一种轻量化汽车声学地毯及其生产方法
【专利摘要】本发明涉及一种轻量化汽车声学地毯及其生产方法，属于汽车零部件生产【技术领域】。其通过地毯下声学隔音减震垫成型、地毯面毯与地毯下声学隔音减震垫贴合成型、冷却定型、水刀切割等步骤制备得到成品。通过本发明的方法生产的多层结构汽车声学地毯达到了减震、隔音、环保与轻量化等性能指标要求；大大降低了汽车声学地毯重量，满足了整车轻量化设计的要求；选用软高密度硬质纤维层热塑性毛毡及PET与PE复合地毯面毯使原材料成本减少，并更有选择性。
【专利说明】一种轻量化汽车声学地毯及其生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轻量化汽车声学地毯及其生产方法，属于汽车零部件生产【技术领域】。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对汽车轻量化要求的不断提高，汽车生产商及其汽车零部件供应商都在共同努力，寻找各种可行的轻量化解决方案。如，汽车声学包零件中的汽车前围隔音垫，使用了双密度的纤维层结构取代传统重质层(材料一般为EPDM、EVA等)+泡沫材料结构，在产品总质量上能比传统结构普遍降低40%，但却能取得与传统结构综合声学性能相当的效果。目前该结构已经成功应用于多款车型，从整车测试及和市场反馈情况看，这种双密度的纤维层结构的确起到了良好的声学效果:在整车测试中，能获得与传统结构相同级别的内部声压级数据，从用户的口碑中反映出应用了这种结构的产品的车所感受到的噪音比以前低，且在关闭车窗的情况下，在车内交谈时，所听到声音更清晰。
[0003]双密度的纤维层结构能成功应用在汽车前围隔音垫制品上，那么对于同样具有重质层结构的汽车地毯，也可以应用类似的材料结构，从而生产出一种轻量化的汽车声学地毯。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有地毯生产技术存在的不足之处，提供一种轻量化汽车声学地毯及其生产方法。
[0005]按照本发明提供的技术方案，一种轻量化汽车声学地毯，结构如下:包括五层；从下自上依次为第一层软质纤维层，第二层第一气流阻挡膜层，第三层硬质纤维层，第四层第二气流阻挡膜层，第五层为面毯层。
[0006]所述轻量化汽车声学地毯，按重量份计如下:
第一层为软质纤维层，该纤维层由聚酯纤维PET 5-25份、低熔点聚酯纤维L-PET15-25份以及再生天然纤维40-70份，经开松、混料、气流成网后，加工成片材，然后对片材进行蒸汽加热模压即得软质纤维层；其厚度为3-55mm ；
第二层为第一气流阻挡膜层，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一种形成的单层膜或两者复合形成的复合膜，其厚度为25-100 μ m，流阻范围在1000-5000N.s/m3 ；
第三层为硬质纤维层，该纤维层由聚酯纤维PET 10-30份，低熔点聚酯纤维L-PET15-30份以及再生天然纤维40-60份，经开松、混料、气流成网后，加工成片材，然后对片材进行蒸汽加热模压即得硬质纤维层；其厚度为3-7mm ；
第四层为第二气流阻挡膜层，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一种形成的单层膜或两者复合形成的复合膜；厚度为100-350 μ m，该层的流阻范围在1000-4000N.s/m3 ；
第五层为面毯层，材质为聚酯纤维，由PET与PE组成，按重量百分比计，PET含量为60%-80%，PE的含量为20%-40%，采用针刺或簇绒工艺与第四层复合在一起。
[0007]所述第一层软质纤维层的面密度为300-1800g/m2 ;第二层第一气流阻挡膜层面密度为25-100g/m2，熔点范围为90-120°C;第三层硬质纤维层面密度为800_1600g/m2 ;第四层第二气流阻挡膜层面密度为100-350g/m2，熔点范围为90-120°C;第五层面毯层的面密度为250-800g/m2。
[0008]一种轻量化汽车声学地毯的生产方法，步骤为:
(1)地毯下声学隔音减震垫制作:
a、原材料的铺放:将低密度软质纤维层置于下层，第一气流阻挡膜层置于中间，硬质纤维层置于上层；
