DE102011085191B4

DE102011085191B4 - Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials unter Verwenden eines Polyurethanschaums aus einem Schaum für Autositze und Zusammensetzung mit demselben, welche mittels des Verfahrens erzeugt wird

Info

Publication number: DE102011085191B4
Application number: DE102011085191.7A
Authority: DE
Inventors: Hong Mo Koo; Kyungnam Kim; June Ho Yang; Young-Tae Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; KYUNGBUK CO Ltd
Current assignee: Kyungbuk Co Ltd Gimcheon-Si Kr; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2011-07-06
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2020-10-29
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: KR101272552B1; DE102011085191A1; CN102864579A; KR20130005593A; US9005498B2; CN102864579B; US20130009087A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials, umfassend:feines Zerkleinern eines ausrangierten Autositzes umfassend Polyurethan-Schaum;Mischen des resultierenden zerkleinerten Polyurethan- (PU-) Schaums mit einer Polyesterfaser, einer niedrigschmelzenden Polyesterfaser als Bindematerial, einer Polypropylen- (PP-) Faser, einer thermoplastischen Faser und Hanf;Kardieren der resultierenden Mischung;Vernadeln des resultierenden Materials;Thermoformen und Abkühlen des Resultats; undFormen des Resultats zu einem Filz und anschließendes Walzen unter Wärme undSchneiden desselben,wobei die niedrigschmelzende Polyesterfaser als Bindematerial eine Schmelztemperatur von 130-180 °C aufweist, die Polypropylen-Faser in einer Menge von 20-25 Gew.-% enthalten ist und der Hanf in einer Menge von 10-15 Gew.% enthalten ist.

Description

Hintergrund
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer schallisolierenden Materialzusammensetzung durch Recycling eines Polyurethanschaums aus einem ausrangierten Autositz.
Stand der Technik
Ein schallisolierendes Material wird im Allgemeinen in einer Dämpfungsunterlage für Motorhauben oder einer Dämpfungsunterlage für Armaturenbretter, um den Motorraum eines Autos herum oder in Innenteilen, wie beispielsweise dem Kofferraum, unter dem Laderaum oder in einer Dämpfungsunterlage für Armaturenbretter usw., verwendet, wo eine Schallisolierung erforderlich ist.
Als typische schallisolierende Materialien in Fahrzeugen werden häufig Polyethylenterephthalat (PET), Fasermaterialien oder Urethanschaum verwendet. Autositze, die gewöhnlich im Ganzen ausrangiert werden, ohne recycelt zu werden, enthalten oftmals einen wärmehärtenden Polyurethanschaum, der dazu verwendet wird, einen Kissenunterbau in den Sitzen bereitzustellen. Da der Sitzschaum aus einem wärmehärtenden Material besteht, wird er oftmals nicht recycelt, sondern im Boden vergraben oder verbrannt und bewirkt daher eine Verschmutzung des Bodens und der Luft. Es gibt jedoch kein kommerziell verfügbares Verfahren zum Recycling des Polyurethanschaums aus dem ausrangierten Sitz oder zum Herstellen eines schallisolierenden Materials aus dem Schaum des ausrangierten Sitzes, das ein ausreichend gutes Erscheinungsbild oder eine ausreichend gute Schallisolierung für eine Anwendung in schallisolierenden Teilen eines Autos bereitstellt.
Im Ausland hat Toyota recycelty schallisolierende Produkte (recycled sound proofing, products, RSPP) entwickelt und setzt diese seit 2002 in ihren Fahrzeugen auf dem japanischen Automarkt ein. Diese schallisolierenden Produkte sind jedoch kein reiner Polyurethan- (PU-) Schaum, sondern einfache spanplattenartige Produkte, in denen Fasern und Kunststoffe miteinander vermischt sind. Sie sind daher sowohl bezüglich ihrer Technik als auch bezüglich ihrer Qualität schlecht. Wenn man die Qualität dieser Produkte insgesamt, einschließlich ihres Geruchs, ihrer VOC (flüchtige organische Verbindungen), ihrer Dichte, ihrer schallisolierenden Leistung und ihres Erscheinungsbilds, betrachtet, besteht daher in der Industrie der Bedarf danach, ein Verfahren zum Recycling des Schaums ausrangierter Sitze und zum Herstellen eines schallisolierenden Materials mit guter Qualität aus demselben bereitzustellen.
