DE102013112347B4

DE102013112347B4 - Verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE102013112347B4
Application number: DE102013112347.3A
Authority: DE
Inventors: Jae-Eun Chang; Hong-Mo KOO
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN104139744A; DE102013112347A1; KR101488308B1; US8967329B2; US20140326535A1; KR20140131630A; CN104139744B

Abstract

Verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, aufweisend:eine Geräuschabsorbierschicht (210); undeine Geräuschblockierschicht (200),wobei die Geräuschabsorbierschicht (210) einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist,wobei das Bindematerial ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat ist und das Vliesbildungsmaterial ein Polyethylenterephthalat oder Polypropylen ist, undwobei die Geräuschblockierschicht ein Polypropylen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dassdas steife Verstärkungsmaterial ein Kenaf ist,wobei der wiederaufbereitete Polyurethanschaum, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat, das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% bzw. von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sind,wobei die Geräuschblockierschicht zusätzlich ein Kenaf aufweist,wobei das Polypropylen und das Kenaf in der Geräuschblockierschicht in Mengen von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% bzw. von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sind,wobei ein Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht 1:0,3 bis 2,0 ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung derselben, und insbesondere eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, welche durch Einbeziehen einer Geräuschabsorbierschicht, die einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist, und einer Geräuschblockierschicht und durch Aufbringen des wiederaufbereiteten Polyurethanschaumes auf eine Polypropylenplatte mit Geräuschblockiervermögen eine Funktion entsprechend einem herkömmlichen Material zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen sicherstellen und Umweltschadstoffe reduzieren kann, und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Bei einem Fahrzeug ist das Absorbieren und Blockieren von Geräuschen wichtig. Um Geräusche zu verhindern, die während der Fahrt eines Fahrzeuges erzeugt werden, wurden verschiedene Arten von Elementen zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen mit ausgezeichneten Geräuschabsorbier- und Geräuschblockiereigenschaften verwendet.
Das Geräuschabsorbiervermögen bezieht sich auf eine Eigenschaft des Absorbierens von Geräuschen durch einen Gegenstand oder einen porösen Stoff, wie Glasfaser oder Steinwolle, mit zahlreichen kleinen Löchern darin, welcher ein ausreichendes Geräuschabsorbiervermögen hat. Wenn eine dünne Metallplatte, Sperrholz oder dergleichen mit einem festen Gegenstand im engen Kontakt steht, ist das Geräuschabsorbiervermögen schwach. Jedoch kann als eine Geräuschabfederung eine Luftschicht, die zwischen einem porösen Material und einem festen Gegenstand mit einem bestimmten Spalt dazwischen erzeugt wird, Geräuschenergie absorbieren, wodurch das Geräuschabsorbiervermögen erhöht wird.
Das Geräuschabsorbiervermögen bezieht sich auf eine Eigenschaft des Blockierens von Geräuschen durch einen Gegenstand. Ein Gegenstand ohne Löcher hat ein ausreichendes Geräuschblockiervermögen, das durch Erhöhung des Gewichtes pro Einheitsfläche weiter verbessert werden kann.
Um ein herkömmliches Material mit Geräuschabsorbier- und Geräuschblockiereigenschaften herzustellen, wird eine Geräuschblockierschicht verwendet, zu der eine Hauptschicht hinzugefügt wird, die aus einem Vliesstoff und dergleichen zusammengesetzt ist. Das Material mit Geräuschabsorbier- und Geräuschblockiereigenschaften wurde durch separates Bilden einer Geräuschabsorbierschicht und Anbringen der Geräuschabsorbierschicht an der Geräuschblockierschicht hergestellt, was ein mühsamer Vorgang ist.
Mit der Erhöhung der gesellschaftlichen Umweltinteressen und der Verschärfung der Gesetze und Vorschriften bezüglich der Umwelt wurde kontinuierlich eine Technologie entwickelt, welche die Emission der Umweltschadstoffe durch Wiederaufbereitung von Rohstoffen reduziert.
Das koreanische Patent KR 10 0 246 144 B1 offenbart ein Material zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen, das durch Wiederaufbereiten von Altgummi erlangt wird. Das Hinzufügen von Kalziumkarbonat (CaCO₃) und Hohlfaser in Altgummi wurde eingeführt, um eine unzureichende Geräuschblockier- und Geräuschabsorbiereigenschaft zu verbessern. Jedoch ist der Vorgang mühsam und kompliziert.
