CN107592829A - 具有液体喷射施加的涂层的隔音垫及其制造方法 - Google Patents

Abstract

所公开的隔音垫包括由无纺布纤维材料制成的第一吸收层。无纺布纤维杂质材料包括限定多个空腔的交织纤维网。第一吸收层具有第一侧和第二侧。周边空腔沿第一吸收层的第二侧布置在周边纤维之间。涂层设置在第一吸收层的第二侧。涂层粘附到周边纤维，从而在周边空腔处包括多个不连续部分，使得涂层在第一吸收层的第二侧对噪音提供局部屏障。隔音垫可以可选地包括通过涂层保留在第一吸收层上的第二吸收层。还公开了一种制造隔音垫的方法。

Description

具有液体喷射施加的涂层的隔音垫及其制造方法

相关申请的相互参考

本申请要求2016年4月12日提交的美国专利申请号15/096,332和2015年4月14日提交的美国临时申请号62/147,066的优先权。上述申请的全部公开内容都在这里引用作为参考。

技术领域

本公开一般涉及隔音垫及其制造方法。

背景技术

这部分提供与本公开相关的背景信息，其并不一定是现有技术。

本文所述类型的隔音垫通常用于汽车和其他车辆，以降低乘客感受到的噪音量。这种隔音垫也称为噪音衰减系统，通常由泡沫塑料和/或“杂质”材料制成，从而堆积成轻重量的结构。杂质材料通常由棉花或其他吸收噪音的无纺布纤维材料，以及将棉花或其他无纺布纤维材料保持在一起的非液体粘合剂双组分所制成。因此，隔音垫通常是可以基本上符合任何车辆部件形状的模制片材。

车辆制造商通常在车辆的车厢内和车厢外的多个位置安装隔音垫。由于隔音垫是柔性的，它们通常在多个位置被保持并支撑在车辆的壁上。Gahlau等在美国专利4,655,496号公开了一种这样的隔音垫，该专利发明的名称为“机动车辆隔音”。如参考文献所示，这种隔音垫的应用通常是以毯子的形式覆盖车的表面区域(如发动机防火墙和传输通道)，衰减传入汽车车厢的发动机噪音和道路噪音。此参考文献还显示典型的隔音垫通常需要贯通孔容纳各种穿透构件，如转向柱、制动器、加速器联动装置、换档联动装置、电线以及管道。

隔音垫在车辆内的位置和用于这些隔音垫的材料通常会有两派说法。一些车辆制造商向车辆添加隔音垫以减少进入车厢的声音的量。这种隔音垫通常包括附着在杂质层上的隔音膜。这种隔音膜表现出高的传输损失并且使噪音反射远离车厢(即，隔音膜阻挡大量的输入噪音并且防止这种输入噪音进入车厢)。作为示例，隔音膜可以由聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯或其它热塑性材料制成。这种方法的一个问题是，整个车厢不能被隔音垫密封/屏蔽，因此声音将不可避免地进入车厢。例如，不管窗户是打开还是关闭，声音通常都会通过车辆的窗户进入车厢。因为隔音膜被设计为反射声音，所以具有隔音膜的隔音垫通常不能很好地吸收声音。任何进入车厢的噪音通常被隔音膜在车厢中来回反射，不被隔音垫衰减或吸收。

其他车辆制造商向车辆添加隔音垫以吸收车厢内的噪音。这种隔音垫完全由高度吸声材料制成，例如杂质材料。这种隔音垫吸收和驱散困于车厢内的噪音的能力通常随着垫子厚度而增加。因此，这种方法的缺点是良好的隔音垫使车辆增加了显着的重量，这对车辆的性能和使用燃料的经济效益产生负面影响。这种方法的另一个缺点是高度吸声材料也通常具有低的传输损失。因此，隔音垫只能防止少量声音进入车厢，因此需要衰减更多车厢内的噪音。因此，需要一种将这两种传统上因为材料限制而被视为相互排斥的方法相结合的隔音垫。

发明内容

本部分是本发明内容的概述，并非本发明所有内容和特征的详尽公开。

所公开的隔音垫包括由无纺布纤维杂质材料制成的第一吸收层。无纺布纤维杂质材料包括在第一吸收层内限定多个空腔的交织纤维网。第一吸收层具有第一侧和第二侧。交织纤维网包括沿第一吸收层的至少第二侧布置的周边纤维。类似地，第一吸收层中的多个空腔包括周边纤维之间沿至少第一吸收层的第二侧布置的周边空腔。周边空腔开在第一吸收层的第二侧上。隔音垫包括设置在第一吸收层的第二侧上并粘附到第一吸收层的周边纤维上的涂层。涂层在周边空腔处包括多个不连续部分，使得涂层在第一吸收层的第二侧对噪音提供局部屏障。

还提供了制造所公开的隔音垫的方法。该方法包括用无纺布纤维材料制成第一吸收层的步骤。根据该步骤，第一吸收层形成具有第一侧和第二侧的薄片。该方法还包括将形成第一吸收层的薄片模制成凸凹状(即非平面)的预定形状的步骤。该方法进一步包括将水、碳酸钙和聚合物的预定混合物喷射到第一吸收层的第二侧，以涂覆第一吸收层的第二侧，并在第一吸收层的第二侧对噪音产生局部屏障(即局部隔音屏障)。根据该方法，由喷射步骤产生的局部隔音屏障具有允许声音部分地通过的多个不连续部分。在模制步骤之后进行喷射步骤以制得成品。

