專利名稱：壓制/切割制品的制造設備與方法
技術領域：
本發明涉及如無紡織物等坯料成型的設備與方法，該材料用作例如機動車輛、飛機、火車等的隔音隔熱材料。
背景技術：
隔音層通常用于交通工業中以減少如車廂等的噪聲。該隔離層可為多種形式，包括氈布、泡沫材料、壓縮纖維、玻璃粉末或“礦毛絕緣纖維”，以及經過錘磨、樹脂浸漬、熱固之后再生的織物(軟再生毛)。近期研制的產品具有極高消音能力，在授予Thompson等人的美國專利Re 36,323中已有描述。該產品使用由熱塑性纖維制成的無紡網，其平均有效纖維直徑小于約15微米。無紡網厚度小于約0.5厘米，密度低于約50公斤每立方米，在流量速率為每分鐘32升條件下壓降至少達到1毫米水柱。該產品可用作分層材料，其中無紡網可層壓至如平紋織物、無紡織物、薄膜或箔片等另一層上。另一隔音性能良好的實例在授予Thompson等人的美國專利5,841,081中已有描述。該產品可用包含有機微細纖維或重量占15％或更多的熱活化人造短纖維。該隔音材料可模壓制成多種形狀，同時保持非常好的消聲特性。這種隔音材料可由位于明尼蘇達州圣保羅市(St.Paul)的3M公司購買，其商標為ThinsulateTM。
隔音產品通常通過成型或沖壓制成預定形狀，如此可按照如機動車輛或家用設施等所需用途進行妥善安裝。該成型或沖壓過程通常稱為“加工”。為將無紡網加工為隔音制品，可采用通用的壓床，該設備可包括下壓板，該下壓板具有放置無紡織物的金屬支承板。該設備也可包括上壓板，該上壓板具有沖壓無紡織物的板牙(cuttingdie)。板牙可包括刀片(稱為Thomson刀片)，刀片與無紡織物預定切割形狀對應，從板狀基座上伸出。
進行部分壓制的織物部分有時由無紡隔音織物制成，以加強產品強度，降低磨損，改善產品操作性以便安裝在所需位置上。例如，在日本未審定專利公開(Kokai)號為6-259081中公開了通過利用經加熱壓模在成型隔音材料周邊提供厚度減薄區域的方法，以便于安裝時易于操作。
如果隔音材料由玻璃纖維等無機纖維制成，以防止周邊變硬、變尖，從而難以操作，在沖壓隔音材料之前用壓模和襯墊在外圍邊緣處留薄邊部分。參見日本未審定專利公開(Kokai)號為7-145545。
發明內容
本發明提供了制造壓制無紡制品的新設備。該新設備包括布置為可彼此相向運動的第一和第二壓模部件，當兩壓模置于操作位置時，第一壓模包含支承坯料的支承表面，第二壓模包含壓制坯料的施壓表面。支承表面的支承材料具有第一硬度，施壓表面的壓制材料具有第二硬度，第一硬度與第二硬度彼此不同。
本發明也提供了制造隔音材料的新方法。該方法包括提供具有第一硬度的支承表面和具有第二硬度的施壓表面，其中第一硬度與第二硬度不同；將坯料放置于支承表面與施壓表面之間；以及通過使支承表面與施壓表面相向移動，以使支承表面與施壓表面中至少之一能夠補償其間隙，從而在支承表面與施壓表面之間壓制坯料。
在前述已知制造方法中，為提供壓制或厚度減薄(或薄邊)部分，在成型或沖壓無紡織物之外，典型地還需要進行切割操作。該附加步驟增加了加工步驟，導致操作效率降低，成本增加。當然從效率角度，切割和成型步驟同時進行的方法將更有利。但在已有方法中，受壓部分成型時難于達到具有相同預定形狀和均勻厚度。因為通常而言，成型受壓部分的施壓部件和切割刀片由剛度高且相互固連安裝的金屬材料制成，如此若一個或兩個部件均有加工誤差或安裝誤差，制成的制品中受壓部分的成型可直接受誤差影響。
