CN114737311B - 一种抗菌抑菌吸音材料制作方法及由其制成的吸音材料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗菌抑菌吸音材料制作方法及由其制成的吸音材料；其中方法为：选取竹原纤维；梳理竹原纤维；将多股竹原纤维处理成球状竹原纤维球，放置一定时长；开松成竹原纤维；将竹原纤维均匀平铺，并均匀喷洒天然乳胶，进行预压紧；如此循环，得到若干层纤维薄片叠加在一起的竹原纤维垫；将竹原纤维垫进行压制成型；将竹原纤维垫进行热压加工，使竹原纤维垫在高温加压条件下恒温烘烤使天然乳胶固化；对竹原纤维垫进行表面二次喷洒天然乳胶。该方法制出的吸音材料具有抗菌、抑菌性能，环保可降解，具有良好吸音性能。
Description
技术领域
本发明涉及吸音降噪材料技术领域，更具体地说，涉及一种抗菌抑菌吸音材料制作方法及由其制成的吸音材料。
背景技术
在吸音降噪领域中，目前使用较多的是玻纤、岩棉及海绵等材料，这些材料对于环境有一定的污染，玻纤材料更不能降解；同时这些材料在使用过程中会缓释出如醛类等对人体有害的物质。也有部分吸音降噪材料采用棉来做为吸音材料；但棉作为降噪材料时只能用于填充，本身不具备力学性能；且棉的易燃性决定其不能被广泛应用。
竹原纤维具有天然的抗菌性能，且抗菌效果优于绝大部分合成物质。竹原纤维是一种天然的除臭材料，竹原纤维中的叶绿素铜纳，对酸的除臭率高达90％以上，对氨气的除臭率高达70％以上。竹原纤维是可降解的环保材料，在正常的温度及条件下相当稳定，掩埋大约在8～10个月左右就可分解。因此，作为一种具备环保性能的基材，天然竹原纤维是优选，同时，天然竹原纤维在吸音降噪领域的应用仍是空白。因此，设计出一种以天然竹原纤维为基材的吸音降噪复合材料是符合经济和社会需求的。
发明内容
为克服现有技术中的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种抗菌抑菌吸音材料制作方法及由其制成的吸音材料；本发明制成的吸音材料具有抗菌、抑菌性能，环保可降解，具有良好吸音性能。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种抗菌抑菌吸音材料制作方法，包括如下步骤：
S1、选取竹原纤维；梳理竹原纤维，并去除粉尘和杂质；
S2、将多股竹原纤维按螺旋线方式扭结成竹原纤维绳，之后将竹原纤维绳卷曲成球状竹原纤维球；竹原纤维球放置一定时长，以使竹原纤维形成螺纹线状；将竹原纤维球开松成松散、具有一定弹性的竹原纤维；
S3、根据吸收噪声频率和噪声强度，设定吸音材料总厚度、吸音材料包含的吸音层层数、各层吸音层的材料密度和厚度，从而得到各层吸音层对应的纤维薄片的材料密度和厚度；
根据各层纤维薄片密度，得到各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量、各层纤维薄片的预压紧力；根据纤维薄片面积以及各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量，得到各层纤维薄片的竹原纤维用量和天然乳胶用量；
将最下层纤维薄片对应用量的竹原纤维均匀平铺在纤维薄片面积中，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，根据对应的预压紧力进行预压紧，得到最下层纤维薄片；之后，在已完成预压紧的纤维薄片上，均匀平铺上一层纤维薄片对应用量的竹原纤维，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，根据对应的预压紧力进行预压紧，得到上一层纤维薄片；如此循环，直至完成最上层纤维薄片，以完成若干层纤维薄片叠加在一起的竹原纤维垫；
S4、根据吸音材料总厚度，将竹原纤维垫进行压制成型；
S5、将竹原纤维垫进行热压加工，使竹原纤维垫在高温加压条件下恒温烘烤使天然乳胶固化；
S6、对竹原纤维垫进行表面二次喷洒天然乳胶，以得到表面平整的竹原纤维垫。
本发明制作方法，制出的吸音材料具有抗菌、抑菌性能，环保可降解，具有良好吸音性能；吸音材料表面平整，内部结构稳定，具有一定的硬度和形状，便于后续制成吸音板材。
优选地，所述步骤S1中，选取直径在55～90μm范围内、长度在20mm以上的竹原纤维。
优选地，所述步骤S2中，将多股竹原纤维按螺旋线方式扭结成直径为12～15cm的纤维绳。
优选地，所述步骤S2中，所述竹原纤维球放置一定时长，是指：将竹原纤维球常温常压下放置2～3个月，或者是将竹原纤维球在150～200℃干燥环境下加压放置60～80小时，加压压力为0.6±0.1MPa。
优选地，所述步骤S3中，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围为：60≤ρ≤180kg/m3。
优选地，设定各层吸音层的材料密度ρ，采用如下方案之一：
一、吸收噪声为低频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：100≤ρ≤180kg/m3；
二、吸收噪声为高频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：60≤ρ≤120g/m3；
三、吸收噪声包括低频噪声和中高频噪声，吸音材料包含一层以上低频噪声吸音层和一层以上中高频噪声吸音层，低频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：100≤ρ≤180kg/m3；中高频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：60≤ρ≤120kg/m3；且中高频噪声吸音层的材料密度ρ＜低频噪声吸音层的材料密度ρ。
