CN107848578A - 车辆用车身底罩及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆用车身底罩，包括：中心层；以及覆盖层，配置于上述中心层的两面，上述中心层包括：第一纤维状粒子；第二纤维状粒子；以及粘着材料，用于使上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子粘着，上述第一纤维状粒子与上述第二纤维状粒子借助上述粘着材料相粘着，形成包括气孔的不规则的网状结构，上述第一纤维状粒子为无机纤维或有机纤维，上述第二纤维状粒子包含第一热塑性树脂，上述粘着材料包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。

Description

车辆用车身底罩及其制造方法
技术领域
本发明涉及车辆用车身底罩及其制造方法。
背景技术
车辆用车身底罩具有保护车身免受外部冲击、削减噪声以及通过使空气在车辆行驶过程中顺畅流动来提高燃油经济性的效果。因此，由于在高燃油经济性或安静性等当前对车辆优先考虑的特性方面呈现出优秀的效果，因而不仅用于商用车辆，还延伸到轿车。最初的车辆用车身底罩以保护车身为主要目的来由钢制造，但由于发生腐蚀以及重量重的缺点，因而逐渐被热塑性塑料注塑品代替。但是，相对于普通车辆用车身底罩所需的强度，由于热塑性塑料呈现非常低的物性，因而近来大多使用热塑性树脂与玻璃纤维等强化纤维相配合的复合材料。但是，由于这种强化纤维复合材料由无气孔率的高密度材料构成，因而呈现出重量相对大、无法有效阻断在沙路或石路等地面部所产生的冲击音的缺点。
以往的强化纤维复合材料的制造方式为主要将强化纤维混合到热塑性树脂后通过挤压或模压工序成型的方式。最近，为了提高强度和生产率，通过如下方式制造复合材料，即，使用干式针刺工序或湿式造纸工序来优先制造包含强化纤维的垫形态的原材料，之后使树脂浸渍于垫。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的一实例提供可实现机械强度及轻量化的车辆用车身底罩。
本发明的另一实例提供上述车辆用车身底罩的制造方法。
技术方案
在本发明的一实例中，提供一种车辆用车身底罩，包括：中心层；以及覆盖层，配置于上述中心层的两面，上述中心层包括：第一纤维状粒子；第二纤维状粒子；以及粘着材料，用于使上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子粘着，上述第一纤维状粒子与上述第二纤维状粒子借助上述粘着材料相粘着，形成包括气孔的不规则的网状结构，上述第一纤维状粒子为无机纤维或有机纤维，上述第二纤维状粒子包含第一热塑性树脂，上述粘着材料包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
在本发明的另一实例中，提供一种车辆用车身底罩的制造方法，包括：使强化纤维及二元聚合物纤维分散于酸溶液来准备浆料溶液的步骤；通过湿式造纸工序由上述浆料溶液形成网的步骤；对所形成的上述网进行热处理及干燥来制造复合材料片的步骤；层叠至少2张上述复合材料片之后进行冲压成型来制造复合材料预成型板的步骤；使覆盖层层叠于上述复合材料预成型板的两面的步骤；对两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀的步骤；以及对膨胀的、两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行模压来制造铸模成型的车辆用车身底罩的步骤，上述强化纤维为无机纤维或有机纤维，上述二元聚合物纤维包括芯(core)部和鞘(sheath)部，上述芯部包含第一热塑性树脂，上述鞘部包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
有益效果
上述车辆用车身底罩既可实现拉伸、弯曲及冲击强度等高机械强度，又可实现轻量性，并且，可具有优秀的隔音性能。
附图说明
图1为本发明一实例的车辆用车身底罩的剖视图。
图2为本发明再一实例的车辆用车身底罩中的中心层的简要示意图。
图3示出本发明另一实例的车辆用车身底罩的制造方法中的对强化纤维和二元聚合物施加热量和压力来形成中心层的过程。
图4为示意性地示出本发明还有一实例的车辆用车身底罩的制造方法的图。
图5为本发明又一实例的车辆用车身底罩的制造方法中的在实施例1及实施例2中所制造的用于制造中心层的多孔性预成型板内部的扫描电子显微镜(SEM)照片。
图6为本发明又一实例的车辆用车身底罩的制造方法中的在实施例1及实施例2中所制造的用于制造中心层的多孔性预成型板的切割面中的玻璃纤维剖面放大扫描电子显微镜照片。
具体实施方式
以下，对本发明的实例进行详细的说明。但，这仅作为例示来提出，本发明并不局限于此，本发明仅由后述的申请专利范围来定义。
在本发明的一实例中，提供一种车辆用车身底罩，包括：中心层；以及覆盖层，配置于上述中心层的两面，上述中心层包括：第一纤维状粒子；第二纤维状粒子；以及粘着材料，用于使上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子粘着，上述第一纤维状粒子与上述第二纤维状粒子借助上述粘着材料相粘着，形成包括气孔的不规则的网状结构，上述第一纤维状粒子为无机纤维或有机纤维，上述第二纤维状粒子包含第一热塑性树脂，上述粘着材料包含第二热塑性树脂，上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
图1为本发明一实例的车辆用车身底罩100的剖视图。
在上述中心层10中，上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子以利用上述粘着材料成分涂敷上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子的一部分或整体的状态存在。即，上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子在各个粒子表面形成由上述粘着材料形成的涂敷部。
在上述中心层10中，可通过使上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子的各个涂敷部熔敷，使上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子不规则地粘着。以如上所述的方式粘着的第一纤维状粒子及第二纤维状粒子可形成包括气孔的不规则的网状结构。
配置于上述中心层10的两面的覆盖层30、40互相层叠。上述覆盖层30、40中的一个固定于车身，另一个以朝向下部地面的方式适用于车辆。
上述覆盖层30、40可借助粘结层附着于上述中心层10。即，上述车辆用车身底罩还可在上述覆盖层30、40与上述中心层10之间包括用于使上述覆盖层30、40和上述中心层10相粘结的粘结层50。
图2为本发明再一实例的车辆用车身底罩中的中心层的简要示意图。在图2中，中心层10可由包含第一纤维状粒子1、第二纤维状粒子2及粘着材料3的多孔性纤维强化复合材料形成。
由于用于形成上述中心层的多孔性纤维强化复合材料为既可实现拉伸、弯曲及冲击强度等高机械强度又因密度低而可实现轻量化的材料，因而可有效应用于需具有这种特性的车辆用车身底罩。并且，包括由上述多孔性纤维强化复合材料形成的中心层的上述车辆用底盖可满足优秀的隔音性能条件，并具有优秀的成型性。
上述多孔性纤维强化复合材料提高上述车辆用车身底罩的弯曲部的成型性，即，提高形状性。
车辆用车身底罩被制造成与车身底部的多个部件相对应的多种形状，并包括多个弯曲部。尤其，与具有通过深冲压工序而成的安装部分的车身相对应，用于固定车身底罩的部位的车身底罩的成型性及强度最终对使用车身底罩的车辆的质量产生很大影响。由于上述多孔性纤维强化复合材料的成型性及强度优秀，因而弯曲部的成型性或形状性优秀，从而非常适用于包括多个弯曲部的车辆用车身底罩。
