Звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходную пригодность для формования и внешность, и способ его изготовления

Звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходную пригодность для формования и внешность, и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предпосылки создания изобретения

(a) Область техники

Настоящее изобретение предлагает звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходную пригодность для формования и внешность, а также способ его изготовления, более конкретно, звукопоглощающий и изоляционный материал, состоящий из внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1, изготовленного из первого нетканого полотна, изготовленного, главным образом, из термостойкого волокна, и связующего вещества, равномерно распределенного внутри первого нетканого полотна и поддерживающего трехмерную структуру внутри первого нетканого полотна, и наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя 2ʹ, 2ʺ, изготовленного из второго нетканого полотна, изготовленного, главным образом, из термостойкого волокна, в котором наружный звукопоглощающий и изоляционный слой наслаивается на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя, а также способ его изготовления. Звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет превосходные звукопоглощающие свойства, огнестойкость, термостойкость, теплоизоляционные свойства и пригодность для формования при высокой температуре. Кроме того, отсутствует проблема ухудшения внешнего вида поверхности, вызываемого вытеканием связующего вещества, вследствие присутствия наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя.

(b) Уровень техники

Шум как нежелательный побочный эффект промышленного развития вызывает все больше проблем. Для предотвращения шума принимаются разнообразные меры. В качестве такого способа предотвращения шума различными способами проводятся исследования в целях разработки новых звукопоглощающих и изоляционных материалов, которые способны прекращать, поглощать или изолировать звук.

Примерные промышленные изделия, для которых требуются звукопоглощающие и изоляционные материалы, представляют собой электрические устройства, такие как воздушные кондиционеры, холодильники, стиральные машины, газонокосилки и т.д., транспортные средства, такие как автомобили, корабли, самолеты и т.д., строительные материалы, такие как настенные материалы, напольные материалы и т.д., и т.п. Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал требуется и в других разнообразных отраслях промышленности. Как правило, звукопоглощающие и изоляционные материалы, используемые в промышленности, должны иметь, не только хорошие звукопоглощающие свойства, но также пониженную плотность, огнестойкость, термостойкость и теплоизоляционные свойства, в зависимости конкретных применений. В частности, огнестойкость и термостойкость могут дополнительно потребоваться для звукопоглощающих и изоляционных материалов, используемых в двигателях, системах выпуска отработавших газов и других устройствах, работающих при высоких температурах, составляющих 200°C или более. В настоящее время для изготовления звукопоглощающих и изоляционных материалов, имеющих превосходную термостойкость, привлекает все большее внимание арамидное волокно.

Кроме того, в целях придания звукопоглощающему и изоляционному материалу функциональных свойств, таких как огнестойкость, гидрофобность и т.д., разрабатываются многочисленные звукопоглощающие материалы, в которых наслаиваются нетканое полотно, содержащий арамидные волокна и функциональный оболочечный материал.

Например, корейская патентная публикация № 2007-0033310 описывает огнестойкий звукопоглощающий материал, в котором наслаиваются слой нетканого полотна, в котором соединяются термостойкие короткие арамидные волокна и короткие термопластические сложнополиэфирные волокна, и слой оболочечного материала, изготовленный из гидросплетенного нетканого полотна, состоящего из коротких арамидных волокон.

Кроме того, японская патентная публикация № 2007-0039826 описывает водоотталкивающий звукопоглощающий материал, в котором наслаиваются слой нетканого полотна, состоящий из термостойких коротких арамидных волокон или смеси коротких арамидных волокон и коротких термопластических сложнополиэфирных волокон, и слой оболочечного материала, обработанный гидрофобным веществом.

Кроме того, японская патентная публикация № 2007-0138953 описывает термостойкий звукопоглощающий материал, в котором наслаиваются слой нетканого полотна, состоящий из термостойких арамидных волокон, и слой оболочечного материала, изготовленный из волокнистого листа, содержащего термостойкие арамидные волокна.

