專利名稱：層壓片及其材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及(1)用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料的一種層壓片，尤其，通過應(yīng)用一種可使其含有天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層作為內(nèi)部構(gòu)件的單元，能顯示車輛內(nèi)部構(gòu)件所需具備特性的一種層壓片；(2)用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料(處理后的材料)的一種熱塑性樹脂片；(3)用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料(另一處理后的材料)的一種無紡織物層壓片，尤其，通過使用包含由不同材料制成的纖維的無紡織物，能顯示迄今尚未獲得過的特性的一種無紡織物層壓片；(4)一種復(fù)合無紡織物，用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料(用于加工的材料)，尤其，通過使用由不同材料制成的纖維等等，能顯示迄今尚未獲得過的特性的一種復(fù)合無紡織物。
那些由熱塑性樹脂制成的作為車輛內(nèi)部構(gòu)件的材料，諸如車輛頂棚材料，已被廣泛應(yīng)用。為改善車輛內(nèi)部構(gòu)件的設(shè)計質(zhì)量、觸感及高級形象，有時將各種表皮材料層壓一起作為一層由熱塑性樹脂制成內(nèi)部構(gòu)件的表面。作為這種表皮的材料，已知有各種諸如機織織物或編織織品，如機織絨面毛毯及針織品、無紡織物、金屬箔及由熱塑性樹脂或熱彈性體制成的片或薄膜。
順便一說，由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件，包括車輛內(nèi)部構(gòu)件，常常需要具有諸如(1)硬度大、(2)線性膨脹系數(shù)低和(3)重量輕的特性。
由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件易于達到特性(1)及(3)，但至今尚未使線性膨脹系數(shù)降低達到所需數(shù)值。
也就是說，車輛內(nèi)部溫度隨季節(jié)變化很大。溫度變化可高達100℃。要求車輛內(nèi)部構(gòu)件應(yīng)具有這樣的特性，即使發(fā)生了這樣的溫度變化，構(gòu)件也無所反映。要滿足這一要求，對于車輛內(nèi)部構(gòu)件的一個重要因素是該內(nèi)部構(gòu)件應(yīng)具有低的線性膨脹系數(shù)，但實際地說，僅由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件是不能充分滿足這一要求的。
在這種情況下，為減低由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件的線性膨脹系數(shù)，特別是對于車輛的內(nèi)部構(gòu)件的，已經(jīng)提出了許多工藝。早已知的最典型工藝是其中將包含玻璃纖維的編織墊層壓于含熱塑性樹脂的薄層表面上的一種層壓片。這樣的熱塑性樹脂層壓片具有較低的線性膨脹系數(shù)，因為玻璃纖維的線性膨脹系數(shù)較低。
但是，包含玻璃纖維的墊子觸感差，不適宜于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件。而且，它們重量大，有礙于達到前述的特性(3)。此外，玻璃纖維有害于層壓片生產(chǎn)的工作環(huán)境，而且也不易于加以循環(huán)，造成處置上的麻煩。再則已有人指出，玻璃纖維較為昂貴，因此上述層壓片成本較高。
在這種情況下，提出了本發(fā)明，其目的在于提供一種由熱塑性樹脂及其材料所制成的內(nèi)部構(gòu)件，該內(nèi)部構(gòu)件能夠利用常規(guī)玻璃墊由熱塑性樹脂制造內(nèi)部構(gòu)件，來解決上述問題，能夠達到低的線性膨脹系數(shù)，而這正是要求車輛內(nèi)部構(gòu)件所需具備的最為重要的特性，而且其硬度高，重量輕。
本發(fā)明人為達到上述目的已從各種角度進行了研究，并首先將其注意力專門對準(zhǔn)利用天然植物基纖維作為具有上述特性的本發(fā)明層壓片、熱塑性樹脂片、無紡織物層壓片和復(fù)合無紡織物的原料。此外，本發(fā)明人尤其將注意力集中于大麻纖維，大麻纖維天然手感最好、揚氏模數(shù)高及線性膨脹系數(shù)低。
為得到所需層壓片，尤其車輛內(nèi)部構(gòu)件，本發(fā)明人進行了探索，利用這些天然植物基纖維素纖維的特性，將至少一層內(nèi)含50-10重量％熱塑性樹脂及50-90重量％天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層和至少一層包含熱塑性樹脂的薄層層壓一起，能夠獲得適合上述目的的層壓片，從而實現(xiàn)了本發(fā)明。
