CN107635831A - 防火墙 - Google Patents

Abstract

本发明涉及以平面方式或三维形状成型的声学部件，即机动车辆的防火墙，以及所述部件的应用，所述部件包括至少一种吸声材料和可能的至少一种载体材料，其中所述吸声材料至少在平面侧或复合层中被流动层完全地或部分地覆盖，其中所述流动层含有纳米纤维。

Description

防火墙

本发明涉及一种声学有效部件，其为二维轮廓或三维形状，即本发明意义上的机动车辆的防火墙及其应用。本发明包括至少一种吸声材料，即三维形状的吸收体，以及任选的至少一种支撑材料，其中所述吸声材料，即三维形状的吸收体具有一层或多层，其至少一个主表面上或在层状复合材料内被流动层整个覆盖或局部覆盖，该流动层由纳米纤维构成或包括纳米纤维并直接应用到吸收体。特别地，流动层被直接应用到支撑材料的整个表面或局部。

通过附加流动层完全地(两侧)或仅在一侧覆盖吸收体的吸声材料(吸收体)，从而提高声学性质是已知的。

根据所使用的材料，这些部件也可提供热保护。

DE 10 2004 050 649 A1描述了一种具有保持声学和热学有效绝缘层的金属片载体板的吸声隔热罩。隔热罩包括具有微穿孔的保护片，并且在使用时设置在面向声源的绝缘层的一侧。

在DE 101 43 167 A1中描述的用于机动车辆发动机舱的隔热和隔音衬里由在发动机侧微穿孔的热反射器组成，与聚氨酯泡沫层接触，该聚氨酯泡沫层浸渍在发动机一侧，具有200℃，特别是150℃，持续三周的长期耐温性的热固性材料，与背向发动机侧的覆盖层接触。

微穿孔片材，特别是金属箔的生产一直是众所周知的。例如，可以参考美国专利7,838,125B2，其中描述了微穿孔金属箔的具体实施方案。其描述了金属箔通过针刺而变形，使得在针穿刺时，相对于平均片层水平面升高的凹坑，其下边缘磨损处抵靠针穿刺方向形成。

使用压缩无纺布作为流动层的结构是已知的。WO 98/18656描述了由至少一个多孔缓冲层和微孔增强层组成的多层结构，其中所述层流阻力为R＝900Nsm-3至2000Nsm-3。在特定实施例中，在所述缓冲层和车身之间存在气隙。

WO 2004/107314A1描述了具有不同厚度，密度，基重和层流阻力的两种互连的无纺布纤维织物的吸声结构，其用热塑性和/或硬质合金粘合。该结构具有金属层，因此不能整体开放流动。

DE 10 2004 053 751 A1描述了用于车辆的装饰部件，特别是底板镶板。它具有多孔中间层和任一侧上的至少一个覆盖层，多孔中间层具有这样的结构，即其具有声学透明性或吸声效果。所述吸声多孔中间层可以在其一侧或两侧上被一个或多个声学透明层或吸收覆盖层覆盖。

对于机动车辆的内部区域，具有吸收体和微穿孔聚合物片材的结构是已知的。EP1 101 218 B1描述了一种用于吸声体的微穿孔聚合物片材，其被设计成具有特定的厚度和几个微穿孔的聚合物片材，其中所述微穿孔各自具有小于片材厚度的最窄直径，和大于最窄直径125％的最宽直径。

因此，描述了取决于片材厚度的具有特定穿孔几何形状的微穿孔塑料片。特别地，描述了具有可变直径的柱状或圆锥形形状的穿孔通道。

DE 10 2010 035 43 1A1描述了一种结构，其中吸收体材料被流动层完全包覆，在这种情况下是微穿孔片。在所示的结构中，包覆的吸收体材料松散而不变形。

DE 10 2012 216 500 A1描述了具有微穿孔塑料片、粘合剂层和包含泡沫层、纤维织物或纤维网层的热可变形吸收体的多层穿孔吸声体。在本说明书中，考虑了在流动层上处理的影响，其通过松弛和粘合改变其流动阻力。

众所周知的声学效果，例如，无纺布材料可以受到纳米纤维涂层的影响(A.拉比等人；在非织造材料中掺入纳米纤维层以改善其声学性能；工程纤维与织物学报，8卷，4期–2013，参见C.奥德哈德；细纤维的大影响：通过静电纺织新产品；纺织附加物05/06-2014)。