有利地，所公开的隔音垫比未涂覆的杂质垫阻挡更多的噪音，并且与包括隔音膜的杂质垫相比具有改善的吸声性能。当用于降低车辆车厢中的噪音时，由涂层形成的局部隔音屏障减少了可以从车辆的壁穿过隔音垫并进入车厢内的声量。同时，涂层中的多个不连续部分允许声音从车厢通过由涂层形成的局部隔音屏障，进入第一吸收层，在其中被吸收和/或衰减。这样，所公开的隔音垫降低进入车厢的声量，并有助于使车厢内的噪音安静下来。此外，由于涂层中的多个不连续部分允许有限量的声音从车辆的壁，通过隔音垫进入车厢，所以共振效应降低。由于有限量的声音可以通过由涂层形成的局部隔音屏障逸出，所以声音不会被困在车辆的壁和涂层之间，因此在车辆的壁和涂层之间不容易发生共振。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，会更好地理解本发明本身以及其它优点。

图1是根据本公开构造的示例性隔音垫的局部前透视图，其中隔音垫包括第一吸收层和已经在第一吸收层的一侧并且沿第一吸收层中的贯通孔施加的涂层；

图2是图1所示的隔音垫的第一吸收层放大的前透视图；

图3是根据本公开构造的另一示例性隔音垫的前透视图，其中隔音垫具有凹凸外形并被示出安装在车辆的壁上；

图4是图1所示的隔音垫放大的前透视图，其中所示的涂层具有均匀的厚度；

图5是图3所示的隔音垫的局部剖视图，示出了通过车辆壁和隔音垫的噪音传输，其中剖视图沿图3中的5-5线截取；

图6是根据本发明构造的另一示例性隔音垫的部分前透视图，其中涂层仅覆盖第一吸收层的一侧的一部分，留下第一吸收层的未涂覆区域；

图7是另一示例性隔音垫的部分剖视图，其中施加到第一吸收层的涂层具有可变厚度并且还延伸到第一吸收层的贯通口；

图8是另一示例性隔音垫的部分剖视图，其中施加到第一吸收层的涂层也沿第一吸收层的周边延伸并进入第一吸收层的贯通口；

图9是另一示例性隔音垫的部分剖视图，其中涂层使第二吸收层保持第一吸收层上，使得涂层设置在第一吸收层和第二吸收层之间；

图10是比较根据本公开构造的示例性隔音垫的样品和未涂覆杂质垫的样品的吸声性能的吸声百分比与频率的关系图；

图11是比较所公开的不同厚度的隔音垫的两个不同样品的吸声性能的吸声百分比与频率的关系图。

图12是比较所公开的具有不同涂层重量的隔音垫的四个不同样品的吸声性能的吸声百分比与频率的关系图；

图13是示出制造所公开的隔音垫的示例性方法的步骤的流程图；

图14是根据图13所示的方法的压缩和模制步骤，第一吸收层通过一对辊压缩，并被传送到用于模制的压机中的侧视图。

图15是根据图13所示方法的喷射步骤被喷上涂层的第一吸收层的部分前透视图；和

图16是根据图13所示方法的修剪步骤把第一吸收层的未涂覆区域修掉的第一吸收层的部分前透视图。

具体实施方式

参考附图，公开了一种隔音垫20，其中相同的附图标记表示多个视图中的相应部件。

上述作为例子的实施例旨在向本领域技术人员深入充分的传达本公开内容。所述的许多具体细节如特定组件，设备和方法的例子旨在深入解说本公开的内容。本领域人员显然知道，不必一一使用上述的具体细节，示例性实施例可以体现为许多不同的形式，任何一种形式也不应被解释为限制披露范围。在一些实施例中，没有详细描写公知的过程，公知的器件结构和公知的技术。

这里使用的术语仅是用来描述特定的实施例，绝非限制性的描述。本文所用的单数形式的描述可包含复数形式，除非上下文另有明确的指示。术语“包含”和“具有”等仅指含有，即表示含有所述的特征、整体、步骤、操作、组件和/或组件的存在，但不排除存在其他的一个或多个特征、整体、步骤、操作、组件、组件和/或其组合。术语“声音”、“声音的”和“噪音”在本文中可互换使用。此外，术语“对噪音的部分屏障”和“部分隔音屏障”在本文中可互换使用。这里描述的方法步骤，过程和操作不一定要按照这里所讨论或描述的特定次序执行，除非特别指明执行次序。可理解的是，可使用额外的或替代的步骤。

当组件或层被称为“在......上”“接合于”或“连接到”另一组件或层时，它可以直接在其他组件或层上、或直接接合或连接到其他组件或层，但也可以存在中间组件或层。相反，当使用了“直接”一词时，则可没有中间的组件或层。描述组件之间的关系的其他词语也应按此解释(例如，“之间”与“直接在......之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。本文所用的“和/或”包括任何一个或多个相关条目以及其所有组合。

尽管本文使用术语第一，第二，第三等描述各种组件，部件，区域，层和/或部分，这些组件，部件，区域，层和/或部分不受这些词限定。这些词仅用来区分一个组件，组件，区域，层或部分与另一个区域，层或部分。这里使用的诸如“第一”，“第二”，和其他数字术语不包含次序或顺序，除非上下文清楚表示。因此，以下讨论中所谓第一组件，第一部件，第一区域，第一层或第一部分在不脱离实施例的情况下也可以被称为第二组件，第二组件，第二区域，第二层或第二部分。

