TWI672233B - 用於減少噪音的多層吸音裝飾件與其使用 - Google Patents

用於減少噪音的多層吸音裝飾件與其使用 Download PDF

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維普 沙發利亞
馬可 塞皮
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Abstract

本發明係有關於一種車用多層吸音裝飾件與其製造方法，尤其是一種用於汽車內部的裝飾墊或包覆層，例如為一內部吸音件(inner-dash)或覆蓋地板的部分，或者用於汽車外部，例如作為引擎機艙(engine bay)的裝飾墊或包覆層或作為本體底部的裝飾件與其製造方法。

Description

用於減少噪音的多層吸音裝飾件與其使用
本發明是有關於一種車用多層減音裝飾件，且特別是有關於一種用於車內之裝飾件或包覆層，例如作為內部吸音件或作為覆蓋地板的部分，或者一種用於車外之裝飾件或包覆層，例如引擎機艙區域的裝飾件或包覆層，或本體底部裝飾元件的部分，以及其製造方法。
減少聲量(sound attenuation)為設計汽車的一重要因素。為了減少聲量，纖維材料被用於大量彈性聲學系統(spring acoustic system)以及單一或多層吸收系統內。
對於特定應用之特定聲音隔絕材料的選擇，不僅取決於其減少聲音的能力，且需考量其他的因素。這些因素包括成本、重量、厚度、耐火性(fire resistance)等。廣為人知的減音材料包括毛氈(felt)、泡棉(foam)、壓縮纖維毛氈材料(compressed fibers felt material)、玻璃棉(glass wool)或岩棉(rock wool)以及包括再生毛(shoddy)材料之再生纖維。
舉例來說，US 5298694揭露一種聲音隔絕網(acoustical insulating web)，以作為一吸收層，包括重量比例約40：60至約95：5的熔噴微纖維(melt-blown microfiber)與捲曲膨化纖維(crimped bulking fiber)。被揭露的捲曲膨化纖維為機械捲曲纖維(mechanically crimped fibers)或高溫捲曲纖維(thermally crimped fibers)。這些捲曲類型主要用於幫助纖維材料毛氈層的產品製程，然而，在使用時對於產品表現並沒有長久的影響。
EP 934180 A揭露一種具有至少兩層的多層吸音裝飾件，其頂層被壓縮以形成一微孔加固層，微孔加固層的總氣流阻力介於Rt=500Nsm-3至Rt=2500Nsm-3，而單位面積重量介於0.3kg/m2至2.0kg/m2。
對在此與類似專利所述以及車子可找到的裝飾件而言，這些層通常是一起形成，以得到一個整體的多層結構。製造此多層結構之部分之一層的方法為以此層之單位面積重量(每單位面積的質量)維持定值的方式，來分散纖維。在這種情況下，若各層經由形成製程放置於彼此的上方以放在一起，則此多層的總單位面積重量仍為定值，而此多層的總密度會從點到點而改變。尤其，在裝飾件上這些層被壓縮以得到較低厚度的區域，其總密度高於這些層被較少壓縮的區域，較少壓縮的區域透過較高厚度填滿一空間。由於此原因以及此類型的裝飾件，多層之高總 密度一般與低厚度相關，多層之低總密度一般與高厚度相關。
估計形成現有技術狀態之裝飾件，超過總面積30%以上對於此裝飾件之吸收音量沒有貢獻，這是由於低厚度的局部區域具有高密度，使產品在裝飾件的這些區域幾乎無法透氣。
30%弱區域的估計來自於典型包裝空間的分析，亦即可由車內吸音裝飾件所填滿的有效空間的分析。對此裝飾件而言，厚度的範圍一般介於5至60mm，但厚度的分配與極端值可隨不同的車與裝飾件而改變。對於大多數是吸收型的典型內部吸音聲學部件(dash inner acoustic parts)，其厚度分佈(thickness distribution)大致如下：厚度分佈低於7.5mm者，佔19%；厚度分佈介於7.5至12.5mm者，佔27%；厚度分佈介於12.5至17.5mm者，佔16%；厚度分佈介於17.5至22.5mm者，佔13%；厚度分佈介於22.5至27.5mm者，佔20%；厚度分佈超過27.5mm者，佔5%。
