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具有改进的结构、声学和热性能的非织造织物

来源:long8客户端娱乐   发布时间:2019-11-26   点击量:226

具有改进的结构、声学和热性能的非织造织物

提供形成多层绝缘材料(10)的方法,所述多层绝缘材料(10)由声音复合层(12)和第一热层(14)形成。声音和绝缘层由聚合物基热塑性材料和增强纤维形成。优选地,增强纤维是湿法应用的短切单纱玻璃纤维(WUCS)。可通过开松WUCS纤维,共混增强纤维与聚合物纤维,将增强纤维与聚合物纤维成形为片材,然后粘结该片材,从而形成声音复合层。然后,由一种或更多种聚合物基热塑性有机材料形成的第一热层位于声音复合层的第一主表面上。聚合物纤维中的第二热层(16)可任选地位于声音复合层的第二主表面上。可在半结构和声音应用中使用多层声音材料。

在其中希望减少来自外部来源噪音的各种场合中使用隔音材料。例如,隔音材料用于器具,例如降低发射到家庭周围区域内的声音的器具中,降低发动机的机械声音和路面噪音的机动车中,和减少由工件,例如由电话交换器,或者由办公设备操作产生的声音的办公建筑物中。在机动车中,绝缘材料还依赖于热屏蔽性能,以降低或防止热量从机动车的各种热源(例如,发动机、变速箱、废气等)传输到车辆的客舱中。隔音典型地依赖于声音吸收(也就是说,吸收入射声波的能力)和传输损失(也就是说,反射入射声波的能力)这二者,以提供充足的声音衰减。

图5是根据本发明的至少一个例举的实施方案,在声音复合层的第一和第二表面上包括热层的复合材料的示意图。具体实施方式

在优选的实施方案中,增强纤维是湿法应用的短切单纱玻璃纤维。湿法增强纤维典型地以单根玻璃纤维的捆扎、包装或成束形式聚集。为了形成声音复合层,开松(open)湿法增强纤维,并除去在湿法增强纤维内存在的至少一部分水。在至少一个例举的实施方案中,成束的湿法增强纤维被喂料到第一开松机内,所述第一开松机至少部分开松束纤并使湿法增强纤维长丝化。第一开松机然后将开松的成束湿法增强纤维喂料到冷凝器中,从湿法增强纤维中除去水。增强纤维然后任选可转移到第二开松机中,在此进一步长丝化并分离增强纤维。可通过使聚合物纤维经过开松机,从而开松热塑性聚合物纤维。开松机可以是松包机,例如本领域公知的松包机。

Tilton等人的美国专利No.6669265公开了一种纤维材料,它具有蓬松、隔音部分和可充当水阻挡层的相对较高密度的表层。纤维材料包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、玻璃纤维、天然纤维及其混合物。

Olinger等人的美国专利No.5662981公开了一种模塑复合产品,它具有含增强纤维(例如,玻璃纤维和聚合物纤维)的树脂芯层和基本上不含增强纤维的树脂表面层。表面层可由热塑性或者热固性材料,例如聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPQ或聚碳酸酯形成。

为了开松聚合物纤维M0,聚合物纤维240可穿过第三开松机250,在此开松并长丝化聚合物纤维M0。在其中树脂为薄片、颗粒或者粉末形式的替代的实施方案中,第三开松机250可用适合于分配聚合物纤维240到鼓风机单元沈0的装置替代以供与WUCS玻璃纤维200混合。本领域的技术人员可容易地确定合适的装置。在其中除了聚合物纤维MO以外,还使用薄片、颗粒或粉末形式的树脂的实施方案中,分配薄片、颗粒或粉末的装置没有替代第三松包机250。或者,可在热粘合机四0内热粘结之前,除了聚合物纤维M0,或者替代它,还可添加树脂粉末、薄片或者颗粒。

