CN116472169A - 吸声多层复合材料中的聚酰胺非织造布 - Google Patents

吸声多层复合材料中的聚酰胺非织造布 Download PDF

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Abstract

一种沿声学路径减少声音的用于车辆的吸声多层复合材料配置了非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层。此外，面层可由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成。所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。

Description

吸声多层复合材料中的聚酰胺非织造布
对相关申请的交叉引用
本申请要求2020年10月30日提交的美国临时申请No.63/107,885的优先权，其经此引用并入本文。
技术领域
本公开涉及可用于声学应用的聚酰胺非织造布。特别地，本公开涉及包含非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层的吸声多层复合材料，所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。
背景
吸声在许多应用中是理想的，包括在运输和建筑行业中。在运输业中，交通工具，如汽车、小艇、船、飞机和其它交通工具的内部理想地与来自窗户、轮胎、交通工具下方、发动机、电动机噪声和其它环境来源的噪声隔绝。这种噪声可能具有500Hz至7000Hz的频率并损害交通工具内部的安静。
类似地，在建筑行业中，吸声是理想的——不仅来自外部声音，还来自建筑物的相邻房间和地板的声音。建筑行业材料包括天花板(包括天花嵌板)、地板、门、墙壁和屋面材料。受益于吸声的其它行业包括电器行业，包括HVAC机组、洗碗机和洗衣机，服装行业、娱乐行业和商务行业。例如，降噪耳机、计算机和游戏系统理想地具有吸声特征。此外，复合材料可理想地具有整体吸声特征或可在材料的层或组合之间具有这样的特征。
在用于吸收不想要的声音的材料选择中，其它考虑因素，如成本、重量、厚度、安装简易性或热防护也是重要的。一种吸声解决方案是使用膨松材料(bulky materials)或加入许多材料层。但是这样的解决方案是有问题的，因为它们增加最终产品/结构的尺寸和重量。
各种材料已用于这样的声学应用，包括吸声毯、绝缘材料(insulation)和非织造结构。美国公开No.2013/0115837公开了一种纳米纤维非织造布，其包含许多具有长轴的捆扎纤维束。捆扎纤维束包含许多具有小于1微米的中值直径的纳米纤维，其中至少50％数量的纳米纤维在捆扎纤维束的长轴的45度内取向。相同捆扎纤维束内的纳米纤维缠结在一起。捆扎纤维束在纳米纤维非织造布内无规取向并与纳米纤维非织造布内的其它捆扎纤维束缠结。纳米纤维包含热塑性聚合物，如聚酯、尼龙、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乙烯及其共聚物。纳米纤维可通过熔融膜原纤化制备。
美国专利No.8,496,088公开了一种声学复合材料，其含有至少第一声学耦合的非织造复合材料和第二声学耦合的非织造复合材料，各声学耦合的非织造复合材料含有非织造层和饰面层。非织造层含有许多粘合剂纤维和许多膨松纤维(bulking fibers)并具有粘合剂区和膨松区(bulking zone)。第二声学耦合的非织造复合材料的饰面层毗邻第一声学耦合的非织造复合材料的非织造层的第二表面。
美国专利No.7,918,313公开了适用于如建筑物、电器和机动车的内部乘客舱和外部组件之类结构的改进的隔声和隔热复合材料，其包含至少一个具有受控密度和组成的气流成网纤维层并视需要包含合适的粘合剂和添加剂以满足对减噪、耐火和防霉性的期望。单独地，提供可用于隔声的气流成网结构，其提供穿过其的减少、受控的气流并包括机织或非织造稀松布(scrim)。
美国专利No.7,757,811公开了具有吸声性质的多层制品。如该专利所披露，多层制品包含载体层；和在载体层上的亚微米纤维层，所述亚微米纤维层包含具有小于1微米(μm)的中值纤维直径的聚合物纤维，其中所述聚合物纤维包含至少75重量％的选自聚烯烃、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、聚乙烯-co-乙酸乙烯酯、聚丙烯腈、环状聚烯烃或其组合的聚合物。
例如，WO 2015/153477 A1涉及适合用作隔热材料或垫料的填充材料的纤维构造，其包含：包含预定纤维长度的初级纤维结构；二级纤维结构，所述二级纤维结构包含沿初级纤维的长度间隔的许多相对较短的线圈。所列举的用于形成纤维结构的技术包括静电纺丝、熔喷、熔纺和离心纺丝。该产品据报道模拟鹅绒，具有550至900的蓬松度。
尽管提出了各种技术和材料，但常规声学介质在制造成本、可加工性和产品性质，包括重量和体积(bulk)方面还很不理想。
概述
在一个方面，提供了一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音。在一个实施方案中，所述吸声多层复合材料可包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层，和用于消散声能并由非织造聚合物制成的面层，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，且所述面层具有至少一个朝向车辆内部安置的表面。在一个实施方案中，所述复合材料可配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收。在一个实施方案中，所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。在一个实施方案中，所述面层包含至少一种低反射率金属，如铜或锌。还可能存在使用针刺法将非泡沫聚合物层缝合到面层的纱线。在一些实施方案中，所述复合材料具有小于200cfm/ft2的透气率。在一些实施方案中，所述面层具有小于0.2g/cm3的密度。所述非泡沫聚合物层可以是非织造物、机织织物、针织织物、膜、纸层、背胶层(adhesive-backed layer)、纺粘织物、熔喷织物或短长度纤维(staple length fibers)的梳理网。在一个实施方案中，所述面层可包含多个非织造层，其中至少一个非织造层包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。在一个实施方案中，所述面层包含第一层和第二层，其中任一层的至少一个表面朝向车辆内部安置。在一个实施方案中，第一层可包含纺粘或熔喷的非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。在一个实施方案中，第一层的非织造布可具有200至900nm的平均纤维直径。在一个实施方案中，第一层的非织造布具有大于1微米，例如1至25微米的平均纤维直径。在一个实施方案中，第二层可包含纺粘或熔喷的非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。在一个实施方案中，第二层的非织造布可具有200至900nm的平均纤维直径。在一个实施方案中，第二层的非织造布具有大于1微米，例如1至25微米的平均纤维直径。
在另一个方面，提供了一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其中所述复合材料包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有大于1微米的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置，其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收，其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。在一些实施方案中，第二层可由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有200至900nm的平均纤维直径。
在另一个方面，提供了一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的纺粘非织造聚合物制成，具有大于1微米的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置，其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收，其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。在一个实施方案中，第二层可由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有200至900nm的平均纤维直径。
在另一个方面，提供了一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的熔喷非织造聚合物制成，具有大于1微米的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置，其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收，其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。在一个实施方案中，第二层可由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的纺粘非织造聚合物制成。
在另一个方面，提供了一种用于车辆的组件，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层，和用于消散声能并由非织造聚合物制成的面层，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，且所述面层具有至少一个朝向车辆内部安置的表面，其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米，且其中所述组件包含顶衬(headliner)、内饰件(trim)、面板(panel)或板材(board)。在一个实施方案中，所述复合材料可配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收。
附图简述
下面参考附图详细描述本公开，其中类似标记是指类似部件并且其中：
图1是与对照物相比，实施例1-6在低频率下的吸声系数的曲线图。
图2是与对照物相比，实施例1-6在高频率下的吸声系数的曲线图。
图3是显示实施例1-6的透气率vs吸声系数的曲线图。
图4和图5是可用于本公开的两相推进剂气体纺丝系统的独立示意图。
详述
综述
本公开部分涉及包含吸声多层复合材料的声学介质。有利地，可将吸声多层复合材料安置在声学路径中以至少部分吸声并因此提供更安静的环境。声学路径是指声音从原始来源行进到接收器的路径，为了举例说明，接收器可能是车辆内的乘客。在一个实施方案中，提供一种吸声多层复合材料，其包含非泡沫聚合物层和用于消散声能的面层。面层优选具有至少一个朝向车辆内部安置的表面。“朝向…安置”是指该表面面向车辆内部，或至少比非泡沫聚合物层更靠近内部。在一些实施方案中，该表面的至少一部分可暴露于车辆内部。可将复合材料安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并被面层吸收。在一个实施方案中，面层可包含几个非织造层。
在一个实施方案中，吸声多层复合材料特别适用于为车辆的至少一部分，优选车辆内部消声。对本公开而言，车辆(vehicle)包括任何交通工具，其具有用于搭载一位或多位乘客的内部。这可包括轿车、卡车、公共汽车、火车、电车、飞机、直升飞机、宇宙飞机、小艇、潜水艇等。在一种应用中，该复合材料可用于内燃机车辆或电动车辆。在一个实施方案中，将吸声多层复合材料安置在车辆表面上以衰减车辆内部的声音。声音的来源可能源自乘客所处的车辆内部的外侧。使用吸声多层复合材料，可减少频率为300Hz至5000Hz，例如500Hz至5000Hz、500至3000Hz、500Hz至2500Hz或500Hz至2000Hz的声音。通过本文所述的复合材料也可衰减更高频率，特别是频率大于5000Hz，例如大于6500Hz或大于7000Hz的声音。如上所述，面层优选具有至少一个朝向车辆内部安置的表面，其允许吸声多层复合材料用作顶衬(headliner)、仪表板、门饰件、发动机罩、轮罩衬板(wheelhouse liner)、地板、车身空腔填料(body cavity filler)、行李箱饰板或座椅系统以在衰减乘客感受到的不必要噪声，如外部噪声的同时提供更安静的内部。
因此，该吸声多层复合材料可用于若干其它应用以实现所需降噪。
定义和试验方法
本文所用的术语被给予与下文给出的定义相符的其普通含义。
本文所用的纺丝是指熔融聚酰胺组合物并将聚酰胺组合物成型为纤维的步骤。纺丝的实例包括离心纺丝、熔喷、经喷丝头(例如不带电的喷丝头)或模头纺丝，和“海岛型”几何。
除非另行指明，百分比和百万分率(ppm)是指基于各自组合物的重量计的重量百分比或重量百万分率。
