專利名稱：用于隔音的非織造材料和制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有優(yōu)異隔音和隔熱特性的非織造材料。本發(fā)明還涉及用于制造這種非織造材料的工藝。本發(fā)明還涉及可用于隔音的提供從其通過的減小且受控氣流的氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)。另外，本發(fā)明涉及汽車的隔音。本發(fā)明的特定方面涉及制造汽車的聲音面板和墊料，例如前圍板襯墊或墊子、發(fā)動機側(cè)艙壁隔離、發(fā)動機側(cè)罩隔離、內(nèi)輪腔隔離、貨車隔間裝飾隔離、地板底襯、雜物箱和車門面板。本發(fā)明還涉及主要器具如洗碗機和洗衣機的隔音以及建筑物的內(nèi)壁、天花板和地板的隔首和隔熱。
背景技術(shù)：
期望汽車內(nèi)部與可以通過汽車車架和車身傳遞進來的煩雜聲音隔離。這些聲音通常來源于與路面相互作用的輪胎、來源于外面的風(fēng)或者來源于發(fā)動機和汽車其它機械部分的工作。這些聲音的頻率范圍從幾赫茲(Hz)直到幾千Hz。已經(jīng)使用各種材料用于制造隔音毯。這些毯設(shè)計和構(gòu)造成抵靠機動車輛的結(jié)構(gòu)面板的表面安裝。隔音毯或墊用于抑制、阻擋、吸收或衰減不希望的道路噪音和外部聲音。最常見地，這些毯由形成為稱為次品(shoddy)材料的回收紡織纖維構(gòu)成。在某些情況下，可以使用泡沫材料。雖然本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到聲音吸收物在與待吸收的聲音頻率波長的四分之一相對應(yīng)的厚度下最有效，但是對于空間和成本的實踐考慮可能會限制能采用的隔離復(fù)合物的實際厚度。對于汽車中所用的次品，隔離復(fù)合物厚度的實踐上限通常認(rèn)為約25mm (I英寸)，因為次品一般致密且厚重。因此，在本領(lǐng)域中已知對次品材料涂覆隔音阻擋層(有時稱為重層或粘彈性層)以整體改善減小聲音的效率。這種阻擋層材料可以雙重用作地毯附件或者包括在地毯制造中。參見例如美國專利Nos. 4，056，161,4, 966，799,5, 266，143、5，068，001和6，109，389。如美國專利No. 3，429，728中所公開的，在熔融狀態(tài)下涂覆填充了很多致密惰性粉末(常為具有礦質(zhì)特性)的浙青復(fù)合物。在美國專利No. 3，536，557中教導(dǎo)了類似三聚氰胺、苯酚醛和脲醛樹脂的熱固性樹脂，而在美國專利No. 4，035，215中公開了致密填充的乙烯塑料溶膠。在美國專利No. 4，131，664中使用各種熱固性和熱塑性阻擋材料來產(chǎn)生重或致密的阻擋層。而且，在美國專利No. 3，424，270中公開了聚合物聲音阻隔材料，該專利通過通過引用而整體結(jié)合在此。許多這些專利所公開的聲音抑制材料的缺點在于它們使車輛的重量顯著增加。聲學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解最好的聲音阻擋物通常是類似鉛板的厚重致密的材料。但是，幾個小孔或裂紋就可以破壞甚至很厚或重的聲音阻擋物。已經(jīng)使用了聲音吸收物來代替聲音阻擋物。聲音吸收物通常顯著地沒有阻擋材料致密，并可能實際上有相當(dāng)多的孔。結(jié)果，它們的聲學(xué)性能較少受到小孔的影響。除了吸收聲音能量外，減少感覺到的聲音的其它機理是抑制和阻擋聲波。盡管結(jié)構(gòu)隔離需要與汽車不同，但是一方的技術(shù)教導(dǎo)也可以直接應(yīng)用于另一方。在最終的分析中，減小聲音的實際物理機理(阻擋或吸收)并不重要。人耳或甚至 麥克風(fēng)無法分辨所傳輸?shù)穆曇羰潜徊糠肿钃踹€是部分吸收了。在具有許多穿透部的聲學(xué)和結(jié)構(gòu)面板的應(yīng)用中，例如在汽車的前圍板中，聲音吸收材料可以實際上比阻擋材料表現(xiàn)更好，因為繞穿透部的墊圈必須對阻擋材料幾乎完美以高度有效地阻擋進入的聲音。在車輛制造中常規(guī)的是，將纖維面板在熱和壓力下沖切和/或模制來產(chǎn)生保持形狀的輪廓以唯一地適應(yīng)于每次制造和車型的金屬板。模制操作可以包括加熱的模具和冷的材料，或者將聲學(xué)材料自身加熱并隨后在冷模具中壓制。聲音吸收和阻擋復(fù)合物、墊、棉胎(batt)或毯的制造和使用的標(biāo)準(zhǔn)是紡織原材料自身的成本、加工成重的非織造毯的成本、以及可以將這種毯定制模制以精確配合車輛的結(jié)構(gòu)面板的容易程度。其它重要的技術(shù)參數(shù)是這些纖維非織造物的聲學(xué)特性、重量及其長時間使用的耐久性，其中在此使用期間它們可能經(jīng)歷很大范圍的熱和濕度的變化，并很可能暴露到溶劑或水基粘合劑。很久以來就已知減小車輛的大小和重量可以有效提高單位汽油所行駛的里程。但是，到目前為止還沒有經(jīng)濟上可行的選擇來在保持預(yù)期水平的隔音性能的同時結(jié)合更輕重量的隔音材料。在此提出作為用于隔音的更輕的替代材料的非織造結(jié)構(gòu)。此外，提出提供從其通過的減小且受控的氣流的非織造結(jié)構(gòu)。在一個方面中，所述結(jié)構(gòu)是氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的益處和優(yōu)點通過具有隔音和隔熱特性的非織造材料實現(xiàn)。該非織造材料的特征還可以是作為復(fù)合纖維材料、墊或棉胎?；静牧显诖丝苫Q地稱為“纖維材料”、“芯”或“基墊”。結(jié)合材料布置在纖維芯內(nèi)以將纖維保持就位。在一個方面中，芯限定了一個或多個纖維層，每層具有限定但不一定相同的密度或成分。各個纖維層具有在其主要面積上具有基本均勻密度和厚度的纖維質(zhì)量。纖維由熱塑性結(jié)合劑、熱固性結(jié)合劑或兩者的組合保持?；跇?gòu)成芯的纖維層的總重量，結(jié)合劑的量的范圍從低到約0. 5%直到約50%的重量。優(yōu)選地，結(jié)合劑的重量范圍從約5%到約60%。除了芯之外，非織造材料可以還包括成一體的顆粒，例如防霉劑、阻火劑或熱固性樹脂。芯還可以具有輔助層，該輔助層包括附裝到外表面的聚合物膜的或者承載板。聚合物膜中可以具有填充顆粒的致密乳膠或其它結(jié)合劑以形成“重層”。優(yōu)選地，填充劑將產(chǎn)生粘彈性聚合物涂層來作為聲音阻擋材料或反射質(zhì)量，以進一步提高基墊的聲學(xué)特性。本發(fā)明還提供了使用傳統(tǒng)氣流成網(wǎng)機器在商業(yè)規(guī)模上經(jīng)濟生產(chǎn)隔音材料的方法。在一種用于生產(chǎn)非織造材料的優(yōu)選連續(xù)工藝中，在具有三個或更多成形頭的氣流成網(wǎng)機器上順序形成纖維層，從而在這些層的界面處將這些層彼此一體結(jié)合起來形成芯或基墊。氣流成網(wǎng)墊還可以借助多次通過具有一個或兩個頭的機器生產(chǎn)。然后可以將輔助層添加到一個或兩個主要表面上的基墊或者作為芯內(nèi)的離散層。這樣，與傳統(tǒng)的稱為次品的回收紡織材料相比，在重量大大減小的情況下獲得具有重要隔音品質(zhì)的非織造材料。本發(fā)明的各種非織造材料從其重量考慮是特別好的聲音吸收物。這通過獨特的實驗室聲音傳輸測試(LSTT)中的試樣性能證明。該實驗室屏蔽測試在試樣的一側(cè)使用“白噪聲”的放大源，并在試樣的另一側(cè)使用分貝計的麥克風(fēng)。從入射的90dB的聲級實現(xiàn)了 5 -15dB的噪聲減小。其它標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)測試也表明了這些氣流成網(wǎng)材料的每單位重量的優(yōu)異性能。例如，進行了阻抗管聲音吸收測試，或者用具有兩個麥克風(fēng)的ASTM E1050-98或者用具有單個可運動麥克風(fēng)的ASTMC384。這樣的測試覆蓋從100到6300Hz的寬頻率范圍。 標(biāo)準(zhǔn)聲學(xué)測試和LSTT屏蔽測試之間的主要差別是，對于阻抗管聲音吸收測試，麥克風(fēng)與聲源位于試樣的同一側(cè)，而對于LSTT,試樣在麥克風(fēng)和聲源之間。阻抗管聲音吸收測試還記錄了頻率相關(guān)聲學(xué)特性的細(xì)節(jié)，而LSTT僅僅測量白噪聲的大小。在一個實施例中，氣流形成的纖維材料網(wǎng)在仍位于氣流成網(wǎng)機器內(nèi)時且在通過干燥爐之前噴有乳膠結(jié)合劑或涂層。這樣，產(chǎn)生輔助層。可選地，此乳膠是致密精細(xì)粉末填充劑的載體，該填充劑例如是碳酸鈣或硫酸鋇?；谄湓谒械牟豢扇芙庑?、差別、密度、可用顆粒尺寸、以及在預(yù)期加工和使用條件下的化學(xué)和物理穩(wěn)定性來選擇填充劑。在一個實施例中，提供了包括芯或基墊的一種非織造材料。所述芯是纖維材料，并包含(A)從約95%重量到約40%重量的基質(zhì)纖維，(B)從約60%重量到約5%重量的芯結(jié)合劑，其中所述芯中的重量百分比基于所述芯的總重量；并且其中(C)所述芯具有從約200gsm到約3000gsm的基礎(chǔ)重量，(D)所述芯具有從約0. 015g/cm3到約0. 10g/cm3的密度，并且(E)所述非織造材料在LSTT聲音傳輸測試中具有5分貝或更大的聲音傳輸減弱?？蛇x地，所述非織造材料還包括(F)與所述芯的表面成一體的織造或非織造載體,其具有從約IOgsm到約2000gsm
的基礎(chǔ)重量。所述非織造材料可以還包括(G)含塑性材料的輔助層，所述輔助層具有從約50gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量，所述輔助層位于所述非織造材料的外表面上或者作為單獨的內(nèi)層位于非織造材料的芯內(nèi)。所述非織造材料的替代實施例可以還包括(H)阻火劑；和(I)防水劑。本發(fā)明的另一方面是具有10、25或甚至50平方米或更小的面積的非織造材料的面板。所述面板通過施加熱和壓力而模制成所保持的形狀。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括一種隔熱構(gòu)造，其包括建筑物、車輛或器具的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或表面，并在所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件或表面上附裝或涂覆如上所述的非織造材料。本發(fā)明的另一實施例涉及一種聲音衰減疊層，其包括如上所述的非織造材料，并使裝飾材料、毯或者結(jié)構(gòu)構(gòu)件或表面附裝或涂覆到所述非織造材料或者與其接觸。所述面板可以在施加熱和壓力的情況下模制成所保持的形狀。本發(fā)明的另一實施例是一種用于物體的包裝，包括容器和如上所述的非織造材料。在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括一種用于制造非織造材料的工藝，包括( Ia)從一個或多個成形頭在運動輸送線上沉積包含以下的混合物