通過對本發(fā)明下述詳細(xì)描述，本發(fā)明的進一步應(yīng)用范圍會顯得更為清楚。但是，應(yīng)當(dāng)明白，在指出本發(fā)明的優(yōu)選實施方案時，本發(fā)明細(xì)節(jié)描述及具體實施例都是僅以說明方式給出的，因為對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)此詳細(xì)描述，在本發(fā)明精神及范圍內(nèi)的各種變化和改進都會是明顯的。
下述整個說明書及權(quán)利要求項，除非上下文要求以外，術(shù)語“包括”及諸如“包含”“包括…的”變異，都應(yīng)理解為包括所陳述的整體、整體的步驟或組合或步驟的含義，但不排除任何其它整體，或整體的步驟或組合，或步驟。


圖1是說明本發(fā)明無紡織物層壓片生產(chǎn)方法的流程示意圖。
首先，本發(fā)明提供一種層壓片，其包括(a)至少一層其內(nèi)包含(a-ⅰ)熱塑性樹脂及(a-ⅱ)天然植物纖維素基纖維二者的含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層，和(b)至少一層包含熱塑性樹脂的薄層，其中在該至少一種含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層(a)中該天然植物纖維素基纖維(a-ⅱ)的含量為50-90重量％。
如前所述，該天然植物纖維素基纖維，尤其大麻纖維，具有這樣一些特性，(a)天然觸感優(yōu)異、(b)揚氏模數(shù)高、(c)線性膨脹系數(shù)低、(d)重量輕、(e)水可吸收及(f)有抗靜電效應(yīng)。其內(nèi)將(a)包含熱塑性樹脂(a-ⅰ)及這種天然植物纖維素基纖維(a-ⅱ)的熱塑性樹脂片和(b)包含熱塑性樹脂的層狀結(jié)構(gòu)材料層壓一起的層壓片，可反映天然植物纖維素基纖維的特性，能滿足車輛內(nèi)部構(gòu)件所需具備的(1)至(3)的特性。這樣的層壓片也有觸感良好的表面。此外，由于天然植物纖維素基的纖維是一種天然材料，它不存在循環(huán)問題，也較便宜，使該層壓片成本較低。
盡管按照本發(fā)明的車輛內(nèi)部構(gòu)件經(jīng)上述層壓片經(jīng)成型為預(yù)定形狀后即可使用，但在層壓片成型前后，可按需要將表皮(作為一層)材料粘結(jié)或熔接在該層壓片的一側(cè)或兩側(cè)。
例如，可采用使熱塑性樹脂纖維和天然植物纖維素基纖維一起一次成型復(fù)合無紡織物，并在預(yù)定壓力下用軋輥熱碾壓該復(fù)合無紡織物使之成型為片的方法，來生產(chǎn)本發(fā)明層壓片中的含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片。如前早已所述，這里所用的復(fù)合無紡織物包含熱塑性樹脂纖維和天然植物纖維素基纖維，該復(fù)合無紡織物中天然植物纖維素基纖維的含量優(yōu)選在50-90重量％。在天然植物纖維素基纖維的含量低于50重量％時，不易得到能反映由天然植物纖維素基纖維所引起的特性(a)-(f)的層壓片或反映特性(a)、(e)及(f)的復(fù)合無紡織物。在無紡復(fù)合纖維織物中天然植物纖維素基纖維含量超過90重量％時，熱塑性樹脂比變得較低(在10重量％以下)。其結(jié)果使纖維變松散，難于保持其預(yù)定形狀和成型為片。
熱塑性樹脂片優(yōu)選可用于車輛內(nèi)部構(gòu)件材料，也可優(yōu)選用于其中含熱塑性樹脂泡沫作為芯的合成“塌塌米(tatami)”作為抑制膨脹的材料。
包含熱塑性樹脂的前述片層可以是未發(fā)泡層或已發(fā)泡層。
一般，未發(fā)泡層是用于要求硬度及強度場合的優(yōu)選選擇，而已發(fā)泡層也是用于要求減輕重量場合的優(yōu)選選擇。在使用發(fā)泡過的聚烯烴時，從減輕重量角度來看其膨脹比優(yōu)選為約三倍或三倍以上，而在20倍或以下時，由于膨脹比過高，會導(dǎo)致強度降低。
本發(fā)明層壓片的生產(chǎn)可按以下方式進行。首先，用加熱器加熱按照前述方法生產(chǎn)的熱塑性樹脂片的表面，熔化該片中的熱塑性樹脂。與此同時，加熱該包含熱塑性樹脂的層狀結(jié)構(gòu)材料的表面至表面熔化。接著將這兩種材料引入熱軋輥間，進行加熱碾壓。這樣做，就將熔融表面(受熱表面)熔接一起，形成其中該熱塑性樹脂片層與層狀結(jié)構(gòu)材料被層壓一起的層壓片。采用這種方法，可生產(chǎn)含有至少一層熱塑性樹脂和至少一層包含熱塑性樹脂薄層的層壓片。