在美国公开Nos.2015/0107457和2015/0111019中进一步列举了一些典型定义和试验方法，它们经此引用并入本文。术语“非织造布”例如是指许多基本无规取向纤维的网，其中在纤维的排列中无法肉眼察觉整体重复结构。纤维可互相粘合和/或缠结以赋予该网强度和完整性。在一些情况下，纤维没有互相粘合并可能缠结或未缠结。纤维可以是短切纤维或连续纤维，并可包含单一材料或许多材料，作为不同纤维的组合或作为各自由不同材料组成的类似纤维的组合。非织造布主要由纳米纤维和/或微纤维组成。“主要”是指该网中多于50％的纤维是纳米纤维和/或微纤维。术语“纳米纤维”是指具有小于1000纳米(1微米)的平均直径的纤维。术语“微纤维”是指具有1微米至25微米的平均直径的纤维。在非圆形横截面纤维的情况下，本文所用的术语“直径”是指最大横截面维度。
如果没有另行指明，用于测定平均纤维直径的试验方法如Hassan等人,J20Membrane Sci.,427,336-344,2013中所示，除非另行规定。
基重可通过ASTM D-3776测定并以克/平方米(GSM或g/m2)报道。
“基本由…组成”是指列举的组分并且排除会实质改变该组合物或制品的基本和新颖特征的其它成分。除非另行指明或显而易见，当组合物或制品包括90重量％或更多的所述或所列组分时，该组合物或制品基本由所述或所列组分组成。也就是说，该术语排除多于10％的未列举组分。
在一些实施方案中，本文中公开的任何或一些组分可能被认为是任选的。在一些情况下，所公开的组合物可明确排除本说明书中的任何或一些上述添加剂，例如通过权利要求的措辞。例如，权利要求的措辞可能被修改为指出所公开的组合物、材料、方法等不使用或不包含一种或多种上述添加剂，例如所公开的材料不包含阻燃剂或消光剂。作为另一实例，权利要求的措辞可能被修改为指出所公开的材料不包含芳族聚酰胺组分。
如本文所用，“大于”和“小于”界限也可包括与其关联的数字。换言之，“大于”和“小于”可被解释为“大于或等于”和“小于或等于”。据设想，该措辞可随后在权利要求中被修改为包括“或等于”。例如，“大于4.0”可解释为并且随后在权利要求中被修改为“大于或等于4.0”。
透气率使用可获自Precision Instrument Company,Hagerstown,MD的透气率测试仪测量。透气率被定义为在指定压差(pressure head)下在23±1℃下穿过材料片的空气流量。其通常以在0.50in.(12.7mm)水压下的立方英尺/分钟/平方英尺、以立方厘米/秒/平方厘米或以给定体积在每单位面积片材上的消耗时间为单位表示。上文提到的仪器能够测量0至大约5000立方英尺/分钟/平方英尺试验面积的透气率。为了比较透气率，方便的是表达归一化为5GSM基重的值。这通过测量样品的透气率值和基重(通常@0.5"H2O)、然后将实际透气率值乘以实际基重(以GSM计)与5的比率进行。例如，如果15GSM基重的样品具有10CFM/ft2的值，其归一化的5GSM透气率值为30CFM/ft2。
非泡沫聚合物层
在一些方面，吸声多层复合材料可进一步包含透气的非泡沫聚合物层。对本公开而言，非泡沫聚合物层独自的声衰减性质通常不足以实现优异的降噪。这可允许使用较低成本的材料作为非泡沫聚合物层。当与如本文所述的面层组合时，该复合材料表现出优异的降噪性质。在声学路径中，非泡沫聚合物层通常允许声音至少部分透过其传播。
在一个实施方案中，非泡沫聚合物层提供强度以支撑面层并防止撕裂或损伤。合适的载体层包括但不限于非织造物、机织织物、针织织物、膜、纸层、背胶层、箔、网、弹性织物(即具有弹性性质的任何上述机织织物、针织织物或非织造物)、多孔网、背胶层或它们的任何组合。在一个实施方案中，由于相对体积(bulk)和声学性质，优选避免泡沫层作为吸声多层复合材料中的层。
在一个示例性实施方案中，非泡沫聚合物层包含非织造物。合适的非织造物包括但不限于纺粘织物、熔喷织物、短长度纤维(即具有小于大约100mm的纤维长度的纤维)的梳理网、针刺织物、裂膜网(split film web)、水刺网、气流成网的短纤维网或其组合。在一个实施方案中，非泡沫聚合物层的材料可以是柔性的和/或可压缩的以便安装在车辆中。在一个实施方案中，非泡沫聚合物层包含柔性热塑性纤维的膨松(lofty)非织造网。非泡沫聚合物层可由包含聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚乳酸、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、聚乙烯-co-乙酸乙烯酯、聚丙烯腈或其组合的热塑性纤维制成。特别优选的聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯以及环烯烃。此外，特别优选的聚酯包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。在一些实施方案中，可能存在非泡沫聚合物层的多个层。
非泡沫聚合物层可具有取决于吸声多层复合材料的特定最终用途的基重和厚度。在本公开的一些实施方案中，理想的是将多层制品的总基重和/或厚度保持在最低限度。在另一些实施方案中，给定应用可能要求最低限度的总基重和/或厚度。非泡沫聚合物层可能被压缩。在示例性实施方案中，非泡沫聚合物层可具有大约1克/平方米(gsm)至大约300gsm的基重。通常，非泡沫聚合物层具有小于大约300gsm，例如小于大约250gsm、小于大约200gsm、小于大约150gsm、小于大约75gsm或小于大约50gsm的基重。在一些实施方案中，非泡沫聚合物层具有大约150gsm至大约250gsm的基重。在一些实施方案中，非泡沫聚合物层具有大约5.0gsm至大约75gsm的基重。在另一些实施方案中，非泡沫聚合物层具有大约10gsm至大约50gsm的基重。
如同基重，非泡沫聚合物层可具有随多层制品的特定最终用途而变的厚度。为避免过大的重量和/或体积，非泡沫聚合物层具有小于150毫米(mm)，例如小于125mm、小于100mm、小于75mm、小于50mm、小于40mm、小于30mm、小于25mm或小于15mm的厚度。除提供足够的强度外，非泡沫聚合物层还具有大于1mm，例如大于2mm、大于5mm或大于10mm的厚度。在一些实施方案中，载体层具有大约1.0mm至大约35mm，例如10mm至35mm的厚度。在另一些实施方案中，载体层具有大约2.0mm至大约25mm，例如10mm至25mm的厚度。
在一个实施方案中，非泡沫聚合物层是透气的。非泡沫聚合物层的透气率优选可大于面层的透气率。相应地，非泡沫聚合物层可具有至少250立方英尺/分钟/平方英尺(cfm/ft2)，例如至少275cfm/ft2、至少300cfm/ft2、至少320cfm/ft2、至少330cfm/ft2、至少350cfm/ft2、至少400cfm/ft2、至少450cfm/ft2或至少500cfm/ft2的透气率值。通常，非泡沫聚合物层的透气率值的上限范围可为小于700cfm/ft2，例如小于600cfm/ft2、小于550cfm/ft2或小于500cfm/ft2。就合适的范围而言，非泡沫聚合物层可具有250至700cfm/ft2，例如250至650cfm/ft2、250至625cfm/ft2、260至625cfm/ft2、260至600cfm/ft2、或300至600cfm/ft2的透气率值。
面层
在一个实施方案中，吸声多层复合材料包含用于消散声能的面层。面层的组成和/或结构，如纤维直径可使其具有理想的声阻尼效果。这允许该复合材料安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并被面层吸收。此外，面层的至少一个表面朝向车辆内部安置，并可暴露于车辆内部。在一个实施方案中，非织造纤维的平均孔径可小于希望通过该非织造物消减的声音的波长。面层可包含多个层，并且各层可包含非织造聚合物，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。在一个实施方案中，面层包含多个层，特别是至少第一层和第二层。为了提供有效的声衰减，面层的第一层或第二层可包含熔喷非织造聚合物或纺粘非织造聚合物。
在一个实施方案中，面层包含非织造聚合物，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。更优选地，面层包含非织造聚合物，所述非织造聚合物包含至少75％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，或更优选至少80％或至少85％。
在商业应用中使用聚酰胺，尤其是尼龙有许多优点。聚酰胺通常耐化学和耐温，带来比其它聚合物优异的性能。聚酰胺也已知具有与其它聚合物相比改进的强度、伸长和耐磨性。聚酰胺也非常通用，以使它们可用于各种应用。特别地，包含非织造聚酰胺的面层可具有有利的阻燃性质。对于车辆应用，面层可具有载客车辆可接受的可燃性等级，特别是符合FMVSS 302。涂料通常用于实现阻燃性质。但是，涂料可能阻碍或以其它方式干扰声学性能。在一个实施方案中，面层可能未被涂布就具有FMVSS 302合格等级。
本发明人已经发现，通过在特定的(纺粘或熔融)纺丝法中利用具有特定特征的特定前体聚酰胺，形成具有协同特征的非织造纤维。在一些方面，将纳米纤维并入非织造布。不受制于理论，但推测，具有330或更小的RV的聚酰胺组合物的使用产生具有以前通过常规无溶剂法无法实现的小直径的纳米纤维。
与由其它聚酰胺组合物和/或通过其它生产方法形成的聚酰胺纤维相比，用聚酰胺纤维形成的此类非织造布令人惊讶地和出乎意料地具有优异的声阻尼特性。该聚酰胺纤维可并入用于吸声多层复合材料中的面层的非织造布中并有利地具有与常规声学介质相比降低的重量和/或体积。
作为附加益处，与如静电纺丝和溶液纺丝之类的用于形成聚酰胺纤维的方法相比，例如在每米基础上，有利地改进聚酰胺纤维的生产率。这样的改进可以是至少5％，例如至少10％、至少15％、至少20％、至少25％或至少30％。
本发明人还已经发现，本公开的方法、技术和/或前体产生与由其它前体和通过其它方法制成的非织造产品相比具有降低的氧化降解和热降解指数的纤维，例如纳米纤维。这些改进有利地带来具有改进的耐久性的产品。
另外，该方法可在不存在溶剂的情况下进行，例如不使用溶剂，如甲酸和本文中描述的其它溶剂，这减少关于溶剂处置和在溶液制备过程中的溶剂操作的环境担忧。在溶液纺丝中使用这样的溶剂，并且溶液纺丝法因此需要额外的资本投资处置溶剂。由于需要单独溶剂室和洗涤区，可能带来额外成本。一些溶剂还有相关的健康危险。因此，该非织造布可不含如在溶液纺丝产品中必定存在的残留溶剂。例如，在如L.M.Guerrini、M.C.Branciforti、T Canova和R.E.S.Bretas,Materials Research,Vol.12,No.2,第181-190页(2009)公开的溶液纺丝法中可发现2.2至5重量％的残留溶剂。
在一些方面，在该非织造布中不包括胶粘剂。通常包括这样的胶粘剂以将电纺纤维粘结成稀松布(scrims)。尽管本文中描述的非织造布可喷到稀松布上，但在一些方面，这样的胶粘剂不是必需的。在另一些方面，可能使用胶粘剂，尤其取决于非织造布中的材料。例如，聚丙烯可能没有很好附着于尼龙6,6。在这样的情况下，胶粘稀松布(adhesivescrim)可用于组合这些材料。这样的胶粘稀松布可具有额外的优点，包括低温活化、快速固化和耐水性。不受制于理论，但相信，具有良好耐水性的胶粘稀松布的使用可消除对任何二次防水步骤的需要。
在一些实施方案中，非织造布如下制造：(a)提供(可纺)聚酰胺组合物，其中聚酰胺组合物具有本文中论述的RV；(b)例如通过涉及两相推进剂气体纺丝的方法将聚酰胺组合物纺成具有小于25微米的平均纤维直径的许多纤维，包括用加压气体经过纤维成型通道挤出液体形式的聚酰胺组合物；和(c)将纤维成型为非织造布产品。用于形成纤维的一般方法显示在图1和2中。在一些方面，该非织造布本身可用作吸声多层复合材料。在本文中公开的进一步方面中，在吸声多层复合材料中可包括附加层和/或材料。
特别优选的聚酰胺包括尼龙66，以及尼龙66与尼龙6的共聚物、共混物和合金。其它实施方案包括含有尼龙66或尼龙6或由尼龙66或尼龙6制成的尼龙衍生物、共聚物、三元共聚物、共混物和合金、具有上述重复单元的共聚物或三元共聚物，包括但不限于：N6T/66、N612、N6/66、N6I/66、N11和N12，其中“N”是指尼龙。在一些实施方案中，面层可包含被称为高温尼龙的一类聚酰胺，以及含有它们的共混物、衍生物、共聚物或三元共聚物，这在美国专利No.10,662,561中提到，其整个内容和公开经此引用并入本文。此外，另一优选实施方案包括用长链二酸(即具有多于10个碳原子)制成的长链脂族聚酰胺，以及含有它们的共混物、衍生物或共聚物。这些长链聚酰胺包括但不限于N610、N612、N610/66或N612/66。
特别地，本文公开了制造非织造布的方法的一个实施方案，其中通过经喷丝头熔喷到高速气体料流中而纺粘或熔纺非织造布。更特别地，在一些实施方案中，通过两相推进剂气体纺丝法熔纺非织造布，包括用加压气体经过纤维成型通道挤出液体形式的聚酰胺组合物。然后将非织造布并入吸声多层复合材料中。
如本文所用，聚酰胺组合物和类似术语是指含有聚酰胺，包括聚酰胺的共聚物、三元共聚物、聚合物共混物、合金和衍生物的组合物。此外，本文所用的“聚酰胺”是指具有存在一个分子的氨基与另一分子的羧酸基团的连接的聚合物作为组分的聚合物。本文中具体化的尼龙共聚物可通过将各种二胺化合物、各种二酸化合物和各种环内酰胺结构合并在反应混合物中、然后形成具有随机定位在聚酰胺结构中的单体材料的尼龙来制造。例如，尼龙66-6,10材料是由己二胺和C6和C10二酸共混物制成的尼龙。尼龙6-66-6,10是通过ε氨基己酸、己二胺和C6和C10二酸材料共混物的共聚制成的尼龙。
