TW201710088A - 多層表面材料及使用其之引擎室裝飾部件 - Google Patents

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TW201710088A
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克里斯琴 木勒
柏倫德 戴馬斯
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歐拓管理股份公司
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Abstract

一種多層表面材料，用於覆蓋一引擎室組件的一表面，該多層表面材料由二個層組成，其中一第一外部層為一開放式結構的紡織物，且一第二層為一聚合型的薄膜層，二個層其中一者置於另一者上並層疊在一起，使得薄膜層可以透過紡織品層的開放式結構被看見。

Description

用於引擎室區域的美觀性多層表面材料
本發明是關於一種多層表面材料、用於引擎室區域並具有這樣一表面材料的一種裝飾部件(trim part)或覆層(cladding)、以及製造這樣一表面材料和這樣一裝飾部件的方法。
已知在引擎室區域中使用覆層或裝飾部件以覆蓋表面，藉以減弱噪音。這類裝飾部件或覆層的例子特別是固定在引擎的覆層或裝飾部件、以及固定至油底殼、水箱、或固定於電池組周圍的覆層。大部分的這些部件可以被末端消費者看見，而可能具有美觀性組件。
目前發展水平的裝飾部件，特別是用於覆蓋引擎的裝飾部件，是從射出成型的塑膠製成。這些部件沉重，且設計上的自由度因材料性質而受限。
市場上有少量的引擎覆蓋裝飾部件是由例如含有玻璃纖維的纖維材料製成，並可被非織或紡織品覆蓋，以使得在製造期間脫模成為可能、和/或提高部件的聲學表現而非加強視覺外觀。這類部件的問題在於，微細的玻璃纖維透過覆蓋材料而穿透，引起處理部件的人的皮膚刺激。此外，玻璃纖維能夠在表面上被看見，導致視覺缺陷。
對於內部裝飾部件，可有較廣泛的材料選擇。然而，大部分可用於內部裝飾部件的美觀性材料，會在引擎和動力系統(power train)周圍的高熱負載環境失效，並會因給予環境的影響，特別是溫度、濕度、以及所有類型的汙物和油脂的影響，而快速惡化。
因此當下發明的目標在於，進一步地使引擎覆蓋件(engine cover)或其他在引擎室區域中的覆層佳化，特別是加強視覺外觀而不造成對於部件聲學或其他要求的削弱。
目標的達成是藉由如申請專利範圍第1項所述之多層表面材料、如申請專利範圍第9項所述之引擎室裝飾部件、以及製造具有這樣一表面材料的這樣一裝飾部件的方法。
在一第一實施例中，一種多層表面材料用於覆蓋一引擎室組件的一表面，該多層表面材料由二個層組成，其中一第一外部層為一開放式結構的紡織品，且一第二層為一聚合型的薄膜層，其中外部層直接置於薄膜層上並層疊在一起，使得薄膜層可以透過紡織品層的開放式結構被看見。
薄膜層可作為紡織品層和要被覆蓋的引擎裝飾部件的接合劑層。較佳地，薄膜和表面層層疊在一起，使得薄膜材料能夠至少軟化至一具有黏性的狀態，並能夠被壓進紡織品層的開放孔洞或孔隙結構。從而由於薄膜會打斷紡織品的視覺外觀，而使得表面外觀不再單調。這個效果能夠藉由層之間的顏色差異、和/或藉由所使用的薄膜的光澤程度，而進一步地提升。
令人驚訝的是，由於薄膜在光反射上具有深刻的影響，薄膜的這個效果在具有微小孔洞和高比例的覆蓋表面的織物上便已經可以被看見。較佳地，紡織品中開放式結構的平均孔洞尺寸介於50微米(μm)和2000微米之間，較佳地介於50微米和700微米之間。紡織品中開放式結構的孔洞尺寸最小化，使得其在總體部件的氣流阻(air flow resistance)上不具有有意義的影響。再者能夠選擇孔洞尺寸，使得微小的汙物顆粒不會落入織物結構的開放空間中。另一個優點在於，薄膜可避免汙物顆粒移動到底下的載體層中。
在開放式結構的紡織品下直接使用薄膜的一個額外的優點在於，玻璃纖維不再能夠穿透外部表面，改善關於觸摸玻璃纖維的健康風險，並進一步加強部件的光學外觀。
較佳地，選擇薄膜和生產製程的組合，使得薄膜不會熔融至流動狀態，因為這會引發滲出到織物表面，從而徹底地淹沒紡織品材料；這會導致導致外觀的局部變化，而不希望發生。
較佳地，薄膜層具有介於20微米和150微米之間的一厚度，更佳地介於25微米和80微米之間。如果薄膜太厚，其可能不再鼓起到織物的開放空間中，而紡織品和薄膜的層疊可能被削弱，伴隨著在處理和使用期間剝落的風險。
