纤维、包括该纤维的吸声材料以及车辆的制作方法

本发明涉及用于车辆的吸声材料的纤维和包括该纤维的用于车辆的吸声材料。
背景技术：
：近来，车辆已经被认为是私人空间，并且因此对良好的吸声能力的需求已经增加。吸声材料可以例如安装在车辆的面板上，以便阻止将发动机噪声引入车辆内部。吸声材料的吸声效率可以与纤维之间的气孔体积成比例地提高。然而，随着气孔体积的增加，纤维之间的结合力可能降低，并且吸声材料的耐久性和形状保持性可能劣化，导致低的批量生产性。在该
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部分中公开的以上信息仅用于增强对本发明的
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的理解，并且因此，其可以包含不构成该国本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。技术实现要素：在一个优选的方面，提供了用于车辆的吸声材料的纤维，其具有改善的耐久性和吸声性能。此外，在一个优选的方面，提供了用于车辆的吸声材料，其具有改善的耐久性和吸声性能。在一方面，提供了用于车辆的吸声材料的纤维。纤维可以包括预定的截面，其包括第一端部、与第一端部间隔开的第二端部、以及连接到第一端部和第二端部的中间部。中间部包括至少三个弯曲部。第一端部和第二端部中的每一个具有大于中间部的宽度的宽度。纤维的截面可以具有m形。中间部可以具有m形。中间部可包括连接至第一端部的第一中间部、连接至第一中间部的第二中间部、连接至第二中间部的第三中间部、以及连接至第三中间部和第二端部的第四中间部。第一中间部和第二中间部可以形成第一弯曲部，第二中间部和第三中间部可以形成第二弯曲部，以及第三中间部和第四中间部可以形成第三弯曲部。优选地，第一端部的宽度a1与中间部的宽度a的比(a1/a)可以为约1.1至3.0，并且第二端部的宽度a2与中间部的宽度a的比(a2/a)约为1.1至3.0。优选地，中间部的截面的宽度可以为约3至15μm。优选地，中间部的截面的长度与宽度之比可以为约5至25。在另一方面，提供了用于车辆的吸声材料，其包括用于车辆的吸声材料的纤维。纤维可以包括预定的截面，其包括第一端部、与第一端部间隔开的第二端部以及连接到第一端部和第二端部的中间部。中间部包括至少三个弯曲部。第一端部和第二端部中的每一个具有大于中间部的宽度的宽度。纤维可以是基础纤维，并且吸声材料可以包括基于吸声材料总重量的约60至80重量份的基础纤维和约20至40重量份的粘合纤维。基础纤维可以适当地包括选自由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)、聚丙烯(pp)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(pbt)组成的组中的至少一种。粘合纤维的整体或表面的熔点可以小于基础纤维的熔点，并且粘合纤维可以包括聚酯基聚合物和聚烯烃基聚合物中的至少一种。粘合纤维的截面可以与用于吸声材料的纤维的截面相同，或者可以具有圆形或椭圆形的形状。还提供了包括本文所述的吸声材料的车辆。下文讨论本发明的其他方面。附图说明现在将参考附图中所示的本发明的某些示例性实施例来详细描述本发明的上述和其他特征，这些附图仅在下面以举例说明的方式给出，并且因此并不限制本发明，并且其中：图1示出了根据本发明的实施例的用于车辆的示例性吸声材料的示例性纤维的示意性截面图；图2示出了用于解释根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性吸声材料的示例性纤维的截面以及其中间部的长宽比的概念图；图3a、图3b、图3c和图3d示出了示例1的用于吸声材料的纤维的照片；图4a是比较例1的纤维的照片；图4b是比较例2的纤维的照片；图4c是比较例3的纤维的照片；图5a是比较例4的纤维的照片；图5b是比较例5的纤维的照片；图6a是比较例6的纤维的照片；图6b是比较例7的纤维的照片；图7是比较例8的纤维的照片；图8a是示出根据本发明的示例性实施例的示例1、比较例1和比较例2的吸声性能的测量的曲线图；图8b是示出根据本发明的示例性实施例的示例1和比较例3的吸声性能的测量的曲线图；图8c是示出根据本发明的示例性实施例的示例1、比较例4和比较例5的吸声性能的测量的曲线图；图8d是示出根据本发明的示例性实施例的示例1、比较例6和比较例7的吸声性能的测量的曲线图；图8e是示出根据本发明的示例性实施例的示例1和比较例8的吸声性能的测量的曲线图；图8f是示出根据本发明的示例性实施例的示例2至示例4和比较例9至比较例11的抗拉强度的测量的图；以及图9示出了示出根据本发明的示例性实施例的示例2和比较例9的耐磨性的测量的图片。