在一个实施方案中，面层可包含含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺的聚酰胺，所述脂族二胺包括己二胺、庚二胺、辛二胺、壬二胺、癸二胺、十一烷二胺、十二烷二胺、十三烷二胺、十四烷二胺、十六烷二胺、十八烷二胺、十八烯二胺、二十烷二胺、二十二烷二胺或其混合物。优选地，脂族二胺是己二胺，且至少90％的具有6个或更多碳原子的脂族二胺是己二胺。在一些实施方案中，脂族二胺未改性。此外，可从面层中排除脂环族和芳族二胺。
在一个实施方案中，面层可包含含有具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，所述脂族二酸包括己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、十八烯二酸、二十烷二酸、二十二烷二酸或其混合物。优选地，脂族二酸是己二酸，且至少90％的具有6个或更多碳原子的脂族二酸是己二酸。在一些实施方案中，脂族二酸未改性。此外，可从面层中排除脂环族和芳族二酸。
示例性的聚酰胺和聚酰胺组合物描述在Kirk-Othmer,Encyclopedia ofChemical Technology,Vol.18,第328371页(Wiley 1982)中，其公开内容经此引用并入本文。特定聚合物和共聚物和它们的制备可见于下列专利：美国专利Nos.4,760,129；5,504,185；5,543,495；5,698,658；6,011,134；6,136,947；6,169,162；7,138,482；7,381,788；和8,759,475。
具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸可具有50μeq/克至90μeq/克的胺端基(AEG)水平。胺端基被定义为聚酰胺中存在的胺端(-NH2)的量。AEG计算方法是众所周知的。在一些实施方案中，AEG水平可为50μeq/克至90μeq/克，例如55μeq/克至85μeq/克、60μeq/克至90μeq/克、70μeq/克至90μeq/克、74μeq/克至89μeq/克、76μeq/克至87μeq/克、78μeq/克至85μeq/克、60μeq/克至80μeq/克、62μeq/克至78μeq/克、65μeq/克至75μeq/克、或67μeq/克至73。
本文所述的尼龙纤维，包括共聚物和三元共聚物的熔点可在223℃至390℃，例如223℃至380℃，或225℃至350℃之间。另外，熔点可能大于常规尼龙66熔点，取决于加入的任何附加聚合物材料。
在一些实施方案中，面层可包含另一聚合物，优选为面层总重量的小于40％的量。热塑性聚合物和可生物降解聚合物也适合熔喷或熔纺成本公开的纳米纤维。在用于面层的非织造布中可使用的合适聚合物包括加成聚合物和缩合聚合物材料，如聚烯烃、聚缩醛、聚酰胺(如之前论述)、聚酯、纤维素醚和酯、聚亚烃化硫、聚氧化芳撑(polyarylene oxide)、聚砜、改性聚砜聚合物及其混合物。在这些大类中的优选材料包括聚酰胺、聚乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯、聚(氯乙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯(和其它丙烯酸系树脂)、聚苯乙烯及其共聚物(包括ABA型嵌段共聚物)、聚(偏二氟乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、交联和非交联形式的各种水解度(87％至99.5％)的聚乙烯醇。加成聚合物倾向于为玻璃态(Tg大于室温)。这是聚氯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯聚合物组合物或合金的情况，或在聚偏二氟乙烯和聚乙烯醇材料的情况下为低结晶度。如本文中论述，该聚合物可熔纺或熔喷，优选通过两相推进剂气体纺丝法熔纺或熔喷，包括用加压气体经过纤维成型通道挤出液体形式的聚酰胺组合物。
在一些实施方案，如美国专利No.5,913,993中描述的实施方案中，可将少量聚乙烯聚合物与聚酰胺共混以形成具有理想特征的面层纳米纤维非织造布。将聚乙烯添加到尼龙中增强特定性质，如柔软度。聚乙烯的使用也降低生产成本，并易于进一步下游加工，如粘合到其它织物或其本身上。可通过将少量聚乙烯添加到用于生产纳米纤维熔喷织物的尼龙进料中来制造改进的织物。更具体地，可通过形成聚乙烯和尼龙66的共混物、以许多连续长丝的形式挤出共混物、将长丝导过模头以熔喷长丝、将长丝沉积到收集表面上以形成网来制造织物。
可用于本公开的这一实施方案的方法的聚乙烯优选可具有在大约5克/10分钟至大约200克/10分钟之间，例如在大约17克/10分钟至大约150克/10分钟之间的熔体指数。聚乙烯优选应具有在大约0.85克/立方厘米至大约1.1克/立方厘米之间，例如在大约0.93克/立方厘米至大约0.95克/立方厘米之间的密度。最优选地，聚乙烯的熔体指数为大约150且密度为大约0.93。
用于本公开的这一实施方案的方法的聚乙烯可以大约0.05％至大约20％的浓度加入。在一个优选实施方案中，聚乙烯的浓度在大约0.1％至大约1.2％之间。最优选地，聚乙烯以大约0.5％存在。根据所述方法制成的织物中的聚乙烯浓度大致等于在制造方法的过程中加入的聚乙烯的百分比。因此，本公开的这一实施方案的织物中的聚乙烯百分比通常为大约0.05％至大约20％，优选大约0.5％。因此，该织物通常包含大约80至大约99.95重量％的尼龙。长丝挤出步骤可在大约250℃至大约325℃之间进行。优选地，温度范围为大约280℃至大约315℃，但如果使用尼龙6，可能更低。
聚乙烯和尼龙的共混物或共聚物可以任何合适的方式形成。通常，该尼龙化合物是尼龙66；但是，可以使用尼龙家族的其它聚酰胺。也可使用尼龙的混合物。在一个具体实例中，将聚乙烯与尼龙6和尼龙66的混合物共混。聚乙烯和尼龙聚合物通常以丸粒、碎屑、薄片等形式供应。可在合适的混合装置，如转鼓滚筒等中将所需量的聚乙烯丸粒或碎屑与尼龙丸粒或碎屑共混，并可将所得共混物引入常规挤出机或熔喷线路的进料斗。也可通过将适当的混合物引入连续聚合纺丝系统来制造共混物或共聚物。
此外，可以共混一个聚合物大类的不同物类。例如，可将高分子量苯乙烯材料与低分子量高抗冲聚苯乙烯共混。可将尼龙-6材料与尼龙共聚物，如尼龙-6；66；6,10共聚物共混。此外，可将具有低水解度的聚乙烯醇，如87％水解聚乙烯醇与具有98至99.9％和更高的水解度的完全或超水解(superhydrolyzed)聚乙烯醇共混。混合的所有这些材料可使用适当的交联机制交联。尼龙可使用可与酰胺键中的氮原子反应的交联剂交联。聚乙烯醇材料可使用羟基反应性材料，如一元醛，如甲醛、脲、三聚氰胺-甲醛树脂及其类似物、硼酸和其它无机化合物、二醛、二酸、氨酯、环氧树脂和其它已知交联剂交联。交联技术是众所周知和充分理解的现象，其中交联剂反应并在聚合物链之间形成共价键以显著改进分子量、耐化学性、整体强度和耐机械降解性。
一种优选模式是在升高的温度下调节或处理的包含第一聚合物和第二种但不同的聚合物(聚合物类型、分子量或物理性质不同)的聚酰胺。该聚合物共混物可反应和形成为单一化学物类或可通过退火法物理组合成共混组合物。退火意味着物理变化，如结晶度、应力松弛或取向。使优选材料化学反应成单一聚合物类以使差示扫描量热计(DSC)分析揭示单一聚合材料在与高温、高湿和困难操作条件接触时产生改进的稳定性。用于共混聚合物体系的优选材料包括尼龙6；尼龙66；尼龙6,10；尼龙(6-66-6,10)共聚物和其它线型的通常脂族尼龙组合物。
合适的聚酰胺可包括例如20％尼龙6、60％尼龙66和20重量％的聚酯。该聚酰胺可包括混溶聚合物的组合或不混溶聚合物的组合。
在一些方面，该聚酰胺可包括尼龙6。就下限而言，该聚酰胺可包括至少0.1重量％，例如至少1重量％、至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％或至少20重量％的量的尼龙6。就上限而言，该聚酰胺可包括40重量％或更少、39重量％或更少、35重量％或更少、30重量％或更少、25重量％或更少、或20重量％或更少的量的尼龙6。就范围而言，该聚酰胺可包含0.1至40重量％，例如1至35重量％、5至30重量％、10至30重量％、15至25重量％、或20至25重量％的量的尼龙6。
在一些方面，该聚酰胺可包括尼龙66。就下限而言，该聚酰胺可包括至少60重量％，例如至少65重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％或至少85重量％的量的尼龙66。就上限而言，该聚酰胺可包括99.9重量％或更少、99重量％或更少、95重量％或更少、90重量％或更少、85重量％或更少、或80重量％或更少的量的尼龙66。就范围而言，该聚酰胺可包含60至99.9重量％，例如60至99重量％、65至95重量％、70至90重量％、70至85重量％、或70至80重量％的量的尼龙66。
在一些方面，该聚酰胺可包括尼龙6I。就下限而言，该聚酰胺可包括至少0.1重量％，例如至少0.5重量％、至少1重量％、至少5重量％、至少7.5重量％或至少10重量％的量的尼龙6I。就上限而言，该聚酰胺可包括40重量％或更少，例如35重量％或更少、30重量％或更少、25重量％或更少、或20重量％或更少的量的尼龙6I。就范围而言，该聚酰胺可包含0.1至40重量％，例如0.5至40重量％、1至35重量％、5至30重量％、7.5至25重量％、或10至20重量％的量的尼龙6I。
在一些方面，该聚酰胺可包括尼龙6T。就下限而言，该聚酰胺可包括至少0.1重量％，例如至少1重量％、至少5重量％、至少10重量％、至少15重量％或至少20重量％的量的尼龙6T。就上限而言，该聚酰胺可包括40重量％或更少，例如35重量％或更少、30重量％或更少、25重量％或更少、或20重量％或更少的量的尼龙6T。就范围而言，该聚酰胺可包含0.1至40重量％，例如0.5至40重量％、1至35重量％、5至30重量％、7.5至25重量％、或10至20重量％的量的尼龙6T。
嵌段共聚物也可用于本公开的方法。对于这样的共聚物，溶剂溶胀剂的选择是重要的。所选溶剂使得两种嵌段都可溶于该溶剂。一个实例是在二氯甲烷溶剂中的ABA(苯乙烯-EP-苯乙烯)或AB(苯乙烯-EP)聚合物。如果一种组分不溶于溶剂，其会形成凝胶。这样的嵌段共聚物的实例是型苯乙烯-b-丁二烯和苯乙烯-b-氢化丁二烯(乙烯丙烯)、型e-己内酰胺-b-环氧乙烷、/>聚酯-b-环氧乙烷以及环氧乙烷和异氰酸酯的聚氨酯。
加成聚合物，如聚偏二氟乙烯、间同立构聚苯乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、非晶加成聚合物，如聚(丙烯腈)及其与丙烯酸和甲基丙烯酸酯的共聚物、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)及其各种共聚物、聚(甲基丙烯酸甲酯)及其各种共聚物已知相对容易溶液纺丝，因为它们在低压力和温度下可溶。预计这些可根据本公开作为制造纳米纤维的一种方法熔纺。
形成在聚合物混合物(polymer admixture)、合金格式中或在交联化学键合结构中包含两种或更多种聚合材料的聚合物组合物具有实质优点。我们相信这样的聚合物组合物通过改变聚合物属性，如改进聚合物链柔性或链活动性、提高总分子量和通过形成聚合材料的网络以提供增强来改进物理性质。
在这一概念的一些实施方案中，为了有益的性质，可以共混两种相关的聚合物材料。例如，可将高分子量聚氯乙烯与低分子量聚氯乙烯共混。类似地，可将高分子量尼龙材料与低分子量尼龙材料共混。
聚酰胺(和所得产品)的相对粘度(RV)通常是在毛细管粘度计中在25℃下测得的溶液或溶剂粘度的比率(ASTM D 789)(2015)。对于该用途，溶剂是含有10重量％水和90重量％甲酸的甲酸。溶液是溶解在溶剂中的8.4重量％聚合物。
如对本公开的聚合物和产品使用的RV(ηr)是聚合物溶液与甲酸的绝对粘度比：
ηr＝(ηp/ηf)＝(fr x dp x tp)/ηf
其中：dp＝甲酸-聚合物溶液在25℃下的密度，
tp＝甲酸-聚合物溶液的平均流出时间，
ηf＝甲酸的绝对粘度，kPa x s(E+6cP)和
fr＝粘度计管系数，mm2/s(cSt)/s＝ηr/t3。
用于50RV试样的典型计算是：
ηr＝(fr x dp x tp)/ηf
其中：
fr＝粘度计管系数，通常0.485675cSt/s
dp＝聚合物-甲酸溶液的密度，通常1.1900g/ml
tp＝聚合物-甲酸溶液的平均流出时间，通常135.00s
ηf＝甲酸的绝对粘度，通常1.56cP
得出ηr＝(0.485675cSt/s x 1.1900g/ml x 135.00s)/1.56cP＝50.0的RV。术语t3是如ASTM D789(2015)中要求用于测定甲酸的绝对粘度的S-3校准油的流出时间。
在一些实施方案中，(前体)聚酰胺的RV具有至少2，例如至少3、至少4或至少5的下限。就上限而言，聚酰胺具有330或更小、300或更小、275或更小、250或更小、225或更小、200或更小、150或更小、100或更小、或60或更小的RV。就范围而言，聚酰胺可具有2至330，例如2至300、2至275、2至250、2至225、2至200、2至100、2至60、2至50、2至40、10至40、15至40的RV和在它们之间的任何值。
在一些实施方案中，非织造布的RV具有至少2，例如至少3、至少4或至少5的下限。就上限而言，纳米纤维非织造产品具有330或更小、300或更小、275或更小、250或更小、225或更小、200或更小、150或更小、100或更小、或60或更小的RV。就范围而言，非织造布可具有2至330，例如2至300、2至275、2至250、2至225、2至200、2至100、2至60、2至50、2至40、10至40、或15至40的RV和在它们之间的任何值。