WO 2003/ 072 330 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren eines schallisolierenden Materials durch Mischen eines zerkleinerten PU-Schaums mit einer niedrigschmelzenden Polyesterfaser und optional mit einer Polypropylen-Faser und Reißbaumwolle. KR 10 0 387 653 B1 und RU 22 454 U1 beschreiben das Recyceln von Polyurethanschaum aus Sitzpolstern von ausrangierten Autositzen.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials für ein Fahrzeug, das hergestellt wird, indem ausrangierte Autositze durch eine Vorbehandlung, Zerkleinern, Vermischen, usw. recycelt werden. Insbesondere wird eine schallisolierende Materialzusammensetzung mit einem hervorragenden Dispersionsvermögen des PU-Schaums im schallisolierenden Material, sowie einer hervorragenden Feinheit, einer hervorragenden schallisolierenden Leistung und hervorragenden mechanischen Eigenschaften bereitgestellt.
In der vorliegenden Erfindung wird der Polyurethan- (PU-) Schaum unter Verwenden eines zylinderförmigen Zerkleinerers zu einer geeigneten Größe zerkleinert, um eine gleichmäßige Dispergierbarkeit und eine glatte Produktoberfläche sicherzustellen und gleichzeitig eine überragende schallisolierende Leistung des PU-Schaums beizubehalten, wenn ein schallisolierendes Material zur Verwendung für Teile des Motorraums eines Fahrzeugs (welche Wärmebeständigkeit und schallisolierende Leistung erfordern) oder für Innenteile (welche schallisolierende Leistung und eine Beständigkeit gegen Feuer erfordern) sowie Baumaterialien hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer schallisolierenden Materialzusammensetzung aus dem Schaum eines ausrangierten Autositzes, welcher normalerweise Umweltprobleme verursachen würde, bereit, welches ein Recycling der Autositze durch Zerkleinern, Mischen, Kardieren, Vernadeln, („needle punching“ Thermoformen, Kühlen, Walzen unter Wärme („heat rolling“) und Schneiden des Materials als schallisolierendes Material ermöglicht und die Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften erfüllt.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein Verfahren zum Herstellen einer schallisolierenden Materialzusammensetzung bereitzustellen, indem ein neues Material, wie beispielsweise eine Polyesterfaser (z.B. eine PET-Faser), eine niedrigschmelzende Polyesterfaser (z.B. LM-PET-Faser), eine Polypropylenfaser, Hanf (z.B. Jute), usw. zu dem aus einem ausrangierten Autositz recycelten, fein zerkleinerten Polyurethanschaum gegeben wird.
In einem allgemeinen Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials bereit, welches umfasst: Mischen eines aus einem ausrangierten Autositz recycelten, zerkleinerten PU-Schaums mit einer Polyesterfaser (z.B. PET-Faser), einer niedrigschmelzenden Polyesterfaser (z.B. LM-PET-Faser) und optional einer Polypropylen- (PP-) Faser und Hanf (z.B. Jute) in einer Mischvorrichtung, Kardieren, Vernadeln, Thermoformen und Abkühlen der Mischung zu einem Filz, und Walzen unter Wärme und Schneiden desselben. Die dem zerkleinerten PU-Schaum während des Mischens zugesetzte Faser kann eine Mischung aus PET und LM-PET oder eine Mischung aus PP-Faser und Jute sein.
Daneben kann ein Wasserinjektionsspray dazu eingesetzt werden, die Erzeugung einer übermäßig starken statischen Elektrizität während des Mischvorgangs zu verhindern, und die Geschwindigkeit des Schwingens („swinging“) und der Verarbeitung kann optimiert werden, um Schwankungen in der Dicke während des Aufstapelns der Mischung als Gewebe zu verringern, und die Anzahl und die Tiefe der Nadeln, die Breite und die Länge eines Nadelrahmens und die Anzahl der Löcher beim Vernadeln werden so eingestellt, dass eine glatte Oberfläche bereitgestellt wird.
