超轻装饰复合材料制造技术

一种超轻装饰复合材料（１），含有第一声效层（４）和第二衬垫层（５），其特征在于：为了在吸收和声传导性能之间取得平衡，第一声效层（４）具有５００Ｎｓ／ｍ↑［３］和１００００Ｎｓ／ｍ↑［３］之间的气流阻力Ｒ，其面积质量ｍ↓［Ａ］在２００ｇ／ｍ↑［２］和３０００ｇ／ｍ↑［２］之间，第二衬垫层（５）具有很低的压力挠度系数，即其刚度值Ｓ↓［Ｄ］在１００Ｐａ和１０００００Ｐａ之间；在第二衬垫层（５）和第一声效层（４）之间还包括一层对声音透明的、很薄很轻的薄膜（６），该薄膜与衬垫层（５）以声箔吸收体（９）的方式相互作用。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于减少机动车噪声的超轻装饰复合材料，该装饰复合材料具有在权利要求1的前述部分的几种特性。文献WO98/18656公开了这种装饰复合材料的相关信息，并概要叙述了一种轻型材料结构及其性能(该材料特性提供了一种确定的吸收性能)。特别的，这种吸收性能主要受开放泡孔的气流阻滞(AFR)层的面积重量和气流阻滞特性参数的影响，同样，它也受到多孔的衬垫层(或称隔离层)厚度的影响。引入此概念是为了用确定的吸收特性补偿复合材料的传导损失的降低(由于与传统的质量阻隔型隔离系统相比重量减轻)。起初，在将这个概念进行产业化的过程中，共振纤维层被同时应用于AFR层和多孔的衬垫层，这已被证明是行之有效的。当研究继续进行，以利用其他材料如聚氨酯泡沫材料来进一步实现该概念时，在确定一些具有成本效益的工艺程序以生产出符合上述专利的指导性原则的产品过程中遇到了困难。特别是当把泡沫材料直接附加到纤维状的AFR层上时，它将充满整个纤维从而在实际上封闭AFR层的孔洞，结果形成了吸收性能很差的结构，该结构具有非常高的、处于先前给出的目标范围之外的气流阻力。类似的多层轻型产品在本领域中业已存在，例如，文献EP-B-0384420中便公开了该类产品的一些信息。根据该文献介绍，该产品包括了一层声效层，该有效层由两层组合而成至少一层多孔的人造层(其面积质量在150g/m2到1500g/m2之间)，以及一层绒毛层(其面积质量大约在50g/m2到300g/m2之间)。该绒毛层被附加泡沫衬或是在被附加泡沫衬之前被覆盖了一层致密薄片和/或一层重材料层。该文献没有提及声效层的气流阻力或声效层的厚度这两个与优化装饰产品的声学性能相关的参数。所有这些已知的轻型产品都较难于制造。因此，当要将这些产品用于不同目的或应用而需要将它们的声学特性稍作改变的场合，生产成本将会变得很高。因而，本专利技术的目的是为了找到一种超轻装饰复合材料，该复合材料具有的结构使得人们容易调整其声学性能。即要能以一种不昂贵或低成本的生产方式大量生产许多种具有预定声学性能的产品。通过开发如权利要求1中所叙述的装饰复合材料，特别是通过平衡一种产品中的吸收和声传导性能可以实现上述目的。该产品包含第一层声效层(即AFR层)，其气流阻力在500Ns/m3到10000Ns/m3之间，最好是在500Ns/m3到5000Ns/m3之间，特殊情况下可处于500Ns/m3到2500Ns/m3之间；其面积质量mA在200g/m2到3000g/m2之间，特殊情况下可处在200g/m2到1600g/m2之间)。该AFR层由一种致密的纤维毡构成，特别是由微纤维组成。此外，该AFR层也可以由穿孔薄片、泡沫材料、金属泡沫材料或其他任何合适材料构成。通过改变AFR层的厚度(一般为0.5至8mm，特殊情况下为0.5至6mm，最好是2mm)或是改变其纤维成分，可以容易的对材料的吸收性能进行最优化。根据目前的专利技术，该多层产品还包括由泡沫材料构成的第二衬垫层。根据ISO(国际化标准组织)标准，DIN(德国工业标准)或是ASTM(美国材料实验协会)标准，该衬垫层具有非常低的压力挠度(CFD)系数。而且，作为隔离物的该弹性第二衬垫层的刚度典型值在100Pa和100000Pa之间。该隔离物可以由任何合适的材料，特别是多孔的泡沫材料或是凝胶材料构成。除此之外，本专利技术的多层产品还包含了一层声透明的非常薄和轻的薄膜，该薄膜被安放在衬垫层，即第二层泡沫材料层与第一层用于吸收声波的AFR层之间。这种声透明的薄膜可以由任何热塑性材料，特别是PVOH(聚乙烯醇)，PET(聚酯)，EVA(乙烯-醋酸乙烯树脂)，PE(聚丙烯)，PP(聚乙烯)薄片或是由PE/PA(聚酯/聚酰胺)双层薄片构成。该薄片与衬垫层结合在一起，形成了一种薄片吸声材料。具体而言，该薄片可由一层粘性层或仅由一泡沫板的表层构成。上述衬垫层的抗压刚度SD与薄膜厚度影响了本专利技术产品的声学性能。