當(dāng)該熱塑性樹脂片及/或包含熱塑性樹脂的薄層是由聚烯烴制成時，在該熱塑性樹脂片及/或包含熱塑性樹脂的薄層的表面上涂敷鹵化聚烯烴，可改善其層間的粘結(jié)強度。鹵化聚烯烴可根據(jù)對該熱塑性樹脂片及/或包含熱塑性樹脂的薄層進行成型的材料加以選擇。例如，可采用氯化聚丙烯和氯化聚乙烯。
本發(fā)明生產(chǎn)層壓片的方法并不局限于上述這些。例如，也可采用按適當(dāng)順序?qū)⒅辽僖黄瑹崴苄詷渲椭辽僖粚影瑹崴苄詷渲谋佣询B一起，并用粘結(jié)劑將它們粘結(jié)起來的方法，來生產(chǎn)該層壓片。這里所用粘結(jié)劑可以是環(huán)氧樹脂基粘結(jié)劑和聚酯樹脂基粘結(jié)劑。
可經(jīng)沖壓成型機等將該層壓片最后成型為預(yù)定形狀，諸如頂棚板材料，來生產(chǎn)按照本發(fā)明的車輛內(nèi)部構(gòu)件。如果需要，也可采用成型前后將選自各類的表皮材料(作為一層)粘結(jié)或熔接在該層壓片一側(cè)或兩側(cè)的方法，來改善設(shè)計質(zhì)量、觸感及高級形像。粘結(jié)或熔接可采用如前述生產(chǎn)層壓片中所用的方法來進行。表皮材料層(作為一層)優(yōu)選被粘結(jié)或熔接在該層壓片的一側(cè)或兩側(cè)面，這種表面或每一表面都是含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層。
按上述方法獲得按照本發(fā)明的車輛內(nèi)部構(gòu)件具有優(yōu)異的要求車輛內(nèi)部構(gòu)件所應(yīng)具備的特性，諸如(1)硬度、(2)線性膨脹系數(shù)及(3)重量輕。對于車輛內(nèi)部構(gòu)件所要求的這些特性最好數(shù)值為(1)硬度30N/50毫米/厘米或更高的最大彎曲負(fù)荷和80N/50毫米/厘米或更高的彎曲模量(2)線性膨脹系數(shù)3×10-5/℃或以下(3)重量輕700克/平方米或以下的單位面積的重量。
本發(fā)明熱塑性樹脂片中所用的熱塑性樹脂或其纖維的實例包括各種樹脂或其纖維，例如，常規(guī)熱塑性樹脂或其纖維包括聚烯烴，如聚丙烯及聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯嵌段共聚合物、聚苯乙烯、聚酰胺諸如尼龍、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂及苯乙烯-丁二烯的共聚物、熱塑彈性體或其纖維如EPM(乙烯-丙烯共聚物)和EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、這些樹脂或其纖維的混合物，和用這些樹脂的聚合物合金或其纖維。其中，考慮到對片的加工性，可優(yōu)選采用聚烯烴和熱塑彈性體諸如聚丙烯、聚乙烯、EPM、及EPDM或其纖維。更優(yōu)選為聚丙烯或其纖維，它們有良好的耐熱性。
為把聚烯烴或其纖維可靠地粘結(jié)至天然植物纖維素基纖維上，達到較高的強度，優(yōu)選聚烯烴或其纖維為用不飽和酸或不飽和酸酐改性后的聚烯烴，也就是說，改性聚烯烴或其纖維。一般不飽和酸或不飽和酸酐包括不飽和羧酸和不飽和羧酸酐。其實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸，衣康酸酐、甲基富馬酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸及當(dāng)歸酸。優(yōu)選改性聚烯烴或其纖維包括馬來酸酐改性聚丙烯或其纖維。
用于本發(fā)明熱塑性樹脂片的天然植物纖維素基纖維的實例包括棉纖維、大麻纖維、棕櫚纖維和竹纖維。雖然任何這些纖維都可使用，但大麻纖維作為本發(fā)明復(fù)合無紡織物的材料是最理想的。在上述天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維在吸濕性能及脫濕性能方面是最好的。而且，大麻纖維比其它天然植物纖維素基纖維更強。此外，其觸感最好，因為它有不同的冷感和不同的觸感。
在本發(fā)明熱塑性樹脂片所用的天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維可以是亞麻(亞麻紗)、苧麻、黃麻、馬尼拉麻(蕉麻)、西紗爾麻、洋麻等。任何這類大麻纖維都是可用的。其中，優(yōu)選采用黃麻、洋麻或亞麻，因為這些都是一年一生的，較易獲得。
本發(fā)明所用天然植物纖維素基纖維的直徑(厚度)及長度可隨纖維類型而變，只要纖維可以成型無紡織物，就沒加限制，但這些纖維的標(biāo)準(zhǔn)如下。
對于天然植物纖維素基纖維的直徑，適宜直徑隨纖維類型而變，但優(yōu)選采用直徑約1-50丹尼爾的。因此，可根據(jù)纖維類型選擇和使用所需直徑的纖維。例如，對于棉纖維，優(yōu)選采用直徑約1-4丹尼爾的纖維。對于大麻纖維，則優(yōu)選采用直徑約5-40丹尼爾的纖維。直徑約5-20的纖維是更為理想的。
