高耐热隔音吸声材料的制造方法_3

文档序号:8926356阅读:来源:国知局
法以相互连续状态得到薄片,从而形成网状物,为此,利用梳 理法完成,可使形成的网状物具有蓬松性,开松效率最大且重量分散度最小。
[0067] 在上述网状物层叠步骤(S105)中,在传送带上叠合并相互层叠上述网状物形成 步骤(S103)中形成的网状物,从而形成层叠网状物,可使用卧式包装机以lOm/mim以下的 生产速度进行,以防止网状物由于空气阻力散开以及网状物在传送带上断开的现象。
[0068] 在上述针刺步骤(S107)中,通过织针在上述网状物层叠步骤(S105)中形成的层 叠网状物的表面垂直、倾斜或两方向上上下移动使得层叠网状物相互结合,从而形成无纺 布,其中穿刺方式可包含选自由单一下部方式、单一上部方式、双下部方式及双上部方式组 成的组中的一种以上的方式进行,并且,水平方向排列的层叠网状物的一部分以垂直方向 排列,从而可增加无纺布的结合力。
[0069] 在上述针刺步骤(S107)中形成的无纺布的单一层的厚度为3~20mm,密度为 100~2000g/m2。根据无纺布的厚度及密度变化,吸声性也不同,可预测无纺布的厚度及密 度越大其吸声性越强。在本发明中,考虑到适用隔音吸声材料的产业领域等,优选无纺布 厚度为3~20_。这是由于无纺布厚度不足3mm的情况下,难以满足隔音吸声材料的耐久 性和成形性,厚度超过20mm的情况下,制作及加工原料时产生生产率降低且成本增加的问 题。并且对于无纺布的重量,考虑到性能方面和成本方面,密度为100~2000g/m2,优选为 200 ~1200g/m2,更优选为 300 ~800g/m2。
[0070] 层叠通过梳理(Carding)形成的30~100g/m2的网状物,层叠2~12层,并且连 续经过第一次上下预穿刺(Up-down preneedling)、第二次下上穿刺(Down-up needling) 及第三次上下穿刺(Up-down needling)的连续工序,从而上述芳族聚酰胺无纺布形成物理 交络,用于调整所需厚度、确保所需结合力及实现所需物性。此时,织针(needle)采用工作 刃(working blade)为0· 5~3mm、织针的长度(从曲柄外侧到针尖的距离)为70~120mm 的倒钩(Barb)形的针。优选地,织针在每平方米穿梭30~350次。
[0071] 更优选地,无纺布丝线的细度为1. 5~8.0旦尼尔,累积形成层的厚度为6~ 13mm,织针的穿刺数(针行程数)为每平方米120~250次,优选地,无纺布的密度为300~ 800g/m2〇
[0072] 在上述粘合剂浸渍步骤(S109)中,将在上述针刺步骤(S107)中形成的无纺布浸 渍于粘合剂溶液中,形成粘合剂浸渍的无纺布,其中,粘合剂溶液为耐热温度为200°C以上 的热硬化性粘合剂树脂在有机溶剂中分散成浓度为5~70wt %的粘合剂溶液。并且,上述 粘合剂浸渍步骤(S109)根据需求还可以包括压缩浸渍于粘合剂的无纺布的步骤。上述压 缩步骤是为了调节无纺布内的热硬化性粘合剂树脂的含量而执行的步骤,具体而言,使用 普通压缩辊以l-20kgf/cm2的压力压缩,形成密度为1,000-3, 000g/m2的粘合剂浸渍的无纺 布。优选的是使用轧辊等压缩辊以5-15kgf/cm2的压力压缩,形成密度为1,000-2, 000g/m2的粘合剂浸渍的无纺布。
[0073] 上述粘合剂浸渍无纺布步骤(S109)由20~80重量份无纺布及20~80重量份 的上述热硬化性粘合剂树脂构成。
