CN110234500A - 用于车辆的噪音吸收多层体系 - Google Patents

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Abstract

一种噪音吸收多层装饰部件，其包含至少3个连续的层，所述至少3个连续的层具有第一纤维层和第二纤维层和在第一纤维层与第二纤维层之间的空气流动阻挡层，其中，所述空气流动阻挡层是编织织物和热塑性树脂材料的组合，其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔。

Description

用于车辆的噪音吸收多层体系
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的噪音吸收多层体系，特别是用于车辆内部或用于车辆外部的装饰部件或覆层和这种装饰部件在汽车中的用途及其制造方法，其中，用于车辆内部例如作为内前围或作为地板覆盖物的一部分，用于车辆外部例如作为发动机舱区域的装饰部件或覆层，例如作为外前围或防火墙覆层。
背景技术
已知使用膜来粘合两个纤维层。由于这些膜保持不透气，因此一个或多个背层不能有助于噪音吸收。因此，已知将膜切开或穿孔以获得可渗透的粘合剂层并增强部件的总吸收。
尽管这在理论中和实践中对平坦样品作用良好，但其对3D成形的汽车部件变得不太有效。形成这些装饰部件的材料在模具中被挤压，并且某些区域将延伸超过膜的最大拉伸能力，这导致最初形成的穿孔或切口的进一步打开或者甚至撕裂膜。这将使空气流动阻力降低到改进的声音吸收的最小所需水平以下，从而局部地恶化声学性能。另外，由于生产过程成为整体性能的不可预测的因素，因此精细调整总空气流动阻力或保持其恒定变得困难。
薄膜和无纺物的组合也未能获得在3D模制步骤之后的装饰部件上的均匀的声学性能。无纺物在模制过程期间被拉伸时是不可预测的；它们也易于撕裂，甚至可能由于粘合剂封闭无纺物而变为不可渗透。
EP 934180A公开了一种具有至少两层的多层声学装饰部件，其中顶层被压缩以形成微孔硬化层，所述微孔硬化层具有500Nsm-3与2500Nsm-3之间的总空气流动阻力和0.3kg/m2与2.0kg/m2之间的面积重量。
因此，本发明的目的是获得一种用于车辆的噪音吸收多层体系，其在调整模制装饰部件的整个表面上的空气流动阻力的可能性方面得到增强，而没有不想要的局部差异。
发明内容
此目的通过根据权利要求1所述的用于车辆的噪音吸收多层体系和根据权利要求10所述的生产这种多层体系的方法以及根据权利要求11所述的这种多层体系在车辆中的用途来实现。
特别地，通过一种噪音吸收多层体系来实现，其包含至少3个连续的层，所述至少3个连续的层为第一纤维层(1)和第二纤维层(2)和在第一纤维层与第二纤维层之间的空气流动阻挡层，其特征在于，所述空气流动阻挡层是编织织物(4)和热塑性树脂材料(3)的组合，其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔。
在优选方案中，所述热塑性树脂材料也至少部分地渗透到第一纤维层中和第二纤维层中，以使这些层接合或层压至所述空气流动阻挡层。
层压被定义为至少在接触表面上将层粘合在一起的含义。
令人惊讶的是，使用如所要求保护的具有部分地渗透穿过编织织物的开孔的树脂材料的编织织物形成了在其性能方面更可预测且更均匀的空气流动阻挡层。由于拉伸的编织织物保持其图案并且不容易撕裂，因此可以获得更均匀的空气流动阻力。此外，编织织物的图案引导生产期间的树脂材料分布，从而在所生产的部件上产生均匀且可预测的空气流动阻力。
编织织物的类型、树脂材料以及两个纤维层(第一纤维层和第二纤维层)的材料影响最终产品中获得的空气流动阻力。
优选所述树脂材料在设定的生产温度下具有足以在芯吸到相邻纤维层中之前首先渗透编织织物的粘度(由熔体流动指数(MFI)定义)，因此主材料将朝向编织织物迁移并穿过编织织物而不是消失到相邻纤维层中。这可以通过优化编织织物图案以及MFI与树脂材料的熔融温度的组合和/或通过优化所用的工艺参数来实现。
有利地使用具有大开孔和形成小开孔的封闭或紧密编织区域的组合的编织织物图案。这种编织织物图案将产生由大开孔限定的区域，其中树脂材料可以更容易地流动通过编织织物并在编织织物另一侧粘合至纤维层。在由较小开孔或较紧密的编织织物图案限定的其它区域中，树脂材料在其流动方面受到更多限制，并且将保持更局部地粘合至第二纤维层。由于树脂材料保持在编织织物周围但在垂直于其平面的方向上迁移，通过编织织物和树脂材料的组合形成具有基本上规则的图案的空气流动阻挡层，从而形成可渗透结构。
