CN203924558U - 压合丝瓜络吸音板 - Google Patents

Abstract

一种压合丝瓜络吸音板，保护层、结合层、丝瓜络吸音层、防火吸音布、穿孔板和木饰面依次从下至上连接形成吸音板。本实用新型的技术效果是：用压合丝瓜络代替传统矿物吸音棉，经过防火防潮处理后形成新型吸声材料，取代传统多孔吸声材料，解决传统吸声材料的缺陷。

Description

压合丝瓜络吸音板

技术领域

本实用新型涉及一种吸音板，尤其涉及一种压合丝瓜络吸音板。

背景技术

在当今的隔音吸声领域，有几下几种吸音手段：

多孔吸声材料：矿棉、玻璃棉、毛毡、木丝吸声板等多孔材料，有良好的中高频吸收，背后留有空气层时，还能吸收低频。早期的文献中标明这一手段是当今较常用的手段，但是多孔吸声材料大多为有放射性物质的矿物棉、价格高昂的生物棉、以及我国人均占有量极少的木材为原料。但是随着材料学的发展，多孔吸声材料势必会有朝着轻、薄、生态、价廉的趋势发展。

穿孔板共振吸声结构：穿孔胶合板、穿孔纤维水泥板、穿孔纸面石膏板、穿孔金属板等一般吸收中频，与多孔材料结合吸收中高频，背后用大空腔还能吸收低频。此种吸声构造造价昂贵、占用较大空间，但吸声效果较好，中部中频吸声多孔材料多为矿物棉、玻璃丝（聚苯乙烯、聚氯乙烯），施工过程中产生较大飞尘，火灾过程中易燃且释放出有毒有害物质。

薄膜吸声结构：塑料薄膜、帆布、人造革等薄膜属中频吸声材料，薄膜与其后面得空腔构成的薄膜吸声结构可吸收低中频。此种吸声方法对高频吸收效果较差，对建筑室内空间改变较大，材料以无机物为主，并不生态环保。

空间吸声体：将吸声材料做成各种形状的空间吸声体吊挂在空中，因其吸声面积比投影面积大得多，按投影面积计算，其吸声系数可大于1。吧吸声体悬挂在声能流密度大的位置（例如靠近声源处、反射有聚焦的地方）具有较好的吸声效果。

帘幕：具有透气性能的纺织品作为帘幕，离开墙面或窗洞一定距离安装，如同多孔材料后面设置了空气层，对中高频有一定的吸声效果。单低频却难以消除，对室内净空高度有一定要求。

以上五种吸声方式，目前均有复合使用的趋势，其中，最常用也是最容易与节约的手法为利用多孔吸声材料。

就多孔吸声材料而言,它是目前应用最广泛的材料,主要有有机纤维材料,无机纤维材料,泡沫材料和吸声建筑材料四大类。

(1)有机纤维

早期使用的吸声材料主要为植物纤维制品,如棉麻纤维、毛毡、甘蔗纤维板、木质纤维板、水泥木丝板以及稻草板等有机天然纤维材料。有机合成纤维材料主要是化学纤维,如晴纶棉、涤纶棉等。这些材料在中、高频范围内具有良好的吸声性能,但防火、防腐、防潮等性能较差。

(2)无机纤维

无机纤维材料不断问世,如玻璃棉、矿渣棉和岩棉等。这类材料不仅具有良好的吸声性能,而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化、价格低廉等特性,从而替代了天然纤维的吸声材料,在声学工程中获得广泛的应用。

无机纤维吸声材料的缺点是: ①在施工安装过程中因纤维性脆,容易折断形成粉尘散逸而污染环境,影响呼吸,刺痒皮肤。 ②其质软表面需要保护层,如穿孔板,透气织物等进行保护和装饰,构造比较复杂,体积大,储存和运输不便。 ③水或吸潮后其吸声性能就会大大减弱,故不适于在潮湿、高温、气流较大的场所或室外等环境使用。