这里使用的相对空间术语，如“内”，“外”，“下面”，“下方”，“下部”，“上方”，“上面”等，是用于描述图示的一个组件或特征与另外一个组件或特征的关系。相对空间术语在实际使用或操作设备时可包含除了附图描述的方向之外的其它方向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为在其他组件或特征“下方”或“下面”的组件将被定向为在其他组件或特征“上面”。因此，术语“下方”的例子可包括上方和下方两个方向。装置也可另行定向(旋转90度或其它定向)，那么空间术语也要相应调整。

参考图1，所公开的隔音垫20包括由无纺布纤维材料24制成的第一吸收层22。无纺布纤维材料24由吸声材料制成，使得第一吸收层22吸收噪音。作为示例而非限制，无纺布纤维材料24可包括聚酯纤维、棉、玻璃纤维、泡沫、微纤维、微旦尼尔纤维、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或这些材料的组合。因此，无纺布纤维材料24可以分类为“杂质”，其通常包括合成材料、天然材料、原始材料、再循环材料、后工业材料、消费后材料或其任意组合。如图2所示，是第一吸收层22的放大透视图，无纺布纤维材料24含有随机布置的交织纤维26网。第一吸收层22还可含有粘合剂双组分，其使无纺布纤维材料24中的交织纤维26网保持在一起。作为实例而非限制，粘合剂双组分可以是热塑性纤维或热固性树脂粉末。交织纤维26网限定了第一吸收层22内彼此互连的多个随机空腔28，以提供空气和声音可以通过的透气材料。第一吸收层22包括第一侧30和第二侧32。第一吸收层22的第二侧32与第一吸收层22的第一侧30以第一吸收层厚度A1相互隔开。第一吸收层22的第一侧30和第二侧32通常彼此平行设置；然而，如下面将要解释的那样，第一吸收层22可以是具有凹凸形状的(即非平面的)，使得第一吸收层22的第一侧30和第二侧32在某些配置中或者在隔音垫20的某些位置可以彼此不平行。作为示例而非限制，第一吸收层厚度A1可介于大约5至50毫米(mm)的范围内，并且可以在第一吸收层22的范围内变化以适应由于局部空间限制如排气系统喉管和电缆等等造成的压缩。第一吸收层22的交织纤维26网包括沿第一吸收层22的第一侧30和第二侧32设置的外周纤维34。因此，根据下文所述的内容，在第一吸收层22被安装或涂覆之前，外周纤维34暴露在第一吸收层22的第一侧30和第二侧32。类似地，第一吸收层22的多个随机空腔28包括在外周纤维34之间沿第一吸收层22的第一侧30和第二侧32设置的外周空腔36。外周空腔36在第一吸收层22的第一侧30和第二侧32敞开。这样，空气和声音通常通过外周空腔36进入第一吸收层22。

图3示出了一种可能的应用，其中所公开的隔音垫20沿车辆40的壁38放置或安装(参见图5)。车辆40的壁38可以是但不限于车辆40的防火墙、仪表盘、驱动系统管道或轮窝，因此可以具有非平面形状。当安装隔音垫20时，第一吸收层22的第一侧30面向车辆40的壁38，第一吸收层22的第二侧32背离车辆40的壁38。这样，第一吸收层22的第一侧30可面对诸如发动机或轮胎的噪音源42，而第一吸收层22的第二侧32可面向车辆40的车厢44(参见图5)。此外，图3所示的隔音垫20具有几个嵌设其中的模制凹凸线46，使第一吸收层22具有起伏(即非平面)的形状。模制凹凸线46可仅设置在第一吸收层22的第二侧32上，或者可选地设置在第一吸收层22的第一侧30和第二侧32上，使得第一吸收层22的第一侧30与壁38的非平面形状紧密配合。第一吸收层22还包括在第一吸收层22的第一侧30和第二侧32之间延伸的周边50(也参见图2)。如图1所示，第一吸收层22可另外包括一个或多个贯通口52，其从第一侧30穿过第一吸收层22的无纺布纤维材料24贯穿到第二侧32。如图3所示，贯通口52可容纳一个或多个穿透构件54，其可以是车辆40的各种部件。作为示例而非限制，一个或多个穿透构件54可以是转向柱、变速箱换档杆、变速箱换档联动装置、油门踏板联动装置、制动踏板联动装置、离合器踏板联动装置、线束、布线机、以及HVAC管道。

参考图1、图3和图4，涂层56设置在第一吸收层22的第二侧32上。涂层56附着在第一吸收层22的第二侧32的外周纤维34上。如下面将进一步详细说明的那样，涂层56以液体喷射方式施加到第一吸收层22的第二侧32。涂层56涂覆第一吸收层22的第二侧32的外周纤维34，但不像隔音膜那样跨越外周纤维34之间的空间。因此，涂层56不会密封第一吸收层22的第二侧32的外周空腔36。换句话说，涂层56包括形成在第一吸收层22的第二侧32的外周空腔36上的多个不连续部分58(见图4)。涂层56的多个不连续部分58在第一吸收层22的第二侧32产生局部隔音屏障60，其仅允许有限量的空气和声音通过涂层56。这与隔音膜形成对比，隔音膜不具有任何空气和声音可以通过的不连续部分(除了通过诸如针刺之类的附加生产操作产生的穿透或穿孔)。沿涂层56设置的多个不连续部分58的尺寸是可变的并且具有不均匀的几何形状。换句话说，因为多个不连续部分58由也是随机排列的第一吸收层22的第二侧32的外周纤维34和外周空腔36限定，所以多个不连续部分58中相邻的不连续部分之间的尺寸、形状和间隔也是随机的。

