具有振動(dòng)性質(zhì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有振動(dòng)性質(zhì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu) 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及組合物、具有振動(dòng)性質(zhì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的制造和應(yīng)用，及其制品。
[0002] 置量
[0003] 聚合物復(fù)合材料可用于制造用于各種工業(yè)應(yīng)用的制品。在許多情況下，產(chǎn)品具有 特殊性質(zhì)可能是有用的。在一些應(yīng)用中，甚至必須使產(chǎn)品滿(mǎn)足使應(yīng)用起作用所設(shè)定的質(zhì)量 水平。一些復(fù)合材料制品通常包括木質(zhì)材料和至少一種塑料聚合物。這種復(fù)合材料制品可 用于多種目的，包括室內(nèi)和戶(hù)外。
[0004] 概述
[0005] 本發(fā)明的目的是提供具有聲學(xué)性質(zhì)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。根據(jù)實(shí)施方式，聲學(xué)性質(zhì)可 適用于所需目的例如強(qiáng)化或衰減聲音。包括有機(jī)天然纖維材料的聚合物復(fù)合材料可具有聲 學(xué)性質(zhì)。復(fù)合材料制品可包括表面區(qū)域，其可包括對(duì)齊的有機(jī)天然纖維材料的纖維組分。
[0006] 根據(jù)至少一個(gè)或一些實(shí)施方式，可取得一些性質(zhì)，如耐水性、硬度、各向異性聲速 或減振。
[0007] 根據(jù)一種實(shí)施方式，組合物包括基質(zhì)材料和有機(jī)天然纖維材料，其中設(shè)置成在組 合物中的不同的方向具有不同的聲速。根據(jù)一種實(shí)施方式，本發(fā)明記載了用于制備所述組 合物的方法。根據(jù)至少一些實(shí)施方式，聲速在不同的方向的差異為至少10%。
[0008] 根據(jù)另一實(shí)施方式，用于提供復(fù)合材料的方法包括提供基質(zhì)材料和有機(jī)天然纖維 材料，其中聲速在組合物中的不同的方向是不同的。
[0009] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用作聲學(xué)材料。
[0010] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用作揚(yáng)聲器的至少一部分。
[0011] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用作揚(yáng)聲器的面板和/或用作揚(yáng)聲器的 音盆。
[0012] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用作樂(lè)器的至少一部分。
[0013] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用于衰減聲音。
[0014] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用于強(qiáng)化聲音。
[0015] 在一實(shí)施例中，根據(jù)一種實(shí)施方式把組分用作車(chē)輛的零件，用于衰減和/或削減 聲音。
[0016] 根據(jù)一實(shí)施例，揚(yáng)聲器包含根據(jù)至少一些實(shí)施方式的組合物。
[0017] 根據(jù)一實(shí)施例，吸音面板包含根據(jù)至少一些實(shí)施方式的組合物。
[0018] 根據(jù)一實(shí)施例，電子設(shè)備包含根據(jù)至少一些實(shí)施方式的組合物。
[0019] 根據(jù)一實(shí)施例，樂(lè)器包含根據(jù)至少一些實(shí)施方式的組合物。
[0020] 根據(jù)一實(shí)施例，砌塊包含根據(jù)至少一些實(shí)施方式的組合物。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 下面的附圖用于說(shuō)明本發(fā)明的示例實(shí)施方式。
[0022] 圖Ia顯示根據(jù)示例實(shí)施方式的有機(jī)天然纖維材料的纖維組分。圖并非按照任何 具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0023]圖Ib顯示形成包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。圖并非按照任何具體比 例繪制，只用于示意性地顯示。
[0024]圖Ic顯示有機(jī)天然纖維材料的纖維組分在熔體流中的縱向取向。圖并非按照任 何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0025] 圖Id顯示表面區(qū)域中有機(jī)天然纖維材料的纖維組分繞著縱向軸的取向。圖并非 按照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0026] 圖2a和2b顯示根據(jù)示例實(shí)施方式的包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。圖 并非按照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0027] 圖3a和3b顯示根據(jù)示例實(shí)施方式在形成復(fù)合材料時(shí)，表面區(qū)域中有機(jī)天然纖維 材料的纖維組分繞著縱向軸的取向。圖并非按照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0028] 圖4顯示聲波和具有內(nèi)部的有機(jī)天然纖維材料纖維組分的一種示例實(shí)施方式。圖 并非按照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0029] 圖5顯示使聲波接觸有機(jī)天然纖維材料纖維組分的一種示例實(shí)施方式。圖并非按 照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0030] 圖6是根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的包括有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合材料制品的 含比例尺的250倍放大橫截面圖像。
[0031] 圖7和8是復(fù)合材料制品的具有比例尺的85倍放大橫截面圖像，表明根據(jù)示例實(shí) 施方式的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)從表面延伸到制品內(nèi)部，且用白色虛線(xiàn)顯示層界面。
