[發明專利]聲學層狀玻璃、聲學夾層以及用于最佳聲學阻尼的夾層的選擇方法

有效

• 申請號: 200780017832.2
• 申請日: 2007-05-10
• 公開（公告）號: CN101448638A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: J·-P·博爾;J·查利爾;E·高德里;M·雷費爾德
• 申請（專利權）人: 法國圣戈班玻璃廠
• 主分類號: B32B17/10
• 分類號: B32B17/10;C03C27/12;G10K11/168;B60R13/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;何自剛

本發明涉及一種用于加入到層狀玻璃中的具有聲學阻尼特性的 夾層，其特別用于運輸機械(engine?de?locomotion)，尤其是機動車輛。

在所有有助于現代運輸工具(例如火車和機動車輛)中舒適性的品 質中，安靜已成為決定性因素。

過去若干年來，通過對噪聲(例如發動機、軸承和懸架的噪聲)， 以及在這些噪聲的源頭或這些噪聲通過空氣或固體傳播期間，借助于 例如吸收層、彈性連接部件等裝置而進行處理，已提高了聲學舒適性。

為了改善在空氣中的穿透性以及減少本身也是噪聲源的湍流，對 車輛的外形也進行了修改。

若干年來，人們感興趣的是玻璃，尤其是包括彈性夾層膜的層狀 玻璃，在改善聲學舒適性方面能起的作用。層狀玻璃還具有別的優點， 例如消除突然破裂時的碎片飛濺，從而形成破裂延遲。

已經證明，在層狀玻璃中使用標準的彈性膜并不適合改善聲學舒 適性。因而，開發了具有阻尼特性的特殊彈性膜，該彈性膜使得能夠 改善聲學舒適性。

在下面的描述中，提及阻尼膜是指粘彈性塑料膜，該塑料膜確保 了對振動的改善的阻尼，使得玻璃具有減噪功能。

已經表明，玻璃的聲學性能依賴于構成夾層膜的材料的損耗因數 tan?δ的值。該損耗因數為熱卡形式的耗散的能和彈性變形能之間的 比，其表征了材料耗散能量的能力。損耗因數越高，耗散的能量越多， 因此更多的材料起阻尼作用。

損耗因數根據溫度和頻率而變化。對于給定的頻率，損耗因數在 稱為玻璃態轉變溫度的溫度下達到最大值。

用作層狀玻璃夾層的材料為粘彈性塑料膜，其類型為例如丙烯聚 合體或聚甲醛樹脂。該粘彈性塑料膜具有高損耗因數，例如對于給定 的溫度范圍和給定的頻率范圍，其至少大于0.6。

為了提高使聲學舒適性得以改善的阻尼特性，一些專利已經揭示 除了具有大于閾值的損耗因數外，有必要避免損耗因數在層狀玻璃組 合物的固有相干頻率(典型地在大約200Hz)處突然下降。為了達到此 目的，美國專利5?190?826描述了將至少兩個夾層膜結合或將兩種材 料組合來構成夾層膜，例如各膜或各材料由混合有增塑劑的不同的聚 乙烯乙酰基樹脂組成：這兩種特定類型樹脂的結合將使在更寬的溫度 范圍上確保阻尼成為可能。

美國專利US5?796?055還描述了將具有高阻尼特性(高損耗因數tan δ)的兩個膜在兩個不同的溫度范圍內進行結合，以便得到在更寬溫度 范圍上提供聲學性能的層狀玻璃。

當把在兩個不同的溫度范圍內呈現出改良的阻尼特性的兩個膜組 合在一起時，盡管與兩個膜分別做到的相比，最終獲得的夾層能夠有 效地在更廣的溫度范圍內給層狀玻璃提供高阻尼，但相反地這種組合 一方面并不會必然導致在更廣的溫度范圍具有最佳的阻尼，而另一方 面這種組合并不總是性能良好。

應該能夠容易地想到，將兩個各自在不同溫度范圍內呈現高阻尼 的膜進行組合，總會得到至少和各膜在各自的溫度范圍內所呈現的最 大阻尼一樣高的夾層。

然而，本發明人經證明所獲得的夾層并不必然呈現如此性能良好 的阻尼，并且所獲得的夾層甚至可能接近呈現最小阻尼的膜，這就不 會引起阻尼特性的改善。

實際上已經證明，將兩種對于兩個不同的溫度范圍僅滿足其損耗 因數大于0.6的材料，例如現有技術所描述的材料進行組合，并不一 定適合得到在整個兩個溫度范圍內性能良好的夾層。

例如已經考慮了由兩種阻尼膜通過層壓形成的組合物所組成的夾 層：一種阻尼膜是Sekisui公司的、商標名為S-Lec聲學膜HI-RZN12 的、厚度為0.76mm的聚乙烯基丁縮醛膜，其在200Hz呈現大約為10 ℃的玻璃態轉變峰值；以及Solutia公司的、商標名為Saflex?RC41的、 厚度為0.76mm的聚乙烯基丁縮醛膜，其在200Hz呈現大約為40℃的 玻璃態轉變峰值。

已經證實，由向玻璃插入夾層獲得的允許改善聲學舒適性的阻尼 特性并不總是與各個膜在兩個各自的玻璃態轉變溫度下(分別為大約 10℃和大約40℃)分別獲得的阻尼一樣大，對于該溫度這些膜的阻尼 最大。為此，對通過將兩個膜層壓而組合形成的夾層的損耗因數，以 及這些膜單獨所具有的損耗因數，均通過粘彈分析儀進行測量。