并且，当使这种部分成型时，原材料的延伸率非常重要。例如，通常要求100％以上的延伸率。在使用延伸率不合适的车身底罩的车辆产品中，若日后发生冲压部位的破损，则车身底罩从车身分离，从而可能会产生不利影响。在上述多孔性纤维强化复合材料中，由于在使上述车身底罩成型之后，作为除第一纤维状粒子之外的强化纤维，在原材料的内部还存在包含延伸率相对高的热塑性树脂的第二纤维状粒子，因而有利于使严重弯曲的部分成型。
由上述多孔性纤维强化复合材料形成的上述中心层可通过后述的用于制造车辆用车身底罩的方法形成，在包含由此制造的上述中心层的上述多孔性纤维强化复合材料中，第一纤维状粒子及第二纤维状粒子得到均匀的分散。
若上述第一纤维状粒子及第二纤维状粒子均匀地分散于树脂中，则纤维与树脂之间的结合力增加，从而提高多孔性纤维强化复合材料的强度。
基于如上所述的分散性与强度之间的相关关系，上述中心层的上述多孔性纤维强化复合材料通过提高第一纤维状粒子及第二纤维状粒子(为了方便，还称作“多个纤维状粒子”)的分散性，获得提高强度的效果。
作为确认包含在由上述多孔性纤维强化复合材料形成的上述中心层的多个纤维状粒子的分散性是否得到提高的方法，例如存在用色度计来评价上述多孔性纤维强化复合材料的剖面的方法。由于上述多个纤维状粒子的分散性越优秀，则凝集的部分越少，因而更加均匀地呈现出白色，相反，在上述多个纤维状粒子的分散性下降的情况下，由于上述多个纤维状粒子之间凝集并导致重叠的部分增多，因而这种部分将呈现出更深的颜色。可利用色度计对这种差异进行评价。
作为确认包含在由上述多孔性纤维强化复合材料形成的上述中心层的多个纤维状粒子的分散性是否得到提高的间接性方法，存在对强度进行的方法。若上述多个纤维状粒子的分散性得到提高，则最终使上述中心层的上述多孔性纤维强化复合材料的强度得到提高，因而在使包含在上述中心层的上述多孔性纤维强化复合材料的第一纤维状粒子、第二纤维状粒子及粘着材料的种类及含量等其他条件相同的情况下，仅使多个纤维状粒子的分散性不同，例如，可在通过不同的制造方法制作多孔性纤维强化复合材料之后对强度进行比较。
随着第一纤维状粒子及第二纤维状粒子的分散性变得优秀，如上所述，上述中心层的上述多孔性纤维强化复合材料可实现更加优秀的机械强度，由此，可实现轻量化。
为了形成上述中心层的多孔性纤维强化复合材料，在通过后述的制造车辆用车身底罩的方法制造的复合材料片可由上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子具有单方向取向性的片制造。上述中心层可由多张这种复合材料片层叠而成。以使取向性相同的方式层叠具有取向性的复合材料片来制造上述中心层。像这样，若向上述中心层的多孔性纤维强化复合材料赋予单方向的取向性，则上述中心层沿着上述取向性的方向具有高机械物性。以赋予单方向取向性的方式制造的中心层可承受特定方向的较大压力。因此，上述车辆用车身底罩可使用以需要承受特定方向的较大压力为用途来被赋予单方向取向性的中心层。
上述中心层的多孔性纤维强化复合材料包含第一纤维状粒子及第二纤维状粒子等两种强化纤维。上述中心层的多孔性纤维强化复合材料包含第一纤维状粒子及第二纤维状粒子等全部，因而通过调整第一纤维状粒子及第二纤维状粒子的种类及含量比来设计成可呈现出优秀的规定特性。
例如，作为第一纤维状粒子，使用玻璃纤维等拉伸弹性率高的物质，作为第二纤维状粒子，使用由热塑性树脂制作的热塑性纤维，在使上述中心层的多孔性纤维强化复合材料的强度进一步得到提高的同时，可赋予热塑性树脂的弹性。由于组成第二纤维状粒子的热塑性树脂使用熔点比较高的热塑性树脂，因而相对于仅存在第一纤维状粒子的情况，可期待强度进一步提高。并且，由于热塑性纤维的弹性比第一纤维状粒子的弹性优秀，因而针对外部冲击，可有效地削减冲击能量。
并且，由于包含在上述粘着材料的上述第一热塑性树脂的熔点相对低，因而多孔性纤维强化复合材料具有低温成型特性。
在一实例中，上述中心层的多孔性纤维强化复合材料中的第一纤维状粒子的含量与第二纤维状粒子的含量和粘着材料的含量之和的重量比可以为约20:80至约60:40，具体地，可以为约30:70至约50:50。虽然具有第一纤维状粒子的含量越高，强度越优秀的倾向，但若达到规定含量水平以上，则提高的程度有可能降低。上述含量范围既有效地确保基于第一纤维状粒子含量增加的强度提高效果，同时上述含量范围也是使第二纤维状粒子起到效果的适当的含量范围。
根据后述的车辆用车身底罩的制造方法，第二纤维状粒子和粘着材料由二元聚合物纤维构成。因此，在后述的车辆用车身底罩的制造方法中，通过以上述范围调整第一纤维状粒子和二元聚合物纤维的含量，从而可制造具有上述含量比的中心层。
在另一实例中，上述中心层的多孔性纤维强化复合材料中，相对于100重量份的第二纤维状粒子，可包含约50重量份至约250重量份的粘着材料。通过按上述含量比调整第二纤维状粒子与粘着材料的含量比，从而可在适当地赋予粘着力和弹性的情况下，保持优秀的分散性。
如上所述，在后述的车辆用车身底罩的制造方法中，可通过对二元聚合物纤维的芯(core)部与鞘(sheath)部的含量比进行调整来实现上述第二纤维状粒子与上述粘着材料的含量比。
上述第一纤维状粒子可包含选自由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、碳纳米管、硼纤维、金属纤维及它们的组合组成的组中的至少一种。作为上述金属纤维的例，可举出镍纤维、铁纤维、不锈钢纤维、铜纤维、铝纤维、银纤维、金纤维。
具体地，上述第一纤维状粒子的剖面直径可以为约5μm至约40μm。粗细在上述范围的第一纤维状粒子既可适当地赋予强度，又可确保取向性及分散性。包含粗细达上述范围的第一纤维状粒子的上述多孔性纤维强化复合材料的耐外部冲击力强，当根据后述的上述车辆用车身底罩的制造方法来制造时，若使第一纤维状粒子分散于水溶液中，则使第一纤维状粒子在上述水溶液中具有适当的粘合性(Hydroentangle property)，从而可便于形成复合材料片。
上述第一纤维状粒子的长度可以为约1mm至约50mm。长度达上述范围的第一纤维状粒子既可适当地赋予强度，又可确保取向性及分散性，并且，通过适当地赋予多个纤维状粒子之间的结合力，使上述多孔性纤维强化复合材料具有优秀的强度，同时防止因纤维过长而导致的纤维互相缠绕并凝集使得分散性下降的情况，并适合形成片。
例如，可形成上述第二纤维状粒子的第一热塑性树脂可包含选自由聚酯、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(Nylon)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(PLA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)及它们的组合组成的组中的至少一种。例如，可形成上述第二纤维状粒子的第一热塑性树脂可以为聚丙烯或聚酯。
例如，可形成上述粘着材料的上述第二热塑性树脂可包含选自由聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯(PE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯(PC)、尼龙(Nylon)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(PLA)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene)及它们的组合组成的组中的至少一种。
如上所述，如同上述例示，当选择第一热塑性树脂及第二热塑性树脂时，需要满足第一热塑性树脂的熔点高于第二热塑性树脂的熔点的条件。
并且，能够以使在后述的车辆用车身底罩的制造方法中所使用的二元聚合物纤维的芯部及鞘部材料满足上述条件的方式分别选择第一热塑性树脂及第二热塑性树脂。
