[0002] 本申请要求于2016年5月31日提交的美国临时
专利申请第62/343,328号的优先权。上述申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
[0003] 本公开涉及
汽车用的车身底罩如车底气罩(underbody aero shields)及
车轮槽
衬垫(wheel well liners)，以及其制造方法。
背景技术
[0004] 本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是
现有技术。
[0005] 车身底罩普遍用于汽车工业以改进汽车的空
气动力学及外观，并提供防止
水和尘进入汽车车底的屏障。这些底罩通常安装在汽车的引擎室、
传动轴通道或底盘下面。当安装在这些汽车
位置时，车身底罩亦可称为车底气罩，因为其有助车底的直接气流，并一般可减少阻力。在其它的应用中，车身底罩可以安装在车身和车轮之间。当安装在这些汽车位置时，车身底罩又称为车轮槽衬垫。现有车身底罩的常用物料是塑胶、
碳纤维合成物及纤维毡。
[0006]
碳纤维底罩重量轻且坚固，但其成本使其只限于应用在最昂贵的汽车如高端表现汽车和赛车。碳纤维亦较易碎，若车身底罩撞击坚固物体如路边，可爆裂和断裂。塑胶相比碳纤维非常便宜，但亦有很多明显缺点。塑胶车身底罩比碳纤维车身底罩重。塑胶车身底罩亦易碎，特别是在汽车在寒冷天气操作的时候，撞击坚固物体和道路碎石时容易爆裂和断裂。最后，塑胶在高温下容易弯曲、下垂甚至溶解。因此，塑胶车身底罩不适合用于高温位置，例如是汽车引擎或排气系统下面。纤维毡传统上刚性差，因此需要大量密集的连接点及/或另外的
支撑结构才可安装到汽车上。虽然纤维毡不像碳纤维和塑胶般易碎，但却是重和容易吸水，进一步增加其重量。纤维毡在高温下亦可失去其刚性，故亦不能再提供车身底罩功能，所以它们在用于汽车的高温位置时，一般会设有一个或以上的
隔热罩。因此，各种上述物料在用作车身底罩时都有缺点。
发明内容
[0007] 本部分提供了本公开的大体概述，并且不是其完整范围或其所有特征的全面公开。
[0008] 根据本主题公开的一个方面，提供一种纤维车身底罩。纤维车身底罩包括不织纤维物料制成的非粘结形核心。纤维车身底罩具有由非粘结形核心形成的第一和第二表面。纤维车身底罩的第二表面与第一表面相对，使第一表面和第二表面之间以一最终产品厚度分隔。因此，纤维车身底罩的最终产品厚度量度于第一和第二表面之间。第一和第二表面包括最少一个模塑轮廓，使第一和第二表面具有非平面形状。非粘结形核心的不织纤维物料包括多条机械地互相缠绕的纤维。纤维车身底罩还包括乳胶浸渍。乳胶浸渍设于第一和第二表面两者的的最少其中之一，并渗透入非粘结形核心的不织纤维物料一段浸渍距离。
[0009] 根据本主题公开的另一个方面，不织纤维物料的多条纤维具有粘合至乳胶并可抵受最少摄氏200度高温的涂层。
[0010] 根据本主题公开的另一个方面，提供一种制造上述纤维车身底罩的方法。所述方法包括将非粘结形核心的不织维维物料输送至第一滚筒的步骤，其中第一滚筒包括第一外圆柱形表面。所述方法的下一个步骤是将非粘结形核心传过第一滚筒使非粘结形核心的第一表面
接触第一滚筒的第一外圆柱形表面的最少一部分。所述方法进一步包括在非粘结形核心的第一表面保持接触第一滚筒的第一外圆柱形表面的最少一部分时，在非粘结形核心的与第一表面相对的第二表面上进行乳胶发泡。所述方法亦包括将非粘结形核心输送至第二滚筒的步骤，其中第二滚筒包括第二外圆柱形表面。所述方法的下一个步骤是将非粘结形核心传过第二滚筒，使非粘结形核心的第二表面接触第二滚筒的第二外圆柱形表面的最少一部分。所述方法进一步包括在非粘结形核心的第二表面保持接触第二滚筒的第二外圆柱形表面的最少一部分时，在非粘结形核心的第一表面上进行乳胶发泡。此外，所述方法包括以下步骤：将非粘结形核心输送至压模机，在压模机将非粘结形核心的最少一部分在热力下压缩以形成最少一模塑轮廓，并从压模机移除已完成模塑的纤维车身底罩。
[0011] 有利地，本文公开的纤维车身底罩比碳纤维便宜、比塑胶和纤维毡轻、在高温应用下有改进的表现、并对撞击形成的损坏有较强的抵抗力。
附图说明
[0012] 本发明的其它优点在参考以下详细描述和附图之后会更易理解和明显。
[0013] 图1是示例现有技术的包括一配合的隔热罩的底罩的顶部立体图。
[0014] 图2是根据本主题公开构成的示例纤维车身底罩的顶部立体图。
[0015] 图3是图2所示的示例纤维车身底罩的底部立体图。
[0016] 图4是图3所示的示例纤维车身底罩的一
角的放大立体图，示出一示例连接位置。
[0017] 图5是图4所示的示例纤维车身底罩的一角在连接位置的侧面剖视图。
[0018] 图6是图2所示的示例纤维车身底罩的部分侧面剖视图。
[0019] 图7是制造图2所示的示例纤维车身底罩的示例
制造过程的侧视图。
[0020] 图8是示出图2所示的示例纤维车身底罩的样本的微观结构的图像，包括具有乳胶浸渍的非粘结形核心。
[0021] 图9是示出图2所示的示例纤维车身底罩的另一样本的微观结构的图像，其中非粘结形核心具有乳胶浸渍且非粘结形核心的多条纤维被施加有高温涂层。
