一種輕量化汽車聲學地毯及其生產方法
【專利摘要】本發明涉及一種輕量化汽車聲學地毯及其生產方法，屬于汽車零部件生產【技術領域】。其通過地毯下聲學隔音減震墊成型、地毯面毯與地毯下聲學隔音減震墊貼合成型、冷卻定型、水刀切割等步驟制備得到成品。通過本發明的方法生產的多層結構汽車聲學地毯達到了減震、隔音、環保與輕量化等性能指標要求；大大降低了汽車聲學地毯重量，滿足了整車輕量化設計的要求；選用軟高密度硬質纖維層熱塑性毛氈及PET與PE復合地毯面毯使原材料成本減少，并更有選擇性。
【專利說明】一種輕量化汽車聲學地毯及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種輕量化汽車聲學地毯及其生產方法，屬于汽車零部件生產【技術領域】。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著對汽車輕量化要求的不斷提高，汽車生產商及其汽車零部件供應商都在共同努力，尋找各種可行的輕量化解決方案。如，汽車聲學包零件中的汽車前圍隔音墊，使用了雙密度的纖維層結構取代傳統重質層(材料一般為EPDM、EVA等)+泡沫材料結構，在產品總質量上能比傳統結構普遍降低40%，但卻能取得與傳統結構綜合聲學性能相當的效果。目前該結構已經成功應用于多款車型，從整車測試及和市場反饋情況看，這種雙密度的纖維層結構的確起到了良好的聲學效果:在整車測試中，能獲得與傳統結構相同級別的內部聲壓級數據，從用戶的口碑中反映出應用了這種結構的產品的車所感受到的噪音比以前低，且在關閉車窗的情況下，在車內交談時，所聽到聲音更清晰。
[0003]雙密度的纖維層結構能成功應用在汽車前圍隔音墊制品上，那么對于同樣具有重質層結構的汽車地毯，也可以應用類似的材料結構，從而生產出一種輕量化的汽車聲學地毯。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有地毯生產技術存在的不足之處，提供一種輕量化汽車聲學地毯及其生產方法。
[0005]按照本發明提供的技術方案，一種輕量化汽車聲學地毯，結構如下:包括五層；從下自上依次為第一層軟質纖維層，第二層第一氣流阻擋膜層，第三層硬質纖維層，第四層第二氣流阻擋膜層，第五層為面毯層。
[0006]所述輕量化汽車聲學地毯，按重量份計如下:
第一層為軟質纖維層，該纖維層由聚酯纖維PET 5-25份、低熔點聚酯纖維L-PET15-25份以及再生天然纖維40-70份，經開松、混料、氣流成網后，加工成片材，然后對片材進行蒸汽加熱模壓即得軟質纖維層；其厚度為3-55mm ；
第二層為第一氣流阻擋膜層，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一種形成的單層膜或兩者復合形成的復合膜，其厚度為25-100 μ m，流阻范圍在1000-5000N.s/m3 ；
第三層為硬質纖維層，該纖維層由聚酯纖維PET 10-30份，低熔點聚酯纖維L-PET15-30份以及再生天然纖維40-60份，經開松、混料、氣流成網后，加工成片材，然后對片材進行蒸汽加熱模壓即得硬質纖維層；其厚度為3-7mm ；
第四層為第二氣流阻擋膜層，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一種形成的單層膜或兩者復合形成的復合膜；厚度為100-350 μ m，該層的流阻范圍在1000-4000N.s/m3 ；
第五層為面毯層，材質為聚酯纖維，由PET與PE組成，按重量百分比計，PET含量為60%-80%，PE的含量為20%-40%，采用針刺或簇絨工藝與第四層復合在一起。
[0007]所述第一層軟質纖維層的面密度為300-1800g/m2 ;第二層第一氣流阻擋膜層面密度為25-100g/m2，熔點范圍為90-120°C;第三層硬質纖維層面密度為800_1600g/m2 ;第四層第二氣流阻擋膜層面密度為100-350g/m2，熔點范圍為90-120°C;第五層面毯層的面密度為250-800g/m2。
[0008]一種輕量化汽車聲學地毯的生產方法，步驟為:
(1)地毯下聲學隔音減震墊制作:
a、原材料的鋪放:將低密度軟質纖維層置于下層，第一氣流阻擋膜層置于中間，硬質纖維層置于上層；
