DE102018131931B4

DE102018131931B4 - Schmiermittelsystem zur Verminderung von Reibegeräuschen, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Info

Publication number: DE102018131931B4
Application number: DE102018131931.2A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Brenner; Michael Roth; Frank Werner; Stefan Seemeyer; Thomas Kilthau
Original assignee: Klueber Lubrication Muenchen SE and Co KG
Current assignee: Klueber Lubrication Muenchen GmbH and Co KG
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: CN111304923A; DE102018131931A1; US20200190424A1; CN111304923B

Abstract

Schmiermittelsystem zur Verminderung von Reibegeräuschen, umfassend ein zumindest teilweise in ein Schmiermittel eingebettetes textiles Flächengebilde, wobei das Schmiermittel ein Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten aufweist, wobei das textile Flächengebilde von dem Kammpolymer physikalisch umschlungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittelsystem hergestellt wird mit einem Verfahren umfassend folgende Verfahrensschritte:1. Bereitstellen eines textilen Flächengebildes,2. Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes mit einer Makromonomer enthaltenden Beschichtungsmasse, wobei das Makromonomer ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, aufweist,3. Polymerisieren und Vernetzen des Makromonomers zu einem Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundenen Seitenketten, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol aufweist, wobei ein Schmiermittel ausgebildet wird, in dem das textile Flächengebilde unter Ausbildung des Schmiermittelsystems eingebettet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schmiermittelsystem zur Verminderung von Reibegeräuschen, insbesondere im Autoinnenraum. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Schmiermittelsystems und seine Verwendungen.
Reibegeräusche, die bei aufeinander reibenden Oberflächen (z.B. Kunststoffoberflächen) entstehen, wie beispielsweise Quietschgeräusche im Autoinnenraum, sind in hohem Maße unerwünscht, da sie insbesondere bei hochpreisigen Produkten deren hochwertigen Eindruck drastisch reduzieren. Diese Reibegeräusche entstehen durch das Aufeinanderreiben von Oberflächen, insbesondere durch die teilweise sehr hohe Haftreibung, die ein Gleiten der Oberflächen aufeinander verhindert. Dieser Effekt ist als stick-slip Effekt ausführlich in der Fachliteratur beschrieben [„Origin of Stick-Slip Motion in Boundary Lubrication“, Science 1990, 250, 792-794, doi:10.1 126/science.250.4982.792]. Zur Verringerung von Reibegeräuschen ist es bekannt, geräuschhemmende Textilbänder einzusetzen. Diese werden zwischen die aneinander reibenden Oberflächen angebracht und verringern hierdurch die Geräuschentwicklung. Nachteilig an ihnen ist jedoch, dass sie die Distanz zwischen den Oberflächen signifikant erhöhen. Nachteilig ist ferner, dass sie nicht in allen Reibungssituationen funktionieren, da ihre reibungsverringernden Eigenschaften nicht Geschwindigkeits- und Kraftunabhängig sind.
Ebenfalls bekannt ist es zur Vermeidung von Knarzgeräuschen in Türdichtungen und Türprofilen PFPE-basierte Schmierfette zu verwenden, wie beispielsweise in EP 2721126 B1 beschrieben.
US 9,371,498 B2 beschreibt die Herstellung eines Schmierstoffsystems durch die Kombination von Fasern oder einem Fasernetzwerk als Trägersubstrat und einem Öl, bzw. einer Schmierflüssigkeit. Dabei kommen Fasern zum Einsatz, die oleophil sind und eine Affinität zum Öl, bzw. der Schmierflüssigkeit aufweisen. Als Fasernetzwerk können unter anderem auf Oberflächen fixierte Vliesstoff eingesetzt werden. Wesentliches Merkmal des beschriebenen Schmierstoffsystems ist, dass eine Flüssigkeit in das Fasernetzwerk eingebracht wird, welche beim Schmiervorgang kontrolliert freigesetzt wird, beispielsweise durch Änderung des pH-Wertes, des TAN-Wertes oder der Temperatur.
Nachteilig an dem beschriebenen System ist, dass keine permanente Anbindung des Schmierstoffes an das Trägersubstrat vorliegt. Hierdurch treten die Schmierstoffe beispielsweise bei Auftreten eines externen Druckes aus dem Trägermaterial aus. Ein Austritt des Schmierstoffs ist zwar in dem beschriebenen System auch notwendig, um die erwünschte Schmierwirkung zu erhalten. Dies weist jedoch den Nachteil auf, dass der ausgetretene Schmierstoff zu einer negativen Wahrnehmung führt und in Polymeroberflächen eindiffundieren kann. Zudem wird der Schmierstoff hierdurch verbraucht, was zu einer geringeren Lebensdauer und einer abnehmenden Performance führt.
US 7,247,587 B2 beschreibt einen Vliesstoff, der ein Fasergemisch von fluorhaltigen und nicht-fluorhaltigen Polymeren, kombiniert mit einem Duroplast als Harz, enthält. Der reibungsreduzierende Effekt beruht im Wesentlichen auf der niedrigen Oberflächenenergie der fluorhaltigen Fasern. Nachteilig an dem beschriebenen System ist, dass es aus zumindest 3 verschiedenen Komponenten besteht und Fluorpolymerfasern keine Standardfasern sind, was das System deutlich verteuert. Dazu kommt, dass Fluorfasern teilkristallin und deswegen vergleichsweise hart sind, was ihre Schmierwirkung verringert. Auch aus Umweltgründen sind Fluorpolymere mit Nachteilen behaftet. Nachteilig an Duroplasten ist, dass sie hart und spröde und deshalb nur schwer an komplexe Geometrien, wie sie beispielsweise im Autoinnenraum zu finden sind, angeformt werden können. Außerdem weisen Duroplaste ein unerwünschtes Stick-slip Verhalten mit hoher Geräuschentwicklung auf.
CN 105328938 A beschreibt ein selbstschmierendes Kompositmaterial, das ein Laminatkörper aus einem Gewebe und einem fluorhaltigen Film ist. Nachteilig an dem beschriebenen Kompositmaterial ist, dass Fluorpolymere wie zuvor beschrieben, aus Umweltgründen mit Nachteilen behaftet sind. Darüber hinaus weisem sie nur eine geringe mechanische Festigkeit auf. Ferner beruht die reibungsreduzierende Wirkung nur auf Oberflächeneffekten, so dass diese verhältnismäßig gering ist. Dazu kommt, dass der Fluorfilm eine verhältnismäßig hohe Dicke (bis zu 1000 µm) aufweisen muss, um fehlende mechanische Festigkeit auszugleichen und einen zufriedenstellenden reibungsreduzierenden Effekt zu ermöglichen.
DE 60117279 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Trockenbeschichtung, umfassend die Schritte:

