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TW201834888A - 吸音多層及其使用及製造方法 - Google Patents

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TW201834888A
TW201834888A TW107101754A TW107101754A TW201834888A TW 201834888 A TW201834888 A TW 201834888A TW 107101754 A TW107101754 A TW 107101754A TW 107101754 A TW107101754 A TW 107101754A TW 201834888 A TW201834888 A TW 201834888A
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TW107101754A
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柏倫德 戴馬斯
Original Assignee
瑞士商歐拓管理股份公司
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Abstract

一種吸音多層，包括至少3個連續的層，其中包括一不織布地毯表層也就是第一纖維層、一背層也就是第二纖維層、及一氣流阻抗層位於第一纖維層及第二纖維層中間。氣流阻抗層為一針織布及一熱塑性樹脂材料的結合，使熱塑性樹脂材料至少部分滲入針織布，至少封閉針織布的部分的孔。

Description

用於車輛的吸音地毯
本發明是有關於一種吸音地板系統、在車輛中使用的此種系統及其製造方法。
已知利用薄膜來黏合兩個纖維層，例如是一不織布地毯表層及一背層。因為此些薄膜為不透氣的，所以第二背層或多層無助於聲音吸收。因此已知切開或刺穿薄膜以得到一透氣黏合層，並增進此部分的整體吸收。
即使在平坦樣本上，理論及實踐上都可良好運作，但在三維形成的車輛部件上則會變得效果不佳。形成此些裁剪部件(trim part)的材料被壓入模具中，且某些區域會被拉伸超過薄膜的最大拉伸能力，導致原先形成的穿孔或切口有更進一步的開口，甚至是撕裂薄膜。這會減少氣流阻力，並使氣流阻力小於改良吸音的最小需求水準以下，從而局部性地惡化隔音效果。除此之外，在整體表現中，當產品製程成為非預期性因素，微調或維持整體氣流阻力會變得困難。
在三維模製步驟後，對於在裁剪部件上獲得一均勻隔音效果，薄膜與不織布的結合也失敗。不織布在模製過程中被拉伸時為無法預測的；不織布也易於撕裂，且甚至可能因為封閉不織布的黏著劑而使不織布變得無法滲透。
因此，本發明的目的在於獲得一種吸音多層，可增強調整模製裁剪部件的整個表面的氣流阻力，且無多餘局部差異。
此目的根據本發明申請專利範圍第1項之吸音多層系統及本發明申請專利範圍第8項之製造此地板系統的方法來實現。
特別是，一種吸音多層，包括至少3個連續的層，其中包括一不織布地毯表層也就是第一纖維層(1)、一背層也就是一第二纖維層(2)、及一氣流阻抗層位於第一纖維層及第二纖維層中間，氣流阻抗層為一針織布(4)及一熱塑性樹脂材料(3)的結合，使熱塑性樹脂材料至少部分滲入針織布，至少封閉針織布的部分的孔。
在一優選的解決方法中，熱塑性樹脂材料也至少部分滲入第一纖維層及第二纖維層，將此些層接合或層疊(laminate)至氣流阻抗層。
層疊的定義為至少在接觸表面上黏合多個層。
令人驚奇的是，在針織布的應用中，利用樹脂材料部分滲入針織布的開口以形成的氣流阻抗層，在性能上有更加可預測及均勻的效果。由於被拉伸的針織物保持其形態且不會輕易撕裂，因此可獲得更均勻的氣流阻力。除此之外，在製程中，針織物的圖案會引導樹脂材料的分配，創造均勻且可預測氣流阻力的部件。
針織物、樹脂材料、及兩纖維層的類型會影響在最終產品中獲得的氣流阻力。