本發明的目的在于提供一種設備和一種方法，在無紡織物中形成具有所需均勻厚度的經部分壓制的受壓部分。盡管加工設備的施壓和切割部分存在差異，本發明有益于使如無紡網等坯料壓制更為均勻。在已有設備中，這些差異可能導致坯料制品無法在所有需要切割的部位完成適當切割。本發明針對這些問題提供了解決方案，使得壓制和切割步驟能夠同時完成，而不會導致織物網部分未切割。
本發明的這些及其它優勢在附圖及詳細說明中已有描述，圖中參考標號相同則表示同一零件。但應當理解，上面已給出的附圖與描述僅僅是作為本發明的說明性示例，不應認為本發明僅限于該范圍。
圖1A是根據本發明第一實施例的分批型壓床10的示意前視圖；圖1B是根據本發明第一實施例另一版本的連續型壓床10’的示意前視圖；圖2A是根據本發明第一實施例壓床的上壓板12與下壓板14的示意剖視圖；圖2B是上壓板12的板牙22的俯視圖；圖3A是施壓部件26操作時的剖視圖，其中受壓部分由非均勻構造的施壓表面27a與27b成型，該受壓部分具有非均勻厚度；圖3B是施壓部件26操作時的剖視圖，其中成型的受壓部分具有均勻厚度；圖4是本發明改進實例中壓模的剖視圖，該壓模具有施壓部件26和中間部件29；圖5A是剖視圖，表示根據本發明第一實施例在壓床10預定位置放置坯料100的步驟；圖5B是剖視圖，表示將上壓板12與下壓板14相互移近，以在坯料100中形成受壓部分及切割構型的步驟；圖5C是剖視圖，表示將上壓板12與下壓板14相互移開以取出壓制切割制品102的步驟；圖6A是用于將形狀修改后的壓制/切割制品成型的板牙122的俯視圖；
圖6B是沿圖6A中A-A剖分線的板牙122剖視圖；圖6C是由圖6A與圖6B中的板牙122成型的切割/壓制制品104的前視圖；圖7A是用于將壓制/切割隔音材料110成型的板牙222的俯視圖；圖7B是沿圖7A中A-A剖分線的板牙222剖視圖；圖7C是由圖7A與圖7B中板牙222成型的隔音制品的前視圖；圖8A是根據本發明第二實施例壓床30的上壓板32與下壓板34的剖視圖；圖8B是如圖8A所示上壓板32的施壓壓模42的俯視圖；圖9A是剖視圖，表示根據本發明第二實施例在壓床30中預定位置放置無紡織物300的步驟；圖9B是剖視圖，表示將上壓板32與下壓板34相互移近以形成無紡織物網中受壓部分302的步驟；圖9C是剖視圖，表示將上壓板32與下壓板34相互移開以取出獲得的壓制成品300與302的步驟；圖10是施壓部件12與支承板14的剖視圖，其中施壓表面427與支承表面421具有凸起與凹陷，用以使制品產生相似形狀的凸起與凹陷。
具體實施例方式
本發明實施例中，新設備安裝有第一和第二壓模，第一和第二壓模設置成可相向運動。第一壓模具有基本平整的支承表面以支承坯料，第二壓模具有用于壓制坯料的施壓表面，在施壓表面與支承表面相對的操作位置，坯料由支承表面支承并由施壓表面壓制。成型設備通過由施壓表面壓制坯料表面而制成受壓部分。本發明的特點在于成型設備包括間隙調整裝置，在施壓表面處于操作位置時，可補償支承表面與施壓表面之間的全部間隙。間隙調整裝置包括支承表面材料具有第一硬度，并構成支承表面。間隙調整部件也包括施壓表面材料具有第二硬度，并構成施壓表面。第二硬度與第一硬度不同。
本發明還提供在坯料上部分地制造受壓部分的方法，其特點在于該方法包括以下步驟(i)提供由具有第一硬度的支承表面材料構成的支承表面，并提供由具有第二硬度的施壓表面材料構成的施壓表面，第二硬度與第一硬度不同。該方法還包括以下步驟(ii)在支承表面與施壓表面之間放置坯料；(iii)通過將支承表面與施壓表面相互移近，在支承表面與施壓表面之間夾持坯料；(iv)通過使支承表面與施壓表面其中之一變形，使支承表面與施壓表面之間的間隙得到完全補償，并部分地由施壓表面壓制坯料，使受壓部分成型。
