CN102963107A - 用于隔音的非织造材料和制造工艺 - Google Patents

Abstract

一种适合用于诸如建筑物、器具以及汽车的内部乘客隔间和外部部件的结构中的改进的隔音和隔热的复合材料，包括至少一层具有受控密度和成分的气流成网纤维层，并按需要包括适合的结合剂和添加剂以满足噪声消除、防火和防霉的预期。单独的，提供可用于隔音的气流成网结构，该结构提供从其通过的减小的受控气流，并包括织造或非织造纱布。

Description

用于隔音的非织造材料和制造工艺

本申请是2006年3月31日提交的、国际申请号为PCT/US2006/012256、中国申请号为200680010884.2、发明名称为“用于隔音的非织造材料和制造工艺”的申请的分案申请。

相关申请声明

本专利申请请求享有2005年4月1日在美国递交的临时专利申请No.60/667,873的优先权。该申请的题目为“Material for Acoustic andThermal Insulation”。该申请通过引用而整体结合在此。

本专利申请请求享有2005年10月21日在美国递交的临时专利申请No.60/729,264的优先权。该申请的题目为“Nonwoven Structure,and Process for Manufacuture”。该申请通过引用而整体结合在此。

技术领域

本发明涉及具有优异隔音和隔热特性的非织造材料。本发明还涉及用于制造这种非织造材料的工艺。本发明还涉及可用于隔音的提供从其通过的减小且受控气流的气流成网结构。另外，本发明涉及汽车的隔音。

本发明的特定方面涉及制造汽车的声音面板和垫料，例如前围板衬垫或垫子、发动机侧舱壁隔离、发动机侧罩隔离、内轮腔隔离、货车隔间装饰隔离、地板底衬、杂物箱和车门面板。本发明还涉及主要器具如洗碗机和洗衣机的隔音以及建筑物的内壁、天花板和地板的隔音和隔热。

背景技术

期望汽车内部与可以通过汽车车架和车身传递进来的烦杂声音隔离。这些声音通常来源于与路面相互作用的轮胎、来源于外面的风或者来源于发动机和汽车其它机械部分的工作。这些声音的频率范围从几赫兹（Hz）直到几千Hz。

已经使用各种材料用于制造隔音毯。这些毯设计和构造成抵靠机动车辆的结构面板的表面安装。隔音毯或垫用于抑制、阻挡、吸收或衰减不希望的道路噪音和外部声音。最常见地，这些毯由形成为称为次品（shoddy）材料的回收纺织纤维构成。在某些情况下，可以使用泡沫材料。

虽然本领域技术人员认识到声音吸收物在与待吸收的声音频率波长的四分之一相对应的厚度下最有效，但是对于空间和成本的实践考虑可能会限制能采用的隔离复合物的实际厚度。对于汽车中所用的次品，隔离复合物厚度的实践上限通常认为约25mm（1英寸），因为次品一般致密且厚重。因此，在本领域中已知对次品材料涂覆隔音阻挡层（有时称为重层或粘弹性层）以整体改善减小声音的效率。这种阻挡层材料可以双重用作地毯附件或者包括在地毯制造中。参见例如美国专利Nos.4,056,161、4,966,799、5,266,143、5,068,001和6,109,389。如美国专利No.3,429,728中所公开的，在熔融状态下涂覆填充了很多致密惰性粉末（常为具有矿质特性）的沥青复合物。在美国专利No.3,536,557中教导了类似三聚氰胺、苯酚醛和脲醛树脂的热固性树脂，而在美国专利No.4,035,215中公开了致密填充的乙烯塑料溶胶。在美国专利No.4,131,664中使用各种热固性和热塑性阻挡材料来产生重或致密的阻挡层。而且，在美国专利No.3,424,270中公开了聚合物声音阻隔材料，该专利通过通过引用而整体结合在此。

许多这些专利所公开的声音抑制材料的缺点在于它们使车辆的重量显著增加。声学领域的技术人员理解最好的声音阻挡物通常是类似铅板的厚重致密的材料。但是，几个小孔或裂纹就可以破坏甚至很厚或重的声音阻挡物。

已经使用了声音吸收物来代替声音阻挡物。声音吸收物通常显著地没有阻挡材料致密，并可能实际上有相当多的孔。结果，它们的声学性能较少受到小孔的影响。除了吸收声音能量外，减少感觉到的声音的其它机理是抑制和阻挡声波。尽管结构隔离需要与汽车不同，但是一方的技术教导也可以直接应用于另一方。

在最终的分析中，减小声音的实际物理机理（阻挡或吸收）并不重要。人耳或甚至麦克风无法分辨所传输的声音是被部分阻挡还是部分吸收了。在具有许多穿透部的声学和结构面板的应用中，例如在汽车的前围板中，声音吸收材料可以实际上比阻挡材料表现更好，因为绕穿透部的垫圈必须对阻挡材料几乎完美以高度有效地阻挡进入的声音。

在车辆制造中常规的是，将纤维面板在热和压力下冲切和/或模制来产生保持形状的轮廓以唯一地适应于每次制造和车型的金属板。模制操作可以包括加热的模具和冷的材料，或者将声学材料自身加热并随后在冷模具中压制。

声音吸收和阻挡复合物、垫、棉胎（batt）或毯的制造和使用的标准是纺织原材料自身的成本、加工成重的非织造毯的成本、以及可以将这种毯定制模制以精确配合车辆的结构面板的容易程度。其它重要的技术参数是这些纤维非织造物的声学特性、重量及其长时间使用的耐久性，其中在此使用期间它们可能经历很大范围的热和湿度的变化，并很可能暴露到溶剂或水基粘合剂。

很久以来就已知减小车辆的大小和重量可以有效提高单位汽油所行驶的里程。但是，到目前为止还没有经济上可行的选择来在保持预期水平的隔音性能的同时结合更轻重量的隔音材料。在此提出作为用于隔音的更轻的替代材料的非织造结构。此外，提出提供从其通过的减小且受控的气流的非织造结构。在一个方面中，所述结构是气流成网结构。

发明内容

本发明的益处和优点通过具有隔音和隔热特性的非织造材料实现。该非织造材料的特征还可以是作为复合纤维材料、垫或棉胎。基本材料在此可互换地称为“纤维材料”、“芯”或“基垫”。结合材料布置在纤维芯内以将纤维保持就位。

在一个方面中，芯限定了一个或多个纤维层，每层具有限定但不一定相同的密度或成分。各个纤维层具有在其主要面积上具有基本均匀密度和厚度的纤维质量。纤维由热塑性结合剂、热固性结合剂或两者的组合保持。基于构成芯的纤维层的总重量，结合剂的量的范围从低到约0.5%直到约50%的重量。优选地，结合剂的重量范围从约5%到约60%。

除了芯之外，非织造材料可以还包括成一体的颗粒，例如防霉剂、阻火剂或热固性树脂。芯还可以具有辅助层，该辅助层包括附装到外表面的聚合物膜的或者承载板。聚合物膜中可以具有填充颗粒的致密乳胶或其它结合剂以形成“重层”。优选地，填充剂将产生粘弹性聚合物涂层来作为声音阻挡材料或反射质量，以进一步提高基垫的声学特性。

本发明还提供了使用传统气流成网机器在商业规模上经济生产隔音材料的方法。在一种用于生产非织造材料的优选连续工艺中，在具有三个或更多成形头的气流成网机器上顺序形成纤维层，从而在这些层的界面处将这些层彼此一体结合起来形成芯或基垫。气流成网垫还可以借助多次通过具有一个或两个头的机器生产。然后可以将辅助层添加到一个或两个主要表面上的基垫或者作为芯内的离散层。这样，与传统的称为次品的回收纺织材料相比，在重量大大减小的情况下获得具有重要隔音品质的非织造材料。

本发明的各种非织造材料从其重量考虑是特别好的声音吸收物。这通过独特的实验室声音传输测试（LSTT）中的试样性能证明。该实验室屏蔽测试在试样的一侧使用“白噪声”的放大源，并在试样的另一侧使用分贝计的麦克风。从入射的90dB的声级实现了5－15dB的噪声减小。其它标准声学测试也表明了这些气流成网材料的每单位重量的优异性能。例如，进行了阻抗管声音吸收测试，或者用具有两个麦克风的ASTM E1050-98或者用具有单个可运动麦克风的ASTMC384。这样的测试覆盖从100到6300Hz的宽频率范围。

标准声学测试和LSTT屏蔽测试之间的主要差别是，对于阻抗管声音吸收测试，麦克风与声源位于试样的同一侧，而对于LSTT，试样在麦克风和声源之间。阻抗管声音吸收测试还记录了频率相关声学特性的细节，而LSTT仅仅测量白噪声的大小。

在一个实施例中，气流形成的纤维材料网在仍位于气流成网机器内时且在通过干燥炉之前喷有乳胶结合剂或涂层。这样，产生辅助层。可选地，此乳胶是致密精细粉末填充剂的载体，该填充剂例如是碳酸钙或硫酸钡。基于其在水中的不可溶解性、差别、密度、可用颗粒尺寸、以及在预期加工和使用条件下的化学和物理稳定性来选择填充剂。

在一个实施例中，提供了包括芯或基垫的一种非织造材料。所述芯是纤维材料，并包含：

（A）从约95%重量到约40%重量的基质纤维，

（B）从约60%重量到约5%重量的芯结合剂，其中所述芯中的重量百分比基于所述芯的总重量；并且其中

（C）所述芯具有从约200gsm到约3000gsm的基础重量，

（D）所述芯具有从约0.015g/cm³到约0.10g/cm³的密度，并且

（E）所述非织造材料在LSTT声音传输测试中具有5分贝或更大的声音传输减弱。

可选地，所述非织造材料还包括：

（F）与所述芯的表面成一体的织造或非织造载体，其具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量。

所述非织造材料可以还包括：

（G）含塑性材料的辅助层，所述辅助层具有从约50gsm到约700gsm的基础重量，所述辅助层位于所述非织造材料的外表面上或者作为单独的内层位于非织造材料的芯内。

所述非织造材料的替代实施例可以还包括：

（H）阻火剂；和

（I）防水剂。

本发明的另一方面是具有10、25或甚至50平方米或更小的面积的非织造材料的面板。所述面板通过施加热和压力而模制成所保持的形状。

在本发明的范围内包括一种隔热构造，其包括建筑物、车辆或器具的结构构件或表面，并在所述结构构件或表面上附装或涂覆如上所述的非织造材料。本发明的另一实施例涉及一种声音衰减叠层，其包括如上所述的非织造材料，并使装饰材料、毯或者结构构件或表面附装或涂覆到所述非织造材料或者与其接触。所述面板可以在施加热和压力的情况下模制成所保持的形状。

本发明的另一实施例是一种用于物体的包装，包括容器和如上所述的非织造材料。

在本发明的范围内包括一种用于制造非织造材料的工艺，包括：

（1a）从一个或多个成形头在运动输送线上沉积包含以下的混合物

（A）从约95%重量到约40%重量的基质纤维，

（B）从约60%重量到约5%重量的芯结合剂，以形成所述非织造材料的芯，其中所述芯中的重量百分比基于所述芯的总重量，接着

（2a）加热所述非织造材料以固化基质纤维和结合剂的混合物，或者

（1b）在运动输送线上沉积

（A）具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量的织造或非织造载体；接着

（2b）从一个或多个成形头在所述载体上沉积包含以下的混合物

（B）从约95%重量到约40%重量的基质纤维，和

（C）从约60%重量到约5%重量的芯结合剂，以形成所述非织造材料的芯，其中所述芯中的重量百分比基于所述芯的总重量，并使得所述载体与所述芯的表面成一体，接着

（3）加热所述非织造材料以固化基质纤维和结合剂的混合物，其中

（D）所述芯具有从约200gsm到约3000gsm的基础重量，

（E）所述芯具有从约0.015g/cm³到约0.10g/cm³的密度，并且

（F）所述非织造材料在LSTT声音传输测试中具有5分贝或更大的声音传输减弱。

所述工艺可以还包括：

（4）形成含塑性材料的辅助层，所述辅助层具有从约50gsm到约700gsm的基础重量，所述辅助层位于：

（A）所述芯的外表面上，或者

（B）作为单独的内层位于所述非织造材料的芯内。

优选地，这些工艺是连续气流成网工艺。

本文所公开的非织造材料的另一方面是沿着非织造纤维材料的表面布置薄和轻重量的“纱布（scrim）”。在一个实施例中，提供了一种非织造结构，包括：

（A）具有内表面和外表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（B）具有内表面和外表面的非织造材料，所述非织造材料的内表面与所述纱布的内表面接触，所述非织造材料具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，所述非织造材料包含从约30%重量到约95%重量的基质纤维和从约5%重量到约70%重量的结合剂，其中重量百分比基于所述非织造材料的总重量；

（C）沉积在所述纱布的外表面上的从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（D）沉积在所述非织造材料的外表面上的从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

在另一实施例中，提供了一种非织造结构，包括：

（A）具有第一表面和第二表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（B）沉积在所述纱布的第一表面上的从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（C）沉积在所述纱布的第二表面上的从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

也在本发明范围内的是一种用于制造非织造结构的工艺，包括：

（1）提供具有内表面和外表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（2）将非织造材料气流成网在所述纱布的内表面上，所述非织造材料具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，所述非织造材料包含从约30%重量到约95%重量的基质纤维和从约5%重量到约70%重量的结合剂，其中重量百分比基于所述非织造材料的总重量；

（3）在所述纱布的外表面上沉积从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（4）在所述非织造材料的外表面上沉积从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

非织造材料和结构具有作为汽车中隔音件的用途。除了非织造物在汽车中的用途之外，这些材料和结构还可用于减小来自主要器具的声音以及对建筑物和办公室卧室区域提供隔音。在墙壁、地板和天花板中使用气流成网隔离也在本发明的此方面的范围内。

