專利名稱：用于形成吸音層系統(tǒng)的直接發(fā)泡背襯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造密實(shí)層—吸音層系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)具有熱變形溫度更高和降噪效果更強(qiáng)的隔音裝置，尤其用于汽車發(fā)動機(jī)室。
背景技術(shù)：
在汽車發(fā)動機(jī)室中采用純吸音層，具有密實(shí)層的吸音層，彈性層—密實(shí)層系統(tǒng)以及振動阻尼系統(tǒng)，以及具有吸音能力和赫爾姆霍茨共振器(Helmholtz resonator)的熱防護(hù)罩用于降低噪聲。
可以參考DE198 21 532A，DE197 26 965A，DE197 34 913A，DE199 09 046A，WO02/09977，DE197 39 778A和WO01/12470以及DE299 15 429U。
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)公開了由無紡布材料和/或開孔泡沫材料制備的單層和多層吸音層，其具有或沒有一厚重層，通常具有夾層結(jié)構(gòu)。
目前，彈性層—密實(shí)層系統(tǒng)主要是通過對厚重板進(jìn)行深拉延成型或擠出成型而形成，所述厚重板具有由聚氨酯(PUR)柔性泡沫以及高度填充泡沫材料(通過反應(yīng)注射成型即RIM制備的緊實(shí)聚胺酯泡沫)構(gòu)成的泡沫背襯。通過在PUR柔性泡沫的表面涂覆一層塑料薄膜或噴霧薄膜劑，或者通過模內(nèi)涂層可以增加其抗介質(zhì)性能。
通常，具有密實(shí)層的吸音層系統(tǒng)包括無紡布材料或者高膨脹率沖切泡沫以及厚重板，所述泡沫經(jīng)常與表面覆蓋有無紡布覆層或傳聲板的三聚氫胺樹脂泡沫結(jié)合。無紡布材料和泡沫本身又可以具有多層結(jié)構(gòu)。厚重板主要是共聚物板，高度填充(致密的RIM材料或)泡沫材料，或者是注射成型部件。
該制備方法包括以下步驟—模壓成型所述吸音層；—制備厚重板或密實(shí)層(深拉，擠出，反應(yīng)注射成型(RIM)發(fā)泡成型，注射成型)—連接吸音層和密實(shí)層；以及—沖切成型。
也已經(jīng)知道以一步工藝或兩步工藝模壓吸音層和柔性厚重板的方法。
但是，目前，吸音層和密實(shí)層主要通過粘接劑接合，夾緊或焊接方法連接在一起。
粘接劑接合包括局部或整個表面涂覆粘接劑。這一方面需要清潔密實(shí)層板，例如通過清洗或噴沙，從而使密實(shí)層板和吸音層之間具有足夠好的粘接面，另一方面，其需要將吸音層和密實(shí)層粘接在一起的輔助工藝步驟。實(shí)際上，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)粘接不牢靠的情況。而且，粘接劑粘接是很繁瑣的方法，殘留粘接劑經(jīng)常會污染裝置，工具以及工作場所。
也可以作為輔助工藝步驟的夾緊和焊接是局部進(jìn)行的，因此經(jīng)常不能保證密實(shí)層—吸音層系統(tǒng)的尺寸以及隔音功能。當(dāng)開動汽車時(shí)，夾緊系統(tǒng)由于各層之間的氣流而導(dǎo)致不期望的噪聲，并且夾緊和焊接系統(tǒng)會使吸音層和厚重板產(chǎn)生破損并使破損擴(kuò)大。
另外，由于焊接需要昂貴的設(shè)備而使焊接的成本非常高，并且不是所有的材料都適合用焊接(以滿足功能要求的方式)來結(jié)合。
另外，還已經(jīng)知道具有熱塑性和熱固性粘接劑的無紡布材料(優(yōu)選是棉混纖維無紡布)以夾層結(jié)構(gòu)配備有通過噴霧、刀涂法(knife-coating)，擠出或涂膜法涂覆的阻擋(厚)層。
另外，由現(xiàn)有技術(shù)已知，帶熱塑性和熱固性粘接劑的模壓成型的無紡布材料由于本身具有很高的強(qiáng)度(壓縮強(qiáng)度)，因此可以直接加泡沫背襯，從而使吸音層結(jié)構(gòu)不容易被壓力損壞，或者根本不會被壓力損壞。
