1.本发明涉及一种汽车用的隔音层及其制备方法，更具体地说，涉及一种汽车隔音垫及其制备方法。
背景技术：2.市面上的汽车使用的隔音垫一般有eva+pu（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物+聚氨基甲酸酯）发泡的传统型结构和杂花棉（回收棉）软硬毡耗散型两种结构，eva+pu发泡具有重量重、气味大、挥发性有毒气体排放大、低吸声性等缺点，杂花棉软硬毡具有气味大、挥发性有毒气体排放大、低隔声性等缺点。
3.目前在用的一种轻量化的汽车隔音垫是用低熔点pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂）和超细纤维pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、pp（聚丙烯）、pa（聚酰胺，俗称尼龙）等材料混合制备而成，横截面有中空、异形等多种结构形式。
4.现有的pet、pp、pa轻量化汽车隔音垫的材料配比有多种方案，如下所示：方案1：10%~80%：20%~90%的质量配比将-lpet（低熔点聚对苯二甲酸乙二醇酯）纤维与（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、pp（聚丙烯）、pa（聚酰胺，俗称尼龙）、pla（聚乳酸）等纤维配比。纤维线密度为0.1d-15d。
5.方案2：l-pet+天然纤维+气流阻挡膜层+硬质纤维层+气流阻挡膜层+面毯层。
6.方案3：棉毡+pe膜+棉毡三层结构。
7.现有的超细纤维隔音垫特定的模压或者蒸汽制备工艺限制了该种隔音垫的成型性，部分纵深较深的特征（如深度大于25mm且宽度小于30mm的特征，或者深度大于45mm的特征）无法成型（无法形成较大、较复杂的型面），存在缺料的现象，大大影响了现有材料结构的隔音垫的应用范畴。
技术实现要素：8.针对现有技术存在的现有汽车隔音垫材料无法形成复杂型面、重量较大的问题，本发明提供一种汽车隔音垫及其制备方法，其至少解决汽车隔音垫型面小、重量大的问题。
9.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种汽车隔音垫，包括硬毡层、软毡层、以及硬毡层和软毡层之间的粘合层，其特征在于：软毡层包括65%-85%的隔音纤维以及15%-35%的低熔点纤维。
10.作为本发明的一种实施方式，隔音纤维包括超细纤维、普通纤维、中空纤维、废纺毡，或者上述的混合配比。其中，超细纤维的线密度为0.1d-1.0d。
11.作为本发明的一种实施方式，软毡层包括65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维，且硬毡层、粘合层、软毡层通过热成形工艺成型。
12.作为本发明的一种实施方式，软毡层包括75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维，且硬毡层、粘合层、软毡层通过热压成型。
13.作为本发明的一种实施方式，汽车隔音垫的面密度为2600gsm，其中硬毡层的面密
度为1400gsm，软毡层的面密度为1200gsm。
14.作为本发明的一种实施方式，粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
15.为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种汽车隔音垫的制备方法，包括：采用65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维作为软毡层的原材料；利用冷料热模法热成形工艺制作软毡层，将蒸汽温度设定在180℃-220℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型；模压预成型制作硬毡层；在硬毡层和软毡层之间设置粘合层；将硬毡层、粘合层、软毡层热压成型。
16.作为本发明的一种实施方式，超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
17.为实现上述目的，本发明还采用如下技术方案：一种汽车隔音垫的制备方法，包括：采用75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维作为软毡层的原材料；模压预成型制作硬毡层；在硬毡层和软毡层之间设置粘合层；将硬毡层、粘合层、软毡层进行烘制，其中烘制温度设定在2000℃-280℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型。
18.作为本发明的一种实施方式，超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
19.在上述技术方案中，本发明的汽车隔音垫不仅具有重量轻、吸隔声性能优良、气味好等优势，还能生产出更加复杂的零部件结构，可以应用在汽车上更多、更复杂的结构环境中。此外，本发明的制备方法可以生产出来更加复杂的结构特征，提升了超细纤维类的隔音垫在整车上的应用范围。
附图说明
