CN112334678A - 多层阻尼材料 - Google Patents

多层阻尼材料 Download PDF

Info

Publication number
CN112334678A
CN112334678A CN201980043882.0A CN201980043882A CN112334678A CN 112334678 A CN112334678 A CN 112334678A CN 201980043882 A CN201980043882 A CN 201980043882A CN 112334678 A CN112334678 A CN 112334678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
damping material
multilayer damping
spacing
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980043882.0A
Other languages
English (en)
Inventor
戴维·鲁德克
格奥尔格·艾克霍恩
安雅·C·罗曼
罗纳德·W·格迪斯
柳泰旭
托马斯·P·汉施申
托马斯·赫特勒
李承奎
简金东
克努特·舒马赫
乔纳森·H·亚历山大
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN112334678A publication Critical patent/CN112334678A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/3605—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by their material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/30—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium
    • F16F9/306—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium with solid or semi-solid material, e.g. pasty masses, as damping medium of the constrained layer type, i.e. comprising one or more constrained viscoelastic layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/30—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer formed with recesses or projections, e.g. hollows, grooves, protuberances, ribs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/022—Non-woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/02—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by structural features of a fibrous or filamentary layer
    • B32B5/024—Woven fabric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00—Springs
    • F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
    • F16F1/373—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers characterised by having a particular shape
    • F16F1/3737—Planar, e.g. in sheet form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/10—Properties of the layers or laminate having particular acoustical properties
    • B32B2307/102—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
    • B60R13/08—Insulating elements, e.g. for sound insulation
    • B60R13/0815—Acoustic or thermal insulation of passenger compartments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2224/00—Materials; Material properties
    • F16F2224/02—Materials; Material properties solids
    • F16F2224/0241—Fibre-reinforced plastics [FRP]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2230/00—Purpose; Design features
    • F16F2230/40—Multi-layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F2234/00—Shape
    • F16F2234/06—Shape plane or flat

Abstract

本发明提供了用于使振动表面(10)减振的多层阻尼材料，该多层阻尼材料包括：‑至少一个约束层(4)；‑至少一个耗散层(1、3)；‑至少一个动力间隔层(2)，至少一个动力间隔层包括多个间隔元件(2b)，当用于使振动表面减振时，动力间隔层布置在约束层与振动表面之间，其中，每个间隔元件具有相反的两端，多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部嵌入在耗散层中、结合到耗散层、与耗散层接触或紧紧靠近耗散层，使得能量通过多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部的移动而在多层阻尼材料内耗散；‑作为至少一个附加层(12)或在上述层的至少一个层内的吸收材料。