在具有多層結(jié)構(gòu)以及包括一或多層覆蓋層，支承層以及吸音層的吸音層的(熱)模壓成型中，由現(xiàn)有技術(shù)已知，在模壓成型過程中，通過壓縮空氣管將壓縮空氣引入模具，其目的是更好地進(jìn)行模具填充，在各層之間的可靠連接(positive connection)，以及完全的固化。而且，可以通過在各層之間，尤其是各吸音層之間涂覆(氣密性)隔層或阻擋板/層而改善聲音效果，見DE197 34 913A。
目前尚不能制作出具有泡沫材料、尤其是高度填充致密層、可選具有微細(xì)胞、RIM材料或泡沫材料的高膨脹率泡沫吸音層的直接泡沫背襯，這是由于在發(fā)泡模具內(nèi)建立的壓力壓壞或損壞高膨脹率泡沫(吸音層)結(jié)構(gòu)，因而不能達(dá)到吸音層的吸音效率、尺寸以及功能。另外，根據(jù)聲音和結(jié)構(gòu)確定的密實(shí)層的厚度容許誤差不能夠保持。
另外，在打開模具中發(fā)泡成型，也就是說，將吸音層插入到發(fā)泡模具中，在吸音層上自由發(fā)泡以及隨后關(guān)閉模具是不能實(shí)現(xiàn)的，這是因?yàn)?，由于相互作?熱流變動力學(xué))和相關(guān)泡沫的流動性，用泡沫填充輪廓是不可靠的，因此不能使用帶密實(shí)層的吸音系統(tǒng)。
另外，帶高度填充PUR致密層的系統(tǒng)由于存在非常嚴(yán)重的磨損，其噴霧涂覆不能大批量的實(shí)現(xiàn)，或者說存在很大的問題。這需要對裝置和工具進(jìn)行不斷的維修，成本很高。另外，由于噴霧涂覆，因此不能以適合于加工過程的方式來檢測需要檢測的預(yù)定的密實(shí)層厚度容許公差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種可應(yīng)用于工業(yè)并且能夠?qū)崿F(xiàn)帶高度填充(致密的聚亞氨酯)泡沫材料的(高膨脹率)泡沫吸音層或無紡布吸音層的直接泡沫背襯。
根據(jù)本發(fā)明的目的通過下述方法實(shí)現(xiàn)通過在密實(shí)層一側(cè)為吸音層的表層涂覆不透泡沫的無紡布材料或不透泡沫的塑料片，不具有或具有傳音裝置以及因此在與密實(shí)層相反的一側(cè)上具有氣體可通過的無紡布材料，在發(fā)泡模具中定位所述吸音層，關(guān)閉發(fā)泡模具，并通過氣體可通過的無紡布材料或直接對吸音層施以壓縮空氣，然后開始發(fā)泡成型工藝。
下面將以汽車的發(fā)動機(jī)室中使用的典型的密實(shí)層—吸音層系統(tǒng)為例說明本發(fā)明的工藝。
根據(jù)本發(fā)明的工藝能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中密實(shí)層和吸音層接合/連接選擇所存在的缺陷，能夠改進(jìn)制備方法和功能，并且能夠免除連接這一工藝步驟。
因此，本發(fā)明的第一實(shí)施例涉及一種用于吸音層系統(tǒng)的直接泡沫背襯的工藝，其中，吸音層包括一泡沫層或無紡布層，在其一側(cè)或兩側(cè)帶有一覆蓋層，其特征在于，具有非常低的密度的吸音層在密實(shí)層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層，將所述吸音層置于發(fā)泡模具內(nèi)，并且在發(fā)泡成型工藝開始前，在封閉發(fā)泡模具中，從與所述密實(shí)層相反的一側(cè)在吸音層內(nèi)建立壓力。
在另一實(shí)施例中，本方法的特征在于氣體狀態(tài)下的介質(zhì)，尤其是(壓縮)氣體，被用作施壓介質(zhì)，以及，在吸音層內(nèi)利用氣體狀態(tài)下的介質(zhì)建立從0.5巴-7巴的壓力，尤其是1巴-3巴的壓力。
根據(jù)一個優(yōu)選實(shí)施例，采用無紡布材料或塑料板作為密實(shí)層一側(cè)的不透泡沫的覆蓋層。
在又一實(shí)施例中，采用泡沫密度在5kg/m3到38kg/m3范圍內(nèi)的開孔泡沫或混合胞粒(mixed-cell)泡沫作為吸音層。
優(yōu)選地，根據(jù)又一實(shí)施例，采用密度在35kg/m3到190kg/m3范圍內(nèi)的發(fā)泡成型的冷泡沫(foam-molded cold foam)作為吸音層。并且，在密實(shí)層一側(cè)，這些吸音層具有不透泡沫的覆蓋層。