(A)從約95%重量到約40%重量的基質(zhì)纖維，(B)從約60%重量到約5%重量的芯結(jié)合劑，以形成所述非織造材料的芯，其中所述 芯中的重量百分比基于所述芯的總重量，接著(2a)加熱所述非織造材料以固化基質(zhì)纖維和結(jié)合劑的混合物，或者( Ib)在運動輸送線上沉積(A)具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量的織造或非織造載體；接著(2b)從一個或多個成形頭在所述載體上沉積包含以下的混合物(B)從約95%重量到約40%重量的基質(zhì)纖維，和(C)從約60%重量到約5%重量的芯結(jié)合劑，以形成所述非織造材料的芯，其中所述芯中的重量百分比基于所述芯的總重量，并使得所述載體與所述芯的表面成一體，接著(3)加熱所述非織造材料以固化基質(zhì)纖維和結(jié)合劑的混合物，其中(D)所述芯具有從約200gsm到約3000gsm的基礎(chǔ)重量，(E)所述芯具有從約0.015g/cm3到約0. IOg/cm3的密度，并且(F)所述非織造材料在LSTT聲音傳輸測試中具有5分貝或更大的聲音傳輸減弱。所述工藝可以還包括(4)形成含塑性材料的輔助層，所述輔助層具有從約50gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量，所述輔助層位于(A)所述芯的外表面上,或者(B)作為單獨的內(nèi)層位于所述非織造材料的芯內(nèi)。優(yōu)選地，這些工藝是連續(xù)氣流成網(wǎng)工藝。本文所公開的非織造材料的另一方面是沿著非織造纖維材料的表面布置薄和輕重量的“紗布(scrim)”。在一個實施例中，提供了一種非織造結(jié)構(gòu)，包括(A)具有內(nèi)表面和外表面的紗布,所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量;(B)具有內(nèi)表面和外表面的非織造材料，所述非織造材料的內(nèi)表面與所述紗布的內(nèi)表面接觸，所述非織造材料具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量,所述非織造材料包含從約30%重量到約95%重量的基質(zhì)纖維和從約5%重量到約70%重量的結(jié)合劑，其中重量百分比基于所述非織造材料的總重量；(C)沉積在所述紗布的外表面上的從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的
(D)沉積在所述非織造材料的外表面上的從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。在另一實施例中，提供了一種非織造結(jié)構(gòu)，包括(A)具有第一表面和第二表面的紗布,所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)
重量;(B)沉積在所述紗布的第一表面上的從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的(C)沉積在所述紗布的第二表面上的從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。 也在本發(fā)明范圍內(nèi)的是一種用于制造非織造結(jié)構(gòu)的工藝，包括(I)提供具有內(nèi)表面和外表面的紗布，所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)
重量;(2)將非織造材料氣流成網(wǎng)在所述紗布的內(nèi)表面上，所述非織造材料具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量，所述非織造材料包含從約30%重量到約95%重量的基質(zhì)纖維和從約5%重量到約70%重量的結(jié)合劑，其中重量百分比基于所述非織造材料的總重量；(3)在所述紗布的外表面上沉積從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的(4)在所述非織造材料的外表面上沉積從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。非織造材料和結(jié)構(gòu)具有作為汽車中隔音件的用途。除了非織造物在汽車中的用途之外，這些材料和結(jié)構(gòu)還可用于減小來自主要器具的聲音以及對建筑物和辦公室臥室區(qū)域提供隔音。在墻壁、地板和天花板中使用氣流成網(wǎng)隔離也在本發(fā)明的此方面的范圍內(nèi)。對于某些用處，使纖維非織造材料受到模制操作以產(chǎn)生對每個不同應(yīng)用獨特的成形部件，例如汽車或主要器具的不同構(gòu)成和型號。在處于加熱和加壓條件下，使纖維芯中的結(jié)合劑固化以保持定制形狀。之后，釋放壓力并從模具中取出面板。通常，將處理纖維材料以使其防霉并使其防火或者甚至自己熄滅。對于期望隔離材料防水的一些應(yīng)用中，使用諸如石蠟或硅油之類的防水劑的應(yīng)用。


為了可以更好地理解本發(fā)明的上述特征，附上一些附圖。但是，應(yīng)該注意附圖僅僅圖示本發(fā)明的選擇實施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是對范圍的限制，因為本發(fā)明可以容許其它同樣有效的實施例和應(yīng)用。圖I 一 5是各個實施例中的非織造氣流成網(wǎng)材料的剖視圖。圖I是均勻氣流成網(wǎng)基墊的剖視圖。圖2是圖I的墊的剖視圖，其中在氣流成網(wǎng)墊的一側(cè)涂覆單層可模制熱塑性或熱固性聚合物結(jié)合劑。這樣就形成氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)。圖3是氣流成網(wǎng)的非織造結(jié)構(gòu)的一種替代布置。圖3示出圖I的墊的剖視圖，其中在墊的兩側(cè)各涂覆一層聚合物結(jié)合劑。圖4是氣流成網(wǎng)的非織造結(jié)構(gòu)的一種替代布置。圖4示出圖I的墊的剖視圖，其中在基墊的一側(cè)接收一層聚合物結(jié)合劑，而另一側(cè)接收“重”層。致密的填充劑分散在聚合物結(jié)合劑中以形成重層。圖5是氣流成網(wǎng)的非織造結(jié)構(gòu)的一種替代布置。圖5示出圖I的墊的剖視圖，其中重層涂覆到氣流成網(wǎng)墊的一側(cè)。圖6是示出法向入射聲音吸收系數(shù)的笛卡兒坐標(biāo)圖。圖7是氣流成網(wǎng)的非織造結(jié)構(gòu)的另一種替代布置的透視圖。這里，示出紗布(scrim)和纖維基墊。為了圖示將紗布與基墊的內(nèi)表面分解開來。圖8是圖示本發(fā)明的非織造材料的各種示例性位置的車輛的總體示意性側(cè)視圖。圖9是形成為天花板磚的非織造結(jié)構(gòu)的透視圖。該磚包括裝飾性外層。
具體實施例方式定義如這里所用的，術(shù)語“纖維材料”和“基質(zhì)纖維”指合成或纖維素纖維。 “紗布”指任何纖維的織造或非織造材料層。紗布可以用作氣流成網(wǎng)工藝中的載體板，或者可以在轉(zhuǎn)化工藝中與預(yù)先成形的氣流成網(wǎng)或其它非織造材料組合。在某些情況下，術(shù)語載體和紗布可互換。實驗室聲音傳輸測試或LSTT指一種實驗室屏蔽測試,其在墊試樣的一側(cè)使用“白噪聲”的放大源，并在試樣的另一側(cè)使用分貝計的麥克風(fēng)。利用入射的90dB聲級?！靶尽敝富A(chǔ)纖維材料，并在本文中可互換地稱為“纖維材料”、“芯”或“基墊”。圖I 一 5是各個實施例中的非織造氣流成網(wǎng)材料的剖視圖。首先，圖I表示均勻基墊或“芯”10的剖視圖。氣流成網(wǎng)墊10限定從基質(zhì)纖維和芯結(jié)合劑制造的非織造氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)?！盎|(zhì)纖維”指合成和纖維素纖維兩者。優(yōu)選地，纖維在墊和任何輔助層或材料的形成或結(jié)合期間都絕不會熔融或溶解。很寬范圍的天然和合成纖維都適合用作墊10的基質(zhì)纖維。優(yōu)選的基質(zhì)纖維是纖維素纖維，盡管基質(zhì)纖維也可以是合成纖維或者纖維素和合成纖維的混合物。適合用于本發(fā)明的纖維素纖維材料包括軟木纖維和硬木纖維。參見M.J.Kocurek&C. E. B. Stevens, Pulp and Paper Manufacture—Vol. I: Properties ofFibrous Raw Materials and Their Preparation for Pulping, The Joint TextbookCommittee of the Paper Industry, pp. 182 (1983),該文獻通過引用而整體結(jié)合在此。示例性但非窮盡性的軟木木漿類型從沼澤松、短葉松、輻射松、火炬松、白云杉、黑松、紅木和花旗松得到?？梢允褂帽泵滥戏杰浤竞捅狈杰浤疽约皝碜允澜缙渌鼌^(qū)域的軟木。硬木纖維可以從橡樹、櫟屬、楓樹、楓屬、白楊、柳屬或其它常見的成漿木種獲得。一般而言，軟木纖維由于其測量的較長纖維長度T 233cm-95而是優(yōu)選的，而南方軟木纖維由于測量的較高的粗度T 234cm-84而是最優(yōu)選的，這導(dǎo)致通過破壞載荷測量得到的相對于北方軟木或硬木纖維更大的固有纖維強度。其它合適的纖維素纖維包括從細(xì)莖針草、甘蔗渣、黃麻、苧麻、洋麻、劍麻、馬尼拉麻、大麻、亞麻以及其它木質(zhì)和纖維素纖維源得到的纖維。還可以使用棉絨漿、化學(xué)改性的纖維素如交聯(lián)纖維素纖維、以及高提純纖維素纖維如Buckeye HPF0這樣的纖維可從Memphis, Tennessee 的 Buckeye Technologies Inc.得到。纖維材料可以從其天然狀態(tài)通過任何制漿工藝制備。這些工藝包括化學(xué)、機械、熱機械(TMP)和熱化學(xué)機械制漿(CTMP)。這些產(chǎn)業(yè)工藝在以下文獻中詳細(xì)描述R. G. Macdonald&J. N. Franklin, Pulp and Paper Manufacture in 3volumes ; 2ndEdition, Volume I:The Pulping of Wood,1969;Volume 2:Control, Secondary Fiber,Structural Board, Coating,1969, Volume 3:Papermaking and Paperboard Making,(1970), The joint Textbook Committee of the Paper Industry,以及 M. J. Kocurek&C.F. B. Stevens,Pulp and Paper Manufacture, Vol. I: Properties of Fibrous RawMaterials and Their Preparation for Pulping,The Joint Textbook Committee of thePaper Industry, p. 182 (1983)。這兩篇文獻通過引用而整體結(jié)合在此。用作墊10的基質(zhì)纖維的纖維素纖維可以從南方軟木牛皮紙、北方軟木牛皮紙、硬木、桉樹、機械、回收和人造纖維中的一種或多種的來源得到。優(yōu)選地，使用南方軟木牛皮紙、北方軟木牛皮紙或兩者的混合物。更優(yōu)選地，使用南方軟木牛皮紙。優(yōu)選地，形成墊10的纖維材料通過化學(xué)制漿工藝如牛皮紙漿工藝或亞硫酸鹽工藝制備。牛皮紙漿工藝是特別優(yōu)選的。通過牛皮紙漿工藝從南方軟木制備的紙漿常稱為SSK。以類似方式，南方硬木、北方軟木和北方硬木紙漿分別示為SHK、NSK和NHK。優(yōu)選使用已經(jīng)經(jīng)過去木質(zhì)素到非常低木質(zhì)素水平的漂白紙漿，盡管在某些應(yīng)用中由于較低成本可以使用未漂白的牛皮紙漿纖維，特別是在堿穩(wěn)定性不是問題時。