Während des Mischens können PP-Faser, Hanf (Jute) und Glasfaser zugesetzt werden, um die schallisolierende Leistung, die physikalischen Eigenschaften und die Qualität des Erscheinungsbildes zu verbessern. Ferner kann eine Laminierung mit einem Vlies vorgenommen werden, um die Form einer Platte beizubehalten und eine Abtrennung des PU-Schaums zu verhindern. Die vorliegende Erfindung stellt auch eine schallisolierende Materialzusammensetzung bereit, die umfasst: (1) 10-80 Gew.-% zerkleinerten Schaum eines ausrangierten Sitzes, (2) 10-80 Gew.-% Polyethylenterephthalat- (PET-) Faser, (3) 2-50 Gew.-% niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat- (LM-PET-) Faser, (4) 2-30 Gew.-% Polypropylen- (PP-) Faser und (5) 2-30 Gew.-% Hanf (Jute), oder (1), (2) und (3).
Die vorstehend angegebenen und weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
Figurenliste
Die vorstehend angegebenen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte beispielhafte Ausführungsformen derselben beschrieben, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind, welche im Folgenden lediglich zu Veranschaulichungszwecken angegeben sind und die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. In den Figuren gilt:

1 zeigt zerkleinerten Urethanschaum eines ausrangierten Sitzes;
2 zeigt einen Ablauf der Herstellung einer schallisolierenden Materialzusammensetzung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer kurzen Beschreibung desselben;
3 vergleicht den Zerkleinerungs-, Misch- und Kardierungsvorgang gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit denen aus dem Stand der Technik;
4 zeigt ein schallisolierendes Material, das aus 6 mm großen Schaumteilchen hergestellt wurde;
5 zeigt wiederaufbereitete, schallisolierende Produkte (RSPP) von Toyota;
6 zeigt ein schallisolierendes Material, das hergestellt wurde, indem 20 Gew.-% PET-Faser und 30 Gew.-% LM-PET-Faser zu 50 Gew.-% PU-Schaum aus einem ausrangierten Sitz, der auf 3 mm zerkleinert wurde, zugegeben wurden; und
7 zeigt einen Vorgang zum Herstellen einer schallisolierenden Materialzusammensetzung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung
Im Folgenden wird nun ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die beispielhaft in den beigefügten Figuren veranschaulicht und im Folgenden beschrieben ist. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, soll verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaften Ausführungsformen einschränken soll. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen abdecken, die im Geiste und Umfang der Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, enthalten sein können.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials bereit, welches umfasst: (a) feines Zerkleinern eines ausrangierten Autositzes; (b) Mischen des resultierenden zerkleinerten Polyurethan- (PU-) Schaums mit einer Polyesterfaser, einer niedrigschmelzenden Polyesterfaser, einer Polypropylen- (PP)- Faser, einer thermoplastischen Faser und Hanf; (c) Kardieren der resultierenden Mischung; (d) Vernadeln; (e) Thermoformen der resultierenden Mischung und Abkühlen des Resultats; und (f) Formen der resultierenden Mischung in ein Filz und dann Walzen unter Wärme und Schneiden derselben.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der zerkleinerte Schaum eine Größe von etwa 1-15 mm aufweisen, genauer gesagt etwa 1-6 mm und noch genauer etwa 2-3 mm. In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Polyesterfaser Polyglykolsäure (PGA), Polymilchsäure (PLA), Polyethylenadipat (PEA), Polyhydroxyalkanoat (PHA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT) oder Polyethylennaphthalat (PEN) sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Insbesondere kann die Polyesterfaser eine Polyethylenterephthalatfaser sein.
In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der thermoplastische Kunststoff Nylon, Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Zelluloid, Celluloseacetat, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyoxymethylen, Polyacrylat, Polyamid, Polyamidimid, Polyaryletherketon, Polybutadien, Polybutylen, Polybutylenterephthalat, Polycaprolacton, Polyethylenterephthalat, Polycyclohexylendimethylenterephthalat, Polycarbonat, Polyethylen, Polyetherimid, Polyimid, Polymilchsäure, Polymethylpenten, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polypropylen, Polystyrol, Polysulfon, Polyurethan, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Styrolacrylnitril sein, ist jedoch nicht hierauf beschränkt.