对于某些用处，使纤维非织造材料受到模制操作以产生对每个不同应用独特的成形部件，例如汽车或主要器具的不同构成和型号。在处于加热和加压条件下，使纤维芯中的结合剂固化以保持定制形状。之后，释放压力并从模具中取出面板。

通常，将处理纤维材料以使其防霉并使其防火或者甚至自己熄灭。对于期望隔离材料防水的一些应用中，使用诸如石蜡或硅油之类的防水剂的应用。

附图说明

为了可以更好地理解本发明的上述特征，附上一些附图。但是，应该注意附图仅仅图示本发明的选择实施例，因此不应认为是对范围的限制，因为本发明可以容许其它同样有效的实施例和应用。

图1－5是各个实施例中的非织造气流成网材料的剖视图。

图1是均匀气流成网基垫的剖视图。

图2是图1的垫的剖视图，其中在气流成网垫的一侧涂覆单层可模制热塑性或热固性聚合物结合剂。这样就形成气流成网结构。

图3是气流成网的非织造结构的一种替代布置。图3示出图1的垫的剖视图，其中在垫的两侧各涂覆一层聚合物结合剂。

图4是气流成网的非织造结构的一种替代布置。图4示出图1的垫的剖视图，其中在基垫的一侧接收一层聚合物结合剂，而另一侧接收“重”层。致密的填充剂分散在聚合物结合剂中以形成重层。

图5是气流成网的非织造结构的一种替代布置。图5示出图1的垫的剖视图，其中重层涂覆到气流成网垫的一侧。

图6是示出法向入射声音吸收系数的笛卡儿坐标图。

图7是气流成网的非织造结构的另一种替代布置的透视图。这里，示出纱布（scrim）和纤维基垫。为了图示将纱布与基垫的内表面分解开来。

图8是图示本发明的非织造材料的各种示例性位置的车辆的总体示意性侧视图。

图9是形成为天花板砖的非织造结构的透视图。该砖包括装饰性外层。

具体实施方式

定义

如这里所用的，术语“纤维材料”和“基质纤维”指合成或纤维素纤维。

“纱布”指任何纤维的织造或非织造材料层。纱布可以用作气流成网工艺中的载体板，或者可以在转化工艺中与预先成形的气流成网或其它非织造材料组合。在某些情况下，术语载体和纱布可互换。

实验室声音传输测试或LSTT指一种实验室屏蔽测试，其在垫试样的一侧使用“白噪声”的放大源，并在试样的另一侧使用分贝计的麦克风。利用入射的90dB声级。

“芯”指基础纤维材料，并在本文中可互换地称为“纤维材料”、“芯”或“基垫”。

图1－5是各个实施例中的非织造气流成网材料的剖视图。首先，图1表示均匀基垫或“芯”10的剖视图。气流成网垫10限定从基质纤维和芯结合剂制造的非织造气流成网结构。“基质纤维”指合成和纤维素纤维两者。优选地，纤维在垫和任何辅助层或材料的形成或结合期间都绝不会熔融或溶解。

很宽范围的天然和合成纤维都适合用作垫10的基质纤维。优选的基质纤维是纤维素纤维，尽管基质纤维也可以是合成纤维或者纤维素和合成纤维的混合物。

适合用于本发明的纤维素纤维材料包括软木纤维和硬木纤维。参见M.J.Kocurek&C.E.B.Stevens,Pulp and Paper Manufacture—Vol.1:Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation forPulping,The Joint Textbook Committee of the Paper Industry,pp.182(1983),该文献通过引用而整体结合在此。示例性但非穷尽性的软木木浆类型从沼泽松、短叶松、辐射松、火炬松、白云杉、黑松、红木和花旗松得到。可以使用北美南方软木和北方软木以及来自世界其它区域的软木。硬木纤维可以从橡树、栎属、枫树、枫属、白杨、柳属或其它常见的成浆木种获得。一般而言，软木纤维由于其测量的较长纤维长度T 233cm-95而是优选的，而南方软木纤维由于测量的较高的粗度T 234cm-84而是最优选的，这导致通过破坏载荷测量得到的相对于北方软木或硬木纤维更大的固有纤维强度。

其它合适的纤维素纤维包括从细茎针草、甘蔗渣、黄麻、苎麻、洋麻、剑麻、马尼拉麻、大麻、亚麻以及其它木质和纤维素纤维源得到的纤维。还可以使用棉绒浆、化学改性的纤维素如交联纤维素纤维、以及高提纯纤维素纤维如Buckeye HPF。这样的纤维可从Memphis,Tennessee的Buckeye Technologies Inc.得到。

纤维材料可以从其天然状态通过任何制浆工艺制备。这些工艺包括化学、机械、热机械（TMP）和热化学机械制浆（CTMP）。这些产业工艺在以下文献中详细描述：R.G.Macdonald&J.N.Franklin,Pulp and Paper Manufacture in 3volumes;2^nd Edition,Volume 1:ThePulping of Wood，1969;Volume 2:Control，Secondary Fiber，StructuralBoard，Coating，1969，Volume 3:Papermaking and Paperboard Making，(1970),The joint Textbook Committee of the Paper Industry,以及M.J.Kocurek&C.F.B.Stevens,Pulp and Paper Manufacture，Vol.1:Properties of Fibrous Raw Materials and Their Preparation for Pulping,The Joint Textbook Committee of the Paper Industry,p.182(1983)。这两篇文献通过引用而整体结合在此。

用作垫10的基质纤维的纤维素纤维可以从南方软木牛皮纸、北方软木牛皮纸、硬木、桉树、机械、回收和人造纤维中的一种或多种的来源得到。优选地，使用南方软木牛皮纸、北方软木牛皮纸或两者的混合物。更优选地，使用南方软木牛皮纸。优选地，形成垫10的纤维材料通过化学制浆工艺如牛皮纸浆工艺或亚硫酸盐工艺制备。牛皮纸浆工艺是特别优选的。通过牛皮纸浆工艺从南方软木制备的纸浆常称为SSK。以类似方式，南方硬木、北方软木和北方硬木纸浆分别示为SHK、NSK和NHK。优选使用已经经过去木质素到非常低木质素水平的漂白纸浆，尽管在某些应用中由于较低成本可以使用未漂白的牛皮纸浆纤维，特别是在碱稳定性不是问题时。

在工业中也称为卷曲纤维的交联纤维素纤维在本发明中也是有利的，特别是在期望实现极高测径（厚度）的非织造材料并保持机构10的弹性时。交联纤维在美国专利Nos.4,898,462、4,889,595、4,888,093、4,822,453中描述，所有这些专利通过引用而整体结合在此。来自纸板和新闻用纸的回收纤维素纤维是其它来源，只要回收纤维可以单体化成足以进入气流成网机器的气流。

纤维素纤维可以与诸如聚酯、尼龙、聚乙烯或聚丙烯的合成纤维混和。适合用作基质纤维的合成纤维包括纤维素乙酸酯、聚烯烃（包括聚乙烯和聚丙烯）、尼龙、聚酯（包括聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET））、氯乙烯、和诸如粘性人造纤维的再生纤维素、玻璃纤维、陶瓷纤维、以及本领域已知的各种双组分纤维。虽然双组分纤维可以用作本发明的非织造材料中的基质纤维，但是它们在下面将在作为结合剂纤维的用处的上下文中更充分地描述和讨论。

其它适合用于各个实施例中作为基质纤维或作为双组分结合剂纤维的合成纤维包括（作为示例而非限制）丙烯酸、聚酰胺（例如尼龙6、尼龙6/6、尼龙12、聚天冬氨酸、聚谷氨酸等等）、聚胺、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯酸（例如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸和丙烯酸的酯等等）、聚碳酸酯（例如聚双酚A碳酸酯、聚丙烯碳酸酯等等）、聚二烯（例如聚丁二烯、聚异戊二烯、聚降莰烷等等）、聚环氧化物、聚酯（例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯、聚已酸内酯、聚乙交酯、聚交酯、聚羟基丁酯、聚羟基戊酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚丙烯琥珀酸盐等等）、聚醚（例如聚乙二醇（聚环氧乙烷）、聚丁二醇、聚环氧丙烷、聚甲醛（多聚甲醛）、聚四甲基醚（聚四氢呋喃）、聚环氧氯丙烷等等）、聚氟烃、甲醛聚合物（例如尿素甲醛、三聚氰胺甲醛、苯酚甲醛等等）、天然聚合物（例如纤维素、壳聚糖、木质素、蜡等等）、聚烯烃（例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚(异)丁烯、聚辛烯等等）、聚亚苯物（例如聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯硫醚砜等等）、含硅聚合物（例如聚二甲基硅氧烷、聚羧甲基硅烷等等）、聚亚安酯、乙烯聚合物（例如聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇的酯和醚、多乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷、聚甲基乙烯醚、聚乙基乙烯醚、聚乙烯甲基酮等等）、聚缩醛、多芳基化合物、以及共聚物（例如聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯-聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、聚十二内酰胺-聚四氢呋喃的嵌段共聚物等等）。

基于芯或垫材料10的总重量，期望基质纤维在基垫中的量为从约30%到约95%的重量。更期望地，基于垫10的总重量，基质纤维在芯中的量为从约40%到约95%的重量；或者期望地其量为从约55%到约90%的重量；更优选地其量为从约60%到约80%的重量。

基质纤维由结合剂保持。有结合剂的目的是将材料合并并保持在一起。基质纤维和结合剂一起形成芯或基垫10。

适合用于非织造材料中的结合剂可以是各种双组分结合剂纤维或其混合物、各种乳胶或其混合物、或者双组分纤维或其混合物与各种乳胶或其混合物的组合，其可以是热塑性、热固性或其混和。热塑性粉末可以用于各个实施例中，并可以包括在非织造纤维材料中作为精细粉末、碎片或者成颗粒形式。

本领域中已知具有芯和鞘的双组分纤维。在非织造材料的制造中使用许多不同种类，特别是通过气流成网技术生产的那些。适合用于本发明的各种双组分纤维在美国专利Nos.5,372,885和5,456,982中公开，这两个专利通过引用而整体结合于此。双组分纤维制造商的示例包括KoSa(Salisbury,North Carolina)、Trevira(Bobingen,Germany)和ES Fiber Visions(Athens,Georgia)。

具有增强的可逆热特性的多组分纤维可用于本发明的各个实施例。这样的纤维在美国专利No.6,855,422中描述，该专利通过引用而整体结合于此。这些材料用作相变或温度调节材料。一般地，相变材料具有吸收或释放热能以减小或消除热流的能力。一般而言，相变材料可以包括任何物质或者物质的混合物，该物质具有在一定温度稳定范围下或内吸收或释放热能以减小或消除热流的能力。温度稳定范围可以包括具体的转变温度或转变温度的范围。

针对结构隔热市场的一个实施例是利用气流成网机器的通用性使可以保持热或冷以在后来的6或8小时释放的纤维、颗粒或微囊进入气流成网垫10中。这些颗粒减小了用这些颗粒隔离的建筑物的能量开销。

结合非织造结构的各个实施例使用的相变材料将能够在以下时间期间阻止热能流动，即通常随着相变材料经历两种状态（例如液态和固态、液态和气态、固态和气态或者两种固态）之间的转变，相变材料吸收或释放热的时候。此作用通常是短暂的，并将发生直到在加热或冷却过程期间相变材料的潜热被吸收或释放。热能可以存储或从相变材料去除，并且相变材料通常可以有效地由热源或冷源充能。通过选择合适的相变材料，多组分纤维可以设计用于多种产品中的任一种。

双组分纤维可以包括多种聚合物作为其芯和鞘组分。具有PE（聚乙烯）或改性PE鞘的双组分纤维通常具有PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）或PP（聚丙烯）芯。在一个实施例中，双组分纤维具有由聚酯制成的芯和由聚乙烯制成的鞘。或者，可以采用具有PP（聚丙烯）或改性PP或PE鞘或者PP和改性PE的组合作为鞘或者共聚酯鞘且通常具有PET或PT芯的多组分纤维，或者PP鞘－PET芯和PE鞘－PP芯和共聚PET鞘纤维，该共聚酯鞘中共聚酯是异酞酸改性的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）。

纤维的旦尼尔优选在从约1.0dpf到约4.0dpf的范围内，并更优选在从约1.5dpf到约2.5dpf的范围内。纤维的长度优选从约3mm到约12mm，更优选从约4.5mm到约7.5mm。

各种几何构造可以用于芯或基垫10中所用的双组分纤维，包括同心、偏心、海中岛和并排。总纤维的芯和鞘组分的相对重量百分比可以变化。

可用于本发明各个实施例的另一种结合剂是形式为粉末的热塑性材料，例如粉末状聚乙烯。

各种乳胶结合剂适合用于本发明的非织造材料和芯10。一个示例是乙烯-醋酸乙烯共聚物，如AirFlex 124。AirFlex 124可从AirProducts of Allentown,Pennsylvania获得。AirFlex 124具有约10%的固体和重量约0.75%的作为阴离子表面活性剂的

OT。

OT可从Cytec Industries of West Paterson,New Jersey获得。还可以使用其它种类的乳剂聚合物结合剂，例如苯乙烯-丁二烯和丙烯酸结合剂。还可以使用来自Air Products,Allentown,Pennsylvania的BINDERS

