具有降低的VOC的热成型汽车产品

技术领域

本申请涉及包含再循环纤维的热成型汽车装饰部件和生产这样的装饰部件的方法。

背景技术

乘客舱易于产生恶臭和化学物质，所述恶臭和化学物质由制成各种装饰部件的材料释放或源自车辆的正常使用。

甲醛是属于由汽车部件或其它周围产品释放的一类挥发性有机化合物的常见低分子量分子。特别是在封闭环境例如汽车的乘客舱中，甲醛的水平可以增加到被认为对人健康的阈值以上。

乙醛和甲醛可能作为未反应的和/或产品本身的副产物从产品中释放，但也可能由部件从周围空气中吸收。特别是再循环或再生材料例如劣质(shoddy)纤维材料，例如劣质棉，也可能从空气中吸取甲醛并将分子吸收至纤维，或者再循环纤维的来源可能被甲醛污染。

如果此类型的材料用于车辆的乘客舱，游离甲醛和乙醛的水平可能变得高于如根据VOC排放测试测量的限定阈值。

因此，本发明的目的是提供一种处理纤维材料，特别是热塑性或天然纤维垫或毡，以降低纤维材料和/或部件的总VOC排放中的游离甲醛和游离乙醛的水平的方法。

发明内容

此目的通过根据权利要求1的产品以及通过根据权利要求12的生产这样的产品的方法来实现。

特别是通过热成型汽车装饰部件来实现，所述热成型汽车装饰部件至少包含纤维毡层，所述纤维毡层包含纤维和热塑性粘合剂并且其中所述纤维包含再循环或再生纤维，其特征在于纤维毡层的至少一个表面浸渍有选自以下的组的第一物质：脲，优选亚乙基脲、亚丙基脲或其混合物，并且其中第一物质粘附于至少所述纤维以形成所述层的外边界。

通过在至少纤维毡层的表面中掺入至少一种选自由脲，优选亚乙基脲、亚丙基脲及其混合物组成的组的物质，可能降低游离甲醛。令人惊讶地，还发现游离乙醛的量减少。甲醛和乙醛的减少不仅在毡材料的处理期间是可测量的，而且在部件的热成型之后以及在部件的储存之后保持。根据本发明的包含纤维毡层的热成型汽车装饰部件具有优异的气味消除性能，使得如上所述的VOC被捕获而不释放。

此处理是足够通用的，以在不知道所用再循环纤维的实际来源或污染的情况下，用在包含再循环纤维的纤维毡上。

优选地，亚乙基脲的最终浓度为3至20gr/m

优选地，通过在至少纤维毡层的表面中掺入至少选自由二酰肼组成的组的第二物质进一步增强VOC减少效果。

优选的所使用的二酰肼化合物是选自以下中的一种：碳二酰肼、琥珀酸二酰肼、己二酸二酰肼、间苯二甲酸二酰肼，优选碳二酰肼。

使用多于一种二酰肼是较不优选的，因为其可能对乙醛和/或甲醛的捕获和释放具有负面影响。最优选的是碳二酰肼。

最小浓度应该足以至少捕获在材料加工时已经存在于材料中的游离甲醛和/或乙醛。然而，高于捕获存在的污染物所需浓度的浓度对于从相邻层或从部件周围的环境空气捕获和结合VOC将是有益的。如果这是在车辆中，其将有助于消除汽车中来自额外的其它部件的污染，这是一个优点。

优选地，两种组合的物质-亚乙基脲和碳二酰肼-的最终浓度为3至25gr/m

优选地，亚乙基脲与碳二酰肼的重量比在1:4与4:1之间，优选1:1。

纤维毡层至少包含热塑性粘合剂和纤维。优选地，热塑性粘合剂是选自以下组中的一种：聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；或共聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物(CoPET)；聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯；或聚酰胺，例如聚酰胺6或聚酰胺6-6；或这些的组合。粘合剂可以以粘合剂纤维的形式添加。或者，粘合剂结合在例如芯/外皮型的双组分纤维中，其中外表面起粘合剂的作用，并且在热成型过程中熔融并将纤维粘合在一起，同时纤维的芯保持完好并成为纤维的一部分。

纤维垫优选包含天然纤维，例如棉，或热塑性纤维，例如聚酯，例如PET，聚烯烃，例如聚乙烯或聚丙烯，聚酰胺，例如聚酰胺6或聚酰胺6-6，或这些的组合。

纤维可以是基于原生的或者可以来自再生或再循环织物、消费后纤维或这些来源的组合。再循环纤维可能还包括来自汽车部件生产废弃物的纤维。

可以用于根据本发明的汽车部件的再循环纤维的来源的实例是劣质材料，由再生的消费后织物、来自其它类型工业的布或来自汽车工业内或外的其它生产(例如织物工业的切断或牛仔裤生产)的废纤维材料制成。劣质材料按其含有的主要类型的纤维被定义，例如劣质棉含有至少51％的棉型纤维，而聚酯劣质品含有至少51％的聚酯基纤维。其他％可以是宽范围的纤维类型的组合且被较少限定。