優選的，樹脂材料在設定的製造溫度有一黏度(定義自熔體流動指數(melt flow index, MFI))，使其在被相鄰的纖維層透過毛細現象吸收之前，可以有效地滲入針織物中，所以主要材料可以遷移至針織物而非消失在相鄰的纖維層中。這可以利用優化針織物圖案及樹脂材料的熔體流動指數(MFI)和熔融溫度的組合，及/或優化使用的製程參數來實現。
有效的利用具有多個大開口與形成多個小開口的封閉或緊密針織區域的組合的針織物圖案。此針織物圖案會使被定義為大開口的區域中的樹脂材料可以更輕易的流過針織布，並黏合針織布另一面的纖維層。在其他被定義為小開口或緊密針織物圖案的區域中的樹脂材料在流動中較為限制，且更會停止於局部的區域，並黏合第二纖維層。由於樹脂材料停止在針織物附近但往垂直於針織物表面的方向遷移，因而針織布與樹脂材料結合形成具有基本規則圖案之氣流阻抗層，創造出可滲透結構。
製程中，藉由樹脂材料均勻地分配在針織布的至少一表面上被進一步增強，優選的利用薄膜來當作樹脂材料的基礎。優選的，此薄膜置於針織布與第二纖維層中間。在產品製程中，加熱樹脂材料至至少接近其熔融溫度且能夠流動。在熔融階段，熱塑性材料滲入至少部分針織物的多個開口、第一纖維層及第二纖維層中。熱塑性樹脂的滲入，優選的不延伸超過第一纖維層及第二纖維層之厚度，使之明顯的在使用的最終產品的可見表面著色(staining)。
優選的，針織布及一個或兩個纖維層有一熔融溫度，優選的是一高於樹脂材料、第一纖維層及/或第二纖維層或多個層的黏合劑的熔融溫度的軟化溫度。針織物和纖維材料的熔融溫度可大致相同。
優選的，黏合劑的熔融溫度低於熱塑性樹脂材料的熔融溫度。
優選的，在模製後，調整氣流阻抗層以使製造出的部件獲得750至7000Ns/m3 之間的整體氣流阻力(air flow resistance, AFR)。優選的是整體氣流阻力(AFR)在2500至6000Ns/m3 之間，更優選的是氣流阻抗層及兩個纖維層的結合至多4500Ns/m3 。整體氣流阻力(AFR)可根據現有的ISO9053量測，利用直接氣流方法(方法A)。
多層層疊與模製三維部件後的多層層疊之間可能獲得不同的整體氣流阻力(AFR)。然而可實現對於產品表面的均勻量測。模製後的整體氣流阻力(AFR)可能較低。此效果可藉由選擇MFI及使用的熱塑性樹脂的溫度來進一步的優化。
利用根據本發明的多層系統，可創造一種多層吸音系統，因為可優化調節或調整中間氣流阻抗層的氣流阻力的能力至用於車輛的裁剪部件的吸音需求。根據本發明的3層為多孔，且在特定的氣流阻力範圍內透氣。 第一及第二纖維層
根據本發明的吸音多層包括至少3個連續的層，其中包括一不織布地毯表層也就是第一纖維層，及一背層也就是第二纖維層。
如此的不織布地毯表層可包括一針軋(needle punched)裝飾表層，例如是由在梳棉機(card)上製作的纖維網製成，並交叉鋪網以增加區域重量。藉由用倒刺針(barbed needles)重複穿透網的反覆動作，加固這樣形成的網，使材料變得無光澤且厚度減小。形成的網可能被針扎(diloured)以得到更佳的外觀。
用於車輛中的此種不織布地毯表層的區域重量的標準取決於使用的區域及車輛的昂貴程度，通常範圍在180–800g/m2 之間，舉例來說，在高端車中可以高至700g/m2 ，而在低端車中可以低至200g/m2 。
用作美觀或裝飾表層的不織布地毯的針軋纖維墊可當作普通針軋地毯，或是此普通針軋地毯層可藉由額外的針刺進一步的增強以提供更結構化的表面，這可能是以羅紋(rib)、絲絨(velour)、或隨機絲絨的形式，也被稱為針扎。在不損害磨耗性能(abrasion performance)之下以增進外表的其他表面處理也是有可能的，且落於本文揭露的範圍內。此表面可被修剪或不被修剪。
優選的梳棉、交叉鋪網以及最終針刺的背層，也就是第二纖維層。可在相鄰此背層且背離氣流阻抗層的表面上利用額外的層，例如是一發泡體(foam)層，不是板狀發泡體(slab foam)就是反應射出發泡體(reaction injected foam)，或是另一個纖維層，一個薄的不織布像是一稀鬆布(scrim)或是一封閉或開放的薄膜。
