專利名稱：隔音系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種隔音系統(tǒng)。
背景技術：
汽車制造商正在努力降低車輛的總噪音和振動。限制噪音和振動與不平順性(NVH)已經變成汽車設計時需要重點考慮的方面。之前，發(fā)動機噪音是車輛總噪音的主要源頭。最近，其他噪音源、例如輪胎、氣流和排氣系統(tǒng)制造的噪音變得與發(fā)動機噪音一樣需要降低。外在的行駛噪音已經通過政府限制進行控制。而內在的車輛噪音限制是降低車輛噪音的消費需求的直接結果。
我們需要減少內在和外在的車輛噪音。因此，大部分的努力都是降低內在的車輛噪音。其中一種方法是使用隔板或前隔板氈(dashmat)。這種前隔板氈用于降低發(fā)動機傳遞到車輛內部的噪音。通常這種前隔板氈位于或靠近基板、例如前圍板，以減少發(fā)動機通過前圍板傳遞到車輛內部的噪音量。
現有的前隔板氈通常由泡沫(板狀或鑄造泡沫(slab or castfoam))制成的分離器(decoupler)和熱塑性聚烯烴(TPO)或乙酸乙烯板(EVA)制成的隔板制成。這些前隔板氈用于降低整個發(fā)動機室的噪音。這種隔板型的前隔板氈通常相對較重，以達到所需的降噪效果。
最近，已經使用了較輕的前隔板氈。較輕的前隔板氈使用具有吸收性的材料，例如劣質棉花(shoddy cotton)。這種類型的前隔板氈吸收和消散從發(fā)動機室傳到車輛內部的發(fā)動機噪音，而不是阻擋發(fā)動機噪音。在授權給Alts并轉讓給Rieter Automotive AG.的美國專利US 6,145,617中公開了這種較輕的前隔板氈系統(tǒng)。在授權給Gish等人并轉讓給為Lear Corporation的美國專利US6,296,075中公開了另一種較輕的前隔板氈系統(tǒng)。這些較輕的前隔板氈系統(tǒng)還能降低車輛的總重量。
然而在日本申請2000-209070和2000-209059和歐洲專利申請EP 1,428,656 A1中公開了另一種前隔板氈系統(tǒng)。這些申請公開了包括吸音材料和擋音材料的隔音材料。
這種前隔板氈的主要功能是降低車輛內部的噪音量。傳統(tǒng)地，已知根據質量定律阻擋噪音可以提供最好的噪音傳遞損失和噪音降低。傳遞損失和噪音降低通常是確定噪音降低量的測量參數。
如果隔板覆蓋所有的孔和通道則阻擋噪音才會有效。如果不能全部覆蓋，則會出現泄漏，且NVH性能也會下降。由于前隔板氈用于車輛上具有開口或通道的各個區(qū)域，例如空調或轉向柱區(qū)域，阻擋技術沒有效果。通常在某個使用阻擋技術的前隔板氈上，隔音泡沫(即分離器)沒有效果，不能表現出較好的吸音性能。因此，在噪音通過前隔板氈傳遞時不能被充分的消散。
因此需要提供一種較輕的前隔板氈，其在車輛行駛時既可以處理通過前圍板傳遞的發(fā)動機室噪音還可以處理其他噪音源傳遞到駕駛室的噪音。另外，需要提供一種前隔板氈系統(tǒng)，其可根據特定車輛應用進行調節(jié)或調整。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的一個實施例，提供一種吸音系統(tǒng)。該吸音系統(tǒng)包括第一吸音層。隔音層靠近第一吸音層。該系統(tǒng)還包括靠近隔音層的第二吸音層。所述隔音層的表面重量(surface weight)大于大約0.1kg/m2。
根據本發(fā)明的第二實施例，提供一種減振系統(tǒng)。該減振系統(tǒng)包括減振層。隔音層靠近該減振層。吸音層靠近隔音層。


通過下面的詳細說明和附圖可以更好地理解本發(fā)明，其中圖l是本發(fā)明一個實施例的截面圖；圖2是本發(fā)明可選擇實施例的截面圖；