本发明可对低频噪音和中高频噪音有针对性地吸收，进一步加强吸音效果。
优选地，所述步骤S3中，在将竹原纤维均匀平铺之后、在均匀喷洒天然乳胶之前，对平铺完成的竹原纤维进行高温杀菌。
优选地，所述步骤S3中，预压紧力为10～15N/cm2。
优选地，所述步骤S5中，热压温度为100～140℃，热压时间为25～35min，热压压力控制在1MPa～1.8MPa。
一种吸音材料，以上述抗菌抑菌吸音材料制作方法制成。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明制出的吸音材料具有抗菌、抑菌性能，环保可降解，具有良好吸音性能；
2、本发明制出的吸音材料表面平整，内部结构稳定，具有一定的硬度和形状，便于后续制成吸音板材；
3、本发明制出的吸音材料可对低频噪音和中高频噪音有针对性地吸收，进一步加强吸音效果。
附图说明
图1是本发明抗菌抑菌吸音材料制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
本实施例一种抗菌抑菌吸音材料制作方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1、选取竹原纤维；用于做吸音材料的竹原纤维应选用粗竹原纤维，选取直径在55～90μm范围内、长度在20mm以上的竹原纤维；之后梳理竹原纤维，并去除粉尘和杂质，批量去除粉尘和杂质可使用除杂机；除尘除杂应彻底。
S2、将多股竹原纤维按螺旋线方式扭结成竹原纤维绳，纤维绳直径为12～15cm，按螺旋线方式扭结竹纤维，以确保成型后的竹原纤维成螺纹状；之后将竹原纤维绳卷曲成球状竹原纤维球；为更高效完成扭结，可以使用打绳机。
竹原纤维球放置一定时长，以使竹原纤维形成螺纹线状；具体地说，将竹原纤维球常温常压下放置2～3个月，或者是为了快速成型，将竹原纤维球在150～200℃干燥环境下加压放置60～80小时，加压压力为0.6±0.1MPa；
将竹原纤维球开松成松散、具有一定弹性的单根竹原纤维，此过程也叫解绳。将竹原纤维球或将竹原纤维绳用开松机开松，使竹原纤维绳松散，开松过程需注意竹原纤维的结构和均匀度。
S3、根据吸收噪声频率和噪声强度，设定吸音材料总厚度、吸音材料包含的吸音层层数、各层吸音层的材料密度和厚度，从而得到各层吸音层对应的纤维薄片的材料密度和厚度；
根据各层纤维薄片密度，得到各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量、各层纤维薄片的预压紧力；
各层吸音层的材料密度ρ的取值范围优选为：60≤ρ≤180kg/m3。
进一步地说：吸音层的材料密度ρ是影响吸音效果的因素。设定各层吸音层的材料密度ρ，采用如下方案之一：
一、吸收噪声为低频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：100≤ρ≤180kg/m3；用于吸收低频噪声的竹原纤维材料所需密度较低，低密度的竹原纤维中保留了足够的纤维丝形成吸声尖劈；吸声尖劈对低频噪声有非常好的吸收作用。通过实验对比，对于专门用于吸收低频噪声的竹原纤维吸音材料，密度在100≤ρ≤180kg/m3效果更佳。
二、吸收噪声为中高频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：60≤ρ≤120kg/m3。
三、吸收噪声包括低频噪声和中高频噪声，吸音材料包含一层以上低频噪声吸音层和一层以上中高频噪声吸音层，低频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：100≤ρ≤180kg/m3；中高频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：60≤ρ≤120kg/m3；且中高频噪声吸音层的材料密度ρ＜低频噪声吸音层的材料密度ρ。
根据噪声强度，设定各层吸音层的厚度。吸音层越厚，所能消耗的能量更大，则能吸附更大的噪声；用于噪音的分贝数不高，但降噪效果要求高时，则应使用较小的压力使内部有一定的声波通道，防止声波反射而产生杂音。
根据纤维薄片面积以及各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量，得到各层纤维薄片的竹原纤维用量和天然乳胶用量；
将最下层纤维薄片对应用量的竹原纤维均匀平铺在纤维薄片面积中，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，可采用乳胶喷涂设备，竹原纤维的缝隙间尽量喷洒到天然乳胶，以确保竹原纤维的紧密性；根据对应的预压紧力进行预压紧，预压紧力优选为10～15N/cm2，得到最下层纤维薄片；之后，在已完成预压紧的纤维薄片上，均匀平铺上一层纤维薄片对应用量的竹原纤维，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，根据对应的预压紧力进行预压紧，得到上一层纤维薄片；如此循环，直至完成最上层纤维薄片，以完成若干层纤维薄片叠加在一起的竹原纤维垫。
在将竹原纤维均匀平铺之后、在均匀喷洒天然乳胶之前，优选对平铺完成的竹原纤维进行高温杀菌。
天然乳胶呈雾状喷洒，每层纤维薄片的天然乳胶用量优选在20～30g/㎡，天然乳胶作为竹原纤维的粘接剂使用。纤维薄片的厚度优选为3～5mm。此时，竹原纤维垫的厚度优选为设定的吸音材料总厚度的1.5～2倍。
