复合吸音结构体

申请号 CN200980112651.7 申请日 2009-04-06 公开(公告)号 CN101999145A 公开(公告)日 2011-03-30
申请人 普利司通可美技株式会社; 发明人 饭田一嘉; 灵田青滋; 和田亮一;
摘要 本 发明 涉及将表皮层( 流动阻 力 为3.5×105~7×106N·sec/m4)与以高分子 纤维 系多孔材料为主体的 母材 层(流动阻力为0.5×104~3.5×104N·sec/m4)复合一体化而成的复合吸音结构体, 复合体 的单位面积流动阻力为1×104~7×104N·sec/m4,其中,表皮层是将一层以上的等效单纤维直径为11~35μm的聚酯、聚乙烯、尼龙等高分子材料的 无纺布 重叠而形成的。
权利要求

1.一种复合吸音结构体,其特征在于,将由一层以上高分子材料的无纺布重叠而成的表皮层与以高分子纤维系多孔材料为主体的母材层复合一体化而成。
2.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层使用的无纺布的高分子材料是聚酯、聚乙烯或尼龙。
3.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,母材层的高分子纤维系多孔材料为聚酯纤维。
4.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,母材层的高分子纤维系多孔材料的取向为纵向取向、横向取向或不规则取向中的任意取向。
5.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,母材层是以聚酯纤维为主体并适当混合熔点为100~200℃且纤维直径为2~20旦尼尔的熔体纤维来热成型为一体而获得
2
的、面密度为500~2500g/m 的层。
6.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,母材层的单位面积流动阻
4 4 4
0.5×10 ~3.5×10N·sec/m。
7.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层使用的无纺布中,单纤维的截
2
面形状为圆形或扁平状,等效单纤维直径为11~35μm,面密度为50~130g/m。
8.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层是在背面预先涂布或转印了粉末状、蜘蛛网状或网络状的热熔材料的一层无纺布。
9.根据权利要求7所述的复合吸音结构体,其中,表皮层是在背面预先涂布或转印了粉末状、蜘蛛网状或网络状的热熔材料的一层无纺布。
10.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层是将两张以上的在背面预先涂布或转印了粉末状、蜘蛛网状或网络状的热熔材料的无纺布多张重叠、热熔接而获得的层。
11.根据权利要求7所述的复合吸音结构体,其中,表皮层是将两张以上的在背面预先涂布或转印了粉末状、蜘蛛网状或网络状的热熔材料的无纺布多张重叠、热熔接而获得的层。
12.根据权利要求11所述的复合吸音结构体,其中,表皮层使用不同类型或相同类型的无纺布。
13.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层的单位面积流动阻力为
5 6 4
3.5×10 ~7×10N·sec/m。
14.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,作为将表皮层与母材层复合一体化
2
的热熔材料,使用目付为20~120g/m 的聚酯、聚乙烯或尼龙。
15.根据权利要求1所述的复合吸音结构体,其中,表皮层与母材层的复合体的单位面
4 4 4
积流动阻力为1×10 ~7×10N·sec/m。
16.一种复合吸音结构体,其特征在于,它是将由高分子材料的无纺布构成的表皮层与由高分子纤维系多孔材料构成的母材层经由热熔材料叠合、通过加热加压、热熔接而一体复合化、而且将无纺布的表皮层配置在声音的入射侧的复合吸音结构体,