對于天然植物纖維素基纖維的長度，在使用棉纖維時，其優(yōu)選長度約10-45毫米。在采用大麻纖維時，其長度通常為約10-60毫米，優(yōu)選為約20-60毫米，但更優(yōu)選為40-60毫米。
本發(fā)明提供一種包括(ⅰ)熱塑性樹脂纖維及(ⅱ)天然植物纖維素基纖維的復(fù)合無紡織物。
作為生產(chǎn)該復(fù)合無紡織物的方法，已知各種方法包括濕法、干法及紡粘法。干法包括(1)針刺法、(2)縫編法及(3)粘結(jié)法。雖然所有這些方法均可采納作為生產(chǎn)本發(fā)明復(fù)合無紡織物的方法，但從獲得復(fù)合無紡織物，反映用作原料的天然植物纖維素基纖維的特性的角度來看，采用屬于干法類的針刺法是最好的選擇，因為生產(chǎn)方便。針刺法是一種采用抽絲梳麻機(a card for spining)等將纖維成型為片狀網(wǎng)織品(web)的方法，而且網(wǎng)織品是用許多針(needles)多次粘著的，以使網(wǎng)織品中的纖維纏上又纏下。這種方法幾乎不損壞作為原料的天然植物纖維素基纖維，并可在對熱塑性樹脂片或無紡織物層壓片進行成型之后保留天然植物纖維素基纖維本來就有的柔軟感及觸感。
用于本發(fā)明復(fù)合無紡織物的熱塑性樹脂纖維的實例包括各種樹脂纖維，例如，由常規(guī)熱塑性樹脂制成的纖維，包括聚烯烴如聚丙烯及聚乙烯、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺諸如尼龍、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂及苯乙烯-丁二烯的共聚物、熱塑彈性體或其纖維如EPM(乙烯-丙烯共聚物)和EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、這些樹脂的混合物，和聚合物合金。其中，考慮到對片的加工性，可優(yōu)選采用聚烯烴纖維和熱塑彈性體纖維，諸如聚丙烯、聚乙烯、EPM、及EPDM纖維。更為優(yōu)選的是聚丙烯纖維，它們有良好的耐熱性。
為將聚烯烴纖維可靠地粘結(jié)至天然植物纖維素基纖維上，達到較高的強度，優(yōu)選聚烯烴纖維為用不飽和酸或不飽和酸酐改性后的聚烯烴纖維，也就是說，改性聚烯烴纖維。一般不飽和酸及不飽和酸酐包括不飽和羧酸和不飽和羧酸酐。其實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸，衣康酸酐、甲基富馬酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸及當(dāng)歸酸。優(yōu)選改性聚烯烴纖維包括用馬來酸酐改性后的聚丙烯纖維。
用于本發(fā)明復(fù)合無紡織物的天然植物纖維素基纖維的實例包括棉纖維、大麻纖維、棕櫚纖維和竹纖維。雖然任何這些纖維都可使用，但大麻纖維作為本發(fā)明復(fù)合無紡織物的材料是最理想的。在上述天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維在吸濕性能及脫濕性能方面是最好的。而且，大麻纖維比其它天然植物纖維素基纖維更強。此外，其觸感最好，因為它有不同的冷感和不同的觸感。
在本發(fā)明復(fù)合無紡織物所用的天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維可以是亞麻(亞麻紗)、苧麻、黃麻、馬尼拉麻(蕉麻)、西紗爾麻、洋麻等。任何這類大麻纖維都是可用的。其中，優(yōu)選采用黃麻、洋麻或亞麻，因為這些是一年一生的，而且較易獲得。
本發(fā)明所用的天然植物纖維素基纖維的直徑(厚度)及長度可隨纖維類型而變，只要纖維可以成型為無紡織物，是不加限制的，但這些纖維的標(biāo)準(zhǔn)如下。
對于天然植物纖維素基纖維的直徑，適宜直徑隨纖維類型而變，但優(yōu)選使用直徑約1-50丹尼爾的。因此，可根據(jù)纖維類型選擇和采用具有所需直徑的纖維。例如，對于棉纖維，優(yōu)選采用直徑約1-4丹尼爾的纖維。對于大麻纖維，則優(yōu)選采用直徑約5-40丹尼爾的纖維。直徑約5-20的纖維是更為理想的。
對于天然植物纖維素基纖維的長度，在使用棉纖維時，優(yōu)選長度約10-45毫米。在采用大麻纖維時，其長度通常為約10-60毫米，優(yōu)選為約20-60毫米，更優(yōu)選為40-60毫米。
本發(fā)明提供一種無紡織物層壓片，包括(a)一層包含熱塑性樹脂的薄層和(b)一層包含層壓在包括熱塑性樹脂(a)薄層一側(cè)或兩側(cè)面上的復(fù)合無紡織物片層二者，該復(fù)合無紡織物包含(b-ⅰ)熱塑性樹脂纖維及(b-ⅱ)天然植物纖維素基纖維，其中在包含復(fù)合無紡織物的片層(b)中天然植物纖維素基纖維(b-ⅱ)的含量為50-90重量％。
現(xiàn)參照附圖，對本發(fā)明生產(chǎn)無紡織物層壓片的方法描述于下。