不难理解，该薄膜可被打孔，在特殊情况下还可打上微孔以加强材料的吸收性能，或者，它也可以不打孔，以增加该复合材料产品的传导损失。可以通过一种加泡沫衬(backfoaming)工序或是通过附加一块带有封闭或开放泡孔的有孔表层的泡沫板来构成衬垫层。本专利技术的优选实施例包括后附的权利要求书所述的特征。本专利技术的优点对于本领域技术人员来说是显而易见的。取决于所想要的声学性能，通过改变第一层的AFR参数值和改变薄膜上孔的大小和数量，以及/或者通过改变泡沫材料的表面结构，能够容易地、低成本地组装出相应的产品。此外，在回收利用时，可以很容易地将该复合材料的泡沫部分与纤维毡部分分离开。以下讨论本专利技术的超轻复合材料结构的耐久性，以及提供容易地调整的吸收和传导损失性能。附图说明图1是表示本专利技术的一种复合材料产品的示意图。图2表示本专利技术的一种典型复合材料产品的吸收和声传导损失特性。本专利技术的超轻装饰复合材料产品由性能类似声学的弹簧-质量系统的若干层组合而成，即它包含至少一层类似于弹簧2的部分和至少一层用于吸收声波的AFR层4，该AFR层在该声学弹簧-质量系统中起类似于质量3的作用。这个用于吸收声波的AFR层4最好由纤维材料或是由纤维材料和泡沫切片的组合构成。该复合材料的主要特点是处于泡沫层5和AFR层4之间的一层声透明的(声学上“不可见”的)薄膜6，该薄膜可以防止AFR层的纤维材料中的泡沫饱和。而柔软的泡沫衬垫层5最好具有与AFR层4相似的抗压刚度特性。该复合材料可能还含有一层装饰层或毯毡层7，该层被视为气流阻滞吸收层8的一部分。受当前的加工技术限制，直接发泡到纤维的AFR层4时将会导致泡沫化学成分充满AFR层4的纤维材料，这样便关闭了AFR层4，结果造成该复合材料的气流阻力变得很高，其吸收性能相应地变差。为了防止AFR层纤维材料的饱和，在生产过程中，一层对声波“透明”的最好是无孔洞的薄膜6被插入到AFR层4与泡沫层5之间。容易看出，对于厚度约为0.01mm或者更薄的薄膜6来说，声波在其中的传导损失可以忽略不计，因而该种薄膜可以被视作是对声波“透明”的。于是根据文献WO 98/18656，当这种薄膜与上述超轻复合材料组合到一起时，它将允许足够的入射声波通过并消散在多孔的衬垫层处。最终结果是，该复合材料的吸收性能的轻微下降。对于一个25mm厚的泡沫衬垫层与一个包含有0.0125mm厚薄膜的泡沫衬垫层，模拟了它们的正常入射吸收特性，并将模拟结果与阻抗管(impedance tube)测量结果进行了比较。之后，经验证的泡沫材料和薄膜的模型被用来确定插入在AFR层和泡沫衬垫层之间的薄膜层的相关性质，以确保该复合材料具有尽可能最佳的吸收性能。对于这种复合材料(带薄膜)，分别对其薄膜厚度在1mm、0.1mm、0.01mm、0.001mm时的不同情形进行了模拟。当薄膜厚度为1mm时，吸收性能一般而言比较差。而模拟结果也表明，当使用厚度小于0.01mm的薄膜时，性能仅会得到少许改善。测量了该复合材料在薄膜厚度改变时的声传导特性。当频率较低时，带有0.091mm薄膜的复合材料与不带薄膜的复合材料相比，其声传导损失(TL)仅有少许下降。但当频率超过300Hz时，观察到比不带有薄膜的复合材料有大约2-3dB的整体改善。在机动车应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种超轻装饰复合材料(1)，含有第一声效层(4)和第二衬垫层(5)，其特征在于为了在吸收和声传导性能之间取得平衡，第一声效层(4)具有500Ns/m3和10000Ns/m3之间的气流阻力R，其面积质量mA在200g/m2和3000g/m2之间，第二衬垫层(5)具有很低的压力挠度系数，即其刚度值SD在100Pa和100000Pa之间；在第二衬垫层(5)和第一声效层(4)之间还包括一层对声音透明的、很薄很轻的薄膜(6)，该薄膜与衬垫层(5)以声箔吸收体(9)的方式相互作用。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二衬垫层(5)是加泡沫衬的层。3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二衬垫层(5)由一泡沫板构成。4.如权利要求3所述的复合材料，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·汉，J·菲舍尔，S·特森多夫，P·埃尔勒，
申请(专利权)人：里特技术股份公司，
类型：发明
国别省市：