2
所述表皮层是通过在无纺布的背面预先涂布或转印目付为20~120g/m 的粉末状、蜘蛛网状或网络状的选自聚酯、聚乙烯和尼龙的热熔材料而获得的、单位面积流动阻力为
5 6 4
3.5×10 ~7×10N·sec/m 的表皮层,所述无纺布选自单纤维的截面形状为圆形或扁平
2
状、等效单纤维直径为11~35μm、面密度为50~130g/m 的聚酯、聚乙烯和尼龙,所述母材层是以聚酯纤维为主体的高分子纤维系多孔材料,该多孔材料的单位面积流
4 4 4
动阻力为0.5×10 ~3.5×10N·sec/m,
4 4 4
所得的复合体的单位面积流动阻力被调整为1×10 ~7×10N·sec/m。
17.根据权利要求16所述的复合吸音结构体,其中,表皮层是将两张以上的在背面预先涂布或转印了粉末状、蜘蛛网状或网络状的热熔材料的无纺布重叠、通过热熔接使之一体化的表皮层。

说明书全文

复合吸音结构体

技术领域

[0001] 本发明涉及使用纤维系多孔材料的吸音结构体的新型发明。

背景技术

[0002] 迄今为止,作为吸音材料,提出了各种多孔材料,其中,作为母材最常用的有纤维系吸音材料。作为纤维系吸音材料,自古以来就优选使用玻璃,但最近,从环境问题、再循环、吸音性能、工作环境保护、长期耐久性等考虑而使用聚酯纤维系吸音材料。为了调整疏性、耐久性或吸音特性,在大多数情况下,该聚酯纤维系吸音材料通常以如下方式使用:用热熔材料对由聚酯纤维构成的无纺布进行处理,并与母材层热熔接,将无纺布侧的一面配置在声音的入射侧来使用。
[0003] 调整母材层与表皮层的综合的单位面积流动阻(以下有时简称为“流动阻力”),可表现出吸音特性,但现状是,在强度、耐久性、加工性等实用方面存在问题,吸音性能也没有达到最优化,在吸音性能方面,对于想在某一限定厚度下获得更高吸音性能来说存在限制。
[0004] 一般,玻璃棉、聚酯纤维等多孔材料发挥吸音特性的主要吸音机制是:从多孔材料表面入射的声波使得存在于纤维之间的、三维形成的多层间隙中的空气振动,从而产生粘性阻力,入射进来的声能作为热能被消耗,结果,反射声能被抑制。
[0005] 这与流动阻力存在密切的关系,如何调节获得更高吸音性能的适当流动阻力成为开发的重点。如果流动阻力过小,则空气容易流动,如果流动阻力过大,则空气难以流动,由入射声能向热能的转换效率下降,不能获得高的吸音性能,目前,仍然谈不上是最佳化的,可以说开发新结构的可能性较充分。此外,虽然不是主要原因,认为,组成纤维之间的摩擦、纤维自身的内部衰减等也有助于向热能的转换。
[0006] 另外,单位面积流动阻力是根据在材料表面的垂直方向上流过一定的微量空气流V时的速度和材料两面之间的压力差由下式来定义的。
[0007] R=ΔP/(V·d)
[0008] R:单位面积流动阻力[N·sec/m4]
[0009] ΔP:材料两面之间的压力差
[0010] V:每单位面积的空气流量[m3/(m2/sec)]
[0011] d:试样的厚度(m)
[0012] 单位面积流动阻力的测定方法是,在φ29mm的金属制管中插入φ30mm、厚度30mm-2的吸音材料,用KATO TECH CO.,LTD.制KES-F8-API透气性试验机(流速4×10 m/sec)测定。
[0013] 在将表面层与母材层复合而成的复合吸音结构体的情况下,复合体的流动阻力决定吸音材料的吸音率,该流动阻力可如下进行控制:a.改变作为母材层的多孔材料的密度;b.改变构成多孔材料的纤维的直径或配合率;c.改变构成多孔材料的纤维的特性;d.改变表皮层的无纺布(例如纺粘型无纺布)的特性、规格等。但现状是现有技术谈不上是最佳化的。
[0014] 在现有技术的认识中,例如,为了改良吸音性能,构成表皮层的无纺布的单纤维直径推荐为10μm以下,尽可能为5μm以下(日本特许第3494332号)。然而,在该情况下,即使容易获得吸音性能,从实用上讲,在强度、耐久性、与母材层的复合化制造、在加工方面(容易形成皱折等)难以处理等极其不便的方面有很多。