第一或第二纖維層可包括短纖維(staple fibres)，優選的是聚酯(polyester)，像是聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate, PET)、聚烯烴(polyolefin)，優選的是聚丙烯(polypropylene, PP)或聚乙烯(polyethylene, PE)；或是聚乳酸(poly(lactic)acid, PLA)、聚醯胺(polyamide)，像是聚醯胺6或聚醯胺6-6或其混合物。第二纖維層也可包括環保再生纖維(recycled shoddy fibres)，像是再生棉、再生聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、其他合成再生纖維、或其混合物。
此些使用的纖維可有一固體截面(cross section)，優選的也可有一中空截面纖維，例如是為了進一步增強地毯表層的手感及耐用性及/或使第二纖維層更輕及/或更佳。
在針刺第一及/或第二纖維層的情況下，模製後可添加少量的額外黏合劑（優選熱塑性）至纖維混合物中以進一步增強地毯的耐用性。優選的是至少0-50%的黏合劑，例如是使用黏合劑短纖維的形式。作為黏合劑，可使用熔點低於上述短纖維的低熔點聚酯或聚烯烴。優選的，使用聚酯雙成分(bi-component)纖維，例如是具有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)芯和共聚酯(Co-Polyester)皮的纖維，因此只有皮熔融以實現短纖維的黏合。
在沒有機械針刺第一及/或第二纖維層的情況下，可在原始纖維中混入更高量的黏合劑，使模製過程中纖維能夠彼此黏合，從而形成一黏合氈材料。在此情況下，黏合劑最高至50%的重量，優選的是在10至40%之間的重量，更優選的是在20至30%之間的重量。
對於所有的纖維層，相似的情況可以利用相同類型的黏合劑。
第一及/或第二纖維層可為捲曲中空共軛(frizzy hollow conjugate)纖維與聚酯雙成分(bi-component)黏合纖維和再生材料的結合，例如是再生棉或再生聚酯。
最後，發泡體碎片可與形成背層的第二纖維層混合，優選的是高至30%，更優選的是高至此層的總體區域重量的25%。
舉例來說，第二纖維層形成的背層包含10至40%的黏合劑，10到70%的填料纖維，優選的是固體、纖維、及10至70%捲曲的優選中空的纖維，且其中總重量為100%。
舉例來說，第二纖維層形成的背層包含10至40%的黏合劑，10到40%的填料纖維，優選的是固體、纖維、及10至60%捲曲的優選中空的纖維，及10至50%切碎的發泡體碎片，且其中總重量為100%。
填料纖維的定義為形成大部分纖維層的任何類型的纖維，且在裁剪部件的製程中不會熔融。優選的，填料纖維可包括由至少一種選自下組的材料製成的回收纖維，此組包括再生棉、再生合成物、再生聚酯、再生天然纖維及混合合成纖維。
形成背層的纖維層可在可變厚度下有一不變的密度，且優選的預固定以在與其他層結合前保持纖維材料的整體分配。
第一及第二層可由相同材料組成。然而，第一及第二纖維層可基於此兩層在整體分層的最終功能來區分。
優選的不織布地毯表層也就是第一纖維層有一區域重量在100至1700g/m2 之間，優選的是在300至1500g/m2 之間，優選的是在400至1300g/m2 之間。
優選的背層也就是第二纖維層有一區域重量在200至1700g/m2 之間，優選的是在300至1500g/m2 之間，優選的是在400至1300g/m2 之間。 針織布
為了獲得根據本發明的氣流阻抗層，針織布、圖案、以及紗的粗糙度可能會影響最終氣流阻力，且可用來微調最終產品所需的氣流阻力。
利用針織布而非不織布或穿孔薄金屬層的優點為，織物的開口是在針織物的製程中產生的，且是基於針織物圖案、紗的粗糙度、及選擇的製程參數。這使得開口的數量及分配可控制，且不像不織布織物般隨機。此外，在針織過程中產生開口，因此在材料上創造開口時本身不會進一步受損。