本發明可利用圖1和圖2所示壓床10和10’進行實施，圖中如無紡織物等坯料可同時進行沖壓和壓制。圖1A所示設備為分批生產方式，其中無紡織物由人工放置、取出。圖1B所示為連續生產方式，其中無紡織物由輥11供料。壓床10和10’可以是任意種類的常用壓床，如液壓式、曲柄式等等。分批生產設備10與連續生產設備10’均包括上壓板12和下壓板14，其中兩壓板能夠相互移近或移遠，并且可以基本平行地相對。
圖2A所示為壓床還可進一步包括加熱器16和18，能夠分別加熱上壓板12和下壓板14。上加熱器16加熱刀片部分，以同時加熱與部分熔焊無紡織物的切割部分。加熱器18可設計為完全加熱無紡織物表面，防止無紡織物起毛。下壓板14具有第一壓模19，其中壓模19包括具有基本平整支承表面21的支承板20，以支承無紡織物。上壓板12具有第二壓模或板牙22，用于在無紡織物的預定位置成型受壓部分，切割無紡織物成預定形狀。可供選擇地，下壓板14可包括板牙22，上壓板可以為包括支承板的第一壓模。
需要切割和壓制的坯料可包括連結成無紡網的纖維，無紡網可獨立以單墊形式進行處理。如果制品用于隔音材料，無紡網可包含微細纖維，如熔噴微細纖維等，微細纖維有效纖維直徑為約1至50微米(μm)，更典型地為2至30微米，通常為3至10或15微米。這種無紡網也可包括人造短纖維，如授予Hauser的美國專利4,118,531中所公開的卷曲人造短纖維；也可參見授予Thompson等人的美國專利Re 36,323以及5,841,081。
熔噴微細纖維網可由以下方法制成，如化學工業工程(Industrial Engineering Chemistry)1956年第48卷第1342頁Wente，Van A.所著“超精細熱塑纖維”，或1954年5月25日公開的海軍研究實驗室第4364號研究報告中Wente Van A.、Boone C.D.及Fluharty E.L.所著題為“超精細有機纖維的制造”所述。盡管熔噴微細纖維眾所周知為不連續的，熔噴微細纖維縱橫比(長度與寬度的比值)可接近無窮大。熔噴微細纖維可由熱塑纖維成型材料制成，熱塑纖維成型材料例如包括如聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯等聚烯烴、如聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸二乙酯等聚酯、如尼龍6或尼龍66等聚酰胺、聚亞安酯，或其組合物等。
熔噴微細纖維網也包含人造短纖維，如授予Hauser的美國專利號4,118,531所公開的卷曲膨脹纖維。卷曲膨脹纖維在長度方向可為連續波浪形、卷曲形、鋸齒形。每單位長度卷曲數量可在較大范圍內變化，但通常為每厘米約1至約10個卷曲，優選為每厘米約2個卷曲。卷曲膨脹纖維尺寸變化范圍較大，但通常的范圍是約1但尼爾至約100但尼爾，優選為約3至約35但尼爾。典型地，卷曲膨脹纖維平均長度為約2至約15厘米，優選為約7至約10厘米。卷曲膨脹纖維可選自于聚酯、丙烯酸樹脂、聚烯烴、聚酰胺、聚亞安酯、人造絲、醋酸纖維素，及其混合物制成。
網狀材料典型厚度為約5厘米，密度小于約50千克每立方米，在流量為每分鐘32升的條件下壓降至少為約1毫米水柱。