[0015] 此外,作为提高高分子系多孔材料的吸音性能的方法,有在表面层与母材层之间插入或者形成膜结构的方法等,通常,这样虽然明显提高了中低频带的吸音性能,但另一方面,高频带的吸音性能降低,不适于提高从中低频带到高频带的宽频带的吸音性能这一目的。

发明内容

[0016] 发明要解决的问题
[0017] 本发明是鉴于以上所述的现有技术做出的,其目的是以适当的成本提供多孔吸音材料,该多孔吸音材料使用具有特定的单纤维直径的无纺布,将由一张或多张该无纺布构成的表皮层与聚酯纤维或以聚酯纤维为主体的母材层复合而成,作为吸音结构体,不用增厚体积,就能进一步提高从中低频带到高频带的宽频带的吸音性能。
[0018] 用于解决问题的方案
[0019] 本发明的第一要旨为复合吸音结构体,其特征在于,其通过将由一层以上的聚酯、聚乙烯、尼龙等高分子材料的无纺布重叠而成的表皮层与以高分子纤维系多孔材料为主体的母材层复合一体化而得到,优选表皮层与母材层的复合体的单位面积流动阻力为4 4 4
1×10 ~7×10N·sec/m。
[0020] 母材层的高分子纤维系多孔材料以聚酯纤维为主体,该材料的取向可以是纵向取向、横向取向、不规则取向中的任意取向。此外,所述高分子纤维系多孔材料可以列举出适当混合熔点为100~200℃且纤维直径为2~20旦尼尔的熔体纤维(melt fiber)来热成2
型为一体而获得的、面密度为500~2500g/m 的多孔材料,母材层的单位面积流动阻力为
4 4 4
0.5×10 ~3.5×10N·sec/m。
[0021] 表皮层使用的无纺布是单纤维的截面形状为圆形或扁平状、等效单纤维直径为2
11~35μm、面密度为50~130g/m、在背面预先涂布或转印了粉末状或蜘蛛网状(网络状)等的热熔材料的一层无纺布,或者将两张以上的多张无纺布重叠、通过热熔接而成为
5 6 4
一层无纺布。另外,表皮层的单位面积流动阻力为3.5×10 ~7×10N·sec/m。其中,无纺布可以使用相同种类的无纺布,也可以使用不同种类的无纺布。
[0022] 热熔材料可以选择目付为20~120g/m2的聚酯、聚乙烯或尼龙。
[0023] 本发明的第二复合吸音结构体进一步具有第一发明的特征,其是将由高分子材料的无纺布构成的表皮层与由高分子纤维系多孔材料构成的母材层经由热熔材料叠合、通过加热加压、热熔接而一体复合化、而且将无纺布的表皮层配置在声音的入射侧的复合吸音2
结构体,其中,所述表皮层通过在无纺布的背面预先涂布或转印目付为20~120g/m 的粉末状或蜘蛛网状(网络状)的选自聚酯、聚乙烯和尼龙中的热熔材料而获得的、单位面积流
5 6 4
动阻力为3.5×10 ~7×10N·sec/m 的表皮层,所述无纺布选自单纤维的截面形状为圆形
2
或扁平状、等效单纤维直径为11~35μm、面密度为50~130g/m 的聚酯、聚乙烯和尼龙,所述母材层是以聚酯纤维为主体的高分子纤维系多孔材料,该多孔材料的单位面积流动阻
4 4 4 4
力为0.5×10 ~3.5×10N·sec/m,所得的复合体的单位面积流动阻力调整为1×10 ~
4 4
7×10N·sec/m。其中,表皮层优选是将两张以上的在背面预先涂布或转印了粉末状或蜘蛛网状(网络状)等的热熔材料的无纺布重叠、通过热熔接使之一体化的层。
[0024] 发明的效果
[0025] 本发明可以提供吸音特性优异的吸音材料,其例如以11μm以上的单纤维直径构成表皮层的无纺布,能够将响应耐受实用、轻量化、空间狭窄化等需求的、吸音性能良好的聚酯纤维系吸音材料供给实用,是用于使表皮层、母材层和复合结构体各自的流动阻力为最佳的吸音体的特定的吸音材料,在应用领域中,可应用于以建设机械、汽车为主的各种领域,此外,作为吸音结构体,尽可能降低了厚度。附图说明
[0026] 图1所示为将吸音材料A安装在刚性墙面P上的状态的示意图。
[0027] 图2所示为本发明的复合吸音结构体的第一个例子的立体图。
