輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及汽車聲學(xué)部件的制造方法，屬于汽車部件隔音降噪【技術(shù)領(lǐng)域】。所述聲學(xué)部件先將纖維氈、熱塑性不透氣EAA薄膜和纖維氈的次序疊放，送入成型模具內(nèi)，利用穿透力強(qiáng)的高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，同時進(jìn)行模壓成型，然后切割外形尺寸及孔位，經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷后，即可獲得多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件。本發(fā)明上下兩層纖維氈之間的粘結(jié)是通過熱塑性薄膜在高溫下熔化后所具有的粘結(jié)性來實(shí)現(xiàn)的，而非在現(xiàn)場以人工涂布粘結(jié)劑，不但可節(jié)省人工提升產(chǎn)能，大幅度提高了生產(chǎn)效率，且確保制造現(xiàn)場的環(huán)境的安全和操作人員的健康。本發(fā)明還采用熱塑性不透氣EAA膜來調(diào)節(jié)隔音墊的空氣流阻，在不增加重量和制造成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對聲學(xué)制品聲學(xué)性能的優(yōu)化。
【專利說明】輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車聲學(xué)部件的制造方法，尤其是通過調(diào)節(jié)空氣流阻來達(dá)到實(shí)現(xiàn)不同聲學(xué)效果的多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的控制方法，屬于汽車部件隔音降噪【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]聲學(xué)部件就是能對噪音起到衰減或隔離作用的部件，其作用機(jī)理包含兩個方面:吸音或隔音。吸音與隔音機(jī)理:吸音是將聲音能量吸收以使能量減弱直至消失，其原理是入射聲波必須進(jìn)入材料結(jié)構(gòu)中，聲波的能量使材料內(nèi)的彈性纖維發(fā)生振動，或使材料孔隙中的空氣分子互相撞擊摩擦，在此過程中將聲波的能量轉(zhuǎn)化為熱能而使聲波的能量得以衰減；隔音則重在使聲波發(fā)生反射或折射，從而減少傳遞到接收點(diǎn)的聲能量，即通過隔離的方式減弱傳遞到“接收處”的聲音。二者在作用原理及使用方式上有所區(qū)別:為提升吸音效果，應(yīng)使入射聲波容易進(jìn)入材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部，以與材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生相互作用而使能量得以衰減；為提升隔音效果，則應(yīng)該減少進(jìn)入材料內(nèi)部的聲波而使聲波得以阻絕。上述兩種作用機(jī)理經(jīng)常會相互制約，因此單層材料難以兼顧吸音與隔音效果，必須由多層復(fù)合方式來實(shí)現(xiàn)特定吸隔音聲學(xué)性能要求。
[0003]近年來，在降低制造成本及提升燃油經(jīng)濟(jì)性的強(qiáng)烈需求性下，在聲學(xué)部件領(lǐng)域，多層纖維氈制品正逐漸在取代傳統(tǒng)的EPDM+PU泡沫或EVA+PU泡沫制品，在此過程中，由于要將不同層的纖維層粘合在一起，引入了熱塑性熱熔膜，一般為PE或EAA單層膜或EAA/PA/EAA三層復(fù)合膜，采用這種纖維制品時，因?yàn)榭紤]更多的是制品的吸音功能，因此采用的原料膜一般為打孔膜(如圖2所示)，即膜上按一定間隔大小開了小孔，孔的直徑大小一般為20-30 μ m，通過這樣的方式來確保膜所連接的兩層纖維層之間有連通的通道，以利于聲波在進(jìn)入表面纖維層后能穿過薄膜繼續(xù)進(jìn)入底層纖維層，與表層和底層纖維層都能發(fā)生相互作用，從而使聲能量達(dá)到最大程度的消耗，即獲得良好的吸音性能。