再者，薄膜必須使得其能夠在包含根據本發明的多層表面材料的裝飾部件的模製期間伸展，而沒有發生撕裂。
較佳地，在根據本發明的多層表面材料中的薄膜為熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)。TPU薄膜被理解成未被泡沫體化。這個薄膜具有其在引擎室裝飾部件的模製期間不會碎裂的優點。再者，如果該薄膜被穿孔，穿孔大部分會維持在其原始狀態，而不會實質上增加或減少孔洞尺寸。此外，該薄膜具有良好的等向性伸展能力，使得其為深度拉伸或可變式三維形狀的理想薄膜。
熱塑性聚氨酯較佳地是基於聚酯或聚醚。為了進一步改善產品的模製能力，且為了增加對於油的抵抗性，薄膜較佳地是基於聚酯多元醇(polyester-polyol)。
較佳地，TPU薄膜具有根據ISO 11357進行量測至少超過140°C的一熔融範圍，較佳地介於150°C和170°C之間。
較佳地，薄膜至少部分地被穿孔。這樣至少局部的穿孔，可使得藉由底下的層來吸收噪音成為可能。
根據一較佳的發展方向，薄膜層的穿孔包括(至少在剖面上)高於150,000孔洞/平方公尺的一穿孔密度，較佳地高於200,000孔洞/平方公尺。較佳地，穿孔密度低於750,000孔洞/平方公尺。增加或減少每平方公尺的孔洞數可有助於調整部件的總體聲學表現。
薄膜可藉由任何本發明所屬領域中具有通常知識者已知的方法被穿孔，例如藉由使用熱針。
根據一較佳的發展方向，薄膜層的至少局部穿孔，包括其剖面範圍對應至具有介於10微米和1000微米之間的一直徑的實質上圓柱形孔洞的孔洞。該較佳的發展方向可提供改善外部裝飾部件的聲音吸收的優點。
較佳地，薄膜的穿孔的平均直徑小於開放式結構的紡織物中孔洞的平均直徑。
令人驚訝的是，紡織品層結合薄膜層的使用使得較低汙染性的表面成為可能，當需要時易於清理。再者，其減少汙物穿透進入裝飾部件。由於織物材料物質性地連接至底下的薄膜層，紗或紗的纖維受到固定而不能移動。因此，表面變得令人驚訝地在使用期間更加穩定，特別是並包含嚴酷的清理環境，像是高壓噴水清理和刷子。由於織物的材料以及和薄膜的組合可能是潑水性的，被覆蓋的裝飾部件在潮濕時將快速的乾燥。
特別是紡織品層和至少部分地被穿孔的箔層一起的使用，由於薄膜中穿孔的汙染較不可能發生，可能在更長的時距顯示出穩定的聲學減弱。紡織品避免表面上的汙物在處理和清理期間被推進薄膜的穿孔中。
較佳地，紡織品層具有介於60%和99%之間的一平均織物覆蓋因數。織物的結構開放性可使用覆蓋因數加以定義。覆蓋因數為一織物由紗所覆蓋的面積相對於整個織物面積的比例。其典型地被視為開放性的測量，以結構鬆散度或緊密度的形式，並且可使用影像分析進行量測，提供被織物結構所覆蓋的表面的定量(%)。舉例來說，使用數位顯微鏡VHX-5000和伴隨的Keyence公司的分析軟體。電腦工具能夠計算由織物所覆蓋的百分比，或者計算未被織物所覆蓋的百分比以及孔洞的尺寸。對於織物自身而言，其能夠以穿透光進行量測，而對於部件，其能夠以來自上方的光進行量測。
令人驚訝的是，在已經具有98%~99%之相當高的覆蓋因數的情況下，光能夠照耀通過，因此薄膜的效果可能可以被看見。
較佳的織物具有最小的氣流阻，低於200 Nsm-3 ，因此織物本身並非氣流阻層。測量到的氣流阻通常和覆蓋因數沒有關聯。
較佳地，使用那些因為它們的製造方式而有較佳的覆蓋因數的織物，而非那些因為機械作用像是衝孔或穿孔而有較佳的覆蓋因數的織物。優點在於紗材料未被削弱，因此在覆蓋件的使用和處理期間，特別是在覆蓋件的清理期間，有較少的表面磨損的機會。
較佳地，紡織品層為針織織物、梭織織物二者中任一者。可使用不同類型的針織、圖案、或組織結構(texture)，例如圓形、經編、凹凸組織、雙羅紋組織、或提花、以及三維類型的針織。針織的組織結構的多樣化和薄膜一起給予了得到依照車子和生產者客製化的解決方案的可能性。此外，針織影響了表面的觸覺，而能夠藉由針織以及織物纖度(fineness)的選擇使其適用。用於針織的紗以及紗的類型(光滑的或具有特定結構的)的選擇也在織物的外觀開放性上具有影響。
具有開放類型編織的梭織織物能夠媲美針織而被使用。對於梭織織物而言，編織的多樣化以及紗和紗的類型(光滑的或具有特定結構的)的選擇，也和薄膜一起影響了表面的觸覺以及視覺外觀。
