专利名称：层压穿孔声学泡沫体的制作方法
技术领域：
本发明涉及可用于声衰减的聚合物泡沫体。相关技术描述期望提高在制备可用于声衰减的厚泡沫体(声学泡沫体)生产的成本和时间方面的效率。时间和成本随着泡沫体的厚度增加而趋向于显著地增加，原因在于生产变得更复杂。增加声学泡沫体的厚度的主要困难在于将泡沫体穿孔的步骤。常常将声学泡沫体穿孔以促进发泡剂耗散和降低气流阻力(airflow resistivity)。期望发泡剂耗散以将可能易燃或在其它情况下不适宜的发泡剂与空气交换。参见，例如，美国专利(USP)5，585，058。声学泡沫体也大概需要基本上开孔的结构和相对低的气流阻力，以消声(参见，例如，USP 6720362第1栏，第41-44行和第10栏，第四_31 行，援引部分通过弓I用结合在本文中)。将泡沫体穿孔随着泡沫体厚度增加而变得愈加困难。包含钉的辊能够适于通过将钉在泡沫体上方滚动并且将钉压进泡沫体中来将薄的泡沫体穿孔。对于更厚的泡沫体来说如果穿孔要达到可感知的深度则这样的技术变得有问题。以可感知的距离穿孔进入到厚泡沫体中需要相对长的钉或针。滚压长钉进入泡沫体趋向于在钉进入和离开泡沫体时撕裂该泡沫体。因此，对厚的泡沫体进行穿孔典型地需要将泡沫体在单一方向上在针床上刺穿 (或者针进入到泡沫体中)，然后在相同的方向上将针从该泡沫体中拔出。难以将这样的穿孔程序结合到连续的过程中，所以关于制造时间的效率降低。此外，用于使用针床将泡沫体刺穿的设备成本趋向于是包含钉的辊的成本的十倍那样多。因此，从成本观点来看效率也降低。发泡剂耗散也随着泡沫体厚度增加而变得更成问题。发泡剂穿过其而从孔内部逸出到泡沫体的穿孔通道随着泡沫体厚度增加而变得更长并且更曲折。气体花费比穿过较短较不曲折的通道更长的时间从较长较曲折的穿孔通道透过。较厚的泡沫体需要更长的穿孔通道以达到内部孔。作为结果，穿孔通道越长，对于发泡剂找到其离开泡沫体的路径所花费的时间越长。因此，甚至在穿孔时，与所要穿孔的较薄的泡沫体相比，较厚的泡沫体趋向于受困于较慢的发泡剂耗散。发泡剂的耗散越慢，泡沫体在出售前必须储存的时间越长。作为结果，慢的发泡剂耗散在时间和金钱方面不适宜地昂贵。不管制备较厚的泡沫体的缺点，增加泡沫体的厚度是适宜的。增加泡沫体厚度趋向于提高泡沫体的声学削弱能力，特别是在低频率范围内。期望能够增加声学泡沫体的厚度，而不必经历典型地与较厚的声学泡沫体关联的在将泡沫体穿孔和耗散发泡剂的方面的困难，同时保持或改进聚合物泡沫体的消声性 (acoustical activity)。
发明概述本发明提供一种用于制备给定厚度的声学泡沫体的方法，所述声学泡沫体具有穿孔以及较薄泡沫体的发泡剂耗散效率。本发明令人惊讶的结果是可以将穿孔声学泡沫体层压在一起而形成较厚的声学泡沫体，所述较厚的声学泡沫体实现了与具有类似厚度的非层压穿孔泡沫体类似的声学性质。鉴于以下事实，该结果是令人惊讶的第一穿孔泡沫体的穿孔通道不太可能与层压到该第一穿孔泡沫体上的第二穿孔泡沫体的穿孔通道极佳地对准。 结果，通过层压泡沫体的气流阻力应当显著地高于通过具有相同厚度的非层压穿孔泡沫体的气流阻力。基于现有知识，人们将因而预期层压泡沫体具有比非层压泡沫体低的消声性。 本发明的声学泡沫体示例了这样的预期结果并非如此。更加令人惊讶的是本发明可以从开孔率小于30%的泡沫体、甚至开孔率小于 10%的泡沫体获得这些结果的事实。