[0074] 在本发明,通过上述粘合剂浸渍无纺布步骤(S109)不仅能够提高吸声及隔音特 性,还能够成型为所需形状的隔音吸声材料。
[0075] 无纺布根据其制造方法多少存在差异,但均为纤维以三维无序排列而成的。因此, 无纺布内部的气孔结构通过规则或不规则的纤维排列形成为三维连接的非常复杂的迷宫 结构(labyrinth system),而非形成分别独立的毛细管束。即,由于包含耐热纤维的丝线 以稀松结构交叉,因此在上述针刺步骤(S107)中形成的无纺布中不规则地形成有通气孔 (micro cavity)〇
[0076] 在本发明中,执行将无纺布浸渍于粘合剂溶液中的粘合剂浸渍步骤(S109)后,粘 合剂细微且均匀地整体分布于包含耐热纤维的无纺布丝线的表面,以附着的方式存在,从 而实际保持无纺布固有的三维气孔结构的状态下,与浸渍之前的无纺布相比,形成有更细 微尺寸的通气孔。像这样无纺布的内部结构中形成更细微的通气孔,意味着噪音的共鸣性 增强,从而也能够提高隔音吸声的特性。此时,使用的粘合剂树脂自身形成三维网状结构并 硬化的情况下,无纺布内部能够形成更多的细微通气孔,从而能够进一步提高隔音吸声特 性。由此,本发明的隔音吸声材料中,粘合剂均匀地浸入无纺布中,维持无纺布原本的三维 形状,并另外通过粘合剂的硬化形成更多的细微通气孔(Micro ventilator),从而在传播 噪音时,在无纺布内形成更多且更多样的噪音共鸣,从而能够增强消音效果,并使消音的效 率最大化,大幅提尚吸声性能。
[0077] 经过上述粘合剂浸渍步骤(S109)的粘合剂浸渍无纺布中,粘合剂与无纺布位于 同一层,从而能够维持无纺布内部的三维形状。因此本发明中,可以使用任意的能够维持无 纺布内部的三维形状的原料的粘合剂作为上述粘合剂。上述的"维持无纺布内部的三维形 状的形态"是指,粘合剂浸渍入无纺布后,粘合剂以整体均匀地分布的状态附着于无纺布的 纤维丝线表面,维持或形成更多不定形通气孔结构,从而维持无纺布原本的三维内部形状。
[0078] -般而言,粘合剂是指为了粘贴或接合两种原料而使用的材料,但本发明中的粘 合剂是指浸渍入由耐热纤维形成的无纺布中的材料。
[0079] 可使用多种原料作为上述的浸渍入无纺布的粘合剂。首先,可以考虑使用热塑性 树脂或热硬化性树脂作为粘合剂原料。
[0080] 代表热塑性树脂的聚酰胺系树脂与代表耐热纤维的芳族聚酰胺纤维相同,具有结 晶型极性基团。因此,在热塑性耐热纤维形成的无纺布中浸渍热塑性粘合剂时,通过二者具 有的相似的结晶型极性基团形成面接触,在二者接触的部分形成稳固的界面层,从而堵住 无纺布的部分通气孔。即,使用热塑性树脂作为浸渍到耐热纤维形成的无纺布中的粘结剂 时,堵住无纺布的部分通气孔,同时降低吸声性能。一方面,堵住通气孔时通常可以预测能 够提高隔音性能,但被切断的噪音并非在无纺布内部消除,而是通过其他通道传递声音,因 此浸渍热塑性树脂时也无法提高隔音性能。并且,在无机类耐热纤维形成的无纺布中浸渍 热塑性粘合剂时,二者间的粘合力弱,因此还需要使用其他粘着性添加剂。
[0081] 相反,热硬化性粘合剂与热塑性耐热性纤维相比,是一种具有完全不同的物理化 学特性的异质材料。因此,在热塑性耐热纤维形成的无纺布中浸渍热硬化性粘合剂时,由于 二者具有异质特性而形成线接触界面层,因此无纺布的通气孔以开放状态存在。即,使用热 硬化性树脂作为在耐热纤维形成的无纺布中浸渍的粘合剂时,能够维持无纺布内部的三维 形状。因此,本发明中,优选使用热硬化性树脂作为上述粘合剂。