圖3是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖4是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖5是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖6是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖7是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖8是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖9是本發(fā)明另一個可選擇實施例的截面圖；圖10是表示噪音降低結果的圖表；圖11是表示噪音降低結果的圖表；圖12是表示噪音降低結果的圖表；圖13是表示測試結果的圖表；圖14是表示表面重量的圖表；圖15是表示噪音降低測試結果的圖表；圖16是表示插入損失(insertion loss)測試結果的圖表；圖17是表示插入損失的圖表；圖18是表示減振測試結果的圖表；圖19是表示減振測試結果的圖表；圖20是表示插入損失測試結果的圖表；以及圖21是表示減振測試結果的圖表。
具體實施例方式
下面優(yōu)選實施例的說明只是舉例說明，沒有限制本發(fā)明、本發(fā)明的應用和使用。
圖1是本發(fā)明一個實施例的截面圖。如圖1所示，隔音系統(tǒng)通常由標記10表示。隔音系統(tǒng)10為多層系統(tǒng)。隔音系統(tǒng)10通常包括由標記12表示的第一吸音層。由標記14表示的隔音層靠近第一吸音層12。通常由標記16表示的第二吸音層靠近隔音層14。如圖所示，第一吸音層12和第二吸音層16布置在隔音層14的兩側。這里使用的吸音層12和16有時被稱作A層。類似地，隔音層14有時被稱作B層。整個系統(tǒng)被稱作ABA系統(tǒng)。
所示的系統(tǒng)10具有多層前隔板氈，其優(yōu)選地用于降低通過前圍板傳遞到車輛內部的噪音。除了具有阻擋噪音的特性，系統(tǒng)10還通過吸收噪音從而降低車輛內部的噪音水平。另外，系統(tǒng)10優(yōu)選地可用于發(fā)動機室中以降低發(fā)動機室發(fā)散到車輛外部的噪音。系統(tǒng)10還優(yōu)選地可提高內部和/或外部環(huán)境的聲音質量感覺。系統(tǒng)10還可用于其他車輛部件中，例如但不限于，輪罩的襯墊、翼子板、發(fā)動機室、車門面板、車頂、底板處理、后備箱和行李架。此外，系統(tǒng)10可應用于非汽車裝置中。
在圖1所示的實施例中，第一和第二吸音層12、16每個都為泡沫層。該泡沫層優(yōu)選地是粘彈性泡沫。該泡沫可包括任何天然的或合成泡沫(板狀或模制泡沫)。泡沫可為開孔的或閉孔的或它們的組合。泡沫可包括乳膠泡沫、聚烯烴、聚亞安酯、聚苯乙烯或聚酯。該泡沫還可包括循環(huán)泡沫、注入纖維氈的泡沫或微孔人造橡膠泡沫。另外，該泡沫還可包括有機和/或無機填料。此外，可在泡沫合成物中添加附加添加劑，例如但不限于，阻燃劑、防霧劑、紫外線吸收體、耐熱穩(wěn)定劑、色素、著色劑、解臭劑、以及類似物。
隔音層14優(yōu)選地包括相對薄的不透水層。在圖1所示的實施例中，隔音層14優(yōu)選地包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯板、耐沖擊性聚苯乙烯(HIPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯、乙酸乙烯(ethylene vinyl acetate)、多乙酸乙烯酯(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、包含熱塑性石蠟(TPO)的石蠟以及類似物。隔音層14還可包括天然或合成纖維以提高強度。隔音層14優(yōu)選地形狀可模塑且可保持，以與特定基板的形狀一致。另外，隔板還可包括有機和/或無機填料。此外，還可在隔板合成物中添加附加添加劑，例如但不限于阻燃劑、防霧劑、紫外線吸收體、耐熱穩(wěn)定劑、色素、著色劑、解臭劑、以及類似物。
可以看出可使用可選擇的材料來形成吸音層12、16和隔音層14。在下文中將舉例說明。