針織布材料優選基於聚酯，像是基於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或是尼龍(nylon)，優選的是聚醯胺6、聚醯胺6.6，或是此類材料之混合物。
針織物的圖案可為規則的，優選的可使用經編針織物(warp knit)，像是緯平針織物(plain knit)、雙羅紋組織針織物(interlock knit)、或是圓形針織物(circular knit)。更優選的可使用具有不同尺寸開口圖案的針織物，或是將大開口及緊密針織區域結合，例如是將大開口和小開口以規則圖案結合的孔洞類型針織物(ajour type knit)。孔洞針織物是基於移織邊針圈成形法(stitch transfer)技術，在針織物中創造開口圖案。也可使用其他花邊針織物(lace knitting fabrics)，像是創造出開口穩定排列在織物上的方眼花邊網(filet knits)。
可選擇圖案以進一步的優化需要的氣流阻力。舉例來說，若需要較低的氣流阻力可選擇更開放的針織物，若需要較高的氣流阻力則反之。然而，通過將具有大開口和緊密針織區域的圖案結合，可實現相同的效果。優選的，選擇將規則圖案中的大開口和小開口結合以獲得一基本氣流阻力，其可藉由選擇樹脂材料進行進一步的調整。
也可用訂製(custom made)針織物，其中藉由結合不同圖案，可改變圖案以獲得最終產品中不同區域的氣流阻力。
可使用不同類型的針織物、圖案、或編織(texture)，例如是經編(warp)、凸紋布(piqué)、雙羅紋組織(interlock)、提花(jacquard)、及三維類型的針織物。此外，針織物的紗及紗的類型（光滑(sleek)或編織(textured)）的選擇，會影響到織物的表面開放性。
為了增進織物的整體拉伸效果，可包括彈性紗或由彈性纖維製成的紗。針織物可包括彈性紗，使織物可在平面的所有方向上以大致相等的量拉伸。
可處理使用的針織物以防止收縮和變形，例如是針織物的熱固著處理(thermo fixation treatment)及/或洗滌處理(washing treatment)。洗滌步驟也可消除針織物製程中可能干擾後續製程步驟的不必要的殘留物，特別是樹脂遷移(resin migration)步驟及/或多個層的層疊步驟。
優選的，針織物有一區域重量在10至150g/m2 之間，優選的區域重量是在20至100g/m2 之間。更優選的是針織物有一區域重量介於25至80g/m2 之間。
優選的，針織物是由15至150分特克斯（dtex）之間的紗製成，優選的是在20至100dtex之間。優選的，針織物是由3至80之間的針織量規製成，優選的是在10至50之間。 熱塑性材料
使用的熱塑性樹脂需要確定黏度，以使之能均勻地流經針織物的至少最大的孔，以到達針織物的另一面，並與第一纖維頂層黏合。這可藉由選擇並調整樹脂材料，以獲得吸音多層產品及/或包含此多層之部件用的生產溫度中的必要黏度來實現。
熱塑性樹脂材料可包括至少一個從下組選出的聚合物(polymers)或共聚物(copolymers)，此組包括聚酯(polyester)像是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(polybutylene terephthalate, PTB)、或共聚酯(copolyester)、聚醯胺像是聚醯胺6或聚醯胺66、聚烯烴像是聚乙烯(PE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、或聚丙烯(PP)、熱塑性彈性體(thermoplastic elastomers, TPEs)像是熱塑性聚烯烴(thermoplastic polyolefin, TPO)、熱塑性聚胺酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、聚醚醯亞胺(polyetherimide)、聚碸(polysulfone)、聚醚碸(polyethersulfone)、聚醚醚酮(polyetheretherketone)、及共聚物像是乙烯/乙酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate, EVA)，或聚合物像是聚乳酸(polylactic acid)。
