CN103496244B

CN103496244B - 一种棉毡隔音垫的生产方法

Info

Publication number: CN103496244B
Application number: CN201310478825.XA
Authority: CN
Inventors: 龙踏青; 田光胜; 张志龙; 司旭仓; 苏晓明; 吴凌波
Original assignee: North 3rd Ring Road Lake Automobile Engineering Plastics Co Ltd
Current assignee: North 3rd Ring Road Lake Automobile Engineering Plastics Co Ltd
Priority date: 2013-10-15
Filing date: 2013-10-15
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2033-10-15
Also published as: CN103496244A

Abstract

本发明公开了一种棉毡隔音垫的生产方法，选取原材料，原材料为熔点范围为高熔点纤维与低熔点纤维混纺而成的双组份混合片材；原材料烘烤，采用热风对原材料加热；原材料热切，加热好的片材铺放在成型剪切模下模上，压制完成后再进行冲切；通过吹风冷却定型，检验后粘贴标签，装箱入库。本发明解决了棉毡隔音垫生产中，加热效率低，不容易烘烤透，进而影响产品性能的缺陷。生产过程中不产生有毒有害物质，生产环境气味小,能够更好的保护劳动者健康。产品孔位精确好，无常见的毛刺及分层缺陷。生产的最终成品质量轻，隔音性能优良，重量比同等性能重质层隔音垫能大幅降低。

Description

一种棉毡隔音垫的生产方法

技术领域

本发明涉及汽车零部件制造领域，更具体涉及一种棉毡隔音垫的生产方法，适用于汽车前围挡板隔音垫，地毯下隔音垫等使用棉毡类原材料制造的零件。

背景技术

作为重要的整车被动降噪手段之一，在汽车乘客舱，行李舱内，隔音吸音类零件被大量使用。此类零件能够阻断噪声的传播途径，衰减人耳敏感的中高频噪声，对于打造宁静的车内环境，降低车内噪声具有重要作用。

现有技术中，使用EPDM,EVA等重质层表皮+PU发泡的隔音垫结构虽然具有优异的隔音性能，但存在如下缺点：生产过程不环保，需要使用大量的化学原料，表皮烘烤容易产生异味以及大量有毒气体，脱模剂飞沫容易散发，生产现场空气质量较差；产品质量大：一个使用重质层表皮来生产的前围挡板隔音垫，其重量高达10Kg左右，导致生产现场以及后期的整车装配线上的工人劳动强度较大，需要进一步轻量化。VOC排放不易达标：前围挡板隔音垫，地毯下隔音垫等零件位于乘客舱内，展开面积较大，零件表面被其他零件覆盖，导致其VOC物质释放较慢，其稳定且持续的散发是车内空气不良的重要原因。低VOC排放的重质层表皮以及发泡原材料技术实现的成本较高，且批次之间不易保持稳定。选择气味低，fog值低，甲醛释放量低以及VOC排放小的材料来制造此类零件，显得更具有特别的意义。

作为替代方案，棉毡类隔音垫是更具有市场前景的产品类型，原材料及生产过程更环保，生产效率更高，工艺适应性更好，尤其在轻量化方面，具有显著的优势。但现有棉毡类隔音垫的生产方法中，存在如下几个主要问题：1.现有原材料环保性和可成型性不能很好兼顾，且隔音性能偏弱。2.因棉毡导热系数较低，现有的烘箱辐射式加热方式效率较低，对于厚度大于10mm的毡类，即使采用双面烘烤工艺，也容易存在烘烤周期过长，烘烤不透或者表面容易过烘，导致热压过程中的打皱和破损缺陷，外观不良。3.生产线自动化程度不够，需要手工辅助操作环节较多，人工成本较高。4.需要采用水切或者机切方式进行二次冲切加工，半成品流转需要占用容器以及场地，生产工序较长。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种棉毡隔音垫的生产方法，解决了原材料加热效率低，烘烤不透容易打皱，外观不良，产品废品率偏多，需要二次切孔，工序偏长，生产效率较低，切孔容易分层以及毛刺等问题，并具有良好的隔音性能。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

步骤1、原材料准备：根据产品的消耗定额要求，切割成既定大小的原材料片材并进行理化性能检验。每批次的检测内容包括尺寸，厚度，单位面积重量，气味性，可压缩性，尺寸变化率。定期确认检验项目还包括雾化，VOC，阻燃性。

