CN101132951A - 机动车顶篷用部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可再循环的环境友好的机动车顶篷用部件，更具体地是，本发明涉及一种汽车顶篷，所述汽车顶篷含有通过整体膨胀成型基材和由功能型热塑性有机纤维构成的增强材料而形成的膨胀复合片材，所述基材包含由高熔点芯组分和低熔点壳组分组成的壳芯双组分纤维。本发明的汽车顶篷显示出与在先的汽车顶篷相同的耐热性和尺寸稳定性，同时，由于利用了具有优异的弹性和膨胀性的功能型热塑性有机纤维，与在先的汽车顶篷相比还具有改善的噪音吸收和隔热性能。在本发明的汽车顶篷中，覆盖材料通过利用熔点的差异粘合在基质上。此外，本发明的汽车顶篷由于仅使用环境友好的可再循环材料代替在先的热固性材料和无机纤维，因而在改善工作环境和维护人体健康方面具有有益的作用。

Description

机动车顶篷用部件
技术领域
本发明涉及可再循环的环境友好的汽车顶蓬(headliner)，所述汽车顶蓬含有通过整体膨胀成型基材和由功能型热塑性有机纤维构成的增强材料而形成的膨胀复合片材，所述基材包含由高熔点芯组分和低熔点壳组分组成的壳芯双组分纤维。本发明的汽车顶蓬显示了与在先汽车顶蓬相同的耐热性、尺寸稳定性和抗冲击性，除此之外，本发明的汽车顶蓬由于利用了具有优异的弹性和膨胀性的功能型热塑性有机纤维，因而与在先汽车顶蓬相比具有改善的吸声和隔热性能，由于使用了膨胀基材，因而具有优异的冲击吸收和弹性性能，由于使用了重为800g/m2～1600g/m2、厚为4mm～8mm的膨胀基质，因而具有优异的冲击吸收和弹性性能，此外，本发明的汽车顶蓬含有利用熔点差异连接在基质上的覆盖材料(无纺织物或布)，而不使用对人体有害的任何粘合剂，并且通过使用环境友好的可再循环材料替代在先的热固性树脂和无机纤维，使其在改善工作环境及维护人体健康方面具有有益的作用。
背景技术
通常而言，汽车顶蓬安装在汽车内顶上，以吸收来自外部的噪音并改善汽车的隔热性。
在先的汽车顶蓬具有三层结构，其中包括由聚酯无纺织物、PVC片材等构成的覆盖材料；由聚丙烯或聚乙烯泡沫构成的衬垫(cushion)材料；和由树脂毡、玻璃棉、纸板等构成的基材。
在这些在先的汽车顶蓬中，有一种是包含聚氨酯泡沫和玻璃纤维毡的组合并且具有聚丙烯板/聚丙烯泡沫板夹心结构的产品。
汽车顶蓬生产商将具有质感、可塑性和吸收冲击性能的辐射交联PP泡沫片用于面板层，由此开发和提供能够满足膨胀比为20、厚度为5mm、耐热性高于110℃、以及刚性、尺寸稳定性等性质的产品。具体说来，在每种材料的粘合剂层压体中主要使用的是EVA热熔膜，所述EVA热熔膜成本不高并且容易进行各种处理，但是PP基材料目前也已投入使用，由于PP基材料含有与主要材料相同的成分，因而具有良好的界面粘合性、耐热性和加工实用性，并可使可再循环性达到最大限度。为形成具有与利用辐射交联聚丙烯片的面板层材料相同的材料的衬垫层，人们也进行了努力的研究，以使再循环更加容易。此外，覆盖层材料的选择需要考虑诸如阻燃性和耐热性等物理性质和诸如光泽或颜色等视觉性质。
同时，汽车顶蓬的重要评价项目还有根据环境测试的变形性和尺寸稳定性。环境测试是通过模拟产品实际应用时的各种不良环境来评价材料变形特性的试验项目，也是通过估计材料在连续条件下的变形来估计材料的实际应用性的重要试验方法，所述连续条件例如可以是高于85℃的高温、低于-30℃的低温并且湿度为95％。
然而，由于通常用作有机纤维的聚丙烯(PP)、聚酰胺(尼龙)和聚酯(PET)的玻璃化转变温度都很低，为70℃～80℃，因此它们在作为工程材料方面的适用性非常有限。为了通过克服它们的低耐热性而使用这些有机纤维作为工程材料，主要采用通过使用碳纤维、玻璃纤维或无机纤维增强有机纤维或者通过加入有机/无机填料和热固性树脂等来改善有机纤维的耐热性的方法。
此外，使用作为常用材料的聚氨酯泡沫的汽车顶蓬具有良好的吸声性，但是存在耐候性差的问题，会导致使用寿命降低，例如长期使用后将发生褪色或泡沫单元破碎，并且由于使用粘合剂使其与诸如用于增加强度的玻璃纤维等其他材料相接合，因此难以进行再循环。其他问题包括层压不同材料而引起的重量增加，以及因使用含有有害成分的材料和使用热固性树脂而引起的在其生产过程中产生刺激性气味、粉尘和噪音。
发明内容
技术问题
本发明的研究旨在解决上述问题，本发明的目标是提供汽车顶蓬，所述汽车顶蓬通过利用具有单层结构的轻质材料的膨胀复合片材而具有与在先汽车顶蓬相同的耐热性、尺寸稳定性和抗冲击性，本发明的汽车顶蓬由于使用具有优异的弹性和膨胀性的功能型热塑性有机纤维，因而与在先汽车顶蓬相比具有改善的吸声和隔热性能，由于使用膨胀基材，因而具有优异的冲击吸收和弹性性能，此外，本发明的汽车顶蓬含有利用熔点差异连接在基质上的覆盖材料，而不使用对人体有害的任何粘合剂，并且由于使用环境友好的可再循环材料替代在先的热固性树脂和无机纤维，因而在改善工作环境及维护人体健康方面具有有益的作用。
技术方案
为实现上述目标，本发明提供了一种汽车顶蓬，所述汽车顶蓬含有通过整体膨胀成型基材和由功能型热塑性有机纤维构成的增强材料而形成的膨胀复合材料片，所述基材包含由高熔点芯组分和低熔点壳组分组成的壳芯双组分纤维。
优选地是，基材含量为40重量％～70重量％，增强材料含量为30重量％～60重量％。
更优选地是，基材含量为40重量％～60重量％，增强材料含量为40重量％～60重量％。