此外如圖2A與圖2B所示，板牙22可包括由薄板等板狀材料制成的基座24。施壓部件26設于基座24上，該施壓部件具有用于壓制無紡織物預定部分的施壓表面27，以在施壓表面27移動或并列置于支承表面21旁的操作位置處形成受壓部分。預定形狀的刀片部分28可設于基座24上，形成伸出施壓表面27的固定邊緣。刀片部分28可為條狀刀片，通常稱之為Thomson刀片。在上壓板12與下壓板14相互移動使得刀片部分28邊緣觸及支承表面21的操作步驟中，刀片部分28配置成將該無紡織物切割或成型為預定形狀，包括受壓部分。同時，如上所述，由加熱器16傳導的熱量使刀片部分28在無紡織物的切割部分可形成熱密封。刀片部分28可從基座24上取下，因此可按照適當周期進行更換。施壓部件26也可安裝在刀片部分28圍繞的基座區域，施壓部件26可配置成使得無紡織物預定部分(例如成型無紡織物的周邊部分)由施壓表面27進行壓制，以在基本與切割步驟同時形成所需厚度的受壓部分。施壓部件26與刀片部分28可采用任意合適的固連方法，如摩擦或機械固定，或利用適用粘合劑或焊接方法進行粘接等，固連于基座24上。
為使無紡織物的受壓部分成型，理想地可使施壓部件由高剛性的金屬材料，如機床中常用的碳素鋼等制成。而若施壓部件具有高剛性，受壓部分可易于成型，但難以保證成型的受壓部分具有均勻厚度。
圖3A與圖3B所示為在施壓表面27a與27b有所變化的壓床。
由施壓部件26的加工精度決定了，板牙22的基座24的施壓表面高度(通常在圖2A與2B中標號為27)可能不一定均勻。若發生這種情況，當壓床達到操作位置——即板牙Thomson刀片切割無紡織物的位置——施壓表面27的較高施壓表面部分27a以較高壓力壓制無紡織物100，而較矮施壓表面部分27b對無紡織物表面施加壓力則較低(參見圖3A)。換言之，當壓床在操作位置時，施壓表面27a與支承表面21之間的間隙“a”小于施壓表面27b與支承表面21之間的間隙“b”(參見圖3A)，這樣導致受壓部分的厚度不均勻。而且，當Thomson刀片部分28的邊緣與施壓表面27之間距離較小時，可能產生更為嚴重的問題刀片邊緣與施壓表面27b施壓部分周圍的支承表面21未接觸，造成無紡織物該部分未切割。
因為施壓部件與支承板通常均由碳素鋼等高剛性金屬制成，因而不會變形，在壓制過程中兩間隙之差可基本保持。因此，依據本發明提供當施壓表面處于操作位置時用以補償支承表面與施壓表面之間間隙的間隙調整裝置。
間隙調整裝置可包括具有第一硬度的支承表面材料和具有第二硬度的施壓表面材料，第二硬度與第一硬度不相同。參見圖3A與圖3B所示壓床，支承表面材料構成具有支承表面21的支承板20，該材料為具有第一硬度的材料，如金屬。施壓表面材料構成具有施壓表面27的施壓部件26，該材料為具有第二硬度的材料，如塑性材料，第二硬度低于第一硬度。在這種結構下，即可消除上述切割操作與受壓部分成型的問題。即使由于施壓部件26尺寸公差范圍較大，造成施壓表面27的施壓表面27a與施壓表面27b高度不等，無紡織物受壓部分仍可具有基本均勻的厚度。其原因在于，如圖3B所示，在壓力通過無紡織物壓緊支承表面21時，產生反作用力使施壓表面部分27a處的施壓部件26適當變形或彈性變形(由于支承表面21硬度高于施壓表面27，前者基本不會變形)，這樣，施壓表面部分27b與支承表面21之間的間隙“b”基本等于施壓表面部分27a與支承表面21之間的間隙“a”，從而施壓表面部分27b以強力壓緊無紡織物。因此，假定施壓部件由與支承板20剛性相當的金屬材料制成，即使施壓部件26加工的尺寸精度達不到使受壓部分均勻成型，由于上述間隙調整裝置的作用，仍可在無紡織物中部分成型具有預定均勻厚度的受壓部分。