参考图4，隔音垫20的涂层56具有通常对应于涂层厚度C的涂层重量。如下面将更详细解释的，涂层56可以单次喷射或几次喷射，随着每次喷射，逐渐形成涂层厚度C。作为示例，涂层厚度C可在0.1至2.0毫米(mm)的范围内。涂层厚度C和第一吸收层22的厚度一起限定了隔音垫20的总体厚度O。作为示例而非限制，隔音垫20的总厚度O可在5.0至50毫米(mm)的范围内。因此，涂层56占隔音垫20的整个厚度O很小。作为示例而非限制，涂层重量可在每平方米75至5,000克(g/m²)的范围内。更具体地说，测试表明，在许多施加于汽车的例子中，涂层重量应最佳地落在每平方米150至500克(g/m²)的范围内。例如，在较高的涂层重量，例如每平方米500克(g/m²)时，涂层56阻挡从车辆40的壁38进入第一吸收层22的大部分声音，使得第一吸收层22充当车辆40的壁38和涂层56之间的分离器。

涂层56本身由含有碳酸钙和聚合物的胶乳材料57制成(参见图5)。在一些实施例中，涂层56的胶乳材料57可以混合，使得胶乳材料57是两份碳酸钙比一份聚合物。尽管胶乳材料57中的聚合物可以是任何聚合物或几种聚合物的混合物，但作为实例而非限制，聚合物可以是丙烯酸。涂层56作为液体喷雾施加到第一吸收层22的第二侧32。涂层56具有预施加组合物，其是包含水、碳酸钙和聚合物的混合物。应当理解，本文所用的术语“预施加组合物”是指涂层56施加到第一吸收层22前涂层56的组合物。还应当理解，词语“包含”是开放性的，并且胶乳材料57和预施加组合物可包括除本文列出的其它成分。在一些实施例中，涂层56的预施加组合物中的水按体积计由混合物的20至30％构成。因此，这种预施加组合物中的碳酸钙和聚合物由混合物体积的70至80％构成。如下面将更详细说明的那样，当涂层56固化时，预施加组合物中的水可以被烘烤/闪蒸掉(即在加热期间蒸发)。

隔音垫20的隔音特性参照图3最好地理解。当用于减少车辆40的车厢44中的噪音时，与未涂覆的杂质垫相比，隔音垫20阻挡更多的输入噪音，与具有隔音膜的杂质垫相比，具有改善的吸声性能。噪音通常通过壁38进入车辆40的车厢44。作为示例而非限制，进入车厢44的噪音可由风振、轮胎转动(有时称为道路噪音)和发动机的运转产生。如图5所示，通过车辆40的壁38的噪音(由箭头S1所示)首先遇到第一吸收层22，因为当隔音垫20安装在车辆40中时，第一吸收层22设置在车辆40的壁38和涂层56之间。无纺布纤维材料24吸收一些噪音，但是第一吸收层22本身不阻挡任何噪音进入车厢44。然而，由涂层56形成的局部隔音屏障60确实阻挡来自车辆40的壁38并通过隔音垫20的一些声音，使得该声音在涂层56处被阻止并且不会进入车厢44(再次用箭头S1表示)。同时，涂层56中的多个不连续部分58允许声音从车厢44通过由涂层56形成的局部隔音屏障60，并进入第一吸收层22，在那里被吸收和/或衰减(如箭头S2所示)。如果没有多个不连续部分58，涂层56将简单地将箭头S2所示的声音反射回车厢44。以这种方式，隔音垫20降低进入车厢44的声音量(由箭头S3所示)，并有助于使车厢44(由箭头S1所示)的噪音安静下来。

仍然参考图5，相比具有隔音膜的杂质垫，涂层56中的多个不连续部分58也减少了共振效应。如箭头S3所示，由于涂层56中的多个不连续部分58允许有限量的声音逃逸并进入车辆40的车厢44，所以声音不太会在车辆40的壁38和所示的涂层56之间产生共振。跟随箭头S3跟踪路径，声音首先通过车辆40的壁38并进入第一吸收层22。然后，声音可在涂层56和车辆40的壁38之间的第一吸收层22内来回偏转。因为第一吸收层22的无纺布纤维材料24吸收声音，所以由箭头S3标示的一些声音被第一吸收层22衰减。最终，声音通过设置在第一吸收层22的第二侧32的涂层56中的多个不连续部分58逸出，并以基本上更安静的噪音水平进入车厢44。相比之下，隔音膜(除非通过附加处理步骤穿透隔音膜)没有声音可以通过的不连续部分。结果，声音被困在隔音膜和车辆40的壁38之间。视乎杂质层的厚度，在某些频率下，声音在壁38和隔音膜之间产生共振并且可能导致在共振频率范围内较差的声学性能。例如，当隔音膜固定到厚度为22至35毫米(mm)的杂质层时，可在175至400赫兹(Hz)范围内发生共振。通过改变涂层重量，可以调节所公开的隔音垫20，使共振频率调节到可接受的频率范围(即，调节到通常不是由噪音源42产生或可在车厢44内发现的声音频率)，或者可以进行调节，使共振消除。