為了提高總體伸展表現，織物可包括彈性紗或由彈性纖維製成的紗。紡織物可包括彈性紗，使得織物可以於平面的所有方向上以大約相等的量伸展。特別是對於梭織織物而言，這可以是一個優點。
更一般地說，對於具有更加結構化的三維形狀的那些裝飾部件而言，能夠在平面的一或多個方向上伸展，使得要被覆蓋的表面的一更為平滑的接次者成為可能，且/或也可能給予較佳的表面圖案化效果。客製化和提高要被覆蓋的裝飾部件的總體視覺外觀的另一可能性。
較佳地，紡織品層具有介於50 g/m2 和400 g/m2 之間的一單位面積重量，較佳地介於65 g/m2 和150 g/m2 之間。
較佳地，紡織品層是由一熱塑性材料製成。所選擇的材料可具有至少220°C的一熔融溫度。在這個溫度之上，織物將不會在部件的生產期間或在使用期間失去其結構和整體性。較佳地使用聚酯，較佳地使用聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene-terephthalate, PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene-terephthalate, PBT)中至少一者。
另一較佳的實施例是一種引擎室裝飾部件、鑲板(panel)、或覆層，用於覆蓋引擎室區域中的一表面，其包括根據發明的多層表面材料，該多層表面材料層疊在裝飾部件的至少一外部面上，並以紡織物層為最外表面層。原則上沒有其他層應被放置在紡織物層之上，因為這會遮掩想要的美觀效果。
引擎室區域中可能的表面能夠為車輛主體的一表面、以及通常置於引擎室區域中的組件的其中一者的一表面此二者中任一者，通常置於引擎室區域中的組件像是引擎和動力系統、電瓶、油底殼冷卻單元、引擎蓋內側表面等等。然而，其也能夠是用於整個引擎室區域、覆蓋所有引擎室組件的一表面覆蓋件，它或者是和引擎蓋分離、或者是作為一分離的鑲板。
被多層表面材料所覆蓋的裝飾部件的至少一表面，較佳地是背向車輛或其一組件所要被覆蓋的表面的表面，較佳地可以被打開引擎室區域(例如為了定期保養)的人看見。較佳地，要被覆蓋的表面為引擎覆蓋件，包含引擎上蓋(top cover)、電瓶或油底殼覆蓋件、引擎蓋襯件(hood liner)、以及跨越和覆蓋引擎室區域本身的鑲板等等。
引擎室裝飾部件較佳地更包括至少一載體層，其由聲學多孔材料製成，例如纖維層、開孔性泡沫體層其中一者。載體層定義為實質上給予部件結構剛性(structural stiffness)的層。其他層可能提高它，但不是部件的結構剛性的主要貢獻者。
如果載體層是纖維層，其較佳地至少包括複數纖維和一熱塑性或熱固性接合劑，其中接合劑形成纖維之間的複數微小接合點。
作為熱塑性接合劑，能夠使用聚酯的共聚物、聚醯胺的共聚物二者中任一者，較佳地使用聚醯胺6(polyamide 6)或聚醯胺66(polyamide 66)。較佳地，接合劑為纖維、薄片、或粉末的形式，其中纖維是最適合者，以得到和其他纖維更均質的混合物。
或者，能夠使用熱固性接合劑，例如一樹脂類型的材料，像是酚樹脂。
纖維為熱塑性纖維、天然纖維、礦物纖維之中至少一者或那些纖維的一組合，熱塑性纖維例如為聚酯纖維，像是聚對苯二甲酸乙二酯，天然纖維像是亞麻或棉，礦物纖維像是玻璃纖維、陶瓷纖維、碳或玄武岩纖維。其也能夠是這類纖維的一混合物，例如聚酯和玻璃纖維的一混合物。纖維能夠為短纖維或彷彿無盡頭的長絲。
較佳地，纖維為自捲曲纖維，最後和其他纖維例如非自捲曲熱塑性纖維、玻璃纖維、和/或棉纖維結合。
自捲曲纖維為具有二種組成成分的纖維，二種組成成分被安排成使得一種組成成分具有不同於另一組成成分的收縮行為，並從而使長絲產生偏離直線的形狀，例如為線香螺旋、歐米加(omega)、或彈簧螺旋的形式。然而，在大部分的情況下，該形狀不需要是規律結構：非規律的三維形狀版本具有同樣的優點。在自捲曲纖維中，捲曲是永久性的。自捲曲的一個先決條件，是由纖維二種組成成分的收縮量、收縮力和彈性模數的差異所產生的某種程度的捲曲潛力。
機械性捲曲可能被用於進一步地加強所形成的纖維捲曲和形狀，例如藉由包含填塞箱處理(stuffer box treatment)或鋸齒齒輪處理(saw tooth gear treatment)。
自捲曲纖維和機械性捲曲纖維的不同方面在於，它們在纖維紡絲期間得到捲曲能力作為纖維的本質特色，因此自捲曲是永久性的。本質性的自捲曲較不容易在進一步的生產製程步驟或之後的材料使用期間失去，其較佳地可在需要時於製程步驟期間復原。