優選地，施壓部件26的硬度可使其易于加工成預定形狀，足以變形形成均勻厚度的受壓部分。滿足這些要求的材料按照ASTM(美國材料測試協會)D785測試方法進行測試，洛氏(Rockwell)硬度范圍應為R80至R120。具有上述硬度的塑性材料，如聚丙烯、聚氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂等等，均可采用。通常這些塑料的優點在于較之用于機床的金屬材料成本更低，并表現出良好的激光切割性能，較易于加工制成復雜形狀。從加工效率的角度，施壓部件優選地由如圖所示層壓塑料板材制成。可供選擇地，施壓部件26可采用鋁或其合金等金屬材料。
施壓部件26也可由碳素鋼等金屬材料制成。在該情況下，不是施壓部件而是支承板20，至少在受施壓表面作用的受壓部分，應由按照ASTM D785測試方法測得上述洛式硬度范圍為R80至R120的材料制成。同樣采用具有在上述硬度范圍的材料，如聚丙烯、聚氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂等塑性材料，或鋁或其合金等金屬材料。在該情況下，不是施壓部件，而是支承板20的支承表面21在刀片部分的整個邊緣壓在支承表面21的區域適當變形，于是無紡織物100中可成型具有均勻厚度的受壓部分102。
若施壓部件26由如金屬等材料制成，板牙22可具有中間部件29。該中間部件在與無紡織物相對的一側(例如，圖4中在加熱器16與施壓部件26之間)承載施壓部件26，其硬度比施壓部件低。由于中間部件29在操作位置適當變形，施壓表面27與支承表面21之間的間隙得到完全補償，從而能夠在無紡織物中形成均勻厚度的受壓部分。在這種情況下，由于施壓表面硬度較高，受壓部分更易于成型。由于中間部件29不接觸無紡織物時，其硬度沒有最低限度。因此，只要施壓表面可使受壓部分成型為均勻厚度，除可以采用上述塑性材料外，還可采用橡膠以及具有適當彈性模量的板簧作為中間部件29的材料。
由于壓床10能夠同時進行無紡織物100的坯料切割(圖1A與圖1B)以及受壓部分102成型(圖5C)，本發明優勢在于受壓部分以較高定位精度成型，加工步驟也可減少，尤其與分別對受壓部分進行切割和成型操作相比更是如此。在實施時，當對受壓部分在不同步驟進行切割和成型操作時，無紡織物受壓部分的定位精度低，典型地為約±5mm，而由壓床10成型的無紡織物100受壓部分102其定位精度在約±2mm范圍內。
如圖5A至5C所示，坯料100可置于壓床10的支承板20與板牙22之間的預定位置(圖5A)。該放置步驟可通過例如分批方式進行，其中坯料100由人工置于支承表面21上，或通過如圖1B所示坯料100由輥進料的方式進行。壓床10的上壓板12與下壓板14可相向運動，相互移近，以在一定壓力下將坯料100夾在兩板之間。重復進行該操作，直至板牙22的刀片部分28接觸支承表面21(圖5B)。接觸發生時，施壓部件26(或支承板20)的至少一部分發生變形，補償施壓表面27與支承表面21之間的間隙。從而，坯料100的預定部分局部受壓形成具有所需均勻厚度的受壓部分102，刀片部分28切割坯料100形成預定形狀。優選地，為確保獲得所需形狀，該接觸狀態——即施壓表面27壓緊坯料100的狀態——維持1至3秒。隨后，上壓板12和下壓板14則可沿著相互遠離的方向運動(圖5C)，于是可取出切割和壓制制品102。