圖2表示本發(fā)明可選擇實施例的截面圖。在該實施例中，隔音層14包括泡沫外皮(foam skin)。優(yōu)選地，隔音層14包括自起皮的聚亞安酯泡沫的外皮(skin of a self-skinning polyurethane foam)，聚亞安酯泡沫至少包含在其中一個吸音層12和16中?？梢钥闯鲈撏馄た沙尚卧谖魧?2、16中，且彼此靠近布置以形成隔音層14。如圖所示，吸音層12、16的外皮部分布置在兩個吸音層12和16之間。
圖3是表示本發(fā)明可選擇實施例的截面圖。在該實施例中，隔音層14為高密度泡沫層。高密度泡沫隔音層14是無孔的。第一和第二吸音層12、16與圖1所示實施例所述的相同。
圖4是本發(fā)明的另一個實施例。在圖4所示的實施例中，系統(tǒng)10為剃度泡沫(gradient foam)。如圖所示，剃度泡沫包括位于外表面的兩個低密度且有孔吸音層12、16。泡沫的密度從吸音層12、16的外部向內增加。位于剃度泡沫中心處的是密度相對大的無孔隔音層14，其可以是系統(tǒng)10的連續(xù)的或不連續(xù)的部件。
圖5是本發(fā)明的可選擇的實施例。在圖5所示的實施例中，第二吸音層16為纖維材料，其包括但不限于天然和/或合成纖維。這些纖維可為定向的、非定向的或它們的組合。另外，纖維材料可包括紡織或非紡織的麻布層(scrim layer)。這種聚合體纖維可在名為VERSAMAT的Owens Corning(Toledo，Ohio)購得。第一吸音層12為粘彈性泡沫。可以看出，吸音層12、16中的一個或兩者都可為纖維層。另外，纖維層合成物可包括有機和/或無機填料。此外，可在纖維層合成物中添加附加的添加劑，例如但不限于，阻燃劑、防霧劑、樹脂、紫外線吸收體、耐熱穩(wěn)定劑、色素、著色劑、解臭劑、以及類似物。
圖6是本發(fā)明的可選擇實施例。圖6所示實施例包括與圖1所示實施例相同的第一和第二吸音層12、16。隔音層14優(yōu)選地為具有大孔的閉孔泡沫。這種閉孔泡沫在名為QUASH的DowChemical(Midland，Michigan)購得。使用大孔泡沫可以提供隔板以抑制噪音傳遞。
圖7是本發(fā)明可選擇的實施例。圖7所示的實施例包括泡沫吸音層12、16。隔音層14優(yōu)選地為蜂窩狀層。更具體地，隔音層14為聚合的和/或金屬的蜂窩狀板，其在噪音傳遞的方向上打開。也就是說，蜂窩狀板的打開端靠近吸音層12、16。在該實施例中，優(yōu)選地吸音層12、16每個都為有皮泡沫(skinned foam)。泡沫的外皮部分18、20靠近蜂窩狀板的開口，這樣外皮18、20封閉蜂窩狀板的開口端以形成隔音層14。當所示的外皮18、20位于兩個吸音層12、16上時，可以看出皮只需位于吸音層12、16的一個上。有皮泡沫可被開孔泡沫或纖維吸音層和相鄰膜(adjacent film)或涂層代替。
圖8是本發(fā)明可選擇的實施例。在圖8所示的實施例中，使用擠壓的聚合材料、例如聚丙烯來成形系統(tǒng)10。擠壓的聚丙烯作為隔音層，用于降低沿擠壓方向的噪音傳遞。更具體地，擠壓的聚丙烯包括一組擠壓開口，其垂直于噪音傳遞的方向延伸。為了制造吸音層12、16，在擠壓的聚丙烯上平行于噪音傳遞的方向上打孔。這些孔可以使吸音層12、16吸收并消散噪音，同時在無孔區(qū)域設置隔音層14。
圖9是本發(fā)明的可選擇實施例。在圖9所示的實施例中，第一吸音層12為相對低密度的泡沫乳膠。隔音層14為高密度泡沫乳膠。第二吸音層16為紡織材料。
如前面實施例所述的，第一和第二吸音層12、16可為幾種不同的材料。優(yōu)選地該材料具有較高的吸音性能和傳遞損失特性。此外，優(yōu)選地該材料具有減振特性。因此，吸音層12、16可消散噪音且降低面板振動。優(yōu)選地材料是具有減振特性的材料，tandelta在大約0.01和大約1.5之間。更優(yōu)選地，材料的tan delta在大約0.3和大約1.5之間。這個減振特性有助于消除基板振動產生的噪音。