較佳地，自捲曲纖維具有總體而言為圓形的剖面，更佳地具有中空芯部，也被知悉為中空複合纖維。然而，也能夠使用其他所屬技術領域中已知的製造複合自捲曲纖維的剖面。
令人驚訝的是，自捲曲纖維的使用更改善了載體層關於層對於震動之抵抗性的耐受性，特別是在固定手段連接至載體層的區域。更發現到，噪音在低頻範圍的減弱至少等於在它們的固定手段以額外的彈性去耦器加以抑制的材料、或者更好。這特別是在以下方面令人感興趣：伴隨著高度震動能量直接固定至車輛結構的部件，像是引擎或動力系統、以及在某些情況下的引擎蓋。或者，經由通常是鋼製的車輛主體連接的結構，該種車輛主體對於震動性噪音是良好的傳導體。
在根據本發明的裝飾部件的載體層中所使用的自捲曲纖維，較佳地是並列型複合纖維(side by side conjugate fiber)。較佳地，選擇複合材料使得存在有在纖維中造成本質性永久自捲曲的黏度差異。然而，也可能選擇顯示如定義之自捲曲性的其他類型複合纖維。
較佳地，自捲曲纖維由聚酯和/或其共聚物的其中一者或一組合製成，例如聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸丁二酯。
所有用於接合劑纖維、熱塑性纖維、或捲曲纖維中任一者的聚合物，只要給定材料要求，能夠為首製的、或來自回收和/或再生資源。並且，天然纖維如棉纖維，能夠為首製的、從回收的來源作使用(例如翻造棉(shoddy cotton))此二者中任一者。
捲曲纖維在載體層和一額外的纖維吸收層(其細節於後文中討論)的混合品中的使用，更提高了聲學表現。
二種組成成分應分散於長絲弦中，使得在長絲的長度方向上的收縮差異被賦予。當纖維由各組成成分的等量部分組成，且組成成分被分離並位在纖維的相反側時，可能發展出最大量的捲曲。
所使用的自捲曲纖維的短纖維長度較佳地介於32毫米和76毫米之間。纖維較佳地介於2 dtex和20 dtex之間，更佳地介於2 dtex和10 dtex之間。
總之，自捲曲纖維的使用提高了例如由氣流式方法或更佳的梳棉方法所得到的材料層的均勻度。自捲曲纖維回覆到隨機捲曲形式的天然傾向，給予纖維額外的回復力。捲曲的永久性避免了捲曲在製程期間的喪失。
如果載體是纖維層，該層的單位面積重量可於200 g/m2 和1700 g/m2 之間，較佳地介於400 g/m2 和1500g/m2 之間。
一個可能的纖維組成的例子是(給予的%是重量%)： l  玻璃纖維和聚醯胺接合劑纖維混合，其中接合劑纖維會融化並形成玻璃纖維之間的結合點。較佳地，使用介於55%和80%之間的玻璃纖維、和介於45%和20%之間的聚醯胺接合劑纖維的混合物。玻璃纖維可至少部分地由其他填充纖維所取代，像是聚酯纖維，例如PET或PBT。較佳地，自捲曲聚酯中空複合纖維用於至少部分地取代玻璃纖維。
令人驚訝的是，以最終與標準聚酯纖維和/或棉纖維結合的自捲曲纖維至少部分地取代玻璃纖維，至少在固定手段連接至載體層的受壓區域顯示出較佳的震動抑制。
這具有進一步的優點在於，裝飾部件能夠在沒有去耦元件也同樣在震動表面的情況下使用固定手段，而不會增加震動性噪音。
其他可能的纖維組成的例子是(給予的%是重量%)： l  玻璃纖維和熱固性接合劑混合，像是例如一玻璃纖維墊(也稱為玻璃棉) wool)，伴隨著10%~20%、較佳地15%的酚樹脂。玻璃纖維可部分地由填充纖維所取代，像是棉和/或聚酯，較佳地以自捲曲纖維取代，例如15%~20%的酚樹脂、0~30%的棉或0~30%的聚酯或0~30%的自捲曲聚酯纖維、和50~60%的玻璃纖維。
或者，可以選擇沒有玻璃纖維的纖維溶液，例如PET和聚醯胺纖維的一混合物，其中聚醯胺纖維會融化並形成PET纖維之間的結合點。較佳地，部件於在壓力下直接和飽和水蒸汽接觸的情況下模製，藉此聚醯胺的外顯熔點下降，低於其以示差掃描熱析法(differential scanning calorimetry, DSC)量測到的熔融溫度。所以PET的熔融溫度能夠至少為240°C。藉由使用這個方法，聚酯纖維將不會融化，並保持在載體材料的纖維網中，維持住纖維層的噪音吸收特性。較佳地，PET纖維至少部分地由捲曲的聚酯纖維和/或棉纖維所取代。
較佳地，使用在聚合物中包含滯焰劑的熱塑性纖維。
或者，載體能夠由開孔性泡沫體(open cell foam)製成。較佳地，使用來自聚氨酯或三聚氰胺其中一者的剛性(rigid)或半剛性(semi-rigid)泡沫體。較佳地，所使用的泡沫體更包括至少一防火劑。