进而更优选地是，基材含量为50重量％～60重量％，增强材料含量为40重量％～50重量％。
优选地是，基材与增强材料的重量比为50∶50或60∶40。
优选地是，壳/芯双组分纤维是使用壳组分为30体积％～50体积％且芯组分为50体积％～70体积％的混合物生产的双组分纤维，其中所述芯组分的熔点与所述壳组分的熔点不同，所述壳/芯双组分纤维是选自下述组中的至少一种壳/芯双组分纤维，所述组包含由低熔点聚酯共聚物(CoPET)作为壳组分和聚酯(PET)作为芯组分构成的双组分纤维、由聚酯二醇(PETG)作为壳组分和聚酯(PET)作为芯组分构成的双组分纤维、由高密度聚乙烯(HDPE)作为壳组分和聚酯(PET)作为芯组分构成的双组分纤维、由高密度聚乙烯(HDPE)作为壳组分和聚丙烯(PP)作为芯组分构成的双组分纤维，以及由聚丙烯(PP)作为壳组分和聚酯(PET)作为芯材料构成的双组分纤维。
更优选地是，芯组分的高熔点为240℃～270℃，壳组分的低熔点为110℃～180℃，以便在高温加压下只有壳组分熔融并与增强材料粘合。
更优选地是，形成增强材料的功能型热塑性有机纤维为选自下述组中的至少一种有机纤维，所述组包含共轭(conjugated)聚酯纤维、共轭中空聚酯纤维、中空聚酯纤维、双卷曲(double-crimped)聚酯纤维、尼龙6和尼龙66。
更优选地是，汽车顶蓬是可再循环的环境友好材料。
下面将详细描述本发明。
本发明提供了一种汽车顶蓬，所述汽车顶蓬包含通过整体膨胀成型基材和由功能型热塑性有机纤维构成的增强材料而生产的膨胀复合片材，所述基材包含壳/芯双组分纤维。更具体地是，所述基材包含使用壳组分为30体积％～50体积％和芯组分为50体积％～70体积％的混合物生产的壳/芯双组分纤维，其中所述芯组分具有与所述壳组分不同的熔点，并且其熔点和特性会随一种或多种热塑性纤维(PE、PP、PET、CoPET、PA等)的组成比的不同而不同。优选地是，所述壳/芯双组分纤维选自下述组，所述组包含由低熔点聚酯共聚物作为壳组分和聚酯作为芯组分的双组分纤维(下文称为“CoPET/PET”)、由聚酯二醇作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的复合组分(下文称为“PETG/PET”)、由高密度聚乙烯作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的双组分纤维(下文称为“HDPE/PET”)、由高密度聚乙烯作为壳组分和聚丙烯作为芯组分构成的双组分纤维(下文成为“HDPE/PP”)和由聚丙烯作为壳组分和聚酯作为芯材料构成的双组分纤维(下文称为“HDPE/PP”)。形成增强材料的功能型热塑性有机纤维优选为选自下述组中的至少一种有机纤维，所述组包含共轭聚酯(PET)纤维、共轭中空聚酯(PET)纤维、中空聚酯纤维、双卷曲聚酯(PET)纤维、尼龙6和尼龙66。
在本发明的汽车顶蓬中，基材含量为40重量％～70重量％，增强材料含量为30重量％～60重量％。优选地是，基材含量为40重量％～60重量％，增强材料含量为40重量％～60重量％。更优选地是，基材含量为50重量％～60重量％，增强材料含量为40重量％～50重量％。
更优选地是，基材与增强材料的重量比为50∶50或60∶40。
在本发明中，基材由熔点低于180℃的常用热塑性纤维或者具有高晶体取向的热塑性有机纤维构成，即通过纺织壳组分和60％～80％芯组分的混合物而生产的壳/芯双组分纤维，所述芯组分的熔点不同于所述壳组分的熔点，其中壳组分的熔点不高于180℃，而芯组分的熔点不低于240℃，比壳组分的熔点高。优选地是，壳组分的熔点为110℃～180℃，芯组分的熔点为240℃～270℃。在这里，壳/芯双组分纤维是经制备而使起粘合剂作用的壳组分的含量为30体积％～50体积％，并且芯组分的含量为50体积％～70体积％的纤维，优选地是，芯组分与壳组分的体积比为70/30、60/40或50/50(体积/体积％)。因此，在生产所述复合片材的过程中，因应用180℃～230℃的温度只有壳组分缓慢熔融，从而通过与增强纤维连接形成三维网状结构，而芯组分会因壳组分的部分热屏蔽效应而具有能够防止物理性能降低的特性，因此可以起到增强纤维的作用。
在本发明中，用作增强材料的有机纤维为选自下述组中的至少一种有机纤维，所述组包含共轭聚酯纤维、共轭中空聚酯纤维、中空聚酯纤维、双卷曲聚酯纤维、尼龙6和尼龙66。
共轭聚酯(PET)纤维是具有可导致蓬松和膨胀的自卷曲性能的纤维，该纤维通过下述方法制备：将两种具有不同粘度的热塑性组分以并列的方式结合在一起，纺织所述结合的树脂并拉长经纺织的材料，通过两种组分之间的粘度差使其自卷曲。
共轭中空PET纤维和中空PET纤维是自卷曲且中空的，这样可以改善隔热性、吸声性、抗冲击性、膨胀性和蓬松性。在这里，基于总截面面积，中空比为10％～50％。具体地是，由于共轭中空PET纤维具有受热延长所引发的自卷曲性能，因此耐受复合片材制造过程中所施加的外热的性能优异，并且由于其中空部分具有散热效应，可以防止在180℃～230℃的加工温度下其物理性能发生变化。换言之，只有外层，所述外层对应于用作基材的壳/芯纤维的30体积％～50体积％，起到容纳增强纤维的粘合剂的作用，而内层则形成三维网状结构，起到赋予形状稳定性的增强纤维的作用。
此外，双卷曲PET纤维的尺寸为60mm～80mm，它通过双卷曲聚酯纤维来制备，以使产物比较松散。