124和192，其可选地具有分散在乳剂中的遮光剂和增白剂，如二氧化钛。还可以使用其它种类的乳剂聚合物结合剂，例如苯乙烯-丁二烯、丙烯酸和羧化苯乙烯丁二烯丙烯腈（SBAN）。羧化SBAN可作为产品68957-80从Research TrianglePark,NC的Dow Reichhold Specialty Latex LLC获得。Dow ChemicalCompany,Midland Michigan是很多种合适乳胶结合剂的来源，例如改性苯乙烯丁二烯(S/B)乳胶CP 615NA和CP 692NA以及改性苯乙烯丙烯酸脂(S/A)乳胶如CP6810NA。很多种合适的乳胶在以下文献中讨论：Emulsion Polymers,Mohamed S.El-Aasser(Editor),Carrington D.Smith(Editor),I.Meisel(Editor),S.Spiegel(Associate Editor),CS.Kniep(Assistant Editor),ISBN:3-527-30134-8,from the 217thAmerican Chemical Society(ACS)Meeting in Anaheim,Californiaheld in March 1999,以及Emulsion Polymerization and EmulsionPolymers,Peter A.Lovell(Editor),Mohamed S.El-Aasser(Editor),ISBN:0-471-96746-7,published by Jossey-Bass,Wiley。还可使用来自Specialty Polymers,Inc.,869Old Richburg Rd.,Chester，SC 26706的各种丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸和乙烯丙烯酸乳胶。还可使用来自Rohm和Haas的Rhoplex^TM和Primal^TM丙烯酸脂乳剂聚合物。

除了可用作非织造材料的芯10中的结合剂，乳胶（未示出）可以用在材料10的一个或两个外表面上以控制灰尘。在此应用中，所使用的量在单个表面2上在从约2到约10gsm的范围中。

含基质纤维和芯结合剂的芯或垫10具有从约200gsm到约3000gsm的基础重量。在一些实施例，垫10具有从约200gsm到约1500gsm的基础重量，在另一些实施例从约1600gsm到约3000gsm。在一些实施例中，基础重量的范围可以从约300gsm到约3000gsm；在另一些中从约400gsm到约3000gsm；在另一些中从约500gsm到约3000gsm；在另一些中从约600gsm到约3000gsm；在另一些中从约700gsm到约3000gsm；在另一些中从约800gsm到约3000gsm；在另一些中从约900gsm到约3000gsm；在另一些中从约1000gsm到约3000gsm；在另一些中从约1100gsm到约3000gsm；在另一些中从约1200gsm到约3000gsm；在另一些中从约1300gsm到约3000gsm；在另一些中从约1400gsm到约3000gsm；在另一些中从约1500gsm到约3000gsm。

芯或垫10期望具有从约0.015g/cm³到约0.10g/cm³的密度。更期望，垫10具有从约0.015g/cm³到约0.06g/cm³的密度，并在一些实施例中从约0.017g/cm³到约0.045g/cm³。

在一个替代实施例中，非织造材料或芯10含有基础重量从约10gsm到约2000gsm的织造或非织造载体。载体与非织造材料的表面2成一体，且在图1中未分开示出。为了进行解释，载体看上去像图1中的层11，但将在芯10下方。

可以使用本领域中已知从纤维素纤维或合成纤维制成的很多种非织造载体。非织造合成纤维可以纺粘、熔喷或水刺而成。一个示例是称为HYBOND^TM的纺粘的聚丙烯非织造物。这是来自Texbond s.p.a.,Via Fornaci 15/17,38068Rovereto,Italy的基础重量为20、40、50、60、70、100、120和150g/m²的水刺（连续丝）热结合聚丙烯非织造物。可以使用具有均匀表面、高撕裂强度和高多孔性的聚酯纺粘非织造物。可从Johns Manville Sales GmbH,Max-Fischer-Strasse 11,86399Bobingen/Germany获得基础重量从15到500g/m²的聚酯纺粘物，其是通过砑光、针刺、化学或这些方法的组合结合的随机定向聚酯长丝的制造板。

可以使用织造纤维作为载体，其包括由各种天然纤维、合成纤维和其混合物制成的布、纺织物、无背衬地毯和其它织造材料。可以使用针刺非织造织物作为载体。或者可以采用来自Cellu Tissue Co.,nowCellu Tissue Neenah,249N.Lake Street,Neenah,WI 54956的18g/m²的3024纤维素载体组织。

这里提供其它用于非织造隔音结构的实施例。图2示出隔音结构20的一个替代实施例的剖视图。结构20是包括图1的芯10的非织造材料，该芯具有基质纤维和结合剂。辅助层11涂覆到芯或气流成网材料10的一侧。辅助层11包含基础重量从约50gsm到约400gsm的塑性材料。结合剂层11优选位于非织造结构20的垫10的外表面上，例如位于图1所示的表面2上。但是，结合剂层11还可以作为单独的内层位于芯或基垫10内。

形成结合剂层11的塑性材料可以是前述合成纤维中的一种或多种。或者，塑性材料可以是前述乳胶固体中的一种或多种。或者，塑性材料可以是各种其它热塑性材料如热熔粘合剂或者热固性材料中的一种。在一个方面，辅助层是可模制热塑性或热固性聚合物结合剂材料。当塑性材料从乳胶固体得到是，其可以包含在涂覆到非织造芯或垫10之前结合到湿乳胶中的填充剂。合适的填充剂包括具有一部分阴离子的材料例如硫化物、氧化物、碳化物、碘化物、硼化物、碳酸盐或硫酸盐与钒、钽、碲、钍、锡、钨、锌、锆、铝、锑、砷、钡、钙、铈、铬、铜、铕、镓、铟、铁、铅、镁、锰、钼、钕、镍、铌、锇、钯、铂、铑、银、钠或锶中一种或多种的组合。优选的填充剂包括碳酸钙、硫酸钡、硫化铅、碘化铅、硼化钍、碳酸铅、碳酸锶和云母。

如上所述，辅助层11可以用一种或多种热熔粘合剂制成。可以使用来自Rohm and Haas Company,100Independence Mall West,Philadelphia,PA 19106-2399的MOR-MELT^TM R-7001E型用于纺织物层叠的反应热熔粘合剂，这是一种设计用于纺织物层叠的湿气固化聚亚安酯反应热熔粘合剂。

图3示出隔音结构30的另一实施例的剖视图。结构30也包括图1的芯或基垫10。这里，将一层塑性材料或聚合物结合剂11涂覆到垫的两侧。

辅助层11包含基础重量从约50gsm到约400gsm的塑性材料。在其它实施例中，塑性材料具有从约75gsm到约400gsm的基础重量；在另一些中具有从约100gsm到约400gsm的基础重量；在另一些中具有从约125gsm到约400gsm的基础重量；在另一些中具有从约150gsm到约400gsm的基础重量。辅助层11的基础重量可以依赖于塑性材料的特性以及所使用填充剂的特性和量。

图4是图1的基垫的剖视图。在此布置中，垫10的一侧接收来自图2的一层聚合物结合剂11，而另一侧接收“重”层12。为了形成重层，将致密填充剂分散在聚合物结合剂中。这允许重层作为附加的声音阻挡层。术语“重”指密度。一般地，重层将具有大于0.1g/cc的密度。

具有致密精细粉末填充剂的结合剂适合用于重层12，该填充剂例如是碳酸钙、各种粘土如斑脱土和高岭土、硅石、氧化铝、硫酸钡、滑石、二氧化钛、沸石、纤维素式粉末、硅藻土、碳酸钡、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、纸浆粉末、木粉、聚合物颗粒、几丁质和几丁质衍生物。一般，这种重层12将仅仅涂覆到材料的一侧，如同图5。来自图2的未填充的结合剂11可以用在另一侧上。基于乳胶中结合剂固体的重量，从约50到约700gsm的具体负载在本实施例中可工作。致密精细粉末层有助于纤维层的声音阻挡特性。第二结合剂12（当存在的时候）构成材料总重量的直到约40%重量的量，优选直到约15－20%的量。

作为含致密填充剂的辅助层11的重层12具有范围可以从约50到约700gsm的基础重量。在其它实施例中，重层12具有从约75gsm到约700gsm的基础重量；在另一些中具有从约100gsm到约700gsm的基础重量；在另一些中具有从约200gsm到约700gsm的基础重量；在另一些中具有从约300gsm到约700gsm的基础重量。

图5是图4的垫的剖视图。这里，仅仅将重层12涂覆到气流成网垫10的一侧。

在涉及产生结合致密粉末和颗粒的重层12的另一实施例中，在气流成网机器（未示出）上使用粉末注入系统。该机器在最后成形头之后和第一压紧辊之前放下一层固体粉末。在涂有粉末的材料进入干燥/固化阶段之前，将量足以使粉末层结合或固定到气流成网非织造材料的乳胶结合剂喷到涂有粉末的材料上或在其上起泡。之前在美国专利No.6,403,857中成功地使用此将粉末结合到气流成网结构的方法来结合超吸收聚合物，该专利的总体教导通过引用结合在此。

或者，当非织造材料具有等于或大于芯10的约75%重量的合成含量时，可以通过施加热或辐射局部或总体熔合材料的表面而在非织造材料的表面上形成辅助层。

基垫材料10具有改进的声学特性。图6是示出法向入射声音吸收系数的笛卡儿坐标图。相对于频率绘出吸收系数。比较了两种不同的材料。第一种材料是已知次品的试样。更具体地，该次品是25mm厚的2065gsm的商业生产的次品。数据点用方块示出。第二种材料是示例33的非织造材料10，该材料是26mm厚的1000gsm的气流成网隔离物试样。非织造结构的数据点用圆示出。该实验覆盖的频率范围是100－6300赫兹。

示例33表示了具有从漂白牛皮纸形成的纤维材料的非织造材料的原型。未在垫的任何外表面上喷涂乳胶。可以看到在超过约750赫兹的频率处非织造材料的吸收系数优于次品的吸收吸收，即使非织造材料10比次品轻得多。（下面结合表8进一步讨论示例33）。

非织造材料在LSTT声音传输测试中具有5分贝或更大的声音传输减弱。更期望的，非织造材料在LSTT声音传输测试中具有7分贝或更大的声音传输减弱；更加期望的，非织造材料10在LSTT声音传输测试中具有9分贝或更大的声音传输减弱，并且优选的，非织造材料10在LSTT声音传输测试中具有11分贝或更大的声音传输减弱。

在本发明的一个优选实施例中，非织造材料10具有由ASTME1050-98确定的在1000Hz下约0.5或更大的声音吸收系数（α）。期望的，非织造材料10具有由ASTM E1050-98确定的在1000Hz下约0.55或更大的声音吸收系数（α），特别是当与其它层组合来形成结构20、30、40或50时。更期望的，非织造材料10具有由ASTM E1050-98确定的在1000Hz下约0.6或更大的声音吸收系数（α），特别是当与其它层组合来形成结构20、30、40或50时。更期望的，非织造材料10具有由ASTM E1050-98确定的在1000Hz下约0.65或更大的声音吸收系数（α），特别是当与其它层组合来形成结构20、30、40或50时。优选的，更期望的，非织造材料10具有由ASTM E1050-98确定的在1000Hz下约0.7或更大、0.85或更大、0.90或更大的声音吸收系数（α），特别是当与其它层组合来形成结构20、30、40或50时。甚至更加期望的，非织造材料10具有由ASTM E1050-98确定的在2500Hz下约0.95或更大、0.97或更大的声音吸收系数（α），特别是当与其它层组合来形成结构20、30、40或50时。

在通过气流成网技术生产非织造材料10的优选工艺中，选择基质纤维使得在与各种纤维、乳剂或乳胶和/或粉末状热塑性或热固性结合剂组合时其长度和直径具有优异或有利的隔热和隔音性能。自然，在本发明的执行中，纤维的物理特性应该使得它们能够通过气流成网机器有效加工并以主要随机的方式沉积在连续运动的输送网带或线上。除了通过传统气流成网机器加工的能力之外，纤维或纤维混合物的选择还在考虑其对升高温度时的热退化（在成形工艺、模制操作期间以及使用期间可能经历）的抵抗能力的情况下进行。

纤维复合物通常将具有从约1到约150mm或更大的测径（caliper）以及约200gsm到5700gsm或更大的基础重量，其中芯或基垫10通常具有从约200gsm到约3000gsm的基础重量，载体（存在时）具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，并且辅助层11（存在时）在没有填充剂的情况下具有从约50gsm到约400gsm的基础重量，或者在有填充剂以形成重层12的情况下具有从约50gsm到约700gsm的基础重量。

可以在气流成网工艺中根据待生产的面板的期望声学响应来控制各纤维层的初始厚度和密度。可以改变厚度和重量来提供具有期望结构和期望特性的定制隔音板材料。此气流成网方法对隔音和隔热的显著优点在于气流成网工艺的通用性可以调整结果以满足具体的声音或热预期。

各个纤维层中包括的结合剂的具体类型和品质可以改变以满足声学复合物的最终使用的需要。引入结合剂以实现纤维基质的基本均匀注入，并且结合剂的量的范围从垫10的总重量的低到约5%到约60%重量；更期望的，从垫10的总重量的约10%到约45%重量。更高浓度结合剂的使用提供了所得到成形面板的更大的刚度。对于大多数情况，当采用量从芯10的重量的约10%到约60%的结合剂时得到令人满意的结果。一般地，此范围的热塑性或热固性结合剂足以使非织造垫可模制。能够在热和压力下适应于所隔离车辆的车身面板的独特形状是一个必要的要求。附加的，还可以令人满意地采用各种乳胶（天然或合成橡胶）以及合成树脂乳胶（例如聚氨酯等）用于此目的。当采用乳胶时，常规地在气流成网机器上形成纤维层或毯期间以液体形式将它们喷涂到纤维网。

非织造结构的另一替代实施例在图7中以70示出。在图7中，提供具有非织造材料或基垫710的非织造结构70。非织造材料710包括内表面712和相反的外表面（看不见）。此外，材料710包括载体或“纱布”720。

纱布720具有内表面722。此外，纱布720具有相反的外表面724。在图7中纱布720示为与非织造材料710成分离关系。但是，这只是为了图示目的。实际上，纱布720的内表面与材料710的内表面712成一体。

