顶内衬、仪表板、立柱等的主板件，以及与主板件结合的诸如气囊、开关、喇叭、灯、空调调节部件、装饰部件等这类的部件。该主板件包括基底(substrate)、与基底相连的表层，并且借助于定位器、螺钉等固定于汽车的内部。
基底必须具有足够的硬度和刚性，以便保持一定形状并将各种部件结合到其上，即使其破碎也不会有尖棱，并且具有高耐冲击性。
另外，最好该基底要轻质以提高燃料效率，不散发气味，是可循环的，并且具有低的材料成本以及简化的制造过程，其目的是提高其生产率。
作为常规汽车内部基底的一个例子，提出了一种通过热冲压经树脂处理的毛毡和木纤维模制成的基底。主板件是通过将粘合剂涂覆于基底、干燥基底一预定时间、并且通过真空成型将表层(skinlayer)粘结到基底上制成。对于经树脂处理的毛毡和木纤维来说需要加入硬化剂，即，六胺，从而增进酚醛树脂的热固性。在分解反应期间，六胺产生像胺和氨这类的副产物。这些副产物造成恶臭，并且对人体有害。此外，粉状酚醛树脂在其处理过程产生沉降物。此外，如果在涂覆溶剂型粘合剂以将表层粘结于基底的过程中，有机溶剂挥发，因而会散发出恶臭气味，从而使得工作环境恶劣。
作为常规汽车内部基底的另一个例子，提出了韩国专利申请第98-013416，题目为“制造汽车内部件的方法”，以及第98-013417，题目为“汽车内部件”。如图1所示，汽车内部件(automobile interiors)具有由三层组成的基底。其中间层2为垫块形，并且通过将PP(聚丙烯)纤维与亚麻纤维以5∶5的比例混合制成，而另外两层1是通过将聚丙烯纤维与聚酯纤维以7∶3的比例混合制成的薄板。然而，上述常规的汽车内部基底具有下列缺点。
第一，在制造垫块2的过程中，若该垫块单位面积的重量为1400g/m2或更大，由于在纤网(web)成形过程中纤网较厚，传送装置的速度应当降低。因而，针刺冲程应延长，并且用于驱动针刺机的功率也应提高，以致使整个制造过程变得不平衡且使设备超载。而且，针可能折断，而该折断了的针很可能嵌入垫块。除此之外，生产速度也降低了。
第二，由于在一个方向上进行针刺，垫块在垂直方向上则存在不对称的内应力。因此，当预热该垫块以制造汽车内部件时，垫块朝向针刺的表面形变，从而与其它具有相同重量的汽车内部件相比，会产生品质降低、硬度下降，以及耐热性能变差的问题。
第三，因为将诸如聚丙烯纤维、亚麻纤维、以及聚酯纤维这类相关的各种部件要运用于汽车内部基底，因而再循环效率也有所降低。
发明内容
因此，本发明考虑到上述缺陷和使用者的需求，本发明的目的是提供一种用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构，可防止其形变，同时具有高刚性和高耐冲击性。
本发明的另一个目的是提供一种用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构，能够提高其燃料效率，同时具有轻质的特征且可降低材料的成本。
本发明的再一个目的是提供一种用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构，其可以降低生产成本，同时具有简化的制造过程。
本发明的这种和其它目的可以通过提供的用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构来实现，该热塑性毛毡结构包括一对垫块单元，每个垫块单元均具有毡垫，该毡垫是由黄麻纤维和聚丙烯纤维以重量比约5∶5～6∶4混合的混合物制成，并且聚丙烯发泡纤维粘附于该毡垫的一侧，所述垫块单元在该毡垫的另一测彼此相连。
优选地，黄麻纤维具有约40～120μm的直径和约45～80mm的长度。在此，黄麻纤维与其它大麻纤维相比呈现出极佳的硬度和耐用性。这就是为什么使用黄麻纤维的原因。
优选地，聚丙烯纤维具有约6～15但尼尔(denier)的直径和约45～80mm的长度。同时，如果其直径低于6但尼尔，那么切割步骤不太容易，而如果其直径超过15但尼尔，那么均匀混合是很困难的。
优选地，聚丙烯纤维(PP)由具有卷曲的短纤维(staple fiber)组成，以改善针刺效率。
有效地，聚丙烯发泡树脂单位面积的重量约为50～100g/m2。