這些數據顯示厚度低於12.5mm的部分對於裝飾件的總面積有著高度貢獻(大約佔45%)。在這些區域中，材料被重度壓縮而對吸音表現有負面影響，尤其當厚度低於大約8mm。低厚度區域的位置位於邊緣與切口附近，因此較不重要，然而45%的很大一部分對吸音表現有相當大的影響。基於這些因素，估計典型裝飾件大約30%的區域對於整體表現有相當關鍵的特性。
另一個重要的問題，是現今使用的纖維材料在低密度下無法達到足夠的厚度，以滿足部分厚度需求。因此，係增加重量以達到需求的厚度，但因裝飾件的總重量增加而增加成本。增加重量反過來也對被重度壓縮之低厚度區域的吸音表現產生負面影響。不僅可包裝空間被相對限制並影響吸音裝飾件的表面，且重量增加對這些區域的表現更加地限制。整體而言，由於現今使用的材料以及前述的問題，大約接近30%的區域對於整體吸音表現僅有極小的貢獻，或對於整體吸音表現沒有貢獻。
因此本發明更加優化現有的多層吸收產品，尤其更加優化裝飾件的整體吸音表現。
根據本發明，提出一種用於減少噪音的多層吸音裝飾件，包括至少兩層纖維層與至少一透氣中間層。透氣中間層介於至少兩層纖維層之間，其中所有層共同具有一可變的厚度，其特徵在於至少一區域的厚度介於4至12.5mm，總氣流阻力AFRoverall與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3。
根據本發明，提出一種用於減少噪音的多層吸音裝飾件，包括至少兩層纖維層與至少一透氣中間層。透氣中間層介於至少兩層纖維層之間，其中所有層共同具有一可變的厚度，其特徵在於至少一區域的總密度高於250kg/m3，總氣流阻力 AFRoverall與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3。
根據本發明，提出一種多層吸音裝飾件的使用，係用以作為一內部裝飾件，例如作為一內部吸音件、一內地板系統的部分、一內駕駛座襯墊或一吸音包覆層，或者作為一引擎機艙裝飾件，例如一罩襯墊或外部吸音件。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧頂層
20‧‧‧透氣中間層
30‧‧‧第二纖維層
第1圖繪示依據所請求保護之具有至少兩層纖維層與以及薄中間層之產品裝置的示意圖。
第2圖繪示依據本發明所請求保護之最佳化之相同裝飾件的吸音表現模擬。
本發明係有關於一種用於減少噪音的多層汽車裝飾件，包括至少兩層纖維層與至少一透氣中間層，透氣中間層介於兩層纖維層之間，多層汽車裝飾件具有專利申請範圍第1或2項之特徵。尤其，所有層共同具有一可變的厚度，其特徵在於至少一區域的厚度介於4至12.5mm，總氣流阻力(air flow resistance, AFRoverall)與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3，或至少一區域的總密度高於250kg/m3，總氣流阻力(air flow resistance,AFRoverall)與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3。
AFRoverall=10+1500與AFRoverall=10+3800之關係分別代表總氣流阻力為總密度之函數的最小值與最大值。三維(3D)多層裝飾件的總氣流密度介於這兩個界限之間。
此技術之裝飾件的一例子，總氣流阻力隨著總密度增加並超過一定值，當總氣流阻力超過8000Nsm-3，多層裝飾件之總密度實質上接近估計大約220kg/m3。依據本發明之實施例，在高密度下多層也維持開啟(open)，因此確保最佳的吸音表現。
現今技術之裝飾件的例子，在總氣流阻力與總密度給定的關係中，總氣流阻力僅適於一限定密度範圍，但在本發明之裝飾件的例子將適於整個密度範圍，尤其是總密度超過200kg/m3，更佳地超過230kg/m3，但不高於500kg/m3。這表示至少部分厚度介於4至12mm的區域，總氣流阻力將落在定義的範圍內，且此區域將對裝飾件的總吸音表現有所貢獻。
令人驚訝地，藉由維持總氣流阻力與總密度的關係於上述範圍，對於厚度至少介於4至12mm，較佳厚度至少介於4至10mm，可獲得三維形裝飾件，在幾乎整個厚度分布具有最 佳吸音表現。藉此，任何厚度高過4mm的區域將對車內減少噪音有所貢獻，更優化汽車多層吸收件的吸音特性。對於厚度至少介於4至12.5mm，較佳厚度至少介於4至10mm的區域而言，相較今天使用的材料與技術，於這些區域接近或幾乎接近對於裝飾件的整體吸音表現沒有貢獻，是一大進步。