滿足這些標準的優(yōu)選材料包括天然或合成的纖維材料，例如羊毛、棉花、聚酯、聚烯烴以及玻璃。其他優(yōu)選材料包括天然或合成泡沫(包括板狀和模制的)，例如乳膠、聚苯乙烯、聚亞安酯、聚烯烴或聚酯。粘彈性泡沫是最優(yōu)選的。這些泡沫還可為循環(huán)泡沫、纖維合成物、泡沫注入纖維氈的泡沫或微孔彈性泡沫。該材料還可包括有機和/或無機填料。
吸音層12、16的厚度可根據具體應用改變。在沒有限制性的實例中，吸音層12、16的厚度可以是不均勻的。然而優(yōu)選地該厚度在大約0mm和大約100mm之間，可以看出該厚度可變，甚至根據特定應用可以在該范圍之外。最優(yōu)選地吸音層12、16的厚度在大約0mm和大約50mm之間。
此外在上述每個實例中，使用單一材料來制造每個吸音層12、16?？梢岳斫馕魧?2、16可為彼此靠近的復合材料。也就是說，每個吸音層12、16都可具有材料相似或不相似的多個內層。此外，吸音層12、16也可使用混合材料。另外，可以看出第一吸音層12和第二吸音層16可為相同材料或不同材料。
通過使用由單一材料制成的吸音層12、16或組合多個內層形成的厚度不同的吸音層12、16，可調節(jié)或調整系統(tǒng)10以使其滿足車輛特定位置的特定降噪和吸噪要求。這種調節(jié)系統(tǒng)10的靈活性使其應用廣泛。這種類型的系統(tǒng)還可抑制發(fā)動機、動力傳動系統(tǒng)或其他車輛部件產生的噪音，以及抑制各種車輛部件的振動或震動。
如上所述，隔音層14優(yōu)選地不透水且可減少經過的噪音?？蛇x擇地，隔音層14具有較高的硬度且形狀可保持。因此隔音層利用阻擋技術減少經過的噪音。與吸音層12、16一樣，隔音層14可具有不同的厚度。優(yōu)選地隔音層的厚度在0.1和50mm之間。可以理解其厚度可變，甚至可以超出上述范圍，以調節(jié)或調整系統(tǒng)10，使其滿足車輛特定位置的特定降噪要求。
隔音層14的表面重量大約為0.1kg/m2或更大。優(yōu)選地隔音層14的表面重量大于0.4kg/m2。通常，較大的隔音層表面重量能使隔音系統(tǒng)具有較好的降噪能力。隔音層14的表面重量通過使隔音層的密度乘以隔音層的厚度計算得出。
優(yōu)選地隔音系統(tǒng)的彎曲硬度為大約0.18N/mm到大約45N/mm。通過每隔3英寸取2英寸×4.5英寸的樣品按照ASTM測量法D-5934-02測量彎曲硬度。彎曲硬度在安裝系統(tǒng)時有用，特別是將系統(tǒng)安裝在車輛上時。
下面示出各個樣品的彎曲硬度實例


每個實例中使用的次品材料為再循環(huán)聚合體纖維。該次品材料可從Janesville Products of Ohio獲得。此外，示出了每個吸音層12、16的厚度。也給出了次品的密度。在第一樣品中，次品密度為85g/m3。在其他樣品中次品的密度都是110g/m3。
在表中示出了單個隔音層14，可以理解可使用厚度不同的多個隔音層14。因此，每個隔音層14都可具有材料相似或不相似的多個內層。每層的材料可相同或不同。另外，可使用不同材料的混合物。另外，隔音層可具有不同的厚度。
隔音層14的優(yōu)選材料為聚合體薄膜或板、閉孔泡沫、金屬薄膜以及有皮泡沫。如上所述，隔音層14可包括石蠟、PET、PVC或其他適當的材料。當隔音層為有皮泡沫時，該外皮可以是用于形成吸音層12、16的材料的外皮。此外，隔音層14可包括再循環(huán)的聚合體產品。隔音層14還可包括天然或合成纖維以增加強度。隔音層14還可為蜂窩狀結構或網眼結構，在蜂窩狀結構或網眼的一側或兩側中都滲入例如皮、薄膜或板的材料。
隔音層14優(yōu)選地可模塑成形，且形狀可保持，以使系統(tǒng)10的形狀與應用時基板的形狀一致。為了將吸音層12、16連接到隔音層14上，可使用任何適當的裝配技術。舉例說明包括通過熱層壓連接各個層，或通過在各個層之間涂覆粘合劑。這種粘合劑可通過加熱進行激活。各個層還可在成形過程通過加熱粘接在一起，然后在成形工具中施加壓力，或通過在層之間涂覆粘合劑然后在成形工具中施加壓力。