形成局部隔音屏障60的涂层56可能有许多变化，并且被认为在本发明的范围内。作为示例而非限制，如图1所示，涂层56可以与第一吸收层22的第二侧32共同延伸。换句话说，涂层56可以覆盖(即可以喷在)第一吸收层22的整个第二侧32。或者，如图6所示，涂层56可仅在第一吸收层22的第二侧32的一部分上延伸。在该构造中，第一吸收层22的第二侧32包括至少一个未涂覆区域62和一个或多个涂覆区域64。因此，与第一吸收层22的未涂覆区域62相比，涂覆区域64具有增强的噪音衰减特性。如图4和图5所示，设置在第一吸收层22的第二侧32的涂层56的厚度(即，涂层厚度C)在第一吸收层22的第二侧32可以是基本均匀的。换句话说，涂层56在图4和图5中是基本均匀的。本文中关于涂层厚度C使用的术语“基本均匀”意味着在第一吸收层22的第二侧32的涂层56具有基本均匀的涂层重量(即变化不大于10％)。或者，如图7所示，在第一吸收层22的第二侧32的涂层56的厚度(即，涂层厚度C)可变化。根据该构造，第一吸收层22的第二侧32的涂层重量是可变的(即变化大于10％)。如图8所示，在另一种构造中，涂层56可沿第一吸收层22的周边50和/或沿贯通口52粘附到无纺布纤维材料24的纤维上。这可以用于减少通过第一吸收层22的周边50和贯通口52的侧翼噪音传播。应当理解，因为在第一吸收层22被切割和/或模制成其最终形状并且在第一吸收层22上切开贯通口52之后才施加涂层56，所以这个方法是可能的。另外，因为在第一吸收层22被模制之后施加涂层56，所以涂层56在第一吸收层22的模制凹凸线46上具有基本均匀的涂层厚度C。相比之下，如果在模制发生之前施加涂层56，则涂层56将被拉出模制凹凸线46，从而在模制凹凸线46上形成可变的涂层厚度C，这可能对声学性能产生负面影响。此外，涂层56可以可选地施加到第一吸收层22的第一侧30，使得第一吸收层22的两侧30、32都被涂层56(未示出)覆盖。

参考图9，示出了另一种变型，其中隔音垫20包括第二吸收层66。第二吸收层66由无纺布纤维材料24b制成，该无纺布纤维材料24b可与第一吸收层22的无纺布纤维材料24a相同或不同。作为示例而非限制，第二吸收层66可由微纤维、微旦尼尔纤维、聚丙烯(PP)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和/或这些材料的组合物制成。第二吸收层66设置在第一吸收层22的第二侧32上，使得涂层56位于第一吸收层22和第二吸收层66之间。第二吸收层66包括第一表面67和第二表面68，第一表面67面向第一吸收层22，第二表面68面背离第一吸收层22。第二吸收层66的第二表面68与第二吸收层66的第一表面67以第二吸收层厚度A2相互隔开。作为示例而非限制，第二吸收层厚度A2可介于大约5至25毫米(mm)的范围内，并且可以在第二吸收层66的范围内变化以适应由于局部空间限制如排气系统喉管和电缆等等造成的压缩。尽管如此，第二吸收层66不需要是平坦的或均匀的厚度，并且第二吸收层66的第一表面67可平行于第二吸收层66的第二表面68或可不平行于第二吸收层66的第二表面68。涂层56被粘附到第一吸收层22的第二侧32和第二吸收层66的第一表面67，使得涂层56将第二吸收层66保持在第一吸收层22上。有利地，由于第二吸收层66由吸声材料制成，所以，第二吸收层66提供了额外的噪音吸收，吸收在车厢44内的声音。因为噪音在到达车厢44之前必须经过第二吸收层66，所以，第二吸收层66还使从第一吸收层22通过涂层56中的多个不连续部分58的噪音衰减。

参考图10，示出了将本公开的隔音垫20的一个样品的声学性能与未涂覆的杂质垫的样品进行比较的测试数据。测试数据显示在具有x轴(水平)和y轴(垂直)的图中。图10中的y轴对应于0至100％范围内的吸声百分比，x轴对应在约400和8,000赫兹(Hz)范围之间的声音频率。标有“样品#7 250G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米250克(g/m²)。标有“仅纤维”的样品是厚度为25毫米(mm)的未涂覆的杂质垫样品。测试数据表明，本发明的隔音垫20的样品与未涂覆的杂质垫的样品相比具有较低的吸声百分比，但在非常难以吸收的较低频率下具有较高的吸收百分比。具体地，本公开的隔音垫20的样品在大多数测试的频率范围内的吸声百分比为介于大约60％至85％范围内。相比之下，未覆涂的杂质垫的样品在大多数测试的频率范围内的吸声百分比为介于大约95％到100％范围内。高吸声率(即吸声率接近100％)的复合材料通常表现出差的传输损失(即它们不会阻挡声音)。相反也是如此。表现出高传输损失(即阻挡大量声音)的复合材料通常不是好的吸音材料(即它们具有低吸声百分比)。本公开的隔音垫20的60至85％的范围被认为是噪音吸收和噪音传输损失(即材料阻挡的声音量)之间的最佳平衡。因此，图10所示的测试数据表明，未涂覆的杂质垫吸声率较高，因此用于使车厢44内的噪音安静下来，但不阻挡噪音进入车厢44。图10所示的测试数据还表明本公开的隔音垫20具有吸声率和传输损失之间的最佳平衡，使得隔音垫20用于使车厢44内的噪音安静下来并阻止噪音进入车厢44。

