DE102010047533A1

DE102010047533A1 - Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften

Info

Publication number: DE102010047533A1
Application number: DE102010047533A
Authority: DE
Inventors: Stilla Rott; Dr. Hohmuth Hagen
Original assignee: ESWEGEE VLIESSTOFF GmbH
Current assignee: ESWEGEE VLIESSTOFF GmbH
Priority date: 2010-09-13
Filing date: 2010-10-05
Publication date: 2012-03-15
Also published as: EP2444537B1; PL2444537T3; EP2444537A1; DK2444537T3; PT2444537E; ES2444143T3; DE202010017776U1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften, bestehend aus einem längsgerichteten oder kreuzgelegten, insbesondere vorverfestigten Kunststofffasermaterial mit einem Flächenausgangsgewicht von 20 g/m2 bis 100 g/m2, bevorzugt 30 g/m2 bis 80 g/m2. Erfindungsgemäß werden bei der Ausrüstung als Füllstoff ungeblähte Mikrohohlkörper mit einem Anteil von 0,2 Gew.-% bis 4 Gew.-% eingesetzt, wobei als Binder ein hochmolekulares Polyestermaterial zum Fixieren der Mikrohohlkörper an den Vliesfasern sowie zur Erhöhung der Steifigkeit und der Reißfestigkeit zur Anwendung kommt. Bei der Trocknung kommt es zu einem Expandieren der Mikrohohlkörper, in deren Folge die Poren des Vlieses verschlossen werden, so dass sich eine erhöhte Schallabsorption ergibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften, bestehend aus längsgerichteten oder kreuzgelegten, insbesondere vorverfestigten Kunststofffasern mit einem Flächenausgangsgewicht von 20 g/m² bis 100 g/m², bevorzugt 30 g/m² bis 80 g/m², gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Vliesstoffes sowie die Verwendung des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Vliesstoffmaterials.
Bekannte Deckenplatten zur Schallabsorption weisen eine Perforierung auf, um die gewünschte Schalldämmung durch Totalreflexion zu bewirken. Bei hochwertigen Schallabsorptions-Platten werden Schallabsorptionskoeffizienten von maximal 0,60 erreicht.
Standardplatten sind nach DIN 4102 in der Brandschutzklasse B1 eingestuft. Durch eine entsprechende Materialauswahl kann auch die Brandschutzklasse A2 erreicht werden.
Es ist ebenfalls bekannt, Deckenplattenkonstruktionen zusätzlich mit einem Vliesmaterial abzudecken oder zu beaufschlagen. Derartige Verkleidungen sollen die Akustik in Räumen verbessern, die eine entsprechende Deckenplattenkonstruktion aufweisen.
Um die jeweiligen Brandschutzanforderungen zu erfüllen, bestehen bekannte Vliesmaterialien für derartige Abdeckanwendungen aus Glas- oder Mineralfaserstoffen mit all den hierdurch verbundenen Nachteilen bei der Handhabung und der möglicherweise hieraus folgenden Belastung der Raumluft.
Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, einen Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften anzugeben, der einen Schallabsorptionskoeffizienten von > 0,6 erreicht. Das Vliesstoffmaterial soll einen hohen Strömungswiderstand bzw. eine geringe Luftdurchlässigkeit bei einem geringen Gewicht aufweisen. Darüber hinaus soll das Material nicht brennbar sein, so dass die DIN 53438 K1 erfüllt ist. Ergänzend gilt es, das Vliesstoffmaterial so auszubilden, dass eine hohe Reißfestigkeit in Längs- und Querrichtung besteht und eine hohe Steifigkeit vorhanden ist bei gleichzeitigem Erhalt der notwendigen Flexibilität des entsprechenden bahnförmigen Materials.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch den Vliesstoff gemäß Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, durch das Verfahren zur Herstellung eines solchen Vliesstoffmaterials und durch die erfindungsgemäße Verwendung des erfindungsgemäß produzierten Vliesstoffes.
Es wird demnach von einem Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften ausgegangen, wobei der Vliesstoff aus einem längsgerichteten oder kreuzgelegten, insbesondere vorverfestigten Kunststofffasermaterial mit einem Flächenausgangsgewicht von 20 g/m² bis 100 g/m², bevorzugt 30 g/m² bis 80 g/m² besteht.
Bei der Ausrüstung des Vliesstoffes werden als Füllstoff ungeblähte Mikrohohlkörper mit einem Anteil von ca. 0,5 bis 4 Gew.-% eingesetzt. Als Binder kommt ein hochmolekulares Polyestermaterial zum Fixieren der Mikrohohlkörper an den Vliesfasern sowie zur Erhöhung der Steifigkeit und Reißfestigkeit zur Anwendung. Es kann jedoch grundsätzlich jeder übliche Polymerbinder oder Bindermischung auf wässriger Basis, aus Acrylat, Styrolbutatien oder Vinylacetat-Polymeren verwendet werden. Der Vliesstoff wird bei solchen Temperaturen getrocknet, dass es zu einem Expandieren der Mikrohohlkörper kommt, wodurch die Poren des Vlieses verschlossen werden mit der Folge der gewünschten Schallabsorptionseigenschaften.
Erfindungsgemäß kann der Ausrüstung ohne weiteres ein Flammschutzmittel bekannter Art zugegeben werden.
Die Mikrohohlkörper bestehen aus thermoplastischen Schalen, gefüllt mit Treibgas. Insbesondere kommen ungeblähte Mikrohohlkörper aus Treibgas mit einer thermoplastischen Schale aus PVC oder Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeren zur Verdichtung des Vlieses und zur Verbesserung der Akustik, sobald die Mikrohohlkörper aufgebläht werden, zum Einsatz.