應用於泡沫體的用詞「半剛性」是所屬技術領域中的標準用詞。一般來說，這類泡沫體具有介於剛性和泡沫體之間的一玻璃轉化溫度(Tg )。開孔性泡沫體意味著泡沫體中50%或更多的單元胞(cell)具有開放式結構。較佳地，為了聲學性質，多餘90%的單元胞具有開放式結構。
較佳地，開孔性泡沫體由聚氨酯製成，且更包括石墨。舉例來說，如EP1153066所揭露的泡沫體、和其在EP1153067中的生產，能夠與揭露的發明一起使用。較佳地，泡沫體含有較佳地層離(exfoliating)的石墨，範圍相對於泡沫體的重量介於2%和40%之間。
對於作為載體層的聚氨酯的泡沫體密度，較佳地介於10 kg/m3 和45 kg/m3 之間。
在另一實施例中，具有纖維、泡沫體載體層二者中任一者和根據本發明的多層表面材料的引擎裝飾部件，更包括一埋入式標誌，該標誌例如在裝飾部件的生產期間壓製成型，其中載體層局部性地進一步受壓以形成想要的標誌，或者是為正向印記，其中標誌周圍的區域進一步受壓使得標誌凸出，又或者是為負向，其中標誌本身進一步受壓。根據本發明的多層表面材料和載體材料的組合，使得這些類型的標誌可能在相同於整個部件的模製的製程步驟中製造出來，不需要額外的材料或製程步驟。
或者，之後將標誌添加在多層表面材料的頂端也是可能的。這些標誌可由任何類型的能夠承受高溫並能夠被膠合至表面的適合的塑膠製成。或者，標誌能夠在背部具有一凸起，該凸起透過一小的裂口放入至載體層中，且能夠例如使用超音波熔接裝置熔接到該背部。
另一種替代方案是在外部層上使用轉移印花(transfer print)，例如使用預印標誌或裝飾，其能夠例如作為印花被轉印到表面。
在另一較佳的實施例中，具有載體層和根據本發明的多層表面材料的引擎室部件，更包括一額外的吸收層，為纖維層、開孔性泡沫體層二者中任一者的形式。對於這個層，能夠使用對於載體層所揭露的材料的相同類型。然而，由於這個層的功用並非作為載體層，這個層的密度和/或剛性低於載體層。泡沫體的密度可介於10 kg/m3 和35 kg/m3 之間，例如具有介於12 kg/m3 和20 kg/m3 之間的一密度的板材材料。在最終產品中，該層的單位面積重量能夠使用不同厚度的板材材料額外地被設置，所述厚度較佳地介於5毫米和50毫米之間。部件中吸收層的最終厚度是可以變化的，並依照部件的設計而定，通常介於1毫米和20毫米之間，其中較低的厚度是在邊緣和固定的區域，而較厚的區域和吸收噪音有關。
吸收層的厚度大於載體層的厚度，在和吸收噪音有關的區域，較佳地載體層是介於2毫米和10毫米之間，而吸收層的厚度是介於8毫米和30毫米之間。
在邊緣和/或固定的區域，二個層的厚度都能夠低至1~2毫米，使良好的連接至固定手段成為可能。
額外的吸收層能夠被置於多層表面材料和載體層之間、或在面對車輛組件要被覆蓋的表面的方向上位於載體層的下方。
一個根據本發明的裝飾部件的例子是由以下方式建造而成：具有一針織織物和一被穿孔的熱塑性聚氨酯薄膜的多層表面材料，層疊至一額外的吸收層並位於吸收層的相對側，該吸收層為半剛性開孔性聚氨酯層的形式，纖維載體層層疊至吸收層，該纖維載體層由以聚醯胺纖維作為接合劑材料接合的玻璃纖維製成。較佳地，這個層被薄的非織層覆蓋，只為了避免該層附著到模具上。
另一個根據本發明的裝飾部件的例子是由以下方式建造而成：具有一針織織物和一被穿孔的熱塑性聚氨酯薄膜的多層表面材料，層疊至纖維載體層上並位於載體層的相對側，該纖維載體層由以聚醯胺纖維作為接合劑材料接合的玻璃纖維製成，使用一額外的吸收層，該吸收層為半剛性開孔性聚氨酯層的形式。較佳地，這個層被薄的非織層覆蓋，以避免該層附著到模具，並用於在部件處理的期間保護泡沫體層。
覆蓋材料的熱塑性聚氨酯(TPU)層也可用作為一用於將織物層層疊至載體材料或額外的吸收層的黏著層，而不需要額外的黏著層位於這些二層之間。在載體層為玻璃纖維和聚醯胺接合劑之較佳層的情況下，也不需要額外的黏著層。然而，在某些材料組合中，需要額外的黏著層一事可能是必須的。
這樣一正規的黏著層和TPU或被穿孔的TPU的使用之間的差異在於，於在高溫模製期間，TPU實質上不會碎裂，其維持在薄膜的形式。
即使使用目前發展水平的薄膜材料，例如像是聚烯薄膜，其會熔融並形成如燭蠟般進入周遭層中的液滴。因此，目前發展水平的材料作為薄膜的整體性被削弱，而之後薄膜再也無法如此地被識別。