20.图1是本发明的汽车隔音垫的结构剖视图；图2是本发明的汽车隔音垫的成型结构示意图；图3是本发明第一种制备方法的流程图；图4是本发明第二种制备方法的流程图。
21.图中：1-硬毡层，2-粘合层，3-软毡层。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本发明实施例中的技术方案进一步作清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例用来作为解释本发明技术方案之用，并非意味着已经穷举了本发明所有的实施方式。
23.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.参照图1和图2，本发明首先公开一种汽车隔音垫的结构。如图1所示，本发明的汽车隔音垫主要由3层结构组成，依次分别是硬毡层1、粘合层2、软毡层3。其中，硬毡层1和软毡层3分别位于隔音垫的两个外侧，粘合层2位于硬毡层1和软毡层3之间。本发明的软毡层3
主要包括65%-85%的隔音纤维以及15%-35%的低熔点纤维。
25.作为本发明的一种实施方式，本发明的汽车隔音垫主要有两种优选的配比方式。
26.1. 软毡层3包括65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维，且硬毡层1、粘合层2、软毡层3通过热成形工艺成型。
27.2.软毡层3包括75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维，且硬毡层1、粘合层2、软毡层3通过热压成型。
28.作为本发明的一种实施方式，隔音纤维包括超细纤维、普通纤维、中空纤维、废纺毡，或者上述的混合配比。其中作为一种优选实施方式，本发明的隔音纤维最好采用超细纤维，并且本发明所采用的超细纤维的线密度为0.1d-1.0d（旦）。
29.此外，为了获得更好的隔音效果，本发明的汽车隔音垫的面密度为2600gsm（克/平方米），其中硬毡层1的面密度为1400gsm（克/平方米），软毡层3的面密度为1200gsm（克/平方米）。
30.本领域的技术人员可以理解，上述参数只是本发明众多实施例的列举，而并非本发明的限制。在本发明的其他实施例中，汽车隔音垫还可以具有更多的夹层，汽车隔音垫、硬毡层1和软毡层3的面密度还可以是其他合适的数值，并且粘合层2的选材也可以有其他选择。
31.粘合层主要起到粘合硬毡层1和软毡层3的作用，因此由图1可见，粘合层的厚度明显小于硬毡层1和软毡层3的厚度。作为本发明的一种优选实施方式，粘合层的材料为聚乙烯（pe）膜或者尼龙/聚乙烯（pa/pe）复合膜。
32.本发明的超细纤维可以用pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、pp（聚丙烯）、pa（聚酰胺，俗称尼龙）等材料混合制备而成。常规的车用纤维线密度为1.5d-5d左右，本发明采用的超细纤维线密度在0.1d-1.0d之间，横截面有中空、异形等多种结构形式。相比于常规的纤维，本发明采用的超细纤维具有高表面积体积比，可以通过不同纤维配比和纤维层级组合设计，生产出具有优良的吸隔声性的汽车隔音垫。本发明的超细纤维隔音垫相比于eva+pu发泡隔音垫，在相同的声学性能的情况下可以减重30%左右，且具有低气味和低有毒气体释放的特性。相比于杂花棉类的隔音垫，本发明采用的超细纤维的隔音垫具备更好的声学性能和更好的气味和低有毒气体释放的优势。
33.下面表1是将本发明的带有超细纤维的汽车隔音垫和杂花棉、eva+pu发泡等传统汽车隔音垫的声学性能对比表：
表1为2600 gsm杂花棉和2600 gsm超细纤维（线密度：0.5d）以及5 kg/m2 的eva+50 kg/m3 pu发泡三种某车型内前围隔音垫结构方案的仿真隔声对比，该隔声数据为插入损失。（插入损失-子系统不包含声学材料和包含声学材料的隔声测试差值，测试数据只有声学材料的实验方式）。该仿真方式为通过不同厚度的平板材料的测试数据和零部件实际厚度占比加权所算的数据，可以用于横向评估三种结构方案的隔声性。
34.由表1可见，从400hz到10000hz的广大声域范围内，2600gsm的超细纤维所构成的隔音垫在降噪方面的数值全面优于2600gsm杂花棉所构成的隔音垫。另一方面，在2500hz一下，虽然2600gsm的超细纤维所构成的隔音垫的隔音效果略低于5 kg/m2 的eva+50 kg/m3 pu发泡材料构成的隔音垫，但两者相差不大。另一方面，在2500hz以上的声域范围内，2600gsm的超细纤维所构成的隔音垫的隔音效果就优于5 kg/m2 的eva+50 kg/m3 pu发泡材料构成的隔音垫。
35.本领域的技术人员可以理解，作为汽车用的隔音垫，其隔音效果、隔音目的主要在于高频噪音，因此对于汽车隔音垫的选材，本领域的技术人员更需要参考高频噪音的隔音效果。因此如表1所示，2600gsm的超细纤维所构成的隔音垫更适合作为汽车隔音垫，其具有更优的隔音效果和隔音表现。