(前体)聚酰胺组合物的RV和非织造布的RV之间的关系可变。在一些方面，非织造布的RV可低于聚酰胺组合物的RV。在将尼龙66纺丝时，降低RV通常不是理想的做法。但是，本发明人已经发现，在微纤维和纳米纤维的生产中，这是一个优点。已经发现，已令人惊讶地发现在熔纺法中使用较低RV的聚酰胺尼龙，例如较低RV的尼龙66产生具有出乎意料地小的长丝直径的微纤维和纳米纤维长丝。
降低RV的方法可能广泛变化。在一些情况下，可以提高方法温度以降低RV。但是，在一些实施方案中，温度的提高可能仅轻微降低RV，因为温度影响反应动力学，但不影响反应平衡常数。本发明人已经发现，有益地，可以通过在加湿下使聚合物解聚来降低聚酰胺，例如尼龙66的RV。在聚酰胺开始水解前可包括最多5％水分，例如最多4％、最多3％、最多2％或最多1％。这一技术与将其它聚合物，例如聚丙烯添加到聚酰胺中(以降低RV)的常规方法相比提供惊人的优点。
在一些方面，可以例如通过降低温度和/或通过降低湿度来提高RV。与湿含量相比，温度对调节RV的影响相对轻微。可将湿含量降低到低至1ppm或更高，例如5ppm或更高、10ppm或更高、100ppm或更高、500ppm或更高、1000ppm或更高、或2500ppm或更高。如本文中进一步论述，湿含量的降低也有利于降低TDI和ODI值。催化剂的包含可能影响动力学，但不影响实际K值。
在一些方面，非织造布的RV比纺丝前的聚酰胺的RV低至少20％，例如低至少25％、低至少30％、低至少35％、低至少40％、低至少45％或低至少90％。
在另一些方面，非织造布的RV比纺丝前的聚酰胺的RV高至少5％，例如高至少10％、高至少15％、高至少20％、高至少25％、高至少30％或高至少35％。
在进一步的方面，聚酰胺的RV和非织造布的RV可基本相同，例如在彼此的5％内。
本公开的另一实施方案涉及包含具有小于25微米的平均纤维直径并具有2至330的RV的聚酰胺纳米纤维和/或微纤维的面层的生产。在这一替代实施方案中，优选RV范围包括：2至330，例如2至300、2至275、2至250、2至225、2至200、2至100、2至60、2至50、2至40、10至40、或15至40。随后将纳米纤维和/或微纤维转换成非织造网。随着RV提高到超过大约20至30，运行温度变成更大的考虑参数。在大约20至30的范围以上的RV下，必须小心地控制温度以使聚合物熔融以用于加工用途。熔融技术的方法或实例，以及可在该装置中用于独立地控制纤维生产设备的温度的加热和冷却源描述在美国专利No.8,777,599(经此引用并入本文)中。非限制性实例包括电阻加热器、辐射加热器、冷气体或加热气体(空气或氮气)或传导、对流或辐射传热机制。
在面层中，非织造布包含通过纺粘和熔喷法制成的纤维。在一个实施方案中，本文中公开的纤维是微纤维，例如具有小于25微米的平均纤维直径的纤维，或纳米纤维，例如具有小于1000nm(1微米)的平均纤维直径的纤维。
在RV大于2和小于330的聚酰胺的情况下，非织造布的纤维层中的纳米纤维的平均纤维直径可小于1微米，例如小于950纳米、小于925纳米、小于900纳米、小于800纳米、小于700纳米、小于600纳米或小于500纳米。就下限而言，非织造布的纤维层中的纳米纤维的平均纤维直径可具有至少100纳米、至少110纳米、至少115纳米、至少120纳米、至少125纳米、至少130纳米或至少150纳米的平均纤维直径。就范围而言，非织造布的纤维层中的纳米纤维的平均纤维直径可为100至1000纳米，例如110至950纳米、115至925纳米、120至900纳米、200至900纳米、125至800纳米、125至700纳米、130至600纳米、或150至500纳米。这样的平均纤维直径使通过本文中公开的纺丝法形成的纳米纤维有别于通过静电纺丝法形成的纳米纤维。静电纺丝法通常具有小于100纳米，例如50至小于100纳米的平均纤维直径。不受制于理论，但相信这样小的纳米纤维直径可能导致纤维的强度降低和纳米纤维的操作难度提高。
本公开的方法和前体的使用导致纤维直径的特定和有益的分布。例如，在纳米纤维的情况下，少于20％的纳米纤维可具有大于700纳米的纤维直径，例如少于17.5％、少于15％、少于12.5％或少于10％。就下限而言，至少1％的纳米纤维具有大于700纳米的纤维直径，例如至少2％、至少3％、至少4％或至少5％。就范围而言，1至20％的纳米纤维具有大于700纳米的纤维直径，例如2至17.5％、3至15％、4至12.5％、或5至10％。这样的分布使本文所述的纳米纤维非织造产品有别于通过静电纺丝形成的那些(其具有较小平均直径(50-100纳米)和窄得多的分布)和有别于通过非纳米纤维熔纺形成的那些(其具有大得多的分布)。例如，在WO 2017/214085中公开了非纳米纤维离心纺成的非织造布并报道了2.08至4.4微米的纤维直径，但具有WO 2017/214085的图10A中报道的极宽分布。
在RV大于2和小于330的聚酰胺的情况下，非织造布的纤维层中的微纤维的平均纤维直径可小于25微米，例如小于24微米、小于22微米、小于20微米、小于15微米、小于10微米或小于5微米。就下限而言，非织造布的纤维层中的微纤维的平均纤维直径可具有至少1微米、至少2微米、至少3微米、至少5微米、至少7微米或至少10微米的平均纤维直径。就范围而言，非织造布的纤维层中的微纤维的平均纤维直径可为1至25微米，例如2至24微米、3至22微米、5至20微米、7至15微米、2至10微米、或1至5微米。
在微纤维的情况下，纤维直径也可具有理想地窄的分布，取决于微纤维的尺寸。例如，少于20％的微纤维可具有比平均纤维直径大多于2微米的纤维直径，例如少于17.5％、少于15％、少于12.5％或少于10％。就下限而言，至少1％的微纤维具有比平均纤维直径大多于2微米的纤维直径，例如至少2％、至少3％、至少4％或至少5％。就范围而言，1至20％的微纤维具有比平均纤维直径大多于2微米的纤维直径，例如2至17.5％、3至15％、4至12.5％、或5至10％。在进一步实例中，上文列举的分布可在平均纤维直径的1.5微米内，例如在1.25微米内、在1微米内或在500纳米内。
在一个实施方案中，设想了为所需性质而共混两种具有不同RV值(都小于330并具有小于1微米的平均纤维直径)的相关聚合物的优点。例如，可提高聚酰胺的熔点，调节RV，或调节其它性质。
在一个实施方案中，面层包含可具有取决于吸声多层复合材料的最终用途的基重的非织造布。就下限而言，非织造布可具有至少1克/平方米(gsm)，例如至少2gsm、至少3gsm、至少5gsm、至少10gsm或至少25gsm的基重。就上限而言，非织造布可具有小于200gsm，例如小于190gsm、小于180gsm、小于175gsm、小于150gsm或小于125gsm的基重。就范围而言，非织造布可具有1至200gsm，例如2至190gsm、3至180gsm、5至175gsm、10至150gsm、或25至125gsm的基重。
为了控制吸声程度，可与平均纤维直径结合地选择基重。例如，对于较高的平均纤维直径，例如微纤维，孔径可能较大并可提高基重以相对于具有较小平均纤维直径的非织造布提高声阻尼。另外，根据吸声多层复合材料中包括的其它材料(如果有的话)，可使用各自具有相同或不同的平均纤维直径和/或基重的非织造布的不同层控制声阻尼。
在一个实施方案中，面层包含具有聚酰胺纳米纤维和聚酰胺微纤维的非织造布。纳米纤维和微纤维可布置为单独的层，即第一层和第二层，或可一起布置为一个层。在一些方面，面层可包含含有如上所述的纳米纤维的聚酰胺非织造布。在一些方面，面层可包含含有如上所述的纳米纤维的聚酰胺非织造布。在进一步方面，非织造布可包含聚酰胺纳米纤维和聚酰胺微纤维的组合。例如，非织造布可包含基于重量计1:100至100:1，例如1:75至75:1、1:50至50:1、1:25至25:1、1:15至15:1、1:10至10:1、1:5至5:1、1:3至3:1、1:2至2:1或大约1:1的比率的聚酰胺纳米纤维:聚酰胺微纤维。就聚酰胺纳米纤维的下限而言，非织造布可包含至少1重量％的聚酰胺纳米纤维，例如至少3重量％、至少5重量％、至少10重量％、至少25重量％或至少50重量％。就上限而言，非织造布可包含小于99重量％的聚酰胺纳米纤维，例如小于95重量％、小于90重量％、小于75重量％或小于50重量％。就范围而言，非织造布可包含1至99重量％的聚酰胺纳米纤维，例如3至95重量％、5至90重量％、10至75重量％、25至50重量％、或50至75重量％。就聚酰胺微纤维的下限而言，非织造布可包含至少1重量％的聚酰胺微纤维，例如至少3重量％、至少5重量％、至少10重量％、至少25重量％或至少50重量％。就上限而言，非织造布可包含小于99重量％的聚酰胺微纤维，例如小于95重量％、小于90重量％、小于75重量％或小于50重量％。就范围而言，非织造布可包含1至99重量％的聚酰胺微纤维，例如3至95重量％、5至90重量％、10至75重量％、25至50重量％、或50至75重量％。
附加组分
在一些实施方案中，所得纤维含有少量(如果有的话)溶剂。相应地，在一些方面，所得纤维不含溶剂。相信熔纺法的使用有利地减少或消除对溶剂的需求。这种减少/消除带来有益的效果，如环境友好和降低的成本。通过与本文所述的熔纺法完全不同的溶液纺丝法形成的纤维需要这样的溶剂。在一些实施方案中，该纳米纤维包含少于1重量％溶剂、少于5000ppm、少于2500ppm、少于2000ppm、少于1500ppm、少于1000ppm、少于500ppm、少于400ppm、少于300ppm、少于200ppm、少于100ppm、或少于可检出量的溶剂。溶剂可随聚酰胺的组分而变，但可包括甲酸、硫酸、甲苯、苯、氯苯、二甲苯/氯己酮、十氢化萘、石蜡油、邻二氯苯和其它已知溶剂。就范围而言，当包括少量溶剂时，所得纳米纤维可具有至少1ppm、至少5ppm、至少10ppm、至少15ppm或至少20ppm溶剂。在一些方面，非挥发溶剂，如甲酸可能留在产品中并可能需要附加的萃取步骤。这样的附加萃取步骤可增加生产成本。
在一个实施方案中，面层包含具有至少一种低反射率金属的非织造布，其包括铜、锌和/或其化合物、氧化物、络合盐或合金。合适的铜化合物包括碘化铜、溴化铜、氯化铜、氟化铜、氧化铜、硬脂酸铜、己二酸铜铵、乙酸铜或吡啶硫酮铜或其组合。锌化合物可包括氧化锌、硬脂酸锌、吡啶硫酮锌或己二酸锌铵或其组合。在一些实施方案中，可能存在低反射率金属的组合。在一些实施方案中，可能存在低反射率金属的离子形式。低反射率金属可分散遍布在非织造布中。在一个实施方案中，低反射率金属的载量可为5ppm至100,000ppm(10重量％)，例如5ppm至20000ppm、5ppm至17,500ppm、5ppm至17,000ppm、5ppm至16,500ppm、5ppm至16,000ppm、5ppm至15,500ppm、5ppm至15,000ppm、5ppm至12,500ppm、5ppm至10,000ppm、5ppm至5000ppm、5ppm至4000ppm，例如5ppm至3000ppm、5ppm至2000ppm、5ppm至1000ppm、5ppm至500ppm、10ppm至20,000ppm、10ppm至17,500ppm、10ppm至17,000ppm、10ppm至16,500ppm、10ppm至16,000ppm、10ppm至15,500ppm、10ppm至15,000ppm、10ppm至12,500ppm、10ppm至10,000ppm、10ppm至5000ppm、10ppm至4000ppm、10ppm至3000ppm、10ppm至2000ppm、10ppm至1000ppm、10ppm至500ppm、50ppm至20,000ppm、50ppm至17,500ppm、50ppm至17,000ppm、50ppm至16,500ppm、50ppm至16,000ppm、50ppm至15,500ppm、50ppm至15,000ppm、50ppm至12,500ppm、50ppm至10,000ppm、50ppm至5000ppm、50ppm至4000ppm、50ppm至3000ppm、50ppm至500ppm、100ppm至20,000ppm、100ppm至17,500ppm、100ppm至17,000ppm、100ppm至16,500ppm、100ppm至16,000ppm、100ppm至15,500ppm、100ppm至15,000ppm、100ppm至12,500ppm、100ppm至10,000ppm、100ppm至5000ppm、100ppm至4000ppm、100ppm至500ppm、200ppm至20,000ppm、200ppm至17,500ppm、200ppm至17,000ppm、200ppm至16,500ppm、200ppm至16,000ppm、200ppm至15,500ppm、200ppm至15,000ppm、200ppm至12,500ppm、200ppm至10,000ppm、200ppm至5000ppm、200ppm至4000ppm、5000ppm至20000ppm、200ppm至500ppm、500ppm至10000ppm、1000ppm至7000ppm、或3000ppm至5000ppm的量。
在一些实施方案中，非泡沫聚合物层也可包含至少一种低反射率金属。优选地，所述至少一种低反射率金属在非泡沫聚合物层中的量低于面层。
在一些实施方案中，低反射率金属也可为复合材料提供抗微生物效力，这在一些应用中可能有用。