在第一方面，本发明是一种用于制备声学泡沫体的方法，所述方法包括下列步骤: (a)提供至少两个初始聚合物泡沫体，所述至少两个初始聚合物泡沫体各自具有相对的主表面；(b)通过一个主表面自始至终地沿着泡沫体并且通过相对的主表面，对所述初始聚合物泡沫体进行穿孔以形成穿孔聚合物泡沫体，所述穿孔聚合物泡沫体具有以连续且线性的方式自始至终穿过所述穿孔聚合物泡沫体延伸的穿孔通道；和(c)将所述穿孔聚合物泡沫体层压在一起，使得一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面粘附到另一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面。第一方面的适宜的实施方案包括下列特征中的任何一个或多于一个的组合根据 ASTM D3576，穿孔聚合物泡沫体具有至少4毫米的平均泡孔大小；根据ASTM方法D6226-05， 聚合物泡沫体具有小于30%的开孔率；初始聚合物泡沫体各自具有30毫米以下的厚度； 步骤(b)包括将所述初始聚合物泡沫体压缩成压缩状态，然后在处于压缩状态的同时对所述初始聚合物泡沫体进行穿孔，特别地其中通过应用辊进行穿孔，所述辊具有从辊延伸出来的多根钉，所述多根钉进入到每个初始聚合物泡沫体中，使得当初始聚合物泡沫体在所述辊下行进时，所述钉穿透该初始聚合物泡沫体，并且还更优选其中所述辊具有穿孔前泡沫体侧和穿孔泡沫体侧，并且棒的簧片(reed)通过包含棒而将所述穿孔泡沫体从所述钉上弹出，所述棒从所述穿孔泡沫体侧延伸到所述辊并且位于所述辊和穿孔聚合物泡沫体之间；步骤(b)引入足以制备这样的穿孔聚合物泡沫体的穿孔，所述穿孔聚合物泡沫体具有相对于每平方厘米的穿孔主表面为至少0. 8个穿孔的穿孔密度；穿孔密度为相对于每平方厘米的穿孔主表面为2个穿孔以下；和步骤(c)包括对粘附在一起的一个或两个主表面进行充分加热，以将穿孔聚合物泡沫体在一个表面或多个表面处软化，然后使所述穿孔聚合物泡沫体的主表面接触在一起，特别地其中步骤(c)包括在所述穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面之间除了所述穿孔聚合物泡沫体中的一种或多种的软化聚合物组合物以外不存在任何粘合剂的情况下，将所述穿孔聚合物泡沫体主表面熔接在一起。在第二方面，本发明是一种声学泡沫体，所述声学泡沫体包含两个以上的具有相对的穿孔表面的穿孔聚合物泡沫体，其中至少一个穿孔表面层压到另一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面上，其中每一个穿孔聚合物泡沫体包含以连续线性方式穿过整个穿孔聚合物泡沫体延伸的穿孔，然而在任何的穿孔聚合物泡沫体中，少于全部的所述穿孔通道以连续线性的方式不受限制地自始至终穿过所述声学聚合物泡沫体而延伸。
第二方面的适宜的实施方案包括下列特征中的任意一个或者一个以上的组合根据ASTM D3576，穿孔聚合物泡沫体具有至少4毫米的平均泡孔大小；和穿孔聚合物泡沫体具有相对于每平方厘米的穿孔聚合物泡沫体主表面为0. 8个穿孔的穿孔密度，尤其是其中聚合物泡沫体中的至少一个具有相对于每平方厘米为2个穿孔以下的穿孔密度。本发明的方法可用于制备本发明的声学聚合物泡沫体。本发明的声学聚合物泡沫体可用于作为如车辆、建筑和机械的应用中的消音材料使用。附图概述
图1示例对于比较例A和B以及实施例1的声学性能谱。发明详述ASTM 是指美国试验与材料协会(American Society for Testing and Materials)。ASTM测试方法或者指定使用带有连字符的后缀的测试方法的年代，或者对应于到此文件的优先权日为止的最近的测试方法。关于聚合物泡沫体的"消声的(Acoustically active)“是指根据ASTM方法 C423的测试程序，具有0.3以上的噪声降低系数(NRC)的泡沫。“消声聚合物泡沫体〃、'‘ 声学聚合物泡沫体"和"声学泡沫体"在此文件中都是同义的。