如同图1的芯10，图7的非织造材料710用由结合剂保持在一起的纤维材料制造。可以采用用于芯或垫10的同一纤维素或合成纤维材料来用于非织造材料或垫710。在替代结构70中，非织造材料710具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，并包含从约30%重量到约95%重量的基质纤维和从约5%重量到约70%重量的结合剂，其中重量百分比是基于垫710的总重量。可能期望的是垫710替代地具有从约10gsm到约1000gsm的基础重量，或者更期望的从约10gsm到约500gsm，或优选从约10gsm到约250gsm，或者替代地从约10gsm到约150gsm。

纱布720可以是织造或非织造的。在一个实施例中，纱布720具有从约8gsm到约200gsm的基础重量。在另一实施例中，纱布720具有从约8gsm到约100gsm的基础重量；更期望的，从约8gsm到约75gsm，或者优选的是纱布720具有从约8gsm到约50gsm的基础重量，或者甚至从约8gsm到约25gsm。

一般而言，纱布可以提供纺粘工艺、熔喷工艺、水刺工艺、梳理工艺或者这些工艺的任一组合形成，所述组合例如纺粘－熔喷－纺粘或者纺粘－熔喷－熔喷－纺粘。感兴趣的还有其它有用的材料，例如其中纱布由以下材料制成：聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二酯等；聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚乳酸；尼龙；或者这些材料的组合。

纱布720可以用天然纤维如纤维素纤维制造。或者，可以使用纺粘、熔喷或水刺而成的各种合成纤维。另外，还可以使用包括布、纺织物、无背衬毯的各种其它材料以及由各种天然纤维、合成纤维及其混合物制成的其它织造材料作为纱布720。用于纱布720的具体材料可以包括以上列出用于载体的材料。

由于制造工艺，织造或非织造纱布720与垫710的内表面成一体。在一个方面中，纱布720用作气流成网工艺中的载体板，其中纱布720的内表面722与非织造材料710的内表面712直接接触。在使用气流成网技术的一种优选生产方法中，非织造材料或垫710直接形成在纱布720的内表面722上。但是，该工艺可以在转化工艺中将纱布720与预先成形的气流成网或其它非织造材料组合。

虽然纱布720可以具有从约8gsm到约200gsm的基础重量，但是可能期望纱布720具有从约8gsm到约100gsm的基础重量，更期望从约8gsm到约75gsm，或者纱布720优选具有从约8gsm到约50gsm的基础重量，或者甚至从约8gsm到约25gsm。

除了基垫710（具有基质纤维和结合剂）和纱布720之外，非织造结构70还可以包括含聚合物材料的聚合物涂层。聚合物材料在纱布720的外表面724上具有从约1gsm到约40gsm的基础重量。或者，聚合物材料可以涂覆到垫710的外表面（未示出，但与内表面712相反）或者两个表面上。聚合物涂层可以通过喷射、起泡、通过辊、或者本领域已知的任何其它传统方法沉积。自然的，尽管聚合物涂层沉积在外表面上，但是将有某种程度的穿透进入纱布720或非织造垫材料710。

聚合物材料可以是前述合成纤维、乳胶固体或者各种其它热塑性材料如热熔粘合剂、或者除乳胶固体外的热固性材料中的一种或多种。当聚合物材料从乳胶固体得到时，其可以包含在涂覆到纱布720或垫710之前包括到湿乳胶中的填充剂。合适的填充剂包括上面列出用于图2的结构20的辅助层11的那些材料。

重层例如图5所示层12也可以涂覆到纤维垫710的表面上。重层可以通过如下所述的粉末注入系统涂覆。该粉末注入系统输送一厚层结合致密粉末和颗粒，并用在气流成网机器上。气流成网机器在最后成形头之后和第一压紧辊之前放下一层固体粉末。在涂有粉末的气流成网材料进入干燥/固化阶段之前，将量足以使粉末层结合或固定到气流成网材料的乳胶结合剂喷到涂有粉末的气流成网材料上或在其上起泡。如上所述，之前在美国专利No.6,403,857中成功地使用此将粉末结合到气流成网结构的方法来结合超吸收聚合物。

具有致密精细粉末填充剂的结合剂包括例如碳酸钙、各种粘土如斑脱土和高岭土、硅石、氧化铝、硫酸钡、滑石、二氧化钛、沸石、纤维素式粉末、硅藻土、碳酸钡、云母、碳、氧化钙、氧化镁、氢氧化铝、纸浆粉末、木粉、聚合物颗粒、几丁质和几丁质衍生物，其适合用于本发明的实践。基于乳胶中结合剂固体的重量，从约0.5到约30gsm的具体负载在本实施例中可工作。致密精细粉末层有助于纤维层710的声音阻挡特性。

在另一实施例中，聚合物涂层从一种或多种热熔粘合剂制成。可以使用来自Rohm and Haas Company,Philadelphia,Pennsylvania的MOR-MELT^TM R-7001E型用于纺织物层叠的反应热熔粘合剂，这是一种设计用于纺织物层叠的湿气固化聚亚安酯反应热熔粘合剂。

在涉及产生结合致密粉末和颗粒的重层的另一实施例中，在气流成网机器（未示出）上使用粉末注入系统，该机器在最后成形头之后和第一压紧辊之前放下一层固体粉末。在涂有粉末的气流成网材料进入干燥/固化阶段之前，将量足以使粉末层结合或固定到气流成网材料的乳胶结合剂喷到涂有粉末的气流成网材料上或在其上起泡。之前在美国专利No.6,403,857中成功地使用此将粉末结合到气流成网结构的方法来结合超吸收聚合物，该专利的总体教导通过引用结合在此。

纱布720的外表面上的聚合物涂层和垫710的外表面上的可选第二聚合物涂层两者都具有从约1gsm到约40gsm的基础重量。它们可以相同或不同，并且当然可以仅仅在纱布720的外表面上提供聚合物涂层。在一些实施例中，可能期望聚合物涂层具有从约1gsm到约25gsm的基础重量，或者从约1gsm到约10gsm，或者甚至从约1gsm到约5gsm。在另一些实施例中，可能期望聚合物涂层具有从约5gsm到约40gsm的基础重量，或者从约10gsm到约40gsm，或者甚至从约25gsm到约40gsm。

其它材料可以沉积在非织造结构70的外表面上或包含在聚合物涂层中，例如来自U.S.Borax Inc.,Valencia,CA的作为阻火剂的一种十水四硼酸钠溶液。

对于大多数应用，将用本领域已知的多种常见阻火剂中的任一种处理非织造材料10、20、30、40、50、70的面对人占据处的一侧。最常见的，这些阻火剂包括各种硼酸钠或磷酸钠。例如来自SpartanFlame Retardants Inc.of Crystal Lake IL的Spartan^TM AR 295专卖阻火剂混合物包括有机和无机成分。

大多数隔离应用还期望对霉菌生长的抗性。为了实现此特性，可以用多种已知防霉剂中任一种处理基质纤维和/或结合剂或者气流成网隔离材料，这些防霉剂例如2-碘-丙炔-丁基氨基甲酸盐（2-iodo-propynol-butyl carbamate）、二碘代甲基对甲苯砜、吡啶硫酮锌、N-辛基-氯异噻唑啉酮、以及随氯丙基三甲基硅氧烷（chloropropyltrimethyoxysilane）使用的十八胺基双甲基三甲基氧丙烷基氯化铵（octadecylaminodimethyltrimethoxysilylipropylammonium chloride），在此列出几种。其它可以使用的生物杀灭剂是来自Rohm和Haas的基于异噻唑酮化学的

以及作为水基微生物杀灭剂的

在一些汽车和器具应用中，期望隔音具有一定程度的防水性。车门面板、轮腔和发动机隔间是不会保持大量水的需要隔离的典型应用。已知防水剂中的任一种是可用的，例如GE Silicones of Friendly,WestVirginia的

Extra Emulsion。

按照制造隔音结构的替代实施例，用于气流成网结构的芯10的结合剂可以包括多种热塑性热软化树脂中的任一种，这些树脂的特征在于与纤维结构10兼容，并具有大体从约100℃直到低于会发生纤维的热退化的温度的热软化范围。优选地，这种热塑性树脂的热软化范围在约120℃到约170℃。在适合用于本发明实践的各种热塑性树脂中，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、丙烯酸、多乙酸乙烯酯、聚氯乙烯树脂等可以令人满意地使用，其中聚乙烯自身构成一种优选的热塑性结合剂。成碎片形式的聚乙烯结合剂在商业上可从Midland,Michigan的Dow Chemical Company获得。碎片可以研磨成精细粉末以直接添加到气流成网产品中。

在适合商业生产的一种优选工艺中，用作隔离材料的非织造材料（例如结构10、20、30、40、50或70）制备为连续的气流形成的网材。气流形成的网材通常通过分解或分离一个或多个纤维素纸浆板（通常通过锤磨机）来制备以提供单体化的纤维。替代原始纤维的纸浆板，可以箱锤磨机或其它分解器供应在级别变化期间产生的回收气流成网边角料和不合规格的过渡材料以及其它气流成网生产废料。能够由此回收生产废料有助于改善整个工艺的经济性。然后将来自任一来源（原始或回收）的单体化纤维气流输送到气流成网机器上的成形头。多个制造商制造适合用于本发明的气流成网机器，包括Aarhus,Denmark的Dan-Web Forming、Horsens,Denmark的M&J Fibretech A/S、Macedon,New York的Rando Machine Corporation（在美国专利No.3,972,092中描述）、Cerdanyola del Valles,Spain的Margasa TextileMachinery、以及WeIs,Austria的DOA International。虽然这些各种成形机器在如何打开纤维和气流输送到成形线方面不同，但它们都能够生产用于形成气流成网纤维结构的网材。

Dan-Web成形头包括旋转或搅动穿孔鼓，其用于保持纤维分离直到纤维由真空拉到输送成形带或成形线上。在M&J机器中，成形头基本上是筛网上方的旋转搅动器。旋转搅动器可以包括一系列或一簇旋转螺旋桨或风扇叶片。在例如由Cours-La Ville,France的LarocheS.A.提供的辅助物供给器之类的纤维注入系统中将其它纤维例如合成热塑性纤维打开、称重并混和。从辅助物供给器，将纤维气流输送到气流成网机器的成形头，在该处将它们与来自锤磨机的粉碎的纤维素纸浆纤维进一步混和并沉积在连续运动的成形线上。在期望限定层的情况下，使用分离的成形头用于每种纤维。

将气流形成的网材从成形线传送到砑光机或其它致密化台来致密化网（在必要时）以增大其强度并控制网厚度。然后将网的纤维通过炉子来结合，该炉子设定到高到足以将所包括的热塑性或其它结合剂材料熔融的温度。可以在同一炉子中发生来自乳胶喷涂或起泡应用的干燥或固化的辅助结合。该炉子可以优选的是传统的透气炉或者作为对流炉工作，但是可以通过红外或甚至微波辐射实现必要的加热。隔离材料可以在热固化之前或之后用阻燃剂处理。在车辆隔离应用中，通常将阻燃剂添加到非织造结构710以符合可施用的汽车规定。所完成的隔离材料或结构可以用阻燃剂和其它添加剂处理，并卷起、切开或胶粘和包装用于运输。但是，在车辆应用中，可以将结构710模制成用于各种车辆面板表面的轮廓，这将在下面进一步描述。

在本发明的一个优选实施例中，非织造结构是气毡（airfelt），而非织造材料是气流形成或其它非结合网的纤维，或者在结合时的气流形成的网材。

再次参照图7和具有纱布720的非织造结构70，非织造结构70设计成具有低直径或厚度。测径一般在从约1mm到约60mm的范围内。优选地，测径在从约1mm到约30mm的范围内。在一些期望实施例中，结构70的测径在从约1mm到约15mm的范围内，或从约1mm到约7mm，或从约1mm到约3mm。

非织造结构70具有从约500到约10000瑞利（NS/m³）的气流阻力，或在某些实施例中期望的从约500到约5000瑞利（NS/m³），或在某些实施例中期望的从约500到约3000瑞利（NS/m³）。通过选择用于制造非织造结构70的材料，可以生产具有各种气流阻力的材料。例如，如果期望较大的气流阻力，则可以使用具有较少开放结构的较致密的纱布720，并且聚合物涂层可以具有较大的基础重量。

可用于本发明实践的各种材料、结构和制造工艺在以下文献中公开：美国专利Nos.6,241,713、6,353,148、6,353,148、6,171,441、6,159,335、5,695,486、6,344,109、5,068,079、5,269,049、5,693,162、5,922,163、6,007,653、6,355,079、6,403,857、6,479,415、6,562,742、6,562,743、6,559,081、6,495,734、6,420,626；具有序列号和申请日的美国专利申请，1/17/01申请的09/719,338、1/30/01申请的09/774,248、以及5/11/01申请的09/854,179；以及美国专利申请公布或PCT申请公布US 2002/0074097Al、US 2002/0066517Al、US 2002/0090511Al、US 2003/0208175Al、US 2004/0116882Al、US 2004/0020114Al、US2004/0121135Al、US 2005/0004541Al、以及WO 2005/013873Al；以及要求2004年5月10日申请的美国临时专利申请序列号60/569,980、2003年12月19日申请的美国临时专利申请序列号60/531,706、和2005年4月1日申请的美国临时专利申请序列号60/667,873的优先权的PCT/US04/43030，所有这些都通过引用而整体结合在此。

图8图示具有发动机（示意性在810处示出）的传统车辆800，该发动机布置在发动机隔间815内，该隔间通常位于车辆100的最前方的部分中。车辆800具有乘客隔间820和位于车辆800最后方部分中的行李箱825。如通常已知的，乘客隔间820包括大体在830处示出的仪表盘，该仪表盘包含多个电子部件，包括电子控制单元和显示单元以及电子娱乐单元。仪表盘830是将发动机隔间815与乘客隔间820分隔的主要部件。如前所述，期望将乘客隔间820与可能通过车辆800的车架和车身传输的不期望噪声隔离开来。