在一些情况下，非织造布可由任选包括添加剂的聚酰胺材料制成。合适的添加剂的实例包括填料(如二氧化硅、玻璃、粘土、滑石)、油(如整理油，例如硅酮油)、蜡、溶剂(包括如本文所述的甲酸)、润滑剂(例如石蜡油、酰胺蜡和硬脂酸酯)、稳定剂(例如光稳定剂、紫外线稳定剂等)、增塑剂、增粘剂、流动控制剂、固化速率阻滞剂、附着力促进剂、辅助剂、抗冲改性剂、可膨胀微球、导热粒子、导电粒子、颜料、染料、着色剂、玻璃珠或泡、抗氧化剂、荧光增白剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂和含氟聚合物。在一个实施方案中，添加剂可以非织造布的最多49重量％，例如最多40重量％、最多30重量％、最多20重量％、最多10重量％、最多5重量％、最多3重量％或最多1重量％的总量存在。就下限而言，添加剂可以至少0.01重量％，例如至少0.05重量％、至少0.1重量％、至少0.25重量％或至少0.5重量％的量存在于非织造布中。就范围而言，添加剂可以0.01至49重量％，例如0.05至40重量％、0.1至30重量％、0.25至20重量％、0.5至10重量％、0.5至5重量％、或0.5至1重量％的量存在于非织造布中。在一些方面，可作为添加剂包括单体和/或聚合物。例如，可作为添加剂加入尼龙6I和/或尼龙6T。
适合与本文所述的非织造布结合使用的抗氧化剂在一些实施方案中可包括但不限于花色素苷、抗坏血酸、谷胱甘肽、硫辛酸、尿酸、白藜芦醇、类黄酮、胡萝卜素(例如β-胡萝卜素)、类胡萝卜素、生育酚(例如α-生育酚、β-生育酚、γ-生育酚和δ-生育酚)、生育三烯酚、泛醇、没食子酸、褪黑素、仲芳胺、苯并呋喃酮、受阻酚、多酚、受阻胺、有机磷化合物、硫酯、苯甲酸酯、内酯、羟胺等，和它们的任何组合。在一些实施方案中，抗氧化剂可选自3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸硬脂酸酯、双(2,4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二-叔丁基苯基)酯、双酚A丙氧基化物二缩水甘油醚、9,10-二羟基-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物及其混合物。
适合与本文所述的非织造布结合使用的着色剂、颜料和染料在一些实施方案中可包括但不限于植物染料、蔬菜染料(vegetable dyes)、二氧化钛(其也可充当消光剂)、炭黑、木炭、二氧化硅、酒石黄、E102、酞菁蓝、酞菁绿、喹吖啶酮、苝四甲酸二酰亚胺、二噁嗪、紫环酮双偶氮颜料、蒽醌颜料、金属粉末、氧化铁、群青、钛酸镍、苯并咪唑酮orange gl、溶剂橙60、橙色染料、碳酸钙、高岭土、氢氧化铝、硫酸钡、氧化锌、氧化铝、液体和/或颗粒形式的染料(阳离子染料，可获自Clariant Services)(例如CARTASOLBrilliant Yellow K-6G液体、CARTASOL Yellow K-4GL液体、CARTASOL Yellow K-GL液体、CARTASOL Orange K-3GL液体、CARTASOL Scarlet K-2GL液体、CARTASOL Red K-3BN液体、CARTASOL Blue K-5R液体、CARTASOL Blue K-RL液体、CARTASOL Turquoise K-RL液体/颗粒、CARTASOL Brown K-BL液体)、/>染料(助色团，可获自BASF)(例如Yellow3GL、Fastusol C Blue 74L)等，它们的任何衍生物和它们的任何组合。在一些实施方案中，可以使用溶剂染料。
形成纳米纤维和/或微纤维的方法
在一个实施方案中，可通过纺丝以形成纺制产品来形成面层的非织造布。“海岛型”是指通过从一个纺丝模头挤出至少两种聚合物组分而形成纤维，也称为复合纺丝。本文所用的纺丝尤其排除溶液纺丝和静电纺丝。
在一些方面，该聚酰胺纤维是熔喷的。熔喷有利地比静电纺丝便宜。熔喷是为形成非织造纤维和非织造网而开发的方法类型；通过经多个小孔挤出熔融热塑性聚合物材料或聚酰胺而形成纤维。所得熔融线或长丝进入会聚的高速气体料流，其使熔融聚酰胺的长丝变细或拉伸以降低它们的直径。此后，高速气体料流携带熔喷纳米纤维并沉积在收集表面或成型线上，以形成无规分布的熔喷纤维的非织造网。通过熔喷形成非织造纤维和非织造网是本领域众所周知的。参见例如美国专利Nos.3,016,599；3,704,198；3,755,527；3,849,241；3,978,185；4,100,324；4,118,531；和4,663,220。
众所周知，静电纺丝的许多制造参数可能限制某些材料的纺丝。这些参数包括：纺丝材料和纺丝材料溶液的电荷；溶液输送(通常从喷射器喷射的材料料流)；射流处的电荷；收集器处的纤维膜的放电；纺丝射流上的来自电场的外力；排出射流的密度；和电极的(高)电压和收集器的几何。相反，上述纳米纤维和产品有利地不像静电纺丝法中要求的那样使用外加电场作为主喷射力形成。因此，聚酰胺和纺丝方法的任何组分都不带电。重要地，本公开的吸声多层复合材料或其形成方法不需要静电纺丝法中必要的危险的高电压。在一些实施方案中，该方法是非静电纺丝法，例如纺粘或熔喷，并且所得吸声多层复合材料是通过非静电纺丝法制成的非静电纺丝产品。
制造面层的非织造布的一个实施方案是大致如美国专利No.8,668,854中所述用推进剂气体经由纺丝通道两相纺丝或熔喷。这种方法包括聚合物或聚合物溶液和加压推进剂气体(通常空气)两相流动到细的优选会聚通道。该通道通常和优选为环形配置。相信该聚合物在细的优选会聚通道内被气流剪切，以在通道两侧上都产生聚合物膜层。这些聚合物膜层被推进剂气流进一步剪切成纤维。在此仍可使用移动收集带并通过调节带的速度控制非织造布的基重。也可使用收集器的距离控制非织造布的细度。参照图4更好地理解该方法。
有益地，上文提到的聚酰胺前体在熔纺法中的使用提供生产率的显著益处，例如高至少5％、高至少10％、高至少20％、高至少30％、高至少40％。可作为与常规方法，例如静电纺丝法或没有使用本文所述的特征的方法相比每小时面积的改进观察到所述改进。在一些情况下，经过一致时期的产量提高。例如，经过给定生产时期，例如1小时，本公开的方法制成比常规方法或静电纺丝法多至少5％的产品，例如多至少10％、多至少20％、多至少30％或多至少40％。
图4示意性图解用于纺制非织造布的系统的运行，其包括聚酰胺进料组装件110、空气进料1210、纺丝筒130、收集带140和卷取轴150。在运行过程中，将聚酰胺熔体或溶液供入纺丝筒130，在此用高压空气使其流经该筒中的细通道，以将聚酰胺剪切成纳米纤维。在上文提到的美国专利No.8,668,854中提供了细节。通过带的速度控制吞吐率和基重。任选地，如果需要，可随空气进料加入功能添加剂，如木炭、铜等。
在图4的系统中所用的喷丝头的另一构造中，可如美国专利No.8,808,594中所示用单独入口加入微粒材料。
可用的另一方法是熔喷本文中公开的聚酰胺纳米纤维和/或微纤维网(图5)。熔喷涉及将聚酰胺挤出到相对高速的通常热的气体料流中。为了制造合适的纳米纤维，如Hassan等人,J Membrane Sci.,427,336-344,2013和Ellison等人,Polymer,48(11),3306-3316,2007和International Nonwoven Journal,Summer 2003,第21-28页中所示需要仔细选择孔和毛细管几何以及温度。
美国专利7,300,272公开了用于挤出熔融材料以形成一系列纳米纤维的纤维挤出组件(fiber extrusion pack)，其包括堆叠布置的许多分流分配板(split distributionplates)以使各分流分配板形成该纤维挤出组件内的一层，并且分流分配板上的特征(features)形成将熔融材料传送到纤维挤出组件中的孔的分配网络。各分流分配板包括一组板段(plate segments)，在相邻板段之间设置间隙。将板段的相邻边缘成型以沿间隙形成储库(reservoirs)，并在储库中安置密封塞以防止熔融材料从间隙泄漏。密封塞可由泄漏到间隙中并收集和固化在储库中的熔融材料形成或通过在组件组装(pack assembly)时在储库中安置封堵材料形成。这一组件可与之前提到的专利中描述的熔喷系统一起用于制造纳米纤维。
本文所述的纺丝法可形成具有相对较低氧化降解指数(“ODI”)值的聚酰胺非织造布。较低ODI意味着在制造过程中的氧化降解较不严重。在一些方面中，ODI可为10至150ppm。可以使用凝胶渗透色谱法(GPC)用荧光检测器测量ODI。该仪器用奎宁外标校准。将0.1克尼龙溶解在10毫升90％甲酸中。然后用荧光检测器通过GPC分析该溶液。用于ODI的检测器波长为340nm用于激发和415nm用于发射。就上限而言，非织造布的ODI可为200ppm或更低，例如180ppm或更低、150ppm或更低、125ppm或更低、100ppm或更低、75ppm或更低、60ppm或更低或50ppm或更低。就下限而言，非织造布的ODI可为1ppm或更高、5ppm或更高、10ppm或更高、15ppm或更高、20ppm或更高，或25ppm或更高。就范围而言，非织造布的ODI可为1至200ppm、1至180ppm、1至150ppm、5至125ppm、10至100ppm、1至75ppm、5至60ppm、或5至50ppm。
另外，如本文所述的纺丝法可产生相对较低的热降解指数(“TDI”)。较低TDI意味着在制造过程中聚酰胺的热史较不严重。TDI与ODI同样地测量，只是用于TDI的检测器波长为300nm用于激发和338nm用于发射。就上限而言，非织造布的TDI可为4000ppm或更低，例如3500ppm或更低、3100ppm或更低、2500ppm或更低、2000ppm或更低、1000ppm或更低、750ppm或更低、或700ppm或更低。就下限而言，非织造布的TDI可为20ppm或更高、100ppm或更高、125ppm或更高、150ppm或更高、175ppm或更高、200ppm或更高、或210ppm或更高。就范围而言，非织造布的TDI可为20至4000ppm、100至4000ppm、125至3500ppm、150至3100ppm、175至2500ppm、200至2000ppm、210至1000ppm、200至750ppm、或200至700ppm。
TDI和ODI试验方法也公开在美国专利No.5,411,710中。较低TDI和/或ODI值是有益的，因为它们意味着纳米纤维非织造布产品比具有较高TDI和/或ODI的产品更耐久。如上文解释，TDI和ODI是降解的量度并且具有较高降解的产品表现得不好。例如，这样的产品可具有降低的染料吸收、较低的热稳定性、在纤维暴露于热、压力、氧气或这些的任何组合的声学应用中的较低寿命和在工业纤维应用中的较低韧性。
可用于形成具有较低TDI和/或ODI的非织造布的一种可能的方法包括如本文所述的添加剂，尤其是抗氧化剂。尽管不是常规方法中必要的，但此类抗氧化剂可用于抑制降解。可用的抗氧化剂的一个实例包括卤化铜和可获自Clariant的
在一个实施方案中，面层的非织造布是透气的。面层的非织造布的透气率优选小于非泡沫聚合物层的透气率。相应地，面层的非织造布可具有小于300cfm/ft2，例如小于275cfm/ft2、小于250cfm/ft2、小于225cfm/ft2、小于200cfm/ft2、小于175cfm/ft2、小于150cfm/ft2、或小于125cfm/ft2、或小于100cfm/ft2、小于75cfm/ft2或小于50cfm/ft2的透气率值。通常，面层的非织造布的透气率值的下限可为大于5cfm/ft2、大于10cfm/ft2、大于15cfm/ft2或大于20cfm/ft2。就合适的范围而言，面层的非织造布可具有5至300cfm/ft2、10至275cfm/ft2、15至250cfm/ft2、15至200cfm/ft2、或20至125cfm/ft2的透气率值。
非织造布可具有30微米或更小，例如25微米或更小、20微米或更小、15微米或更小、10微米或更小、5微米或更小、或1微米或更小的平均孔径。就下限而言，非织造布可具有至少10nm，例如至少100nm、至少500nm、至少1微米或至少5微米的平均孔径。就范围而言，非织造布可具有10nm至30微米，例如100nm至25微米、500nm至20微米、500nm至15微米、或1微米至10微米的平均孔径，包括位于其中的所有值。
声学应用
吸声多层复合材料主要可用于运输和建筑应用中的声阻尼。如本文所述，在一些方面，吸声多层复合材料不需要含有除本发明的非织造布外的任何附加材料。在另一些方面，本文进一步描述的附加层和材料可与非泡沫聚合物层和包含非织造布的面层组合以形成吸声多层复合材料。在一个实施方案中，面层的性质可有针对性地满足特定声学应用所需的空气阻力(air resistivity)。在一些实施方案中，这一目标为1000Rayls。
在一个实施方案中，吸声多层复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米，例如2微米至20微米、4微米至20微米、5微米至20微米、5微米至15微米、6微米至15微米、8微米至12微米、或10微米至12微米。在一个实施方案中，面层的平均纤维直径小于非泡沫聚合物层。
在一个实施方案中，吸声多层复合材料是透气的。相应地，吸声多层复合材料可具有小于300cfm/ft2，例如小于275cfm/ft2、小于250cfm/ft2、小于225cfm/ft2、小于200cfm/ft2、小于175cfm/ft2、小于150cfm/ft2、或小于125cfm/ft2、或小于100cfm/ft2、小于75cfm/ft2或小于50cfm/ft2的透气率值。通常，吸声多层复合材料的透气率值的下限可为大于5cfm/ft2、大于10cfm/ft2、大于15cfm/ft2或大于20cfm/ft2。就合适的范围而言，吸声多层复合材料可具有5至300cfm/ft2、10至275cfm/ft2、15至250cfm/ft2、15至200cfm/ft2、或20至125cfm/ft2的透气率值。
