DE102013103528A1

DE102013103528A1 - Manufacturing method of high temperature resistant sound absorbing materials for vehicle

Info

Publication number: DE102013103528A1
Application number: DE102013103528.0A
Authority: DE
Inventors: Keun Young Kim; Dong Uk Lee; Won Jin Seo; Ki Dong Lee; Su Nam Lee
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2012-11-06
Filing date: 2013-04-09
Publication date: 2014-05-08
Also published as: US9937696B2; KR101417394B1; US20140124119A1; KR20140058795A; DE102013103528A8

Abstract

Hierin offenbart ist ein Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge. Das Verfahren umfasst insbesondere einen Schritt des (Aus-)Klopfens („beating”)/Vermischens, einen Schritt des Bildens von Stoffbahnen, einen Schritt des Laminierens der Stoffbahnen, einen Schritt des Durchlochen mit einer Nadel, einen ersten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel, einen ersten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen zweiten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel, einen zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen zweiten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels und einen Schritt des Formgebens. Ferner kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung einen ersten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen ersten Schritt des Rückgewinnen eines Oberflächenlösungsmittels und einen Schritt des Formgebens nach dem ersten Schritt des Rückgewinnen eines Lösungsmittels umfassen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann daneben ferner einen dritten Schritt des Einweichens in einem Lösungsmittel, einen dritten Schritt des Rückgewinnen eines Lösungsmittels, einen dritten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen dritten Schritt des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels und einen Schritt des Formgebens, nachdem ein Faservlies in dem Schritt des Durchlochens mit einer Nadel gebildet wurde, umfassen.