这通过在生产期间树脂材料在编织织物的至少一个表面上的均匀分布来进一步增强，优选使用膜作为树脂材料的基底。优选所述膜置于编织织物和第二纤维层之间。在生产过程期间，树脂材料被加热到至少接近其熔化温度并且能够流动。在此熔化阶段，热塑性材料至少部分地渗透到编织织物开孔中并穿过第一纤维层中和第二纤维层中的编织织物开孔。所述热塑性树脂的渗透优选不在第一纤维层和第二纤维层的厚度上延伸以使其玷污最终产品的可见表面。
优选地编织织物和一个或两个纤维层的熔化温度，优选软化温度，高于树脂材料或第一纤维层和/或第二纤维层的粘合剂的熔化温度。编织织物和纤维材料的熔化温度可以大致相同。
优选粘合剂的熔化温度低于热塑性树脂材料的熔化温度。
优选所述装饰部件的总空气流动阻力根据当前ISO 9053使用直接气流方法(方法A)测量在500与6000Ns.m-3之间，优选在500与4000Ns.m-3之间，优选在1000与4000Ns.m-3之间。
所述空气流动阻挡层的两侧是在其表面的任一侧上的两个纤维层，第一纤维层和第二纤维层。
优选地，经梳理、交叉铺网和最终针刺的毡材料、气流成网型毡或纺粘或熔喷型毡可用于第一纤维层和/或第二纤维层。
如果没有相反的说明，则优选的方案可以用于第一纤维层和/或第二纤维层。
第一纤维层和/或第二纤维层包含填料纤维和最终的粘合剂(优选粘合剂纤维的形式)。填料纤维在本文中被定义为形成最终产品中的纤维层的主体并且在装饰部件的生产期间不熔化的任何类型的纤维。
第一纤维层或第二纤维层可以是短纤维或无端细丝毡层。如果使用词语“纤维”，则表示两种类型“短纤维”和“无端细丝”二者。
所述填料纤维包含选自如下组成的组的至少一种材料：再生纤维，原生天然纤维，如棉，矿物纤维，优选玻璃纤维或回收玻璃纤维或玄武岩纤维或碳纤维中的一种，或合成纤维，所述合成纤维选自由聚酰胺(尼龙)(如聚酰胺6或聚酰胺66)、聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT))、聚烯烃、聚丙烯和聚乙烯组合的组，或其混合物。
优选地，所述填料纤维可以包含由选自由棉劣质物、合成劣质物、聚酯劣质物、天然纤维劣质物组成的组中的至少一种材料制成的回收纤维。
回收纤维优选由纺织织物(优选劣质棉、劣质合成纤维、劣质聚酯或劣质天然纤维)生产。劣质类型定义为具有至少51％重量的所包括的材料，49％可以是来自其它来源的纤维。因此，例如，劣质聚酯包含至少51重量％的聚酯基材料。或者，所述劣质材料可以是不同合成纤维和天然纤维的混合物，其中没有一种类型是普遍的。
所用的纤维也可来自再生源，例如再生聚酯。
所用的纤维可具有实心横截面，但也可优选具有空心横截面的纤维或具有空心或实心横截面的组合纤维。例如以进一步提高耐久性和/或使纤维层更轻和/或更松软和/或精细地调整噪音吸收特性。
令人惊讶的是，使用卷曲纤维的组合作为填料纤维的一部分使得可以在较低密度下增加厚度，同时保持或甚至改进声学性能。这使得能够更好地填充可用空间，而不需要向部件增加额外的重量。这尤其可有利地用于与空气流动阻挡层的远离噪音源的表面相邻的一个或多个纤维层中。
所述卷曲纤维是并排共轭纤维(也称为双组分纤维)。所述卷曲纤维(也称为弯曲或自卷曲纤维)例如由两侧共轭纤维制成，并且被布置成使得一侧与另一侧不同地收缩，从而导致细丝或纤维远离直线的永久弯曲成形(例如以盘旋、Ω或螺旋的形式)。然而，在大多数情况下，所述形状不必是规则结构，而不规则三维形状的形式具有相同的优点。
优选地，共轭材料被选择以使得存在粘度方面的差异，从而在引起纤维中的固有卷曲或卷缩。然而，也可以选择显示出与所定义的效果相似的其它类型的共轭纤维。
优选地，所用的任何纤维(例如卷曲纤维、粘合剂纤维、填充纤维、再生纤维、合成纤维、天然纤维或矿物纤维)是短纤维。所述纤维长度优选在28与76mm之间，优选32至64mm。
所述纤维优选在1.7至28分特之间，优选在3与15分特之间，优选在3与12分特之间。
所使用的任何纤维都可来源于原始的、可回收的或再生的材料。
最后，可以在所述纤维层的至少一个中混合此层总面积重量的优选至多30％、更优选至多25％的泡沫碎片。优选所述泡沫是聚氨酯泡沫，优选软质聚氨酯泡沫。所述泡沫的密度优选在10与100kg.m-3之间，优选在20与90kg.m-3之间，优选在25与85kg.m-3之间。所述碎泡沫片的尺寸优选在2与20mm之间，优选在3与15mm之间，优选在4与10mm之间。
优选地，层中的纤维通过热塑性粘合剂粘合。优选地，粘合剂材料为纤维、薄片或粉末的形式。更优选地，粘合剂材料是单组分纤维或双组分纤维中的一种。
优选可以使用选自由聚酯(如聚对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯的共聚物、聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸(PLA)和聚酰胺(如聚酰胺6或聚酰胺66)或其共聚物组成的组中的至少一种材料作为热塑性粘合剂。