在示例性实施方案中，吸声多层复合材料可具有大约10克/平方米(gsm)至大约300gsm的基重。通常，非泡沫聚合物层具有小于大约300gsm，例如小于大约275gsm、小于大约250gsm、小于大约200gsm、小于大约175gsm、小于大约150gsm或小于大约125gsm的基重。在一些实施方案中，非泡沫聚合物层具有大约10gsm至大约275gsm，例如50gsm至大约275gsm、50gsm至大约250gsm、50gsm至大约200gsm、或100gsm至大约200gsm的基重。
在一个实施方案中，吸声多层复合材料可配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并被面层吸收。相应地，在一个实施方案中，非泡沫聚合物层可毗邻面层以使面层一个表面朝向车辆内部安置。在一个实施方案中，面层和非泡沫聚合物层使用纱线通过针刺法缝合在一起。纱线可包含聚酰胺。在一些实施方案中，纱线可以是单股的或可以是多股的。
包含非织造布的吸声多层复合材料提供可接受的声吸收/阻尼。这通过在独特的实验室声音传播试验(Laboratory Sound Transmission Tests)(LSTT)中的样品性能证实。这种实验室筛选试验在样品一侧使用放大“白噪声”源并在样品另一侧使用分贝仪的传声器。从入射90dB声级实现至少5，例如至少10或至少15dB的降噪。其它标准化声学试验也显示这些气流成网材料的优异的每单位重量性能。例如，已进行阻抗管吸声试验，作为使用两个传声器的ASTM E1050-98或作为使用单个可活动传声器的ASTM C384。这样的试验可覆盖100至6300Hz的宽频率范围。
标准声学试验和LSTT筛选试验之间的主要区别在于对于阻抗管吸声试验，传声器与声源在样品的同一侧，而对于LSTT，样品位于传声器与声源之间。阻抗管吸声试验也记录关于频率相关声学性质的细节，而LSTT仅测量白噪声的响度。
在一些实施方案中，非织造布具有大约0.5或更大的如通过ASTM E1050-98在1000Hz下测定的吸声系数(α)。非织造布可具有大约0.55或更大的如通过ASTM E1050-98在1000Hz下测定的吸声系数(α)，特别优选在与本文所述的其它层组合时，例如大约0.6或更大、大约0.65或更大、大约0.70或更大、大约0.75或更大、大约0.80或更大、大约0.85或更大、大约0.90或更大、大约0.95或更大、或大约0.97或更大。
在一些方面，吸声多层复合材料可至少包含具有膨松纤维的非织造布。在一个实施方案中，非泡沫聚合物层可包含膨松纤维。该非织造布的膨松纤维是在垂直于非织造布的平面维度延伸的非织造层的z方向上提供体积的纤维。膨松纤维的类型包括(但不限于)具有每长丝的高旦数(每长丝5旦或更大)的纤维、高卷曲纤维(high crimp fibers)、中空填充纤维(hollow-fill fibers)等。这些纤维为该材料提供质量和体积。膨松纤维的一些实例包括聚酯、聚丙烯和棉，以及其它低成本纤维。膨松纤维可具有大于大约12旦的纤度。在另一实施方案中，膨松纤维50具有大于大约15旦的纤度。膨松纤维可以是短纤维。在一些实施方案中，膨松纤维不具有圆形横截面，而是具有更高表面积的纤维，包括但不限于桔瓣型(segmented pie)、4DG、带翼纤维(winged fibers)、三叶形等。已经表明，纤维横截面对非织造布的吸声性质具有影响。该非织造布可包含与本文所述的粘合剂纤维结合的膨松纤维。
就下限而言，非织造布可包含至少1重量％膨松纤维，例如至少2重量％、至少3重量％或至少5重量％。就上限而言，非织造布可包含不多于50重量％膨松纤维，例如不多于45重量％、不多于40重量％或不多于35重量％.就范围而言，非织造布可包含1至50重量％膨松纤维，例如2至45重量％、3至40重量％、或5至35重量％。就下限而言，非织造布可包含至少1重量％粘合剂纤维，例如至少2重量％、至少3重量％或至少5重量％。就上限而言，非织造布可包含不多于50重量％粘合剂纤维，例如不多于45重量％、不多于40重量％或不多于35重量％。就范围而言，非织造布可包含1至50重量％粘合剂纤维，例如2至45重量％、3至40重量％、或5至35重量％。在一些方面，非织造布可具有膨松纤维区和/或粘合剂区，其中膨松纤维和/或粘合剂纤维集中在非织造布的某些部分中。在另一些方面，膨松纤维和/或粘合剂纤维可分散遍布在非织造布中。
在一些方面，面层可包含非织造布，其中该织造布进一步包含多组分纤维。这样的纤维描述在美国专利No.6,855,422中，其全文经此引用并入本文。这样的材料充当相变剂(phase changer)或温度调节材料。通常，相变材料具有吸收或释放热能以减少或消除热流动的能力。一般而言，相变材料可包含在温度稳定范围处或在温度稳定范围内具有吸收或释放热能以减少或消除热流动的能力的任何物质或物质混合物。温度稳定范围可包含特定转变温度或转变温度范围。与非织造结构的各种实施方案联合使用的相变材料能够在相变材料吸收或释放热时，通常在相变材料在两个状态，例如液态和固态、液态和气态、固态和气态或两个固态之间经历转变时抑制热能流动。这种作用通常是暂时的，并持续到相变材料的潜热在加热或冷却过程中被吸收或释放。热能可储存在相变材料中或从相变材料中释放，并且相变材料通常可通过热源或冷源有效回注(recharged)。通过选择适当的相变材料，多组分纤维可被设计用于许多产品的任一种。
双组分纤维可包含各种聚合物作为它们的芯和皮组分。具有聚乙烯或改性聚乙烯皮的双组分纤维通常具有聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯芯。在一些实施方案中，双组分纤维具有由聚酯制成的芯和由聚乙烯制成的皮。或者，可使用具有聚丙烯或改性聚丙烯或聚乙烯皮或聚丙烯和改性聚乙烯的组合作为皮或共聚酯皮(其中共聚酯是间苯二甲酸改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)、通常具有聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯芯的多组分纤维、或聚丙烯皮-聚对苯二甲酸乙二醇酯芯和聚乙烯皮-聚乙烯芯和共聚对苯二甲酸乙二醇酯皮纤维。
在一些方面，面层可包含非织造布，其中非织造布包含许多捆扎聚酰胺纤维束。在一些方面，聚酰胺纤维是聚酰胺纳米纤维。在一些方面，至少50％数量的纳米纤维可在捆扎纤维束的长轴的45度内取向。各捆扎束内的纳米纤维可缠结在一起。捆扎纤维束可在非织造布内无规取向。不受制于理论，但相信，捆扎纤维束形成具有提高的膨松度(loft)和提高的孔隙率的非织造布，但没有向非织造布引入体积。该非织造布的膨松度可能相对较高，以致密度相对较低，例如小于0.2g/cm3，例如小于0.1g/cm3或小于0.05g/cm3。在另一些方面，该非织造布的密度可大于0.2g/cm3，例如大于0.3g/cm3、大于0.5g/cm3或大于1g/cm3。可基于面层和总体而言的吸声多层复合材料的所需声阻尼选择非织造布的密度。另外，非织造布的密度可与非织造布的最终RV相平衡。
如果必须提高非织造布的拉伸强度、剪切、爆裂或剥离性质，可通过缝合稳定化(stitch stabilizing)、点粘合、超声粘合或其它方法稳定纳米纤维。
捆扎束可包含多于一个尺寸范围的纤维，例如不同尺寸的纳米纤维、微纤维、不同尺寸的微纤维或其组合。此外，在非织造物中可包括粘合剂纤维。粘合剂纤维是与其它纤维形成附着或粘合的纤维。在一些方面，粘合剂纤维是热活化的并可包括低熔点纤维和双组分纤维(如具有较低的皮熔融温度的并列型或皮芯型纤维)。特定粘合剂纤维的一个实例包括具有较低熔融温度的皮的聚酯皮芯型纤维。包括热活化粘合剂纤维能使非织造层随后模制成部件形状，例如用于汽车引擎盖内衬、发动机机舱盖、天花嵌板、办公室面板(officepanels)等。粘合剂纤维可以是短纤维。
在非织造布中也可包括附加纳米纤维和/或微纤维。这些可包括但不限于具有不同旦数、短纤维长度、组成或熔点的第二种类型的纳米纤维，和耐火或阻燃纤维。该纤维也可以是效果纤维，提供所需美学或功能的益处。这些效果纤维可用于赋予颜色、耐化学性(如聚苯硫醚纤维和聚四氟乙烯纤维)、耐湿性(如聚四氟乙烯纤维和局部处理的聚合物纤维)或其它性质。在一些实施例中，非织造布含有耐火纤维。本文所用的阻燃纤维是指如通过ISO 4589-1测定的极限氧指数(LOI)值为20.95或更高的纤维。阻燃纤维的类型包括但不限于灭火(fire suppressant)纤维和抗燃(combustion resistant)纤维。灭火纤维是通过以倾向于抑制热源的方式消耗而满足LOI的纤维。在一种灭火方法中，灭火纤维在消耗过程中排放气态产物，如卤化气体。灭火纤维的实例包括改性聚丙烯腈、PVC、经过卤化局部处理的纤维等。抗燃纤维是通过在暴露于热时耐消耗而满足LOI的纤维。抗燃纤维的实例包括二氧化硅浸渍的人造丝，如以商标销售的人造丝，部分氧化的聚丙烯腈、聚芳酰胺、对位芳纶、碳、间位芳纶、三聚氰胺等。
非织造布中的任何或所有纤维可另外含有添加剂。合适的添加剂包括但不限于填料、稳定剂、增塑剂、增粘剂、流动控制剂、固化速率阻滞剂、附着力促进剂(例如硅烷和钛酸盐)、辅助剂、抗冲改性剂、可膨胀微球、导热粒子、导电粒子、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或泡、抗氧化剂、荧光增白剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂和含氟聚合物。可使用一种或多种上述添加剂以降低所得纤维和层的重量和/或成本，调节粘度，或改变纤维的热性质，或提供由添加剂的物理性能活性衍生的一系列物理性质，包括电学、光学、密度相关、液体阻隔或胶粘剂粘性(adhesive tack)相关的性质。在一些汽车和电器应用中，隔声材料理想地具有一定程度的拒水性。门板、轮舱和发动机舱是需要隔绝的典型应用，其不会保留显著量的水。任何已知的防水剂，如GE Silicones of Friendly,W.Va.的Extra Emulsion例如是可行的。大多数绝缘应用也需要抗霉菌生长性。为了实现这一性质，基质纤维和/或粘合剂或气流成网的绝缘材料可用许多已知防霉剂的任一种处理，例如与氯丙基三甲氧基硅烷一起使用的氨基甲酸2-碘-丙炔醇-丁基酯、二碘甲基-对甲苯基砜、吡啶硫酮锌、N-辛基氯异噻唑酮和十八烷基氨基三甲基三甲氧基甲硅烷基丙基氯化铵，仅举几例。可使用的其它杀生物剂是基于异噻唑酮化学的/>和水基杀微生物剂/>二者都来自Rohm and Haas。
在一些实施方案中，可将蜡或任何其它提供润滑的喷霜剂作为添加剂添加到纳米纤维中。蜡在挤出过程中倾向于在纳米纤维的表面起霜。蜡，如Paracin(285(可获自Vertellus)，N,N'-亚乙基双-12-羟基硬脂酰胺，是由胺与羟基硬脂酸的反应形成的脆性蜡状固体)或聚合物共混物降低单纤维之间的内聚力或以其它方式促进膨松度(loft)的增加。已经观察到，蜡的添加进一步增强纳米纤维缠结成更大的捆扎束，从而提高非织造布的整体膨松度。降低的附着力允许纤维更充分地通过空气料流机械缠结。蜡在纤维成型过程中倾向于在纳米纤维的表面起霜，以减轻在收集过程中的纤维-纤维粘结和网压实。当使用蜡添加剂时，更高百分比的纤维构成更大绳束的一部分。
在一些实施方案中，非织造布在至少一侧上进一步含有附加层以形成非织造复合材料。该附加层可以是任何适用于复合材料的层。在一些实施方案中，附加层邻近非织造布的第一侧。在另一个实施方案中，第二附加层可邻近非织造布的第二侧。在进一步实施方案中，更多附加层可堆叠在非织造布的一侧或两侧上。
附加层可以是但不限于机织纺织品、针织纺织品、非织造纺织品和膜。在附加层是纺织品的实施方案中，该纺织品可为任何合适的构造和组成。该纺织品可由为提供所需拉伸、磨损和延性特征选择的纱线或材料制成。对于小制品，拉伸强度可能不像制品是可能几千英尺长并且将要卷绕和退绕的管时那样重要。在一些实施方案中，该纺织品是开放构造以允许空气/气体/液体或其它材料穿过纺织品到达非织造布。形成附加层的材料可以是本文中公开的任何聚合物，以及任何其它热塑性或热固性、天然或合成材料。
用于附加层中的纱线/纤维的一些合适的材料包括聚酰胺、芳族聚酰胺(包括间位和对位形式)、人造丝、PVA(聚乙烯醇)、聚酯、聚烯烃、聚乙烯化合物、尼龙(包括尼龙6、尼龙6,6和尼龙4,6)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、棉、钢、碳、玻璃纤维、钢、聚丙烯酸系、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲酯(polycyclohexane dimethyleneterephthalate)(PCT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、用聚乙二醇(PEG)改性的PET、聚乳酸(PLA)、聚对苯二甲酸丙二醇酯、尼龙(包括尼龙6和尼龙6,6)；再生纤维素(如人造丝或Tencel)；弹性体材料，如氨纶(spandex)；高性能纤维，如聚芳酰胺，和聚酰亚胺天然纤维，如棉、亚麻、苎麻和大麻，蛋白质类材料，如丝、羊毛和其它动物毛，如安哥拉兔毛(angora)、羊驼毛和小羊驼毛(vicuna)，纤维增强聚合物、热固性聚合物、它们的共混物，和它们的混合物。