Description

Hintergrund
(a) Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden oder schallisolierenden Materials für Fahrzeuge, welches das Mischen eines Fasermaterials, welches einen Sauerstoffindex (LOI = limiting oxygen index) von etwa 25% oder mehr aufweist und bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, mit einem wärmehärtbaren Bindemittelharz, welches bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, umfasst. Das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material kann eine im Wesentlichen gleichbleibende Form bei einer hohen Temperatur von etwa 200°C oder höher beibehalten und entspricht den Standards für Flammschutzmittel der Underwriters Laboratories (UL) 94V-0. Das Material kann daher als Fahrzeugteil oder -element dazu eingesetzt werden, die in einem Motor und in einer Auspuffanlage erzeugten Geräusche zu reduzieren und die NVH-Charakteristiken (Noise, Vibration, Harshness = Geräusch, Vibration, Rauheit) eines Fahrzeugs zu verbessern.
(b) Stand der Technik
Wenn ein Fahrzeug in Bewegung ist, werden verschiedene Arten von Geräuschen erzeugt. Die Geräusche eines Fahrzeugs werden in Abhängigkeit von der Geräuschquelle, einem Motor oder einer Auspuffanlage, allgemein in zwei Arten unterteilt. Die vom Motor und von der Auspuffanlage erzeugten Geräusche werden in den Innenraum eines Fahrzeugs übertragen. Um die vom Motor und von der Auspuffanlage erzeugten und in den Innenraum eines Fahrzeugs übertragenen Geräusche zu reduzieren, wurde ein schallabsorbierendes Material für Fahrzeuge entwickelt. Insbesondere werden ein dämpfendes Armaturenbrett und eine Dämmmaterial für das Armaturenbrett dazu verwendet, eine Abstrahlung der vom Motor abgegebenen Geräusche in den Innenraum eines Fahrzeugs zu verhindern, und eine tunnelförmiges Dämmmaterial und ein Bodenteppich werden dazu verwendet, eine Abstrahlung der von der Auspuffanlage und von dem Boden eines Motorfahrzeugs erzeugten Geräusche in den Innenraum eines Fahrzeugs zu verhindern.
Kürzlich entwickelte Verfahren zum Herstellen eines schallabsorbierenden Materials umfassen die Schritte: Einbringen einer dünnen film- oder folienartigen Kunstharzschicht mit einer Dicke von etwa 40 bis 100 μm zwischen PET(Polyethylenterephthalat)-Faserschichten mit einer Dicke von etwa 20 mm; das Durchführen der PET-Faserschichten, in welche die dünne filmartige Kunstharzschicht eingebracht wurde, durch eine Vorheizkammer; und das Komprimieren oder Verdichten der PET-Faserschichten, um eine Dicke von etwa 20 mm zu erzeugen. Daneben schließen vor kurzem entwickelte Verfahren ein Verfahren zum Erzeugen eines schallabsorbierenden Materials ein, welches die Schritte umfasst: Schneiden einer Polyesterfaser und einer Acrylfaser; (Aus-)Klopfen („beating”) der Polyesterfaser und der Acrylfaser, um die Fasern voneinander zu trennen; Mischen der Fasern mit einer Polyesterfaser mit niedrigem Schmelzpunkt und Kardieren; Formgeben oder Formpressen; Erwärmen, um die Polyesterfaser mit niedrigem Schmelzpunkt zu schmelzen und die Form eines Faservlieses zu erzeugen; Komprimieren oder Verdichten und Abkühlen; und (Zu-)Schneiden oder des Vlieses auf eine gewünschte Größe. Des Weiteren offenbart ein weiteres, kürzlich entwickeltes Verfahren das Beschichten wenigstens der obersten oder der untersten Schicht eines Polyester(PET)-Filzes mit einer Mischung von Fasern, die eine niedrigschmelzende Faser (low melting fiber, LMF) enthält.
Die kürzlich entwickelten schallabsorbierenden Materialien erhöhen jedoch das Gewicht des Materials, wenn sie die vom Motor und von der Auspuffanlage abgestrahlten Geräusche in ausreichendem Maße reduzierenden sollen. Die Effektivität der Schallisolierung ist jedoch im Vergleich zur Gewichtszunahme nur äußerst unzureichend. Um diese Einschränkungen zu beheben, muss ein schallabsorbierendes Material in der Nähe der Geräuschquelle, wie beispielsweise dem Motor oder der Auspuffanlage, eingesetzt werden. Um eine solche Anordnung zu ermöglichen, muss das schallabsorbierende Material dazu in der Lage sein, bei den dort herrschenden hohen Temperaturen, wie beispielsweise etwa 200°C oder höher, eine im Wesentlichen gleichbleibende Form beizubehalten, und daneben muss es schwerentflammbar sein. Die herkömmlichen schallisolierenden Materialien können daher für diesen Zweck nicht eingesetzt werden.
Die in dem obigen Abschnitt offenbarten Angaben dienen lediglich dazu, den Hintergrund der Erfindung besser verständlich zu machen und können daher Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden, wie er einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallisolierenden Materials für Fahrzeuge bereit, welches in der Nähe eines Motors und einer Auspuffanlage angeordnet werden kann, welches selbst bei einer hohen Temperatur von etwa 200°C oder höher eine im Wesentlichen gleichbleibende Form beibehalten kann und welches unter Erfüllung der Vorgaben der Flammenklassifikation UL 94V-0 schwerentflammbar ist.
Das Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge umfasst einen Schritt des (Aus-)Klopfens („beating”)/Vermischens, einen Schritt des Bildens eines Flors oder einer Stoffbahn, einen Schritt des Laminierens der Stoffbahn, einen Schritt des Durchlochens mit einer Nadel, einen ersten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel, einen ersten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen zweiten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel, einen zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen Schritt des Behandelns der Oberfläche mit einem Bindemittel, einen dritten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels und einen Schritt des Formgebens.
In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Schritt des (Aus-)Klopfens/Vermischens durchgeführt werden, indem ein Fasermaterial, welches einen Sauerstoffindex (limiting oxygen index, LOI) von etwa 25% oder mehr aufweist, bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, etwa 1 bis 10 Crimps pro Zentimeter aufweist und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzt, (aus)geklopft („beating”) wird oder indem eine oder mehrere Fasern, die einen Sauerstoffindex (limiting oxygen index, LOI) von etwa 25% oder mehr aufweisen, bis zu einer Crimps oder Wellen pro Zentimeter aufweisen und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzen, miteinander vermischt werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Fasermaterial eines oder mehrere Materialien umfassen, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einer m-Aramidfaser, einer p-Aramidfaser, einer Poly(phenylensulfid)(PPS)-Faser, einer acrylischen Kohlenwasserstoff(voroxidierten PAN)-Faser, einer Polyimid(PI)-Faser, einer Polybenzimidazol(PBI)-Faser, einer Polybenzoxazol(PBO)-Faser, einer Polytetrafluorethylen(PTFE)-Faser, einer Metallfaser, einer Kohlenstofffaser, einer Glasfaser, einer Basaltfaser, einer Quarz- oder Siliziumdioxidfaser und einer keramischen Faser.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Schritt des Bildens eines Flors oder einer Stoffbahn mit Hilfe eines Kardierverfahrens durchgeführt werden, mit welchem Stoffbahnen in Form dünner Schichten ausgebildet werden. In diesem Schritt kann eine Karde mit einer Haspel, wobei entsprechend zwei Bedienpersonen an der linken und der rechten Seite der Haspel arbeiten, einer Garnitur, die mit einer hohen Drehgeschwindigkeit betrieben wird, und einem Zylinder verwendet werden. Wenn das (aus)geklopfte/vermischte Fasermaterial, das im Schritt des (Aus-)Klopfens/Vermischens gebildet wurde, der Karde zugeführt wird, wird das Material auf der Haspel und dem Zylinder angeordnet und gekämmt, so dass sich die Stoffbahnen in Form dünner Schichten ausbilden.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform wird im Schritt des Laminierens der Stoffbahnen eine laminierte Stoffbahn gebildet, indem die Stoffbahnen auf einem Förderband übereinander gelegt werden. Um zu verhindern, dass sich die Stoffbahnen auf dem Förderband verlaufen und aufgrund des Luftwiderstandes brechen, kann dieser Schritt mit einer Förderrate von etwa 10 m/min oder langsamer mit Hilfe einer Einrichtung zum horizontalen Läppen (horizontale Überlappung der Stoffbahnen) durchgeführt werden.