例如可以使用熔点低于所述填料纤维的低熔点聚酯或聚烯烃作为粘合剂。优选使用聚酯双组分纤维，例如具有PET芯和共聚酯外皮的纤维，其中仅外皮熔化以实现短纤维的粘合。
优选所述纤维层的至少一个不含有任何粘合剂。
优选使用(例如以粘合剂纤维的形式)至少0-50％的粘合剂、优选10与40％之间的粘合剂，更优选20与30％之间的粘合剂。
对于所有纤维层的可比条件，可以使用相同类型的粘合剂。
优选地，第一纤维层和/或第二纤维层具有80与2500g.m-2之间、优选至多1200g.m-2、优选至多1000g.m-2的面积重量。
第一层和第二层具有相同的材料组成。然而，第一纤维层与第二纤维层可以基于它们在整个分层中的最终功能来区分。
与所述纤维层中的至少一个相邻在远离空气流动阻挡层的表面上可以使用附加的层，例如泡沫层(平板泡沫或者反应注射泡沫)、另一纤维层、薄的无纺物(例如纱布或封闭或开孔的膜)。
第一层或第二层(特别是远离噪音朝向的一层)可以进一步包括卷曲的中空共轭纤维，以增强部件的抗压刚度。此外，这些纤维帮助更好地限定3维成形部件。
形成背层(远离噪音源朝向)的纤维层可以具有基本恒定的面积重量，局部具有可变的密度和厚度。这优选地可以通过在装饰部件的模制期间压缩热塑性纤维层以形成所需形状来实现，从而产生整体上透气的产品，所述产品作为声学吸收衬里起作用，所述声学吸收衬里重量轻并且在产品的寿命期间保持其结构。
或者，形成背层(远离噪音源朝向)的纤维层可具有基本恒定的密度和可变的面积重量，例如多孔纤维层的密度在可变厚度下基本恒定。
具有基本恒定密度的形成背层(远离噪音源朝向)的纤维层优选具有45与75kg/m3之间、优选40与60kg/m3之间的密度。
例如，当所述纤维垫在例如EP 2640881A中公开的注射纤维机上制造时其中将包括粘合剂的纤维混合物进料到最终产品形式的空腔中，纤维密度在整个填充过程中保持恒定，从而产生多孔纤维层形状，所述多孔纤维层形状包含所需的厚度变化，具有可变的面积重量和基本上恒定的密度。所述纤维层可以如所述参比专利中所公开的那样直接在机器上固结，或者可以在之后通过将该形式物进料到模制装置并在模具内固结毡而直接固结。
这种纤维层可以进行预粘合，以在将其与其它层结合形成根据本发明的多层吸收材料和/或部件之前保持纤维材料的总体分布。
优选地，第一纤维层具有100与1700g/m2之间、优选300与1500g/m2之间、优选400与1300g/m2之间的面积重量。
所述装饰部件的厚度大多取决于车辆中的空间限制。优选地，所述厚度可以随着部件的面积变化以符合车辆中的可用空间。通常，内前围的典型总平均厚度在15与25mm之间。
优选地，第一纤维层或第二纤维层具有4与30mm之间、优选5至20mm之间的厚度。优选地，面向噪音的纤维层保持在优选2与8mm之间的恒定厚度，而远离噪音源朝向的下部纤维层能够进行补偿以达到形成所生产装饰部件的3维形状要求的所需厚度。
编织织物
为了获得根据本发明的空气流动阻挡层，编织织物、图案以及纱线的粗糙度可对最终的空气流动阻力有影响，并且可以用于精细地调整最终产品所需的空气流动阻力。
使用编织织物而不是无纺物或穿孔箔层的优点在于，织物中的开孔产生于编织织物的生产期间，并且基于编织织物图案和纱线的粗糙度以及所选择的工艺参数。这使得开孔的数量和分布是可控制的，并且不像无纺织物那样随机。此外，开孔产生于编织过程期间，因此材料本身不进行进一步损害以产生开孔。
所述编织织物材料优选是聚酯基编织织物材料或尼龙基编织织物材料或这样的材料的混合物，所述聚酯基编织织物材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，所述尼龙基编织织物材料优选聚酰胺6或聚酰胺6.6。
编织织物的图案可以是规则的，优选可以使用经编编织织物(如平针编或双罗纹编编织织物)或圆编编织织物。更优选地，使用具有不同尺寸开孔的图案或具有大开孔和紧密编织区域的组合的编织织物，例如具有规则图案的大开口和小开口的组合的镂花(ajour)型编织织物。镂花编织织物基于在编织织物中产生开孔的图案的针迹转移技术。也可以使用形成排布于织物中的稳定的开孔的其它花边编织织物(如方网(filet)编织织物)。
所述图案可以被选择以进一步优化所需的空气流动阻力。例如，如果需要较低的空气流动阻力，则可选择更加开放的编织织物，或者如果需要较高的空气流动阻力，则相反。然而，通过组合具有大开孔的图案和紧密编织区域，可以实现相同的效果。优选地，选择规则图案中的大开孔和小开孔的组合以获得基本的空气流动阻力，所述空气流动阻力可以通过树脂材料的选择来进一步调整。