应当理解，附图不一定按比例绘制，而是示出了说明本发明的基本原理的各种优选特征的某种程度的简化表示。本文公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。在图中，贯穿附图中的一些图，附图标记指代本发明的相同或等同部分。具体实施方式参考附图，通过优选实施例将容易理解本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在此阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本公开将是透彻和完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的概念。在附图中，即使相同或相似的元素在不同的附图中示出，它们也由相同的附图标记表示。在附图中，为了清楚起见，夸大了结构的尺寸。将理解的是，尽管在本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元素，但是这些元素不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元素可以被称为第二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素。除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包含”、“包括”和/或“具有”规定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、组件或其组合的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件或其组合。另外，将理解的是，当诸如层、膜、区域或板的元素被称为在另一元素“上”时，其可以直接在另一元素上，或者也可以存在中间元素。还应当理解，当诸如层、膜、区域或板的元素被称为在另一元素“下”时，它可以直接在另一元素下，或者也可以存在中间元素。除非另有说明，否则涉及本文使用的成分、反应条件、聚合物组成和配方的数量的所有数字、值和/或表达式在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰，因为这样的数字本质上是近似值，除其他外，它们反映了获得此类值时遇到的各种测量不确定性。此外，除非特别说明或从上下文中显而易见，否则如本文所用，术语“约”应理解为在本领域的正常耐受范围内，例如在平均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文另外说明，否则本文提供的所有数值均由术语“约”修饰。此外，在本文公开的数值范围的情况下，该范围是连续的，并且除非另有说明，否则包括该范围的最小值至最大值的每个值。更进一步，除非另有说明，否则该范围是指整数，包括从最小值到最大值(包括最大值)的每个整数。可以理解，在本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(suv)的客车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各种船只和船舶的水运工具、飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他替代燃料车辆(例如，来自非石油资源的燃料)。如本文所提及的，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如汽油动力和电动动力车辆。在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的用于车辆的吸声材料的纤维和包括该纤维的用于车辆的吸声材料。车辆可以是用于运输物体、人等的装置。车辆可以是例如陆地车辆、海上船只或航空器。陆地车辆的示例可以包括汽车(包括乘用车、厢式货车、卡车、拖车和跑车、自行车、摩托车、火车等)。海上船只的示例可以包括船、潜艇等。