CN105172275A - 一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全频段高性能吸声针刺非织造复合结构材料与制备方法，利用非织造布生产技术，将七孔涤纶纤维经过梳理、成网，再将纤维网输入针刺机中进行针刺加固，制成针刺非织造材料，然后以不同梯度组合方式组合成复合结构的针刺非织造复合材料，其厚度为3mm～35mm，克重为80～450g/m2。这种复合结构针刺非织材料的吸声性能优异，在600～5500Hz的较广泛的频率范围，吸声系数均大于0.3，最大吸声系数可达到0.92以上，可应用于室内装潢，高铁内饰、汽车内饰、音响等领域。该复合结构制备方法操作简单，经济效益好，适合于企业工业化连续生产。

Description

一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料及其制备方法
技术领域
本发明属于产业、工程用吸声、降噪材料领域，具体涉及一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料及其制备方法。
背景技术
由于科学技术进步，人民生活水平不断提高。人们在享受高效率的社会活动同时，也给自己带来了更多的社会问题，其中环境污染已经成为制约人类社会发展的主要瓶颈之一。同时噪音污染随着现代高速的交通运输和企业生产已经严重影响人们的生活水平。降噪已经成为一个关乎人民生活水平、协调发展的重要课题。降噪主要有两个发展方向：一个是隔音技术，另外一个是吸声技术。隔音技术发展缺陷是造成二次或多次污染，而且往往材料属于高密度材料，成本较高。吸声技术是利用声波能量的耗散手段，降低环境中噪音，真正达到消除污染的目的。吸声材料又以多孔性材料为主，材料是以纤维材料为基石。纺织材料加工技术就是用纤维形态的材料制作各种外观形态的用品，这些用品大多是多孔性的材料，而随着不同的加工技术、材料的孔径形态、密度以及其分布有很大的区别，这些区别导致材料吸声性能不同。针刺非织造材料作为纤维材料加工的一种技术，其材料构造形式决定了材料的吸声降噪性能优越，而且其加工成本低、产量高、加工环境污染小等特点，是一种较为理想的应用于吸声降噪方面的基材，近些年来已经受到广泛关注。
材料的吸声能力和声波的频率有关，对于多孔吸声结构而言，随着声波频率的不断增加，其吸声能力也不断增加，在中频声段增加的最快，而对高频声波的吸收能力最好；对于共振吸声结构而言，随着声波频率的不断增加，材料对声波的吸收能力先增后降，对低频声波的吸收最好，在中频声段有所降低，而在高频声段的吸声能力维持在一定水平。复合吸声结构恰好是利用两种结构对不同频率的吸收能力，结合两者的优势，将材料的吸声频段扩大，从而更有利于对噪声的全面吸收。
目前，为了提高材料的吸声性能，一般采用的方法是增加材料的厚度，但并不明显，而且使用上也受到一定的限制，如使用空间的限制、材料体积和造价的限制。另外利用微穿孔板的共振吸声机理将吸声材料与微穿孔板结合，也可以提高材料的吸声效果，但微穿孔板在设计及加工上较复杂，而且吸声频带较窄。因此，吸声性能好且轻薄、加工简便的吸声材料在吸声材料领域将有着极好的发展前景。
因此，为了解决目前针刺非织造材料吸声性能差的缺陷，本发明研制了一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料及其制备方法，该吸声针刺非织造复合结构材料，吸声应用频域范围广，在频率600～5500Hz范围内吸声系数均大于0.3，最大吸声系数可达0.9以上；该吸声材料轻薄（3～35mm），结构简便，制备方法简单，经济效益好，适合于工业化生产。
本发明的一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料，其组分为：七孔涤纶纤维，密度梯度配置针刺非织造结构材料，其厚度为3mm～35mm（层数为2～8层），克重为80～450g/m2。
所述的一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料，其制备方法包括：
（1）成网
将七孔涤纶纤维经过开松，梳理，成网；
（2）针刺
将上述纤维网输入针刺机中进行针刺加固，圈绕、切断，即可制得不同厚度（3mm～35mm）、不同密度（80～450g/m2）七孔涤纶针刺非织造布；
（3）梯度复合
根据设计要求，将制得的不同厚度、不同密度的七孔涤纶针刺非织造布梯度叠合，放入烘箱中，升温（90～115℃）；取出材料，冷却，即制得一种全频段吸声针刺非织造材料复合结构材料。
本发明的一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料可应用于室内装潢，高铁内饰、汽车内饰、音响等领域。
与现有技术、产品相比，本发明的优点如下：
（1）本发明的全频段吸声针刺非织造复合结构材料，吸声性能优异，且吸声应用频域范围广，在频率600～5500Hz范围内吸声系数均大于0.3，最大吸声系数可达0.92以上。
（2）得到的吸声材料轻薄（3～35mm），制备方法操作简便，经济效益好，适合于工业化的连续生产。
附图说明
附图1为不同层数的多层梯度结构复合材料的结构示意图【(a)：三层；(b)：四层；(c)：五层】
附图2为实施例1～实施例4样品频率与吸声系数关系曲线图
由附图2可知：在厚度相同情况下，七孔涤纶纤维梯度针刺非织造布比普通涤纶纤维针刺非织造布的吸声系数高，即七孔涤纶纤维针刺非织造布比普通涤纶纤维针刺非织造布具有更好的吸声效果。
在同等厚度和容重相同情况下，梯度结构复合针刺非织造布比单一结构针刺非织造布具有更好的吸声效果，特别在中、高频段效果明显。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不仅限于以下实施例。
实施例1
普通涤纶纤维，经过开松，梳理，成网，针刺加固，卷绕，切断，即可得到普通涤纶针刺非织造布（样品0）。该非织造布的厚度为3cm，容重为220g/m2。
实施例2
七孔涤纶纤维，经过开松，梳理，成网，针刺加固，卷绕，切断，七孔涤纶纤维针刺非织造布（样品1）。三层梯度结合。该非织造布的厚度为3cm，容重为180g/m2。
实施例3
七孔涤纶纤维，经过开松，梳理，成网，针刺加固，卷绕，切断，七孔涤纶纤维针刺非织造布（样品2）。四层梯度结合。该非织造布的厚度为3cm，容重为180g/m2。
实施例4
七孔涤纶纤维，经过开松，梳理，成网，针刺加固，卷绕，切断，七孔涤纶纤维针刺非织造布（样品3）。W五层梯度结合。该非织造布的厚度为3cm，容重为180g/m2。

Claims (2)

1.一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料，其特征在于：其组分为：七孔涤纶纤维，密度梯度配置针刺非织造结构材料，其厚度为3mm～35mm（层数为2～8层），克重为80～450g/m2。
2.根据权利要求1所述的一种全频段吸声针刺非织造复合结构材料的制备方法，其特征在于：
（1）成网
将七孔涤纶纤维经过开松，梳理，成网；
（2）针刺
将上述纤维网输入针刺机中进行针刺加固，圈绕、切断，即可制得不同厚度（3mm～35mm）、不同密度（80～450g/m2）七孔涤纶针刺非织造布；
（3）梯度复合
根据设计要求，将制得的不同厚度、不同密度的七孔涤纶针刺非织造布梯度叠合，放入烘箱中，升温（90～115℃）；取出材料，冷却，即制得一种全频段吸声针刺非织造材料复合结构材料。
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