专利名称：高性能吸音材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及吸音材料，特别是指一种高性能吸音材料，本发明还涉及上述吸音材料的 制备方法。
背景技术：
传统的机动车用吸音材料，大部分采用回收碎布纤维加酚醛树脂粘合的吸音棉，这类
产品脱落的粉尘量大，有害挥发物(voc)排放量大。近年来在环保要求越来越严的前提 下，大多数小汽车改用了纯涤纶纤维制造的针刺吸音棉，但吸音效果没有前者好。以10mm
厚度的产品为例，碎布回收棉的面密度为700g/m2，到5KHz时的吸音系数是0.7;纯漆纶
纤维制造的针刺吸音棉面密度为550g/m2,到5KHz时的吸音系数是0. 56。
为此，国内、外都进行了广泛的研究，并不断出现新的技术解决方案，如中国专利申 请CN200410094205.7 (公开号CN1676316，
公开日2005年10月05日)公开了一种"用 于车辆的吸音材料"，通过将高表面密度层与低表面密度层结合使用，并将高表面密度层 放置在需要改善车辆噪音的部位，到达降低车辆噪音的目的，可减轻吸音材料的重量，但 其面密度仍然达到500 2000g/m2，虽然较传统产品重量有所减轻，但总体重量仍然较重。 又如中国专利申请CN200410056811.X (公开号CN1718896,
公开日2006.01.11)公开了 一种"汽车内部设备用吸音材料"，通过改进粘合剂的成分，将多种纤维粘合在一起，以 达到减少吸音材料在受热时的有害成分排放，对改进吸音效果和减轻重量意义不大。
目前，具有较好使用效果和重量较轻的产品是日本住友3M公司(住友^ " 一工A株 式会社)生产的-〉 > 卄k 一卜，该产品是由直径2um的丙纶纤维和直径25um涤纶纤维用
特殊方法做成的一体化不织布制品，其IO鹏厚面密度为200g/m2的产品，到5KHz时的吸 音系数为0.90，吸音效果非常显著，中国专利申请CN200380110744.9(公开号CN1894570，
公开日2007年01月10日)公开的"吸音材料"，即是在上述不织布的基础上，通过以其 作为基片，并在其两边固定聚酯长纤维构成的覆盖片，从而可显著改善其在300Hz 1800Hz 段的吸音效果。由于该产品用的超细纤维生产技术复杂，价格较高，国内也没有相应的生 产厂家，进口面密度为200g/r^的产品每平方价格约在60元以上，所以只有在部分高档 小汽车上使用，限制了其推广应用。 发明内容本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种原料来源广、制造方便、 吸音效果好、价格较低的高性能吸音材料。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种上述吸音材料的制备方法。 本发明的前一技术方案是这样的 一种高性能吸音材料，其每10mm厚度是由3 8
层10g/m2的丙纶纺粘布和夹在丙纶纺粘布之间的立体网状混合短纤维层构成，混合短纤
维层是由1D漆纶短纤维45 65%、 15D涤纶短纤维20 40%和1. 5D热熔涤纶短纤维5 20% 共同组成。
上述的高性能吸音材料中所述的1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔涤纶短 纤维的纤维长度均为32 64mm。
上述的高性能吸音材料中所述夹在各层丙纶纺粘布之间的混合短纤维层厚度基本相同。
本发明的后一技术方案是这样的 一种高性能吸音材料的制备方法，包括下述步骤 (1)按材料组成准备各物料；(2)分别将1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔 涤纶短纤维在棉纺开松机内进行开松处理；(3)将经开松处理的三种涤纶短纤维混合后在 棉纺梳理机内梳理混合均匀；(4)按一层丙纶纺粘布、 一层混合短纤维的方式进行混合铺 网；(5)加热成型为整体；(6)经冷压定型；(7)收巻后存放。
上述高性能吸音材料的制备方法中所述步骤(5)中的加热成型温度为180°C 210°C， 时间为1 5分钟。
上述高性能吸音材料的制备方法中所述步骤(6)中的冷压定型温度为-l(TC l(TC， 时间为1 5分钟。
本发明与现有技术相比，具有下述优点
(1) 原料来源广，本发明使用的原料1D涤纶纤维、15D涤纶纤维、1.5D热熔涤纶短
纤维和10g/m2的丙纶纺粘布技术要求相对较低，国内均有生产，而且价格低廉，生产成 本比进口产品，。
(2) 吸音效果好，本发明的产品经国家重点实验室一华南理工大学亚热带建筑研究 室测定，lOmra厚度的产品，面密度为200g/m2，到5KHz时的吸音系数是0. 92。
(3) 本发明的产品制造方便，工艺简单，利用现有的棉纺加工设备就可生产出合格 的产品。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限图1是本发明具体实施例1的结构示意图； 图2是本发明具体实施例2的结构示意图； 图3是本发明具体实施例3的结构示意图； 图4是本发明具体实施例4的结构示意图； 图5是本发明具体实施例5的结构示意图； 图6是本发明具体实施例6的结构示意图。