具体地，上述第一热塑性树脂的熔点可以为约160℃以上。更加具体地，上述第一热塑性树脂的熔点可以为约200℃至约400℃。通过使第一热塑性树脂的熔点达到上述范围，达到即使粘着材料在低温成型过程中被熔融之后也可保持纤维状。在上述第一热塑性树脂的熔点低于160℃的情况下，存在如下忧虑，即，为了保持纤维状而需使热成型温度维持在过低水平，或者因后期的热稳定性下降而导致包含上述第一热塑性树脂的上述多孔性纤维强化复合材料的尺寸变形或聚合物变质等。并且，由于有可能导致第一热塑性树脂与第二热塑性树脂之间的温度差异过度减小，因而有可能难以控制成型温度。
例如，上述第一热塑性树脂可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
具体地，上述第二热塑性树脂的熔点可低于约200℃。上述粘着材料起到对第一纤维状粒子和第二纤维状粒子进行捆扎的作用，使得用于形成上述粘着材料的上述第二热塑性树脂的熔点低于第一热塑性树脂的熔点，因而若选择熔点比较低的物质，则可在低温下熔融，从而可确保低温成型性。例如，上述粘着材料可使用低熔点的聚酯、聚丙烯等。由于低熔点的聚酯在熔点低于普通聚酯的约100℃至约140℃之间的温度下被熔融，聚丙烯在约160℃的温度下被熔融，因而可根据所要使用的成型温度来适当地选择低熔点的聚酯，具体地，可选择低熔点的聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯等。
在另一实例中，上述第一热塑性树脂的比重高于1。根据后述的车辆用车身底罩的制造方法，在使二元聚合物纤维分散于酸溶液的情况下，需要使用比重高于水的比重1的原材料，这样才可使分散性得到提高及便于形成网状结构。因此，上述二元聚合物纤维的芯部可以为聚酯等比重高于1的热塑性树脂。
上述第二纤维状粒子的剖面直径可以为约5μm至约30μm。粗细达到上述范围的第二纤维状粒子既可适当地赋予强度，又可确保取向性及分散性。包含粗细达到上述范围的第二纤维状粒子的上述多孔性纤维强化复合材料具有优秀的强度特性，当根据后述的上述车辆用车身底罩的制造方法来制造时，若使第二纤维状粒子分散于水溶液中，则使第二纤维状粒子在水溶液中具有适当的粘合性(Hydroentangle property)，从而可以容易地形成复合材料片。
上述第二纤维状粒子的长度可以为约1mm至约50mm。长度达到上述范围的第二纤维状粒子既可适当地赋予强度，又可确保取向性及分散性，并且，通过适当地赋予多个纤维状粒子之间的结合力，从而使上述多孔性纤维强化复合材料具有优秀的强度，同时防止因纤维过长而导致的纤维互相缠绕形成绳(rope)状使得分散性下降的情况，并适合于形成片。
上述中心层的多孔性纤维强化复合材料的气孔率可以为约30体积百分比至约90体积百分比。如上所述，上述中心层的多孔性纤维强化复合材料形成网状结构，并形成开放的气孔。气孔率达到上述范围的上述中心层的多孔性纤维强化复合材料可在保持强度的情况下实现轻量化，并且，可具有优秀的吸收隔音性能。
由于具有经过上述中心层的多孔性纤维强化复合材料的开放的气孔进入的声波借助第二纤维状粒子的纤维的振动来被削减的效果，因而可用作隔音原材料。若上述中心层的多孔性纤维强化复合材料的气孔率越高、第二纤维状粒子的含量越高、声音的波动所经过的长度越长，则能量削减效果越优秀。声音的波动所经过的长度为，例如，即使在具有相同的气孔率的情况下，若原材料自身的厚度厚或气孔的连接性好，则上述声音的波动所经过的长度变长。上述中心层的多孔性纤维强化复合材料既保持规定程度的气孔性，又调整第二纤维状粒子的含量，并且，一同对声音的波动所经过的长度进行调整，从而可作为具有隔音性能得到提高的原材料来制造。尤其，第二纤维状粒子相对于硬质的第一纤维状粒子柔韧，因而第二纤维状粒子的声音能量削减效果高，从而有效地作用于提高隔音性能。
如上所述，上述中心层的多孔性纤维强化复合材料可实现轻量化，具体地，上述多孔性纤维强化复合材料的密度可以为约0.1g/cm3至约1.6g/cm3。
上述中心层的多孔性纤维强化复合材料能够以具有符合用途的重量的方式制造，例如，能够以具有约600g/m2至约3000g/m2的重量的方式制造。
上述覆盖层可使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)化学无纺布、聚丙烯(PP)无纺布、纺粘无纺布、热粘合无纺布、水刺及针刺无纺布等无纺布。并且，除了无纺布之外，还可使用铝箔等隔热表面材料或穿孔片等吸音性能得到加强的表面材料，还可使用它们的组合。
在本发明的另一实例中，提供一种车辆用车身底罩的制造方法，包括：使强化纤维及二元聚合物纤维分散于酸溶液来准备浆料溶液的步骤；通过湿式造纸工序由上述浆料溶液形成网的步骤；对所形成的上述网进行热处理及干燥来制造复合材料片的步骤；层叠至少2张上述复合材料片之后进行冲压成型来制造复合材料预成型板的步骤；使覆盖层层叠于上述复合材料预成型板的两面的步骤；对两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀的步骤；以及对膨胀且两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行模压来制造铸模成型的车辆用车身底罩的步骤。
可通过上述车辆用车身底罩的制造方法来制造上述多孔性纤维强化复合材料。
通过如上所述的方式制造的铸模成型而成的上述车辆用车身底罩包括：中心层；以及覆盖层，配置于上述中心层的两面。
可通过上述车辆用车身底罩的制造方法来制造上述车辆用车身底罩。
以往，通过利用气流成网(Air-laid)、干法成网(Dry-laid)、水刺(Spun-lace)、针刺(Needle-punching)等干式工序来对强化纤维和热塑性树脂进行混合，从而以片或垫形态制造摇粒绒(Fleece)等多孔性复合材料。在通过这种工序制造复合材料的情况下，存在难以使用添加剂、有可能导致分散性下降的问题。相反，上述车辆用车身底罩的制造方法利用湿式造纸工序(Wet-laid)，因而便于使用发泡剂、分散剂及交联剂等添加剂，并可制成对强度及隔音性能产生重大影响的分散性得到提高的多孔性复合材料。
通过使上述车辆用车身底罩形成多孔性车辆用车身底罩，从而不仅具有减少重量的效果，还因多孔性原材料所具有的通气性结构而使隔音性能得到提高。
图3示出上述车辆用车身底罩的制造方法中的用于制造复合材料片的步骤中的对强化纤维4和二元聚合物纤维5施加热量和压力来形成多孔性强化纤维复合材料20的过程。
如图3所示，通过上述车辆用车身底罩的制造方法制造的复合材料片、层叠复合材料片之后通过冲压成型来制造的复合材料预成型板以及使复合材料预成型板膨胀之后铸模成型的车辆用车身底罩的中心层由多孔性强化纤维复合材料20形成。
上述强化纤维4可以为在上述中所说明的上述第一纤维状粒子。因此，对上述强化纤维4的详细说明如同对上述第一纤维状粒子的说明。如上所述，上述强化纤维4可以为无机纤维或有机纤维。
上述二元聚合物纤维5包含芯部5a和鞘部5b，上述芯部5a包含第一热塑性树脂，上述鞘部包含第二热塑性树脂5b。
上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
对上述第一热塑性树脂及上述第二热塑性树脂的详细说明如同上述。
在上述热处理及干燥步骤中，通过使上述鞘部的第二热塑性树脂熔融，从而使上述强化纤维和上述二元聚合物纤维通过热熔敷粘着，由此形成包括气孔的不规则的网状结构。
上述鞘部的第二热塑性树脂在以覆盖上述芯部的状态存在的情况下，在上述热处理及干燥步骤中被熔融的过程中向上述强化纤维转移，从而包围强化纤维的一部分或整体，随着熔融状态被固化，上述鞘部起到使上述二元纤维的芯部及上述强化纤维粘着的粘着材料的作用。
像这样，由于上述鞘部起到粘着材料的作用，因而可在上述车辆用车身底罩的制造方法中不使用额外的粘着材料。
使得用于形成上述二元聚合物纤维的鞘部的热塑性树脂具有比较低的熔点，从而具有可实施低温成型的优点。