航空器的示例可以包括飞机、悬挂式滑翔机、热气球、直升机、小型飞机(诸如无人机)等。吸声材料可以例如安装在车辆的面板上，以便阻止将发动机噪声引入车辆内部。吸声材料可以是例如无纺布。稍后将对吸声材料进行具体描述。图1示出了根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性吸声材料的示例性纤维的示意性截面图，以及图2示出了用于解释根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性吸声材料的纤维的截面以及其中间部的长宽比的概念图。如图1和图2所示，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性吸声材料的示例性纤维10可以具有m形。用于车辆的吸声材料的纤维10的截面可以具有m形。用于吸声材料的纤维10可以包括中间部300，其宽度a可以为约3至15μm。当中间部300的宽度a小于约3μm时，用于吸声材料的纤维10的形状保持性可能降低，并且因此，构成吸声材料的基础纤维之间、基础纤维与粘合纤维之间以及粘合纤维之间的孔的尺寸可能减小，从而难以维持孔。当中间部300的宽度a大于约15μm时，即使长度l与中间部300的宽度a的比(l/a)可以增加到约5或更大，由于用于吸声材料的纤维10的尺寸相对过度地增加，构成吸声材料的纤维之间的孔的尺寸会减小，并且表面积增大的效果会减小，导致吸声效率下降。中间部300的长度l与宽度a的比(l/a)可以为约5至25。中间部300(其包括第一中间部310、第二中间部320、第三中间部330和第四中间部340)的长度l可以是当第一中间部310、第二中间部320、第三中间部330和第四中间部340被拉直时从第一中间部310的一端(与第二中间部320间隔开的第一中间部310的两个相对端中的一端)到第四中间部340的一端(与第三中间部330间隔开的第四中间部340的两个相对端中的一端)的距离。当中间部300的长度l与宽度a的比(l/a)小于约5时，l的值可能相对较低，并且因此可能无法实现正常的截面形状。当中间部300的长度l与宽度a的比(l/a)大于约25时，用于吸声材料的纤维10在纺丝时的喷丝嘴(模具)阻力可能增加，并且因此用于吸声材料的纤维10的截面有时不能正常地形成。因此，吸声性能可能降低，并且用于吸声材料的纤维10的物理性质可能会改变。根据本发明的示例性实施例的用于车辆的吸声材料的纤维10的截面包括第一端部100、第二端部200和中间部300。第一端部100连接到中间部300。第一端部100与第二端部200间隔开。第一端部100具有大于中间部300的宽度a的宽度a1。由于第一端部100的宽度a1大于中间部300的宽度a，当形成吸声材料时，可以防止归因于基础纤维之间、基础纤维与粘合纤维之间以及粘合纤维之间的重叠的孔隙率的降低。第一端部100的宽度a1与中间部300的宽度a的比(a1/a)可以为约1.1至3.0。当第一端部100的宽度a1与中间部300的宽度a之比(a1/a)小于约1.1时，吸声材料中所包括的基础纤维之间、基础纤维与粘合纤维之间以及粘合纤维之间的孔的尺寸可以减小，因此，吸声效率提高的效果可能降低。当第一端部100的宽度a1与中间部300的宽度a之比(a1/a)大于约3.0时，在第一端部100和第二端部200的熔融纺丝过程中，难以实现用于吸声材料的纤维10的通常的截面形状。因此，吸声性能可能降低，并且用于吸声材料的纤维10的物理性质可能会改变。中间部300连接至第一端部100和第二端部200。中间部300具有至少三个弯曲部。中间部300可以具有m形状。如上所述，中间部300包括第一中间部310、第二中间部320、第三中间部330和第四中间部340。第一中间部310连接到第一端部100。中间部320连接到第一中间部310和第三中间部330。第三中间部330连接到第二中间部320和第四中间部340。第四中间部340连接到第三中间部330和第二端部200。第一中间部310和第二中间部320形成第一弯曲部c1。第二中间部320和第三中间部330形成第二弯曲部c2。第三中间部330和第四中间部340形成第三弯曲部c3。第二端部200与第一端部100间隔开。第二端部200连接到中间部300。第二端部200具有大于中间部300的宽度a的宽度a2，并且因此可以防止由于构成吸声材料的基础纤维之间、基础纤维与粘合纤维之间以及粘合纤维之间的重叠而导致的孔隙率的降低。