具体实施例方式
本发明的工艺流程为原料准备一短纤维开松一混合梳理一混合铺网一加热成型—冷 压定型一收巻存放，下面对各工艺流程详述如下
(1) 原料准备是根据吸音材料的组成要求，即按1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维
和1.5D热熔漆纶短纤维的重量组成，和10g/mS丙纶纺粘布的层数要求，准备各种材料。
(2) 短纤维开松是利用现有的棉纺开松机(开棉机)，分别将1D涤纶短纤维、15D 涤纶短纤维和1.5D热熔涤纶短纤维进行开松处理，使纤维蓬松，以方便混合梳理均匀。
(3) 混合梳理是将经开松处理的三种涤纶短纤维混合后在棉纺梳理机内经7 8道 梳理后，使三种短纤维之间相互穿插，以形成三种纤维分布均匀的立体网状结构。
(4) 混合铺网是按要求将梳理均匀的混合纤维和丙纶纺粘布进行组合，以形成夹 层结构，方法是按一层丙纶纺粘布、 一层混合短纤维的方式进行混合铺网。
(5) 加热成型将已经混合铺网送如烘箱内，加热到180°C 210°C，时间为1 S 分钟，目的是使1. 5D热熔涤纶短纤维表面融化，将1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D、
热熔涤纶短纤维和10g/m2丙纶纺粘布粘接成为整体。
(6) 冷压定型；是将经热成型后的吸音材料在模具内降温至-i(rc i(rc，并压縮，
使纤维收縮定型至设计厚度，时间为1 5分钟。
(7) 收巻存放将经冷压定型的吸音材料检验合格后，按定长尺寸进行收巻后存放。 实施例1
参阅图1所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为10mm，是由3层10g/mS的丙纶纺
粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的两层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2是由 1D涤纶短纤维65%、 15D涤纶短纤维30%和1. 5D热熔涤纶短纤维5%共同组成；其中1D涤 纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为32mm;夹在各层丙纶 纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。实施例2
参阅图2所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为20mm，是由10层10g/m2的丙纶
纺粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的9层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2是 由1D涤纶短纤维50%、 15D涤纶短纤维40%和1. 5D热熔涤纶短纤维10%共同组成；其中 1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔涤沦短纤维的纤维长度均为64mm;夹在各 层丙纶纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。 实施例3
参阅图3所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为10mm，是由8层10g/n^的丙纶纺
粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的7层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2是由 1D涤纶短纤维60%、 15D涤纶短纤维25%和1. 5D热熔涤纶短纤维15%共同组成；其中1D 涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1.5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为50mm;夹在各层丙 纶纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。 实施例4
参阅图4所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为30mm，是由18层10g/m2的丙纶
纺粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的17层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2 是由1D涤纶短纤维45%、 15D涤纶短纤维35%和1. 5D热熔涤纶短纤维20%共同组成；其中 1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1.5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为45mm;夹在各 层丙纶纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。 实施例5
