吸音材料发展.docx

沉默是金吸音材料在汽车工业的应用 与现有市面上使用低廉的吸声材料相比，无纺布具有纤维堆积的无数孔隙、较低的克重、优良的机械性能和价格低的优势，已广泛应用于汽车行业、建筑、屋面吸声、家用材料、游船以及航空领域。Texel是较早涉足吸声材料市场的无纺布生产商，代表性产品为ThermoFit系列，是公司利用独有的热塑性和非热塑性纤维混合而制成的材料，其中一个系列含100%合成纤维，另一系列含部分天然纤维，两类产品都具有较好的隔音吸声效果，可用于汽车车身、减震隔热垫、门板插件和起落架舱衬里。采用ThermoFit作为起落架舱内衬时，其中的非热塑性纤维一方面起到减震作用，另一方面经模压后，其中的非热塑性纤维不产生熔解和软化，使用时能像过滤器一样将声音滤掉。这种“天然+低熔点”纤维的混用模式使产品具有更好的透气性和吸声性。汽车行业中的吸声性能以比声阻抗表示，其计算单位为瑞利（RAYLS），现在市场上使用的玻璃纤维+PP材料，产品内部的孔隙全部被封掉，导致其吸声性能大大降低，通过使用ThermoFit纤维类材料，由于孔隙的存在而将声音大部分阻隔掉，特别是在模压加工过程中可根据客户要求调整孔隙的大小，从而获得理想的RAYLS值。此外，Texel还为汽车制造商生产车顶棚表层和底层材料，克重范围为100300克/平方米，成形时，无纺底层材料位于经编织物下面使汽车加工更加方便。 由于无纺布较低的成本优势，汽车制造商趋向于用无纺布代替原来使用的经编布，Texel公司销售部经理Shipley女士认为：“无纺布行业得力于正在兴起的Y时代汽车系统，这种新时代汽车的设计理念能将车内和外部环境干扰声音完全屏蔽掉，采用非常经济的隔声系统包装，从而将内、外部声音完全分离。”除此之外，无纺布在汽车轮胎中的吸声作用日渐突出，以前无纺布只作为高端汽车轮胎的内衬使用，现在已经应用于各种车型中，以防止路面噪音进入车厢，美国福特公司率先将无纺布引入到小型汽车中，如Fiesta和Focus车型，且这种趋势发展越来越快。德国J.H. Ziegler公司总经理Peter先生认为：“保持车厢内安静越来越重要，但根据车型不同而异，如雪佛兰和奔驰E级要求就不同，人们希望在车厢内打电话时不受外界干扰，虽然没有法规约束，但是市场需要量很大。” 降低重量是关键目前，汽车制造商希望通过降低车身重量而最终降低对汽油的消耗。Ziegler公司为此专门开发了Hacoloft系列产品，它是一种细涤纶纤维无纺布，可用于汽车门板和仪表板的后面、车身、马达和发动机组件以及车厢厢体。Hartwig先生说：“与市面上价格低廉的纺织类吸声材料相比，Hacoloft在提供同等或更好吸声性能的同时，重量仅为其三分之一，极大降低车身重量，最终降低油耗。目前，欧洲汽车市场用涤纶无纺布代替便宜的纺织材料已基本完成，几乎在所有新车型中开始采用，由于汽车重量的降低，即使空间有限仍能获得良好的吸声性，只有无纺布能够承担此重任，并且这种需求不但在汽车行业，在家用电器中也开始流行。”德国Textilgruppe Hof公司同样致力于无纺布吸声产品的开发，采用热、化学粘合、针刺、水刺和缝编技术同时进行。该公司技术无纺布部门总经理Kaeppel先生说：“公司正根据汽车制造商的需求开发轻质无纺吸声产品。目前新开发的Zetajet水刺无纺布系列很快受到下游客户认可，并在未来不久上市的新车中会采用，包括汽车引擎、仪表板、油路管以及汽车底板等的隔音。”Zetajet系列水刺无纺布克重范围35250克/平方米，即使克重较低，同样具有较大的覆盖面积，因而可极大降低成本。公司在生产时采用了特定的纤维取向技术，在MD和CD两个方向均可获得较高的强力和断裂伸长，由于汽车零件形状的多样性和尺寸范围变化较大，因而对模压成型的汽车部件特别有利，同时可控制产生较低气阻，以提高吸声效果。另外，公司还可根据客户要求进行特殊功能性整理。目前，Zetajet已获得许多汽车制造商认可并在新一代车型中开始采用。德国Sandler公司也对汽车吸声材料进行了针对性开发，Sawasorb是公司生产的主打无纺吸声材料，可用于汽车行业所有需要吸声领域，除具有优异吸声性能外，它还具有吸水性极低、速干、尺寸不因环境温度而改变的特性，当用于发动机顶罩时，将极大降低引擎噪音，给车厢提供一个安静的环境，再加上较高的机械强度，成为汽车用理想的吸声材料。用于轮罩护板时，Sawasorb不但降低路面噪音，且不受外部天气变化和潮湿环境影响，确保吸声性能长久有效。公司销售副总Hornfeck博士说：“除了吸声性能外，无纺布还要满足客户的其它要求，如吸水性、硬度和轻质。”