(3)泡沫材料

根据泡孔形成的不同,可分开孔型泡沫材料和闭孔型泡沫材料。前者的泡孔是相互连通的,属于吸声泡沫材料,如吸声泡沫塑料、吸声泡沫玻璃、吸声陶瓷、吸声泡沫混凝土等。后者的泡孔是封闭的,泡孔之间是互不相通的,其吸声很差,属于保温隔热材料。如聚苯乙烯泡沫、隔热泡沫玻璃、普通泡沫混凝土等。但是泡沫塑料易老化,且其吸声特点是中高频(500Hz以上),吸声性能优异,低频吸声性能不够理想。

(4)吸声建筑材料

吸声建筑材料是由多孔性建筑材料制成,如吸声粉刷、微孔吸声砖、陶瓷吸声板、珍珠岩吸声板等。但建筑吸声板性能较差,而且太重,已逐渐被具有轻质、不燃、不腐、不蛀以及不易老化等特性的玻璃棉、轻质硅酸钙板、矿渣棉和岩棉等无机材料所代替。

(5)吸声金属材料

铝质纤维吸声材料在国外的使用已很普遍,较多使用在音乐厅、展览馆、教室、高架公路底面的吸声材料,高速公路或冷却塔的声屏障,地铁、隧道等地下潮湿环境的吸声材料。由于特殊的耐侯性能,特别适宜在室外露天使用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种压合丝瓜络吸音板，解决了现有吸音材料昂贵、制备过程复杂等问题。

本实用新型是这样实现的，它包括保护层、结合层、丝瓜络吸音层、防火吸音布、穿孔板和木饰面，其特征在于：保护层、结合层、丝瓜络吸音层、防火吸音布、穿孔板和木饰面依次从下至上连接形成吸音板。

所述吸音板的背面留有空腔，空腔的深度为0-3 0 mm。

所述丝瓜络吸音层的厚度为10mm-50mm。

所述丝瓜络吸音层的密度为382 --510 k g ／ m³。

本实用新型的技术效果是：用压合丝瓜络代替传统矿物吸音棉，经过防火防潮处理后形成新型吸声材料，取代传统多孔吸声材料， 解决传统吸声材料的缺陷。压合丝瓜络吸音材料作为一种新型建材，可广泛运用于影剧院、音乐厅、博物馆、展览馆、图书馆、审讯室、画廊、拍卖厅、体育馆、报告厅、多功能厅、酒店大堂、医院、商场、学校、琴房、会议室、演播室、录音室、KTV 包房、酒吧、工业厂房、机房、家庭降噪等对声学环境要求较高及高档装修的场所， 同样具有广阔的发展前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图 2 压合丝瓜络吸声板厚度对材料吸声性能的影响。

图 3 压合丝瓜络吸声板密度对材料吸声性能的影响。

图 4 压合丝瓜络吸声板背后空腔对材料吸声性能的影响。

在图中，1、保护层 2、结合层 3、丝瓜络吸音层 4、防火吸音布 5、穿孔板 6、木饰面。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是这样实现的，保护层1、结合层2、丝瓜络吸音层3、防火吸音布4、穿孔板5和木饰面6依次从下至上连接形成吸音板。

以压合丝瓜络为主要原材料 ，制成压合丝瓜络吸声板，并对其吸声性能进行了研究。结果表明，压合丝瓜络吸声板具有优秀的吸声效果，压合丝瓜络吸声板的厚度、密度、背后空腔与材料的吸声性能密切相关。实验显示，当吸声板密度382k g ／ m、 厚度为 50mm 时， 平均吸声系数最大为0.65。另外厚度为10mm的吸声板， 背后空腔深度为 40 mm 时，平均吸声系数可以达到0.64。