本发明的非织造结构10、20、30、40、50、60、70可以布置在整个车辆800中任意数量的位置中，在这些位置处期望将乘客隔间820与这些外部或烦扰的声音如发动机噪声或道路噪声隔离开。通常布置隔音和隔热的一些位置包括但不限于：仪表盘830，其中可以将非织造材料模制成仪表盘衬里的形状；发动机侧舱壁835，其中可以将非织造材料模制成面板等的形状以适应于舱壁835的形状；发动机侧罩区域840，其中可以将非织造材料模制成罩垫或面板的形状；内轮腔区域850，其中可以将非织造材料模制成面板等的形状；行李箱区域825，其中可以将非织造材料模制成行李隔间装饰隔离的形状；乘客隔间830的地板855，其中可以将非织造结构10、20、30、40、50、70模制成地板底衬；和车门860位置，其中可以将任一非织造结构10、20、30、40、50、70模制成车门面板。将认识到以上列出的仅仅作为解释，可以将任一非织造结构10、20、30、40、50、70布置在期望隔音和隔热的任意数量的其它车辆位置中，包括杂物箱位置或甚至车辆800的车顶位置。

非织造结构10、20、30、40、50、70的优点之一在于它们可以由允许材料模制成期望形状的材料构成，因此可以制造已经切割并形成形状为配合车辆800中特定位置的特殊成形的车辆隔离部分。换言之，当希望非织造声学结构或材料用作仪表盘衬里时，该材料将模制成特定仪表盘830的形状，并因此可以包括各种开口等以容纳其它车辆部分，例如方向盘等。预先模制非织造制品的能力代表了相对于现有技术次品材料的改进，因为制品的必要开口和成形部分可以预先模制在其中，由此就不必进行耗时的切割。切割很可能导致开口周围不整齐的磨损边缘。非织造材料或声学结构10、20、30、40、50、70可以预先模制成放置在期望隔离的任意其它车辆位置中。于是，将认识到预先模制非织造材料的能力允许隔离制品按照特定车辆的规格大规模生产。在车辆隔离应用中，通常对非织造材料添加阻燃剂，以符合可施用的汽车规定。

还将认识到模制成特定形状或者切割成特定形状的非织造材料或声学结构10、20、30、40、50、70可以涂覆在具有一薄层粘合剂或结合材料的至少一个面上，以允许非织造材料制品粘贴到另一物体如金属车辆部分上。例如，当将非织造材料或结构10、20、30、40、50、70模制或切割成行李箱825的衬里的形状时，将材料抵靠金属行李箱地板放置，并期望将非织造材料或结构10、20、30、40、50、70定位成其不会不必要地运动。释放层可以初始涂覆在粘合/结合层上，随后在使用时从粘合/结合层去除。例如，释放层可以是纸释放层，例如蜡纸等。

此外，成模制制品形式的非织造材料或结构10、20、30、40、50、70可以成形为汽车隔离嵌入件等，其中形成有必要的开口并且还在制造工艺（例如模制工艺）期间结合到基体。例如，可以将模制的非织造制品结合到结构支承件，例如塑性支承件、厚纸支承件或者垫子或毯子。当非织造材料或结构10、20、30、40、50、70将用作行李箱衬里时，通常优选将某种类型的垫子或毯子结合到声学结构以使行李箱区域825视觉上更加吸引人。垫子或毯子可以使用传统技术（包括在其间使用粘合层）在制造（模制）期间结合到形成的隔音结构或非织造材料10、20、30、40、50、70。

按照本发明的一个方面，非织造材料在施加热和压力的情况下模制成所保持的形状。面板可以具有50平方米或更小的面积。或者，面板可以具有25平方米或更小的面积；更期望的，面板可以具有10平方米或更小的面积。

在另一布置中，面积为10平方米或更小的非织造材料的面板用连续工艺形成并切割成适合由货车或火车运输的长卷。代替分离的面板，可以将材料切成期望的宽度并卷到芯上运输。根据宽度和厚度，卷可以包含高达1000平方米或更大。

根据本发明的另一方面，非织造材料可以预先模制成期望在建筑物等中提供隔音和隔热的制品。如图9所示并根据一个示例性实施例，非织造材料预先模制成具有期望隔音和隔热特性的天花板砖900。所示天花板砖900按照图1的垫10由本发明的非织造材料的芯910形成。天花板砖900还具有外层920。将理解外层920不是必须的元件，因为天花板砖900可以仅仅由本发明的非织造材料形成。

外层920可以是由与构成芯或基垫910的非织造材料不同的材料形成的装饰性外层。例如，外层920可以由在外层920中提供增大的刚度和刚性的合成材料形成。用于外层920的一种合适材料是聚合物材料，例如可以涂覆到芯910的一个面上形成外层920的乳胶。例如，乳胶可以喷涂到芯910的一个面上。

外层920可以包括标记930，例如装饰性图案等。装饰性图案可以仅仅是粗糙表面，或者装饰性图案可以成格状图案或其它栅格形式。装饰性图案可以由任意多种不同技术形成，包括浮雕或甚至模制工艺，其中外层920通过模制工艺由结合到芯910的一个面的可模制材料形成。装饰性图案可以使用辊或借助叠层结构形成，在该叠层结构中外层920可以层叠在芯910上。

如前所述任意多种不同试剂可以添加到砖900，包括但不限于阻火剂以及防止霉和霉菌的表面生长的试剂，例如

涂料，或者其它前述试剂。

如同本发明的非织造材料的其它应用或者如上所述，非织造天花板砖900与通常用于建筑物和构造结构的传统隔离相比提供了优异的隔音和隔热特性。将认识到本发明的非织造材料并不限于用作天花板砖，而可以用于多种其它建筑物隔离位置，包括在侧壁和隔断中。

此说明书中引用的所有专利、专利申请和公布通过引用而整体结合在此。在术语冲突的情况下，以本公开为准。

虽然很清楚这里所描述的发明进行很好的计算以实现上述益处和优点，但将认识到本发明可以进行修改、变化和改变而不偏离其精神。例如，非织造结构在气流成网工艺的上下文中描述。但是，也可以进行非气流成网的工艺。

实验

试样垫成形的介绍

使用制造35.5×35.5cm(14×14英寸)垫的实验室气流成网装置。此尺寸的试样常称为“手片（handsheet）”并适合于测距实验。手片可以在到达实际的气流成网机器以生产连续网材之前形成。

在操作手片形成器时，将预先称重的所选择纤维添加到混和室中，在该混合室中喷气将纤维流体化并混和。混合室由此形成流体化的纤维“云”。通过真空源将纤维云下拉到成形线上。在线上使用组织或其它多孔载体板来使纤维到真空系统的损失最少。虽然一些汽车应用需要附装到隔音手片或测试垫的一个面上的纺粘插板或载体，但是在其它情况下，载体可以在进一步加工和测试之前移除。

通常使用纤维素短纤浆用于手片的纤维基质。从以下中的任一种选择纤维素材料：

1.来自Memphis,Tennessee的Buckeye Technologies,Inc.的FOLEY

漂白南方软木牛皮纸;

2.来自Southern States Packaging,Spartanburg,South Carolina的未漂白牛皮包装纸,42磅原料;

3.来自研磨的顾客使用后纸板的回收未漂白牛皮纸;

4.来自研磨的费新闻用纸的回收纸浆;

5.分离来自Buckeye Technologies,Inc.的各种乳胶结合和可熔纤维结合的气流成网的网材得到的回收气流成网纤维;以及

6.来自Temiscaming,Quebec,Canada的Tembec的

(75%的北方硬木，25%的北方软木)亚硫酸盐浆。

所选择的纤维优选在供给到手片装置之前机械去纤维（粉碎）成称为“短纤”的低密度、单体化的纤维形式。机械去纤维可以由本领域当前已知的各种方法执行。通常采用锤磨机，例如Kamas Mill。来自Kamas Industri AB,Sweden的具有51mm(2英寸)槽的Kamas Mill可特别用于实验室规模的短纤生产。已经发现可特别用于在实验室在对纤维素纤维去纤维的另一种装置是在美国专利No.3,987,968中描述的三阶段短纤装置，该专利通过引用而整体结合在此。该三阶段短纤装置使纤维素浆纤维受到机械冲击、机械搅拌和气流搅拌的组合作用以产生基本上无结的短纤浆。除非相反指明，在以下工作示例中，使用Kamas mill对

干成卷浆板去纤维或粉碎，而使用三阶段短纤装置对未漂白的牛皮纸、纸板、新闻纸、原始硬木和回收气流成网纤维进行粉碎。

声学测试垫可以用全合成的材料而非纤维素材料制造。可以使用各种聚乙烯结合剂纤维。为了制备用全合成纤维（其中PET是基质纤维来代替纤维素短纤）制成的声学材料或垫，使用以下纤维原材料：

1.PET，回收短纤维，15dpf×6mm式376X5，由Johnsville,SouthCarolina的Wellman,Inc.提供;

2.PET,原始短纤维，6dpf×6mm合并35379A和15dpf×6mm合并35391A由Salisbury,North Carolina的Invista,formerly KoSa提供;以及

3.co-PET双组分,2dpf×6mm,其具有绕聚酯芯的较低熔点共聚酯鞘。这种共聚酯的示例是由Meath,Republic of Ireland的WellmanInternational,Mullagh,Kells,Co.提供的M1440、M1426或M1427以及由Invista,Salisbury,North C arolina提供的T254。

在手片制备中还将使用结合剂纤维。在手片采用纤维素短纤基质的情况下，结合剂纤维优选是Type 255,Lot 1661聚乙烯鞘聚对苯二甲酸乙二醇酯。该纤维也称为来自Trevira of Bobingen,Germany的PET或聚酯且芯为2dpf(每纤维的旦尼尔)的6mm切割长度的双组分纤维。双组分纤维常称为“bico”。

结合剂纤维和其它合成纤维是松散打包的，在用于实验室垫形成器中时不需要单独的打开步骤。应该理解实际的气流成网生产装备具有开包设备和装置来计量合成短纤维。

使用可以按步操作来模拟商业多成形头气流成网工艺的实验室规模的气流成网手片装置，以将纤维混合物气流形成到35.56cm(14英寸)见方的气毡垫中。手片形成器位于保持在73.4±2.7°F和50±5%相对湿度下的温度和相对湿度受控的室内。纤维原材料在形成垫之前在受控湿度的室内平衡至少30分钟。受控的湿度和温度是必要的，以避免在对精细分离的材料的气流操纵中的静电问题。对于这些高基础重量的材料，使用手片装置将垫构造成高达24阶段或层。在此多个步骤中形成垫有助于确保实验室气流成网手片装置的批处理式成形头更好地模拟在多成形头的连续气流成网制造机器中获得的均匀度。

在放下纤维总重量的各部分之后，将试样在装置中翻转90度。此过程有助于使气流紊乱假象最小并输送更加均匀的垫。以此分步骤的方式形成整个气流成网测试垫。在加热到150℃的实验室压机中将该垫压到目标厚度，并保持在该处5－30分钟，以充分激活双组分结合剂纤维的热塑性鞘。

为了初始屏蔽大量的隔离垫设计的变型，构造小的声音传输室。在该室中进行实验室声音传输测试（LSTT）。LSTT室分成两半，以形成声源或发声部分和声音接收部分。测试室的每一半或部分的横截面为25.4cm（10英寸）见方，长61cm（24英寸）。该室的两半由19mm（3/4英寸）的介质密度颗粒板构成并排列有矿物质纤维声学天花板砖即由Armstrong World Industries of Lancaster，Pennsylvania提供的Style 755B Fissured Square Lay-in，以使两半室内的混响最小。砖衬里将声音室的内部尺寸减小到22.2cm(8.75英寸)见方。软橡胶脚布置在每段的底部上以将室与工作台隔离。

麦克风布置在测试室的声音接收部分内以检测和测量声音。穿过声音接收室的端部中的紧配合孔插入分贝计即Extech Model 407736声级计的麦克风探头。在室的声源部分的端部处安装10cm(4英寸)直径的扬声器，即Pioneer的具有10cm低音扩音器和2.7cm高音扩音器的Mod TS-G1040R，其频率响应是45－22000Hz且阻抗4.0欧。通过将扬声器悬挂在橡胶带上来隔离扬声器，该橡胶带在通过端帽伸出的螺栓之间拉伸。为了产生标准声音，通过RCA便携式CD播放器Model RCD025播放可从www.PureWhiteNoise.com获得的CD“Pure White Noise-The Voice of Earth”。该CD播放器通过30瓦的Lafayette Model LA-224T放大器放大直到0.35mm(0.014英寸)后的铝板的另一侧的声级是90分贝。铝板布置在室的发声侧上。

在构成LSTT室后，将待测试的垫试样抵靠位于源室侧的铝板夹在声源和声音接收室部分之间。将试样的边缘的仅仅约10－15mm通过安装在测试装置的两半之间进行压缩。在不改变CD播放器/放大器上的音量设置的情况下并从通过铝板传输90dB声音，监测声级达约1分钟。记录高和低分贝读数并将结果平均以表示声学性能。

为了直接比较不同基础重量的试样，计算声音吸收质量指标（SAMI）。SAMI定义为LSTT中的声音传输损耗（没有试样时的传输声音的读数与安装试样时的读数之间的分贝差）除以以每平方米公斤表示的试样的基础重量。基本上，此指标将来自LSTT的声学数据对基础重量正则化。基础重量与每个隔离部分的制造成本直接相关。非常厚且致密的材料可能会极好地吸收声音，但成本太高而在商业上不可行。

给出表1来表明各种气流成网非织造材料与次品相比较的声音传输损耗和其它特征。提供了5个比较示例。控制次品从Ford MotorCompany的小型货车的地毯底衬获得，并示为“CS-1”。