隔音層14還可為單獨的板層，或通過直接在吸音層上噴射例如聚亞安酯的材料形成。隔音層還可在泡沫加工過程中成形為吸音層上的外皮，吸音層例如聚亞安酯或乳膠泡沫。
該系統(tǒng)還可通過以鑄造成形的方式形成，通過將例如聚合體薄膜的隔音材料插入模具的中心部分然后在工具兩側注入材料以制造泡沫、例如聚亞安酯泡沫。該系統(tǒng)10還可通過共同地或獨立地制造吸音層12、16和隔音層14、然后使用傳統(tǒng)方法固定它們而形成，傳統(tǒng)方法例如為使用機械連接件、熱熔合法、聲波熔合法(sonic fusing)和/或粘接。
此外，如上所述，吸音層在整個部分不一定必須為均勻厚度。例如，在成形過程中吸音層可緊湊在某一區(qū)域。另外，需要不同厚度的吸音層裝配在車輛的不同區(qū)域。也就是說，車輛上具有不同的間隙，在該間隙處需要較薄的吸音層。可通過設計不同厚度的隔音層來實現上述需求，而不需要在系統(tǒng)中切孔。這使系統(tǒng)具有最大的覆蓋區(qū)域，從而增加系統(tǒng)的整體噪音降低。
如上所述，每個實施例都包括靠近隔音層14的第一吸音層12。第二吸音層16在第一吸音層的相對側靠近隔音層14。該系統(tǒng)可以在隔音層的兩側吸音，抑制噪音傳遞到車輛中。此外，使用隔音層來連接吸音層還有助于抑制沿系統(tǒng)兩個方向傳遞的噪音。
系統(tǒng)10還可通過首先制造第一吸音層12和隔音層14、然后附加第二吸音層16制成。
已經說明了使用各種吸音層和隔音層的四個實例，其測試結果如下。這四個樣品的測試結果在圖10-14中示出了，具體說明如下。此外還測試了兩個比較的前隔板氈系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括RieterULTRALIGTH前隔板絕緣體和Lear SONOTED前隔板絕緣體。
實例A吸音—隔音—吸音前隔板絕緣體或系統(tǒng)10通過使用粘彈性泡沫作為吸音層12、16和使用聚乙烯板作為隔音層14而形成。
尺寸為0.69m×0.69m×27mm厚的三層樣品具有兩層厚度為13mm的#76-16-10-HW的Dow Developmental粘彈性聚亞安酯泡沫和0.36mm厚的聚乙烯板的中間隔音層。樣品的表面密度通過測量樣品總重、并用樣品總重除以樣品面積計算得出。在圖14中示出了樣品的表面密度。該樣品放置在0.8mm厚的鋼板上，并將該組件插入混響腔和半消音腔之間的壁中。通過揚聲器在混響室中產生噪音，使用放置在距離鋼板1.17m的四個擴音器測量聲壓值。在半消音腔中距離樣品外泡沫側0.76m處放置一排12個擴音器。根據SAE J1400原理使用等式1計算噪音降低。噪音降低測試結果如圖10所示。
等式1NR＝(SPL1平均值)-(SPL2平均值)其中SPL2＝消音的聲壓值(db)SPL1＝混響的聲壓值(db)樣品的垂直入射吸音系數通過從3層樣品上切割直徑29mm的圓板，并將其插入Bruel and Kjaer(Denmark)兩擴音器阻抗管(two-microphone Impedance Tube)中測量。在ASTM E-1050中說明了該阻抗管(Impedance Tube)測試方法。吸音系數的結果在圖13中示出了。
粘彈性泡沫的吸音系數還可通過阻抗管方法測量。另外，泡沫的阻尼損失因數通過壓縮測試和滯后回線方法測量。所示的粘彈性泡沫的阻尼因數為1.6。
實例B吸音—隔音—吸音前隔板絕緣體或系統(tǒng)10通過位于金屬板上的粘彈性泡沫吸音層12、0.36mm的聚乙烯板的隔音層14和聚合體纖維氈的第二吸音層16形成。
尺寸為0.69m×0.69m×32mm厚的三層樣品具有一層厚度為13mm的#76-16-10-HW的Dow Developmental粘彈性泡沫、一層厚度為18mm的Owens Corning VERSANAT(樣品506R4800)的纖維材料、和0.4mm厚的聚乙烯板的隔音層14。樣品的表面密度通過測量樣品總重、并使樣品總重除以樣品面積計算得出。在圖14中示出了樣品的表面密度。使用在鋼板上設置粘彈性泡沫的實例A所述方法測量噪音降低。結果在圖10中示出。