在另一較佳的解決方案中，具有載體層、和根據本發明的多層表面材料、和或者被置於多層表面材料和載體層之間又或者被置於載體層的下方的一額外的吸收層的引擎室部件，更包括一第二薄膜，第二薄膜置於載體和該額外的吸收層之間，以進一步地加強多層覆層的聲學性質。其中所有的層都在最終裝飾部件的形成期間層疊至相鄰層。
在另一較佳的實施例中，第二薄膜至少部分地被打開，使得打開的區域具有一氣流阻(AFR)。較佳地，最終部件在形成之後跨越厚度所量測到的氣流阻是在介於500 Nsm-3 和4000 Nsm-3 之間的範圍內。
雖然這個薄膜的開放形成微小孔洞能夠藉由可相比於第一薄膜層的穿孔來完成，其也可以在模製處理期間較佳地伴隨著蒸汽成型(steam moulding)發生。薄膜將變得略為有孔，從而得到一跨越部件的介於1500 Nsm-3 和4000 Nsm-3 之間的氣流阻。這會進一步地加強聲學減弱，特別是總體部件的隔絕性質(insulating properties)。
較佳地，第二薄膜層能夠是聚醯胺(PA，例如是PA6或PA66)、聚酯(PET或PBT或一聚酯的共聚物)、聚烯(像是聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)或熱塑性聚氨酯(TPU)，較佳地為酯或基於酯的版本)的其中一者。第二薄膜層也可由雙層或多層薄膜形成，較佳地是方才所提到的材料的一組合，例如PA6/PE或一聚酯的共聚物(copolymer of polyester, CoPES)/TPU。
較佳地是TPU，因為其在高熱負載下具有耐受性。較佳地，TPU薄膜具有根據ISO 11357進行量測至少超過140°C的一熔融範圍，較佳地介於150°C和170°C之間。
較佳地， 第二薄膜層具有大約介於25微米和120微米之間的一厚度，較佳地介於50微米和100微米之間。
在又一實施例中，給予具有根據本發明的多層表面材料的裝飾部件的生產。
使用由一起形成具有想要的裝飾部件三維形狀的模穴的二個半模具組成的一個模具，以製造根據本發明的裝飾部件。三維形狀可意味著二個模具表面之間的縫隙是可以變化的，使得產品具有可變化的厚度，從而部件平紋(plain)的方向中有可變化的密度。
在一個半模具中，想要的材料被堆疊在正確的分層放置在其位置，例如載體材料、薄膜、和外部織物層。如果認為有必要，可包含其他選擇性的層。
關上模具，並固結該些材料和/或層疊該些層至相鄰的層，以形成最終部件。較佳地，模製伴隨著壓力和直接的蒸汽來完成，較佳地使用飽和蒸汽。較佳地，載體層的壓縮也在相同步驟完成，以得到想要的剛性。
所形成的部件能夠在部件平面的方向上具有一可變化的密度和/或厚度。由根據本發明的多層表面材料所覆蓋的部位，可具有一表面結構，該表面結構例如為凹口(indent)和/或圓弧曲線的形式，以強調或加強表面覆蓋件的光學設計，較佳地包含模製的標誌。雖然該部位面對車輛要被覆蓋的表面，其能夠具有調整成沿著要被覆蓋的表面的輪廓。
或者，材料能夠在模製步驟之前被加熱，接著進行熱或冷模製步驟。
在下文中，將會進一步地解釋本發明，並揭露額外的較佳實施例。這些進一步揭露的較佳解決方案，也可與已經揭露的實施例結合使用。
對於根據本發明的多層表面材料，較佳地能夠使用一開放式結構的紡織物，例如一梭織或針織織物。在第1圖到第4圖中，給予了這類織物的例子。
在第1圖中，作為舉例，給予了一平紋梭織織物，具有經編(1)和緯編(2)線。在這些線之間，小的孔洞(3)定義了編織的開放性。梭織織物的結構的開放性，其特徵在於線的厚度(由線密度來評估，亦即藉由每一公里的線的重量克數)、線的交織類型、編織的密度、經編和緯編線的褶曲(flexure)的比例、和表面結構(平滑的或起絨的)。特別是，經編和緯編之間的不同能夠進一步地加強多層表面材料的開放性和/或總體美觀性外觀。
在第2圖和第3圖中，給予了針織織物的例子。針織織物的開放性可受到針織機隔距(gauge)和紗尺寸的影響。舉例來說，使用210丹尼的紗、隔距為13的針織，可具有平均介於30%和40%之間的一開放面積。第2圖示出一簡單的針織圖案，伴隨著紗(4)和以(3)所指示的在織物中的孔洞。而第3圖則示出更為錯綜複雜的針織圖案，具有更加三維化的針織結構。
第4圖示出這樣一可相比於第3圖但由二種不同顏色的紗製成的針織結構的放大圖。織物結構中的一些孔洞以3加以指示。此外，孔洞3a示出建立這樣一織物組織結構的平均孔洞尺寸的例子。由於大部分形成在梭織或針織織物中的孔洞其結構是不規律的。這樣的一個層的覆蓋因數會是孔洞的面積除以量測到的總體面積。在這個案例中，會給出大約74%的覆蓋因數。