Description

多层阻尼材料
本发明涉及一种用于使振动表面减振的多层阻尼材料，特别涉及包括至少一个约束层、至少一个耗散层和至少一个动力间隔层的阻尼材料，并且更特别地涉及其中动力间隔层包括多个间隔元件的此类阻尼材料。本发明还涉及一种呈适用于使振动和/或噪音减弱的形式的多层阻尼材料。并且本发明涉及一种包含多层阻尼材料的汽车组件。
交通工具(例如，汽车、飞机、汽艇等)的引擎、传动系和其他部分会产生机械振动，这些机械振动作为结构传递噪音通过交通工具的主体传播。在它们的动能作为空气传递噪音辐射到其他交通工具区域(例如，乘客室的内部)之前，阻尼这些结构振动可为有用的。
通常，将类似沥青或喷涂的塑料物质(即，单层阻尼材料)的粘弹性材料的一种或多种应用涂覆或以其他方式施加到用于使这些结构振动减弱的交通工具的主体面板的表面上等。主体面板和附接的粘弹性层的变形会导致粘弹性材料内的聚合物链的拉伸和/或压缩，从而使机械能以结构传递振动(例如，来自引擎、轮胎/路面界面、压缩机、风扇等)等形式耗散以及阻尼振动。
通过向阻尼材料添加第二层(约束层(约束层阻尼-CLD))可实现较好的阻尼性能。选择约束层，使得其不像粘弹性材料层一样有弹性，并且可附接在粘弹性材料层或与待阻尼的面板相对的耗散层之上。约束层可例如由铝制成。当约束层附接在粘弹性材料层之上时，面板的每个变形不仅导致耗散层内的聚合物链的拉伸和压缩，还导致耗散层内的剪切。因此，具有附加的约束层的阻尼材料比仅具有耗散层的阻尼材料更加有效。用于约束层的材料增加了阻尼材料的重量，当在交通工具中使用时这可能会成为问题。它们还可能增加阻尼材料的抗弯刚度，当将CLD材料应用于复杂形状的结构时，这可能会带来挑战。
当粘弹性阻尼层或耗散层的变形通过“动力间隔件”或“支架”层放大时，还可提高阻尼材料的效率。支架层经常布置在待阻尼的面板与约束层之间，通常在支架层的一侧或两侧上具有粘弹性耗散层。一种改善效率的方式是通过使用动力间隔层来增加(一个或多个)耗散层内的应变。
可商购获得的阻尼材料的一个示例是由艾罗科技有限责任公司(印第安纳州印第安纳波利斯)(Aearo Technologies LLC(Indianapolis,IN))制备并且可从美国明尼苏达州的3M公司(3M Company,Minnesota,USA)商购获得的E-A-R牌材料ADC-1312。该材料包括聚氨酯(PU)泡沫(其以低重量提供极佳的性能)和薄的铝片材。
此外，带槽的支架层是已知的。已发现此类狭槽降低了阻尼材料的抗弯刚度或硬度以及总体质量或重量(参见例如《光学照相仪器工程师协会论文集》第3989卷，(2000)，第132页)。
US 2,069,413公开了用于使可振动的薄主体或面板(即，固有地能够自由振动的薄主体或面板)的振动减弱的材料。这些材料用于在交通工具在运行时减小噪音并且干扰交通工具主体内的空气流动。
US 5,186,996公开了一种用于汽车中降噪的吸音多层结构。吸音多层结构包含柔性材料和高材料吸收系数，并且由具有与其紧密连接的粘弹性支撑层的重型片材组成。支撑层包括多个成角度构造的支撑元件。为了在支撑元件的各个边缘的区域提高粘弹性吸收，必要的是各个支撑元件具有角构造。
WO 2016/205 357公开了一种用于使振动表面减振的多层阻尼材料，该多层阻尼材料包括：至少一个约束层；至少一个耗散层；以及包括多个间隔元件的至少一个动力间隔层。
还已知的是多种吸收噪音的材料。例如，EP 0 607 946公开了包含热塑性纤维的非织造隔音幅材，所述热塑性纤维的平均有效纤维直径为小于15微米，厚度为至少约0.5cm并且密度小于50kg/m3。已知幅材应该表现出优异的声学特性，即吸音和传输损耗特性，其中吸音涉及材料吸收入射声波的能力，而传输损耗涉及材料反射入射声波的能力。
鉴于上述内容，仍然需要提供高效的声阻尼特性同时相对轻量并且表现出低程度的抗弯刚度的阻尼材料。还需要一种提供高效声阻尼特性以及其他特性(例如，隔热特性和/或吸声特性)的阻尼材料。
本发明提供了用于使振动表面减振的多层阻尼材料。所述阻尼材料包括：至少一个约束层、至少一个耗散层；以及具有多个间隔元件的至少一个动力间隔层。当用于使振动表面减振时，动力间隔层布置在约束层和振动表面之间。每个间隔元件具有相反的两端，并且多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部嵌入在耗散层中、结合到耗散层、与耗散层接触或紧紧靠近耗散层，使得能量通过多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部的移动而在多层阻尼材料内耗散。本发明还包括作为至少一个附加层或在上述层的至少一个层内的吸收材料。
根据本发明的多层阻尼材料提供阻尼材料或阻尼系统，该阻尼材料或阻尼系统能够耗散振动表面(例如交通工具、器皿或器具主体部件和/或产生振动和/或噪音的其他机器或系统的任何部件的面板)内的振动能量，并且还吸收多层阻尼材料。此外，根据本发明的多层阻尼材料通过吸收材料提供附加特性，例如，该附加特性可为吸声特性。
耗散层是包含粘弹性材料的层，所述粘弹性材料在形成和/或受到应力和/或压缩时和/或在经受剪切力和/或应变力时能够耗散能量。换句话讲，大多数能量的耗散归因于耗散层内的剪切应变。一些能量还可能在多个间隔元件中耗散。一般来讲，可选择粘弹性材料的特性，使得它们在经受剪切应变和直接应变时易于耗散更多能量。通常，耗散层由以下材料制成：沥青、丁基、橡胶、粘合剂或基于此类材料的树脂组合物。对于例如汽车应用，耗散层可具有在0.05mm和5mm之间，通常在0.1mm和3mm之间的厚度。
选择根据本发明的多层阻尼材料的约束层，使得其不像耗散层的粘弹性材料一样有弹性。例如，约束层可由铝或任何其他轻质、高模量材料(例如钛)制成。钢、不锈钢、较有刚性的玻璃垫也可用作约束层。
当约束层附接在粘弹性材料层之上时，面板的每个变形不仅导致耗散层内聚合物链的拉伸压缩，还导致耗散层内的剪切。根据一个示例性实施方案，多层阻尼材料提供两个耗散层，在动力间隔层的每一侧上各具有一个耗散层。
根据本发明的动力间隔层满足将待阻尼的面板的变形或振动传送到耗散层，从而导致耗散层内的应变增加，从而增加了阻尼作用。耗散层可以是权利要求1中提及的耗散层，或者可以是附加耗散层。动力间隔层还称为“支架”层并且充当应变放大器。当用于使振动表面减振时，根据本发明的动力间隔层提供布置在约束层和振动表面之间的多个间隔元件。多个间隔元件将待阻尼面板的变形传送到耗散层中，而不会向多层阻尼材料的构造添加许多抗弯刚度。
为了能够将待阻尼面板的变形或振动传送到耗散层中并耗散能量，将动力间隔层的间隔元件的相对两端中的至少一个嵌入耗散层中或粘结到耗散层。在执行该移动时，在耗散层中引起应变和/或变形，从而使得能量在多层阻尼材料内耗散。粘结到耗散层包括直接或间接粘结到耗散层，这包括在动力间隔元件与耗散层之间具有附加层(例如薄膜)的实施方案。动力间隔元件的相对两端为在具有中间附加层的方向和不具有中间附加层的方向上面向约束层的一侧或面向面板的相对侧。为动力间隔层提供多个间隔元件可减轻重量，并使阻尼材料弯曲。
根据本发明的多层阻尼材料还包含作为至少一个吸收层或在其他层中的至少一个内的吸收材料，该吸收材料提供降噪特性，如多层阻尼材料的吸收和传输，其中吸音涉及材料吸收入射声波的能力，而传输涉及材料反射入射声波的能力。
吸收材料为根据本发明的阻尼材料提供附加的降噪特性。吸收材料可吸收振荡颗粒产生的噪音。当这些振荡颗粒移入吸收材料中时，振荡颗粒的能量由于吸收材料内结构相对于空气的相对运动而作为热量耗散。
在其他层中的至少一个内具有附加吸收层或吸收材料的情况下，产生如下构造，所述构造一方面提供高效的声阻尼特性，并且另一方面提供附加特性，诸如像吸声特性或根据用于吸收的材料，材料的绝热特性。根据期望使用多层阻尼材料的应用，可选择吸收材料使得其提供所需的特性。