在各个示例1－5中，纤维素浆对双组分纤维的重量比是80/20。各示例是两个气流成网厚片的叠层，这些厚片用来自Dow-Reichhold的120gsm的羧化SBAN乳胶结合剂涂覆到外侧上。简写如下表示各种纤维形式：

－“BK”指漂白南方软木牛皮纸。

－“UBK”是未漂白的牛皮纸。

－“CB”表示粉碎纸板，其是由未漂白牛皮纸制成且保留在制造原始波纹板时使用的构造粘合剂的回收材料。将25mm乘100mm的纸板供给到三阶段短纤装置来产生松散的短纤维。

－“HW”是来自Tembec的含25%北方软木和75%北方银幕的原浆混合物，其在称出用于实验室垫形成装置之前通过三阶段短纤装置。这些垫未压紧到任何目标厚度，而在炉中固化到从垫形成器出来时的任何厚度。

表1

示例1－5实验室声音传输测试

表1中的原始分贝读数、声音传输损耗（δdB）和计算出的SAMI值表明密度或测径在声音吸收中起到重要作用。在此方面，较低密度（或较高测径）试样的声音吸收能力更强。因为在测量声音传输，所以较低密度测量工作良好的事实表明在此情况下的声音减弱的实际机理可能是吸收而非阻挡。在不受任何理论限制的情况下，发明人相信声音减小的效率是通过由气流成网复合物的吸收过程导致的，并且在很大程度上是由于给定体积的复合物中存在的大量小的短纤维。尽管较大的合成纤维仍能吸收声能，但是具有大量低模量精细纤维素纤维和纤维之间的小孔最有效地吸收入射的声能，并通过机械振动将其耗散，最终导致发热。

本发明的非织造材料或结构10、20、30、40、50、70期望具有约3δdB/kgsm或更大的SMAI。甚至更加期望的，结构将具有约5δdB/kgsm或更大的SMAI；更加期望的，是约6δdB/kgsm或更大的SMAI；更优选的，是约7δdB/kgsm或更大的SMAI，更优选是约8δdB/kgsm或更大的SMAI。换言之，较大的声音传输损耗是优选的。

为了扩展以上发现，进行了另一实验，其中将试样的测径保持在25mm不变，并改变基础重量和所得到的密度。附加的测试试样在下面的表2中列出。在表2中，列出示例6－11。示例6－8形成在垫形成器的一层中，而示例9－11从两件分离的气流成网件层叠。这些气流成网试样仅仅用热结合，而不用乳胶结合剂喷射。

因为从表1看到纤维素短纤基质纤维的来源似乎不是主要因素，所以在表2列出的实验中使用的原材料选择限制为FOLEY

并且结合剂纤维是来自Trevira的Type 255Lot 1661双组分纤维。试样在加热压机中的垫平铝板之间固化到25mm，直到它们的内部温度到达至少约140℃以熔喷结合剂纤维的聚乙烯鞘。

表2

示例6－11在不变的25mm厚度下基础重量的影响

表2清楚地示出当保持测径不变时，在不变厚度下的密度或基础重量不是影响以分贝表示的绝对声音吸收的主要因素。虽然密度从0.020g/cc变到很高的0.078g/cc，但声音传输基本相同。此实验中不变的因素是测径或厚度。SAMI计算强调了基础重量是影响成本/效率或者每单位质量的声音吸收的重要因素。此表的数据还表明吸收介质的厚度可能比介质的其它物理特性更加重要。相应的且在合理的实践极限内，与当前用于这些目的的更多传统材料相比，气流成网隔音和隔热设计成在较低的重量但相等的厚度下表现得大致一样好。当考虑基础重量时，气流成网隔离材料表现出优异的性能。

为了进一步研究厚度对声音吸收的影响，形成垫试样示例12－14。表3示出对示例12－14的测试。在这些示例中，纤维基质的密度保持在0.04g/cc下不变，并改变基础重量（和测径）。注意将表2中的示例8带到表3中作为示例13。此实验没有对气流成网垫施加任何第二（乳胶）结合剂。保持密度相同并允许基础重量和厚度变化显示出厚度对绝对声音吸收的小但确定的直接影响，但是SAMI计算显示较低的基础重量更加有效，因为其表现出更大的每单位质量的分贝变化。

表3

示例12-140.04g/cc的不变密度

接着，形成垫试样示例15－19。研究了在气流成网试样的一侧或两侧上添加聚合物结合剂层（对于乳胶示为“L”，对于没有乳胶示为“NL”）的影响以及不同级别的双组分结合剂纤维对声音传输的影响。这些变化在表4中示出。乳胶结合剂（示为“L”）是来自Dow-ReichholdSpecialty Latex的苯乙烯-丁二烯-丙烯腈乳剂产品68957-80。

表4

示例15-19在不变25mm厚度下附加结合剂的影响

可以看到具有20%双组分纤维的示例15和具有40%双组分纤维的示例16之间在声音传输上从数据看没有显著差别。但是，对声音吸收剂的一侧或两侧添加单独的一层乳胶结合剂似乎对减小声音传输（增大声音传输损耗）有小的影响；但是，该影响同样在数据上并不明显。更重要的，聚合物结合剂清楚地没有降低声学性能。为了在各个应用中的可模制性的目的，可能期望的是使声音吸收气流成网物涂有乳胶结合剂。

接着，使用实验室手片形成装置来制备一系列各种基础重量（BW）的全合成气流成网隔离垫。这些垫试样在表5中列出为示例20－26。测试垫用聚酯纤维和共聚酯双组分结合剂纤维的70/30的混合物形成。在表5中，R-PET是回收聚酯，V-PET是原始聚酯。具有高达800gsm的基础重量的垫在12阶段中形成，其中网材在每次添加纤维之间旋转90°。1000gsm基础重量的垫类似地形成，但是在24阶段中。将未固化的网材在150℃的对流炉中加热固化达15－30分钟，任何修剪成30.5cm（12英寸见方）。在使用设定最终厚度的铝和铜垫片的加热到150℃的压机中利用408kg（900lbs.）的力压紧到最终厚度。将1000gsm的垫保持在压机中达30分钟，而将较低基础重量的垫加热达15分钟。

表5

示例20-26全合成气流成网隔离面板

表5表明，虽然在考虑基础重量时，低基础重量/高测径的全合成气流成网面板在绝对基础上并不非常有效地吸收声音，但是每单位质量的dB降方面的性能非常好。除了与次品相比显著的重量节省之外，全合成隔离还在其它特性方面胜出基于纤维素的隔离，例如抗湿性和内在的防霉性。

接着，表6示出在垫试样27和27A上进行的测试。示例27和27A示出使用本发明的气流成网面板或垫作为声学天花板砖或声学壁盖层。对于这些工作示例，将2.7米宽的商业气流成网机器上生产的30/70双组分纤维/短纤气流成网物与两种商业声学天花板砖进行比较。矿物纤维砖（CS-2）是来自Armstrong World Industries of Lancaster，Pennsylvania的Fissured Square Lay-In type 755B。乙烯基面的玻璃纤维砖(CS-3)型3020A也来自Armstrong。对于LSTT即实验室声音传输测试器，这些砖安装成砖的装饰面面对90dB声源。气流成网面板或测试垫的纺粘载体侧面对声源。不是测量天花板砖如何吸收室内的声音，LSTT测量室内产生的声音有多少逸出该室。

气流成网试样27A与示例27的材料相同，除了将测径较高。按照ASTM C423-02a中混响室方法得到的声音吸收和声音系数，在气流成网材料和矿物纤维商业天花板砖上测量随机入射声音吸收。按照ASTM E795-00，将试样安装在E400型夹具上。噪声减弱系数NRC是随机入射声音吸收在250、500、1000和2000Hz下舍入到最接近的0.05的平均值。麦克风和声源安装在声学面板的同一侧上。此ASTM测试测量吸收材料减小室内声级的情况如何。1.0的系数意味着所有的入射声音被吸收了。

表6

示例27-27A天花板砖声音传输

根据表6中的结果，797gsm和21.6mm测径（示例27）下的气流成网非织造面板在减小通过其的音量方面接近于树脂结合的玻璃纤维天花板砖（CS-3）。但是，其在绝对声音吸收方面并不如重的矿物纤维商业天花板砖（CS-2）有效，后者的基础重量是气流成网的示例27的3.9倍。但是，当将分贝读数的变化（δdB）对基础重量正则化时，在表6上示为SAMI，气流成网试样示例27在LSTT方面比两种商业砖更有效。

在ASTM C423-02a测试中，较厚且较低密度形式的气流成网测试垫在绝对基础上比薄和致密的商业天花板砖显著地更加吸收声音。气流成网面板或测试垫吸收室内入射声音的75%，而商业砖仅仅吸收50%。

表7示出的示例28－30示出用具有成形头的机器制造的测试试样。这些垫在利用3个Dan-Web式成形头工作的0.6米宽的试验规模气流成网机器上制成。网材在从BBA Fiberweb of Nashville,Tennessee获得的17gsm的聚丙烯纺粘载体式P9上形成。成形头之后的压紧辊升高以使其在此试验期间不碰到网材。喷在示例30上的结合剂是来自Dow-Reichhold的羧化SBAN乳胶结合剂，其稀释到约10%的固体。对于此试验，停止线路以允许网材在炉中停留约20分钟的时间，该炉子已经从透气式的转变成对流式的。在实际生产中，线路不会停止，网材将通过若干炉子。在表7中的标题“类型”下，数字指的是双组分纤维/纤维素短纤比例。

表7

示例28-30试样规模的气流成网机器试样

表7示出在试验规模的气流成网机器上生产的示例28－30的气流成网隔离材料具有与商业次品材料相当的商业吸收，该次品材料具有大得多的基础重量但较低的测径（较高的密度）。以每单位质量表示时，气流成网材料胜过了次品。

为了确定并增强以上发现，将各种气流成网材料的试样送到核准的声学测试实验室Waterford,Michigan的Kolano&Saha Engineers,Inc.进行测试。使用按照ASTM El 050-98“Impedance and Absorptionof Acoustical Materials using a Tube,Two Microphones,and a DigitalFrequency Analysis System”的标准测试方法进行的阻抗管声音吸收测试过程。试样来自Briiel and Kjaer of Naerum,Denmark的B&Ktype 4206双麦克风阻抗测量管进行该测量。

如上所述，标准声学测试和屏蔽测试之间的主要差别是对于阻抗管声音吸收测试，麦克风与声源位于试样的同一侧，而对于LSTT，试样在麦克风和声源之间。阻抗管声音吸收测试还记录频率相关声学特性的细节，而LSTT仅仅测量白噪声的大小。

考虑阻抗管声音吸收测试，在管中通过随机噪声源产生平面波。使用壁安装的麦克风在两个固定位置测量驻波。将来自麦克风的信号发送到双通道信号分析仪(B&K)Type 2032以确定复杂的声学传递函数，并最终使用软件包(B&K Type BZ5050)计算出声音吸收系数。声音吸收系数是吸收的声能的量对入射到试样上的声能的量的比例。入射声能的总吸收具有1.0的系数。

在材料和试样夹持器背板之间没有空气间隙的情况下测试试样。试样被模切以符合B&K type 4206管的大(100mm直径)和小(29mm直径)试样夹持器。大管具有100-1600Hz的测量范围，而小管在1000-6300Hz下工作。示为(CS-2)的对比物是表1中使用的相同次品测量。如第一列中所示，表8中的示例未喷有乳胶（NL）、将120gsm的乳胶喷到一侧（L-1）、每侧上有乳胶（L-2）或者在每侧涂覆的乳胶中具有240gsm的碳酸盐填充剂。UB牛皮纸是未漂白的牛皮纸浆。B牛皮纸是漂白的牛皮纸。计算吸收系数(α)并将结果平均。噪声减弱系数NRC是对于频率250、500、1000和2000Hz的平均声音吸收系数。NRC在汽车工业中用于比较总体性能，并允许将在低频率下吸收良好的试样与在较高频率下吸收良好的试样进行比较。所测试的试样频率的全范围在图1中示出用于控制次品和示例33。

表8

示例31－38声音吸收测试

表8中的声音吸收系数测试大体上支持最初来自表1的声音传输屏蔽测量的结论。测径在声音吸收上看上去是比密度和基础重量更重要的因素，但是如果在示例32、33和37中保持成分和测径不变，则在750到1300gsm的范围上在较高基础重量下有向着较高的声音吸收的确定趋势。气流成网垫在比通常使用的次品材料低得多的密度和基础重量下在吸收声音方面相当有效。在吸收声音方面最有效的试样是示例34－36。这些气流成网试样全是80/20漂白纤维素短纤/双组分结合剂纤维，厚度大于25mm且基础重量1200－1300。轻重量的示例31－32和重重量的示例38在2500Hz下胜过次品，但是在较低频率1000Hz下不如。乳胶涂层单独对低频声音吸收的强烈影响从示例33到示例34示出。表8示出利用气流成网材料在可观的重量节省情况下可以获得等于或好于当前次品材料的声学性能，这可以转化为提高的车辆单位汽油所行驶的里程。

表9和10比较木浆/双组分纤维气流成网非织造测试垫（示例39－41）与从聚丙烯热塑性纤维和除木浆之外的其它天然纤维制备的梳理和针刺非织造物。比较信息（试样A－F）在发表的会议论文INDA(Association of the Nonwoven Fabrics Industry)for INJ(InternationalNonwovens Journal)Summer 2000,pp.35-36,题为“Performance ofNonwoven Cellulosic Composites For Automotive Interiors”中可以找到。表9示出试样的物理特性，而表10比较示为百分比的ASTM C-384声音吸收系数，其中在给定频率下的总声音吸收是100%。试样39－41是工作示例39－41，并在实验室规模垫成形器上制备且进行ASTME-1050-98阻抗管声音吸收测试。选择在上面引用的发表文章中使用的相同频率以对不同纤维进行并行的比较。测试方法的主要不同在于，C-384使用单个可运动麦克风，而E-1050-98使用两个麦克风。对于大多数情况，数据可以互换使用。