b、热压成型:将步骤a铺好的原材料放入模具内进行通蒸汽加热压制成型，得到成型半成品；通蒸汽热压成型时，模具温度控制在160-190°C，成型压力控制在ll-13MPa，通蒸汽时间控制在30-50s，抽气时间控制在40-60s，模具保压时间控制在65_85s，蒸汽温度控制在 170-200 0C ；
C、冷却定型:将步骤b得到的成型半成品置于冷却工装上进行自然冷却定型，冷却定型时间控制在70-90s，得到地毯下声学隔音减震垫半成品；
(2)表层面毪与底层声学隔音减震垫复合成型:
d、材料铺放:将步骤(I)得到的地毯下声学隔音减震垫半成品放置在面毯贴合模的下模上；
e、面毯烘温:取地毯面毯，采用淋膜工艺，将第二气流阻挡膜层淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；将淋膜后的地毯面毯正面向上铺放在烘箱网链上，通过网链送入悬空式单烘箱进行烘温；悬空式单烘箱的加热区温度控制在380-450°C，烘温时间控制在50-75s ；
f、贴合成型:将步骤e中烘温完毕后的地毯面毯通过网链送入步骤d所述贴合模内，地毯面毯放置在地毯下减震垫半成品上方，面毯贴合模的上模下压进行压制，经贴合后即得到轻量化汽车声学地毯半成品；贴合时上模的温度控制在40-70°C之间，贴合成型压力控制在7.5-8.5MPa，成型时间控制在40_60s ；
g、冷却定型:将步骤f得到的轻量化汽车声学地毯半成品放置到冷却定型治具上进行冷却定型；冷却时间60-90s，定型压力控制在6.5-7.5MPa ；
(3)水刀切割:将冷却定型后的轻量化汽车声学地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后对其进行高压水切割，轻量化汽车声学地毯成品；切割水压控制在45000-55000psi，切割气压控制在 0.7-0.9MPa。
[0009]所述地毯面毯的密度为400_1100g/m2，地毯面毯由PET与PE组成，在地毯面毯中，PET的重量百分含量为60-80%，PE的重量百分含量为20-40%。
[0010]本发明的有益效果:通过本发明的方法生产的轻量化汽车声学地毯达到了减震、环保与轻量化等性能指标要求；大大降低了汽车声学地毯重量，满足了整车轻量化设计的要求；选用软高密度硬质纤维层热塑性毛毡及PET与PE复合地毯面毯使原材料成本减少，并更有选择性；在材料加工过程中，采用通蒸汽热压成型、工装冷却定型、水刀切割，工艺稳定，确保了操作的安全性和准确度，同时提升了作业效率；产品余料较少；节约了制造成本；产品整个生产过程没有有害物质产生。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1本发明轻量化地毯结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]以下实施例中的软质纤维层、硬质纤维层、气流阻挡膜、和地毯面毯均购自市场。
[0013]实施例1 米用的材料为:
(A)地毯面毯:面密度为800g/m2，地毯面毯中PET与PE的重量百分组成为:PET:75%，PE:25% ；
(B)用于制作地毯下声学隔音减震垫低密度软质纤维层棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:10%, L-PET:20%，再生棉:70%，克重为:1200g/m2 ；
(C)用于制作地毯下声学隔音减震垫高密度硬质纤维层棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:20%, L-PET:25%，再生棉:55%，克重:800g/m2 ；
(D)第一气流阻挡膜层，即热塑性薄膜克重:25g/m2，材质为EAA，熔点范围为10-1lO0C ;第二气流阻挡膜层，克重为100-350g/m2，材质为EAA。
[0014]采用的工艺为:
(1)地毯下声学隔音减震垫制作:
a、原材料铺放:材料包含热塑性棉毡及低熔点热熔薄膜；将用于制作声学隔音减震垫低密度软质纤维层用棉毡置于下层；将第一气流阻挡膜层低熔点热熔薄膜置于中间，将用于制作声学隔音减震垫高密度硬质纤维层用棉毡置于上层；
b、热压成型:将铺放好的原材料放入模具内进行通蒸汽加热压制成型；通蒸汽热压成型时，模具温度控制在160°C，成型压力控制在13MPa，通蒸汽时间控制在30s，抽气时间控制在45s，模具保压时间控制在65s，蒸汽温度控制在180°C ；