b、熱壓成型:將步驟a鋪好的原材料放入模具內進行通蒸汽加熱壓制成型，得到成型半成品；通蒸汽熱壓成型時，模具溫度控制在160-190°C，成型壓力控制在ll-13MPa，通蒸汽時間控制在30-50s，抽氣時間控制在40-60s，模具保壓時間控制在65_85s，蒸汽溫度控制在 170-200 0C ；
C、冷卻定型:將步驟b得到的成型半成品置于冷卻工裝上進行自然冷卻定型，冷卻定型時間控制在70-90s，得到地毯下聲學隔音減震墊半成品；
(2)表層面毪與底層聲學隔音減震墊復合成型:
d、材料鋪放:將步驟(I)得到的地毯下聲學隔音減震墊半成品放置在面毯貼合模的下模上；
e、面毯烘溫:取地毯面毯，采用淋膜工藝，將第二氣流阻擋膜層淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；將淋膜后的地毯面毯正面向上鋪放在烘箱網鏈上，通過網鏈送入懸空式單烘箱進行烘溫；懸空式單烘箱的加熱區溫度控制在380-450°C，烘溫時間控制在50-75s ；
f、貼合成型:將步驟e中烘溫完畢后的地毯面毯通過網鏈送入步驟d所述貼合模內，地毯面毯放置在地毯下減震墊半成品上方，面毯貼合模的上模下壓進行壓制，經貼合后即得到輕量化汽車聲學地毯半成品；貼合時上模的溫度控制在40-70°C之間，貼合成型壓力控制在7.5-8.5MPa，成型時間控制在40_60s ；
g、冷卻定型:將步驟f得到的輕量化汽車聲學地毯半成品放置到冷卻定型治具上進行冷卻定型；冷卻時間60-90s，定型壓力控制在6.5-7.5MPa ；
(3)水刀切割:將冷卻定型后的輕量化汽車聲學地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后對其進行高壓水切割，輕量化汽車聲學地毯成品；切割水壓控制在45000-55000psi，切割氣壓控制在 0.7-0.9MPa。
[0009]所述地毯面毯的密度為400_1100g/m2，地毯面毯由PET與PE組成，在地毯面毯中，PET的重量百分含量為60-80%，PE的重量百分含量為20-40%。
[0010]本發明的有益效果:通過本發明的方法生產的輕量化汽車聲學地毯達到了減震、環保與輕量化等性能指標要求；大大降低了汽車聲學地毯重量，滿足了整車輕量化設計的要求；選用軟高密度硬質纖維層熱塑性毛氈及PET與PE復合地毯面毯使原材料成本減少，并更有選擇性；在材料加工過程中，采用通蒸汽熱壓成型、工裝冷卻定型、水刀切割，工藝穩定，確保了操作的安全性和準確度，同時提升了作業效率；產品余料較少；節約了制造成本；產品整個生產過程沒有有害物質產生。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1本發明輕量化地毯結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下實施例中的軟質纖維層、硬質纖維層、氣流阻擋膜、和地毯面毯均購自市場。
[0013]實施例1 米用的材料為:
(A)地毯面毯:面密度為800g/m2，地毯面毯中PET與PE的重量百分組成為:PET:75%，PE:25% ；
(B)用于制作地毯下聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:10%, L-PET:20%，再生棉:70%，克重為:1200g/m2 ；
(C)用于制作地毯下聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:20%, L-PET:25%，再生棉:55%，克重:800g/m2 ；
(D)第一氣流阻擋膜層，即熱塑性薄膜克重:25g/m2，材質為EAA，熔點范圍為10-1lO0C ;第二氣流阻擋膜層，克重為100-350g/m2，材質為EAA。
[0014]采用的工藝為:
(1)地毯下聲學隔音減震墊制作:
a、原材料鋪放:材料包含熱塑性棉氈及低熔點熱熔薄膜；將用于制作聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層用棉氈置于下層；將第一氣流阻擋膜層低熔點熱熔薄膜置于中間，將用于制作聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層用棉氈置于上層；
b、熱壓成型:將鋪放好的原材料放入模具內進行通蒸汽加熱壓制成型；通蒸汽熱壓成型時，模具溫度控制在160°C，成型壓力控制在13MPa，通蒸汽時間控制在30s，抽氣時間控制在45s，模具保壓時間控制在65s，蒸汽溫度控制在180°C ；