表9

基于纤维素的非织造物

在表9中很明显，本发明的木浆双组分纤维气流成网垫的密度大大低于用其它天然和合成纤维制备的现有技术材料。

表10

ASTM C-384和E 1050-98的噪声减小的吸收参考

表10表明气流成网非织造测试示例基本满足或超过工业目标，且还涂覆乳胶结合剂的较厚试样40和41胜过所有针刺的纤维组合。气流成网工艺对于生产厚但轻重量的非织造物是理想的。对于较厚试样，厚度示为（表1和3）与由较低LSST读数示出的声音吸收效率成正比。

示例42：深拉可模制性

将气流成网产品置于模具中来表明非织造材料的可模制性。机加工圆形铝模具。152.4mm(6.0英寸)的圆形铝模具顶部具有69.85mm(2.75英寸)的圆形突起，该突起在(0.875英寸)上成锥形到50.8mm(2.0英寸)的直径。铝模具底部被机加工出25.4mm(1.0英寸)的深度并具有76.2mm(3.0英寸)的初始直径，其在底部成锥形到57.15mm(2.25英寸)。接触隔离材料的所有边缘都倒圆角到3.2mm(0.125英寸)的半径。

本发明的深拉可模制性通过以下这样表明，取类似于示例28但具有18.4mm测径的30/70的bico/短纤气流成网的750gsm试验生产试验的22cm×30cm的件，将其在设置在150℃的对流炉中加热5分钟，然后将其快速置于冷（室温）的研磨铝模底部上。将模具顶部定位并施加4.7kg/cm³的压力来使材料变形进入模具中。在不撕裂气流成网的网材或纺粘载体插板且只有微小起皱的情况下将750gsm的18.4mm测径的气流成网材料压入模具中。将控制次品(1640gsm和25mm的测径)在150℃对流炉中加热10分钟并经历相同模制条件。次品自身在一侧撕裂，且非织造插板裂开。

示例43：用阻火剂处理的气流成网隔离材料

使用实验室手片装置生产250gsm的气流成网垫，其厚13mm。所使用的纤维成分是70%的FOLEY

和30%的TreviraT-255型1661号双组分结合剂纤维。为了固化双组分纤维，将垫置于150℃对流炉中15分钟。将垫切成三个10.2×35.5cm(4×14英寸)的试样。每个测试条在每侧上用阻火添加剂SPARTAN^TM AR 295（来自Spartan Flame Retardants,Inc.of Crystal Lake,Illinois的基于磷酸氢二铵的阻燃剂）的40%固体溶液喷涂到5－10gsm的湿添加物，并置于150℃对流炉中达1.0分钟的干燥时间。当在FMVSS-302的条件下测试水平燃烧时，试样在自己熄灭之前燃烧50秒，并且火焰前缘行进64mm(2.5英寸)。为了通过水平燃烧测试，在254mm的最大距离上的最大燃烧速率是101mm/分钟。

FMVSS 302是运输部的机动车辆安全标准No.302“Flammabilityof Interior Materials:Passenger Cars,Multipurpose PassengerVehicles,Trucks,and Buses September 1,1972”。此标准规定了机动车辆的乘客隔间中使用的材料的阻燃要求。其目的是减少由车辆起火引起的机动车辆乘客死亡和受伤，特别是在车辆内部来自诸如火柴或香烟之类的来源的起火。

示例44：阻火剂和结合剂处理的气流成网隔离材料

使用实验室手片装置生产200gsm的气流成网垫，其厚13mm。所使用的纤维成分是70%的FOLEY

和30%的TreviraT-255型1661号双组分结合剂纤维。将未固化的35.5cm见方的垫(14英寸×14英寸)置于真空箱上，并将25%固体的SPARTAN AR295阻火剂与24.8固体的AirFlex 192乳胶结合剂的50/50混合物喷到该结构的一个表面上。化学添加物是5.3克的湿溶液（约10gsm的干添加物）。该垫在150℃下固化15分钟。

将50mm宽×300mm长的12网眼的筛子置于试样的非化学处理顶表面上作为火焰捕捉器。然后，当在FMVSS-302的条件下测试水平燃烧时，试样在自己熄灭之前燃烧30秒，并且火焰前缘行进38mm(1.5英寸)。

示例45：防水气流成网隔离

将FOLEY

的干片（浆板）切成51mm×102mm(2英寸×4英寸)的条，并用Friendly,West Virginia的GE Silicones提供的含5%硅油的

Extra Emulsion的乳剂的10%重量的添加物喷射。立即将湿的浆条供给到实验室3阶段短纤装置，直到收集足够的短纤以在实验室手片形成器上制造200gsm的气流成网垫。气流成网物的成分是80%的处理浆和20%的Trevira T-2551661号双组分纤维。将垫置于150℃对流炉中15分钟以使双组分结合剂纤维固化。为了测试防水性，切出51mm(2英寸)见方的试样、称重并在水浴中浸泡一晚。将金属丝网筛置于试样上以将试样保持在水面下。将从未处理的FOLEY

制成的控制试样类似地称重和浸泡。在24小时后，将试样小心地从水浴中取出，并使其滴水直到滴水频率仅仅为每分钟约1滴。记录湿重，并将g/g表示的吸水性计算为湿重减去干重再除以干重。结果是5个每种试样的测量值的平均值。从未处理的短纤浆制成的气流成网垫吸收32g/g，而从硅树脂处理的短纤浆制成的气流成网垫仅仅吸收0.68g/g，这显示出高的防水性程度。

示例46：隔热

在实验室手片装置中从80%的FOLEY

纤维素短纤浆和20%的Trevira 255型Lot 1661双组分纤维形成气流成网垫。将垫置于加热到150℃并垫平到25mm的间隙的印压机中。将热电偶插入垫的中间，一半在两侧之间，一半在边缘之间。记录垫的中间到达140℃的温度的时间。

表11

表11示出较重的隔离垫花较长的时间到达目标温度。当通过将所有结果正则化到973gsm的基础重量来去除基础重量的差别时，加热速率的差别非常小，接近常数附近的随机变化。

示例47－50：商业规模气流成网机器

表12所示示例47－50在2.8米宽的多头商业规模气流成网机器上制成。尽管气流成网机器的类型对本发明或垫实施例并不重要，但在具有Dan-Web式成形头的机器上制成。短纤/bico重量比为75/25。纤维素纤维用来自Buckeye Technologies Inc.的FOLEY

处理。处理是指降低浆板的分离能的添加剂。双组分纤维是由Bobingen,Germany的Trevira GmbH制成的2.0旦尼尔和6mm切割长度的具有合并号1661的Type T-255。这种双组分纤维在聚酯芯上具有聚乙烯鞘。在由BBA Fiberweb of Nashville,Tennessee提供的20gsm聚酯纺粘载体上形成隔音和隔热网材。

在离开成形段后，用四硼酸钠和吡啶硫酮锌（zinc pyrithrione）的混合物喷射网材的一侧以增加阻火和防霉性(7.5gsm的硼砂和0.5gsm的吡啶硫酮锌的干添加物)，并随后用乙烯-醋酸乙烯式乳胶结合剂(来自Air Products and Chemicals的

192的5.0gsm干添加物)喷射，以锁在表面纤维中。在通过炉子后，将网材的另一侧类似处理并在第二炉子中干燥。

表12示出网材的基础重量越高，最终的密度越高。声学性能按预期随着厚度增大而改善。NISA是按照测试方法ASTM E1050-98的法向入射声音吸收。RISA是按照测试方法ASTM C423-02a利用ASTME795-00Type“A”安装件和面对声源的纱布或载体侧的随机入射声音吸收。STL是按照测试方法SAE J 1400-90利用面对声源的20ga.的钢面板的声音传输损耗。示例48也进行水平燃烧性测试MVSS-302，并发现具有大大低于100mm/分钟的最大允许速率的48mm/分钟的燃烧速率。

表12

示例47－50商业规模气流成网机器试样

认为在此气流成网工艺中控制本发明的气流成网结构的气流和相反的气流抗力的机理在于，纤维素组织中的小木浆纤维捕集或过滤聚合物液体结合剂的液滴，由此减小组织的多孔度。这在以下工作示例中示出，其中通过在气流成网结构的载体侧上喷射一定量的液体聚合物结合剂来显著减小气流。通过真空和毛细作用将喷射物吸入并通过组织。除了限制通过组织的气流之外，结合剂还帮助将组织粘附到气流成网结构。

示例51－64：气流成网结构

使用实验室垫形成器构造14种气流成网结构，该垫形成器在真空下将单体化纤维沉积到成形线或者非织造纱布或组织载体上。在此示例中，所得到的气流成网结构在一侧上具有载体组织。为了形成气流成网结构，将未知制造者的单股18gsm（克每平方米）的标准尿布（diaper）载体组织置于垫形成器的成形线上。该组织的其它特征在于具有19.3升/秒(41CFM)、0.07mm的测径、0.254g/cc的密度和在19.25%拉伸下的194克/cm的MD拉伸强度、以及在6.5%拉伸下的111克/cm的CD拉伸强度。

在组织上以四次增加3.65克的纤维素短纤和1.56克的双组分纤维来形成150gsm的气毡。在每次添加后将垫转动90°以使形状的不规则性最小。气毡的成分是70%的纤维素纤维（来自Memphis,TN的Buckeye Technologies,Inc.的FOLEY

LE+）和30%的双组分结合剂纤维或bico纤维（2.0旦尼尔和6mm长度的T-255型）。气毡和组织传递到冷实验室压机并压紧到约0.05g/cc的密度。尺寸为35.56cm乘35.56cm(14英寸乘14英寸)的固化的气流成网结构被剪切成30.5乘35.56cm(12英寸乘14英寸)，并置于加热的（160℃）的实验室压紧中得到0.08－0.13g/cc的密度范围。将垫保持在加热压机中15分钟以熔合双组分纤维。气流成网结构被切成四个15.24cm(6英寸)见方。在未处理的垫上测量气流。将正方形的试样组织侧向上布置在真空箱上，该真空箱具有20网眼的不锈钢筛网并连接到6.5马力的湿/干真空清洁器的抽吸侧。垫的组织侧用各种聚合物结合剂喷射并在105℃－110℃的对流炉中干燥10分钟。将干试样称重以计算实际的添加物，并测量测径（厚度）以计算密度。然后测量处理后的气流。

示例51至60形成在约20gsm的标准纤维素组织上。示例61和62形成在由Shawano Specialty Paper of Shawano,WI提供的一种作为18gsm的减小可渗透性的组织的Shawano Tissue产品3528。示例63和64形成在Cellu Tissue 3205FQP上，这是一种来自Cellu TissueHoldings Inc.of East Hartford,CT的17gsm的减小可渗透性的组织。结合剂的百分比固体可以影响所得到复合物的可渗透性。例如，在示例63中，喷射15%固体和34gsm的添加物产生13.6升/秒的气流，而在示例64中，对于33gsm的添加物产生仅仅4.8升/秒的结合剂固体百分比是19.7%。

如表13还示出的，当涂覆到组织侧面的结合剂的量增加时，所测量的通过这对相似制备和处理的复合物的气流值下降。该效果并不特别依赖于结合剂的类型，因为几种不同乳剂聚合物和甚至一种溶液聚合物（聚乙烯醇）都可以有效减小气流。一般而言，具有较低初始气流的组织/气流成网复合物需要较少的结合剂来进一步减小气流。

用于这组工作示例的结合剂如下所述：由Air Products Polymers,L.P.of Allentown,Pennsylvania提供的一种乙烯醋酸乙烯共聚物

和一种醋酸乙烯共聚物

DP912；由Dow-Reichhold Specialty Latex LLC of Research Triangle Park,North Carolin提供的羧化丙烯腈丁二烯树脂

873；以及由Celanese(formerly National Starch and Chemical)of Bridgewater，New Jersey提供的乙烯醋酸乙烯

24-351A和聚乙烯醇

24-203。从所测量的气流计算气流阻力的MKS瑞利值表示。

表13受控气流

示例65－69：层叠粘合剂层

在2.8米宽的多头商业规模Dan-Web式气流成网机器上，在20gsm的聚酯纺粘纱布上形成具有75/25的短纤/bico比且在每侧上喷射5gsm的乳胶结合剂的12.5mm厚的420gsm气流成网垫。纤维素纤维用来自Buckeye Technologies,Inc.的FOLEY

处理。处理是指降低浆板的分离能的添加剂。双组分纤维是2.0dpf和长6mm的Trevira 1661Type 255。聚酯纺粘载体由BBA Fiberweb of Nashville,Tennessee。

复合气流成网垫具有约420gsm的基础重量，包括聚酯纺粘纱布。用不同量的各种非交联和热塑性乳胶结合剂在与纱布相反的一侧上处理垫。在150℃的炉子中干燥5分钟后，将试样或垫切成102mm乘102mm(4英寸)的正方形以形成不同测试试样。然后将这些试样与未处理试样一起置于172℃的炉子中2分钟。将热试样与未处理试样的纱布侧一起向着另一试样的处理侧压紧。施加约0.809千克力/cm²(11.5psi)的压力达45秒以将试样结合在一起。将每个试样模切乘3条，每条为25.4mm乘102mm(1.0乘4.0英寸)。