在本发明中只使用热塑性纤维，由此来确保轻质和可再循环性。此外，热塑性复合片材具有4mm～8mm的松散多孔的网状结构，因此能够以轻质简单结构形成。另外，由于用作基材的壳/芯双组分纤维的壳组分熔点较低，如现有技术中所示，本发明的汽车顶蓬无需使用对人体有害的任何粘合剂即可进行粘结，因而是环境友好的。
在本发明中，处于压缩状态的基材纤维和增强材料纤维被劈裂、均匀混合并通过圆柱形卡片机，由此形成通过针刺连接在一起的薄纤维网，以便用于制造无纺织物。
在汽车顶蓬用模具中成型所述无纺织物。作为另外一种选择，可以在连续型复合片材制造设备中将该无纺织物制成复合片材，所述连续型复合片材制造设备构造成可以进行预热、热粘合、加压、冷却、膨胀和切割等一系列加工，然后在模具中成型所制造的复合片材。
更具体地是，使用纤维劈裂机的纤维劈裂筒将给定的8～12卷曲/英寸的短纤维(基材纤维和增强纤维；50mm～80mm)劈裂，并将劈裂的纤维分散、混合在分散机中。将该混合纤维通过改善其物理性能(即，抗拉强度和冲击强度)的织网机，以制造无规单轴复合纤维片材。将该混合纤维通过圆柱形卡片机，以形成薄纤维网，然后对其执行折叠步骤，由此形成多层网。使用传送带将该多层网经过加压辊输送到针刺机中，以形成无纺织物。
直接将通过针刺制备的复合无纺织物在汽车顶蓬用模具中成型，或者将其输送到连续型复合片材制造设备。连续型复合片材制造设备包含用于预热和热粘合的第一和第二预热区；第一、第二和第三加热/加压区；膨胀区；冷却区和切割部。通过第一和第二预热区预热无纺织物，通过加热/加压区的加压辊对其进行熔融和挤压，由此形成具有指定厚度的复合片材。在膨胀/冷却区膨胀并冷却该复合片材，然后对其进行切割。在汽车顶蓬用模具中成型经切割的片材，这样来制造根据本发明的汽车顶蓬。
有利效果
如前所述，本发明提供了一种汽车顶蓬，所述汽车顶蓬通过包含由多层结构的低密度轻质材料构成的膨胀复合片材而具有与在先汽车顶蓬相同的耐热性、抗冲击性、吸声性和隔热性，同时，与在先汽车顶蓬相比，由于其采用了新的组成比，因而还具有改善的噪音吸收性、隔热性等。
此外，通过利用具有优异的弹性和膨胀性的功能型热塑性有机纤维，本发明的汽车顶蓬与在先的汽车顶蓬相比还具有改善的吸声性和隔热性。此外，本发明的汽车顶蓬由于采用了膨胀基材，因而具有优异的冲击吸收性和弹性，并且包含利用熔点差异连接在覆盖材料上的基质，而不使用对人体有害的任何单独的粘合剂。此外，本发明的汽车顶蓬由于使用环境友好的可再循环材料代替在先的热固性材料和无机纤维，因而在改善工作环境和维护人体健康方面具有有益的作用。
具体实施方式
下面将参考实施例进一步详细描述本发明。
实施例1至实施例4
将作为基材的壳/芯双组分纤维(CoPET/PET纤维；Huvis Corp.)与作为增强材料的共轭中空PET纤维(CH-PET；Huvis Corp.)相互均匀混合，使得基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(实施例1)、60/40(实施例2)、50/50(实施例3)或40/60(实施例4)。
将所述混合纤维通过圆柱形卡片机，以形成薄纤维网，然后通过针刺将该薄纤维网连接在一起，由此制造无纺织物。直接在汽车顶蓬用模具中成型所述无纺织物。作为另外一种选择，可以在连续型复合片材制造设备中将该无纺织物制成复合片材，所述连续型复合片材制造设备构造成可以进行预热、热粘合、加压、冷却、膨胀和切割等一系列加工，然后在模具中成型所制造的复合片材，由此制造重量为1200g/m2、厚度为6mm的汽车顶蓬。以下述方式测试上面制造的汽车顶蓬的性能。
测试条件
根据OHS-005测试方法，在汽车顶蓬的纵向(MD)和横向(CMD)上选取试样，并以毫米为单位记录试样的下垂度(sagging)。在合格的下垂度标准中，已知小于10mm通常是理想的值。所述测试允许检测与汽车顶蓬的耐热性、耐低温性和耐湿性相关的尺寸稳定性。
比较例1至比较例3
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例1)、80/20(比较例2)或30/70(比较例3)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例1至实施例4的结果如下表1中所示。
表1
实施例/比较例编号   基材(CoPET/PET)/增强材料(CH-PET)的比 下垂度(mm)
  纵向(MD)  横向(AMD)
  比较例1   90/10   31.5  41.2
  比较例2   80/20   19.5  27.4
  实施例1   70/30   9.1  10.0
  实施例2   60/40   5.5  8.8
  实施例3   50/50   7.7  9.3
  实施例4   40/60   8.3  10.4
  比较例3   30/70   23.1  33.5