C、冷卻定型:將成型半成品置于冷卻工裝上進行自然冷卻定型，得到多層結構汽車地毯下聲學隔音減震墊半成品；冷卻定型時間控制在70s ；
(2)表層面毪與底層聲學隔音減震墊復合成型:
d、材料鋪放:將步驟(I)中得到的地毯下聲學隔音減震墊半成品放置在面毯貼合模的下模上；
e、面毯烘溫:取地毯面毯，采用淋膜工藝，將第二氣流阻擋膜層淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；將地毯面毯正面向上鋪放在烘箱網鏈上，地毯面毯通過網鏈送入懸空式單烘箱進行烘溫，懸空式單烘箱的加熱區溫度控制在380°C，烘溫時間控制在55s ；
f、貼合成型:將步驟e中烘溫完畢后的面毯通過網鏈送入貼合模內，地毯面毯放置在地毯下減震墊半成品上方，面毯貼合模的上模下壓進行壓制，上模的溫度控制在50°C之間。經貼合后即得到輕量化汽車聲學地毯半成品。此過程中，貼合成型壓力控制在7.5MPa，成型時間控制在50 s ；
g、冷卻定型:將步驟f中得到的半成品放置到冷卻定型治具上，以對產品作進一步的冷卻定型，冷卻時，使用液態冷卻水進行冷卻，冷卻時間為60s，定型壓力控制在6.5MPa ；
(3)水刀切割:將步驟(2)中得到的汽車聲學地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再實施高壓水切割，以去除孔位及產品周邊余料，得到最終的輕量化汽車聲學地毯成品，切割水壓控制在45000psi，切割氣壓控制在0.7MPa。
[0015]實施例2 米用的材料為:
(A)地毯面毯:面密度為1000g/m2，地毯面毯中PET與PE的重量百分組成為:PET:70%，PE:30% ；
(B)用于制作地毯下聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層用棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:20%, L-PET:15%，再生棉:65%，克重為:1600g/m2 ；
(C)用于制作地毯下聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層用棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:15%, L-PET:25%，再生棉:60%，克重:1200g/m2 ；
(D)第一氣流阻擋膜層，即熱塑性薄膜克重:50g/m2，材質為EAA，熔點范圍為105-115°C ;第二氣流阻擋膜層，克重為200g/m2，材質為EAA。
[0016]采用的工藝為:
(1)地毯下聲學隔音減震墊制作:
a、原材料鋪放:材料包含熱塑性棉氈及低熔點熱熔薄膜；將用于制作聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層用棉氈置于下層；將第一氣流阻擋膜層低熔點熱熔薄膜置于中間，將用于制作聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層用棉氈置于上層；
b、熱壓成型:將鋪放好的原材料放入模具內進行通蒸汽加熱壓制成型；通蒸汽熱壓成型時，模具溫度控制在190°C，成型壓力控制在llMPa，通蒸汽時間控制在50s，抽氣時間控制在60s，模具保壓時間控制在80s，蒸汽溫度控制在200°C ；
C、冷卻定型:將成型半成品置于冷卻工裝上進行自然冷卻定型，得到多層結構汽車地毯下聲學隔音減震墊半成品；冷卻定型時間控制在85s ；
(2)表層面毪與底層聲學隔音減震墊復合成型:
d、材料鋪放:將步驟(I)中得到的地毯下聲學隔音減震墊半成品放置在面毯貼合模的下模上；
e、面毯烘溫:取地毯面毯，采用淋膜工藝，將第二氣流阻擋膜層淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；將地毯面毯正面向上鋪放在烘箱網鏈上，地毯面毯通過網鏈送入懸空式單烘箱進行烘溫，懸空式單烘箱的加熱區溫度控制在400°C，烘溫時間控制在70s ；
f、貼合成型:將步驟e中烘溫完畢后的面毯通過網鏈送入貼合模內，地毯面毯放置在地毯下減震墊半成品上方，面毯貼合模的上模下壓進行壓制，上模的溫度控制在50°C之間。經貼合后即得到輕量化汽車聲學地毯半成品。此過程中，貼合成型壓力控制在8.5MPa，成型時間控制在60s ；