也可以使用定制的编织织物，其中图案被配置以适于使用不同图案的组合在最终产品内获得不同区域的空气流动阻力。
可以使用不同类型的编织织物、图案或纹理，例如经编织物、梭织织物(piqué)、双罗纹织物或提花织物以及三维型的编织织物。此外，用于编织织物的纱线以及纱线类型(光滑或起纹理的)的选择对织物的表观开孔性有影响。
为了提高整体拉伸性能，织物可以包含弹性纱线或由弹性纤维制成的纱线。编织织物可包含弹性纱线，使得织物在平面的所有方向上可以以大约相等的量拉伸。
所用的编织织物可以进行处理以防止收缩和变形，例如通过编织织物的热固定处理和/或洗涤处理。洗涤步骤还可消除编织过程中不想要的残余物，所述残余物可能干扰之后的工艺步骤，特别是树脂迁移步骤和/或层本身的层压。
优选所述编织织物具有10与150g/m2之间的面积重量、优选20与100g/m2之间的面积重量。更优选所述编织织物具有在25与80g/m2之间的范围内的面积重量。
优选所述编织织物用15与150分特之间、优选20-100分特的纱线制成。优选所述编织织物以3-80之间、优选10-50之间的编织间距(knitting gauge)制成。
热塑性材料
所用的热塑性树脂需要规定的粘度，以能够均匀流动至少通过编织织物的较大孔从而到达编织织物的另一侧并结合至第一纤维顶层。这可以通过选择树脂材料来实现，所述树脂材料被调整为在用于生产噪音吸收多层体和/或包括这种多层体的部件的工艺温度下具有必要的粘度。
热塑性树脂材料的MFI应被选择为使得树脂在多层结构的生产温度下完全熔化并流动。此外，MFI取决于被选择用于编织织物的图案。其中图案具有大开孔的编织织物在生产温度下需要比其中图案具有明显较小开孔的编织织物更低的MFI。如果MFI在多层结构的生产温度下太低，则树脂将不迁移通过编织织物和/或部分地迁移到第一层和/或第二层中。而MFI太高时，树脂将完全芯吸到第一层和第二层中并且不停留在编织图案内部。这甚至可能导致渗到部件的表面，这从美学观点来看是不想要的。
此外，MFI取决于目标AFR。在给定的编织织物图案下，对于高AFR将选择较高的粘度或较低的MFI，而对于低AFR则相反。
例如，在大开孔和小开孔图案以及230℃与240℃之间的工艺温度的组合下，可以使用具有熔化范围在200℃与220℃之间、在230℃下测量的MFI为约35的树脂。然而，如果使用在210℃下测量的MFI为约35的树脂，则工艺温度可设定在200℃与210℃之间。
例如，在小开孔的图案以及230℃与240℃之间的工艺温度的组合下，可以使用在210℃下测量的MFI为约35的热塑性树脂。
所述热塑性树脂材料的熔点优选比第一纤维层和第二纤维层中使用的粘合剂的熔点高至少20℃，优选40℃。
所述热塑性树脂材料可以包含选自由以下组成的组中的至少一种聚合物或共聚物：聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PTB)或共聚酯(CoPES)，聚酰胺，如聚酰胺6或聚酰胺66，聚烯烃，如聚乙烯(PE)或低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)，聚丙烯(PP)，热塑性弹性体(TPE)，如热塑性聚烯烃(TPO)，热塑性聚氨酯(TPU)，聚醚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮，和共聚物，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，或生物聚合物，如聚乳酸。
热塑性树脂材料优选以膜、热熔涂层(如平辊热熔涂层)或粘合层的形式提供，以给出树脂材料的均匀分布。
优选地，所述热塑性树脂以单层、双层或多层膜的形式使用。
优选地，在渗透到编织织物中的工艺步骤之前，树脂层具有25与200微米之间的厚度，优选40与100微米之间的厚度。
在编织织物与一个或两个纤维层之间的粘合不足的情况下，可以使用双层或多层膜。
可以调节膜的厚度，使得树脂材料分布在纤维层和编织织物上并且变成开孔的，以与编织织物一起形成空气流动阻挡层。如果膜太厚，则可用的材料将足以保持封闭层，如果膜太薄，则将没有足够的树脂渗透穿过编织织物并进入纤维层以形成根据本发明的层压体。
熔体流动速率根据ISO标准1133-1测量。测定MFI的步骤如下：取少量聚合物样品于专门设计的MFI装置中。将具有直径通常约2mm的开口的模具插入该装置。引入活塞，其用作引起熔化的聚合物挤出的媒介。在指定温度下将样品预热指定量的时间。在预热之后，将指定重量加到活塞上。该重量在熔化的聚合物上施加力，并且其立即开始流过模头。在所需的时间段之后取出熔体样品并精确称重。MFI表示为每10分钟试验持续时间的聚合物克数。熔体流动指数的同义词是熔体流动速率和熔体指数。更常用的是它们的缩写：MFI、MFR和MI。
