CN105034508A - 车辆用隔板垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆用轻量型吸音式隔板垫，其包括接合到吸音部件的表面上的吸音隔音多层结构。吸音隔音多层结构通过将由热塑性树脂制成的第一吸音层、隔音层、和第二吸音层按顺序接合而形成。本发明还提供一种车辆用轻量型吸音式隔震垫的制造方法，通过由超细纤维形成的吸音材料与通气性多层结构的吸音隔音材料相互接合，能够在使吸音隔音性能得到最优化的同时，实现轻量化，并降低成本和工艺数量。

Description

车辆用隔板垫
技术领域
本发明涉及车辆用轻量型吸音式隔板垫(dashpad)。更具体地，涉及车辆用轻量型吸音式隔板垫，其具有由至少三层接合而成的新结构，其中每一层吸音、隔音或既吸音又隔音微纤维隔板垫。
背景技术
通常情况下，在发动机室与车辆室内之间的边界部安装有隔震板，该隔震板上安装有吸收和阻隔发动机噪音传递至室内的隔板垫。
所述的隔板垫阻隔并吸收发动机噪音，防止行驶中产生的低频、高频复合能传递至车辆室内。
相关领域的车辆用隔板垫具有按不同车型采用不同的材质以不同的厚度及重量层叠的结构，如下表1中所示。
【表1】
表1中记录的各个隔板垫如图1A-1D中所示，具有由吸音层(发动机室一侧)向隔音层(室内一侧)形成2层至4层结构的层叠结构。
如上所述，尽管现有隔板垫为提高吸音隔音性能，根据车种的不同，将其制成由2层至4层结构的不同材质层叠而成的结构，但由于吸音层通常采用PU材料，且隔音层上通常层叠有硬质PET，重量及制造成本通常增加。
包括量产时为检测性能所需的起始模具和量产模具在内，为进行实际产品生产还需要成型、修整模具及PU发泡模具，因此投资费用及制造成本增加。此外，还需要用于将吸音层与隔音层粘合在一起的膜(PA6)，因此制造成本和工艺数量增加。
该背景技术部分所公开的以上信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此其可以包括不构成本国的本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的提出旨在解决现有技术的问题。
本发明的目的在于提供一种车辆用轻量型吸音式隔板垫，其通过由微纤维制成的吸音部件与吸引/隔音多层结构相接合，在使吸音/隔音性能和轻量化最优化的同时，降低制造成本和工艺数量。
一个实施方式的发明构思提供一种车辆用轻量型吸音式隔板垫，其包括接合到由热塑性树脂制成的吸音隔音多层结构上的由微纤维制成的吸音部件。所述吸音隔音多层结构通过将由热塑性树脂制成的第一吸音层、隔音层及第二吸音层依次接合而形成。
在某些实施方式中，微纤维通过将熔喷聚丙烯纤维与聚丙烯人造纤维(polypropylenestaplefiber)一起加捻，使微纤维达到100-330g/m3而得。
在某些实施方式中，吸音隔音多层结构通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、烯烃类树脂和烯烃类热塑性弹性体(TPE)中的至少一者、和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)按顺序接合而形成。
在某些实施方式中，第一吸音层及第二吸音层选自针刺材料、由低熔点纤维与PET纤维一起热加捻而成的长毛绒PET、毛毡和无纺布。在某些实施方式中，其中吸音隔音多层结构具有相反的第一和第二主表面，且吸音隔音多层结构从第一主表面到第二主表面方向的透气度为0.1-30(cm3/cm2·秒)。
本发明提供一种制造用于隔板垫的吸音隔音多层结构的方法，其包括：
从表层面料辊(skinfabricroller)向第一压辊提供第一吸音部件片；
从吸音面料辊向第二压辊提供第二吸音部件片；
在所述第一压辊与第二压辊之间挤出隔音粘合树脂；以及
通过所述第一压辊和第二压辊的压制力将所述第一吸音部件片压制到所述第二吸音部件片上，使得所述隔音粘合树脂在所述第一吸音部件与第二吸音部件之间。
附图说明
本发明的上述和其他特征将参考其某些示例性实施方式详述，以下给出的附图仅通过举例说明的方式说明示例性实施方式，因此不是对本发明的限制，并且其中：