噪声污染与空气污染、 水污染一起， 已成为当代世界三大环境公害。控制噪声污染已成为急需解决的环境问题。目前的吸声材料主要有两大类：无机纤维材料、泡沫金属和聚合物。无机纤维材料不仅具有良好的吸声性能， 而且具有质轻、不燃、不腐、不易老化等特性， 从而在声学工程中得到广泛应用。无机纤维材料的缺点是在施工安装过程中因纤维性脆， 容易折断 形成散逸污染环境， 影响施工人员呼吸和刺痒皮肤。 合成有机泡沫聚合物对中高频率范围内吸声性能优良， 应用范围较广， 但该类材料对低频吸声效果不明显， 而且力学性能也不够理想。上述两类吸声材料在制造过程中均会散发出有害气体， 有损操作人员，制造工艺比较复杂，成本高。所以，我们在吸声材料及其相关结构等方面进行了大量的实验研究 ，研究出了一种新材料和新技术———压合丝瓜络吸声材料。解决了传统纤维吸声材料的很多难题，压合丝瓜络吸声材料具有高强度、耐高温和耐水性好等优点。

试验方法与原理

2 ． 1 原料和仪器设备

压合丝瓜络纤维( 直径 5 O ～l O 0 ~ mm、 长度 I ～1 0 mm)

I O 1 - Z型烘箱，驻波管吸声，系数测试仪

2 ． 2 试验材料的制备

将压合丝瓜络纤维、 有机胶按配方比例要求混合均匀，然后将混合好的物料放入模具中， 在压片机上压成片状，在烘箱中固化，温度控制在1 0 0 ℃，时间为 3 0 mi n 。固化后取出模具，脱模即得所需试样。

2 ． 3 吸声系数的测定

按( ( GB J 一 8 8 - 8 5驻波管法吸声系数与声阻孔率测 量规范》 测试试样吸声系数。具体做法是， 将试样放在驻波管的前端， 然后移动传感器， 通过放大器在外差分 析仪上读取数据， 侧出管中驻波声压级的极大值 P ～ 和极小值 P 由驻波比S和垂直人射吸声系数a的 表达式( 1 ) 和( 2 ) 即可算出材料在各个频率下垂直人射的吸声系数a。

s = Pmax/Pmin

a=4S/（S+1）(S+1)

取200、250、315 、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000Hz 这 I I处的吸声系数的平均值为平均吸 声系数。 平均吸声系数用来表征在一个较宽的声频带(200"~2000 Hz ) 内材料综合吸声性能。

实验结果与数据

3 ． I 吸声板厚度对材料吸声性能的影响

图 2为吸声板厚度对材料吸声性能的影响( 吸声板密度 3 8 2 k g ／ m。 ) 情况。材料厚度对吸声性能影响很大， 由图 2可知， 随着吸声板厚度的增加， 材料的吸声系数增大， 特别是材料的中低频吸声性能。

表 1为吸声板厚度和材料平均吸声系数的关系。压合丝瓜络吸声板的平均吸声系数随着厚度的增加而增加， 如压合丝瓜络纤维厚度从 1 0 mm增加到 5 0 mm时， 平均吸声系数从0.16增加到0.65。 这是由于， 当平面波向一无限厚度多孔材料的平面边界辐射时， 会向材料内绕射。绕射波在材料内部传播一段距离后， 其声压有所衰减。但其衰减量并不总是随厚度的增加而增大。当流阻率比较小时( 即松散而密度小的材料) 用增加材料厚度的方法， 可明显改善其低频吸声效果。而当流阻率达到 1 0 5 k g ／ ( s· m2 )

时， 再用增加厚度的方法也不会获得好的吸声效果。 所以， 吸声材料的厚度存在一个最佳范围。

表 1 吸声板厚度和材料平均吸声系数的关系

实验结果表明，压合丝瓜络吸声板厚度的最佳范围为 2 O ～ 4 0 mm， 其综合吸声效果良好。当材料的厚度高于50mm时，对中、低频的吸声效果有明显提高， 但高频的吸声系数却下降。

． 2 压合丝瓜络吸声材料密度对材料吸声性能的影响

图 3为压合丝瓜络吸声板密度对材料吸声性能的影响( 试样厚度10mm、背后空腔深度30mm) 情况。由图3可知，随着材料密度的增大， 吸声板的中低频吸声性能下降， 高频吸声性能变好。如频率为 800Hz时， 吸声板密度为382、510和 637 k g ／ m。时， 吸声系数分别为 0.77 、0.73和 0.55 } 频率为 2000Hz时， 吸声板密度为382、510和 637 k g ／ m。时， 吸声系数分别为 0.91 、0.94和 0.98.