具体实施方式
[0022] 在附图的所有几个图中，对应的参考标号表示对应的部件，图中公开了纤维车身底罩20。
[0023] 提供示例性
实施例，使得本公开将是完整的，并且将会把范围完全地传递给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体构件、装置和方法的实例，以提供对本公开的实施例的完整的理解。对本领域技术人员将为显而易见的是，不需要采用具体细节，可以以许多不同的形式来实施示例性实施例，并且两者均不应理解为限制本公开的范围。在一些示例性实施例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术。
[0024] 本文使用的术语仅是出于描述特定示例性实施例的目的，并且不意在为限制性的。如本文所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在还包括复数形式，除非上下文清楚地作出其它表示。用语“包括”、“包括有”、“包含”和“具有”是包括性的，并且因此确定了所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在性，但是不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组。本文描述的方法步骤、过程和操作不应理解为它们一定需要以所论述或示出的特定顺序来执行，除非明确标示为执行的顺序。还将理解到，可采用另外或备选的步骤。
[0025] 当元件或层被称为“在(另一个元件或层)上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一个元件或层上，它可为直接在另外的元件或层上，接合到、连接到或联接到另外的元件或层上，或可存在居间的元件或层。与此对比，当元件被称为“直接在(另一个元件或层)上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一个元件或层上，则可不存在居间元件或层。用来描述元件之间的关系的其它词语应当以相似的方式来理解(例如，“在...之间”相对于“直接在...之间”，“在...附近”相对于“直接在...附近”等)。如本文所用，用语“和/或”包括相关联的所列的用语中的一个或多个的任何和所有组合。
[0026] 虽然本文可使用用语第一、第二、第三等来描述不同的元件、构件、区域、层和/或区段，这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当受这些用语限制。这些用语仅可用来将一个元件、构件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区分开。在本文使用时，诸如“第一”、“第二”和其它数值用语的用语并不意味着序列或顺序，除非上下文清楚地表示。因此，下面论述的第一元件、构件、区域、层或区段可称为第二元件、构件、区域、层或区段，而不脱离示例性实施例的教导。
[0027] 可在本文使用空间相关的用语，例如“内部”、“外部”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，以方便进行描述，以对图中所示的一个元件或特征相对于另一个(或多个)元件或特征的关系进行描述。除了图中描绘的定向之外，空间相关的用语可意在包含在使用或操作中的装置的不同的定向。例如，如果图中的装置反转过来，则被描述为在其它元件或特征的“下方”或“下面”的元件将定向为在其它元件或特征的“上方”。因此，实例用语“下方”可包含上方和下方的定向两者。装置可以以其它方式定向(旋转90度或处于其它定向)，并且对应地理解本文所用的空间相关的描述符。
[0028] 图1示出示例现有技术的车身底罩组件10。车身底罩组件10一般包括纤维毡11及以一
粘合剂(图中未示)连接到纤维毡11的隔热罩12。纤维毡11以纤维物料13制成，例如是聚对苯二
甲酸乙二酯(PET)，而隔热罩12以热绝缘体14制成，例如是粘合或叠层
铝箔。一般来说，纤维毡11的纤维物料13在曝露于摄氏200度的
温度时会焚烧、溶解、
氧化及/或降质。局部温度超过摄氏200度在汽车接近排气系统的区域十分普遍，排气系统可包括排气头、排气管、催化转化器及消音器。隔热罩12在这些高温区域保护纤维毡11的纤维物料13。不过，这种方法有缺点。增设隔热罩12使车身底罩组件10成为两个部分的组件。这增加了车身底罩组件10的物料成本和制造成本，因为需要一个独立的制造工序将隔热罩12用粘合剂连接到纤维毡11。隔热罩12亦令车身底罩组件10具有较大的总厚度15和较大的重量。例如，纤维毡11一般的重量约为每平方米2000克(gsm或g/m2)，而隔热罩12一般的重量约为每平方米
900克(gsm或g/m2)，因此车身底罩组件10的总重量约为每平方米2900克(gsm或g/m2)。
[0029] 此外，纤维毡11所使用的纤维物料13一般的
