[发明专利]具有改进的吸声性能的热塑性复合材料

说明书

本发明的技术领域和工业实用性

本发明一般性涉及声学产品，以及更具体地，涉及一种复合材料，其包括增强纤维、有机纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，并且其在较低频率具有改进的吸声性能。还提供一种形成该复合材料的方法。

发明背景

隔音材料用于各种需要衰减来自外源的噪声的环境中。例如，隔音材料已经用于各种应用中，例如用于器具中以降低散发到住房周围区域的声音，用于汽车中以降低发动机的机械声音和路面噪音，以及用于办公楼以衰减由工作场所，例如由电话交谈或由办公设备运转产生的声音。常规隔音材料包括例如泡沫塑料、压缩纤维、玻璃纤维絮垫、毡以及纤维，例如熔喷纤维的无纺网的各种材料。隔音通常依赖于声音吸收(能够吸收入射声波)和传输损耗(能够反射入射声波)来提供充分的声音衰减。

汽车中，绝缘材料也依赖于热屏蔽性能以降低或防止热量由汽车中的各个热源(发动机、变速器、排气装置等)向车辆的客舱传递。这种绝缘体通常在汽车中用作车顶衬垫(headliner)、隔板衬垫或防火壁衬垫。衬垫通常由提供所需机械强度性能的一个或多个绝缘材料层和允许汽车中的简便安装以及适当功能特性的一个或多个刚性材料附加层的层压材料形成。常规隔音材料的实例以下阐明。

Chenoweth等人的US专利4,889,764和US专利4,946,738描述了一种无纺纤维毯，其包括矿物纤维(玻璃纤维)、合成纤维(聚酯)和双组分纤维。合成纤维优选具有1/4-4英寸的长度和1-15旦尼尔的旦尼尔。双组分纤维优选具有1/4-3英寸的长度和1-10旦尼尔的旦尼尔。

Souders等人的US专利5,591,289公开了一种车顶衬垫，其具有由高膨松度的聚合物热塑性纤维(聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)的毛絮形成的纤维芯。该纤维具有大约2英寸的长度和5-30的旦尼尔。

Olinger等人的US专利5,662,981描述了一种模塑复合材料产品，其具有包含增强纤维(玻璃和聚合物纤维)的树脂芯层和基本上不含增强纤维的树脂表面层。该表面层可以由热塑性或热固性材料形成，例如聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)或聚碳酸酯。

Patel等人的US专利5,886,306公开了一种层状隔音网，其包括夹在熔喷或纺粘的热塑性纤维(聚丙烯)层和薄膜、箔片、纸张或纺粘热塑性纤维层之间的许多纤维素纤维层。

Tilton等人的US专利6,669,265描述了一种纤维材料，其具有膨松的隔音部分和可以起防水层作用的较高密度的表层。该纤维材料包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维、天然纤维及其混合物。

Nakamura等人的US专利6,695,939公开了一种内部装饰材料，其由基材和粘合到基材的表层形成。基材为热塑性纤维和无机纤维的共混物的毡状纤维结构。表层为由熔点高于基材中的热塑性纤维熔点的纤维形成的高熔点纤维片材。高熔点纤维可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维。

Sandoe等人的US专利6,756,332描述了一种车顶衬垫，其包括位于两个硬化层之间的芯层，该芯层由共混的无纺纤维的絮垫形成。芯层包括热塑性纤维，其具有(1)20-50wt％的细纤维，旦尼尔为0.8-3.0，(2)10-50wt％的粘合剂纤维，和(3)旦尼尔为4.0-15.0的其它纤维。热塑性纤维可以包括聚酯、聚烯烃和尼龙。聚酯纤维优选包括双组分纤维。

Tilton等人的US专利公开2003/0039793A1描述了一种车辆用修饰镶板绝缘体，其包括聚合物纤维的非层压隔音和隔热层。该绝缘体还可以包括聚合物纤维的较高密度非层压表层和/或由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、人造纤维、乙烯-乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、纤维纱布(scrim)、金属箔及其混合物形成的一个或多个覆面层。

Tilton的US专利公开2004/0002274A1公开了一种层压材料，其包括(1)由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、天然纤维、尼龙、人造纤维及其共混物形成的基础层和(2)覆面层。基础层的密度为大约0.5-15.0pcf，覆面层的密度为约10pcf到约100pcf。

Tilton等人的US专利公开2004/0023586A1和Block等人的US专利公开2003/0008592公开了一种纤维毯材料，其具有由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、天然纤维、尼龙和/或人造纤维形成的第一纤维层和熔喷聚丙烯纤维层。第二纤维层可以夹在第一纤维层和熔喷纤维层之间。该毯材料可以加以调节以提供用于特定产品应用的声音衰减。