优选树脂层和编织织物的重量属于相同的数量级。
优选地，树脂层的重量在25与200g/m2之间，最优选在40与120g/m2之间。
所述装饰部件还可以包括例如发泡聚丙烯(EPP)或发泡聚苯乙烯(EPS)嵌入物的块。然而，这些块不应被视为根据本发明的内前围装饰部件的一部分，因为它们用于其它功能(如防撞垫)，并且不一定有助于根据本发明的噪音衰减，并且可能局部地降低噪音吸收。
根据本发明的多层部件可以用作内部装饰部件(例如内前围或消音板(hushpanel))，用作内部地板系统的一部分，用作声学覆层，或用作发动机舱装饰部件(例如发动机罩衬垫，或外前围)，或用作外部或内部车轮拱罩衬垫。
根据本发明的多层声学装饰部件可以进一步包括附加层，如覆盖纱布层、声学纱布层、装饰性顶层(例如簇绒或无纺地毯层)。为了保持声学衰减的益处，这些附加层至少在朝向噪音源的一侧应该是透气的。
或者，第一纤维层可以是表面层，其中无纺地毯层是第一纤维层。
第一实施方案
在第一实施方案中，面向噪音源的第一纤维层或第二纤维层可以进一步被调整以增强最终部件的总体吸收特性。
例如，顶层可以被压缩以形成第一纤维层，所述第一纤维层是第一空气流动阻挡层，其具有500Nsm-3至2500Nsm-3之间的空气流动阻力和0.3kg/m2与2.0kg/m2之间、优选地500与1200g/m2之间的面积重量。由编织织物和热塑性树脂材料的组合形成的所述空气流动阻挡层(其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔)作为第二空气流动阻挡层以及第一纤维层和第二纤维层之间的粘合层起作用。第二纤维层形成于下方并形成去耦层。
例如，顶层可以是经最终针刺的气流成网毡，以形成第一纤维层。根据本发明的空气流动阻挡层可以由具有镂花型编织图案的聚酯编织织物形成，其将规则面板中的大开孔和小开孔与热塑性树脂结合，其被形成以获得500与1500Nsm-3之间的空气流动阻力。形成第二纤维层的背层或去耦层再次由最终经针刺的气流成网毡形成。所述毡层可以比第一纤维层更松软，并且可以具有大约300至700Nsm-3的空气流动阻力和优选在300至2000g/m2之间的面积重量。
优选地，第一纤维层在所述部件的整个表面上具有均匀的厚度，而第二纤维层可以具有可变的厚度，以符合最终部件所需的3维结构。
第一纤维层和第二纤维层都可以包含20-60％重量之间的劣质棉、20-60％重量之间的卷曲纤维和10-30％重量之间的粘合剂纤维(优选双组分粘合剂纤维)，总重量加起来为100％。两层都可以包含相同或相似的材料组成。
令人惊讶的是，由于编织织物的规则性，使用根据本发明的空气流动阻挡层能够在部件的表面上实现均匀的空气流动阻力，而与此同时在其表面的任一侧处粘合两个纤维层。用现有技术中已知的其它方式进行的粘合可能易于产生缺陷或产生当在部件水平上测量时的不规则的总空气流动阻力。
优选地，所有层一起-第一纤维层和第二纤维层与根据本发明形成的空气流动阻挡层一起，具有可变的厚度，使得至少对于厚度在4mm与12.5mm之间的区域，总空气流动阻力(AFR总)和总密度相关如下：其中AFR总以Nsm-3计且以kg/m3计。
和的关系分别表示作为总密度的函数的总AFR的最小和最大最优值。三维(3D)多层部件的最优总AFR在这两个界值之间。
这意味着至少对于厚度在4mm与12mm之间的部件区域，总AFR将落入所限定的范围内，并且这样的区域将有助于所述部件的总声学吸收。
总空气流动阻力将是层压在一起的单层的空气流动阻力值的结果。
第二实施方案
车辆装饰部件可以放置在汽车的所有者或使用者不可见的区域中。这些部件可能没有对美观表面的要求。在这些情况下，朝向噪音源的顶部纤维层的厚度和/或面积重量可以最小化。例如通过使用较厚的纱布层而不是毡层。例如纺粘的、熔喷的或水刺的无纺物或薄的纤维毡层，其优选具有100与300g/m2之间的面积重量。该层应该足够薄以能够形成空气流动阻挡层。特别地，粘合一些穿过编织织物的树脂，以防止其成为编织织物顶部的不可渗透“增塑”区域。
令人惊讶的是，所述纤维层，优选根据本发明的包括与空气流动阻挡层组合的卷曲纤维，增强了噪音衰减。由于多孔纤维层和空气流动阻挡层之间的阻抗差异，噪音衰减，特别是噪音吸收，得到改善。为了增加噪音吸收，空气阻挡层不应具有过高的反射噪音的空气流动阻力(AFR)，然而，空气流动阻挡层也不应具有过低的AFR，因为这样它将对吸收没有影响或影响很小。
优选所述装饰部件的总空气流动阻力根据当前ISO 9053使用直接气流方法(方法A)测量在500与7000Ns.m-3之间，优选在1000与4000Ns.m-3之间。