Поскольку описанные выше звукопоглощающие материалы имеют структуру, в которой слой оболочечного материала наслаивается на одну сторону нетканого полотна в целях придания функциональных свойств, таких как огнестойкость, гидрофобность и т.д., оказывается необходимым процесс горячего прессования для соединения слоя нетканого полотна и слоя оболочечного материала. Следовательно, весь процесс оказывается усложненным и затруднительным, и огнезащитное вещество, водоотталкивающее вещество и другие вещества, которые содержатся в качестве добавок, могут вызывать образование токсичных газов в результате горения в течение процесса горячего прессования. Кроме того, деформация внутренней структуры нетканого полотна, которая может происходить в процессе процесс горячего прессования, может приводить к ухудшению звукопоглощающих свойств.

Сущность изобретения

В целях решения описанной выше проблемы современной техники, авторы настоящего изобретения в течение продолжительного времени проводили исследования, чтобы разработать новый звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходные звукопоглощающие свойства, огнестойкость, термостойкость и теплоизоляционные свойства, превосходную пригодность для формования и внешний вид поверхности. В результате этого они разработали новый звукопоглощающий и изоляционный материал, который своим действием улучшает физические свойства нетканого полотна, в том числе его звукопоглощающие свойства, потому что связующее вещество проникает в нетканое полотно, в котором присутствуют нерегулярные микрополости, имеющие сложную трехмерную лабиринтную структуру, не блокируя эти микрополости, а затем отверждается, поддерживая при этом трехмерную структуру внутри нетканого полотна, и благодаря этому становится возможным формование и придание желательной формы в процессе отверждения связующего вещества, и одновременно может предотвращаться вытекание связующего вещества, которое пропитывает нетканое полотно, на поверхность формованного изделия.

Соответственно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходные звукопоглощающие свойства, огнестойкость, термостойкость и теплоизоляционные свойства, пригодный для формования и приобретения желательной формы в процессе отверждения связующего вещества, которое пропитывает нетканое полотно, изготовленное из термостойкого волокна, и способный обеспечивать превосходный внешний вид формованного изделия и уменьшать загрязнение формы даже после повторного формования вследствие присутствия наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя.

Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ изготовления звукопоглощающего и изоляционного материала, включающий стадию изготовления внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя посредством пропитывания первого нетканого полотна, изготовленного из термостойкого волокна, раствором связующего вещества с последующим высушиванием и стадию наслаивания второго нетканого полотна, изготовленного из термостойкого волокна, на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя.

Кроме того, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ ослабления шума посредством использования звукопоглощающего и изоляционного материала в шумогенерирующем устройстве.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предлагается звукопоглощающий и изоляционный материал включающий: внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой 1, включающий первое нетканое полотно, содержащее от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна, и связующее вещество, присутствующее в том же слое, как первое нетканое полотно и поддерживающее трехмерная структура внутри нетканого полотна; и наружный звукопоглощающий и изоляционный слой 2ʹ, 2ʺ, включающий второе нетканое полотно, содержащий от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна, в котором наружный звукопоглощающий и изоляционный слой 2ʹ, 2ʺ наслаивается на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается способ изготовления звукопоглощающего и изоляционного материала, включающий: (a) стадию пропитывания первого нетканого полотна, содержащего от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна, раствором связующего вещества; (b) стадию изготовления внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1 посредством высушивания первого нетканого полотна; и (c) стадию изготовления наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя 2ʹ, 2ʺ посредством наслаивания второго нетканого полотна, содержащего от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна, на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1.

Согласно следующему аспекту настоящего изобретения, предлагается способ ослабления шума шумогенерирующего устройства, включающий: (i) стадию исследования трехмерной формы шумогенерирующего устройства; (ii) стадию изготовления и формования звукопоглощающего и изоляционного материала таким образом, чтобы он частично или полностью соответствовал трехмерной форме устройства; и (iii) стадию помещения звукопоглощающего и изоляционного материала вблизи шумогенерирующего устройства.

Звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению, в котором связующее вещество пропитывает первое нетканое полотно, изготовленное из термостойкого волокна, имеет преимущество, заключающееся в том, что данный звукопоглощающий и изоляционный материал имеет превосходные звукопоглощающие свойства, огнестойкость, термостойкость и теплоизоляционные свойства, а также является пригодным для формования и приобретения трехмерной формы, благодаря связующему веществу.

Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что поскольку наружный звукопоглощающий и изоляционный слой, изготовленный из второго нетканого полотна, наслаивается на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя, в процессе формования предотвращается вытекание связующего вещества, которое содержится во внутреннем звукопоглощающем и изоляционном слое, и формованное изделие приобретает превосходный внешний вид без загрязнения формы.

Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что если данный звукопоглощающий и изоляционный материал изготавливается посредством дополнительного включения функциональной добавки в раствор связующего вещества, могут быть обеспечены желательные функциональные свойства звукопоглощающего и изоляционного материала без наслаивания дополнительного оболочечного материала.

Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что поскольку его огнестойкость, термостойкость и теплоизоляционные свойства являются превосходными, дополняя звукопоглощающие свойства, данный звукопоглощающий и изоляционный материал не подвергается деформации или денатурации, даже когда он используется в шумогенерируующем устройстве, работающем при высоких температурах, составляющих 200°C или более.

Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что если термореактивная смола используется в качестве связующего вещества, формование и придание желательной формы становится возможным в процессе отверждения термореактивной смолы. Другими словами, весь процесс может упрощаться, поскольку отверждение и формование термореактивной смолы осуществляются одновременно.

Кроме того, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет преимущество, заключающееся в том, что поскольку используется нетканое полотно, изготовленное из термостойкого волокна, термическая деформация нетканого полотна под действием теплота реакции термического отверждения не происходит, даже когда термореактивная смола используется в качестве связующего вещества.

Соответственно, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению является пригодным для использования в качестве звукопоглощающего и изоляционного материала в изделиях, для которых требуется прекращение, поглощение или изоляция звука, включая электрические устройства, такие как воздушные кондиционеры, холодильники, стиральные машины, газонокосилки и т.д., транспортные средства, такие как автомобили, корабли, самолеты и т.д., строительные материалы, такие как настенные материалы, напольные материалы и т.д., и т.п. Звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению является пригодный для использования в качестве звукопоглощающего и изоляционного материала в шумогенерирующем устройстве, которое работает при высоких температурах, составляющих 200°C или более. В частности, когда звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению используется в автомобиле, он может плотно прилегать к шумогенерирующему устройству автомобиля, такому как двигатель, система выпуска отработавших газов и т.д., находиться на расстоянии от шумогенерирующего устройства или подвергаться формованию в качестве части шумогенерирующего устройства.

Краткое описание чертежей

Фиг.1A-1B схематически иллюстрируют структура поперечного сечения звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению. Фиг.1A иллюстрирует структуру поперечного сечения звукопоглощающего и изоляционного материала, в котором второе нетканое полотно, не пропитанное связующим веществом, наслаивается на одну сторону первого нетканого полотна, равномерно пропитанного связующим веществом, и между ними располагается адгезионный слой. Фиг.1B иллюстрирует структуру поперечного сечения звукопоглощающего и изоляционного материала, в котором два вторых нетканых полотна, не пропитанные связующим веществом, наслаиваются на обеих сторонах первого нетканого полотна, равномерно пропитанного связующим веществом, и между ними располагаются адгезионные слои.

Фиг.2A-2C иллюстрируют полученные с помощью электронного микроскопа изображения (с 300-кратным увеличением) первого нетканого полотна до и после пропитывания связующим веществом. Фиг.2A иллюстрирует изображение первого нетканого полотна до пропитывания связующим веществом, фиг.2B иллюстрирует изображение первого нетканого полотна после пропитывания с использованием 20 мас. ч. связующего вещества в расчете на 100 мас. ч. нетканого полотна, и фиг.2C иллюстрирует изображение первого нетканого полотна после пропитывания с использованием 50 мас. ч. связующего вещества в расчете на 100 мас. ч. нетканого полотна.

Фиг.3A-3B схематически иллюстрируют пример звукопоглощающего и изоляционного материала после формования в качестве детали, которая используется для шумогенерирующего устройства автомобиля. Фиг.3A иллюстрирует изображение звукопоглощающего и изоляционного материала после формования для использования в автомобильном двигателе, и фиг.3B иллюстрирует пример, в котором звукопоглощающий и изоляционный материал используется в качестве детали автомобильный двигатель.

Фиг.4A-4B схематически иллюстрируют пример, в котором звукопоглощающий и изоляционный материал используется для шумогенерирующего устройства автомобиля, находясь на некотором расстоянии от него. Фиг.4A иллюстрирует изображение звукопоглощающего и изоляционного материала после формования для использования в нижней части автомобиля, и фиг.4B иллюстрирует пример, в котором звукопоглощающий и изоляционный материал прикрепляется к нижней части автомобиля.

