PL227652B1 - Dźwiękochłonny kompozyt na osnowie termoplastycznej oraz sposób wytwarzania tego kompozytu - Google Patents

Abstract

Dźwiękochłonny kompozyt na osnowie termoplastycznej składa się z włókien stanowiących wypełnienie, którymi są standardowe włókna odcinkowe i termoplastycznego polimeru stanowiącego osnowę wiążącą te włókna, o temperaturze topnienia niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających. Udział termoplastycznego polimeru w kompozycie jest nie mniejszy niż 50% wagowych, grubość kompozytu jest nie większa niż 1 cm. Sposób wytwarzania tego kompozytu polega na tym, że z runa otrzymanego z mieszanki odcinkowych włókien standardowych z włóknami z polimeru termoplastycznego formuje się w drodze igłowania włókninę, po czym układa się pakiet warstw tej włókniny, który sprasowuje się w prasie hydraulicznej do grubości nie większej niż 1 cm.

Description

Przedmiotem wynalazku jest dźwiękochłonny kompozyt na osnowie termoplastycznej, charakteryzujący się zwłaszcza wysokim współczynnikiem absorpcji dźwięków wysokich częstotliwości, oraz sposób wytwarzania tego kompozytu.

Z opisu patentowego CN201576445 jest znany materiał dźwiękochłonny, który stanowią nałożone na siebie warstwy z krótkich i cienkich włókien bawełnianych.

W opisie patentowym JP2010046394 ujawniono włókninową matę absorbującą dźwięk i stanowiącą barierę dla wody, wytworzoną przez połączenie włókniny z krótkich włókien hydrofobowych i niehydrofobowych, użytych w stosunku od 5/95 do 55/45, z materiałem powierzchniowym z utworzeniem laminatu.

Z opisu zgłoszenia patentowego WO2009088648 jest znany materiał włókninowy zawierający fazę z cząsteczkami otoczonymi włóknami, przeznaczony m.in. do wytwarzania artykułów absorbujących dźwięk.

Z opisu patentowego JP7247666 jest znane zastosowanie włókniny jako warstw absorbujących dźwięk w drewnianej podłodze.

Z opisu patentowego ΜΧ2009005284 jest znany materiał o właściwościach dźwiękochłonnych złożony z warstw różnych włóknin.

Z opisu zgłoszenia patentowego WO2009085679 jest znany złożony materiał włókninowy zawierający submikronowe włókna o średnicy mniejszej niż 1 μm i mikrowłókna o średnicy co najmniej 1 μm, z których co najmniej jedne są zorientowane we włókninie. Z materiału tego można wytwarzać m.in. artykuły absorbujące dźwięk.

W opisie patentowym JP2001055657 ujawniono materiał włókninowy posiadający zdolność absorpcji dźwięku oraz tłumienia drgań, wytworzony poprzez rozproszenie włókien staplowych w postaci włókniny igłowanej pomiędzy włókna otrzymane techniką melt-blown.

Z opisu patentowego JP 61253065 jest znany materiał izolacyjny typu laminat, o wysokim współczynniku tłumienia dźwięku, w którym warstwa tłumienna jest wytworzona z włókniny z włókien trudnotopliwych i włókien typu rdzeń-otoczka, w których rdzeń stanowi polimer trudnotopliwy, zaś otoczkę pełniącą funkcję spajającą stanowi polimer łatwo topliwy.

Znany jest, z opisu patentowego CN2756440, materiał złożony z ultracienkiej warstwy włókien odpowiedzialnej za absorpcję dźwięku o wysokich częstotliwościach i warstwy włókniny odpowiedzialnej za absorpcję dźwięku o średnich częstotliwościach, które to warstwy są połączone poprzez stopienie pierwszej z nich.

Struktura kompozytowa o właściwościach absorbujących i izolujących dźwięk, wytworzona poprzez połączenie włókniny z polietylenowym filmem, jest znana z opisu patentowego WO2012126141.