所有提到的流动层由天然纤维、塑料或双组分(BiCo)材料组成，因此是可燃的；另一方面，由金属或无机材料组成的不可燃解决方案具有明显较高的重量。根据流动层的结构，孔的尺寸和分布不同。取决于流动层的生产，基重的变化以及流动阻力的分布常常构成纤维性部件。

基于提供有包含纳米纤维的层的吸声材料的二维轮廓部件是已知的，例如来自DE20 2008 025 840 A1,DE 20 2009 044 649 A1,US 2014/0224576 A1,US 2008/0173497A1,WO 2014/111068 A2,WO 2014/111067 A2,US 2013/0112499 A1,US 2013/0115837 A1,US 2014/0216847 A1,US 2010/0170746 A1,DE 600 21 177 T2and DE 10 2010 033 959A1。

与上述现有技术相比，本发明的目的是将纳米纤维的流动层直接应用到三维变形的部件，即吸收型防火墙。

上述目的是通过具有高声学绝缘性和权利要求1的特征的宽带吸声器，即防火墙来实现的。从根据的权利要求和应用权利要求可以看出优选实施例。

本发明描述了声学组件，即防火墙，由吸收材料，任选地在层状复合材料中，以及任选的支撑层和中间层组成，其被非常轻质和声学均匀的特别是由纳米纤维组成的流动层完全地，即在两侧或局部地，即在其一侧和/或在吸声材料的一侧或两侧的选定表面区域上覆盖。纳米纤维层(流动层)一方面可以直接应用到吸收材料(吸声材料)，另一方面，或者使用支撑层。此外，所述纳米纤维层可以存在于不同的吸收材料和支撑层之间。

在一个基本实施例中，防火墙的吸收体由泡沫、粘结的纤维、粘结的泡沫颗粒或其混合物，任选地以层状复合材料的形式，根据部件轮廓三维地形成，并且被纳米纤维在其一侧的整个表面或完全地覆盖。

在另一个优选的实施方案中，吸收体材料不被粘合，并且存在于开放流动的两个周向接触的纺织品支撑件之间且具有包含纳米纤维的涂层。

为了在两个壁之间使用，开放流动的支撑层成形为至少在一侧，优选地在两侧形成壁间隙。所述间隙大约在1毫米(净气隙)和/或可用建筑空间的约四分之三的范围内。任选地，轻量级声学部件可以填充整个建筑空间。

在上述实施例中，涂层(纳米纤维层)被定义为在该区域上，均匀或限定的变化的基重，即在该区域上部分不相等，因此形成了局部不同的流动阻力。

车辆中大多数声学有效的部件是二维的，主要是轮廓二维，具有三维和基本平坦的形状并接触车体，使得在这种情况下，用纳米纤维部分的涂覆是完全有意义的。当然，对于空腔中的部件，全面的纳米纤维涂层，即设置在两侧的涂层也是有用的。

作为松散以及粘合/成型的填充材料，已知的吸收材料被使用：合成纤维，特别是聚酯纤维，聚酰胺纤维，特别是尼龙6和/或尼龙66；聚烯烃纤维，特别是PP和/或PE；与上述合成纤维的丙烯酸纤维及其纤维混合物，包括双组分纤维和多组分纤维和/或天然纤维，特别是原棉，***，可可，洋麻，黄麻和/或剑麻纤维的混合物；动物，金属或无机纤维以及主要用作间隔物的材料(间隔针织，颗粒泡沫等)；进一步PUR泡沫。

除了作为间隔物的材料以外，作为胚料和成型部件的材料，然而，可以使用通过粘合剂材料(BiCo纤维，塑料粉末)或机械粘合(针刺，缝合)粘合的相同材料。

开放流动的织物片材或三维织物结构，如织物，环形针织物，环纹针织物，编织物，缝合织物，无纺织物和毛毡以及三维织物结构(主体结构)，诸如使用纺织管作为支撑层。

纺织支撑材料取决于应用领域：塑料(PA，PP，PET，芳族聚酰胺等)；天然纤维(亚麻，棉花等)，无机和金属纤维(玻璃，碳，铝等)。

很多材料可作为纳米纤维。可以使用几乎所有的塑料材料；以及基于天然材料的纤维，以及金属和无机纤维。本发明含义的纳米纤维特别包括纤维直径小于900纳米(nm)，优选在50至800nm，更优选75nm至300nm范围内的纤维。