通过下述结合附图进行的描述，本发明将被更好地理解并且其各种目的和优点也将被更加充分地了解，其中图1示出用于汽车内部基底的常规热塑性毛毡结构的截面图；图2示出根据本发明的用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构的截面图；图3示出根据本发明的热塑性毛毡结构的制造过程的方块图；以及图4示出使用根据本发明的热塑性毛毡结构的汽车内部基底的形成过程。
具体实施例方式
将结合附图对本发明的优选具体实施例进行更为详细的描述。
如图2所示，根据本发明的热塑性毛毡结构10由四层组成，两个毡垫111和两个PP(聚丙烯)发泡树脂层112。即，毛毡结构10是由两个彼此对称性连接的垫块单元11组成，每个垫块单元11具有一个毡垫111和一个发泡树脂层112。
毡垫111通过将黄麻纤维和聚丙烯纤维以重量比5∶5～6∶4混合制成。在用于毡垫111的黄麻纤维和聚丙烯纤维的混合物中，黄麻纤维起到提高毡垫111的强度、硬度、和耐冲击性的作用，而聚丙烯纤维起到将黄麻纤维间彼此连接，并提供形成汽车内部基底的可塑性作用。在此，由于黄麻纤维百分比提高，其硬度和刚性随之提高，而其可塑性下降。因此，根据本发明的毡垫111通过调整在5∶5～6∶4范围内的黄麻纤维与聚丙烯纤维之间的混合比来实现强度、硬度和可塑性之间的平衡。
发泡树脂层112是由均聚物聚丙烯制成，并且具有50～100g/m2的单位面积的重量。当将毛毡结构10预热用于汽车内部基底时，发泡树脂层112熔化并被吸入毡垫111的表面，从而使汽车内部基底具有精美的表面。因此，汽车内部基底的表面加强了，并且汽车内部件的硬度提高了15％或更高。此外，当将诸如定位器(retainer)、紧固件等这类的附加装置通过熔融粘结到汽车内部基底上时，可改善基底的粘合强度。
此外，就汽车内部基底而言，在板材(plate)下面形成的热塑性毛毡结构10的对称结构可防止形变。
如图3所示，根据本发明的热塑性毛毡结构10的制造过程如下进行。
第一，在切割步骤中，将直径约为40～120μm的黄麻纤维切割成长约45～80mm的段。通常，将大麻纤维分类为大麻、黄麻、和亚麻，其中的黄麻在强度、硬度、和耐用性方面呈现出较好的特性，从而可用作制造绳子、黄麻袋子等的材料。因此，在根据本发明的热塑性毛毡结构中优选使用黄麻。将直径为约6～15但尼尔的PP纤维切割成长约45～80mm的段。如果PP纤维的直径小于约6但尼尔，那么梳理(carding)效率较低，然而，如果PP纤维的直径大于约15但尼尔，则难以将PP纤维与黄麻纤维均匀混合。此外，最好PP纤维为具有卷曲的短纤维，其可改善针刺效率。
第二，在混合步骤中，将黄麻纤维与PP纤维以重量比5∶5～6∶4混合。第三，在开松(opening)步骤中，用刺辊(spike roll)将黄麻和PP纤维分开使之松散，然后再混合。第四，在梳理(carding)步骤中，用针布刮削黄麻和PP纤维使之分开后再混合，并通过绞合线将黄麻和PP纤维与线材嵌条(fillet)对齐。第五，在纤网发泡步骤中，将由梳理步骤提供的纤网多次折叠堆积在设置于传送带上的PP发泡树脂上，直至该纤网的单位面积的重量和宽度达到预定值。此时，PP发泡树脂每单位面积的重量约为50～100g/m2。
第六，在第一针刺步骤中，将堆积的纤网和发泡树脂通过针刺进行物理固结，且形成具有所需厚度的垫块(mat)。第七，在缠绕(winding)步骤中，将针刺好的垫块缠绕成辊型(roll type)。然后，在第二针刺步骤中，对第七缠绕步骤的两个辊型垫块，再次进行针刺，使得毡垫相接触。最后，在裁剪(trimming)步骤中，对通过第二针刺步骤的毡垫进行裁剪，并切割成所需的长度和宽度，从而形成用于汽车内饰件基底的热塑性毛毡结构10。
如图4所示，利用根据本发明的热塑性毛毡结构10的汽车内部基底的形成过程将在下面进行描述。
首先，通过上述过程制造的热塑性毛毡结构10是借助与热压机21和22结合的板材模具31和32并在180～230℃进行热模压。此时，建立热模压条件使热塑性毛毡结构10中部的温度达到170～190℃的持续时间为40～90秒钟。此外，设定板材模具31和32之间的间隙约为成品汽车内部基底厚度的1.2～1.8倍，并且压力设定为1～5kgf/cm2。其后，经热模压的热塑性毛毡结构12通过与压机41和42结合的冷却模具51和52进行压制成形。本文中，在冷却模具51和52中是循环冷却水，从而将经热模压的热塑性毛毡结构12在10～30kgf/cm2下压制，且冷却至30～60℃40～60秒钟，由此制成汽车内部基底14。当将经热模压的热塑性毛毡结构12进行压制时，如果必要的话，可将表层13一起进行压制。