图1A-1D是示出现有隔板垫结构的图；
图2为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫的图；
图3为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫的吸音试验结果的图表；
图4为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫的隔音试验结果的图表；
图5为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫的吸音/隔音多层结构的制造方法的示意图；
图6及图7为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫基于隔音部件通气度的吸音试验结果的图表；且
图8为示出根据本发明构思的实施方式的车辆用轻量型吸音式隔板垫基于隔音部件通气度的隔音试验结果的图表。
应当理解，附图并不必呈比例，仅仅呈现本发明基本原理的各种优选特征的某些简化图示。如本文中所公开的本发明的特定设计特征，包括例如，特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定的既定应用和使用环境决定。
在图中，各图中参考数字始终指代本发明的相同或等同部件。
标记说明
11：第一吸音部件片
12：第二吸音部件片
13：粘合树脂
21：表层面料辊
22：吸音面料辊
23：挤出机
24：T型模
R1：第一压辊
R2：第二压辊
具体实施方式
下文将详细参考本发明构思的各个实施方式，其实施例在附图中说明并在下面描述。尽管本发明构思将结合示例性实施方式描述，应当理解本说明书并不意欲将本发明限制到那些示例性实施方式。相反地，本发明不仅要涵盖示例性实施方式，还要涵盖各种替代方式、变形形式、等同方式以及其他实施方式，其可包括在由所附权利要求限定的本发明的主旨和范围之内。
应对理解，本文所用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似的术语包括通常的机动车辆，如客车包括运动型多功能车(SUV)、公交车、货车、各种商用车辆，船只包括个种船和艇，航空器等等，并且包括混合动力汽车、电动汽车、插电式混合动力电动车、氢动力车以及其他代用燃料车(例如，来自除石油之外资源的燃料)。如本文所示，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。
以下参照附图，将对本发明构思的实施方式进行详细说明。
如图2所示，本发明构思的某些实施方式提供一种隔板垫，其包括粘贴在车辆用隔震板上的吸音隔音部件。该吸音隔音部件吸收和阻隔发动机噪音传递到室内。隔板垫具有通过将吸音隔音多层结构接合到由微纤维制成的吸音部件的一个表面上而形成的结构。所述吸音隔音多层结构具有通过将由热塑性树脂制成的第一吸音层、隔音层以及第二吸音层按顺序接合而形成的结构。
在某些实施方式中，被选作吸音部件(发动机室一侧)的微纤维通过将熔喷聚丙烯纤维与聚丙烯人造纤维一起加捻，使微纤维达到100-1,000g/m2而得到。
具体地说，在将熔喷聚丙烯纤维释放时，例如自上而下从卷绕有熔喷聚丙烯纤维的模具上散布，通过从一侧向熔喷聚丙烯纤维供应气动脉冲，并从另一侧向熔喷聚丙烯纤维喷出聚丙烯人造纤维，能够提供由将熔喷聚丙烯纤维与聚丙烯人造纤维一起加捻而制成的100-1,000g/m2的微纤维。
所述吸音隔音多层结构通过层叠三层热塑性树脂而制成，即，依次层叠第一吸音层、隔音层及第二吸音层。
在某些实施方式中，在所述的吸音隔音多层结构中，第一吸音层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成，隔音层由烯烃类树脂或烯烃类热塑性弹性体(TPE)中的一种或多种制成，第二吸音层由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。
作为参考，热塑性树脂是指加热成型后通过再次加热能够改变形态的树脂，其具备可通过挤出成型或注塑成型高效地加工的优点，并且该树脂由高分子物质制成，该高分子物质具备在被加热时通过塑性变形而变成流体，并在重新冷却时可逆地变硬的性质。
