CN111605260A - 一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法 - Google Patents

一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车软内饰的制造技术领域，具体地说是一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法。一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：具体的方法如下：软层纤维毡的制备；硬层纤维毡的制备；多层材料铺料；多层材料加热；模具压制成型；零件冲切与流阻检验。同现有技术相比，提供一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡结构的制备方法，可根据噪声源特性，应用不同规格的高流阻无纺布，来控制隔音毡的整体流阻，从而实现对零件隔声、吸声性能的精确设计，有效降低噪声源辐射到车内的噪声。

Description

一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法
技术领域
本发明涉及汽车软内饰的制造技术领域，具体地说是一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法。
背景技术
汽车噪声的控制问题已引起各国政府和科技工作者的普遍重视。汽车动力总成（传统汽车的内燃机、电动汽车电机等）辐射噪声、轮胎滚动噪声，是汽车的主要噪声来源，需要进行有效控制。可以通过设计合理的声学零件，对噪声的传递路径进行有效阻隔，从而降低进入车内的噪声水平、提高声品质。声学零件结构类型和制备方法，多种多样，归纳起来可分为以隔音为主的EVA/EPDM复合聚氨酯发泡或复合纤维毡的结构，和多层纤维毡复合而成的以吸声为主、隔声为辅的轻量化结构。与汽车发动机舱相连接的车身防火墙上，有很多穿孔元件，如转向管柱橡胶防尘罩、电子线束橡胶密封罩、空调TXV阀、空调进风口等，这些穿孔元件自身隔音量较低，是噪声传入的主要路径，并且穿孔元件与隔音垫在交接处，如果设计、安装不合理，会出现噪声的泄漏，大大降低了隔音零件的隔音性能。同样问题也出现在汽车车身地板、后备箱地板、后轮罩钣金等区域。因此，需要对隔音零件的吸声性能提出了一定要求，使其同时具备隔声、吸声的功能。
多层纤维隔音毡，其隔音、吸音性能的调节与控制，流阻值是一个关键因素。流阻值受到多层纤维材料的克重、厚度、多层纤维毡之间的粘结层、生产工艺等多因素影响，很难做到精确控制。其次，隔音毡一般为三维零件，不同区域厚度有所不同，在成形过程中纤维材料、中间粘接层会发生拉伸、滑移，不同区域流阻值会有较大差异，因此成形出来的三维零件，很难做到对隔声、吸声的精确控制。
发明内容
本发明为克服现有技术的不足，提供一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，可根据噪声源特性，应用不同规格的高流阻无纺布，来控制隔音毡的整体流阻，从而实现对零件隔声、吸声性能的精确设计，有效降低噪声源辐射到车内的噪声。
为实现上述目的，设计一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：具体的方法如下：
（1）软层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行软层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，并切割成一定长、宽的平板的软层纤维毡；
（2）硬层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行硬层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，然后进行加热-预压成形，将纤维毡压缩至一定厚度，冷却定型，再进行切割，制成一定长、宽的平板的硬层纤维毡；
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡；
（4）多层材料加热：将多层材料放入烘箱中进行加热，烘箱温度控制在180-200℃，加热时间150秒-210秒；将上下两层的热融胶网膜融化，用于粘结热融胶网膜上下两层的材料；同时硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，可将PET纤维、牛仔棉纤维粘结在一起；
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行模压成型；上模、下模内部冷却水道通有冷水流动，对模具进行冷却，同时对模具型腔中的多层材料进行冷却，硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维冷却固化，产品最终定型；模压与冷却时间为80秒-120秒；
（6）零件冲切与流阻检验：用水刀对模压后的产品进行外形切割与孔位切割，得到最终的隔音毡，并用流阻仪对隔音毡不同区域进行流阻测试，检验流阻值。
所述的高流阻无纺布的克重范围为50-180g/m²，用流阻仪测试的流阻范围为300-6000rayls 或Ns/m³。
所述的热融胶网膜的熔点在80-100℃，克重范围为25-50g/m²。
所述的硬层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-30%；PET纤维含量为20%-30%；牛仔棉纤维含量为40%-60%，气流成网成形后面密度范围为600-1200g/m²，厚度为10-25mm。
所述的硬层纤维毡在加热-预制成形后，冷却定型为3mm-10mm。
所述的软层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-25%；PET纤维含量为20%-25%、牛仔棉纤维含量为50%-60%，气流成网成形后面密度范围为1000-1600g/m²，厚度为25-40mm。
本发明同现有技术相比，提供一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡结构的制备方法，可根据噪声源特性，应用不同规格的高流阻无纺布，来控制隔音毡的整体流阻，从而实现对零件隔声、吸声性能的精确设计，有效降低噪声源辐射到车内的噪声。
模压之前加热软化硬层纤维毡、高流阻无纺布、软层纤维毡，低熔点的热融胶网膜同时融化，粘结多层材料，而不是用人工涂胶的方式，简化了零件的生产工艺，提高了产能，降低了VOC、气味的排放。
传统的隔音垫，如EVA+PUFoam类型，需要一副EVA真空吸塑模、一副PU发泡模具，工艺复杂，成本较高，而本发明中零件的成型非常简单，加热透多层材料后，一副成型模就可完成零件的成型与冷却，工艺简单，能耗低。
本发明中使用的材料，硬层纤维毡、软层纤维毡、高流阻无纺布、热融胶网膜，全部为纤维材料经过非织造工艺加工而成，因此其冲切下来的边角料、甚至是隔音毡本身，都可以进行粉碎、开松，作为可回收材料，重新再利用。
附图说明
图1为成型工艺流程图。
图2为隔音毡的多层结构示意图。
图3为声学曲线图。
具体实施方式
下面根据附图对本发明做进一步的说明。
如图1，图2所示，一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，具体的方法如下：
（1）软层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行软层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，并切割成一定长、宽的平板的软层纤维毡；
（2）硬层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行硬层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，然后进行加热-预压成形，将纤维毡压缩至一定厚度，冷却定型，再进行切割，制成一定长、宽的平板的硬层纤维毡；
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡，如图2所示；
