CN104918826A - 吸声性能优异的吸声材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吸声性能优异的吸声材料及其制备方法，更具体地，形成有较大表面面积和空气层，以便引起入射声能的粘性损失，从而使吸声率及透过损失上升，并且，即使使用少量的纤维，也能够产生优异的吸声性能，因此可实现轻量化设计，并且，使用具有反弹性的粘合纤维来维持纤维之间的充分的结合力，使传递到纤维结构体的声能的粘性损失最大化，从而能够使吸声性能上升。

Description

吸声性能优异的吸声材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及吸声性能优异的吸声材料及其制备方法，更具体地，作为汽车部件或车体的内外装饰材料而进行粘贴，从而隔绝外部噪声流入车内，并且，也可以在使用马达部件的电子产品等为了提高隔绝噪声性能而使用的吸声性能优异的吸声材料。

背景技术

通常，流入汽车内的噪声可分为在发动机中产生的声音通过车体流入的噪声和轮胎接触到路面时产生的噪声通过车体流入的噪声。改善这种噪声的方法有改善吸声性能的方法和改善隔音性能的方法，其中，吸声是指所产生的声能在通过材料内部通道被传递的过程中转换为热能而被消耗掉，隔音是指所产生的声能被屏蔽物反射而被隔绝。

根据上述的音响特征，通常，为了提高车辆的NVH(Nosie,Vibration&Harshness：噪声、振动和声振粗糙度)性能，在高级车辆上主要使用高重量高厚度的吸声材料。可是，当使用这样的吸声材料时，虽然能够降低噪声，但是增加车辆的重量，因此，存在影响油耗的问题。

另外，为了解决现有的吸声材料中存在的问题，公开有如下方法：减少纤维的厚度来提高孔隙率，从而提高吸声性能，同时减少纤维集合体重量。但是，该方法中也存在要想提高预期的NVH性能则需要提高纤维集合体的面密度的问题。

另外，在制备无纺布式纤维集合体时，需要按照适当的比例混合短纤维和粘合纤维来制备。作为粘合纤维，通常使用以内层为普通聚酯而外层为低熔点聚酯的方式而进行复合纺丝的短纤维。

但是，若使用这种现有的低熔点聚酯粘合纤维，则由于纤维集合体变硬而存在如下问题：无法充分衰减因传递音波而产生的、传递到矩阵结构的振动，导致低频区域的吸声率下降。

发明内容

所要解决的课题

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的，本发明的目的在于提供一种吸声材料及其制备方法，形成能够实现入射声能的粘性损失及消散路径的最大化的较大表面面积和空气层，从而提高吸声率以及透过损失，即使使用少量纤维也能够实现优异的吸声性能，由此能够实现轻量化设计。

而且，本发明的目的在于提供一种能够维持纤维之间的充分的结合力，同时提高成形性，并且提高反弹性，从而针对最终传递到矩阵内部的声能具有优异的振动衰减能力的吸声材料及其制备方法。

解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明提供一种吸声材料的制备方法，所述吸声材料的制备方法将纤维集合体成型为无纺布形状，所述纤维集合体包含：多形截面纤维，满足下式1；以及粘合纤维，用于对多个所述多形截面纤维进行局部粘合，

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

其中，A：纤维截面面积，其单位为μm²；P：纤维截面的周长，其单位为μm。

根据本发明的一优先实施例，可以是，所述吸声材料的制备方法使用包含所述式1的值满足2.6以上的多形截面纤维的材料来进行制备。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述吸声材料的制备方法使用包含所述式1的值满足3.0以上的多形截面纤维的材料来进行制备。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述多形截面纤维是从由六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状和波纹状组成的组中选择的任意一种以上。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述多形截面纤维的长度是35mm～65mm。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述粘合纤维包含弹性恢复率为50％～80％的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)，所述吸声材料的反弹率为50％～80％。