Die Trocknung erfolgt erfindungsgemäß bei Temperaturen zwischen 100°C und 200°C, bevorzugt zwischen 140°C und 180°C.
Die Auflagemenge der Ausrüstungsrezeptur beträgt etwa 20% bis 50%, insbesondere 30% bis 40% des Vliesgewichts.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des vorstehend erläuterten Vliesstoffes werden der Ausrüstung neben einem Bindemittel, z. B. einem hochmolekularen Polyestermaterial, ungeblähte Mikrohohlkörper zugegeben, wobei über den Anteil der Mikrohohlkörper in der Ausrüstung die bei der späteren Trocknung zu Kugeln expandierenden, diese eine Abdichtung der Vliesporen bewirken.
Das derart hergestellte Vliesstoffmaterial kann als Abdeckvlies für Akustik-Deckplatten, zur thermischen Isolierung und Abdichtung oder aber auch als Abdeck- und Akustikvlies im Automobilbau angewendet werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Das Vliesstoffgrundmaterial ist ein an sich bekanntes Thermovlies oder ein anderweitig, z. B. durch Wasserstrahlverfestigung vorbereitetes Vliesmaterial aus längsgerichteten Fasern, wodurch sich ein gleichmäßiges Vliesbild ergibt. Als Fasern kommen PES, CoPES oder ähnliche Fasermaterialien zum Einsatz. Das Flächengewicht liegt im Bereich von 20 g/m² bis 100 g/m², idealerweise im Bereich zwischen 30 g/m² bis 80 g/m² bei einer Luftdurchlässigkeit von 1500 bis 3000 l/m²xs (200 Pa).
Die Ausrüstungsrezeptur enthält einen hochmolekularen Polyester-Binder für die notwendige Steifheit und zur Erhöhung der Reißfestigkeit bzw. Dehnung und zur Bindung von erfindungsgemäß zur Anwendung kommenden Mikrohohlkörpern an die Vliesfasern. Als Flammschutzmittel werden z. B. roter Phosphor oder andere handelsübliche Flammschutzmittel eingesetzt.
Der Vliesstoff wird durch Beigabe von zunächst ungeblähten Mikrohohlkörpern aus Treibgas mit einer thermoplastischen Schale aus PVC oder Vinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymeren gebildet. Die Mikrohohlkörper dienen der Verdichtung des Vliesmaterials und der gewünschten Verbesserung der Akustik nach thermischer Behandlung und hierdurch bedingtem Aufblähen.
Zur weiteren Verarbeitung kann das Abdeckvlies mit thermo- oder duroplastischen Klebern beschichtet werden. Die Beschichtung wird hierbei nicht vollflächig aufgebracht, um die gewünschte akustische Wirkung zu erhalten.
Die Ausrüstung erfolgt z. B. mit einem Standard-Foulard.
Die Trocknung erfolgt bei Temperaturen, die die Mikrohohlkörper zu Kugeln expandieren lassen, um die relativ großen Poren des Vliesmaterials zu verschließen. Die Trocknnungstemperaturen liegen im Bereich zwischen 100°C und 200°C, bevorzugt zwischen 140°C und 180°C.
Durch das Aufblähen und das Verschließen der Poren verbessert sich die Akustik des Vliesmaterials. Gleichzeitig steigt die Dichtigkeit als Abdeckvlies und der sich hierdurch ergebende bessere Rieselschutz.
Die Auflagemenge der gesamten Rezeptur liegt bei 20% bis 50% des Vliesgewichts, bevorzugt bei 30% bis 40% des Vliesgewichts.
Der Anteil der Mikrohohlkörper im Vlies beträgt erfindungsgemäß nur 0,5 Gew.-% bis 4 Gew.-%. Durch eine erfindungsgemäße Variation der eingesetzten Menge der Mikrohohlkörper kann die Abdichtung der Vliesporen in einem weiten Bereich beeinflusst werden.
Es gilt zu beachten, dass die Gesamtmenge die Aufnahmefähigkeit der Faserstruktur nicht überbeansprucht wird, um zu verhindern, dass die Mikrohohlkörper auf der Oberfläche aufliegen und leicht abreibbar sind. Die Menge des zugegebenen Flammschutzmittels richtet sich nach den brandschutzseitigen Anforderungen.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird in Weiterbildung der Erfindung eine Beschichtung mit handelsüblichen thermoplastischen oder duroplastischen Klebern vorgenommen, um eine übliche Art der Weiterbehandlung für spezielle Abdeckvliese zu gewährleisten, die mittels Druck- und Temperaturbehandlung auf ein anderes Medium, z. B. Metalldeckenplatten, Glasfasermatten oder Polyurethanschaumgebilde aufkaschiert werden.
Bei einer erfindungsgemäßen Variante kann das Vlies als längs- oder kreuzgelegtes Bindervlies erzeugt werden. Der üblichen Binderrezeptur werden hier die Mikrohohlkörper direkt zugesetzt. Bei Notwendigkeit werden die Flammschutzmittel ebenfalls der Rezeptur zugegeben. Hierdurch kann ein Ausrüstungsarbeitsgang eingespart werden.
Beide Herstellungsvarianten können einen Kalanderschritt umfassen, um die Optik, d. h. die Oberfläche des Vliesmaterials zu optimieren, indem Unebenheiten beseitigt werden, ohne dass die Dichtigkeit und die gewünschten akustischen Eigenschaften nachteilig beeinflusst sind.
Die in der 1 gezeigte Prinzipskizze lässt eine Anordnung von Kunstfasern 1 erkennen, in die bereits expandierte Mikrohohlkörper 2 eingebracht sind, wobei ein Großteil der Faserporen durch die Mikrohohlkörper 2 verschlossen ist, so dass sich die gewünschte erhöhte Schallabsorption ergibt.
2 illustriert das Vorstehende anhand einer fotografischen vergrößerten Abbildung eines erfindungsgemäß realisierten Vliesstoffes für akustische Anwendungen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 4102 [0003]
DIN 53438 [0006]