（4）多层材料加热：将多层材料放入烘箱中进行加热，烘箱温度控制在180-200℃，加热时间150秒-210秒；将上下两层的热融胶网膜融化，用于粘结热融胶网膜上下两层的材料；同时硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，可将PET纤维、牛仔棉纤维粘结在一起；此温度对高流阻无纺布内的纤维的物理状体影响不大，流阻值几乎没有变化；
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行模压成型；上模、下模内部冷却水道通有冷水流动，对模具进行冷却，同时对模具型腔中的多层材料进行冷却，硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维冷却固化，产品最终定型；模压与冷却时间为80秒-120秒；
（6）零件冲切与流阻检验：用水刀对模压后的产品进行外形切割与孔位切割，得到最终的隔音毡，并用流阻仪对隔音毡不同区域进行流阻测试，检验流阻值。
高流阻无纺布的克重范围为50-180g/m²，用流阻仪测试的流阻范围为 300-6000rayls 或Ns/m³；可根据汽车噪声源的噪声辐射特性，选择不同规格的高流阻无纺布，对零件的吸声、隔声性能进行精确设计。
热融胶网膜的熔点在80-100℃，克重范围为25-50g/m²；融化后能有效连接硬层纤维毡、高流阻无纺布与软层纤维毡，而自身对隔音毡的流阻无影响。
硬层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-30%；PET纤维含量为20%-30%；牛仔棉纤维含量为40%-60%，气流成网成形后面密度范围为600-1200g/m²，厚度为10-25mm；隔音毡模压成形后，硬层纤维毡的厚度保持不变，各个位置的流阻值基本一致，有利于隔音毡的整体流阻控制。
硬层纤维毡在加热-预制成形后，冷却定型为3mm-10mm。
软层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-25%；PET纤维含量为20%-25%、牛仔棉纤维含量为50%-60%，气流成网成形后面密度范围为1000-1600g/m²，厚度为25-40mm。
实施例一：
（1）软层纤维毡的制备：经过气流成网制备的软层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为20%、PET纤维为25%、牛仔棉纤维为55%，厚度为40mm，面密度为1400g/m²。切割成一定长、宽的平板材料。
（2）硬层纤维毡的制备：经过气流成网制备的硬层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为30%、PET纤维为30%、牛仔棉纤维为40%，厚度为20mm，面密度为1200g/m²，再进行加热-预制成形，将硬层纤维毡压缩至3mm，冷却定型。
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的铺料顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡，如图2所示。其中热融胶网膜面密度为50g/m²，高流阻无纺布面密度为180g/m²，流阻为6000 rayls。
（4）多层材料加热：烘箱温度180摄氏度左右，加热时间210秒左右。将2层热融网膜融化，用于粘结上下2层材料；将硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，用于后续模具压制成型后声学零件的定型。
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行热压成型与冷却定型，模压时间为120秒左右。
（6）冲切与流阻检验：用水刀对模压后的零件进行外形切割与孔位切割，得到最终的隔音毡零件。
实施例一中最终制造的隔音毡，硬层纤维毡与高流阻无纺布的组合，复合流阻为10000 rayls，隔声性能类似于EVA、EPDM等重质层，隔声量符合质量定律，对从发动机舱进入到噪声有良好的反射作用。3mm硬层纤维毡，虽然较硬，但仍然是多孔材料，能有效吸收从发动机舱进入到车内的噪声。声学曲线如图3所示。
实施例二：
（1）软层纤维毡的制备：经过气流成网制备的软层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为25%、PET纤维为25%、牛仔棉纤维为55%，厚度30mm，面密度为1200g/m²，切割成一定长、宽的平板材料。
（2）硬层纤维毡平板材料制板：经过气流成网制备的硬层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为25%、PET纤维为30%、牛仔棉纤维为45%，厚度20mm，面密度为1000g/m²。再进行加热-预制成形，将硬层纤维毡压缩至5mm，冷却定型。
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的铺料顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡，如图2所示。其中热融网膜面密度为35g/m²，高流阻无纺布面密度为100g/m²，流阻为3000 rayls。
（4）多层材料加热：烘箱温度180摄氏度左右，加热时间180秒左右。将2层热融网膜融化，用于粘结上下2层材料；将硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，用于后续模具压制成型后声学零件的定型。
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行热压成型与冷却定型，模压时间为100秒左右。硬层、软层中的低熔点纤维冷却，对产品进行定型。
（6）冲切与流阻检验：用水刀对模压后的零件进行外形切割与孔位切割，得到最终的内前围隔音毡零件。
实施例二中最终制造的隔音毡，硬层纤维毡与高流阻无纺布的组合，复合流阻为5000 rayls左右，100g/m²高流阻无纺布（3000 rayls），具有良好的阻隔噪声的能力，结合表层5mm厚1000gsm的硬层纤维毡，吸声、隔声性能都良好，如图3所示。
实施例三：
（1）软层纤维毡的制备：经过气流成网制备的软层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为20%、PET纤维为20%、牛仔棉纤维为60%，厚度30mm，面密度为1000g/m²，切割成一定长、宽的平板材料。
（2）硬层纤维毡的制备：经过气流成网制备的硬层纤维毡中，双组分低熔点纤维比重为20%、PET纤维为20%、牛仔棉纤维为60%，厚度10mm，面密度为800g/m²，不需要后续的加热-预制成形。切割成一定长、宽的平板材料。
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的铺料顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡，如图2所示。其中热融网膜面密度为25g/m²，高流阻无纺布面密度为50g/m²，流阻为1000 rayls。
（4）多层材料加热：烘箱温度180摄氏度左右，加热时间150秒左右。将2层热融网膜融化，用于粘结上下2层材料；将硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，用于后续模具压制成型后声学零件的定型。
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行热压成型与冷却定型，模压时间为80秒左右。硬层、软层中的低熔点纤维冷却，对产品进行定型。
（6）冲切与流阻检验：用水刀对模压后的零件进行外形切割与孔位切割，得到最终的内前围隔音毡零件。
实施例三中最终制造的内前围隔音毡，硬层、高流阻无纺布与软层的组合，复合流阻为2000 rayls左右，50g/m²高流阻无纺布（1000 rayls），具有良好的调节吸声性能的作用，能够大幅提升低频吸声性能。制造的内前围隔音毡，具有优异的宽频吸声性能。