吸收材料或吸收层可为至少一部分提供多孔材料。多孔材料可为开孔材料或闭孔材料，尤其是当孔的壁非常薄时。例如，提供这种降噪特性并且可以用于本发明的典型材料为弹簧质点系统，例如泡沫(例如开孔泡沫)、穿孔膜、非织造材料、织造材料、织物、毛毡、纺织品、地毯、包含热塑性纤维或无机纤维(诸如像玻璃纤维、陶瓷纤维或任何其他种类的无机纤维)或它们的组合的材料、包含玻璃泡的系统或所有上述材料的任意组合。
根据本发明的一个示例性实施例，吸收材料可以包括织造或非织造材料，诸如像非织造绝缘纤维网或非织造隔音纤维网。织造或非织造材料可包括纤维，诸如热塑性纤维或无机纤维(诸如像玻璃纤维、陶瓷纤维或任何其他类型的无机纤维)或它们的组合。其还可包括热塑性熔喷微纤维和/或热塑性卷曲膨化纤维。还可能的是，非织造绝缘材料的热塑性纤维包括细旦短纤维。
吸收材料的厚度可以在1mm与50mm之间、优选地在15mm至22mm之间。它的密度也可以在5kg/m3与50kg/m3之间、优选在15kg/m3至22kg/m3之间，诸如像可从德国诺伊斯的3MDeutschland GmbH(M Deutschland GmbH,Neuss,Germany)商购的3MTMThinsulateTM隔音AU3002-2。当3MTMThinsulateTM隔音AU 3002-2用作吸收材料时，提供了多层阻尼材料，该多层阻尼材料提供高效、轻质阻尼特性加上吸声特性以及绝热特性。
如果吸收材料为非织造隔音纤维网，则它可以是具有一定密度、平均有效纤维直径和压降的热塑性纤维的任何非织造纤维网。纤维网的密度可以为约50kg/m3或更小、优选约20kg/m3、更优选约10kg/m3或更小；平均有效纤维直径为约15微米或更小、优选约5微米至10微米、更优选约5微米至8微米；厚度为至少约0.5cm；并且压降为在约32升/分钟的流速下至少约1mm水柱、优选至少约3mm水柱、最优选约3mm至约10mm水柱。纤维网可通过用于形成非织造纤维网的任何熟知的技术形成，诸如气流成网、粗梳法、用熔喷微纤维形成、湿法成网、溶液纺丝或熔体纺丝。纤维网也可以利用溶液吹塑技术用非织造聚合物微纤维制成。
有效纤维直径可通过测量穿过纤维网的主面和经过纤维网的空气的压降来估计，如ASTM F 778-88测试方法中所概述。如本文所用，术语“平均有效纤维直径”是指根据戴维斯C.N.(Davis，C.N.)，“气载粉尘和粒子的分离(The Separation of Airborne Dust andParticles)”，伦敦机械工程师学会(Institution of Mechanical Engineers，London)，学报1B，1952中所述的方法计算的纤维直径。
例如，细旦短纤维可以由选自聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、丙烯酸、聚氯乙烯及它们的混合物的热塑性材料形成。具有较高旦尼尔的其他类型的纤维可与极细旦短纤维以使得满足对密度、平均有效纤维直径和压降的要求的量组合。此类其他类型的纤维可包括粘合剂纤维、静电释放纤维和阻燃纤维。此外，也可将阻燃添加剂和熔融添加剂或掺杂添加剂(诸如含氟化合物、抗氧化剂、颜料、光稳定剂、抗静电剂和惰性填料)掺入纤维网中。
尽管可以使用长至150mm的短纤维，但优选地，极细旦纤维和任何其他短纤维为约15mm至约75mm长、更优选约25mm至约50mm长。优选地，纤维网包含至少约10重量％的极细旦短纤维。它还可包含至少20重量％的极细旦短纤维、或至少30重量％的极细旦短纤维、或至少40重量％的极细旦短纤维。细旦短纤维的量也可能高于50重量％。
纤维网必须具有足够的完整性，使其能够承受处理和进一步的处理操作，诸如压延、成形、切割和层压。为了实现该完整性，可使用若干熟知的方法中的任一种。此类方法包括在纤维网中使用热活化粘结剂纤维、针刺以及应用粘结剂树脂。例如，这些方法的其他实例公开于EP 0 607 946A1(第5页，第6至18行)中。
已知熔喷超细纤维是不连续的。它们的直径通常为约1微米至约25微米。在根据本发明的纤维网中，熔喷微纤维的直径优选地为约2微米至约15微米、更优选地为约5微米至10微米。熔喷微纤维可以由热塑性成纤材料形成，诸如聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯)、聚酯(诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(诸如尼龙6或尼龙66)、聚氨酯或它们的组合。
熔喷微纤维的纤维网也可以包含短纤维，诸如卷曲膨化纤维。此类卷曲膨化纤维沿其长度具有连续的波浪状、卷曲状、或锯齿状特点。每单位长度的卷曲数可以广泛变化，但通常在约1个卷曲/厘米至约10个卷曲/厘米的范围内，优选地为至少约2个卷曲/厘米。卷曲膨化纤维的尺寸可以广泛变化，但是通常在约1旦尼尔(1.11×10-7kg/m)至约100旦尼尔(1.11×10-5kg/m)的范围内，优选为约3旦尼尔(3.33×10-7kg/m)至约35旦(3.89×10-6kg/m)。通常，卷曲膨化纤维的平均长度为约2cm至约15cm、优选约7cm至约10cm。卷曲膨化纤维可由聚酯、丙烯酸、聚烯烃、聚酰胺、聚氨酯、人造丝、乙酸酯以及它们的混合物制成。
纤维网的基重可根据纤维网所需的最终用途而广泛变化，但通常，纤维网的基重为至少约150g/m2、更优选至少约400g/m2。纤维网的厚度也可广泛变化，但通常在约1mm与50mm的范围内，优选地为15mm至22mm。无论是梳理成网、气流成网还是用熔喷微纤维形成，纤维网的厚度均可根据需要减小，以例如通过压延来实现所需的密度。
如上所述，吸收材料还可包括玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或间位芳族聚酰胺纤维。此类纤维可具有技术上对本申请有意义的任何直径或长度。
根据本发明的一个示例性实施方案，吸收材料作为附加吸收层布置在约束层之上。可用粘合剂层将其附接到约束层。粘合剂层可为连续的，或者可具有点状图案。紧固夹片也可代替粘合剂层起作用。吸收层也可通过激光、超声或高频焊接紧固到构造的其余部分。还可以将吸收材料定位在多层阻尼材料内的任何其他位置处，例如在约束层与至少一个耗散层之间、在至少一个耗散层与动力间隔层之间、在动力间隔层与另一个耗散层之间、在另一个耗散层与振动表面之间。
根据本发明的另一个示例性实施方案，吸收材料布置成使得其至少部分地填充动力间隔层的多个间隔元件之间的空间。该构造尤其节省空间，因为附加的吸收材料整合到构造中，从而不需要任何附加空间。此外，该构造提供阻尼特性以及隔音特性(如上文所定义的吸收和透射)。此外，这种构造具有非常好的防污性并且降低了吸水潜力，因为吸收材料被具有闭合表面的约束层覆盖，这在一些应用(诸如行李箱或车轮拱应用)中可能是有利的。
根据本发明的另一个示例性实施方案，约束层、耗散层和/或动力间隔层的基底层提供穿孔，例如微穿孔。穿孔可为针刺的、激光切割的或电子束切割的或钻孔的或它们的组合。穿孔的直径可在0.05mm至5.00mm的范围内。
穿孔可定位成使得它们在阻尼材料内构建亥姆霍兹共振器，例如，将阻尼材料内动力间隔元件周围的空间与多层阻尼材料外部的空间连接起来。亥姆霍兹共振器的特征在于其共振特性，该共振特性由封闭空气的容积或腔室以及连接到外部流体的开口或颈部产生。该开口可以是简单的通孔或延伸的颈部或端口。除了空气之外，腔室可为空的，或者其可包含多孔低密度材料，例如吸收材料。腔室内的空气充当机械弹簧，并且容纳在开口、孔或颈部中的空气塞充当质点，从而形成共振质点弹簧系统。共振腔内的能量主要通过振荡空气沿共振器壁的粘性阻力耗散，并且主要进入和离开小开口。可调节孔直径、颈部长度、孔间距和腔体体积以改变吸音轮廓。因此，能量在腔室的壁和/或填充材料中耗散。腔室的填充材料，例如吸收材料可实现附加效果，其可加宽阻尼材料的有效带宽。