在工業(yè)中也稱為卷曲纖維的交聯(lián)纖維素纖維在本發(fā)明中也是有利的，特別是在期望實現(xiàn)極高測徑(厚度)的非織造材料并保持機構(gòu)10的彈性時。交聯(lián)纖維在美國專利Nos. 4，898，462,4, 889，595,4, 888，093,4, 822，453中描述，所有這些專利通過引用而整體結(jié)合在此。來自紙板和新聞用紙的回收纖維素纖維是其它來源，只要回收纖維可以單體化成足以進入氣流成網(wǎng)機器的氣流。纖維素纖維可以與諸如聚酯、尼龍、聚乙烯或聚丙烯的合成纖維混和。適合用作基質(zhì)纖維的合成纖維包括纖維素乙酸酯、聚烯烴(包括聚乙烯和聚丙烯)、尼龍、聚酯(包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))、氯乙烯、和諸如粘性人造纖維的再生纖維素、玻璃纖維、陶瓷纖維、以及本領(lǐng)域已知的各種雙組分纖維。雖然雙組分纖維可以用作本發(fā)明的非織造材料中的基質(zhì)纖維，但是它們在下面將在作為結(jié)合劑纖維的用處的上下文中更充分地描述和討論。其它適合用于各個實施例中作為基質(zhì)纖維或作為雙組分結(jié)合劑纖維的合成纖維包括(作為示例而非限制)丙烯酸、聚酰胺(例如尼龍6、尼龍6/6、尼龍12、聚天冬氨酸、聚谷氨酸等等)、聚胺、聚酰亞胺、聚酰胺、聚丙烯酸(例如聚丙烯酰胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸和丙烯酸的酯等等)、聚碳酸酯(例如聚雙酚A碳酸酯、聚丙烯碳酸酯等等)、聚二烯(例如聚丁二烯、聚異戊二烯、聚降莰烷等等)、聚環(huán)氧化物、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚已酸內(nèi)酯、聚乙交酯、聚交酯、聚羥基丁酯、聚羥基戊酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚丙烯琥珀酸鹽等等)、聚醚(例如聚乙二醇(聚環(huán)氧乙烷)、聚丁二醇、聚環(huán)氧丙烷、聚甲醛(多聚甲醛)、聚四甲基醚(聚四氫呋喃)、聚環(huán)氧氯丙烷等等)、聚氟烴、甲醛聚合物(例如尿素甲醛、三聚氰胺甲醛、苯酚甲醛等等)、天然聚合物(例如纖維素、殼聚糖、木質(zhì)素、蠟等等)、聚烯烴(例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚(異)丁烯、聚辛烯等等)、聚亞苯物(例如聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯硫醚砜等等)、含硅聚合物(例如聚二甲基硅氧烷、聚羧甲基硅烷等等)、聚亞安酯、乙烯聚合物(例如聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇的酯和醚、多乙酸乙烯酯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷、聚甲基乙烯醚、聚乙基乙烯醚、聚乙烯甲基酮等等)、聚縮醛、多芳基化合物、以及共聚物(例如聚乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯-丙烯酸共聚物、聚對苯二甲酸丁二醇酯-聚對苯二甲酸乙二醇酯共聚物、聚十二內(nèi)酰胺-聚四氫呋喃的嵌段共聚物等等)。基于芯或墊材料10的總重量，期望基質(zhì)纖維在基墊中的量為從約30%到約95%的重量。更期望地，基于墊10的總重量，基質(zhì)纖維在芯中的量為從約40%到約95%的重量；或者期望地其量為從約55%到約90%的重量；更優(yōu)選地其量為從約60%到約80%的重量。基質(zhì)纖維由結(jié)合劑保持。有結(jié)合劑的目的是將材料合并并保持在一起?；|(zhì)纖維和結(jié)合劑一起形成芯或基墊10。適合用于非織造材料中的結(jié)合劑可以是各種雙組分結(jié)合劑纖維或其混合物、各種乳膠或其混合物、或者雙組分纖維或其混合物與各種乳膠或其混合物的組合，其可以是熱塑性、熱固性或其混和。熱塑性粉末可以用于各個實施例中，并可以包括在非織造纖維材料中作為精細(xì)粉末、碎片或者成顆粒形式。
本領(lǐng)域中已知具有芯和鞘的雙組分纖維。在非織造材料的制造中使用許多不同種類，特別是通過氣流成網(wǎng)技術(shù)生產(chǎn)的那些。適合用于本發(fā)明的各種雙組分纖維在美國專利Nos. 5，372，885和5，456，982中公開，這兩個專利通過引用而整體結(jié)合于此。雙組分纖維制造商的不例包括 KoSa(Salisbury, North Carolina) >Trevira(Bobingen, Germany)和 ESFiber Visions(Athens, Georgia)。具有增強的可逆熱特性的多組分纖維可用于本發(fā)明的各個實施例。這樣的纖維在美國專利No. 6，855，422中描述，該專利通過引用而整體結(jié)合于此。這些材料用作相變或溫度調(diào)節(jié)材料。一般地，相變材料具有吸收或釋放熱能以減小或消除熱流的能力。一般而言，相變材料可以包括任何物質(zhì)或者物質(zhì)的混合物，該物質(zhì)具有在一定溫度穩(wěn)定范圍下或內(nèi)吸收或釋放熱能以減小或消除熱流的能力。溫度穩(wěn)定范圍可以包括具體的轉(zhuǎn)變溫度或轉(zhuǎn)變溫度的范圍。針對結(jié)構(gòu)隔熱市場的一個實施例是利用氣流成網(wǎng)機器的通用性使可以保持熱或冷以在后來的6或8小時釋放的纖維、顆粒或微囊進入氣流成網(wǎng)墊10中。這些顆粒減小了用這些顆粒隔離的建筑物的能量開銷。結(jié)合非織造結(jié)構(gòu)的各個實施例使用的相變材料將能夠在以下時間期間阻止熱能流動，即通常隨著相變材料經(jīng)歷兩種狀態(tài)(例如液態(tài)和固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)、固態(tài)和氣態(tài)或者兩種固態(tài))之間的轉(zhuǎn)變，相變材料吸收或釋放熱的時候。此作用通常是短暫的，并將發(fā)生直到在加熱或冷卻過程期間相變材料的潛熱被吸收或釋放。熱能可以存儲或從相變材料去除，并且相變材料通?？梢杂行У赜蔁嵩椿蚶湓闯淠?。通過選擇合適的相變材料，多組分纖維可以設(shè)計用于多種產(chǎn)品中的任一種。雙組分纖維可以包括多種聚合物作為其芯和鞘組分。具有PE (聚乙烯)或改性PE鞘的雙組分纖維通常具有PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)或PP (聚丙烯)芯。在一個實施例中，雙組分纖維具有由聚酯制成的芯和由聚乙烯制成的鞘?；蛘?，可以采用具有PP (聚丙烯)或改性PP或PE鞘或者PP和改性PE的組合作為鞘或者共聚酯鞘且通常具有PET或PT芯的多組分纖維，或者PP鞘一 PET芯和PE鞘一 PP芯和共聚PET鞘纖維，該共聚酯鞘中共聚酯是異酞酸改性的PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)。纖維的旦尼爾優(yōu)選在從約I. Odpf到約4. Odpf的范圍內(nèi)，并更優(yōu)選在從約I. 5dpf到約2. 5dpf的范圍內(nèi)。纖維的長度優(yōu)選從約3mm到約12mm,更優(yōu)選從約4. 5mm到約7. 5mm。
各種幾何構(gòu)造可以用于芯或基墊10中所用的雙組分纖維，包括同心、偏心、海中島和并排。總纖維的芯和鞘組分的相對重量百分比可以變化。可用于本發(fā)明各個實施例的另一種結(jié)合劑是形式為粉末的熱塑性材料，例如粉末狀聚乙烯。各種乳膠結(jié)合劑適合用于本發(fā)明的非織造材料和芯10。一個示例是乙烯-醋酸乙烯共聚物，如 AirFlex 124。AirFlex 124 可從 Air Products of Allentown, Pennsylvania獲得。AirFlex 124具有約10%的固體和重量約0.75%的作為陰離子表面活性劑的AEROSOL ot。AEROSOL(:k:_ ot 可從 Cytec Industries of West Paterson, NewJersey獲得。還可以使用其它種類的乳劑聚合物結(jié)合劑，例如苯乙烯_ 丁二烯和丙烯酸結(jié)合齊 Li。還可以使用來自 Air Products, Allentown, Pennsylvania 的 BINDERS A] 124和192，其可選地具有分散在乳劑中的遮光劑和增白劑，如二氧化鈦。還可以使用其它種類的乳劑聚合物結(jié)合劑，例如苯乙烯_ 丁二烯、丙烯酸和羧化苯乙烯丁二烯丙烯腈(SBAN)。羧化 SBAN 可作為產(chǎn)品 68957-80 從 Research Triangle Park，NC 的 DowReichhold Specialty Latex LLC 獲得。Dow Chemical Company, Midland Michigan 是很多種合適乳膠結(jié)合劑的來源，例如改性苯乙烯丁二烯(S/B)乳膠CP 615NA和CP 692NA以及改性苯乙烯丙烯酸脂(S/A)乳膠如CP6810NA。很多種合適的乳膠在以下文獻中討論Emulsion Polymers, Mohamed S. El-Aasser (Editor), Carrington D. Smith (Editor)，I.Meisel (Editor)，S. Spiegel (Associate Editor)，CS. Kniep (AssistantEditor), ISBN:3-527-30134-8，from the 217thAmerican Chemical Society (ACS)Meeting in Anaheim, California held in March 1999，以及 Emulsion Polymerizationand Emulsion Polymers,Peter A. Lovell(Editor)，Mohamed S. El-Aasser (Editor)，ISBN: 0-471-96746-7，published by Jossey-Bassj Wiley0 還可使用來自 SpecialtyPolymers, Inc.，86901d Richburg Rd.，Chester，SC 26706 的各種丙烯酸、苯乙烯-丙烯酸和乙烯丙烯酸乳膠。還可使用來自Rohm和Haas的Rhoplex 和Primal 丙烯酸脂乳劑聚合物。除了可用作非織造材料的芯10中的結(jié)合劑，乳膠(未示出)可以用在材料10的一個或兩個外表面上以控制灰塵。在此應(yīng)用中，所使用的量在單個表面2上在從約2到約IOgsm的范圍中。含基質(zhì)纖維和芯結(jié)合劑的芯或墊10具有從約200gsm到約3000gsm的基礎(chǔ)重量。在一些實施例，墊10具有從約200gsm到約1500gsm的基礎(chǔ)重量，在另一些實施例從約1600gsm到約3000gsm。在一些實施例中，基礎(chǔ)重量的范圍可以從約300gsm到約3000gsm ；在另一些中從約400gsm到約3000gsm ;在另一些中從約500gsm到約3000gsm ;在另一些中從約600gsm到約3000gsm ;在另一些中從約700gsm到約3000gsm ;在另一些中從約800gsm到約3000gsm ;在另一些中從約900gsm到約3000gsm ;在另一些中從約IOOOgsm到約3000gsm ;在另一些中從約IlOOgsm到約3000gsm ;在另一些中從約1200gsm到約3000gsm ；在另一些中從約1300gsm到約3000gsm ;在另一些中從約1400gsm到約3000gsm ;在另一些中從約1500gsm到約3000gsm。芯或墊10期望具有從約0. 015g/cm3到約0. 10g/cm3的密度。更期望，墊10具有從約0. 015g/cm3到約0. 06g/cm3的密度，并在一些實施例中從約0. 017g/cm3到約0. 045g/3