在又一實(shí)施例中，采用在密實(shí)層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層的非壓縮無紡布材料作為吸音層。
在泡沫背襯工藝之前在吸音層內(nèi)建立的壓力被控制和/或者調(diào)節(jié)，例如通過閥。
在泡沫背襯方法之前在吸音層內(nèi)建立的壓力，在整個發(fā)泡成型工藝過程中通過閥確定、控制和調(diào)節(jié)。
在又一實(shí)施例中，本方法的特征在于，在泡沫背襯方法之前在吸音層內(nèi)建立的壓力，在整個發(fā)泡成型工藝過程中可以被控制，并且其通過與密實(shí)層相反的發(fā)泡模具部件的部分結(jié)構(gòu)，在發(fā)泡模具中從與密實(shí)層相反一側(cè)進(jìn)行局部具有不同強(qiáng)度的控制和調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的又一實(shí)施例包括一吸音層系統(tǒng)，其中，所述吸音層包括在一側(cè)或兩側(cè)具有覆蓋層的一泡沫層或無紡布層以及一泡沫層。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明，發(fā)泡模具應(yīng)該具有在模具上表面上方100mm處的氣體噴嘴，其直接朝向與所述密實(shí)層相反的吸音層表面，并且當(dāng)發(fā)泡模具關(guān)閉時(shí)，所述吸音層應(yīng)該通過氣體可通過無紡布或直接被施加2巴的氣體壓力。
根據(jù)所述吸音層的構(gòu)成與結(jié)構(gòu)，可以通過發(fā)泡模具中的氣體噴嘴裝置以及施加的氣體壓力對所述吸音層的變形穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)節(jié)。


圖1示出作為帶密實(shí)層的吸音層系統(tǒng)的外傳輸通道1的隔音裝置，其中，高膨脹率泡沫吸音層2在密實(shí)層一側(cè)的表層涂覆有不透泡沫的無紡布3，在與密實(shí)層相反的一側(cè)表面涂覆有氣體可通過的無紡布4。根據(jù)本發(fā)明的工藝，吸音層可以用高度填充(致密的RIM)泡沫5直接作為泡沫背襯。
具體實(shí)施例方式
可根據(jù)本發(fā)明的工藝制備的密實(shí)層吸音系統(tǒng)，尤其是優(yōu)選的隔音裝置是外管道，發(fā)動機(jī)室的前壁以及機(jī)組室的前壁。
實(shí)施例高膨脹率泡沫吸音層通過模壓成型方法制備，其具有材料結(jié)構(gòu)不透泡沫的無紡布(在密實(shí)層一側(cè))Azetin GPV MH 50/45 PE，泡沫密度為12kg/m3，厚度為18mm的高膨脹率泡沫，氣體可通過的無紡布(與密實(shí)層相反的一側(cè))Coatilphoob Z21PE。
這種吸音層被插入到發(fā)泡(泡沫背襯)模具中，然后模具關(guān)閉。通過配備有空氣噴嘴的沖模，吸音層具有壓縮空氣通過氣體可通過的無紡布。然后，利用通過商業(yè)途徑可得到的致密的(RIM)泡沫開始發(fā)泡成型工藝。在發(fā)泡成型工藝完成后，沖裁出形狀。
帶直接背襯的吸音層
在表面上的帶直接背襯的密實(shí)層的厚度為3.0±0.5mm。密實(shí)層和吸音層之間的接合非常牢固。如果要將密實(shí)層和吸音層分開，只能破壞吸音層。因此，能夠獲得密實(shí)層—吸音層系統(tǒng)的尺寸和功能。
權(quán)利要求