刚度差，需要车身底罩组件10设有大量密集的连接点16以将车身底罩组件10连接至汽车。由于一般的连接件(图中未示)很容易被拉动通过纤维毡11的纤维物料13，各个连接点16一般包括金属
垫圈17去解决连接件被拉动通过的问题，进一步增加车身底罩组件10的物料成本、制造成本和重量。同时，由于纤维毡11的纤维物料13的刚度差，汽车通常具有独立的托架或其它支撑结构(图中未示)将车身底罩组件10连接至汽车。这些额外的组件进一步增加重量、复杂性和成本。最后，纤维毡11的纤维物料13容易吸水，进一步增加重量。
[0030] 参考图2-6，示出本主题公开的改进纤维车身底罩20。纤维车身底罩20包括不织纤维物料24制成的非粘结形核心22。非粘结形核心22界定纤维车身底罩20的第一表面26和第二表面28。第二表面28与第一表面26相对设置，使第一和第二表面26,28之间以最终产品厚度30分隔。换言之，第二表面28与第一表面26之间的距离便是最终产品厚度30。最终产品厚度30在纤维车身底罩20模塑成型之后在第一和第二表面26,28之间量度。作为例子但不限于此，最终产品厚度30可界乎1.5微米(mm)至8.0微米(mm)。
[0031] 纤维车身底罩20的最终模塑部件的形状与一卷纸状物料不同。使用时，纤维车身底罩20可以安装在汽车的最少一个部分(图中未示)的下面。汽车有大量不同位置可以安装本文公开的纤维车身底罩20。作为例子但不限于此，纤维车身底罩20可以安装在汽车的引擎室、传动轴通道或其它底盘部分下面。当安装在这些汽车位置时，纤维车身底罩20可称为车底气罩。在另一非限制性的例子，纤维车身底罩20可安装在汽车的车身和车轮之间。当安装在这些汽车位置时，纤维车身底罩20可称为车轮槽衬垫。不论在任何位置，当纤维车身底罩20安装于汽车上或汽车内，纤维车身底罩20的第一表面26一般面向汽车，纤维车身底罩20的第二表面28一般背向汽车并面向道路和/或车轮。
[0032] 纤维车身底罩20的第一和第二表面26,28可包括一个或以上模塑轮廓32。所述一个或以上模塑轮廓32使第一和第二表面26,28具有非平面形状，不会呈扁平状。所述一个或以上模塑轮廓32的形状可有或没有急剧转变(即尖锐的弯曲或曲线)。例如，所述一个或以上模塑轮廓32可以是轻微曲线形，特别是当纤维车身底罩20是车轮槽衬垫时。当纤维车身底罩20的第一和第二表面26,28包括一个或以上模塑轮廓32，最终产品厚度30可视乎位置而尺寸不同。换言之，最终产品厚度30在沿着纤维车身底罩20的某些部分时可能比沿着纤维车身底罩20的其它部分时不同。当然，应理解的是，纤维车身底罩20的第一和第二表面26,28可以具有平面形状(即是平的)及/或最终产品厚度30可以沿着整个纤维车身底罩20都是相同的。图6示出其中一个这样的实施例，其中最终产品厚度30沿着整个纤维车身底罩
20都是相同的，包括在模塑轮廓32的区域。
[0033] 制成非粘结形核心22的不织纤维物料24包括多条机械地互相缠绕的纤维34。当非粘结形核心22以原料形式供应，非粘结形核心22的不织纤维物料24的多条纤维34并没有以粘结剂或粘合剂粘合。取而代之，它们只是以机械缠绕的方式结合在一起。应可理解的是，非粘结形核心22的不织纤维物料24可以选自大量不同的物料。因此，多条纤维34可以是天然纤维、人造纤维、或是天然和人造纤维的混合物。不论是使用什么物料，非粘结形核心222
可选为具有界乎每平方米400至2000克(gsm或g/m)的核心重量。
[0034] 纤维车身底罩20进一步包括施加至非粘结形核心22的乳胶浸渍36。乳胶浸渍36设于第一和第二表面26,28两者的最少其中之一，并渗透入非粘结形核心22的不织纤维物料24一段浸渍距离38。虽然乳胶浸渍36渗透入非粘结形核心22的不织纤维物料24的浸渍距离
38可以改变，在本文描述的一些例子中，浸渍距离38与最终产品厚度30相同。这即是乳胶浸渍36完全渗透入非粘结形核心22的不织纤维物料24，使乳胶浸渍36设于纤维车身底罩20的第一和第二表面26,28两者上面。不过，浸渍距离38可以少于最终产品厚度30，并可以沿着整个纤维车身底罩20相同或是不同。作为例子但不限于此，浸渍距离38在纤维车身底罩20的任何位置可以是最终产品厚度30的超过50％及少过100％。当浸渍距离38少过最终产品厚度30，最少部分非粘结形核心22没有乳胶浸渍36，与浸渍距离38等于最终产品厚度30相比，可以提供具有不同特性(例如刚度)的纤维车身底罩20。当浸渍距离38少过最终产品厚度30，乳胶浸渍36可以只在纤维车身底罩20的第一表面26设有而不在第二表面28设有，或是只在第二表面28设有而不在第一表面26设有，或是在第一和第二表面26,28两者上均设有。根据这最后的设定，浸渍距离38是乳胶浸渍36由第一表面26的渗透深度和乳胶浸渍36由第二表面28的渗透深度的总和，而非粘结形核心22中间的一部分没有乳胶浸渍36。
[0035] 乳胶浸渍36可以选自不同的乳胶物料。作为例子但不限于此，乳胶浸渍36可以选自一组热固水性