Aus der DE 10 2011 085 191 A1 ist eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Aus der DE 10 2012 217 969 A1 und der US 2006 0 106 124 A1 ist jeweils eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug bekannt, aufweisend: eine Geräuschabsorbierschicht; und eine Geräuschblockierschicht, wobei die Geräuschabsorbierschicht einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist. Aus der EP 2 027 995 A1 ist eine Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug bekannt, die Verstärkungslagen umfasst mit Polypropylen und Kenaf in Mengen von jeweils 30 Gewichts% bis 70 Gewichts%.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, bei welcher durch Einbeziehen einer Geräuschabsorbierschicht, die einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist, und einer Geräuschblockierschicht und durch Aufbringen des wiederaufbereiteten Polyurethanschaumes auf eine Polypropylenplatte mit Geräuschblockiervermögen das Geräuschabsorbiervermögen verbessert wird, und ein Verfahren zur Herstellung derselben bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zur Herstellung einer solchen gemäß Anspruch 5 bzw. 6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung weist eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug eine Geräuschabsorbierschicht und eine Geräuschblockierschicht auf. Die Geräuschabsorbierschicht weist einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial auf.
Das Bindematerial ist ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat, das Vliesbildungsmaterial ist ein Polyethylenterephthalat oder Polypropylen, und das steife Verstärkungsmaterial ist ein Kenaf.
Der wiederaufbereitete Polyurethanschaum, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat, das Polypropylen und das Kenaf sind in Mengen von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% bzw. von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden.
Die Geräuschblockierschicht weist Polypropylen und Kenaf auf. Das Polypropylen und das Kenaf sind in Mengen von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% bzw. von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden.
Der wiederaufbereitete Polyurethanschaum kann eine Zellstruktur mit einer Größe von 1 mm bis 5 mm haben. Das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat kann eine Faserstruktur mit einer Größe von 4 Denier bis 7 Denier haben, das Polypropylen kann eine Faserstruktur mit einer Größe von 4 bis 9 Denier haben, und das Kenaf kann eine Faserstruktur haben.
Ferner ist das Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht 1:0,3 bis 2,0.
Die Platte kann ferner einen zwischen der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht positionierten Film, der Nylon oder Polypropylen enthält, und eine an der einen Seite der Geräuschabsorbierschicht positionierte Verstärkungsrippe aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug einen ersten Schritt des Herstellens einer Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Verbinden einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht, und des anschließenden Vorwärmens und Komprimierens der Geräuschabsorbier-und Geräuschblockierschicht in einem Ofen. Ein zweiter Schritt stellt eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Kaltformung der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht mittels eines Formwerkzeuges her.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug einen ersten Schritt des Herstellens einer Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Vorwärmen und Komprimieren jeweils einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht in einem Ofen und anschließendes Verbinden der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht. Ein zweiter Schritt stellt eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Kaltformung der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht mittels eines Formwerkzeuges her.
Die Geräuschabsorbierschicht weist einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial auf.
Ein Polyurethanschaum, der ein Hauptbestandteil einer Geräuschabsorbiermaterials gemäß der Erfindung ist, wird aus einem Abfallsitzschaum eines unbenutzten Fahrzeuges wiederaufbereitet, wodurch Umweltschadstoffe und CO₂ reduziert werden, die mit durchschnittlich 164 kg pro Fahrzeug erzeugt werden.
Die Kosten können durch Hinzufügen eines wiederaufbereiteten Polyurethanschaumes als eine Geräuschabsorbierschicht, welcher äquivalente Eigenschaften zu Polyethylenterephthalat hat, der als ein herkömmliches Geräuschabsorbiermaterial verwendet wird, an einer verstärkten Platte, die aus Polypropylen mit Geräuschblockiervermögen besteht, reduziert werden.
Die Bestimmungen für die Altfahrzeugaufbereitung können aktiv gesteuert werden, und das Verhältnis von wiederaufbereiteten unbenutzten Fahrzeugen wird aufgrund der Wiederaufbereitung des Polyurethanschaumes des aus unbenutzten Fahrzeugen erzeugten Abfallsitzschaumes verbessert.
Darüber hinaus können die Kosten pro hergestelltes Fahrzeug reduziert werden, wenn der wiederaufbereitete Polyurethanschaum für eine Hutablage, einen Kofferraum, eine Gepäckablage und dergleichen eines Fahrzeuges verwendet wird.