第5圖示出根據目前發展水平由射出成型的塑膠製成的引擎上蓋(11)的例子，以及引擎(12)要被覆蓋的表面。在車輛的使用中可以被看見的外部表面，是根據消費者的設計規範來形成，並具有主要是美觀性的特性。而面對引擎的表面更加受到引擎形式的邊界限制。面對車輛組件(在這個案例中是引擎但這也可以是白紙上的主體)的表面或引擎蓋並非總是在整個表面上接觸裝飾部件，在某些區域這不會是想要的，因為組件的震動會接著由鑲板接手，且將造成額外的震動噪音源，並可能對材料的耐受性產生影響。
較佳地，根據本發明的引擎覆蓋件能夠以相鄰表面沿著引擎表面的輪廓，即使其可能並未實際上接觸它。同時，覆蓋件的外部部位追求不需要可相比於直接覆蓋引擎的表面的美觀性和/或空氣動力學的輪廓。因此剖面顯示出可變化的厚度，並因而用於載體和/或吸收層的材料有著可變化的密度以追求二項要求。此外，引擎覆蓋件具有一可能的解決方案，以將表面覆蓋裝飾部件固定至要被覆蓋的表面，在這個案例中使用穿過裝飾部件並直接鎖到引擎機體上的螺絲(13)。
第6圖示出根據本發明的裝飾部件，顯示出以根據本發明的覆蓋材料覆蓋的該側表面，包含具有標誌(15)的一表面浮雕。
第7圖到第11圖示出用於根據本發明的材料堆疊的較佳佈置。這些圖式中的元件符號指示相同類型的層： l  5a是開放式結構的織物，例如一針織或梭織織物； l  5b是薄膜層，較佳地是TPU薄膜層，其可被穿孔； l  6是載體層，或者為如第7圖到第10圖所示的纖維層的形式，又或者是作為泡沫體層(第11圖)； l  7是一選擇性的第二薄膜層，較佳地也由TPU製成； l  8是一選擇性的吸收層。這個層能夠為如第7圖或第10圖所示的纖維、如第8圖或第9圖所示的泡沫體層二者中任一者。 l  9是一選擇性的紗布(scrim)層，例如為由聚酯材料製成的非織品。
在一較佳實施例中的一種佈置由根據本發明的多層表面材料組成，具有一為梭織、針織開放式結構織物其中一者的紡織物(5a)和一熱塑性聚氨酯薄膜層 (5b)。此外，相鄰於薄膜層(5b)，使用一載體層(6)，載體層(6)為由30%~80%的玻璃纖維和20%~50%的聚醯胺接合劑纖維製成的一纖維層的形式。最後，玻璃纖維能夠被高達100%的作為填充材料的棉纖維和/或聚酯纖維所取代。較佳地，所使用的聚酯纖維為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。它們較佳地可以是自捲曲纖維。
所有的層將會在模製製程期間層疊至相鄰層。
聚醯胺接合劑纖維會熔化並形成局部性地將玻璃纖維接合在一起的微小液滴，而不會削弱纖維材料的氣流阻。較佳地，在形成部件之後，載體層的氣流阻將會介於450 Nsm-3和4000 Nsm-3之間。這個層的密度能夠介於150 kg/m3和500 kg/m3之間。
選擇性地，可使用為一開孔性半剛性聚氨酯泡沫體層(8)(第6圖或第9圖)形式、或一第二高階纖維層(loftier fibrous layer)(8)(第7圖或第10圖)形式的一吸收層。對於高階纖維層而言，可以使用相同於載體層的纖維材料；然而具有較低的密度，或者是包括相同聚醯胺纖維接合劑但具有聚酯和/或棉作為主結構纖維的一材料。對於泡沫體層而言，可以採用板材材料的單位面積重量和/或厚度。
第11圖示出一種佈置，其中只有由泡沫體製成的載體層(6)和一根據本發明的覆蓋性多層(5a和5b)。這個類型的佈置可典型地例如用作為引擎蓋襯件，位於車輛引擎蓋的內部，當開啟引擎蓋時覆蓋層面對下方。
1‧‧‧經編
2‧‧‧緯編
3‧‧‧孔洞
3a‧‧‧孔洞
4‧‧‧紗
5a‧‧‧織物
5b‧‧‧薄膜層
6‧‧‧載體層
7‧‧‧第二薄膜層
8‧‧‧吸收層
9‧‧‧紗布層
11‧‧‧引擎上蓋
12‧‧‧引擎
13‧‧‧螺絲
14‧‧‧引擎覆蓋件
15‧‧‧標誌
第1圖示出梭織組織結構的例子。 第2圖、第3圖、和第4圖示出針織組織結構的例子。 第5圖示出根據目前發展水平的引擎覆蓋件的例子。 第6圖示出根據本發明的具有標誌的引擎覆蓋件(14)的例子。 第7圖到第11圖示出根據本發明的材料佈置的較佳例子。
5a‧‧‧織物
5b‧‧‧薄膜層
6‧‧‧載體層
9‧‧‧紗布層

Claims (18)

  1. 一種多層表面材料，用於覆蓋一引擎室組件的一表面，該多層表面材料由二個層組成，其中一第一外部層為一開放式結構的紡織物，且一第二層為一聚合型的薄膜層，該二個層其中一者置於另一者上並層疊在一起，使得該薄膜層可以透過該紡織品層的該開放式結構被看見。