[0028] 图3所示为本发明的复合吸音结构体的第二个例子的立体图。(A)是具有将3张相同种类的无纺布重叠而形成的表皮层的复合吸音结构体,(B)是具有将2张不同种类的无纺布重叠而形成的表皮层的复合吸音结构体。
[0029] 图4所示为样品A、B的吸音性能的图。
[0030] 图5所示为样品A、B、C1的吸音性能的图。
[0031] 图6所示为样品B、BC、BS的吸音性能的图。
[0032] 图7所示为样品B、C2、D的吸音性能的图。
[0033] 图8所示为样品B、B25-3的吸音性能的图。
[0034] 图9所示为样品B25-3、B25-2的吸音性能的图。

具体实施方式

[0035] 如上所述,作为由表皮层的无纺布与母材层这一构成形成的吸音材料,已有日本专利特许第3494332号。但其认为,构成表皮层的单纤维直径为10μm以下较好,尽可能为5μm以下。的确,可以认为,纤维直径较细时,流动阻力变大,因此吸音性能变得较好,然而,其在实用上具有强度、耐久性、与母材层的复合化制造、加工方面(容易形成皱折等)难以处理、成本方面上的问题等很多不便的方面。另外,在通过热熔接将表皮层的无纺布与母材层复合时,由于纤维直径小,容易发生堵塞。因此,以高音域为中心,容易变成吸音率降低的方向,存在一定程度地数据容易变化的问题。
[0036] 本发明的目的是,提供实用性非常高的结构体作为吸音材料,通过使用实用性方面优异、容易获得且优选成本低廉的单纤维直径为11~35μm的材料作为表皮层的无纺布、而且在与母材层复合时对表面层应用特殊的方法,可以大幅提高吸音特性,从而可以提供更优异且廉价的复合吸音结构体。
[0037] 即,本发明的技术的主要部分是,提供响应上述需求的方法,其通过着眼于使用强度、耐久性、加工性、外观良好等可耐受实用的以直径为11~35μm的单纤维构成的无纺布作为表皮层,与聚酯纤维或以聚酯纤维为主体的母材复合的方法,从而能够获得从中低频带到高频带稳定的吸音特性。
[0038] 为了实现上述目的,首先关注表皮层的流动阻力,认识到,控制该流动阻力是有4 4 4
效的,通过使表皮层与母材的复合结构体的流动阻力优选为1×10 ~7×10N·sec/m,
4
尤其为了引出宽频带的优异吸音性能,特别优选将复合体的流动阻力调节为2×10 ~
4 4
3.5×10N·sec/m,这对实现目的来说是非常有效的,从而完成了本发明。作为吸音材料,制成复合体时的流动阻力是重要的,在该情况下,调节表皮层的流动阻力的方法对于吸音性能的提高也是有效的。
[0039] 复合体的流动阻力为小于1×104N·sec/m4的值时,可维持高音域的吸音性能,4 4
但低音域的吸音性能明显降低,相反,复合体的流动阻力为大于7×10N·sec/m 的值时,
4
高音域的吸音性能明显降低,容易显示不平衡的吸音特性。此外,优选调节至2×10 ~
4 4 4 4
3.5×10N·sec/m,复合体的流动阻力低于2×10N·sec/m 时,存在低音域的吸音性能轻
4 4
微降低的倾向,而超过3.5×10N·sec/m 时,低音域的吸音性能提高,但存在高音域的吸音性能变差的倾向。
[0040] 以下记载了本发明的要点以及用于调整流动阻力的方法。
[0041] (要点1)
[0042] 发明的构成材料主要是聚酯纤维系的材料,是根据再循环性、环境保护、安全性等观点来选择的、新型的、能够在宽频带内发挥优异的吸音性能,强度、耐久性、经济性等实用性高的构成材料。另外,聚乙烯、尼龙等其它高分子纤维系材料也能够获得同样的效果。
[0043] (要点2)
[0044] 发明的基本构成是经由热熔材料(粉末状、蜘蛛网状等)将表皮层(纺粘型无纺布)与母材加热加压、复合而获得的吸音结构体。
[0045] (要点3)
[0046] 从表面强度、耐久性、加工和制造的容易性、外观性等实用方面来看,构成表皮层的纺粘型无纺布使用单纤维直径或等效单纤维直径为11~35μm的材料,而为15μm左右具有特别高的实用性。纤维直径为10μm以下时,较细,与母材层复合时容易出现皱折等,处理性、加工性不好;此外,超过35μm时,无纺布上产生了粗糙感,与母材层复合后的刚性提高,顺应曲面部等时的适应性变差。