S4、根据吸音材料总厚度，将竹原纤维垫进行压制成型；此时竹原纤维垫的厚度略大于吸音材料总厚度。
S5、将竹原纤维垫进行热压加工，热压加工可采用热压机，热压机调试准备，先将热压机的压板间距调整至吸音材料总厚度，并测试确认间距；热压加工使竹原纤维垫在高温加压条件下恒温烘烤使天然乳胶固化；此过程主要是定型，将喷洒在竹原纤维上的天然乳胶加热固化，保证竹原纤维垫厚度及形状。热压温度为100～140℃，热压时间为25～35min，热压压力控制在1MPa～1.8MPa，热压压力可根据吸收噪声频率和噪声强度进行调整。
S6、对竹原纤维垫进行表面二次喷洒天然乳胶，以得到表面平整的竹原纤维垫；这个步骤使竹原纤维垫充分定型，同时能够使竹原纤维垫表面的纤维丝能够更好的粘接，表面平滑，以得到更好的外观。
制成的竹原纤维垫可作为抗菌抑菌吸音材料。经试验，竹原纤维制成的吸音材料的噪声吸应系数最高可达0.98，一般场合均可达到0.9，在吸音性能上可与化纤类的吸音材料相媲美，但竹原纤维吸音材料可降解的环保性能和抑菌功能却是独有的。
本实施例还提供一种吸音材料，以上述抗菌抑菌吸音材料制作方法制成。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、选取竹原纤维；梳理竹原纤维，并去除粉尘和杂质；
S2、将多股竹原纤维按螺旋线方式扭结成竹原纤维绳，之后将竹原纤维绳卷曲成球状竹原纤维球；竹原纤维球放置一定时长，以使竹原纤维形成螺纹线状；将竹原纤维球开松成松散、具有一定弹性的竹原纤维；
S3、根据吸收噪声频率和噪声强度，设定吸音材料总厚度、吸音材料包含的吸音层层数、各层吸音层的材料密度ρ和厚度，从而得到各层吸音层对应的纤维薄片的材料密度和厚度；
根据各层纤维薄片密度，得到各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量、各层纤维薄片的预压紧力；根据纤维薄片面积以及各层纤维薄片单位体积的竹原纤维用量和天然乳胶用量，得到各层纤维薄片的竹原纤维用量和天然乳胶用量；
将最下层纤维薄片对应用量的竹原纤维均匀平铺在纤维薄片面积中，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，根据对应的预压紧力进行预压紧，得到最下层纤维薄片；之后，在已完成预压紧的纤维薄片上，均匀平铺上一层纤维薄片对应用量的竹原纤维，并均匀喷洒相应用量的天然乳胶，根据对应的预压紧力进行预压紧，得到上一层纤维薄片；如此循环，直至完成最上层纤维薄片，以完成若干层纤维薄片叠加在一起的竹原纤维垫；
S4、根据吸音材料总厚度，将竹原纤维垫进行压制成型；
S5、将竹原纤维垫进行热压加工，使竹原纤维垫在高温加压条件下恒温烘烤使天然乳胶固化；
S6、对竹原纤维垫进行表面二次喷洒天然乳胶，以得到表面平整的竹原纤维垫；
所述S3中，设定各层吸音层的材料密度ρ，采用如下方案之一：
一、吸收噪声为低频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：100≤ρ≤180kg/m3；
二、吸收噪声为中高频噪声，各层吸音层的材料密度ρ的取值范围分别为：60≤ρ≤120kg/m3；
三、吸收噪声包括低频噪声和中高频噪声，吸音材料包含一层以上低频噪声吸音层和一层以上中高频噪声吸音层，低频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：100≤ρ≤180kg/m3；中高频噪声吸音层的材料密度ρ的取值范围均为：60≤ρ≤120kg/m3；且中高频噪声吸音层的材料密度ρ＜低频噪声吸音层的材料密度ρ。
2.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S1中，选取直径在55～90μm范围内、长度在20mm以上的竹原纤维。
3.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S2中，将多股竹原纤维按螺旋线方式扭结成直径为12～15cm左右的纤维绳。
4.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述竹原纤维球放置一定时长，是指：将竹原纤维球常温常压下放置2～3个月，或者是将竹原纤维球在150～200℃干燥环境下加压放置60～80小时，加压压力为0.6±0.1MPa。
5.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S3中，在将竹原纤维均匀平铺之后、在均匀喷洒天然乳胶之前，对平铺完成的竹原纤维进行高温杀菌。
6.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S3中，预压紧力为10～15N/cm2。
7.根据权利要求1所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法，其特征在于：所述步骤S5中，热压温度为100～140℃，热压时间为25～35min，热压压力控制在1MPa～1.8MPa。
8.一种吸音材料，其特征在于：以权利要求1至7中任一项所述的抗菌抑菌吸音材料制作方法制成。
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Legal Events
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