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform wird im Schritt des Durchlochens mit einer Nadel ein Faservlies gebildet, indem die im Schritt des Laminierens der Stoffbahnen laminierten Stoffbahnen durch eine vertikale Bewegung einer Nadel miteinander verbunden werden, wobei dies mittels einer Durchlochungsbewegung durchgeführt werden kann. Genauer gesagt, kann die Stanz- oder Durchlochungsbewegung eine Bewegung oder mehrere Bewegungen sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einer einzelnen nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung, einer einzelnen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung, einer zweifachen, nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung und einer zweifachen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden im ersten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel und im zweiten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel ein erstes in einem Harz eingeweichtes Faservlies und ein zweites in einem Harz eingeweichtes Faservlies gebildet, indem das im Schritt des Durchlochens mit einer Nadel gebildete Faservlies in einem Bad eingeweicht wird, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel, das bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, mit einer Konzentration von etwa 5 bis 70% in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, und der Stoff mit einer Mangelwalze verdichtet wird. Diese Schritte können unter Verwenden von etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des Faservlieses und etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des schwerentflammbaren, wärmehärtenden Harzbindemittels durchgeführt werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform werden im ersten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels und im zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels ein erster wärmehärtender Filz und ein zweiter wärmehärtender Filz gebildet, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel jeweils im Filz verbleibt, indem das organische Lösungsmittel aus dem ersten in Harz eingeweichten Faservlies und dem zweiten in Harz eingeweichten Faservlies, die im ersten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel und im zweiten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel gebildet wurden, abgezogen wird. Die Schritte können durchgeführt werden, indem das Vlies in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C etwa 1 bis 10 min lang getrocknet wird.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Härters, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 1 bis 40 Gew.-% eines Flammschutzmittels, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt sein.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform wird im zweiten Schritt des Behandelns der Oberfläche mit einem Bindemittel ein zweiter Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet, indem eine einzige Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, das im zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem ein wärmehärtendes Bindemittelharz dispergiert ist. Dieser Schritt kann unter Verwenden einer Tiefdruck- oder einer Sprüheinrichtung durchgeführt werden.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform wird im zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels ein zweiter wärmehärtender Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet, indem das organische Lösungsmittel aus dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt des Behandelns der Oberfläche mit einem Bindemittel gebildet wurde, abgezogen wird, was dazu führt, dass das wärmehärtende Bindemittelharz darauf verbleibt. Dieser Schritt kann durchgeführt werden, indem das Vlies in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C etwa 1 bis 10 min lang getrocknet wird.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das wärmehärtende Bindemittelharz aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Härters, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt sein.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Epoxidharz aus einem oder mehreren Harzen zusammengesetzt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Bisphenol A-diglycidylether, einem Bisphenol F-diglycidylether, einem Polyoxypropylendiglycidylether, einem Phosphazendiglycidylether, einem Phenolnovolacepoxid, einem o-Cresolnovolacepoxid und einem Bisphenol A-novolacepoxid.
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das organische Lösungsmittel aus einem oder mehreren Lösungsmitteln zusammengesetzt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Methylethylketon (MEK) und einem Dimethylcarbonat (DMC).
In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann der Schritt des Formgebens durchgeführt werden, indem eine einzige Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, der im ersten Schritt des Rückgewinnen eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Harzfilzes, der im zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, verklebt wird und die Filze bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C etwa 60 bis 300 s lang bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm² heißgepresst oder heißverdichtet werden.
In einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge bereit, welches ein erhöhtes Wärmeabschirmungsvermögen zeigt und umgebende Kunststoff- und Gummiteile schützen kann, wenn es bei Fahrzeugteilen aus Metall angewendet wird, die eine Temperatur von etwa 200°C oder höher aufweisen. Das Verfahren umfasst ferner einen ersten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen ersten Schritt des Rückgewinnen eines Oberflächenlösungsmittels und einen Schritt des Formgebens nach dem ersten Schritt des Rückgewinnen eines Lösungsmittels.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird im ersten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel ein erster Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet, indem eine einzige Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, der im ersten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem ein wärmehärtendes Bindemittelharz dispergiert ist. Dieser Prozess kann daneben unter Verwenden einer Tiefdruck- oder Sprüheinrichtung durchgeführt werden.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird in einem ersten Schritt des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels ein erster wärmehärtender Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet, indem das organische Lösungsmittel aus dem ersten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im ersten Schritt des Behandelns der Oberfläche mit einem Bindemittel gebildet wurde, abgezogen wird, was dazu führt, dass das wärmehärtende Bindemittelharz auf der Oberfläche verbleibt. Dieser Schritt kann durchgeführt werden, indem das Vlies in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C etwa 1 bis 10 min lang getrocknet wird. Das wärmehärtende Bindemittelharz kann aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Aushärtungsmittels, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt sein.
In einer noch weiteren Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung einen dritten Schritt des Einweichens in einem Bindemittel, einen dritten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen dritten Schritt des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen dritten Schritt des Rückgewinnen eines Oberflächenlösungsmittels, nachdem das Faservlies im Schritt des Durchlochen mit einer Nadel gebildet wurde, umfassen. Diese Schritte können in ähnlicher Weise, wie sie vorstehend beschrieben ist, durchgeführt werden.
Des Weiteren kann der Schritt des Formgebens durchgeführt werden, indem eine einzige Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, der im ersten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, verklebt wird und die andere Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer einzigen Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und das im dritten Schritt des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels gebildet wurde, verklebt wird und die miteinander verklebten Oberflächen bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C etwa 60 bis 300 s lang bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm² heißgepresst oder heißverdichtet werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die vorstehend angegebenen und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich anhand beispielhafter Ausführungsformen derselben beschrieben, die in den beigefügten Figuren veranschaulicht sind, welche hierin im Folgenden lediglich zum Zwecke der Veranschaulichung angegeben sind und die vorliegende Erfindung daher in keiner Weise einschränken sollen. In den Figuren gilt:
Die 1–3 zeigen beispielhafte Ablaufdiagramme, die das Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;
die 4–6 zeigen das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material für Fahrzeuge, das mit dem Verfahren gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
die 7 zeigt eine beispielhafte Abbildung, in der das Wärmeabschirmungsvermögen des hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge, das mit dem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und von Glaswolle als schallabsorbierendem Material für einen Motorraum eines herkömmlichen Fahrzeugs, das mit dem Verfahren gemäß dem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, miteinander verglichen werden.
die 8 zeigt Abbildungen einer Analyse der Veränderung der Morphologie vor dem Formgeben und 5 Tage nach dem Formgeben und – unter Verwendung einer Wärmebeständigkeitskammer – die durch Wärme hervorgerufene Beeinträchtigung bei einem Aussetzen gegenüber einer Temperatur von 250°C für 200 Stunden für Beispiel 7 und Vergleichsbeispiele 1–3.
Die in den Figuren angegebenen Bezugszeichen bezeichnen die folgenden Elemente oder Bauteile, die im Folgenden weiter erläutert werden:
Bezugszeichenliste

