具有振动性质的复合材料结构的制作方法
【专利说明】具有振动性质的复合材料结构 发明领域
[0001] 本发明涉及组合物、具有振动性质的复合材料结构的制造和应用，及其制品。
[0002] 置量
[0003] 聚合物复合材料可用于制造用于各种工业应用的制品。在许多情况下，产品具有 特殊性质可能是有用的。在一些应用中，甚至必须使产品满足使应用起作用所设定的质量 水平。一些复合材料制品通常包括木质材料和至少一种塑料聚合物。这种复合材料制品可 用于多种目的，包括室内和户外。
[0004] 概述
[0005] 本发明的目的是提供具有声学性质的复合材料结构。根据实施方式，声学性质可 适用于所需目的例如强化或衰减声音。包括有机天然纤维材料的聚合物复合材料可具有声 学性质。复合材料制品可包括表面区域，其可包括对齐的有机天然纤维材料的纤维组分。
[0006] 根据至少一个或一些实施方式，可取得一些性质，如耐水性、硬度、各向异性声速 或减振。
[0007] 根据一种实施方式，组合物包括基质材料和有机天然纤维材料，其中设置成在组 合物中的不同的方向具有不同的声速。根据一种实施方式，本发明记载了用于制备所述组 合物的方法。根据至少一些实施方式，声速在不同的方向的差异为至少10%。
[0008] 根据另一实施方式，用于提供复合材料的方法包括提供基质材料和有机天然纤维 材料，其中声速在组合物中的不同的方向是不同的。
[0009] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用作声学材料。
[0010] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用作扬声器的至少一部分。
[0011] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用作扬声器的面板和/或用作扬声器的 音盆。
[0012] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用作乐器的至少一部分。
[0013] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用于衰减声音。
[0014] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用于强化声音。
[0015] 在一实施例中，根据一种实施方式把组分用作车辆的零件，用于衰减和/或削减 声音。
[0016] 根据一实施例，扬声器包含根据至少一些实施方式的组合物。
[0017] 根据一实施例，吸音面板包含根据至少一些实施方式的组合物。
[0018] 根据一实施例，电子设备包含根据至少一些实施方式的组合物。
[0019] 根据一实施例，乐器包含根据至少一些实施方式的组合物。
[0020] 根据一实施例，砌块包含根据至少一些实施方式的组合物。
【附图说明】
[0021] 下面的附图用于说明本发明的示例实施方式。
[0022] 图Ia显示根据示例实施方式的有机天然纤维材料的纤维组分。图并非按照任何 具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0023]图Ib显示形成包含有机天然纤维材料的复合材料结构。图并非按照任何具体比 例绘制，只用于示意性地显示。
[0024]图Ic显示有机天然纤维材料的纤维组分在熔体流中的纵向取向。图并非按照任 何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0025] 图Id显示表面区域中有机天然纤维材料的纤维组分绕着纵向轴的取向。图并非 按照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0026] 图2a和2b显示根据示例实施方式的包含有机天然纤维材料的复合材料结构。图 并非按照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0027] 图3a和3b显示根据示例实施方式在形成复合材料时，表面区域中有机天然纤维 材料的纤维组分绕着纵向轴的取向。图并非按照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0028] 图4显示声波和具有内部的有机天然纤维材料纤维组分的一种示例实施方式。图 并非按照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0029] 图5显示使声波接触有机天然纤维材料纤维组分的一种示例实施方式。图并非按 照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0030] 图6是根据本发明的一种实施方式的包括有机天然纤维材料的复合材料制品的 含比例尺的250倍放大横截面图像。