Die Erfindung wird mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

1 ein Foto von wiederaufbereitetem pulverisierten Polyurethanschaum;
2 eine Ansicht eines niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalats;
3 ein Foto einer Polypropylenfaser;
4 ein Foto von Kenaf;
5 ein Diagramm, das Übertragungsverluste einer Polypropylenplatte, einer Polyethylenterephthalatplatte und einer Polyurethanplatte mittels einer einfachen Geräuschblockiertestvorrichtung (Apamat-II) darstellt;
6 ein Diagramm, das Absorptionskoeffizienten einer Polypropylenplatte, einer Polyethylenterephthalatplatte und einer Polyurethanplatte mittels eines Geräuschabsorptionstestes (α-Kabine) darstellt;
7 ein Foto von unabhängigen Schichten einer Geräuschabsorbierschicht, einer Geräuschblockierschicht und einer zur weiteren Verbesserung der Haltbarkeit hinzugefügten Hautschicht gemäß der Erfindung;
8 eine schematische Ansicht, in der die Geräuschabsorbierschicht, die Geräuschblockierschicht und die Hautschicht gemäß der Erfindung einbezogen sind;
9 eine schematische Ansicht, in der ein Film zwischen der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht gemäß der Erfindung eingeschlossen ist;
10 eine schematische Ansicht, in der eine Verstärkungsrippe an der Rückseite der Geräuschabsorbierschicht positioniert ist;
11 eine schematische Ansicht eines Verbundformungsverfahrens; und
12 eine schematische Ansicht eines Mehrfachformungsverfahrens.

Eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist eine Geräuschabsorbierschicht und eine Geräuschblockierschicht auf, wobei die Geräuschabsorbierschicht einen Polyurethanschaum für das Geräuschabsorbiervermögen, ein Bindematerial zum Binden einer Zusammensetzung, ein Vliesbildungsmaterial für die Formbarkeit der Zusammensetzung, ein steifes Verstärkungsmaterial zur Verbesserung der Steifigkeit der Zusammensetzung, und dergleichen aufweist, und die Geräuschblockierschicht Polypropylen für das Geräuschblockiervermögen, Kenaf zur Verbesserung der Steifigkeit, und dergleichen aufweist. Der Polyurethanschaum kann ein wiederaufbereiteter Polyurethanschaum im Hinblick auf Rohstoffwiederaufbereitung und wirtschaftlicher Effizienz sein. Zum besseren Verständnis sind die Einzelbestandteile und Anteilsbereiche der Schichten gemäß der Erfindung in Tabelle 1 zusammengefasst. [Tabelle 1]

Klassifikation	Einzelbestandteile	Anteilsbereich
Geräuschabsorbierschicht	Wiederaufbereiteter	Von 40 Gewichts%
	Polyurethanschaum	bis 60 Gewichts%
	Bindematerial	Von 5 Gewichts%
		bis 20 Gewichts%
	Vliesbildungsfasermaterial	Von 5 Gewichts%
		bis 40 Gewichts%
	Steifes Verstärkungsmaterial	Von 10 Gewichts%
		bis 40 Gewichts%
Geräuschblockierschicht	Polypropylen	Von 30 Gewichts%
	Polypropylen	bis 70 Gewichts%
	Kenaf	Von 30 Gewichts%
	Kenaf	bis 60 Gewichts%

Tabelle 1 zeigt die Einzelbestandteile und Anteilsbereiche der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht. Das Bindematerial der Geräuschabsorbierschicht kann ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat (LM PET) sein, das Vliesbildungsmaterial kann Polyethylenterephthalat (PET) oder Polypropylen (PP) sein, und das steife Verstärkungsmaterial kann Kenaf oder dergleichen sein.
Spezieller ist der wiederaufbereitete Polyurethanschaum der Geräuschabsorbierschicht ein Hauptmaterial der Geräuschabsorbierschicht und absorbiert aufgrund der ausgezeichneten Geräuschabsorbiereigenschaft Geräusche. Der wiederaufbereitete Polyurethanschaum kann durch Feinpulverisieren von Sitzschaum aus einem unbenutzten Fahrzeug erlangt werden. 1 ist ein Foto eines wiederaufbereiteten pulverisierten Polyurethanschaumes mit einer Zellstruktur mit einer Größe von 1 bis 5 mm.
Der wiederaufbereitete Polyurethanschaum kann in einer Menge von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts% oder von 50 Gewichts% bis 60 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des Polyurethanschaumes geringer als 40 Gewichts% ist, sind die Wiederaufbereitung und das Geräuschabsorptionsverhältnis gering. Wenn der Anteil des Polyurethanschaumes 60 Gewichts% überschreitet, kann die Steifigkeit der Geräuschabsorbierschicht aufgrund des Anteils anderer Geräuschabsorbierschichtmaterialien unzureichend sein.
Das Bindematerial der Geräuschabsorbierschicht kann ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat und dergleichen sein und bindet Materialien, wie die Geräuschabsorbierschicht und die Geräuschblockierschicht. 2 ist eine Ansicht des niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalats. Das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat kann eine Faserstruktur mit einer Größe von 4 Denier bis 7 Denier haben.
Das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat kann von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts% oder von 10 Gewichts% bis 20 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalats geringer als 5 Gewichts% ist, kann die Adhäsion zwischen den Materialien nicht ausreichend sein, und wenn der Anteil des niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalats 20 Gewichts% überschreitet, ist die Adhäsion zwischen den Materialien gesättigt. Die Herstellungskosten des Geräuschabsorbiermaterials können aufgrund der Verwendung von teurem niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalat in einer großen Menge erhöht werden.
