DE10107209A1 - Dämpfungsmaterial - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung sind bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungsmaterialien mit flächiger oder körperlicher Ausdehnung zur Bekämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen insbesondere im Fahrzeugbau zur formschlüssigen, kraftschlüssigen oder durch Aufschmelzen erhaltenen Verbindung mit derselben aus einem Kunststoff-Blend wenigstens zweier unterscheidbarer thermoplastischer Kunststoffe mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen (T¶g¶), Schmelztemperaturen (T¶m¶) und/oder Erweichungstemperaturen (T¶e¶), die miteinander mischbar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.

Description

Gegenstand der Erfindung sind bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungsmaterialien mit flächiger oder körperlicher Aus­ dehnung zu Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflä­ chen, insbesondere im Fahrzeugbau.

Gegenwärtig werden insbesondere im Fahrzeugbau bituminöse Dämp­ fungsbelege auf die schwingenden Oberflächen aufgebracht. Der Nach­ teil dieser Bitumenschmelzfolien besteht insbesondere darin, dass diese nicht rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar sind. Das Dämpfungs­ material kann praktisch nicht erneut nach dem Recycling als Dämp­ fungsmaterial eingesetzt werden, da ein Entfernen von der Oberfläche ökonomisch nicht möglich ist und eine Verschmutzung durch den Lack vorliegt.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung von bitumenfreien thermoplastischen akustisch wirksa­ men Dämpfungsmaterialien mit flächiger oder körperlicher Ausdehnung zur Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen, ins­ besondere im Fahrzeugbau, die rückstandsfrei von der Oberfläche lös­ bar sind und dadurch das Recycling des Trägermaterials wie auch des Dämpfungsmaterials ermöglichen.

Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Dämpfungsmaterial zur Verfügung zu stellen, dass als Recycling- Dämpfungsmaterial problemfrei lackierbar ist.

Die vorgenannten Aufgaben werden in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelöst durch bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungsmaterialien mit flächiger oder körperli­ cher Ausdehnung zur Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen insbesondere im Fahrzeugbau zur formschlüssigen, kraft­ schlüssigen oder durch Aufschmelzen erhaltenen Verbindung mit der­ selben aus einem Kunststoff-Blend wenigstens zweier unterscheidbarer thermoplastischer Kunststoffe mit unterschiedlichen Glasübergangstem­ peraturen (T_g), Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erweichungstem­ peraturen (T_e), die miteinander mischbar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.

Die erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien sind rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar und erlauben das problemlose Recycling des Trä­ germaterials wie auch des Dämpfungsmaterials. Das Dämpfungsmateri­ al kann nach dem Recycling erneut als Dämpfungsmaterial eingesetzt werden, wobei keine Probleme hinsichtlich der Lackierung auftreten.

Die gegenüber dem Stand der Technik alternativen Dämpfungsmateria­ lien zeigen bei gleichem Gewicht im wesentlichen die gleichen Dämp­ fungseigenschaften über den hier insbesondere im Kraftfahrzeug be­ sonders interessierenden Temperaturbereich von -40°C bis +90°C.

Die Dämpfungsbelege können, wie die bekannten bituminösen Dämp­ fungsbelege auf die zu bedämpfenden Oberflächen durch Hitzeeinwir­ kung formschlüssig aufgeschmolzen werden. Alternativ dazu ist es selbstverständlich möglich, auch eine direkte formschlüssige oder kraft­ schlüssige Verbindung der Dämpfungsmaterialien mit den schwin­ gungsfähigen Oberflächen herzustellen.

Einfache Kunststoffmaterialien sind in der Regel nicht geeignet, Dämp­ fungsmaterialien im Sinne der vorliegenden Erfindung zu ergeben. Dementsprechend werden erfindungsgemäß Kunststoff-Blends aus un­ terschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt, die misch­ bar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.

