CN101163827A - 具有改进的吸声性能的热塑性复合材料 - Google Patents

具有改进的吸声性能的热塑性复合材料 Download PDF

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CN101163827A
CN101163827A CNA200580047204XA CN200580047204A CN101163827A CN 101163827 A CN101163827 A CN 101163827A CN A200580047204X A CNA200580047204X A CN A200580047204XA CN 200580047204 A CN200580047204 A CN 200580047204A CN 101163827 A CN101163827 A CN 101163827A
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fortifying fibre
composite
fibre
acoustical
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E·哈克
T·陈尼
A·布林克库恩
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Owens Corning Intellectual Capital LLC
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Abstract

提供一种由增强纤维、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的声学增强纤维以及一种或多种有机纤维形成的复合材料。声学增强纤维可以为特别在低频率提供提高或增强的吸声性能的任何纤维。该复合材料可以通过部分开松湿增强纤维、声学增强纤维和有机纤维，混合增强纤维、声学增强纤维和有机纤维，使所述纤维成型为片材，以及粘合片材中的纤维而形成。优选地，增强纤维为湿法应用的短切玻璃纤维。复合材料可以由增强纤维、声学增强纤维和有机纤维的单层形成。可选地，复合材料可以为多层复合材料，其中声学增强纤维位于层压到由有机纤维和增强纤维形成的热学层上的声学层中。

Description

具有改进的吸声性能的热塑性复合材料
本发明的技术领域和工业实用性
本发明一般性涉及声学产品，以及更具体地，涉及一种复合材料，其包括增强纤维、有机纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维，并且其在较低频率具有改进的吸声性能。还提供一种形成该复合材料的方法。
发明背景
隔音材料用于各种需要衰减来自外源的噪声的环境中。例如，隔音材料已经用于各种应用中，例如用于器具中以降低散发到住房周围区域的声音，用于汽车中以降低发动机的机械声音和路面噪音，以及用于办公楼以衰减由工作场所，例如由电话交谈或由办公设备运转产生的声音。常规隔音材料包括例如泡沫塑料、压缩纤维、玻璃纤维絮垫、毡以及纤维，例如熔喷纤维的无纺网的各种材料。隔音通常依赖于声音吸收(能够吸收入射声波)和传输损耗(能够反射入射声波)来提供充分的声音衰减。
汽车中，绝缘材料也依赖于热屏蔽性能以降低或防止热量由汽车中的各个热源(发动机、变速器、排气装置等)向车辆的客舱传递。这种绝缘体通常在汽车中用作车顶衬垫(headliner)、隔板衬垫或防火壁衬垫。衬垫通常由提供所需机械强度性能的一个或多个绝缘材料层和允许汽车中的简便安装以及适当功能特性的一个或多个刚性材料附加层的层压材料形成。常规隔音材料的实例以下阐明。
Chenoweth等人的US专利4,889,764和US专利4,946,738描述了一种无纺纤维毯，其包括矿物纤维(玻璃纤维)、合成纤维(聚酯)和双组分纤维。合成纤维优选具有1/4-4英寸的长度和1-15旦尼尔的旦尼尔。双组分纤维优选具有1/4-3英寸的长度和1-10旦尼尔的旦尼尔。
Souders等人的US专利5,591,289公开了一种车顶衬垫，其具有由高膨松度的聚合物热塑性纤维(聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)的毛絮形成的纤维芯。该纤维具有大约2英寸的长度和5-30的旦尼尔。
Olinger等人的US专利5,662,981描述了一种模塑复合材料产品，其具有包含增强纤维(玻璃和聚合物纤维)的树脂芯层和基本上不含增强纤维的树脂表面层。该表面层可以由热塑性或热固性材料形成，例如聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯硫醚(PPS)或聚碳酸酯。
Patel等人的US专利5,886,306公开了一种层状隔音网，其包括夹在熔喷或纺粘的热塑性纤维(聚丙烯)层和薄膜、箔片、纸张或纺粘热塑性纤维层之间的许多纤维素纤维层。
Tilton等人的US专利6,669,265描述了一种纤维材料，其具有膨松的隔音部分和可以起防水层作用的较高密度的表层。该纤维材料包括聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、玻璃纤维、天然纤维及其混合物。
Nakamura等人的US专利6,695,939公开了一种内部装饰材料，其由基材和粘合到基材的表层形成。基材为热塑性纤维和无机纤维的共混物的毡状纤维结构。表层为由熔点高于基材中的热塑性纤维熔点的纤维形成的高熔点纤维片材。高熔点纤维可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维。
Sandoe等人的US专利6,756,332描述了一种车顶衬垫，其包括位于两个硬化层之间的芯层，该芯层由共混的无纺纤维的絮垫形成。芯层包括热塑性纤维，其具有(1)20-50wt％的细纤维，旦尼尔为0.8-3.0，(2)10-50wt％的粘合剂纤维，和(3)旦尼尔为4.0-15.0的其它纤维。热塑性纤维可以包括聚酯、聚烯烃和尼龙。聚酯纤维优选包括双组分纤维。
Tilton等人的US专利公开2003/0039793A1描述了一种车辆用修饰镶板绝缘体，其包括聚合物纤维的非层压隔音和隔热层。该绝缘体还可以包括聚合物纤维的较高密度非层压表层和/或由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、人造纤维、乙烯-乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、纤维纱布(scrim)、金属箔及其混合物形成的一个或多个覆面层。