聚合物泡沫体的〃 一级表面(primary surface)“是具有与聚合物泡沫体的任何表面中的最大平面表面积相等的平面表面积的表面。平面表面积是表面在被投射到平面上时的面积，并且相当于如同表面是完全平坦的该表面的表面积。聚合物泡沫体的〃主表面(major surface)“是泡沫体的一级表面以及与该一级表面相对的表面。虽然两个主表面都可以是一级表面，但仅有一个必须是一级表面。聚合物泡沫体的"厚度"是垂直于泡沫体的一级表面延伸的泡沫体的主表面之间的距离。“穿孔密度"对应于在泡沫体表面的给定表面区域中、典型地在泡沫体的主表面中的穿孔的数量。“穿孔通道"对应于在将聚合物泡沫体穿孔时，在聚合物泡沫体中形成的通路。本发明的方法包括提供至少两个各自具有相对的主表面的初始聚合物泡沫体。该方法包括将所述初始聚合物泡沫体穿孔以形成穿孔聚合物泡沫体。所述聚合物泡沫体和所述穿孔聚合物泡沫体具有类似的性质如组成、平均泡孔大小和厚度。聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体之间的差别仅在于穿孔聚合物泡沫体中的穿孔程度更大。因此，下列关于" 聚合物泡沫体"的泡沫体性质适用于初始聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体，以及本发明的声学泡沫体，除非另有说明。聚合物泡沫体包括其中分散有泡孔的聚合物基体。聚合物基体含有在聚合物基体中形成连续相的聚合物组合物。聚合物组合物的特性可以是热塑性的、热固性的、或者热塑性和热固性的组合。期望聚合物组合物主要是热塑性的，含义在于基于聚合物组合物的总重量，以重量计50% (重量％ )、优选75重量％以上、还更优选90重量％以上并且可能100 重量％的聚合物是热塑性的。适宜的热塑性聚合物包括烯基芳族单体的聚合物(烯基芳族聚合物)，烯烃的聚合物(聚烯烃)，和它们的共混物。特别适宜的烯基芳族聚合物包括苯乙烯类均聚物和共聚物(共同称为"聚合物")和它们的共混物。示例性的烯基芳族聚合物包括聚苯乙烯均聚物和苯乙烯-丙烯腈共聚物。示例性的聚烯烃包括丙烯聚合物和乙烯聚合物以及它们的共混物。在一个适宜的实施方案中，至少一个并优选每个初始聚合物泡沫体的聚合物组合物基于聚合物组合物重量为90重量％以上的乙烯均聚物。在一个适宜的实施方案中，至少一个并优选每个初始聚合物泡沫体的聚合物组合物选自乙烯均聚物、丙烯均聚物和乙烯/丙烯共聚物中的一种或多于一种的组合。除了聚合物组合物以外，聚合物基体可以包含添加剂。添加剂通常分散在构成聚合物基体的聚合物组合物中。可以接受的添加剂包括下列各项中的任意一种或多于一种的任意组合红外衰减剂(例如，炭黑、石墨、金属薄片、二氧化钛)；粘土如天然吸收剂粘土 (例如，高岭石和蒙脱石)以及合成粘土 ；成核剂(例如，滑石和硅酸镁)；阻燃剂(例如，溴化阻燃剂如溴化聚合物、六溴环十二烷，含磷阻燃剂如磷酸三苯酯，和可以包含协同剂如例如二枯基和多枯基的阻燃剂组合)；润滑剂(例如，硬脂酸钙和硬脂酸钡)；除酸剂(例如， 氧化镁和焦磷酸四钠)；着色剂；和颜料。为了最佳的消音性质，初始聚合物泡沫体适宜具有2毫米以上、优选3毫米以上、 更加优选4毫米以上、又更优选6毫米以上并且可以为7毫米以上的平均泡孔大小。聚合物泡沫体的平均泡孔大小必须小于泡沫体的厚度并且典型地为12毫米以下，并且常常为 10毫米以下。期望较大的泡孔大小以允许在泡孔内充分的空气运动，从而接纳并消除与声音有关的压缩波。而且，如果穿孔密度足够高则较大的泡孔可以容纳多于一个穿孔，并且在单个泡孔中容纳多于一个穿孔通道使穿孔通道连接，并且允许空气在泡孔内的压缩运动同时传播到两个穿孔通道中。使用ASTM D3576的普通程序确定平均泡孔大小。初始聚合物泡沫体可以具有任何量的开孔率，包括0 %、100 %和其间的任何量。