一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，包括以下具體步驟：A．單層針刺加固：依次包括，將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)；再將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成布料，（所述布料的厚度為4mm～40mm，面密度為40g/m2～500g/m2）；B．層疊設(shè)置：將上述布料按2～6 層布料層疊設(shè)置，進(jìn)行熱壓復(fù)合，然后冷卻，熱壓的溫度為100℃～120℃，以及由該方法制成的吸聲針刺非織造復(fù)合材料，增強(qiáng)對(duì)噪聲的全面吸收，使得材料獲得了很好的吸聲效果。本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料經(jīng)單層針刺多層熱壓復(fù)合后吸聲性能顯著提升，生產(chǎn)成本低，并具有表面平整、不掉毛、無(wú)異味、輕薄、強(qiáng)度高等優(yōu)良品質(zhì)。
【專利說(shuō)明】一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是分案申請(qǐng)，原申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)?201410076392.X，申請(qǐng)日:2014-03-04，發(fā)明創(chuàng)造名稱《一種吸聲針刺非織造復(fù)合材料及其制備方法》。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，尤其是一種針刺非織造吸聲材料及其制備方法，屬于吸聲材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，人們?cè)谙硎芨咝实纳鐣?huì)活動(dòng)同時(shí)，也給自己帶來(lái)了更多的社會(huì)問(wèn)題，其中環(huán)境污染已經(jīng)成為制約人類社會(huì)發(fā)展的主要瓶頸之一。同時(shí)噪音污染隨著現(xiàn)代高速的交通運(yùn)輸和企業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)嚴(yán)重影響人們的生活水平。降噪已經(jīng)成為一個(gè)關(guān)乎人民生活水平、協(xié)調(diào)發(fā)展的重要課題。降噪主要有兩個(gè)發(fā)展方向:一個(gè)是隔音技術(shù)，另外一個(gè)是吸聲技術(shù)。隔音技術(shù)發(fā)展缺陷是造成二次或多次污染，而且往往材料屬于高密度材料，成本較高。吸聲技術(shù)是利用聲波能量的耗散手段，降低環(huán)境中噪音，真正達(dá)到消除污染的目的。吸聲材料又以多孔性材料為主，材料是以纖維材料為基石。紡織材料加工技術(shù)就是用纖維形態(tài)的材料制作各種外觀形態(tài)的用品，這些用品大多是多孔性的材料，而隨著不同的加工技術(shù)、材料的孔徑形態(tài)、密度以及其分布有很大的區(qū)別，這些區(qū)別導(dǎo)致材料吸聲性能不同。針刺非織造材料作為纖維材料加工的一種技術(shù)，其材料構(gòu)造形式?jīng)Q定了材料的吸聲降噪性能優(yōu)越，而且其加工成本低、產(chǎn)量高、加工環(huán)境污染小等特點(diǎn)，是一種較為理想的應(yīng)用于吸聲降噪方面的基材，近些年來(lái)已經(jīng)受到廣泛關(guān)注。
[0004]目前，為了提高材料的吸聲性能，一般采用的方法是增加材料的厚度，但效果并不明顯，而且在使用上也受到一定的限制，如使用空間的限制、材料體積和造價(jià)的限制。另外利用微穿孔板的共振吸聲機(jī)理將吸聲材料與微穿孔板結(jié)合，也可以提高材料的吸聲效果，但微穿孔板在設(shè)計(jì)及加工上較復(fù)雜，而且吸聲頻帶較窄。因此，吸聲性能好且輕薄、加工簡(jiǎn)便的吸聲材料在吸聲材料領(lǐng)域?qū)⒂兄鴺O好的發(fā)展前景。
[0005]東華大學(xué)2010年度碩士論文《復(fù)合針刺非織造材料吸聲性能研究》，作者:馬永喜，該文獻(xiàn)從吸聲性能對(duì)纖維原料的要求、纖維的可加工性以及環(huán)保要求和原料成本等方面討論了纖維原料的選用原則，探討了針刺非織造材料的加工工藝(包括開松、混合、梳理、鋪網(wǎng)、針刺加固工藝參數(shù))，最后重點(diǎn)研究了復(fù)合PET針刺吸聲材料的吸聲性能及隔聲性能。具體從厚度、面密度和組成纖維細(xì)度三方面分析了其對(duì)吸聲性能的影響。