此外，在低總密度下，例如在厚度介於20至30mm的一區域，總氣流阻力不應落於定義的最小值之下，以最佳化總吸音表現。
裝飾件之特定部分的總密度kg/m3定義為此區域的總質量除以此相同區域的體積。其中總質量為不同層混合的總質量，總體積為不同層混合的總體積。
裝飾件被量測總氣流阻力的區域可計算總密度。裝飾件的此局部區域，係沿著垂直各層的方向切出量測總密度的區域，以得到裝飾件的一部分。
所定義與所請求保護之密度與氣流阻力的關係相關於區域，因此不同位置混合將造成不正確的數據。
總氣流阻力為裝飾件之局部區域量測的氣流阻力。對熟習此技藝者而言可以清楚得知，由於密度與氣流阻力之量測係於一區域上進行，而不是以單一點的情況進行量測，因此使用一特定小區域上的平均值亦是可行的，以遵照所揭露之發明的教示。氣流阻力依據ISO 9053量測，使用直接氣流法(direct airflow method)(method A)。
由於裝飾件典型的形狀以及使用的材料，在裝飾件表面上的總密度與總氣流阻力是可變的。為了定義最小區域以量測數量，必須使用ISO 9053所定義之一直徑為95mm的最小圓形區域。然而在某些例子中裝飾件的三維形狀被特別標記，必要時，本領域熟習此技藝者可偏離規範的限制，以一不小於直徑75mm的較小圓形區域量測，只要用於量測氣流阻力的工具可適用於提供適合的氣流通過此裝飾件的局部區域。對這樣的例子，建議其表面的厚度變化維持在大約20%內。舉例來說，可接受量測厚度5mm的樣本其局部偏差(local deviation)介於4至6mm(且不超過這個範圍)，或量測厚度10mm的樣本其局部偏差介於8至12mm。否則由於裝飾件的形狀，例如由於不完全平坦，以及由於材料的變化性，量測將沒有意義。舉例來說，氣流阻力將連結於樣本的一限定區域，其厚度相較於樣本的平均厚度低，因此將無法代表整個樣本。
裝飾件之一局部區域的例子同樣可用於氣流阻力與密度量測。
為了簡化，可透氣定義為氣流阻力小於8000Nsm-3。不可透氣定義為氣流阻力等於或超過8000Nsm-3。可能存在超過8000Nsm-3的氣流阻力至少不足以對裝飾件的吸音表現有重大影響。
在一實施例中，裝飾件由至少兩層纖維層以及一中間層所製成，其中這些纖維層之至少其中之一包括一纖維混合 物，纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維(binder fiber)、重量10至70%的再生纖維(recycled fiber)及重量10至70%的自捲曲纖維(self-crimped fiber)所組成。
在另一實施例中，裝飾件由至少兩層纖維層以及一中間層所製成，其中這些纖維層之至少其中之一包括一纖維混合物，纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維及重量10至70%的再生纖維所組成。較佳地重量10至70%的合成纖維(synthetic fiber)可包含於此層中。
令人驚訝的，依據實施例，纖維層之至少其中之一的材料混合物更加優化吸音表現。如此可減少重量且仍能得到這類型汽車裝飾件需要的變化厚度，一般介於4至30mm，較佳上至35mm。然而這取決於至少一層的材料使總厚度可達到高達40~50mm，舉例來說至少一層包含自捲曲纖維。
遠離噪音源的頂纖維層，例如白色本體，較佳地具有一單位面積重量介於250與1800gsm(克/每平方公尺)，更佳地介於400與1000gsm。
最終裝飾件之頂層的厚度較佳介於1與10mm。較佳地此層具有較固定的厚度。
朝向噪音源的第二層，例如白色本體，較佳地具有一單位面積重量介於250與1500gsm，更佳地介於300與800gsm。
最終裝飾件之第二層的厚度較佳介於2與60mm。 較佳地此層具有較固定的厚度。
此至少兩層纖維層的總單位面積重量較佳介於800與2500gsm，更佳地介於1000與2000gsm。
尤其，藉由所請求保護的材料混合物，可獲得需求的較高厚度，以填滿封裝空間，且令人意外地具有較低厚度的區域仍具有吸音效果，因而增加有效吸收性質的區域至接近100%。依據本發明之材料，可實現在降低的密度下增加初始厚度，因此在相同厚度下可實現降低重量。隨著逐漸輕量化之裝飾件，這對於汽車製造者而言為一優勢，對於汽車油耗以及二氧化碳排放也有正向的影響。