Die Kunststoffe (wenigstens 2) unterscheiden sich beispielsweise auf­ grund ihrer Glasübergangstemperatur (T_g). Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung beträgt die Differenz der Glasüber­ gangstemperatur (T_g) des niedrigst schmelzenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoffs wenigstens 100 K, insbesondere we­ nigstens 10 K.

Die dämpfende Wirkung eines aufgeschmolzenen Kunststoffes wirkt maximal bei dessen Glasübergangstemperatur (T_g). Durch die Herstel­ lung eines Blends aus Kunststoffen, wobei die einzelnen Kunststoffe unterschiedliche Glasübergangstemperaturen (T_g) aufweisen, kann die dämpfende Wirkung einem Temperaturprofil angepasst werden. Die Glasübergangstemperaturen (T_g) der genutzten Kunststoffe variieren daher vorzugsweise in einem Temperaturbereich von -40 bis +80°C.

In analoger Weise können sich die unterschiedlichen Kunststoffe (wenigstens 2) auch aufgrund ihrer Schmelztemperatur (T_m) und/oder Erweichungstemperatur (T_e) unterscheiden. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung beträgt die Differenz der Schmelz­ temperatur (T_m) und/oder Erweichungstemperatur (T_e) des niedrigst schmelzenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoffs wenigstens 50 K, insbesondere wenigstens 100 K.

Die Dämpfungsbelege können auf unterschiedlichste Arten auf die zu dämpfenden Oberflächen appliziert werden. Sie werden beispielsweise als spritzbare Dämpfung per Düse aufgetragen, als gepresste, tiefgezo­ gene, spritzgegossene, extrudierte oder kalandrierte Ware auf die zu dämpfende Oberfläche gelegt und aufgeschmolzen. Hierbei ist es selbstverständlich, die Kunststoffe in Bezug auf die Aufschmelztempe­ raturen üblichen technischen Prozessen anzupassen. Dies erfordert selbstverständlich unterschiedliche Schmelztemperaturen des Blends.

Der Bereich maximaler Dämpfung der Kunststoffe in den Blends liegt vorzugsweise im Bereich von -40°C bis +90°C. Bei Temperaturen bis +90°C soll das Dämpfungsmaterial nicht fließfähig werden und sich von der zu dämpfenden Oberfläche lösen. Bei Temperaturen bis -40°C soll das Dämpfungsmaterial noch elastisch sein und sich nicht von der O- berfläche lösen. Dementsprechend weisen bevorzugt eingesetzte Kunst­ stoffe Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erweichungstemperaturen (T_e) im Bereich von 80°C bis 250°C auf.

Dementsprechend sind besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung Copolymere mit Komponenten, die sowohl niedrige wie auch hohe Glasübergangstemperaturen (T_g), Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erweichungstemperaturen (T_e) haben.

Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Copoly­ mere aus Polyethylen und Polystyrol, die beispielsweise unter der Be­ zeichnung ESI-Polymere im Handel erhältlich sind.

Darüber hinaus sind als weitere Kunststoffmaterialien einsetzbar solche, die mit den oben erwähnten Kunststoff-Blends, beispielsweise Poly­ ethylen-Polystyrol-Copolymeren mischbar sind, die aufgrund ihrer Glas­ übergangstemperatur (T_g) für die Bedämpfung von Oberflächen allge­ mein interessant sind sowie solche Kunststoffe, die homogen mit den oben erwähnten Polyethylen-Polystyrol-Copolymeren mischbar sind und aufgrund ihrer Schmelztemperatur (T_m) und/oder Erweichungstempe­ ratur (T_e) für die Applizierung auf Oberflächen interessant sind. Analog dazu sind selbstverständlich auch solche weiteren Kunststoffe für den Einsatz in den erfindungsgemäßen wirksamen Dämpfungsmaterialien geeignet, die mit den Polyethylen-Polystyrol-Copolymeren mischbar sind und aufgrund ihrer Masse für die Bedämpfung von Oberflächen interessant sind. Daraus ergibt sich, dass in den erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien neben den vorgenannten Bestandteilen auch weitere Füllstoffe und/oder Hilfsstoffe enthalten sein können.

Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Füll­ stoffe ausgewählt aus der Gruppe der akustisch wirksamen, magneti­ schen und/oder masseerhöhenden Füllstoffe, insbesondere Glimmer oder thermisch behandelter Glimmer.

In den Dämpfungsmaterialien können auch Hilfsstoffe enthalten sein, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe der Stabilisatoren, insbesondere der UV-Stabilisatoren, der Flammschutzmittel, der Haft­ vermittler und/oder der Farbstoffe.

Die erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass man körperlich ausgedehnte Kunst­ stoff-Blends spritzgießt oder tiefzieht. Bevorzugte Dicken betragen bei­ spielsweise 0,3 bis 7 mm. Diese Werkstücke können beispielsweise ad­ häsiv oder nichtadhäsiv sowie magnetisch haftend ausgerüstet sein und werden vorzugsweise durch Hitzeeinwirkung vollständig formschlüssig mit der Oberfläche verbunden.

Alternativ dazu ist es möglich, flächig ausgedehnte Kunststoff-Blends zu extrudieren und/oder zu kalandrieren. Auch diese im wesentlichen zweidimensionalen Werkstücke können adhäsiv, nichtadhäsiv oder magnetisch haftend ausgerüstet werden und werden ebenfalls vorzugs­ weise durch Hitzeeinwirkung mit den Oberflächen vollständig form­ schlüssig verbunden.

Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich, die Dämpfungs­ materialien vollständig als spritzbare Masse auf die Oberflächen aufzu­ tragen.

Claims (13)

1. Bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungs­ materialien mit flächiger oder körperlicher Ausdehnung zur Bedämp­ fung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen insbesondere im Fahrzeugbau zur formschlüssigen, kraftschlüssigen oder durch Auf­ schmelzen erhaltenen Verbindung mit derselben aus einem Kunststoff- Blend wenigstens zweier unterscheidbarer thermoplastischer Kunst­ stoffe mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen (T_g), Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erweichungstemperaturen (T_e), die miteinander mischbar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.

2. Dämpfungsmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Differenz der Glasübergangstemperatur des niedrigst schmel­ zenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoffs wenigstens 100 K, insbesondere wenigstens 10 K beträgt.

3. Dämpfungsmaterialien nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Kunststoffe Glasübergangstemperaturen (T_g) im Be­ reich von -40°C bis +80°C aufweisen.

4. Dämpfungsmaterialien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erwei­ chungstemperatur (T_e) des niedrigst schmelzenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoff wenigstens 50 K, insbesondere we­ nigstens 100 K beträgt.

5. Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe Schmelztemperaturen (T_m) und/oder Erweichungstemperatur (T_e) im Bereich von 80°C bis 250°C aufweisen.

6. Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, dass diese Copolymere Polyethylen und Po­ lystyrol umfassen.

7. Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, dass diese weiterhin Füllstoffe und/oder Hilfs­ stoffe enthalten.

8. Dämpfungsmaterialien nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der akustisch wirk­ samen, magnetischen und/oder masseerhöhenden Füllstoffe, insbeson­ dere Glimmer und/oder Vermiculith.

9. Dämpfungsmaterialien nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der Stabilisatoren, insbesondere UV-Stabilsatoren, Flammschutzmittel, Haftvermittler und/oder Farbstoffe.

10. Verfahren zur Herstellung von Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man körperlich ausgedehnte Kunststoff-Blends mit einer Dicke von 0,3 bis 7 mm spritzgießt und/oder tiefzieht.

11. Verfahren zur Herstellung von Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man flächig aus­ gedehnte Kunststoff-Blends extrudiert und/oder kalandriert.

12. Verfahren zur Befestigung von Dämpfungsmaterialien nach einem der Ansprüche 1 bis 9 auf schwingungsfähigen Oberflächen, insbeson­ dere im Fahrzeugbau durch formschlüssiges und/oder kraftschlüssiges Inkontaktbringen miteinander.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dämpfungsmaterialien als spritzbare Masse mit der Oberfläche in Kontakt gebracht wird.