圖1是說明本發(fā)明無紡織物層壓片生產(chǎn)方法的流程示意圖。圖中數(shù)字1、1a、2、3、4、5a及5b分別表示片狀復(fù)合無紡織物的軋輥、片狀復(fù)合無紡織物、預(yù)熱器、熱塑性樹脂片(或板)、預(yù)熱器、一對熱軋輥。
在生產(chǎn)本發(fā)明復(fù)合無紡織物的層壓片中，被碾壓進入軋輥1模殼中的片狀復(fù)合無紡織物1a經(jīng)預(yù)熱器2加熱，使復(fù)合無紡織物1a中的熱塑性樹脂纖維熔化。與此同時，用加熱器4加熱熱塑性樹脂片3(該層(a)包含熱塑性樹脂)的表面，熔化其表面。接著將此二材料引入至熱軋輥5a及5b之間，加熱碾壓使之熔接一起。這樣形成了其中復(fù)合無紡織物被層壓于熱塑性樹脂片3(該層(a)包含一層熱塑性樹脂)一側(cè)的無紡織物層壓片。此外，采用這樣的方法，生產(chǎn)其內(nèi)復(fù)合無紡織物被層壓于包含熱塑性樹脂的薄層兩側(cè)上的無紡織物層壓片。
雖然圖1是說明復(fù)合無紡織物1a及熱塑性樹脂片3(該層(a)包含熱塑性樹脂)二者均受加熱的情況，但它也可以去掉預(yù)熱器2或加熱器4，而加熱該復(fù)合無紡織物1a，或加熱熱塑性樹脂片(3)(該層(a)包含熱塑性樹脂)，并接著將它們引至熱軋輥5a和5b之間，進行加熱碾壓。為熔接復(fù)合無紡織物1a及熱塑性樹脂片3(該層(a)包含熱塑性樹脂)，甚至當(dāng)遇到這種情況和僅加熱復(fù)合無紡織物1時，都需要使復(fù)合無紡織物中該熱塑性樹脂纖維含量達到10重量％或以上。
本發(fā)明生產(chǎn)無紡織物層壓片的方法并不局限于圖1所說明的內(nèi)容，而且也可采納其它方法。例如，也可通過在一對陰陽模件間提供復(fù)合無紡織物，在復(fù)合無紡織物與一個模件間提供一層包含其表面呈熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂的薄層，并夾住模件，碾壓此復(fù)合無紡織物及包含熱塑性樹脂的薄層，生產(chǎn)其中復(fù)合無紡織物被層壓于包含熱塑性樹脂的薄層兩側(cè)的無紡織物層壓片。
另一方面，采用兩復(fù)合無紡織物，將一層包含其表面呈熔融態(tài)的熱塑性樹脂的薄層插至兩復(fù)合無紡織物間，并夾住模件，碾壓此二復(fù)合無紡織物及包含熱塑性樹脂的薄層，可獲得一種其中二復(fù)合兩無紡織物被層壓于包含熱塑性樹脂的薄層兩側(cè)的無紡織物層壓片。但是，采納此方法時，復(fù)合無紡織物的重量必須適宜，以便不使包含呈熔融狀態(tài)的熱塑性樹脂層完全穿透該復(fù)合無紡織物。
此外，對于復(fù)合無紡織物中熱塑性樹脂及/或包含熱塑性樹脂的薄層中的熱塑性樹脂是聚烯烴的情況，將鹵化聚烯烴涂敷在該復(fù)合無紡織物及/或包含熱塑性樹脂的薄層的表面上，可改善其層間的粘結(jié)強度。該鹵化聚烯烴可以根據(jù)復(fù)合無紡織物及/或包含熱塑性樹脂的薄層材料加以選擇，可采用氯化聚烯烴、氯化聚乙烯等。
另外，可用粘結(jié)劑將復(fù)合無紡織物及包含熱塑性樹脂的薄層粘結(jié)一起，生產(chǎn)本發(fā)明的無紡織物層壓片。這里所用的粘結(jié)劑可以是環(huán)氧樹脂基粘結(jié)劑、聚酯樹脂基粘結(jié)劑等。
前述包含熱塑性樹脂的薄層可以是未發(fā)泡層或已發(fā)泡層。
一般，對于要求硬度及強度的場合，未發(fā)泡片層為優(yōu)選選擇，而對于要求減輕重量的場合，已發(fā)泡片層為優(yōu)選選擇。當(dāng)采用發(fā)泡聚烯烴時，從減輕重量的角度來看，其膨脹比優(yōu)選為約3倍或更多倍，而在約20倍或以下時，由于過高膨脹比，會使強度降低。
本發(fā)明無紡織物層壓片中所用的熱塑性樹脂或其纖維的實例包括各種樹脂或其纖維，例如，常規(guī)的熱塑性樹脂或其纖維，包括聚烯烴如聚丙烯、聚乙烯，丙烯腈-苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺諸如尼龍、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、丙烯酸樹脂及一種苯乙烯-丁二烯的共聚物、熱塑彈性體或其纖維如EPM(乙烯-丙烯共聚物)和EPDM(乙烯-丙烯-二烯共聚物)、這些樹脂或其纖維的混合物、和用這些樹脂的聚合物合金或其纖維。其中，考慮到對片的加工性，可優(yōu)選采用聚烯烴和熱塑彈性體諸如聚丙烯、聚乙烯、EPM及EPDM或其纖維。更為優(yōu)選的是聚丙烯或其纖維，它們有良好的耐熱性。
為將聚烯烴或其纖維充分粘結(jié)至天然植物纖維素基纖維上，達到較高的強度，優(yōu)選聚烯烴或其纖維為用不飽和酸或不飽和酸酐改性后的聚烯烴，也就是，改性聚烯烴或其纖維。一般不飽和酸或不飽和酸酐包括不飽和羧酸和不飽和羧酸酐。其實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、衣康酸，衣康酸酐、甲基富馬酸、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸及當(dāng)歸酸。優(yōu)選改性聚烯烴或其纖維包括馬來酸酐改性的聚丙烯或其纖維。