材料的初始彈性(resilience)在製造期間甚至長時間使用材料的期間可完好地維持。這對以此材料製成的裝飾件或包覆層，在汽車的整個生命週期中是有利的，此產品將因此維持其初始表現更久。
可透氣中間層可為一單層膜或一多層膜。此模較佳為澆鑄(cast)膜或吹製(blown)膜。中間層之厚度較佳介於5至100μm，更加介於8至50μm，再佳介於8至40μm。
此膜可由以下複數聚合物的至少其中之一所製成：乙酸鹽(acetate)共聚物或聚合物，像是乙烯乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)、丙烯酸(acrylate)共聚物，例如乙烯丙烯酸(Ethylene Acrylic Acid,EAA)、聚烯烴(polyolefin)，例如聚乙烯(polyethylene,PE)基聚合物，像是線性密度聚乙烯(linear density polyethylene,LDPE)、線性低密度聚乙烯(linear low density polyethylene,LLDPE)或茂金屬線性低密度聚乙烯(metallocene linear low density polyethylene,mLLDPE)或其衍生物，或一多層膜，較佳地為一混合物，此混合物為被一黏著的乙烯丙烯酸層覆蓋至少一側之聚乙烯基共聚物。
中間層至少在最終產品為可透氣，提升裝飾件的總氣流阻力。取決於疊層與成型最終裝飾件所選擇的製程，此膜可從最開始便透氣，或者在裝飾件的製造期間便透氣。若此膜在一分開的製造步驟使其可透氣，應選擇使裝飾件的總氣流阻力提升的膜。
一較佳製程為在裝飾件成型的期間使用蒸氣壓(steam pressure)打開中間層，以得到具有氣流阻力的透氣層，對於裝飾件的總吸音表現是有益的。藉由在裝飾件的最終製程步驟打開膜，膜之氣流阻力特性可被調整成符合所要求之需求。
較佳地，中間層為具有最高氣流阻力的層。
較佳地，在最終產品內之薄中間層的氣流阻力介於500與2500Nsm-3，無關乎製程的選擇。
透氣中間層可選擇地為一不織布紗布(nonwoven scrim)、一熱熔層(hot melt layer)、一黏網(gluing web)與一黏著層(adhesive layer)之至少其中之一，在成型後具有與欲完成之膜材料相同之氣流阻力等級。
在某些例子中，第二層脫離整個結構，而第一層與 中間層較難分離。
較佳地，頂層與中間層共同的氣流阻力代表整個多層之氣流阻力的至少55%，較佳介於整個多層之氣流阻力的65%與80%。
裝飾件包括至少兩層纖維層，兩層纖維層之至少其中之一包括一纖維混合物，纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維、重量10至70%的再生纖維及重量10至70%的自捲曲纖維所組成。
其他層較佳地包括至少一重量10至40%的黏合纖維及重量10至90%的再生纖維的混合物。然而，此層加入自捲曲纖維或合成纖維也是有益的。
自捲曲纖維為具有兩側的纖維，排列使一側的收縮不同於另一側，因而形成遠離直線的絲狀(filament)，例如為螺線(spiral)型、omega型或螺旋(helical)型。然而，大部分的例子中，形狀不需要為一規則結構：不規則的三維形狀也具有相同的優勢。
自捲曲纖維可由開發纖維的型態差異(morphology differences)或利用兩個不同聚合物固有的型態差異，或藉由添加物或製程操控(process manipulation)創造共聚物(homopolymer)的型態差異。達成的方法包括但不限於雙組件(bicomponent)技術，例如並排(side by side)型或偏芯鞘(eccentric sheath core)，開發每個成分的分子量及/或立體化學 (stereochemistry)差異。類似的效果可以通過操縱其他熔融紡絲製程變量(melt spinning process variables)(即熔融黏度(melt viscosity))，造成在整個纖維直徑的取向水平差，使用共聚物來實現。此外，像是交聯劑(cross linkers)或支化劑(branching agent)的聚合物添加劑也可以用來製造類似的效果。