[0047] (要点4)
[0048] 发现在本发明中,利用以下两种方法,即,对配置于声音的入射侧的表皮层进行处理、调整含有母材的复合吸音结构体的流动阻力,能够解决在使用(要点3的)纺粘型无纺布时在现有技术中被认为是在吸音性能上成为不利的问题,证实了,如果将该流动阻力调4 4 4
整至优选为2×10 ~3.5×10N·sec/m 的程度,则能够提供在宽频带中具有优异吸音特性的复合吸音结构体。
[0049] 流动阻力的调整方法1
[0050] 在作为表皮层的一张纺粘型无纺布的背面,涂布或转印目付(每单位面积的重2
量)为20~120g/m 的高分子系热熔材料,并配置在母材层上,加热加压,将一体化复合后的流动阻力调整至所需的值。
[0051] 流动阻力的调整方法2
[0052] 将作为表皮层的两张以上的纺粘型无纺布多张重叠,配置在母材层上,并加热加压,将一体化复合之后的流动阻力调整至所需的值。
[0053] 多张纺粘型无纺布可以是相同规格材料,也可以是不同规格的材料的组合。例如,在为两张的情况下,将两张不同的纺粘型无纺布,具体是,表皮层的最上面的纺粘型无纺布2
为纤维截面为圆形的无纺布(面密度100g/m,单纤维直径15μm)、第二层的纺粘型无纺布
2
的纤维截面为扁平状(面密度90g/m,等效单纤维直径14.5μm)的无纺布与母材重叠,并
4 4
加热加压进行复合,成为流动阻力为2.7×10N·sec/m 的复合吸音结构体,则可以获得宽频带优异的吸音性能。另外,使用多张无纺布作为表皮层时,作为表皮层以外的无纺布,当然可以使用本发明中特别规定的以外的纤维直径。
[0054] 图1所示为由多孔材料构成的吸音材料A安装在刚性墙面P上的状态。1为表皮层,2为母材层,3为用于将二者一体化的热熔材料。声波从图1的左侧(表皮层1一侧)入射时,空气粒子的速度在刚性墙面上为0,从刚性墙面P向左离开c/4f(c:空气中的声速(cm/sec),f:入射声波的频率[Hz])的位置处为最大。然而,在由于噪音而造成实际问题的500~2000Hz的频带中,空气粒子的速度在40mm以上的地方为最大,因此,在厚度为40mm的位置通过表皮层1调整流动阻力的方法能够通过粘性阻力提高从声音反射能向热能的转换效率,效率良好,提高吸音性能。
[0055] 控制该表皮层1的流动阻力的方法的本发明的一个方案是图2所示的吸音材料,其是如下所示的组合:在表皮层1中使用一层无纺布,即,单纤维的截面形状为圆形或扁平2 2
状、等效单纤维直径为11~35μm、面密度为50~130g/m、更优选为80~100g/m 的无纺布,在其背面预先涂布或转印粉末状或蜘蛛网状(网络状)等的热熔材料3,使得表皮层的
5 6 4
流动阻力为3.5×10 ~7×10N·sec/m。
[0056] 母材层2是以聚酯纤维为主体的无纺布,其流动阻力为0.5×104~4 4
3.5×10N·sec/m。
[0057] 例如,在无纺布的背面上,预先涂布或转印粉末状或蜘蛛网状(网络状)等的热熔2
材料,可以通过使该涂布量或转印量为目付20~120g/m 来调整流动阻力。
[0058] 本实施方案是吸音结构体,其是通过热熔材料3将表皮层1与母材层2重4
叠,并加热加压,将二者热熔接,一体复合化而获得的,复合体的流动阻力为1×10 ~
4 4 4
7×10N·sec/m。此外,为了表现宽频带的吸音性能,只要将上述流动阻力调整为2×10 ~
4 4
3.5×10N·sec/m 即可。
[0059] 此外,控制表皮层的流动阻力的方法的本发明的又一个方案如图3所示,是如下4 4 4
获得的吸音率提高了的吸音结构体:将流动阻力为0.5×10 ~3.5×10N·sec/m 的由高分子纤维系多孔材料构成的母材层2与下述的无纺布,即,在单纤维的截面形状为圆形或
2
扁平状、等效单纤维直径为11~35μm、面密度为50~130g/m 的无纺布1的背面上预先涂布或转印粉末状或蜘蛛网状(网络状)等的热熔材料而且由两张以上的多张(在图3(A)所示的例子中,为三张(1a、1b、1c)与图2中所说明的无纺布相同的无纺布)重叠、通过热
