制造用作发动机罩隔绝体材料的非纺织物的方法与流程

发明的主题和技术领域

本发明涉及发动机罩隔绝体的非织造织物的创新发明。本发明具体涉及一种制造方法，其在位于汽车工业中使用的由两层组成的发动机罩内部的两层非织造基隔绝体的连接过程中，在成本、轻质和健康(致癌效应)方面提供优势。简而言之，该方法是关于层压第一层和较薄且较轻的第二层时，涂覆粘合剂的生产技术，所述较薄且较轻的第二层负责保护第一层抵御燃烧和诸如水和油之类的物质。

现有技术

目前，技术纺织品用于许多领域。其中之一是汽车工业。在汽车工业中，非织造材料既用于内部部件(地面覆盖物，行李箱部件等)作为装饰材料，又用于外部部件作为隔绝材料。

在内燃机车辆中使用隔绝材料的目的是提供隔音和隔热。该隔绝材料通常由两层组成：第一层(粘附到罩的部分)由聚氨酯泡沫塑料或包含天然/合成纤维(聚酯纤维、棉纤维和玻璃纤维)的非织造织物制成，第二层(当罩打开时看到的表面)由通常通过针刺、喷水织或纺粘方法生产的非纺织物制成。第一层在隔音和隔热中起积极作用，而第二层负责抵御燃烧以及诸如水和油之类的物质。由于现有技术中使用的隔绝体是多层的，因此在使用材料的重量、生产成本和高致癌效应等方面存在缺点。

存在一件欧盟专利ep2628837是现有技术。所述专利公开了由具有不同强度纤维的非织造材料组成的隔绝材料。

现有技术中的另一专利是美国专利us6749929。所述专利发明是一种多层的隔绝材料，所述多层是通过在例如玻璃纤维、碳纤维、聚酯纤维、陶瓷纤维的材料上涂覆硬泡沫塑料，然后用至少一种非织造材料涂布而获得的。

现有技术中的另一专利是国际专利申请wo2004080710。在该专利中公开了由不同纤维材料层获得的汽车内部部件。所述材料通常用于车辆的隔热和隔音。

在现有技术中，存在许多利用包括天然或合成材料的非织造生产技术生产的发动机罩隔绝体材料。然而，它们大多数较厚，或者含有大量致癌物质，或者由于所用材料的成本高而很昂贵。

本发明要解决的技术问题

本发明的目的是消除现有技术中见到的具有高生产成本和致癌物质含量的非织造发动机罩隔绝体的结构，取而代之，提供成本较低并且致癌物质含量最小化的有效结构。

本发明的隔绝体的优点之一是，在步骤110中的固定程序之后，通过散布法用粉末状的热塑性或热固性粉末材料涂覆半成品形式的半成品非纺织物(即步骤110后获得的半成品)，并且通过使用抽吸技术对材料的特定部分(不粘附到通过旋转网版印刷施加的聚合物乳液的那些部分)抽吸处理，从而使用较少的生产材料，获得较轻、低成本和较少危险(对健康)的隔绝体。

本发明的隔绝体的另一个优点是成本降低，因为热塑性或热固性涂层包括由于真空处理而构成表面的一部分。

本发明的隔绝体的另一个优点是，由于在第一层和第二层的层压过程中在第二层上使用较少的包含致癌物质的热固性材料(例如，苯酚等)，所以本发明是对人类和环境的危害较小的产品。