施壓部件與刀片部分在基座上的布置可根據切割與壓制制品所要求的形狀進行修改。例如，圖6A與圖6B所示為用于制造受壓部分寬度可變的制品104時(圖6C)的板牙122。如圖6A與圖6B所示，施壓部件126的寬度可根據將要成型在無紡材料104中的受壓部分106的寬度加以變化。
根據施壓部件與刀片部分在基座上的布置，可成型不同型式的壓制/切割制品。例如，圖7A與圖7B所示的板牙222可用于設計壓制/切割無紡隔音制品110(圖7C)，該隔音制品110可用于汽車中進行隔音。該壓制/切割制品110可安裝于車輪罩襯墊上，以降低車輛運行過程中濺出水的噪音。也可設計構造其它制品以放置于機動車輛的車門內。圖7B所示的刀片部分228從基座224伸出，刀片部分與無紡織物110及孔114的輪廓相對應。施壓部件226的位置與將要形成在無紡織物110中的受壓部分112相對應。在可供選擇的實施例中，無紡織物可用作車輛發動機罩、各種管道、門板、屋頂材料，儀器面板、箱、柱等的隔音材料。
盡管壓制/切割無紡織物的制造設備與方法前已有述，當然可在不同步驟中進行受壓部分的切割與成型。在此情況下，操作步驟增加，但有時，例如小批量生產時，將切割與壓制過程分開可能更方便。
如圖8A所示，也可采用根據本發明另一實施例的壓床30。
壓床30除了壓模沒有刀片部分，其它均與圖1A與圖1B所示的壓床10相似。壓床30可為常用的任意類型壓床，如液壓式、曲柄式等等。壓床可分別具有上壓板32和下壓板34。兩壓板能夠相互移近或移遠并且以基本平行的位置相對(參見圖8A)。壓床30也可進一步包括加熱裝置36和38，如能夠分別加熱上壓板32和下壓板34的加熱器。加熱可減少表面起毛。下壓板34可包括具有支承板40的第一壓模39，以及基本平整的支承表面41以支承如待沖壓的無紡織物300(圖9A)。上壓板32可包括第二壓模或施壓壓模42，該壓模在無紡織物300的預定位置成型受壓部分302(圖9C)。可供選擇地，下壓板34可包括施壓壓模42，上壓板32可包括具有支承板40的第一壓模39。
如圖8A與8B所示，壓模42可包括基座44，該基座由薄板材等板狀材料制成的；施壓部件46，置于基座24上，并且具有用于壓制無紡織物300的預定部分，以成型受壓部分302的施壓表面47(圖9C)。施壓部件46可配置為在壓床30達到操作位置的大致同時，使得無紡織物300的預定部分(例如成型無紡織物的周邊部分)由施壓表面47壓制(圖9A)，以形成具有所需厚度的受壓部分302。施壓部件46可利用傳統固定方法固連于基座44之上，固定方法，例如包括裝配或用合適的粘合劑粘接等。
壓床30具有與壓床10相同的間隙調整裝置。形成支承板40的支承表面材料如金屬等，其具有支承表面，具有第一硬度；形成施壓部件46的施壓表面材料如塑料，其具有施壓表面47，具有第二硬度，第二硬度低于第一硬度。受壓部分302(圖9C)可具有所需均勻厚度，可部分地在無紡織物300中制成。其原因與參考圖3A與圖3B的壓床10所解釋的相同。
可以在分開的步驟預先將受壓部分欲形成在其上的無紡織物切割或切割成型為預定形狀。相反地，也可以在受壓部分形成后，在分開的步驟將無紡織物切割或切割成型為預定形狀。
具有施壓部件46第二硬度的材料，其硬度可與壓床10施壓部件26的材料硬度相同。該硬度的材料易于加工為預定形狀，并足以變形以便在無紡織物300中成型具有均勻厚度的受壓部分302。滿足上述要求的材料優選地具有上述洛式硬度。也可采用與上述塑性材料相似的材料。如果硬度在上述范圍之內，施壓部件46也可為金屬，如鋁或其合金。