1, 1', 1'': Vliesmaterial
2, 2', 2'': Schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel
3, 3', 3'': Wärmehärtendes Bindemittelharz
10, 10', 11, 11', 12, 12', 12'': Wärmehärtender Filz
100, 200, 200', 300, 300': Wärmehärtender Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist.

Es sollte verstanden werden, dass die beigefügten Figuren nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern eine etwas vereinfachte Darstellung verschiedener beispielhafter Merkmale zeigen, welche die zugrunde liegenden Prinzipien der Erfindung veranschaulichen. Spezielle Merkmale der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin offenbart sind, einschließlich von zum Beispiel bestimmten Abmessungen, Ausrichtungen, Positionen und Formen, werden zum Teil durch die Bedingungen und Umstände der speziell angestrebten Anwendung und Verwendung bestimmt werden.
In den Figuren bezeichnen die Bezugszeichen jeweils gleiche oder äquivalente Teile der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung
Es soll verstanden werden, dass der Begriff „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein weiterer ähnlicher Begriff, wie er hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge allgemein, wie beispielsweise Personenkraftwagen, einschließlich Geländewagen (sports utility vehicles, SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen sowie Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, umsteckbare Hybrid-Elektro-Fahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und weitere Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden (z. B. Kraftstoffen, die aus einer anderen Quelle als Erdöl stammen), einschließt.
Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll die Erfindung daher in keiner Weise einschränken. Wie sie hierin verwendet werden, sollen die Singularformen „ein, eine, eines” und „der, die das” auch die Pluralformen umfassen, solange aus dem Kontext nicht klar etwas anderes ersichtlich ist. Weiter soll verstanden werden, dass die Begriffe „umfasst” und/oder „umfassend”, wenn sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente und/oder Komponenten/Bestandteile angeben, jedoch nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer weiterer Merkmale, Zahlen, Schritte, Arbeitsvorgänge, Elemente, Komponenten/Bestandteile und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie er hierin verwendet wird, schließt der Begriff „und/oder” jegliche und alle Kombinationen eines oder mehrerer der damit verbundenen aufgelisteten Punkte ein.
Soweit nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist, soll der Begriff „etwa”, wie er hierin verwendet wird, als innerhalb eines Bereichs mit in der Wissenschaft normalen Toleranzgrenzen liegend verstanden werden, zum Beispiel als innerhalb von 2 Standardabweichungen vom Mittelwert liegend. „Etwa” kann verstanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% vom angegebenen Wert liegend. Soweit es aus dem Kontext nicht anderweitig klar hervorgeht, gelten alle hierin angegebenen Zahlenwerte als um den Begriff „etwa” erweitert.
Im Folgenden wird nun ausführlich auf verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, die beispielhaft in den beigefügten Figuren gezeigt und nachstehend beschrieben ist. Obwohl die Erfindung anhand von beispielhaft angegebenen Ausführungsformen beschrieben wird, soll verstanden werden, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung nicht auf diese beispielhaft angegebenen Ausführungsformen einschränken soll. Vielmehr soll die Erfindung nicht nur die beispielhaft angegebenen Ausführungsformen, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und weitere Ausführungsformen abdecken, die im eigentlichen Sinn und Umfang der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, enthalten sein können.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge. Das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann insbesondere die folgenden Schritte umfassen: einen Schritt des (Aus-)Klopfens („beating”)/Vermischens zum (Aus-)Klopfen und Vermischen eines Fasermaterials, das einen Sauerstoffindex (LOI) von etwa 25% oder mehr aufweist, das bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist; einen Schritt des Bilden eines Flors oder einer Stoffbahn zum Ausbilden einer Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten unter Verwenden des (aus)geklopften und vermischten Fasermaterials; einen Schritt des Laminierens der Stoffbahnen zum Bilden einer Vielzahl von laminierten Stoffbahnen, indem eine der Vielzahl von Stoffbahnen übereinander gelegt werden; einen Schritt des Durchlochens mit einer Nadel zum Bilden eines Faservlieses, indem eine Vielzahl von laminierten Stoffbahnen durch eine vertikale Bewegung einer Nadel miteinander verbunden werden; einen ersten Schritt einer Behandlungsphase; und einen zweiten Schritt einer Behandlungsphase; und einen Schritt des Formgebens.
Der erste Schritt der Behandlungsphase umfasst: das Bilden eines ersten in einem Harz eingeweichten Faservlieses, indem das Faservlies in einem organischen Lösungsmittel eingeweicht wird, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel, das bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, dispergiert ist; und das Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem ersten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt.
Daneben umfasst der zweite Schritt der Behandlungsphase das Bilden eines zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlieses, indem das Faservlies in dem organischen Lösungsmittel eingeweicht wird, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist; das Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; das Bilden eines zweiten Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, indem eine einzige Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist; das Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittel in dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Der Schritt des Formgebens umfasst zudem das Bilden eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials, indem eine Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verklebt wird.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die erste Behandlungsphase ferner umfassen:
das Bilden eines ersten Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, indem eine Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist; und das Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz in dem ersten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Des Weiteren kann diese Ausführungsform einen Schritt des Formgebens zum Bilden eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials umfassen, indem eine Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Harzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verklebt wird.
In einer noch weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren eine dritte Behandlungsphase umfassen. Die dritte Behandlungsphase kann umfassen: das Bilden eines dritten in einem Harz eingeweichten Faservlieses, indem das Faservlies in dem organischen Lösungsmittel eingeweicht wird, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist; das Bilden eines dritten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem dritten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; das Bilden eines dritten Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, indem eine Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist; und das Bilden eines dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz in dem dritten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Diese Ausführungsform kann daneben ferner einen Schritt des Formgebens zum Bilden eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials umfassen, indem eine Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verklebt wird und indem die andere Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verklebt wird.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung ausführlicher beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung einen Schritt (S101) des (Aus-)Klopfens/Vermischens, einen Schritt (S103) des Bildens von Stoffbahnen, einen Schritt (S105) des Laminieren der Stoffbahnen, einen Schritt (S107) des Durchlochens mit einer Nadel, einen ersten Schritt (S111) des Einweichens in einem Bindemittel, einen ersten Schritt (S113) des Rückgewinnen eines Lösungsmittels, einen zweiten Schritt (S211) des Einweichens in einem Bindemittel, einen zweiten Schritt (S213) des Rückgewinnen eines Lösungsmittels, einen zweiten Schritt (S215) des Behandeln einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnen eines Lösungsmittels und einen Schritt (S401) des Formgebens.
Der Schritt (S101) des (Aus-)Klopfens/Vermischens umfasst das (Aus-)Klopfen eines Fasermaterials, das einen Sauerstoffindex (LOI) von etwa 25% oder mehr aufweist, das bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, etwa 1 bis 10 Crimps pro Zentimeter aufweist und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzt, oder das Vermischen von einer oder mehreren Fasern, die einen Sauerstoffindex (LOI) von etwa 25% oder mehr aufweisen, bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig sind, etwa 1 bis 10 Crimps pro Zentimeter aufweisen und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzen. Um die Fasern im Wesentlichen gleichmäßig zu verteilen, kann in diesem Schritt eine Luftblastechnik verwendet werden.