[0006]中國(guó)專利文獻(xiàn)CN201310041934.5公開了一種低頻吸聲針刺非織造復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，復(fù)合材料包括木棉纖維/中空滌綸非織造布和聚乙烯膜。制備方法，包括:按質(zhì)量百分比，將60%?90%的木棉纖維和40%?10%的中空滌綸纖維，混合，開松，梳理，成網(wǎng)；將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞、切斷，得木棉/中空滌綸針刺非織造布;將0.06mm?0.1Omm聚乙烯膜平整地放在上述針刺非織造纖維網(wǎng)的一面，復(fù)合，取出，冷卻，即得。該復(fù)合材料可應(yīng)用于汽車內(nèi)飾、建筑、高鐵等領(lǐng)域;該吸聲材料輕薄，制備方法操作簡(jiǎn)單。但是木棉纖維的強(qiáng)度較低約為滌綸纖維的三分之一，且木棉纖維的價(jià)格較貴，該吸聲材料不利于大范圍的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種熱壓復(fù)合后吸聲性能顯著提升，且輕薄、強(qiáng)度高、生產(chǎn)成本低的吸聲針刺非織造復(fù)合材料以及該材料的制備方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟:
A.將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)；
B.將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成布料，所述布料的厚度為4mm?40mm，面密度為40?500g/m2 ；
C.將2?6層布料層疊設(shè)置，進(jìn)行熱壓復(fù)合，然后冷卻，熱壓的溫度為100°C?120°C。
[0008]上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選是:上述多孔滌纟侖纖維是長(zhǎng)度為38mm至10mm的短纖維，細(xì)度為1.56 dtex?6.67dtex，多孔滌綸纖維的孔數(shù)大于等于5。為了使得熱壓復(fù)合的效果更好，上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選是:上述步驟C中，熱壓的時(shí)間為3?6min，熱壓的壓力為1.2?1.6MPa。
[0009]為了使得復(fù)合材料獲得更好的吸聲性能，上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選是:上述布料有3層，外層布料的面密度大于中間層布料的面密度。
[0010]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選是:布料的厚度為8mm?15mm，外層布料的面密度為60g/m2?70g/m2，中間層布料的面密度為45g/m2?55g/m2。
[0011 ]上述技術(shù)方案的一種優(yōu)選是:上述布料有3層，外層布料的面密度小于中間層布料的面密度。
[0012]上述技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)選是:布料的厚度為8mm?15mm，外層布料的面密度為60g/m2?70g/m2，中間層布料的面密度為45g/m2?55g/m2。
[0013]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種由上述制備方法制成的吸聲針刺非織造復(fù)合材料。
[0014]本發(fā)明具有積極的技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料先將多孔滌綸纖維通過(guò)針刺工藝制成布料，再將層疊在一起的多層布料熱壓復(fù)合，使得相鄰布料的表面在高溫的作用下粘結(jié)在一起，制成復(fù)合材料，通過(guò)復(fù)合工藝，大大提升了材料的吸聲性。材料的吸聲能力和聲波的頻率有關(guān)，對(duì)于多孔吸聲結(jié)構(gòu)而言，隨著聲波頻率的不斷增加，其吸聲能力也不斷增加，在中頻聲段增加的最快，而對(duì)高頻聲波的吸收能力最好;對(duì)于共振吸聲結(jié)構(gòu)而言，隨著聲波頻率的不斷增加，材料對(duì)聲波的吸收能力先增后降，對(duì)低頻聲波的吸收最好，在中頻聲段有所降低，而在高頻聲段的吸聲能力維持在一定水平。本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料將共振吸聲機(jī)理與多孔吸聲機(jī)理相結(jié)合，將材料的吸聲頻段擴(kuò)大，從而更有利于對(duì)噪聲的全面吸收，使得材料獲得了很好的吸聲效果。
[0015](2)本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料吸聲性能優(yōu)異，在頻率500?5000Hz范圍的吸聲系數(shù)均大于0.3，最大吸聲系數(shù)可達(dá)0.9以上。