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Hanf Jute, Flachs (Leinen), Hanf oder Ramiefaser sein. In manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Mischung (1) 10-80 Gew.-% zerkleinerten Sitzschaum, (2) 10-80 Gew.-% Polyesterfaser und (3) 2-50 Gew.-% niedrigschmelzende Polyesterfaser umfassen. Insbesondere kann die Polyesterfaser PET sein und die niedrigschmelzende Polyesterfaser kann LM-PET sein. Zudem kann die Mischung in machen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner (4) Polypropylen- (PP-) Faser und (5) Hanf umfassen. Der Hanf kann insbesondere Jute sein. Das Polypropylen und der Hanf können in der Zusammensetzung in einer Menge von 2-30 Gew.-% enthalten sein. Insbesondere kann das Polypropylen in einer Menge von 20-25 Gew.-% und der Hanf kann in einer Menge von 10-15 Gew.-% enthalten sein.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine schallisolierende Materialzusammensetzung bereit, die mittels des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestellt wird. Eine Beschreibung der Zusammensetzung wird zur Vermeidung von Wiederholungen ausgelassen.
Im Folgenden werden die aus dem zerkleinerten PU-Schaum eines ausrangierten Sitzes recycelte, schallisolierende Materialzusammensetzung und das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben.
Die vorliegende Erfindung stellt eine schallisolierende Materialzusammensetzung bereit, die als Hauptbestandteil einen zerkleinerten PU-Schaum enthält, der durch Zerkleinern eines ausrangierten Autositzes mittels eines zylinderförmigen Zerkleinerers erhalten wird. Die zu diesem gegebene Faser kann eine Polyethylenterephthalat- (PET-) Faser, eine niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat- (LM-PET-) Faser oder eine andere Faser sein, die dazu verwendet wird, ausgewogene physikalische Eigenschaften zu erhalten. Ferner kann auch eine Glasfaser dazugegeben werden. Die Additive, die dazu verwendet werden können, um die physikalischen Eigenschaften und die Qualität des Erscheinungsbildes des schallisolierenden Materials zu verbessern, schließen PP-Faser, Jute, Glasfaser, usw. ein.
Genauer gesagt umfasst die schallisolierende Materialzusammensetzung als Grundbestandteile PU-Schaum, PET-Faser und LM-PET-Faser sowie 0-40 Gew.-% PP-Faser, Jute und Glasfaser. Üblicherweise weist das hergestellte schallisolierende Material eine Zugfestigkeit von etwa 7,0 kgf/cm² in der Maschinenrichtung und von etwa 20,0 kgf/cm² in der Querrichtung auf, wobei die Koeffizienten der Schallisolierung 0,57 bei 1,0 kHz, 0,69 bei 2,0 kHz und 0,83 bei 3,15 kHz sind. Und eine schallisolierende Platte, die durch Vorwärmen des hergestellten schallisolierenden Materials zwischen einer Heißpresse (etwa 200-230 °C) für etwa 30-200 Sekunden und anschließendem Formen in einer kalten Form hergestellt wurde, weist üblicherweise eine Bruchfestigkeit von etwa 17,0 kgf/cm² auf.
Da der PU-Schaum ein wärmehärtendes Material ist, das nicht erneut unter Wärme oder Druck verarbeitet werden kann, wird der Schaum selbst stattdessen in kleine Stücke (Teilchengröße: etwa 1-10 mm) zerkleinert, wie in 1 gezeigt ist. Durch Mischen des zerkleinerten PU-Schaums mit PET- und LM-PET-Fasern kann ein schallisolierendes Material, welches die Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften erfüllt und eine bessere Qualität des Erscheinungsbildes aufweist, hergestellt werden.
Beispiele
Im Folgenden werden Beispiele und Versuche beschrieben. Die folgenden Beispiele und Versuche dienen lediglich der Veranschaulichung und sollen den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken. In 2 ist ein Ablauf zum Herstellen eines schallisolierenden Materials gezeigt.
Beispiel 1
40 Gew.-% PU-Schaum, die hergestellt wurden, indem ein recycelter ausrangierter Autositz zu einer Größe von 3 mm zerkleinert wurde, wurden zu 30 Gew.-% PET-Faser und 30 Gew.-% LM-PET-Faser gegeben. Wenn die zugegebene Menge an Fasern weiter erhöht wurde, war das Erscheinungsbild des Produktes gut, die Fasern begannen jedoch, Klumpen zu bilden, und das resultierende schallisolierende Material zeigte eine relativ schlechte schallisolierende Leistung im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1.
