轻量化内部前围板的制作方法

本发明涉及一种用于车辆、特别是汽车的内部前围板装饰部件，以及一种生产这种装饰部件的方法。

背景技术：

用于车辆(比如汽车)的内部前围板装饰部件在本领域中是公知的。这些装饰部件用作反射和消散噪音的隔音件和吸收件，从而降低车辆中的总体内部噪音水平。内部前围板通常由模制成三维形状的若干层制成，以便在安装于车辆中时遵循车辆车身的形状。

具有与穿孔箔片组合的吸收层的内部前围板隔音件在本领域中是已知的；然而，箔片的性能是有限的。

这些装饰部件可以包括纺织毛毡层，然而根据现有技术的这种毛毡层的使用具有局限性。特别是，在装饰部件的使用期间和/或特别是在生产工艺期间，毛毡趋于减小其厚度，其中此外，所使用的纤维(特别是再生纤维)趋于聚集在一起(即使在梳理或气流成网(airlay)工艺之后)，从而产生作为成型部件的原材料的不规则毛毡垫。

这种纤维层以及箔片的噪音衰减因此退化。

因此，本发明的目的是进一步优化现有技术的纤维吸收产品，以及改善箔片的效果，尤其是进一步优化部件的整体声学性能。

技术实现要素：

这些问题通过根据权利要求1所述的内部前围板装饰部件和根据权利要求14所述的用于生产这种内部前围板装饰部件的方法来解决。

本发明的目的通过一种用于车辆的模制内部前围板装饰部件来实现，其包括多孔纤维层和层压在一起的空气可渗透箔片，所述多孔纤维层包括纤维和热塑性粘合剂，其中，纤维包括由至少两侧制成的复合卷曲纤维，两侧之间存在差异，导致随机三维形式的固有永久卷曲或弯曲形状，并且其中，空气可渗透箔片具有的气流阻力在装饰部件的总气流阻力的30-75％之间。

优选地，内部前围板装饰部件包括由多孔纤维层和空气可渗透箔片构成的至少一个区域。

出乎意料地，具有卷曲纤维的纤维层与具有的气流阻力在装饰部件的总气流阻力的30-75％之间的空气可渗透箔片的组合增强了噪音衰减。由于多孔纤维层与箔片之间的阻抗差异，改善了噪音衰减，特别是噪音吸收。为了增加噪音吸收，空气可渗透箔片不应该具有反射噪音的过高的气流阻力(afr)，然而箔片也不应该具有过低的afr，因为这样箔片将对吸收没有作用或作用很小。

根据目前的iso9053，利用直接气流方法(方法a)测量，优选地，装饰部件的总气流阻力在500和6000ns·m^-3之间，优选地在500和4000ns·m^-3之间，优选地在1000和4000ns·m^-3之间。

空气可渗透箔片可以是预穿孔的，例如通过针穿孔，和/或在内部前围板的模制期间，例如通过热蒸汽的作用和/或通过集成在模制工艺中的针，将空气可渗透箔片制成为空气可渗透的。

优选地，卷曲纤维是空心的。

出乎意料地，卷曲纤维与热塑性粘合剂的组合使用使得可以在较低密度下增加厚度，同时维持或甚至改善声学性能。这能够更好地填充可用空间，而无需为部件增加额外重量。

卷曲纤维是并列复合纤维，也称为双组分纤维。卷曲纤维，也称为弯曲或自卷缩纤维，例如在两侧由复合纤维制成，并且被布置成使得一侧与另一侧不同地收缩，从而导致细丝远离直线的永久弯曲成形，例如以盘旋、欧米伽或螺旋的形式。然而，在大多数情况下，形状不一定是规则结构，而不规则三维形状的版本具有相同的优点。

优选地，选择复合材料，使得粘度之间存在差异，从而导致纤维中固有的卷绕或卷曲。然而，也可以选择显示出与所限定效果类似的效果的其它类型的复合纤维。

出乎意料地，将卷曲纤维添加到热塑性毛毡衬里材料中提高了通过例如梳理方法或更优选气流成网方法获得的材料层的均匀性。卷曲纤维返回随机卷绕形式的自然倾向赋予了纤维额外的弹性。例如，开放纤维在加工过程期间不会再次成团，并且从而更好地遍布整个层。

出乎意料地，要求保护的材料可以更精确地以3d形状热成型，并且另外，材料的弹性在固化或模制期间基本上不会降低，这表明卷曲纤维在实际部件的固化或模制工艺期间不易于劣化。此外，包括卷曲纤维的纤维层在使用期间保持其弹性，因此在模制之后直接获得的初始厚度维持得更长久。

卷曲纤维或自卷缩纤维不同于机械卷缩纤维，因为它们在纤维的纺丝期间获得作为纤维的固有特征的卷缩能力。卷曲纤维的这种固有自卷缩在进一步的生产工艺步骤或材料的后续使用期间不太可能丧失。卷曲纤维中的卷缩是永久性的。

