專利名稱：一種吸聲降噪材料及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種吸聲降噪材料及其應用。
背景技術：
隨著現代工業(yè)的迅速發(fā)展，噪聲對人類的危害也越來越大。噪聲污染、空氣污染 和水污染被認為是當代世界三大環(huán)境公害。噪聲不僅影響人們正常的工作秩序和工作 效率，還影響人們的日常生活和身心健康。控制噪聲已成為人類的當務之急，對吸聲 降噪材料的研究也已經成為世界各國科技工作者的重要研究方向之一。
常見的吸聲材料包括以下幾類
天然有機纖維材料，包括棉、麻、甘蔗、木絲、稻草及其制品等。這些材料吸聲 效果好，價廉易得，取材方便；但是缺點在于易潮濕、易腐爛、易變質，從而降低吸
聲性能，限制了它們的應用。
無機纖維材料，包括玻璃棉、礦渣棉、巖棉及其制品等。這些材料耐熱、耐腐蝕、
價格低廉；但是缺點在于性脆易斷、易吸水、易產生環(huán)境污染，在某些場合不宜使用。
合成纖維材料，包括聚烯烴纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維等有機合成高分子材料 及其制品。這些材料盡管吸聲效果較好，但制造成本較高，強度較低，并且容易給相 關結構帶來消防隱患。
泡沫塑料類，包括聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料和氨基甲酸酯泡沫塑料等。這 些材料質輕，柔軟，但是不防火、易老化、易吸水，使用受一定限制。
吸聲建筑材料類，包括泡沫玻璃、陶土吸聲磚、加氣混凝土等。這些材料不易變 形老化，防腐，防潮，但材料厚重，制作工藝較復雜。
木棉屬于被子植物門、雙子葉植物綱、錦葵目、木棉科植物。木棉纖維則是木棉 的果實纖維，屬單細胞纖維，其附著于木棉蒴果殼體內壁，由內壁細胞生長，發(fā)育而 成。木棉纖維一般長約8-34mm，纖維中段直徑18~45阿。線密度0.4 0.7dtex。而常 用的棉、毛、絲、麻纖維的線密度都在1.0dex以上，所以木棉纖維是一種天然超細纖 維。木棉纖維外表面光滑，不顯轉曲，截面為圓形或者橢圓形，縱向外觀為中段略粗， 梢端較細、根端鈍圓、兩端封閉的圓柱形。細胞中充空氣。木棉纖維具有獨特的防霉、 防潮、防水、防蛀的特點。纖維的中空度高達80~90%，是目前人類已經發(fā)現的中空 度最高的纖維材料，而運用高新技術制造的人造單孔中空纖維的中空度目前也僅能達 到35~40%。中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?3116191.X的專利申請公開了一種木棉的應用，即木棉 在紡織領域的應用，可用木棉做紡紗的原料及作為棉被、棉服、枕頭等的填充材料。
中國發(fā)明專利申請?zhí)枮?00610078142.5和200610078141.0的專利申請公開了木 棉纖維在紡紗紡織領域的制造方法及應用，以及在非織造布無紡布領域的制造方法及 應用。
但木棉纖維在吸聲降噪領域的應用尚未見專利報道。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種吸聲降噪材料及其應用。
本發(fā)明提供的吸聲降噪材料，主要包括木棉纖維，還可包括天然有機纖維、無機 纖維和/或人造纖維。