Tilton的US专利公开2004/0002274A1公开了一种层压材料，其包括(1)由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、天然纤维、尼龙、人造纤维及其共混物形成的基础层和(2)覆面层。基础层的密度为大约0.5-15.0pcf，覆面层的密度为约10pcf到约100pcf。
Tilton等人的US专利公开2004/0023586A1和Block等人的US专利公开2003/0008592公开了一种纤维毯材料，其具有由聚酯、聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、天然纤维、尼龙和/或人造纤维形成的第一纤维层和熔喷聚丙烯纤维层。第二纤维层可以夹在第一纤维层和熔喷纤维层之间。该毯材料可以加以调节以提供用于特定产品应用的声音衰减。
Schmidt等人的US专利公开2004/0077247描述了一种无纺层压材料，其包含由平均旦尼尔低于约1.8dpf的热塑性纺粘长丝形成的第一层和包含平均旦尼尔大于约2.3dpf的热塑性多组分纺粘长丝的第二层。该层压材料具有一种结构，使得第一层的密度大于第二层的密度，以及第二层的厚度大于第一层的厚度。
虽然在汽车应用领域中存在许多隔音产品，但是并不存在在低频率提供足够的吸声性能并同时保持足够的结构性能的隔音产品。因此，需要一种显示优越的声音衰减性能、改进的结构和热性能以及轻质和成本低廉的声学材料。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种制造声和热吸收性复合材料的方法，该复合材料包括增强纤维、有机纤维和声学增强纤维。为形成该复合材料，湿增强纤维被开松并成丝，而且湿增强纤维中存在的至少一部分水被除去以形成脱水的增强纤维。脱水的增强纤维与声学增强纤维和有机纤维例如在高速空气流中共混以形成所述纤维的基本上均匀的混合物。混合物然后被输送到片材成型机并成型为片材。将至少一些脱水的增强纤维、有机纤维和声学增强纤维粘合以形成复合材料。在至少一个示例性实施方案中，片材被加热至高于有机纤维和/或声学增强纤维熔点并低于脱水的增强纤维熔点的温度，以至少部分熔融有机纤维和/或声学增强纤维，并将增强纤维、有机纤维和声学增强纤维粘合在一起。在优选的实施方案中，增强纤维为湿法应用的短切玻璃纤维。声学增强纤维优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和/或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
本发明的另一个目的是提供一种形成层压复合材料产品的方法。在第一个装配线中，形成包括纱布、第一粘合剂、复合材料和第二粘合剂的顺次层的第一层状材料，所述复合材料包括增强纤维、声学增强纤维和有机纤维。在第二个装配线中，生产由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和/或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的芯层、第三粘合剂层、复合材料和第四粘合剂层形成的第二层状材料，所述复合材料包括增强纤维、声学增强纤维和有机纤维。第一和第二装配线可以在线会合，使得第二粘合剂层邻近于聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维芯层设置。由此形成的层状复合材料可以穿过层压烘箱，在其中施加热和压力以形成层压复合材料。层压复合材料可以进一步由常规方法加工成复合材料产品，例如汽车的衬垫。例如，层压复合材料可以修整和例如通过模塑工艺成型为车顶衬垫。为了美观性目的，泡沫塑料或织物然后可以施加于该车顶衬垫。
本发明的又一个目的是提供一种制造复合材料的方法，该复合材料由(1)包括增强纤维和有机纤维的第一层和(2)包括声学增强纤维的第二层形成。为形成第一层，湿增强纤维束被开松并成丝，而且该湿增强纤维中存在的至少一部分水被除去形成脱水的增强纤维。脱水的增强纤维与有机纤维混合以形成所述纤维的基本上均匀的混合物。然后输送混合物到片材成型机并成型为片材。将至少一些脱水的增强纤维和有机纤维粘合以形成第一层。在至少一个示例性实施方案中，片材被加热至高于有机纤维熔点并低于脱水的增强纤维熔点的温度，以至少部分熔融有机纤维，并将增强纤维和有机纤维粘合在一起。在优选的实施方案中，增强纤维为湿法应用的短切玻璃纤维。将声学增强纤维的第二层设置在第一层上以形成复合材料产品。优选的是声学增强纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和/或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。此外，第二层可以由气流成网、湿法成网或熔喷工艺形成。第二层可以任选地包括可热熔融的纤维，例如双组分纤维。复合材料产品的声学性能可以通过改变声学增强纤维的长度和旦尼尔加以微调。
本发明的一个优点是复合材料的声学性能可以通过复合材料中存在的纤维的特定组合来加以改变或改进，并且因此可以调节上述性能来满足特定应用的需要。例如，特定应用所需的声学性质可以通过改变纤维重量、改变增强纤维含量和/或增强纤维的长度或直径、或者通过改变声学增强纤维或有机纤维的纤维长度和/或旦尼尔得到最佳化。
本发明的另一个优点是由复合材料形成的复合材料部件的厚度、形成的复合材料部件的孔隙率(孔隙含量)以及形成的复合材料部件的空气流路可以通过改变有机纤维的基重和/或复合材料的增强纤维含量加以控制。
另一个优点是例如在本发明中使用湿法应用的短切玻璃纤维以干法成网工艺形成的复合材料具有更高的膨松度(孔隙率增大)。
本发明的又一个优点是通过改变用于复合材料的增强纤维和/或有机纤维的重量、长度和/或旦尼尔，复合材料提供能够最佳化和/或调节特定应用所需的物理性能(例如刚性或强度)的能力。
本发明的另一个优点是由在此所述的方法形成的复合材料具有均匀的或基本上均匀的纤维分布，由此提供改进的强度以及改进的声学和热性能、强度、刚性、耐冲击性和吸声性能。
本发明的另一个优点是当湿法应用的短切玻璃纤维用作增强纤维材料时，由于所述玻璃纤维中存在的水分，可以在几乎不产生静电的情况下容易地将玻璃纤维开松并纤维化。
本发明的另一个优点是因为湿法应用的短切玻璃纤维制造起来比干燥短切纤维更廉价(干燥纤维通常在切短之前在分开的步骤中干燥和包装)，所以形成的最终产品可以更低成本制造。
通过考虑以下详细说明，本发明的上述和其它目的、特征和优点将更加充分地呈现。但是应清楚地理解，附图是为了说明性目的，以及并不被认为是限定本发明的界限。
附图简述
当考虑本发明的以下详细公开时，特别是当结合附图考虑时，本发明的优点将是显而易见的，其中：
图1为根据本发明的一个方面，说明在干法成网工艺中使用湿增强纤维的步骤的流程图；