为了更好地理解本发明的系统，将使用以下附图。

附图说明

图1是示出从本发明的隔绝体材料第二层的原料到最终产品的生产过程的流程图。

图2示意性地示出本发明的隔绝体材料第二层的半成品非纺织物如何涂覆有粉末状的热塑性或热固性材料，以及它们的特定部分如何被抽吸处理。

图3a示意性地示出散布在本发明的隔绝体材料第二层的半成品非纺织物上的热塑性或热固性材料。

图3b示意性地示出在这些热塑性或热固性材料的特定部分被抽吸处理之后本发明的隔绝体材料第二层的半成品非纺织物。

图4是从本发明的隔绝体材料第二层的半成品非纺织物到最终产品的生产过程的流程图。

用于描述本发明的部分、部件和步骤的附图标记

1-半成品非纺织物

2-丙烯酸材料

3-热塑性和/或热固性粉末材料

4-涂覆丙烯酸的脊

5-没有丙烯酸的表面

6-第二层

7-模板

8-粉末散布单元

9-抽吸单元

10-红外线炉

10-拆包

20-混纺

30-配料

40-梳理

50-交叉铺放

60-牵伸

70-针刺

80-轧光

90-通过发泡施加化学品

100-预干燥

110-滚筒干燥

120-局部表面涂覆

130-红外线加热

140-冷却

150-通过冷轧机

160-卷绕

200-丙烯酸在半成品非纺织物上的施加

210-在丙烯酸涂覆的半成品非纺织物上散布热塑性和/或热固性粉末

220-从热塑性和/或热固性材料涂覆的半成品非纺织物抽吸一部分粉末材料

230-通过加热将热塑性和/或热固性材料以点的形式固定在表面上

240-通过冷轧机和成形

250-卷绕第二隔绝材料层

具体实施方式

本发明的隔绝材料是基本上用于发动机罩的非织造技术织物。所述隔绝材料既可以通过与非织造生产技术结合来在线制造，也可以在半成品形式制造之后作为单独的过程离线生产。本发明包括用于在汽车工业中使用的罩隔绝体中制造隔绝材料第二层的方法。

本发明的隔绝材料通过图1的制造过程的基本步骤而获得。这些基本步骤如下：

-拆包(10)；

-混纺(20)；

-计量(30)；

-梳理(40)；

-交叉铺放(50)；

-牵伸(60)；

-针刺(70)；

-轧光(calendering)(80)；

-通过发泡施加化学品(90)；

-预干燥(100)；

-滚筒干燥(110)；

-局部表面涂覆(120)；

-红外线加热(130)；

-冷却(140)；

-通过冷轧机(coldcalender)(150)；以及

-卷绕(160)。

上述步骤包括从拆包和混纺纤维开始直至制造半成品非纺织物的步骤，，然后再得出本发明所要的隔绝材料的层，即第二层(6)。如上所述，第二层(6)是辅放在罩隔绝材料的顶部上的第二保护层。如下面将描述的工艺细节，本发明的隔绝材料的第二层(6)可以通过将特定工艺步骤(上述工艺步骤中的一些)应用到满足必要条件的半成品非纺织物(1)层上来制造。换言之，本发明的第二层(6)可以由半成品非纺织物(1)或纤维来制造。此外，虽然只能从半成品或者主要原料开始到最终产品进行在线生产，但是多个制造步骤(在此使用“多个”，因为没有限制)可以在不同的条件下制造。