Фиг.5 иллюстрирует график, на котором сравниваются звукопоглощающие характеристики звукопоглощающего и изоляционного материала в зависимости от плотности нетканого полотна.

Фиг.6 иллюстрирует график, на котором сравниваются теплоизоляционные характеристики алюминиевой теплоизоляционной плиты и звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению.

Подробное описание основных элементов

1: внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой

2ʹ, 2ʺ: наружный звукопоглощающий и изоляционный слой

3: адгезионный слой

Подробное описание

Настоящее изобретение предлагает звукопоглощающий и изоляционный материал, имеющий превосходную пригодность для формования и внешность, а также способ его изготовления. Звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению имеет превосходные звукопоглощающие свойства, огнестойкость, термостойкость, теплоизоляционные свойства, пригодность для формования и приобретения желательной трехмерной формы за счет использования связующего вещества, которое присутствует в том же слое, как нетканое полотно, изготовленное из термостойкого волокна, и не вызывает проблемы внешнего вида формованного изделия вследствие вытекания связующего вещества в процессе формования.

Согласно аспекту настоящего изобретения, предлагается звукопоглощающий и изоляционный материал, включающий: внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой 1, включающий первое нетканое полотно содержащий от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна и связующее вещество, присутствующее в том же слое, как первое нетканое полотно и поддерживающий трехмерную структуру внутри нетканого полотна; и наружный звукопоглощающий и изоляционный слой 2ʹ, 2ʺ, включающий второе нетканое полотно, содержащее от 30 до 100 мас.% термостойкого волокна, в котором наружный звукопоглощающий и изоляционный слой 2ʹ, 2ʺ наслаивается на одной или обеих сторонах внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, наслаивание внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя и наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя может достигаться посредством связующего вещества, нагревания или давления.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, связующее вещество может наноситься на одну сторону наружного звукопоглощающего и изоляционного слоя, а затем наружный звукопоглощающий и изоляционный слой может наслаиваться посредством приведения в контакт покрытой связующим веществом стороны с внутренним звукопоглощающим и изоляционным слоем.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, связующее вещество, которое используется для наслаивания между внутренним звукопоглощающим и изоляционным слоем и наружным звукопоглощающим и изоляционным слоем, может представлять собой связующее вещество, содержащееся в первом нетканом полотне.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, связующее вещество может представлять собой термореактивную смолу.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, термостойкое волокно может иметь предельный кислородный индекс (LOI), составляющий 25% или более, и температуру термостойкости, составляющую 150°C или более.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, термостойкое волокно может представлять собой волокно одного или нескольких типов, выбранных из группы, которую составляют арамидное волокно, полифениленсульфидное (PPS) волокно, окисленное полиакрилонитрильное (oxi-PAN) волокно, полиимидное (PI) волокно, полибензимидазольное (PBI) волокно, полибензоксазольное (PBO) волокно, политетрафторэтиленовое (PTFE) волокно, поликетонное (PK) волокно, металлическое волокно, углеродное волокно, стеклянное волокно, базальтовое волокно, кварцевое волокно и керамическое волокно.

Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, термостойкое волокно может представлять собой арамидное волокно.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, первое нетканое полотно или второе нетканое полотно может изготавливаться из арамидного волокна, имеющего линейную плотность, составляющую от 1 до 15 денье, и оно может представлять собой однослойное нетканое полотно, у которого толщина составляет от 3 до 20 мм.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, первое нетканое полотно или второе нетканое полотно может иметь плотность, составляющую от 100 до 2000 г/м².

Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, первое нетканое полотно или второе нетканое полотно может иметь плотность, составляющую от 200 до 1200 г/м².

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой может быть изготовлен из одного слоя или из двух или более слоев.

Согласно примерному варианту осуществления настоящего изобретения, связующее вещество может представлять собой термореактивную смолу.

Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, термореактивная смола может представлять собой эпоксидную смолу, способную образовывать трехмерную сетчатую структуру во внутренней структуре первого нетканого полотна.