根据本发明另一优选实施例，可以是，所述粘合纤维是以所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为一成分而进行复合纺丝的复合纤维。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)是从由聚酯类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氯乙烯类和聚氨酯类组成的组中选择的任意一种以上。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，以对苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Terephthalate：DMT)和间苯二甲酸二甲酯(Dimethylisophthalate：DMI)或者以对苯二甲酸(Terephthalic Acid：TPA)和间苯二甲酸(Isophthalic Acid：IPA)作为二酸成分(Diacid)，并以1,4-丁二醇(1,4-Butanediol：1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(Polytetramethyleneglycol：PTMG)作为二醇成分(Diol)，进行酯化和聚合步骤，由此制备所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述吸声材料的制备方法使用包含50wt％～80wt％的所述多形截面纤维和20wt％～50wt％的所述粘合纤维的材料来进行制备。

另外，本发明提供一种吸声材料，包含：多形截面纤维，满足下式1；以及粘合纤维，用于对多个所述多形截面纤维进行局部粘合，

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

其中，A：纤维截面面积，其单位为μm²；P：纤维截面的周长，其单位为μm。

根据本发明一优选实施例，可以是，所述吸声材料包含所述式1的值满足2.6以上的多形截面纤维。

根据本发明另一优选实施例，可以是，所述多形截面纤维是从由六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状和波纹状组成的组中选择的任意一种以上。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述多形截面纤维的长度是35mm～65mm。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述多形截面纤维的纤度是1.0De～7.0De。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述粘合纤维包含弹性恢复率为50％～80％的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)，所述吸声材料的反弹率为50％～80％。

根据本发明另一优选实施例，可以是，所述粘合纤维是以所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为一成分而进行复合纺丝的复合纤维。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)是从由聚酯类、聚酰胺类和聚氨酯类组成的组中选择的任意一种以上。

根据本发明的另一优选实施例，可以是，所述吸声材料包含50wt％～80wt％的所述多形截面纤维和20wt％～50wt％的所述粘合纤维。

根据本发明另一优选实施例，可以是，所述吸声材料包含所述式1的值满足3.0以上的多形截面纤维。

下面，说明本发明中使用的术语。

本发明中使用的波纹状多形截面纤维意指截面形状为波纹形状的纤维，具体地其形状如图5所示。

发明效果

根据本发明的吸声性能优异的吸声材料，形成有较大表面面积和空气层，以便引起入射声能的粘性损失，从而提高吸声率及透过损失。并且，可使用少量的纤维来实现优异的吸声性能，因此，可以实现轻量化设计，使用具有反弹性的粘合纤维来维持纤维之间的充分的结合力，并且，使传递到纤维结构体的声能的粘性损失最大化，从而提高吸声性能。

因此，可以提供不仅适用于汽车、火车、船舶、飞机等整个运输领域，还可以在使用马达部件的电子产品等中为了提高噪声隔绝性能而使用的吸声性能优异的吸声材料及其制备方法。

附图说明

图1是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的六角星状的多形截面纤维。

图2是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的三峰扁平状的多形截面纤维。

图3是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的六叶状的多形截面纤维。

图4是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的八叶状的多形截面纤维。

图5是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的波纹状的多形截面纤维。

图6是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的八叶状的多形截面纤维。

图7是本发明一优选实施例的吸声材料所包含的八叶状的多形截面纤维。

图8是以本发明一优选实施例的八叶状的多形截面纤维为例子来示出L、W的图。

具体实施方式

下面，参照附图来更详细地说明本发明。

如上所述，现有的纤维结构体的吸声材料存在如下问题：为了通过扩大孔隙率以及音波消散通道来提高吸声性能和隔音性能，增加纤维集合体的面密度和厚度，因此只能增加车辆的重量，影响油耗。并且，如果使用用于现有的纤维结构体吸声材料中的低熔点聚酯粘合纤维，则由于纤维集合体变硬而存在如下问题：无法充分衰减因传递音波产生的、传递到矩阵结构的振动，导致低频吸声率降低。

为此，在本发明中，提供一种吸声材料，其包括满足下式1的多形截面纤维、以及对多个所述多形截面纤维进行局部粘合的粘合纤维，从而解决了上述问题。

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

(A：纤维截面面积(μm²)，P：纤维截面的周长(μm))