本发明的隔绝材料，即第二层(6)的制造步骤如下：

拆包(10)步骤

在此步骤，捆包形式的纤维进入拆包单元。应喂入聚酯、纤维胶、双组分纤维、聚丙烯腈氧化物等纤维类型中的至少一种。

混纺(20)步骤

纤维在混纺单元中通过空气混合。

计量(30)步骤

混纺的纤维在此步骤被计量，使得它们的平均重量为40-150gr/m²。每平方米的重量可以根据第一层的结构而有所变化。

梳理(40)步骤

在此步骤，在梳理机中将纤维制成网形式。

交叉辅放(50)步骤

在这个步骤中，这些网在交叉辅放层中彼此叠置。

牵伸(60)步骤

在此步骤，为了改善交叉铺放的半成品网的机械特性，在牵伸单元中进行牵伸程序。

针刺(70)步骤

在此步骤中，对该网成品进行针刺以便使纤维交织以提供机械结合。优选地，超刺方法(hyperpunch)和标准针刺方法将一起用作刺法。

轧光(80)步骤

在此步骤，针刺织物通过热轧光机以调节其表面光滑度和厚度。

通过发泡(90)施加化学品步骤

在此步骤，为了提供防水性和/或阻燃性的特征，用含氯氟烃和阻燃剂的材料(盐、有机磷酸盐等)涂覆非织造织物。

用于防水性和/或阻燃性的化学材料可以使用辊舔、轧染或喷涂方法而不是发泡法施用于非织造织物。

预干燥(100)步骤

将所述防水和/或阻燃剂涂覆的非织造织物通过筒状物，并通过除去水分进行局部干燥。

滚筒干燥(110)步骤

施加到半成品的化学材料通过固定在滚筒干燥机中交联到织物表面。现在的材料是半成品非纺织物(1)。

如果需要，直到本步骤為止，可以采用现有技术单独地制备半成品非纺织物(1)；采用现有技术得出的半成品非纺织物可以继续应用到下面的步骤；下面的步骤包含了本发明产品的关键优势的制作方法。

局部表面涂覆(120)步骤

在滚筒干燥步骤之后，如图2中的代表性制造方案中所示，通过旋转丝网印刷方法(模板，转移筒等)在半成品非纺织物(1)上以点的形式施加聚合物乳液，使得在点与点之间存在间隙。优选地，聚合物乳液将用丙烯酸材料(2)进行。纯丙烯酸将用作丙烯酸材料。或者，可以使用丙烯酸共聚物、sbr、nbr橡胶材料(橡胶聚合物)、eva，vae，hdpe和pu材料中的至少一种。将丙烯酸材料(2)(以点的形式)局部施加到表面上是关键步骤。热塑性和/或热固性粉末(3)以粉末形式散布在丙烯酸涂覆的半成品非纺织物(1)的整个表面上。粉末涂覆的半成品非纺织物在图3a中表示。聚乙烯是作为热塑性材料的优选物质，而苯酚是作为热固性材料的优选物质。除了聚乙烯(ldpe，lldpe，hdpe，mdpe)之外，共聚多酯，copes、copa、tpu和eva中的至少一种可用作热塑性材料。除苯酚之外，环氧树脂、聚氨酯、聚酯、三聚氰胺、丙烯酸和硅树脂基也可以用作热固性材料。如果需要，作为弹性体的epdm可以作为第三组分与热塑性和热固性物质的粉末一起使用。在整个表面上散布粉末状的热塑性和/或热固性粉末(3)在现有技术中被称为“散布方法(scatteringmethod)”。然而，它首次用于汽车工业，特别是用于以下述方式制造罩隔绝体，这是本发明的重要优势。该优势在于，在工艺制造过程中，当粉末形式的热塑性和/或热固性粉末(3)散布在表面上时，热塑性和/或热固性粉末(3)被局部地抽吸。然而，该抽吸过程的另一个特征是，施加到丙烯酸材料(2)上的热塑性和/或热固性粉末(3)没有被抽吸，而是仅将游离粉末(落到未涂覆范围的粉末，即粉末落到织物未被丙烯酸材料涂覆的部分)抽吸。因此，仅留下通过旋转丝网印刷方法散布在丙烯酸材料(2)上的热塑性和/或热固性粉末(3)，为了更好地理解该主题，将散布在丙烯酸材料(2)上的热塑性和/或热固性粉末(3)的部分命名为涂覆丙烯酸的脊(4)。这些涂覆丙烯酸的脊(4)的上部包括热塑性和/或热固性粉末(3)。其它部分称为没有丙烯酸的表面(5)，其中热塑性和/或热固性材料被抽吸。该表面看起来有若干点。然而，如果需要，它可以以两种不同的方式形成。这在图3b的示意图中示出。