Claims (6)

1.一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：具体的方法如下：
（1）软层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行软层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，并切割成一定长、宽的平板的软层纤维毡；
（2）硬层纤维毡的制备：通过纤维气流成网工艺进行硬层纤维毡的制备；按一定比例称取双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维，进行预开松、精开松、大仓混棉、气流成网成形，制成一定厚度的比较蓬松的纤维毡，然后进行加热-预压成形，将纤维毡压缩至一定厚度，冷却定型，再进行切割，制成一定长、宽的平板的硬层纤维毡；
（3）多层材料铺料：加热软化前，进行铺料，从下到上的顺序为软层纤维毡、热融胶网膜、高流阻无纺布、热融胶网膜、硬层纤维毡；
（4）多层材料加热：将多层材料放入烘箱中进行加热，烘箱温度控制在180-200℃，加热时间150秒-210秒；将上下两层的热融胶网膜融化，用于粘结热融胶网膜上下两层的材料；同时硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维表皮融化，可将PET纤维、牛仔棉纤维粘结在一起；
（5）模具压制成型：将加热透的多层材料放入模具中，进行模压成型；上模、下模内部冷却水道通有冷水流动，对模具进行冷却，同时对模具型腔中的多层材料进行冷却，硬层纤维毡、软层纤维毡中的双组分低熔点纤维、PET纤维、牛仔棉纤维冷却固化，产品最终定型；模压与冷却时间为80秒-120秒；
（6）零件冲切与流阻检验：用水刀对模压后的产品进行外形切割与孔位切割，得到最终的隔音毡，并用流阻仪对隔音毡不同区域进行流阻测试，检验流阻值。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：所述的高流阻无纺布的克重范围为50-180g/m²，用流阻仪测试的流阻范围为300-6000rayls 或Ns/m³。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：所述的热融胶网膜的熔点在80-100℃，克重范围为25-50g/m²。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：所述的硬层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-30%；PET纤维含量为20%-30%；牛仔棉纤维含量为40%-60%，气流成网成形后面密度范围为600-1200g/m²，厚度为10-25mm。
5.根据权利要求1或4所述的一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：所述的硬层纤维毡在加热-预制成形后，冷却定型为3mm-10mm。
6.根据权利要求1所述的一种汽车用吸声隔声可调节的轻量化隔音毡的制备方法，其特征在于：所述的软层纤维毡的低熔点纤维含量为20%-25%；PET纤维含量为20%-25%、牛仔棉纤维含量为50%-60%，气流成网成形后面密度范围为1000-1600g/m²，厚度为25-40mm。
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