第二端部200的宽度a2与中间部300的宽度a的比(a2/a)可以为约1.1至3.0。当第二端部200的宽度a2与中间部300的宽度a之比(a2/a)小于约1.1时，构成吸声材料的基础纤维之间、基础纤维与粘合纤维之间以及粘合纤维之间的孔的尺寸可以减小，并且因此，吸声效率提高的效果可能降低。当第二端部200的宽度a2与中间部300的宽度a之比(a2/a)大于约3.0时，在第一端部100和第二端部200的熔融纺丝过程中，难以实现用于吸声材料的纤维10的通常的截面形状。因此，吸声性能可能降低，并且用于吸声材料的纤维10的物理性质可能会改变。根据本发明的示例性实施例的用于车辆的吸声材料包括用于吸声材料的纤维10。用于吸声材料的纤维10可以是基础纤维。根据本发明的实施例的吸声材料包括基础纤维和粘合纤维。吸声材料可以包括基于吸声材料总重量的约60至80重量份的基础纤维和约20至40重量份的粘合纤维。当基础纤维的使用量小于约60重量份时，孔隙率可能降低，并且因此吸声性能可能劣化。当基础纤维的使用量大于约80重量份时，粘合纤维的量可能很小，并且因此耐久性和形状保持性可能劣化。当粘合纤维的使用量小于约20重量份时，粘合纤维的量可能很小，并且因此吸声材料的耐久性和形状保持性可能劣化。当粘合纤维的使用量大于约40重量份时，基础纤维的量可能很小，并且因此吸声性能可能劣化。基础纤维在吸声材料中提供孔以提供吸声功能。基础纤维可以适当地包括选自由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)、聚丙烯(pp)和聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(pbt)组成的组中的一种或多种。粘合纤维可以与基础纤维结合以改善吸声材料的耐久性。粘合纤维的整体或表面的熔点可以小于基础纤维的熔点。粘合纤维可包括例如聚酯基聚合物和聚烯烃基聚合物中的至少一种。聚烯烃基聚合物可以是例如聚乙烯聚合物、聚丙烯聚合物、改性聚乙烯聚合物或改性聚丙烯聚合物。粘合纤维的截面可以与用于吸声材料的纤维的截面相同。例如，粘合纤维的截面可以具有m形，其中端部的宽度大于中间部的宽度，如图1所示。粘合纤维的截面可以与用于吸声材料的纤维的截面不同。例如，粘合纤维的截面可以是圆形、椭圆形或n角形(其中n是3或更大的自然数)形状。根据本发明的示例性实施例的示例的用于车辆的吸声材料的纤维和包括该纤维的用于车辆的吸声材料包括第一端部和第二端部，它们的宽度大于中间部的宽度，并且包括至少三个弯曲部，从而使用于吸声材料的纤维所含的基础纤维之间的孔的尺寸最大化，并使构成吸声材料的基础纤维与粘合纤维之间的结合力最大化。结果，可以一起提高耐久性和吸声性能。示例在下文中，将参考具体示例更详细地描述本发明。然而，仅出于说明性目的提出以下示例，并且本发明的范围不限于这些示例。示例1使用70重量份由聚酯制成的基础纤维和30重量份的由低熔点聚酯(其表面的熔点低于基础纤维的熔点)制成的粘合纤维，制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布吸声材料。具有图3a至图3d所示的截面形状的用于吸声材料的纤维被用作基础纤维。第一端部的宽度与中间部的宽度之比和第二端部的宽度与中间部的宽度之比分别为1.5。中间部的长度与宽度之比为15。具有圆形截面的纤维用作粘合纤维。示例2就用于吸声材料的纤维的截面而言，除了第一端部的宽度与中间部的宽度的比和第二端部的宽度与中间部的宽度的比各自为2.5且中间部的长宽比为10以外，以与示例1相同的方式制造无纺布。示例3除了基础纤维的用量为80重量份且粘合纤维的用量为20重量份以外，以与示例2相同的方式制造无纺布。示例4除了基础纤维的用量为60重量份且粘合纤维的用量为40重量份以外，以与示例3相同的方式制造无纺布。比较例1由聚酯制造具有图4a所示的圆形截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例2由聚酯制造具有图4b所示的中空截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例3由聚酯制造具有图4c所示的八叶形截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例4使用70重量份由聚酯制成的基础纤维和30重量份的由低熔点聚酯(其表面的熔点低于基础纤维的熔点)制成的粘合纤维，制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布吸声材料。