熱塑性樹脂材料可包括優選至少一個聚烯烴，例如是聚乙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯(LDPE)、或線性低密度聚乙烯(LLDPE)、尼龍，例如是聚醯胺像是聚醯胺6或聚醯胺6-6、或是聚酯共聚物，作為基底樹脂或作為主要樹脂成分。
使用的熱塑性樹脂一般可包括單一熱塑性樹脂，或是具有多個且有時重疊的功能的多個不同成分。一般來說，基底或骨幹(back bone)樹脂控制樹脂黏著劑特性的黏結強度及韌性。可包含修改或膠黏(tackifying)樹脂以有助於特定潤濕第一或第二纖維層、針織布或黏著特徵，以相容其他成分。其他添加劑，例如可用於降低融熔黏度或是穩定樹脂材料。可加入填料以降低成本或增加黏度。
應選擇熱塑性樹脂材料的熔體流動指數(MFI)，使樹脂在多層結構的生產溫度中完全熔融且流動。除此之外，熔體流動指數(MFI)取決於為針織物選擇的圖案。在生產溫度中，具有大開口圖案的針織物相較於基本上具有較小開口圖案的針織物，需要較低的熔體流動指數(MFI)。若三層結構的生產溫度中熔體流動指數(MFI)太低，樹脂將不會遷移至針織物及/或部份遷移進入第一及/或第二纖維層。當熔體流動指數(MFI)太高，樹脂會透過毛細現象完整的被第一層及第二層吸收，而非留在針織物圖案中。這甚至可導致部件表面的滲出(bleed)，從美觀的角度來看是多餘的。
除此之外，熔體流動指數(MFI)取決於目標整體氣流阻力(AFR)。再一給定的針織物圖案中，高的整體氣流阻力(AFR)會選擇較高的黏度或較低的熔體流動指數(MFI)，低的整體氣流阻力(AFR)則反之。
舉例來說，結合大開口及小開口的圖案，且生產溫度在230°C至240°C之間，可使用一熔融範圍在200°C至220°C之間，及在230°C量測時之熔體流動指數(MFI)為35左右的樹脂。然而，若使用在210°C量測時之熔體流動指數(MFI)為35左右的樹脂，生產溫度可設置於200至210°C之間。
舉例來說，結合小開口的圖案且生產溫度在230°C至240°C之間，可使用在210°C時量測熔體流動指數(MFI)為35左右的熱塑性樹脂。
熱塑性樹脂優選的熔點為至少20°C，優選的是40°C，較第一及第二纖維層使用的黏合劑熔點高。
熱塑性樹脂材料優選的提供薄膜、熱熔塗層(hot melt coating)像是平輥熱熔塗層(plain roll hot melt coating)、或是黏合層形式，因此提供了均勻分配的樹脂材料。
可調整薄膜的厚度使樹脂材料分布至纖維層及針織物中，且變得開放以與針織布一起形成氣流阻抗層。若薄膜太厚，可用的材料會足夠維持一個封閉層；若薄膜太薄，不會有足夠的樹脂滲入針織物且進入纖維層以形成根據本發明的層疊。
在針織布及一個或兩個纖維層之間不充分黏合的情況下，可使用雙層或多層薄膜。
根據ISO標準1133-1測量熔體流動速率。決定熔體流動指數(MFI)的步驟如下：採取少量的聚合物樣本至專門設計的熔體流動指數(MFI)設備中。將具有通常直徑約2mm開口的模具置入設備。引入一活塞，作為引起熔融聚合物的擠製的介質。在指定的溫度下將樣品預熱一段特定的時間。預熱後，引入一特定重物至活塞中。此重物對熔融聚合物施加力，使熔融聚合物立即開始流經模具。在期望的時間段後取出熔體的樣本並精確稱重。熔體流動指數(MFI)是以測試期間每10分鐘的聚合物克數表示。熔體流動指數(MFI)的同義詞是熔體流動速率(Melt Flow Rate)和熔體指數(Melt Index)。更常用的是它們的縮寫：MFI、MFR和MI。
優選的，樹脂層及針織物的重量具有相同的數量級。