C、冷却定型:将成型半成品置于冷却工装上进行自然冷却定型，得到多层结构汽车地毯下声学隔音减震垫半成品；冷却定型时间控制在70s ；
(2)表层面毪与底层声学隔音减震垫复合成型:
d、材料铺放:将步骤(I)中得到的地毯下声学隔音减震垫半成品放置在面毯贴合模的下模上；
e、面毯烘温:取地毯面毯，采用淋膜工艺，将第二气流阻挡膜层淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；将地毯面毯正面向上铺放在烘箱网链上，地毯面毯通过网链送入悬空式单烘箱进行烘温，悬空式单烘箱的加热区温度控制在380°C，烘温时间控制在55s ；
f、贴合成型:将步骤e中烘温完毕后的面毯通过网链送入贴合模内，地毯面毯放置在地毯下减震垫半成品上方，面毯贴合模的上模下压进行压制，上模的温度控制在50°C之间。经贴合后即得到轻量化汽车声学地毯半成品。此过程中，贴合成型压力控制在7.5MPa，成型时间控制在50 s ；
g、冷却定型:将步骤f中得到的半成品放置到冷却定型治具上，以对产品作进一步的冷却定型，冷却时，使用液态冷却水进行冷却，冷却时间为60s，定型压力控制在6.5MPa ；
(3)水刀切割:将步骤(2)中得到的汽车声学地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再实施高压水切割，以去除孔位及产品周边余料，得到最终的轻量化汽车声学地毯成品，切割水压控制在45000psi，切割气压控制在0.7MPa。
[0015]实施例2 米用的材料为:
(A)地毯面毯:面密度为1000g/m2，地毯面毯中PET与PE的重量百分组成为:PET:70%，PE:30% ；
(B)用于制作地毯下声学隔音减震垫低密度软质纤维层用棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:20%, L-PET:15%，再生棉:65%，克重为:1600g/m2 ；
(C)用于制作地毯下声学隔音减震垫高密度硬质纤维层用棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:15%, L-PET:25%，再生棉:60%，克重:1200g/m2 ；
(D)第一气流阻挡膜层，即热塑性薄膜克重:50g/m2，材质为EAA，熔点范围为105-115°C ;第二气流阻挡膜层，克重为200g/m2，材质为EAA。
[0016]采用的工艺为:
(1)地毯下声学隔音减震垫制作:
a、原材料铺放:材料包含热塑性棉毡及低熔点热熔薄膜；将用于制作声学隔音减震垫低密度软质纤维层用棉毡置于下层；将第一气流阻挡膜层低熔点热熔薄膜置于中间，将用于制作声学隔音减震垫高密度硬质纤维层用棉毡置于上层；
b、热压成型:将铺放好的原材料放入模具内进行通蒸汽加热压制成型；通蒸汽热压成型时，模具温度控制在190°C，成型压力控制在llMPa，通蒸汽时间控制在50s，抽气时间控制在60s，模具保压时间控制在80s，蒸汽温度控制在200°C ；
C、冷却定型:将成型半成品置于冷却工装上进行自然冷却定型，得到多层结构汽车地毯下声学隔音减震垫半成品；冷却定型时间控制在85s ；
(2)表层面毪与底层声学隔音减震垫复合成型:
d、材料铺放:将步骤(I)中得到的地毯下声学隔音减震垫半成品放置在面毯贴合模的下模上；
e、面毯烘温:取地毯面毯，采用淋膜工艺，将第二气流阻挡膜层淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；将地毯面毯正面向上铺放在烘箱网链上，地毯面毯通过网链送入悬空式单烘箱进行烘温，悬空式单烘箱的加热区温度控制在400°C，烘温时间控制在70s ；
f、贴合成型:将步骤e中烘温完毕后的面毯通过网链送入贴合模内，地毯面毯放置在地毯下减震垫半成品上方，面毯贴合模的上模下压进行压制，上模的温度控制在50°C之间。经贴合后即得到轻量化汽车声学地毯半成品。此过程中，贴合成型压力控制在8.5MPa，成型时间控制在60s ；
g、冷却定型:将步骤f中得到的半成品放置到冷却定型治具上，以对产品作进一步的冷却定型，冷却时，使用液态冷却水进行冷却，冷却时间为90s，定型压力控制在7.5MPa ；
