轻型多层复合基材及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及汽车内饰材料用复合基材，更详细地，涉及通过将由天然纤维和合成 纤维构成的加强层层叠于热塑性发泡片的两面来制备的轻型多层复合基材。
【背景技术】
[0002] 顶篷作为在汽车内饰材料中位于乘客的头部的上方的汽车部件，呈特定形状，固 定于汽车的上部车体的铁板，并起到保护乘客免受冲击以及对直射光线的隔热、吸隔音作 用。这种汽车内饰材料作为对乘车时的适宜性产生影响的主要部件，通常主要使用柔和的 树脂或纤维等。
[0003] 由于这种汽车内饰材料适用于汽车中的面积相对宽，且随着部件的模块化趋势而 呈多个相关部件组装、附着等复杂的结构，因此，素材的形态稳定性（或尺寸稳定性）是必 需的。即，应在多种温度及湿度等外部环境下，不会引起形态变形及层间剥离。并且，最近 随着环保的要求，正需要耐热性及刚性优秀且能够提高能量效率的轻量型材料。
[0004] 通常，汽车内饰材料用复合基材呈以下结构，即，赋予倚仗性、吸音性和缓冲感的 加强层（或表皮层）层叠在维持形态及安装性的芯材层的单面或两面的结构。
[0005] 1)芯材层
[0006] 在现有的材料中，作为汽车内饰材料用复合基材的芯材层，使用天然纤维强化板、 树脂毡、木质纤维及聚氨酯泡沫等。
[0007] 作为上述芯材层的具体例，将包含天然纤维或合成纤维的片状的纤维结构物直接 以毡形态利用于吸隔音材料，或者利用为在加热之后，在模具中制成规定形状的成型品的 天然纤维强化板形态。但上述的现有的吸隔音材料因组织并不紧密使得容易渗透湿气，从 而能够引起发霉的问题或由此引起气味的问题，并存在为了抑制天然纤维的腐败、细菌、霉 的发生而处理的防腐剂所引发的生成有害成分的问题。并且，由于密度低而使刚性降低，从 而在需要形态稳定性的领域中存在适用受限的问题。并且，在天然纤维强化板的情况下，虽 然具有刚性高且形态稳定性优秀的特征，但需要将每单位面积的重量制成1200g/m2以上， 因此，因重量重且施压作业的缓冲感的降低等而处于难以适用为汽车内饰材料的情形。
[0008] 作为现有的汽车内饰材料用复合基材的芯材层的另一例，具有混合了麻、棉、化学 纤维和热固化性酚醛树脂的树脂毡和在木粉中混合酚醛树脂的木质纤维材料等，并且，虽 然因强度强而广泛使用于大型车辆的内饰材料，但由于这些材料的重量重，因此具有不利 于节约汽车燃料费用的问题，且酚醛本身散发出特有的气味，产生对人体有害的粉尘，并在 与表皮材料相接触的过程中，因有机溶剂的挥发而产生气味等，从而使工作环境变得恶劣， 且在消费者所使用的过程中，也可因上述气味而引发头痛。
[0009] 作为芯材层的另一例，在使用聚氨酯发泡体的情况下，由于无法有效地与加强层 实现基于热的层叠，因此，为了层叠加强层，需要使用包含底层涂料成分的粘结剂或多层的 粘结膜，因此，具有制备工序复杂且成本上升的缺点。
[0010] 2)芯材层和加强层的层叠
[0011] 在制造汽车内饰材料用复合基材的过程中，在上述的现有的复合材料芯材层的单 面或两面还层叠加强片作为加强层，上述加强片仅由使用玻璃纤维之类的无机纤维的垫片 或膜纸、天然纤维和合成纤维之间仅借助针刺的方法来制备。
[0012] 其中，尤其为了满足汽车内饰材料的轻量化及形态稳定性，通常使用将由天然纤 维和合成纤维仅借助针刺的方法来制备的加强片层叠于芯材层的两面来使用的方法。