通常初始聚合物泡沫体具有30%以下的开孔率，更典型地20%以下、10%以下、甚至5%以下或0%的开孔率。根据ASTM方法D6226-05的普通程序确定开孔率％。初始聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体都比本发明的声学泡沫体薄，并因此在制备本发明的声学泡沫体方面提供了期望的益处。与较厚的聚合物泡沫体相比，较薄的聚合物泡沫体有利地将来自泡孔内部的发泡剂与空气更快地交换。通常，声学聚合物泡沫体在使用易燃发泡剂的情况下制备并且需要"固化"以允许空气在吹入泡孔中的情况下进行交换。固化需要将聚合物泡沫体储存在高温直至发泡剂/空气交换完成为止。将聚合物泡沫体穿孔促进发泡剂/空气交换。减小聚合物泡沫体的厚度也促进发泡剂/空气交换，并且便利于通过允许不适用于较厚泡沫体的辊穿孔技术来对泡沫体进行穿孔。本发明的方法有利地受益于快的固化速率和与薄的聚合物泡沫体有关的穿孔的容易性，同时享有制备厚的声学聚合物泡沫体的益处。初始聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体适宜地具有30毫米 (mm)以下、优选20mm以下并且最优选IOmm以下的厚度。通常，虽然没有必要，但是初始聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体具有1毫米以上的厚度。本发明方法需要将初始聚合物泡沫体穿孔以制备穿孔聚合物泡沫体。初始聚合物泡沫体可以具有穿孔，但是典型地没有穿孔。在任一情况下，聚合物泡沫体包含比初始聚合物泡沫体更多的穿孔。任何已知的或后来开发的能够对聚合物泡沫体进行穿孔的穿孔技术都适于对所述初始聚合物泡沫体进行穿孔。穿孔技术包括在聚合物泡沫体上面或下面应用带有针的辊，将针床引入到聚合物泡沫体中然后将针与聚合物泡沫体分离，或者使聚合物泡沫体在该泡沫体在经过针下面时经受反复插入聚合物泡沫体并且从中收回的一根或一系列的针 (缝纫机技术)。穿孔深度适宜为自始至终地穿过初始泡沫体(穿过两个相对的主表面)。 适宜地，多数(大于50%)穿孔自始至终地穿过穿孔泡沫体而延伸，并且典型地全部穿孔自始至终地穿过穿孔聚合物泡沫体而延伸。特定的穿孔通道以连续线性的方式进入到穿孔聚合物泡沫体内，延伸至其穿孔深度。一种适宜的穿孔技术(“辊技术")是将初始聚合物泡沫体引导至辊的下方，所述辊具有从该辊中伸出的钉(针)，从而当泡沫体在辊下行进时，所述钉典型地经由主表面刺穿初始聚合物泡沫体。又更适宜的是，如果辊在刺穿初始聚合物泡沫体的同时压缩该泡沫体，则从而减小了对于延伸进入或穿过初始聚合物泡沫体所必需的针的长度。辊上的钉的量和钉的位置决定所得穿孔聚合物泡沫体中的穿孔图案和穿孔密度。穿孔图案可以具有均勻的穿孔密度或非均勻的穿孔密度。适宜地，辊以自始至终越过初始聚合物泡沫体的方式延伸并压缩。还适宜的是，辊在全部都越过初始聚合物泡沫体的多个位置实施穿孔。当使用辊技术对初始泡沫体进行穿孔时，适宜的是使用弹出装置以在穿孔后将穿孔泡沫体与钉(或针)分离。带有钉的辊具有穿孔前泡沫体侧和穿孔泡沫体侧。穿孔前泡沫体侧是初始泡沫体接近辊的一侧。穿孔泡沫体侧是穿孔泡沫体从辊下离开的一侧。适宜的是以使得弹出装置的至少一部分在辊和穿孔泡沫体之间伸到辊的方式，将弹出装置安置在辊的穿孔泡沫体侧。弹出装置然后起到当穿孔泡沫体从辊下离开时将其与辊上的钉分离 (弹出)的作用。特别适宜的弹出装置是包括多根棒的簧片，所述棒优选为金属棒，其在辊上的钉的行列之间延伸至从辊下离开的穿孔泡沫体和辊自身之间的位置。簧片适宜与它从辊分离的穿孔聚合物泡沫体至少一样宽，以便将穿孔聚合物泡沫体与辊上的钉充分地分
