专利名称：复合成型地毯及其制造方法
技术领域：
本发明涉及纺织工业产业用纺织品制造业中，复合成型地毯及其制造方法，特别是指一种新型复合成型地毯及其制造方法。该地毯可广泛应用于汽车及其他领域的配套主体的内饰中成型地毯方面。
背景技术：
随着世界经济快速发展，人民生活水平不断提高，汽车工业发展迅速，轿车生产日新月异，车型不断更新。人们对汽车的要求不仅仅是造型优美的外观、内部装饰的舒适性、整体性、功能性，而且对于车辆内饰的清洁方便性也提出了新的要求，即要求汽车地毯便于清洁、整理。为达到这一目的，通常车主会在购好车后再到汽车改装厂去在原有汽车地毯上面另铺设一层聚氯乙稀(PVC)材料，但这样的手工铺设不仅费时、费力，而且由于是手工裁剪后人工铺设，因此造成PVC材料与汽车型面及原有成型地毯之间往往无法较好的贴合，出现高低不平和腾空现象。
为解决这种问题，近年来，行业内通常采用表层PVC材料与底层针刺面料分两次成型的做法，即先将底层针刺地毯(背覆成型乳胶)加工成一定形状，然后再通过各种手段将表层PVC材料覆盖在上面。现将国内外科技工作者致力于这种PVC地毯的制造方法的研究与开发，归纳如下1)、吸塑后粘合法采用先分别将底层地毯成型与表层PVC材料吸塑成型后，最后再将表层与底层利用胶粘剂进行粘合而成。由于PVC材料的塑性相当差，其工艺范围很窄，因此对成型的模具、吸塑装置和吸塑工艺要求较高。而且此种方法对于被覆盖型面较为简单的情况尚可应用，而对于型面较为复杂的就存在双层材料贴合不够完全的状况。
2)吸塑粘合法采用先将成型好的地毯放置在吸塑模具上，然后利用吸塑工艺将表层PVC材料吸塑在底层地毯上。该种方法比前一种方法的两层材料的贴合程度有较大改进，但此种方法同样存在不适用于型面复杂的、棱角变化较大的情况，而且需要两套成型加工系统，总投资较大。
然而，上述两种加工方法均能比手工裁剪人工铺设的原始办法要强得多，但是由于两者均采用非环保型的PVC作为复合地毯原料之一，因而使这两方法在生产过程中或使用过程中均因有不同程度有害气体逸出而严重污染环境，影响人体健康。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型复合成型地毯，以解决现有技术中存在的上述问题。本发明的这种复合成型地毯，除具有普通产品应有特性外，它还应具有优良的抗冲性能、热收缩性能、可擦试性能及防水性能，并且无毒、无影响环境的挥发物散发。
本发明的另一目的是提供一种上述复合成型地毯的制造方法。
本发明所提供的复合成型地毯是由面料层与底料层这两层材料所组成的。
在上述复合成型地毯中，两层材料的面密度分别为面料层1200～1600克/平方米底料层200～500克/平方米。
(A)所述面料层是由苯乙烯单体与橡胶接技聚合而成的无定形聚合物或聚苯乙烯与橡胶的物理共混物，即聚苯乙烯的共聚物或共混物所构成的。所述橡胶为通用橡胶，优选的橡胶选自顺丁橡胶、氯丁橡胶、异丙橡胶、异戊橡胶或丁苯橡胶，其中最优选的是丁苯橡胶。
该聚合物熔融指数为10～25，其中苯乙烯单体是构成面料层的主要成份，亦是形成聚苯乙烯共聚物的主要单体，由于它的存在使整个面料层具有良好可成型性及抗冲性能。另一组份橡胶，它能进一步改善面料层韧性和可塑性，进一步保证面料层与底层料复合后两者完全贴合。橡胶加入量越多，则韧性和可塑性越好，但定型效果越差，即尺寸与形状稳定性越差。因此苯乙烯单体与橡胶两组份的重量比以70∶30～90∶10为宜。
(B)所述底料层是由聚酯纤维与低熔点纤维混合针刺无纺布所构成。其中主要成份是聚酯纤维(熔点255～260℃)，它主要是增强该成型地毯耐冲击、耐撕裂主体，而另一组份低熔点纤维(125～175℃)，是聚丙烯为芯、聚乙烯为皮所组成的自粘性复合纤维，它主要起粘合和复合加固的作用。这种纤维含量越小，则成型稳定性越好。但棱角变化大的地方容易破裂，为达到所需的效果，聚酯纤维与低熔点纤维两组份的重量比以60∶40～80∶20为宜。另外，本发明底料层即混合针刺无纺布的针刺密度也能影响复合成型地毯总体加工性能，密度越高，断裂强力和撕破强力越高，而应变性能越差，因此，混合针刺无纺布针刺密度控制为200～400针/平方厘米。