丙烯酸酯类或一组热塑水性丙烯酸酯类。更具体地，乳胶浸渍36可以包括丙烯酸共聚物。可选择地，乳胶浸渍36可以是发泡的，可增加乳胶浸渍36的浸渍距离38。乳胶浸渍36的施加重量界乎核心重量的20％至50％。有利地，乳胶浸渍36将非粘结形核心22的不织纤维物料24硬化，增加抗热性，减低吸水性。这些都是车身底罩的重要特征，不论是车底气罩、车轮槽衬垫或是安装在汽车其它位置。使用时，纤维车身底罩20的第一表面26面向汽车，因此经常受到引擎、排气系统和其它汽车部件产生的高温。乳胶浸渍36使纤维车身底罩20更能抵抗高温导致的扭曲或下垂，使纤维车身底罩20可在操作温度高达摄氏200度的环境使用，并使纤维车身底罩20符合自动灭火材料的FMVSS-303易燃性标准。在使用时，纤维车身底罩20的第二表面28可曝露于外在环境，包括
风和水。此外，道路碎石、路边及其它坚固物体可撞击纤维车身底罩20的第二表面28。乳胶浸渍36硬化和最少部分地密封非粘结形核心22的不织纤维物料24，使纤维车身底罩20更耐用、更可抵抗弯曲和损坏、并较不容易吸收和保留液体如水、
燃料、冷却剂、变速箱油、或油。
[0036] 根据一实施例，不织纤维物料24是人造纤维如再生聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃纤维的组合。更具体地，非粘结形核心22的不织纤维物料24可包括重量比为50％-75％的再生PET及25％-50％的玻璃纤维，并可具有界乎每立方厘米0.1克(g/cc or g/cm3)至每立方厘米0.8克(g/cc or g/cm3)的核心容积
密度。根据本实施例，非粘结形核心22的核心重量保持在每平方米400至2000克(gsm or g/m2)的范围，乳胶浸渍36的施加重量保持在核心重量的20％-50％的范围。这为非粘结形核心22的不织纤维物料24在施加乳胶浸渍36后带来界乎每立方厘米0.21-1.06克(g/cc or g/cm3)的最终产品容积密度。
发明人发现非粘结形核心22优选包括重量比为65％的再生PET和35％的玻璃纤维。非粘结形核心22和乳胶浸渍36的组合为纤维车身底罩20提供超过350兆帕斯卡(MPa)的非合并弯曲模量(在每立方厘米0.35克的容积密度)、超过1000兆帕斯卡(MPa)的合并弯曲模量(在每立方厘米0.56克的容积密度)、超过3.0焦
耳(J)的高速撞击强度以及超过500
牛顿(N)的破断力。
[0037] 不织纤维物料24的多条纤维34具有容许乳胶浸渍36的乳胶粘合至多条纤维34的涂层。因此，乳胶浸渍36通过机械地将多条纤维34互相连结而机械地强化非粘结形核心22。这样地，涂层与涂漆底的作用相似，因为它帮助乳胶浸渍36粘合至非粘结形核心22的不织纤维物料24的多条纤维34。涂层可以完全地包封不织纤维物料24的每条纤维34，或是可以只涂在多条纤维34的任何一部分。如上所述，不织纤维物料24可以是再生聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和玻璃纤维的组合。在此公开的涂层可以只涂在再生PET的多条纤维34、玻璃纤维的多条纤维34、或是两者。虽然涂层可以多种方式施加至多条纤维34，业内已知的一种示例性的制造工序是对不织纤维物料24施行旋转涂层法(spinfinish)。旋转涂层法一般包括将涂层喷射入填充有空气的管，纤维被吹过该管。一般旋转涂层法在约摄氏160度的温度下会断裂，但与一般旋转涂层法不同，本文公开的施加在纤维车身底罩20的多条纤维34的涂层可抵受最少摄氏200度高温。在一个实施例中，涂层可以是包括
脂肪酸的乳化液的纤维处理剂，该乳化
液化学兼容地键合至再生PET、玻璃纤维和乳胶。作为例子但不限于此，其中一种适用于这种应用的乳化液是以LUROC商标售卖的。如下文更详细解释，试验证明所述涂层改进纤维车身底罩20的下垂试验表现和Gardner冲击试验表现。
[0038] 在另一实施例中，非粘结形核心22的不织纤维物料24包括再生PET和天然纤维的组合。更具体地，非粘结形核心22的不织纤维物料24可包括重量比为50％-75％的再生PET及25％-50％的天然纤维，并可具有界乎每立方厘米0.1克(g/cc or g/cm3)至每立方厘米0.8克(g/cc or g/cm3)的核心容积密度。天然纤维可更具体地是大麻纤维如洋麻纤维(kenaf fibers)。根据本实施例，非粘结形核心22的核心重量保持在每平方米400至2000克(gsm or g/m2)的范围，乳胶浸渍36的施加重量保持在核心重量的20％-50％的范围。这为不织纤维物料24带来界乎每立方厘米0.21-1.06克(g/cc or g/cm3)的最终产品容积密度。
发明人发现非粘结形核心22优选包括重量比为65％的再生PET和35％的天然纤维。非粘结形核心22和乳胶浸渍36的组合为纤维车身底罩20提供超过250兆帕斯卡(MPa)的非合并弯曲模量(在每立方厘米0.35克的容积密度)、超过500兆帕斯卡(MPa)的合并弯曲模量(在每立方厘米0.56克的容积密度)、超过0.5焦耳(J)的高速撞击强度以及超过500牛顿(N)的破断力。