使用卷曲纤维而不是机械卷缩纤维的优点是多方面的。对于所公开的本发明，最重要的优点是从纤维层的制造开始起纤维就处于卷缩状态。呈随机3维形状纤维的形式的卷缩状态是纤维的优选状态。出乎意料地，在整个生产期间以及在装饰部件的使用寿命期间，纤维保持这种优选形状。机械卷缩本身不太牢固，并且随着时间将失去其特性。机械卷缩纤维将随着时间而变平，失去弹性和膨松感，使得装饰部件在其用途上随时间失效。

优选地，卷曲纤维由选自以下构成的集合中的至少一种材料制成：聚酰胺(尼龙)，比如聚酰胺6或聚酰胺66；聚酯，比如聚酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(ptb)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)；聚烯烃、聚丙烯和聚乙烯，比如聚乙烯的共聚物。

两侧、两种组分或两种聚合物应该分布在细丝线中，从而赋予收缩上的差异。当纤维由每种组分的同等分量构成并且各组分在截面中分离并位于纤维的相对侧时，可以产生两侧之间的最大收缩差异。

卷曲纤维也可以由聚合物的组合制成，比如不同的聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)的组合。

优选地，卷曲纤维具有整体圆形的截面，更优选地具有空心芯部，也称为空心复合纤维。然而，也可以使用本领域已知的其它截面来制造复合卷曲纤维。

所用卷曲纤维的短纤维长度优选地在32与76mm之间，优选地32至64mm。纤维优选地在2与28dtex(分特)之间，优选地在3与15dtex之间，优选地在3与10dtex之间。

与制造卷曲纤维的聚合物相比，粘合剂材料应该具有较低的熔点，因此在生产期间只有粘合剂熔化而不是卷曲纤维熔化。

优选地，粘合剂材料为纤维、薄片或粉末的形式。更优选地，粘合剂材料是单组分纤维或双组分纤维中的一种。

优选地，粘合剂材料由选自以下构成的集合中的至少一种材料制成：聚酯，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚酯的共聚物；聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸(pla)；以及聚酰胺，比如聚酰胺6或聚酰胺66。

出乎意料地，利用粘合纤维结合在一起的棉纤维和卷曲纤维的优选组合显示出抗压刚度的增加，改善了整体性能。由于较高的抗压刚度，内部前围板在使用期间将不会减小其厚度。

粘合纤维的长度优选在32与76mm之间，优选地为32至64mm。粘合纤维优选地在2与5dtex之间。

优选地，多孔纤维层具有在200与2000g·m^-2之间的面积重量，优选地在400与1200g·m^-2之间，优选地在500与1000g·m^-2之间。

优选地，纤维层由10至40％的粘合剂、10至70％的填充纤维和10至70％的卷曲纤维构成，并且其中按重量计总量加起来为100％。

优选地，纤维层由10至40％的粘合剂、10至40％的填充纤维和10至60％的卷曲纤维以及10至50％的碎泡沫块组成，并且其中按重量计总量加起来为100％。

优选地，泡沫是聚氨酯泡沫，优选软质聚氨酯泡沫。泡沫的密度优选地在10与100kg·m^-3之间，优选地在20与90kg·m^-3之间，优选地在25与85kg·m^-3之间。碎泡沫块的尺寸优选地在2与20mm之间，优选地在3与15mm之间，优选地在4与10mm之间。

优选地，填充纤维包括由选自以下构成的集合中的至少一种材料制成的再生纤维：棉劣质品、合成劣质品、聚酯劣质品、天然纤维劣质品以及混合的合成纤维与天然纤维劣质品。

再生纤维优选地由纺织织物制成，优选地劣质棉、劣质合成物、劣质聚酯或劣质天然纤维。劣质品类型的定义为具有至少51％重量的所包括材料，49％可以是来自其它来源的纤维。因此，例如，劣质聚酯包含至少51％重量的聚酯基材料。替代地，劣质材料可以是不同合成和天然纤维的混合物，其中没有一种类型是占优势的。

然而，在其它实施例中，纤维可以进一步包括矿物纤维，优选地为以下之一：玻璃纤维或回收玻璃纤维或玄武岩纤维或碳纤维或选自以下构成的集合中的合成纤维：聚酰胺(尼龙)，比如聚酰胺6或聚酰胺66；聚酯，比如聚酯的共聚物或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(ptb)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)；聚烯烃，聚丙烯和聚乙烯，比如聚乙烯的共聚物。

纤维、卷曲纤维、粘合纤维、填充纤维、再生纤维、合成纤维、天然纤维或矿物纤维中的任何一种都是短纤维，并且可以由纯净材料和/或回收材料制成。

纤维层在部件上可以具有可变的密度和/或可变的面积重量。

多孔纤维层可以具有基本恒定的面积重量，局部具有可变的密度和厚度。这可以优选地通过在装饰部件的模制期间压缩热塑性纤维层以形成所需形状来实现，从而产生整体空气可渗透的并且作用声学吸收衬里的产品，该产品重量轻并在产品的使用寿命期间保持其结构。