1 O在本文中，对"在辊下"的提及是相对的且没有限制的，这表示在通过使初始泡沫体经过具有钉的辊的上方进行穿孔的情况下，其可以同样地表示"在辊的上方"。而且， 该教导同样地适用于下列方法通过用带有钉的辊在泡沫体的上方和下方穿过泡沫体而对初始泡沫体进行穿孔，以及通过使泡沫体在同一带有钉的辊的上方和下方经过而使用该辊对多个泡沫体进行穿孔。本发明的方法胜过其它制备具有一定厚度的声学泡沫体的方法的优点在于，可以使用不适于较厚泡沫体的时间和成本有效的穿孔技术制备具有相当大厚度的声学泡沫体。 例如，辊式穿孔设备可用于薄的泡沫体但不适于厚的泡沫体。然而辊式穿孔设备可以花费适于厚泡沫体的用于采用缝纫机式穿孔方法的设备的价格的十分之一。穿孔密度是相对于每单位面积的穿孔表面、典型地为穿孔主表面的穿孔数的测量值。本发明的穿孔聚合物泡沫体适宜具有相对于每平方厘米的穿孔表面为至少0.8个穿孔的穿孔密度。提高穿孔密度通常提高穿孔聚合物泡沫体的发泡剂/空气交换的速率和声学聚合物泡沫体的声学性质。适宜的穿孔密度包括相对于每平方厘米的穿孔表面为1个穿孔以上，优选1. 25个穿孔以上，更加优选1. 5个穿孔以上并且又更优选2个穿孔以上。穿孔密度的上限主要取决于技术限制而非性能限制。尽管如此，用于本发明方法中的穿孔聚合物泡沫体通常具有相对于每平方厘米的穿孔表面为3个穿孔以下、典型地相对于每平方厘米的穿孔表面为2个穿孔以下的穿孔密度。对于本发明，穿孔表面适宜为聚合物泡沫体的主表面。用于对初始聚合物泡沫体进行穿孔的针的直径或宽度有助于限定针引入初始聚合物泡沫体中的穿孔通道的尺寸。典型地，用于对初始聚合物泡沫体进行穿孔的针的直径和宽度为1毫米以上，优选2毫米以上。大的针尺寸是适宜的，因为它们打开泡沫体而使空气更好地流动。然而，如果针尺寸太大，则它们可能破坏泡沫体。用于对初始聚合物泡沫体进行穿孔的针的直径和宽度通常为6毫米以下并且优选5毫米以下。将两个以上的穿孔聚合物泡沫体层压在一起以使一个穿孔泡沫体的穿孔表面粘附到另一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面，从而形成本发明的声学聚合物泡沫体。值得注意的是，制成本发明的声学聚合物泡沫体的初始聚合物泡沫体和穿孔聚合物泡沫体可以彼此相同或者可以在下列特性中的任意一个或多于一个的任意组合方面不同，所述特征包括聚合物组成、开孔率、厚度和穿孔密度。期望在层压过程中使邻接穿孔泡沫体中的穿孔通道之间的流体连通最大化。当来自邻接穿孔泡沫体的穿孔通道彼此对准时或者当穿孔通道共享一个或多个共同的泡孔时， 流体连通增加。如果多个穿孔通道对同一泡孔开放则该多个通道共享共同的泡孔。穿孔聚合物泡沫体中的每个穿孔通道与邻接穿孔聚合物泡沫体的穿孔通道的精确线性对准实际上是不可能的。因此，层压声学聚合物泡沫体的一个特征在于，归因于在穿孔聚合物泡沫体之间的穿孔通道不够精确的对准，少于全部的并且典型地即使有也很少的穿孔通道以连续线性的方式从声学聚合物泡沫体的一个表面延伸至该声学聚合物泡沫体的相对表面而没有经历穿孔通道的变窄或限制。通常，在本发明的声学聚合物泡沫体中的邻接穿孔聚合物泡沫体的穿孔通道之间的流体连通以下列方式发生通过穿孔通道的部分对准，共享共同的泡孔，或者部分对准和共享共同的泡孔两者。使用在穿孔聚合物泡沫体之间导致透气性界面的技术通过将穿孔聚合物泡沫体粘附在一起而将它们彼此层压。可以使用透气性粘合剂如喷雾粘合剂和多孔或穿孔膜粘合剂，但不是必要的。熔接是特别适宜的将穿孔聚合物泡沫体粘附在一起的方法。通过将聚合物泡沫体中的一个或两个的穿孔表面加热至足以使泡沫体的聚合物基体中的聚合物组合物软化的温度(典型地达到或高于聚合物组合物的玻璃化转变温度)以形成软化的穿孔表面，对两个穿孔聚合物泡沫体进行熔接。