g、冷卻定型:將步驟f中得到的半成品放置到冷卻定型治具上，以對產品作進一步的冷卻定型，冷卻時，使用液態冷卻水進行冷卻，冷卻時間為90s，定型壓力控制在7.5MPa ；
(3)水刀切割:將步驟(2)中得到的汽車聲學地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再實施高壓水切割，以去除孔位及產品周邊余料，得到最終的輕量化汽車聲學地毯成品，切割水壓控制在55000psi，切割氣壓控制在0.9MPa。
[0017]實施例3 米用的材料為:
(A)地毯面毯:面密度為600g/m2，地毯面毯中PET與PE的重量百分組成為:PET:60%，PE:40% ；
(B)用于制作地毯下聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層用棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:15%, L-PET:15%，再生棉:70%，克重為:800g/m2 ；
(C)用于制作地毯下聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層用棉氈，各組分的重量百分含量為:PET:20%, L-PET:25%，再生棉:55%，克重:1000g/m2 ；
(D)第一氣流阻擋膜層，即熱塑性薄膜克重:30g/m2，材質為PE，熔點范圍為95-105°C；第二氣流阻擋膜層，克重為350g/m2，材質為PE。
[0018]采用的工藝為:
(1)地毯下聲學隔音減震墊制作:
a、原材料鋪放:材料包含熱塑性棉氈及低熔點熱熔薄膜；將用于制作聲學隔音減震墊低密度軟質纖維層用棉氈置于下層；將第一氣流阻擋膜層低熔點熱熔薄膜置于中間，將用于制作聲學隔音減震墊高密度硬質纖維層用棉氈置于上層；
b、熱壓成型:將鋪放好的原材料放入模具內進行通蒸汽加熱壓制成型；通蒸汽熱壓成型時，模具溫度控制在180°C，成型壓力控制在12MPa，通蒸汽時間控制在35s，抽氣時間控制在40s，模具保壓時間控制在75s，蒸汽溫度控制在190°C ；
C、冷卻定型:將成型半成品置于冷卻工裝上進行自然冷卻定型，得到多層結構汽車地毯下聲學隔音減震墊半成品；冷卻定型時間控制在75s ；
(2)表層面毪與底層聲學隔音減震墊復合成型:
d、材料鋪放:將步驟(I)中得到的地毯下聲學隔音減震墊半成品放置在面毯貼合模的下模上；
e、面毯烘溫:取地毯面毯，采用淋膜工藝，將第二氣流阻擋膜層淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；將地毯面毯正面向上鋪放在烘箱網鏈上，地毯面毯通過網鏈送入懸空式單烘箱進行烘溫，懸空式單烘箱的加熱區溫度控制在390°C，烘溫時間控制在65s ；
f、貼合成型:將步驟e中烘溫完畢后的面毯通過網鏈送入貼合模內，地毯面毯放置在地毯下減震墊半成品上方，面毯貼合模的上模下壓進行壓制，上模的溫度控制在50°C之間。經貼合后即得到輕量化汽車聲學地毯半成品。此過程中，貼合成型壓力控制在8MPa，成型時間控制在45s ；
g、冷卻定型:將f中得到的半成品放置到冷卻定型治具上，以對產品作進一步的冷卻定型，冷卻時，使用液態冷卻水進行冷卻，冷卻時間為75s，定型壓力控制在7MPa ；
(3)水刀切割:將步驟(2)中得到的汽車聲學地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再實施高壓水切割，以去除孔位及產品周邊余料，得到最終的輕量化汽車聲學地毯成品，切割水壓控制在50000psi，切割氣壓控制在0.8MPa。
[0019]對于本領域技術人員來說，在不脫離本發明的范圍和實質的情況下對本發明的各種修改和替換是顯而易見的。本發明不應當被局限于在本文中僅僅為了示例性的目的而被闡述的那些內容。
【權利要求】
1.一種輕量化汽車聲學地毯，其特征是結構如下:包括五層；從下自上依次為第一層軟質纖維層(I )，第二層第一氣流阻擋膜層(2)，第三層硬質纖維層(3)，第四層第二氣流阻擋膜層(4)，第五層為面毯層(5)。