[0082] 并且,热硬化性树脂具有通过光、热或硬化剂硬化的特性和在高温条件下其形状 不发生变化的特性。因此,本发明中,以特定条件形成耐热纤维和热硬化性粘合剂,从而成 型之后,能够获得在高温条件下也能够持续保持成型后的形状的效果。因此,使用热硬化性 树脂作为在无纺布中浸渍的粘合剂,能够获得额外的效果:不仅能够在树脂的硬化过程中 成型为所需形状,而且能够在高温条件下维持成型后的形状。
[0083] 如上所述,使用热硬化性树脂作为在耐热纤维形成的无纺布中浸渍的粘合剂时, 不仅能够维持无纺布内部的三维形状,而且在粘合剂树脂的硬化反应中能够成型为所需形 状。
[0084] 更为优选地,可使用环氧树脂作为上述粘合剂。环氧树脂为热硬化性树脂的一种, 具有硬化时能硬化为具有三维网状结构的高分子物质的特性。因此,环氧树脂在浸入无纺 布的内部结构并硬化时,由于自身形成网状结构,因此形成另外的通气孔,从而在无纺布内 部能够形成更多的细微通气孔,能够进一步提高吸声性能。
[0085] 并且,上述硬化反应在硬化剂存在下进行时,能够形成更发达的三维网状结构,因 此能够进一步提高吸声效果。即,环氧树脂内的环氧基团或羟基基团与硬化剂内的胺基基 团和羧酸基团等官能团相互反应,通过共价键形成交联,从而形成三维网状高分子。此时, 硬化剂不仅起到促进硬化反应的催化剂的作用,而且还直接参与反应,链接于环氧树脂的 分子内。因此,通过硬化剂的选择可调节通气孔的尺寸及物性。
[0086] 上述环氧树脂可使用从双酚A二缩水甘油醚、双酚B二缩水甘油醚、双酚AD二缩 水甘油醚、双酚F二缩水甘油醚、双酚S二缩水甘油醚、聚氧丙烯二缩水甘油醚、双酚A二缩 水甘油醚聚合物、磷腈二缩水甘油醚、双酚A酚醛环氧树脂、苯酚酚醛环氧树脂及邻甲酚酚 醛环氧树脂等中选择的一种以上。上述环氧树脂的环氧当量最好在70~400范围内。这 是因为,当环氧当量太小时,用于形成三维网状结构的分子间的结合力低或耐热纤维的粘 着力低,因此降低隔音吸声材料的物性。相反,当环氧当量过高时,形成过度稠密的网状结 构,使得吸声性能降低。
[0087] 并且,本发明中,使用热硬化性树脂作为粘合剂的情况下,可将硬化剂包含于粘合 剂溶液中使用。较好的是,作为上述硬化剂可以使用具有容易与环氧基团或羟基基团起反 应的官能团作为与粘合剂结合的官能团的化合物。可使用脂族胺、芳族胺、酸酐、脲、酰胺、 咪唑等作为这样的硬化剂。具体地,例如硬化剂可使用从二乙基甲苯二胺(DETDA)、二氨基 二苯砜(DDS)、三氟化硼-单乙胺(BF3 · MEA)、二氨基环己烷(DACH)、甲基四氢邻苯二甲酸 酐(MTHPA)、甲基-5-降冰片烯-2, 3-二羧酸酐(NMA)、双氰胺(Dicy)和2-乙基-4-甲基 咪唑中选择的一种以上。更优选的是,使用脂族胺或酰胺类作为硬化剂,因为二者具有较丰 富的交联性,且具有出色的耐化学性、耐气候性。尤其是,考虑到交联性、阻燃性、耐热性、储 存稳定性、加工性等,最好使用双氰胺(Dicy)。双氰胺(Dicy)熔点为200°C以上的高熔点, 因此即使混合在环氧树脂中以后,也具有出色的储存稳定性,从而能够确保直至硬化及成 型的充分的作业时间。
[0088] 并且,本发明中还可以使用促进作为粘合剂的热硬化性树脂的硬化的催化剂。上 述催化剂可使用从尿素、二甲基脲、季DBU的四苯基硼酸盐(tetraphenylborate salt of quaternary DBU)和季磷鐵溴化物(quaternary phosphonium br
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