cm o在一個替代實施例中，非織造材料或芯10含有基礎(chǔ)重量從約IOgsm到約2000gsm的織造或非織造載體。載體與非織造材料的表面2成一體，且在圖I中未分開示出。為了進行解釋，載體看上去像圖I中的層11，但將在芯10下方。可以使用本領(lǐng)域中已知從纖維素纖維或合成纖維制成的很多種非織造載體。非織造合成纖維可以紡粘、熔噴或水刺而成。一個示例是稱為HYB0ND 的紡粘的聚丙烯非織造物。這是來自 Texbond s. p. a. , Via Fornaci 15/17，38068Rovereto, Italy 的基礎(chǔ)重量為20、40、50、60、70、100、120和150g/m2的水刺(連續(xù)絲)熱結(jié)合聚丙烯非織造物?？梢允褂镁哂芯鶆虮砻?、高撕裂強度和高多孔性的聚酯紡粘非織造物。可從Johns Manville Sales GmbH, Max-Fischer-Strasse 11, 86399Bobingen/Germany 獲得基礎(chǔ)重量從 15 到 500g/m2 的聚酯紡粘物，其是通過砑光、針刺、化學(xué)或這些方法的組合結(jié)合的隨機定向聚酯長絲的制造板?？梢允褂每椩炖w維作為載體，其包括由各種天然纖維、合成纖維和其混合物制成的布、紡織物、無背襯地毯和其它織造材料?？梢允褂冕槾谭强椩炜椢镒鳛檩d體?；蛘呖梢悦子脕碜?Cellu Tissue Co. , now Cellu Tissue Neenah, 249N. Lake Street, Neenah, WI54956的18g/m2的3024纖維素載體組織。這里提供其它用于非織造隔音結(jié)構(gòu)的實施例。圖2示出隔音結(jié)構(gòu)20的一個替代實施例的剖視圖。結(jié)構(gòu)20是包括圖I的芯10的非織造材料，該芯具有基質(zhì)纖維和結(jié)合劑。輔助層11涂覆到芯或氣流成網(wǎng)材料10的一側(cè)。輔助層11包含基礎(chǔ)重量從約50gsm到約400gsm的塑性材料。結(jié)合劑層11優(yōu)選位于非織造結(jié)構(gòu)20的墊10的外表面上，例如位于圖I所示的表面2上。但是，結(jié)合劑層11還可以作為單獨的內(nèi)層位于芯或基墊10內(nèi)。形成結(jié)合劑層11的塑性材料可以是前述合成纖維中的一種或多種。或者，塑性材料可以是前述乳膠固體中的一種或多種?；蛘撸苄圆牧峡梢允歉鞣N其它熱塑性材料如熱熔粘合劑或者熱固性材料中的一種。在一個方面，輔助層是可模制熱塑性或熱固性聚合物結(jié)合劑材料。當(dāng)塑性材料從乳膠固體得到是，其可以包含在涂覆到非織造芯或墊10之前結(jié)合到濕乳膠中的填充劑。合適的填充劑包括具有一部分陰離子的材料例如硫化物、氧化物、碳化物、碘化物、硼化物、碳酸鹽或硫酸鹽與f凡、鉭、締、娃、錫、鶴、鋅、錯、招、鋪、砷、鋇、隹丐、鋪、鉻、銅、銪、鎵、銦、鐵、鉛、鎂、猛、鑰、釹、鎳、銀、鋨、鈕、鉬、錯、銀、鈉或銀中一種或多種的組合。優(yōu)選的填充劑包括碳酸鈣、硫酸鋇、硫化鉛、碘化鉛、硼化釷、碳酸鉛、碳酸鍶和云母。如上所述,輔助層11可以用一種或多種熱熔粘合劑制成?？梢允褂脕碜訰ohm andHaas Company, IOOIndependence Mall West, Philadelphia, PA 19106-2399 的 MOR-MELT R-7001E型用于紡織物層疊的反應(yīng)熱熔粘合劑，這是一種設(shè)計用于紡織物層疊的濕氣固化聚亞安酯反應(yīng)熱熔粘合劑。圖3示出隔音結(jié)構(gòu)30的另一實施例的剖視圖。結(jié)構(gòu)30也包括圖I的芯或基墊10。這里，將一層塑性材料或聚合物結(jié)合劑11涂覆到墊的兩側(cè)。輔助層11包含基礎(chǔ)重量從約50gsm到約400gsm的塑性材料。在其它實施例中，塑性材料具有從約75gsm到約400gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約IOOgsm到約400gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約125gsm到約400gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約150gsm到約400gsm的基礎(chǔ)重量。輔助層11的基礎(chǔ)重量可以依賴于塑性材料的特性以及所使用填充劑的特性和量。圖4是圖I的基墊的剖視圖。在此布置中，墊10的一側(cè)接收來自圖2的一層聚合物結(jié)合劑11，而另一側(cè)接收“重”層12。為了形成重層，將致密填充劑分散在聚合物結(jié)合劑中。這允許重層作為附加的聲音阻擋層。術(shù)語“重”指密度。一般地，重層將具有大于0. Ig/CC的密度。具有致密精細(xì)粉末填充劑的結(jié)合劑適合用于重層12，該填充劑例如是碳酸鈣、各種粘土如斑脫土和高嶺土、硅石、氧化鋁、硫酸鋇、滑石、二氧化鈦、沸石、纖維素式粉末、硅藻土、碳酸鋇、云母、碳、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、紙漿粉末、木粉、聚合物顆粒、幾丁質(zhì)和幾丁質(zhì)衍生物。一般，這種重層12將僅僅涂覆到材料的一側(cè)，如同圖5。來自圖2的未填充的結(jié)合劑11可以用在另一側(cè)上?；谌槟z中結(jié)合劑固體的重量，從約50到約700gsm的具體負(fù)載在本實施例中可工作。致密精細(xì)粉末層有助于纖維層的聲音阻擋特性。第二結(jié)合劑
12(當(dāng)存在的時候)構(gòu)成材料總重量的直到約40%重量的量，優(yōu)選直到約15 - 20%的量。 作為含致密填充劑的輔助層11的重層12具有范圍可以從約50到約700gsm的基礎(chǔ)重量。在其它實施例中，重層12具有從約75gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約IOOgsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約200gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量；在另一些中具有從約300gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量。圖5是圖4的墊的剖視圖。這里,僅僅將重層12涂覆到氣流成網(wǎng)墊10的一側(cè)。在涉及產(chǎn)生結(jié)合致密粉末和顆粒的重層12的另一實施例中，在氣流成網(wǎng)機器(未示出)上使用粉末注入系統(tǒng)。該機器在最后成形頭之后和第一壓緊輥之前放下一層固體粉末。在涂有粉末的材料進入干燥/固化階段之前，將量足以使粉末層結(jié)合或固定到氣流成網(wǎng)非織造材料的乳膠結(jié)合劑噴到涂有粉末的材料上或在其上起泡。之前在美國專利No. 6，403，857中成功地使用此將粉末結(jié)合到氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法來結(jié)合超吸收聚合物，該專利的總體教導(dǎo)通過引用結(jié)合在此。或者，當(dāng)非織造材料具有等于或大于芯10的約75%重量的合成含量時，可以通過施加熱或輻射局部或總體熔合材料的表面而在非織造材料的表面上形成輔助層?；鶋|材料10具有改進的聲學(xué)特性。圖6是示出法向入射聲音吸收系數(shù)的笛卡兒坐標(biāo)圖。相對于頻率繪出吸收系數(shù)。比較了兩種不同的材料。第一種材料是已知次品的試樣。更具體地，該次品是25mm厚的2065gsm的商業(yè)生產(chǎn)的次品。數(shù)據(jù)點用方塊示出。第二種材料是示例33的非織造材料10,該材料是26mm厚的IOOOgsm的氣流成網(wǎng)隔離物試樣。非織造結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)點用圓示出。該實驗覆蓋的頻率范圍是100 - 6300赫茲。示例33表示了具有從漂白牛皮紙形成的纖維材料的非織造材料的原型。未在墊的任何外表面上噴涂乳膠?？梢钥吹皆诔^約750赫茲的頻率處非織造材料的吸收系數(shù)優(yōu)于次品的吸收吸收，即使非織造材料10比次品輕得多。(下面結(jié)合表8進一步討論示例33)。非織造材料在LSTT聲音傳輸測試中具有5分貝或更大的聲音傳輸減弱。更期望的，非織造材料在LSTT聲音傳輸測試中具有7分貝或更大的聲音傳輸減弱；更加期望的，非織造材料10在LSTT聲音傳輸測試中具有9分貝或更大的聲音傳輸減弱，并且優(yōu)選的,非織造材料10在LSTT聲音傳輸測試中具有11分貝或更大的聲音傳輸減弱。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，非織造材料10具有由ASTME1050-98確定的在1000Hz下約0. 5或更大的聲音吸收系數(shù)(a )。期望的，非織造材料10具有由ASTME1050-98確定的在1000Hz下約0. 55或更大的聲音吸收系數(shù)(a )，特別是當(dāng)與其它層組合來形成結(jié)構(gòu)20、30、40或50時。更期望的，非織造材料10具有由ASTM E1050-98確定的在1000Hz下約0.6或更大的聲音吸收系數(shù)(a )，特別是當(dāng)與其它層組合來形成結(jié)構(gòu)20、30、40或50時。更期望的，非織造材料10具有由ASTM E1050-98確定的在IOOOHz下約0. 65或更大的聲音吸收系數(shù)(a )，特別是當(dāng)與其它層組合來形成結(jié)構(gòu)20、30、40或50時。優(yōu)選的，更期望的，非織造材料10具有由ASTM E1050-98確定的在IOOOHz下約0. 7或更大、0. 85或更大、0. 90或更大的聲音吸收系數(shù)(a )，特別是當(dāng)與其它層組合來形成結(jié)構(gòu)20、30、40或50時。甚至更加期望的，非織造材料10具有由ASTM E1050-98確定的在2500Hz下約0. 95或更大、0. 97或更大的聲音吸收系數(shù)(a )，特別是當(dāng)與其它層組合來形成結(jié)構(gòu)20、30、40或50時。在通過氣流成網(wǎng)技術(shù)生產(chǎn)非織造材料10的優(yōu)選工藝中，選擇基質(zhì)纖維使得在與各種纖維、乳劑或乳膠和/或粉末狀熱塑性或熱固性結(jié)合劑組合時其長度和直徑具有優(yōu)異或有利的隔熱和隔音性能。自然，在本發(fā)明的執(zhí)行中，纖維的物理特性應(yīng)該使得它們能夠通過氣流成網(wǎng)機器有效加工并以主要隨機的方式沉積在連續(xù)運動的輸送網(wǎng)帶或線上。除了通 過傳統(tǒng)氣流成網(wǎng)機器加工的能力之外，纖維或纖維混合物的選擇還在考慮其對升高溫度時的熱退化(在成形工藝、模制操作期間以及使用期間可能經(jīng)歷)的抵抗能力的情況下進行。纖維復(fù)合物通常將具有從約I到約150mm或更大的測徑(caliper)以及約200gsm到5700gsm或更大的基礎(chǔ)重量，其中芯或基墊10通常具有從約200gsm到約3000gsm的基礎(chǔ)重量，載體(存在時)具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量，并且輔助層11 (存在時)在沒有填充劑的情況下具有從約50gsm到約400gsm的基礎(chǔ)重量，或者在有填充劑以形成重層12的情況下具有從約50gsm到約700gsm的基礎(chǔ)重量?？梢栽跉饬鞒删W(wǎng)工藝中根據(jù)待生產(chǎn)的面板的期望聲學(xué)響應(yīng)來控制各纖維層的初始厚度和密度?？梢愿淖兒穸群椭亓縼硖峁┚哂衅谕Y(jié)構(gòu)和期望特性的定制隔音板材料。此氣流成網(wǎng)方法對隔音和隔熱的顯著優(yōu)點在于氣流成網(wǎng)工藝的通用性可以調(diào)整結(jié)果以滿足具體的聲音或熱預(yù)期。各個纖維層中包括的結(jié)合劑的具體類型和品質(zhì)可以改變以滿足聲學(xué)復(fù)合物的最終使用的需要。引入結(jié)合劑以實現(xiàn)纖維基質(zhì)的基本均勻注入，并且結(jié)合劑的量的范圍從墊10的總重量的低到約5%到約60%重量；更期望的，從墊10的總重量的約10%到約45%重量。更高濃度結(jié)合劑的使用提供了所得到成形面板的更大的剛度。對于大多數(shù)情況，當(dāng)采用量從芯10的重量的約10%到約60%的結(jié)合劑時得到令人滿意的結(jié)果。一般地，此范圍的熱塑性或熱固性結(jié)合劑足以使非織造墊可模制。能夠在熱和壓力下適應(yīng)于所隔離車輛的車身面板的獨特形狀是一個必要的要求。附加的，還可以令人滿意地采用各種乳膠(天然或合成橡膠)以及合成樹脂乳膠(例如聚氨酯等)用于此目的。