图2为根据本发明的至少一个示例性实施方案，使用湿增强纤维形成复合材料的气流成网工艺的示意图；
图3为根据本发明的至少一个示例性实施方案，由声学层和热学层形成的复合材料的示意图；
图4为根据本发明的至少一个示例性实施方案，利用声学增强纤维和聚合物纤维形成声学层的气流成网工艺的示意图；
图5为根据本发明的至少一个示例性实施方案，用于制造层状复合材料产品的层压工艺的示意图；
图6为由图5中所绘示例性工艺形成的层状复合材料产品的示意图；
图7为常规聚丙烯/玻璃复合材料和根据本发明的聚丙烯/玻璃/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的随机入射(random incident)吸声性能的图解说明；和
图8为常规聚丙烯/玻璃复合材料和根据本发明的聚对苯二甲酸乙二醇酯/玻璃复合材料的标准入射(normal incident)吸声性能的图解说明。
本发明的详细说明和优选实施方案
除非另外规定，在此使用的所有技术和科学术语都具有与由本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同含义。虽然与在此所述的那些相似或等效的任何方法和材料都可以用于本发明的实践或测试，但是在此描述优选的方法和材料。在此引用的所有参考文献，包括公开的或相应的US专利或外国专利申请、发布的US专利或外国专利、或者任何其它参考文献，均全文引入作为参考，包括引用的参考文献中给出的所有数据、表格、附图和正文。
附图中，为了清楚性，线、层和区域的粗度可以放大。应当注意在各附图中发现的相同数字表示相同元件。仅为了解释的目的，在此使用术语“顶部”、“底部”、“侧面”等。应理解，当例如层、区域、基材或板的元件被称为在另一个元件“上”时，其可以直接位于所述另一个元件上或者也可以存在插入的元件。如果元件或层被描述为“邻近”或“靠近”另一个元件或层，那么应理解，该元件或层可以直接邻近或直接靠近所述另一个元件或层，或者可以存在插入的元件。还应理解，当例如层、区域或基材的元件被称为在另一个元件之上时，其可以直接位于所述另一个元件之上，或者可以存在插入的元件。术语“增强用纤维”和“增强纤维”在此可互换使用。此外，术语“声学增强纤维”可以与术语“声学增强用纤维”互换使用。
本发明涉及一种声和热吸收性复合材料，其由增强纤维、声学增强纤维(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维)、以及一种或多种有机纤维形成。该复合材料可以用于许多结构应用，例如用于汽车(车顶衬垫、发动机罩衬垫、地板衬垫、装饰板、包裹架、车辆遮光罩、仪表板结构、门衬垫等)，以及用于旅游汽车(RV)的墙板和顶板以及用于许多非结构性声学应用，例如用于厨房器具、办公室屏风和隔断，用于天花板面砖、用于建筑镶板以及地下室饰面系统。
用于复合材料的增强纤维可以为适合提供优良结构质量以及优良声和热性能的任何有机或无机纤维类型。可以用于复合材料的增强纤维的非限制实例包括玻璃纤维、羊毛玻璃纤维(wool glass fiber)、天然纤维、金属纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、碳纤维、石墨纤维、纳米纤维及其结合物。如结合本发明使用的，术语“天然纤维”表示从植物的任何部分，包括但不限于茎、种子、叶、根或韧皮提取的植物纤维。复合材料中，增强纤维可以具有相同或不同的长度、直径和/或旦尼尔。优选，增强纤维材料为玻璃纤维。
用于复合材料的增强纤维可以具有大约10-100mm，以及更优选25-50mm的长度。另外，增强纤维可以具有11-25微米，优选12-18微米的直径。增强纤维可以在该复合材料内具有彼此不同的长度(长径比)和直径。增强纤维可以全部纤维的20-60wt％的量，优选以30-50wt％的量存在于复合材料中。
此外，复合材料包括至少一种声学增强纤维。声学增强纤维可以为特别在较低频率，例如低于大约2000Hz的频率下提供提高或增强的吸声性能的任何纤维。这种纤维的非限制实例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维和改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(例如聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯、二醇(glycol)改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)、棉和黄麻纤维(纤维素的和天然的)、玻璃纤维和聚氨酯泡沫。优选，声学增强纤维为聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。声学增强纤维可以具有不同的旦尼尔和纤维长度，以提供提高的吸声性能。用于复合材料的声学增强纤维可以具有大约6-75mm，以及优选18-50mm的长度。此外，声学增强纤维可以具有大约1.5-30旦尼尔，优选1.5-6旦尼尔的旦尼尔。声学增强纤维可以全部纤维的30-70wt％，以及优选30-40wt％的量存在于复合材料中。
另外，复合材料包括至少一种有机纤维。复合材料中存在的有机纤维可以包括聚合物类热塑性纤维，例如但不限于聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚氯乙烯(PVC)纤维、乙烯-乙酸乙烯酯/氯乙烯(EVA/VC)纤维、丙烯酸低级烷基酯聚合物纤维、丙烯腈聚合物纤维、部分水解的聚乙酸乙烯酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯吡咯烷酮纤维、苯乙烯-丙烯酸酯纤维、聚烯烃、聚酰胺、聚硫化物、聚碳酸酯、人造纤维、尼龙和丁二烯共聚物，例如苯乙烯/丁二烯橡胶(SBR)和丁二烯/丙烯腈橡胶(NBR)。有机纤维可以用酸性基团官能化，例如通过用例如马来酸或丙烯酸的酸进行羧基化，或者聚合物纤维可以通过添加酸酐基团或乙酸乙烯酯官能化。有机纤维另外可以采取薄片、颗粒或粉末形式，而不是聚合物纤维形式。在一些实施方案中，除了有机纤维之外，还可以添加薄片、颗粒和/或粉末形式的树脂。
复合材料中可以存在一种或多种有机纤维。复合材料中存在的有机纤维类型的特定组合可以变化以满足特定应用的特定声学要求。复合材料中存在的有机纤维可以具有相同或不同的长度、直径和/或旦尼尔。例如，复合材料的有机纤维可以包括单一的聚合物纤维材料(例如聚丙烯)，其中聚合物纤维具有不同的长度、直径和/或旦尼尔。作为另一个实例，复合材料中存在的有机纤维可以包括两种或更多种不同的聚合物纤维材料，而且聚合物的每一种可以具有相同的长度和/或直径和/或旦尼尔，或者可选地，聚合物可以具有不同的长度和/或直径和/或旦尼尔。复合材料的声学性能可以通过改变有机聚合物纤维的长度和旦尼尔来加以微调。此外，复合材料中存在的不同有机纤维的比率可以变化以得到特定的声学性质。