本发明构思的实施方式的吸音隔音多层结构具有热塑性树脂的性质，其制造方法参考图5说明。
在吸音隔音多层结构的某些实施方式中，第一吸音层是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的第一吸音部件片11，隔音层是由烯烃类树脂或烯烃类热塑性弹性体(TPE)中的至少一种制成的粘合树脂13，第二吸音层是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的第二吸音部件片12。
第一吸音部件片11由表层面料辊21供给至第一压辊R1，第二吸音部件片12由吸音面料辊22供给至第二压辊R2，粘合树脂13由挤出机23的T型模24供给至第一及第二压辊R1和R2之间。
因此，第一吸音部件片11与第二吸音部件片12借助第一及第二压辊R1和R2的压制力，将粘合树脂13置于中间进行粘合，从而完成根据本发明构思的实施方式的隔音部件。
吸音隔音层的通气度决定透气度，其取决于第一及第二压辊的压制力，并且吸音隔音层沿厚度方向上的透气度可设定为0.1至30(cm3/cm2·秒)。
在某些实施方式中，第一吸音层与第二吸音层可以为针刺材料、由低熔点纤维与PET纤维一起热加捻而成的长绒毛PET、毛毡或无纺布。
以下将详细描述本发明构思的实施例和比较例，但本发明构思并非限定于以下实施例。
可用的微纤维有多种级别，某些在下面列出。应当注意到，下面仅仅示出通常使用的微纤维级别的一些实例。然而，权利要求的范围所包括的微纤维不限于下面所述的那些。作为参考，术语“D1”、“D2”和“D3”表示微纤维的级别，术语D1代表每单位面积(m2)130g，术语D2代表每单位面积(m2)230g，术语D3代表每单位面积(m2)330g。
在表2中，术语“D3(高)”表示微纤维布置在噪音进入的一侧，术语“D3(低)”表示微纤维布置在与噪音进入侧相反的一侧。
【表2】
规格 备注
比较例1 840mm×840mm PET+TPE+PU(高)
比较例2 840mm×840mm PET+TPE+PU(低)
实施例3A 840mm×840mm PET+TPE+D3(高)
实施例3B 840mm×840mm PET+TPE+D3(低)
实施例4 840mm×840mm PET+TPE+PET+D3(高）
实施例5 840mm×840mm PET+TPE+PET+D3(低)
比较例1和2
比较例1和2中，通过依次层叠聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性弹性体(TPE)、和聚氨酯(PU)制造规格为840mm×840mm的隔板垫。
上表2中术语“PU(高)”表示聚氨酯(PU)布置在噪音进入的一侧，术语“PU(低)”表示聚氨酯(PU)布置在与噪音进入侧相反的一侧。
实施例3A和3B
实施例3A中，通过依次层叠聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性弹性体(TPE)、和微纤维(D3)，且微纤维(D3)布置在噪音进入侧，制造规格为840mm×840mm的隔板垫。
实施例3B中，通过依次层叠聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性弹性体(TPE)、和微纤维(D3)，且微纤维(D3)布置在与噪音进入侧相反的一侧，制造规格为840mm×840mm的隔板垫。
实施例4和5
实施例4中，通过依次层叠聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性弹性体(TPE)、对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、和微纤维(D3)，制造规格为840mm×840mm的隔板垫。微纤维(D3)布置在噪音进入侧。