Das Vliesbildungsmaterial kann Polyethylenterephthalat oder Polyethylen sein, verbessert die Formbarkeit der Geräuschabsorbierschicht und behält die Form der Geräuschabsorbierschicht nach der Formung bei. 3 ist ein Foto einer Polypropylenfaser mit einer Faserstruktur mit einer Größe von 4 Denier bis 7 Denier.
Das Polypropylen kann von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% oder von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des Polypropylens geringer als 5 Gewichts% ist, kann eine zufriedenstellende Formbarkeit und Formerhaltung nach der Formung unzureichend sein. Wenn der Anteil des Polypropylens 40 Gewichts% überschreitet, kann die Steifigkeit des Geräuschabsorbiermaterials unzureichend sein, und der wiederaufbereitete Polyurethanschaum kann ein Verhältnisproblem haben, wodurch das Geräuschabsorbiervermögen reduziert wird.
Das steife Verstärkungsmaterial der Geräuschabsorbierschicht kann Kenaf oder dergleichen sein, welches die Steifigkeit der Geräuschabsorbierschicht als ein Vlies nach der Vermischung und Formung erhöht. 4 ist ein Foto von Kenaf mit einer Faserstruktur.
Hier kann das Kenaf in einer Menge von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% oder von 30 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des Kenafs geringer als 10 Gewichts% ist, kann sich die Steifigkeit des Geräuschabsorbiermaterials nicht unerheblich erhöhen. Wenn der Anteil des Kenafs 40 Gewichts% überschreitet, kann die Steifigkeit erhöht werden, jedoch können der Polyurethanschaum und das Polypropylen ein Verhältnisproblem haben.
Die Geräuschblockierschicht hat ein Geräuschblockiervermögen und kann Polypropylen und dergleichen aufweisen, um die Form nach der Formung zu behalten.
Hier kann das Polypropylen in einer Menge von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% oder von 40 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des Polypropylens geringer als 30 Gewichts% ist, kann das Geräuschblockiervermögen unzureichend sein, und daher können die Formbarkeit und die Formerhaltung nach der Formung der Geräuschblockierschicht unzureichend sein. Wenn der Anteil des Polypropylens 70 Gewichts% überschreitet, wird der Anteil des Kenafs verringert, und daher kann die Steifigkeit der Geräuschblockierschicht unzureichend sein.
Die Geräuschblockierschicht erhöht die Steifigkeit der Geräuschabsorbierschicht als ein Vlies nach der Vermischung und Formung und kann Kenaf und dergleichen aufweisen. Hier kann das Kenaf in einer Menge von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% oder von 60 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sein. Wenn der Anteil des Kenafs geringer als 30 Gewichts% ist, kann die Steifigkeit der Geräuschblockierschicht unzureichend sein, und wenn der Anteil des Kenafs 70 Gewichts% überschreitet, ist der Anteil des Polypropylens relativ unzureichend, so dass infolgedessen das Geräuschblockiervermögen unzureichend ist.

Die Verbindungsgewichtsverhältnisse der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht sind in Tabelle 2 beschrieben. [Tabelle 2]

Beispiel	Geräuschabsorbierschicht					Geräuschblockierschicht			GesamtGewicht (g)	Gewichtsverhältnis	Maximale Belastung (kgf)
	PU	LM PET	PP	Kenaf	Gewicht	PP	Kenaf	Gewicht
	PU	LM PET	PP	Kenaf	(g)	PP	Kenaf	(g)
	(Gew.%)				(g)	(Gew.%)
1	50	10	10	30	600	40	60	700	1.300	1:1,17	4,4
2					800			500	1.300	1:0,63	5,0
3					800			600	1.400	1:0,75	6,2
4					800			700	1.500	1:0,88	5,9
5					1.000			400	1.400	1:0,40	5,7
6					1.000			500	1.500	1:0,50	5,9
7					1.000			600	1.600	1:0,60	6,2
8					1.000			700	1.700	1:0,70	6,3
9					800			400	1.200	1:0,50	4,3
PU: Wiederaufbereiteter Polyurethanschaum
LM PET: Niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat
PP: Polypropylen
Kenaf: Hibiscus cannabinus
Gewicht: Gewicht von 1m × 1m
Gewichtsverhältnis: Gewichtsverhältnis von Geräuschabsorbierschicht zu Geräuschblockierschicht

Tabelle 2 zeigt die Einzelbestandteile, Anteile und Verbindungsgewichtsverhältnisse der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
Die Geräuschabsorbierschicht kann aufweisen: 50 Gewichts% eines wiederaufbereiteten Polyurethanschaumes, welcher ein Basismaterial der Geräuschabsorbierschicht ist und Geräuschabsorbiervermögen hat; 10 Gewichts% des niedrigschmelzenden Polyethylenterephthalats, welches ein Bindematerial ist; 10 Gewichts% des Polypropylens, welches ein Vliesbildungsfasermaterial ist; 30 Gewichts% des Kenaf, welches ein steifes Verstärkungsmaterial ist, und dergleichen, basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht. Die Geräuschblockierschicht kann aufweisen: 40 Gewichts% des Polypropylens mit Formerhaltung und Geräuschblockiervermögen, und 60 Gewichts% des Kenafs zur Verstärkung der Steifigkeit, und dergleichen, basierend auf dem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht.