用于本發(fā)明無紡織物層壓片的天然植物纖維素基纖維的實例包括棉纖維、大麻纖維、棕櫚纖維和竹纖維。雖然任何這些纖維都可使用，但大麻纖維作為本發(fā)明復(fù)合無紡織物的材料是最好的。在上述天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維在吸濕性能及脫濕性能方面是最好的。而且，大麻纖維比其它天然植物纖維素基纖維更強。此外，其觸感最好，因為它有不同的冷感和不同的觸感。
在本發(fā)明無紡織物層壓片中所用的天然植物纖維素基纖維中，大麻纖維可以是亞麻(亞麻紗)、苧麻、黃麻、馬尼拉麻(蕉麻)、西紗爾麻、洋麻等。任何這類大麻纖維都是可用的。其中，優(yōu)選采用黃麻、洋麻或亞麻，因為這些是一年一生的，較易獲得。
本發(fā)明所用的天然植物纖維素基纖維的直徑(厚度)及長度可根據(jù)纖維類型而變，只要纖維可以成型無紡織物，是不予限制的，但這些纖維的標(biāo)準(zhǔn)如下。
對于天然植物纖維素基纖維的直徑，適宜直徑隨纖維類型而變，但優(yōu)選采用直徑約1-50丹尼爾的。因此，可根據(jù)纖維類型選擇和使用所需直徑的纖維。例如，對于棉纖維，優(yōu)選采用直徑約1-4丹尼爾的纖維。對于大麻纖維，則優(yōu)選采用直徑約5-40丹尼爾的纖維。直徑約5-20的纖維更為理想。
對于天然植物纖維素基纖維的長度，當(dāng)使用棉纖維時，優(yōu)選長度約10-45毫米。采用大麻纖維時，其長度通常為約10-60毫米，優(yōu)選為約20-60毫米，更優(yōu)選為40-60毫米。
現(xiàn)將通過下述實施例具體描述本發(fā)明，但并非用來限制本發(fā)明范圍。凡根據(jù)上下所述目的的改進，都應(yīng)屬于包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)的。
實施例實施例1(生產(chǎn)復(fù)合無紡織物、熱塑性樹脂片及層壓片)均勻混合黃麻纖維(直徑16-21丹尼爾，長30-50毫米)和聚丙烯纖維(直徑5丹尼爾，長51毫米)，其重量比(黃麻纖維∶聚丙烯纖維)為80∶20，制備一種網(wǎng)織品，其單位面積重為150克/平方米。對該網(wǎng)織品進行針刺，密度為200針/平方米，產(chǎn)生一種厚3毫米針刺無紡織物。將該無紡織物于180℃下，在其間隙限定為0.3毫米的熱軋輥之間進行碾壓，得一厚0.3毫米的熱塑性樹脂片。
將兩片按上述方法制得的熱塑性樹脂片單面涂敷以氯化聚丙烯的甲苯溶液，接著于熱空氣250℃中加熱。另一方面，將膨脹比8倍的聚丙烯片(線性膨脹系數(shù)1×10-4/℃；彎曲模量118Mpa；最大彎曲負(fù)荷7.8N/50毫米)的兩側(cè)表面均涂敷以氯化聚丙烯的甲苯溶液，并于250℃熱空氣中加熱。將該聚丙烯片插在兩熱塑性樹脂片間，層壓該彼此面對的涂過氯化聚丙烯的表面與兩片。在120℃下及在限定間隙為0.3毫米的熱軋輥之間，碾壓這些經(jīng)層壓后的片，以獲得兩類三層的層壓片。
所得層壓片線性膨脹系數(shù)3×10-5/℃，彎曲模量1079Mpa，最大彎曲負(fù)荷19.6N/50毫米。線性膨脹系數(shù)、彎曲模量及最大彎曲負(fù)荷的數(shù)值按下述方法確定。
《線性膨脹系數(shù)》將產(chǎn)品沿軸向截取尺寸150毫米×20毫米的樣品三個，另按產(chǎn)品橫向再截取樣品三個。將這些樣品置于恒溫爐中85±2℃下24小時，然后取出自然冷卻。將樣品打上130毫米的標(biāo)記，并測其尺寸。
然后將樣品置于恒溫爐中80±2℃下6小時，接著取出立即測定其尺寸。再將樣品進行自然冷卻，然后置于恒溫爐中0±2℃下6小時。接著從爐中取出立即測定其尺寸。
按照下述方程式計算各樣品的線性膨脹系數(shù)。在軸向線性膨脹系數(shù)的平均值和橫向線性膨脹系數(shù)的平均值中，取其中較大的一個為該產(chǎn)品的線性膨脹系數(shù)。
線性膨脹系數(shù)(1/℃)=[80℃下標(biāo)準(zhǔn)長度(毫米)-0℃下的標(biāo)準(zhǔn)長度(毫米)]/
《彎曲模量及最大彎曲負(fù)荷》在100毫米間距的兩點之間支撐一50毫米×150毫米的樣品，于此兩點之間中心處施加速率可達50毫米/分鐘的重力。根據(jù)位移與負(fù)載的關(guān)系，確定彎曲模量及最大彎曲負(fù)荷。