當(dāng)采用乳膠時，常規(guī)地在氣流成網(wǎng)機器上形成纖維層或毯期間以液體形式將它們噴涂到纖維網(wǎng)。非織造結(jié)構(gòu)的另一替代實施例在圖7中以70示出。在圖7中，提供具有非織造材料或基墊710的非織造結(jié)構(gòu)70。非織造材料710包括內(nèi)表面712和相反的外表面(看不見)。此外，材料710包括載體或“紗布”720。紗布720具有內(nèi)表面722。此外，紗布720具有相反的外表面724。在圖7中紗布720示為與非織造材料710成分離關(guān)系。但是，這只是為了圖示目的。實際上，紗布720的內(nèi)表面與材料710的內(nèi)表面712成一體。如同圖I的芯10，圖7的非織造材料710用由結(jié)合劑保持在一起的纖維材料制造?？梢圆捎糜糜谛净驂|10的同一纖維素或合成纖維材料來用于非織造材料或墊710。在替代結(jié)構(gòu)70中，非織造材料710具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量，并包含從約30%重量到約95%重量的基質(zhì)纖維和從約5%重量到約70%重量的結(jié)合劑，其中重量百分比是基于墊710的總重量。可能期望的是墊710替代地具有從約IOgsm到約IOOOgsm的基礎(chǔ)重量，或者更期望的從約IOgsm到約500gsm,或優(yōu)選從約IOgsm到約250gsm,或者替代地從約IOgsm到約 150gsm。紗布720可以是織造或非織造的。在一個實施例中，紗布720具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量。在另一實施例中，紗布720具有從約8gsm到約IOOgsm的基礎(chǔ)重量；更期望的，從約8gsm到約75gsm,或者優(yōu)選的是紗布720具有從約8gsm到約50gsm的基礎(chǔ)重量，或者甚至從約8gsm到約25gsm。
一般而言，紗布可以提供紡粘工藝、熔噴工藝、水刺工藝、梳理工藝或者這些工藝的任一組合形成，所述組合例如紡粘一熔噴一紡粘或者紡粘一熔噴一熔噴一紡粘。感興趣的還有其它有用的材料，例如其中紗布由以下材料制成聚酯，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二酯等；聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯等；聚乳酸；尼龍；或者這些材料的組合。紗布720可以用天然纖維如纖維素纖維制造?；蛘撸梢允褂眉徴?、熔噴或水刺而成的各種合成纖維。另外，還可以使用包括布、紡織物、無背襯毯的各種其它材料以及由各種天然纖維、合成纖維及其混合物制成的其它織造材料作為紗布720。用于紗布720的具體材料可以包括以上列出用于載體的材料。由于制造工藝，織造或非織造紗布720與墊710的內(nèi)表面成一體。在一個方面中，紗布720用作氣流成網(wǎng)工藝中的載體板，其中紗布720的內(nèi)表面722與非織造材料710的內(nèi)表面712直接接觸。在使用氣流成網(wǎng)技術(shù)的一種優(yōu)選生產(chǎn)方法中，非織造材料或墊710直接形成在紗布720的內(nèi)表面722上。但是，該工藝可以在轉(zhuǎn)化工藝中將紗布720與預(yù)先成形的氣流成網(wǎng)或其它非織造材料組合。雖然紗布720可以具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量，但是可能期望紗布720具有從約8gsm到約IOOgsm的基礎(chǔ)重量,更期望從約8gsm到約75gsm,或者紗布720優(yōu)選具有從約8gsm到約50gsm的基礎(chǔ)重量,或者甚至從約8gsm到約25gsm。除了基墊710 (具有基質(zhì)纖維和結(jié)合劑)和紗布720之外，非織造結(jié)構(gòu)70還可以包括含聚合物材料的聚合物涂層。聚合物材料在紗布720的外表面724上具有從約Igsm到約40gsm的基礎(chǔ)重量?；蛘撸酆衔锊牧峡梢酝扛驳綁|710的外表面(未示出，但與內(nèi)表面712相反)或者兩個表面上。聚合物涂層可以通過噴射、起泡、通過輥、或者本領(lǐng)域已知的任何其它傳統(tǒng)方法沉積。自然的，盡管聚合物涂層沉積在外表面上，但是將有某種程度的穿透進入紗布720或非織造墊材料710。聚合物材料可以是前述合成纖維、乳膠固體或者各種其它熱塑性材料如熱熔粘合齊U、或者除乳膠固體外的熱固性材料中的一種或多種。當(dāng)聚合物材料從乳膠固體得到時，其可以包含在涂覆到紗布720或墊710之前包括到濕乳膠中的填充劑。合適的填充劑包括上面列出用于圖2的結(jié)構(gòu)20的輔助層11的那些材料。
重層例如圖5所示層12也可以涂覆到纖維墊710的表面上。重層可以通過如下所述的粉末注入系統(tǒng)涂覆。該粉末注入系統(tǒng)輸送一厚層結(jié)合致密粉末和顆粒，并用在氣流成網(wǎng)機器上。氣流成網(wǎng)機器在最后成形頭之后和第一壓緊輥之前放下一層固體粉末。在涂有粉末的氣流成網(wǎng)材料進入干燥/固化階段之前，將量足以使粉末層結(jié)合或固定到氣流成網(wǎng)材料的乳膠結(jié)合劑噴到涂有粉末的氣流成網(wǎng)材料上或在其上起泡。如上所述，之前在美國專利No. 6，403，857中成功地使用此將粉末結(jié)合到氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法來結(jié)合超吸收聚合物。具有致密精細(xì)粉末填充劑的結(jié)合劑包括例如碳酸鈣、各種粘土如斑脫土和高嶺土、硅石、氧化鋁、硫酸鋇、滑石、二氧化鈦、沸石、纖維素式粉末、硅藻土、碳酸鋇、云母、碳、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、紙漿粉末、木粉、聚合物顆粒、幾丁質(zhì)和幾丁質(zhì)衍生物，其適合用于本發(fā)明的實踐?；谌槟z中結(jié)合劑固體的重量，從約0. 5到約30gsm的具體負(fù)載在本實施例中可工作。致密精細(xì)粉末層有助于纖維層710的聲音阻擋特性。在另一實施例中，聚合物涂層從一種或多種熱熔粘合劑制成?？梢允褂脕碜訰ohmand Haas Company, Philadelphia, Pennsylvania 的MOR-MELT R-7001E型用于紡織物層疊 的反應(yīng)熱熔粘合劑，這是一種設(shè)計用于紡織物層疊的濕氣固化聚亞安酯反應(yīng)熱熔粘合劑。在涉及產(chǎn)生結(jié)合致密粉末和顆粒的重層的另一實施例中，在氣流成網(wǎng)機器(未示出)上使用粉末注入系統(tǒng)，該機器在最后成形頭之后和第一壓緊輥之前放下一層固體粉末。在涂有粉末的氣流成網(wǎng)材料進入干燥/固化階段之前，將量足以使粉末層結(jié)合或固定到氣流成網(wǎng)材料的乳膠結(jié)合劑噴到涂有粉末的氣流成網(wǎng)材料上或在其上起泡。之前在美國專利No. 6，403，857中成功地使用此將粉末結(jié)合到氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法來結(jié)合超吸收聚合物，該專利的總體教導(dǎo)通過引用結(jié)合在此。紗布720的外表面上的聚合物涂層和墊710的外表面上的可選第二聚合物涂層兩者都具有從約Igsm到約40gsm的基礎(chǔ)重量。它們可以相同或不同，并且當(dāng)然可以僅僅在紗布720的外表面上提供聚合物涂層。在一些實施例中，可能期望聚合物涂層具有從約Igsm到約25gsm的基礎(chǔ)重量，或者從約Igsm到約IOgsm,或者甚至從約Igsm到約5gsm。在另一些實施例中，可能期望聚合物涂層具有從約5gsm到約40gsm的基礎(chǔ)重量,或者從約IOgsm到約40gsm,或者甚至從約25gsm到約40gsm。其它材料可以沉積在非織造結(jié)構(gòu)70的外表面上或包含在聚合物涂層中，例如來自U. S. Borax Inc. , Valencia, CA的作為阻火劑的一種十水四硼酸鈉溶液。對于大多數(shù)應(yīng)用，將用本領(lǐng)域已知的多種常見阻火劑中的任一種處理非織造材料
10、20、30、40、50、70的面對人占據(jù)處的一側(cè)。最常見的，這些阻火劑包括各種硼酸鈉或磷酸鈉。例如來自 SpartanFlame Retardants Inc. of Crystal Lake IL 的 Spartan AR 295專賣阻火劑混合物包括有機和無機成分。大多數(shù)隔離應(yīng)用還期望對霉菌生長的抗性。為了實現(xiàn)此特性，可以用多種已知防霉劑中任一種處理基質(zhì)纖維和/或結(jié)合劑或者氣流成網(wǎng)隔離材料，這些防霉劑例如2-碘-丙炔-丁基氨基甲酸鹽(2-iodo-propynol-butyl carbamate)、二碘代甲基對甲苯砜、吡啶硫酮鋅、N-辛基-氯異噻唑啉酮、以及隨氯丙基三甲基硅氧烷(chloropropy Itr imethyoxysi Iane )使用的十八胺基雙甲基三甲基氧丙燒基氯化銨(octadecylaminodimethyltrimethoxysiIyIipropyI ammonium chloride),在此列出幾種。其它可以使用的生物殺滅劑是來自Rohm和Haas的基于異噻唑酮化學(xué)的KATHON 以及作為水基微生物殺滅劑的KORDEK 。在一些汽車和器具應(yīng)用中，期望隔音具有一定程度的防水性。車門面板、輪腔和發(fā)動機隔間是不會保持大量水的需要隔離的典型應(yīng)用。已知防水劑中的任一種是可用的，例如 GE Silicones of Friendly, West Virginia 的 MAGNASOFT:li:iEXtra Emulsion。按照制造隔音結(jié)構(gòu)的替代實施例，用于氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)的芯10的結(jié)合劑可以包括多種熱塑性熱軟化樹脂中的任一種，這些樹脂的特征在于與纖維結(jié)構(gòu)10兼容，并具有大體從約100°c直到低于會發(fā)生纖維的熱退化的溫度的熱軟化范圍。優(yōu)選地，這種熱塑性樹脂的熱軟化范圍在約120°c到約170°C。在適合用于本發(fā)明實踐的各種熱塑性樹脂中，聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、丙烯酸、多乙酸乙烯酯、聚氯乙烯樹脂等可以令人滿意地使用，其中聚乙烯自身構(gòu)成一種優(yōu)選的熱塑性結(jié)合劑。成碎片形式的聚乙烯結(jié)合劑在商業(yè)上可從Midland, Michigan的Dow Chemical Company獲得。碎片可以研磨成精細(xì)粉末以直接添加 到氣流成網(wǎng)產(chǎn)品中。在適合商業(yè)生產(chǎn)的一種優(yōu)選工藝中，用作隔離材料的非織造材料(例如結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50或70)制備為連續(xù)的氣流形成的網(wǎng)材。氣流形成的網(wǎng)材通常通過分解或分離一個或多個纖維素紙漿板(通常通過錘磨機)來制備以提供單體化的纖維。替代原始纖維的紙漿板，可以箱錘磨機或其它分解器供應(yīng)在級別變化期間產(chǎn)生的回收氣流成網(wǎng)邊角料和不合規(guī)格的過渡材料以及其它氣流成網(wǎng)生產(chǎn)廢料。能夠由此回收生產(chǎn)廢料有助于改善整個工藝的經(jīng)濟性。然后將來自任一來源(原始或回收)的單體化纖維氣流輸送到氣流成網(wǎng)機器上的成形頭。多個制造商制造適合用于本發(fā)明的氣流成網(wǎng)機器，包括Aarhus, Denmark的Dan-Web Forming、Horsens, Denmark 的 M&J Fibretech A/S、Macedon, New York 的 RandoMachine Corporation(在美國專利 No. 3，972，092 中描述)、Cerdanyola del Valles, Spain的 Margasa Textile Machinery、以及 Weis, Austria 的 DOA International。