有机纤维可以具有大约6-75mm，以及优选18-50mm的长度。另外，有机纤维可以具有2-30旦尼尔，优选2-18旦尼尔，和更优选3-7旦尼尔的旦尼尔。复合材料中存在的有机纤维可以具有不同的长度和直径，取决于复合材料的所需声学特性。所述聚合物纤维可以全部纤维的10-50wt％，优选10-30wt％的量存在于复合材料中。
有机纤维的一种或多种可以为多组分纤维，例如双组分聚合物纤维、三组分纤维或塑料涂布的矿物纤维，例如热塑性塑料涂布的玻璃纤维。双组分纤维可以壳-芯、并排、天星状或扇形嵌段结构排列。优选，双组分纤维形成壳-芯结构，其中壳由第一种聚合物纤维形成，其基本上包围由第二种聚合物纤维形成的芯。并不需要壳纤维完全包围芯纤维。第一种聚合物纤维的熔点低于第二种聚合物纤维的熔点，使得当加热双组分纤维时，第一种和第二种聚合物纤维发生不同的反应。具体地，当将双组分纤维加热到高于第一种聚合物纤维(壳纤维)的熔点并且低于第二种聚合物纤维(芯纤维)的熔点的温度时，第一种聚合物纤维将软化或熔融，而第二种聚合物纤维保持完好。第一种聚合物纤维(壳纤维)的这种软化将使第一种聚合物纤维变为粘性的，并且将第一种聚合物纤维自身以及可能紧密相邻的其它纤维粘合。
很多的材料组合物可用于制备双组分聚合物纤维，例如但不限于使用聚酯、聚丙烯、聚硫化物、聚烯烃和聚乙烯纤维的组合物。用于双组分纤维的具体聚合物组合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯和聚丙烯/聚乙烯。其它非限制双组分纤维实例包括共聚聚酯聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(coPET/PET)、聚对苯二甲酸1，4-环己烷二甲酯/聚丙烯(PCT/PP)、高密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(HDPE/PET)、高密度聚乙烯/聚丙烯(HDPE/PP)、线性低密度聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(LLDPE/PET)、尼龙6/尼龙6，6(PA6/PA6，6)和二醇(glycol)改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯(6PETg/PET)。
双组分聚合物纤维可以具有2-4mm的长度和大约1-18旦尼尔的旦尼尔。优选的是第一种聚合物纤维(壳纤维)的熔点为约150-400，和更优选为约170-300。第二种聚合物纤维(芯纤维)具有更高的熔点，优选高于约350。当双组分纤维用作复合材料的组分时，双组分纤维可以全部纤维的至多20wt％，优选至多10wt％的量存在。
复合材料可以由无规取向的增强纤维、声学增强纤维和/或有机纤维的气流成网、湿法成网或熔喷的无纺毡或网形成。在至少一个示例性实施方案中，复合材料由干法成网方法，例如2003年10月17日Enamul Haque提交的名为“Development Of ThermoplasticComposites Using Wet Use Chopped Strand Glass In A Dry LaidProcess”的US专利申请10/688,013中所述的干法成网方法形成，在此将其全部引入作为参考。在优选实施方案中，用于形成复合材料的增强纤维为湿增强纤维，以及最优选为湿法应用的短切玻璃纤维。用作增强纤维的湿法应用的短切玻璃纤维可以由本领域已知的常规方法形成。理想的是湿法应用的短切玻璃纤维的含水量为5-30％，和更优选为5-15％。
根据本发明，用于形成复合材料的示例性方法在图1中概括性说明，并且其包括至少部分开松增强纤维、声学增强纤维和有机纤维(步骤100)，将增强纤维、声学增强纤维和有机纤维共混(步骤110)，将增强纤维、声学增强纤维和有机纤维成型为片材(步骤120)，任选地针刺该片材以赋予片材结构完整性(步骤130)，以及将增强纤维、声学增强纤维和有机纤维粘合(步骤140)。
增强纤维、声学增强纤维和有机纤维通常以单根纤维的束的形式聚集。在形成复合材料过程中，增强纤维、声学增强纤维和有机纤维的束各自可以由开松系统，例如工业中常用的束开松系统开松。
现在参见图2，可以最好地看到湿增强纤维、声学增强纤维和有机纤维的开松。通常为束形式的湿增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220分别进料到第一开松系统230、第二开松系统240和第三开松系统250，以至少部分地将湿增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220开松和/或成丝(个体化)。应当注意，虽然图1和2中所绘示例性方法显示由第二开松系统240开松声学增强纤维210以及由第三开松系统250开松有机纤维220，但是如果声学增强纤维210和/或有机纤维220以成丝形式、而不是以束的形式存在或得到，那么声学增强纤维210和/或有机纤维220可以直接进料到纤维传输系统270(未示出的实施方案)。这种实施方案被认为是在本发明的范围内。
在其中有机纤维为薄片、颗粒或粉末形式的可选实施方案中，第三开松系统250可以用适合于将薄片、粉末或颗粒分配到纤维传输系统270的设备替代，使得这些树脂材料可以与增强纤维200和声学增强纤维210混合。适合的分配设备将是本领域技术人员容易确定的。在其中除了有机纤维220(不是代替)之外还使用薄片、颗粒或粉末形式的树脂的实施方案中，分配薄片、颗粒或粉末的设备可以不替代第三开松系统250。
第一、第二和第三开松系统230、240、250优选为束开松机，但是可以为适合开松增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220的束的任何开松机类型。开松机的设计取决于待开松的纤维的类型和物理特性。用于本发明的适合开松机包括有或者没有称重设备的任何常规标准型束开松机。当部分开松的纤维穿过束开松机时，称重设备用来对其进行连续称重，以监测传递到下一个工艺步骤上的纤维量。束开松机可以装有多个精细开松机、一个或多个刺辊转筒或锯齿转筒、进料辊和/或进料辊和凸杆的组合。
部分开松的湿增强纤维200然后可以由第一开松系统230计量加入或进料到冷凝装置260以从湿纤维除去水。在示例性实施方案中，除去大于70％的游离水(增强纤维外部的水)。但是优选由冷凝装置260除去基本上所有的水。应当注意，当在此使用时，短语“基本上所有的水”用来表示除去所有的或几乎所有的游离水。冷凝装置260可以为本领域已知的任何已知干燥或除水设备，例如但不限于空气干燥器、烘箱、辊、抽吸泵、加热的鼓式干燥器、红外加热源、热鼓风机或微波发射源。