根据本发明的纤维毡层可以进一步包含低量的非纤维内容物，例如非纤维废弃材料，例如泡沫，或切碎的热塑性材料例如以泡沫碎片的形式。

根据本发明的汽车装饰部件至少包含纤维毡层。其可能包含附加层，例如以下中的至少一种：附加毡层，膜或箔层，例如基于聚烯烃如聚丙烯或聚乙烯的膜或箔层，合成橡胶层，例如EPDM或EVA，非织造或纱布层，泡沫层，例如开孔聚氨酯泡沫层，或装饰性表面层，例如簇绒或非织造地毯或针织布。

汽车装饰部件被热成型为符合其放置的功能和表面的形状。因此成形部件的两侧的外表面不必是相同的。汽车装饰部件可以具有一个面向汽车白车身的表面或另一个待覆盖的汽车部件；因此它将镜像轮廓以适合该区域。

而不面向白车身的另一表面或待覆盖的另一汽车部件可具有附设的附加装饰性表面层。

优选地，纤维毡层的至少一个表面或两个表面包含至少亚乙基脲，和优选另外的碳二酰肼。然而，也可以相同地处理附加层，特别是附加纤维层，例如附加纤维毡层，纱布或非织造层，以进一步强化效果。

生产根据权利要求1所述的包含纤维毡层的热成型汽车装饰部件的方法，所述方法包含至少一个以下步骤：将包含第一物质的水溶液施加至纤维毡层的至少一侧，所述第一物质为亚乙基脲。

优选后续是随后的热干燥步骤，优选在热风炉中的热干燥步骤，使得所述溶液变干并且物质粘附于纤维。

另外，热风炉也可以使热塑性粘合剂熔融并将纤维垫中的纤维粘合以形成预粘合纤维层。

出乎意料地，水溶液中水的组合可以强化亚乙基脲和/或碳二酰肼在此加热步骤之前或期间对甲醛和/或乙醛的捕获。发现使用水溶液比使用相同物质和工艺条件的粉末处理更有益。

一种生产至少包含纤维毡层的热成型汽车部件的方法，具有以下连续步骤：(1)形成纤维毡垫，优选通过气流成网或梳理和交叉铺网形成；

(2)向纤维垫的至少一个表面施加至少包含亚乙基脲的水溶液；

(3)在热风炉中加热纤维垫，优选在110至220，优选140至200℃之间的温度下；

(4)压缩模制纤维垫以形成汽车部件，最终与至少一个附加层结合以形成多层汽车装饰部件。

物质—亚乙基脲、碳二酰肼—可以溶解或分散于选自由水、低级烷基醇和其组合组成的组的挥发性惰性载体中。优选地，水用作主要载体，因为它可以进一步增强所使用的物质的捕获效果，然而，预溶于溶剂中或添加少量溶剂可能是必要的，以使溶液更稳定或使使用的物质能够更容易溶解。

水溶液可以进一步包含稳定剂、表面活性剂或粘合剂中的至少一种，如聚乙烯醇。

水溶液优选具有5至50重量％之间的固含量并且具有弱酸至弱碱的pH(约5至9的pH)。

包含亚乙基脲的溶液以湿润状态施加。术语“湿润状态”是指含有减少组成(reducing composition)以及载体如水的化合物。载体可以含有以载体的总重量计至少95wt.％的水。优选地，载体是100％水。在施加溶液后，载体被蒸发，例如使用热法蒸发，从而产出在基底上基本上处于干燥状态的涂层。术语“干燥状态”是指在室温(即约21至23℃)下基本上为固体的涂层基于涂层的总重量计具有少于5％水分并基本上不含载体。

可以通过在毡形成过程之后直接在纤维垫上、或在部件生产之后在纤维毡层上、或在毡形成之前或期间在纤维上喷射亚乙基脲的水溶液来处理毡。

纤维毡层和包含其的汽车装饰部件优选不含玻璃纤维。

这样的汽车装饰部件的一种可能的生产方法可以包含以下步骤。除非另有说明，供选择的步骤顺序可以是可能的。在不偏离本发明的思想的情况下可以包括未公开的附加步骤。

将热塑性粘合剂和纤维在开口和/或混合设备中混合并输送至梳理与最终交叉铺网单元或气流成网设备以形成平坦纤维垫。或者，可以使用例如EP 2532777 A中所述的注射纤维设备在预成形的毡中形成纤维。