实施例1本实施例显示一种针对汽车内部车内门装饰的应用。在此，使用PP纤维，其是一种PP树脂均聚物，具有6但尼尔的直径和65mm的长度，并且其是一种具有卷曲的短纤维，用以改善针刺效率。此外，还使用黄麻纤维，其直径平均为80μm，并被切割为长60mm的段。黄麻纤维与PP纤维的重量比为55∶45。PP发泡树脂单位面积的重量为60g/m2，并且通过上述制造过程制成的毛毡的单位面积的重量为1800、1900、和2000g/m2。形成汽车内部基底的过程如下进行当将板材模具之间的距离调至3.5mm时，在200～210℃下进行热模压操作。此时，压力为2kgf/cm2，并且加热热塑性毛毡45秒钟直至使其中心部的温度达到180℃。此外，将冷却模具之间的距离调至2.25和2.5毫米(mm)，压力为12kgf/cm2，并且冷却持续45秒钟，从而制成汽车内部基底。在下文，与常规汽车内部基底的样品比较，该汽车内部基底的物理性质的测试结果示于表1中。
表1
其中#1、#2、#3，作为根据本发明的四层结构，在重量和厚度上不同，而#4示出了将PP发泡树脂从根据本发明的四层结构中除去的情况。
实施例2本实施例示出了一种针对汽车后行李架内部装饰的应用。在此，在与实施例1相同的条件下，使用PP纤维、黄麻纤维、PP发泡树脂。此外，通过与实施例1相同的方法制造毛毡，但其单位面积的重量为2400、2700、和3000g/m2。在形成汽车内部基底的过程中，在200～210℃下进行热压操作，并且板材模具之间的距离调至4.0mm。此时，压力为2kgf/cm2，且加热热塑性毛毡45秒钟直至使其中心部的温度达到180℃。此外，将冷却模具之间的距离调节至2.75和3.1mm，压力为15kgf/cm2，且冷却持续50秒钟，从而制成汽车内部基底。在下文，与常规汽车内部基底的样品比较，将该汽车内部基底的物理性质的测试结果示于表2中。
表2
其中#1、#2、#3，作为根据本发明的四层结构，在重量和厚度上不同。
具有这种结构，用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构可防止其变形(deflection)，并且具有高的强度、硬度、耐热性、和耐冲击性。此外，本发明的热塑性毛毡结构可降低原料的成本，增强燃料效率，同时具有轻质的特征，并且简化了制造过程。
为了说明起见，尽管已经披露了本发明的优选具体实施例，但对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
权利要求
1.一种用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构，包括一对垫块单元，每个所述垫块单元包括毡垫，所述毡垫是由黄麻纤维和聚丙烯纤维以重量比约5∶5～6∶4混合的混合物制成，并且聚丙烯发泡纤维粘附于所述毡垫的一侧，所述垫块单元在所述毡垫的另一侧彼此相连。
2.根据权利要求1所述的热塑性毛毡结构，其中所述黄麻纤维具有约40～120μm的直径和约45～80mm的长度。
3.根据权利要求1所述的热塑性毛毡结构，其中所述聚丙烯纤维具有约6～15但尼尔的直径和约45～80mm的长度。
4.根据权利要求1所述的热塑性毛毡结构，其中所述聚丙烯纤维由具有卷曲的短纤维组成，以改善针刺效率。
5.根据权利要求1所述的热塑性毛毡结构，其中所述聚丙烯发泡树脂的单位面积的重量约为50～100g/m2。
全文摘要
本发明披露一种用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构，包括一对垫块单元，每个垫块单元包括毡垫，该毡垫是由黄麻纤维和聚丙烯纤维以重量比约5∶5～6∶4混合的混合物制成，并且聚丙烯发泡纤维粘附于该毡垫的一侧，所述垫块单元在该毡垫的另一侧彼此相连。由于具有这种结构，用于汽车内部基底的热塑性毛毡结构可防止其变形，并且具有高的强度和硬度、耐热性和耐冲击性。此外，本发明的热塑性毛毡结构可降低原料成本，提高燃料效率，且重量轻，并且可简化制造过程。
文档编号B60R13/02GK1647975SQ200410039348
公开日2005年8月3日 申请日期2004年1月19日 优先权日2004年1月19日
发明者朴成湖 申请人:韩一理化株式会社