从表1中可以看出，当本发明的汽车顶蓬中的基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(实施例1)、60/40(实施例2)、50/50(实施例3)或40/60(实施例4)时，发现下垂度小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例1)、80/20(比较例2)或30/70(比较例3)时，显示出下垂度大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用CoPET作为基材并使用CH-PET作为增强材料的情况下，当CoPET与CH-PET的重量比为70/30(实施例1)、60/40(实施例2)、50/50(实施例3)或40/60(实施例4)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例5至实施例8
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(CoPET/PET纤维；Huvis corp.)作为基材，使用共轭中空PET(CH-PET)纤维和双卷曲PET纤维(DC-PET纤维)的混合物作为增强材料，并且CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例5)、55/35/10(实施例6)、50/40/10(实施例7)或50/20/30(实施例8)。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。
比较例4至比较例6
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例5至实施例8相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例4)、45/45/10(比较例5)或40/50/10(比较例6)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例5至实施例8的结果如下表2中所示。
表2
实施例/比较例编号   基材(CoPET/PET)/增强材料(CH-PET/DC-PET)的比 下垂度(mm)
  纵向(MD)   横向(AMD)
  比较例4   65/25/10   23.4   39.5
  实施例5   60/35/5   9.7   10.5
  实施例6   55/35/10   8.3   10.0
  实施例7   50/40/10   7.6   9.4
  实施例8   50/20/30   8.9   9.7
  比较例5   45/45/10   14.6   19.6
  比较例6   40/50/10   28.2   34.3
从表1中可以看出，当CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例5)、55/35/10(实施例6)、50/40/10(实施例7)或50/20/30(实施例8)时，发现下垂度小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例4)、45/45/10(比较例5)或40/50/10(比较例6)时，发现下垂度大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用CoPET/PET作为基材并使用CH-PET和DC-PET作为增强材料的情况下，当CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例5)、55/35/10(实施例6)、50/40/10(实施例7)或50/20/30(实施例8)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例9至实施例12
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(PP/PET纤维；Huvis Corp.)作为基材，使用共轭中空纤维(CH-PET纤维；Huvis Corp.)作为增强材料，并且基材(PP/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(实施例9)、60/40(实施例10)、50/50(实施例11)或40/60(实施例12)。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。
比较例7至比较例9
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例9至实施例12相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，基材(PP/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例7)、80/20(比较例8)或30/70(比较例9)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例9至实施例12的结果如下表3中所示。
表3
实施例/比较例编号   基材(PP/PET)/增强材料(CH-PET)的比   下垂度(mm)
  纵向(MD)  横向(AMD)
  比较例7   90/10   31.3  46.3
  比较例8   80/20   17.7  26.7
  实施例9   70/30   10.3  17.1
  实施例10   60/40   5.9  8.1
  实施例11   50/50   7.4  9.3