如实施例4所述，实施例5中，通过依次层叠用作吸音部件的微纤维(D3)、以及用作隔音部件的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、热塑性弹性体(TPE)、和对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，制造规格为840mm×840mm的隔板垫。然而，实施例5与实施例4的不同之处在于结构反转，使得微纤维(D3)布置在与噪音进入侧相反的一侧。
作为参考，表2中的术语“D3(低)”表示代表微纤维(D3)布置在与噪音进入侧相反的一侧。
试验例1-吸音效果
为了检测根据实施例及比较例的隔板垫的吸音效果，利用阿尔法舱测试：吸收(AlphaCabinMeasurement：Absorption)，对吸音率进行测试，其结果列于表3并在图3中示出。
【表3】
项目 400 500 630 800 1k 1.25k 1.6k 2k 2.5k 3.15k 4k 5k 6.3k 8k 10k
比较例1 0.62 0.75 0.80 0.89 0.95 1.04 0.96 0.89 0.62 0.78 0.62 0.65 0.67 0.68 0.52
实施例2 0.26 0.31 0.21 0.29 0.28 0.31 0.32 0.34 0.44 0.62 0.50 0.57 0.57 0.63 0.67
实施例3A 0.63 1.05 0.94 1.11 1.25 1.35 1.29 1.11 1.18 1.08 1.02 1.08 1.00 1.07 0.95
实施例3B 0.33 0.35 0.25 0.36 0.31 0.32 0.36 0.35 0.38 0.61 0.45 0.69 0.53 0.59 0.79
实施例4 0.60 1.06 1.05 1.19 1.27 1.30 1.32 1.17 1.19 1.10 0.90 0.93 1.04 1.04 0.89
实施例5 0.82 0.70 0.68 0.58 0.53 0.46 0.50 0.46 0.49 0.55 0.47 0.63 0.55 0.53 0.33
如上表3所列及附图3所示，发现根据本发明实施方式的隔板垫(即，依次层叠PET+TPE+PET+D3(高)而成的隔板垫)的吸音率，与比较例高。
试验例2-隔音效果
为了检测根据实施例及比较例的隔板垫的隔音效果，通过APAMATTEST：STL(声音传递损失)，进行声音传递损失率测试，其结果列于下表4并在图4中示出。
【表4】
项目 400 500 630 800 1k 1.25k 1.6k 2k 2.5k 3.15k 4k 5k 6.3k 8k
比较例1 19.30 23.70 18.90 32.40 31.80 37.10 40.30 45.70 47.00 48.20 40.60 46.20 40.70 39.00
比较例2 23.10 28.40 29.00 31.00 36.40 38.80 37.80 38.20 39.10 41.20 35.50 39.80 34.30 27.80
实施例3A 21.00 26.50 21.00 36.80 39.10 37.50 39.90 42.80 43.90 45.50 38.70 43.50 38.50 36.30
实施例3B 18.40 28.30 29.50 32.10 39.60 40.40 36.40 37.20 38.10 40.40 34.60 38.60 33.70 27.90
实施例4 16.50 23.50 17.70 27.20 21.80 29.00 30.90 38.40 35.70 37.50 41.20 42.60 38.40 41.10
实施例5 10.70 20.60 19.70 20.80 28.60 33.80 32.50 33.90 34.20 36.90 33.90 37.10 32.70 27.50
如上表4所列及图4所示，发现苯基本发明实施方式的隔板垫(即，依次层叠PET+TPE+PET+D3(高)而成的隔板垫)的声音传递损失率，与比较例相比保持基本同等水平，尽管在各个区间存在偏差。
试验例3
测试基于根据本发明实施方式的隔板垫(即，依次层叠PET+TPE+PET+D3(高)而制成的隔板垫)的空隙率差异的吸音性能(即，基于吸音隔音层(PET+TPE+PET)的透气度差异的吸音性能)，其结果列于下表5并在下图6中显示。