實施例2(生產(chǎn)無紡織物層壓片)均勻混合60重量％的黃麻纖維(直徑16-21丹尼爾，長30-50毫米)和40重量％聚丙烯纖維(直徑5丹尼爾，長51毫米)，制備一種網(wǎng)織品，其單位面積重為100克/平方米。對該網(wǎng)織品進行針刺，密度為200針/平方米，產(chǎn)生一種厚1.5毫米的針刺無紡織物。用紅外加熱器從其一側(cè)加熱該無紡織物，使受熱面溫度達到約150℃。將其受熱面與180℃的棒條加熱器接觸，從而使鄰近受熱表面的聚丙烯纖維熔化。另一方面，用紅外加熱器從一側(cè)對3毫米厚的聚丙烯片加熱，使受熱面溫度達到約140℃。
將該復(fù)合無紡織物與聚丙烯片各受熱表面彼此面對，進行層壓，再于160℃及壓力0.29MPa下在兩熱軋輥之間進行碾壓。這樣形成了一種其中復(fù)合無紡織物被層壓于聚丙烯片表面的無紡織物層壓片。
本發(fā)明由上述方法構(gòu)成。通過從包含熱塑性樹脂及天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片及一層包含熱塑性樹脂的薄層疊壓一起的層壓片，成型由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件，尤其車輛內(nèi)部構(gòu)件，可以解決由熱塑性樹脂制成的內(nèi)部構(gòu)件，尤其用玻璃纖維墊層經(jīng)常規(guī)層壓片制成的車輛內(nèi)部構(gòu)件所存在的問題。與此同時，可以做到使膨脹系數(shù)降低，膨脹系數(shù)是要求車輛內(nèi)部構(gòu)件所需具備的最重要特性，而且已經(jīng)做到了由熱塑性樹脂制成硬度高、重量輕的內(nèi)部構(gòu)件，尤其車輛內(nèi)部構(gòu)件。
此外，本發(fā)明的熱塑性樹脂片、無紡織物層壓片和復(fù)合無紡織物，通過應(yīng)用由不同材料制成的纖維和可用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件的材料，能夠顯示至今尚未獲得的特性。
權(quán)利要求
1.一種包括(a)至少一層包含(a-ⅰ)熱塑性樹脂及(a-ⅱ)天然植物纖維素基纖維二者的含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層和(b)至少一層包含熱塑性樹脂薄層的層壓片，其中在該至少一層含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層(a)中，天然植物纖維素基纖維(a-ⅱ)的含量為50-90重量％。
2.按照權(quán)利要求1的層壓片，其中在該至少一層含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層(a)中的熱塑性樹脂(a-ⅰ)是聚烯烴。
3.按照權(quán)利要求1的層壓片，其中在該含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層(a)中的熱塑性樹脂(a-ⅰ)是聚丙烯。
4.按照權(quán)利要求1的層壓片，其中該天然植物纖維素基纖維(a-ⅱ)為大麻纖維。
5.按照權(quán)利要求4的層壓片，其中大麻纖維為黃麻、亞麻或洋麻。
6.按照權(quán)利要求1的層壓片，其中該至少一層包含熱塑性樹脂的薄層(b)是一層發(fā)泡過的聚烯烴層。
7.按照權(quán)利要求6的層壓片，其中發(fā)泡過的聚烯烴層膨脹比為3倍或多倍。
8.一種層壓片，其包括按照權(quán)利要求1的層壓片和被粘結(jié)或熔接于該層壓片一側(cè)或兩側(cè)上的表皮材料層。
9.一種包含(ⅰ)熱塑性樹脂及(ⅱ)天然植物纖維素基纖維二者的熱塑性樹脂片，其中在該熱塑性樹脂片中，天然植物纖維素基纖維(ⅱ)的含量為50-90重量％。
10.一種包含(ⅰ)熱塑性樹脂及(ⅱ)大麻纖維二者的熱塑性樹脂片，其中在該熱塑性樹脂片中大麻纖維(ⅱ)的含量為50-90重量％。
11.按照權(quán)利要求9的熱塑性樹脂片，其中熱塑性樹脂(ⅰ)是聚烯烴。
12.按照權(quán)利要求9的熱塑性樹脂片，其中熱塑性樹脂(ⅰ)是聚丙烯。
13.按照權(quán)利要求10的熱塑性樹脂片，其中大麻纖維是黃麻、亞麻或洋麻。
14.一種無紡織物層壓片，其包括(a)一層包含熱塑性樹脂的薄層和(b)一層包含被層壓于該包含熱塑性樹脂(a)的薄層一側(cè)或兩側(cè)的復(fù)合無紡織物片層二者，該復(fù)合無紡織物包含(b-ⅰ)熱塑性樹脂纖維和(b-ⅱ)天然植物纖維素基纖維，其中在包含該復(fù)合無紡織物的薄層(b)中，天然植物纖維素基纖維(b-ⅱ)的含量為50-90重量％。
15.按照權(quán)利要求14的無紡織物層壓片，其中天然植物纖維素基纖維(b-ⅱ)是大麻纖維。
16.按照權(quán)利要求14的無紡織物層壓片，其中熱塑性樹脂纖維(b-ⅰ)是聚烯烴纖維。
17.按照權(quán)利要求14的無紡織物層壓片，其中熱塑性樹脂(a)層是由聚烯烴制成。
18.一種包含(ⅰ)熱塑性樹脂纖維和(ⅱ)天然植物纖維素基纖維的復(fù)合無紡織物。