多孔性纤维加强复合材料的气孔率、向强化纤维转移的涂敷程度等可通过改变上述二元聚合物纤维中的芯部和鞘部的含量来进行调整。
例如，相对于100重量份的上述芯部100，二元聚合物纤维的上述鞘部的重量可以为约50重量份至约250重量份。
在上述车辆用车身底罩的制造方法中，即使使由具有化学疏水性的热塑性树脂制造的二元聚合物纤维分散于酸溶液来制造上述车辆用车身底罩，也使二元聚合物纤维包括芯部和鞘部，并提高芯部的比重，从而使分散性变得优秀。如上所述，若使上述二元聚合物纤维的芯部的比重大于1，则可在水溶液中的搅拌过程中有效地提高分散率。
上述强化纤维及上述二元聚合物纤维使用上述鞘部经过表面处理的纤维，从而可进一步提高在酸溶液中的分散性，最终，可制造出分散性更加优秀的多孔性纤维强化复合材料。
上述强化纤维及上述二元聚合物纤维的鞘部的表面处理可通过在表面导入氟基、羟基、羧基、烷基等官能团或使用涂敷剂进行涂敷。例如，上述强化纤维或上述二元纤维的聚合物纤维可通过如下方式制造，即，通过浸渍工序等来与上述强化纤维的表面或与上述二元纤维的聚合物纤维的鞘部表面产生作用，从而使可导入上述官能团的表面处理剂与纤维进行反应。
具体地，借助可在制造上述强化纤维及上述二元聚合物纤维时使用的表面处理剂或涂敷剂来对上述强化纤维或上述二元聚合物纤维进行硅烷处理，从而可提高纤维之间的结合力，或者通过碳化(Carbonization)来提高耐热性，或者通过水解(Hydrolysis)来提高亲水性，或通过氧化(Oxidation)来提高水分散性。
例如，表面处理剂可举出氟类蜡(例如，全氟辛酸铵(PFAO)等)、烃类蜡、硅类聚合物等。
涂敷剂按照其成分可被赋予亲水性/疏水性、防水性、阻燃性、不燃性、耐热性、耐酸性、耐碱性、耐久性、耐污染性等特性。具体地，作为涂敷剂可使用氟类蜡(例如，全氟辛酸铵等)、烃类蜡等防水剂、硅类聚合物增容剂(Compatibilizer)等。
可根据所要制造的多孔性纤维强化复合材料的目标物性，来对强化纤维和二元聚合物成分的含量比进行调整。
例如，上述强化纤维与上述二元聚合物成分的重量比可以为约20:80至约60:40，具体地，可以为约30:70至约50:50。
具体地，在上述车辆用车身底罩的制造方法中，可以每1L的上述酸溶液中总含量在0.1g至约10g的方式混合上述强化纤维及上述二元聚合物纤维。通过以上述范围的含量来对上述强化纤维及上述二元聚合物纤维的纤维总量进行调整，从而保持优秀的分散性，由此能够以厚度均匀的片来制造，并可确保基于优秀的分散性的物性。
上述酸溶液的pH可以为约1至约4。通过按上述范围调整上述酸溶液的pH，从而既使作为玻璃纤维组成物的二氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)、硼(B2O5)不在强酸中被化学分解，又使玻璃纤维表面产生电荷，从而使分散性进一步提高。
上述车辆用车身底罩的制造方法还可包括对上述浆料溶液进行搅拌的步骤。通过实施对上述浆料溶液进行搅拌的步骤，从而使分散性进一步提高。
在上述车辆用车身底罩的制造方法中，对所形成的上述网进行热处理及干燥的步骤可在约100℃至约180℃的温度下执行。上述温度范围以二元纤维的鞘部开始软化(Softening)或被熔融的温度为基准而定。在上述温度低于100℃的情况下，难以使水分干燥，并且二元聚合物纤维(鞘部)的软化也未充分发生，因而以片的形状完成干燥，从而在形成复合材料片之后使水分残留，或难以使复合材料片具有固定的性状。相反，在上述温度高于180℃的情况下，由于二元聚合物纤维的鞘部完全被熔融，从而难以从二元纤维均匀地变成强化纤维。并且在熔融温度以上的温度条件下，还存在有可能使二元聚合物纤维的鞘部聚合物变质的隐患。
可通过适当地调整二元聚合物纤维的芯部的剖面直径，并在适当的热处理温度下进行热处理及干燥，从而使二元聚合物纤维的芯不被熔融，而包含于最终制备成纤维状粒子的车辆用车身底罩的中心层内部。
在执行上述湿式造纸工序的过程中，在纤维均匀混合于浆料的水溶液之后，沿着向输送带移动的网眼形成湿式网(Hydro-entangled web)，多个纤维在沿着网眼上升的过程中被赋予梯度，从而可使所制造的上述复合材料片具有取向性。像这样，通过对层叠被赋予取向性的复合材料片而获得的上述复合材料预成型板及最终制造的车辆用车身底罩的中心层向纤维成分赋予单方向的取向性，从而可进一步加强上述单方向上的对抗强度。
例如，随着上述第二纤维状粒子的含量增加，有可能不利于尺寸的稳定性，但为了加强上述稳定性，可赋予取向性。
像这样，最终制造的上述车辆用车身底罩的中心层能够以与用途相对应地选择性地被赋予取向性。
例如，当纤维从流浆箱向输送带移送并形成复合材料片时，在形成上述复合材料片的部分赋予梯度(形成斜腹板(inclined web formation))，从而能够以如下方式设计工序，即，相对于平面输送带，使纤维很好地向机器方向(MD，Machine direction)卧倒。方向性能够以分为机器方向(MD，Machine direction)和十字方向(CD，Cross direction)的方式被赋予，相对于十字方向，向机器方向赋予方向性更容易。
上述浆料溶液还可包含交联剂或额外的粘结剂等添加剂。
上述交联剂起到用于加强强化纤维与二元聚合物纤维之间的化学结合力的作用，例如，可使用硅烷类化合物、马来酸类化合物等。
相对于100重量份的整体纤维(强化纤维及二元聚合物纤维之和)，上述交联剂的含量可以为0重量份至5重量份。
上述额外的粘结剂可使用淀粉、酪蛋白、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)等水溶性聚合物；聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等乳状类；水泥类、硫酸钙类粘土(Clay)、硅酸钠、硅酸铝、硅酸钙的无机类化合物等。
相对于100重量份的整体纤维(强化纤维及二元聚合物纤维之和)，上述额外的粘结剂的含量可以约0重量份至约5重量份。
若从上述浆料溶液经过网所形成的复合材料片的多个纤维状粒子的分散性良好，则使复合材料片内部的厚度偏差下降。上述多个纤维状粒子的分散性越优秀，多个纤维状粒子相互凝集的部分越少，相反，在上述多个纤维状粒子的分散性下降的情况下，多个纤维状粒子相互凝集。若多个纤维状粒子相互凝集，则相当于上述凝集部分的复合材料片的厚度上升。因此，多个纤维状粒子的分散性优秀的复合材料片将具有规定的厚度。即，多个纤维状粒子的分散性优秀的复合材料片使内部的厚度偏差下降。
在一实例中，上述复合材料片内部的厚度偏差可以为约2mm以下。
在另一实例中，上述复合材料片内部的厚度偏差可以为约0.3mm以下。
上述“复合材料片内部的厚度偏差”是指1个复合材料片所具有的最大厚度与最小厚度之差。
上述复合材料预成型板通过对2张以上的多张复合材料片进行压接而成，具体地，可与最终产品的目标单位面积重量相应地决定层叠几张。例如，若产品的最终单位面积重量为1200g/m2，则大致层叠2张至12张上述复合材料片之后，可通过施加热量和压力来进行热冲压成型，由此制造复合材料预成型板。
在首先使复合材料预成型板以如上所述的方式成型之后，再使上述复合材料预成型板升温并膨胀来以铸模成型的方式制造上述车辆用车身底罩，从而可获得多种优点。
作为多种优点之一，可通过适当调节上述复合材料预成型板升温并膨胀的程度，按多种厚度制造最终成型品。例如，若膨胀高度为10mm，则能够以1～8mm的厚度来成型，但是，若膨胀高度为6mm，则仅能够以1～5mm程度的厚度来成型。
在车身底罩产品中，由于厚度厚的部分的密度相对低，因而隔音性能优秀，相反，厚度薄的部分的密度高，因而纤维之间的粘着力得到提高，从而在拉伸及弯曲强度方面呈现优秀的物性。因此，有必要以多种适当的厚度生产最终产品。
由于上述车辆用车身底罩可利用上述复合材料预成型板来以多种厚度制造，因而有利于实现吸音性质和调整实现优秀强度的物性。