在测试中，将吸音隔音层的透气度分为“大[7-12(cm3/cm2·秒)]”和“小[6-10(cm3/cm2·秒)]”。
【表5】
如表5所列及图6所示，发现隔音部件的透气度越高，在作为道路噪音关注区间的4kHz或以下的吸音性能越高。
试验例4
仅针对隔板垫中的吸音部件(即，无微纤维的吸音部件(PET+TPE+PET))测试基于透气度差异的吸音性能，其结果列于下表6并在图7显示。
在测试中，将吸音隔音层的透气度分为“大[7-12(cm3/cm2·秒)]”和“小[6-～10(cm3/cm2·秒)]”。
【表6】
项目 400 500 630 800 3.15k 4k 5k 6.3k 8k 10k
吸音隔音多层结构(通气度6～10) 0.29 0.29 0.30 0.28 0.37 0.53 0.48 0.97 0.84 1.14
吸音隔音多层结构(通气度7～12) 0.33 0.34 0.35 0.52 0.44 0.53 0.42 0.76 0.72 0.61
如表6所列及图7所示，发现吸音隔音层的透气度越高，在作为道路噪音关注区间的4kHz或以下的吸音性能越高。
试验例5
仅针对根据本发明构思的实施方式的隔板垫中的无微纤维的吸音隔音多层结构(PET+TPE+PET)，测试基于透气度差异的隔音性能，其结果列于下表7并在图8中显示。
在测试中，将吸音隔音多层结构的透气度分为“大[7-12(cm3/cm2·秒)]”和“小[6-10(cm3/cm2·秒)]”。
【表7】
如上表7所列及图8所示，发现隔音部件的隔音性能与透气度无关，处于同等水平。
如上述所述，通过将每单位面积(m3)仅为100至1000g的微纤维作为吸音部件接合于具有多层结构的通气性隔音部件上而制造的隔板垫，能够利用微纤维的吸音性使吸音隔音性能最大化，并且能够通过调节隔音部件的透气度而进一步提高吸音性能。
本发明构思的某些实施方式提供以下效果。
首先，通过将每单位面积(m3)仅为100至330g的微纤维作为吸音部件接合于通气性吸音隔音多层结构，能够利用微纤维的吸音性能使吸音隔音性能最大化并减小重量。
其次，在某些实施方式中，由于采用微纤维代替聚氨酯用作吸音部件，不需要聚氨酯发泡模具，并且由此可以提高生产率并能够降低制造成本。
第三，在某些实施方式中，无需相关领域中用于将吸音层与隔音层粘合在一起的PA6膜及粘合工艺，能够减少制造成本和工艺数量。
本发明已经参考其优选的实施方式详述。然而，本领域技术人员将领会在不偏离本发明的原则和主旨的情况下，这些实施方式可以进行改变，本发明的范围由所附的权利要求及其等同方式限定。

Claims (5)

1.一种车辆用轻量型吸音式隔板垫，其包括：
由微纤维制成的吸音部件，和
接合到所述吸音部件的一个表面的吸音隔音多层结构，其中
所述吸音隔音多层结构包括由热塑性树脂制成且按顺序接合的第一吸音层、隔音层及第二吸音层。
2.如权利要求1所述的车辆用轻量型吸音式隔板垫，其特征在于，所述微纤维通过将熔喷聚丙烯纤维与聚丙烯人造纤维一起加捻，使微纤维达到100至1,000g/m3而得到。
3.如权利要求1所述的车辆用轻量型吸音式隔板垫，其特征在于，所述第一吸音层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成，所述隔音层由烯烃类树脂和烯烃类热塑性弹性体中的至少一者制成，且第二吸音层由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。
4.如权利要求1所述的车辆用轻量型吸音式隔板垫，其特征在于，所述第一吸音层和所述第二吸音层选自针刺材料、由低熔点纤维与PET纤维一起热加捻而成的长毛绒PET、毛毡和无纺布。
5.如权利要求1所述的车辆用轻量型吸音式隔板垫，其特征在于，所述吸音隔音多层结构具有相反的第一和第二主表面，且所述吸音隔音多层结构从所述第一主表面到所述第二主表面方向的透气度为0.1至30(cm3/cm2·秒)。
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