根据本发明，纳米纤维优选在复合无纺布内或之上以及在三维预变形部件上加工。

对于合成纤维无纺布，这意味着它们在制备过程中已经化合，例如通过静电纺丝，和其他方法如熔融纺丝以及其他等，从而可以形成具有微纤维的复合材料。此外，可以在所述微纳米纤维复合材料中附加地包含支撑或保护无纺布，从而形成复合无纺布。在玻璃纤维毡中，用纳米级纤维制备空气过滤器无纺布的喷嘴的吹制方法是普遍的。

在所声称的声学组件即防火墙中，基于流动层，纳米纤维的单位面积重量优选为0.01g/m2至15g/m2，特别是0.2g/m2至1.5g/m2。

流动层的流动阻力优选为500Ns/m3至100,000Ns/m3，更优选为3,000Ns/m3至20,000Ns/m3。对于具有整个区域覆盖的部件，流动阻力应在上限范围内，每侧可以相同或不同。

通过流动阻力的高低，可以调节部件的吸收对隔离效果的比例。

本发明通过使用用于形成流动层的纳米纤维来改善孔分布的均匀性，从而将用于描述空腔的尺寸及其相对布置的尺寸调节到较小的尺寸。如果流动层的特定流动阻力过高，则声音不能渗透到背面吸收体中并被广泛地反射。该部件基本上表现为绝缘体。如果流动层的流动阻力非常低(开放)，基本上只作为吸收体。

实施例：

实施例1/比较例1：

本发明的应用将针对根据本发明的部件进行说明。

在第一个应用中，用于豪华轿车的现有技术的防火墙被所谓的双阻抗结构所取代，该防火墙具有由市售弹性泡沫和市售的平均重量为4kg/m2的热塑性重层组成的弹簧质量结构。

双阻抗结构由以纤维注射法制备的芯组成，由具有20重量％PET BiCo纤维，40重量％棉再循环纤维和40重量％PET纤维的纤维混合物组成。支撑无纺布由40g/m2PET无纺布组成，并均匀涂覆有0.8g/m2的PA纳米纤维(连续纤维)。使用市售的PE粘合剂，在高于PE的熔融温度的温度下，以20g/m2将带有纳米纤维(流动层)的支撑无纺布压接在纤维吸收体上。如此制备的防火墙比串行防火墙轻约5公斤，在驾驶测试范围内的评级中进行的主观评价比串行防火墙差0.5分。在局部有限的质量密度下，可以实现相同的声学效果，同时节省3公斤的重量。

实施例2：

在另一个应用中，以纤维注射法制备的三维形状的吸收体由25重量％的PETBiCo纤维，40重量％的棉再循环纤维和35重量％的PET纤维构成，在一侧直接应用0.6g/m2 PA纳米纤维涂层(流动层)。

Claims (13)

1.一种机动车辆的三维形状的声学有效的防火墙，其包括至少一个具有一层或多层的三维形状的吸收体，所述吸收体的至少一个主表面上被流动层整个覆盖或局部覆盖， 流动层由纳米纤维构成并直接应用于吸收体。

2.根据权利要求1所述的防火墙，其特征在于，所述吸收材料的两个主表面上被所述的流动层整个覆盖或局部覆盖。

3.根据权利要求1或2所述的防火墙，其特征在于，包括数层，特别是2至5层的吸收层和流动层的层状复合物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的防火墙，其特征在于，所述流动层的流动阻力以局部限定的方式相同或不同，特别是分别为500Ns/m3至100000Ns/m3，优选为3000Ns/m3至20000Ns/m3。

5.根据权利要求1-4任一项所述的防火墙，其特征在于，包括开放流动的支撑材料。

6.根据权利要求5所述的防火墙，其特征在于，所述流动层被应用到所述开放流动的支撑材料的一侧，其设置在吸收体上和/或用作涂层。

7.根据权利要求5或6所述的防火墙，其特征在于，所述开放流动的支撑件与吸收体和所述流动层包括数层，特别是3至7层松散堆叠或压缩的层。

8.根据权利要求1-7任一项所述的防火墙，其特征在于，所述流动层夹在数层松散堆叠或压缩的层和所述吸收体之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的防火墙，其特征在于，所述防火墙的厚度在其整个区域相同或以局部限定的方式不同。

10.根据权利要求1-9任一项所述的防火墙，其特征在于，所述纳米纤维层具有在部件上均匀的流动阻力。

11.根据权利要求1-10任一项所述的防火墙，其特征在于，所述纳米纤维层具有以局部限定的方式不同的流动阻力。

12.根据权利要求1-11任一项所述的防火墙在离固体墙一定距离处的应用。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的防火墙在离相邻部件一定距离处的应用。