在增强纤维200穿过冷凝装置260之后，所述纤维可以穿过另一个开松系统，例如上述束开松机，以进一步将增强纤维200成丝和分离(未示出)。
增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220由纤维传输系统270，优选在高速空气流中共混在一起。纤维传输系统270既用作将增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220运输到片材成型机280的管道，又用作将所述纤维在空气流中基本上均匀混合的管道。理想的是尽可能均匀地分布增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220。进入纤维传输系统270中的空气流的增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220的比率可以由以上关于第一、第二和第三开松系统230、240、250所述的称重设备控制或者由纤维穿过开松系统220、230、250的量和/或速率控制。增强纤维200∶声学增强纤维210∶有机纤维220的比率可以为大约50∶20∶30(分别对应增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220)。但是，应理解空气流内存在的纤维的比率将取决于最终产品的所需结构和声学要求而变化。
取决于复合材料的所需组成，另外的纤维，例如短切粗纱、干法应用的短切玻璃纤维(DUCS)、玻璃纤维、天然纤维(例如黄麻、大麻和洋麻)、芳族聚酰胺纤维、金属纤维、陶瓷纤维、矿物纤维、碳纤维、石墨纤维、聚合物纤维或其结合物可以由另外的开松系统(未示出)开松和成丝。这些另外的纤维可以加入到纤维传输系统270并与增强纤维、声学增强纤维和有机纤维200、210、220混合。可选地，如果所述纤维以成丝形式得到，那么它们可以在不首先穿过开松系统的情况下加入到纤维传输系统270中。当所述另外的纤维加入到纤维传输系统270时，优选的是全部纤维的约10-30wt％由这些另外的纤维组成。
再次参见图2，增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220的混合物可以输送到片材成型机280，在其中纤维成型为片材。在至少一个示例性实施方案中，纤维的混合物由高速空气流输送到片材成型机280。在本发明的一些实施方案中，共混的纤维在进入片材成型机280之前，由纤维传输系统270输送到填充箱塔290，其中增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220例如由计算机监测的电子称重设备按体积进料到片材成型机280。填充箱塔290理想地设置在片材成型机280的外部。填充箱塔290也可以包括挡板以在进入片材成型机280之前进一步共混和混合增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220。在一些实施方案中，片材成型机280具有冷凝器和分配输送机以实现进入填充箱塔290的更高的纤维进料和增加穿过填充箱塔290的空气体积。为了得到改进的开松纤维的横向分布(cross-distribution)，分配输送机可以相对片材方向横向运行。结果，增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220可以在几乎没有或没有压力以及最小纤维断裂的情况下输送进入填充箱塔290。
在至少一个示例性实施方案中，由片材成型机280形成的片材被输送到第二片材成型机(未示出)。第二片材成型机促进增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220在片材中基本上均匀地分布。此外，使用另外的片材成型机可以增强成型片材的结构完整性。在可选实施方案(未示出)中，增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220的混合物在进入片材成型机280之前被吹送到覆盖有细线或齿的一个或一系列鼓上以将纤维梳理成为平行排列(未示出)，如在精梳工艺中那样。
由片材成型机280形成的片材以所需比例和重量分布包含基本上均匀分布的增强纤维210、声学增强纤维210和有机纤维的束。由片材成型机280形成的片材的重量分布为400-3000g/m2，优选的重量分布为约600-2000g/m2。
在本发明的一个或多个实施方案中，离开片材成型机280的片材任选地在针刺制毡设备300中进行针刺工艺，在其中倒刺针或叉形针以向下和/或向上运动形式推进穿过片材的纤维，以将增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220缠结或缠绕，并赋予片材机械强度和完整性。针刺制毡设备300可以包括送网机构、带有针板的针板横梁、倒刺制毡针数为每米机宽约500针到每米机宽约7,500针、托板、底板和卷取机构。增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220的机械互锁通过使倒刺制毡针反复穿入和穿出片材实现。与选定用于本发明方法的特定纤维一起使用的最佳针刺选择将是本领域技术人员容易确定的。
在片材离开片材成型机280之后或任选的片材针刺之后，片材可以穿过热粘合系统310以将增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220粘合并形成复合材料。但是，应理解如果片材在针刺制毡设备300中针刺而且增强纤维200、声学增强纤维210和有机纤维220被机械结合，那么片材可以不需要穿过热粘合系统310来形成复合材料320。
在热粘合中，声学增强纤维210和有机纤维220的热塑性性能用来在加热时形成与增强纤维200的粘合。在热粘合系统290中，片材被加热至高于声学增强纤维210和/或有机纤维220的熔点但低于增强纤维200的熔点的温度。当双组分纤维用作有机纤维220时，热粘合系统310中的温度升高到高于壳纤维的熔融温度但低于增强纤维200的熔融温度的温度。将声学增强纤维210和/或有机纤维220加热到高于它们的熔点的温度，或者在其中有机纤维220为双组分纤维的情况下加热到高于壳纤维熔点的温度，使得声学增强纤维210和/或有机纤维220成为粘合剂，并将声学增强纤维210、有机纤维220和增强纤维200粘合。如果声学增强纤维210和/或有机纤维完全熔融，那么熔融的纤维可能包封增强纤维200。只要热粘合系统310内的温度不升高到增强纤维200和/或芯纤维的熔点，那么这些纤维将在热粘合系统310和复合材料320内保持纤维形式。