具体地，在上述车辆用车身底罩中，强度重要的螺纹紧固部位或修剪部位以2mm以下的厚度成型，以密度接近100％的厚度成型，强度相对不重要的部位(中心部等)能够以3.5mm以上的厚度成型。
上述热冲压成型可在可使上述二元纤维的鞘部熔融且无法使芯部熔融的温度下执行。若在这种温度范围内执行上述热冲压成型，则随着鞘部被熔融，使上述复合材料片之间的接口被熔敷。
具体地，上述冲压成型可在约100℃至约180℃的温度下通过施加约1巴(bar)至约30巴的压力来使上述复合材料片复合成型，从而制造复合材料预成型板。
上述热冲压成型可通过双带冲压成型来连续制造复合材料预成型板。
上述复合材料预成型板的密度可以为约0.2g/cm3至约1.6g/cm3。在以使密度达到上述范围的方式对上述复合材料预成型板进行压接之后通过追加成型来实现的产品中，可实现更加优秀的强度。若上述复合材料预成型板的密度小于0.2g/cm3，则当对上述复合材料预成型板进行预热来制造最终产品时，导致表面与中心部的热传递分布(熔融程度)不同，因而有可能导致物性下降，若上述复合材料预成型板的密度大于1.6g/cm3，则由于当日后铸模成型时需要通过高压提高密度，因而当进行冲压作业时，有可能使玻璃纤维破碎，从而导致物性下降。
上述复合材料预成型板的厚度能够以约0.5mm至约10mm的厚度来制造。
像这样，上述复合材料预成型板被制作成使第一纤维状粒子及第二纤维状粒子均匀地分散。
若上述第一纤维状粒子及第二纤维状粒子均匀地分散于树脂中，则会增加纤维与树脂之间的结合力，从而提高复合材料片、复合材料预成型板及由此制造的车辆用车身底罩的强度。
基于如上所述的分散性与强度之间的相关关系，上述车辆用车身底罩的中心层通过提高多个纤维状粒子的分散性，获得提高强度的效果。
如上所述，由于以压接的方式制造的上述复合材料预成型板的多个纤维状粒子的分散率优秀，从而可使整个复合材料预成型板均匀地具有优秀的机械物性特性。例如，即使在上述复合材料预成型板的多个位置进行冲击强度特性评价，结果也均匀地呈现出优秀的冲击强度。具体地，根据ASTM D3763基准来对上述复合材料预成型板进行落球冲击实验，在通过上述实验所获得的冲击强度中，在一个复合材料预成型板中获得的冲击强度的最大值和最小值之差可以为0.2J/mm以下。换句话讲，在上述复合材料预成型板，根据ASTM D3763基准在上述复合材料预成型板中的任意2个位置测定的冲击强度之差可以为0.2J/mm以下。
若由上述复合材料预成型板来制造最终车辆用车身底罩，则所获得的最终车辆用车身底罩既可实现更加优秀的拉伸、弯曲及冲击强度等高机械强度，又因密度低而实现轻量化。
上述复合材料预成型板作为通过冲压成型方式以被压接的状态制造的中间材料，具体地，压接的程度可达到如下水平，即，当在约140℃至约240℃的温度下放置约0.5分钟至约10分钟时，相对于初期体积，膨胀率可达到200体积百分比至600体积百分比，具体可达到400体积百分比至600体积百分比的膨胀率。
如上所述，上述复合材料预成型板以被压缩的状态来制造，之后，可通过放样(lofting)等追加的成型工序使上述复合材料预成型板在膨胀后被铸模成型。在上述复合材料预成型板中，粘着材料对具有弹性的多个纤维状粒子进行粘结，当加热时，粘着材料的第二热塑性树脂被软化(Softening)或被熔融(Melting)，因而使多个纤维状粒子的粘着力被缓解(relaxation)，从而使上述复合材料预成型板膨胀。
在上述复合材料预成型板中，对呈现优秀的机械物性的第一纤维状粒子的适当的含量说明如下，即，通过对第二纤维状粒子的含量比进行适配，使得第一纤维状粒子及第二纤维状粒子的多个纤维状粒子相互缠绕，从而使具有应力的纤维的比例进一步上升，因而有助于提高膨胀性。并且，由于存在包含热塑性树脂的第二纤维状粒子，因而也有助于提高膨胀性。
像这样，上述复合材料预成型板可在接下来的铸模成型工序中发挥优秀的膨胀性，从而可在铸模成型时以多种厚度进行成型。
为了使这种膨胀性达到极大化，有时会添加额外的膨胀剂。如上所述，由于上述复合材料预成型板的膨胀性优秀，因而即使不包含膨胀剂，也在日后铸模成型时，能够使上述复合材料预成型板的膨胀达到规定水平并成型。因此，上述复合材料预成型板可以为了特定的目的而包含膨胀剂，但也可不包含膨胀剂。
作为层叠于上述复合材料预成型板的两面的覆盖层，可使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)化学无纺布、纺粘无纺布、热粘合无纺布等无纺布。
可利用粘结剂将上述覆盖层接合于上述复合材料预成型板，在此情况下，最终获得的车辆用车身底罩在上述中心层之间还包括用于使上述覆盖层和上述中心层附着的粘结层。
接着，对两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀，具体地，在约140℃至约240℃的温度下放置约0.5分钟至约10分钟来执行。通过加热，使设置于上述覆盖层之间的上述复合材料预成型板膨胀，膨胀程度可根据之后的模压工序条件、最终所要获得的车辆用车身底罩的物性、加热温度及时间来调整。
若通过进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀，则上述复合材料预成型板所包括的气孔增大，随之气孔率也上升。
通过进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀，从而使上述复合材料预成型板膨胀至约200体积百分比至约600体积百分比时的气孔率达到约50体积百分比至约90体积百分比。
利用具有开放的气孔及气孔率达到上述范围的复合材料预成型板来制造的上述车辆用车身底罩可满足优秀的隔音性能条件。
接着，对在以如上所述的方式膨胀的复合材料预成型板的两面层叠有覆盖层的层叠物进行模压，从而制造铸模成型的车辆用车身底罩。
上述模压工序可在约5℃至约100℃的温度下施加约1巴至约100巴的压力来执行。上述模压工序条件不受限制，可根据所要获得的车辆用车身底罩的物性来适当进行调整。
并且，可根据另一实例来以如下方式制造上述车辆用车身底罩。首先，对强化纤维及二元聚合物纤维进行配合之后，在含有添加剂的水溶液中对经过配合的纤维进行搅拌，之后向可形成网的流浆箱(head box)移送。流浆箱内的浆料一边经过真空吸气系统，一边形成湿式网，并在经过干燥器的过程中被制造成片形态的复合材料片。为了日后便于进行热成型，使上述复合材料片的重量达到每平方米约50g至约600g。为了可使二元聚合物纤维的鞘部起到粘结剂的作用，干燥温度根据鞘部的原材料来被设定为约100℃至约180℃。根据用途对所制成的片形状的复合材料进行切割并层叠，之后通过热压接冲压制造厚度达约0.5mm至约10mm的板状的复合材料预成型板。
在对复合材料预成型板进行成型时，在使用由低熔点聚酯鞘部组成的二元纤维的情况下，可在比使用由普通的聚丙烯鞘部组成的二元聚合物纤维时的温度低的温度下进行成型。
将用于形成所要用于上述复合材料预成型板的上部及下部的覆盖层的材料，例如，使聚对苯二甲酸乙二酯化学无纺布、纺粘无纺布或热粘合无纺布等无纺布层叠于上述复合材料预成型板的两面来形成层叠体，在红外线烘箱对上述层叠体进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀，之后向常温的冲压工序移送，之后可通过施加压力来制造车辆用底盖。
如上所述，上述层叠体可根据需要选择性地使粘结层设置于覆盖层与中心层之间并固定，之后可通过冷成型(cold press)来进行接合。
图4为示意性地示出根据上述一实例说明的车辆用底盖的制造方法的图。
以下，记载本发明的实施例及比较例。这种下述的实施例仅为本发明的一实施例，本发明并不局限于下述的实施例。
实施例
实施例1