优选地，第二纤维层具有200与2000g.m-2之间、优选400与1200g.m-2之间、优选500与1000g.m-2之间的面积重量。
优选地，第二纤维层由10至40％的粘合剂、10至70％的填料纤维和10至70％的卷曲纤维组成，并且其中总量加起来为100％重量。
第二纤维层在所述部件上可具有可变的密度和/或可变的面积重量。
第二纤维层可具有基本恒定的面积重量，局部具有可变的密度和厚度。这优选地可以通过在装饰部件的模制期间压缩热塑性纤维层以形成所需形状来实现，从而产生整体上透气的产品，所述产品作为声学吸收衬里起作用，所述声学吸收衬里重量轻并且在产品的寿命期间保持其结构。
或者，第二纤维层可具有基本恒定的密度和可变的面积重量，例如多孔纤维层的密度在可变厚度下基本恒定。
具有基本恒定密度的第二纤维层优选具有45与75kg/m3之间、优选40与60kg/m3之间的密度。
例如，当所述纤维毡在例如EP 2640881A中公开的注射纤维机上制造时，其中将包括粘合剂的纤维混合物进料到最终产品的形式的空腔中，纤维密度在整个填充过程中保持恒定，从而产生多孔纤维层形状，所述多孔纤维层形状包含所需的厚度变化，具有可变的面积重量和基本上恒定的密度。所述纤维层可以如所述参比专利中所公开的那样直接在机器上固结，或者可以在之后通过将该形式物进料到模制装置并在模具内固结毡而直接固结。
生产方法
下面，将更详细地解释可能的生产方法。然而，也可以预期技术人员知道如何使用替代方法来得到类似结果。
根据本发明的教导和特定部件所需的性能，不同的纤维以有利的组合进行共混，使得纤维在形成的整个材料中均匀共混。通过市场上可获得的已知技术，将共混纤维形成垫。优选通过使用梳理机或石榴石(garnet)，其产生更定向的纤维材料，或通过使用气流成网工艺，例如使用Rando-Webber或其它已知的气流成网机，其产生更无规铺置的网或垫。这样获得的网或垫可以在连续过程中进一步加工。如果需要后续加工，则可以例如在热加工步骤中或通过使用针刺来固结(粘合纤维以形成粘合的纤维材料)所形成的网或垫。针刺对于包含卷曲性自卷曲纤维的纤维网或垫不是优选的，因为其对所获得的层的松软感和弹性具有负面影响。
这样形成的纤维毡材料可以用于根据本发明的多层体系。
一般生产方法可以至少包括以下连续步骤：
·堆叠材料，特别是至少一个纤维层、热塑性树脂层和编织织物。其中将热塑性树脂层置于第二纤维层与编织织物之间并与其表面接触；
·加热堆叠层，优选从编织织物一侧加热堆叠层，使得至少树脂膜层被加热到至少对应于所需粘度的温度；
·优选在单独的步骤中，加热另一个纤维层的至少一个表面；
·将步骤1和步骤3的加热后的材料结合，使得另一个纤维层的加热后的表面和编织织物的加热后的表面彼此表面接触，并使如此堆叠的层经受垂直于其表面的压力，使得树脂材料被迫渗透编织织物的至少部分开孔并部分地迁移到第一纤维层和第二纤维层中，从而形成空气流动阻挡层并将所有层层压在一起以形成多层材料。
优选步骤4使用挤压装置，例如通过一组辊，来完成，其中辊之间的间隙小于堆叠材料的高度。
来自步骤4的材料可以制成卷材材料，也称为半成品材料。可以在附加步骤中将所述卷材材料切割并模制以形成汽车装饰部件，最终与例如第二纤维层一侧的附加层结合。
为了生产最终装饰部件，可以使用热和/或冷模塑工艺。这样的工艺的一个实例可以是在热空气炉中预热材料然后进行冷模塑步骤以获得3D形状装饰部件的组合。优选地，所使用的树脂、粘合剂和纤维的熔化温度被选择以使得空气流动阻挡层的最终空气流动阻力在所需的范围内。
附图说明
图1示出了根据本发明的构造的示意性布局。
图2示出了简单的编织织物结构。
图3示出了优选编织织物图案的实例。
图4A-C示出了根据本发明的可能布局的实例。
图5示出了根据本发明的多层材料的可能生产方法的示意。
图1示出了一种吸声多层体，其包含至少3个连续的层，所述至少3个连续的层具有第一纤维层(1)和第二纤维层(2)和在第一纤维层与第二纤维层之间的空气流动阻挡层，其中所述空气流动阻挡层是编织织物(4)和热塑性树脂材料(3)的组合，其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔。根据被阻塞的开孔的数量，可以精细调整空气流动阻力。所述开孔可以完全被堵塞或仅部分被堵塞。
优选树脂材料也部分地渗透到第一纤维层和/或第二纤维层中，使所有3个层层压(粘合)在一起，如所示。
在图2和3中给出了编织织物的实例。编织织物图案可影响树脂迁移，并因此影响所获得的空气流动阻力。编织织物的开孔性可能受编织机针距(gauge)和纱线尺寸影响。例如，使用84分特纱线的32针距的编织织物可具有平均20％与45％之间的开孔面积。图2示出了具有织物中的开孔(5、6)的简单编织织物图案。