虽然声学增强纤维210和/或有机纤维220可以用来将增强纤维200彼此粘合，但是粘合剂树脂285可以在片材穿过热粘合系统310之前作为另外的粘合剂添加。粘合剂树脂285可以为树脂粉末、薄片、颗粒、泡沫或液体喷雾形式。粘合剂树脂285可以由任何适合的方式添加，例如溢流和提取方法或者通过在片材上喷涂粘合剂树脂285。添加到片材的粘合剂树脂285的量可以取决于复合材料的所需特性而变化。催化剂，例如氯化铵、对甲苯、磺酸、硫酸铝、磷酸铵或硝酸锌可以用来改进固化速率和固化的粘合剂树脂285的质量。
单独的或除了在此所述的其它粘合方法之外，可以用来进一步粘合增强纤维200的另一种方法为胶乳粘合。在胶乳粘合中，由单体，例如乙烯(Tg-125℃)、丁二烯(Tg-78℃)、丙烯酸丁酯(Tg-52℃)、丙烯酸乙酯(Tg-22℃)、乙酸乙烯酯(Tg30℃)、氯乙烯(Tg80℃)、甲基丙烯酸甲酯(Tg105℃)、苯乙烯(Tg105℃)和丙烯腈(Tg130℃)形成的聚合物用作粘合剂。较低的玻璃化转变温度(Tg)产生较软质的聚合物。胶乳聚合物可以在片材进入热粘合系统310之前以喷雾形式添加。一旦片材进入热粘合系统310，胶乳聚合物熔融并将增强纤维200粘合在一起。
可以单独使用或与在此所述的其它粘合方法结合使用的另一种任选的粘合方法为化学粘合。液体类粘合剂、粉末粘合剂、泡沫以及在一些情况下，有机溶剂可以用作化学粘合剂。化学粘合剂的适合实例包括但不限于丙烯酸酯聚合物和共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物及其结合物。例如，聚乙酸乙烯酯(PVA)、乙烯-乙酸乙烯酯/氯乙烯(EVA/VC)、丙烯酸低级烷基酯聚合物、丁苯橡胶、丙烯腈聚合物、聚氨酯、环氧树脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯与其它单体的共聚物、部分水解的聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚酯树脂和苯乙烯-丙烯酸酯可以用作化学粘合剂。化学粘合剂可以通过浸渍、涂布或喷涂片材而均匀施加。
热粘合系统可以包括本领域已知的任何已知加热和粘合方法，例如烘箱粘合、使用强制空气的烘箱粘合、红外加热、热压延、带压延、超声波粘合、微波加热和加热转筒。任选地，这些粘合方法的两种或更多种可以组合用于将片材中的纤维粘合。热粘合系统310的温度取决于使用的特定声学增强纤维210、有机纤维220、粘合剂树脂和/或胶乳聚合物的熔点以及在片材中是否存在双组分纤维而加以变化。
在可选实施方案(未说明)中，复合材料由湿法成网方法形成。例如，增强纤维、声学增强纤维和有机纤维可以分散在包含粘合剂以及分散剂、粘度调节剂、消泡剂和/或其它化学试剂的水溶液中并搅拌以形成淤浆。然后将位于淤浆中的增强纤维、声学增强纤维和有机纤维沉积到运动筛网上，在其中水被除去。任选地，该毡在烘箱中干燥。该毡然后可以浸入粘合剂组合物中以用粘合剂组合物浸渍该毡。该毡然后穿过固化烘箱以除去任何残留水、固化粘合剂、和至少部分熔融声学增强纤维和/或有机纤维以将增强纤维、声学增强纤维和有机纤维粘合在一起。得到的复合材料为分散的热塑性纤维(声学增强纤维和有机纤维)和增强纤维的组合体。
在图3中说明的示例性实施方案中，复合材料320由声学层360和热学层370形成。在该实施方案中，声学增强纤维210位于粘贴于或层压于热学层370的声学层360中，所述热学层由有机纤维220和增强纤维200形成。热学层370可以由上述以及图1和2中所绘工艺制成，除了没有声学增强纤维。应理解，为了便于在此论述，使用声学层360和热学层370的命名，而且声学层360和热学层370都能提供隔音和隔热性能。
声学层360可以为由气流成网、湿法成网或熔喷工艺形成的无纺毡，并且理想地其由100％的上述声学增强纤维210形成。可选地，声学层360可以由一种或多种声学增强纤维210和聚合物类热塑性有机材料，例如但不限于聚酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯硫醚(PPS)、聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃、聚酰胺、聚硫化物、聚碳酸酯及其混合物形成。另外，声学层360可以包括可热熔融的纤维，例如上述双组分纤维。当双组分纤维用作声学层360的组分时，它们可以全部纤维的10-80％的量存在。形成声学层360的纤维可以具有相同或不同的长度和/或直径和/或旦尼尔。
声学层360设置在热学层370的主表面上，并且可以例如通过轧辊系统或通过使用层压机附着于热学层370。因此，声学增强纤维210位于复合材料320的一侧，而不是如以上图1和2所述的分散于整个复合材料中。可以使用树脂粘合层，例如PlexarTM(可商购自QuantumChemical)、AdmerTM(可商购自Mitsui Petrochemical)和BynelTM(酸酐改性的聚烯烃，可商购自DuPont)、喷涂(spray-on)粘合剂、压敏粘合剂、超声波、振动焊接或其它通常使用的固定技术来粘合声学层360和热学层370。
由热学层370和声学层360形成的复合材料产品320的声学性能可以通过改变声学层360中的声学增强纤维210和/或聚合物类热塑性有机材料(如果存在)的长度和旦尼尔加以微调。此外，声学增强纤维210与可能存在于声学层360中的其它纤维聚合物材料的比率可以变化，以得到特定的声学性能。在一些示例性实施方案中，声学层360中的声学增强纤维210的长度基本上与热学层370中存在的增强纤维200的长度相同，以有助于加工。
在干法成网工艺中形成由声学增强纤维210和热塑性类聚合物纤维形成的声学层360的一个示例性实施方案在图4中绘出。应理解，另外的声学增强纤维和/或聚合物纤维可以用来形成声学层360，并且图4中所绘的特定纤维仅用于说明目的。如图4所示，声学增强纤维210和聚合物纤维330可以通过使通常为束状的声学增强纤维210和聚合物纤维330分别穿过第一开松机340和第二开松机350而开松，将纤维开松和成丝。
声学增强纤维210和聚合物纤维330可以由纤维传输系统270，优选在高速空气流中共混在一起。可选地，声学增强纤维210和聚合物纤维330可以输送到填充箱塔290，将声学增强纤维210和聚合物纤维330按体积进料到片材成型机280中。离开片材成型机280的片材然后可以任选地输送到第二片材成型机(未示出)和/或用于机械加固的针刺制毡设备300。粘合剂树脂285可以在片材以上述方式穿过热粘合机310之前添加。片材然后穿过热粘合机310以固化粘合剂树脂285(如果存在)而且粘合声学增强纤维210和聚合物纤维330。