由此，形成较大的表面面积和空气层，以引起入射声能的粘性损失，从而能够提高吸声率及透过损失。并且，由于能够使用少量纤维来实现优异的吸声性能，因此能够实现轻量化设计，并且使用具有反弹性的粘合纤维而能够维持纤维之间的充分的结合力，同时使传递到纤维结构体的声能的粘性损失最大化，从而能够提高吸声性能。因此，能够提供不仅用于汽车、火车、船舶、飞机等整个运输领域，还可以在使用马达部件的电子产品等中为了提高隔绝噪声性能而使用的吸声性能优异的吸声材料及其制备方法。

通常，音波在与特定材料摩擦时会发生粘性损失，从而音波的机械能转换为热能，最终带来降低噪声的结果。在通过提高入射到相同重量的纤维集合体的音波的能量损失率来降低噪声时，越是增加发生音波的粘性损失的纤维表面积，对于其效果越有利。

在本发明中使用的多形截面纤维的η值为1.5以上，其中，(A：纤维截面面积(μm²)，P：纤维截面的周长(μm))，与在现有的纤维结构体的吸声材料中所使用的纤维相比，其确保较大表面面积，从而能够提高吸声率以及透过损失。在η值小于1.5的情况下，由于纤维表面面积较小，若要有效地提高吸声性能，则需要使用大量的纤维，存在无法实现轻量化设计的问题。η值越大，意味着纤维的表面面积越大，因此优选地，本发明中使用的多形截面纤维的上述η值可以为2.6以上，更加优选地，可以是3.0～7.0。在本发明中使用的多形截面纤维的η值超过7.0情况下，由于会增加喷丝头制造费用、需要更换与用于提高冷却效率相关的设备、需要改质高分子以改善硬化速度、生产率降低等，最终会产生导致增加生产成本的问题。

上述η值满足1.5以上的本发明中使用的多形截面纤维可以是六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状或者波纹状等的一种或者混合形状。在上述波纹状的情况下，只要满足η值为1.5以上，则波纹形状中的折点数量、截面的长度和宽度等具体形状可以不同。上述波纹形状中的折点数量表示在截面的长度方向上方向发生变化的点，例如，图5所示的波纹状多形截面纤维的折点数量是四个。

具体地，图1是本发明一优选实施例的六角星状的多形截面纤维，其η值为1.51，图2是本发明一优选实施例的三峰扁平状的多形截面纤维，其η值为1.60。另外，图3是本发明一优选实施例的六叶状的多形截面纤维，其η值为1.93，图4是本发明一优选实施例的八叶状的多形截面纤维，其η值为2.50，图5是本发明一优选实施例的波纹状的多形截面纤维，其η值为2.55，图6是本发明一优选实施例的八叶状的多形截面纤维，其η值为2.8，图7是本发明一优选实施例的八叶状的多形截面纤维，其η值为3.2。

一般来说，圆形截面纤维的η值为1.0，其表面面积不是足够大，因此其吸声率以及透过损失显著下降(参见比较例1)，另外，即使是六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状或者波纹状的多形截面纤维，如果其η值不满足1.5以上，则能够产生声能的粘性损失的表面面积不足，不适合用作本发明的吸声材料中的多形截面纤维(参见比较例2～5)。

更优选地，本发明中使用的多形截面纤维的L/W值可以是2～3。L表示纤维的纵向长度即英文“Length”的缩写，W表示连接端点到端点的横向长度即英文“Width”的缩写。具体地说，图8是以八叶状多形截面纤维为例子而示出L值和W值的图，在八叶状多形截面纤维的截面的情况下，当将长度较长的方向设为纵向时，L表示其长度，W表示长度较短的三个形状中从端点到端点的距离。

另外，更优选地，本发明中使用的多形截面纤维的端点数量可以为6～8个。但是，并不是特别地限定于上述的L/W或者端点数量，只要是满足η值为1.5以上的多形截面纤维即可。