優選的，樹脂層的重量在25至200g/m2 之間，更優選的是在40至120g/m2 之間。 根據本發明之不織布地毯的範例
一般來說，產品可具有以下優選的分層： 1. 一400g/m2 的聚酯不織布針扎地毯層，作為第一纖維層。 2. 一針織布優選的在30至80g/m2 之間，及一聚對苯二甲酸乙二酯共聚物(copolymer of polyethylene terephthalate, Co-PET)薄膜為近似50μm，大約50g/m2 ，一起形成根據本發明的氣流阻抗層。 3. 一第二纖維層為至少300g/m2 針軋不織布層，包含70%聚酯纖維，及30%具有聚對苯二甲酸乙二酯(PET)核心及聚對苯二甲酸乙二酯共聚物(Co-PET)皮的聚酯雙成分纖維。此皮會作為纖維層的黏合劑。
模製後產品的氣流阻力優選的在2500至4500Nsm-3 之間。 範例1
使用以下材料來形成根據本發明的車輛地板： 1. 作為形成不織布地毯層的第一纖維層，使用100%聚酯纖維製成的不織布針扎纖維層。 2. 作為第二纖維層，使用由基於纖維的總重量，重量70%的聚酯纖維及重量30%的聚酯雙成分纖維製成的450g/m2 的不織布纖維墊。 3. 如第3A圖所示，氣流阻抗層係由100%的70g/m2 的聚酯提花針織物形成。作為熱塑性樹脂，係密度為1.21kg/m3 且熔融範圍為200-210°C的共聚脂薄膜。
將所有層層疊在一起，並在車輛的三維地板部件中模製。
結果顯示，模製的車輛地板部件量測出的整體平均氣流阻力為3700Ns/m3 +/- 15%。特別是從整個部件量測出均勻的氣流阻力，且並無主要區域的針織布撕裂或拉伸造成的氣流阻力減少。由此顯示，利用針織物作為氣流阻力基礎之成效為產品部件的均勻氣流阻力。 範例2
同範例1所使用的纖維層，然而現在使用具有如第3B圖所示之圖案之針織物形成氣流阻抗層，導致量測出的氣流阻力為825Ns/m3 。 生產過程
此目的特別是以至少以下連續步驟的製造方法來進一步的實現： 1. 堆疊材料，特別是至少第二纖維層形成的背層、熱塑性樹脂層、及針織布。其中，熱塑性樹脂層置於第二纖維層及針織布之間，並與其表面接觸。 2. 優選的，從針織布的面加熱堆疊的層，使至少樹脂薄膜層加熱至至少對應於期望黏度的溫度。 3. 在優選的單獨步驟中，加熱第一纖維層也就是不織布地毯表層的至少一表面。 4. 將步驟1及步驟3中的加熱材料結合，使第一纖維層的加熱表面及針織布的加熱表面彼此接觸，並使這樣的堆疊層受到與表面垂直的壓力，使樹脂材料被迫遷移至針織布的至少部分空隙及部分第一及第二纖維層中，由此形成氣流阻抗層並層疊所有層。
優選的，利用壓製裝置，例如是一組輥(rollers)來完成步驟4，其中輥之間的距離小於層疊材料的高度。
來自步驟4的材料可製成捲材(roll goods material)，也被稱為半成品材料。此捲材在另外的步驟中可被切割及模製以形成車輛裁剪部件，最終與另外的層，例如是在第二纖維層的側面結合。
第1圖繪示一吸音多層包括至少3個連續的層，其中包括一不織布地毯表層也就是一第一纖維層(1)、一背層也就是一第二纖維層(2)、及一氣流阻抗層位於該第一纖維層及該第二纖維層中間，其中氣流阻抗層為一針織布(4)及一熱塑性樹脂材料(3)的結合，該熱塑性樹脂材料至少部分滲入該針織布，至少封閉該針織布的部分的孔。可微調氣流阻力，取決於堵塞的開口數量。開口可能被完全堵塞或是部分堵塞。
如圖所示，優選的，樹脂材料也部分滲入第一及第二纖維層，層疊(黏合)3個層。
第2圖及第3圖提供了針織物的範例。針織物圖案可影響樹脂遷移及因此獲得的氣流阻力。針織機器量規及紗的尺寸可影響針織布的開口。舉例來說，利用84dtex紗的32量規針織物可有平均在20至45%之間的開口區域。第2圖繪示織物中具有開口(5、6)的簡單針織物圖案。
第3A圖及第3B圖繪示可使用的針織物圖案範例。第3A圖繪示具有大開口(5)的經編網眼(tricot mesh)針織物，與具有小開口(6)的緊密針織物組合。樹脂材料可遷移至大開口，但遷移大部分受到緊密編織區域的限制。第3B圖繪示規則分配的大開口(7)與小開口(8)組合的網狀結構針織物的範例。