在别处采用现有技术制造的半成品非纺织物(1)可以在本步骤(即局部表面涂覆(120)步骤)開始做處理，并且继续下面的步骤以便形成为隔绝材料的第二层。下面将继续给出接续步骤的描述。

红外加热(130)步骤

在该步骤中，其上局部地具有点形式的热塑性和/或热固性粉末(3)的半成品非纺织物(1)通过红外加热器，使粉末熔融并粘附到表面上。

冷却(140)步骤

在前一步骤中，热塑性和/或热固性粉末(3)散布在半成品非纺织物(1)上半成品非纺织物通过穿过红外加热器使这些粉末粘附到其表面上；现在，刚穿过红外加热器的半成品非纺织物在冷却筒中冷却。

通过冷轧机(150)步骤

该半成品非纺织物(1)在压力下通过冷轧机，从而在半成品非纺织物的表面上局部地获得以点的形式(如果希望的话以不同的形式)构成的具有热塑性和/或热固性(优选地聚乙烯和/或苯酚)表面的隔绝材料的第二层(6)。

卷绕(160)步骤

隔绝材料的第二层(6)卷绕在卷绕台上，准备与另一层结合。

在上述方法中，除了从上述由纤维原料以及其后续步骤获得半成品非纺织物(1)之外，上述方法还可以应用于现成的半成品非纺织物(1)。若通过旋转丝网印刷方法提供丙烯酸、然后通过散布法以粉末形式添加热塑性和/或热固性粉末(3)(如果需要，弹性体也可以如上所述地添加)到半成品非织造物(1)中、再然后实现接续的步骤被视为单独的处理程序时，则限定了图4示出的制造方法流程图。换言之，纯丙烯酸将被用作丙烯酸材料。然而，如果需要，或者可以使用丙烯酸共聚物、sbr、nbr橡胶材料(橡胶聚合物)、eva、vae、hdpe和pu材料中的至少一种。再一次，除了聚乙烯(ldpe，lldpe，hdpe，mdpe)之外，copes、copa、tpu和eva中的至少一种可用作热塑性材料。除苯酚之外，也可以使用环氧树脂、聚氨酯、聚酯、三聚氰胺、丙烯酸和硅树脂基。除了作为粉末组的热塑性和热固性材料之外，弹性体epdm也可以作为第三组分使用。再次，如上所述，纯丙烯酸将用作丙烯酸材料。然而，如果需要，或者可以使用丙烯酸共聚物、sbr、nbr橡胶材料(橡胶聚合物)、eva、vae、hdpe和pu材料中的至少一种。虽然图4所示的方法不是完全分离的方法，但其可在在线/连续设备中的梳理和针刺步骤和制造半成品非纺织物(1)之后，或在分开的设备中生产半成品非纺织物(1)之后，作为接续的处理步骤。据此，由半成品非纺织物(1)获得隔绝材料第二层(6)的流程图可以定义如下：

-丙烯酸在半成品非纺织物上的施加(200)

-在丙烯酸涂覆的半成品非纺织物上散布热塑性和/或热固性粉末(210)

-从热塑性和/或热固性粉末涂覆的半成品非纺织物抽吸一部分粉末材料(220)

-通过加热将热塑性和/或热固性粉末以点的形式固定在表面上(230)

-通过冷轧机和成形(240)

-卷绕隔绝材料第二层(250)

如上所述，上述方法步骤不是完全独立的方法步骤。它包括了已经获得的半成品非纺织物。换言之，其隐含了获得半成品非纺织物的制作步骤，其中包括上述从纤维拆包的拆包(10)步骤开始直至局部表面涂覆(120)步骤(但不包括局部表面涂覆(120)步骤)中的某些部分，或全部根据现有技术制作半成品非纺织物的制作步骤。图4示出的方法是通过在半成品非纺织物(1)上根据需要局部地提供热塑性和/或热固性材料(或弹性体)来获得隔绝材料第二层(6)的方法，此方法过程的细节如下。

丙烯酸在半成品非纺织物上的施加(200)

