三维热塑性夹芯板复合材料制造技术

用于内衬的复合结构，其包含具有第一主表面和第二主表面的蜂窝结构、在第一主表面或第二主表面上与蜂窝结构粘合的第一纤维无纺布层，其中蜂窝结构和第一纤维无纺布层包含热塑性聚合物材料，其中蜂窝结构由未切割扁平体提供且包含多个蜂窝孔，并且蜂窝孔由壁界定，其特征在于包含热塑性聚合物材料的膜位于第一纤维无纺布层与蜂窝结构之间的复合结构中和/或在与第一纤维无纺布层与蜂窝结构粘合的主表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维热塑性夹芯板复合材料
[0001]本专利技术涉及具有改进的声学性能的用于内衬的复合结构和生产这类复合结构的方法。
[0002]自从1878年Carl Benz的第一辆专利汽车之后，汽车向着更快更大的汽车发展。甚至通过增加便利的汽车座椅、空调系统以及保护系统如安全气囊或三点式安全带提高舒适性。
[0003]更快更重的汽车的出现产生了噪音量的提高，尤其是在乘客室内。噪音有关的“污染”被世界健康组织判定为人类疾病以及甚至灾祸的主要来源之一。在大多数城市中，公路交通是城市噪音以及汽车内部噪音的最大原因。
[0004]暴露于噪音造成许多健康效应，包括提高的缺血性心脏病风险以及睡眠障碍、孩子中的认知障碍、烦恼、与压力有关的精神健康风险和耳鸣。在高收入的欧洲国家中，这些风险一起构成100
‑
160万残疾调整生命年(DALY)损失—由于疾病、残疾或早逝而失去生命的健康年的标准度量。
[0005]尽管公路交通是最普遍的噪音相关问题，生活在具有高飞机噪音的区域的孩子具有延迟的阅读年龄、差注意力水平和高压力水平。
[0006]该交通相关的噪音问题也与汽车内部的乘坐者有关。由于汽车占有率提高并且汽车日益变成城市专业人员的工作场所，日益从事解决汽车内部的噪音水平。
[0007]特别地，约1000Hz以下，更具体地，100
‑
500Hz的频率的结构(振动相关)和空气传播的噪音是人耳可清楚听到的并且难以抑制。尽管内燃机有关的振动与汽车乘客室的分离是非常成功的，同时新一代内燃机产生少得多的振动相关的声音，认为环境(主要是轮胎和风相关的)空气传播噪音水平对舒适的驾驶条件而言是太高的。
[0008]因此，仍需要改进汽车内隔音的声学性能以产生汽车内更舒适的停留。电机(不是燃烧相关的声音)和自动驾驶的出现预期(1)提高乘客对其它环境噪音的敏感性，和(2)提高对驾驶时的舒适和安逸的需要。主动降噪耳机已经是通勤者以及特别是飞机乘客常用的(其中噪音是甚至更主要的现象)。预期乘客之间交流或者在运输期间享受音乐和娱乐的需求要求特定的噪音抑制，即在特定频率范围内。为此，机舱内部面板和衬里日益配有消除或抑制与环境(外部、发动机)噪音有关的那些频率范围，同时提供最佳声音，例如人类声音和音乐/娱乐有关的频率范围的声学性能。
[0009]结构性噪音由轮胎/道路相互作用和发动机产生。结构性噪音普遍在500Hz以下。它也是整体噪音的最大贡献者。
[0010]从材料观点看，有利的是使用具有高密度和低动态模量的材料降低结构性噪音，然而，这与想要轻质结构元件相反。因此，结构性声音更容易通过结构设计而胜于材料设计控制。
[0011]然而，空气传播声音可通过声音吸收，即材料设计降低。空气传播噪音普遍在500Hz以上。
[0012]空气传播噪音可借助声音屏障和声音吸收剂降低。由于隔音性能高度取决于质量，声音质量通常通过加入轻质声音吸收剂而改进。
[0013]EP 1 255 633 B1公开了汽车内用于隔音的包裹架结构组件。包裹架包含蜂窝结构，其中在蜂窝结构的两侧上，粘合了热塑性纤维的无纺布层，并可加入其它装饰层。结构组件具有高弯曲刚度。
[0014]EP 0 883 520 B1公开了由单一类型的塑料形成的可再循环顶棚材料。可再循环顶棚包含蜂窝结构芯和在蜂窝结构两侧上的针刺纤维无纺布层。由于可再循环性，可再循环顶棚的组件由相同的热塑性聚合物材料制成。
[0015]WO 2011/045364 A1公开了作为热和/或声音绝缘用于汽车应用的夹芯结构。夹芯结构由在两侧上被针刺无纺布层覆盖的蜂窝芯构成，且蜂窝芯和针刺无纺布由热塑性聚合物材料制成。
[0016]现有技术显示了具有高弯曲刚度的复合材料，例如EP 1 255 633B1，但是由于刚度，这类复合材料的可模塑性是差的，或者在模制以后，复合材料的刚度劣化。
[0017]本专利技术的目的是提供用于内衬的复合结构和生产具有有利声学性能的这类复合结构的方法，其减少现有技术的缺点。
[0018]本专利技术的目的通过用于内衬的复合结构解决，所述复合结构包含具有第一主表面和第二主表面的蜂窝结构，在第一主表面或第二主表面上与蜂窝结构粘合的第一纤维无纺布层，其中蜂窝结构和第一纤维无纺布层包含热塑性聚合物材料，其中蜂窝结构由未切割扁平体提供且包含多个蜂窝孔，并且蜂窝孔由壁界定，其特征在于包含热塑性聚合物材料的膜位于第一纤维无纺布层与蜂窝结构之间的复合结构中和/或在与第一纤维无纺布层与蜂窝结构粘合的主表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。