替代地，多孔纤维层可以具有基本恒定的密度和可变的面积重量，例如多孔纤维层的密度在可变厚度处基本恒定。

具有基本恒定密度的纤维层优选地具有的密度在45与75kg/m³之间，优选在40与60kg/m³之间。

例如，当在注射纤维机(如例如ep2640881a中公开的)上制造纤维垫时，其中包括粘合剂的纤维混合物以最终产品的形式被供给到空腔中，纤维密度在整个填充过程中保持恒定，从而产生了包含可变面积重量和基本恒定密度所必需的厚度变化的多孔纤维层形状。这种纤维层可以如所引用专利中所公开的那样直接在机器上固结，或者可以在之后通过将该形成物供给到模制装置并在模具内部固结毛毡而直接固结。

如本领域技术人员已知的，箔片可以在模制步骤中引入并直接与纤维层层压，或者在模制纤维层之后层压到已经固结的部件上。

包括卷曲纤维和热塑性粘合剂的纤维层可以是梳理层或气流成网层，并且所述纤维层与箔片模制在一起以形成装饰部件。

替代地，梳理或气流成网的纤维层可以可选地预固结，并与箔片模制在一起以形成装饰部件。

优选地，装饰部件被热模制以形成三维形状的部件。

装饰部件的厚度主要取决于车辆中的空间限制。优选地，厚度可以在部件的区域上变化以遵循车辆中的可用空间。内部前围板的典型总体平均厚度通常在15与25mm之间。

优选地，多孔纤维层具有的厚度在4与30mm之间，优选在5与20mm之间。

箔片包括至少一个箔片层，该箔片层包括选自以下构成的集合中的至少一种聚合物或共聚物：聚酯，比如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(ptb)或共聚酯(copes)；聚酰胺，比如聚酰胺6或聚酰胺66；聚烯烃，比如聚乙烯(pe)或低密度聚乙烯(ldpe)或线性低密度聚乙烯(lldpe)或高密度聚乙烯(hdpe)，聚丙烯(pp)；热塑性弹性体(tpe)，比如热塑性聚烯烃(tpo)，热塑性聚氨酯(tpu)，聚醚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮；以及共聚物，比如乙烯乙酸乙烯酯(eva)，或生物聚合物，比如聚乳酸。

优选地，可以使用双层或多层箔片，其中与纤维层相邻的层可以用作将箔片和纤维层层压的粘合层。

优选地，箔片层具有的厚度在40与200微米之间，优选地在60与100微米之间。

对于纤维或箔片中的任一个，所使用的聚合物可以是纯净的或基于回收材料，只要满足材料要求即可。

箔片也可以称作薄膜。

装饰部件可以进一步包括成块的例如发泡聚丙烯(epp)或发泡聚苯乙烯(eps)插入物。然而，这些块不应该视为根据本发明的两层内部前围板装饰部件的一部分，因为它们用于其它功能，比如防震垫，并且不一定有助于根据本发明的噪音衰减，并且可能局部地降低噪音吸收。

内部前围板装饰部件可以进一步包括与箔片相邻的空气可渗透装饰层。

优选地，该装饰层具有非常低的afr值，优选地低于200ns·m^-3，以便不影响装饰部件的噪音衰减。根据目前的iso9053，afr利用直接气流方法(方法a)测量。

内部前围板装饰部件可以以本领域已知的不同方式生产，然而优选地，用于生产内部前围板装饰部件的方法包括以下步骤：

a.制备未固结纤维层；

b.将箔片和未固结纤维层堆叠在模具中；

c.通过固结处理，优选地通过热空气、蒸汽或红外加热，使所述空腔中的材料固结，由此借助于所使用的粘合剂，纤维至少部分地粘附到相邻纤维；

d.可选地冷却衬垫层并从产品成形区域中释放衬垫层。

模制在一定温度下完成，使得粘合剂软化和/或熔化，并形成将其它纤维粘合在一起的液滴。

替代地，可以加热这些层，并在冷工具中完成模制。

任何给定范围应该包括起点和终点以及测量中的正常预期偏差。不同范围的起点值和终点值可以组合。

本发明的其它实施例还可以通过组合本发明的不同实施例和示例而从说明书中得出，并且还可以从附图所示的实施例的说明中得出。附图是示意图，并且不必按比例绘制。

附图说明

图1示出了根据本发明的复合纤维的截面的示意性示例。

图2是车辆和根据本发明的内部前围板装饰部件的示意性截面图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的并列复合纤维1的截面。这些纤维由两种热塑性聚合物制成，聚合物之间存在差异，使得纤维在纤维生产工艺期间卷绕，形成卷曲纤维。并列的侧2、侧3可以如图a所示对称地组织，或者可以如图b所示为非对称的。另外，纤维可以是空心的4，如作为示例的图c的并列纤维截面所示。

图2是车辆5的示意性截面图，其中内部前围板装饰部件具有面向汽车车身的多孔纤维层6和面向乘客部的空气可渗透箔片7。