自捲曲的先決條件為透過兩種纖維成分之收縮、收縮率及彈性差異造成的特定捲曲潛力(certain crimping potential)。
機械捲曲舉例來說藉由填塞箱(stuffer box)處理或鋸齒齒輪(saw tooth gear)處理，可用於更進一步提升纖維捲曲以及成形。
自捲曲纖維與機械捲曲纖維的差異在於其在纖維紡絲(spinning of the fiber)期間獲得捲曲能力，以作為纖維固有的特色。這種固有的自捲曲不太會在進一步的生產過程步驟或材料之後的使用中喪失。自捲曲纖維的捲曲是永久的。
使用自捲曲纖維而不用機械捲曲纖維的好處是多方面的。如本發明所揭露最重要的好處為纖維從纖維層開始製造便為捲曲狀態。隨機三維狀纖維中的捲曲狀態是纖維較佳的狀態。令人驚訝的是，纖維在整個製造以及裝飾件的生命週期間維持此較佳的形狀。機械捲曲本身較沒那麼強，且隨著時間會失去其特性。機械捲曲纖維將隨著時間漸趨平坦，失去其彈性(resilience)與膨鬆的狀態(loftiness)，使裝飾件在其目的時間內失效。
自捲曲纖維較佳為一並排複合纖維(conjugate fiber)。較佳地，可選擇複合材料使纖維中具有黏性差異造成固有的自捲曲。然而，也可選擇顯現所定義之自捲曲的其他型態的複合纖維。
具有捲曲潛力的纖維稍後藉由例如加熱步驟的一其他製程所誘導，這些纖維被定義為具有潛在捲曲(latent crimp)。捲曲也可藉由前述相同類型的差異所獲得。較佳地，自捲曲纖維處於其最終的捲曲狀態，而不會藉由後續製程進一步捲曲。從製造汽車裝飾件開始就具有捲曲狀態，在梳理(carding)或氣流鋪層(airlay)後展現出更好的纖維混合、更加一致的纖維墊(fibrous mat)，以及在成型期間纖維墊較少捲曲，因此可更準確地估計毛坯尺寸(blank size)。當裝飾件在成型期間導致捲曲，將造成纖維墊大量捲曲，造成纖維在成型期間移動，可能造成最終裝飾件的瑕疵。取決於裝飾件的三維形狀，纖維收縮之過晚啟動係沒有任何好處。
整體而言，使用自捲曲纖維提升材料層的均勻度，材料層係由例如梳理(carding)方法或較佳由氣流鋪層(air laying)方法所獲得。自捲曲纖維回到一隨機捲曲形式的自然趨勢給予纖維額外的彈性。尤其，再生毛(shoddy)材料在製程過程中不會再次聚集(clumping)，且更加散佈於整個層。
令人驚訝的是，如所請求保護之材料在一三維形狀可更精確地熱成形，此外材料的彈性於成型期間並未實質上減 低，顯示纖維在真正的裝飾件成形製程中不易劣化(deterioration)。此外，材料在使用時維持其彈性，因此直接在成型後得到的初始厚度可維持較久。
較佳地，自捲曲纖維係由以下材料的其中之一或混合物所組成：聚醯胺(polyamide)(尼龍(nylon))，較佳為聚醯胺6或聚醯胺6,6，縮寫為PA；聚酯(polyester)與其共聚物，例如聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)，縮寫為PET；聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate)，縮寫為PBT；或聚烯烴(polyolefin)，例如聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)；或者所述之聚合物與其共聚物的混合，例如聚對苯二甲酸乙二酯與對苯二甲酸乙二酯共聚物(PET/CoPET)的混合。
最佳使用聚酯，這是由於其具有良好的再生性。使用的聚合物可為初次使用或來自於再生源，只要符合材料需求。
較佳地，自捲曲纖維整體具有一圓形剖面，更佳地具有一中空核心，也稱為中空複合纖維。然而，也可使用技術領域中熟知之其他剖面的複合自捲曲纖維。
在一實施例中的合成纖維可具有一圓形剖面，較佳為中空，或者對纖維材料整體蓬鬆(bulkiness)有益的剖面。舉例來說一中空六邊形剖面或一中空翼狀剖面。其他剖面也可正常 運作。
合成纖維與自捲曲纖維在纖維的長度方向可具有兩個或多個中空腔。
此兩側、這些成分或這些聚合物應被分配於一絲狀串(filament string)，以得到收縮差異。當纖維每個成分包括相等的部分且這些成分彼此分離並位於纖維的相反側時，可發展出最大的捲曲。
使用的自捲曲纖維的短纖維長度(staple fibre length)較佳地介於32mm與76mm。纖維較佳地介於2分特克斯(dtex)與10分特克斯。