作为二元聚合物纤维，准备如下的纤维：聚酯芯部与低熔点聚酯鞘部具有50:50的重量比，为了确保水类分散性而具有5mm的长度、4旦(denier)(约20μm的剖面直径)的厚度。并将以适合水类分散的方式涂敷的剖面直径为13μm的玻璃纤维切割成13mm的长度来准备了玻璃纤维。将40重量份的上述玻璃纤维及60重量份的上述二元聚合物纤维进行配合之后利用盐酸在PH被调整为2的水溶液中搅拌了1个小时。在此情况下，使每1L水中的玻璃纤维及二元聚合物纤维的纤维总含量达到2g。对以如上所述的方式经过搅拌过程的水溶液浆料，在流浆箱中通过真空吸入装置执行了湿式造纸工序，以形成网。在形成网之后通过温度达140℃的烘干器使水分完全干燥，从而制造出复合材料片。被干燥的复合材料片的定量为120g/m2，大致呈现1.5mm的厚度。通过按1200g/m2的定量层叠10张复合材料片后，在170℃的温度及5巴的压力下通过热压(Hot press)工序成型为1.5mm厚度的复合材料预成型板。通过在IR烘箱内且在200℃的温度下对以如上所述的方式制造的复合材料预成型板进行了2分钟的预热，从而使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的模压工序移送之后通过施加1巴的压力来进行模压，从而完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
实施例2
为了能够提高与聚酯树脂之间的结合力，使用了表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维来代替在实施例1中使用的玻璃纤维，除了这一点之外，在以与实施例1相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例1相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
实施例3
以10重量份的在实施例2中使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维及90重量份的二元聚合物纤维进行配合，除了这一点之外，在以与实施例2相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例2相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
实施例4
以90重量份的在实施例2中使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维及10重量份的二元聚合物纤维进行配合，除了这一点之外，在以与实施例2相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例2相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
实施例5
作为二元聚合物纤维，准备如下的纤维：聚酯芯部与低熔点聚酯鞘部具有50:50的重量比，为了确保水类分散性而具有5mm的长度、4旦(denier)(约20μm的剖面直径)的厚度的纤维。并将以适合水类分散的方式涂敷的剖面直径为13μm的玻璃纤维切割成13mm的长度来准备了玻璃纤维。将40重量份的上述玻璃纤维及60重量份的上述二元聚合物纤维进行配合之后利用盐酸在PH被调整为2的水溶液中搅拌了1个小时。在此情况下，使每1L水中的玻璃纤维及二元聚合物纤维的纤维总含量达到2g。对以如上所述的方式经过搅拌过程的水溶液浆料，在流浆箱中通过真空吸入装置执行了湿式造纸工序，以形成网。在形成网之后通过温度达140℃的烘干器使水分完全干燥，从而制造出复合材料片。被干燥的复合材料片的定量为120g/m2，大致呈现1.5mm的厚度。通过按1200g/m2的定量层叠10张复合材料片后，在170℃的温度及5巴的压力下通过热压(Hot press)工序成型为2mm厚度的复合材料预成型板。通过在IR烘箱内且在200℃的温度下对以如上所述的方式制造的复合材料预成型板进行了2分钟的预热，从而使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的模压工序移送之后通过施加1巴的压力来进行模压，从而完成了平均厚度达2.5mm的车辆用车身底罩。
实施例6
使用了在实施例2中所使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维来代替在实施例5中所使用的玻璃纤维，除了这一点之外，在以与实施例5相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例5相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.5mm的车辆用车身底罩。
实施例7
以10重量份的在实施例6中使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维及90重量份的二元聚合物纤维进行配合，除了这一点之外，在以与实施例6相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例6相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.5mm的车辆用车身底罩。
实施例8
以90重量份的在实施例6中使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维及10重量份的二元聚合物纤维进行配合，除了这一点之外，在以与实施例6相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与实施例2相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达.5mm的车辆用车身底罩。
比较例1
将以适合水类分散的方式涂敷的13μm的玻璃纤维切割成13mm的长度来准备了玻璃纤维。将40重量份的上述玻璃纤维及60重量份的具有5mm的长度、4旦(denier)(约20μm的剖面直径)的厚度的聚丙烯纤维进行配合，之后利用盐酸在PH被调整为2的水溶液中搅拌了1个小时。在此情况下，使每1L水中的玻璃纤维及聚丙烯纤维的纤维总含量达到2g。对以如上所述的方式经过搅拌过程的水溶液浆料，在流浆箱中通过真空吸入装置执行了湿式造纸工序，以形成网。在形成网之后通过温度达140℃的烘干器使水分完全干燥，从而制造出复合材料片。被干燥的复合材料片的定量为120g/m2，大致呈现1.5mm的厚度。通过按1200g/m2的定量层叠10张复合材料片后，在170℃的温度及5巴的压力下通过热压工序成型为1.5mm厚度的复合材料预成型板。通过在IR烘箱内且在200℃的温度下对以如上所述的方式制造的复合材料预成型板进行了2分钟的预热，从而使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的模压工序移送之后通过施加1巴的压力来进行模压，从而完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
比较例2
使用了在实施例2中所使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维来代替在比较例1中所使用的玻璃纤维，除了这一点之外，在以与比较例1相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与比较例1相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
比较例3
对在比较例1中使用的40重量份的玻璃纤维及60重量份的聚丙烯纤维进行配合，并利用干式针刺工序制造定量为600g/m2的复合材料片之后，接着，层叠两张复合材料片来在170℃的温度下及1巴的压力下通过热压工序进行铸模成型，从而完成了平均厚度达2.0mm的车辆用车身底罩。
比较例4