Außerdem können die Geräuschabsorbierschicht und die Geräuschblockierschicht mit den Einzelbestandteilen und Anteilen als eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Kaltformung und dergleichen hergestellt werden. Ein Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht, die miteinander zu verbinden sind, kann 1:0,3 bis 2,0 oder 1:0,4 bis 1, 17 sein. Wenn das Gewichtsverhältnis der Geräuschblockierschicht geringer als 0,3 ist, kann das Geräuschblockiervermögen unzureichend sein, und wenn das Gewichtsverhältnis der Geräuschblockierschicht 2,0 überschreitet, kann das Geräuschabsorbiervermögen unzureichend sein.
Im Vergleich der herkömmlichen naturfaserverstärkten Platte mit einer maximalen Belastung von 5,7kgf bis 6,5kgf zu der verstärkten Platte gemäß der Erfindung mit einer maximalen Belastung von 4,3kgf bis 6,3kgf hat die verstärkte Platte gemäß der Erfindung eine Festigkeit entsprechend der Festigkeit der herkömmlichen naturfaserverstärkten Platte, auch wenn ein wiederaufbereitetes Polyurethan enthalten ist.
5 ist ein Diagramm, das Übertragungsverluste einer Polypropylenplatte, einer Polyethylenterephthalatplatte und einer Polyurethanplatte mittels einer einfachen Geräuschblockiertestvorrichtung (Apamat-II) darstellt. Die horizontale Achse des Diagramms bezeichnet eine Änderung der Geräuschfrequenzen als ein Oktavband, und die vertikale Achse des Diagramms bezeichnet die Höhe des Übertragungsverlustes. Wie die Kurve aufwärts steigt, verbessert sich das Geräuschblockiervermögen.
Daher ist, da in allen Frequenzbereichen der Wert der Polypropylenplatte höher als der Wert der Polyethylenterephthalatplatte und der Polyurethanplatte ist, das Geräuschblockiervermögen der Polypropylenplatte höher als das der Polyethylenterephthalatplatte und der Polyurethanplatte.
6 ist ein Diagramm, das Absorptionskoeffizienten einer Polypropylenplatte, einer Polyethylenterephthalatplatte und einer Polyurethanplatte mittels eines Geräuschabsorptionstestes (α-Kabine) darstellt. Die horizontale Achse des Diagramms bezeichnet eine Änderung der Geräuschfrequenzen als ein Oktavband, und die vertikale Achse des Diagramms bezeichnet den Absorptionskoeffizienten. Wie die Kurve aufwärts steigt, verbessert sich das Geräuschabsorbiervermögen.
Da in allen Frequenzbereichen die Werte der Polyethylenterephthalatplatte und der Polyurethanplatte höher als der Wert der Polypropylenplatte sind, sind die Geräuschblockiervermögen der Polyethylenterephthalatplatte und der Polyurethanplatte höher als die der Polypropylenplatte.
Basierend auf den Diagrammen weist die Geräuschabsorbierschicht Polyurethan mit ausgezeichnetem Geräuschabsorbiervermögen als einen Hauptbestandteil auf, und die Geräuschblockierschicht weist Polypropylen mit ausgezeichnetem Geräuschblockiervermögen als einen Hauptbestandteil auf.
Insbesondere kann irgendein Polyurethanschaum für die Geräuschabsorbierschicht verwendet werden, jedoch kann dafür ein wiederaufbereiteter Polyurethanschaum verwendet werden, der aus einem Abfallsitz und dergleichen erlangt wird. Darüber hinaus können, um das Geräuschblockier- und Geräuschabsorbiervermögen zu maximieren, die Geräuschabsorbierschicht und die Geräuschblockierschicht eine als unabhängige Schichten getrennte Struktur haben. Hier kann ferner eine Hautschicht einbezogen werden, welche eine Außenschicht zur Verbesserung der Haltbarkeit und Erhöhung der Brauchbarkeit davon ist. 7 ist ein Foto von unabhängigen Schichten einer Geräuschabsorbierschicht 210 und einer Geräuschblockierschicht 200. Eine Hautschicht 220 kann zur weiteren Verbesserung der Haltbarkeit hinzugefügt werden. 8 ist eine schematische Ansicht, welche die Geräuschabsorbierschicht 210, die Geräuschblockierschicht 200 und die Hautschicht 220 gemäß der Erfindung darstellt.