施壓部件46可供選擇地也可由碳素鋼等金屬制成。在該情況下，不是施壓部件而是支承板40，至少在接觸施壓表面47的部分，由具有上述洛氏硬度的材料制成。在該情況下，不是施壓表面而是支承板40的支承表面41可適當變形。
可供選擇地，若施壓部件46由與壓床10的板牙22類似的金屬制成，壓模42可具有與中間部件29基本相同的中間部件49(圖中未示出)，在與無紡織物300相對的方向承載施壓部件46，中間部件49較之施壓部件46具有較低硬度。由于中間部件49在操作位置適當變形，施壓表面47與支承表面41之間的間隙得到完全補償，在無紡織物中可形成具有均勻厚度的受壓部分。只要施壓表面可在無紡織物中形成具有均勻厚度的受壓部分，除可采用如聚丙烯、聚氯乙烯樹脂、酚醛樹脂、硅樹脂等塑性材料或鋁及其合金等金屬材料外，還可使用橡膠材料或具有適當彈性模量的板簧作為中間部件49材料。
圖9A至圖9C說明了利用壓床30在無紡織物中形成受壓部分的方法。
將如無紡織物300的坯料置于壓床30的支承板40和施壓壓模42之間的預定位置(圖9A)。該放置可通過例如將無紡織物300人工置于支承表面41上，或者通過將無紡織物由圖1所示無紡織物輸送輥進料的方式進行。然后將壓床30的上壓板32與下壓板34相互移近，以一定壓力將無紡織物300夾在兩板之間。該操作一直進行，直至具有施壓壓模42的施壓部件46其施壓表面47壓制無紡織物300，以在無紡織物300的預定位置成型受壓部分302(圖9B)。至少施壓部件46(或支承板40)的一部分發生變形，使得施壓表面47與支承表面41之間的間隙得到完全補償。因而，無紡織物300的預定部分受局部壓力作用形成具有所需均勻厚度的受壓部分302(圖9B)。優選地，為獲得所需受壓部分，這種接觸，即施壓表面47壓緊無紡織物300的狀態，應維持1-3秒。隨后，上壓板32與下壓板34沿著相互遠離的方向移動(圖9C)，如此可取出受壓無紡織物302。
如上所述，可在分開的步驟中預先將受壓部分302欲成型在其中的無紡織物300切割或沖壓為預定形狀，或者在受壓部分成型后，對無紡織物300進行切割或沖壓。
在上述壓床中，施壓部件的施壓表面，與支承板的支承表面被描述為平整表面。如圖10所示，也可采用不規則的支承或施壓表面。具有凸起和凹陷的支承表面421和/或施壓表面427可用于制造不規則形狀的壓制制品。在該情況下，施壓表面427與支承表面421通常可包括互補形狀。制成的制品將具有不平整結構，這可能有利于將制品安裝于噪聲源與消聲區域之間的區域中，例如汽車車門應用中。
即使施壓部件的加工誤差可能較大，根據本發明使用的設備與使用該設備成型的方法易于獲得壓制制品。而且，通過在壓模上加裝刀片，受壓部分的切割與成型可一次完成，無紡織物的受壓部分可得到較高定位精度。
在不背離本發明精神與范圍的條件下，本發明可進行多種變型和更改。因此，應理解本發明不限于上述描述，而僅受權利要求書及其等同物所設定的范圍約束。
應理解在缺少本發明沒有具體描述的元件的情況下，本發明仍可實施。
所有以上引述的專利與專利申請，包括發明背景中所涉及的，均通過引用的方式并入本文中。
權利要求
1.一種制造壓制無紡制品的設備，包括第一與第二壓模部件，其布置成可彼此相向運動，當所述兩壓模置于操作位置時，所述第一壓模具有支承表面以支承坯料，所述第二壓模具有施壓表面以壓制坯料；所述支承表面包括支承表面材料，所述支承表面材料具有第一硬度，施壓表面包括施壓表面材料，所述施壓表面材料具有第二硬度，第一硬度與第二硬度彼此不相同。