[0004]但是單方面靠吸音，并不能滿足整車聲學(xué)降噪要求:盡可能的使乘客倉的聲壓級最小。吸聲結(jié)構(gòu)的聲學(xué)部件對于降低整車噪音聲壓級的貢獻(xiàn)僅限于0.2?1 dB，要想更進(jìn)一步的降低聲壓級，還需要該材料結(jié)構(gòu)能發(fā)揮隔音作用。從前述隔音機(jī)理得知，多層結(jié)構(gòu)中必須含有一層隔離層來阻隔或反射聲波。如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)的EPDM或者EVA作為隔離層，一方面產(chǎn)品的重量增加了，無法達(dá)成輕量化的要求；另一方面，EPDM或EVA層與纖維層之間的連接也會出現(xiàn)問題:a)如果利用蒸汽加熱工藝，利用EPDM或EVA的背膠與纖維層粘合，由于在加熱過程中EPDM或EVA會被同時軟化，在脫模時容易出現(xiàn)粘模，進(jìn)一步如果在脫模過程中，EPDM或EVA產(chǎn)生破裂，會形成廢品，隔音制品上的縫隙的會極大程度的降低隔音效果；b)如果采用噴膠的方式將EPDM層和纖維層粘合在一起，會增加制造工序，降低生產(chǎn)效率，同時膠水的使用也會帶來一定的VOC問題。那么是否可以不使用傳統(tǒng)EPDM或EVA作為聲隔離層，而直接利用熱塑性薄膜作為聲隔離層，在保證一定的吸音性能的前提下，提升多層纖維制品的隔音性能呢？本發(fā)明就是為了解決這個課題而創(chuàng)作的一種高效、低成本的生產(chǎn)工藝。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，提供一種可行的，低成本，輕量化的，空氣流阻可調(diào)節(jié)的聲學(xué)部件的制造方法，該方法主要通過對多層結(jié)構(gòu)中所使用的熱塑性薄膜的流阻的控制，來分別實(shí)現(xiàn)對制品吸隔音功能的控制。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法，步驟為:
(1)鋪料:按由下至上的順序鋪放纖維氈、熱塑性不透氣薄膜和纖維氈(如附圖3)；
(2)壓制成型:將鋪好的材料置入成型模具內(nèi)進(jìn)行模壓，在模壓的同時下模通蒸汽，上模抽真空，通過高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，使上下層纖維中含有低熔點(diǎn)纖維絲熔化，在壓力的作用下，把周圍的纖維絲粘合在一起，同時熱塑性薄膜也被熔化，把上下兩層纖維層粘合在一起，得到壓制半成品；在此過程中，通過對蒸汽加熱時間及上下模具溫度的控制，來實(shí)現(xiàn)對薄膜熔化程度的控制，進(jìn)而控制模壓成型后薄膜的流阻:如果需要提升制品的空氣流阻，則需要減少蒸汽加熱時間和上下模具溫度，從而減少薄膜的熔化，這樣可以得到大的空氣流阻，大的空氣流阻層即為聲傳遞的隔離層，反之亦然；
成型條件:蒸汽壓力:0.6-3MPa ;蒸汽溫度:170-220°C ;通蒸汽時間25_35s成型壓力:9-1觀pa ;成型時間:40-60s ;抽真空壓力:0.015-0.03Mpa ;抽真空時間:50-70s ;上下模模具溫度:170-200 0C ；
(3)冷卻定型:將所述壓制半成品放入冷卻治具進(jìn)行冷卻定型；得定型半成品，冷卻時間:45-60s ；
(4)切割:用沖斷裝置或水刀對所述定型半成品進(jìn)行外形尺寸及孔位的切割，得到聲學(xué)部件成品；沖斷裝置的沖斷壓力為5-10Mpa，沖斷時間為3-lOs ;水刀的切割壓力為40000-50000psi，切割氣壓為 0.6-0.8Mpa ；
(5)檢驗(yàn):所述聲學(xué)部件成品經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷合格后，裝箱入庫。
[0007]所述熱塑性不透氣薄膜為EAA不透氣膜，密度為25_70g/m2。
[0008]所述產(chǎn)品輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件空氣流阻為2000-9000rayls(N.s/m3)。所述產(chǎn)品輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件流阻為5000-9000rayls (N.s/m3)。
[0009]所述熱塑性薄膜為EAA不透氣膜，克重為25?70g/m2。
[0010]所述纖維租成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%_20%的聚酯纖維，15%-25%的低熔點(diǎn)聚酯纖維和50%-65%的棉纖維及化學(xué)合成纖維的再生纖維；表面密度:500-2000g/m2。