[0039] 非合并弯曲模量、合并弯曲模量、高速撞击强度及破断力可以现有技术的一般方法量度/测试。例如，非合并弯曲模量可以ISO 178量度，其中非粘结形核心具有核心重量1400克(g)及厚度4.0微米(mm)，以得到每立方厘米0.35克(g/cc or g/cm3)的容积密度。这个值对于评估纤维车身底罩20的刚度十分有用。相似地，合并弯曲模量可以ISO 178量度，其中非粘结形核心具有核心重量1400克(g)及厚度2.0微米(mm)，以得到每立方厘米0.56克(g/cc org/cm3)的容积密度。这个值对于评估纤维车身底罩20的刚度十分有用。高速撞击强度可以利用落镖测试程序(ISO 6603-2)量度，其中镖以每秒2.2米(m/s)的速度分别在室温和摄氏-30度射向纤维车身底罩20。这个值对于评估纤维车身底罩20因高速撞击较细小的外来物体如道路碎石和砂砾而抵抗破裂和穿刺的能力十分有用。破断力可以ASTM D5034量度。这个值对于评估纤维车身底罩20的强度以及其抵抗因撞击坚固物体如路边而抵抗破裂的能力十分有用。这些测试在纤维车身底罩20是干的并在周边温度为摄氏22度时进行。
[0040] 如图4最佳地示出，非粘结形核心22可选择性地包括没有乳胶浸渍36的不经处理的边缘40。非粘结形核心22的不经处理的边缘40比非粘结形核心22的其它经乳胶浸渍36处理的位置较有弹性。当纤维车身底罩20安装在汽车上或汽车内，不经处理的边缘40的弹性可加强纤维车身底罩20对汽车的配合和密封。纤维车身底罩20亦可包括一个或以上的连接位置42。每个连接位置42包括通孔44和凸缘46。如图4及5最佳地示出，通孔44由第一表面26贯穿非粘结形核心22至第二表面28，而其尺寸适于容置一连接件(图中未示)。在凸缘46，非粘结形核心22的不织纤维物料24被压缩，以致在凸缘46的最终产品厚度30减少。作为例子但不限于此，在凸缘46的最终产品厚度30可界乎1.5微米(mm)至8微米(mm)。乳胶浸渍36与凸缘46齐平。
[0041] 在非粘结形核心22的不织纤维物料24为再生PET和玻璃纤维的组合的实施例中，高度压缩状态的非粘结形核心22和乳胶浸渍36为每个连接位置42提供超过165牛顿(N)的平面内
螺栓拉动通过强度(in-plane bolt pull-throughstrength)和超过275牛顿(N)的平面外螺栓拉动通过强度(out-of-plane boltpull-through strength)。在非粘结形核心22的不织纤维物料24为再生PET和天然纤维的组合的实施例中，高度压缩状态的非粘结形核心22和乳胶浸渍36为每个连接位置42提供超过150牛顿(N)的平面内螺栓拉动通过强度和超过250牛顿(N)的平面外螺栓拉动通过强度。连接位置42的平面内螺栓拉动通过强度和平面外螺栓拉动通过强度可以根据现有技术所知的一般方法量度/测量。例如，平面内螺栓拉动通过强度可通过FLTM BA 116-01量度，其中：在被测试的连接位置42的通孔44插入M6-
1.0 120微米(mm)长的连接件，将纤维车身底罩20以
夹钳固定，并沿着与连接位置42的凸缘
46垂直的方向对连接件施加递增的拉力，直至连接件完全拉动通过凸缘46。拉力在测试过程中增加或减少，使连接件以每分钟50微米(mm/min)的固定速度移动。平面外螺栓拉动通过强度亦可通过FLTM BA 116-01量度，其中：在被测试的连接位置42的通孔44插入M6-1.0
120微米(mm)长的连接件，将纤维车身底罩20以夹钳固定，并沿着与连接位置42的凸缘46平行的方向对连接件施加递增的切力，直至连接件完全拉动通过凸缘46。切力在测试过程中增加或减少，使连接件以每分钟50微米(mm/min)的固定速度移动。两个测试都在纤维车身底罩20是干的并在周边温度为摄氏22度时进行。平面内螺栓拉动通过强度和平面外螺栓拉动通过强度的值对于评估纤维车身底罩20的连接位置42的强度十分有用。这些值越大，纤维车身底罩20越不容易在高速汽车操作时或当纤维车身底罩20撞击坚固物体如路边时或在非路面汽车操作时被拉离汽车。因此，应理解的是本文公开的纤维车身底罩20具有足够的螺栓拉动通过强度，因而无需图1所示的垫圈17。因为加设垫圈17的工序被去掉，所以这样可以减少重量、材料成本以及制造成本。此外，没有了图1所示的金属垫圈17和隔热罩12，使本主题公开的纤维车身底罩20更环保和更容易循环再用。
[0042] 本主题公开亦提供了一种制造上文描述的纤维车身底罩20的方法。所述方法的各个不同步骤在图7示出。所述方法包括将不织纤维物料24制成的非粘结形核心22输送至第一滚筒48。第一滚筒48具有第一外圆柱形表面49，其以垂直平面50平分以界
定位于垂直平面50的
输入侧54的第一半圆柱体52和位于垂直平面50的
输出侧58的第二半圆柱体56。可理解的是，在图7中，非粘结形核心22由垂直平面50的输入侧54输入，而纤维车身底罩20作为最终产品由垂直平面50的输出侧58输出。所述方法下一步骤是将非粘结形核心22传过第一滚筒48使非粘结形核心22的第一表面26接触第一滚筒48的第一外圆柱形表面49的最少一部分。更具体地，所述方法的这个步骤可包括将非粘结形核心传过第一滚筒48使非粘结形核心22的第一表面26只接触第一滚筒48的第二半圆柱体56。所述方法亦包括以下步骤：在非粘结形核心22的第一表面26保持接触第一滚筒48的第一外圆柱形表面49的最少一部分时，在非粘结形核心22的与第一表面26相对的第二表面28上进行乳胶59发泡。更具体地，这发泡步骤可包括在非粘结形核心22的第一表面26保持接触第一滚筒48的第二半圆柱体56时，在非粘结形核心22的第二表面28上进行乳胶59发泡。虽然用于进行发泡步骤的器材可以在不脱离本公文公开的方法的范围内有所不同，但可提供