[0031] 图7和8是复合材料制品的具有比例尺的85倍放大横截面图像，表明根据示例实 施方式的复合材料的结构从表面延伸到制品内部，且用白色虚线显示层界面。
[0032] 图9和10显示包含有机天然纤维材料的复合材料在系统中的应用，其中根据本发 明的至少一些实施方式把数码或电形式的数据转换为声学声波。图并非按照任何具体比例 绘制，只用于示意性地显示。
[0033] 图11显示使用根据本发明的至少一些实施方式的包含有机天然纤维材料的复合 材料来削减声学声波。图并非按照任何具体比例绘制，只用于示意性地显示。
[0034] 图12显示实施来表征包含有机天然纤维材料的复合材料的声学性质的实验结 果。
[0035] 详细描沐
[0036] 人类能够察觉各种机械振动。当机械振动落入特殊频率范围时，其作为可以听得 到的声音被人们听到。声音是我们生活的基本组成部分。声音可为有旋律的，例如通过乐 器产生的音乐。人类的嗓音也是一种声音。在各种应用中，制品的声学性质可起重要作用。 制品可设计成衰减或削减掉噪音。这些制品的示例可为隔音或隔离面板，例如用于汽车外 壳或会议室以形成安静环境的那些。或者，有些制品可设计成重现之前录制的声音。这种 制品的示例可为使用扬声器或耳机的音频系统。例如，可录制音乐或人声，数码化并随后 通过配备了音频系统的接收器来重现。制品的声学性质至少在某种程度取决于制品中所用 的材料。
[0037] 包含有机天然纤维材料的聚合物复合材料可提供制造用于各种应用并具有声学 性质的结构的方法。包含有机天然纤维材料的聚合物复合材料可同时包括许多户外和室内 应用，非限制性例子列表包括：甲板板、建筑材料、装饰物品、框架、面板、外墙、地板、栅栏、 盖板、楼梯、铁轨、窗框、装饰件（trims)、托盘、容器、家居用品、汽车零件、汽车配件等。
[0038] 具体来说，包含有机天然纤维材料的聚合物复合材料可用于其中材料的声学性 能具有效果的应用。例如，制备用于汽车工业的门面板需要轻量，以避免增加测定的系统 的总重量。但是，相同的物体需要足够坚固来容忍设计的负载或保持预定的抗冲强度。此 外，物体可具有声学目的来衰减噪音。制备用于电子工业的复合材料物品，例如音频系统中 的组件，会需要提供声学性质其以高质量再现录制的声音。此外，可需要根据客户喜好来 差异化地设计组件，例如通过选择物体的颜色来实现差异化。
[0039] 下文描述制备包含具有声学性质的有机天然纤维的复合材料结构的方法。此外， 提供了控制复合材料的声学性质的方法。此外，提供包含具有声学性质的有机天然纤维的 复合材料结构的示例和应用。
[0040] 在本文中，在附图中使用以下所示的附图标记和标注。
[0041] Sx, Sy和S 2表不正交方向。
[0042] Dl纤维组分D的长度（纵向维度）
[0043] D2纤维组分的宽度（水平维度）
[0044] D3纤维组分的高度（垂直维度）
[0045] D4 距离
[0046] a 1偏向角
[0047] β 1偏向角
[0048] vl 速度
[0049] f；熔体流动方向
[0050] Axl纤维组分的主轴
[0051] Ax2纤维组分的短轴
[0052] Ax3纤维组分的纵轴
[0053] Nl 表面法线
[0054] cp 1 点
[0055] 100 纤维组分
[0056] 100' 纤维组分（水平）
[0057] 100" 纤维组分（垂直）
[0058] 104 模具表面
[0059] 105 (复合材料结构的）第一表面
[0060] 105' （复合材料结构的）第二表面
[0061] 110 横截面
[0062] 120 壳层
[0063] 130 第一表面区域
[0064] 131 第二表面区域
[0065] 132 内部区域
[0066] 133 第一界面
[0067] 134 第二界面
[0068] 140 复合材料结构的厚度
[0069] 160 模具
[0070] 200 中空内部
[0071] 250 复合材料结构
[0072] 300 声波
[0073] 301 反射的声波
[0074] 302 吸收/传输的声波
[0075] 1110 第一表面界面
[0076] 1110' 第二表面界面
[0077] 1102 第一区域
[0078] 1000 第二区域
[0079] 1120 第三区域（sone)
[0080] 900 音频系统
[0081] 910 面板
[0082] 920 驱动器
[0083] 925 音盆
[0084] 930 外壳
[0085] 940 内部
[0086] 1200 元件
[0087] 1210 第一面板
[0088] 1220 第二面板
[0089] 1230 界面
[0090] 本发明的实施方式可影响复合材料结构的声学性质。包含有机天然纤维材料的复 合材料结构可具有取得所需声学性质的效果。根据一种实施方