2.如權利要求1所述的設備，其中，所述第一硬度與第二硬度至少在下述位置不同，所述位置是在所述第一與第二壓模之間的坯料將要受到壓制的位置。
3.如權利要求1所述的設備，其中，所述第一壓模包括具有所述支承表面的支承板，所述支承板由所述支承表面材料形成；所述第二壓模包括具有所述施壓表面的施壓部件，所述施壓部件由所述施壓表面材料形成。
4.如權利要求1所述的設備，其中，所述第一壓模包括具有所述支承表面的支承板，所述支承板由所述支承表面材料形成；所述第二壓模包括具有所述施壓表面的施壓部件，以及承載所述施壓部件的中間部件；所述中間部件由所述施壓表面材料形成。
5.如權利要求1所述的設備，其中，所述支承表面材料與所述施壓表面材料中之一是金屬，另一材料是硬度比所述金屬低的塑性材料。
6.如權利要求5所述的設備，其中，塑性材料的洛氏硬度由ASTMD785測試方法進行測量，在R80-R120范圍之間。
7.如權利要求1所述的設備，其中，所述第二壓模還包括刀片部分，所述刀片部分具有凸出所述施壓表面的固定邊緣，所述刀片部分的邊緣設置成當所述施壓表面處于操作位置時，切割并成型由所述支承表面支承的坯料，從而，坯料包括受壓部分。
8.一種在坯料中部分地制成受壓部分的方法，包括提供具有第一硬度的支承表面以及具有第二硬度的施壓表面，第二硬度與第一硬度不同；在所述支承表面與所述施壓表面之間放置坯料；以及通過使所述支承表面與所述施壓表面彼此相向運動，使得所述支承表面與所述施壓表面中至少之一能夠補償所述兩表面之間的間隙，從而在所述支承表面與所述施壓表面之間壓制坯料，。
9.如權利要求8所述的方法，還包括通過采用刀片部分對坯料進行切割的步驟，切割步驟與壓制步驟基本同時進行。
10.如權利要求8所述的方法，其中，坯料為無紡纖維網。
11.如權利要求9所述的方法，其中，坯料為無紡纖維網。
12.如權利要求8所述的方法，其中，所述施壓表面與所述支承表面中至少之一由金屬制成，另一表面由塑性材料制成。
13.如權利要求10所述的方法，其中，無紡纖維網包括熔噴微細纖維。
14.如權利要求13所述的方法，其中，無紡纖維網也包括卷曲膨化纖維。
15.一種制造隔音材料的方法，包括(i)提供分別具有第一與第二硬度的第一與第二表面，所述第一硬度與第二硬度彼此不同；(ii)將無紡纖維網放置在所述第一與第二表面之間；以及(iii)壓制無紡纖維網以便在所述無紡纖維網中制成厚度減薄的部分。
16.如權利要求15所述的方法，還包括(iv)將無紡纖維網切割成所要求的結構形式。
17.如權利要求16所述的方法，其中，切割步驟與壓制步驟基本同時進行。
18.如權利要求16所述的方法，其中，無紡纖維網包括微細纖維以及卷曲膨脹纖維。
19.如權利要求15所述的方法，其中，無紡纖維網包括有效纖維直徑小于約30微米的微細纖維，其密度小于約50kg/m3，在每分鐘流量為32升條件下其壓降為至少約1mm水柱。
全文摘要
一種制造壓制無紡制品的設備，該設備包括布置為可相向運動的第一與第二壓模部件。第一壓模具有用于支承坯料的支承表面，第二壓模包含用于壓制坯料的施壓表面。當兩壓模置于操作位置時，開始壓制。支承表面的支承材料具有第一硬度，施壓表面的施壓材料具有第二硬度。本發明設備及方法使坯料按需要進行壓制和/或切割，不會導致產生未壓制或未切割部分。
文檔編號B29C33/40GK1822938SQ200480020554
公開日2006年8月23日 申請日期2004年7月19日 優先權日2003年7月18日
發明者小山清紀, 牧野哲也 申請人:3M創新有限公司