Das Fasermaterial kann aus einem oder mehreren Materialien zusammengesetzt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einer m-Aramidfaser, einer p-Aramidfaser, einer Poly(phenylensulfid)(PPS)-Faser, einer acrylischen Kohlenwasserstoff(voroxidierten PAN)-Faser, einer Polyimid(PI)-Faser, einer Polybenzimidazol(PBI)-Faser, einer Polybenzoxazol(PBO)-Faser, einer Polytetrafluorethylen(PTFE)-Faser, einer Metallfaser, einer Kohlenstofffaser, einer Glasfaser, einer Basaltfaser, einer Quarz- oder Siliziumdoxidfaser und einer keramischen Faser. Das Fasermaterial kann das Grundmaterial eines temperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials darstellen und Geräusche absorbieren, die von einem Motor und von einer Auspuffanlage abgegeben werden, so dass der Geräuschpegel im Fahrzeug reduziert werden kann.
Der Schritt (S103) des Bildens von Stoffbahnen kann ein Kardierverfahren zum Ausbilden einer Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten umfassen. In diesem Schritt kann eine Karde mit einer Haspel, wobei entsprechend zwei Bedienpersonen an der linken und der rechten Seite der Haspel arbeiten, einer Garnitur, die mit einer hohen Drehgeschwindigkeit betrieben wird, und einem Zylinder verwendet werden. Wenn das (aus)geklopfte/vermischte Fasermaterial, das im Schritt (S101) des (Aus-)Klopfens/Vermischens gebildet wurde, der Karde zugeführt wird, kann das Material auf der Haspel und dem Zylinder angeordnet werden und das Fasermaterial kann gekämmt werden, so dass sich eine Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten ausbildet. Dieser Schritt kann der Vielzahl von gebildeten Stoffbahnen eine Bauschigkeit verleihen, die Effizienz der Abschlüsse maximieren und eine Streuung des Molekulargewichts minimieren.
Der Schritt (S105) des Laminierens der Stoffbahnen kann das Bilden einer laminierten Stoffbahn umfassen, indem die im Schritt (S103) des Bildens von Stoffbahnen gebildeten Stoffbahnen auf einem Förderband übereinander gelegt werden. Dieser Schritt kann mit einer Förderrate von 10 m/min oder langsamer unter Verwenden einer Einrichtung zum horizontalen Lappen (horizontale Überlappung der Stoffbahnen) durchgeführt werden. Dieser Prozess kann des Weiteren verhindern, dass sich die Vielzahl von Stoffbahnen auf dem Förderband verläuft und aufgrund des Luftwiderstandes bricht.
Der Schritt (S107) des Durchlochens mit einer Nadel kann das Bilden eines Faservlieses umfassen, indem die im Schritt (S105) des Laminierens von Stoffbahnen gebildeten, laminierten Stoffbahnen mittels einer vertikalen Bewegung, einer Bewegung in einer geneigeten Richtung oder einer Bewegung in zwei Richtungen einer Nadel zu der Oberfläche der laminierten Stoffbahn miteinander verbunden werden. Die Durchlochungsbewegung kann daneben eine Bewegung oder mehrere Bewegungen sein, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: einer einzelnen, nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung, einer einzelnen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung, einer zweifachen, nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung und einer zweifachen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung. Ferner kann der Teil der laminierten Stoffbahnen, der horizontal angeordnet ist, senkrecht angeordnet werden, um die verstärkende Festigkeit des Faservlieses zu erhöhen.
Im ersten Schritt (S111) des Einweichens in einem Bindemittel und im zweiten Schritt (S211) des Einweichens in einem Bindemittel können ein erstes in einem Harz eingeweichtes Faservlies und ein zweites in einem Harz eingeweichtes Faservlies gebildet werden, indem das in dem Schritt (S107) des Durchlochens mit einer Nadel gebildete Faservlies in einem Bad eingeweicht wird, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel, das bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist, mit einer Konzentration von etwa 5 bis 70% in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, und das Vlies mit einer Mangelwalze verdichtet wird. Diese Schritte können unter Verwenden von etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des Faservlieses und etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des schwerentflammbaren, wärmehärtenden Harzbindemittels durchgeführt werden. Des Weiteren kann das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dazu dienen, die Fasermaterialien, die ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material bilden, miteinander zu vereinen und eine im Wesentlichen gleichbleibende Form derselben beizubehalten.
Im ersten Schritt (S113) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels und im zweiten Schritt (S213) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels können ein erster wärmehärtender Filz und ein zweiter wärmehärtender Filz gebildet werden, indem das organische Lösungsmittel aus dem ersten in einem Harz eingeweichten Faservlies und dem zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlies, die im ersten Schritt (S111) des Einweichens in einem Bindemittel und im zweiten Schritt (S211) des Einweichens in einem Bindemittel gebildet wurden, abgezogen wird, was dazu führt, dass das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem Faservlies verbleibt. Diese Schritte können durchgeführt werden, indem das Vlies in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C etwa 1 bis 10 min lang getrocknet wird. Des Weiteren können mit diesem Prozess schädliche Substanzen, die bei der Verdampfung des organischen Lösungsmittels während des Bildens eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials erzeugt werden, entfernt werden. Daneben kann das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Härters, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 10 bis 40 Gew.-% eines Flammschutzmittels, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt sein.
Im zweiten Schritt (S215) des Behandeln einer Oberfläche mit einem Bindemittel kann ein zweiter Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet werden, indem eine Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, der im zweiten Schritt (S213) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einem organischen Lösungsmittel behandelt wird, in welchem ein wärmehärtendes Bindemittelharz dispergiert ist. Die Oberflächenbehandlung kann ferner unter Verwenden einer Tiefdruck- oder einer Sprüheinrichtung durchgeführt werden. Mit diesem Prozess kann ferner das Haft- oder Klebevermögen der Oberfläche des zweiten Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, erhöht werden und somit kann die Bindungsfestigkeit an der Klebefläche eines Produktes während der Bildung eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials verbessert werden und ein Ablösen des Produkts verhindert werden.
Im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels kann ein zweiter wärmehärtender Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet werden, indem das organische Lösungsmittel aus dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt (S215) des Behandeln einer Oberfläche mit einem Bindemittel gebildet wurde, abgezogen wird. Dieser Schritt kann durchgeführt werden, indem das Vlies in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C etwa 1 bis 10 min lang getrocknet wird und das organische Lösungsmittel abgezogen wird. Des Weiteren können mit diesem Prozess schädliche Substanzen, die bei der Verdampfung des organischen Lösungsmittels während des Bildens eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials erzeugt werden, entfernt werden.
Das wärmehärtende Bindemittelharz kann aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Aushärtungsmittels, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt sein. Das Epoxidharz kann aus einem oder mehreren Harzen zusammengesetzt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: Bisphenol A-diglycidylether, einem Bisphenol F-diglycidylether, einem Polyoxypropylendiglycidylether, einem Phosphazendiglycidylether, einem Phenolnovolacepoxid, einem o-Cresolnovolacepoxid und einem Bisphenol A-novolacepoxid.
Das organische Lösungsmittel kann aus einem oder mehreren Lösungsmitteln zusammengesetzt sein, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Methylethylketon (MEK) und einem Dimethylcarbonat (DMC). Das organische Lösungsmittel kann das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel im Wesentlichen gleichmäßig dispergieren, um so zu ermöglichen, dass das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel mit einer vorgegebenen Konzentration in das Faservlies eindringen kann, und das wärmehärtende Bindemittelharz im Wesentlichen gleichmäßig dispergieren, um so das wärmehärtende Bindemittelharz mit einer vorgegebenen Konzentration auf der Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes aufzutragen.