36.综上所述，本发明之所以采用超细纤维作为软毡层3的主要材料，是因为目前常用的轻量化的汽车隔音垫是用低熔点pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和超细纤维pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、pp（聚丙烯）、pa（聚酰胺，俗称尼龙）等材料混合制备而成，所用的超细纤维线密度在0.1d-1.0d之间，横截面有中空、异形等多种结构形式。相比于eva+pu发泡的传统型声学件结构，本发明所采用的超细纤维类的汽车隔音垫具有重量轻、吸隔声性能优良、气味好和有毒气体排放少等商用优势。
37.但是，本发明所采用的超细纤维需要特定的模压或者蒸汽制备工艺，这种工艺限制了带有超细纤维的隔音垫的成型性。如图2所示，部分纵深较深的特征（例如深度大于25mm且宽度小于30mm的结构特征，或者整体厚度大于45mm的特征）无法成型或存在结构缺料的现象，大大影响了带有超细纤维的隔音垫的应用范畴。
38.由此可见，虽然带有超细纤维的汽车隔音垫相比于现有材料配比具有更优的性能，但还需要特定的制备方式来满足汽车上的应用，尤其是汽车隔音段需要复杂、多变的结构，这是现有的制备工艺所无法达到的。
39.因此，本发明不仅公开了上述隔音垫的配比，还公开了上述带有超细纤维的汽车隔音垫的两种制备方法。
40.本发明汽车隔音垫的第一种制备方法为hmp制备法。hmp（hot mold processes）工艺是纤维直接成型的工艺，工艺分为纤维展开、气网成型、蒸汽成型和模切几步。相比于传统的模压工艺，本发明采用hmp制备法可以生产总厚度5mm-105mm的纤维类产品，可以节省20-30%的纤维原材料，同时生产出来的零件是等体密度的。
41.如图3所示，本发明的第一种制备方法主要包括以下步骤：步骤s11：采用65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维作为软毡层3的原材料。
42.hmp是冷料热模法成型，存在原材料加热不透的风险，故本发明优选但不限于采用65%-75%的超细纤维（或者普通纤维，或者中空纤维，或者废纺毡，或者这些纤维的混合配比等）+25%-35%的低熔点纤维（约110℃的熔化温度）作为原材料。
43.步骤s12：利用冷料热模法热成形工艺制作软毡层3，将蒸汽温度设定在180℃-220℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型。
44.该步骤中，首先需要充分展开和打散纤维原材料，其次需要将充分展开和打散的纤维混合空气吹到hmp的蒸汽单元中进行气网成型，形成一个预成型的软毡层3结构。在成型过程中，蒸汽温度控制在180℃-220℃之间，持续加热约1-2分钟，保压、冷却成型以制备软毡层3。
45.该步骤中，如果温度或者加热时间达不到，原材料无法加热透，会导致原材料成型后无法定型，存在回弹的可能性，零件会松散，影响零件的安装和声学性能。因此，经过大量测试，该步骤特别选择蒸汽温度控制在180℃-220℃之间，持续加热约1-2分钟。
46.步骤s13：模压预成型制作硬毡层1。在该步骤中，硬毡层1可以采用超细纤维单独模压成型或者蒸汽成型。
47.步骤s14：在硬毡层1和软毡层3之间设置粘合层。
48.该步骤中，将模压预成型的硬毡层1背面附上不打孔的pe膜或者pa/pe膜充当粘合剂，依次作为粘合层。该步骤的特点在于硬毡层1背面的pe膜或者pa/pe膜不需要打孔，以此降低中间过程的复杂性，并且打孔可以在最后步骤进行，以此节省流程。
49.步骤s15：将硬毡层1、粘合层2、软毡层3热压成型。
50.该步骤中，将预成型的硬毡层1、粘合层2、软毡层3结构用机械臂放入蒸汽模压模具中，通入蒸汽加热成型（具体成型温度需要根据产品的厚度和要求定义），待冷却后模切成孔（模切出符合汽车框架结构所需的孔洞），再最终形成想要的汽车隔音垫的形状。
51.本发明通过上述方式将成型好的软毡层3、硬毡层1热压成型，以此制备得到汽车
隔音垫。
52.作为本发明的一种实施方式，上述步骤中，超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
53.本发明的第一种制备方法运用hmp工艺来制备超细纤维隔音垫，相比于模压成型工艺和蒸汽成型工艺，该种工艺可以生产出来更加复杂的结构特征，提升了超细纤维类的隔音垫在整车上的应用范围，尤其是应用于汽车上具有相对复杂的结构特征或者厚度更厚的隔音垫上。
54.本发明的第二种制备方法为热压成型法。
55.如图4所示，本发明的第二种制备方法主要包括以下步骤：步骤s21：采用75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维作为软毡层3的原材料。
56.热压成型是热料冷模法成型，可以把原材料加热透彻，故本发明优选但不限于采用75%-85%的超细纤维（或者普通纤维，或者中空纤维，或者废纺毡，或者这些纤维的混合配比等）+15%-25%的低熔点纤维（约110℃的熔化温度）作为原材料。
57.步骤s22：模压预成型制作硬毡层1。
58.步骤s23：在硬毡层1和软毡层3之间设置粘合层。
59.该步骤中，将模压预成型的硬毡层1背面附上不打孔的pe膜或者pa/pe膜充当粘合剂，依次作为粘合层。