在聚合物组合物还处于软化状态的同时，使一个或多个软化的穿孔表面接触在一起并施加压力。随着软化的穿孔表面冷却，它们相互粘附。熔接具有若干胜过其它层压方法的优点。一个优点是，将穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面加热至软化状态导致穿孔表面上的表层(skin)收缩并暴露表层下的泡孔。这是优点的原因在于，其使泡孔对来自邻接的穿孔泡沫体的穿孔通道开放，从而促进共享该泡孔 (即，共享共同的泡孔)的两个穿孔泡沫体的穿孔通道之间的流体连通，而不必精确乃至部分线性地对准。熔接的另一个优点是，其容易地用于层压过程中而不必引入分别的粘合剂组分或粘合剂涂敷步骤。适宜地，在所要粘合在一起的穿孔表面之间不存在除了穿孔聚合物泡沫体中的一个以上的软化聚合物组合物以外的粘合剂的情况下，将邻接的穿孔聚合物泡沫体熔接在一起。在熔接步骤中使用施加热的任何方法加热穿孔表面。特别有用的是对穿孔表面施加热空气。加热穿孔表面以使其软化用于熔接的其它方法包括将表面暴露于辐射红外加热或与热表面接触。不接触的加热方法如施加热空气或辐射红外加热比接触的方法更适宜， 原因在于它们不涂污软化聚合物表面或者限制聚合物表面的表层在软化时的收缩。期望在层压过程中使每个穿孔聚合物泡沫体中的穿孔通道数最大化，所述穿孔聚合物泡沫体具有自始至终穿过声学聚合物泡沫体的流体连通。虽然实现穿孔泡沫体之间的穿孔通道的精确线性对准在实际上是不可能的，但是流体连通备选地通过具有部分对准的穿孔通道或共享共同的泡孔而获得。所得的本发明的声学聚合物泡沫体包括层压在一起的2个以上并且可以具有3个以上、4个以上、甚至5个以上的穿孔聚合物泡沫体。每个穿孔聚合物泡沫体具有以连续线性方式自始至终穿过穿孔聚合物泡沫体延伸的穿孔通道。然而，在穿孔聚合物泡沫体中的任何一个中，少于全部的穿孔通道以连续线性方式不受限制地自始至终穿过包含穿孔聚合物泡沫体的声学聚合物泡沫体而延伸。适宜地，声学聚合物泡沫体在穿孔聚合物泡沫体之间没有粘合剂。本发明的声学聚合物泡沫体适宜地具有下列性质密度为27千克每立方米(kg/ m3)以上、优选^kg/m3以上并且典型地35kg/m3以下，以及在25%压缩率的垂直压缩强度为20千帕(kPa)以上、典型地30kPa以上并且通常60kPa以下。使用ASTM方法D 1622的普通程序测量密度。根据ASTM D3575测量垂直压缩强度。令人惊讶地，相对于具有类似组成和厚度的非层压穿孔聚合物泡沫体，本发明的声学聚合物泡沫体具有相当的或更好的消声性。然而，本发明的声学聚合物泡沫体需要显著更短的固化时间，并且在它们的制备过程中可以采用更简单的、更低成本的穿孔方法。
实施例下列实施例示例本发明的实施方案，而不必限制本发明的全部范围。对于以下实施例中的每一个，根据ASTM E-1050测量声学性能。用于测量声学性能的仪器为Model 4206声学阻抗管和Model 3555信号分析仪，两者都来自丹麦Naerum的 Brueel and Kjaer A/S。测量每种泡沫体的垂直入射吸声系数。比较例A 厚的穿孔泡沬体由厚度为61-63毫米并且密度为30-34kg/m3的QUASH FR2000声音控制泡沫体 (QUASH是陶氏化学公司(The Dow Chemical Company)的商标)制备100个测试样品。使用2毫米直径的针以相对于每平方厘米为1个穿孔的穿孔密度垂直于主表面自始至终穿过样品进行穿孔。使用1035ModernTeCh设备对样品进行穿孔，所述设备采用若干几行针以缝纫机技术对泡沫体进行穿孔。测量100个样品的中的每一个的声学性能，并且采取值的平均值(bottom envelope)作为比较例A的性能。图1示例比较例A的声音吸收谱。