19.按照權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物，其中在該復(fù)合無紡織物中天然植物纖維素基纖維(ⅱ)的含量為50-90重量％。
20.按照權(quán)利要求18或19的復(fù)合無紡織物，其中天然植物纖維素基纖維(ⅱ)的直徑為1-50丹尼爾。
21.按照權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物，其中天然植物纖維素基纖維(ⅱ)為大麻纖維。
22.按照權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物，其中熱塑性樹脂纖維(ⅰ)是聚烯烴纖維。
23.權(quán)利要求1的層壓片作為車輛內(nèi)部構(gòu)件的應(yīng)用。
24.權(quán)利要求9的熱塑性樹脂片作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料的應(yīng)用。
25.權(quán)利要求14的無紡織物層壓片作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料的應(yīng)用。
26.權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物作為車輛內(nèi)部構(gòu)件材料的應(yīng)用。
27.一種生產(chǎn)包含(ⅰ)熱塑性樹脂及(ⅱ)天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片的方法，該方法包括對按照權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物進行一次成型和在預(yù)定壓力下用軋輥對所述復(fù)合無紡織物進行熱碾壓使之成型為片的步驟。
28.一種生產(chǎn)包括(a)至少一層包含(a-ⅰ)熱塑性樹脂及(a-ⅱ)天然植物纖維素基纖維二者的含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層和(b)至少一層包含熱塑性樹脂薄層的層壓片的方法，其中在該至少一種含天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片層(a)中，天然植物纖維素基纖維(a-ⅱ)的含量為50-90重量％，該方法包括步驟用一臺加熱器對權(quán)利要求9的熱塑性樹脂片的表面進行加熱，熔化所述樹脂片中的熱塑性樹脂，用一臺加熱器對包含熱塑性樹脂的層狀結(jié)構(gòu)材料表面進行加熱使表面熔化，和將所述熱塑性樹脂片及所述層狀結(jié)構(gòu)材料引至熱輥之間，進行加熱碾壓，熔接它們的熔融表面。
29.一種生產(chǎn)其中包括(a)一層包含熱塑性樹脂的薄層和(b)一層包含被層壓于該包含熱塑性樹脂的薄層(a)一側(cè)或兩側(cè)的復(fù)合無紡織物片層二者的無紡織物層壓片的方法，該復(fù)合無紡織物包含(b-ⅰ)熱塑性樹脂纖維和(b-ⅱ)天然植物纖維素基纖維，其中在該包含復(fù)合無紡織物的片層(b)中，天然植物纖維素基纖維(b-ⅱ)的含量為50-90重量％，該方法包括步驟對權(quán)利要求18的復(fù)合無紡織物進行一次成型，用加熱器對所述復(fù)合無紡織物的表面進行加熱，熔化所述復(fù)合無紡織物中的熱塑性樹脂，用加熱器對層狀結(jié)構(gòu)的熱塑性樹脂表面進行加熱，熔化其表面，和將所述層狀結(jié)構(gòu)材料及所述復(fù)合無紡織物引至熱軋輥之間，進行加熱碾壓，熔接它們的熔融表面。
全文摘要
本發(fā)明提供1.包括(a)包含(a－i)熱塑性樹脂及(a－ii)天然植物纖維素基纖維的至少一層熱塑性樹脂片層和(b)至少一層熱塑性樹脂薄層的層壓片,其中在片層(a)中(a－ii)的含量為50—90重量%；2.包含(i)熱塑性樹脂及(ii)天然植物纖維素基纖維的熱塑性樹脂片,其中(ii)的含量為50—90重量%;3.包括(a)熱塑性樹脂薄層和(b)包含被層壓于該(a)薄層一側(cè)或兩側(cè)的復(fù)合無紡織物層的無紡織物層壓片,該復(fù)合無紡織物包含(b－i)熱塑性樹脂纖維和(b－ii)天然植物纖維素基纖維,其中(b－ii)的含量為50—90重量%;4.一種包括(i)熱塑性樹脂纖維和(ii)天然植物纖維素基纖維等的復(fù)合無紡織物,所述層壓片、所述熱塑性樹脂片、所述無紡織物的層壓片和所述復(fù)合無紡織物,用于作為車輛內(nèi)部構(gòu)件的材料。
文檔編號B29C70/50GK1301628SQ0013319
公開日2001年7月4日 申請日期2000年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月26日
發(fā)明者北山威夫, 大村吉典 申請人:住友化學(xué)工業(yè)株式會社, 住化普拉斯技術(shù)株式會社