参阅图5所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为50mm，是由20层10g/m2的丙纶
纺粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的19层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2 是由1D涤纶短纤维50%、 15D涤纶短纤维40%和1. 5D热熔涤纶短纤维10%共同组成；其中 1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为60mm;夹在各 层丙纶纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。 实施例6
参阅图6所示，本发明的高性能吸音材料，厚度为15mm，是由10层10g/m2的丙纶
纺粘布1和夹在丙纶纺粘布之间的9层立体网状混合短纤维层2构成，混合短纤维层2是 由1D涤纶短纤维60%、 15D涤纶短纤维30%和1. 5D热熔涤纶短纤维10%共同组成；其中 1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1. 5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为64mm;夹在各
6层丙纶纺粘布之间的混合短纤维层2厚度基本相同。 实验例1
各实施例吸音效果测试
测试方法声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量第2部分传递函数法 (GB/T18696.2-2002)。厚度10mm，面密度200g/m2。
对比材料日本住友3M公司产品、> > 廿" 一 卜，厚度iomm，面密度200g/m2。 实验结果见表l。
表1吸音效果测试效果
吸音率 (%)1000Hz2000Hz3000Hz4000Hz5000Hz
实施例 1》10》26》45》80
实施例 2》25》40》70》80》93
实施例 3》18》32》60》80》92
实施例 4》50》85》94
实施例》45》60》80》90》95
实施例 6》30》50》70》80》95
对比材 料>14》36》58》78》89
从表l可以看出，本发明的吸音材料到5KHz时除实施例l夕卜，吸音系数均》0.92， 具有非常好的吸音效果，可用于汽车的吸音处理。
权利要求
1. 一种高性能吸音材料，其特征在于该吸音材料每10mm厚度是由3～8层10g/m2的丙纶纺粘布和夹在丙纶纺粘布之间的立体网状混合短纤维层构成，混合短纤维层是由1D涤纶短纤维45～65％、15D涤纶短纤维20～40％和1.5D热熔涤纶短纤维5～20％共同组成。
2. 根据权利要求1所述的高性能吸音材料，其特征在于，所述的1D涤纶短纤维、15D 涤纶短纤维和1. 5D热熔涤纶短纤维的纤维长度均为32 64mm。
3. 根据权利要求1所述的高性能吸音材料，其特征在于，所述夹在各层丙纶纺粘布 之间的混合短纤维层厚度基本相同。
4. 权利要求1所述高性能吸音材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤(1)按 材料组成准备各物料；(2)分别将1D涤纶短纤维、15D涤纶短纤维和1.5D热熔涤纶短纤 维在棉纺开松机内进行开松处理；(3)将经开松处理的三种涤纶短纤维混合后在棉纺梳理 机内梳理混合均匀；(4)按一层丙纶纺粘布、 一层混合短纤维的方式进行混合铺网；(5) 加热成型为整体；(6)经冷压定型；(7)收巻后存放。
5. 根据权利要求4所述高性能吸音材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中的加 热成型温度为18(TC 21(TC，时间为1 5分钟。
6. 根据权利要求4所述高性能吸音材料的制备方法，其特征在于，步骤(6)中的冷 压定型温度为-10'C 10'C，时间为1 5分钟。
全文摘要
本发明公开了一种高性能吸音材料及其制备方法，属于吸音材料技术领域，其中吸音材料是每10mm厚度是由3～8层10g/m<sup>2</sup>的丙纶纺粘布和夹在丙纶纺粘布之间的立体网状混合短纤维层构成，混合短纤维层是由1D涤纶短纤维45～65％、15D涤纶短纤维20～40％和1.5D热熔涤纶短纤维5～20％共同组成；制备方法包括原料准备、短纤维开松、混合梳理、混合铺网、加热成型、冷压定型、收卷存放；本发明的吸音材料具有原料来源广、制造方便、吸音效果好、价格较低的优点，可广泛用于汽车吸音处理。
文档编号G10K11/168GK101471070SQ20071003050
公开日2009年7月1日 申请日期2007年9月24日 优先权日2007年9月24日
发明者龙云刚 申请人:龙云刚