Согласно еще одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения, эпоксидная смола может представлять собой эпоксидную смолу одного или нескольких типов, выбранных из группы, которую составляют простой диглицидиловый эфир бисфенола A, простой диглицидиловый эфир бисфенола B, простой диглицидиловый эфир бисфенола AD, простой диглицидиловый эфир бисфенола F, простой диглицидиловый эфир бисфенола S, простой диглицидиловый эфир полиоксипропилена, полимер простого диглицидилового эфира бисфенола A, простой диглицидиловый эфир фосфазена, новолачный эпоксид бисфенола A, фенольная новолачная эпоксидная смола и о-крезольная новолачная эпоксидная смола.

Далее структура звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению описывается более подробно со ссылкой на фиг.1A-1B и фиг.2A-2C.

Фиг.1A-1B схематически иллюстрируют структура поперечного сечения звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению. Фиг.1A иллюстрирует поперечное сечение звукопоглощающего и изоляционного материала, в котором наружный звукопоглощающий и изоляционный слой 2ʹ изготавливается, когда второе нетканое полотно наслаивается на одну сторону внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1, включающего первое нетканое полотно и связующее вещество, причем между ними располагается адгезионный слой. Фиг.1B иллюстрирует поперечное сечение звукопоглощающего и изоляционного материала, в котором наружные звукопоглощающие и изоляционные слои 2ʹ, 2ʺ изготавливаются, когда два вторых нетканых полотна наслаиваются на обе стороны внутреннего звукопоглощающего и изоляционного слоя 1, включающего первое нетканое полотно и связующее вещество, причем между ними располагаются адгезионные слои.

Фиг.2A-2C иллюстрируют полученные с помощью электронного микроскопа изображения, представляющие трехмерную структуру внутри первого нетканого полотна, составляющего внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой 1.

Фиг.2A иллюстрирует полученное с помощью электронного микроскопа изображение, представляющее внутреннюю структуру первого нетканого полотна до пропитывания связующим веществом. Можно видеть, что нити из термостойких волокон пересекаются друг с другом, образуя нерегулярные микрополости. Фиг.2B и 2C иллюстрируют полученные с помощью электронного микроскопа изображения после пропитывания связующим веществом первого нетканого полотна. Можно видеть, что связующее вещество тонко и равномерно распределяется и прикрепляется к нитям из термостойких волокон. Кроме того, можно видеть, что содержание связующего вещества на поверхности нити увеличивается, когда увеличивается содержание связующего вещества.

Хотя могут наблюдаться различия в зависимости от способа изготовления, волокна образуют статистическую трехмерную структуру в первом нетканом полотне или во втором нетканом полотне, которые используются для изготовления звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению. Соответственно, пористая структура внутри нетканого полотна, как правило, представляет собой очень сложную лабиринтную структуру (лабиринтную систему), в которой регулярно или нерегулярно расположенные волокна трехмерно соединяются друг с другом, а не образуют пучки независимых капиллярных трубок. Другими словами, нетканое полотно, которое используется согласно настоящему изобретению, имеет нерегулярные микрополости, которые образуются, когда нити, изготовленные из термостойкого волокна, неплотно переплетаются друг с другом.

Если связующее вещество пропитывает нетканое полотно, это связующее вещество тонко и равномерно распределяется и прикрепляется к поверхности образующих нетканое полотно нитей, изготовленных из термостойкого волокна, и в результате этого образуются значительно более тонкие микрополости, чем до пропитывания. Образование мелких микрополостей во внутренней структуре нетканого полотна означает увеличение резонанса шума и таким образом, улучшение звукопоглощающих свойств. Если связующее вещество образует трехмерную сетчатую структуру, когда оно отверждается, звукопоглощающие свойства могут дополнительно улучшаться, поскольку более тонкие микрополости могут образовываться внутри нетканого полотна.

Соответственно, поскольку нетканое полотно может поддерживать внутреннюю трехмерную структуру за счет связующего вещества, которое равномерно пропитывает нетканое полотно и, кроме того, поскольку более тонкие микрополости могут образовываться в процессе отверждения связующего вещества, звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению приобретает значительно улучшенные звукопоглощающие характеристики, благодаря доведенного до максимума поглощения шума посредством увеличения резонанса нетканом полотне.