5 6 4
熔接而多层一体化时的表皮层1的流动阻力被调整为3.5×10 ~7×10N·sec/m 的无
4
纺布这两者重叠,并加热加压,热熔接而复合化为一体,使得复合体的流动阻力为1×10 ~
4 4
7×10N·sec/m。当然,本实施方式也是以表面层1配置在声音的入射侧的方式使用。
[0060] 其中,表皮层1可以使用不同种类的无纺布,在图3(B)中所示的复合体的例子中,表面侧使用与图2所述相同的无纺布1a,使用截面为扁平形状、其等效单纤维直径为11~2
35μm、面密度为50~130g/m 的无纺布作为第二张无纺布1d,背面实施了相同的热熔处理。
[0061] 此外,在任一方法中,在母材中存在密度梯度的情况下,在密度高的面上应用表皮层的可以获得更高的吸音性能,这也是一个新的发现。此外,在实际使用时,为了防止雨水等的浸入,不用说,可以用无纺布包围周围侧面。在该情况下,也可以借助热熔材料等进行加热加压,加工成画框那样,或者可以使用双面粘接片代替热熔薄膜
[0062] 实施例
[0063] (吸音试验1)
[0064] 主要证明本发明的复合吸音结构体的吸音性能是有效的。
[0065] 比较示出吸音结构体A与作为本发明产品的复合吸音结构体B,其中,吸音结构体3 4 4
A仅仅由聚酯纤维形成的母材层2(堆密度44kg/m、厚度35mm、流动阻力1×10N·sec/m)构成,复合吸音结构体B是:使用单纤维直径约15μm的聚酯纤维系构成的纺粘型无纺布
2 2
1(面密度100g/m),在其背面涂布粉末状热熔材料(目付20g/m),与如上所述的母材层2
4 4
重叠,并加热加压,使之一体化而获得的复合吸音结构体B(流动阻力1.5×10N·sec/m)。
[0066] 图4所示为上述两个样品A、B的吸音性能的图。
[0067] 其证明了:本发明产品B中,即使使用单纤维直径15μm这一实用上充分的纤维粗度的聚酯纤维系无纺布,如果将其适当处理,并与适当的母材层2复合化,也可以产生高的吸音性能。
[0068] 该吸音性能例如可以与作为标准的吸音材料使用的玻璃棉(堆密度32kg/m3,厚度40~50mm)匹敌。其中,吸音性能用垂直入射法(ISO 10543·2)测量。
[0069] 在图5中,比较地示出了将图4的样品B的粉末状热熔材料增量至2倍(目付40g/2 4 4
m)的一张无纺布与样品A的母材复合、该复合体的流动阻力为3.2×10N·sec/m 的复合吸音结构体C1的吸音性能,可以看出,与样品A相比,中低频带的吸音性能进一步大幅提高。
[0070] 这样,即使使用单纤维直径15μm的聚酯纤维系纺粘型无纺布1,如果通过其背面4 4
的热熔材料的涂布量将复合吸音结构体的流动阻力调整至3×10N·sec/m 左右,也可以在宽频带范围中获得优异的吸音特性。当然,如果进一步提高流动阻力,也可以使吸音特性向低频侧转移。这样,本发明具有很高的实用性,并且证实了获得优异吸音性能的本发明的优越性,尤其是自由性和适用性。
[0071] (吸音试验2)
[0072] 主要是证明将两张以上的表皮层1在最靠近声音的入射侧多张重叠、并加热加压使之一体化而获得的复合吸音结构体的吸音性能是有效的。
[0073] 与图4的样品B相比,为了在维持高频带的吸音性能的同时进一步提高中低频带的吸音性能,可以调整复合吸音结构体的流动阻力,图6显示,在基本相同的流动阻力下,与在母材层2的中间插入纺粘型无纺布1(与样品B的表皮层1相同,热熔处理也相同)相比,在表皮层1与母材层2之间插入纺粘型无纺布、使表皮层1的流动阻力增大的方案是更有效的。
[0074] 图6中,样品BC是在样品B的母材中央部插入与表皮层相同的纺粘型无纺布的复4 4
合吸音结构体,复合体的流动阻力为2.0×10N·sec/m。此外,样品BS是在样品B的表面层与母材之间插入与表皮层相同的纺粘型无纺布、将两张重叠而获得的复合吸音结构体,
4 4
该复合体的流动阻力为2.2×10N·sec/m。
[0075] (吸音试验3)