参考图11，示出了比较本公开的隔音垫20的两个不同样品的声学性能的测试数据。测试数据显示在具有x轴(水平)和y轴(垂直)的图中。图11中的y轴对应于0至100％范围内的吸声百分比，x轴对应在约400和8,000赫兹(Hz)范围之间的声音频率。标有“样品#7250G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米250克(g/m²)。标有“样品#5 250G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为12.5毫米(mm)，涂层重量为每平方米250克(g/m²)。测试数据表明，与具有总厚度O为12.5毫米(mm)隔音垫20的样品(即样品#5 250G)相比，具有总厚度O为25毫米(mm)(即样品#7 250G)的隔音垫20的样品具有较高的吸声百分比。因此，图11所示的测试数据表明，隔音垫20的吸声率随着隔音垫20总厚度O的减小而降低。由于涂层56对隔音垫20的整体厚度O贡献很小，并且由于对于两个样品使用每平方米250克(g/m²)的相同涂层重量，测试数据表明隔音垫20的吸声率依赖于第一吸收层厚度A1并随第一吸收层厚度A1降低。测试数据还显示，隔音垫20的两个样品的吸声百分比峰值约为1500赫兹(Hz)。因此，如果需要，可以选择不同的第一吸收层厚度A1来调整隔音垫20以在特定频率范围下使吸声率和传输损失达到特定的平衡，使得隔音垫20的声学性能在那些目标频率范围内最佳化。这样，可以使制造出来的隔音垫20降低某一频率范围内的噪音。

参考图12，示出了比较本公开的隔音垫20的四个不同样品的声学性能的测试数据。测试数据显示在具有x轴(水平)和y轴(垂直)的图中。图12中的y轴对应于0至100％范围内的吸声百分比，x轴对应在约400和8,000赫兹(Hz)范围之间的声音频率。标有“样品#4150G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米150克(g/m²)。标有“样品#7 250G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米250克(g/m²)。标有“样品#12 500G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米500克(g/m²)。标有“样品#16 750G”的样品是本发明的隔音垫20的样品，其总厚度O为25毫米(mm)，涂层重量为每平方米750克(g/m²)。测试数据表明，与涂层重量为每平方米250克(g/m²)(即样品#7 250G)的隔音垫20的样品相比，涂层重量为每平方米150克(g/m²)(即样品#4150G)的隔音垫20的样品具有较高的吸声百分比。随着隔音垫20的涂层重量增加，隔音垫20的吸声率降低，这一趋势持续下去。测试数据还显示，隔音垫20的样品的吸声百分比均在低于1500赫兹(Hz)的频率下达到最大值。因此，如果需要，可以选择不同的涂层重量，将隔音垫20调整到在特定频率范围下达到吸声率和传输损失的特定平衡，使得在隔音垫20的声学性能在那些目标频率范围内最佳化。这样，可以使制造出来的隔音垫20降低某一频率范围内的噪音。

本发明还公开了上述隔音垫20的制造方法。如图13所示的流程图所示，该方法包括多个步骤。该方法包括由方框100示出的步骤，使无纺布纤维材料24和粘合剂双组分形成第一吸收层22。粘合剂双组分将无纺布纤维材料24中的交织纤维26网保持在一起，使得第一吸收层22形成薄片72。因此，第一吸收层22具有第一侧30和与第一侧30相隔第一厚度T1的第二侧32(图14所示)。该方法可包括由方框102示出的步骤，将第一吸收层22压缩到小于第一厚度T1的第二厚度T2(图14所示)。图14中进一步示出了方框102中的步骤，图14示出了形成第一吸收层22的薄片72被喂入通过相隔距离D的一对辊74，形成第一吸收层22的薄片72，距离D小于第一厚度T1。应当理解，形成图14所示的第一吸收层22的薄片72从左向右喂入。该方法还可包括由方框104所示的步骤，在方框102的步骤之后加热第一吸收层22。作为示例而非限制，方框104的加热步骤可包括将第一吸收层22加热至华氏350度的温度。如图14所示，这可包括但不限于将第一吸收层22放置或喂入到诸如对流烘箱、微波炉、感应烤箱或红外线烘箱的热源78中或经过这样的热源78。根据方框104的加热步骤，热量激活第一吸收层22中的粘合剂双组分，并使第一吸收层22的至少第二侧32平坦化。

该方法可包括图13的方框106所示的步骤，其中形成第一吸收层22的薄片72被模制成预定形状76。如图3所示，隔音垫20的预定形状76可配合车辆40的壁38成形，使得第一吸收层22在方框106中列出的步骤之后不是平面的和/或具有可变的厚度。图14还示出了形成第一吸收层22的薄片72被喂入压机80中。在薄片72通过一对辊74并被热源78加热之后，压机80压合形成第一吸收层22的薄片72。当压机80关闭时，第一吸收层22被模制成预定形状76(如图3所示)。

该方法还可包括图13的方框108所示的步骤，其中第一吸收层22被切割以产生一个或多个贯通口52(图1所示)，贯通口52完全贯通第一侧30和第二侧32之间的第一吸收层22。贯通口52的尺寸和形状可以容纳车辆40的穿透构件54(如图3所示)。应当理解，图13的方框108中阐述的步骤可以通过模切操作来进行，并且可与方框106中所述的步骤同时进行，其中，当压机80压合薄片72时，压机80模制第一吸收层22并切割贯通口52。