在本发明的另一个示例性实施方案中，复合材料用于层压工艺以形成衬垫，例如汽车用车顶衬垫。这种层压工艺的实例在图5中说明。在第一装配线400中，由第一粘合剂420形成的第一粘合剂层410经由分配装置430沉积到纱布440上。本发明的复合材料320从辊330进料并层压到第一粘合剂层410上。第二粘合剂450沉积到复合材料320上以形成第二粘合剂层460。由此产生的第一层状材料包括纱布440、第一粘合剂层410、由复合材料产品320形成的层和第二粘合剂层460的顺次层。
在第二装配线470中，第三粘合剂480经由分配装置430沉积到由聚对苯二甲酸乙二醇酯的辊495进料的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的芯层490上。聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维490的芯层可以为完全由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维与改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维的混合物形成的毡。在一些实施方案中，其它纤维可以包括在芯层490中，以增强特定频率下的吸声性能和/或起阻隔某些频率下噪音的作用。在优选实施方案中，毡中仅存在一种类型的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。由辊330进料的复合材料320然后层压到第三粘合剂层500上并由第四粘合剂层510覆盖，使得复合材料320夹在第三和第四粘合剂层500、510之间。第四粘合剂层510通过由分配装置430沉积第四粘合剂520形成。由此产生的第二层状材料可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维490、第三粘合剂层500、复合材料层320和第四粘合剂层510的顺次层形成。
如图5中描绘的，第一和第二装配线可以一定方式在线会合，使得第二粘合剂层460邻近于聚对苯二甲酸乙二醇酯层490设置。图6中示意性描绘的层状复合材料产品530可以由纱布440、第一粘合剂层410、复合材料层320、第二粘合剂层460、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维层490、第三粘合剂层500、复合材料的第二层320和第二粘合剂层510的连续层形成。层状复合材料产品530可以穿过层压烘箱(未示出)，在其中施加热和压力以形成最终的层压复合材料(未示出)。层压复合材料可以进一步由常规方法加工成复合材料产品，例如汽车的衬垫。例如，层压复合材料可以修整和例如通过模塑工艺成型为车顶衬垫。为了美观性目的，泡沫塑料或织物然后可以施加于该车顶衬垫。第一、第二、第三和第四粘合剂包括例如乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)、乙烯和乙酸的共聚物(EAA)、酸改性的聚乙烯、共聚酰胺和丙烯酸乙酯的粘合剂。粘合剂可以彼此相同或不同，并且可以采取液体形式、泡沫形式或粉未形式。优选粘合剂为液体粘合剂。应当理解，虽然上述层压工艺已经以被认为是优选实施方案的形式加以描述，但是对于本领域技术人员可以确认的该方法的其它变体和可选方案同样被认为是在本发明的范围内。例如，在可选实施方案(未示出)中，层压复合材料可以通过顺次沉积纱布440、第一粘合剂层410、复合材料层320、第二粘合剂层460、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维芯层490、第三粘合剂层500、复合材料的第二层320和第二粘合剂层510的各层而形成。
本发明的复合材料形成了特别是在较低频率(例如2000Hz以及以下)显示改进的吸声性能的最终产品。这种改进的吸声质量可以在图7和8所绘的实例中看到。首先参看图7，可以看到与由聚丙烯和玻璃纤维形成的常规复合材料相比，本发明的复合材料(聚丙烯/玻璃/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料)在所有频率下吸收更多的入射声音。因此，本发明的复合材料不仅在较低频率显示改进的吸声性能，其同样在中等频率和更高频率提供改进的吸声性能。图8描绘由聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)和玻璃纤维形成的本发明的复合材料以及由有机纤维和玻璃纤维形成但没有声学增强纤维的常规复合材料的标准入射曲线图解。如图8所示，在低于大约4500Hz的频率下，与常规聚丙烯玻璃复合材料相比，包含聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(声学增强纤维)的复合材料具有极大改进的吸收系数百分比。如图7和8所示，由本发明复合材料提供的在较低频率下增强的吸声质量提供了较小的来自例如路面噪音、轮胎噪音、发动机噪音和/或风噪音的声源的汽车内部车厢噪音，并从而为汽车的乘客和驾驶员提供更多的舒适性。例如，路面噪音通常出现在大约30-1000Hz，发动机噪音出现在大约500-4000Hz，轮胎噪声出现在大约800-2000Hz，以及风噪音出现在大约2000-4000Hz。此外，该复合材料产品提供了目前市场上可获得的常规复合材料所缺乏的结构应用所需的结构完整性和刚性。
复合材料的声学性能可以通过复合材料中存在的纤维的特定组合加以改变或改进，并且因此可以对声学性能进行调节以满足特定应用的需要。例如，特定应用所需的声学性质可以通过改变纤维重量、改变增强纤维含量和/或增强纤维的长度或直径、或者通过改变声学增强纤维或有机纤维的纤维长度和/或旦尼尔得到最佳化。形成的复合材料部件的厚度、形成的复合材料部件的孔隙率(孔隙含量)以及空气流路可以通过改变有机纤维的基重和/或复合材料的玻璃含量加以控制。此外，在如上所述的干法成网工艺中使用湿法应用的短切玻璃纤维还有助于改进本发明复合材料的吸声性能，因为由在此所述的干法成网工艺形成的复合材料具有更高的膨松度(增大的孔隙率)。
此外，通过改变用于复合材料的增强纤维和/或有机纤维的重量、长度和/或直径，该复合材料提供能够最佳化和/或调节为特定应用所需的物理性能(例如刚性和/或强度)的能力。此外，由在此所述方法形成的复合材料具有均匀的或基本上均匀的纤维分布，由此提供改进的强度以及改进的声学和热性能、刚性、耐冲击性和吸声性能。
本发明的另一个优点是当湿法应用的短切玻璃纤维用作增强纤维材料时，由于所述玻璃纤维中存在的水分，可以在几乎不产生静电的情况下容易地将玻璃纤维开松和纤维化。此外，因为干燥纤维通常在切短之前在分开的步骤中加以干燥和包装，所以相比干燥短切纤维，湿法应用的短切玻璃纤维制造相对廉价。因此，使用湿法应用的短切玻璃纤维使得可以更低成本制造由复合材料形成的产品。