[0019]复合结构的同义名可以为用于内衬的三维(3D)夹芯板复合材料。
[0020]在本专利技术范围内，无纺布根据EDANA的定义进行定义：“无纺布为通过任何方式形成网并且通过任何方式(纺织或编织除外)粘合在一起的纤维、连续丝或短切纱的片。通过湿磨法得到的毡不是无纺布。”[0021]在一个优选实施方案中，包含热塑性材料的第二纤维无纺布层在与第一纤维无纺布层与蜂窝结构粘合的主表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。
[0022]可提供由未切割扁平体提供的蜂窝结构，如例如WO 2006/053407A1所公开的。该蜂窝结构可通过垂直于材料平面塑性变形而由包含热塑性聚合物的未切割扁平体生产，使得形成三维(3D)结构和连接区域，即形成半六边形孔壁和小连接区域(图8)。随后，3D结构向彼此折叠以形成蜂窝孔形式的具有彼此相邻的孔壁的孔。
[0023]由此，两个在纵向上连续的蜂窝孔具有分开的孔壁(802和803)，所述孔壁彼此相邻并且在第一主表面或第二主表面中的共享边界条(805)处彼此连接。
[0024]优选，两个在纵向上连续的蜂窝孔的两个分开的相邻孔壁(802和803)粘合在一起，更优选该粘合通过任何合适的方法进行，甚至更优选该粘合热、化学和/或机械地进行，最优选该粘合以热进行。
[0025]不愿受理论束缚，认为如果两个在纵向上连续的蜂窝孔的两个分开的相邻孔壁(802和803)粘合在一起，则可提高复合材料的弯曲刚度。
[0026]在另一优选实施方案中，两个在纵向上连续的蜂窝孔的两个分开的相邻孔壁(802和803)仅在第一主表面或第二主表面中的共享边界条(805)处相互连接。
[0027]不受理论束缚，认为如果两个在纵向上连续的蜂窝孔的两个分开的相邻孔壁(802
和803)仅通过第一主表面或第二主表面中的共享边界条(805)相互连接，则复合材料可具有提高的挠性以及提高的可模塑性。
[0028]优选，形成的蜂窝孔在蜂窝孔的一端封闭，更优选一半的蜂窝孔在蜂窝结构的第一主表面中的一端处封闭，且另一半的蜂窝孔在蜂窝结构的第二主表面中的一端处封闭，甚至更优选蜂窝孔仅在一端封闭。由于蜂窝孔在一端封闭，蜂窝结构在其整个延伸上为不透水的。另外，由于蜂窝孔在一端封闭这一事实，建立了孔隙体积，其可通过由未切割扁平体提供的蜂窝结构分离成至少两组孔隙体积。
[0029]在另一优选实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于内衬的复合结构，其包含具有第一主表面和第二主表面的蜂窝结构，在第一主表面或第二主表面上与蜂窝结构粘合的第一纤维无纺布层，其中蜂窝结构和第一纤维无纺布层包含热塑性聚合物材料，其中蜂窝结构由未切割扁平体提供且包含多个蜂窝孔，并且蜂窝孔由壁界定，其特征在于包含热塑性聚合物材料的膜位于第一纤维无纺布层与蜂窝结构之间的复合结构中和/或在与第一纤维无纺布层与蜂窝结构粘合的主表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。2.根据权利要求1的复合结构，其中包含热塑性材料的第二纤维无纺布层在与第一纤维无纺布层与蜂窝结构粘合的主表面相对的主表面上与蜂窝结构粘合。3.根据权利要求1或2的复合结构，其中所述膜具有根据ISO 4593测量为10μm至250μm，优选15μm至220μm，更优选20μm至200μm的厚度。4.根据权利要求2或3的复合结构，其中第一纤维无纺布层和/或第二纤维无纺布层包含具有0.1μm至400μm，优选0.2μm至300μm，更优选0.5μm至250μm，最优选1.0μm至200μm的孔径的孔，所述孔径通过微流孔隙率测量法测定，如例如Jena等人在Advances in Pores Structure Evaluation by Porometry，Chemical Engineering&Technology，第33卷，第8条，第1241
‑
1250页，21
‑
07
‑
2010中所讨论的，使用Galwick(15.9mN/m的表面张力)使用具有0.5cm2的试验尺寸的PMI毛细管流动孔径分析仪。5.根据权利要求2
‑
4中任一项的复合结构，其中第一纤维无纺布层和/或第二纤维无纺布层包含一个或多个纤维层。6.根据权利要求5的复合结构，其中一个或多个层的纤维为相同的纤维或者不同的纤维。7.根据权利要求2
‑
6中任一项的复合结构，其中第一纤维无纺布层和/或第二纤维无纺布层具有根据ISO 9073
‑
3测量为至少15N/5cm，优选至少20N/5cm，更优选至少30N/5cm，最优选至少50N/5cm的断裂强度。8.根据权利要求2
‑
7中任一项的复合结构，其中第一纤维无纺布层和/或第二纤维无纺布层包含单组分纤维、两种类型的单组分纤维和/或双组分纤维。9.根据权利要求8的复合结构，其中双组分纤维为芯/鞘双组分纤...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：洛博纳有限公司，
类型：发明
国别省市：