  实施例12   40/60   8.3  10.0
  比较例9   30/70   19.8  24.1
从表3中可以看出，当本发明的汽车顶蓬中的基材(PP/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为60/40(实施例10)、50/50(实施例11)或40/60(实施例12)时，发现下垂度小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当基材(PP/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例7)、80/20(比较例8)或30/70(比较例9)时，发现下垂度大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用PP/PET作为基材并使用CH-PET作为增强材料的情况下，当PP/PET与CH-PET的重量比为60/40(实施例10)、50/50(实施例11)或40/60(实施例12)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例13至实施例16
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(PP/PET纤维；Huvis corp.)作为基材，使用共轭中空PET(CH-PET)纤维和双卷曲PET纤维(DC-PET纤维)的混合物作为增强材料，并且PP/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例13)、55/35/10(实施例14)、50/40/10(实施例15)或50/20/30(实施例16)。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。
比较例10至比较例12
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例13至实施例16相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，PP/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例10)、45/45/10(比较例11)或40/50/10(比较例12)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例13至实施例16的结果如下表4中所示。
表4
实施例/比较例编号   基材(PP/PET)/增强材料(CH-PET/DC-PET)的比   下垂度(mm)
  纵向(MD)  横向(AMD)
  比较例10   65/25/10   17.2  28.4
  实施例13   60/35/5   7.7  9.8
  实施例14   55/35/10   6.5  8.7
  实施例15   50/40/10   8.5  10.0
  实施例16   50/20/30   13.5  17.4
  比较例11   45/45/10   17.4  20.2
  比较例12   40/50/10   22.7  27.8
从表4中可以看出，当PP/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例13)、55/35/10(实施例14)或50/40/10(实施例15)时，发现下垂度小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当CoPET/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例10)或40/50/10(比较例12)时，发现下垂度大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用PP/PET作为基材并使用CH-PET和DC-PET的混合物作为增强材料的情况下，当基材(PP/PET)与增强材料(CH-PET和DC-PET)的重量比为60/35/5(实施例13)、55/35/10(实施例14)或50/40/10(实施例15)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例17至实施例20
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(HDPE/PET纤维；Huvis Corp.)作为基材，使用共轭中空纤维(CH-PET；Huvis Corp.)作为增强材料，并且基材(HDPE/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(实施例17)、60/40(实施例18)、50/50(实施例19)或40/60(实施例20)。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。
比较例13至比较例15