Beispiel 2
Zu 50 Gew.-% PU-Schaum, der durch Zerkleinern eines recycelten ausrangierten Autositzes zu einer Größe von 3 mm hergestellt wurde, wurden 20 Gew.-% PET-Faser und 30 Gew.-% LM-PET-Faser gegeben. Wie aus 6 zu sehen ist, zeigte das resultierende schallisolierende Material einen gleichmäßig verteilten PU-Schaum und eine zunehmende Menge pro Flächeneinheit. Infolgedessen zeigte es eine verbesserte schallisolierende Leistung und ein gutes Erscheinungsbild.
Beispiel 3
Um die Verarbeitbarkeit, das Erscheinungsbild und die schallisolierende Leistung in Abhängigkeit von der Größe des PU-Schaums zu beurteilen, wurde der PU-Schaum zu einer Größe von 6 mm zerkleinert und auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 zu einem schallisolierenden Material verarbeitet. Wie aus 4 zu sehen ist, waren sowohl die Dispergierbarkeit des PU-Schaums als auch das Erscheinungsbild und die schallisolierende Leistung ungünstig. Die Erhöhung der Teilchengröße des Schaums führte zu einer abnehmenden schallisolierenden Leistung und einem schlechteren Erscheinungsbild mit gekrümmten Oberflächen aufgrund der Bildung einer Vielzahl von Poren um die verteilten Schaumteilchen herum (4).
Beispiel 4
Zu 50 Gew.-% PU-Schaum, der durch Zerkleinern eines recycelten ausrangierten Autositzes zu einer Größe von 3 mm hergestellt wurde, wurden 10 Gew.-% PET-Faser, 25 Gew.-% LM-PET-Faser und 15 Gew.-% Jute gegeben. Die Jute wurde zugegeben, um die Kosten zu reduzieren. Das resultierende schallisolierende Material zeigte hinsichtlich des Dispersionsvermögens, des Erscheinungsbildes und der schallisolierenden Leistung mit dem Beispiel 2 vergleichbare Ergebnisse.
Beispiel 5
Zu 50 Gew.-% PU-Schaum, der durch Zerkleinern eines recycelten ausrangierten Autositzes zu einer Größe von 3 mm hergestellt wurde, wurden 10 Gew.-% PET-Faser, 10 Gew.-% LM-PET-Faser, 10 Gew.-% Hanf und 20 Gew.-% PP-Faser gegeben. Die Zugabe der PP-Faser mit einer niedrigen Schmelztemperatur erbrachte den Vorteil, die Temperatur zum Formen des Produkts abzusenken. Das resultierende schallisolierende Material zeigte jedoch eine schlechtere Wärmebeständigkeit als die Materialien aus den Beispielen 2 und 3. Das Dispersionsvermögen, das Erscheinungsbild und die schallisolierende Leistung waren mit denen aus Beispiel 2 vergleichbar.
Beispiele 6 und 7
Zu 60 Gew.-% PU-Schaum, der durch Zerkleinern eines recycelten ausrangierten Autositzes zu einer Größe von 3 mm hergestellt wurde, wurden 10-30 Gew.-% PET-Faser und 10-30 Gew.-% LM-PET-Faser gegeben. Der Anteil an PU-Schaum war im Vergleich zu Beispiel 2 erhöht, um die Menge des recycelten Materials zu erhöhen. Der höhere Anteil an PU-Schaum führte jedoch zu einer etwas schlechteren Dispergierbarkeit. Wenn die Menge an Bindematerial nicht ausreichend war, zeigte das Produkt ein schlechtes Erscheinungsbild.