Die Geräuschabsorbierschicht 210 kann eine relativ größere Dicke haben, und die Geräuschblockierschicht 200 kann eine relativ kleinere Dicke haben. Das Geräuschabsorbiervermögen wird erhöht, wie die Anzahl von Luftschichten aufgrund einer großen Anzahl von Räumen in einem Material erhöht wird, und das Geräuschblockiervermögen wird erhöht, wie das Material ohne einem Loch darin härter wird.
Außerdem ist 9 eine schematische Ansicht, die einen Film 300 zwischen der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 gemäß der Erfindung darstellt. Um das Geräuschblockiervermögen weiter zu verbessern, ist gemäß der Erfindung zwischen der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 der Film 300 vorgesehen, der Nylon, Polypropylen oder dergleichen mit Geräuschblockiervermögen enthält.
Ferner ist, um das Geräuschabsorbiervermögen zu verbessern und die Steifigkeit davon zu erhöhen, gemäß der Erfindung eine Verstärkungsrippe vorgesehen, die an einer Seitenfläche der Geräuschabsorbierschicht 210 mit einer gleichmäßigen Dicke positioniert ist. 10 ist eine schematische Ansicht, in der eine Verstärkungsrippe 400 an der Rückseite der Geräuschabsorbierschicht 210 positioniert ist. Die Verstärkungsrippe erhöht die Steifigkeit der Geräuschabsorbierschicht 210 durch Erhöhung eines Widerstandsmomentes der Geräuschabsorbierschicht und verbessert das Geräuschabsorbiervermögen durch Vergrößerung eines Oberflächenbereichs der absorbierten Geräusche.
Eine Breite w der Verstärkungsrippe 400 kann von 10 mm bis 40 mm sein, und eine Höhe h2 der Verstärkungsrippe 400 kann von 0,5 mal bis 2 mal einer Basisdicke h1 der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 sein. Als ein Beispiel kann, wenn die Basisdicke h1 der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 gleich 1,6 mm ist, die Höhe h2 der Verstärkungsrippe 400 von 0,8 mm bis 3,2 mm sein.
Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen gemäß der Erfindung beschrieben.
11 ist eine schematische Ansicht eines Verbundformungsverfahrens. In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Verbinden einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht hergestellt, und dann wird die Geräuschabsorbier-und Geräuschblockierschicht in einem Ofen vorgewärmt und komprimiert. In einem zweiten Schritt wird eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Unterziehen der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht einem Kaltformungsvorgang mittels eines Formwerkzeuges hergestellt.
Die Geräuschabsorbierschicht kann einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial, ein steifes Verstärkungsmaterial und dergleichen aufweisen, und die Geräuschblockierschicht weist Polypropylen, ein steifes Verstärkungsmaterial und dergleichen auf.
Die Vorwärmtemperatur des Ofens in dem ersten Schritt kann von 170°C bis 230°C oder von 180°C bis 200°C sein. Die Vorwärmzeit kann von 30 Sekunden bis 120 Sekunden sein. Wenn die Vorwärmtemperatur geringer als 170°C ist, können die Zusammensetzungen nicht vorgewärmt werden, und wenn die Vorwärmtemperatur 230°C überschreitet, kann die Zusammensetzung schmelzen. Außerdem kann, wenn die Vorwärmzeit geringer als 30 Sekunden ist, die Wärme nicht die Innenseite der Zusammensetzung erreichen, und wenn die Vorwärmzeit 120 Sekunden überschreitet, kann die Vorwärmkapazität gesättigt sein, was dazu führt, dass die Herstellungskosten steigen, wie die Vorwärmzeit verlängert wird.
Während der Kaltformung in dem zweiten Schritt kann die Temperatur des Formwerkzeuges von 10°C bis 30°C sein, und die Kompressionszeit kann von 30 Sekunden bis 120 Sekunden sein. Wenn die Temperatur des Formwerkzeuges während der Kaltformung geringer als 10°C ist, kann die Formung aufgrund einer übermäßig niedrigen Temperatur schwierig sein. Wenn die Temperatur des Formwerkzeuges 30°C überschreitet, kann die Form des ausgegebenen geformten Erzeugnisses nicht gehalten werden. Darüber hinaus kann, wenn die Kompressionszeit geringer als 30 Sekunden ist, die Formung nicht ausreichend vollendet werden, und wenn die Kompressionszeit 120 Sekunden überschreitet, werden die Kosten aufgrund der übermäßigen Kompression erhöht.