Sandler为此开发了一系列轻质吸声材料，用于低、中频的吸声，而涤纶纤维多孔材料用于中、高频的吸音隔声。Hornfeck博士认为：“现在汽车不仅仅是一个代步工具，也是休息放松的地方，因而吸声性能越来越重要。人们在车厢内交流时，发动机和路面噪音需要被吸收掉，汽车制造商一直在寻找具有优异物理机械性能、轻质、对环境温度变化影响小、可再利用以及低排放的材料，而供应商希望自己产品具有更多灵活性，满足汽车行业高标准要求。” 不容乐观的情势虽然吸声材料市场销售形势看好，步履蹒跚的经济情势和居高不下的油价，促使一些生产商犹豫不决，因而吸声市场同样面临挑战。Shipley女士认为实际情况并不如此糟糕，她说：“继20082009年汽车工业衰退后，制造商们趋向于生产小型车，进一步降低百公里耗油量，现在北美汽车市场已经复苏，对吸声材料有一定需求。”此外，电动汽车(EVs)的出现也成为吸声材料发展的一个挑战。对此Shipley女士认为，预计在2015年，由于其高昂的价格，电动汽车的保有量也仅占汽车市场的12%，这种高价格可通过采用低成本和轻质无纺布来弥补。当汽车制造商在努力降低油耗以满足法规要求的同时，无纺布生产商同样在努力生产更轻的材料，满足汽车市场的要求。Shipley女士说：“汽车生产商在积极开发低能耗汽车，满足在2016年每加仑汽油行驶35公里的最低政府法规要求，更进一步的法规要求是在2025年，每加仑汽油行驶达到62公里。如果62公里法律规范获得通过，对混合型和电动汽车的法规也将相应出台。”对此，Texel正在积极采取应对措施开发特种产品，拟开发的一种底部材料在经过模压成型安装在汽车底部后，不仅能够吸声，且能提高动力性能，极大降低汽车行驶过程中产生的气阻和负面冲击，有助于改善每加仑汽油所行驶的里程数。相比较而言，欧洲市场对汽车也有相应法规要求，每公里耗油量必须要达到某一个极限数值以下，Hartwig先生认为，汽车重量越小，能耗越少，二氧化碳排放越低，为无纺布吸声材料市场提供了更好的机遇。 安静的厨房厨房里人们在使用洗碗机和冰箱时希望噪音越小越好，特别是餐厅与厨房相通的情况下，因而降低家用电器的噪音成为无纺布吸声材料的新领域。Texel进行了针对性开发，为电器设备提供隔音毯，Shipley女士说：“洗碗机、洗衣机和烘干机中都有绝缘和减震材料，公司专门开发了高密度无纺材料(HDML)，厂家将特制的无纺材料包裹在滚筒的外部，在起到绝缘、减震和降噪作用的同时，由于纤维和纤维之间的互相作用，相当于天然润滑剂的角色，提高了滚筒的耐磨和抗撕裂性。” 屋顶上的市场以往屋顶吸声材料采用玻璃纤维制品，现在无纺布正在以其轻质的特性逐渐受到青睐。Ziegler公司面向建筑行业开发的屋顶材料非常受市场欢迎，除了提供良好吸声性能外，还具有良好的隔热性，特别适合于木质结构的房屋，因其每平米承重能力有限制，而涤纶无纺布相对其他同类产品，如玻璃纤维，重量轻很多，虽然价格贵一些，但操作使用方便，不像玻璃纤维与皮肤接触后引起刺痒感，有害健康。 建筑用吸声材料吸声无纺布在建筑和绝缘领域同样发挥了重要作用，从外墙到内墙，从屋顶到地面，到处都能发现无纺吸声材料的影子，Sandler公司研制生产的无纺布材料对建筑物的热绝缘、吸声和创造安静的室内环境做出了贡献。现在，公司产品已应用在输送管道包覆和供热系统的绝缘中，Hornfeck博士说：“涤纶无纺布的优异吸声性、热绝缘性以及对环境温度的稳定性，不但减轻管道流水的声响，还起到了绝好的保温作用。” 未来发展趋势谈及吸声无纺布的发展方向，来自Sandler公司的Hornfeck博士认为餐馆、办公楼、剧院和医院将成为未来潜在市场。Kleissler女士认为，混合电动车将成为发展趋势之一，“由于动力的限制，他们只能跑有限距离，再加上许多汽车部件很沉重，因而增加能耗，更缩短了可行距离，如果采用低密度无纺布，将有助于改善上述性能。”为此，公司与日本Toyota Camry合作开发混合电动车用吸声材料，虽然Camry开起来非常安静，不需要传统的降噪处理，但该车型的引擎可产生普通柴油发动机所没有的高频声响，而无纺布即使在重量很轻的情况下，对高频声响有很好的吸附作用，与同类产品相比价格较低，因而具有明显的竞争优势。同时，Kleissler女士预计未来无纺布吸声材料将开始采用天然纤维，使用后材料可降解，可持续发展是人类最终追寻的目标。Hartwig预测可循环再用将成为主流，公司采用亚麻/丙纶纤维无纺布经模压成型后制成板材，用于汽车门板内衬，已取得更好的吸声目的，完全可以取代现有的吸声填料。Shipley女士说：“Te