該樣品的垂直入射吸音系數通過實例A所述阻抗管方法測量。
實例C吸音—隔音—吸音前隔板絕緣體或系統(tǒng)10具有E-A-RSpecialty Composites(Indianapolis，Indiana)的ES-50的有皮開孔聚亞安酯泡沫的吸音層12、16，和Plascore(Zeeland，Michigan)的聚丙烯蜂窩狀板的隔音層14。
尺寸為0.69m×0.69m×30mm厚的三層樣品具有E-A-R泡沫的兩層12、16，每層厚12.5mm，以及在其中間有厚度為7.5mm的聚丙烯蜂窩狀材料、Plascore PCTR250WO.250的隔音層14。在該結構中，E-A-R泡沫的表面皮與隔音層14的蜂窩狀板接觸。該實例使用包括隔板的氣隙結構(structural air gap)，從而得到非常輕、強度大且可模塑的系統(tǒng)10的隔音層。表面密度在圖14中示出。使用在金屬板上設置E-A-R泡沫的實例A所述方法測量噪音降低。結果在圖11中示出。
該樣品的垂直入射吸音系數通過實例A所述阻抗管方法測量，結果在圖13中示出。
實例D吸音—隔音—吸音前隔板絕緣體或系統(tǒng)10具有低密度乳膠的第一吸音層12和高密度乳膠泡沫的隔音層14，該隔音層堆積在第二吸音層16的織物基底上。
尺寸為0.61m×0.61m×22mm厚的三層樣品由Dow-Reichhold(North Carolina)提供。纖維層的厚度為11mm，中間乳膠泡沫的厚度為3mm，外層乳膠泡沫的厚度為8mm。該樣品被切割并粘在一起以形成0.69m×0.69m×22mm的板，用于測量噪音降低。表面密度在圖14中示出。該樣品被放置在0.8mm的鋼板上，且泡沫側靠近鋼板，噪音降低的測量方法與實例A中所述相同。結果在圖13中示出。
比較實例1Reiter ULTRALIGHT前隔板絕緣體。2003 DCXRS Minivan的Reiter ULTRALIGHT前隔板絕緣體被切割成塊并粘在一起(根據膠的質量表面密度可調節(jié))，以形成0.69m×0.69m×22mm的樣品，用于測量噪音降低。該樣品連接到0.8mm的鋼板上且按實例A所述方法測試噪音降低。吸音系數結果在圖13中示出。表面密度在圖14中示出。
Lear SONOTEC前隔板絕緣體。2003 Ford U-222車輛的LearSONOTEC前隔板絕緣體被切割成塊并粘在一起(根據膠的質量表面密度可調節(jié))，以形成0.69m×0.69m×25mm的樣品，用于測量噪音降低。該樣品連接到0.8mm的鋼板上且按實例A所述方法測試噪音降低。吸音系數結果在圖13中示出。表面密度在圖14中示出。
可對結構不同的系統(tǒng)10進行附加測試。圖15表示各種樣品的噪音降低結果。該噪音降低結果按照上述相同的方式測得。吸音系數結果在圖13中示出。表面密度在圖14中示出。
可對結構不同的系統(tǒng)10進行附加測試。圖15表示各種樣品的噪音降低結果。該噪音降低結果按照上述相同的方式測得。
在圖15中，A表示吸音層，或者是12或者是16。每個A層12都使用粘彈性泡沫。使用的特定粘彈性泡沫是FOAMEXH300-10N，3pcf(lb/ft3)。每個A層16都使用次品材料。特定次品材料為可從Janesville Products of Ohio獲得的再循環(huán)聚酯纖維。
B表示隔音層14。在各個樣品中，B層具有不同的材料。所示厚度為0.05mm、0.19mm和0.25mm的B層為PVA。所示厚度為0.5mm、0.78mm和1.0mm的B層為HIPS。所示厚度為2.25mm的B層為TPO。如圖15中圖例所示，樣品中B層的厚度范圍在0.5mm和2.25mm之間。另外，B層的表面重量范圍在0.14kg/m2和2.71kg/m2之間。
可以看出增加隔音層14的表面重量就會導致較高的傳遞損失和噪音降低。這會導致車輛內部較低的噪音量。
圖16表示圖15所示相同樣品的插入損失。插入損失是計算量。只需將系統(tǒng)的噪音降低減去鋼板的噪音降低就可計算得出。