Vergleichsbeispiel 1

Zur Beurteilung der Anwendbarkeit des zerkleinerten PU-Schaums wurde ein Vergleich mit einem kommerziell erhältlichen schallisolierenden Material (PET 60 Gew.-% + LM-PET 40 Gew.-%) durchgeführt. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis des Vergleichs in Bezug auf die Dispergierbarkeit des PU-Schaums, die Qualität des Erscheinungsbildes und die schallisolierende Leistung. Tabelle 1

		Bsp. 1	Bsp. 2	Bsp. 3	Bsp. 4	Bsp. 5	Bsp. 6	Bsp. 7	Vgl.-Bsp. 1
zerkleinerter PU-Schaum	Anteil (%)	40	50	→	→	→	60	→	-
	Gewicht (g)	400	500	→	→	→	600	→	-
	Größe des Schaums (mm)	3	→	6	3	→	3	→	-
PET-Faser	Anteil (%)	30	20	→	10	→	10	30	60
PET-Faser	Gewicht (g)	300	200	→	100	→	100	100	600
LM-PET-Faser	Anteil (%)	30	30	→	25	10	30	10	40
LM-PET-Faser	Gewicht (g)	300	300	→	250	100	300	100	400
PP-Faser	Anteil (%)	-	-	-	-	20	-	-	-
PP-Faser	Gewicht (g)	-	-	-	-	200	-	-	-
Jute	Anteil (%)	-	-	-	15	10	-	-	-
Jute	Gewicht (g)	-	-	-	150	100	-	-	-
Insgesamt	Anteil (%)	100	→	→	→	→	→	→	→
Insgesamt	Gewicht (g)	1.000	→	→	→	→	→	→	→
Dispersionsvermögen des PU-Schaums im schallisolierenden Material		4	5	3	5	5	4	4	-
Erscheinungsbild des Produkts		5	5	2	5	5	5	3	5
Koeffizient der Schallisolierung	1 kHz	0,4	0,57	0,48	0,59	0,60	0,59	0,60	0,49
	2 kHz	0,52	0,69	0,65	0,69	0,69	0,69	0,69	0,64
	3,15 kHz	0,71	0,83	0,75	0,83	0,82	0,83	0,82	0,77

(1) Das Dispersionsvermögen des PU-Schaums im schallisolierenden Material wurde wie folgt beurteilt. Nach dem Schneiden des schallisolierenden Materials mit einem Messer wurde der Dispersionszustand des PU-Schaums visuell untersucht. Das Ergebnis wurde als überragend (5), gut (4), mäßig (3), unzureichend (2) oder schlecht (1) bewertet.
(2) Das Erscheinungsbild des Produkts wurde durch visuelle Inspektion der Oberflächenkrümmung des schallisolierenden Materials bewertet. Zudem wurde die Oberflächenkrümmung nach dem Vorwärmen mit einer Heißwalze (200-230 °C, 1 Minute) und anschließendem Formen in einer kalten Form visuell inspiziert. Das Ergebnis wurde als überragend (5), gut (4), mäßig (3), unzureichend (2) oder schlecht (1) bewertet.
(3) Die schallisolierende Leistung wurde entsprechend dem Hallraumverfahren bewertet.

Genauer gesagt waren die Bestandteile der aus dem zerkleinerten PU-Schaum recycelten schallisolierenden Materialzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung folgende.
Ausrangierter Autositz
In der vorliegenden Erfindung wird der Polyurethanschaum aus einem ausrangierten Autositz oder einem Altstoff rückgewonnen und für das Recycling fein zerkleinert. Zurzeit wird dieser selten wiederaufbereitet, sondern im Boden vergraben oder verbrannt und trägt damit zur Umweltverschmutzung bei.
Polyurethan- (PU-) Schaum
Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Polyurethanschaum ist ein wärmehärtendes Material, das - im Gegensatz zu wärmeformbaren Materialien - schwer zu recyceln ist. Er wird hergestellt, indem Polyole mit Isocyanaten gemischt und geblasen werden. Aus einem ausrangierten Sitz können etwa 10 kg gewonnen werden. Der PU-Schaum ist in der schallisolierenden Materialzusammensetzung in einer Menge von 10-80 Gew.-% enthalten.
Polyethylenterephthalat- (PET-) Faser
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete PET-Faser weist eine Schmelztemperatur von 250-260 °C auf und besitzt 2-10 Denier (de). Mit ihrer überragenden mechanischen Festigkeit und Wärmebeständigkeit wird sie dazu verwendet, die Form des schallisolierenden Materials beizubehalten und die Wärmebeständigkeit zu erhöhen. Die PET-Faser ist in einer Menge von 10-80 Gew.-% enthalten.
Niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat- (LM-PET-) Faser
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete LM-PET-Faser weist eine Schmelztemperatur von 130-180 °C auf und besitzt 3-8 de. Im schallisolierenden Material findet sie als Bindematerial Verwendung. Die LM-PET-Faser ist in einer Menge von 5-50 Gew.-% enthalten.