12 ist eine schematische Ansicht eines Mehrfachformungsverfahrens. Um die Geräuschabsorbier- und Geräuschblockiereigenschaften zu verbessern, kann ein Mehrfachformungsverfahren anstelle des Verbundformungsverfahrens verwendet werden.
In einem ersten Schritt des Verfahrens wird eine Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Vorwärmen und Komprimieren jeweils einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht in einem Ofen und anschließendes Verbinden der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht hergestellt. In einem zweiten Schritt wird eine verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Unterziehen der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht einem Kaltformungsvorgang mittels eines Formwerkzeuges hergestellt.
Hier kann die Geräuschabsorbierschicht einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial, ein steifes Verstärkungsmaterial und dergleichen aufweisen. Die Geräuschblockierschicht kann Polypropylen, ein steifes Verstärkungsmaterial und dergleichen aufweisen.
Ferner werden in bestimmten Ausführungsformen, wenn in dem ersten Schritt die Geräuschabsorbierschicht und die Geräuschblockierschicht in dem Ofen unabhängig vorgewärmt werden, die Dicken der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht derart gesteuert, dass die Dicke der Geräuschabsorbierschicht größer als die der Geräuschblockierschicht ist.
Die Dicke der Geräuschabsorbierschicht vor der Kompression ist von 10 bis 30 mm, und die Dicke der Geräuschabsorbierschicht nach der Kompression ist von 3 bis 10 mm. Die Vorwärmtemperatur kann von 170°C bis 230°C sein, und die Vorwärmzeit kann von 30 Sekunden bis 120 Sekunden sein.
Die Dicke der Geräuschblockierschicht vor der Kompression kann von 10 mm bis 30 mm sein, und die Dicke der Geräuschblockierschicht nach der Kompression kann von 2 mm bis 5 mm sein. Ferner kann die Vorwärmtemperatur von 170°C bis 230°C sein, und die Vorwärmzeit kann von 30 Sekunden bis 120 Sekunden sein.
Wenn die Vorwärmtemperatur der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht geringer als 170°C ist, können die Zusammensetzungen nicht vorgewärmt werden, und wenn die Vorwärmtemperatur 230°C überschreitet, kann die Zusammensetzung geschmolzen werden. Außerdem kann, wenn die Vorwärmzeit geringer als 30 Sekunden ist, die Wärme nicht die Innenseite der Zusammensetzung erreichen, und wenn die Vorwärmzeit 120 Sekunden überschreitet, kann die Vorwärmkapazität gesättigt sein, wodurch die Herstellungskosten steigen, wie die Vorwärmzeit verlängert wird.
Die Dicken der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht vor der Kaltformung sind 3 bis 10 mm bzw. 2 bis 5 mm. Jedoch kann die Dicke des vollendeten Produktes nach der Kaltformung 1 mm bis 3 mm sein, die Temperatur des Formwerkzeuges kann von 10°C bis 30°C sein, und die Kompressionszeit kann von 30 Sekunden bis 120 Sekunden sein. Wenn die Geräuschabsorbierschicht und die Geräuschblockierschicht einer Kaltformung unterzogen sind, kann die Hautschicht 220, die einen Vliesstoff und dergleichen aufweist, an der einen Seite der Geräuschblockierschicht hinzugefügt werden.
Hier kann, wenn die Temperatur des Formwerkzeuges während der Kaltformung geringer als 10°C ist, das Erzeugnis aufgrund der übermäßig geringen Temperatur nicht erbracht werden, und wenn die Temperatur des Formwerkzeuges 30°C überschreitet, kann die Form des ausgegebenen geformten Erzeugnisses nicht gehalten werden. Wenn die Kompressionszeit geringer als 30 Sekunden ist, kann die Formung nicht ausreichend vollendet werden, und wenn die Kompressionszeit 120 Sekunden überschreitet, können die Kosten aufgrund der übermäßigen Kompression erhöht werden.
Gemäß der Erfindung kann in dem zweiten Schritt ferner ein Film 300, der Nylon, Polypropylen oder dergleichen enthält, zwischen der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht positioniert werden. Die Dicke des Films 300 nach der Kaltformung kann von 0,2 mm bis 0,4 mm sein, und das Gewicht des Films kann von 0,1 g bis 0,2 g basierend auf 1 m Breite und 1 m Länge sein.
Außerdem kann, um das Geräuschabsorbiervermögen der verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug zu verbessern und die Steifigkeit davon zu erhöhen, gemäß der Erfindung eine Verstärkungsrippe 400 vorgesehen sein, die an einer Seitenfläche der Geräuschabsorbierschicht positioniert ist.