(A) Herstellen von Kammcopolymerteilchen durch ein Polymerisationsverfahren, umfassend die Schritte: (a) das Bilden einer wäßrigen Makromonomer-Emulsion, umfassend eine Vielzahl von wasserunlöslichen Teilchen eines Makromonomers, wobei das Makromonomer Einheiten von mindestens einem ersten ethylenisch ungesättigten Monomer, polymerisiert in der Gegenwart eines Übergangsmetallchelat-Kettenübertragungsmittels und eines radikalischen Initiators, umfaßt, wobei das Makromonomer weiter aufweist: (i) einen Polymerisationsgrad von 10 bis 1000; (ii) mindestens eine terminale ethylenisch ungesättigte Gruppe; (iii) weniger als 5 Gew.-% eines polymerisierten, säureenthaltenden Monomers, bezogen auf das Makromonomer; und (iv) weniger als 1 Mol-% polymerisierte Mercaptanolefin-Verbindungen; (b) das Bilden einer Monomerzusammensetzung, umfassend mindestens ein zweites ethylenisch ungesättigtes Monomer, (c) das Kombinieren von mindestens einem Teil der wäßrigen Makromonomer-Emulsion und mindestens einem Teil der Monomerzusammensetzung unter Bildung eines Polymerisationsreaktionsgemisches, und (d) das Polymerisieren des Makromonomers mit dem zweiten ethylenisch ungesättigten Monomer in der Gegenwart eines Initiators unter Erzeugung einer Vielzahl von Kammcopolymerteilchen;
(B) das Bilden einer wäßrigen Beschichtungszusammensetzung, umfassend die Vielzahl von Kammcopolymerteilchen,
(C) das Aufbringen der Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat, und
(D) das Trocknen oder Trocknenlassen der aufgebrachten Beschichtungszusammensetzung.

In diesem Verfahren erfolgt zunächst die Herstellung des Kammpolymers in Schritt A und erst anschließend das Aufbringen der Kammpolymer enthaltenden Beschichtungszusammensetzung auf ein Substrat (Schritt C).
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Schmiermittelsystem bereitzustellen, das die vorgenannten Nachteile aus dem Stand der Technik zumindest teilweise ausräumt. Dabei soll das Schmiermittelsystem Reibegeräusche, die bei aufeinander reibenden Oberflächen, insbesondere von Kunststoffen, entstehen, vermindern bzw. vorzugsweise gänzlich eliminieren. Zudem soll eine zumindest gleichbleibende oder sogar verbesserte Geräuschverminderung im Vergleich zu den bekannten Lösungen erreicht werden. Darüber hinaus soll das Schmiermittelsystem vorzugsweise eine große Anwendungsbreite zeigen und die Geräuschentwicklung besonders bevorzugt unabhängig von Belastung, Geschwindigkeit und Anwendungsdauer vermindern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Schmiermittelsystem umfassend ein zumindest teilweise in ein Schmiermittel eingebettetes textiles Flächengebilde, wobei das Schmiermittel ein Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält und wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten aufweist, wobei das textile Flächengebilde von dem Kammpolymer physikalisch umschlungen wird und wobei das Schmiermittelsystem hergestellt wird mit einem Verfahren umfassend folgende Verfahrensschritte:

1. Bereitstellen eines textilen Flächengebildes,
2. Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes mit einer Makromonomer enthaltenden Beschichtungsmasse, wobei das Makromonomer ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, aufweist,
3. Polymerisieren und Vernetzen des Makromonomers zu einem Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehreren an die Polymerhauptkette kovalent angebundenen Seitenketten, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol aufweist, wobei ein Schmiermittel ausgebildet wird, in dem das textile Flächengebilde unter Ausbildung des Schmiermittelsystems eingebettet wird

Im erfindungsgemäßen Schmiermittelsystem ist ein textiles Flächengebilde zumindest teilweise in ein Schmiermittel eingebettet, welches zumindest ein Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält. Dabei wird das textile Flächengebilde von dem Kammpolymer physikalisch umschlungen und hierdurch das Schmiermittel am Austreten aus dem Schmiermittelsystem gehindert. Zusätzlich zu der Einbettung kann zumindest teilweise auch eine chemische, beispielsweise eine ionische und/oder kovalente, Anbindung vorliegen.
Erfindungsgemäß wurde überraschend gefunden, dass das Schmiermittelsystem in der Lage ist Reibegeräusche von aufeinander reibenden Oberflächen, beispielsweise Kunststoffoberflächen, zu vermindern bzw. gänzlich zu eliminieren. So konnten mit beispielhaften erfindungsgemäßen Schmiermittelsystemen Risikoprioritätszahlen (RPZ) von 1 erhalten werden. Dabei konnten diese Ergebnisse für die unterschiedlichsten Reibpartner, Anpressdrücke und Reibgeschwindigkeiten erzielt werden. Die hervorragenden tribologischen Eigenschaften des Schmiermittelsystems beruhen vermutlich darauf, dass das Schmiermittel als geräuschdämpfende Komponente in Form eines Feststoffes (20 °C) vorliegt. Dies ist gegenüber flüssigen Schmierstoffen vorteilhaft, da die geräuschdämpfenden Komponenten an Ort und Stelle fixiert sind und dadurch besonders effektiv wirken können.
Zudem kann mit dem Schmiermittelsystem eine zumindest gleichbleibende oder sogar verbesserte Geräuschverminderung im Vergleich zu den bekannten Lösungen erreicht werden. Darüber hinaus zeigt das Schmiermittelsystem eine große Anwendungsbreite und ist in der Lage die Geräuschentwicklung unabhängig von Belastung, Geschwindigkeit und Anwendungsdauer zu vermindern.
Unter einem Schmiermittel wird erfindungsgemäß ein Stoff und/oder eine Mischung aus verschiedenen Stoffen verstanden, die zur Schmierung, und/oder zur Verringerung von Reibung und Verschleiß von sich aneinander reibenden Oberflächen, zum Beispiel von Kunststoffteilen im Kraftfahrzeuginnenraum, geeignet sind. Vorteilhafterweise dient das Schmiermittel zusätzlich zur Kraftübertragung, Kühlung, Schwingungsdämpfung, Dichtwirkung und Verhinderung von Korrosion.
Das Schmiermittel weist erfindungsgemäß ein Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten auf.
Unter mehreren Seitenketten ist erfindungsgemäß zu verstehen, dass mindestens zwei Wiederholeinheiten der Hauptkette mindestens eine der erfindungsgemäßen Seitenketten aufweisen. Vorzugsweise weist das Kammpolymer 2 bis 10000, noch bevorzugter 50 bis 3000, noch bevorzugter 100 bis 2000 der erfindungsgemäßen Seitenketten auf. Vorzugsweise weisen mindestens 10 %, beispielsweise 10 % bis 100%, vorzugsweise 20 % bis 100 %, noch bevorzugter 50 % bis 100 %, insbesondere 80 % bis 100 % der Wiederholeinheiten der Hauptkette mindestens eine, vorzugsweise ein bis zwei der erfindungsgemäßen Seitenketten auf.
Unter einer Polymerhauptkette wird erfindungsgemäß die längste kovalent aneinandergebundene Kette von Atomen eines Polymers verstanden.
Vorzugsweise weist die Polymerhauptkette ein Molekulargewicht von mindestens 580 g/mol, beispielsweise von 580 g/mol bis 50.000 g/mol, vorzugsweise von 1000 g/mol bis 20.000 g/mol, noch bevorzugter von 1500 g/mol bis 10.000 g/mol und/oder mindestens 8 Wiederholeinheiten, beispielsweise 8 bis 2000, vorzugsweise 25 bis 1000, insbesondere 25 bis 500 auf.