任选地,第二热层16可位于声音复合层12的第二主表面上,如图5所示。第二热层16由100%的热塑性有机聚合物,例如以上相对于第一热层14所述的那些形成,且可以相同或者不同于第一热层14。形成第二热层16所使用的聚合物基热塑性、有机材料的非限制性实例包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃、聚酰胺、聚硫醚、聚碳酸酯及其结合物。第二热层16可通过辊隙系统,通过层压机,或者通过树脂衔接层,例如以上所述的那些,粘结到声音和隔绝层12上。

常规的隔音材料包括诸如泡沫体、压缩纤维、玻璃纤维棉胎(batt)、毛毡,和纤维的非织造网幅(web),例如熔喷纤维之类的材料。当希望硬质绝缘材料时,通常使用一层或更多层绝缘层和一层或更多层硬质材料层的层压体。以下列出了常规的隔音材料的实例。

现转到图3,可最好地看到湿法增强纤维和聚合物纤维的开松。尽管图3描述了湿法应用的短切单纱玻璃纤维(WUCS),一种优选的湿法增强纤维的开松,但可在所示的工艺中使用本领域的技术人员公认的任何合适的湿法增强纤维。湿法增强纤维,例如在本发明中所使用的那些,典型地以单根玻璃纤维的捆扎、包装或成束形式聚集。此处所使用的术语“束(bundle)”是指湿法增强纤维的任何类型的聚集,这是本领域的普通技术人员容易识别和理解的。可通过本领域已知的常规工艺形成用作增强纤维的湿法应用的短切单纱玻璃纤维。优选地,湿法应用的短切单纱玻璃纤维的含湿量为5-30%,和更优选含湿量为5-15%。

可在使片材穿过热粘合机290之前,添加粘合剂树脂350。可通过任何合适的方式,例如溢流和提取方法,或者通过在片材上喷洒粘合剂树脂350,从而添加粘合剂树脂350。可使用能粘结聚合物纤维300、400的任何粘合剂树脂。合适的实例包括单一和双组分的纤维或者粉末。此外,所添加的粘合剂的用量可根据所需垫子的类型而变化。然后使片材穿过热粘合机四0,固化粘合剂树脂350并提供给聚合物纤维300、400以结构完整度。或者,可使用催化剂例如氯化铵、对甲苯、磺酸、硫酸铝、磷酸铵或硝酸锌,改进固化速度和固化的粘合剂树脂的质量。 第一热层14位于声音复合层12的主表面上,且可例如通过辊隙系统或者通过使用层压机,与声音复合层12相连。另外,可使用树脂衔接层,例如PleXar™(商购于QuantumChemical)、Admer™(商购于MitsuiPetrochemical)和Bynel™(商购于DuPont的酸酐改性的聚烯烃)、喷洒(spray-on)粘合剂、压敏粘合剂、超声、振动焊接或者其它常用的固定技术,将两层热塑性层保持在一起。优选第一热层14与声音复合层12在线相连,以改进制造效率。

第一、第二和第三开松机(210,230,250)优选是松包机,但可以是适合于开松湿法增强纤维束的任何类型的开松机。开松机的设计取决于待开松的纤维的类型和物理特性。在本发明中使用的合适的开松机包括具有或者不具有称重装置的任何常规的标准类型的松包机。松包机可配有各种微细的开松机,且可任选地含有一个或更多个刺辊转鼓或者锯齿转鼓。松包机可配有喂料辊,或者喂料辊与撑杆的结合。冷凝器220可以是本领域公知的任何已知的干燥或者除水装置,例如,但不限于,风干器、烘箱、辊、抽吸泵、加热的转鼓式干燥器、红外加热源、热空气鼓风机或者微波发射源。

在附图中,为了清楚起见,可放大线、层和区域的厚度。要理解,当诸如层、区域、基底或者面板之类的元件被称为在另一元件“上(on)”时,它可直接在其它元件上或者可存在插入的元件。此处仅仅为了说明的目的使用术语“顶部”、“底部”、“侧面”和类似术语。要注意,在整个附图中发现的相同的数字表示相同的元件。术语“片材”、“垫子”、“面网”和“网幅”在本文中可以互换使用。

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