该方法进一步包括由方框110所示的步骤，将水、碳酸钙和聚合物的混合物喷射到第一吸收层22的第二侧32。方框110的喷射步骤在方框106的模制步骤之后和/或在方框108的切割步骤之后进行。步骤106、108和110的顺序使得在嵌设于第一吸收层22中的模制凹凸线46上的涂层厚度C大体上均匀，并且可以沿第一吸收层22的周边50和/或贯通口52施加涂层56。图15中进一步示出了方框110所述的喷射步骤，示出了位于第一吸收层22的第二侧32上方的喷头82。水、碳酸钙和聚合物的喷雾84混合物从喷头82喷出。喷雾84对准第一吸收层22的第二侧32，使得喷雾84涂覆第一吸收层22的第二侧32。这在第一吸收层22的第二侧32上创建局部隔音屏障60，其中第一吸收层22的第二侧32具有允许声音通过的多个不连续部分58。在图13的方框110中阐述的喷射步骤可包括用水、碳酸钙和聚合物的混合物涂覆第一吸收层22的第二侧32，直到涂层重量达到每平方米75-5,000克。更具体地，图13的方框110中所述的喷射步骤可包括用水、碳酸钙和聚合物的混合物涂覆第一吸收层22的第二侧32，直到涂层重量达到每平方米150-500克。参考图15，通过在第一吸收体层22的第二侧32上移动喷头82，进行一系列喷射，使得每次喷射构造涂层56，可获得各种涂层重量。或者，可以通过调节各种参数来改变涂层重量，包括但不限于喷雾的体积流速、喷雾的发散角θ、喷头82和第一吸收层22的第二侧32之间的距离d、和/或喷头82的停留时间(即，喷头82保持定位在一个位置上多长时间)。此外，应当理解，喷头82可仅在第一吸收层22的第二侧32的一部分上移动，使得第一吸收层22的一些区域保持未涂覆。

该方法还可包括方框112所示的步骤，其在方框110的喷射步骤之后加热或再加热第一吸收层22，以使混合物中的水闪蒸并固化局部隔音屏障60。这可包括但不限于，将已涂覆的第一吸收层22放置或喂入到或经过用于方框104的步骤的相同的热源80或另一热源(未示出)，其可以是但不限于对流烘箱、微波炉、感应烤箱或红外线烤箱。可选地，该方法可包括由方框114示出的步骤，用无纺布纤维材料24b和粘合剂双组分制成第二吸收层66。第二吸收层66的无纺布纤维材料24b和粘合剂双组分与第一吸收层22的无纺布纤维材料24a和粘合剂双组分可以是相同的，也可以是不同的。如同在第一吸收层22中，第二吸收层66的粘合剂双组分用于将第二吸收层66的无纺布纤维材料24b保持在一起。该方法还可包括方框116所示的步骤，其将第二吸收层66压靠在第一吸收层22的第二侧32的局部隔音屏障60上，以将第二吸收层66粘附到第一吸收层22上。这样，局部隔音屏障60夹在第一吸收层22和第二吸收层66之间，并使第二吸收层66保持在第一吸收层22上。

可选地，该方法还可包括由方框118示出的步骤，修整第一吸收层22和/或第二吸收层66中与局部隔音屏障60不重叠的任何多余部分。方框118的修剪步骤在图16中进一步示出。根据方框110的喷射步骤和方框118的修剪步骤，第一吸收层22的周边部分可包括未涂覆区域62。第一吸收层22的未涂覆区域62和相邻的通过局部隔音屏障60保持在第一吸收层22上的第二吸收层66的一些区域从隔音垫20修剪下来时变成垃圾86。垃圾86是不含水、碳酸钙和聚合物的混合物(即不含局部隔音屏障60)的废料。应当理解，垃圾86可以使用各种机械，包括但不限于锯、剪刀、刀片或水射流从隔音垫20修剪。为了重新使用这种废料，该方法可另外包括图13的方框120所示的步骤，其中垃圾86被回收利用。有利地，由于来自第一吸收层22和/或第二吸收层66的垃圾86是没有水、碳酸钙和聚合物的混合物，所以可以将其切碎并再次用于制备另一片无纺布纤维材料24。这种再生的无纺布纤维材料片可用作另一个随后生产的隔音垫中的第一吸收层和/或第二吸收层。因此，当执行图13的方框120所示的再循环步骤时，通过本文所述的制造方法产生较少的废物(即废料)。

显然，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以与具体描述相同的方式实施。这些先前的陈述应被解释为涵盖创造性新颖性运用其实用性的任何组合。在所附装置权利要求书中使用“所述”一词是指旨在被包括在权利要求的覆盖范围内的正面叙述的先行词，而“该”先于不包括在覆盖范围内的词。为了说明和公开的目的，呈现了图13所示的方法。如所附的方法权利要求所证明的，该方法不一定限于本文描述并且如图13中的方框100至120所示的所有步骤。因此，可以通过仅执行这些步骤中的一些来成功地实施该方法。此外，该方法不限于本文公开的并在图13中示出的步骤的顺序。该方法可以通过以替代次序或顺序执行这些步骤来实施，除非本文另有说明。

Claims (24)

1.一种隔音垫，包括：

由吸收噪音的无纺布纤维杂质材料制成的第一吸收层；

所述无纺布纤维杂质材料包括在所述第一吸收层内限定多个空腔的交织纤维网；

所述第一吸收层包括第一侧和第二侧；

所述交织纤维网包括沿所述第一吸收层的所述第二侧布置的外周纤维；

所述第一吸收层中的所述多个空腔包括在所述外周纤维之间沿所述第一吸收层的所述第二侧布置的外周空腔，所述外周空腔在所述第一吸收层的所述第二侧上形成开口；和

设置在所述第一吸收层的所述第二侧的涂层，所述涂层粘附到所述第一吸收层的所述外周纤维上，并且在所述外周空腔包括多个不连续部分，使得所述涂层在所述第一吸收层的所述第二侧对噪音提供局部屏障。

2.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层上的所述多个不连续部分尺寸不同并且具有不均匀的几何形状。