所述的原材料，其典型结构为一种高熔点的纤维（熔点范围180~240℃）和低熔点纤维（熔点范围：120~160℃）混纺成的双组分片材，高熔点纤维一般选用PET纤维，其含量为60-90%，低熔点纤维一般选择PP纤维。其显微结构为低熔点纤维无取向杂乱分布在高熔点纤维中，并与高熔点纤维互相缠绕，形成许多孔洞大小不一的微结构。材料厚度为30~50mm，单位面积克重1200~2500g/m²。通过低熔点PP纤维丝在加热过程中的融化，起到粘结剂功能，以实现良好的成型，片材中不使用任何胶粘剂，环保无毒。

为更好的提高隔音性能，并兼顾产品的软硬度方面的要求，以及装车过程中与钣金的服帖性，所述原材料也可以采用如下结构：

A、软硬层复合毡片材结构：由疏松软层与致密硬层的两层通过针刺组合。两层均由高熔点PET纤维和低熔点PP纤维组成，且组分一致，高熔点PET纤维含量均为60-90%，致密硬层单位面积克重在1600~2500g/m²，厚度为原材料总厚度的1/10~1/3之间，疏松软层单位面积克重在600~1500g/m²。

B、在隔音要求比较高时，可在结构A基础上，在致密硬层的另一面针刺一层疏松软层，形成疏松软层+致密硬层+疏松软层的三层结构，以更好的弥补中低频段（315~2000Hz）的隔音。

C、在隔音要求比较高时，还可以在A所述软硬层复合毡片材结构中，在疏松软层和致密硬层中间夹入一层气密膜。所述气密膜可以是一层厚度为0.05~0.2mm，单位面积重量为45~180g/m²的聚乙烯膜层，也可以是一层厚度为1.0~1.5mm，单位面积重量2000g/m²~3000g/m²的聚乙烯-醋酸乙烯(EVA)表皮层。能够提高原材料的流阻，更好的和介质特性阻抗（ρ₀C₀）匹配，显著的提高隔音性能。

无论采用何种结构的原材料，产品成型后，贴在车身钣金一侧的均为软性层，

2.原材料烘烤：采用热风对原材料加热，加热时间和温度根据原材料的厚度，组成以及结构类型确定。优选的，热风温度：230±20℃，加热时间30~60s，热风喷射到材料上的风速为6~15m/s。出风口离材料表面距离：10~20mm。

所述的热风由天然气热风循环式加热炉产生，通过一个喇叭形的风罩，垂直喷射在整个原材料上，并在压力下沿着材料中的微孔将热量向内部不断传递，快速加热材料内部，并保证原材料内外部烘烤的一致性，有效避免辐射式加热中，棉毡因结构疏松，传热效率较差，表面容易焦化，内部难以烤透，烘烤不均一的缺点。材料内的低熔点PP纤维在热风作用下能够在厚度方向上均匀融化，融化的PP纤维能够起到粘结作用，环保无毒，提高材料的可成型性和最终产品的致密性。

3.原材料热切：加热好的片材、铺放在成型剪切模下模上，上模通过压板安装在压机上平面上，上模在孔位以及产品周圈安装有刀口，采用剪切方式切出孔位以及修剪周圈余料，并在孔位以及周圈压制出3-8mm的封边，避免孔位处分层。压制和冲切在同一模具中分两个动作进行，压制完成后再进行冲切。压制过程中，合模压力：15MPa~25MPa，加压下行距离50~100mm，加压下行速度：10~20mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力：15MPa~25MPa，保压时间20~40s。压制阶段和冲切阶段的缓冲时间：1~2s。

缓冲时间为压制和冲切两个阶段的压力转换时间，冲切过程是二次加压过程，缓冲时间的设置，能够有效的保护冲切刀口，并保证产品质量。

4.在专用冷却架上强制吹风冷却定型，防止产品变形。冷却后的产品即为成品，检验后粘贴标签，装箱入库。冷却定型时间：10s~30s，冷却后表面温度30~50℃。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明解决了棉毡隔音垫生产中，加热效率低，不容易烘烤透，进而影响产品性能的缺陷。生产过程中不产生有毒有害物质，生产环境气味小,能够更好的保护劳动者健康。产品孔位精确好，无常见的毛刺及分层缺陷。生产的最终成品质量轻，隔音性能优良，重量比同等性能重质层隔音垫能大幅降低。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步详细描述。