Der Schritt (S401) des Formgebens kann das Verkleben einer einzigen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, der im ersten Schritt (S113) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, und das Heißpressen oder Heißverdichten des Filzes bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C für etwa 60 bis 300 s bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm² umfassen. Des Weiteren können in diesem Prozess das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel und das wärmehärtende Bindemittelharz ausgehärtet werden, um so eine im Wesentlichen gleichbleibende Form eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials beizubehalten.
Das Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung kann daneben ferner einen ersten Schritt (S115) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen ersten Schritt (S117) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels und einen Schritt (S401') des Formgebens nach dem ersten Schritt (S113) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels umfassen. Da der erste Schritt (S115) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel und der erste Schritt (S117) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels entsprechend dem gleichen Verfahren durchgeführt werden, das im zweiten Schritt (S215) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel und im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels beschrieben ist, wird an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung dieser beiden Schritte verzichtet.
Der Schritt (S401') des Formgebens kann das Verkleben einer einzigen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im ersten Schritt (S117) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels gebildet wurde, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, und das Heißpressen oder Heißverdichten des Filzes bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C für etwa 60 bis 300 s bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm² umfassen.
Daneben kann das Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung ferner einen dritten Schritt (S311) des Einweichens in einem Bindemittel, einen dritten Schritt (S313) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, einen dritten Schritt (S315) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, einen dritten Schritt (S317) des Rückgewinnens eines Oberflächelösungsmittels und einen Schritt (S401'') des Formgebens, nachdem das Faservlies im Schritt (S107) des Durchlochens mit einer Nadel gebildet wurde, umfassen.
Da der dritte Schritt (S311) des Einweichens in einem Bindemittel, der dritte Schritt (S313) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, der dritte Schritt (S315) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel und der dritte Schritt (S317) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels entsprechend dem gleichen Verfahren durchgeführt werden, das im ersten Schritt (S111) des Einweichens in einem Bindemittel, im zweiten Schritt (S211) des Einweichens in einem Bindemittel, im ersten Schritt (S113) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, im zweiten Schritt (S213) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels, im ersten Schritt (S115) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, im zweiten Schritt (S215) des Behandelns einer Oberfläche mit einem Bindemittel, im ersten Schritt (S117) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels und im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels beschrieben ist, wird an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung der genannten Schritte verzichtet.
Der Schritt (S401'') des Formgebens kann das Verkleben einer einzigen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, das im ersten Schritt (S113) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im zweiten Schritt (S217) des Rückgewinnens eines Lösungsmittels gebildet wurde, das Verkleben der anderen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer einzigen Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der im dritten Schritt (S317) des Rückgewinnens eines Oberflächenlösungsmittels gebildet wurde, und das Heißpressen oder Heißverdichten des Filzes bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C für etwa 60 bis 300 s bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm² umfassen.
Beispiele
Die folgenden Beispiele veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung und sollen die Erfindung in keiner Weise einschränken.
Beispiel 1
Eine meta-Aramidfaser (2 Denier, 76 mm) mit einer Crimpshäufigkeit von 6 Crimps pro cm wurde mittels Luftblasen (aus)geklopft und mit einem Kardierverfahren zu einer Stoffbahn mit 30 g/m² ausgebildet. Die gebildeten Stoffbahnen wurden auf einem Förderband mit einer Förderrate von 5 m/min unter Verwenden einer Einrichtung zum horizontalen Läppen zehnfach übereinander gelegt oder überlappt, um eine laminierte Stoffbahn zu bilden. Die laminierte Stoffbahn wurde einer ersten Durchlochungsbewegung, die einzeln und nach oben gerichtet erfolgte, in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche und einer zweiten Durchlochungsbewegung, die zweifach und nach unten gerichtet erfolgte, unter Verwenden einer Durchlochungseinrichtung mit einer Nadel unterzogen, so dass 300 g/m² eines Faservlieses mit einer Dicke von 6 mm zu erzeugt wurden.
Beispiel 2
Zu einem Epoxidharz, mit welchem Bisphenol A-diglycidylether, Polyoxypropylendiglycidylether und Phosphazendiglycidylether vermischt worden waren, wurden 10 Gew.-% Cyanoguanidin als Härters, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, 8 Gew.-% bis-Dimethylharnstoffverbindungen als Katalysator, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und 30 Gew.-% Melamincyanurat als Flammschutzmittel, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, gegeben und vermischt, so dass ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel hergestellt wurde.
Beispiel 3
Nachdem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel, das in Beispiel 2 hergestellt worden war, mit einer Konzentration von 15% in einem Bad in Dimethylcarbonat (DMC) dispergiert worden war, wurde das in Beispiel 1 hergestellte Faservlies in dem Bad eingeweicht und dann wurden unter Verwenden einer Mangelwalze bei einem Druck von 8 kgf/cm² 1.300 g/m² eines in einem Harz eingeweichten Faservlieses gebildet. Das gebildete, in einem Harz eingeweichte Faservlies wurde anschließend mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min durch einen Trockenofen geführt. Daneben wurde die Temperatur des Trockenofens für einen ersten Zyklus auf 100°C eingestellt, für einen zweiten Zyklus auf 120°C, für einen dritten Zyklus auf 150°C und für einen vierten Zyklus auf 150°C. Als Folge davon wurden 850 g/m² des organischen Lösungsmittels entfernt und es verblieben 150 g/m² des schwerentflammbaren, wärmehärtenden Harzbindemittels im Material, so dass 450 g/m² eines wärmehärtenden Filzes erhalten wurden.
Beispiel 4
Das wärmehärtende Bindemittelharz wurde entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist, hergestellt, außer, dass keine 30 Gew.-% Melamincyanurat als Flammschutzmittel, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, verwendet wurden.
Beispiel 5
Der wärmehärtende Filz (450 g/m²) wurde entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 3 beschrieben ist, hergestellt. Nachdem das wärmehärtende Bindemittelharz, das in Beispiel 4 hergestellt worden war, mit einer Konzentration von 30% in einem Bad in Dimethylcarbonat (DMC) dispergiert worden war, wurde die Oberfläche des wärmehärtenden Filzes einer Tiefdruckbeschichtung mit 100 g/m² eines organischen Lösungsmittels, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, unter Verwenden einer Mangelwalze unterzogen, wobei ein Druck von 3 kgf/cm² aufrechterhalten wurde, so dass 550 g/m² eines Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet wurden. Der gebildete Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wurde anschließend mit einer Geschwindigkeit von 5 m/min durch einen Trockenofen geführt. Die Temperatur des Trockenofens wurde daneben für eine ersten Zyklus auf 100°C eingestellt, für einen zweiten Zyklus auf 120°C, für einen dritten Zyklus auf 150°C und für einen vierten Zyklus auf 150°C. Als Folge davon wurden 70 g/m² des organischen Lösungsmittels entfernt und es verblieben 30 g/m² des wärmehärtenden Bindemittelharzes in dem Material, so dass 480 g/m² eines wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, gebildet wurden.
Beispiel 6
Die Oberfläche von 450 g/m² des wärmehärtenden Filzes, der in Beispiel 3 hergestellt worden war, wurde mit der mit Hilfe einer Tiefdruckeinrichtung behandelten Oberfläche von 480 g/m² des wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist und der in Beispiel 5 hergestellt worden war, laminiert und einem Heißpressen oder Heißverdichten bei einer Temperatur von 200°C für 200 s bei einem Druck von 100 kgf/cm² unterzogen, so dass ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material mit einer Dicke von 2 bis 10 mm hergestellt wurde.