根据本发明的一个示例性实施方案，微穿孔布置成使得它们将动力间隔元件之间的空间与多层阻尼材料周围的空间连接。换句话讲，它们围绕动力间隔元件布置或布置在动力间隔元件之间。根据动力间隔件的取向(朝向振动表面或远离振动表面的取向)，微穿孔可穿过约束层、至少一个耗散层和动力间隔层的至少部分。通过将动力间隔元件之间的空间与多层阻尼材料外部的空间连接，以非常容易且节省成本的方式在根据本发明的多层阻尼材料内部构建亥姆霍兹共振器。亥姆霍兹共振器提供用于吸收噪音或声能的附加特征部，并且因此以不可预见的方式增强多层阻尼材料的特性。
根据本发明的一个示例性实施方案，动力间隔元件可布置成将约束层与耗散层间隔开。在这种实施方案中，动力间隔层或元件需要用附加粘合剂层附接到约束层。例如，该附加粘合剂层可以是不提供任何粘弹性或仅提供很小粘弹性的任何种类的粘合剂层，诸如像环氧树脂。也可以具有根据本发明的多层阻尼材料的实施方案，其中动力间隔层直接结合到振动表面，并且耗散层布置在间隔层与约束层之间。
根据本发明的一个示例性实施方案，耗散层可布置成将约束层与动力间隔层隔开。
根据本发明的一个示例性实施方案，间隔元件可嵌入耗散层中，使得间隔元件的0％至100％嵌入耗散层中。
动力间隔元件可以：a)在动力间隔层内彼此等距间隔布置；b)在动力间隔层内的位置处均匀或一致地布置；c)在动力间隔层内的位置处不均匀或不一致地布置；或d)a)、b)和c的任何组合。彼此等距间隔开可意指每个间隔元件与相邻的一个或多个间隔元件的距离相同。此类等距间隔开的动力间隔元件的一个示例是成行和成列布置的间隔元件，其中行和列彼此等距间隔开。均匀地或一致地布置在动力间隔层内的位置处意味着动力间隔元件布置在图案内，其中图案在动力间隔层内反复重复。图案内的动力间隔元件可以彼此等距间隔开或可以不彼此等距间隔开。动力间隔元件也可以随机布置在动力间隔层内。例如，可存在动力间隔元件彼此等距间隔开的区域以及动力间隔元件不彼此等距间隔开的区域。
动力间隔元件可以是：a)形状和大小一致的、b)形状和大小不一致的、c)圆柱形的、锥形的、圆筒形的或球形的，或d)a)、b)和c)的任何组合。形状和大小一致意味着所有动力间隔元件或所有动力间隔元件组具有相同的形状和相同的大小。动力间隔元件的形状和大小不一致也是可能的。例如，一个动力间隔层内的所有动力间隔元件可以具有不同于这一个动力间隔层内的所有其他动力间隔元件的形状和/或大小。动力间隔元件的形状和/或大小中的一些在一个动力间隔层内重复也是可能的。动力间隔元件可具有任何种类的合适形状，诸如像圆柱体、锥体、圆筒的形状，并且/或者它们可以是球形的。上面提及的形状的动力间隔元件或任何其它形状的动力间隔元件可以是中空的或实心的。动力间隔元件可具有圆形、椭圆形、多边形或提及的横截面几何结构的组合的横截面。间隔元件可在两侧上胶粘，如圆筒或图形“8”。它们还可具有凹面部分。它们还可含有空隙区域-例如经由玻璃泡局部含有空隙区域或经由设计，例如如以上所提及的中空、管道或管件区域含有空隙区域。它们可包括由不同材料制成的壁和芯。例如，壁可比芯硬。动力间隔层还可包含大玻璃珠或玻璃泡，而不是间隔元件。或者它们可包含沙粒。它们也可由陶瓷材料制成。
动力间隔元件的竖直轴线可布置成垂直(90°)于耗散层的平面。当然，动力间隔元件的竖直轴线也可以以在相对于耗散层的平面25°至90°内的角度倾斜。
动力间隔元件还可包括在至少一个端部(例如面向约束层的端部和/或面向振动表面的端部)上的至少一个盖。动力间隔元件还可包括两个盖，在动力间隔元件的每个端部上各有一个盖。多于一个动力间隔元件也可以连接到至少一个公共盖。多于一个动力间隔元件也可以连接到至少两个公共盖，在动力间隔元件的每个端部上各有一个公共盖。动力间隔元件的两个端部上的公共盖可在顶部以及在底部上连接不同的动力间隔元件，或者它们可在两侧上连接相同的动力间隔元件。所有以上提及的实施方案和示例可以彼此组合。
根据本发明的另一个实施方案，动力间隔元件可具有I形梁、X形梁或H形梁的形状。还可弯曲各种字母线条。上述形状的间隔元件可布置成诸如从侧视图可见或从俯视图到也可见。
根据本发明的另一个实施方案，多层阻尼材料包括基底层，其中动力间隔元件延伸出基底层。基底层可具有动力间隔元件的支撑层的功能。基底层可由与动力间隔元件相同的材料制成。此类实施方案提供能够在一个生产步骤内制备基底层和动力间隔层的优点，这节省了时间和成本。制备此类动力间隔元件的一种可能的方式是微米复制技术、快速成型或添加剂制造。制造动力间隔层和动力间隔元件的其它方式是模塑、压印或波纹。基底层和具有动力间隔元件的动力间隔层由不同材料制成也是可能的。
根据本发明的另一个实施方案，动力间隔元件是基底层的整体部分。例如，动力间隔元件可在一个生产步骤内一起形成，或者它们可在单独的生产步骤内结合到基底层。
对于制备动力间隔元件，大体上所有已知的材料都是可能的。根据本发明的一个实施方案，动力间隔元件可包含以下材料中的至少一种：陶瓷、玻璃、金属诸如例如铝、碳、粘土、发泡PU、塑料诸如例如热塑性材料(诸如例如聚酯、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、尼龙)。基底层也可由与动力间隔元件不同的材料制成。
根据本发明的另一个实施方案，动力间隔元件可包含多于一种材料。它们可包含材料的以上提及的材料列表的任何组合。上述材料可配制成具有期望性质的母料。根据本发明的多材料动力间隔元件的另一个示例可以是包括由一种材料制成的间隔元件和在其一个和/或两个端部处的另一种材料的薄层的间隔元件。薄层的材料例如可以是能够耗散能量的粘弹性材料。薄层的厚度例如可以是3μm。动力间隔元件还可提供护套/芯组合物，意味着动力间隔元件的芯具有与动力间隔元件的护套不同的组合物。动力间隔元件还可提供分层构造，其中层可包含不同的材料。在上述实施方案中的每个实施方案中，动力间隔元件提供两种或更多种不同的材料是可能的。动力间隔元件还可包含整合进元件的构造中的玻璃泡。
根据顾客的需要驱使，动力间隔元件可具有在0.1mm至15mm范围内的高度。
根据本发明的另一个实施方案，基底层可包含以下材料中的至少一种：丙烯酸盐、聚丙烯、聚酯。基底层还可包含提及的材料的组合。
基底层可具有在0mm(不存在基底层)至3mm范围内的厚度。
例如，动力间隔元件的高度与基底材料的高度/厚度的比值可大于1.1/1、大于10/1和大于20/1。
根据本发明的另一个实施方案，基底层可包括结网或膜。结网或膜可嵌入材料中。但是基底层仅包括结网或膜也是可能的。结网或膜可散布整个基底层内，或者它可仅布置在某些区域中。基底层还可包含非织造材料。
基底层可包括a)开孔和/或狭缝；b)是连续的或不连续的；或c)a)和b)的任何组合。关于重量具有开孔和/或狭缝的基底层可为最优化的，因为它可包括比具有不带有开孔和/或狭缝的基底层的多层阻尼材料少的材料。如果基底层包括具有开孔的结或膜，则开孔可以是结网或膜的开孔。动力间隔元件可布置在开孔之间。动力间隔元件至少部分地覆盖基底层的开孔或狭缝也是可能的。开孔或狭缝也可提供附加的阻尼或吸收特性，如上文关于微穿孔所述。
所述耗散层可以是：a)连续的或不连续的、b)不连续的且仅位于多个间隔元件的一个端部上、c)包括开孔和/或狭缝，或d)a)、b)和c)的任何组合。多层阻尼材料的耗散层可包括开孔和/或狭缝。耗散层还可包括斑点、疹斑和/或岛状物。本发明还涵盖如下实施方案：耗散层仅包括在动力间隔元件中的每个动力间隔元件的端部上的小岛状物，其中它们接触其相邻的层，例如约束层或振动表面。关于重量该实施方案可为最优化的，因为它可包括比具有不带有开孔或狭缝的耗散层的多层阻尼材料少的材料。开孔或狭缝也可提供附加的阻尼或吸收特性，如上文关于微穿孔所述。