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例17至实施例20相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，基材(HDPE/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例13)、80/20(比较例14)或30/70(比较例15)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例17至实施例20的结果如下表5中所示。
表5
实施例/比较例编号   (HDPE/PET)/增强材料(CH-PET)的比   下垂度(mm)
  纵向(MD)  横向(AMD)
  比较例13   90/10   54.6  72.3
  比较例14   80/20   33.6  50.6
  实施例17   70/30   17.8  23.1
  实施例18   60/40   8.3  9.6
  实施例19   50/50   9.8  11.5
  实施例20   40/60   15.5  23.1
  比较例15   30/70   33.4  49.5
从表5中可以看出，当本发明的汽车顶蓬中的基材(HDPE/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为60/40(实施例18)和50/50(实施例19)时，下垂度显示出小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当基材(HDPE/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为90/10(比较例13)、80/20(比较例14)或30/70(比较例15)时，下垂度显示出大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用HDPE/PET作为基材并使用CH-PET作为增强材料的情况下，当HDPE/PET与CH-PET的重量比为60/40(实施例18)或50/50(实施例19)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例21至实施例24
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(HDPE/PET纤维；Huvis corp.)作为基材，使用共轭中空PET(CH-PET)纤维和双卷曲PET纤维(DC-PET)的混合物作为增强材料，并且HDPE/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例21)、55/35/10(实施例22)、50/40/10(实施例23)或50/20/30(实施例24)。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。
比较例16至比较例18
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例21至实施例24相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，HDPE/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例16)、45/45/10(比较例17)或40/50/10(比较例18)。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例21至实施例26的结果如下表6中所示。
表6
实施例/比较例编号   基材(HDPE/PET)/增强材料(CH-PET/DC-PET)的比   下垂度(mm)
  纵向(MD)   横向(AMD)
  比较例16   65/25/10   23.1   39.1
  实施例21   60/35/5   8.5   9.2
  实施例22   55/35/10   8.9   10.0
  实施例23   50/40/10   7.6   8.8
  实施例24   50/20/30   10.1   14.5
  比较例17   45/45/10   17.2   23.9
  比较例18   40/50/10   26.3   38.2
从表6中可以看出，当HDPE/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例21)、55/35/10(实施例22)或50/40/10(实施例23)时，下垂度显示出小于或等于通常被认作合格标准的10mm，而当HDPE/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为65/25/10(比较例16)、45/45/10(比较例17)或40/50/10(比较例18)时，下垂度显示出大于通常被认作合格标准的10mm。
因此，可以看出在使用HDPE/PET作为基材并使用CH-PET和DC-PET的混合物作为增强材料的情况下，当HDPE/PET∶CH-PET∶DC-PET的重量比为60/35/5(实施例21)、55/35/10(实施例22)或50/40/10(实施例23)时，环境测试中将会显示良好的结果。
实施例25至实施例28