纖維層中任何黏合纖維可為一單成分(single-component)纖維與一雙成分(bi-component)纖維的其中之一，由以下材料至少其中之一所製成：聚酯、聚烯烴、聚乳酸(polylactic acid,PLA)或聚醯胺。聚酯尤其是聚對苯二甲酸乙二酯，聚烯烴尤其是聚丙烯或聚乙烯，聚醯胺尤其是聚醯胺6或聚醯胺6,6。黏合纖維較佳地佔纖維層中任一層的總纖維重量的10%至40%。
再生纖維較佳為一棉再生毛、一合成再生毛、一聚酯再生毛或一天然纖維再生毛，其中再生毛型態定義為具有至少重量51%的材料，重量49%可為其他來源的纖維。因此舉例來說，聚酯再生毛包括至少重量51%的聚酯基材料。另外，再生毛材料可為不同的合成與天然纖維的混合物，普遍不只一種型態。
不包括捲曲纖維或面對噪音源之層的纖維層，可包括其他工業上普遍的天然或合成纖維，例如羊毛、麻蕉(abaca)、聚烯烴、聚酯或前述纖維的混合物，聚烯烴例如為聚丙烯或聚乙烯，聚酯例如為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。此層也可包括0.5至2分特克斯的超細纖維。
較佳地，此纖維層具有相同或類似的纖維混合物。
至少兩層纖維層可被不同地壓縮，以形成具有不同性質的層。他們可能具有以下差異至少其中之一：剛性(stiffness)、密度、氣流阻力、纖維混合物或這些性質的混合，以更加優化裝飾件的吸收性質。
在一較佳實施例中，裝飾件被放於車內覆蓋車板以降低噪音。裝飾件面對乘客室方向、遠離車板(頂纖維層)的一側，相較於面對車板(第二纖維層)的一側具有較高的剛性。面對乘客室方向、遠離車板(頂纖維層)的一側較佳具有白色本體且具有較膨鬆(loftier)的性質。
較佳地，至少兩層纖維層與中間層的共同總密度介於20與460kg/m3。可藉由在裝飾件成型以形成需要之形狀的期間壓縮至少兩層纖維層與中間層達到可變的總密度，形成整體透氣的產品且作為一輕量的吸音裝飾件，且在產品生命週期維持其結構。
裝飾件具有可變的厚度。裝飾件至少一區域的厚度介於4與12.5mm之間，總氣流阻力(AFRoverall)與總密度具 有以下關係1500<AFRoverall-10<3800。
再者，至少總密度介於200與500kg/m3之間的區域，其總氣流阻力(AFRoverall)與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800。
較佳地，此關係適用於裝飾件厚度大於4mm或總密度低於500kg/m3的區域，更佳地適用於裝飾件厚度小於25mm或總密度高於20kg/m3的區域。因此允許裝飾件幾乎100%對於減少噪音有所貢獻，即便位於裝飾件的減重區域。
第1圖繪示依據所請求保護之具有至少兩層纖維層10與30以及薄中間層20之產品裝置的示意圖。纖維層與中間層之毛坯堆疊如圖A，而材料堆疊成型以形成如圖B所示之例的一三維形狀裝飾件。在成型期間，頂部及/或底部纖維層被壓縮，而纖維被結合以設定裝飾件最終的形狀。選擇性地，在部分製程中，例如藉由形成微穿孔或由材料的熔化和凝固的過程中，中間層可變為可透氣。雖然層1在成型後相對地固定於其最終厚度，但也可能有輕微的厚度變化。在這種情況下，較低層30具有更顯著的三維形狀，以適合於汽車的白色車身。較佳地，至少定向於白色本體的層包括如所請求保護之捲曲纖維。
以下為依據本發明之一裝飾件的例子。
頂層10面對遠離噪音源的一側且由一第一纖維層所製成，第一纖維層之單位面積重量為750gsm，包括18%的PET/CoPET雙成分纖維作為黏合纖維，以及82%的再生纖維， 較佳地為一棉再生毛。
透氣中間層20為一厚度19μm的膜層。此膜層在裝飾件蒸氣成型期間成為可透氣，因而能妥善使用蒸氣壓調整此層的氣流阻力。
第二纖維層30為單位面積重量550gsm的纖維層，由重量18%的PET/CoPET雙成分纖維作為黏合纖維、重量40%的PET複合自捲曲纖維以及42%的再生纖維所組成，再生纖維較佳地為棉再生毛。
給定大約1300gsm之總單位面積重量。
依據本技術領域之狀態的一比較例具有重量18%的雙成分纖維作為黏合纖維及82%的再生毛材料，且單位面積重量為750gsm之一頂層、大致相同的膜層以及與頂層相同材料卻為1100gsm的第二纖維層，以補償裝飾件的厚度需求。此材料並未達成填滿裝飾件於一較低單位面積重量之最大厚度區域所需的初始厚度。