在一些实施方案中，附加层可含有一些或所有高韧度纱线或纤维。这些高模量纤维可为具有至少约4GPa，更优选大于至少15GPa，更优选大于至少70GPa的模量的任何合适的纤维。合适纤维的一些实例包括如美国专利7,300,691中所述的玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和高度取向的聚丙烯纤维，韧皮纤维和碳纤维。用于第一层的高模量纤维的合适纤维的非限制性名单包括由高度取向聚合物制成的纤维，如凝胶纺丝超高分子量聚乙烯纤维(例如来自Honeywell Advanced Fibers of Morristown,N.J.的纤维和来自DSM High Performance Fibers Co.of the Netherlands的/>纤维)、熔纺聚乙烯纤维(例如来自Celanese Fibers of Charlotte，N.C.的/>纤维)、熔纺尼龙纤维(例如来自Invista of Wichita,Kans.的高韧度型尼龙6,6纤维)、熔纺聚酯纤维(例如来自Invista of Wichita,Kans.的高韧度型聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)和烧结聚乙烯纤维(例如来自ITS of Charlotte,N.C.的/>纤维)。合适的纤维还包括由刚性棒状聚合物制成的那些，如溶致(lyotropic)刚性棒状聚合物、杂环刚性棒状聚合物和热致液晶聚合物。由溶致刚性棒状聚合物制成的合适纤维包括芳族聚酰胺纤维，如聚(对苯二甲酰对苯二胺)纤维(例如DuPont of Wilmington,Del.的/>纤维和来自Teijin of Japan的/>纤维)和由3,4'-二氨基二苯醚和对苯二胺的1:1共聚对苯二甲酰胺制成的纤维(例如来自Teijin of Japan的/>纤维)。由杂环刚性棒状聚合物，如对亚苯基杂环制成的合适纤维包括聚(对亚苯基-2,6-苯并双噁唑)纤维(PBO纤维)(例如来自Toyobo of Japan的/>纤维)、聚(对亚苯基-2,6-苯并双噻唑)纤维(PBZT纤维)和聚[2,6-二咪唑并[4,5-b:4',5'-e]亚吡啶基-1,4-(2,5-二羟基)亚苯基]纤维(PIPD纤维)(例如来自DuPont of Wilmington,Del.的/>纤维)。由热致液晶聚合物制成的合适纤维包括聚(6-羟基-2-萘甲酸-共-4-羟基苯甲酸)纤维(例如来自Celanese of Charlotte,N.C.的/>纤维)。合适的纤维还包括硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、玻璃纤维、碳纤维，如由人造丝、聚丙烯腈(例如来自Dow ofMidland,Mich.的/>纤维)和中间相烃焦油(mesomorphic hydrocarbon tar)(例如来自Cytec of Greenville,S.C.的/>纤维)的高温热解制成的那些。在另一实施方案中，附加层包含含有热塑性聚合物、纤维素、玻璃、陶瓷及其混合物的纱线和/或纤维。
在一些实施方案中，附加层是机织纺织品。机织纺织品也可以是例如平纹、缎纹、斜纹、方平组织、府绸、提花和绉纹组织纺织品。优选地，机织纺织品是平纹组织纺织品。已经表明，平纹组织纺织品具有良好的磨损和磨耗特性。斜纹组织已表明具有良好的复合曲线性质，因此对于一些纺织品也是优选的。在一些实施方案中，经向上的支数在35至70之间。在一些实施方案中，经纱的纤度在350至1200旦之间。在一些实施方案中，该机织纺织品是透气的。
在另一实施方案中，附加层是针织纺织品，例如圆筒针织物、反面添纱圆筒针织物(reverse plaited circular knit)、双面针织物、单面平纹针织物、两端起绒针织物(two-end fleece knit)、三端起绒针织物(three-end fleece knit)、毛圈针织物(terry knit)或双圈针织物、纬线插入型经编针织物(weft inserted warp knit)、经编针织物和具有或不具有细旦面(micro-denier face)的经编针织物。
在另一实施方案中，附加层是是多轴的，如三轴纺织品(针织、机织或非织造)。在另一实施方案中，附加层是斜纹织物(bias textile)。在另一实施方案中，附加层是稀松布。
在另一实施方案中，附加层为非织造纺织品(nonwoven textile)。术语“非织造纺织品”是指包含大量纱线的结构，这些纱线缠结和/或热熔合以提供具有一定程度的内部连贯性的协调结构。用作纺织品的非织造纺织品可由许多方法形成，例如熔纺法、水刺法、熔喷法、纺粘法、相同机械缠结法的复合材料、缝编法等。在另一实施方案中，该纺织品是单向纺织品，并可具有重叠纱线或可在纱线之间具有间隙。
在另一实施方案中，附加层是膜，优选热塑性膜。在一些实施方案中，热塑性膜是不透气的。在另一实施方案中，热塑性膜由于膜中的孔，包括穿孔、狭缝或其它类型的孔而具有一定的透气性。热塑性膜可具有任何合适的厚度、密度或刚度。优选地，膜的厚度在小于2至50微米厚之间，更优选地，膜具有在大约5至25微米之间的厚度，更优选在大约5至15微米之间。在一些实施方案中，热塑性膜可含有任何合适的添加剂或涂层，如附着力促进涂层。对于吸声多层复合材料，选择膜厚度和机械性能以吸收声能，同时使声能的反射最小化。
附加层可通过任何已知的手段连接到非织造布，或可简单地铺设在其上而没有通过任何手段连接。在一些实施方案中，通过在熔融和随后冷却时将非织造布和附加层粘合，非织造布中的纤维提供一定的附着力。在另一实施方案中，可在附加层和非织造布之间使用胶粘剂层。胶粘剂层可以是任何合适的胶粘剂，包括但不限于水基胶粘剂、溶剂基胶粘剂和热或UV活化胶粘剂。胶粘剂可作为自支撑膜、涂层(连续或不连续、随机或图案化)、粉末或任何其它已知手段施加。在另一实施方案中，附加层可通过连接装置，如机械紧固件，如螺钉、钉子、夹子、U形钉、缝合、线、钩环材料等连接到非织造布上。在固结的纳米纤维非织造复合材料的情况下，附加层可在制造过程中的合适时间施加，包括在纳米纤维非织造布固结之前或之后。
非织造布可进一步包含辅助层。辅助层可以是可模制的热塑性或热固性聚合物粘合剂材料。在一些方面，辅助层含有塑料材料。当塑料材料衍生自胶乳固体时，它可含有在施加到非织造布之前并入湿胶乳中的填料。合适的填料包括具有与钒、钽、碲、钍、锡、钨、锌、锆、铝、锑、砷、钡、钙、铈、铬、铜、铕、镓、铟、铁、铅、镁、锰、钼、钕、镍、铌、锇、钯、铂、铑、银、钠或锶的一种或多种组合的阴离子部分的材料，例如硫化物、氧化物、碳化物、碘化物、硼化物、碳酸盐或硫酸盐。优选的填料包括碳酸钙、硫酸钡、硫化铅、碘化铅、硼化钍、碳酸铅、碳酸锶和云母。
辅助层可具有大约50gsm至大约400gsm的基重。在另一些实施方案中，塑料材料具有大约75gsm至大约400gsm的基重；另外，大约100gsm至大约400gsm的基重；另外，大约125gsm至大约400gsm的基重；再另外，大约150gsm至大约400gsm的基重。辅助层的基重可取决于塑料材料的性质和所用填料的性质和量。
吸声多层复合材料还可含有用于物理或美观用途的任何附加层。合适的附加层包括但不限于非织造纺织品、机织纺织品、针织纺织品、膜、纸层、背胶层、箔、网、弹性纺织品(即具有弹性性质的上述机织、针织或非织造纺织品)、开孔网、背胶层、美观表面或它们的任何组合。其它合适的附加层包括但不限于含颜色层(例如印刷层)；一个或多个具有不同的平均纤维直径和/或物理组成的附加亚微米纤维层；一个或多个用于附加绝缘性能的次级细纤维层(如熔喷网或玻璃纤维纺织品)；粒子层；箔层；薄膜；装饰性纺织品层；膜(即具有受控渗透性的薄膜，如渗析膜、反渗透膜等)；网织品；网格(mesh)；布线和管道网络(即用于传送电力的线层或用于传送各种流体的管/管道组，如用于加热毯的布线网络，和用于让冷却剂流过冷却毯的管道网络)；或其组合。
在一些实施方案中，吸声多层复合材料可能在其最终使用前进一步固结。固结是使用热和/或压力在非织造布和/或非织造复合材料的各处建立内部结合点的过程。在固结后，所得结构通常更薄。捆扎纤维束内的至少一部分纳米纤维粘附(通常通过部分熔融和冷却)到捆扎纤维束内的其它纳米纤维。至少一部分捆扎纤维束粘附到其它捆扎纤维束。至少一部分不在捆扎纤维束中的纳米纤维粘附到其它“松散的”纳米纤维或粘附到捆扎纤维束。纳米纤维网的固结能将孔隙率和孔径控制到设定量。这对于结合到加强稀松布，如纬线插入型经编针织稀松布(weft inserted warp knit scrim)的吸声多层复合材料是有利的。
可通过在不同压力下固结来调节纳米纤维非织造网的孔隙率和平均孔径。在相同基重下，与含有较大纤维的固结样品相比时，固结的纳米纤维非织造布具有更高数量的小孔隙。还要注意的是，在固结压力下，纳米纤维甚至在室温下就可能开始熔结在一起。含有纳米纤维的捆扎束的纳米纤维网在类似的固结压力下可能不以相同方式固结或熔合在一起。
吸声多层复合材料可进一步包含一个或多个连接装置以能够连接到基底或其它表面。除胶粘剂外，可使用其它连接装置，如机械紧固件，如螺钉、钉子、夹子、U形钉、缝合、线、钩环材料等。
所述一个或多个连接装置可用于将非织造布和非织造复合材料连接到各种基底。示例性的基底包括但不限于车辆组件；车辆内部(即乘客舱、电机舱、行李箱等)；建筑物的墙壁(即内墙表面或外墙表面)；建筑物的天花板(即内部天花板表面或外部天花板表面)；用于形成建筑物的墙壁或天花板的建筑材料(例如天花嵌板、木质组件、石膏板等)；房间隔断；金属片；玻璃基底；门；窗；机械组件；电器组件(即电器内表面或电器外表面)；过滤器组件；管道或软管的表面；计算机或电子元件；声音记录或再现装置；电器、计算机等的外壳或壳体。非织造布和/或非织造复合材料的添附由此提供吸声。
可通过提供聚酰胺组合物、将聚酰胺组合物纺成具有小于25微米的平均纤维直径的许多纤维、将纤维成型为非织造布和任选将非织造布与至少一个附加层或材料组合来提供吸声多层复合材料。该吸声多层复合材料然后可用于在建筑物或车辆中提供声衰减——通过提供需要声衰减的结构空腔，和将吸声多层复合材料施加或附着于其上。
实施方案
实施方案1是一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层，和用于消散声能并由非织造聚合物制成的面层，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，且所述面层具有至少一个朝向车辆内部安置的表面；其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收；其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。
实施方案2是一种用于车辆的组件，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层，和用于消散声能并由非织造聚合物制成的面层，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，且所述面层具有至少一个朝向车辆内部安置的表面，其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米，且其中所述组件包含顶衬(headliner)、内饰件(trim)、面板(panel)或板材(board)。
实施方案3是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述面层包含第一层和第二层。
实施方案4是实施方案3的实施方案，其中第一层包含熔喷非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
实施方案5是实施方案3的实施方案，其中第一层包含纺粘非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
实施方案6是实施方案4或5任一项的实施方案，其中第一层的非织造布具有200至900nm的平均纤维直径。
实施方案7是实施方案4或5任一项的实施方案，其中第一层的非织造布具有大于1微米的平均纤维直径。
实施方案8是实施方案3的实施方案，其中第二层包含熔喷非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
实施方案9是实施方案3的实施方案，其中第二层包含纺粘非织造聚合物，其包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
实施方案10是实施方案8或9任一项的实施方案，其中第一层的非织造布具有200至900nm的平均纤维直径。
实施方案11是实施方案8或9任一项的实施方案，其中第一层的非织造布具有大于1微米的平均纤维直径。
实施方案12是一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层；和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有大于1微米的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置；其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收；其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。
