[0001] 本发明涉及一种单位面积重量较小的可持续的吸音无纺布。本发明还涉及其制造方法和应用。

[0002] 吸音无纺布用途广泛。一个重要的应用领域是在汽车工业中将其用作吸声材料。EP3246442(A1)描述了一种吸音的纺织复合材料，包括

[0003] a)至少一个开孔载体层，其包含平均纤度为3dtex至17dtex的粗短纤维和平均纤度为0.3dtex至2.9dtex、特别是0.5dtex至2.9dtex的细短纤维作为支架纤维，和[0004] b)布置在载体层上的微孔流动层 其包含纤维直径小3 3
于10μm的微纤维。该吸音的纺织复合材料的流动阻力为250Ns/m 至5000Ns/m ，特别是
3 3
250Ns/m至2000Ns/m。载体层可含有芯/鞘纤维作为粘合纤维。

[0005] 该吸声材料的优点是将良好的声学特性与较小的单位面积重量相结合。另一优点是其至少部分地由可持续来源制成。

[0006] 可持续吸声材料的一种制造方法是将再处理的纤维材料用作原料。但这类市售吸2
声材料外观不佳。此外，它们通常吸音能力差，因而通常必须以高于600g/m的相对较高的单位面积重量使用。这一点又与人们为实现汽车轻型结构所做的不懈努力形成鲜明对比。

[0007] 另一方法是使用从回收PET瓶获取的r‑PET纤维。这种方法能够用轻型材料实现期望的吸音效果。但未来PET瓶资源会变得越来越紧缺，因而需要更多替代的可持续纤维资源来制造有效的吸声材料。有鉴于此，本发明的目的是提供一种可持续的吸声材料，其无需动用从回收PET瓶获取的r‑PET纤维作为原料源，并且具有良好的声学特性和机械特性。另一目的是提供一种制造吸声材料的方法及其应用。

[0123] 使用以下测量法来确定本发明中所用的参数：

[0124] 用于测量混响室中的吸音效果的测试法(小型混响舱)

[0125] 根据DIN EN ISO 354:2003，在小型混响舱中实施测量。将测量样本直接放在地面上并用框架进行测量(mit Rahmen gemessen)。

[0126] 确定撕裂支架短纤维和撕裂芯/鞘粘合纤维在预加工后的纺织废料中的比例[0127] 从预加工后的纺织废料采集至少10个样本(5g)。用镊子手动分离纤维。将具有至少部分地被破坏的粘合成分的芯/鞘粘合纤维评价为撕裂芯/鞘粘合纤维。将具有不规则乃至被完全破坏的卷曲结构的支架短纤维评价为撕裂支架短纤维。

[0128] 确定撕裂支架短纤维和撕裂芯/鞘粘合纤维在无纺布中的比例

[0129] 从无纺布切掉至少5个样本。在切边处用显微镜(分辨率参见图3)观察10个区域2
(1cm)。将具有不规则的结构的芯/鞘粘合纤维评价为撕裂芯/鞘粘合纤维，该结构中例如两个芯被一个共同的鞘包围，或者鞘存在变形，如结块。将具有不规则乃至被完全破坏的卷曲结构的支架短纤维评价为撕裂支架短纤维。

[0130] 旨在确定单位面积重量的无纺布测试法

[0131] 根据ISO 9073‑1(1989‑07)，其中测量样本的面积为100mm x 100mm。

[0132] 旨在确定厚度的无纺布测试法

[0133] 根据DIN EN ISO 9073‑2(1997‑02)，方法B和C。

[0134] 确定纤维纤度

[0135] 根据DIN 53810(1981‑02)，(纺丝纤维的细度‑术语和测量原理)，借助显微镜和相应的软件来测定纤维直径。从总共>20个单纤维中准备4份微样本 针对每份微样本用剪刀将纤维剪短至约2‑3mm长，借助样本针 将其放置在载片上。
随后借助相应的软件测定纤维直径(单位为μm)并求平均值。而后可以借助以下公式将所测纤维直径换算为纤维纤度：Tt

[0136]