第2圖繪示依據本發明所請求保護之最佳化之相同裝飾件的吸音表現模擬。吸收係基於位於一Alpha Cabin內之平坦樣本的真實量測，且厚度分布如先前技術部分所提。依據技術領域狀態之裝飾件的吸收以虛線繪示，而依據本發明之裝飾件以連續線繪示。依據本發明之裝飾件的較佳表現尤其關聯於低厚度(高密度)區域中的表現，這是由於依據本發明之裝飾件最佳化總氣流阻力。
依據本發明之多層裝飾件可用以作為一內裝飾件、外部吸音件(outer-dash)或作為一外或內輪弓形內襯(outer or inner wheel arch liner)，內裝飾件例如為一內部吸音件(inner-dash)或消音板(hush panel)、作為一內地板系統(interior flooring system)的部分、作為吸音包覆層(acoustic cladding)或作為引擎機艙(engine bay)裝飾件，例如一罩襯墊(hood liner)。
依據本發明之多層吸音裝飾件可更包括一覆蓋紗布層(covering scrim layer)、一吸音紗布層(acoustic scrim layer)、一裝飾頂層(decorative top layer)，例如一簇絨地毯層(tufted carpet layer)或不織布地毯層(nonwoven carpet layer)。
生產吸音裝飾件
以下將更詳細地解釋可能的生產流程。然而，本領域熟習此技藝者當能理解如何使用替代的流程以達到類似的結果。
依據本發明教示之有利組合混合不同的纖維，而特定裝飾件所需的性質，使纖維於整個材料均勻地混合形成。透過市場上現有的技術，混合纖維形成於一墊或棉胎(bat)。較佳地使用梳理(card)或石榴石(garnet)，提供更多被定向的(oriented)纖維材料，或者使用氣流鋪層製程，例如使用一Rando-Webber或其他已知的提供更多的隨機鋪設之網或墊之氣流鋪層機器。得 到的網或墊可進一步用於接下來的製程。若後續處理形成的網或墊有所需求，可以例如熱製程步驟或使用針刺法(needling)進行加固。針刺法較不適於含自捲曲纖維的纖維網或墊，這是因為其對於獲得之層的蓬鬆與彈性有負面影響。
產品可由熱及/或冷成型製程所製造。這樣的製程之一例可為在一熱流爐中預熱材料接著進行一冷成型步驟，以得到三維形狀的裝飾件。選擇性地，材料可直接加熱成型，例如藉由一熱流，像是熱空氣或蒸氣，以得到加固部分。尤其，若膜層在成型步驟中為透氣，較佳地使用蒸氣。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (22)

  1. 一種用於減少噪音的多層吸音裝飾件，包括至少兩層纖維層與至少一透氣中間層，該透氣中間層介於該至少兩層纖維層之間，其中所有層共同具有一可變的厚度，其特徵在於至少一區域的厚度介於4至12.5mm，總氣流阻力AFRoverall與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3。
  2. 一種用於減少噪音的多層吸音裝飾件，包括至少兩層纖維層與至少一透氣中間層，該透氣中間層介於該至少兩層纖維層之間，其中所有層共同具有一可變的厚度，其特徵在於至少一區域的總密度高於250kg/m3，總氣流阻力AFRoverall與總密度具有以下關係1500<AFRoverall-10<3800，AFRoverall的單位為Nsm-3而的單位為kg/m3。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該頂層與該透氣中間層共同的氣流阻力，代表該多層的總氣流阻力的至少55%。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該透氣中間層的氣流阻力高於該至少兩層纖維層的氣流阻力。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該些纖維層之至少其中之一包括一纖維混合物，該纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維、重量10至70%的再生纖維及重量10至70%的自捲曲纖維所組成，其中所述纖維的總量加至重量100%。