Die Breite w der Verstärkungsrippe kann von 10 mm bis 40 mm sein, und eine Höhe h2 davon kann von 0,5 mal bis 2 mal der Basisdicke h1 der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 sein. Als ein Beispiel kann, wenn die Basisdicke h1 der Geräuschabsorbierschicht 210 und der Geräuschblockierschicht 200 gleich 1,6 mm ist, die Höhe h2 der Verstärkungsrippe 400 von 0,8 mm bis 3,2 mm sein.

Claims

Verstärkte Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Geräuschabsorbierschicht (210); und eine Geräuschblockierschicht (200), wobei die Geräuschabsorbierschicht (210) einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist, wobei das Bindematerial ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat ist und das Vliesbildungsmaterial ein Polyethylenterephthalat oder Polypropylen ist, und wobei die Geräuschblockierschicht ein Polypropylen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das steife Verstärkungsmaterial ein Kenaf ist, wobei der wiederaufbereitete Polyurethanschaum, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat, das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% bzw. von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sind, wobei die Geräuschblockierschicht zusätzlich ein Kenaf aufweist, wobei das Polypropylen und das Kenaf in der Geräuschblockierschicht in Mengen von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% bzw. von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sind, wobei ein Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht 1:0,3 bis 2,0 ist.
Platte nach Anspruch 1, wobei der wiederaufbereitete Polyurethanschaum eine Zellstruktur mit einer Größe von 1 mm bis 5 mm hat, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat eine Faserstruktur mit einer Größe von 4 Denier bis 7 Denier hat, das Polypropylen eine Faserstruktur mit einer Größe von 4 Denier bis 9 Denier hat, und das Kenaf eine Faserstruktur hat.
Platte nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen zwischen der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht positionierten Film (300), der ein Nylon oder ein Polypropylen enthält.
Platte nach Anspruch 1, ferner aufweisend: eine Verstärkungsrippe (400), die an einer Seitenfläche der Geräuschabsorbierschicht (210) positioniert ist.
Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Schritt des Herstellens einer Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Verbinden einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht, und des anschließenden Vorwärmens und Komprimierens der Geräuschabsorbier-und Geräuschblockierschicht in einem Ofen; und einen zweiten Schritt des Herstellens der verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Unterziehen der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht einem Kaltformungsvorgang mittels eines Formwerkzeuges, wobei die Geräuschabsorbierschicht (210) einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist, wobei das Bindematerial ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat ist und das Vliesbildungsmaterial ein Polyethylenterephthalat oder Polypropylen ist, wobei die Geräuschblockierschicht ein Polypropylen aufweist, wobei das steife Verstärkungsmaterial ein Kenaf ist, wobei der wiederaufbereitete Polyurethanschaum, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat, das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% bzw. von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sind, wobei die Geräuschblockierschicht zusätzlich ein Kenaf aufweist, wobei das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% bzw. von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sind, und wobei ein Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht 1:0,3 bis 2,0 ist.
Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen für ein Fahrzeug, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Schritt des Herstellens einer Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht durch Vorwärmen und Komprimieren jeweils einer Geräuschabsorbierschicht und einer Geräuschblockierschicht in einem Ofen und anschließendes Verbinden der Geräuschabsorbierschicht und der Geräuschblockierschicht; und einen zweiten Schritt des Herstellens einer verstärkten Platte zum Absorbieren und Blockieren von Geräuschen durch Unterziehen der Geräuschabsorbier- und Geräuschblockierschicht einem Kaltformungsvorgang mittels eines Formwerkzeuges, wobei die Geräuschabsorbierschicht (210) einen wiederaufbereiteten Polyurethanschaum, ein Bindematerial, ein Vliesbildungsmaterial und ein steifes Verstärkungsmaterial aufweist, wobei das Bindematerial ein niedrigschmelzendes Polyethylenterephthalat ist und das Vliesbildungsmaterial ein Polyethylenterephthalat oder Polypropylen ist, wobei die Geräuschblockierschicht ein Polypropylen aufweist, wobei das steife Verstärkungsmaterial ein Kenaf ist, wobei der wiederaufbereitete Polyurethanschaum, das niedrigschmelzende Polyethylenterephthalat, das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 40 Gewichts% bis 60 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 20 Gewichts%, von 5 Gewichts% bis 40 Gewichts% bzw. von 10 Gewichts% bis 40 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschabsorbierschicht vorhanden sind, wobei die Geräuschblockierschicht zusätzlich ein Kenaf aufweist, wobei das Polypropylen und das Kenaf in Mengen von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% bzw. von 30 Gewichts% bis 70 Gewichts% basierend auf einem Gesamtgewicht der Geräuschblockierschicht vorhanden sind, und wobei ein Gewichtsverhältnis der Geräuschabsorbierschicht zu der Geräuschblockierschicht 1:0,3 bis 2,0 ist.