[0011]具體制備過程為:a)原料單獨(dú)開松處理:稱取聚酯纖維f 2份、再生棉纖維5?7份、低熔點(diǎn)熱塑性纖維2?3份，首先對各種原料單獨(dú)進(jìn)行開松處理，將團(tuán)簇狀的纖維材料打散成蓬松的纖維束，打散后纖維的體密度為5(T80kg/m3，打散后的原料送入一個大倉進(jìn)行混合；b)混開松及除雜:混合好以后的原料再通過進(jìn)一步的混合開松處理及雜質(zhì)處理得到開松均勻的混合料；c)氣流成網(wǎng):將b)中得到的混合料通過鋪料設(shè)備在棉箱中鋪成設(shè)定厚度的纖維層，再輸入到氣流成網(wǎng)機(jī)中形成需要的纖維層；d)高溫定型:纖維層在烘箱中經(jīng)高溫處理定型；e)裁片:高溫定型后再冷卻后，經(jīng)裁剪處理，即可獲得設(shè)定尺寸與厚度的纖維氈。[0012]本發(fā)明的有益效果:利用高溫蒸汽傳熱的方式，在模壓成型時直接利用熱塑性薄膜進(jìn)行粘結(jié)，而非在現(xiàn)場以人工涂布粘結(jié)劑，不但可節(jié)省人工提升產(chǎn)能，大幅度提高了生產(chǎn)效率，且確保了制造現(xiàn)場的環(huán)境的安全和操作人員的健康。
[0013]本發(fā)明還采用不透氣熱塑性薄膜EAA作為纖維層之間的粘合膜，通過選擇不同熔點(diǎn)、克重的薄膜，及通過對蒸汽加熱時間及上下模具溫度的控制，來調(diào)節(jié)聲學(xué)部件的空氣流阻，在不增加制品重量及制造成本的前提下為聲學(xué)性能的優(yōu)化提供新的研究方向。
[0014]本發(fā)明所涉及的多層結(jié)構(gòu)的聲學(xué)部件可以用作前圍駕倉隔音墊或汽車主地毯下
隔音墊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1本發(fā)明工藝流程圖。
[0016]圖2本發(fā)明打孔膜示意圖。
[0017]圖3本發(fā)明材料鋪設(shè)圖。
[0018]附圖標(biāo)記說明:1、纖維層；2、EAA膜；3、纖維層。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明實(shí)施例工藝流程圖如圖1所示。
[0020]實(shí)施例1
(1)鋪料:按由下至上的順序鋪放纖維氈、熱塑性薄膜和纖維氈；其中上層纖維氈克重1000 g/m2，下層纖維氈克重為1200 g/m2，采用的薄膜克重為25g/m2 ;鋪料順序如圖3所示；
(2)壓制成型:將鋪好的材料置入成型模具內(nèi)進(jìn)行模壓，在模壓的同時下模通蒸汽，上模抽真空，通過高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，使上下層纖維中含有低熔點(diǎn)纖維絲熔化，在壓力的作用下，把周圍的纖維絲粘合在一起，同時熱塑性薄膜也被熔化，把上下兩層纖維層粘合在一起，得到壓制半成品；
成型條件:蒸汽壓力:0.6MPa ;蒸汽溫度:220°C;通蒸汽時間25s成型壓力:IOMpa ;成型時間:45s ;抽真空壓力:0.015MPa ;抽真空時間:50s ;上下模模具溫度:170°C ；
(3)冷卻定型:將壓制半成品放入冷卻治具進(jìn)行冷卻定型，得定型半成品；冷卻時間:
45s ；
(4)切割:用沖斷裝置或水刀對定型半成品進(jìn)行切割外形尺寸及孔位，得到聲學(xué)部件成品；沖斷裝置:沖斷壓力:8MPa，沖斷時間:10s ;水刀:切割壓力:40000psi，切割氣壓:
0.8MPa ；
(5)檢驗(yàn):聲學(xué)部件成品經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷合格后，裝箱入庫。
[0021]最終聲學(xué)部件成品的總流阻為2000-3000raylS，所述聲學(xué)部件成品吸音性能比較好。
[0022]實(shí)施例2
(1)鋪料:按由下至上的順序鋪放纖維氈、熱塑性薄膜和纖維氈；其中上層纖維氈克重1200g/m2，下層纖維氈克重為1500g/m2，采用的薄膜克重為70g/m2 ;鋪料順序如圖3所示；
(2)壓制成型:將鋪好的材料置入成型模具內(nèi)進(jìn)行模壓，在模壓的同時下模通蒸汽，上模抽真空，通過高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，使上下層纖維中含有低熔點(diǎn)纖維絲熔化，在壓力的作用下，把周圍的纖維絲粘合在一起，同時熱塑性薄膜也被熔化，把上下兩層纖維層粘合在一起，得到壓制半成品；
成型條件:蒸汽壓力:3MPa ;蒸汽溫度:170°C ;通蒸汽時間35s成型壓力:12MPa ;成型時間:60s ;抽真空壓力:0.015Mpa ;抽真空時間:70s ;上下模模具溫度:200°C ；
(3)冷卻定型:將壓制半成品放入冷卻治具進(jìn)行冷卻定型，得定型半成品，冷卻時間:
60s ；
(4)切割:用沖斷裝置或水刀對定型半成品進(jìn)行切割外形尺寸及孔位，得到聲學(xué)部件成品；沖斷裝置:沖斷壓力:8Mpa，沖斷時間:IOs ;水刀:切割壓力:45000psi，切割氣壓:
0.7Mpa ；