将以适合水类分散的方式涂敷的13μm的玻璃纤维切割成13mm的长度来准备了玻璃纤维。将40重量份的上述玻璃纤维及60重量份的具有5mm的长度、4旦(denier)(约20μm的剖面直径)的厚度的聚丙烯纤维进行配合，之后利用盐酸在PH被调整为2的水溶液中搅拌了1个小时。在此情况下，使每1L水中的玻璃纤维及聚丙烯纤维的纤维总含量达到2g。对以如上所述的方式经过搅拌过程的水溶液浆料，在流浆箱中通过真空吸入装置执行了湿式造纸工序，以形成网。在形成网之后通过温度达140℃的烘干器使水分完全干燥，从而制造出复合材料片。被干燥的复合材料片的定量为120g/m2，大致呈现1.5mm的厚度。通过按1200g/m2的定量层叠10张复合材料片后，在170℃的温度及5巴的压力下通过热压工序成型为2mm厚度的复合材料预成型板。通过在IR烘箱内且在200℃的温度下对以如上所述的方式制造的复合材料预成型板进行了2分钟的预热，从而使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的模压工序移送之后通过施加1巴的压力来进行模压，从而完成了平均厚度达2.5mm的车辆用车身底罩。
比较例5
使用了在实施例2中所使用的表面经过特殊的硅烷涂敷处理的玻璃纤维来代替在比较例4中所使用的玻璃纤维，除了这一点之外，在以与比较例4相同的方法制造复合材料片之后，接着，以与比较例4相同的方法使复合材料预成型板成型，之后重新在IR烘箱内且在200℃的温度下通过2分钟的预热来使上述复合材料预成型板膨胀，并向常温的冲压工序移送之后通过施加压力完成了平均厚度达2.5mm的车辆用车身底罩。
比较例6
对40重量份的在比较例4中所使用的玻璃纤维及60重量份的聚丙烯纤维进行配合，并利用干式针刺工序制造定量为600g/m2的复合材料片之后，接着，层叠2张复合材料片来在170℃的温度及1巴的压力下通过热压工序进行铸模成型，从而完成了平均厚度达2.5mm的平均厚度形成的车辆用车身底罩。
评价
实验例1
对在实施例1至实施例8及比较例1至比较例8中制造的车辆用车身底罩的拉伸强度、拉伸弹性率、弯曲强度及弯曲弹性率等机械物性进行了比较。在常温下，在实施例1至实施例4及比较例1至比较例4中制造的车辆用车身底罩分别被放置24小时，之后对拉伸强度和弯曲强度进行了测定。
以ASTM D638基准对2mm厚度的车辆用车身底罩样本进行了拉伸强度及拉伸弹性率方面的测定，以ASTM D790基准对2.5mm厚度的车辆用车身底罩样本进行了弯曲强度及弯曲弹性率方面的测定。并将结果分别记载于表1及表2。
表1
表2
确认到实施例4的玻璃纤维的含量高于实施例2的玻璃纤维的含量，相反，实施例2的拉伸强度最高。由于玻璃纤维自身所具有的高拉伸弹性率值，因而含量越增加，拉伸弹性率的值理应越高，但相反，实施例2的值高于实施例4的值。由此可知，玻璃纤维的含量越增加，则越对提高强度方面起到作用，但是，若达到规定含量以上，则不再起到提高强度的作用，因而带来最佳机械物性的最佳含量可以为实施例2的玻璃纤维含量水平。
实验例2
准备了在实施例1及比较例1中所制造的复合材料预成型板的样本及比较例3的车辆用车身底罩的样本。在各个样本中的任意选择的五个位置分别进行了冲击强度测定。
冲击强度评价方法如下，即，作为对冲击能量的吸收能力的评价，将各个样本的复合材料预成型板(实施例1及比较例1)或车辆用车身底罩(比较例3)在常温下放置24小时之后实施了落球冲击实验。落球冲击实验在常温下以ASTM D3763基准来实施。
上述结果记载于表3。
表3
在实施例1中，任意五个位置上的冲击强度测定结果呈现出均匀的态势，相比之下，在比较例1中，任意五个位置上的冲击强度测定结果呈现出存在差异。由此可以确认，由于实施例1中的多个纤维状粒子的分散性优秀，因而复合材料预成型板整体上具有优秀的物性，在比较例1中，在纤维状粒子相互凝集的位置呈现出优秀的冲击强度，但在纤维状粒子的密度有可能下降的位置，冲击强度有可能下降。
实验例3
对分别在实施例1、比较例1及比较例3中所制造的车辆用车身底罩的吸音性能的物性进行了比较。
以KS2816-2基准对具有2mm厚度的车辆用车身底罩的样本进行了吸音性能的测定。并将结果记载于表4。
表4
分类 平均吸音系数
实施例1 0.19
比较例1 0.17
比较例3 0.14
实施例1、比较例1及比较例3中的各个样本中的玻璃纤维与聚合物重量比相同，但可确认到实施例1的吸音性能最优秀。
在吸音性能方面，当噪声从外部到达车身底罩时，因原材料中的纤维振动及气孔而实现吸音效果。在实施例1中，实时在最终成型之后，除了玻璃纤维，还仍然存在二元聚合物纤维的芯部部分，从而可通过增加纤维振动效果来提高吸音性能。不仅如此，可知玻璃纤维的分散性比比较例3的玻璃纤维的分散性高，因而气孔的分布均匀，从而呈现高吸音性能。
图5为比较例1(左侧照片)及实施例1(右侧照片)的复合材料预成型板的内部的扫描电子显微镜照片。可确认到，在实施例1中，二元聚合物纤维的芯部与玻璃纤维一同保持纤维状粒子，相反，在比较例1中，丙烯酸纤维状无法保持纤维的形态。由于在实施例1中，二元聚合物纤维的芯部保持纤维状，因而确认到，在热成型之后，原材料中的纤维状粒子的含量较之比较例1增加。
图6为在实施例1(左侧照片)及实施例2(右侧照片)的复合材料预成型板的断裂面(拉伸实验后)中放大玻璃纤维的剖面的扫描电子显微镜照片。
在实施例2中，为了通过提高与聚合物的化学亲和力来提高结合力，使用了由硅烷系列的化合物进行表面处理的玻璃纤维，如图4所示，可确认到，成型之后的玻璃纤维与聚合物的化学结合力得到了提高。相对于实施例1，在实施例2中可确认到，断裂之后的强化纤维(玻璃纤维)的表面杂乱地粘有树脂(二元聚合物纤维的鞘部的树脂物质)，其原因在于，强化纤维(玻璃纤维)与树脂进行化学结合。像这样，在强化纤维与树脂进行化学结合的情况下，可使在断裂时强化纤维从树脂脱离(被拔出)的同时发生缺陷(defect)的现象达到最小化。最终，相对于实施例1的情况，可提高拉伸强度。
以上，对本发明的优选实施例进行了详细的说明，但本发明的权利范围并不局限于此，本发明所属技术领域的普通技术人员利用在以下申请专利范围中所定义的本发明的基本概念来对本发明所实施的多种变形及改良形态也属于本发明的权利范围。
附图标记的说明
1：第一纤维状粒子
2：第二纤维状粒子
3：粘着材料
4：强化纤维
5：二元聚合物纤维
5a：芯部
5b：鞘部
10：中心层
20：多孔性强化纤维复合材料
30、40：覆盖层
50：粘结层
100：车辆用车身底罩

Claims (34)

1.一种车辆用车身底罩，其特征在于，
包括：
中心层；以及
覆盖层，配置于上述中心层的两面，
上述中心层包括：
第一纤维状粒子；
第二纤维状粒子；以及
粘着材料，用于使上述第一纤维状粒子和上述第二纤维状粒子粘着，
上述第一纤维状粒子与上述第二纤维状粒子借助上述粘着材料相粘着，形成包括气孔的不规则的网状结构，
上述第一纤维状粒子为无机纤维或有机纤维，
上述第二纤维状粒子包含第一热塑性树脂，
上述粘着材料包含第二热塑性树脂，
上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
2.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
在上述中心层中，上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子在各个粒子表面利用上述粘着材料涂敷一部分或整体而形成涂敷部，形成于各个表面的上述涂敷部以熔敷的方式互相粘着。
3.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
在上述中心层中，上述第一纤维状粒子的含量与上述第二纤维状粒子的含量和上述粘着材料的含量之和的重量比为20:80至60:40。
4.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
在上述中心层中，相对于100重量份的上述第二纤维状粒子，上述粘着材料的重量为50重量份至250重量份。