通过使用张力测试仪(Twing-Albert Model QC 1000)和110mm/分钟的十字头速度将这些层拉开来测量结合的强度（处理过的气流成网侧对未处理过的载体侧）。在粘附点分离试样所需的力随着所研究范围上粘附结合剂的添加物的百分比增大。示例65到69表明本发明的气流成网声音吸收物可以在热和压力下结合到不相似的测量，所述热和压力例如是可能在组装用于汽车的毯和垫时采用的值。如表14所示，粘合剂的玻璃转变温度不是影响结合强度的因素。但是，在聚合物主链中有一定醋酸乙烯似乎有助于对复合物的处理过的气流成网侧对未处理的纱布侧的更强粘合作出贡献，至少对Air Products结合剂是这样的。

用于这组工作示例的结合剂如下所述：

–来自Celanesean的一种乙烯醋酸乙烯乳胶;

-来自Celanesean的一种丙烯酸乳胶;

-来自Air Products Polymers L.P.的一种乙烯氯乙烯乳胶;

-来自Air Products Polymers L.P.的一种乙烯醋酸乙烯乳胶;

-来自Air Products Polymers L.P.的一种醋酸乙烯乳胶。

表14

示例65－69热塑性粘合剂

示例70-77：刚性复合物

将在商业气流成网机器上生产的用于前述示例的同一420gsm的气流成网垫在160℃加热压机中压缩到6mm的厚度达10分钟，允许冷却到室温，然后一次在一侧用大约25%的固体乳胶结合剂喷射到15gsm的添加物（固体基础），随后在172℃的炉子中干燥15分钟。在处理两侧后，通过在160℃加热压机中5分钟来将测径重设到6mm。将密度为0.06g/cc的冷却复合物切成50.8mm乘254mm(2乘10英寸)的条，并在Model QC100 Twing-Albert张力测试仪中以压缩对距离模式使用100N载荷单元进行测试，其中试样支承杆间隔开200mm且载体侧朝上。从具有21mm初始厚度的780gsm的气流成网物开始重复工作，以产生具有0.13g/cc密度的复合物。在Twing-Albert中需要500N的载荷单元用于更致密的试样。

如下提供结合剂：

由Rohm&Haas Chemicals,LLC of Charlotte,North Carolina提供的丙烯酸结合剂系列

来自Dow Reichhold Specialty latex LLC of Research TrianglePark,North Carolina的

（羧化苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物）;

来自Mallard Creek Polymers,Inc.of Charlotte,North Carolina的

(羧化苯乙烯丁二烯橡胶)。

表15

复合物刚度

从表15的数据清楚不同的结合剂更适合于不同密度的气流成网垫。低密度复合物的最刚性结合剂是

GL-720以及

TR 407和GL-720的混合物。对于0.13g/cc试样系列，产生最刚性试样的结合剂是

RX 50660-18。其它基本上是可比较的。

示例78：纱布的基本气流成网结构

使用实验室垫形成器构造气流成网结构，该垫形成器在真空下将单体化纤维沉积到成形线或者非织造纱布或组织载体上。所得到的气流成网结构在一侧上具有纱布，并在另一侧上具有气毡垫。在以下示例中，成形线被遮掩到25.4cm(10英寸)乘35.56cm(14英寸)的区域。为了形成气流成网结构，将作为由BBA Fiberweb of Old Hickory,Tennessee制成的纺粘-熔喷-纺粘（SMS）式350939的17gsm(克每平方米)聚丙烯非织造纱布形成在垫形成器的成形线上。在纱布上以四次增加1.92克的纤维素短纤和0.34克的双组分纤维来形成100gsm的气毡基垫，在每次添加后将垫转动90°以使形状的不规则性最小。气毡的成分是85%的纤维素纤维（来自Buckeye Technologies Inc.的FOLEY

）和15%的双组分结合剂纤维或bico纤维（由Trevira UmbW of Bobmgen,Germany制成的具有2.0旦尼尔和6mm长度的合并号1661的T-255型），该双组分结合剂纤维具有在聚丙烯芯上的聚乙烯鞘。

将气毡材料和纱布小心传递到冷的实验室压机并压紧成约2mm的厚度。将固化的气流成网结构纱布侧向下布置在真空箱上，该真空箱具有20网眼的不锈钢筛网并连接到6.5马力的湿/干真空清洁器的抽吸侧。整个垫的气毡侧用来自U.S.Borax Inc.of Valencia,California的1.75克的十水四硼酸钠的24.96%溶液喷射，然后再次用由AirProducts Polymers L.P.制造的4.08克的9.65%固体水乙烯醋酸乙烯(EVA)乳胶

192喷射。然后将气流成网结构在105℃的对流炉中干燥5分钟。计算出的添加物水平是4.83gsm的硼砂和4.36gsm的乳胶结合剂。

示例79：具有793瑞利(N-S/m³)气流阻力的气流成网结构

将示例1中形成的基本气流成网结构切割成两片，每片切成16.5乘25.4cm(6.5乘10英寸)。将第一片在SMS纱布侧上用2.56克的十水四硼酸钠的24.96%溶液喷射并用2.49克的9.65%分散的

192喷射。然后将气流成网结构传递到预加热到160℃的实验室。压机被垫到约1.5mm并在垫上用12,410千帕(1800psi)的压力封闭10分钟。这用于蒸发水，然后熔喷双组分结合剂纤维的鞘并由此稳定气流成网结构。此气流成网结构具有6.05克的最终重量、144.3gsm的基础重量、1.67mm的厚度和0.086g/cc的密度。

测量气流成网结构的气流。使用由Metso Paper Inc.of Turku,Finland制成的自校准Permtest Model MK4进行测量。为了读数，将试样布置在测试支座上，该支座是从台表面升高25mm的高冲孔的20cm²钢板并具有约90%的开放区域。进行三次读数并将结果平均。该仪器具有0.9-410升/秒(2-870cfm)的工作范围。发现垫或气流成网结构具有对应于793NS/m³瑞利的气流阻力的14.6升/秒(30.9cfm)的气流。

示例80：具有1817瑞利气流阻力的气流成网结构

将另一16.5乘25.4cm(6.5乘10英寸)片的基本气流成网结构在SMS纱布侧上用2.88克的硼砂的24.93%溶液和4.83克的9.65%的192乳胶结合剂喷射。与前面一样将气流成网结构在160℃下干燥和固化10分钟以得到17.14gsm的硼砂和11.11gsm的乳胶结合剂的干添加物。最后结构重6.3克并具有150.2gsm的基础重量、1.77mm的厚度、0.085g/cc的密度和表现出的6.4升/秒(13.6cfm)的气流或1817瑞利的气流阻力。

示例81：具有9806瑞利气流阻力的气流成网结构

在此示例中，使用来自Avgol Nonwoven Industries,Tel Aviv,Israel的17gsm SMMS(纺粘-熔喷-熔喷-纺粘)纱布作为载体板，并如同前面示例中一样在4阶段中在其上形成气流成网结构。气毡具有100gsm的基础重量，并由85gsm的FOLEY

和15gsm的Type T-255bico制成。将成形线遮掩到30.5×33cm(12×13英寸)的区域，并且所形成的气流成网结构重12.45克并具有124gsm的基础重量。在纱布侧向下的情况下将复合结构或垫布置在真空箱上。开放的气毡侧用3.62克的25%硼砂溶液喷射，接着用2.06克的25%的

192喷射。然后在105℃对流炉中干燥5分钟。添加物计算为11.8gsm的硼砂和5.1gsm的乳胶。将气流成网结构翻转，返回到真空箱，并用2.91克的硼砂溶液和9.6克的乳胶喷射SMMS侧。在加热压机中干燥和固化后，纱布侧的硼砂添加物是9.5gsm，而乳胶添加物是23.8gsm。最后的气流成网结构重18.8克并具有187gsm的基础重量、1.73mm的厚度和0.108g/cc的密度。

还测量此气流成网结构的气流。发现气流是1.18升/秒(2.5cfm)，这对应于9806瑞利的气流阻力。

Claims (45)

1.一种非织造结构，包括：

（A）具有内表面和外表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（B）具有内表面和外表面的非织造材料，所述非织造材料的内表面与所述纱布的内表面接触，所述非织造材料具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，所述非织造材料包含从约30%到约95%重量百分比的基质纤维和从约5%到约70%重量百分比的结合剂，其中重量百分比基于所述非织造材料的总重量；

（C）沉积在所述纱布的外表面上的从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（D）沉积在所述非织造材料的外表面上的从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

2.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布的基础重量从约8gsm到约100gsm。

3.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布的基础重量从约8gsm到约75gsm。

4.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布的基础重量从约8gsm到约50gsm。

5.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布的基础重量从约8gsm到约25gsm。

6.如权利要求1－5中任一项所述的非织造结构，其中所述非织造材料的基础重量从约10gsm到约1000gsm。

7.如权利要求6所述的非织造结构，其中所述非织造材料的基础重量从约10gsm到约500gsm。

8.如权利要求6所述的非织造结构，其中所述非织造材料的基础重量从约10gsm到约250gsm。

9.如权利要求6所述的非织造结构，其中所述非织造材料的基础重量从约10gsm到约150gsm。

10.如权利要求1所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约25gsm。

11.如权利要求10所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约10gsm。

12.如权利要求10所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约5gsm。

13.如权利要求1所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约5gsm到约40gsm。

14.如权利要求13所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约10gsm到约40gsm。

15.如权利要求13所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层的基础重量从约25gsm到约40gsm。

16.如权利要求1所述的非织造结构，其中存在第二聚合物涂层，并且沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约25gsm。

17.如权利要求16所述的非织造结构，其中沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约10gsm。

18.如权利要求16所述的非织造结构，其中沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层的基础重量从约1gsm到约5gsm。

19.如权利要求16所述的非织造结构，其中沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层的基础重量从约5gsm到约40gsm。

20.如权利要求16所述的非织造结构，其中沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层的基础重量从约25gsm到约40gsm。

21.如权利要求10或16所述的非织造结构，其中沉积在所述纱布的外表面上的聚合物涂层、或者沉积在所述非织造材料的外表面上的第二聚合物涂层、或者两者包含或结合一种或多种填充剂、粉末或阻火剂。

22.如权利要求21所述的非织造结构，其中聚合物涂层包含阻火剂。

23.如权利要求21所述的非织造结构，其中所述阻火剂是四硼酸钠或形成其的水合物。

24.如权利要求1－23中任一项所述的非织造结构，其中所述非织造材料是气毡。

25.如权利要求1－23中任一项所述的非织造结构，其中所述非织造结构是气流成网非织造结构。

26.如权利要求1－25中任一项所述的非织造结构，其中所述非织造结构的测径从约1mm到约60mm。

27.如权利要求26所述的非织造结构，其中所述非织造结构的测径从约1mm到约30mm。

28.如权利要求26所述的非织造结构，其中所述非织造结构的测径从约1mm到约15mm。

29.如权利要求26所述的非织造结构，其中所述非织造结构的测径从约1mm到约7mm。

30.如权利要求26所述的非织造结构，其中所述非织造结构的测径从约1mm到约3mm。

31.如权利要求1－30中任一项所述的非织造结构，其中所述非织造结构具有从约500到约10000瑞利（NS/m³）的气流阻力。

32.如权利要求31所述的非织造结构，其中所述非织造结构具有从约500到约8000瑞利（NS/m³）的气流阻力。

33.如权利要求31所述的非织造结构，其中所述非织造结构具有从约500到约5000瑞利（NS/m³）的气流阻力。

34.如权利要求31所述的非织造结构，其中所述非织造结构具有从约500到约3000瑞利（NS/m³）的气流阻力。

35.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布用从包括布、无背衬毯和纺织物的组中选择的织造材料制造。

36.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述纱布用针刺、气流成网或纺粘的非织造材料制造。

37.如权利要求36所述的非织造结构，其中所述纱布是重量为15到500g/m²的纺粘聚丙烯。

38.如权利要求36所述的非织造结构，其中所述纱布用纺粘工艺、熔喷工艺或水刺工艺制造。

39.如权利要求1所述的非织造结构，其中所述基质纤维是纤维素纤维或者混有合成纤维的纤维素纤维。

40.一种非织造结构，包括：

（A）具有第一表面和第二表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（C）沉积在所述纱布的第一表面上的从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（D）沉积在所述纱布的第二表面上的从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

41.如权利要求40所述的非织造结构，其中所述纱布是纺粘－熔喷－纺粘材料、纺粘－熔喷－熔喷－纺粘材料、纤维素材料、纺织物、或者织造或非织造聚酯材料。

42.一种用于制造非织造结构的工艺，包括：

（1）提供具有内表面和外表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（2）将非织造材料气流成网在所述纱布的内表面上，所述非织造材料具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，所述非织造材料包含从约30%到约95%重量百分比的基质纤维和从约5%到约70%重量百分比的结合剂，其中重量百分比基于所述非织造材料的总重量；

（3）在所述纱布的外表面上沉积从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（4）在所述非织造材料的外表面上沉积从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层。

43.如权利要求42所述的工艺，还包括以下步骤：

将阻火剂材料沉积到所述非织造结构或者所述纱布的外表面上。

44.一种机动车辆，具有至少一个阻挡件，所述阻挡件至少部分由非织造结构隔离，所述非织造结构包括：

（A）具有内表面和外表面的纱布，所述纱布具有从约8gsm到约200gsm的基础重量；

（B）具有内表面和外表面的非织造材料，所述非织造材料的内表面与所述纱布的内表面接触，所述非织造材料具有从约10gsm到约2000gsm的基础重量，所述非织造材料包含从约30%到约95%重量百分比的基质纤维和从约5%到约70%重量百分比的结合剂，其中重量百分比基于所述非织造材料的总重量；

（C）沉积在所述纱布的外表面上的从约1gsm到约40gsm的聚合物涂层；以及可选的

（D）沉积在所述非织造材料的外表面上的从约1gsm到约40gsm的第二聚合物涂层；并且

所述非织造结构在安装到所述阻挡件中之前被预先切割成期望的几何形状。

45.如权利要求44所述的机动车辆，其中所述阻挡件是门。

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