[發明專利]一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110045631.5
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112659688B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉雪亭;蔣晶晶;汪瓊;鄒漢濤;肖露;韓瑞
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/36;B32B9/02;B32B5/06;B32B27/12;B32B9/04;B32B3/12;B32B33/00;B32B38/00;D03D21/00;D03D15/283;D04H1/46;D04H1/4382;D01D5/24
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本發明涉及一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料及其制備方法和應用，復合材料包括機織物和非織造布，其中機織物包含樹皮縐機織物和蜂巢機織物，非織造布為木棉纖維/中空滌綸非織造布。制備方法，包括：將中空滌綸紗線經整經，穿經，織造，改變織物組織圖和上機圖，分別得樹皮縐機織物和蜂巢機織物；按質量百分比，將50%木棉纖維和50%中空滌綸纖維，混合，開松，梳理，成網，將纖維網輸入針刺機中進行針刺加固，圈繞、切斷，得木棉/中空滌綸針刺非織造布；采用紗線縫合方法，將機織物和非織造布層合，上層為樹皮縐機織物，中間為兩層蜂巢機織物，下層為木棉纖維/中空滌綸非織造布。復合材料可用于汽車內飾、建筑、高鐵等領域；該吸聲材料輕薄，厚度為8.62mm，制備方法簡單，經濟效益好，適合于工業化生產。

技術領域

本發明屬于低頻寬頻吸聲材料及其制備和應用領域，特別涉及一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料及其制備方法和應用。

背景技術

傳統的多孔吸聲材料對低頻噪聲的作用效果較差，輕薄且低頻寬頻吸聲性能優異的吸聲材料成為研究重點。增加多孔材料厚度，可以一定程度上提高材料的低頻吸聲性能，但同時也增加了材料加工成本和材料使用空間。目前，穿孔板或微穿孔板和空氣腔的吸聲結構，可以明顯改善低頻吸聲性能，而且通過調整穿孔孔徑尺寸可以調整低頻吸收峰的位置，但穿孔板或微穿孔板加工工藝較復雜，且低頻吸聲頻帶較窄，限制了其應用。加工工藝簡單，輕薄且低頻吸聲性能優異的吸聲材料將具有廣闊的發展前景。

中空滌綸纖維具有內部中空結構，使得中空滌綸纖維材料質量輕，同時纖維在低頻聲波作用下更易發生振動，將聲能轉換成機械能，使低頻聲波產生更多損耗，低頻吸聲效果好。機織物厚度較小，機織物孔隙率低，吸聲性能較差，限制了其在吸聲領域的應用。但織物結構設計多樣，改變織物組織結構，可以改變機織物的表面結構和內部孔隙結構，從而改善材料的吸聲性能。因此，通過合理的組織設計和結構設計，機織物及其復合材料在輕薄吸聲材料領域將具有一定的優勢。

利用合理的組織結構設計，使機織物表面形成尺寸小且連續的凹坑，將帶有凹坑的機織物作為芯層，并與薄層織物材料進行復合，芯層織物表面的凹坑即形成類似密閉空氣腔結構，空氣腔的共振效應將對低頻聲波產生進一步的吸收。同時，層合木棉非織造布，進一步拓寬材料的低頻吸聲頻帶。因此，本發明研制了一種輕薄低頻寬頻吸聲材料。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料及其制備方法，該方法制備的低頻寬頻吸聲復合材料低頻吸聲性能優異，在500～1800Hz低頻時的平均吸聲系數為0.52，最大吸聲系數可達到0.66；本發明制備得到的吸聲材料低頻吸收頻帶較寬，在500～1800Hz低頻范圍內吸聲系數均大于0.3；本發明制備得到的吸聲材料輕薄（8.62mm），制備方法操作簡便，經濟效益好，適合于工業化生產。

本發明的一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料，復合材料包括機織物和非織造布，其中機織物包含樹皮縐機織物和蜂巢機織物，非織造布為木棉纖維/中空滌綸非織造布。

所述的一種吸聲復合材料，采用紗線縫合方法，將機織物和非織造布層合，上層為樹皮縐機織物，中間為兩層蜂巢機織物，下層為木棉纖維/中空滌綸非織造布。

所述的一種吸聲復合材料，樹皮縐機織物厚度為0.8mm，蜂巢機織物厚度為2.19mm，木棉纖維/中空滌綸非織造布厚度為3.44mm，復合材料厚度為8.62mm，復合材料體積密度為190kg/m³。

本發明的一種輕薄低頻寬頻吸聲復合材料的制備方法，包括：

（1）將中空滌綸紗線經整經，穿經，織造，改變織物組織圖和上機圖，分別獲得樹皮縐組織機織物和蜂巢組織機織物；

（2）按質量百分比，將50%的木棉纖維和50%的中空滌綸纖維，混合，開松，梳理，成網，將纖維網輸入針刺機中進行針刺加固，圈繞、切斷，得木棉/中空滌綸針刺非織造布；