图3A和3B示出了可以使用的编织织物图案的实例。图3A示出了具有与具有小开孔(6)的紧密编织的区域组合的大开孔(5)的经编网编织织物。树脂材料可迁移通过大开孔，但是迁移大多被紧密编织区域抑制。图3B示出了具有规则分布的大开孔(7)和小开孔(8)的组合的网络结构编织织物的实例。
图4A至4C示出了可能布局的实例。图4A示出了包含根据本发明的多层材料的汽车装饰部件的基本布局，所述多层材料包含至少3个连续层，所述至少3个连续层具有第一纤维层(1)和第二纤维层(2)以及在第一纤维层和第二纤维层之间的空气流动阻挡层。所述空气流动阻挡层是编织织物(4)和热塑性树脂材料(3)的组合，其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔。
第一纤维层的远离空气流动阻挡层朝向的表面可以具有至少一个附加的透气层(12)，优选簇绒地毯、无纺纱布层(如熔喷、纺粘、水刺或薄毡层)中的一种。此外，在所述多层体的相对表面上的表面可以被层压到至少一个附加层(13)上，所述附加层与透气层(12)相同，或者与封闭或开孔膜或箔层、开孔泡沫层或附加毡层中的至少一个相同。
在图4B中，分层可以与图A中的相同，然而在这种情况下，第一纤维层被压缩以获得额外的更高的空气流动阻力并进一步增强和/或精细地调整所生产的装饰部件的声学衰减特性。
图4C示出了与图4B相同的布局，然而在这种情况下，附加的顶层被簇绒地毯体系代替，优选地由在主背衬中起簇的纱线形成并且被第二背衬覆盖，然而第一纤维层也可以形成地毯结构的第二背衬。令人惊讶的是，基于这种结构的用于车辆的地板系统的声学吸收得到增强。
图5示出了用于生产根据本发明的多层材料的可能的方法和机器设置。
可形成最终产品中的背层的第二纤维层(2)、热塑性树脂膜(3)和编织织物(4)在辊(6)上被引导至被加热至预设温度的热鼓(7)，以优选加热所有3个层，但至少加热编织织物和树脂层，优选不在所述多层上增加压力。所述编织织物的一个表面与热鼓直接接触，并且其另一侧或表面与热塑性树脂膜直接接触。所述膜的另一侧与第二纤维层直接接触。加热时间主要取决于鼓温度和编织织物和膜层的厚度，因为没必要在整个厚度上加热第二纤维层。
仅需加热小厚度的第二纤维层，以使其能够流入此层的顶表面，并实现此层与其它2个层的至少初步粘合。在垂直于所述多层的表面的平面的方向上以最小压力加热所述多层，以防止热塑性树脂材料的迁移。
热鼓温度应被选为使得至少热塑性树脂材料被加热以获得对应于所需粘度的温度。粘度取决于热塑性树脂的熔体流动指数以及达到的温度的组合。
最后通过第二导辊引入第一纤维层(1)。第一纤维层优选在面向编织织物的表面上进行加热，例如用红外加热器(9)或另一热鼓加热。与第二纤维层一样，此层也不需要在材料的整个厚度上加热，而是仅在与编织织物直接接触的区域加热，以防止堆叠层尤其是树脂材料的立即冷却。
使第一纤维层和至少3个层直接接触，其中编织织物面向第一纤维层的加热侧，并将其引导通过夹辊10和11。夹辊之间的间隙使得给定压力垂直于层的表面施加在4个层上。通过对层施加压力，迫使膜层的熔化后的树脂流动。树脂的最小阻力的方式是通过编织织物，主要通过图案的较大开孔；因此，树脂材料将主要迁移通过编织织物并渗入第一纤维层。然而少量的水也会渗入第二纤维层。编织织物的开孔将至少部分地被树脂材料封闭，而同时由于树脂的迁移，最初封闭的膜将瓦解。因此，由组合的树脂和编织织物形成空气流动阻挡层。一些树脂材料可能渗透编织织物的纱线材料，而不损害所提出的总体发明思想。由于在通过夹辊期间或之后不继续加热，材料将冷却并且在树脂材料能够完全渗入第一纤维层和/或第二纤维层之前停止树脂材料的进一步迁移。因此部分热塑性树脂材料将留在编织织物内部。
在第二种方法中，可以至少在一侧加热所得多层材料，优选在第二纤维层的表面加热，并以三维形状进行冷模制，例如用以形成用于车辆的地毯地板系统或内前围板。或者，可以通过热模制根据本发明的多层材料来形成地毯地板系统。在第二纤维层的不与空气流动阻挡层接触的表面上可以使用附加层，从而进一步增强装饰部件的整体性能。例如，可以使用膜层、开孔泡沫层、附加毡层、无纺纱布层中的至少一种。可以将用于其它目的(例如抗冲击)的材料集成在地板系统中，例如块状泡沫形式的抗冲垫。所述多层体系还可以与例如形成用于架空地板系统的间隔体的硬塑料壳组合使用。
由于使用编织织物，形成的空气流动阻挡层是弹性且柔性的，并且模制成3D形状(甚至对于更极端的形式)是可能的。令人惊讶的是，这不在高拉伸区域中局部地削弱空气流动阻力，从而导致装饰部件或覆层，例如车辆地板系统，在部件的基本上整个表面上具有恒定的噪音吸收。
无纺声学材料可以用作车辆的主地板，用作松散垫，用作搁脚空间中的内前围区域的覆盖物。然而，在其中可以使用声学层与无纺地毯表面层一起的组合的后备箱或其它区域中，其也可以作为包裹架上的声学地毯表面层。

