阶梯密度熔喷非织造布、其制备方法及其制成的吸音材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及非织造材料技术，具体为熔喷法纺制而成的阶梯密度非织造布及其制 造方法，以及由其制成的吸音材料。
【背景技术】
[0002] 随着汽车、高速铁路等交通运输工具的发展，环境噪音污染日益严重，人们对各种 降噪技术越来越重视。吸声技术是噪音控制中的重要部分，吸声材料主要分为多孔性吸声 材料和共振吸声材料。由于多孔性吸声材料在高频和宽频方面的优秀表现，引起了越来越 多学者的关注。纤维材料集合体的一个主要特性就是多孔性，其孔隙结构复杂，孔之间相互 串接，是理想的多孔性吸声材料。
[0003] 近年来随着非织造加工技术的发展，非织造材料以其高效率、低成本、风格多样性 等特点，成为工业用材料的选择对象。特别是熔喷技术的快速发展，产品适用性强，生产的 纤维很细，材料具有很大的比表面积、空隙小而孔隙率大，独特的熔喷制造工艺技术满足不 同的材料厚度、透气性、材料密度、纤维直径等，因此有越来越多学者在研究此类材料的吸 声性能。
[0004] 熔喷非织造工艺是利用高速热空气对模头喷丝孔挤出的聚合物熔体细流进行牵 伸，进而形成超细纤维，喷射在收集装置上，并依靠自身粘合而成为非织造布。
[0005] 熔喷工艺中的收集装置通常有平网式、单滚筒式和双滚筒式等几种形式，无论何 种形式，均须通过吸风设备的吸风处理，才能有效地收集熔喷形成的超细纤维，并堆集成网 或纤维层。
[0006] 现有的平网式收集装置，是在一个吸风设备上设置可转动的网帘来实现的。吸风 设备通常配备有一个吸风机，网帘上带有多个小孔，通过吸风机的作用，在网帘上形成纤维 层，进而被制备成不同用途的材料，如隔音材料或吸音材料等。
[0007] 以PP、PET等聚合物切片为原料采用熔喷法生产吸音棉的方法，具有工艺流程短 和纤维细等特点，一般的工艺是将切片状的聚合物高温熔融，通过挤压机从喷嘴中排出，喷 嘴两侧有高速的加热空气流将溶融物牵伸成纤维，这些纤维随着气流被吹向下部有吸风装 置的网帘上并堆积成纤维层，以制成隔音或吸音材料。随着吸音材料的发展，各种各样的工 艺复合技术应运而生，极大的改善了吸音材料的吸音效果。
[0008] 影响隔音或吸音效果的因素主要是纤维细度、厚度、适当的密度（透气率）等，在 实际工程中，测定材料的流阻、孔隙率通常比较困难，常常通过调整密度加以控制。同一种 多孔材料厚度越大，密度越大，孔隙率越大，材料吸声性能好。其他情况不变，增加密度，可 以使中低频吸声系数提高，不过比增加厚度的效果差。在同样用料情况下，若厚度不限，多 孔材料以松散为宜。容重过大，材料密实，会引起流阻增大，减少空气穿透量，造成吸声系数 下降，但同样密度，增加厚度，并不改变比流阻，所以吸声系数一般总是增大，只是当厚度增 大到一定时，吸声性能的改善已经不显著。在以增加密度来提高低频吸收能力时，要防止高 频吸收性能的损失，应尽可能在高频吸声能力损失不大的前提下，使第一共振频率处于理 想的低频段内，高频段的吸声系数决定于吸声材料材质的特征阻抗，只要有效控制特征阻 抗不发生变化，一般不会引起高频吸声系数的变化。根据以上分析，如果材料密度保持一 致，难以使它发挥在各个音频的吸音效果。现有的装置一般是单吸风，得到的纤维堆积层密 度在厚度方向基本呈现均匀，而均匀密度材料对不同频率声音的吸音效果往往不够理想。
【发明内容】
[0009] 为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种阶梯密度材料作为理想吸 音材料。本发明的技术方案是：
[0010] 一种阶梯密度熔喷非织造布，沿厚度方向其密度呈阶梯式递减，沿长度和宽度方 向其密度相同。
[0011] 优选的，
[0012] 所述的阶梯密度熔喷非织造布，所述阶梯式递减为从下至上每隔I. 5mm密度减少 2. 5~3. 5kg/m3,最大密度约为40-50kg/m3,最小密度约为12-18kg/m3。
[0013] 所述阶梯密度熔喷非织造布的原料为聚合物纤维，进一步优选为PP或PET纤维。
[0014] 所述PP或PET纤维的细度为1 μ m~4 μ m。
[0015] PP纤维，即聚丙烯纤维，中国称丙纶。是以等规聚丙烯为原料纺丝制得的合成纤 维。
[0016] PET纤维，即聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，俗称涤纶纤维。
[0017] 本发明还提供了所述阶梯密度熔喷非织造布的制备方法，其包括以下步骤：
[0018] (1)将聚合物纤维切片喂入料斗，流入到螺杆挤出机，被加热熔融后经过过滤、计 量从模头喷丝孔中挤出，形成聚合物熔体细流；
[0019] (2)加热的空气从模头喷丝孔两侧风道中高速吹出，对聚合物熔体细流进行拉 伸；
[0020] (3)使用平网式熔喷收集装置对拉伸后的聚合物熔体细流进行接收铺网；该平网 式熔喷收集装置的网帘下方设有吸风设备，吸风设备沿网帘方向设有至少3个相互隔开的 吸风腔，每个吸风腔中独立设置一台吸风机，通过调整吸风机的频率实现各个吸风腔内吸 风强度的独立调节，网帘在吸风设备的吸风腔上方运动，吸风腔内的吸风强度沿网帘运动 方向上由强到弱，聚合物熔体细流喷向网帘后，通过网帘的运转形成厚度上呈阶梯密度分 布的铺网。
[0021] 由上述方法制成的阶梯密度熔喷非织造布，沿厚度方向其密度呈阶梯式递减，沿 长度和宽度方向其密度相同。
[0022] 本发明还提供了由所述阶梯密度熔喷非织造布制成的熔喷吸音材料，其由上至下 包括第一纺粘布、阶梯密度熔喷非织造布、第二纺粘布三层材料复合在一起。
[0023] 优选的，所述第一纺粘布的克重为13. 5~16. 5g/m2,所述第二纺粘布的克重为 13. 5 ~16. 5g/m2。
[0024] 具体的，本发明中，纺粘布是指在聚合物被挤出、拉伸而形成连续长丝后，长丝铺 设成网，纤网再经过自身粘合、热粘合、化学粘合或机械加固方法，使纤网变成纺粘无纺布， 简称纺粘布。
[0025] 本发明采用熔喷工艺生产所述阶梯密度熔喷非织造布及吸音材料时，模头喷丝孔 到收集装置的网帘有一定的距离，聚合物熔体细流射向网帘时呈现的一扇面而非一直线， 纤维材料随着网帘运动逐步堆积，如图3所示，若网帘运动方向是从左到右，其堆积过程也 是在聚合物熔体细流喷射过程中从左到右逐步加厚的，本发明设置若