约束层可以是：a)连续的或不连续的；b)布置成与至少一个耗散层(1、3)相邻并且接触；c)连续地或不连续地与至少一个耗散层(1、3)接触；或d)a)、b)和c)的任何组合。根据本发明的另一个实施方案，约束层可包括开孔和/或狭缝，该开孔和/或狭缝可再次提供重量节省的可能性。约束层可与耗散层连续地或不连续地接触。约束层可布置成与耗散层相邻并且接触。耗散层可以是根据权利要求1所述的耗散层，或者其可以是多层阻尼材料的任何附加耗散层。约束层可布置在耗散层的与动力间隔层相对的一侧上。约束层可与耗散层连续地或不连续地接触。约束层构造是现有技术已知的，也参见上述背景技术的描述，并且提供了在耗散层内另外引入剪切的优点，这使阻尼更有效。开孔或狭缝也可提供附加的阻尼或吸收特性，如上文关于微穿孔所述。
根据本发明的多层阻尼材料可以是适用于(即，尺寸被形成为、设计和/或配置为)阻尼以下各项内的泡沫：a)交通工具，诸如像汽车、卡车、飞机、火车、船、器皿或船；b)器具，诸如像洗衣机、洗碗机等；c)包括机器的任何其他机器或系统，诸如像发电机系统、升降机或空气处理系统；或d)a)、b)和c)的任何组合。
本发明还涉及一种汽车组件，包括根据上述实施方案中任一项所述的多层阻尼材料。例如，包括该多层阻尼材料的汽车组件可为整个车身的任何部分，诸如像汽车车顶、车门面板、前仪表板、底部面板。例如，将根据本发明的多层阻尼紧紧靠近振动源诸如像交通工具的引擎放置可为有用的。
现在将参考以下举例说明了本发明的特定实施方案的附图更详细地来描述本发明：
图1A是处于未变形阶段的多层约束阻尼材料的示意性剖视图；
图1B是处于变形阶段的多层约束阻尼材料的示意性剖视图；
图2是具有动力间隔层的多层约束阻尼材料的示意性剖视图；
图3是根据本发明的多层阻尼材料的一个实施方案的示意性剖视图；
图4是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图；
图5是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图；
图6是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图；
图7是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图；
图8是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图；
图9至图23是根据本发明的多层阻尼材料的动力间隔层的杆状物的实施方案的示意图。
本发明的各种实施方案在本文下面有所描述并在附图中示出，其中类似的元件具有相同的参考标号。下面还描述了本发明的附加的教导内容。
图1是具有面板10的根据现有技术的多层约束阻尼材料的示意性剖视图，该面板10是待阻尼的组件或振动表面。阻尼材料本身包括耗散层3和约束层4。耗散层3可包含粘弹性材料，并且约束层4可包含不像耗散层3那样有弹性的材料。当约束层4附接到耗散层时，面板10中的每个变形不仅导致耗散层中的拉伸和压缩还导致剪切(参见图1B)。因此，具有附加的约束层的阻尼材料比仅具有耗散层的阻尼材料更加有效。
图2是具有动力间隔层2的根据现有技术的多层约束阻尼材料的示意性剖视图。附图再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件或振动表面。多层阻尼材料包括第一耗散或粘合剂层1、动力间隔层2、第二耗散层3和约束层4。动力间隔层2将面板10的变形传送到耗散层3中。由于杠杆效应，耗散层3的变形增加，因此在耗散层中引起的拉伸、压缩和剪切也增加。因此，动力间隔层2增加了耗散层3中的应变。现有技术中使用的动力间隔层材料的一个示例是PU泡沫。
图3是根据本发明的多层阻尼材料的一个实施方案的示意性剖视图。图3再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件或振动表面。根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、动力间隔层2、第二耗散层3、约束层4、粘合剂层11和吸收层12。粘合剂层11可具有点状图案。紧固夹片也可代替粘合剂层起作用。吸收层12也可通过激光、超声或高频焊接紧固到构造的其余部分，这取决于用于吸收层12和约束层4的材料。动力间隔层2包括基底层2a和从基底层2a延伸的多个间隔元件2b。基底层2a布置成与第一耗散层1相邻，由此多间隔元件2b延伸到第二耗散层3的方向中(引脚向上)。如果动力间隔层2具有多个间隔元件2b，则提供以下优点：a)与具有均匀动力间隔层的间隔层相比节省了重量，以及b)提供使根据本发明的多层阻尼材料弯曲的可能性。例如，附加吸收层12可包括非织造绝缘纤维网。上文在说明书的综述部分中列出的其他材料也可用于吸收层12。吸收层12可提供对噪音的附加吸收，噪音如下作用：进入吸收层12的噪音起到振荡空气颗粒的作用。当这些振荡空气颗粒沿着吸收层12内的纤维移动时，振荡颗粒的能量由于吸收层12内纤维和空气的相对运动而作为热量耗散。空气颗粒遇到的纤维越多，产生的摩擦越多，并且耗散的能量越多。耗散效率也可取决于其他因素，诸如像取决于纤维尺寸。一般来讲，声阻尼材料的纤维或结构越细，吸音效果越好。
图4是根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图。图4再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件。如图3中的实施方案，根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、动力间隔层2、可选的第二耗散层3、约束层4、粘合剂层11和吸收层12。对于粘合剂层的其他选择或修改，参见图3的描述段落。如果未使用第二耗散层3，则可期望约束层4和基底层2a可彼此可结合，例如，通过使用施加的热、摩擦等熔合在一起或以其他方式例如用(一个或多个)机械紧固件将它们相对于彼此固定。动力间隔层2还包括基底层2a和从基底层2a延伸的多个间隔元件2b。图3所示的实施方案与图4所示的实施方案之间的区别是多个间隔元件2b和基底层2a相对于多层阻尼材料的其他层的取向。在图3中，间隔元件面向约束层，而在图4中，它们面向振动表面。与图3的实施方案相比，图4的实施方案在柔性和易使构造适形于成形表面的方面可能是有利的。基底层2a布置成与第二耗散层3相邻，由此多个间隔元件2b延伸到第一耗散层1的方向中(引脚向下)。附加吸收层12可包括非织造绝缘纤维网。它可提供对噪音的附加吸收，噪音如下作用：进入吸音层12的噪音起到振荡空气颗粒的作用。当这些振荡空气颗粒沿着吸音层12内的纤维移动时，振荡空气的能量由于吸收层12内纤维和空气的相对运动而作为热量耗散。空气颗粒遇到的纤维越多，产生的摩擦越多，并且耗散的能量越多。声阻尼材料的纤维或结构越细，吸音效果越好。吸音性还可能受到其他参数(诸如像纤维的尺寸)的影响。
图5再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件。在该实施方案中，根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、具有吸收材料12的动力间隔层2、可选的第二耗散层3和约束层4。与上述实施方案不同，吸音材料12布置成使得其至少部分地填充动力间隔元件2b之间的空间。因此，将吸收材料12放置在动力间隔元件2b之间和周围。例如，吸收材料12可为3MTMThinsulateTM隔音AU 3002-2。此外，约束层4以及第二耗散层3和动力间隔层2的基底层2a设置有微穿孔空间(孔)13。微穿孔空间(孔)13围绕间隔元件2b布置，使得使用间隔元件2b之间的空间构建小亥姆霍兹共振器。此外，亥姆霍兹共振器填充有吸收层12的材料。亥姆霍兹共振器如本说明书的综述部分中所述起作用。微穿孔空间可接收噪音，引导该噪音通过朝向动力间隔元件2b周围的吸收层12的构造。吸收层12可以与上述相同的方式吸收噪音。