雖然這些各種成形機器在如何打開纖維和氣流輸送到成形線方面不同，但它們都能夠生產(chǎn)用于形成氣流成網(wǎng)纖維結(jié)構(gòu)的網(wǎng)材。Dan-Web成形頭包括旋轉(zhuǎn)或攪動穿孔鼓，其用于保持纖維分離直到纖維由真空拉到輸送成形帶或成形線上。在M&J機器中，成形頭基本上是篩網(wǎng)上方的旋轉(zhuǎn)攪動器。旋轉(zhuǎn)攪動器可以包括一系列或一簇旋轉(zhuǎn)螺旋槳或風(fēng)扇葉片。在例如由Cours-La Ville, France的LarocheS. A.提供的輔助物供給器之類的纖維注入系統(tǒng)中將其它纖維例如合成熱塑性纖維打開、稱重并混和。從輔助物供給器，將纖維氣流輸送到氣流成網(wǎng)機器的成形頭，在該處將它們與來自錘磨機的粉碎的纖維素紙漿纖維進一步混和并沉積在連續(xù)運動的成形線上。在期望限定層的情況下，使用分離的成形頭用于每種纖維。將氣流形成的網(wǎng)材從成形線傳送到砑光機或其它致密化臺來致密化網(wǎng)(在必要時)以增大其強度并控制網(wǎng)厚度。然后將網(wǎng)的纖維通過爐子來結(jié)合，該爐子設(shè)定到高到足以將所包括的熱塑性或其它結(jié)合劑材料熔融的溫度?？梢栽谕粻t子中發(fā)生來自乳膠噴涂或起泡應(yīng)用的干燥或固化的輔助結(jié)合。該爐子可以優(yōu)選的是傳統(tǒng)的透氣爐或者作為對流爐工作，但是可以通過紅外或甚至微波輻射實現(xiàn)必要的加熱。隔離材料可以在熱固化之前或之后用阻燃劑處理。在車輛隔離應(yīng)用中，通常將阻燃劑添加到非織造結(jié)構(gòu)710以符合可施用的汽車規(guī)定。所完成的隔離材料或結(jié)構(gòu)可以用阻燃劑和其它添加劑處理，并卷起、切開或膠粘和包裝用于運輸。但是，在車輛應(yīng)用中，可以將結(jié)構(gòu)710模制成用于各種車輛面板表面的輪廓，這將在下面進一步描述。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，非織造結(jié)構(gòu)是氣租(airfelt),而非織造材料是氣流形成或其它非結(jié)合網(wǎng)的纖維，或者在結(jié)合時的氣流形成的網(wǎng)材。再次參照圖7和具有紗布720的非織造結(jié)構(gòu)70，非織造結(jié)構(gòu)70設(shè)計成具有低直徑或厚度。測徑一般在從約Imm到約60mm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地,測徑在從約Imm到約30mm的范圍內(nèi)。在一些期望實施例中，結(jié)構(gòu)70的測徑在從約1_到約15_的范圍內(nèi)，或從約1_到約7mm,或從約Imm到約3mm。非織造結(jié)構(gòu)70具有從約500到約10000瑞利(NS/m3)的氣流阻力，或在某些實施例中期望的從約500到約5000瑞利(NS/m3)，或在某些實施例中期望的從約500到約3000瑞利(NS/m3)。通過選擇用于制造非織造結(jié)構(gòu)70的材料，可以生產(chǎn)具有各種氣流阻力的材料。例如，如果期望較大的氣流阻力，則可以使用具有較少開放結(jié)構(gòu)的較致密的紗布720，并 且聚合物涂層可以具有較大的基礎(chǔ)重量?？捎糜诒景l(fā)明實踐的各種材料、結(jié)構(gòu)和制造工藝在以下文獻中公開美國專利Nos. 6，241，713,6, 353，148,6, 353，148,6, 171，441,6, 159，335,5, 695，486,6, 344，109、5，068，079,5,269，049,5,693，162,5,922，163,6,007，653,6,355，079,6,403，857、6，479，415,6, 562，742,6, 562，743,6, 559，081,6, 495，734,6, 420，626 ;具有序列號和申請日的美國專利申請，1/17/01申請的09/719，338、1/30/01申請的09/774，248、以及5/11/01申請的09/854，179 ;以及美國專利申請公布或PCT申請公布US 2002/0074097A1、US 2002/0066517A1、US 2002/0090511A1、US 2003/0208175A1、US 2004/0116882A1、US2004/0020114A1、US2004/0121135A1、US 2005/0004541A1、以及 WO 2005/013873A1 ;以及要求2004年5月10日申請的美國臨時專利申請序列號60/569，980、2003年12月19日申請的美國臨時專利申請序列號60/531，706、和2005年4月I日申請的美國臨時專利申請序列號60/667，873的優(yōu)先權(quán)的PCT/US04/43030，所有這些都通過引用而整體結(jié)合在此。圖8圖示具有發(fā)動機(示意性在810處示出)的傳統(tǒng)車輛800，該發(fā)動機布置在發(fā)動機隔間815內(nèi)，該隔間通常位于車輛100的最前方的部分中。車輛800具有乘客隔間820和位于車輛800最后方部分中的行李箱825。如通常已知的，乘客隔間820包括大體在830處示出的儀表盤，該儀表盤包含多個電子部件，包括電子控制單元和顯示單元以及電子娛樂單元。儀表盤830是將發(fā)動機隔間815與乘客隔間820分隔的主要部件。如前所述，期望將乘客隔間820與可能通過車輛800的車架和車身傳輸?shù)牟黄谕肼暩綦x開來。本發(fā)明的非織造結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、60、70可以布置在整個車輛800中任意數(shù)量的位置中，在這些位置處期望將乘客隔間820與這些外部或煩擾的聲音如發(fā)動機噪聲或道路噪聲隔離開。通常布置隔音和隔熱的一些位置包括但不限于儀表盤830，其中可以將非織造材料模制成儀表盤襯里的形狀；發(fā)動機側(cè)艙壁835，其中可以將非織造材料模制成面板等的形狀以適應(yīng)于艙壁835的形狀；發(fā)動機側(cè)罩區(qū)域840，其中可以將非織造材料模制成罩墊或面板的形狀；內(nèi)輪腔區(qū)域850，其中可以將非織造材料模制成面板等的形狀；行李箱區(qū)域825，其中可以將非織造材料模制成行李隔間裝飾隔離的形狀；乘客隔間830的地板855，其中可以將非織造結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70模制成地板底襯；和車門860位置，其中可以將任一非織造結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70模制成車門面板。將認(rèn)識到以上列出的僅僅作為解釋，可以將任一非織造結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70布置在期望隔音和隔熱的任意數(shù)量的其它車輛位置中，包括雜物箱位置或甚至車輛800的車頂位置。非織造結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70的優(yōu)點之一在于它們可以由允許材料模制成期望形狀的材料構(gòu)成，因此可以制造已經(jīng)切割并形成形狀為配合車輛800中特定位置的特殊成形的車輛隔離部分。換言之，當(dāng)希望非織造聲學(xué)結(jié)構(gòu)或材料用作儀表盤襯里時，該材料將模制成特定儀表盤830的形狀，并因此可以包括各種開口等以容納其它車輛部分，例如方向盤等。預(yù)先模制非織造制品的能力代表了相對于現(xiàn)有技術(shù)次品材料的改進，因為制品的必要開口和成形部分可以預(yù)先模制在其中，由此就不必進行耗時的切割。切割很可能導(dǎo)致開口周圍不整齊的磨損邊緣。非織造材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70可以預(yù)先模制成放置在期望隔離的任意其它車輛位置中。于是，將認(rèn)識到預(yù)先模制非織造材料的能力允許隔離制品按照特定車輛的規(guī)格大規(guī)模生產(chǎn)。在車輛隔離應(yīng)用中，通常對非織造材料添加阻燃劑，以符合可施用的汽車規(guī)定。還將認(rèn)識到模制成特定形狀或者切割成特定形狀的非織造材料或聲學(xué)結(jié)構(gòu)10、 20、30、40、50、70可以涂覆在具有一薄層粘合劑或結(jié)合材料的至少一個面上，以允許非織造材料制品粘貼到另一物體如金屬車輛部分上。例如，當(dāng)將非織造材料或結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50,70模制或切割成行李箱825的襯里的形狀時，將材料抵靠金屬行李箱地板放置，并期望將非織造材料或結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70定位成其不會不必要地運動。釋放層可以初始涂覆在粘合/結(jié)合層上，隨后在使用時從粘合/結(jié)合層去除。例如，釋放層可以是紙釋放層，例如蠟紙等。此外，成模制制品形式的非織造材料或結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70可以成形為汽車隔離嵌入件等，其中形成有必要的開口并且還在制造工藝(例如模制工藝)期間結(jié)合到基體。例如，可以將模制的非織造制品結(jié)合到結(jié)構(gòu)支承件，例如塑性支承件、厚紙支承件或者墊子或毯子。當(dāng)非織造材料或結(jié)構(gòu)10、20、30、40、50、70將用作行李箱襯里時，通常優(yōu)選將某種類型的墊子或毯子結(jié)合到聲學(xué)結(jié)構(gòu)以使行李箱區(qū)域825視覺上更加吸引人。墊子或毯子可以使用傳統(tǒng)技術(shù)(包括在其間使用粘合層)在制造(模制)期間結(jié)合到形成的隔音結(jié)構(gòu)或非織造材料10、20、30、40、50、70。按照本發(fā)明的一個方面，非織造材料在施加熱和壓力的情況下模制成所保持的形狀。面板可以具有50平方米或更小的面積?；蛘撸姘蹇梢跃哂?5平方米或更小的面積；更期望的，面板可以具有10平方米或更小的面積。在另一布置中，面積為10平方米或更小的非織造材料的面板用連續(xù)工藝形成并切割成適合由貨車或火車運輸?shù)拈L卷。代替分離的面板，可以將材料切成期望的寬度并卷到芯上運輸。根據(jù)寬度和厚度，卷可以包含高達1000平方米或更大。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，非織造材料可以預(yù)先模制成期望在建筑物等中提供隔音和隔熱的制品。如圖9所示并根據(jù)一個示例性實施例，非織造材料預(yù)先模制成具有期望隔音和隔熱特性的天花板磚900。所示天花板磚900按照圖I的墊10由本發(fā)明的非織造材料的芯910形成。天花板磚900還具有外層920。將理解外層920不是必須的元件，因為天花板磚900可以僅僅由本發(fā)明的非織造材料形成。外層920可以是由與構(gòu)成芯或基墊910的非織造材料不同的材料形成的裝飾性外層。例如，外層920可以由在外層920中提供增大的剛度和剛性的合成材料形成。用于外層920的一種合適材料是聚合物材料，例如可以涂覆到芯910的一個面上形成外層920的乳膠。例如，乳膠可以噴涂到芯910的一個面上。外層920可以包括標(biāo)記930，例如裝飾性圖案等。裝飾性圖案可以僅僅是粗糙表面，或者裝飾性圖案可以成格狀圖案或其它柵格形式。裝飾性圖案可以由任意多種不同技術(shù)形成，包括浮雕或甚至模制工藝，其中外層920通過模制工藝由結(jié)合到芯910的一個面的可模制材料形成。裝飾性圖案可以使用輥或借助疊層結(jié)構(gòu)形成，在該疊層結(jié)構(gòu)中外層920可以層疊在芯910上。如前所述任意多種不同試劑可以添加到磚900，包括但不限于阻火劑以及防止霉和霉菌的表面生長的試劑，例如BIO B LOC 涂料，或者其它前述試劑。