比较例A的平均噪声降低系数(NRC)是0. 440。 cooes] imm Β 有后来压泡i未体 通过将4片PLF QUASH FR2000天然声音控制泡沫体层压在一起制备11个样品，每片具有15-16. 5毫米的厚度，从而产生在厚度方面具有60-62毫米厚度的样品。使用 Megamold观00层压生产线(lamination line)层压所述片材，所述层压生产线对片材的表面施加加热至400-450°C的空气以使聚合物软化，然后将泡沫体片材压缩在一起。泡沫体片材具有30-34kg/m3的密度。以与用于制备比较例A的方式类似的方式对层压体进行穿孔。使用2毫米直径针，并且以相对于每平方厘米为1个穿孔的穿孔密度自始至终穿过泡沫体并且垂直于泡沫体的主表面进行穿孔。测量11个层压泡沫体中的每一个的声学性能并且取它们性能的平均值以作为比较例B的性能。图1示例比较例B的声音吸收谱。比较例B的平均NRC是0. 642。与具有类似厚度和组成的单块泡沫体相比，比较例B示例了层压泡沫体具有更高的NRC。实施例1 层压穿孔泡沬体通过将4片PLF QUASH FR2000天然声音控制泡沫体穿孔制备实施例1，每片具有16毫米的厚度和32kg/m3的密度。使用固定有2毫米直径针的辊以自始至终穿过泡沫体片材并且垂直于主表面的方式对泡沫体片材进行穿孔，所述针成行安置在辊上以使泡沫体片材上的穿孔密度为相对于每平方厘米为1个穿孔。在压缩泡沫体片材的同时以自始至终穿过泡沫体片材的方式进行穿孔。使用由金属棒组成的簧片将泡沫体片材从辊的针上弹出，所述金属棒在针的行列之间延伸并且从邻接辊延伸至平行于泡沫体在辊下行进的方向的离开辊的一段距离。当穿孔泡沫体片材从辊的下方离开时，金属棒最接近辊的部分位于辊和穿孔聚合物泡沫体片材之间。金属棒将泡沫体片材从针上弹出。泡沫体片材在从辊下通过后接着在簧片下行进。簧片足够宽以跨越泡沫体片材的整个宽度。将4个片材层压在一起，以使穿孔通道在平行方向上延伸，垂直于穿孔方向。通过首先使用^Teflon -涂覆的加热叶片(heating blade)在200°C软化每个泡沫体片材的主表面的聚合物，然后将泡沫体片材的软化表面压缩在一起(Teflon是DuPont的商标)，将4 个片材以一个片材的一个主表面接另一个片材的主表面的方式层压在一起。所得实施例1 的层压泡沫体为61毫米厚。在任何穿孔聚合物泡沫体中，如果存在也少于全部的穿孔通道以连续线性的方式不受限制地自始至终穿过实施例1的声学聚合物泡沫体而延伸。测量实施例1的声学性能。图1示例实施例1的声音吸收谱以及本发明令人惊讶的结果。实施例ι的平均NRC是0. 664。与比较例A或比较例B的任一个相比，实施例1都具有更高的NRC，表明与比较例中的任何一个相比都更高的总消音能力。在图1中的几乎全部的测试频率，实施例1的更大的声学吸收系数都是明显的。
权利要求
1.一种用于制备消声聚合物泡沫体的方法，所述方法包括下列步骤(a)提供至少两个初始聚合物泡沫体，所述至少两个初始聚合物泡沫体各自具有相对的主表面；(b)通过一个主表面自始至终地沿着所述初始聚合物泡沫体并且通过所述相对的主表面，对所述初始聚合物泡沫体进行穿孔以形成穿孔聚合物泡沫体，所述穿孔聚合物泡沫体具有以连续且线性的方式自始至终穿过所述穿孔聚合物泡沫体延伸的穿孔通道；和(c)将所述穿孔聚合物泡沫体层压在一起，使得一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面粘附到另一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据ASTMD3576，所述穿孔聚合物泡沫体具有至少4毫米的平均泡孔大小。