Polypropylen- (PP-) Faser
Die in der vorliegenden Erfindung verwendete PP-Faser weist eine Schmelztemperatur von 130-150 °C auf und besitzt 2-10 de. Im schallisolierenden Material findet sie als Bindemittel Verwendung und dient dazu, die Temperatur beim Formen abzusenken, wenn sie anstelle der PET-Faser verwendet wird. Die PP-Faser ist in einer Menge von 2-30 Gew.-% enthalten.
Jute
In der vorliegenden Erfindung kann die Jute dazu verwendet werden, mechanische Steifigkeit bereitzustellen. Die Jute ist in einer Menge von 2-30 Gew.-% enthalten. Neben den Bestandteilen (2), (3) und (4) oder (2), (3), (4), (5) und (6) kann je nach Zweck ein flammenverzögerndes Vlies verwendet werden.
Durch Bereitstellen eines anwendbaren Verfahrens zum Recyceln eines ausrangierten Autositzes zu einem schallisolierenden Material mit einer ausgezeichneten schallisolierenden Leistung stellt die vorliegende Erfindung eine erhebliche Senkung der Kosten bereit. Da der ausrangierte Autositz normalerweise im Boden vergraben oder verbrannt werden würde, ermöglicht die vorliegende Erfindung, Fahrzeuge umweltfreundlicher zu machen und die internationalen Vorschriften zu erfüllen. Da die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellte schallisolierende Materialzusammensetzung eine vergleichbare oder bessere Leistung als das bestehende schallisolierende Material zeigt, das 60 % PET und 40 % LM-PET umfasst, kann sie genauer gesagt etwa 15-20 % an Kosten einsparen. Daneben stellt sie, wie vorstehend angegeben, Vorteile bezüglich des Umweltschutzes bereit, da die ausrangierten Autositze wiederaufbereitet werden können.
Die vorliegende Erfindung wurde ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen derselben beschrieben. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass an diesen Ausführungsformen verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem Geiste der Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines schallisolierenden Materials, umfassend: feines Zerkleinern eines ausrangierten Autositzes umfassend Polyurethan-Schaum; Mischen des resultierenden zerkleinerten Polyurethan- (PU-) Schaums mit einer Polyesterfaser, einer niedrigschmelzenden Polyesterfaser als Bindematerial, einer Polypropylen- (PP-) Faser, einer thermoplastischen Faser und Hanf; Kardieren der resultierenden Mischung; Vernadeln des resultierenden Materials; Thermoformen und Abkühlen des Resultats; und Formen des Resultats zu einem Filz und anschließendes Walzen unter Wärme und Schneiden desselben, wobei die niedrigschmelzende Polyesterfaser als Bindematerial eine Schmelztemperatur von 130-180 °C aufweist, die Polypropylen-Faser in einer Menge von 20-25 Gew.-% enthalten ist und der Hanf in einer Menge von 10-15 Gew.% enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zerkleinerte Schaum eine Größe von 1-15 mm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Polyesterfaser ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Polyglykolsäure (PGA), Polymilchsäure (PLA), Polyethylenadipat (PEA), Polyhydroxyalkanoat (PHA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polytrimethylenterephthalat (PTT) oder Polyethylennaphthalat (PEN).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische Faser ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Acrylnitrilbutadienstyrol (ABS), Zelluloid, Celluloseacetat, Ethylenvinylacetat, Ethylenvinylalkohol, Polyoxymethylen, Polyacrylat, Polyamid, Polyamidimid, Polyaryletherketon, Polybutadien, Polybutylen, Polybutylenterephthalat, Polycaprolacton, Polyethylenterephthalat, Polycyclohexylendimethylenterephthalat, Polycarbonat, Polyethylen, Polyetherimid, Polyimid, Polymilchsäure, Polymethylpenten, Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, Polyphthalamid, Polypropylen, Polystyrol, Polysulfon, Polyurethan, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid oder Styrolacrylnitril.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hanf ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Jute, Flachs (Leinen), Hanf oder Ramiefaser.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Mischung 10-80 Gew.-% des zerkleinerten Schaum des Sitzes, 10-80 Gew.-% Polyesterfaser und 2-50 Gew.-% niedrigschmelzende Polyesterfaser umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Polyurethanschaum ein wärmehärtender Polyurethanschaum ist.