上述多形截面纤维的长度可以是35mm～65mm，在小于35mm的情况下，由于纤维之间的间隔变大，难以形成并生产纤维集合体，并且由于过度的孔隙率，有可能会存在吸声以及隔音性能下降的问题，另外，在超过65mm的情况下，由于纤维之间的间隔过小，孔隙率会下降，从而导致吸声率下降。而且，上述多形截面纤维的纤度可以是1.0De(denier)～7.0De，纤度越小，更有利于提高吸声性能。如果多形截面纤维的纤度小于1.0De的情况下，则会存在抑制形成期望的最佳形状的问题，如果超过7.0De，则在无纺布的制造工序中出现困难，会存在所制造的纤维集合体的吸声性能下降的问题。

优选地，本发明的吸声材料所包含的上述多形截面纤维材料可使用聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate(PET))，但并不特别限定于此，还可以纺纱成聚丙烯(Polypropylene(PP))、人造纤维等纤维形状，只要是能够用作吸声材料的聚合物均可以使用。

另外，本发明的吸声材料包含粘合纤维，该粘合纤维用于对多个上述多形截面纤维进行局部粘合。

关于上述粘合纤维，可以使用在制备纤维结构体时通常使用的粘合纤维，并且不仅可以使用纤维形状，还可以使用粉末形状，更优选地，包含低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。弹性体(Elastomer)是指如橡胶等具有显著弹性的高分子材料，即、具有施加外力进行拽拉则被拉长且消除外力则恢复到原来长度的性质的高分子。优选地，本发明中使用的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)具有50％～80％的弹性恢复率。在弹性恢复率小于50％的情况下，纤维集合体变硬，缺乏柔韧性，因此会导致吸声性能下降，在超过80％的情况下，会存在不仅聚合物自身的制备费用上升，制备纤维集合体时的加工性也下降的问题。

以往，若使粘合纤维溶融并使主纤维结合，则纤维集合体变硬，因此无法充分地衰减因传递音波而产生的、传递到矩阵结构的振动，从而存在吸声率下降的问题，但是，根据本发明，使纤维集合体的粘合纤维包含弹性恢复率为50％～80％的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)，由此使纤维结构体的反弹率(ASTMD3574)增至50％～80％，最终提高衰减传递到矩阵内部的振动的能力，从而提高吸声率以及透过损失。

上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)可以是聚酯类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氯乙烯类和聚氨酯类等中的一种或者其混合物。

另外，更优选地，可以以对苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Terephthalate：DMT)和间苯二甲酸二甲酯(Dimethyl isophthalate：DMI)或者以对苯二甲酸(Terephthalic Acid：TPA)和间苯二甲酸(Isophthalic Acid：IPA)作为二酸成分(Diacid)，以1,4-丁二醇(1,4-Butanediol：1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(Polytetramethyleneglycol：PTMG)作为二醇成分(Diol)，通过酯化和聚合步骤，制制备上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。

关于上述二酸成分(Diacid)，使用对苯二甲酸二甲酯(DimethylTerephthalate：DMT)和间苯二甲酸二甲酯(Dimethyl isophthalate：DMI)或者对苯二甲酸(Terephthalic Acid：TPA)和间苯二甲酸(Isophthalic Acid：IPA)，对苯二甲酸二甲酯(DMT)和对苯二甲酸(TPA)与二醇成分反应而形成结晶区域，间苯二甲酸二甲酯(DMI)和间苯二甲酸(IPA)与二醇成分反应而形成非结晶区域，从而赋予低熔点性能及弹性力。

上述对苯二甲酸二甲酯(DMT)和间苯二甲酸二甲酯(DMI)的混合比优选为0.65～0.80:0.2～0.35摩尔比，对苯二甲酸(TPA)和间苯二甲酸(IPA)的混合比优选为0.65～0.80:0.2～0.35摩尔比。若上述间苯二甲酸二甲酯(DMI)和间苯二甲酸(IPA)的摩尔比小于上述范围，则弹性恢复率会下降，不会产生低熔点功能，另外，若上述间苯二甲酸二甲酯(DMI)和间苯二甲酸(IPA)的摩尔比大于上述范围，则物理性能会下降。

关于上述二醇成分(Diol)，使用1,4-丁二醇(1,4-Butanediol：1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(Polytetramethyleneglycol：PTMG)，1,4-丁二醇与二酸成分反应而形成结晶区域，聚四氢呋喃二醇(PTMG)与二酸成分反应而形成非结晶区域，从而赋予低熔点性能及弹性力。