实施例一：某车型隔音垫

1.采用的原材料，高熔点PET纤维含量为60%，低熔点纤维选择PP纤维，含量为40%，材料厚度总厚度为40mm，单位面积克重1800g/m²。

2.原材料烘烤：采用热风对原材料加热。热风温度：220℃，加热时间30s，热风喷射到材料上的风速为15m/s。出风口离材料表面距离：10mm。

3.原材料热切：加热好的片材、铺放在成型剪切模下模上，上模通过压板安装在压机上平面上，上模在孔位以及产品周圈安装有刀口，采用剪切方式切出孔位以及修剪周圈余料，并在孔位以及周圈压制出5mm的封边，避免孔位处分层。压制和冲切在同一模具中分两个动作进行，压制完成后再进行冲切。压制过程中，合模压力：15MPa，加压下行距离70mm，加压下行速度：20mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力：15MPa，保压时间25s。压制阶段和冲切阶段的缓冲时间：1s。

4.在专用冷却架上强制吹风冷却定型，防止产品变形。冷却后的产品即为成品，检验后粘贴标签，装箱入库。冷却定型时间：30s，冷却后表面温度约30~40℃。

所得隔音垫成品能够满足10级隔音曲线，单件产品重量约为2.88kg，孔周切边平整，无毛刺。在产品轻量化上具有显著优势，但在隔音性能上偏弱。

实施例二：某车型隔音垫

1.采用的原材料为软硬层复合毡片材结构：由疏松软层与致密硬层的两层通过针刺组合。两层均由高熔点PET纤维和低熔点PP纤维组成，且组分一致，高熔点PET纤维含量均为90%，低熔点纤维选择PP纤维，含量为10%。材料总厚度30mm，其中致密硬层单位面积克重在2500g/m²，厚度为原材料总厚度的1/5(6mm)，疏松软层单位面积克重在800g/m²，厚度为24mm。

2.原材料烘烤：采用热风对原材料加热。热风温度：240℃，加热时间45s，热风喷射到材料上（疏松软层面）的风速为10m/s。出风口离材料表面距离：15mm。

3.原材料热切：加热好的片材、铺放在成型剪切模下模上，上模通过压板安装在压机上平面上，上模在孔位以及产品周圈安装有刀口，采用剪切方式切出孔位以及修剪周圈余料，并在孔位以及周圈压制出5mm的封边，避免孔位处分层。压制和冲切在同一模具中分两个动作进行，压制完成后再进行冲切。压制过程中，合模压力：20MPa，加压下行距离80mm，加压下行速度：15mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力：20MPa，保压时间35s。压制阶段和冲切阶段的缓冲时间：1s。

4.在专用冷却架上冷却定型，防止产品变形。冷却后的产品即为成品，检验后粘贴标签，装箱入库。冷却定型时间：20s，冷却后表面温度约45℃。

所得隔音垫成品能够满足15级隔音曲线，单件产品重量约5280g，在315Hz—3150Hz平均隔声量为14.8dB,相比同等隔音性能的重质层隔音垫减重15%，孔周切边平整，无毛刺。

实施例三：某车型隔音垫

1.采用的原材料复合毡片材结构：由疏松软层与致密硬层的两层通过针刺组合，再在致密硬层上针刺一层疏松软层毡。三层均由高熔点PET纤维和低熔点PP纤维组成，且组分一致，高熔点PET纤维含量均为70%，低熔点纤维选择PP纤维，含量为30%。材料总厚度50mm，其中致密硬层单位面积克重在2100g/m²，厚度为6mm，一层疏松软层单位面积克重在800g/m2，厚度为22mm。另一层疏松软层单位面积克重在800g/m²，厚度为22mm。

2.原材料烘烤：采用热风对原材料加热。热风温度：250℃，加热时间50s，热风喷射到材料上（疏松软层面）的风速为15m/s。出风口离材料表面距离：15mm。

3.原材料热切：加热好的片材、铺放在成型剪切模下模上，上模通过压板安装在压机上平面上，上模在孔位以及产品周圈安装有刀口，采用剪切方式切出孔位以及修剪周圈余料，并在孔位以及周圈压制出8mm的封边，避免孔位处分层。压制和冲切在同一模具中分两个动作进行，压制完成后再进行冲切。压制过程中，合模压力：25MPa，加压下行距离100mm，加压下行速度：20mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力：25MPa，保压时间40s。压制阶段和冲切阶段的缓冲时间：2s。