制造本发明复合成型地毯的方法，是依次由如下步骤组成A)先将由苯乙烯单体与橡胶接枝聚合而成的聚苯乙烯共聚物或共混物，以粒子的形式加入具有所需复合宽度喷口的螺杆挤压机内，经加热、熔融并将熔体输送挤压成膜状面料层，覆盖于所需复合宽度的底料层上，即覆盖于由聚酯和低熔点纤维组成的针刺无纺布表面上。将面料层与底料层两层复合而成一体，形成贴合紧密的复合地毯，并按所需切为片材，备用。工艺参数螺杆温度为200～280℃，螺杆挤出量为1400～1800克/平方米。
B)将上述复合地毯片材放置在加热板上，其片材中的底料层位于上层。再将其送入常规的远红外加热设备内加热。工艺参数加热温度为160～220℃，加热时间为70～120秒。
C)将加热后的上述复合地毯片材移置在已固定在成型压机的下模内，放下上模，合模加压成型。为保证定型冷却效果，上下模必须通冷却水，使原本呈软化状的片材在成型模具内成型，经冷却定型后，使复合成型地毯按模具的形状而加以固定。工艺参数成型压力0.6～1.0MPA，冷却温度为30～70℃，定型时间为80～100秒。
D)抬起上模，取出复合成型地毯，按被覆盖物的型面要求切割其边缘多余的边角料，最后，用200～260℃热熔刀具冲出相应安装孔位，即制成所述的复合成型地毯。
本发明的效果(a)本发明采用的面料层是聚苯乙烯共聚体或共混体抗冲材料，除具有良好的韧性和成型性能作表层材料外，还因其表面有良好的致密特性，因而具有良好的可擦拭性能和防水性能，同时材料本身是无毒无影响环境的挥发物散发的化合物。而底层材料采用了聚酯纤维和低熔点纤维混和组成的针刺无纺布，其中，聚酯纤维是增强耐冲击、撕裂的主体，因而能避免面层材料在模具中成型时因过度滑移出现痕迹或甚至撕裂，另一组份低熔点纤维是利用其在一定温度下熔融的特性，既起加强聚酯纤维材料的粘合作用，提高复合地毯的成型效果，又能提高底料层与面料层两层之间的粘合能力，甚至在被覆盖物面型较为复杂的情况下底料层和面料层仍保持良好的贴合状态。从上看出，本发明面料层+底料层所制成的复合成型地毯，不仅具有优良的抗冲性能、热收缩性能、可擦试性能及防水性能，且是不易变形的优良环保型产品。
(b)本发明所选择的面料层聚苯乙烯共聚物或共混物原料是一种热塑性树脂，底料层是薄型针刺无纺布，两者均价格低廉。且面料层的颜色、风格可以随意调整，具有容易选择与配套主体内饰色调、风格一致的优点，是价廉物美的配套成型装饰材料，且具有铺设方便，易于大批量生产的特性。
(c)本发明所提供的复合材料的制造方法，改变了通常生产方式，采用以面料层的聚合粒子通过螺杆加热、熔融、输送、挤压成膜状覆盖于底料层表面，两层复合而一次成型的方法，因此在本发明制造过程中，就不需要分别存在两套成型模具，加热后即一次成型；所用所有模具、设备均可利用原有常规成型地毯制造设备，无需另外追加这方面的投资。本发明所提供的制造方法流程短、效率高、投资少、设备简单，特别适宜日新月异不断更新的小批量多品种以及复杂型面的多领域成型地毯的制造。
具体实施例方式
实施例1(A)复合成型地毯具体组成如下复合材地毯片材面料层选为苯乙烯单体与丁苯橡胶接枝聚合而成聚苯乙烯共聚物，聚合粒子的熔融指数为15，其中苯乙烯与橡胶重量比为85∶15。底料层为聚酯纤维与低熔点纤维混合针刺无纺布，其中聚酯纤维和低熔点纤维重量比为70∶30，针刺无纺布面密度为250克/平方米、针刺密度250针/平方厘米。
(B)上述复合成型地毯制造的具体步骤如下(1)将面料层聚合物粒子，加入具有所需复合宽度喷口的螺杆挤压机内，在220℃温度下熔融，将熔体挤压成相当于面密度为1400克/平方米膜状的面料层覆于所需复合宽度的底料层针刺无纺布上，面料层与底料层两层复合而成一体贴合紧密的复合地毯，并按所需成型规格要求切成片材。
(2)上述复合地毯片材放置在加热台面上(底料层向上)，再将其送入常用的远红外加热烘箱中加热。工艺参数加热温度160℃，加热时间70秒。