上述1,4-丁二醇(1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(PTMG)的混合比优选为0.85～0.95:0.05～0.15。若上述聚四氢呋喃二醇(PTMG)的摩尔比小于上述范围，则弹性恢复率会下降，不会产生低熔点功能，另外，若聚四氢呋喃二醇(PTMG)的摩尔比超过上述范围，则物理性能会下降。关于1,4-丁二醇(1,4-BD)，可以在上述范围内与乙二醇(EG)混合使用。

另外，上述聚四氢呋喃二醇(PTMG)的分子量优选为1500～2000。若上述聚四氢呋喃二醇(PTMG)超过上述分子量的范围，则所制成的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)的弹性力以及物理性能会不能满足使用要求。

优选地，将上述二酸成分和二醇成分以0.9～1.1:0.9～1.1的摩尔比混合而进行聚合。若上述二酸成分和二醇成分中一者成分过多，则不能用于聚合，会浪费掉，因此优选的是以相近的量进行混合。

如上所述，以对苯二甲酸二甲酯(DMT)和间苯二甲酸二甲酯(DMI)作为二酸成分(Diacid)，并以1,4-丁二醇(1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(PTMG)作为二醇成分，来制备的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)的熔点为150℃～180℃并且弹性恢复率为50％～80％。

另外，本发明的吸声材料的粘合纤维可以是以上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为一成分，进行复合纺丝的复合纤维。更优选地，可以是皮芯(sheath-core)型或者是并列(side by side)型复合纤维，在形成皮芯(sheath-core)型复合纤维的情况下，可以以上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为皮成分，以普通聚酯作为芯成分。普通聚酯可以降低成本，并起到支承纤维的作用，低熔点(LM)弹性体(Elastomer)可产生弹性力以及低熔点功能。

上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)和普通聚酯的重量比优选为40:60～60:40。若上述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)的重量比低于40，则弹性力以及低熔点功能会下降，若重量比超过60，则存在制造成本上升的问题。

上述吸声材料可包含50wt％～80wt％的多形截面纤维和20wt％～50wt％的粘合纤维。在多形截面纤维的含量小于50wt％的情况下，纤维的表面面积缩小，无法实现最佳的吸声以及隔音性能，相反，如果多形截面纤维的含量超过80wt％，则粘合纤维的含量相应地少于20wt％，无法维持纤维之间的充分的结合力，由此导致无法将吸声材料成型为任意形状，矩阵结构不够牢固，因此无法充分地衰减因传递音波而产生的、传递到矩阵结构的振动，从而低频吸声率会下降。随着粘合纤维的含量增加到20wt％～50wt％，反弹率(ASTMD 3574)增至50％～80％。

通过将包括满足下式1的多形截面纤维以及对多个上述多形截面纤维进行局部粘合的粘合纤维的纤维集合体成型为无纺布形状的吸声材料的制备方法，制备如上所述的吸声性能优异的多形截面纤维结构体。

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

(A：纤维截面面积(μm²)，P：纤维截面的周长(μm))

在制备吸声材料时，通过针刺工序或者热粘合工序等通常的纤维结构体吸声材料的制备工序，将包含上述的多形截面纤维和粘合纤维的纤维集合体成型为具有特定面密度的无纺布形状。在下面，省略对同样适用于本发明的吸声材料的制备方法的上述的多形截面纤维和粘合纤维的详细说明。

发明的实施方式

下面，通过实施例进一步来详细说明本发明，但下述实施例是用于帮助理解本发明的，并不是用于限定本发明的保护范围的。

实施例1

将聚酯材料即6.5De、61mm、强度为5.8g/D、延伸率为40％、卷曲数为14.2个/inch的八叶状(图4，η＝2.5)多形截面纤维和粘合纤维即包含聚酯类低熔点(LM)弹性体的皮芯型复合纤维以重量比8:2进行混合，将重量调整为一定水平，并通过针刺工序而进行物理交络，之后，进行通常的热粘合工序，从而制备厚度为20mm、面密度为1600g/m²的无纺布状的纤维集合体。所制备的吸声材料的反弹率显示出55％。