[0013] 但在这种情况下，在天然纤维和化学纤维的混合过程中，300g/m2以下的加强片 202 -边经由梳理工序及针刺工序，一边使厚度及密度变得不均衡，由此存在复合基材的物 性变得不均衡，弯曲强度降低的情况。并且，在为了复合基材的轻量化而将加强片202的 每单位面积的重量制成300g/m2以下的情况下，当与发泡片进行层叠时，容易向长度方向 延伸，从而在进行成型之后，存在尺寸变化率的稳定性降低的倾向。并且，若因轻量化而降 低密度均匀性，则在成型过程中，当进行基于热的预热时，可发生部分发泡片实现碳化的问 题。
[0014] 并且，天然纤维和合成纤维的加强片在高温多湿的条件下因湿气而膨胀，且因干 燥而收缩，而由于这种膨胀和收缩的反复而存在复合基材的物性降低和发生变形的问题， 尤其，在加强片的重量轻的情况下，承受更多的基于湿气的影响，从而因在使用为内饰材料 的过程中发生变形的问题而在内饰材料的轻量化方面存在限制性。尤其，在高温多湿的条 件下，若在使用过程中天然纤维吸收水分，则会发生复合基材的形状扭曲、收缩或膨胀，从 而在作为产品来使用时，可受适用的限制。
[0015] 并且，在对芯材层和加强层进行热成型的过程中，在分别进行加热之后，利用压力 机进行加压并使上述芯材层和加强层相粘结的情况下，由于发泡体的厚度显著降低而具有 弯曲强度特性显著降低的缺点。
【发明内容】
[0016] 本发明着眼于如上所述的问题，本发明所要解决的问题在于，提供轻型多层复合 基材及其制备方法，上述轻型多层复合基材通过使用天然纤维，既能具有轻型及对人体的 稳定性，又能改善由吸收水分引起的物性的降低，并能提高密度的均匀性。
[0017] 作为用于解决上述问题的方法，本发明提供制备轻型多层复合基材的方法，上述 制备轻型多层复合基材呈在作为芯材层的发泡片的两面层叠加强层的结构，上述加强层的 目的在于，通过改善密度均匀性及耐湿性、刚性等，来提高形态稳定性。
[0018] 根据本发明，在通过梳理来混合天然纤维和合成纤维之后，通过针刺将天然纤维 和合成纤维单独进行交叉铺网来捆扎或在聚酯类无纺布进行交叉铺网之后进行捆扎，从 而形成低密度加强片，但为了由表面张力的提高引起的耐湿特性的强化和Sag悬垂性的改 善，在适用聚烯烃粉末或聚烯烃膜之后，利用热辊来连续地形成为高密度薄膜片形态的加 强层，之后利用热在作为芯材层的聚丙烯发泡片的两面连续层叠上述加强层，从而制成轻 型多层复合基材，由此能够获得密度均匀性、刚性、耐湿性及形态稳定性比现有的产品更优 秀的产品。
[0019] 为了实现这种目的，本发明的特征在于，包括：准备发泡片的步骤；在通过梳理来 混合天然纤维和合成纤维之后，通过针刺将天然纤维和合成纤维单独进行交叉铺网来捆扎 或在聚酯类无纺布上进行交叉铺网之后进行捆扎，从而形成低密度加强片，并在单面涂敷 聚烯烃类粉末或结合聚丙烯膜，从而将上述低密度加强片利用热辊来连续地制成高密度薄 膜片形态的加强层的步骤；以及利用热，将上述发泡片及上述加强层一同连续地层叠的步 骤。
[0020] 如上所述，若利用热辊，将一次性制成的天然纤维和合成纤维的低密度加强片制 成更加高密度的薄膜片形态，则能够改善加强层的密度均匀性、耐湿性及刚性等。尤其，通 过在上述加强片涂敷聚烯烃类粉末或聚烯烃类膜，能够提高表面张力，将水分的影响降至 最小，改善Sag悬垂性。由此制成的复合基材可在进行热成型时，防止天然纤维的碳化，并 能防止腐败、霉等的繁殖。进而，由于提高多层复合基材的弯曲强度特性，使得形态稳定性 优秀，因而能够在移送过程中或安装于车辆时，起到防折叠功能。
[0021] 1.芯材层（发泡层）
[0022] 在本发明中，使用于芯材层100的发泡片可适用具有能够连续地卷绕成辊形态的 程度的密度的发泡体，虽然最优选为聚丙烯发泡体，但也可以适用其他聚乙烯等聚烯烃发 泡体等。这种上述聚丙烯发泡片的特征在于，发泡倍率优选为3倍至40倍，厚度为Imm至 15mm，且层叠一层或两