5.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一纤维状粒子及上述第二纤维状粒子具有单方向取向性。
6.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一纤维状粒子包含选自由玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维、碳纳米管、硼纤维、金属纤维及它们的组合组成的组中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一纤维状粒子的剖面直径为5μm至40μm。
8.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一纤维状粒子的长度为1mm至50mm。
9.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一热塑性树脂包含选自由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、聚碳酸酯、尼龙、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚四氟乙烯及它们的组合组成的组中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第二热塑性树脂包含选自由聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乳酸、聚四氟乙烯、及它们的组合组成的组中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一热塑性树脂的熔点为160℃以上。
12.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第一热塑性树脂的比重大于1。
13.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第二热塑性树脂的熔点小于200℃。
14.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第二纤维状粒子的剖面直径为5μm至30μm。
15.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述第二纤维状粒子的长度为1mm至50mm。
16.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述中心层的气孔率为30体积百分比至90体积百分比。
17.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述中心层的密度为0.1g/cm3至1.6g/cm3。
18.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述中心层具有600g/m2至3000g/m2的定量。
19.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
上述覆盖层包括选自由无纺布、隔热表面材料、穿孔片及它们的组合组成的组中的至少一种。
20.根据权利要求1所述的车辆用车身底罩，其特征在于，
在上述覆盖层与上述中心层之间还包括用于使上述覆盖层和上述中心层附着的粘结层。
21.一种车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
包括：
使强化纤维及二元聚合物纤维分散于酸溶液来准备浆料溶液的步骤；
通过湿式造纸工序由上述浆料溶液形成网的步骤；
对所形成的上述网进行热处理及干燥来制造复合材料片的步骤；
层叠至少2张上述复合材料片之后进行冲压成型来制造复合材料预成型板的步骤；
使覆盖层层叠于上述复合材料预成型板的两面的步骤；
对两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行加热来使上述复合材料预成型板膨胀的步骤；以及
对膨胀的、两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板进行模压来制造铸模成型的车辆用车身底罩的步骤，
上述强化纤维为无机纤维或有机纤维，
上述二元聚合物纤维包括芯部和鞘部，
上述芯部包含第一热塑性树脂，上述鞘部包含第二热塑性树脂，
上述第一热塑性树脂的熔点高于上述第二热塑性树脂的熔点。
22.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
上述铸模成型的车辆用车身底罩包括：
中心层；以及
覆盖层，配置于上述中心层的两面。
23.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
上述强化纤维与上述二元聚合物成分的重量比为20:80至60:40。
24.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
上述二元聚合物纤维的芯部的比重大于1。
25.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
以每1L的上述酸溶液中总含量在0.1g至10g的方式混合上述强化纤维及上述二元聚合物纤维。
26.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
对所形成的上述网进行热处理及干燥的步骤在100℃至180℃的温度下执行。
27.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
就上述复合材料片而言，上述复合材料片内的厚度偏差为2mm以下。
28.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
在上述冲压成型过程中，在100℃至180℃的温度下施加1巴至30巴的压力对上述复合材料片进行热冲压成型来制造复合材料预成型板。
29.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
上述复合材料预成型板的密度为0.2g/cm3至1.6g/cm3。
30.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
上述复合材料预成型板的气孔率为5体积百分比至80体积百分比。
31.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
根据ASTM D3763在上述复合材料预成型板内的任意2个位置测定的上述复合材料预成型板的冲击强度之差为0.2J/mm以下。
32.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
使两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板的温度上升至140℃至240℃来使上述复合材料预成型板膨胀。
33.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
使两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板的温度上升来使上述复合材料预成型板的体积相对于初期体积膨胀成200体积百分比至600体积百分比。
34.根据权利要求21所述的车辆用车身底罩的制造方法，其特征在于，
在5℃至100℃的温度下对膨胀的、两面层叠有覆盖层的上述复合材料预成型板施加1巴至100巴的压力来执行模压。
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