上述吸聲降噪材料中，各種常用的天然有機纖維均適用，優(yōu)選棉纖維、麻纖維、 甘蔗纖維、木絲纖維、稻草纖維、駝毛纖維、羊毛纖維、兔毛纖維或蠶絲纖維中的一 種或任意比例的混合物；各種常用的無機纖維均適用，優(yōu)選玻璃棉纖維、玻璃纖維、 礦渣棉纖維或巖棉纖維中的一種或任意比例的混合物；各種常用的人造纖維均適用， 優(yōu)選聚烯烴纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維、低熔點纖維或粘膠纖維中的一種或任意比 例的混合物。
所用天然有機纖維、無機纖維和人造纖維的總質量百分含量占吸聲降噪材料的 0% 95%，余量為木棉纖維。
另外，本發(fā)明提供的吸聲降噪材料在制備吸聲降噪制品中的應用，也屬于本發(fā)明 的保護范圍。該吸聲降噪制品包括木棉吸音氈、木棉吸音絮填料和木棉吸音無紡布， 且其制造工藝均與現有的成氈制造工藝、絮料制造工藝和無紡布制造工藝相同。
木棉纖維本身具有很大的中空率(80 90%)，是目前人類已經發(fā)現的中空度最 高的纖維材料。木棉纖維中的空隙全部為靜止空氣，其纖維聚集體又是處于疏松多孔 狀態(tài)，這些空隙間彼此貫通，且通過表面與外界相通。當聲波入射木棉纖維制品時， 一部分聲波在制品表面被反射掉，另一部分則透入到制品內部向前傳播。在傳播過程 中，引起纖維間孔隙的空氣運動，與固體筋絡(木棉纖維壁)發(fā)生摩擦，由于粘滯性 和熱傳導效應，將聲能轉變?yōu)闊崮芏纳⒌?。其次，木棉纖維管內空氣和纖維壁之間 的熱交換引起的熱損失也使聲能衰減。聲波在制品的剛性壁面反射后，經過制品內部 回到其表面時， 一部分聲波透射到空氣中， 一部分又反射回到制品內部，繼續(xù)耗散； 聲波通過這種反復傳播，使能量不斷轉換耗散，如此反復，從而達到"吸聲降噪"的 目的。因此，木棉纖維在吸聲降噪方面有著良好的應用前景。
由于木棉纖維具有獨特的防霉、防潮、防水、防蛀的特點，能有效克服原有天然有機纖維吸聲降噪材料易吸濕，腐爛而失去吸聲降噪功能的缺點；其特有的80~90% 的高中空度，是人類目前已經發(fā)現的中空度最高的纖維材料，具有良好的吸聲降噪效 果。木棉纖維在自然界廣泛存在，廣泛分布于我國福建，云南，廣東，廣西，海南等 地區(qū)及東南亞地區(qū)，資源豐富而價廉。本發(fā)明提供的以木棉纖維為主要成分的吸聲降 噪材料及制品，吸聲效果良好，產品工藝簡單，成本低廉，具有廣闊的經濟效益和社 會效益。


圖1為木棉纖維的中空結構掃描電子顯微鏡(SEM)圖片。 圖2為實施例1制備得到的木棉吸音氈的法向正入射吸聲系數曲線圖。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。 實施例1、制備木棉吸音氈
100%的純木棉纖維，經過開松，梳理，氣流成網，針刺加固，巻繞，切斷，即可 得到木棉吸音氈。
該木棉纖維的中空結構的掃描電子顯微鏡圖片如圖1所示。
該木棉吸音氈的厚度為2cm，容重為10kg/m3，其法向正入射吸聲系數曲線圖如 圖2所示。由圖2可知，在高頻部分(大于1000Hz)，該木棉吸音氈顯示了良好的吸 聲效果。
實施例2、制備木棉吸音氈
80%的純木棉纖維、20%的棉纖維，經過混合開松，梳理，氣流成網，針刺加固， 巻繞，切斷，即可得到木棉吸音氈。
實施例3、制備木棉吸音氈
70%的純木棉纖維、30%的玻璃纖維，經過混合開松，梳理，氣流成網，針刺加 固，巻繞，切斷，即可得到木棉吸音氈。
實施例4、制備木棉吸音氈