  2. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該紡織物中該開放式結構的平均孔洞尺寸介於50微米和2000微米之間，較佳地介於50微米和700微米之間。
  3. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該紡織物具有介於60%和99%之間的一平均織物覆蓋因數。
  4. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該紡織物由具有一至少220°C的熔融溫度的一熱塑性材料製成，較佳地由聚酯製成，更佳地由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)製成。
  5. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該外部層為針織織物、梭織織物二者中任一者。
  6. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該薄膜層為熱塑性聚氨酯 (TPU)。
  7. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該薄膜層至少部分地被穿孔。
  8. 如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，其中該薄膜層具有介於20微米和150微米之間的一厚度，更佳地介於25微米和80微米之間。
  9. 引擎室裝飾部件或覆層，用於覆蓋一表面，該引擎室裝飾部件或覆層的特色在於其包括一如申請專利範圍前述任一項所述之多層表面材料，該多層表面材料層疊在該裝飾部件的至少一外部表面上，使得該開放式的紡織物形成該裝飾部件的最外層。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之引擎室裝飾部件，更包括至少一載體層，該至少一載體層由剛性或半剛性泡沫體製成，較佳地由開孔性泡沫體製成。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之引擎室裝飾部件，其中該泡沫體是由聚氨酯泡沫體、三聚氰胺泡沫體二者中任一者製成。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之引擎室裝飾部件，更包括至少一載體層，該至少一載體層由一固結的纖維材料組成，該固結的纖維材料由複數纖維和一接合劑組成，該接合劑為一熱塑性接合劑或一熱固性接合劑的形式，藉此該接合劑形成該些纖維之間的複數微小接合點以固結該纖維材料。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之引擎室裝飾部件，其中該些纖維為複數熱塑性纖維、複數天然纖維、複數礦物纖維之中至少一者、或為上述纖維的一混合物，該些熱塑性纖維較佳地為聚酯纖維，較佳地為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)，該些天然纖維較佳地為棉或亞麻纖維，該些礦物纖維較佳地為玻璃纖維、碳、陶瓷、或玄武岩纖維。
  14. 如申請專利範圍第12項或第13項所述之引擎室裝飾部件，其中所使用的該些熱塑性纖維至少部分為自捲曲纖維，較佳地為複合纖維，更佳地為中空複合纖維。
  15. 如申請專利範圍第12項至第15項中任一項所述之引擎室裝飾部件，其中該熱塑性接合劑為聚酯的共聚物、聚醯胺的共聚物二者中任一者，或者其中該熱固性接合劑為樹脂型，較佳地為酚樹脂。
  16. 如申請專利範圍第9項至第16項中任一項所述之引擎室裝飾部件，更包括一聲學吸收層，較佳地為一纖維層或一開孔性泡沫體層。
  17. 如申請專利範圍第9項至第17項中任一項所述之引擎室裝飾部件，更包括介於該載體層和該吸收層之間的一薄膜層，在該部件的模製期間具有可穿透性或變得具有可穿透性，較佳地為一熱塑性聚氨酯薄膜層。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之引擎室裝飾部件，其中該裝飾部件具有低於4000 Nsm-3 的一總氣流阻。
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