第4圖繪示根據本發明，可能的生產多層材料的製程及為了生產設置的機器。
可形成最終產品的背層的第二纖維層(2)、熱塑性樹脂材料(3)，例如是熱塑性樹脂薄膜(3)及針織布(4)經多個輥(6)被引導至一加熱至預設溫度的熱鼓輪(hot drum)(7)，以優選的加熱所有3個層，但至少針織布和樹脂層，優選的不加壓於多個層上。針織布的一表面直接接觸熱鼓輪，另一表面直接接觸熱塑性樹脂薄膜。薄膜的另一面直接接觸第二纖維層。加熱時間取決於鼓輪溫度及針織布和薄膜層的厚度，因為沒有必要加熱至第二纖維層的整體厚度。
僅需要加熱第二纖維層的一小厚度以允許熔體進入第二纖維層的表面，並實現第二纖維層對於其他2個層的至少初步黏著。在垂直於層表面的平面方向上以最小的壓力加熱層，以防止熱塑性樹脂材料的遷移。
應選擇熱鼓輪的溫度，使至少熱塑性樹脂材料被加熱以獲得對應期望黏度的溫度。黏度取決於熱塑性樹脂的熔體流動指數(MFI)與達到的溫度的組合。
最後，經由第二引導輥，引入第一纖維層(1)也就是不織布地毯表層。優選的會加熱面向針織布的第一纖維層表面，例如是用一紅外線加熱器(9)或其他熱鼓輪。第二纖維層不需要對整體材料厚度加熱，僅需加熱與針織布接觸的區域以預防堆疊層，特別是樹脂材料中的堆疊層的即刻冷卻。
第一纖維層及此至少3個層直接接觸，其中針織布面向第一纖維層的加熱面，且被引導通過夾輥10和11。夾輥之間的間隙設置成使一定壓力施加在垂直於層表面的4個層上。藉由對多個層加壓，薄膜層的熔融樹脂被迫流動。對於樹脂，阻力最小的方法是通過針織物，主要通過圖案的較大開口；因此樹脂材料主要通過針織物遷移並滲入第一纖維層中。然而，少量也會滲入第二纖維層中。針織布的開口會被樹脂材料至少部分封閉，同時，因為樹脂的遷移，原本封閉的薄膜將會瓦解。因此，藉由樹脂及針織布結合，形成一氣流阻抗層。一些樹脂材料可滲入針織布的紗材料中，而不損害所提出的整體發明構想。通過夾輥後不再繼續加熱，材料會冷卻，且樹脂材料在完整滲入第一纖維層及/或第二纖維層前就停止進一步的遷移。所以部分的熱塑性樹脂材料會留在針織布中。
在第二步驟中，可加熱獲得的多層材料的至少一面，優選的在第二纖維層的表面，並冷模製(cold moulded)至一三維形狀，例如是形成車輛的地毯地板系統或內部緩衝板(inner dash panel)。另外，可藉由熱模製(hot moudling) 根據本發明的多層材料，來形成一地毯地板系統。可在第二纖維層沒有與氣流阻抗層接觸的表面上使用額外的材料，進一步加強裁剪部件的整體效果。舉例來說，可使用至少一個薄膜層、開孔發泡體(open cell foam)層、額外的氈蓋(felt)層、不織布稀鬆布層。用於其他目的，像是碰撞的材料，可能被一體成形在地板中，例如是膠塊發泡體(block foam)形式的防撞墊(crash pads)。此多層系統也可用於，例如是與一硬塑膠殼形成的間隔物(spacer)結合，以架高地板系統。
由於使用針織物，形成的氣流阻抗層具有彈性及柔性，且可模製成三維形狀，或可能的話甚至是更極端的形式。令人驚奇的是，這不會削弱高拉伸區域的局部氣流阻力，且導致裁剪部件或包覆層(cladding)，例如是一車輛地板系統，在部件的基本上整個表面上有恆定的吸音。
不織布隔音材料可用於車輛的主要地板，作為寬鬆的墊子，作為腳部空間(foot-well)中內部緩衝區域的覆蓋物。然而，也可作為包裹貨架的隔音地毯層，在貨車或其他區域中，可一起使用隔音及吸音層，並與不織布地毯表層結合。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，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。
1‧‧‧第一纖維層
2‧‧‧第二纖維層
3‧‧‧熱塑性樹脂材料(薄膜)
4‧‧‧針織布
5‧‧‧大開口
6‧‧‧小開口
7‧‧‧大開口
8‧‧‧小開口