60.步骤s24：将硬毡层1、粘合层2、软毡层3进行烘制，其中烘制温度设定在2000℃-280℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型。
61.该步骤中，将成型好的硬毡层1、粘合层2、软毡层3如图1所示贴合放入烘箱，烘箱的温度控制在200℃-280℃之间，持续加热1-2分钟，确保整体三层结构加热到205℃左右，放入热压模具中，保压、冷却成型，以此制备汽车隔音垫。
62.作为本发明的一种实施方式，超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
63.背景技术中介绍了三种不同的轻量化汽车隔音垫的材料配比方案，分别是方案1、方案2和方案3。下面的表2是将本发明的制备方法与现有的方案1、方案2和方案3进行的对比：
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64.本发明运用hmp工艺和热压成型工艺来制备超细纤维隔音垫，相比于模压成型工艺和蒸汽成型工艺，该两种工艺（尤其是hmp工艺）可以生产出来更加复杂的结构特征，提升了超细纤维类的隔音垫在整车上的应用范围。
65.本发明利用hmp或者热压工艺制备本发明中提到的汽车隔音垫，以此生产出的超细纤维隔音垫不仅具有重量轻、吸隔声性能优良、气味好等优势，还能生产出更加复杂的零部件结构，可以应用在汽车上更多、更复杂的结构环境中。
66.本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
技术特征：1.一种汽车隔音垫，包括：硬毡层、软毡层、以及硬毡层和软毡层之间的粘合层；其特征在于：所述软毡层包括65%-85%的隔音纤维以及15%-35%的低熔点纤维。2.如权利要求1所述的汽车隔音垫，其特征在于，所述隔音纤维包括超细纤维、普通纤维、中空纤维、废纺毡，或者上述隔音纤维的混合配比；其中，所述超细纤维的线密度为0.1d-1.0d。3.如权利要求2所述的汽车隔音垫，其特征在于，所述软毡层包括65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维，且硬毡层、粘合层、软毡层通过热成形工艺成型。4.如权利要求2所述的汽车隔音垫，其特征在于，所述软毡层包括75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维，且硬毡层、粘合层、软毡层通过热压成型。5.如权利要求1所述的汽车隔音垫，其特征在于，所述汽车隔音垫的面密度为2600gsm，其中所述硬毡层的面密度为1400gsm，所述软毡层的面密度为1200gsm。6.如权利要求1所述的汽车隔音垫，其特征在于，所述粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。7.一种汽车隔音垫的制备方法，其特征在于，包括：采用65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维作为软毡层的原材料；利用冷料热模法热成形工艺制作软毡层，将蒸汽温度设定在180℃-220℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型；模压预成型制作硬毡层；在硬毡层和软毡层之间设置粘合层；将硬毡层、粘合层、软毡层热压成型。8.如权利要求7所述的汽车隔音垫的制备方法，其特征在于，所述超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，所述低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。9.一种汽车隔音垫的制备方法，其特征在于，包括：采用75%-85%的超细纤维以及15%-25%的低熔点纤维作为软毡层的原材料；模压预成型制作硬毡层；在硬毡层和软毡层之间设置粘合层；将硬毡层、粘合层、软毡层进行烘制，其中烘制温度设定在2000℃-280℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型。10.如权利要求9所述的汽车隔音垫的制备方法，其特征在于，所述超细纤维的线密度为0.1d-1.0d，所述低熔点纤维的熔点为110℃左右，且粘合层为聚乙烯膜或者尼龙/聚乙烯复合膜。
技术总结一种汽车隔音垫及其制备方法，该制备方法包括：采用65%-75%的超细纤维以及25%-35%的低熔点纤维作为软毡层的原材料；利用冷料热模法热成形工艺制作软毡层，将蒸汽温度设定在180℃-220℃之间，持续加热1-2分钟，保压、冷却成型；模压预成型制作硬毡层；在硬毡层和软毡层之间设置粘合层；将硬毡层、粘合层、软毡层热压成型。本发明的汽车隔音垫不仅具有重量轻、吸隔声性能优良、气味好等优势，还能生产出更加复杂的零部件结构，可以应用在汽车上更多、更复杂的结构环境中。此外，本发明的制备方法可以生产出来更加复杂的结构特征，提升了超细纤维类的隔音垫在整车上的应用范围。维类的隔音垫在整车上的应用范围。维类的隔音垫在整车上的应用范围。
技术研发人员：王凯 吴迪 延伟华 黄小翰 李飞跃 何丽慧 宋刚
受保护的技术使用者：智己汽车科技有限公司
技术研发日：2022.07.04
技术公布日：2022/11/1