(3)水刀切割:将步骤(2)中得到的汽车声学地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再实施高压水切割，以去除孔位及产品周边余料，得到最终的轻量化汽车声学地毯成品，切割水压控制在55000psi，切割气压控制在0.9MPa。
[0017]实施例3 米用的材料为:
(A)地毯面毯:面密度为600g/m2，地毯面毯中PET与PE的重量百分组成为:PET:60%，PE:40% ；
(B)用于制作地毯下声学隔音减震垫低密度软质纤维层用棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:15%, L-PET:15%，再生棉:70%，克重为:800g/m2 ；
(C)用于制作地毯下声学隔音减震垫高密度硬质纤维层用棉毡，各组分的重量百分含量为:PET:20%, L-PET:25%，再生棉:55%，克重:1000g/m2 ；
(D)第一气流阻挡膜层，即热塑性薄膜克重:30g/m2，材质为PE，熔点范围为95-105°C；第二气流阻挡膜层，克重为350g/m2，材质为PE。
[0018]采用的工艺为:
(1)地毯下声学隔音减震垫制作:
a、原材料铺放:材料包含热塑性棉毡及低熔点热熔薄膜；将用于制作声学隔音减震垫低密度软质纤维层用棉毡置于下层；将第一气流阻挡膜层低熔点热熔薄膜置于中间，将用于制作声学隔音减震垫高密度硬质纤维层用棉毡置于上层；
b、热压成型:将铺放好的原材料放入模具内进行通蒸汽加热压制成型；通蒸汽热压成型时，模具温度控制在180°C，成型压力控制在12MPa，通蒸汽时间控制在35s，抽气时间控制在40s，模具保压时间控制在75s，蒸汽温度控制在190°C ；
C、冷却定型:将成型半成品置于冷却工装上进行自然冷却定型，得到多层结构汽车地毯下声学隔音减震垫半成品；冷却定型时间控制在75s ；
(2)表层面毪与底层声学隔音减震垫复合成型:
d、材料铺放:将步骤(I)中得到的地毯下声学隔音减震垫半成品放置在面毯贴合模的下模上；
e、面毯烘温:取地毯面毯，采用淋膜工艺，将第二气流阻挡膜层淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；将地毯面毯正面向上铺放在烘箱网链上，地毯面毯通过网链送入悬空式单烘箱进行烘温，悬空式单烘箱的加热区温度控制在390°C，烘温时间控制在65s ；
f、贴合成型:将步骤e中烘温完毕后的面毯通过网链送入贴合模内，地毯面毯放置在地毯下减震垫半成品上方，面毯贴合模的上模下压进行压制，上模的温度控制在50°C之间。经贴合后即得到轻量化汽车声学地毯半成品。此过程中，贴合成型压力控制在8MPa，成型时间控制在45s ；
g、冷却定型:将f中得到的半成品放置到冷却定型治具上，以对产品作进一步的冷却定型，冷却时，使用液态冷却水进行冷却，冷却时间为75s，定型压力控制在7MPa ；
(3)水刀切割:将步骤(2)中得到的汽车声学地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后再实施高压水切割，以去除孔位及产品周边余料，得到最终的轻量化汽车声学地毯成品，切割水压控制在50000psi，切割气压控制在0.8MPa。
[0019]对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的范围和实质的情况下对本发明的各种修改和替换是显而易见的。本发明不应当被局限于在本文中仅仅为了示例性的目的而被阐述的那些内容。
【权利要求】
1.一种轻量化汽车声学地毯，其特征是结构如下:包括五层；从下自上依次为第一层软质纤维层(I )，第二层第一气流阻挡膜层(2)，第三层硬质纤维层(3)，第四层第二气流阻挡膜层(4)，第五层为面毯层(5)。