Claims (11)

1.噪音吸收多层装饰部件，其包含至少3个连续的层，所述至少3个连续的层具有第一纤维层(1)和第二纤维层(2)和在第一纤维层与第二纤维层之间的空气流动阻挡层，其特征在于，所述空气流动阻挡层是编织织物(4)和热塑性树脂材料(3)的组合，并且其中所述热塑性树脂材料至少部分地渗透到所述编织织物中以至少封闭所述编织织物的部分孔。
2.根据权利要求1所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所述装饰部件的总空气流动阻力在500与7000Ns.m-3之间，优选在1000与4000Ns.m-3之间。
3.根据权利要求1所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所有层一起具有可变的厚度，其特征在于，至少对于厚度在4与12.5mm之间的区域，总空气流动阻力(AFR总)和总密度相关如下：其中AFR总以Nsm-3计且以kg/m3计。
4.根据权利要求1所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所有层一起具有可变的厚度，其特征在于，至少对于大于250kg/m3的总密度，总空气流动阻力(AFR总)和总密度相关如下：其中AFR总以Nsm-3计且以kg/m3计。
5.根据权利要求4或权利要求5所述的噪音吸收多层装饰部件，其中面向噪音源的第一纤维层或第二纤维层和中间层一起的空气流动阻力代表多层体的总AFR的至少55％，优选地在多层体的总AFR的65％与80％之间。
6.根据前述权利要求之一所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所述树脂包含选自由以下组成的组中的至少一种聚合物或共聚物：聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PTB)或共聚酯(CoPES)，聚酰胺，如聚酰胺6或聚酰胺66，聚烯烃，如聚乙烯(PE)或低密度聚乙烯(LDPE)或线性低密度聚乙烯(LLDPE)或高密度聚乙烯(HDPE)，乙烯丙烯酸共聚物(EAA)，聚丙烯(PP)，热塑性弹性体(TPE)，如热塑性聚烯烃(TPO)，热塑性聚氨酯(TPU)，聚醚酰亚胺，聚砜，聚醚砜，聚醚醚酮，和共聚物，如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)，或生物聚合物，如聚乳酸。
7.根据前述权利要求之一所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所述纤维层的至少一个包含由10至40％重量的粘合剂、10至70％重量的填料纤维组成的混合物，其中所述粘合剂和填料纤维的总量为100％重量，所述粘合剂优选为纤维的形式。
8.根据前述权利要求之一所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所述纤维层的至少一个包含由10至40％重量的粘合剂纤维、10至70％重量的短纤维和10至70％重量的自卷曲纤维组成的纤维混合物，其中所述纤维加起来的总量为100％重量。
9.根据前述权利要求之一所述的噪音吸收多层装饰部件，其中所述纤维层的至少一个包含由10至40％重量的粘合剂纤维、10至70％重量的回收纤维和10至70％重量的合成纤维组成的纤维混合物，其中所述纤维加起来的总量为100％重量。
10.生产根据权利要求1至9之一所述的多层体的方法，其至少包含以下连续步骤：
-堆叠材料，特别是至少第二纤维层、热塑性树脂层和编织织物，其中将热塑性树脂层置于第二纤维层与编织织物之间并与其表面接触；
-加热堆叠层，优选从编织织物一侧加热堆叠层，使得至少树脂膜层被加热到至少对应于所需粘度的温度；
-优选在单独的步骤中，加热作为无纺地毯表面层的第一纤维层的至少一个表面；
-将步骤1和步骤3的加热后的材料结合，使得第一纤维层的加热后的表面和编织织物的加热后的表面彼此表面接触，并使如此堆叠的层经受垂直于其表面的压力，使得树脂材料被迫迁移通过编织织物的至少部分空隙并部分地迁移到第一纤维层和第二纤维层中，从而形成空气流动阻挡层并将所有层层压在一起。
11.根据前述权利要求之一所述的多层声学装饰部件的用途，其中所述多层声学装饰部件用作内部装饰部件，例如用作内前围，用作内部地板系统的一部分，或用作内部轮罩衬里或用作声学覆层，或用作发动机舱装饰部件，例如发动机罩衬里或外前围。
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