非织造多孔降噪材料的制造工艺及新技术_李昌稳

干法造纸复合成型工艺是将低熔点纤维经开 松梳理后，通过气流输送到 Dan-web 成型头中，与 木浆纤维混合，成网后经热黏合机固结，再通过后 整理技术制得吸音性能佳、阻燃、模压性能好、环保 的新型多孔降噪材料，其生产工艺流程：
低熔点纤维————→开松梳理 ↓
木浆纤维→打碎→Dan-web 成型头→热黏合→卷绕 在第八届中国国际产业用纺织品及非织造布 展览会上，据美国 Buckyey 公司介绍，采用该工艺 已开发了“Soundlite”系列车用降噪材料，并应用在 北美汽车降噪领域，未来可扩展应用到家用电器或 建筑等需降噪领域。 1． 5 采用 VLAP 公司垂直铺网技术开发系列车
通过纺粘法生产的经热风穿透法加固的高蓬 松双组分聚丙烯 / 聚乙烯非织造材料（ NWlaminate） 面密度 200 g / m2 ，厚度 12． 7 mm，分别与 51 g / m2 的 SMS 和 78 g / m2 的聚乙烯薄膜复合，利用丹麦 B＆K 降噪测试仪器进行吸音性能测试，结果示于 图 3。从图 3 可明显看出，与 SMS 复合的材料在吸 音性能方面具有优势。
交叉铺网机→针刺机→分切卷绕或板切成型机 该工艺采用的传统原料主要是聚酯短纤维、低
熔点聚酯纤维、聚丙烯纤维及 ES 纤维。2007 年欧 盟全面执行报废汽车回收指令规定，即在欧盟各国 上市的新款汽车的材料回收率至少为 85% （ 按质 量计） ，可利用率至少为 95% ，才能获得市场准入 许可证； 从 2015 年起，每辆报废汽车的再利用率要 达到其自身质量的 95% 以上。该指令的全面实 施，促使汽车产件原材料的选择趋向天然纤维。麻 纤维由于刚度高、硬挺、强度大、价格低廉，且具有 可降解性及循环再利用而获得重视，亚麻与聚丙烯 纤维或黄麻与低熔点聚酯纤维混合成网，针刺后的 纤维毡经复合模压成型，形成的汽车结构件如车门 板内衬、车顶棚及车底呢等模压件，具有优良的硬 挺度、抗拉强度和降噪性能。针刺后的纤维毡经热 黏合二次加固形成的板型材，可用于家用电器或建 筑需降噪的领域。 1． 3 熔喷复合成型工艺［6］
（ 1） 研发具有吸音功能的纤维，在纺丝成形前 对切片改性或在纤维成形后进行后整理，以使其具 有吸音性能。吸音纤维的开发将使未来非织造多 孔降噪材料更加多样化。
（ 2） 采用不同原料的混合以及不同非织造工 艺的组合，研发复合非织造多孔降噪材料。
（ 3） 研发天然纤维在非织造多孔降噪领域的 应用，以使材料具有可降解性。目前麻纤维在非织 造降噪领域应用较多，该领域也是研究的热点。
3 未来非织造多孔降噪材料的研发 趋势
2009 年我国汽车领域和家用电器领域消耗的
2011 年第 1 期
产业用纺织品
专论
非织造多孔降噪材料分别约为 2． 3 万 t 和 3 万 t， 由于汽车、家用或工业用电器、建筑等领域的快速 发展，对非织造多孔降噪材料的需求越来越大，要 求也越来越高，未来非织造多孔降噪材料要具有质 轻、环 保、阻 燃、抗 菌 及 可 深 度 模 压 和 高 效 降 噪 性 能。未来的研发方向可能集中在以下几方面：
熔喷复合成型工艺（ 图 2） 是将经高效开松的 骨架纤维通过气流引入到熔喷工艺气流牵伸场中， 与熔喷超细纤维均匀混合后，形成熔喷复合多孔降 噪 非织造材料。混入的短纤维使其具有一定的抗
压性，改善材料的压缩回弹性，从而使材料具有持 久的降噪性能。加入的骨架纤维又可降低生产成 本，使该类产品在汽车、电器及建筑等需降噪的领 域获得了广泛应用。美国 3M 公司采用熔喷复合 成型工艺已经开发了“Thinsulate”系列车用降噪材 料，其基本构成是质量分数为 65% ～ 72% 的聚丙 烯熔喷纤维与 35% ～ 28% 的阻燃型三维卷曲聚酯 短纤维。据称该材料薄而质轻，具有高效吸音性、 阻燃性、拒水性及抗霉防蛀性等。 1． 4 干法造纸复合成型工艺
2010 年 1 ～ 6 月份，我国汽车工业保持了平稳 较快的发展态势，月均产销约 150 万辆，刷新历史 记录［1］。 同 时，我 国 家 用 电 器 也 持 续 高 速 发 展 （ 表 1） 。
表 1 2010 年 1 ～ 8 月份家用电器产量［2］
项目
电冰箱 冷柜 房间空气调节器 洗衣机
产量 / 万台
关键词： 非织造多孔降噪材料，制造工艺，新技术，研发趋势
中图分类号： TS174
文献标识码： A
文章编号： 1004 － 7093（ 2011） 01 － 0026 － 04
噪声是现代社会污染环境的三大公害之一，噪 声直接影响着人们的身体健康。随着社会的进步， 人们对污染环境的噪声防治提出了越来越高的要 求，尤其是与人们密切接触的家用电器，以及与人 们出行紧密相关的汽车车厢内环境等方面。