如同本發(fā)明的非織造材料的其它應(yīng)用或者如上所述，非織造天花板磚900與通常用于建筑物和構(gòu)造結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)隔離相比提供了優(yōu)異的隔音和隔熱特性。將認(rèn)識到本發(fā)明的非織造材料并不限于用作天花板磚，而可以用于多種其它建筑物隔離位置，包括在側(cè)壁和隔斷中。此說明書中引用的所有專利、專利申請和公布通過引用而整體結(jié)合在此。在術(shù)語沖突的情況下，以本公開為準(zhǔn)。雖然很清楚這里所描述的發(fā)明進行很好的計算以實現(xiàn)上述益處和優(yōu)點，但將認(rèn)識到本發(fā)明可以進行修改、變化和改變而不偏離其精神。例如，非織造結(jié)構(gòu)在氣流成網(wǎng)工藝的上下文中描述。但是，也可以進行非氣流成網(wǎng)的工藝。實驗試樣墊成形的介紹使用制造35. 5X35. 5cm(14X14英寸)墊的實驗室氣流成網(wǎng)裝置。此尺寸的試樣常稱為“手片(handsheet)”并適合于測距實驗。手片可以在到達實際的氣流成網(wǎng)機器以生產(chǎn)連續(xù)網(wǎng)材之前形成。在操作手片形成器時，將預(yù)先稱重的所選擇纖維添加到混和室中，在該混合室中噴氣將纖維流體化并混和?；旌鲜矣纱诵纬闪黧w化的纖維“云”。通過真空源將纖維云下拉到成形線上。在線上使用組織或其它多孔載體板來使纖維到真空系統(tǒng)的損失最少。雖然一些汽車應(yīng)用需要附裝到隔音手片或測試墊的一個面上的紡粘插板或載體，但是在其它情況下，載體可以在進一步加工和測試之前移除。通常使用纖維素短纖漿用于手片的纖維基質(zhì)。從以下中的任一種選擇纖維素材料I 來自 Memph i s，Tenne s see 的 Buckeye Technologies, Inc.的
FOLEY FLUFFS 漂白南方軟木牛皮紙；2.來自 Southern States Packaging, Spartanburg, South Carolina 的未漂白牛皮包裝紙，42磅原料；3.來自研磨的顧客使用后紙板的回收未漂白牛皮紙；4.來自研磨的費新聞用紙的回收紙漿；5.分離來自Buckeye Technologies, Inc.的各種乳膠結(jié)合和可熔纖維結(jié)合的氣流成網(wǎng)的網(wǎng)材得到的回收氣流成網(wǎng)纖維；以及6 來自 Temiscaming, Quebec, Canada 的 Tembec 的TEMFITE-P (75% 的北方硬木，25%的北方軟木)亞硫酸鹽漿。所選擇的纖維優(yōu)選在供給到手片裝置之前機械去纖維(粉碎)成稱為“短纖”的低密度、單體化的纖維形式。機械去纖維可以由本領(lǐng)域當(dāng)前已知的各種方法執(zhí)行。通常采用錘磨機，例如Kamas Mill。來自Kamas Industri AB, Sweden的具有51mm(2英寸)槽的Kamas Mill可特別用于實驗室規(guī)模的短纖生產(chǎn)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可特別用于在實驗室在對纖維素纖維去纖維的另一種裝置是在美國專利No. 3，987，968中描述的三階段短纖裝置，該專利通過引用而整體結(jié)合在此。該三階段短纖裝置使纖維素漿纖維受到機械沖擊、機械攪拌和氣流攪拌的組合作用以產(chǎn)生基本上無結(jié)的短纖漿。除非相反指明，在以下工作示例中，使用Kamas mill 對FOLEY FLUFFS#干成卷漿板去纖維或粉碎，而使用三階段短纖裝置對未漂白的牛皮紙、紙板、新聞紙、原始硬木和回收氣流成網(wǎng)纖維進行粉碎。聲學(xué)測試墊可以用全合成的材料而非纖維素材料制造?？梢允褂酶鞣N聚乙烯結(jié)合劑纖維。為了制備用全合成纖維(其中PET是基質(zhì)纖維來代替纖維素短纖)制成的聲學(xué)材料或墊，使用以下纖維原材料 I. PET,回收短纖維，15dpfX6mm 式 376X5,由 Johnsville, South Carolina 的Wellman, Inc.提供；2. PET,原始短纖維，6dpfX6mm 合并 35379A 和 15dpf X6mm 合并 3539IA 由Salisbury, North Carolina 的 Invista, formerly KoSa 提供;以及3. co-PET雙組分，2dpf X6mm，其具有繞聚酯芯的較低熔點共聚酯鞘。這種共聚酯的不例是由 Meath, Republic of Ireland 的 Wellman International, Mullagh, Kells, Co.提供的 M1440、M1426 或 M1427 以及由 Invista, Salisbury, North C arolina 提供的 T254。在手片制備中還將使用結(jié)合劑纖維。在手片采用纖維素短纖基質(zhì)的情況下，結(jié)合劑纖維優(yōu)選是Type 255，Lot 1661聚乙烯鞘聚對苯二甲酸乙二醇酯。該纖維也稱為來自Trevira of Bobingen, Germany的PET或聚酯且芯為2dpf (每纖維的旦尼爾)的6mm切割長度的雙組分纖維。雙組分纖維常稱為“bico”。結(jié)合劑纖維和其它合成纖維是松散打包的，在用于實驗室墊形成器中時不需要單獨的打開步驟。應(yīng)該理解實際的氣流成網(wǎng)生產(chǎn)裝備具有開包設(shè)備和裝置來計量合成短纖維。使用可以按步操作來模擬商業(yè)多成形頭氣流成網(wǎng)工藝的實驗室規(guī)模的氣流成網(wǎng)手片裝置，以將纖維混合物氣流形成到35. 56cm(14英寸)見方的氣氈墊中。手片形成器位于保持在73. 4± 2. 7° F和50 土 5%相對濕度下的溫度和相對濕度受控的室內(nèi)。纖維原材料在形成墊之前在受控濕度的室內(nèi)平衡至少30分鐘。受控的濕度和溫度是必要的，以避免在對精細(xì)分離的材料的氣流操縱中的靜電問題。對于這些高基礎(chǔ)重量的材料，使用手片裝置將墊構(gòu)造成高達24階段或?qū)?。在此多個步驟中形成墊有助于確保實驗室氣流成網(wǎng)手片裝置的批處理式成形頭更好地模擬在多成形頭的連續(xù)氣流成網(wǎng)制造機器中獲得的均勻度。在放下纖維總重量的各部分之后，將試樣在裝置中翻轉(zhuǎn)90度。此過程有助于使氣流紊亂假象最小并輸送更加均勻的墊。以此分步驟的方式形成整個氣流成網(wǎng)測試墊。在加熱到150°C的實驗室壓機中將該墊壓到目標(biāo)厚度，并保持在該處5 — 30分鐘，以充分激活雙組分結(jié)合劑纖維的熱塑性鞘。為了初始屏蔽大量的隔離墊設(shè)計的變型，構(gòu)造小的聲音傳輸室。在該室中進行實驗室聲音傳輸測試(LSTT)。LSTT室分成兩半，以形成聲源或發(fā)聲部分和聲音接收部分。測試室的每一半或部分的橫截面為25. 4cm (10英寸)見方,長61cm (24英寸)。該室的兩半由19mm (3/4英寸)的介質(zhì)密度顆粒板構(gòu)成并排列有礦物質(zhì)纖維聲學(xué)天花板磚即由ArmstrongWorld Industries of Lancaster, Pennsylvania 提供的 Style 755B Fissured SquareLay-in，以使兩半室內(nèi)的混響最小。磚襯里將聲音室的內(nèi)部尺寸減小到22. 2cm(8. 75英寸)見方。軟橡膠腳布置在每段的底部上以將室與工作臺隔離。麥克風(fēng)布置在測試室的聲音接收部分內(nèi)以檢測和測量聲音。穿過聲音接收室的端部中的緊配合孔插入分貝計即Extech Model 407736聲級計的麥克風(fēng)探頭。在室的聲源部分的端部處安裝IOcm(4英寸)直徑的揚聲器，即Pioneer的具有IOcm低音擴音器和2. 7cm高音擴音器的Mod TS-G1040R，其頻率響應(yīng)是45 — 22000Hz且阻抗4. 0歐。通過將揚聲器 懸掛在橡膠帶上來隔離揚聲器，該橡膠帶在通過端帽伸出的螺栓之間拉伸。為了產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)聲音，通過RCA便攜式CD播放器Model RCD025播放可從www. PureWhiteNoise. com獲得的CD“Pure White Noise-The Voice of Earth”。該 CD 播放器通過 30 瓦的 Lafayette ModelLA-224T放大器放大直到0.35mm(0.014英寸)后的鋁板的另一側(cè)的聲級是90分貝。鋁板布置在室的發(fā)聲側(cè)上。在構(gòu)成LSTT室后，將待測試的塾試樣抵罪位于源室側(cè)的招板夾在聲源和聲首接收室部分之間。將試樣的邊緣的僅僅約10 - 15_通過安裝在測試裝置的兩半之間進行壓縮。在不改變CD播放器/放大器上的音量設(shè)置的情況下并從通過鋁板傳輸90dB聲音，監(jiān)測聲級達約I分鐘。記錄高和低分貝讀數(shù)并將結(jié)果平均以表示聲學(xué)性能。為了直接比較不同基礎(chǔ)重量的試樣，計算聲音吸收質(zhì)量指標(biāo)(SAMI)。SAMI定義為LSTT中的聲音傳輸損耗(沒有試樣時的傳輸聲音的讀數(shù)與安裝試樣時的讀數(shù)之間的分貝差)除以以每平方米公斤表示的試樣的基礎(chǔ)重量。基本上，此指標(biāo)將來自LSTT的聲學(xué)數(shù)據(jù)對基礎(chǔ)重量正則化?；A(chǔ)重量與每個隔離部分的制造成本直接相關(guān)。非常厚且致密的材料可能會極好地吸收聲音，但成本太高而在商業(yè)上不可行。給出表I來表明各種氣流成網(wǎng)非織造材料與次品相比較的聲音傳輸損耗和其它特征。提供了 5個比較示例?？刂拼纹窂腇ord Motor Company的FREESTAR 小型貨車的地毯底襯獲得，并示為“CS-1”。在各個示例I 一 5中，纖維素漿對雙組分纖維的重量比是80/20。各示例是兩個氣流成網(wǎng)厚片的疊層，這些厚片用來自Dow-Reichhold的120gsm的羧化SBAN乳膠結(jié)合劑涂覆到外側(cè)上。簡寫如下表示各種纖維形式—“BK”指漂白南方軟木牛皮紙。- “UBK”是未漂白的牛皮紙。一 “CB”表示粉碎紙板，其是由未漂白牛皮紙制成且保留在制造原始波紋板時使用的構(gòu)造粘合劑的回收材料。將25mm乘IOOmm的紙板供給到三階段短纖裝置來產(chǎn)生松散的
短纖維。- “HW”是來自Tembec的含25%北方軟木和75%北方銀幕的原漿混合物，其在稱出用于實驗室墊形成裝置之前通過三階段短纖裝置。這些墊未壓緊到任何目標(biāo)厚度，而在爐中固化到從墊形成器出來時的任何厚度。表I
示例I 一 5實驗室聲音傳輸測試
權(quán)利要求
1.一種非織造結(jié)構(gòu)，包括 (A)具有內(nèi)表面和外表面的紗布，所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量； (B)具有內(nèi)表面和外表面的非織造材料，所述非織造材料的內(nèi)表面與所述紗布的內(nèi)表面接觸，所述非織造材料具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量,所述非織造材料包含從約30%到約95%重量百分比的基質(zhì)纖維和從約5%到約70%重量百分比的結(jié)合劑，其中重量百分比基于所述非織造材料的總重量； (C)沉積在所述紗布的外表面上的從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的 (D)沉積在所述非織造材料的外表面上的從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。