Z opisu patentowego JP2003011257 jest znane zastosowanie materiału złożonego z pianki, na przykład z żywicy akrylowej, i zewnętrznego materiału w postaci, na przykład włókniny poliestrowej, jako wyrobu pochłaniającego dźwięk.

Z opisu patentowego JP10333684 jest znany materiał absorbujący dźwięk, w postaci płyty p owstałej przez sklejenie folii aluminiowej z włókniną.

W opisie patentowym CN2221621 ujawniono tapetę ścienną, wykazującą właściwości pochłaniania dźwięku, wytworzoną z włókniny powleczonej cienką warstwą kopolimeru etylenu i octanu winylu.

Nadto znane są kompozyty absorbujące dźwięk wytworzone bądź to z runa otrzymanego z włókien juty na zgrzeblarce, przez napylenie protein sojowych i następnie sprasowanie, bądź to z runa otrzymanego z mieszanki włókien juty i włókien polipropylenowych, poddanego procesowi prasowania, a także kompozyty włókna juty lub filcu z juty z naturalnym kauczukiem jako środkiem wiążącym wypełnienie jutowe.

Znane są również naturalne kompozyty dźwiękochłonne włókna ramii z poli(L-kwasem mlekowym) otrzymywane w procesie prasowania.

Dźwiękochłonny kompozyt na osnowie termoplastycznej, złożony z włókien stanowiących wypełnienie i termoplastycznego polimeru stanowiącego osnowę wiążącą te włókna, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wypełnienie stanowią standardowe włókna odcinkowe, korzystnie włókna bawełny lub włókna wiskozowe, zaś osnowę stanowi polimer termoplastyczny o temperaturze topnienia niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających, korzystnie polikwas

PL 227 652 Β1 mlekowy lub polipropylen, którego udział w kompozycie jest nie mniejszy niż 50% wagowych, przy czym grubość kompozytu jest nie większa niż 1 cm.

Sposób wytwarzania dźwiękochłonnego kompozytu na osnowie termoplastycznej, określonego powyżej, z runa otrzymanego z mieszanki włókien z polimeru termoplastycznego i włókien stanowiących wypełnienie, w drodze sprasowania, według wynalazku polega na tym, że z runa otrzymanego z mieszanki odcinkowych włókien standardowych, korzystnie włókien bawełny lub włókien wiskozowych, z włóknami z polimeru termoplastycznego o temperaturze topnienia niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających, korzystnie z polikwasu mlekowego lub polipropylenu, w której udział włókien z polimeru termoplastycznego jest nie mniejszy niż 50% wagowych, formuje się w drodze igłowania włókninę, po czym układa się pakiet warstw tej włókniny, który sprasowuje się w prasie hydraulicznej w temperaturze niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających oraz wyższej lub równej temperaturze topnienia włókien z polimeru termoplastycznego, w czasie nie dłuższym niż 15 minut pod ciśnieniem nie wyższym niż 1 MP do grubości nie większej niż 1 cm.

Kompozyt według wynalazku cechuje się małą grubością, dużą sztywnością i łatwą konserwacją. Jako materiał dźwiękochłonny znajduje zastosowanie, między innymi, do wewnętrznej obudowy środków transportu i pomieszczeń.

Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.

Przykład I.

Z mieszanki włókien z polikwasu mlekowego (włókien PLA) i włókien wiskozowych, o udziale włókien PLA równym 50% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, a następnie poddano je procesowi igłowania. Z otrzymanej w ten sposób włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 5 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,05 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz. Wyniki badania

Przykład II.

Z mieszanki włókien PLA i włókien wiskozowych, o udziale włókien PLA równym 60% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, a następnie poddano je procesowi igłowania. Z otrzymanej w ten sposób włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 5 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,25 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

PL 227 652 Β1

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład III.

Z mieszanki włókien PLA i włókien z wiskozowych, o udziale włókien PLA równym 70% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, które poddano następnie procesowi igłowania. Z otrzymanej w ten sposób włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,3 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład IV.

Z mieszanki włókien PLA i włókien z wiskozowych, o udziale włókien PLA równym 80% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, a następnie poddano je procesowi igłowania.

Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet

PL 227 652 Β1 sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,275 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,15 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład V.

Z mieszanki włókien PLA i włókien wiskozowych, o udziale włókien PLA równym 90% Wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, a następnie runo to poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C, przy ciśnieniu 0,275 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,1 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład VI.

Z mieszanki włókien PLA i włókien bawełny, o udziale włókien PLA równym 50% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, które następnie poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 5 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

PL 227 652 B1

Otrzymano kompozyt o grubości 5,05 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

PL 227 652 Β1

Przykład VII.

Z mieszanki włókien PLA i włókien bawełny, o udziale włókien PLA równym 90% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, które następnie poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,275 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,0 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład VIII.

Z mieszanki włókien polipropylenowych (włókien PP) i włókien wiskozowych, o udziale włókien polipropylenowych równym 50% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, które następnie poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 5 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 7,0 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

PL 227 652 Β1

Przykład IX.

Z mieszanki włókien polipropylenowych i włókien wiskozowych, o udziale włókien polipropylenowych równym 90% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, które następnie poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,275 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,65 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Przykład X.

Z mieszanki włókien polipropylenowych i włókien bawełny, o udziale włókien polipropylenowych równym 50% wagowych, wytworzono runo systemem zgrzeblarkowym, a następnie poddano je procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 5 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,28 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 7,2 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

PL 227 652 Β1

Przykład XI.

Z mieszanki włókien polipropylenowych i włókien bawełny, o udziale włókien polipropylenowych równym 90% wagowych, wytworzono systemem zgrzeblarkowym runo, które następnie poddano procesowi igłowania. Z otrzymanej włókniny wycięto 8 próbek jednakowej wielkości i ułożono je warstwowo. Powstały pakiet sprasowano w prasie hydraulicznej w czasie 4 minut, w temperaturze 172°C przy ciśnieniu 0,275 MPa.

Otrzymano kompozyt o grubości 5,5 mm. Współczynnik absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu badano na rurze Kundta w zakresie częstotliwości dźwięku 50-6400 Hz.

Wyniki badania współczynnika absorpcji dźwięku otrzymanego kompozytu przedstawiono na poniższym wykresie.

Claims (2)

1. Dźwiękochłonny kompozyt na osnowie termoplastycznej, złożony z włókien stanowiących wypełnienie i termoplastycznego polimeru stanowiącego osnowę wiążącą te włókna, znamienny tym, że wypełnienie stanowią standardowe włókna odcinkowe, korzystnie włókna bawełny lub włókna wiskozowe, zaś osnowę stanowi polimer termoplastyczny o temperaturze topnienia niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających, korzystnie polikwas mlekowy lub polipropylen, którego udział w kompozycie jest nie mniejszym niż 50% wagowych, przy czym grubość kompozytu jest nie większa niż 1 cm.

PL 227 652 B1

2. Sposób wytwarzania dźwiękochłonnego kompozytu na osnowie termoplastycznej, określonego powyżej, z runa otrzymanego z mieszanki włókien z polimeru termoplastycznego i włókien stanowiącymi wypełnienie, w drodze sprasowania, znamienny tym, że z runa otrzymanego z mieszanki odcinkowych włókien standardowych, korzystnie włókien bawełny lub włókien wiskozowych, z włóknami z polimeru termoplastycznego o temperaturze topnienia niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających, korzystnie z polikwasu mlekowego lub polipropylenu, w której udział włókien z polimeru termoplastycznego jest nie mniejszy niż 50% wagowych, formuje się w drodze igłowania włókninę, po czym układa się pakiet warstw tej włókniny, który sprasowuje się w prasie hydraulicznej w temperaturze niższej od temperatury destrukcji standardowych włókien wypełniających oraz wyższej lub równej temperaturze topnienia włókien z polimeru termoplastycznego, w czasie nie dłuższym niż 15 minut pod ciśnieniem nie wyższym niż 1 MP do grubości nie większej niż 1 cm.