[0076] 此外,图7中示出了本发明的有效性。为了提高图4中所示的样品B的宽频带的吸音特性,在样品B的表皮层1的纺粘型无纺布与母材层2之间,插入两张相同的纺粘型无纺布(背面的热熔处理也相同),重叠,并加热加压,作为复合吸音结构体C2,其流动阻力为4 4
2.9×10N·sec/m。可以看出,与样品B相比,其在宽频带的吸音性能进一步飞跃性提高,证实了本发明的方法的有效性。
[0077] 此外,复合吸音结构体D是插入了四张相同的纺粘型无纺布的、复合吸音体的流4 4
动阻力为3.9×10N·sec/m 的复合吸音结构体,发现其在400Hz左右的频带的吸音性能得到了提高,但在630Hz以上的频带的吸音率降低。
[0078] 因此,作为实用的复合吸音结构体的流动阻力的调整范围为1×104~4 4 4 4 4
7×10N·sec/m,为了提高宽频带的吸音性能,理想的是2×10 ~3.5×10N·sec/m。其中,
4 4
为了提高特定频率例如400Hz以下或2kHz以上等的吸音性能,在1×10 ~7×10N·sec/
4
m 范围内调整流动阻力即可。即,若要提高低频的吸音性能,就增大流动阻力,若要提高高频的吸音性能,则减小流动阻力。这在如上所述的另一方法中也是相同。本发明的两种方法均是通过选择适当的母材,然后,通过调整表皮层来调整复合吸音结构体的流动阻力,从而提供具有适当吸音性能的吸音材料。
[0079] (吸音试验4)
[0080] 吸音试验1中是通过调节在本发明的形成表皮层的一张纺粘型无纺布的背面涂布的用于与母材复合的热熔材料的涂布量来调整流动阻力而形成的复合吸音结构体,吸音试验2和3中是将两张以上的形成表皮层的纺粘型无纺布(背面涂布热熔材料)在母材上多张重叠、调整流动阻力而形成的复合吸音结构体,其表明,只要将复合吸音结构体的流4 4 4
动阻力调整至尤其是2×10 ~3.5×10N·sec/m,就可以在从低频带到高频带的宽频带
3
范围内获得优异的吸音性能。如图8所示,可与标准使用的玻璃棉(堆密度32kg/m,厚度
40~50mm)匹敌的、作为本发明的一个例子的样品B也可以表现出与复合吸音结构体样品
4 4
B25-3(流动阻力2.6×10N·sec/m)相同或更高的吸音性能,其中,复合吸音结构体样品B25-3是应用本发明中提出的方法之一,在与在样品B相同的母材(厚度25mm)上重叠三张与表皮层相同的纺粘型无纺布而获得的,可以说这体现了本发明的很大的优点。这可以提供空间系数(space factor)好的吸音材料,也应对了社会需求。
[0081] (吸音试验5)
[0082] 作为表皮层的纺粘型无纺布,将与图8的样品B25-3相同的无纺布(面密度:2
100g/m,单纤维直径:圆形15μm)作为第一张表皮、将不同规格的纺粘型无纺布(面密度:
2
90g/m,等效单纤维直径:扁平形状14.5μm)作为第二张表皮,使其重叠,将该两张纺粘型无纺布和与样品B25-3相同的母材形成复合吸音结构体B25-2。如图9所示,将样品B25-3
4 4
的复合吸音结构体的流动阻力调整至2.6×10N·sec/m,与之相对,将样品B25-2的复合
4 4
吸音结构体的流动阻力调整至几乎相同的2.7×10N·sec/m,二者获得了基本上相同的吸音性能(样品B25-2稍好),通过将不同种类的作为表皮层的纺粘型无纺布组合,用两张纺粘型无纺布也可以提供进一步超过样品B25-3的吸音材料。其不仅在实用方面的强度、宽频带中的吸音性能优异,而且在经济上也有贡献。
[0083] 本发明所使用的材料中,表皮层、母材均标准地使用聚酯纤维系,因此再循环性、环境性也优异。
[0084] 产业上的可利用性
[0085] 本发明能够提供,与现有的多孔吸音材料相比厚度更薄、在宽频带中具有高吸音性能的实用性高的吸音材料。另外,本发明的复合吸音结构体在轻量化、再循环性、经济性、环境保护性等方面也优异、通用性也高,因此,可以在建筑机械、农业机械、气压机械等产业领域、路、道路、各种工程等土木领域、建筑领域、家电领域等广泛领域中使用。
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