用降噪材料［7］ 垂直成网非织造材料是采用热黏合加固的一 种高蓬松 材 料，其 中 纤 维 是 垂 直 排 列 而 非 水 平 排 列，独特的纤维排列方式使其具有极佳的抗压性和 回弹性，同时可包含更多的静止空气，吸音隔音性 能较好，其生产工艺流程： 开松混合（ 包含低熔点或双组分纤维） →粗开 松→大仓混棉→精开松→喂棉箱→双道夫梳理机 →VLAP 垂直铺网机→烘箱→卷绕 垂直成网非织造材料可应用于汽车顶棚、行李 厢和仪表盘等部位，并可采用再生纤维制造。目前 该类材料已经应用于通用、福特、丰田汽车中的部 分车型。
（ 4） 研发非织造多孔降噪材料与其他多孔膜 材料或多孔板材料的复合工艺，以实现材料在低频 范围具有高效的吸音性能。
（ 5） 开发环保型阻燃剂，并能满足使未来非织 造多孔降噪材料具有较高阻燃性的要求。
参考文献
［1］ 国研网行业研究部． 2010 年 6 月汽车产销量： 国研网 《汽车行业月度分析报告》［EB / OL］． http： / / edu． drcnet． com． cn / DRCNet． Common． Web / docview． aspx？ SearchRecordID = 1991633＆version = Edu＆DocID = 2302027＆leafid = 14777＆chnid = 3845＆g = 2010 + % c6% fb% b3% b5 + % b2% fa% cf% fa% c1% bf＆searchquerystring = 2010% 20% E6% B1% BD% E8% BD% A6% 20% E4% BA% A7% E9% 94% 80% E9% 87% 8F＆SearchItem = subject
1———SMS / NWlaminate； 2———聚乙烯薄膜 / NWlaminate
图 3 吸音性能测试结果［8］
Kazama 等人［9］研发了采用不同横截面形状的 纤维与低熔点纤维混合成网并经热风穿透加固制 成的非织造材料。与用传统圆形截面纤维制成的 非织造材料相比较，异形截面（ 如 Y 形、三角形、矩 形） 纤维制成的非织造材料具有更好的降噪性能。 该技术要求异形纤维的质量分数为 35% ～ 95% ， 线密度小于 5． 5 dtex。如果需提高非织造材料的 硬挺度，可 以 加 入 5% ～ 20% 的 线 密 度 在 11 ～ 22 dtex的异形截面纤维。
5 379 1 158． 7 7 715． 3 3 665． 1
累计同比增长 /% 26． 3 25． 1
37． 2
35． 5
目前生产一辆轿车平均需用 20 m2 非织造材
料，折合质量约 15 ～ 20 kg，其中非织造多孔降噪材 料约占 17% 左右［3］； 而每台电冰箱、冷柜、柜式空
调及洗衣机中压缩机、电机的防噪也需要约 0． 3 ～ 0． 5 m2 的非织造多孔降噪材料，并且上述两个领域
1． 1 气流成网工艺 法国 Laroche 公司的气流成网工艺（ 图 1） 可生
产面密度为 200 ～ 5 000 g / m2 ，厚度达 250 mm 的高 蓬松纤网，适用于再生纤维、天然纤维以及普通、特 种合成纤维的单独或混合成网，并且可与非纤维材 质如塑料、皮革及发泡材料等回收再利用的打碎开 松料混合成网。目前该工艺采用废纤维与低熔点 纤维混合形成纤网，经双网夹持热风穿透式烘箱固 结，固结后的纤网经冷模压成型后，与橡胶片复合， 可用于汽车降噪领域，而与水刺非织造材料复合后 可用于家用电器中空压机的吸音降噪。
其用量还在持续增加。
随着经济的持续发展及人们生活水平的不断
提高，人们对居家环境及汽车厢内环境的安全性、
舒适度和环保性的要求也越来越高。这就对广泛
应用在汽车、家用电器及建筑上的非织造多孔降噪
材料提出了更高的质量标准，要求其具有轻质、高 效降噪、环保和阻燃等多种功能。
1 非织造多孔降噪材料的典型工程 技术
图 2 熔喷复合多孔降噪材料生产工艺
2 国内外非织造多孔降噪材料成型 新技术的研究进展
目前众多科研机构和公司致力于新型非织造 — 27 —
专论
产业用纺织品
总第 244 期
多孔降噪材料的研发，以期借助非织造工艺具有工 程设计的优势开发出满足未来使用要求的降噪材料。
Schmidft 等 人［8］ 研 发 了 利 用 含 氟 化 合 物 对 SMS 进行拒水、拒油整理，以取代传统用于汽车降 噪材料表面复合的聚乙烯薄膜，并可改善材料的降 噪性能。
收稿日期： 2010 － 09 － 05； 修改稿： 2010 － 11 － 11 作者简介： 李昌稳，男，1985 年生，在读硕士研究生。主要研究 方向是非织造多孔降噪材料的开发及产业化。
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图 1 典型气流成网工艺［4］
2011 年第 1 期
产业用纺织品
专论
1． 2 梳理和针刺成型工艺［5］ 梳理和针刺成型工艺流程： 开清混合→振动棉箱或气压棉箱→梳理机→
英国 Pritex 公司［12］开发了将非织造材料面层 与一薄型吸音纤维材料复合的新型吸音材料。据 称该产品可以循环利用，与常规棉毡产品相比，利 用该技术制造的产品其质量可降低 50% ～ 80% ， 并可模切、高频熔接以及热模塑，可用于汽车内饰、 家庭电器等相关降噪领域。