(3)将加热好的上述复合地毯片材移置在已固定在成型压机上的成型模具下模内，放下上模，合模加压成型。为保证其定型效果，上下模具通冷却水，原本呈软化状的片材在成型模具内成型，经冷却后使复合成型地毯按模具的形状而加以固定。工艺参数成型压力0.65MPA，冷却温度45℃，冷却时间70秒。
(4)抬起上模，取出复合成型地毯，按被覆盖物的面型要求割去边缘多余的边角料。
(5)将已割去边角料的复合成型地毯放在冲孔模具上，用250℃热熔刀具冲出安装孔位，即制成所需产品。
权利要求
1.一种复合成型地毯，其特征在于由面料层与底料层这两层材料所组成的，两层材料的面密度分别是面料层为1200～1600克/平方米，底料层为200～500克/平方米；所述面料层是由苯乙烯单体与橡胶接枝聚合而成的无定形聚合物或聚苯乙烯与橡胶的物理共混物，即聚苯乙烯的共聚物或共混物所构成；所述底料层是由聚酯纤维与低熔点纤维混合针刺无纺布所构成。
2.如权利要求1所述的复合成型地毯，其特征在于构成所述面料层的聚合物或共混物其熔融指数为10～25，构成面料层的苯乙烯单体与橡胶两组份的重量比为70∶30～90∶10。
3.如权利要求1，2所述复合成型地毯，其特征在于其中构成面料层所述橡胶组份是选自顺丁橡胶、氯丁橡胶、异丙橡胶、异戊橡胶或丁苯橡胶。
4.如权利要求3所述复合成型地毯，其特征在于其中构成橡胶组份是丁苯橡胶。
5.如权利要求1所述的复合成型地毯，其特征在于构成上述底料层的聚酯纤维与低熔点纤维的两组份重量比为60∶40～80∶20。
6.如权利要求1，5所述复合成型地毯，其特征在于其中构成底料层组份的低熔点纤维是以聚丙烯为芯、聚乙烯为皮所组成的自粘性复合纤维，其熔点为125～175℃。
7.如权利要求1，5或6所述的复合成型地毯，其特征在于，由聚酯纤维与低熔点纤维构成所述底料层的混合针刺无纺布，其针刺密度为200～400针/平方厘米。
8.制造权利要求1所述的复合成型地毯的方法，其特征在于该方法包括以下步骤组成A)先将由苯乙烯单体与橡胶接枝聚合而成的聚苯乙烯的共聚物或共混物，以粒子的形式加入具有所需复合宽度喷口的螺杆挤压机内，经加热、熔融并将熔体输送挤压成膜状面料层，覆盖于所需复合宽度的底料层上，将面料层与底料层两层复合而成一体，形成贴合紧密的复合地毯，并按所需切为片材，工艺参数螺杆温度为200～280℃，螺杆挤出量为1400～1800克/平方米；B)将上述复合地毯片材放置在加热板上，其片材中的底料层位于上层，再将其送入常规的远红外加热设备内加热，工艺参数加热温度为160～220℃，加热时间为70～120秒；C)将加热后的上述复合地毯片材移置在已固定在成型压机的下模内，放下上模，合模加压成型，上下模通冷却水，冷却定型，工艺参数成型压力0.6～1.0MPA，冷却温度为30～70℃，定型时间为80～100秒；D)抬起上模，取出复合成型地毯，按被覆盖物的型面要求切割其边缘多余的边角料，最后，用200～260℃热熔刀具冲出相应安装孔位，即制成所述的复合成型地毯。
全文摘要
本发明涉及复合成型地毯及其制造方法。该复合成型地毯是由面料层与底料层所组成，其中，面料层为苯乙烯与橡胶的聚合物或共混物，其间重量比为70∶30～90∶10。底料层为聚酯纤维与低熔点纤维的混合针刺无纺布，两者重量比为60∶40～80∶20，其针刺密度为200～400针/平方厘米。制造方法是将面料层的聚合物粒子通过螺杆加热熔融挤压成膜，覆盖于底料层的表面，二者复合成一体，经远红外加热后置于成型模具内，加压成型，冷却定型，冲切安装孔位及边角，制成产品。优点是所制得产品为环保型产品，抗冲、热收缩、可擦试等性能优良，不易变形；制造方法流程短、效率高、投资少，特别适宜小批量及复杂型面的多领域成型地毯制造。
文档编号B29C69/02GK1820683SQ20061002534
公开日2006年8月23日 申请日期2006年3月31日 优先权日2006年3月31日
发明者龚杜弟, 徐巧华, 蒋军良, 陈宗礼, 金建平 申请人:上海汽车地毯总厂