圖17表示另一組樣品的插入損失。與圖15和16所示的樣品相同，A層包括粘彈性泡沫和次品。在圖17所示的樣品中，隔音或B層為PET?？梢钥闯觯芸斐霈F了雙壁共振頻率(double wallresonance frequency)。類似地，圖17表示隨著B層表面重量的增加插入損失增加。隔音層用以降低所述隔音層的振動。通過這種方式，吸音層還可充當減振層。這導致系統(tǒng)10的傳遞損失增加。此外，粘彈性泡沫具有較好的吸音特性，這是因為泡沫的孔結構和粘彈性。當使用粘彈性泡沫作為吸音或A層時，優(yōu)選地泡沫的楊氏模量小于7.0e+5Pa，阻尼大于0.3?？梢钥闯稣硰椥耘菽瓕舆m于位于基板上，例如車輛部件上。
圖18示出了厚度相同的各種樣品的減振比較。圖例所列的第一泡沫是如上所述的粘彈性泡沫但是是2pcf泡沫。所列的第二泡沫是1.2pcf的板狀泡沫。還示出了泡沫樣品的重量。所使用的板狀泡沫為三聚氰胺。減振測試按現有技術已知的方法進行。樣品受激勵振動。通過使板的加速度除以施加的力計算出轉移函數。通過這種方式，力對結果的影響被消除。如圖18所示，粘彈性泡沫導致較高的減振效果。因此，當在系統(tǒng)10中使用A或吸音層時，粘彈性泡沫通過減振可降低隔音層的振動。這會增加整個系統(tǒng)的傳遞損失。
圖19表示質量相同的減振比較樣品。測試方式與圖18所述的方式相同。
圖20表示將粘彈性層放置在鋼板上的插入損失。更具體地，準備系統(tǒng)10的一個樣品。該樣品包括粘彈性泡沫吸音層12、HIPS隔音層14和次品吸音層12。通過首先使次品吸音層靠近鋼板并通過上述方式確定插入損失來進行該測試。然后，通過放置吸音層在鋼板上并確定插入損失來測試相同的樣品。在圖20中示出了測試結果。可以看出，當粘彈性泡沫置于鋼板上時可增加插入損失。因此，優(yōu)選地當安裝系統(tǒng)10時使粘彈性泡沫層位于基板上，例如車輛部件上。
圖21表示粘彈性泡沫位于隔音層上時的減振效果。為了測試粘彈性吸音層位于隔板上的減振效果，測試兩個樣品。每個樣品都只包括一個吸音層和一個隔音層。在每種情況下，吸音層都是粘彈性泡沫。在第一樣品中，粘彈性泡沫是與上述相同的FOAMEX泡沫。在第二樣品中，粘彈性泡沫包括Qylite，還可從FOAMEX獲得。在兩種情況下隔音層都是HIPS。只使用一個吸音層，這樣可接觸隔音層。需要接觸隔音層以確定隔音層自身的振動。圖21所示的頻率響應與圖18所示的轉移函數意思相同。確定頻率響應的測試與圖18所示的相同。如圖21所示的結果，可以看出粘彈性泡沫吸音層減小了隔音層的移動或振動。這使得只有少量的噪音傳遞到車輛內部。
如上所述的系統(tǒng)10可吸收和阻擋兩個方向的噪音。系統(tǒng)10的優(yōu)點是可使用并調節(jié)以滿足車輛的各種降噪需求。還可以看出，其特別適用于汽車，系統(tǒng)10還具有其他應用。其他應用包括建筑、工業(yè)、器具、航天、卡車/公共汽車/有軌車、娛樂、船和軍事應用。
可以看出本發(fā)明以實例的方式進行說明。這里使用的術語只是為了解釋說明，沒有限制性。很明顯地，通過上面所述可以導出各種變形和改進。因此應當理解，除了如具體所述的那樣之外，還可實現權利要求書中限定的本發(fā)明。
權利要求
1.一種隔音系統(tǒng)，包括第一吸音層；靠近所述第一吸音層的隔音層；靠近所述隔音層的第二吸音層，其中所述隔音層的表面重量大于大約0.1kg/m2。
2.根據權利要求1所述的隔音系統(tǒng)，其中所述隔音層的表面重量大于0.4kg/m2。
3.根據權利要求1所述的隔音系統(tǒng)，其中所述隔音層基本上不透水。
4.根據權利要求1所述的隔音系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)的彎曲硬度在大約0.18N/mm到大約45N/mm。
5.根據權利要求4所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一和所述第二吸音層的厚度在0mm和100mm之間。