9‧‧‧紅外線加熱器
10、11‧‧‧夾輥
15‧‧‧最終產品
16‧‧‧輥
17‧‧‧熱鼓輪
18‧‧‧3個層
第1圖繪示根據本發明之結構示意圖。 第2圖繪示一種簡單不織布結構。 第3圖繪示優選的針織布圖案的範例。 第4圖繪示根據本發明的多層材料可能的生產過程。

Claims (12)

  1. 一種吸音多層，包括： 至少3個連續的層，其中包括一不織布地毯表層也就是一第一纖維層(1)、一背層也就是一第二纖維層(2)、及一氣流阻抗層位於該第一纖維層及該第二纖維層中間，其中該氣流阻抗層為一針織布(4)及一熱塑性樹脂材料(3)的結合，且該熱塑性樹脂材料至少部分滲入該針織布，至少封閉該針織布的部分的孔。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之吸音多層，其中該熱塑性樹脂材料至少部分滲入層疊至該針織布上的該第一纖維層。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之多層，其中該針織布為經編針織物、圓形針織物、花邊針織物、或提花針織物其中一種。
  4. 如申請專利範圍第1至3項其中一項所述之吸音多層，其中該熱塑性樹脂材料為聚酯的共聚物或聚烯烴的其中一個，聚酯的共聚物優選的是聚對苯二甲酸乙二酯的共聚物(Co-PET)或聚對苯二甲酸丁二酯的共聚物(Co-PBT)，聚烯烴例如是聚乙烯、聚丙烯、或聚烯烴的共聚物。
  5. 如申請專利範圍第1至4項其中一項所述之吸音多層，其中該熱塑性樹脂材料有一熔融範圍在110°C至240°C之間。
  6. 如申請專利範圍第1至5項其中一項所述之吸音多層，其中產品部件的整體氣流阻力(AFR)在750至7000Ns/m3 之間。
  7. 如申請專利範圍第1至6項其中一項所述之吸音多層，其中該針織布優選的是基於聚酯，像是基於聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或尼龍，優選的是聚醯胺6、聚醯胺6.6或其混合物。
  8. 如申請專利範圍第1至7項其中一項所述之吸音多層，其中該第一纖維層或該第二纖維層可包括短纖維，優選的是聚酯像是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，聚烯烴，優選的是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)，或是聚乳酸(PLA)，聚醯胺像是聚醯胺6或聚醯胺6-6或其混合物。
  9. 如申請專利範圍第1至8項其中一項所述之吸音多層，其中該第二纖維層包括環保再生纖維(recycled shoddy fibres)，像是再生棉、再生聚酯、其他合成再生纖維、或其混合物。
  10. 如申請專利範圍第1至9項其中一項所述之吸音多層，其中該第二纖維層沒有與該氣流阻抗層接觸的表面上更包括薄膜層、開孔發泡體層、額外的氈層、不織布稀鬆布層、或塑膠殼的其中至少一個。
  11. 一種製造如申請專利範圍第1至10項其中一項所述之吸音多層的方法，至少包括連續步驟如下： 堆疊材料，特別是至少該第二纖維層、該熱塑性樹脂層、及該針織布，其中該熱塑性樹脂層置於該第二纖維層及該針織布之間，並與該第二纖維層及該針織布表面接觸； 優選的，從該針織布的面加熱堆疊的層，使至少該樹脂薄膜層加熱至至少對應於期望黏度的溫度。 在一優選的單獨步驟中，加熱該第一纖維層的至少一表面，該第一纖維層作為該不織布地毯表層； 將步驟一及步驟三中的加熱材料結合，使該第一纖維層的加熱表面及該針織布的加熱表面彼此接觸，並使這樣的堆疊層受到與表面垂直的壓力，使該樹脂材料被迫遷移至該針織布的至少部分空隙及部分該第一纖維及該第二纖維層中，由此形成該氣流阻抗層並層疊所有層。
  12. 一種如申請專利範圍第1至10項其中一項所述之吸音多層的應用，用作車輛地板或車輛內部緩衝。
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