(5)檢驗(yàn):聲學(xué)部件成品經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷合格后，裝箱入庫。
[0023]最終聲學(xué)部件成品的總流阻為7000-9000raylS，所述聲學(xué)部件成品的隔音性能比較好。
[0024]實(shí)施例3
(1)鋪料:按由下至上的順序鋪放纖維氈、熱塑性薄膜和纖維氈；其中上層纖維氈克重1200g/m2，下層纖維氈克重為1200g/m2，采用的薄膜克重為35g/m2 ;鋪料順序如圖3所示；
(2)壓制成型:將鋪好的材料置入成型模具內(nèi)進(jìn)行模壓，在模壓的同時下模通蒸汽，上模抽真空，通過高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，使上下層纖維中含有低熔點(diǎn)纖維絲熔化，在壓力的作用下，把周圍的纖維絲粘合在一起，同時熱塑性薄膜也被熔化，把上下兩層纖維層粘合在一起，得到壓制半成品；
成型條件:蒸汽壓力:2MPa ;蒸汽溫度:200°C ;通蒸汽時間30s成型壓力:IIMPa ;成型時間:55s ;抽真空壓力:0.02Mpa ;抽真空時間:60s ;上下模模具溫度:190°C ；
(3)冷卻定型:將壓制半成品放入冷卻治具進(jìn)行冷卻定型，得定型半成品，冷卻時間:
60s ；
(4)切割:用沖斷裝置或水刀對定型半成品進(jìn)行切割外形尺寸及孔位，得到聲學(xué)部件成品；沖斷裝置:沖斷壓力:8Mpa，沖斷時間:5s ;水刀:切割壓力:50000psi，切割氣壓:
0.6Mpa ；
(5)檢驗(yàn):聲學(xué)部件成品經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷合格后，裝箱入庫。
[0025]最終聲學(xué)部件成品的總流阻為3000-5000raylS，這種聲學(xué)部件成品具有良好的綜
合吸/隔音性能。
【權(quán)利要求】
1.輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法，其特征是步驟為: (1)鋪料:按由下至上的順序鋪放纖維氈、熱塑性不透氣薄膜和纖維氈； (2)壓制成型:將步驟(I)鋪好的材料置入成型模具內(nèi)進(jìn)行模壓，在模壓的同時下模通蒸汽，上模抽真空，通過高溫蒸汽對材料進(jìn)行加熱，使上下層纖維中含有低熔點(diǎn)纖維絲熔化，在壓力的作用下，把周圍的纖維絲粘合在一起，同時熱塑性薄膜也被熔化，把上下兩層纖維層粘合在一起，得到壓制半成品； 成型條件:蒸汽壓力:0.6-3MPa ;蒸汽溫度:170-220°C ;通蒸汽時間25_35s成型壓力:9-1觀pa ;成型時間:40-60s ;抽真空壓力:0.015-0.03Mpa ;抽真空時間:50-70s ;上下模模具溫度:170-200 0C ； (3)冷卻定型:將所述壓制半成品放入冷卻治具進(jìn)行冷卻定型，得到定型半成品；冷卻時間:45-60s ； (4)切割:用沖斷裝置或水刀對所述定型半成品進(jìn)行外形尺寸及孔位的切割，得到聲學(xué)部件成品；沖斷裝置的沖斷壓力為5-10Mpa，沖斷時間為3-lOs ;水刀的切割壓力為40000-50000psi，切割氣壓為 0.6-0.8Mpa ； (5)檢驗(yàn):所述聲學(xué)部件成品經(jīng)檢驗(yàn)無缺陷合格后，裝箱入庫。
2.如權(quán)利要求1所述輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法，其特征是:所述熱塑性不透氣薄膜為EAA不透氣膜，密度為25-70g/m2。
3.如權(quán)利要求1所述輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法，其特征是:所述產(chǎn)品輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件空氣流阻為2000-9000raylsN.s/m3 ο
4.如權(quán)利要求1所述輕量化空氣流阻可調(diào)節(jié)式多層結(jié)構(gòu)聲學(xué)部件的制備方法，其特征是:所述纖維氈成分按重量份計為15%_20%的聚酯纖維，15%-25%的低熔點(diǎn)聚酯纖維和60%-65%的棉纖維及化學(xué)合成纖維的再生纖維；表面密度為500-2000g/m2。
【文檔編號】B32B37/06GK103692753SQ201310676385
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】阮靜, 黃威, 田秀杰 申請人:無錫吉興汽車聲學(xué)部件科技有限公司