2.如權利要求1所述輕量化汽車聲學地毯，其特征是按重量份計如下: 第一層為軟質纖維層(1)，該纖維層由聚酯纖維PET 5-25份、低熔點聚酯纖維L-PET15-25份以及再生天然纖維40-70份，經開松、混料、氣流成網后，加工成片材，然后對片材進行蒸汽加熱模壓，即得軟質纖維層；其厚度為3?55mm; 第二層為第一氣流阻擋膜層(2)，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一種形成的單層膜或兩者復合形成的復合膜；其厚度為25-100 μ m ;流阻范圍在1000-5000N.s/m3 ； 第三層為硬質纖維層(3)，該纖維層由聚酯纖維PET 10-30份，低熔點聚酯纖維L-PET15-30份以及再生天然纖維40-60份，經開松、混料、氣流成網后，加工成片材，然后對片材進行蒸汽加熱模壓后，即得硬質纖維層；其厚度為3-7mm ； 第四層為第二氣流阻擋膜層(4)，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一種形成的單層膜或兩者復合形成的復合膜，厚度為100-350 μ m:該層的流阻范圍在1000-4000N.s/m3 ； 第五層為面毯層(5)，材質為聚酯纖維，由PET與PE組成，按重量百分比計，PET含量為60%-80%，PE的含量為20%-40%，采用針刺或簇絨工藝與第四層復合在一起。
3.如權利要求2所述輕量化多層結構汽車聲學地毯的制備方法，其特征是:所述第一層軟質纖維層(I)的面密度為300-1800g/m2 ;第二層第一氣流阻擋膜層(2)面密度為25-100g/m2，熔點范圍為90-120°C ;第三層硬質纖維層(3)面密度為800_1600g/m2 ;第四層第二氣流阻擋膜層(4)面密度為100-350g/m2，熔點范圍為90_120°C ;第五層面毯層(5)的面密度為250-800g/m2。
4.一種輕量化汽車聲學地毯的生產方法，其特征是步驟為: (1)地毯下聲學隔音減震墊制作: a、原材料的鋪放:將低密度軟質纖維層置于下層，第一氣流阻擋膜層置于中間，硬質纖維層置于上層； b、熱壓成型:將步驟a鋪好的原材料放入模具內進行通蒸汽加熱壓制成型，得到成型半成品；通蒸汽熱壓成型時，模具溫度控制在160-190°C，成型壓力控制在ll-13MPa，通蒸汽時間控制在30-50s，抽氣時間控制在40-60s，模具保壓時間控制在65_85s，蒸汽溫度控制在 170-200 0C ； C、冷卻定型:將步驟b得到的成型半成品置于冷卻工裝上進行自然冷卻定型，冷卻定型時間控制在70-90s，得到地毯下聲學隔音減震墊半成品； (2)表層面毪與底層聲學隔音減震墊復合成型: d、材料鋪放:將步驟(I)得到的地毯下聲學隔音減震墊半成品放置在面毯貼合模的下模上； e、面毯烘溫:取地毯面毯，采用淋膜工藝，將第二氣流阻擋膜層淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；將淋膜后的地毯面毯正面向上鋪放在烘箱網鏈上，通過網鏈送入懸空式單烘箱進行烘溫；懸空式單烘箱的加熱區溫度控制在380-450°C，烘溫時間控制在50-75s ； f、貼合成型:將步驟e中烘溫完畢后的地毯面毯通過網鏈送入步驟d所述貼合模內，地毯面毯放置在地毯下減震墊半成品上方，面毯貼合模的上模下壓進行壓制，經貼合后即得到輕量化汽車聲學地毯半成品；貼合時上模的溫度控制在40-70°C之間，貼合成型壓力控制在7.5-8.5MPa，成型時間控制在40_60s ； g、冷卻定型:將步驟f得到的輕量化汽車聲學地毯半成品放置到冷卻定型治具上進行冷卻定型；冷卻時間60-90s，定型壓力控制在6.5-7.5MPa ； (3)水刀切割:將冷卻定型后的輕量化汽車聲學地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后對其進行高壓水切割，輕量化汽車聲學地毯成品；切割水壓控制在45000-55000psi，切割氣壓控制在 0.7-0.9MPa。
5.如權利要求4所述輕量化汽車聲學地毯的生產方法，其特征是:所述地毯面的密度為400-1100g/m2,地毯面毯由PET與PE組成，在地毯面毯中，PET的重量百分含量為60_80%，PE的重量百分含量為20-40%。
【文檔編號】B32B38/00GK104192042SQ201410419796
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】阮靜, 葉佳樂, 陳奇, 陳全生, 黃威 申請人:無錫吉興汽車部件有限公司