上述粘合纤维即包含聚酯类低熔点(LM)弹性体的皮芯型复合纤维以聚酯类低熔点(LM)弹性体作为皮成分，使用75摩尔％的对苯二甲酸和25摩尔％的间苯二甲酸的混合物作为二酸成分，使用8.0摩尔％的聚四氢呋喃二醇和92.0摩尔％的1,4-丁二醇的混合物作为二醇成分，以1:1的摩尔比混合上述二酸成分和上述二醇成分，并进行聚合，从而制备低熔点(LM)弹性体。如此制备的低熔点(LM)弹性体具有50℃的熔点、1.4的固有粘度以及80％的弹性恢复率。使用具有260℃熔点和0.65的固有粘度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)作为芯成分，利用能够对上述聚酯类低熔点(LM)弹性体和普通PET进行复合纺丝的复合纺丝喷丝头，在275℃的纺纱温度下以1,000m/min的卷绕速度进行纺纱，并在77℃下进行3.3倍的延伸处理，最后在140℃下进行热处理，从而制备纤度为6D、强度为3.0g/D、延伸率为80％、卷曲数为12个/英寸、纤维长度为64mm的复合纤维。

实施例2

除了制备厚度为20mm、面密度为1200g/㎡的无纺布状的纤维结构体之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例3

除了使用六角星状(图1，η＝1.51)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例4

除了使用三峰扁平状(图2，η＝1.60)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例5

除了使用六叶状(图3，η＝1.93)的多形截面纤维备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例6

除了使用波纹状(图5，η＝2.55)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例7

除了使用八叶状(图6，η＝2.8)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例8

除了使用八叶状(图7，η＝3.2)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实施例9

除了使用低熔点PET纤维作为粘合纤维之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。所制备的吸声材料的反弹率显示出30％。

比较例1

使用圆形(η＝1.0)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

比较例2

除了使用五角星状(η＝1.30)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

比较例3

除了使用波纹状(η＝1.42)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

比较例4

除了使用Y状(η＝1.26)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

比较例5

除了使用六角星状(η＝1.41)的多形截面纤维制备吸声材料之外，其他以与实施例1相同的方式实施来制备。

实验例

为了评价按照上述实施例1～9以及比较例1～5制备的吸声材料的吸声以及隔音性能，按照下述的测量方法进行了实验，其结果在表1和表2中示出。

1.吸声率

为了测量吸声率，分别制备三片可适用于ISO R 354,Alpha Cabin方法的样品，并测量吸声系数，在表1中示出所测量的吸声系数的平均值。

2.透过损失

为了测量隔音效果，分别制备三片适用于透过损失系数评价设备、即APAMAT-II的样品，并测量插入损失，在表2中示出所测量的插入损失的平均值。

3.弹性恢复率

使用拉力机(Instron)，以200％/分钟的速度，对哑铃(dumbbell)形状的厚度为2mm、长度为10cm的样品进行拉伸200％之后，放置5秒，之后以相同的速度恢复，并测量所延伸的长度，根据下式求出弹性恢复率。

其中，L：延伸的长度

4.反弹率(Ball Rebound)

从一定的高度，将铁球掉落在样品上，测量通过反弹而弹起的高度(JIS K-6301，单位：％)。将样品制备成一边长度为50mm以上及厚度为50mm以上的正方形，从500mm的高度将重量为16g、直径为16mm的铁球掉落在样品上，测量最大反弹高度，之后，针对三个样品中的每一个，在一分钟内连续测量至少三次的反弹值，将其中间值作为反弹率(％)。

表1

表2

从表1和表2可知那样，比较实施例1～实施例9以及比较例1～比较例5的吸声及隔音性能的测量结果可得知，纤维的表面面积越大，纤维集合体的吸声及隔音性能越优异。

具体地，比较实施例2和比较例1的性能测量结果可得知，本发明的使用多形截面纤维的吸声材料尽管其纤维集合体的面密度下降，但其吸声及隔音性能比使用通常所使用的圆形截面纤维的纤维吸声材料优异。因此，能够使用少量的纤维来实现轻量化设计。