Ein Schallabsorptionskoeffizient des hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials, das in Beispiel 6 hergestellt wurde, wurde entsprechend einem Standardverfahren, ISO R 354, Alpha Cabin Testing (Prüfung im Fahrgastraum) gemessen. Die Mittelwerte der Schallabsorptionskoeffizienten, die für die drei Proben gemessen wurden, sind in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

Frequenz (Hz) Dicke (mm)	1.000	2.000	3.150	5.000
2	0,06	0,13	0,35	0,63
3	0,08	0,21	0,47	0,74
4	0,11	0,31	0,61	0,81
5	0,15	0,43	0,71	0,87
6	0,23	0,58	0,81	0,91
7	0,29	0,67	0,84	0,94
8	0,34	0,71	0,86	0,96
9	0,37	0,74	0,87	0,97
10	0,41	0,77	0,89	0,98

Wie in der Tabelle 1 gezeigt ist, werden, wenn das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material, das gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, an einem Teil in der Nähe der Geräuschquelle eines Motors oder einer Auspuffanlage angeordnet ist, die Motorgeräusche, die vom Motor und von der Auspuffanlage abgegeben werden, reduziert.
Beispiel 7
Das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material wurde entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 6 beschrieben ist, unter Verwenden eines Motorzylinderblocks hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
Nachdem die Stoffbahnen zwanzigfach laminiert wurden, indem sie entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, übereinander gelegt wurden, wurde die laminierte Stoffbahn einem Durchlochen mit einer Nadel in einer ersten Durchlochungsbewegung, die einzeln und nach oben gerichtet erfolgte, und anschließend einer zweiten Durchlochungsbewegung, die zweifach und nach unten gerichtet erfolgte, unterzogen, so dass 600 g/m² eines Faservlieses mit einer Dicke von 12 mm hergestellt wurden. In einem Bad wurde das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel, das in Beispiel 2 hergestellt worden war, mit einer Konzentration von 15% in Dimethylcarbonat (DMC) dispergiert, das Faservlies wurde in dem Bad eingeweicht und anschließend wurde unter Verwenden einer Mangelwalze ein in einem Harz eingeweichtes Faservlies gebildet, wobei von Druck von 8 kgf/cm² aufrechterhalten wurde. Das organische Lösungsmittel wurde mit Hilfe eines Trockenofens aus dem in einem Harz eingeweichten Faservlies entfernt, so dass ein wärmehärtender Filz hergestellt wurde. Des Weiteren wurde ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 7 beschrieben ist, hergestellt.
Vergleichsbeispiel 2
Nachdem 300 g/m² eines Faservlieses entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist, hergestellt wurden, wurden die beiden hergestellten Faservliese mittels Durchlochen mit einer Nadel miteinander vereint, so dass 600 g/m² eines Faservlieses mit einer Dicke von 12 mm hergestellt wurden. Des Weiteren wurde unter Verwenden des Faservlieses entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, ein wärmehärtender Filz hergestellt und anschließend wurde entsprechend dem gleichen Verfahren, wie es in Beispiel 7 beschrieben ist, ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material hergestellt.
Vergleichsbeispiel 3
Glaswolle (950 g/m²), die als schallabsorbierendes Material für den Motorraum eines herkömmlichen Fahrzeugs verwendet wurde, wurde mit Hilfe einer Gussform für den Zylinderblock eines Motors, zu einem schallabsorbierenden Material für Fahrzeuge ausgebildet, wobei die Glaswolle mit Hilfe von Bolzen und Schrauben mit einer Schicht aus einem Vibrationen aufnehmendem Stahl mit einer Dicke von 1,6 mm vereint wurde, so dass ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material für Fahrzeuge hergestellt wurde.
Die hergestellten, hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materialien für Fahrzeuge aus dem Beispiel 7 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 wurden einer Analyse ihrer Morphologie, d. h. ihres Erscheinungsbildes, unterzogen, um die Veränderung ihrer Morphologie vor dem Formgeben und 5 Tage nach dem Formgeben zu beobachten und – unter Verwenden einer Wärmebeständigkeitskammer – die durch Wärme hervorgerufene Beeinträchtigung bei einem Aussetzen gegenüber einer Temperatur von 250°C für 200 Stunden zu überprüfen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der 8 angegeben.
Wie in der 8 gezeigt ist, können, wenn das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material an seiner Oberfläche mit dem wärmehärtenden Bindemittelharz behandelt ist und mit einer einzigen Oberfläche des wärmehärtenden Filzes laminiert ist, die Anforderungen an die Dicke mit einer minimalen Gewichtszunahme erfüllt werden. Es wurde keine Verformung des Produkts nach dem Formgeben beobachtet und die Funktion des Materials blieb bei der Überprüfung nach einer wärmebedingten Beeinträchtigung gleich. Das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material der vorliegenden Erfindung kann daher an ein Teil in der Nähe der Geräuschquelle eines Motors eingebaut werden.
Wenn das Faservlies jedoch direkt ohne eine Oberflächenbehandlung mit dem wärmehärtenden Bindemittelharz hergestellt wurde (Vergleichsbeispiel 1), konnte kein Formgebungsprozess durchgeführt werden, was zu einer Zunahme des Gewichts des Faservlieses führte, wenn die Anforderungen an die Dicke erfüllt werden sollen. Wenn die Dicke reduziert wurde, nahmen zudem die Eigenschaften des Materials ab. Wenn zudem Faservliese miteinander vereint wurden (Vergleichsbeispiel 2), nimmt die Gefahr zu, dass sich die Oberfläche an der Seite der Vereinigung der Faservliese aufgrund des späteren Aushärtens des schwerentflammbaren, wärmehärtenden Harzbindemittels abzulösen beginnt, wodurch es seine Funktion als Bauteil für ein Fahrzeug verliert.
Die Tabelle 2 zeigt daneben die Messung der Temperatur während des Anstiegs der Temperatur der Wärmequelleausrichtung auf bis zu 250°C, wenn die hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materialen für Fahrzeuge, die im Beispiel 7 und im Vergleichsbeispiel 3 hergestellt wurden, erwärmt werden. Tabelle 2

Dauer (min) 0 30 60 90 120 150 180

Oberfläche der Wärmequelle °C 30 203 201 226 227 251 252

Beispiel 7 25 131 130 141 142 152 152

Vergleichsbeispiel 3 25 151 152 165 164 178 179
Wie in der Tabelle 2 angegeben ist, besitzt das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material für Fahrzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung einen überragenden Wärmeabschirmungseffekt gegenüber einem herkömmlichen schallabsorbierenden Material für den Motorraum eines Fahrzeugs, was dazu führt, dass Kunststoff- und Gummiteile geschützt werden.
Um die Eigenschaften des hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge, das im Beispiel 7 hergestellt wurde, als Ausstattung zu beurteilen, wurde eine PG-Messung unter Volllast (W. O. T.) im dritten Gang eines Dieselfahrzeugs (U2 1.7) gemessen und die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 angegeben. Ferner sind die Ergebnisse der Messung der Geräuschpegels im Innenraum eines Fahrzeugs im Leerlauf in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 3

Gewicht eines Produkts (g) Messung im 3. Gang unter Volllast bei 2.000–4.000 U/min Al(%) Mittelwert

Vordersitz Rücksitz

Keine Ausstattung 0 80 76

Ausstattung 66 82 79,8

Tabelle 4

Gewicht eines Produkts (g) Messung im Leerlauf mit 400–6.300 Hz dB (A) quadratisches Mittel

Vordersitz Rücksitz

Keine Ausstattung 0 39 36,2

Ausstattung 66 37,8 35,3
Wie in den Tabellen 3 und 4 angegeben ist, werden, wenn das hochtemperaturbeständige, schallabsorbierende Material gemäß der vorliegenden Erfindung in Fahrzeugen verwendet wird, die wummernden Geräusche – bei einer Gewichtszunahme von nur 66 g – um 2–3,8% verbessert und der Geräuschpegel im Innenraum wird um 0,9–1,2 dB (A) reduziert.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen derselben ausführlich beschrieben. Fachleute werden jedoch erkennen, dass Änderungen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und dem eigentlichen Sinn der Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen und deren Äquivalenten definiert ist, abzuweichen.
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