[0016](3)本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料輕薄且強(qiáng)度高，制備方法操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)成本較低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0017](4)本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料可應(yīng)用于動(dòng)車內(nèi)飾、汽車內(nèi)裝飾、建筑、音箱、高鐵等多個(gè)領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1、2與對(duì)比例1、2的樣品在不同頻率下吸聲系數(shù)的區(qū)別示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
本實(shí)施例的吸聲針刺非織造復(fù)合材料的制備方法，包括以下具體步驟:
A.采用東華大學(xué)2010年度碩士論文《復(fù)合針刺非織造材料吸聲性能研究》中公開的現(xiàn)有的開松、梳理、鋪網(wǎng)工藝，將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)。多孔滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)的8.33dtex X 64mm的七孔滌綸短纖維。
[0020]B.將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成兩種布料樣品，一種布料樣品的厚度為1mm，面密度為55g/m2，另一種布料樣品的厚度為1mm，面密度為70g/m2。針刺機(jī)總針數(shù):4800針，面積1.2mX0.3m，針刺頻率η為1200刺/min，纖網(wǎng)輸出速度V2為3.75m/min,喂入速度Vl 為2.5m/min，牽伸比i 為1:1.5。
[0021]C.選取兩塊面密度為55g/m2的布料樣品和一塊面密度為70g/m2的布料樣品，將三塊布料樣品疊合在一起，面密度為70g/m2的布料樣品位于中間。用夾具夾好，放入烘箱中，升溫至110°C，保溫5min中后取出，在空氣中冷卻，夾具的壓力為1.4MPa。
[0022]從而制得厚度為30mm，面密度為180g/m2的吸聲針刺非織造復(fù)合材料(樣品3)。
[0023]實(shí)施例2
本實(shí)施例的吸聲針刺非織造復(fù)合材料的制備方法，包括以下具體步驟:
A.采用東華大學(xué)2010年度碩士論文《復(fù)合針刺非織造材料吸聲性能研究》中公開的現(xiàn)有的開松、梳理、鋪網(wǎng)工藝，將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)。多孔滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)的8.33dtex X 64mm的七孔滌綸短纖維。
[0024]B.將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成兩種布料樣品，一種布料樣品的厚度為1mm，面密度為65g/m2，另一種布料樣品的厚度為1mm，面密度為50g/m2。針刺機(jī)總針數(shù):4800針，面積1.2mX0.3m，針刺頻率η為1200刺/min，纖網(wǎng)輸出速度V2為3.75m/min,喂入速度Vl 為2.5m/min，牽伸比i 為1:1.5。
[0025]C.選取兩塊面密度為65g/m2的布料樣品和一塊面密度為50g/m2的布料樣品，將三塊布料樣品疊合在一起，面密度為50g/m2的布料樣品位于中間。用夾具夾好，放入烘箱中，升溫至110°C，保溫5min中后取出，在空氣中冷卻，夾具的壓力為1.4MPa。
[0026]從而制得厚度為30mm，面密度為180g/m2的吸聲針刺非織造復(fù)合材料(樣品4)。
[0027]實(shí)施例3
本實(shí)施例的吸聲針刺非織造復(fù)合材料的制備方法，其余部分與實(shí)施例1相同，不同之處:多孔滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)10.00dtexX60mm的七孔滌綸短纖維。
[0028]實(shí)施例4
本實(shí)施例的吸聲針刺非織造復(fù)合材料的制備方法，其余部分與實(shí)施例2相同，不同之處:多孔滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)的8.33dtex X 60mm的十孔滌綸短纖維。
[0029]對(duì)比例I
本對(duì)比例的普通滌綸針刺非織造布的制備方法，包括以下具體步驟:
A.采用現(xiàn)有的開松、梳理、鋪網(wǎng)工藝，將普通滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)。普通滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)的8.33dtex X 64mm的普通滌綸纖維。
[0030]B.采用現(xiàn)有的針刺工藝，將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成普通滌綸針刺非織造布(樣品I)。樣品I的厚度為30_，面密度為220g/m2。
[0031]對(duì)比例2
本對(duì)比例的普通滌綸針刺非織造布的制備方法，包括以下具體步驟:
A.采用現(xiàn)有的開松、梳理、鋪網(wǎng)工藝，將普通滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)。多孔滌綸纖維采用中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司生產(chǎn)的8.33dteXX64mm的七孔滌綸短纖維。
[0032]B.采用現(xiàn)有的針刺工藝，將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成普通滌綸針刺非織造布(樣品2)。樣品2的厚度為30_，面密度為1800g/m2。
[0033]采用東華大學(xué)2010年度碩士論文《復(fù)合針刺非織造材料吸聲性能研究》中公開的吸聲性能測(cè)試方法對(duì)樣品I至4進(jìn)行吸聲性能的測(cè)試，結(jié)果如圖1所示。
[0034]由圖1可知，在厚度相同情況下，多孔滌綸纖維針刺非織造布比普通滌綸纖維針刺非織造布的吸聲系數(shù)高，即多孔滌綸纖維針刺非織造布比普通滌綸纖維針刺非織造布具有更好的吸聲效果。在厚度和面密度都相同情況下。當(dāng)頻率大于500Hz時(shí)，樣品3和樣品4的吸聲效果明顯優(yōu)于樣品I和樣品2。樣品4在頻率為500?2000Hz的范圍內(nèi)，吸聲效果優(yōu)于樣品3。樣品3在頻率為3000Hz以上時(shí)，吸聲效果優(yōu)于樣品4，樣品3的最大吸聲系數(shù)可達(dá)0.9以上。本發(fā)明的吸聲針刺非織造復(fù)合材料與單一結(jié)構(gòu)的多孔滌綸纖維針刺非織造布相比具有更好的吸聲效果。
[0035]本發(fā)明不局限于上述各實(shí)施例，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:單層是將纖維混合針刺，制成布料，將2-6層布料層疊設(shè)置，進(jìn)行熱壓復(fù)合;將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)，將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成布料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:將多孔滌綸纖維開松，梳理，成網(wǎng)，將纖維網(wǎng)輸入針刺機(jī)中進(jìn)行針刺加固，圈繞，切斷，制成布料。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:制成布料是針刺加固的單層布料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:將權(quán)利要求1所得的布料按2?6層布料層疊設(shè)置，進(jìn)行熱壓復(fù)合，然后冷卻成型，制成輕薄、強(qiáng)度高的吸聲復(fù)合材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:所述熱壓，熱壓的時(shí)間為3 min?6min，熱壓的壓力為1.2 MPa?1.6MPa。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:所述熱壓，熱壓的溫度為100°C?120°C。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:所述布料有多層，外層布料的面密度大于中間層布料的面密度。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單層針刺多層熱壓復(fù)合吸聲材料及其制備方法，其特征在于:布料的厚度為8mm?15mm，外層布料的面密度為60g/m2?70g/m2，中間層布料的面密度為45g/m2 ?55g/m2。
【文檔編號(hào)】B32B27/12GK106042571SQ201610387044
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2014年3月4日
【發(fā)明人】晏雄, 陳夕方, 楊旭東, 張慧萍, 陳靜
【申請(qǐng)人】丹陽(yáng)市宇晟紡織新材料有限公司