Как видно из полученных с помощью электронного микроскопа изображений на фиг.2A-2C, внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой согласно настоящему изобретению имеет внутреннюю структуру, в которой связующее вещество равномерно диспергируется и распределяется на поверхности состоящих из термостойких волокон нитей, которые составляют нетканое полотно.

Далее будут описаны более подробно составляющие элементы имеющего такую внутреннюю структуру звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению.

Согласно настоящему изобретению, термостойкое волокно используется в качестве основного волокна, которое составляет первое нетканое полотно или второе нетканое полотно.

Термостойкое волокно может представлять собой любое волокно, имеющее превосходную долговечность и способное выдерживать условия высокой температуры и сверхвысокой температуры. В частности, термостойкое волокно может представлять собой волокно, у которого предельный кислородный индекс (LOI) составляет 25% или более, и температура термостойкости составляет 150°C или более. Более конкретно, термостойкое волокно может представлять собой волокно, у которого предельный кислородный индекс (LOI) составляет от 25 до 80%, и температура термостойкости составляет от 150 до 30000°C. Наиболее конкретно, термостойкое волокно может представлять собой волокно, у которого предельный кислородный индекс (LOI) составляет от 25 до 70%, и температура термостойкости составляет от 200 до 1000°C. Кроме того, термостойкое волокно может иметь линейную плотность, составляющую от 1 до 15 денье, в частности от 1 до 6 денье, и длину нити, составляющую от 20 до 100 мм, в частности от 40 до 80 мм.

Термостойкое волокно может называться термином «суперволокно», который обычно используется в соответствующей области техники. В частности, суперволокно может представлять собой суперволокно одного или нескольких типов, выбранных из группы, которую составляют арамидное волокно, полифениленсульфидное (PPS) волокно, окисленное полиакрилонитрильное (oxi-PAN) волокно, полиимидное (PI) волокно, полибензимидазольное (PBI) волокно, полибензоксазольное (PBO) волокно, политетрафторэтиленовое (PTFE) волокно, поликетонное (PK) волокно, металлическое волокно, углеродное волокно, стеклянное волокно, базальтовое волокно, кварцевое волокно и керамическое волокно.

В частности, арамидное волокно может использоваться в качестве термостойкого волокна согласно настоящему изобретению. Более конкретно, мета-арамидное, пара-арамидное или их смесь может использоваться в качестве термостойкого волокна согласно настоящему изобретению. Арамидное волокно, которое используется в качестве нитей для нетканого полотна согласно настоящему изобретению, может иметь линейную плотность, составляющую от 1 до 15 денье, в частности от 1 до 6 денье, и длину нити, составляющую от 20 до 100 мм, в частности от 40 до 80 мм. Если длина нити является чрезмерно короткой, соединение нитей может оказаться затруднительным в процессе иглопробивания. В результате этого может оказаться слабым сцепление нетканого полотна. Кроме того, если длина нити является чрезмерно большой, сцепление нетканого полотна может быть превосходным, но движение нитей может оказаться затруднительным в процессе кардочесания.

Арамидное волокно представляет собой ароматическое полиамидное волокно, в котором ароматические кольца, такие как бензольные кольца, соединяются друг с другом посредством амидных групп. Чтобы отличить его от алифатического полиамида (например, нейлона), ароматическое полиамидное волокно называется термином «арамидное». Арамидное волокно изготавливается посредством прядения ароматического полиамида и классифицируется как мета-арамидное или пара-арамидное в зависимости от расположения амидных связей.

[Химическая формула 1]

[Химическая формула 2]

Мета-арамид (м-арамид), который представляет химическая формула 1, изготавливается в процессе сухого прядения после того, как изофталоилхлорид и м-фенилендиамин растворяются в растворителе, представляющем собой диметилацетамид (DMAc). Мета-арамид имеет относительно высокое удлинение при разрыве, составляющее от 22 до 40%, вследствие неравномерной полимерной структуры, является пригодным для окрашивания и может легко превращаться в волокна. Мета-арамид имеется в продаже под товарными знаками Nomex™ (DuPont) и Conex™ (Teijin).