包括用旋转丝网印刷方法将丙烯酸材料(2)局部施加到半成品非纺织物(1)上的步骤。该丙烯酸材料(2)总体上是一种聚合物乳液。纯丙烯酸将用作丙烯酸材料。然而，如果需要，或者可以使用丙烯酸共聚物、sbr、nbr橡胶材料(橡胶聚合物)、eva，vae，hdpe和pu材料中的至少一种。模板(7)、转移筒等可作为旋转丝网印刷步骤的替代方案。模板(7)是包括化学旋转丝网印刷方法的系统或方法。对于旋转丝网印刷施加，将如现有技术中所述选择合适的系统。该局部施加的丙烯酸材料(2)优选地呈涂覆丙烯酸的脊(4)的形式。

-在丙烯酸涂覆的半成品非纺织物上散布热塑性和/或热固性粉末(210)

所有局部涂覆了丙烯酸材料(2)的半成品非纺织物(1)的涂覆表面均散布热塑性和/或热固性粉末(3)。聚乙烯是作为热塑性材料的优选物质，而苯酚是作为热固性材料的优选物质。然而，如上所述，除了聚乙烯(ldpe，lldpe，hdpe，mdpe)之外，copes、copa、tpu和eva中的至少一种可用作热塑性材料。除了使用苯酚作为热固性材料之外，也可以使用环氧树脂、聚氨酯、聚酯、三聚氰胺、丙烯酸和硅树脂基。除了作为粉末组的热塑性和热固性材料之外，如果需要，弹性体和/或聚氨酯的epdm也可以用作第三组分。本步骤的粉末散布将使用散布法进行。在该过程中，仅向丙烯酸材料(2)提供热塑性和/或热固性粉末(3)，其它区域没有热塑性和/或热固性粉末(3)。散布粉末的步骤在粉末散布单元(8)中进行。

-从热塑性和/或热固性粉末涂覆的半成品非纺织物抽吸一部分粉末材料(220)

将未粘附至丙烯酸材料(2)或在半成品非织造物(1)的表面上松散游离的热塑性和/或热固性粉末(3)材料抽吸并从该区域移除。抽吸过程在抽吸单元(9)中进行。因此，所述被抽吸的区域包括没有丙烯酸的表面(5)和不含热塑性和/或热固性粉末(3)的区域。

因此，这允许获得较轻和较便宜的所需材料，具有较少的热塑性和/或热固性粉末和最小化的致癌效应，但提供相同的隔绝效率。

通过加热将热塑性和/或热固性粉末以点的形式固定在表面上(230)

在半成品非纺织物(1)的局部表面涂覆步骤之后，半成品非纺织物(1)的一部分上的涂覆丙烯酸的脊(4)上获得的热塑性和/或热固性粉末(3)涂层，通过进入红外加热器被固定在红外或拉幅机中，从而被永久成形。本固定步骤在红外线炉(10)中进行，其中的温度可以在120和220℃之间变化，并且时间为0.5-5分钟。

-通过冷轧机和成形(240)

局部地涂覆有热塑性和/或热固性粉末(3)的隔绝材料第二层(6)通过穿过冷轧机冷却和永久成形。

-卷绕隔绝材料第二层(250)

隔绝材料第二层(6)在卷绕机器中卷绕之后准备好运输，或者如果需要的话，用于运输以用另一种材料包裹。

前述方法允许通过梳理和针刺纤维并生产半成品非纺织物(1)，然后用聚乙烯或苯酚局部涂覆该表面，或通过所述方法用聚乙烯或苯酚局部涂覆在别处制造的半成品非纺织物(1)，从而获得具有所需特征的隔绝材料第二层(6)。

工业实用性

本发明的隔绝材料第二层可以基本上用于汽车工业，特别是作为发动机盖中的隔音和绝热材料。然而，它也可用于其它领域，例如大家电，用于产生加热、冷却或声音的领域。