泡沫分配器100和丙烯酸共聚物102。泡沫分配器100对丙烯酸共聚物102进行发泡，泡沫通过管道104输送至第一和第二滚筒48,60。在第一和第二滚筒48,60，发泡的丙烯酸共聚物102分别都作为乳胶59,65分配到非粘结形核心22上。
[0043] 所述方法的下一个步骤是：将非粘结形核心22输送至第二滚筒60。第二滚筒60具有第二外圆柱形表面61。第二外圆柱形表面61可与垂直平面50对齐，使垂直平面50平分第二滚筒60的第二外圆柱形表面61以界定位于垂直平面50的输入侧54的第三半圆柱体62和位于垂直平面50的输出侧58的第四半圆柱体64。所述方法下一步骤是将非粘结形核心22传过第二滚筒60使非粘结形核心22的第二表面28接触第二滚筒60的第二外圆柱形表面61的最少一部分。更具体地，这个步骤可包括将非粘结形核心22传过第二滚筒60使非粘结形核心22的第二表面28只接触第二滚筒60的第三半圆柱体62。所述方法亦包括以下步骤：在非粘结形核心22的第二表面28保持接触第二滚筒60的第二外圆柱形表面61的最少一部分时，在非粘结形核心22的第一表面26上进行乳胶65发泡。更具体地，这发泡步骤可包括在非粘结形核心22的第二表面28保持接触第二滚筒60的第三半圆柱体62时，在非粘结形核心22的第一表面26上进行乳胶65发泡。
[0044] 可选地，所述方法可包括以下步骤：将非粘结形核心22在第一和第二滚筒48,60之间压缩，以减少非粘结形核心22的不织纤维物料24的膨体(loft)。作为例子但不限于此，非粘结形核心22的不织纤维物料24的膨体可以在这个步骤减少1微米(mm)至4微米(mm)。在非粘结形核心22的第一和第二表面26,28上进行乳胶65发泡后，所述方法可选地包括以下步骤：在非粘结形核心22浸渍乳胶59,65之后但在已浸渍乳胶的非粘结形核心22输送至压模机66之前，对非粘结形核心22施加热力。热力可以多种方式施加。作为例子但不限于此，已浸渍乳胶的非粘结形核心22可以输送入焗炉67。在已浸渍乳胶的非粘结形核心22离开第二滚筒60但在已浸渍乳胶的非粘结形核心22输送入焗炉67的点X，已浸渍乳胶的非粘结形核心22一般具有高含水率，其中含水率超过已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的20％(即是已浸渍乳胶的非粘结形核心22的水分重量超过已浸渍乳胶的非粘结形核心22的总重量的20％)。在焗炉67对已浸渍乳胶的非粘结形核心22施加的热力，可减低已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率至含水率相等于已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的5％-0％的范围。因此，当已浸渍乳胶的非粘结形核心22在点Y离开焗炉67，已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率相等于5％-0％。
[0045] 所述方法可包括以下步骤：在将已浸渍乳胶的非粘结形核心22输送至压模机66之前将含水率界乎5％-0％的已浸渍乳胶的非粘结形核心22预热。再次地，热力可以多种方式施加。在一个实施例中，预热步骤可包括以一个或以上
压板69a,69b对已浸渍乳胶的非粘结形核心施加热力。压板69a,69b被移动至与已浸渍乳胶的非粘结形核心22的第一和第二表面26,28接触。一个或两个压板69a,69b被加热，并优选具有界乎华氏250度至290度的表面温度。在这个温度范围内施加热力可
软化非粘结形核心22的乳胶59,65而不会导致乳胶分子交叉链接。预热步骤的目的是在已浸渍乳胶的非粘结形核心22进入压模机66之前将其软化。超过华氏290度的热力导致乳胶分子的明显交叉链接，令乳胶59,65变得易碎，这并不理想，因为这可以导致已浸渍乳胶的非粘结形核心22在模塑步骤破裂(即折断)。在预热步骤和模塑步骤之间的传输时间(即是由已浸渍乳胶的非粘结形核心22离开压板69a,69b至进入压模机66之间的时间)优选为8-10秒。较长的传输时间容许已浸渍乳胶的非粘结形核心22在进入压模机66之前冷却，因此减低了预热步骤的效果。当已浸渍乳胶的非粘结形核心
22在点Z离开压板69a,69b，已浸渍乳胶的非粘结形核心22的
含水量少于已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的5％，并可相等于或大致相等于0％。