3.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层由含有碳酸钙和聚合物的胶乳材料制成。

4.根据权利要求3所述的隔音垫，其中所述涂层的所述胶乳材料由两份碳酸钙和一份聚合物制成。

5.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层具有预施加组合物，其是含有水、碳酸钙和聚合物的混合物。

6.根据权利要求5所述的隔音垫，其中所述涂层的所述预施加组合物中的所述水按体积计由所述混合物的20％至30％构成。

7.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层与所述第一吸收层的所述第二侧共同延伸。

8.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层仅在所述第一吸收层的所述第二侧的一部分上延伸，以提供增强的噪音衰减区域。

9.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层在所述第一吸收层的所述第二侧具有基本均匀的涂层重量，使得所述涂层在所述第一吸收层的所述第二侧具有基本均匀的厚度。

10.根据权利要求9所述的隔音垫，其中所述涂层重量为每平方米75至5000克。

11.根据权利要求9所述的隔音垫，其中所述涂层重量为每平方米150至500克。

12.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述涂层在所述第一吸收层的所述第二侧具有可变的涂层重量，使得所述涂层在所述第一吸收层的所述第二侧具有可变的厚度。

13.根据权利要求1所述的隔音垫，其中所述第一吸收层具有在所述第一吸收层的所述第一侧和所述第二侧之间延伸的周边，并且其中所述涂层沿所述第一吸收层的所述周边粘附到所述无纺布纤维轻质材料的纤维，以减少通过所述周边的侧翼噪音传输。

14.如权利要求1所述的隔音垫，其特征在于，所述第一吸收层具有从所述第一侧到所述第二侧贯通所述第一吸收层的所述无纺布纤维杂质材料的贯通孔，所述涂层沿所述贯通口粘附在所述无纺布纤维杂质材料的纤维上，以减少通过所述贯通口的侧翼噪音传输。

15.根据权利要求1所述的隔音垫，还包括：

由无纺布纤维材料制成的第二吸收层，其设置在所述第一吸收层的所述第二侧，使得所述涂层位于所述第一吸收层和所述第二吸收层之间，所述第二吸收层包括面向所述第一吸收层的第一表面和远离所述第一吸收层的第二表面，所述涂层粘附到所述第一吸收层的所述第二侧和所述第二吸收层的所述第一表面，使得所述涂层将所述第二吸收层保持在所述第一吸收层上。

16.一种用于沿车辆壁放置的模制隔音垫，包括：

由吸收噪音的无纺纤维材料制成的吸收层；

所述吸收层包括第一侧、与所述第一侧相对的第二侧、以及至少一嵌设在所述吸收层中的模制凹凸线，其至少使所述吸收层的所述第二侧具有凹凸的形状；

交织纤维网限定了所述吸收层内彼此互连的多个随机空腔；

所述交织纤维网包括沿所述吸收层的所述第一侧和所述第二侧布置的外周纤维；

所述吸收层的所述多个随机空腔包括在所述外周纤维之间沿所述吸收层的所述第一侧和所述第二侧布置并且在所述吸收层的所述第一侧和所述第二侧形成开口的外周空腔；和

设置在所述吸收层的所述第二侧并且粘附到所述吸收层的所述第二侧的所述外周纤维的涂层，所述涂层包括在所述吸收层的所述第二侧的所述外周空腔处的多个不连续部分，以提供局部隔音屏障，所述涂层在所述吸收层的所述至少一模制凹凸线上具有基本均匀的厚度。

17.根据权利要求16所述的模制隔音垫，其中所述吸收层的所述第一侧面向车辆的壁，并且当所述模制隔音垫被安装在车辆中时，所述吸收层的所述第二侧面背离车辆的壁。

18.一种制造隔音垫的方法，包括以下步骤：

用无纺布纤维材料制成第一吸收层，使得第一吸收层形成具有第一侧和第二侧的薄片；

将形成所述第一吸收层的所述薄片模制成预定形状，所述形状为凹凸状的；和

在所述模制步骤之后，将水、碳酸钙和聚合物的混合物喷射到所述第一吸收层的所述第二侧,以涂覆所述第一吸收层的所述第二侧并在所述第一吸收层的所述第二侧产生具有允许声音通过的多个不连续部分的局部隔音屏障。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：

在所述喷射步骤之后加热所述第一吸收层以使混合物中的水闪蒸并固化局部隔音屏障。

20.根据权利要求18所述的方法，其中所述喷射步骤包括用水、碳酸钙和聚合物的混合物涂覆所述第一吸收层的所述第二侧，直到涂层重量达到每平方米75至5000克。

21.根据权利要求18所述的方法，其中所述喷射步骤包括用水、碳酸钙和聚合物的混合物涂覆所述第一吸收层的所述第二侧，直到涂层重量达到每平方米150至500克。

22.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：

从所述第一吸收层修剪未涂覆的区域，以产生不含水、碳酸钙和聚合物的混合物的垃圾；

和

回收垃圾以制造用于生产另一隔音垫的另一吸收层。

23.根据权利要求18所述的方法，其中喷射到所述第一吸收层的第二侧的水、碳酸钙和聚合物的混合物还包括粘性改性剂，其作为将所述第一吸收层结合到另一种材料的粘合剂使用。

24.根据权利要求18所述的方法，还包括以下步骤：

用无纺布纤维材料制成第二吸收层；并且将所述第二吸收层压在所述第一吸收层的所述第二侧的所述局部隔音屏障上，以将所述第二吸收层粘附到所述第一吸收层。