如图5a所示，将具有端部的宽度与中间部的宽度之比为1.05的截面的纤维用作基础纤维。具有圆形截面的纤维用作粘合纤维。比较例5如图5b所示，由聚酯制成具有端部的宽度与中间部的宽度之比为3.50的截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例6如图6a所示，由聚酯制成具有中间部的长度与宽度之比为3的截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例7如图6b所示，由聚酯制成具有中间部的长度与宽度之比为30的截面的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例8如图7所示，由聚酯制成具有中间部的长度与宽度之比为4的截面并且仅具有一个弯曲部的v形的纤维。使用上述纤维制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布。比较例9使用80重量份由聚酯制成的基础纤维和20重量份的由低熔点聚酯(其表面的熔点低于基础纤维的熔点)制成的粘合纤维，制造重量为1000g/cm2且厚度为5mm的无纺布纤维。具有圆形截面的纤维用作基础纤维和粘合纤维。比较例10除了使用70重量份由聚酯制成的基础纤维和30重量份的由低熔点聚酯(其表面的熔点低于基础纤维的熔点)制成的粘合纤维外，进行与比较例9相同的过程。比较例11除了使用60重量份由聚酯制成的基础纤维和40重量份的由低熔点聚酯(其表面的熔点低于基础纤维的熔点)制成的粘合纤维外，进行与比较例9相同的过程。物理性质的测量1.图8a是示出示例1、比较例1和比较例2的吸声性能的测量的曲线图。如图8a所示，示例1的纤维与比较例1和比较例2的纤维相比，纤维间的气孔体积更大，并且因此吸声性能优异。2.图8b是示出示例1和比较例3的吸声性能的测量的曲线图。如图8b所示，示例1的纤维与比较例3的纤维相比，异质性小，但纤维间的气孔体积更大，并且因此吸声性能优异。3.图8c是示出示例1、比较例4和比较例5的吸声性能的测量的曲线图。如图8c所示，比较例4由于归因于纤维的重叠而导致的纤维之间的气孔体积的减小而导致吸声性能差，并且比较例5由于纺丝期间纤维之间的热粘合而具有较低的批量生产性和较差的吸声性能。4.图8d是示出示例1、比较例6和比较例7的吸声性能的测量的图。如图8d所示，示例1具有比比较例6(其纤维的截面的中间部的长宽比相对较小)和比较例7(其纤维的截面的中间部的长宽比相对较大)更大的吸声性能。5.图8e是示出示例1和比较例8的吸声性能的测量的曲线图。如图8e所示，比较例8由于纤维间的气孔体积减少而吸声性能差。6.图8f是示出示例2至示例4和比较例9至比较例11的抗拉强度的测量的曲线图。在将astmd638type1用作抗拉试验的样品并且抗拉速度为200mm/min的条件下测量抗拉强度。抗拉强度的测量值示于下表1中。表1如图8f和表1所示，与比较例9至比较例11相比，示例2至示例4的特征在于，增加了与粘合纤维接触的可用面积，因此增加了无纺布的制造中纤维之间的粘合力，并且无纺布具有相对优异的物理性能。7.图9是示出示例2和比较例9的耐磨性的测量的照片。通过taber磨损试验测量耐磨性，该试验在使用h-18砂轮、磨损速度为70次/min、载荷为1000g的条件下进行。评价标准示于下表2中。示例2的耐磨性为4级，且比较例9的耐磨性为3级。因此，示例2的耐磨性高于比较例9。表2等级评估标准5无磨损4略切桩3切穿磨损，但不明显2明显观察到桩的切割、破损和磨损1桩身严重磨损，表面磨损严重因此，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的示例性吸声材料的示例性纤维可以具有改善的耐久性和吸声性能。另外，根据本发明的示例性实施例的用于车辆的吸声材料具有改善的耐久性和吸声性能。已经参考本发明的各种示例性实施例详细描述了本发明。然而，本领域技术人员将理解，可以在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行改变，本发明的范围由所附权利要求及其等同形式限定。当前第1页1 2 3 

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