[0032] 圖9和10顯示包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合材料在系統(tǒng)中的應(yīng)用，其中根據(jù)本發(fā) 明的至少一些實(shí)施方式把數(shù)碼或電形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為聲學(xué)聲波。圖并非按照任何具體比例 繪制，只用于示意性地顯示。
[0033] 圖11顯示使用根據(jù)本發(fā)明的至少一些實(shí)施方式的包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合 材料來(lái)削減聲學(xué)聲波。圖并非按照任何具體比例繪制，只用于示意性地顯示。
[0034] 圖12顯示實(shí)施來(lái)表征包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù)合材料的聲學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié) 果。
[0035] 詳細(xì)描沐
[0036] 人類(lèi)能夠察覺(jué)各種機(jī)械振動(dòng)。當(dāng)機(jī)械振動(dòng)落入特殊頻率范圍時(shí)，其作為可以聽(tīng)得 到的聲音被人們聽(tīng)到。聲音是我們生活的基本組成部分。聲音可為有旋律的，例如通過(guò)樂(lè) 器產(chǎn)生的音樂(lè)。人類(lèi)的嗓音也是一種聲音。在各種應(yīng)用中，制品的聲學(xué)性質(zhì)可起重要作用。 制品可設(shè)計(jì)成衰減或削減掉噪音。這些制品的示例可為隔音或隔離面板，例如用于汽車(chē)外 殼或會(huì)議室以形成安靜環(huán)境的那些。或者，有些制品可設(shè)計(jì)成重現(xiàn)之前錄制的聲音。這種 制品的示例可為使用揚(yáng)聲器或耳機(jī)的音頻系統(tǒng)。例如，可錄制音樂(lè)或人聲，數(shù)碼化并隨后 通過(guò)配備了音頻系統(tǒng)的接收器來(lái)重現(xiàn)。制品的聲學(xué)性質(zhì)至少在某種程度取決于制品中所用 的材料。
[0037] 包含有機(jī)天然纖維材料的聚合物復(fù)合材料可提供制造用于各種應(yīng)用并具有聲學(xué) 性質(zhì)的結(jié)構(gòu)的方法。包含有機(jī)天然纖維材料的聚合物復(fù)合材料可同時(shí)包括許多戶(hù)外和室內(nèi) 應(yīng)用，非限制性例子列表包括：甲板板、建筑材料、裝飾物品、框架、面板、外墻、地板、柵欄、 蓋板、樓梯、鐵軌、窗框、裝飾件（trims)、托盤(pán)、容器、家居用品、汽車(chē)零件、汽車(chē)配件等。
[0038] 具體來(lái)說(shuō)，包含有機(jī)天然纖維材料的聚合物復(fù)合材料可用于其中材料的聲學(xué)性 能具有效果的應(yīng)用。例如，制備用于汽車(chē)工業(yè)的門(mén)面板需要輕量，以避免增加測(cè)定的系統(tǒng) 的總重量。但是，相同的物體需要足夠堅(jiān)固來(lái)容忍設(shè)計(jì)的負(fù)載或保持預(yù)定的抗沖強(qiáng)度。此 外，物體可具有聲學(xué)目的來(lái)衰減噪音。制備用于電子工業(yè)的復(fù)合材料物品，例如音頻系統(tǒng)中 的組件，會(huì)需要提供聲學(xué)性質(zhì)其以高質(zhì)量再現(xiàn)錄制的聲音。此外，可需要根據(jù)客戶(hù)喜好來(lái) 差異化地設(shè)計(jì)組件，例如通過(guò)選擇物體的顏色來(lái)實(shí)現(xiàn)差異化。
[0039] 下文描述制備包含具有聲學(xué)性質(zhì)的有機(jī)天然纖維的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的方法。此外， 提供了控制復(fù)合材料的聲學(xué)性質(zhì)的方法。此外，提供包含具有聲學(xué)性質(zhì)的有機(jī)天然纖維的 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的示例和應(yīng)用。
[0040] 在本文中，在附圖中使用以下所示的附圖標(biāo)記和標(biāo)注。
[0041] Sx, Sy和S 2表不正交方向。
[0042] Dl纖維組分D的長(zhǎng)度（縱向維度）
[0043] D2纖維組分的寬度（水平維度）
[0044] D3纖維組分的高度（垂直維度）
[0045] D4 距離
[0046] a 1偏向角
[0047] β 1偏向角
[0048] vl 速度
[0049] f；熔體流動(dòng)方向
[0050] Axl纖維組分的主軸
[0051] Ax2纖維組分的短軸
[0052] Ax3纖維組分的縱軸
[0053] Nl 表面法線(xiàn)
[0054] cp 1 點(diǎn)
[0055] 100 纖維組分
[0056] 100' 纖維組分（水平）
[0057] 100" 纖維組分（垂直）
[0058] 104 模具表面
[0059] 105 (復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的）第一表面
[0060] 105' （復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的）第二表面
[0061] 110 橫截面
[0062] 120 殼層
[0063] 130 第一表面區(qū)域
[0064] 131 第二表面區(qū)域
[0065] 132 內(nèi)部區(qū)域
[0066] 133 第一界面
[0067] 134 第二界面
[0068] 140 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的厚度
[0069] 160 模具
[0070] 200 中空內(nèi)部
[0071] 250 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)
[0072] 300 聲波
[0073] 301 反射的聲波
[0074] 302 吸收/傳輸?shù)穆暡?br>[0075] 1110 第一表面界面
[0076] 1110' 第二表面界面
[0077] 1102 第一區(qū)域
[0078] 1000 第二區(qū)域
[0079] 1120 第三區(qū)域（sone)
[0080] 900 音頻系統(tǒng)
[0081] 910 面板
[0082] 920 驅(qū)動(dòng)器
[0083] 925 音盆
[0084] 930 外殼
[0085] 940 內(nèi)部
[0086] 1200 元件
[0087] 1210 第一面板
[0088] 1220 第二面板
[0089] 1230 界面
[0090] 本發(fā)明的實(shí)施方式可影響復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的聲學(xué)性質(zhì)。包含有機(jī)天然纖維材料的復(fù) 合材料結(jié)構(gòu)可具有取得所需聲學(xué)性質(zhì)的效果。根據(jù)一種實(shí)施方