满足值为1.5以上的实施例1和实施例2～实施例9的吸声率及透过损失比值小于1.5的比较例1～比较例5显著优异。可确认如下情况：尽管使用了六角星状的多形截面纤维，但是由于值小于1.5的比较例5的表面面积也不大，其效果在吸声率及透过损失方面下降。

另外，比较使用低熔点PET纤维作为粘合纤维的实施例9和使用低熔点弹性体的实施例1～实施例8的性能的测量结果可得知，通过将低熔点弹性体用作粘合纤维，具有反弹率为55％的柔韧结构，对传递到矩阵结构的振动进行衰减的能力上升，从而吸声性能上升。

Claims (20)

1.一种吸声材料的制备方法，其特征在于，所述吸声材料的制备方法将纤维集合体成型为无纺布形状，所述纤维集合体包含：多形截面纤维，满足下式1；以及粘合纤维，用于对多个所述多形截面纤维进行局部粘合，

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

其中，A：纤维截面面积，其单位为μm²；P：纤维截面的周长，其单位为μm。

2.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述吸声材料的制备方法使用包含所述式1的值满足2.6以上的多形截面纤维的材料来进行制备。

3.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述多形截面纤维是从由六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状和波纹状组成的组中选择的任意一种以上。

4.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述多形截面纤维的长度是35mm～65mm。

5.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述粘合纤维包含弹性恢复率为50％～80％的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。

6.根据权利要求5所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述粘合纤维是以所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为一成分而进行复合纺丝的复合纤维。

7.根据权利要求5所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)是从由聚酯类、聚酰胺类、聚苯乙烯类、聚氯乙烯类和聚氨酯类组成的组中选择的任意一种以上。

8.根据权利要求5所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

以对苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Terephthalate：DMT)和间苯二甲酸二甲酯(Dimethyl isophthalate：DMI)或者以对苯二甲酸(Terephthalic Acid：TPA)和间苯二甲酸(Isophthalic Acid：IPA)作为二酸成分(Diacid)，并以1,4-丁二醇(1,4-Butanediol：1,4-BD)和聚四氢呋喃二醇(Polytetramethyleneglycol：PTMG)作为二醇成分(Diol)，进行酯化和聚合步骤，由此制备所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。

9.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述吸声材料的制备方法使用包含50wt％～80wt％的所述多形截面纤维和20wt％～50wt％的所述粘合纤维的材料来进行制备。

10.根据权利要求1所述的吸声材料的制备方法，其特征在于，

所述吸声材料的制备方法使用包含所述式1的值满足3.0以上的多形截面纤维的材料来进行制备。

11.一种吸声材料，其特征在于，包含：

多形截面纤维，满足下式1；以及

粘合纤维，用于对多个所述多形截面纤维进行局部粘合，

式1

$1.5\≤\frac{P}{\sqrt{4\×\mathrm{\π}\×A}}$

其中，A：纤维截面面积，其单位为μm²；P：纤维截面的周长，其单位为μm。

12.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述吸声材料包含所述式1的值满足2.6以上的多形截面纤维。

13.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述多形截面纤维是从由六角星状、三峰扁平状、六叶状、八叶状和波纹状组成的组中选择的任意一种以上。

14.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述多形截面纤维的长度是35mm～65mm。

15.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述多形截面纤维的纤度是1.0De～7.0De。

16.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述粘合纤维包含弹性恢复率为50％～80％的低熔点(LM)弹性体(Elastomer)。

17.根据权利要求16所述的吸声材料，其特征在于，

所述粘合纤维是以所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)作为一成分而进行复合纺丝的复合纤维。

18.根据权利要求16所述的吸声材料，其特征在于，

所述低熔点(LM)弹性体(Elastomer)是从由聚酯类、聚酰胺类和聚氨酯类组成的组中选择的任意一种以上。

19.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述吸声材料包含50wt％～80wt％的所述多形截面纤维和20wt％～50wt％的所述粘合纤维。

20.根据权利要求11所述的吸声材料，其特征在于，

所述吸声材料包含所述式1的值满足3.0以上的多形截面纤维。