60%的純木棉纖維、40%的聚丙烯纖維，經過混合開松，梳理，氣流成網，針刺 加固，巻繞，切斷，即可得到木棉吸音氈。
實施例5、制備木棉吸音絮填料95%的木棉纖維、5%的低熔點滌綸纖維，經過混合開松，梳理，氣流成網，熱熔 粘合，巻繞，切斷，即可得到木棉吸音絮填料。
實施例6、制備木棉吸音絮填料
85%的木棉纖維、15%的粘膠纖維，經過混合開松，梳理，氣流成網，熱熔粘合， 巻繞，切斷，即可得到木棉吸音絮填料。
實施例7、制備木棉吸音絮填料
75%的木棉纖維、25%的聚丙烯/聚乙烯皮芯型復合纖維，經過混合開松，梳理， 氣流成網，熱熔粘合，巻繞，切斷，即可得到木棉吸音絮填料。
實施例8、制備木棉吸音絮填料
65%的木棉纖維、35%的麻纖維，經過混合開松，梳理，針刺加固，烘干，巻繞， 切斷，即可得到木棉吸音無紡布。
實施例9、制備木棉吸音無紡布 55%的木棉纖維、45%的羊毛纖維， 繞，切斷，即可得到木棉吸音無紡布。
實施例10、制備木棉吸音無紡布 45%的木棉纖維、55%的錦綸纖維， 繞，切斷，即可得到木棉吸音無紡布。
經過混合開松，梳理，針刺加固，烘干，巻
經過混合開松，梳理，針刺加固，烘干，巻
權利要求
1、一種吸聲降噪材料，其特征在于所述吸聲降噪材料包括木棉纖維。
2、 根據權利要求1所述的吸聲降噪材料，其特征在于所述吸聲降噪材料還包 括天然有機纖維、無機纖維和/或人造纖維。
3、 根據權利要求1或2所述的吸聲降噪材料，其特征在于所述天然有機纖維 為棉纖維、麻纖維、甘蔗纖維、木絲纖維、稻草纖維、駝毛纖維、羊毛纖維、兔毛纖 維或蠶絲纖維中的一種或其任意比例的混合物；所述無機纖維為玻璃棉纖維、玻璃纖 維、礦渣棉纖維或巖棉纖維中的一種或其任意比例的混合物；所述人造纖維為聚烯烴 纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維、低熔點纖維或粘膠纖維中的一種或其任意比例的混合 物。
4、 根據權利要求1或2所述的吸聲降噪材料，其特征在于所述天然有機纖維、 無機纖維和人造纖維的總質量百分含量占所述吸聲降噪材料的0% 95%，余量為所述 木棉纖維。
5、 權利要求l-4任一所述的吸聲降噪材料在制備吸聲降噪制品中的應用。
6、 根據權利要求5所述的吸聲降噪材料在制備吸聲降噪制品中的應用，其特征 在于所述吸聲降噪制品為木棉吸音氈、木棉吸音絮填料或木棉吸音無紡布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種吸聲降噪材料及其在制備吸聲降噪制品中的應用。本發(fā)明提供的吸聲降噪材料，主要包括天然木棉，還可包括天然有機纖維、無機纖維和人造纖維。所用天然有機纖維、無機纖維和人造纖維的總質量百分含量占吸聲降噪材料的0％～95％。利用木棉纖維的高中空度，防潮防蛀，價廉易得的特點，可將其制成木棉吸聲絮填料，木棉吸聲氈，木棉吸聲無紡布等吸聲降噪制品；其也可與各種天然纖維以及合成纖維混合，制成木棉吸聲絮填料、木棉吸聲氈、木棉吸聲無紡布等吸聲降噪制品，吸聲降噪效果良好，制備工藝簡單，成本低廉，具有廣闊的經濟效益和社會效益。
文檔編號G10K11/00GK101593515SQ20081011276
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月26日 優(yōu)先權日2008年5月26日
發(fā)明者向海帆, 張小莉, 張曉艷, 堅 徐, 施楣梧, 杰 沈, 紅 肖 申請人:中國科學院化學研究所