用于结构部件应用的可持续非织造层压件制造技术

本发明专利技术涉及一种非织造层压件、成形制品、其用途、产品和生产工艺。非织造层压件包括：包括多组分短纤维的非织造层(A)，任选地包括多组分或单组分短纤维的非织造层(B)，包括单组分短纤维(c1)和多组分短纤维(c2)的针刺非织造层(C)，任选的包括多组分或单组分短纤维的非织造层(D)，及任选地包括多组分短纤维的非织造层(E)，各层以(A)至(E)的顺序布置，各层通过熔化而非针刺彼此粘合，所述多组分纤维包含聚酯组分和共聚酯组分，层(C)中单组分纤维是聚酯纤维，层(B)和(D)中单组分纤维是共聚酯纤维，层(B)和(D)中共聚酯含量高于层(A)和层(E)中共聚酯含量，非织造层压件的纤维均是聚酯和/或共聚酯纤维。和/或共聚酯纤维。和/或共聚酯纤维。

【技术实现步骤摘要】
用于结构部件应用的可持续非织造层压件


[0001]本专利技术涉及非织造层压件、包括此类非织造层压件的成形制品、其用途、产品和其生产工艺。

技术介绍

[0002]非织造材料和非织造层压件用于各种技术应用中，如用于汽车应用的车身底部护板材料。此类车身底部护板可以通过加热和成形纤维前体材料来生产。车身底部护板应满足严格的性能规格，尤其是关于高机械稳定性、低吸水性和高吸声性。为了满足此类规格，在本领域中总体上已经提出了不同的车身底部护板材料。
[0003]WO 2016/183079 A1公开了一种具有多孔芯层的复合材料制品，复合材料制品包含多种增强纤维和膨松剂(lofting agent)。然而，增强纤维可能降低芯层的可加工性。另外，当制品被加热和成形时，膨松剂可能导致尺寸不稳定性。增强纤维和/或膨松剂还可能增加复合材料制品的成本。
[0004]EP 3 489 008 A1描述了一种具有长纤维非织造织物层和短纤维非织造织物层的双层结构的基底材料非织造织物。这两个非织造织物层包含聚酯纤维。聚丙烯层位于两个非织造织物层之间的界面处。然而，在此类复合材料中使用聚烯烃具有各种缺点。通常，难以回收包括聚烯烃和聚酯的组合的产品。另外，聚丙烯的熔点为约160℃，并且因此产品的耐热性和不可燃性相对低。此外，产品是不均匀的，因为聚酯纤维和聚丙烯在例如伸长率、拉伸强度等方面具有不同的性质。因此，同时使用聚酯和聚丙烯可能潜在地妨碍定制(tailoring)最终产品的特性。
[0005]本领域中的一些非织造层压件包括特定短纤维层和纺粘层的组合。此类层压件的一个普遍问题是短纤维层在加热时可能会收缩，而纺粘层通常不会收缩。这可能导致不令人期望的结构不规则性，结构不规则性可能损害稳定性并且导致差的美学(所谓的象皮效应(elephant skin effect))。另一问题是纺粘非织造材料相对昂贵。
[0006]US 2016/0288451 A1描述了一种具有针刺短纤维芯层的层压件，层压件适合于车辆车身底部应用。通过针刺将至少一层纺粘聚酯层机械地粘合至芯层。然而，通过针刺进行的层压可能以不期望的方式影响整个层结构。例如，来自芯层的针剌短纤维可以穿透外部纺粘聚酯层。此类结构不规则性可能不利地影响稳定性和功能。
[0007]EP 3 769 954 A1公开了包括纺粘非织造层和中心短纤维非织造层的层压件。这些产品适合作为车身底部护板并且可以具有机械稳定性、低吸水性和良好的吸声性。由于层压件不是针刺的，因此可以避免针刺结构的缺点。然而，纺粘非织造材料非常昂贵。纺粘纤维层与短纤维的针刺热定型(heat set)芯层的组合可能导致产生可能具有不同性质的不均匀产品。此外，仍然能够改善性能和机械性质。
[0008]US2018/0251924A1涉及具有疏水性质和吸声性质的非织造复合材料。通常，复合材料包括由用聚烷基硅氧烷或全氟化化合物疏水化的聚烯烃纤维和聚酯纤维构成的表面防水层，以及包括中空多叶形(multi
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lobal)纤维的B
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表面吸声层。贯穿该文献提出了各种
组合件和制造方法，其包括具有在两个层之间插入的膜的层压件。然而，没有公开可以提供关于具体实施例以及是否可以和如何实现有利性质的指导的工作实例。一个普遍问题是此类复合材料是基于各种不同组分，这使得生产变得复杂且昂贵并且难以回收。另外，在不存在工作实例的情况下，从所提出的各种潜在组件、结构和材料中提供功能性产品是繁重的。总的来说，此类复合材料和方法仍然可以得到改进。
[0009]本领域普遍期望克服上述问题的改进的纤维产品，特别是用于车身底部护板应用的纤维产品。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种克服现有技术中遇到的缺点的纤维产品、用途、方法和由其衍生的产品。本专利技术的目的是提供一种纤维产品，纤维产品可以被加热并且成形为期望构型，具体地纤维产品当被加热和成形时是尺寸稳定的。
[0011]具体地，本专利技术的目的是提供一种具有高机械稳定性(特别是关于拉伸强度、弯曲强度和撕裂强度)和低热收缩性质的纤维产品。产品应该是可以相对较低成本并且以相对简单且方便的生产工艺获得的。产品应该是均匀的，具有良好的可回收性、高耐热性和不可燃性、轻质以及高吸声性。
[0012]令人惊讶地，发现本专利技术的潜在问题通过根据权利要求的非织造层压件、成形制品、用途和方法得到解决。贯穿本说明书概述了本专利技术的其他实施例。