[0046] 所述方法的下一个步骤是：将非粘结形核心22输送至压模机66。压模机66进行以下步骤：将非粘结形核心22的最少一个部分在热力下压缩以形成纤维车身底罩20的一个或以上模塑轮廓32。更具体地，压模机66可包括将非粘结形核心22的最少一个部分压缩的第一模具68和第二模具70。所述模塑步骤亦为纤维车身底罩20提供最终产品厚度30。所述方法的下一个步骤是：将已完成模塑的纤维车身底罩20从压模机66移除。可选地，纤维车身底罩20的一个或以上连接位置42可以通过模塑步骤形成。所述方法因此可进一步包括以下步骤：在各连接位置42形成尺寸适于容置连接件(图中未示)的通孔44。
[0047] 可理解的是，在焗炉67加热已浸渍乳胶的非粘结形核心22及/或以压板69a,69b预热已浸渍乳胶的非粘结形核心22的步骤可以去掉。不过，这样也有缺点。若已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率超过已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的10％，已浸渍乳胶的非粘结形核心22可以未经预热而在压模机66中模塑。当含水率减少，已浸渍乳胶的非粘结形核心22变得较易碎。当已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率为已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的5％-0％，除非已进行预热步骤，否则已浸渍乳胶的非粘结形核心22不能在压模机66模塑。直至进行预热步骤以将乳胶59,65软化，含水率为5％-0％的已浸渍乳胶的非粘结形核心22太易碎，并很容易在模具中破裂。当已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率超过10％，预热并不需要，但模塑步骤需要较长时间(需要较长的周期时间)，因为已浸渍乳胶的非粘结形核心22的水分吸收部分热力直至其
蒸发出已浸渍乳胶的非粘结形核心22。而且，在水分蒸发出已浸渍乳胶的非粘结形核心22时会产生蒸气，其有时需要压模机66“打嗝”，即是压模机66的第一和第二模具68,70需在模塑步骤期间稍微打开让蒸气排出。这进一步增加模塑步骤的周期时间。通过将已浸渍乳胶的非粘结形核心22在焗炉67加热直至其含水率界乎5％-0％，然后在模塑前预热已浸渍乳胶的非粘结形核心22，发明人可以免除压模机66“打嗝”的需要，并将模塑步骤的周期时间由大约75秒减少至大约45秒。这省下的时间带来明显较高的输出。
[0048] 将已浸渍乳胶的非粘结形核心22在焗炉67加热直至其含水率界乎5％-0％，然后在模塑前预热已浸渍乳胶的非粘结形核心22可达致其它好处。模塑步骤并非经常在乳胶59,65施加于非粘结形核心22后或在已浸渍乳胶的非粘结形核心22离开焗炉67后立即进行。例如，已浸渍乳胶的非粘结形核心22可能在模塑步骤前被储存或船运。若不进行预热，已浸渍乳胶的非粘结形核心22的含水率必须保持在超过已浸渍乳胶的非粘结形核心22的重量的10％以上，否则已浸渍乳胶的非粘结形核心22会变得对模塑来说太易碎。为防止已浸渍乳胶的非粘结形核心22变干(即防止含水率降低至10％之下)，已浸渍乳胶的非粘结形核心22必须用袋
包装以
封存水分，甚至用袋包装的已浸渍乳胶的非粘结形核心22只有有限的保存期限。通过使用含水率为5％-0％的已浸渍乳胶的非粘结形核心22配合预热，免除将已浸渍乳胶的非粘结形核心22用袋包装的需要，而保存期限亦不再是限制性因素。
[0049] 根据本文公开的方法，可选用不同的材料以为纤维车身底罩20提供数项理想的特征。例如，所述方法可包括以下步骤：从以下材料选出非粘结形核心22的不织纤维物料24：再生PET和玻璃纤维的组合，其包括重量比为50％-75％的再生PET及25％-50％的玻璃纤维，其具有界乎每立方厘米0.1克(g/cc org/cm3)至每立方厘米0.8克(g/cc or g/cm3)的核心容积密度。另外，所述方法可包括以下步骤：从以下材料选出非粘结形核心22的不织纤维物料24：再生PET和天然纤维的组合，其包括重量比为50％-75％的再生PET及25％-50％的天然纤维，其具有界乎每立方厘米0.1克(g/cc or g/cm3)至每立方厘米0.8克(g/cc or g/cm3)的核心容积密度。
[0050] 不论用作非粘结形核心22的是那种组合材料，所述方法可包括以下步骤：选出具有核心重量界乎每平方米400至2000克(gsm or g/m2)的非粘结形核心22。所述方法亦可包括在发泡步骤选出乳胶59,65的流速以使乳胶59,65的施加重量是已完成模塑的纤维车身底罩20的核心重量的20％-50％。虽然可以使用不脱离本主题公开的范围的多种不同的乳胶材料，所述方法可包括以下步骤：由一组热固水性丙烯酸酯类或一组热塑水性丙烯酸酯类选出乳胶59,65。此外，所述方法可选地包括以下步骤：对不织纤维物料24的多条纤维34施加粘合至乳胶59,65并可抵受最少摄氏200度高温的涂层。
[0051] 如上文所解释，根据本主题公开的一个方面，不织纤维物料24的多条纤维34具有粘合至乳胶浸渍36的乳胶并可抵受最少摄氏200度高温的涂层。表1列出所述涂层的下垂试验表现和Gardner冲击试验表现：