表 2 为吸声板密度和压合丝瓜络板平均吸声系数的关系。当压合丝瓜络板密度增加时，材料的平均吸声系数降低。如吸声板密度从382k g ／ m。 增加到637k g ／ m。 时平均吸声系数从0.60降低到0.506。

表 2 吸声板密度和压合丝瓜络板平均吸声系数的关系

所以对于同一种材料而言，密度越小 ，空隙率越大。材料的吸声性能在相当程度上随空隙率的增加而提高。改变材料的密度 ， 可间接控制吸声材料内部的微孔尺寸， 在一定程度上可用密度来衡量材料的空隙率 。当多孔材料的密度增加时， 材料内部的空隙率会相应降低 ， 可改善低频吸声效果 ， 但高频吸声效果会降低。因此吸声材料的密度存在一个最佳范围。实验结果表明，压合丝瓜络板密度的最佳范围为 382 --510 k g ／ m³。

． 3 背后空腔对材料吸声性能的影响

图4为吸声板背后空腔对材料吸声性能的影响 ( 试验材料厚度 1 0 mm， 密度 3 8 ． 2 k g ／ m。 ) 。结果表明，压合丝瓜络板中低频吸声系数随着背后空腔深度的增加而提高 ， 如频率为 8 0 0 Hz时， 吸声系数从 0 ． 5 5上升到 0 ． 8 6 ， 吸声系数提高了 5 6 ． 4 } 但高频吸声系数随着背后空腔深度的增加而降低， 如频率为 2 0 0 0 Hz时，2 0 mm空腔的吸声系数为 0 ． 9 7 ， 3 0 mm空腔的吸声系数为 0 ． 9 1 ， 而 5 0 mm空腔的吸声系数为0.87

表 3为空腔深度和材料平均吸声系数的关系。随着背后空腔深度的增加，压合丝瓜络板平均吸声系数增加如空腔深度从 0增加到 5 0 mm后，压合丝瓜络板平均吸声系数从 0 ． 1 6 增加到0 ． 6 4 。

表3 压合丝瓜络板空腔深度和材料平均吸声系数的关系

这是由于在压合丝瓜络板背后留空腔，能产生类似空腔共振结构的吸声作用，有效提高对中低频声的吸收。空腔共振吸声结构的吸声机理为：当入射声波频率和***固有频率相等时，孔径中的主气柱由于共振而产生剧烈振动， 空气柱和孔颈侧壁摩擦而消耗声能。

实验结果表明，压合丝瓜络板背后空腔的最佳范 围为 0 - - , 3 0 mm， 吸声效果良好。当空腔的深度为 5 0 mm 时，对中、 低频的吸声效果有明显提高， 但高频的吸声系数却迅速下降 。

4、 结 论

压合丝瓜络吸声板的厚度、 密度、 背后空腔深度都对材料吸声性能有很大的影响。对于薄吸声板来说， 增加背后空腔深度也能提高吸声板的吸声性能。

实验结果显示，当压合丝瓜络吸声板密度为 3 8 2 k g ／ m。 厚度为5 0 mm时，平均吸声系数最大为 0 ． 6 5 。但厚度为1 0 mm的吸声板， 背后空腔深度为 5 0 mm时，平均吸声系数也达到 0 ． 6 4 。

Claims (4)

1.一种压合丝瓜络吸音板，它包括保护层、结合层、丝瓜络吸音层、防火吸音布、穿孔板和木饰面，其特征在于：保护层、结合层、丝瓜络吸音层、防火吸音布、穿孔板和木饰面依次从下至上连接形成吸音板。

2.根据权利要求1所述的压合丝瓜络吸音板，其特征在于：所述吸音板的背面留有空腔，空腔的深度为0-3 0 mm。

3.根据权利要求1所述的压合丝瓜络吸音板，其特征在于：所述丝瓜络吸音层的厚度为10mm-50mm。

4.根据权利要求1所述的压合丝瓜络吸音板，其特征在于：所述丝瓜络吸音层的密度为382 --510 k g ／ m³。