因此，图5所示的实施方案提供了具有优异阻尼特性的构造。此外，图5所示的实施方案示出了吸音特性，而不增加产品的任何尺寸(厚度)。根据用于吸音材料12的材料，图5所示的实施方案也可提供增强的绝热特性，例如当3MTMThinsulateTM隔音AU 3002-2用作吸收材料12时。
图6再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件。在该实施方案中，根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、具有吸收材料12的动力间隔层2、可选的第二耗散层3和约束层4。如同结合图5所示的实施方案，吸音材料12布置成使得其至少部分地填充动力间隔元件2b之间的空间。因此，将吸收材料12放置在动力间隔元件2b之间和周围。此外，约束层4以及第二耗散层3设置有微穿孔空间(孔)13。微穿孔空间(孔)13围绕间隔元件2b布置，使得使用间隔元件2b之间的空间构建小亥姆霍兹共振器。此外，亥姆霍兹共振器填充有吸收材料12的材料。亥姆霍兹共振器如本说明书的综述部分中所述起作用。微穿孔空间可接收噪音，引导该噪音通过朝向动力间隔元件2b周围的吸收材料12的构造。吸收材料12可以与上述相同的方式吸收噪音。图6的构造提供与结合图5所述的构造相同的优点。这两个实施方案之间的唯一区别可能在于图5所示的构造更具柔性。
图7示出了根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的示意性剖视图。图7再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件。根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、动力间隔层2、可选的第二耗散层3、约束层4、粘合剂层11和吸收层12。对于吸收层11或可替代的解决方案的修改，参见本说明书的综述部分。因此，吸收层12设置在构造之上，如图3所示的实施方案。此外，粘合剂层11、约束层4以及第二耗散层3设置有微穿孔空间(孔)13。微穿孔空间(孔)13布置成使得它们终止于动力间隔层2的间隔元件2b之间的空间中。在图7所示的实施方案中，动力间隔元件2b之间的空间可以填充有吸收材料，如图5或图6所示。
图7所示的实施方案提供优异的阻尼特性。此外，由于附加的吸音层12，其还提供吸收特性。与图3所示的实施方案相比，由于用作亥姆霍兹共振器的微穿孔空间(孔)13，吸收特性得到增强。如果噪音未被吸音层12吸收并且行进穿过整个吸收层12，则其将到达微穿孔空间13并且在其中耗散，这增强了吸收效果。
图8示出了根据本发明的多层阻尼材料的另一个实施方案的另一示意性剖视图。图8再次示出面板10，该面板10是待阻尼的组件。根据本发明的多层阻尼材料，按该顺序包括紧挨面板10的第一耗散层1、动力间隔层2、可选的第二耗散层3、约束层4、粘合剂层11和吸收层12。对于吸收层11或可替代的解决方案的修改，参见本说明书的综述部分。因此，吸收层12设置在构造之上，如图3所示的实施方案。此外，粘合剂层11、约束层4以及第二耗散层3和动力间隔层2的基底层2a设置有微穿孔空间(孔)13。微穿孔空间(孔)13布置成使得它们终止于动力间隔层2的间隔元件2b之间的空间中。在图8所示的实施方案中，动力间隔元件2b之间的空间可以填充有吸收材料，如图5或图6所示。
以下图9至图23是具有以不同方式布置的多个动力间隔元件的动力间隔层的示意性俯视图。在图9中，多个动力间隔元件布置成彼此等距间隔开。在图10中，多个动力间隔元件均匀地或一致地布置在动力间隔层内的位置处。此处多个动力间隔元件布置在五个动力间隔元件的组内。在图11中，多个动力间隔元件不均匀地或不一致地布置在动力间隔层内的位置处。此处多个动力间隔元件随机布置。可期望本发明的动力间隔层2具有布置在横向行中的动力间隔元件2b，该横向行相对宽度方向W偏斜一定角度(例如，如图17所示，偏斜约20°)。
图12A至图12H示出了动力间隔层2b的可能的动力间隔元件的示意性侧视图。从附图可以看出，可以具有许多不同的形状，诸如像不同的I形动力间隔元件、H形动力间隔元件或x形动力间隔元件以及其他形状，诸如像球形动力间隔元件(未示出)，该球形动力间隔元件可以是实心或薄壁中空的玻璃珠、陶瓷珠或塑料珠。虽然动力间隔元件作为一个均匀主体示出，但是如上文已描述的，由多于一种材料制备它们也是可能的。所有示出的形状都可以改变，如改变大小、尺寸，使得外部表层更圆等等。它们也可以是中空的。
图13A至图13K示出动力间隔层2b的可能的动力间隔元件的示意性俯视图。从附图可以看出，可以具有许多不同的横截面形状，如圆形动力间隔元件、正方形动力间隔元件、六边形动力间隔元件、八边形动力间隔元件、三角形动力间隔元件、奇形的多边形动力间隔元件、星形动力间隔元件。动力间隔元件可以是填充的或中空的(例如，管状)。动力间隔元件可填充有与形成间隔元件的外部护套相同的材料，或者它们可填充有不同的材料(例如，提供附加的阻尼特性的材料)。
图14是具有从基底层延伸的I形动力间隔层元件的根据本发明的附加动力间隔层的侧视图。在图15中可以看出，间隔元件彼此等距间隔开。
图16是具有从基底层延伸的圆柱形动力间隔元件的根据本发明的附加动力间隔层的侧视图。动力间隔元件包括圆形顶端。由于上文讨论的原因，可期望盖上该动力间隔层的间隔元件中的每个间隔元件的圆形顶端。在图17中可以看出，间隔元件彼此等距间隔开。
图18是根据本发明的附加动力间隔层的俯视图，其中间隔元件布置成行，这些行相对于动力间隔层元件的边缘以20°的角度定位。
图19A-图19C是根据本发明的动力间隔层的动力间隔元件的另一个实施方案的视图，其中间隔元件2b中的每个间隔元件以三个相邻的元件2b的组为单位以约45°的角度倾斜。每组中的三个间隔元件2b在其端部中的一个端部处接合在一起(例如，通过粘合剂或热熔凝)，以形成三脚架形状。三个间隔元件2b的这些组在间隔元件的其他端部处彼此接合。
图20A至图20C是根据本发明的动力间隔层的动力间隔元件的另一个实施方案的示意性视图，其中间隔元件2b中的每个间隔元件以四个相邻的元件2b的组为单位以约45°的角度倾斜。每组中的四个间隔元件2b在其端部中的一个端部处接合在一起(例如，通过粘合剂或热熔凝)，以形成类似于图23实施方案中的三脚架形状的形状。四个间隔元件2b的这些组同样在其其他端部处彼此接合。
图21是具有垂直间隔元件2b的动力间隔层的实施方案的示意性俯视图，该垂直间隔元件2b通过相对薄的连接器引脚或杆12各自接合到其相邻的间隔元件2b。虽然连接器引脚12被示出位于沿每个间隔元件2b的长度的中间位置，但是引脚12可位于沿每个间隔元件2b的长度的任何期望点处。
图22是具有多行斜间隔元件2b的动力间隔层的实施方案的示意性俯视图，该些间隔元件2b各自以约45°的角度倾斜并通过连接器引脚或杆12接合在一起。相邻行的间隔元件2b在相反的方向上倾斜。虽然连接器引脚12被示出位于沿每个间隔元件2b的长度的中间位置，但是引脚12可位于沿每个间隔元件2b的长度的任何期望点处。
图23是具有随机成角度的间隔元件2b的动力间隔层的实施方案的示意性俯视图，该随机成角度的间隔元件2b通过连接器引脚或杆12接合在一起。虽然连接器引脚12被示出位于沿每个间隔元件2b的长度的中间位置，但是引脚12可位于沿每个间隔元件2b的长度的任何期望点处。
所有上述间隔元件和间隔层都可与根据本发明的吸收层组合。结合图3至图8所述的所有实施方案可包括图9至图23所公开的任何形状或图9至图23所公开的任何形状的组合。