[0013]本专利技术的主题是一种非织造层压件，非织造层压件包括：
[0014]‑
非织造层(A)，非织造层(A)包括多组分短纤维，
[0015]‑
任选地，非织造层(B)，非织造层(B)包括多组分短纤维或单组分短纤维，
[0016]‑
针刺非织造层(C)，针刺非织造层(C)包括单组分短纤维(c1)和多组分短纤维(c2)，
[0017]‑
任选的非织造层(D)，任选的非织造层(D)包括多组分短纤维或单组分短纤维，以及
[0018]‑
任选地，非织造层(E)，非织造层(E)包括多组分短纤维，
[0019]其中层以从(A)至(E)的顺序布置，
[0020]其中层通过熔化粘合而不是通过针刺彼此粘合，
[0021]其中多组分纤维包含聚酯组分和共聚酯组分，
[0022]其中层(C)中的单组分纤维是聚酯纤维，
[0023]其中层(B)和(D)中的单组分纤维是共聚酯纤维，
[0024]其中任选的非织造层(B)和(D)中的共聚酯含量高于非织造层(A)和任选的层(E)中的共聚酯含量，
[0025]其中非织造层压件的所有纤维均是聚酯和/或共聚酯纤维，
[0026]其中层(C)的基重为500g/m2至2000g/m2，基重是根据DIN EN 29073
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‑
08测定的，
[0027]其中非织造层压件的弯曲力为至少6N，弯曲力是针对2mm挠度根据ISO 178:2019测定的。
[0028]非织造层(A)至(E)是非织造织物。在本领域中，非织造材料被定义为已通过机械、
热(通过熔化纤维聚合物和纤维彼此粘合)或化学(用粘结剂)方式固结的纤维垫。相反，未固结的单纯的纤维集合体或绒头(pile)不是非织造织物。非织造材料不是织造的或针织的，也不是纸。一般而言，非织造材料是如在DIN EN ISO 9092:2018中定义的纺织织物。通常，非织造纤维无规地铺设并且不对齐。
[0029]层(A)至层(E)以(A)至(E)的顺序布置。如果所有层都存在，则层(B)、层(C)和层(D)嵌入在层(A)与层(E)之间。优选地，层(A)和层(E)屏蔽内层(C)，使之免受环境影响。优选地，任选的层(B)和层(D)是粘结剂层，粘结剂层增强层(A)和层(C)，层(C)和层(E)之间的粘合强度。优选地，非织造复合材料不包括另外的层。优选地，非织造复本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非织造层压件，所述非织造层压件包括：
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非织造层(A)，所述非织造层(A)包括多组分短纤维，
‑
任选地，非织造层(B)，所述非织造层(B)包括多组分短纤维或单组分短纤维，
‑
针刺非织造层(C)，所述针刺非织造层(C)包括单组分短纤维(c1)和多组分短纤维(c2)，
‑
任选的非织造层(D)，所述任选的非织造层(D)包括多组分短纤维或单组分短纤维，以及
‑
任选地，非织造层(E)，所述非织造层(E)包括多组分短纤维，其中所述层以从(A)至(E)的顺序布置，其中所述层通过熔化粘合而不是通过针刺彼此结合，其中所述多组分纤维包含聚酯组分和共聚酯组分，其中层(C)中的所述单组分纤维是聚酯纤维，其中层(B)和(D)中的所述单组分纤维是共聚酯纤维，其中任选的非织造层(B)和(D)中的共聚酯含量高于非织造层(A)和任选的层(E)中的共聚酯含量，其中所述非织造层压件的所有纤维均是聚酯和/或共聚酯纤维，其中层(C)的基重为500g/m2至2000g/m2，所述基重是根据DIN EN29073
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08测定的，其中所述非织造层压件的弯曲力为至少6N，所述弯曲力是针对2mm挠度根据ISO 178:2019测定的。2.根据权利要求1所述的非织造层压件，其中在组合所述层之前，对所述层(A)和(E)进行了针刺。3.根据前述权利要求中至少一项所述的非织造层压件，所述非织造层压件包括层(A)、(C)和(E)或由其组成。4.根据前述权利要求中至少一项所述的非织造层压件，所述非织造层压件具有以下特性中的至少一种特性：
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1mm至10mm的厚度，所述厚度是根据DIN EN ISO 9073
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2测定的；
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根据ASTM 5034:2009，大于等于800N的拉伸强度；和/或
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根据DIN EN 29073
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08，大于等于100N的撕裂强度。5.根据前述权利要求中至少一项所述的非织...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：科德宝两合公司，
类型：发明
国别省市：