[0137] d纤维直径，单位为μm

[0138] ρ纤维密度，单位为g/cm3

[0139] 确定纤维长度

[0140] 从一个既有纤维样本选出10个纤维束，其中借助镊子从这10个纤维束中的每个纤维束采集一个单纤维并通过以下方式来测定这10个单纤维的纤维长度：将纤维自由端夹在两个夹钳中的一个中，将第二纤维末端夹在另一夹钳中。通过旋转手轮来拉伸纤维，直至其消除卷曲。从测量仪的刻度读出纤维长度并以mm为单位记下。所有检测结果的平均值给出了纤维长度：

[0141]

[0142] ∑L各纤维长度之和

[0143] n试样数目

[0144] 确定熔点

[0145] 根据DIN EN ISO 11357‑3(2018‑07)，动态差热分析–第三部分(Dynamische Differenz‑Thermoanalyse(DSC)–Teil 3)：确定熔化温度和结晶温度以及熔化焓和结晶焓，其中采用10K/min的加热速率。

[0146] 横向/纵向最大拉伸力(根据DIN EN ISO 9073‑3,2022‑05版)

[0147] 通过以下方式测定最大拉伸力：

[0148] 使用符合DIN 51220(2003)和DIN EN ISO 7500(2018)标准的拉伸测试机和260x50mm的冲孔铁。

[0149] 样本准备：

[0150] 从现有的测试样本中，在织物宽度上均匀地打出测量样本，纵向和横向距离边缘各10cm。

[0151] 实施：

[0152] 将测量样本均匀地夹在中心并垂直放置，然后按照机器特定的工作说明进行测试，并以预设拉拔速度＝200mm/min和0.5N的预紧力将其拉开。

[0153] 根据DIN 54310(1980)标准的内部织物强度

[0154] 与标准不同，无纺布是平行于表面地被分离的，如此产生的边就能夹在拉伸测试机的夹子中。

[0155] 旨在测定流动阻力的测试法

[0156] 根据DIN EN 29053(1993‑05)，方法A(空气直流法)，其中有效样本直径为100mm且对应于1000mbar的空气压力。

[0157] 下面结合以下非限制性实例对本发明进行详细阐述。

[0158] 实例1：

[0159] 将吸声材料用作纺织废料，该吸声材料具有80wt％的纤度为1.7dtex的PET纤维(支架短纤维，38mm)和20wt％的纤度为4.4dtex的PET/CoPET(芯/鞘粘合纤维)。将纺织废料润湿并用撕裂法在撕裂机中将其重新打开。该撕裂机具有作为撕裂机构的锯齿组，并获得预加工后的纺织废料。该纺织废料具有比例为少于15wt％的未分解纺织残留物。借助梳理2
机用预加工后的纺织废料形成纤网，通过热处理来制成250g/m 且厚度为10mm的新吸声材
3
料。所获得的吸声材料的流动阻力为153Ns/m，用小型混响舱(DIN EN ISO 354:2003)测得的吸音系数参见图8。此外，所述吸声材料具有均匀的外观和良好的机械特性。举例而言，其横向最大拉伸力(依据DIN EN ISO 9073‑2,2022‑05)为62N，根据DIN 54310 1980测得的内部织物强度为1.28N/5cm。

[0160] 实例2：

[0161] 将在实例1中获得的预加工后的纺织废料与原生支架短纤维和原生芯/鞘粘合纤维混合在一起，在此过程中获得含有原生纤维的预加工后的纺织废料，该预加工后的纺织废料的组成以及支架纤维和粘合纤维的比例与实例1中的初始纺织废料相同(80wt％的纤度为1.7dtex的PET纤维(38mm)和20wt％的纤度为4.4dtex的PET/CoPET纤维)。预加工后的纺织废料含有a)25wt％和b)50wt％的重新打开的纤维。

[0162] 借助梳理机用预加工后的纺织废料形成纤网，通过热处理来制成250g/m2且厚度为10mm新吸声材料。所获得的具有25wt％和50wt％重新打开纤维的吸声材料各具有160Ns/3
m的流动阻力的图8所示的吸音系数。所有吸声材料均具有均匀的外观和良好的机械特性。