[0052] 表1：
[0053]
[0054] 在上面的表1中，示出了数个下垂试验和Gardner冲击试验的结果。下垂试验包括将样本在摄氏200度高温中曝露48小时，然后在用一个测试架固定的情况下在引力的影响下量度样本下垂的以微米(mm)计的距离。对于下垂试验来说，较少的微米(mm)值一般被认为对于车身底罩来说是较佳的。Gardner冲击试验利用ASTM D5628-10进行，但其过程被稍微改变以确保可重复性。代替主观地决定渗透何时发生，设定预设的渗透深度相等于被测试样本的厚度。Gardner冲击试验的结果以焦耳(J)量度。每个样本进行两次Gardner冲击试验，一次是在样本曝露于高温前，另一次是在样本在摄氏200度高温中曝露48小时之后。对于Gardner冲击试验来说，较大的焦耳(J)值一般被认为对于车身底罩来说是较佳的。因此，由于曝露于高温而导致的Gardner冲击试验结果下跌百分比越少，一般是被认为对于车身底罩来说是较佳的。
[0055] 对代表本文公开的纤维车身底罩20的不同变化的三个样本(样本A、样本B、样本C)进行下垂试验和Gardner冲击试验。在样本A中，纤维车身底罩20的非粘结形核心22具有由20％玻璃纤维和80％再生PET构成的不织纤维物料24。样本A包括乳胶浸渍36，但没有本文公开的涂层。在样本B中，纤维车身底罩20的非粘结形核心22具有由40％玻璃纤维和60％再生PET构成的不织纤维物料24。样本B包括乳胶浸渍36，但没有本文公开的涂层。在样本C中，纤维车身底罩20的非粘结形核心22具有由35％玻璃纤维和65％再生PET构成的不织纤维物料24。样本C包括乳胶浸渍36，且再生PET的纤维34设有本文公开的涂层。
[0056] 表1示出的试验数据示出了数个趋势。首先，下垂试验所记录的值一般在不织纤维物料24的玻璃纤维百分比增加时减少(改善)。第二，下垂试验所记录的值一般在不织纤维物料24的再生PET设有本文公开的涂层时减少(改善)。在所显示的下垂试验值，本文公开的涂层大大改善纤维车身底罩20的下垂试验表现。第三，曝露在摄氏200度高温之后的Gardner冲击试验所记录的值一般在不织纤维物料24的玻璃纤维百分比增加时增加(改善)。第四，曝露在摄氏200度高温之后的Gardner冲击试验所记录的值一般在不织纤维物料24的再生PET设有本文公开的涂层时增加(改善)。在所显示的Gardner冲击试验值，本文公开的涂层在样本曝露在摄氏200度高温之后大大改善纤维车身底罩20的Gardner冲击试验表现。最后，虽然不织纤维物料24的玻璃纤维百分比不似是重大影响样本曝露在摄氏200度高温前的纤维车身底罩20的Gardner冲击试验表现，在不织纤维物料24的再生PET的纤维34增设涂层似是降低样本曝露在摄氏200度高温前的纤维车身底罩20的Gardner冲击试验表现。不过，这个与增设涂层联系的小缺点被涂层改善下垂试验表现和显着减低由于样本曝露于摄氏200度高温而导致的Gardner冲击试验结果下跌百分比的能力所掩盖。
[0057] 图8和9所示出的
显微镜图像确认表1所示的试验结果。在图8和9，玻璃纤维A为分裂图像中一般为直和薄的纤维，再生PET纤维B为分裂图像中一般为弯曲和厚的纤维，乳胶浸渍C在分裂图像中一般显示为球形。
[0058] 图8的分裂图像示出纤维车身底罩20的样本的结构，其包括乳胶浸渍C但没有本文公开而在图9以标号D标示的涂层。分裂图像的左下方示出曝露在高温前的样本的结构，而分裂图像的右上方示出曝露在摄氏200度高温后的样本的结构。图8的分裂图像的右上方示出再生PET纤维B在曝露在摄氏200度高温48小时后变黑。这再生PET纤维B的变黑表示一般施加至再生PET纤维B的处理剂的降质，其在大约摄氏160度开始降质，因此减弱了乳胶浸渍C和再生PET纤维B之间的链接。
[0059] 图9的分裂图像示出纤维车身底罩20的样本的结构，其包括乳胶浸渍C和设有涂层D的再生PET纤维B。分裂图像的左下方示出曝露在高温前的样本的结构，而分裂图像的右上方示出曝露在摄氏200度高温48小时后的样本的结构。图9的分裂图像的右上方示出再生PET纤维B在曝露在高温后没有变黑的迹象(即降质)，表示本文公开的涂层D可扺抗最少摄氏200度高温。图9的分裂图像的右上方亦示出玻璃纤维A在曝露在高温后变黑。这玻璃纤维A的变黑表示一般施加至玻璃纤维A的处理剂的降质，其在一般施加至再生PET纤维B的处理剂之后开始降质。因此，本文公开的涂层亦可施加至玻璃纤维A以提供较高的抗热性。通过这试验和实验，可决定玻璃纤维A以及特别是再生PET纤维B上的处理剂代表不织纤维物料24的弱链接，因为其较纤维34在明显较低的温度开始降质，因此提供本文公开的较高温度的涂层D的动力。
[0060] 基于上述教导，本发明的许多改变和变化是可能的，并可以在随附
权利要求的范围内以不是上述所
指定描述的方式进行。这些在先的引用应理解为
覆盖本创新发明实现其作用的任何组合。根据上述方法，步骤的顺序可以在不脱离本公开和所附权利要求的范围内改变。此外，所述方法的多个步骤可以在时间上顺序或同时进行。