ISO R 354 [0073]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge, umfassend: (Aus-)Klopfen („beating”) und Vermischen eines Fasermaterials; Ausbilden einer Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten unter Verwenden des (aus)geklopften und vermischten Fasermaterials; Übereinanderlegen oder Überlappen der Vielzahl von Stoffbahnen, um eine Vielzahl von laminierten Stoffbahnen zu bilden; Verbinden der Vielzahl von laminierten Stoffbahnen miteinander durch eine Nadelbewegung, um ein Faservlies zu bilden; Ausführen einer ersten Behandlungsphase; Ausführen einer zweiten Behandlungsphase; und Verkleben einer einzigen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, um ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: die erste Behandlungsphase umfasst: Einweichen des Faservlieses in einem organischen Lösungsmittel, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel dispergiert ist, um ein erstes in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; und Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem ersten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; und wobei die zweite Behandlungsphase umfasst: Einweichen des Faservlieses in dem organischen Lösungsmittel, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist, um ein zweites in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; Behandeln einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, um einen zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, zu bilden; und Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittel in dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge, umfassend: (Aus-)Klopfen („beating”) und Vermischen eines Fasermaterials; Ausbilden einer Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten unter Verwenden des (aus)geklopften und vermischten Fasermaterials; Übereinanderlegen oder Überlappen der Vielzahl von Stoffbahnen, um eine Vielzahl von laminierten Stoffbahnen zu bilden; Verbinden der Vielzahl von laminierten Stoffbahnen miteinander durch eine Nadelbewegung, um ein Faservlies zu bilden; Ausführen einer ersten Behandlungsphase; Ausführen einer zweiten Behandlungsphase; und Verkleben einer Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, um ein hochtemperaturbeständiges, schallabsorbierendes Material zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei: die erste Behandlungsphase umfasst: Einweichen des Faservlieses in einem organischen Lösungsmittel, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel dispergiert ist, um ein erstes in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; und Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem ersten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; Behandeln einer Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, um einen ersten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, zu bilden; und Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz in dem ersten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt; und wobei die zweite Behandlungsphase umfasst: Einweichen des Faservlieses in dem organischen Lösungsmittel, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist, um ein zweites in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; Behandeln einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, um einen zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, zu bilden; und Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittel in dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Verfahren zum Herstellen eines hochtemperaturbeständigen, schallabsorbierenden Materials für Fahrzeuge, umfassend: (Aus-)Klopfen („beating”) und Vermischen eines Fasermaterials; Ausbilden einer Vielzahl von Stoffbahnen in Form dünner Schichten unter Verwenden des (aus)geklopften und vermischten Fasermaterials; Übereinanderlegen oder Überlappen der Vielzahl von Stoffbahnen, um eine Vielzahl von laminierten Stoffbahnen zu bilden; Verbinden der Vielzahl von Stoffbahnen miteinander durch eine Nadelbewegung, um ein Faservlies zu bilden; Ausführen einer ersten Behandlungsphase; Ausführen einer zweiten Behandlungsphase; Ausführen einer dritten Behandlungsphase; Verkleben einer Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist; und Verkleben der anderen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, um ein hochtemperaturbeständiges schallabsorbierendes Material zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei: die Phase der ersten Behandlung umfasst: Einweichen des Faservlieses in einem organischen Lösungsmittel, in welchem ein schwerentflammbares, wärmehärtendes Harzbindemittel dispergiert ist, um ein erstes in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; und Bilden eines ersten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem ersten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; die Phase der zweiten Behandlung umfasst: Einweichen des Faservlieses in dem organischen Lösungsmittel, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist, um ein zweites in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem zweiten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; Behandeln einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, um einen zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, zu bilden; und Bilden eines zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittel in dem zweiten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt; und die Phase der dritten Behandlung umfasst: Einweichen des Faservlieses in dem organischen Lösungsmittel, in welchem das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel dispergiert ist, um ein drittes in einem Harz eingeweichtes Faservlies zu bilden; Bilden eines dritten wärmehärtenden Filzes, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel in dem dritten in einem Harz eingeweichten Faservlies verbleibt; Behandeln einer Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes mit dem organischen Lösungsmittel, in welchem das wärmehärtende Bindemittelharz dispergiert ist, um einen dritten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, zu bilden; und Bilden eines dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche behandelt ist, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz in dem dritten Filz, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fasermaterial einen Sauerstoffindex (LOI) von etwa 25% oder mehr aufweist und bis zu einer Temperatur von etwa 200°C oder höher wärmebeständig ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das (Aus-)Klopfen und Vermischen eines Fasermaterials ferner umfasst: (Aus-)Klopfen des Fasermaterials, das etwa 1 bis 10 Crimps pro Zentimeter aufweist und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzt, oder Vermischen von einer oder mehreren Fasern, die etwa 1 bis 10 Crimps pro Zentimeter aufweisen und einen Durchmesser von etwa 1 bis 33 μm und eine Länge von etwa 20 bis 100 mm besitzen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Fasermaterials eines oder mehrere Materialien ist, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einer m-Aramidfaser, einer p-Aramidfaser, einer Poly(phenylensulfid)(PPS)-Faser, einer acrylischen Kohlenwasserstoff(voroxidierten PAN)-Faser, einer Polyimid(PI)-Faser, einer Polybenzimidazol(PBI)-Faser, einer Polybenzoxazol(PBO)-Faser, einer Polytetrafluorethylen(PTFE)-Faser, einer Metallfaser, einer Kohlenstofffaser, einer Glasfaser, einer Basaltfaser, einer Quarz- oder Siliziumdioxidfaser und einer keramischen Faser.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden einer Vielzahl von Stoffbahnen ferner ein Kardierverfahren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Übereinanderlegen der Vielzahl von Stoffbahnen mit einer Förderrate von etwa 10 m/min oder langsamer mit Hilfe einer Einrichtung zum horizontalen Läppen (horizontale Überlappung der Stoffbahnen) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bewegung der Nadel eine Durchlochungsbewegung ist, die ausgewählt ist aus einer Bewegung oder mehreren Bewegungen aus einer Gruppe, die besteht aus: einer einzelnen nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung, einer einzelnen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung, einer zweifachen, nach unten gerichteten Durchlochungsbewegung und einer zweifachen, nach oben gerichteten Durchlochungsbewegung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel bis zu einer Temperatur von 200°C oder höher wärmebeständig ist und mit einer Konzentration von etwa 5 bis 70% im organischen Lösungsmittel dispergiert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Einweichen des Faservlieses unter Verwenden von etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des Faservlieses und etwa 20 bis 80 Gewichtsteilen des schwerentflammbaren, wärmehärtenden Harzbindemittels durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das schwerentflammbare, wärmehärtende Harzbindemittel aus einem Epoxidharz, etwa 1 bis 20 Gew.-% eines Härterss, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 10 bis 40 Gew.-% eines Flammschutzmittels, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Epoxidharz aus einem oder mehreren Harzen zusammengesetzt ist, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, bestehend aus: einem Bisphenol A-diglycidylether, einem Bisphenol F-diglycidylether, einem Polyoxypropylendiglycidylether, einem Phosphazendiglycidylether, einem Phenolnovolacepoxid, einem o-Cresolnovolacepoxid und einem Bisphenol A-novolacepoxid.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das organische Lösungsmittel aus einem oder mehreren Lösungsmitteln zusammengesetzt ist, die ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus: einem Methylethylketon (MEK) und einem Dimethylcarbonat (DMC).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden eines ersten und eines zweiten wärmehärtenden Filzes ferner umfasst: Trocknen des Faservlieses in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C für etwa 1 bis 10 min; und Verdampfen des organischen Lösungsmittels.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz mit einer Tiefdruck- oder einer Sprüheinrichtung verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das wärmehärtende Bindemittelharz aus einem Epoxidharz, etwas 1 bis 20 Gew.-% eines Härters, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, und etwa 1 bis 10 Gew.-% eines Katalysators, bezogen auf das Gewicht des Epoxidharzes, zusammengesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden des ersten und des zweiten Filzes, deren Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, ferner umfasst: Trocknen des Faservlieses in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 70 bis 200°C für etwa 1 bis 10 min; und Verdampfen des organischen Lösungsmittels.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verkleben einer einzigen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, mit einer einzigen Oberfläche des zweiten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, ferner umfasst: Heißpressen oder Heißverdichten der verklebten Oberflächen bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C für etwa 60 bis 300 s bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm².
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verkleben der anderen Oberfläche des ersten wärmehärtenden Filzes mit einer Oberfläche des dritten wärmehärtenden Filzes, dessen Oberfläche mit einem Harz behandelt ist, ferner umfasst: Heißpressen oder Heißverdichten der verklebten Oberflächen bei einer Temperatur von etwa 150 bis 230°C für etwa 60 bis 300 s bei einem Druck von etwa 60 bis 200 kgf/cm².