Claims

Vliesstoff für akustische Anwendungen mit erhöhten Schallabsorptionseigenschaften, bestehend aus einem längsgerichteten oder kreuzgelegten, insbesondere vorverfestigten Kunststofffasermaterial mit einem Flächenausgangsgewicht von 20 g/m² bis 100 g/m², bevorzugt 30 g/m² bis 80 g/m², dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ausrüstung als Füllstoff ungeblähte Mikrohohlkörper mit einem Anteil von ca. 0,5 bis 4 Gew.-% eingesetzt werden, wobei als Binder ein hochmolekulares Polyestermaterial zum Fixieren der Mikrohohlkörper an den Vliesfasern sowie zur Erhöhung der Steifigkeit und der Reißfestigkeit zur Anwendung kommt und eine Trocknung bei solchen Temperaturen erfolgt, die zu einem Expandieren der Mikrohohlkörper führt, um die Poren des Vlieses zu verschließen.
Vliesstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrüstung ein Flammschutzmittel umfasst.
Vliesstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrohohlkörper aus thermoplastischen Schalen bestehen, die mit Treibgas gefüllt sind.
Vliesstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung bei Temperaturen zwischen 100°C bis 200°C, bevorzugt zwischen 140°C und 180°C erfolgt.
Vliesstoff nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagemenge der Ausrüstungsrezeptur (trocken) 20% bis 50%, insbesondere 30% bis 40% des Vliesgewichts beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Vliesstoffes nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrüstung neben einem Bindemittel ungeblähte Mikrohohlkörper zugegeben werden, wobei über den Anteil der Mikrohohlkörper in der Ausrüstung die bei der späteren Trocknung zu Kugeln expandierenden Mikrohohlkörper eine Abdichtung der Vliesporen bewirken.
Verwendung eines Vliesstoffes, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 6 als Abdeckvlies für Akustik-Deckplatten, zur thermischen Isolierung und Abdichtung oder als Abdeck- und Akustikvlies im Automobilbau.