1.一種用于形成吸音層系統(tǒng)的直接泡沫背襯的方法，其中，吸音層包括一泡沫層或無紡布層，在其一側(cè)或兩側(cè)帶有一覆蓋層，其特征在于，具有非常低的密度的吸音層在密實(shí)層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層，將所述吸音層置于發(fā)泡模具內(nèi)，并且在發(fā)泡成型工藝開始前，在封閉的發(fā)泡模具中，從與所述密實(shí)層相反的一側(cè)在吸音層內(nèi)建立壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，氣體狀態(tài)下的介質(zhì)，尤其是(壓縮)氣體，被用作施壓介質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在吸音層內(nèi)利用氣體狀態(tài)下的介質(zhì)建立從0.5巴-7巴的壓力，尤其是1巴-3巴的壓力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于，采用無紡布材料或塑料板作為密實(shí)層一側(cè)的不透泡沫的覆蓋層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，采用泡沫密度在5kg/m3到38kg/m3范圍內(nèi)的開孔泡沫或混合胞粒泡沫作為吸音層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于，采用在厚重層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層的發(fā)泡成型的冷泡沫作為吸音層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，采用密度在35kg/m3到190kg/m3范圍內(nèi)的發(fā)泡成型的冷泡沫作為吸音層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一所述的方法，其特征在于，采用在密實(shí)層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層的非壓縮無紡布材料作為吸音層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述的方法，其特征在于，在泡沫背襯工藝之前在吸音層內(nèi)建立的壓力被閥控制和/或者調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一所述的方法，其特征在于，在泡沫背襯方法之前在吸音層內(nèi)建立的壓力，在整個發(fā)泡成型工藝過程中通過閥確定、控制和調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一所述的方法，其特征在于，在泡沫背襯方法之前在吸音層內(nèi)建立的壓力，在整個發(fā)泡成型工藝過程中可以被控制，并且其通過與密實(shí)層相反的發(fā)泡模具部件的部分結(jié)構(gòu)，在發(fā)泡模具中從與密實(shí)層相反一側(cè)進(jìn)行局部具有不同強(qiáng)度的控制和調(diào)節(jié)。
12.一種吸音層系統(tǒng)，其中，所述吸音層包括在一側(cè)或兩側(cè)具有覆蓋層的一泡沫層或無紡布層，以及可根據(jù)權(quán)利要求1-11所述的方法獲得的一泡沫層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)密實(shí)層—吸音層系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)具有熱穩(wěn)定性良好的隔音裝置，降噪效果，尤其用于汽車的發(fā)動機(jī)室。本發(fā)明公開了用于吸音層系統(tǒng)的直接泡沫背襯方法，該吸音層包括泡沫層(2)或毛層(4)，其一側(cè)或兩側(cè)帶有覆蓋層(3)。所述方法的特征在于密度非常低的吸音層的密實(shí)層一側(cè)具有不透泡沫的覆蓋層(3)，吸音層安置在發(fā)泡工具中，并且在發(fā)泡成型工藝開始前，通過封閉發(fā)泡工具內(nèi)與密實(shí)層相反的一側(cè)，在吸音層中產(chǎn)生一定的壓力。
文檔編號G10K11/168GK1711058SQ200380102694
公開日2005年12月21日 申請日期2003年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者福爾克馬爾·舒爾策, 戴維·施皮策, 斯特凡·楚梅爾, 米夏埃多·博普, 卡斯*·曼泰 申請人:Hp－舍米·佩爾策研究發(fā)展公司