4.在专用冷却架上冷却定型，防止产品变形。冷却后的产品即为成品，检验后粘贴标签，装箱入库。冷却定型时间：30s，冷却后表面温度40℃。

所得隔音垫成品能够满足18级隔音曲线，且隔声量向中低频频段变大，在315Hz—3150Hz平均隔声量为19.1dB。单件产品重量约5500g，相比同等隔音性能的重质层隔音垫减重23.6%，孔周切边平整，无毛刺。

实施例四：某车型隔音垫

1.采用的原材料复合毡片材结构：由疏松软层与致密硬层的两层通过针刺组合，并在两层中夹有气密膜。两层均由高熔点PET纤维和低熔点PP纤维组成，且组分一致，高熔点PET纤维含量均为80%，低熔点纤维选择PP纤维，含量为20%。材料总厚度30mm，其中致密硬层单位面积克重在1600g/m²，厚度为原材料总厚度的1/5(6mm)，疏松软层单位面积克重在600g/m²，厚度为24mm。气密膜厚度0.1mm，单位面积重量90g/m²的聚乙烯膜。

2.原材料烘烤：采用热风对原材料加热。热风温度：240℃，加热时间45s，热风喷射到材料上（疏松软层面）的风速为12m/s。出风口离材料表面距离：15mm。

所得隔音垫成品能够满足18级隔音曲线，单件产品重量约3600g，在315Hz—3150Hz平均隔声量为17.9dB,相比同等隔音性能的重质层隔音垫减重50%，孔周切边平整，无毛刺。

实施例五：某车型隔音垫

1.采用的原材料复合毡片材结构：由疏松软层与致密硬层的两层通过针刺组合，并在两层中聚乙烯-醋酸乙烯(EVA)表皮层。两层均由高熔点PET纤维和低熔点PP纤维组成，且组分一致，高熔点PET纤维含量均为80%，低熔点纤维选择PP纤维，含量为20%。材料总厚度30mm，其中致密硬层单位面积克重在1600g/m²，厚度为原材料总厚度的1/5(6mm)，疏松软层单位面积克重在600g/m²，厚度为24mm。EVA层厚度1mm，单位面积重量2000g/m²。

3.原材料热切：加热好的片材、铺放在成型剪切模下模上，上模通过压板安装在压机上平面上，上模在孔位以及产品周圈安装有刀口，采用剪切方式切出孔位以及修剪周圈余料，并在孔位以及周圈压制出3mm的封边，避免孔位处分层。压制和冲切在同一模具中分两个动作进行，压制完成后再进行冲切。压制过程中，合模压力：20MPa，加压下行距离80mm，加压下行速度：15mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力：20MPa，保压时间35s。压制阶段和冲切阶段的缓冲时间：1s。

所得隔音垫成品能够满足22级隔音曲线，单件产品重量约6800g，在315Hz—3150Hz平均隔声量为21.3dB,相比同等隔音性能的重质层隔音垫减重30.5%，孔周切边平整，无毛刺。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种棉毡隔音垫的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、选取原材料，原材料包括由针刺组合的疏松软层和致密硬层，疏松软层和致密硬层均为熔点范围为180～240℃的高熔点纤维与熔点范围为120～160℃的低熔点纤维混纺而成的双组份混合片材，高熔点纤维含量为60～90％；

步骤2、原材料烘烤，采用热风对原材料加热，热风温度为230±20℃，加热时间30～60s，热风喷射到原材料上的风速为6～15m/s，出风口离原材料表面距离为10～20mm；

步骤3、原材料热切，加热好的原材料铺放在成型剪切模下模上，并在被加工孔位以及隔音垫周圈压制出3-8mm的封边，压制完成后再进行冲切，压制过程中，合模压力为15MPa～25MPa，加压下行距离50～100mm，加压下行速度为10～20mm/s，冲切过程中，冲刀冲切压力为15MPa～25MPa，保压时间20～40s，压制阶段和冲切阶段的缓冲时间为1～2s；

步骤4、通过吹风冷却定型，检验后粘贴标签，装箱入库，冷却定型时间为10s～30s，冷却后表面温度30～50℃；

疏松软层单位面积克重在600～1500g/m²，致密硬层单位面积克重在1600～2500g/m²，致密硬层厚度为原材料总厚度的1/10～1/3；

疏松软层为两层，分别设置在致密硬层的两面；

疏松软层和致密硬层中间还设置有气密膜，气密膜为0.05～0.2mm厚且单位面积重量为45～180g/m²的聚乙烯膜层；或者为1.0～1.5mm厚且单位面积重量2000g/m²～3000g/m²的聚乙烯-醋酸乙烯。