以与实施例1至实施例4相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，使用壳/芯双组分纤维(CoPET/PET纤维；Huvis Corp.)作为基材，使用共轭中空纤维(CH-PET；Huvis Corp.)作为增强材料，并且基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(实施例25)、60/40(实施例26)、50/50(实施例27)或40/60(实施例28)，并将聚酯(PET)薄纱附着在所制备的基质的两侧。以与实施例1至实施例4相同的方式制备试样，并在24小时后测量下垂度。PET薄纱的重量为45g/cm2。
比较例19至比较例22
为证实本发明的汽车顶蓬的特殊性(根据环境测试的稳定性)，以与实施例25至实施例28相同的方式制造汽车顶蓬，不同之处在于，基材(CoPET/PET)与增强材料(CH-PET)的重量比为70/30(比较例19)、60/40(比较例20)、50/50(比较例21)或40/60(比较例15)，并将聚酯薄纱附着在所获得的基质的两侧。24小时后，测量试样的下垂度。
其结果及实施例25至实施例28的结果如下表7中所示。
表7
实施例编号   基材(CoPET/PET)/增强材料(CH-PET)的比 PET薄纱   下垂度(mm)
  纵向(MD)  横向(AMD)
  比较例19   70∶30  无   9.1  10.0
  实施例25   70∶30  有   8.5  9.9
  比较例20   60∶40  无   5.5  8.8
  实施例26   60∶40  有   4.3  5.8
  比较例21   50∶50  无   7.7  9.3
  实施例27   50∶50  有   5.7  8.0
  比较例22   40∶60  无   8.3  10.4
  实施例28   40∶60  有   7.8  9.7
从表7中可以看出，向顶蓬的两侧附加聚酯薄纱不仅改善了产品的外观、吸声性和机械性能，还降低了环境测试中的下垂度。
本发明并不仅限于上述实施例。即使使用与所述基材性质相同的PETG/PET、HDPE/PP等，也可以获得相同的效果。此外，即使使用共轭PET、中空PET或者诸如尼龙6或尼龙66等聚酰胺纤维代替共轭中空PET或双卷曲PET作为前述增强材料，也可以获得相同的效果。

Claims (10)

1.一种汽车顶蓬，所述汽车顶蓬包含通过整体膨胀成型基材和由功能型热塑性有机纤维构成的增强材料而形成的膨胀复合片材，所述基材包含由高熔点芯组分和低熔点壳组分组成的壳-芯双组分纤维。
2.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述基材含量为40重量％～70重量％，所述增强材料含量为30重量％～60重量％。
3.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述基材含量为40重量％～60重量％，所述增强材料含量为40重量％～60重量％。
4.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述基材含量为50重量％～60重量％，所述增强材料含量为40重量％～50重量％。
5.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述基材与所述增强材料的重量比为50∶50或60∶40。
6.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中将聚酯薄纱附着在所述汽车顶蓬的两侧。
7.如权利要求1至5任一项所述的汽车顶蓬，其中所述壳/芯双组分纤维是纺织壳组分为30体积％～50体积％和芯组分为50体积％～70体积％的混合物而生产的双组分纤维，其中所述芯组分的熔点与所述壳组分的熔点不同，所述壳/芯双组分纤维是选自下述组中的至少一种壳/芯双组分纤维，所述组包含由低熔点聚酯共聚物作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的双组分纤维、由聚酯二醇作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的双组分纤维、由高密度聚乙烯作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的双组分纤维、由高密度聚乙烯作为壳组分和聚丙烯作为芯组分构成的双组分纤维以及由聚丙烯作为壳组分和聚酯作为芯组分构成的双组分纤维。
8.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述芯组分的熔点为240℃～270℃，所述壳组分的熔点为110℃～180℃，以使在高温加压下只有所述壳组分熔融并与所述增强材料粘合。
9.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中形成所述增强材料的所述功能型热塑性有机纤维为选自下述组中的至少一种有机纤维，所述组包含共轭聚酯纤维、共轭中空聚酯纤维、中空聚酯纤维、双卷曲聚酯纤维、尼龙6和尼龙66。
10.如权利要求1所述的汽车顶蓬，其中所述汽车顶蓬是可再循环的环境友好的材料。
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