针刺非织造布与机织物复合材料的吸声性能研究

棉虚　枝禾　【１Ｏ】　Ｃｏｔｔｏｎ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第４３卷第６期　２０１５年６月　针刺非织造布与机织物复合材料的吸声性能研究　巫莹柱　何洽粜　刘裕文　李　焰　狄剑锋　（五邑大学，广东江门，５２９０２０）　摘要：　研究针刺非织造布与机织物复合材料的吸声性能。以３种涤纶针刺非织造布和１种机织物为试　样，测试了各试样的厚度和容重，并计算了非织造布的孔隙率；采用驻波法测试各复合材料的吸声系数；探讨了　复合方式、非织造布容重、非织造布厚度对复合材料吸声性能的影响；对比分析了性能较好的复合材料与玻纤吸　声板的吸声性能。结果表明：以机织物为表面层、针刺非织造布为后背层的复合材料吸声效果较好，对不同频率　有不同吸声性能，吸声性能优于玻纤吸声板。认为：以机织物为表面层、针刺非织造布为后背层的复合材料适用　于室内装潢、汽车及高铁等中的吸声内饰。　关键词：　针刺非织造布；机织物；涤纶；厚度；吸声系数；频率；降噪系数　中图分类号：ＴＳ１０８．６　３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１００１—７４１５（２０１５）０６—００１０—０５　Ｓｏｕｎｄ　Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｎｅｅｄｌｅ－ｐｕｎｃｈｅｄ　Ｎｏｎｗｏｖｅｎ　ａｎｄ　Ｗｏｖｅｎ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｗｕ　Ｙｉｎｇｚｈｕ　ＨｅＱｉａｓｈｅｎ　Ｌｉｕ　Ｙｕｗｅｎ　Ｌｉ　ｒａｎ　ＤｉＪｉａｎｆｅｎｇ　（Ｗｕｙｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ］ｉａｎｇｍｅｎ，５２９０２０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｎｅｅｄｌｅ－ｐｕｎｃｈｅｄ　ｎｏｎｗｏｖｅｎ　ａｎｄ　ｗｏｖｅｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗａｓ　ｓｔｕｄ—　ｌｅｄ．Ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ｎｅｅｄｌｅ－ｐｕｎｃｈｅｄ　ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ　ａｎｄ　ｏｎｅ　ｗｏｖｅｎ　ｆａｂｒｉｃ　ｗｅｒｅ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ｔｅｓｔ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ．Ｔｈｉｃｋ—　ｎｅｓｓ　ａｎｄ　ｖｏｌｕｍｅ－ｗｅｉｇｈｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｐｅｃｉｍｅｎ　ｗｅｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ．Ｐｏｒｏｓｉｔｙ　ｏｆ　ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ　ｗａｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　ａｄｓｏｒｐ—　ｔｉｏｎ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗａｓ　ｔｅｓｔｅｄ　ｂｙ　ｓｔａｎｄｉｎｇ　ｗａｖｅ　ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ．ｎｏｎｗｏｖｅｎ　ｖｏｌｕｍｅ—．ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ　ｏｎ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗａｓ　ｄｉｓ—．　ｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｂｅｔｔｅｒ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｇｌａｓｓ　ｆｉｂｅｒ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｐａｎｅｌ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｗｏｖｅｎ　ｆａｂｒｉｃ　ａｓ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｎｅｅｄｌｅ—ｐｕｎｃｈｅｄ　ｎｏｎｗｏｖｅｎ　ａｓ　ｂａｃｋ　ｌａｙｅｒ　ｈａｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ．Ｉｔ　ｈａｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐ—　ｅｒｔｉｅｓ　ｆｏｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．Ｉｔｓ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｉｓ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｇｌａｓｓ　ｆｉｂｅｒ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｐａｎｅ１．Ｉｔ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗｉｔｈ　ｗｏｖｅｎ　ｆａｂｒｉｃ　ａｓ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｌａｙｅｒ　ａｎｄ　ｎｅｅｄｌｅ—ｐｕｎｃｈｅｄ　ｎｏｎｗｏｖｅｎ　ａｓ　ｂａｃｋ　ｌａｙｅｒ　ｉｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｓｏｕｎｄ　ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｉｎ　ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｙ，ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ，ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ　ｒａｉｌ　ａｎｄ　ＳＯ　ｏｎ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ　Ｎｅｅｄｌｅ－ｐｕｎｃｈｅｄ　Ｎｏｎｗｏｖｅｎ，Ｗｏｖｅｎ　Ｆａｂｒｉｃ，Ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ，Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，Ｓｏｕｎｄ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，Ｎｏｉｓｅ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　料，以有效达到吸声降噪的目的。目前吸声材料　１　问题的提出　工业噪声、交通噪声、施工噪声和社会生活噪　声日趋严重，给人们的健康带来了很大的伤　害［１－２］。目前，噪声的控制主要有两个途径　：一　是直接从噪声源出发，减少噪声，该途径比较有　限；二是从噪声传播途径上进行解决，采用吸声材　基金项目：江门市科技项目（２０１３防紫外面料的结构优化研究）　的主要发展方向为：纤维材料及其制品、微穿孑Ｌ板　吸声结构、高分子材料与无机填料共混发泡吸声　材料、泡沫金属吸声材料、压电复合材料以及各种　材料的复合结构共同使用的吸声材料［４］。针刺非　织造布材料不仅具有蓬松的纤维网结构、比较短　的生产工艺流程、加工方式多样化等特点，而且其　结构中纤维间杂乱的排列方式形成了大量相互贯　通、分布均匀的细孑Ｌ，孔隙率较高，对声波传递具　有良好的衰减效果，在吸声隔音材料上应用广　作者简介：巫莹柱（１９８０一），男，实验师，ｗｕｙｉｎｇｚｈｕｌ１１＠１６３．ｃｏｒｎ　收稿日期：２０１４—１２－１５　泛＿５　］。有研究发现：多孔结构的非织造布材料对　高频具有非常良好的吸声性能；对低频，穿孔板结　挥噍　技　【１４】　Ｃｏｔｔｏｎ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第４３卷第６期　２０１５年６月　针刺非织造布厚度不变时，其吸声性能随着针刺　非织造布材料容重的增大而增大；当针刺非织造　布的容重不变时，其吸声性能随着针刺非织造布　［４］杨树．纤维集合体的结构特征及其吸声性能研究　［Ｄ］．上海：东华大学：２０１１．　［５］杨波，刘亚．吸音材料的发展现状与趋势［Ｊ］．纺织导　报，２０１３（７）：９９—１０１．　材料厚度的增大而增大，吸声曲线向低频移动，其　最大吸收频率与背面腔体的大小有关。　（３）在吸声性能方面，针刺非织造布与机织物　［６］刘玉杰，李新禹，刘龙．针刺非织造布中低频吸声性　能的影响因素［Ｊ］．天津工业大学学报，２０１０（６）：２８－３１．　ｒ７］　ＳＨＯＳＨＡＮＩ　Ｙ　Ｋ．Ｎｏｉｓｅ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｂｙ　ａ　Ｃｏｍｂｉｎａ—　复合材料比普通玻纤板好。　综上所述，针刺非织造布材料与机织物复合　吸声材料具有较好的吸声性能，其结构的合理搭　配可实现不同频率的吸收，可为室内装潢、汽车及　火车内饰吸声材料的结构设计提供新的思路。　参考文献：　［１］邹建芳，郭会越，戴平，等．噪声对听觉外系统的影　响ＥＪ］．预防医学论坛，２００７（６）：５２７—５２９．　Ｅ２］郭文宏．噪声污染危害及其控制方法［Ｊ］．安全，２００１　（３）：６－９．　ｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｏｖｅｎ　ａｎｄ　Ｎｏｎｗｏｖｅｎ　Ｆａｂｒｉｃｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒ—　ｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，１９９１，８２（４）：５００－５０３．　［８］柯勤飞，靳向煜．非织造学［Ｍ］．上海：东华大学出版　社，２００４：３３２－３３３．　［９］　丁先锋，王洪．车用ＰＥＴ／ＰＰ分散复合熔喷吸音材　料的研究［Ｊ］．纺织学报，２０１３，３４（９）：２７—３３．　［１Ｏ］杜功焕，朱哲民，龚秀芬．声学基础［Ｍ］．２版．南京：　南京大学出版社，２００１：１－３００．　［１１］ＵＴＳＵＮＯ　Ｈ，ＴＡＮＡＫＡ　Ｔ，ＦＵＪＩＫＡｗＡ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒ—　ｉｓｔｉｃ　Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｏｆ　Ｐｏｒｏｕｓ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｃｏｕｓｔｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｍｅｒｉｃａ，１９８９。８６（２）：６３７－６４３．　［３］黄宗坤，蓝国勇．吸音材料在汽车降噪系统中的应　用口］．轻工科技，２０１２（ｉ）：２４—２６．　◆－．－¨－◆－◆－◆－◆＿◆＿◆。◆‘◆－◆－◆－◆－◆　－●－◆－◆－◆。◆０◆－－●　－（上接第５页）　０．０００　６　ｓ、０．０００　２　ｓ。由此可知，冲击不同纤维机　织物增强材料，应力波传播速度由大到小依次是　ＵＨＭＷＰＥ机织物增强复合材料、碳纤维机织物　２００９：２５０—２５２．　Ｅ２］　ＥＬＮＡＳＲＩ　Ｉ。ＰＡＴＴＯＦＡＴＴＯ　Ｓ。ＺＨＡＯ　Ｈ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｈｏｃｋ　Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　Ｕｎｄｅｒ　增强复合材料、玄武岩机织物增强复合材料。　Ｉｍｐａｃｔ　Ｌｏａｄｉｎｇ：Ｐａｒｔ　ＩＶ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄｓ，２００７，５５　４　结论　（１）低速冲击下纤维增强复合材料中应力波　平面传递的强弱与传播距离有关，随着远离冲击　点呈逐渐衰减趋势。　（１２）：２６５２－２６７１．　［３］　ＭＡ　Ｇ　Ｗ，Ｙ　Ｚ　Ｑ．Ｅｎｅｒｇｙ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｏｕｂｌｅ－ｌａｙ—　ｅｒ　Ｆｏａｍ　Ｃｌａｄｄｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｂｌａｓｔ　Ａｌｌｅｖｉａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａ—　ｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｉｍｐａｃｔ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ・２００７，３４（２）：　３２９—３４７．　ｒ４］　ＺＨＡＯ　Ｈ，ＥＬＮＡＳＲＩ　Ｉ，ＡＢＤＥＮＮＡＤＨＥＲ　Ｓ．Ａｎ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　Ｕｎｄｅｒ　Ｉｍｐａｃｔ　（２）相比机织物增强复合材料，低速冲击下应　力波在单向布增强复合材料平面传播得更加快　速，单向布更利于应力波的平面传递和能量的扩　散。试验所采用３种单向布增强复合材料中，碳　纤维单向布增强复合材料的应力波传递率最高。　（３）相比碳纤维、ＵＨＭＷＰＥ、玄武岩纤维增　强复合材料，冲击应力波在ＵＨＭＷＰＥ纤维增强　Ｌｏａｄｉｎｇ　ｏｆ　Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｃｅｌｌｕｌａｒ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａ—　ｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００５，４７（４／　５）：７５７—７７４．　［５］董永香，黄晨光，段祝平．多层介质对应力波传播特　性影响分析［Ｊ］．高压物理学报，２００５：１９（１）：５９—６５．　［６］贾光辉．爆炸过程中有关应力波传播问题探讨［Ｊ］．　爆破，２００１，１８（１）：５－７．　复合材料平面传播速度最快。　参考文献：　［１］　姚穆．纺织材料学［Ｍ］．北京：中国纺织出版社，　［７］贾光辉，王志军，张国伟，等．爆炸过程中的应力波　［Ｊ］．爆破器材，２００１，３０（１）：１－４．　［８］夏致晰，张生余，涂建刚．爆炸应力波在层状岩体中　的传播与衰减［Ｊ］．河南科学，２００７，２５（５）：７２７—７３０．