Claims (15)

1.一种用于使振动表面(10)减振的多层阻尼材料，所述多层阻尼材料包括：
-至少一个约束层(4)；
-至少一个耗散层(1、3)；
-至少一个动力间隔层(2)，所述至少一个动力间隔层包括多个间隔元件(2b)，当用于使所述振动表面减振时，所述动力间隔层布置在所述约束层与所述振动表面之间，
其中，每个间隔元件具有相反的两端，所述多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部嵌入在所述耗散层中、结合到所述耗散层、与所述耗散层接触或紧紧靠近所述耗散层，使得能量通过所述多个间隔元件中的每个间隔元件的至少一个端部的移动而在所述多层阻尼材料内耗散；
-作为至少一个附加层(12)或在上述层的至少一个层内的吸收材料。
2.根据权利要求1所述的多层阻尼材料，其中所述吸收材料或吸收层(12)包括具有多孔材料的至少一部分。
3.根据权利要求1或2所述的多层阻尼材料，其中所述吸收材料或吸收层(12)包括泡沫、织造或非织造材料或者任何前述材料的组合，所述织造或非织造材料包括热塑性或无机纤维。
4.根据权利要求3所述的多层阻尼材料，其中所述热塑性纤维包括熔喷微纤维、卷曲膨化纤维和/或细旦短纤维。
5.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述吸收材料或吸收层(12)布置在所述约束层(4)之上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述吸收材料或吸收层(12)布置成使得其至少部分地填充所述动力间隔层(2)的所述多个间隔元件(2b)之间的空间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述动力间隔层(2)布置为将所述约束层(4)与所述耗散层(1、3)分隔，或所述耗散层(1、3)布置为将所述约束层(4)与所述动力间隔层(2)分隔。
8.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中，所述动力间隔层(2)包括基底层(2a)，其中所述动力间隔元件(2b)延伸出所述基底层。
9.根据权利要求8所述的多层阻尼材料，其中所述基底层(2a)包括a)开孔和/或狭缝；b)是连续的或不连续的；或c)a)和b)的任何组合。
10.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述耗散层(1、3)是：a)连续的或不连续的；b)不连续的且仅位于所述多个间隔元件(2b)的一个端部上；c)包括开孔和/或狭缝；或d)a)、b)和c)的任何组合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述约束层(4)是：a)连续的或不连续的；b)布置成与至少一个耗散层(1、3)相邻并且接触；c)连续地或不连续地与至少一个耗散层(1、3)接触；或d)a)、b)和c)的任何组合。
12.根据权利要求8或9所述的多层阻尼材料，其中所述约束层(4)、所述耗散层(1、3)和/或所述动力间隔层(2)的所述基底层(2a)提供穿孔，例如微穿孔。
13.根据权利要求12所述的多层阻尼材料，其中所述穿孔布置成使得它们将所述间隔元件之间的空间与所述多层阻尼材料周围的空间连接。
14.根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，所述多层阻尼材料呈适用于使在以下各项内的振动和/或噪音减弱的形式：a)交通工具、b)器具、c)任何其他的机器或包括机器的系统，或d)a)、b)和c)的任何组合。
15.一种汽车组件，所述汽车组件包括根据前述权利要求中任一项所述的多层阻尼材料，其中所述组件是汽车车顶、车门面板、前仪表板或底板面板。
CN201980043882.0A 2018-06-28 2019-06-28 多层阻尼材料 Pending CN112334678A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18180558.1 2018-06-28
EP18180558.1A EP3587851A1 (en) 2018-06-28 2018-06-28 Multilayer damping material
PCT/IB2019/055519 WO2020003241A1 (en) 2018-06-28 2019-06-28 Multilayer damping material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112334678A true CN112334678A (zh) 2021-02-05