Пара-арамид (п-арамид), который представляет химическая формула 2, изготавливается в процессе влажного прядения после того, как терефталоилхлорид и п-фенилендиамин растворяются в растворителе, представляющем собой N-метилпирролидон (NMP). Пара-арамид имеет высокую прочность благодаря своей высокоориентированной неразветвленной молекулярной структуре. Будучи прочнее, чем мета-арамид, приблизительно от 3 до 7 раз, он используется в составе армирующих или защитных материалов. Кроме того, пара-арамид проявляет высокую химическую устойчивость, меньшую термическую усадку и превосходную устойчивость размеров, а также высокую прочность при растяжении, огнестойкость и свойства самозатухания. Пара-арамид имеется в продаже под товарными знаками Kevlar™ (DuPont), Twaron™ (Teijin) и Technora™ (Teijin).

Арамид поставляется в форме волокон, штапельных волокон, нитей и т.д., которые содержат армирующие материалы (трансформатор, мотор и т.д.), изоляционные материалы (изоляционная бумага, изоляционная лента и т.д.), термостойкие волокна (огнестойкая одежда, перчатки и т.д.), высокотемпературные фильтры и т.д.

Хотя нетканое полотно, которое составляет звукопоглощающий и изоляционный материал согласно настоящему изобретению, в основном, изготовлено из содержащих термостойкие волокна нитей, в объем настоящего изобретения могут также входить нетканые полотна, изготовленные посредством дополнительного введения других волокон в нити, содержащие термостойкие волокна, в целях уменьшения стоимости или обеспечения понижения плотности, улучшения функциональных свойств и других характеристик нетканого полотна. Другими словами, хотя нетканое полотно согласно настоящему изобретению изготавливается из содержащих термостойкие волокна нитей, настоящее изобретение никаким образом не ограничивается нетканом полотном, изготовленным только из термостойкого волокна. Нетканое полотно согласно настоящему изобретению может включать нити, содержащие термостойкие волокна, в количестве, составляющем от 30 до 100 мас.%, более конкретно от 60 до 100 мас.%, по отношению к массе нетканого полотна.

Кроме того, внутренний звукопоглощающий и изоляционный слой звукопоглощающего и изоляционного материала согласно настоящему изобретению включает связующее вещество, которое присутствует в том же слое, как нетканое полотно, и поддерживает трехмерную структуру внутри нетканого полотна. Связующее вещество, используемое согласно настоящему изобретению, может представлять собой любое вещество, которое способно поддерживать трехмерную структуру внутри нетканого полотна. Выражение «поддерживать трехмерную структуру внутри нетканого полотна» означает, что связующее вещество, которое пропитывает нетканое полотно, равномерно распределяется и прикрепляется к поверхности волокон в составе нитей нетканого полотна и поддерживает или дополнительно образует нерегулярные микрополости, и в результате этого поддерживается исходная трехмерная структура внутри нетканого полотна.

Хотя термин «связующее вещество», как правило, означает материал, который используется, чтобы скреплять или соединять два материала, термин «связующее вещество», который используется согласно настоящему изобретению, означает материал, пропитывающий нетканое полотно, изготовленное из термостойкого волокна.

Многие материалы могут использоваться в качестве связующего вещества, которое пропитывает нетканое полотно. Прежде всего, термопластическая смола или термореактивная смола может рассматриваться в качестве связующего вещества.

Термопластическая смола, которая представляет собой смолу на полиамидной основе, содержит кристаллические полярные группы, такие как арамидное волокно, в качестве примерного термостойкого волокна. По существу, если термопластическое связующее вещество пропитывает нетканое полотно, изготовленное из термопластического термостойкого волокна, прочный пограничный слой образуется между ними посредством контакта между направленными друг к другу аналогичных кристаллических полярных групп, которые частично блокируют микрополости нетканого полотна. Другими словами, если термопластическая смола используется в качестве связующего вещества, которое пропитывает нетканое полотно, изготовленное из термопластического термостойкого волокна, звукопоглощающие характеристики ухудшаются вследствие частичного блокирования микрополостей нетканого полотна. На первый взгляд, можно было бы предполагать, что звукопоглощающие характеристики должны улучшаться, если микрополости блокируются. Но поскольку шум не затухает внутри нетканого полотна, но передается другими путями, улучшение звукопоглощающих характеристик невозможно ожидать, если термопластическое связующее вещество используется для пропитывания. Кроме того, если термопластическое связующее вещество пропитывает нетканое полотно, изготовленное из