将如此形成的纤维垫放置在传送带上，并在下面通过或穿过能够将正确量的包含至少第一物质，优选第一和第二物质的水溶液施加至网的至少一个表面上的设备。所述设备可以是当纤维垫从下面通过时能够在其表面上喷射均匀的雾或小液滴淋浴的喷雾设备。

或者，施加设备可以是施加辊，例如由开孔泡沫或纤维材料制成，其在表面上滚动，最终在轻微压力下，从而使水溶液传递到纤维层。

辊可以放置在纤维垫的任一侧上。例如其可以放置在纤维层的下面，由此辊的下部移动通过将溶液重新加载在辊上的浴，并且辊的上部抵靠纤维层的背表面滚动，从而使水溶液传递到其表面。

根据所用垫的厚度和/或密度，使用两个同时处理纤维层两侧的辊的组合可能是有益的。

可以使用现有技术中已知的在纤维表面上施加少量液体的其它方式，例如泡沫施加或浸浴。可能必需向水溶液中加入额外的添加剂以实现这种施加形式。

优选地，在施加水溶液之后的随后步骤是加热步骤，优选在热风炉中。优选地，在110与220℃之间，优选140与200℃之间的温度下处理纤维垫。

优选地，纤维层在同一传送带上移动通过热风炉，防止未粘合的纤维垫的任何不必要的移动。

热空气处理对纤维垫的影响至少是双重的；纤维通过熔融热塑性粘合剂以在纤维之间形成小液滴而粘合，其在热空气处理之后在冷却步骤期间再次固化。同时加热含有所述物质的水溶液，由此使水部分蒸发，同时第一和最终的第二物质粘附到纤维垫上层中的纤维上。

这样预粘合的纤维垫可以储存用于随后的加工，在热状态下转移到压缩模制设备以直接形成汽车装饰部件。

后续的加工可以包括另一个加热步骤，随后是冷压缩模制步骤或使用结合加热和成形的蒸气模制或热模制的一步法。

独立于所选择的模制步骤，在此步骤中可以包括附加层以形成包括根据本发明的至少一个纤维层的多层汽车装饰部件。

在模制至少根据本发明的纤维层和最终其它层之后，也可以与含有泡沫的反应注射模制的工艺步骤组合。

在根据本发明的纤维层与注射模制层结合的情况下，增加第一和最终第二物质的负载和/或处理至少邻近或靠近泡沫层的一侧可能是有益的，以能够捕获和结合除了毡层本身的污染物之外的来自泡沫层的任何甲醛。

具体实施方式

第一组热成型汽车部件通过以下步骤生产：形成具有20％双组分聚酯纤维的劣质棉纤维的纤维毡垫，在热风炉中优选在180℃的温度下加热纤维垫；和压缩模制纤维垫以形成汽车部件。

第二组热成型汽车部件通过以下步骤生产：形成具有20％双组分聚酯纤维的劣质棉纤维的纤维毡垫，将包含亚乙基脲形式的物质1的水溶液施加到纤维垫的一个表面上；在热风炉中优选在160与200℃之间的温度下加热纤维垫；和压缩模制纤维垫以形成汽车部件。

第三组热成型汽车部件通过以下步骤生产：形成具有20％双组分聚酯纤维的劣质棉纤维的纤维毡垫，将包含1:1重量比的亚乙基脲形式的物质1与碳二酰肼形式的物质2的水溶液施加到纤维垫的一个表面上；在热风炉中优选在160与200℃之间的温度下加热纤维垫；和压缩模制纤维垫以形成汽车部件。

所有3组都是在全规模生产线上使用基本上相同批次的纤维材料生产的。在生产后和在用于新生产的货物的标准仓库中储存部件7天后，从所有3组样品中直接取样。在每m

甲醛和乙醛的释放量用用于测定汽车内部材料的VOC排放的Ford FLTM BZ 108-01 10-L袋法的标准方法测定。

使用组1作为参比样品计算甲醛和乙醛的释放的变化。

对于组2，发现在生产之后直接释放的甲醛水平降低73％，并且在储存之后降低的水平增加至77％。令人惊讶地，释放的乙醛的水平也降低了23％，而在储存后，此值基本上不改变。

对于组3，发现在生产后甲醛释放水平直接降低84％，在储存后其基本上不改变。有趣地，释放的乙醛的水平也减少92％。尽管储存后样品中释放的乙醛的水平较低。其仅减少84％，其仍然显著好于组2。

根据初始污染物水平和用于制造汽车装饰部件的纤维材料中可释放的甲醛和乙醛的比率，仅使用物质1，例如亚乙基脲，可以将污染水平充分降低到足够的水平。在预期较高水平的乙醛的情况下，亚乙基脲和碳二酰肼的组合可能是优选的。