实施方案13是一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层；和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有200至900nm的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置；其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收；其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。
实施方案14是一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层；和用于消散声能的面层，其中所述面层包含第一层和第二层，第一层由包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺的非织造聚合物制成，具有大于1微米的平均纤维直径，且第二层具有大于1微米的平均纤维直径，且其中第二层的至少一个表面朝向车辆内部安置；其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收；其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米；其中第一层或第二层的至少一个是纺粘非织造布。
实施方案15是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述面层包含至少一种低反射率金属，优选铜或锌。
实施方案16是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述非泡沫聚合物层包含至少一种低反射率金属，优选铜或锌。
实施方案17是前述实施方案任一项的实施方案，其进一步包含用于将非泡沫聚合物层缝合到面层的纱线。
实施方案18是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述复合材料具有小于200cfm/ft2的透气率。
实施方案19是前述实施方案任一项的实施方案，其中非泡沫聚合物层的透气率大于面层。
实施方案20是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述面层具有小于0.2g/cm3的密度。
实施方案21是前述实施方案任一项的实施方案，其中所述非泡沫聚合物层包含膨松纤维。
实施方案22是一种包含非织造布的声学介质，其中所述非织造布包含具有小于25微米的平均纤维直径的熔纺聚酰胺纤维。
实施方案23是根据实施方案22的声学介质，其中所述非织造布包含许多捆扎聚酰胺纤维束。
实施方案24是根据实施方案22或23的声学介质，其中所述非织造布除聚酰胺纤维外还进一步包含一个或多个层。
实施方案25是根据实施方案22-24任一项的声学介质，其进一步包含膨松纤维。
实施方案26是根据实施方案22-25任一项的声学介质，其进一步包含粘合剂纤维。
实施方案27是根据实施方案22-26任一项的声学介质，其进一步包含添加剂，其中所述添加剂为填料、稳定剂、增塑剂、增粘剂、流动控制剂、固化速率阻滞剂、附着力促进剂、辅助剂、抗冲改性剂、可膨胀微球、导热粒子、导电粒子、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或泡、抗氧化剂、荧光增白剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂和含氟聚合物的至少一种。
实施方案28是根据实施方案22-27任一项的声学介质，其中所述声学介质在LSTT声音传播试验中具有至少5分贝的声音传播减少。
实施方案29是根据实施方案22-28任一项的声学介质，其进一步包含载体层，其中所述载体层是非织造物、机织织物、针织织物、泡沫层、膜、纸层、背胶层、纺粘织物、熔喷织物和短长度纤维的梳理网的至少一种。
实施方案30是根据实施方案22-29任一项的声学介质，其中所述非织造布粘贴于基底。
实施方案31是根据实施方案22-30任一项的声学介质，其中所述非织造布的熔点为225℃或更高。
实施方案32是根据实施方案22-31任一项的声学介质，其中所述熔纺聚酰胺纤维是具有1000纳米或更小的平均纤维直径的纳米纤维。
实施方案33是根据实施方案22-32任一项的声学介质，其中不多于20％的纳米纤维具有大于700纳米的直径。
实施方案34是根据实施方案22-33任一项的声学介质，其中所述聚酰胺纤维包含尼龙66或尼龙6/66。
实施方案35是根据实施方案22-34任一项的声学介质，其中所述聚酰胺纤维包含高温尼龙。
实施方案36是根据实施方案22-35任一项的声学介质，其中所述聚酰胺纤维包含N6、N66、N6T/66、N612、N6/66、N6I/66、N66/6I/6T、N11和/或N12，其中“N”是指尼龙。
实施方案37是根据实施方案22-36任一项的声学介质，其中所述非织造布具有小于600CFM/ft2的透气率值。
实施方案38是根据实施方案22-37任一项的声学介质，其中所述非织造布具有200GSM或更小的基重。
实施方案39是根据实施方案22-38任一项的声学介质，其中所述介质进一步包含具有大约50至大约700gsm的基重的含塑料的辅助层。
实施方案40是根据实施方案22-39任一项的声学介质，其中所述声学介质具有如通过ASTM E1050-98在1000Hz下测定的至少0.5的吸声系数。
实施方案41是根据实施方案22-40任一项的声学介质，其中所述非织造布具有至少20ppm的TDI和至少1ppm的ODI。
实施方案42是根据实施方案22-41任一项的声学介质，其中所述非织造布不含溶剂。
实施方案43是根据实施方案22-42任一项的声学介质，其中所述非织造布包含少于5000ppm溶剂。
实施方案44:一种包含非织造布的声学介质，所述非织造布包含聚酰胺，将其纺成具有25微米或更小的平均直径的纤维并成型为所述非织造布，其中所述非织造布具有30微米或更小的平均孔径和600cfm/平方英尺或更小的透气率。
实施方案45:一种制造声学介质的方法，所述方法包含：
(a)提供聚酰胺组合物，(b)将聚酰胺组合物纺成具有小于25微米的平均纤维直径的许多纤维；(c)将纤维成型为非织造布；和(d)任选将非织造布与至少一个附加层或材料组合以形成声学介质。
实施方案46:根据实施方案24的制造声学介质的方法，其中所述聚酰胺组合物的湿含量为10ppm至5重量％。
实施方案47:根据实施方案45或46任一项的制造声学介质的方法，其中所述聚酰胺组合物通过经模头熔喷到高速气体料流中而熔纺。
实施方案48:根据实施方案45-47任一项的制造声学介质的方法，其中所述聚酰胺组合物通过两相推进剂气体纺丝法熔纺，包括用加压气体经过纤维成型通道挤出液体形式的聚酰胺组合物。
实施方案49:根据实施方案45-48任一项的制造声学介质的方法，其中通过将纤维收集在移动带上而形成非织造布。
实施方案50:根据实施方案45-49任一项的制造声学介质的方法，其中所述纳米纤维非织造布具有150GSM或更小的基重。
实施方案51:根据实施方案45-50任一项的制造声学介质的方法，其中所述非织造布中的聚酰胺的相对粘度与纺丝和形成非织造布之前的聚酰胺组合物相比降低。
实施方案52:根据实施方案45-51任一项的制造声学介质的方法，其中所述非织造布中的聚酰胺的相对粘度与纺丝和形成非织造布之前的聚酰胺组合物相比相同或提高。
实施方案53:一种包含纳米纤维非织造布的声学介质，其中所述纳米纤维非织造布包含熔纺成纳米纤维并成型为所述非织造布产品的尼龙66聚酰胺，其中所述产品具有至少20ppm的TDI和至少1ppm的ODI。
实施方案54:一种包含非织造布的声学介质，其中所述非织造布包含熔纺成纤维并成型为所述非织造布的尼龙66聚酰胺，其中不多于20％的纤维具有大于25微米的直径。
实施方案55:一种在建筑物或车辆中提供声衰减的方法，所述方法包含：(a)提供建筑物或车辆的结构空腔或表面，和(b)将根据前述实施方案任一项的声学介质施加或附着于其上。
通过下列非限制性实施例进一步理解本公开。
实施例
在实施例1-6中，制备吸声多层复合材料。该复合材料包含非泡沫聚合物层，其包含具有大约2.54cm(大约1英寸)的厚度的膨松(lofty)聚酯(PE)非织造布，在表1中称为稀松布。各种纳米纤维、微纤维或纺粘聚酰胺66纤维(n-PA66)用作面层。纳米纤维非织造聚酰胺66纤维具有大约500纳米的平均纤维直径。微纤维非织造聚酰胺66纤维(m-PA66)具有大约1.2微米的平均纤维直径。纺粘非织造聚酰胺66纤维(s-PA66)具有大约23.8微米的平均纤维直径。各种层使用穿过非泡沫聚合物层和面层缝合的纱线针刺。实施例2、3和5使用多层面层并且布置显示在表1中，其中声学路径从PE稀松布向各种面层行进。此外，基重、加权总平均纤维直径、透气率报道在表1中。此外，低反射率金属的量也报道在表1中。
吸收已表明与透气率有关。如图3中所示——其绘制了吸收系数vs透气率，这种关系适用于实施例1-6。特别地，实施例3具有最低透气率并表现出最高吸收系数。这提供基于测量透气率来测定吸收系数的有效模型。
表1中的复合材料未染色。制备与表1类似的构造，面层染成灰色，并显示在表2中。这显示染色和未染色复合材料之间的类似透气率值。
ASTM E1050-98用于测量吸收材料在法向入射，即0°下的吸声系数。使用纤维棉絮层(fiber batting layer)作为对照。实施例1-6中的各复合材料用包含聚酰亚胺的热粘合网粘附于纤维棉絮层(fiber batting layer)。对照物具有271.1gsm的基重、207cfm/sqft.的透气率、13.24mm的厚度和183.6微米的平均流动孔径。在图1中在0至1600Hz的范围内测试复合材料的吸声系数。实施例1-6在500Hz以上展现出与对比例A(对照物)相比改进的吸声系数。实施例3在1300Hz以上具有优异的吸声系数。在高达6500Hz的更高频率下，测试表1的复合材料和对照物，且吸声系数显示在图2中。实施例1-6在2000Hz以上展现出与对照物相比改进的吸声系数。对照物具有差的声学性质。此外，实施例1在4750Hz以上展现出优异的性能。与图2中的较高频率相比，用于测试图1中的较低频率的管使用具有较大直径的较大的管实现。
尽管已经详细描述了本公开，但本领域技术人员容易看出在本公开的精神和范围内的修改。这样的修改也被视为本公开的一部分。基于上文的论述、本领域中的相关知识和上文联系背景论述的参考文献(它们的公开内容全部经此引用并入本文)，进一步的描述被认为是不必要的。此外，由上文的论述应该理解的是，本公开的方面和各种实施方案的一部分可以完全或部分组合或互换。此外，本领域普通技术人员会认识到，上文的描述仅是举例说明并且无意限制本公开。最后，本文中提到的所有专利、公开和申请全文经此引用并入本文。

Claims (15)

1.一种用于车辆的吸声多层复合材料，其沿声学路径减少声音，其包含：
具有至少1mm的厚度的非泡沫聚合物层；和
用于消散声能并由非织造聚合物制成的面层，所述非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺，且所述面层具有至少一个朝向车辆内部安置的表面；
其中所述复合材料配置为安置在声学路径中以使声音至少部分穿过非泡沫聚合物层传播并至少部分被面层吸收；
其中所述复合材料的加权总平均纤维直径为2微米至25微米。
2.根据权利要求1的复合材料，其中所述面层包含至少一种低反射率金属。
3.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其进一步包含用于将非泡沫聚合物层缝合到面层的纱线。
4.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述复合材料具有小于200cfm/ft2的透气率。
5.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述面层包含许多捆扎纤维束。
6.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述面层具有小于0.2g/cm3的密度。
7.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述非泡沫聚合物层包含膨松纤维。
8.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述非泡沫聚合物层是非织造物、机织织物、针织织物、膜、纸层、背胶层、纺粘织物、熔喷织物或短长度纤维的梳理网。
9.根据前述权利要求中任一项的复合材料，其中所述面层包含第一层和第二层。
10.根据权利要求9的复合材料，其中第一层包含熔喷非织造聚合物或纺粘非织造聚合物，所述熔喷非织造聚合物或纺粘非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
11.根据权利要求9的复合材料，其中第二层包含熔喷非织造聚合物或纺粘非织造聚合物，所述熔喷非织造聚合物或纺粘非织造聚合物包含至少60％的含有具有6个或更多碳原子的脂族二胺和具有6个或更多碳原子的脂族二酸的聚酰胺。
12.根据权利要求9的复合材料，其中第一层的非织造布具有200至900nm的平均纤维直径和/或第二层的非织造布具有200至900nm的平均纤维直径。
13.根据权利要求9的复合材料，其中第一层的非织造布具有大于1微米的平均纤维直径和/或第二层的非织造布具有大于1微米的平均纤维直径。
14.一种用于车辆的组件，其包含前述权利要求中任一项的吸声多层复合材料。
15.根据权利要求14的组件，其中所述组件包含顶衬、内饰件、面板或板材。
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