2.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu),其中所述紗布的基礎(chǔ)重量從約8gsm到約lOOgsm。
3.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu),其中所述紗布的基礎(chǔ)重量從約8gsm到約75gsm。
4.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu),其中所述紗布的基礎(chǔ)重量從約8gsm到約50gsm。
5.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu),其中所述紗布的基礎(chǔ)重量從約8gsm到約25gsm。
6.如權(quán)利要求I一 5中任一項所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造材料的基礎(chǔ)重量從約 IOgsm 到約 lOOOgsm。
7.如權(quán)利要求6所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造材料的基礎(chǔ)重量從約IOgsm到約500gsmo
8.如權(quán)利要求6所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造材料的基礎(chǔ)重量從約IOgsm到約250gsmo
9.如權(quán)利要求6所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造材料的基礎(chǔ)重量從約IOgsm到約150gsmo
10.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約25gsm。
11.如權(quán)利要求10所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約lOgsm。
12.如權(quán)利要求10所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約5gsm。
13.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約5gsm到約40gsm。
14.如權(quán)利要求13所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約IOgsm到約40gsm。
15.如權(quán)利要求13所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約25gsm到約40gsm。
16.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中存在第二聚合物涂層，并且沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約25gsm。
17.如權(quán)利要求16所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約lOgsm。
18.如權(quán)利要求16所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約Igsm到約5gsm。
19.如權(quán)利要求16所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約5gsm到約40gsm。
20.如權(quán)利要求16所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層的基礎(chǔ)重量從約25gsm到約40gsm。
21.如權(quán)利要求10或16所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中沉積在所述紗布的外表面上的聚合物涂層、或者沉積在所述非織造材料的外表面上的第二聚合物涂層、或者兩者包含或結(jié)合一種或多種填充劑、粉末或阻火劑。
22.如權(quán)利要求21所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中聚合物涂層包含阻火劑。
23.如權(quán)利要求21所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述阻火劑是四硼酸鈉或形成其的水合物。
24.如權(quán)利要求I一 23中任一項所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造材料是氣氈。
25.如權(quán)利要求I一 23中任一項所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)是氣流成網(wǎng)非織造結(jié)構(gòu)。
26.如權(quán)利要求I一 25中任一項所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)的測徑從約Imm 到約 60mm。
27.如權(quán)利要求26所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)的測徑從約Imm到約30mmo
28.如權(quán)利要求26所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)的測徑從約Imm到約15mm。
29.如權(quán)利要求26所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)的測徑從約Imm到約7mm。
30.如權(quán)利要求26所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)的測徑從約Imm到約3mm。
31.如權(quán)利要求I一 30中任一項所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)具有從約500到約10000瑞利(NS/m3)的氣流阻力。
32.如權(quán)利要求31所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)具有從約500到約8000瑞利(NS/m3)的氣流阻力。
33.如權(quán)利要求31所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)具有從約500到約5000瑞利(NS/m3)的氣流阻力。
34.如權(quán)利要求31所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述非織造結(jié)構(gòu)具有從約500到約3000瑞利(NS/m3)的氣流阻力。
35.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述紗布用從包括布、無背襯毯和紡織物的組中選擇的織造材料制造。
36.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述紗布用針刺、氣流成網(wǎng)或紡粘的非織造材料制造。
37.如權(quán)利要求36所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述紗布是重量為15到500g/m2的紡粘聚丙烯。
38.如權(quán)利要求36所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述紗布用紡粘工藝、熔噴工藝或水刺工藝制造。
39.如權(quán)利要求I所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述基質(zhì)纖維是纖維素纖維或者混有合成纖維的纖維素纖維。
40.一種非織造結(jié)構(gòu)，包括(A)具有第一表面和第二表面的紗布,所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量; (C)沉積在所述紗布的第一表面上的從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的 (D)沉積在所述紗布的第二表面上的從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。
41.如權(quán)利要求40所述的非織造結(jié)構(gòu)，其中所述紗布是紡粘一熔噴一紡粘材料、紡粘一熔噴一熔噴一紡粘材料、纖維素材料、紡織物、或者織造或非織造聚酯材料。
42.一種用于制造非織造結(jié)構(gòu)的工藝，包括 (1)提供具有內(nèi)表面和外表面的紗布，所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量; (2)將非織造材料氣流成網(wǎng)在所述紗布的內(nèi)表面上，所述非織造材料具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量，所述非織造材料包含從約30%到約95%重量百分比的基質(zhì)纖維和從約5%到約70%重量百分比的結(jié)合劑，其中重量百分比基于所述非織造材料的總重量； (3)在所述紗布的外表面上沉積從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的 (4)在所述非織造材料的外表面上沉積從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層。
43.如權(quán)利要求42所述的工藝，還包括以下步驟 將阻火劑材料沉積到所述非織造結(jié)構(gòu)或者所述紗布的外表面上。
44.一種機動車輛，具有至少一個阻擋件，所述阻擋件至少部分由非織造結(jié)構(gòu)隔離，所述非織造結(jié)構(gòu)包括 (A)具有內(nèi)表面和外表面的紗布，所述紗布具有從約8gsm到約200gsm的基礎(chǔ)重量； (B)具有內(nèi)表面和外表面的非織造材料，所述非織造材料的內(nèi)表面與所述紗布的內(nèi)表面接觸，所述非織造材料具有從約IOgsm到約2000gsm的基礎(chǔ)重量,所述非織造材料包含從約30%到約95%重量百分比的基質(zhì)纖維和從約5%到約70%重量百分比的結(jié)合劑，其中重量百分比基于所述非織造材料的總重量； (C)沉積在所述紗布的外表面上的從約Igsm到約40gsm的聚合物涂層；以及可選的 (D)沉積在所述非織造材料的外表面上的從約Igsm到約40gsm的第二聚合物涂層；并且 所述非織造結(jié)構(gòu)在安裝到所述阻擋件中之前被預(yù)先切割成期望的幾何形狀。
45.如權(quán)利要求44所述的機動車輛，其中所述阻擋件是門。
全文摘要
一種適合用于諸如建筑物、器具以及汽車的內(nèi)部乘客隔間和外部部件的結(jié)構(gòu)中的改進的隔音和隔熱的復(fù)合材料，包括至少一層具有受控密度和成分的氣流成網(wǎng)纖維層，并按需要包括適合的結(jié)合劑和添加劑以滿足噪聲消除、防火和防霉的預(yù)期。單獨的，提供可用于隔音的氣流成網(wǎng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)提供從其通過的減小的受控氣流，并包括織造或非織造紗布。
文檔編號D04H13/00GK102963107SQ201210421360
公開日2013年3月13日 申請日期2006年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月1日
發(fā)明者J·R·格羅斯, J·S·赫爾利, B·E·貝默, R·T·穆斯 申請人:博凱技術(shù)公司