2.如权利要求1所述轻量化汽车声学地毯，其特征是按重量份计如下: 第一层为软质纤维层(1)，该纤维层由聚酯纤维PET 5-25份、低熔点聚酯纤维L-PET15-25份以及再生天然纤维40-70份，经开松、混料、气流成网后，加工成片材，然后对片材进行蒸汽加热模压，即得软质纤维层；其厚度为3?55mm; 第二层为第一气流阻挡膜层(2)，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一种形成的单层膜或两者复合形成的复合膜；其厚度为25-100 μ m ;流阻范围在1000-5000N.s/m3 ； 第三层为硬质纤维层(3)，该纤维层由聚酯纤维PET 10-30份，低熔点聚酯纤维L-PET15-30份以及再生天然纤维40-60份，经开松、混料、气流成网后，加工成片材，然后对片材进行蒸汽加热模压后，即得硬质纤维层；其厚度为3-7mm ； 第四层为第二气流阻挡膜层(4)，由聚乙烯和乙烯丙烯酸共聚物中的一种形成的单层膜或两者复合形成的复合膜，厚度为100-350 μ m:该层的流阻范围在1000-4000N.s/m3 ； 第五层为面毯层(5)，材质为聚酯纤维，由PET与PE组成，按重量百分比计，PET含量为60%-80%，PE的含量为20%-40%，采用针刺或簇绒工艺与第四层复合在一起。
3.如权利要求2所述轻量化多层结构汽车声学地毯的制备方法，其特征是:所述第一层软质纤维层(I)的面密度为300-1800g/m2 ;第二层第一气流阻挡膜层(2)面密度为25-100g/m2，熔点范围为90-120°C ;第三层硬质纤维层(3)面密度为800_1600g/m2 ;第四层第二气流阻挡膜层(4)面密度为100-350g/m2，熔点范围为90_120°C ;第五层面毯层(5)的面密度为250-800g/m2。
4.一种轻量化汽车声学地毯的生产方法，其特征是步骤为: (1)地毯下声学隔音减震垫制作: a、原材料的铺放:将低密度软质纤维层置于下层，第一气流阻挡膜层置于中间，硬质纤维层置于上层； b、热压成型:将步骤a铺好的原材料放入模具内进行通蒸汽加热压制成型，得到成型半成品；通蒸汽热压成型时，模具温度控制在160-190°C，成型压力控制在ll-13MPa，通蒸汽时间控制在30-50s，抽气时间控制在40-60s，模具保压时间控制在65_85s，蒸汽温度控制在 170-200 0C ； C、冷却定型:将步骤b得到的成型半成品置于冷却工装上进行自然冷却定型，冷却定型时间控制在70-90s，得到地毯下声学隔音减震垫半成品； (2)表层面毪与底层声学隔音减震垫复合成型: d、材料铺放:将步骤(I)得到的地毯下声学隔音减震垫半成品放置在面毯贴合模的下模上； e、面毯烘温:取地毯面毯，采用淋膜工艺，将第二气流阻挡膜层淋膜于地毯面毯下，得到淋膜后的地毯面毯；将淋膜后的地毯面毯正面向上铺放在烘箱网链上，通过网链送入悬空式单烘箱进行烘温；悬空式单烘箱的加热区温度控制在380-450°C，烘温时间控制在50-75s ； f、贴合成型:将步骤e中烘温完毕后的地毯面毯通过网链送入步骤d所述贴合模内，地毯面毯放置在地毯下减震垫半成品上方，面毯贴合模的上模下压进行压制，经贴合后即得到轻量化汽车声学地毯半成品；贴合时上模的温度控制在40-70°C之间，贴合成型压力控制在7.5-8.5MPa，成型时间控制在40_60s ； g、冷却定型:将步骤f得到的轻量化汽车声学地毯半成品放置到冷却定型治具上进行冷却定型；冷却时间60-90s，定型压力控制在6.5-7.5MPa ； (3)水刀切割:将冷却定型后的轻量化汽车声学地毯半成品放置在水刀切割治具上，完成定位后对其进行高压水切割，轻量化汽车声学地毯成品；切割水压控制在45000-55000psi，切割气压控制在 0.7-0.9MPa。
5.如权利要求4所述轻量化汽车声学地毯的生产方法，其特征是:所述地毯面的密度为400-1100g/m2,地毯面毯由PET与PE组成，在地毯面毯中，PET的重量百分含量为60_80%，PE的重量百分含量为20-40%。
【文档编号】B32B38/00GK104192042SQ201410419796
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】阮静, 叶佳乐, 陈奇, 陈全生, 黄威 申请人:无锡吉兴汽车部件有限公司
文档序号 :
【 2454254 】
技术研发人员：阮静,叶佳乐,陈奇,陈全生,黄威
技术所有人：无锡吉兴汽车部件有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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技术研发人员：阮静,叶佳乐,陈奇,陈全生,黄威
技术所有人：无锡吉兴汽车部件有限公司
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