3.根据权利要求1所述的方法，其中根据ASTM方法D62^-05，所述初始聚合物泡沫体具有小于30%的开孔率。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始聚合物泡沫体各自具有30毫米以下的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)包括将所述初始聚合物泡沫体压缩成压缩状态，然后在处于压缩状态的同时对所述初始聚合物泡沫体进行穿孔。
6.根据权利要求5所述的方法，其中通过应用辊进行穿孔，所述辊具有从所述辊延伸出来的多根钉，所述多根钉进入到每个初始聚合物泡沫体中，使得当所述初始聚合物泡沫体在所述辊下行进时，所述钉穿透所述初始聚合物泡沫体。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述辊具有穿孔前泡沫体侧和穿孔泡沫体侧，并且棒的簧片通过包含棒而将所述穿孔泡沫体从所述钉上弹出，所述棒从所述穿孔泡沫体侧延伸到所述辊并且位于所述辊和所述穿孔聚合物泡沫体之间。
8.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(b)引入足以制备这样的穿孔聚合物泡沫体的穿孔，所述穿孔聚合物泡沫体具有相对于每平方厘米的穿孔主表面为至少0. 8个穿孔的穿孔密度。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述穿孔密度是相对于每平方厘米的穿孔主表面为2个穿孔以下。
10.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(c)包括对粘附在一起的一个或两个主表面进行充分加热，以将所述穿孔聚合物泡沫体在所述一个或两个表面处软化，然后使所述穿孔聚合物泡沫体的所述主表面接触在一起。
11.根据权利要求10所述的方法，其中步骤(C)包括在所述穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面之间除了所述穿孔聚合物泡沫体中的一种或多种的软化聚合物组合物以外不存在任何粘合剂的情况下，将所述穿孔聚合物泡沫体主表面熔接在一起。
12.—种声学聚合物泡沫体，所述声学聚合物泡沫体包含两个以上的具有相对的穿孔表面的穿孔聚合物泡沫体，其中至少一个穿孔表面层压到另一个穿孔聚合物泡沫体的穿孔表面上，其中每一个穿孔聚合物泡沫体包含以连续线性方式穿过整个所述穿孔聚合物泡沫体延伸的穿孔，然而在任何的穿孔聚合物泡沫体中，少于全部的穿孔通道以连续线性的方式不受限制地自始至终穿过所述声学聚合物泡沫体而延伸。
13.根据权利要求12所述的声学聚合物泡沫体，其中根据ASTMD3576，所述穿孔聚合物泡沫体具有至少4毫米的平均泡孔大小。
14.根据权利要求12所述的声学聚合物泡沫体，其中所述穿孔聚合物泡沫体具有相对于每平方厘米的穿孔聚合物泡沫体主表面为至少0. 8个穿孔的穿孔密度。
15.根据权利要求14所述的声学聚合物泡沫体，其中所述聚合物泡沫体中的至少一个具有相对于每平方厘米为2个穿孔以下的穿孔密度。
全文摘要
本发明提供一种声学聚合物泡沫体，所述声学聚合物泡沫体通过以下方法制备提供至少两个初始聚合物泡沫体，以自始至终穿过所述初始聚合物泡沫体的方式进行穿孔，然后将穿孔的初始泡沫体层压在一起，使得一个泡沫体的穿孔表面粘附到邻近的穿孔初始泡沫体的穿孔表面。
文档编号B32B38/04GK102164747SQ200980138511
公开日2011年8月24日 申请日期2009年9月18日 优先权日2008年9月29日
发明者让-弗朗索瓦·科宁格, 费尔南德·威廉 申请人:陶氏环球技术有限责任公司