Family

ID=62816456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980043882.0A Pending CN112334678A (zh) 2018-06-28 2019-06-28 多层阻尼材料

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210270337A1 (zh)
EP (1) EP3587851A1 (zh)
JP (1) JP2021530652A (zh)
CN (1) CN112334678A (zh)
WO (1) WO2020003241A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112856797A (zh) * 2021-03-22 2021-05-28 珠海格力绿色再生资源有限公司 吸音隔音复合结构及空调压缩机

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215225A (en) * 1961-11-29 1965-11-02 Korfund Dynamics Corp Laminated acoustic panels with outer metal layers, fibrous core and viscoelastic damping layer
US5298694A (en) * 1993-01-21 1994-03-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acoustical insulating web
JPH07117168A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Nichias Corp 磁性複合型吸音制振材
US20100013255A1 (en) * 2007-02-12 2010-01-21 Rieter Technologies Ag Constrained Layer Damping for Vehicle
CN202896472U (zh) * 2012-08-30 2013-04-24 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种汽车车身上的减振吸音件
US20130118831A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-16 Aisin Kako Kabushiki Kaisha Structure having sound absorption characteristic
CN107735287A (zh) * 2015-07-06 2018-02-23 欧拓管理公司 用于覆盖机动车辆的地板底板的装置以及用于制造该装置的方法
CN107810344A (zh) * 2015-06-15 2018-03-16 3M创新有限公司 多层阻尼材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2069413A (en) 1935-12-06 1937-02-02 Burgess Lab Inc C F Sound and vibration damping construction
JPS62181134A (ja) * 1986-02-05 1987-08-08 株式会社神戸製鋼所 多機能積層パネル
CA1322209C (en) * 1988-05-18 1993-09-14 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha (Also Trading As Honda Motor Co., Ltd .) Automotive sound-proof materials and damping materials therefor
CH678306A5 (zh) 1989-12-29 1991-08-30 Matec Holding

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3215225A (en) * 1961-11-29 1965-11-02 Korfund Dynamics Corp Laminated acoustic panels with outer metal layers, fibrous core and viscoelastic damping layer
US5298694A (en) * 1993-01-21 1994-03-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Acoustical insulating web
JPH07117168A (ja) * 1993-10-20 1995-05-09 Nichias Corp 磁性複合型吸音制振材
US20100013255A1 (en) * 2007-02-12 2010-01-21 Rieter Technologies Ag Constrained Layer Damping for Vehicle
US20130118831A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-16 Aisin Kako Kabushiki Kaisha Structure having sound absorption characteristic
CN202896472U (zh) * 2012-08-30 2013-04-24 浙江吉利汽车研究院有限公司杭州分公司 一种汽车车身上的减振吸音件
CN107810344A (zh) * 2015-06-15 2018-03-16 3M创新有限公司 多层阻尼材料
CN107735287A (zh) * 2015-07-06 2018-02-23 欧拓管理公司 用于覆盖机动车辆的地板底板的装置以及用于制造该装置的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112856797A (zh) * 2021-03-22 2021-05-28 珠海格力绿色再生资源有限公司 吸音隔音复合结构及空调压缩机
CN112856797B (zh) * 2021-03-22 2022-04-08 珠海格力绿色再生资源有限公司 吸音隔音复合结构及空调压缩机

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020003241A1 (en) 2020-01-02
JP2021530652A (ja) 2021-11-11
EP3587851A1 (en) 2020-01-01
US20210270337A1 (en) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11199235B2 (en) Multilayer damping material
KR20080004481A (ko) 층이 있는 흡음 부직포
KR101960823B1 (ko) 무향실용 흡음구조체 및 이를 포함하는 무향실
AU2010210069A1 (en) Acoustic absorber, acoustic transducer, and method for producing an acoustic absorber or an acoustic transducer
WO2014111068A2 (en) A sound absorbing means containing at least one cavity resonator
JP3347253B2 (ja) 自動車用サイレンサーパッド
EP2875507B1 (en) A sound absorptive element comprising at least one acoustic resonance membrane formed by a layer of polymeric nanofibers
JP2007334285A (ja) 吸音構造体及びそれを用いた軌条車両
CN112334678A (zh) 多层阻尼材料
US11270680B2 (en) Soundproof structure and method of manufacturing soundproof structure
JP2005099789A (ja) 吸音構造体およびその製造方法
JP6958830B2 (ja) 複合吸音材
JP5238324B2 (ja) 鉄道車両用パネルでの防音方法とそれに用いる鉄道車両用防音パネル構造
JP2002175083A (ja) 多孔質防音構造体
JP6362205B2 (ja) 制振床構造及びその施工方法
JP5893944B2 (ja) 制振材及び制振方法並びに制振材の制御方法
JP2009040072A (ja) 吸音構造
JP6466646B2 (ja) 吸音体およびそれを用いた吸音方法
RU2615943C2 (ru) Ограждение для веретен текстильной машины
JP6134147B2 (ja) 床下地材、フローリング材および床下地材の製造方法
CN110774692A (zh) 轻质吸声材料及附着其的基材
JP2008120215A (ja) 自動車の騒音低減構造
JPWO2020003241A5 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210205