本申请的发明已经在以上概括性地和根据特定实施方案加以描述。虽然本发明已经以被认为是优选实施方案的形式加以阐明，但是可以在一般公开范围内选择本领域技术人员已知的多种可选方案。除了以下阐明的权利要求的叙述之外，本发明并不另外受到限制。

Claims (21)

1.一种制造声和热吸收性复合材料(320)的方法，包括以下步骤：
至少部分开松湿增强纤维的束；
从所述至少部分开松的湿增强纤维除去水以形成脱水的增强纤维；
将所述脱水的增强纤维与有机纤维和声学增强纤维共混以形成所述脱水的增强纤维、所述有机纤维和所述声学增强纤维的基本上均匀的混合物；
将所述混合物成型为片材；和
将至少一些所述脱水的增强纤维、所述有机纤维和所述声学增强纤维粘合以形成复合材料。
2.权利要求1的方法，其中所述粘合步骤包括使所述片材进行针刺工艺以机械结合所述脱水的增强纤维、所述有机纤维和所述声学增强纤维。
3.权利要求1的方法，其中所述粘合步骤包括将所述片材加热到高于所述有机纤维和所述声学增强纤维的至少一种的熔点和低于所述脱水的增强纤维熔点的温度，以使所述有机纤维和所述声学增强纤维的至少一种至少部分熔融。
4.权利要求1的方法，进一步包括在所述粘合步骤之前，添加粘合剂(285)的步骤，所述粘合剂选自树脂粉末、树脂薄片、胶乳聚合物、树脂颗粒、粘合剂泡沫和有机溶剂。
5.权利要求1的方法，其中所述成型步骤包括使所述混合物穿过至少一个片材成型机(280)。
6.权利要求5的方法，进一步包括在所述成型步骤之前，将所述混合物输送到填充箱塔(290)的步骤，所述填充箱塔按体积将所述混合物进料到所述片材成型机。
7.权利要求1的方法，其中所述有机纤维选自双组分纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚氯乙烯(PVC)纤维、乙烯-乙酸乙烯酯/氯乙烯(EVA/VC)纤维、丙烯酸低级烷基酯聚合物纤维、丙烯腈聚合物纤维、部分水解的聚乙酸乙烯酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯吡咯烷酮纤维、苯乙烯-丙烯酸酯纤维、聚烯烃、聚酰胺、聚硫化物、聚碳酸酯、人造纤维、尼龙和丁二烯共聚物。
8.权利要求7的方法，其中所述声学增强纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维和改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
9.权利要求8的方法，其中所述湿增强纤维为湿法应用的短切玻璃纤维。
10.一种由权利要求1的方法制造的复合材料毡。
11.一种形成层压复合材料产品的方法，包括以下步骤：
形成第一层状材料，包括：
在第一纱布(440)上沉积由第一粘合剂(420)形成的第一粘合剂层(410)；
在所述第一粘合剂层上设置第一复合材料层(320)，所述复合材料包括脱水的湿增强纤维、有机纤维和声学增强纤维；
在所述第一复合材料层上设置由第二粘合剂(450)形成的第二粘合剂层(460)；
形成第二层状材料，包括：
在芯层上沉积由第三粘合剂(520)形成的第三粘合剂层(500)，所述芯层由选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维及其结合物的成分形成；
在所述第三粘合剂层上设置包括所述增强纤维、所述声学增强纤维和所述有机纤维的第二复合材料层；和
在所述第二复合材料层上沉积由第四粘合剂形成的第四粘合剂层(510)；和
设置所述第二层状材料和所述第一层状材料，使得所述第二粘合剂层与所述芯层邻近以形成层压复合材料产品(530)。
12.权利要求11的方法，其中所述层压复合材料产品为用于汽车的车顶衬垫，以及所述方法进一步包括以下步骤：
修整所述层压复合材料产品；和
将所述修整的层压复合材料产品模塑成车顶衬垫。
13.权利要求12的方法，进一步包括在所述修整步骤之前，加热所述层压复合材料产品的步骤。
14.权利要求11的方法，进一步包括形成所述复合材料的步骤，所述形成步骤包括：
至少部分开松湿增强纤维的束；
从所述至少部分开松的湿增强纤维除去水以形成脱水的增强纤维；
将所述脱水的增强纤维与有机纤维和声学增强纤维共混以形成所述脱水的增强纤维、所述有机纤维和所述声学增强纤维的基本上均匀的混合物；
将所述混合物成型为片材；和
将至少一些所述脱水的增强纤维、所述有机纤维和所述声学增强纤维粘合以形成所述复合材料。
15.权利要求11的方法，其中所述第一、第二、第三和第四粘合剂具有选自液体形式、泡沫形式和粉未形成的形式。
16.一种制造复合材料的方法，包括以下步骤：
至少部分开松湿增强纤维的束；
从所述至少部分开松的湿增强纤维除去水以形成脱水的增强纤维；
将所述脱水的增强纤维与有机纤维共混以形成所述脱水的增强纤维和所述有机纤维的基本上均匀的混合物；
将所述混合物成型为片材；
将所述片材中的所述增强纤维和有机纤维粘合以形成第一层；和
将由声学增强纤维形成的第二层粘贴于所述第一层以形成复合材料，所述声学增强纤维选自聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维和改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维。
17.权利要求16的方法，其中所述有机纤维选自双组分纤维、聚酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维、聚苯硫醚(PPS)纤维、聚氯乙烯(PVC)纤维、乙烯-乙酸乙烯酯/氯乙烯(EVA/VC)纤维、丙烯酸低级烷基酯聚合物纤维、丙烯腈聚合物纤维、部分水解的聚乙酸乙烯酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯吡咯烷酮纤维、苯乙烯-丙烯酸酯纤维、聚烯烃、聚酰胺、聚硫化物、聚碳酸酯、人造纤维、尼龙和丁二烯共聚物。
18.权利要求17的方法，其中所述湿增强纤维为湿法应用的短切玻璃纤维。
19.权利要求16的方法，其中所述粘合步骤包括将所述片材加热到高于所述有机纤维熔点和低于所述脱水的增强纤维熔点的温度，以使所述有机纤维至少部分熔融，并将至少一部分所述脱水的增强纤维和所述有机纤维粘合。
20.权利要求19的方法，进一步包括在所述粘合步骤之前，使所述片材进行针刺工艺以机械结合所述脱水的增强纤维和所述有机纤维的步骤。
21.权利要求15的方法，进一步包括在所述粘合步骤之前，添加粘合剂的步骤，所述粘合剂选自树脂粉末、树脂薄片、胶乳聚合物、树脂颗粒、粘合剂泡沫和有机溶剂。
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