6.根據權利要求5所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一和所述第二吸音層的厚度在0mm和50mm之間。
7.根據權利要求1所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一和第二吸音層的至少其中一個使所述隔音層減振，以降低所述隔音層的振動。
8.根據權利要求7所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一和第二吸音層的至少其中一個為泡沫。
9.根據權利要求8所述的隔音系統(tǒng)，其中所述泡沫為粘彈性泡沫。
10.根據權利要求9所述的隔音系統(tǒng)，其中所述泡沫的楊氏模量小于7.0e+5Pa。
11.根據權利要求1所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一吸音層為粘彈性泡沫。
12.根據權利要求11所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第一吸音層適于放置在基板上。
13.根據權利要求12所述的隔音系統(tǒng)，其中所述第二吸音層包括次品。
14.一種減振系統(tǒng)，包括減振層；靠近所述減振層的隔音層；以及靠近所述隔音層的吸音層。
15.根據權利要求14所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層使所述隔音層減振，以降低所述隔音層的振動。
16.根據權利要求15所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層還可吸收聲音。
17.根據權利要求15所述的減振系統(tǒng)，其中所述隔音層的表面重量大于大約0.1kg/m2。
18.根據權利要求17所述的減振系統(tǒng)，其中所述隔音層的表面重量大于0.4kg/m2。
19.根據權利要求17所述的減振系統(tǒng)，其中所述隔音層基本上不透水。
20.根據權利要求17所述的減振系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)的彎曲硬度在大約0.18N/mm到大約45N/mm。
21.根據權利要求20所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層和所述吸音層的厚度在0mm和100mm之間。
22.根據權利要求21所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層和所述吸音層的厚度在0mm和50mm之間。
23.根據權利要求15所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層為泡沫。
24.根據權利要求23所述的減振系統(tǒng)，其中所述泡沫為粘彈性泡沫。
25.根據權利要求23所述的減振系統(tǒng)，其中所述泡沫的楊氏模量小于7.0e+5Pa。
26.根據權利要求23所述的減振系統(tǒng)，其中所述減振層適于放置在基板上。
27.根據權利要求26所述的減振系統(tǒng)，其中所述吸音層包括次品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種隔音系統(tǒng)(10)。該隔音系統(tǒng)(10)包括第一吸音層(12)。隔音層(14)靠近第一吸音層(12)。還設置第二吸音層(16)，其靠近隔音層(14)。
文檔編號B60R13/08GK1874913SQ200480032307
公開日2006年12月6日 申請日期2004年10月29日 優(yōu)先權日2003年10月31日
發(fā)明者S·J·西亞沃塞, E·杜本斯基, E·G·歐文, J·都鐸, X·陶, J·布蘭東, D·A·布龍 申請人:陶氏環(huán)球技術公司