  6. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該些纖維層之至少其中之一包括一纖維混合物，該纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維、重量10至70%的再生纖維所組成，其中所述纖維的總量加至重量100%。
  7. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該些纖維層之至少其中之一包括一纖維混合物，該纖維混合物係由重量10至40%的黏合纖維、重量10至70%的再生纖維及重量10至70%的合成纖維所組成，其中所述纖維的總量加至重量100%。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該透氣中間層為一單層膜與一多層膜的其中之一。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之多層吸音裝飾件，其中該透氣中間層係由以下複數聚合物的至少其中之一所製成：乙酸鹽共 聚物或聚合物、丙烯酸共聚物、聚烯烴、一多層膜。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之多層吸音裝飾件，其中該多層膜為一混合物，該混合物為被一黏著的乙烯丙烯酸層覆蓋至少一側之聚乙烯基共聚物。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，其中該透氣中間層由一不織布紗布、一熱熔層、一黏網與一黏著層之至少其中之一所取代。
  12. 如申請專利範圍第5項所述之多層吸音裝飾件，其中該些黏合纖維為一單成分纖維與一雙成分纖維的其中之一，該單成分纖維與該雙成分纖維係由以下材料至少其中之一所製成：聚酯、聚烯烴、聚乳酸(PLA)或聚醯胺。
  13. 如申請專利範圍第6項所述之多層吸音裝飾件，其中該些黏合纖維為一單成分纖維與一雙成分纖維的其中之一，該單成分纖維與該雙成分纖維係由以下材料至少其中之一所製成：聚酯、聚烯烴、聚乳酸或聚醯胺。
  14. 如申請專利範圍第7項所述之多層吸音裝飾件，其中該些黏合纖維為一單成分纖維與一雙成分纖維的其中之一，該單成 分纖維與該雙成分纖維係由以下材料至少其中之一所製成：聚酯、聚烯烴、聚乳酸或聚醯胺。
  15. 如申請專利範圍第5項所述之多層吸音裝飾件，其中該些再生纖維為一棉再生毛、一合成再生毛、一聚酯再生毛、一天然纖維再生毛、與一混合合成纖維與天然纖維之再生毛的其中之一。
  16. 如申請專利範圍第6項所述之多層吸音裝飾件，其中該些再生纖維為一棉再生毛、一合成再生毛、一聚酯再生毛、一天然纖維再生毛、與一混合合成纖維與天然纖維之再生毛的其中之一。
  17. 如申請專利範圍第7項所述之多層吸音裝飾件，其中該些再生纖維為一棉再生毛、一合成再生毛、一聚酯再生毛、一天然纖維再生毛、與一混合合成纖維與天然纖維之再生毛的其中之一。
  18. 如申請專利範圍第5項所述之多層吸音裝飾件，其中該些自捲曲纖維係由以下材料的至少其中之一所製成：聚醯胺(尼龍)、聚酯與/或其共聚物、聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯與其共聚物。
  19. 如申請專利範圍第7項所述之多層吸音裝飾件，其中該些合成纖維係由以下材料的至少其中之一所製成：聚醯胺(尼龍)、聚酯與/或其共聚物、聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二酯與其共聚物。
  20. 如申請專利範圍前述第5項所述之多層吸音裝飾件，其中該些自捲曲纖維為複合纖維，該些複合纖維係由在隨機三維形式下，兩側之間存在產生纖維之固有的(intrinsic)自捲曲之差異的至少兩側所製成。
  21. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層吸音裝飾件，更包括一覆蓋紗布層、一吸音紗布層、一裝飾頂層的至少其中之一，例如一簇絨地毯層或不織布地毯層。
  22. 一種如申請專利範圍前述任一項所述之多層吸音裝飾件的使用，係用以作為一內部裝飾件、一內駕駛座襯墊或一吸音包覆層，或者作為一引擎機艙裝飾件。
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