Unter einer Seitenkette wird erfindungsgemäß eine kovalent an die Polymerhauptkette angebundene Polymer- und/oder Oligomerkette verstanden, deren Kettenlänge kürzer als die der Polymerhauptkette ist. Vorzugsweise weist die Seitenkette ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol, beispielsweise von 60 g/mol bis 2500 g/mol, vorzugsweise von 220 g/mol bis 2500 g/mol, vorzugsweise von 360 g/mol bis 2000 g/mol, noch bevorzugter von 450 g/mol bis 1500 g/mol, noch bevorzugter 600 g/mol bis 1500 g/mol, insbesondere 700 g/mol bis 1500 g/mol und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten, beispielsweise 5 bis 100, vorzugsweise 8 bis 50, insbesondere 8 bis 20 auf.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung weist die Polymerhauptkette im Mittel mindestens 3, beispielsweise 3 bis 2000, vorzugsweise 10 bis 1000, noch bevorzugter 50 bis 500, insbesondere von 50 bis 250 Seitenketten auf. Dabei können verschiedene Hauptketten verschiedene Anzahlen an Seitenketten aufweisen.
Weiter bevorzugt weist das Kammpolymer, die Polymerhauptkette und/ oder die Seitenkette eine Glasübergangstemperatur, gemessen mittels DSC nach DIN EN ISO 11357-2 (Ausgabe: 2014-07) mit einer Heizrate von 10°C / Minute, von - 40°C bis 80°C, vorzugsweise von - 20°C bis 70°C, vorzugsweise von -20°C bis 60°C, insbesondere -20°C bis 40°C, auf. Vorteilhaft an eher niedrigen Glasübergangstemperaturen ist, dass das Schmiermittel in der Regel bessere Schmiereigenschaften aufweist als bei höheren Glasübergangstemperaturen.
Die Seitenkette des Kammpolymers weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Basisöl auf. Unter einem Basisöl sind die üblichen für die Herstellung von Schmierstoffen verwendeten Basisflüssigkeiten, insbesondere Öle, die den Gruppen I, II, II+, III, IV oder V nach der Klassifizierung des American Petroleum Institute (API) [NLGI Spokesman, N. Samman, Volume 70, Number 11, S.14ff] zugeordnet werden können, zu verstehen. Besonders bevorzugte sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, insbesondere Polyglykolen, Phenylethern, Perfluorpolyethern, Mineralölen, synthetischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Polyalphaolefinen, natürlichen Kohlenwasserstoffen, nativen Ölen und Derivaten von nativen Ölen, Silikonölen, und/oder Gemischen hiervon.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind dabei Ester, Ether, vorzugsweise Polyglykolether, insbesondere Polyphenylether, Polyethylenglykolether und/oder Polypropylenglykolether, synthetische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Polyalphaolefine und/oder Gemische hiervon. Ganz besonders bevorzugt sind Ether, vorzugsweise Polyglykolether, insbesondere Polyethylenglykolether und/oder Polypropylenglykglykololether.
Bevorzugte Ester sind Carbonsäureester, insbesondere Monoester, Diester, Triester, Tetraester, Pentaester, Polyester, aromatische Ester und Gemische hiervon. Die Carbonsäureester weisen bevorzugt eine Kettenlänge von C4 bis C22 auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Basisöl ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Ester einer aromatischen und/oder aliphatischen Di-, Tri- oder Tetracarbonsäure mit einem oder in Mischung vorliegenden C7- bis C22-Alkoholen, aus einem Ester von Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder Dipentaerythrit mit aliphatischen C7 bis C22-Carbonsäuren, aus einem Ester von C18-Dimersäuren mit C7- bis C22-Alkoholen, aus Komplexestern, als Einzelkomponenten oder in beliebiger Mischung.
Bevorzugte Ether sind Polyglykolether, insbesondere Polyethylenglykolether und/oder Polypropylenglykolether. Diese können verzweigt oder unverzweigt sein. Bevorzugt werden unverzweigte Polyglykolether eingesetzt.
Bevorzugte synthetische Kohlenwasserstoffe sind Polyalphaolefine. Polyalphaolefine sind in der Regel Gemische von Oligomeren oder Polymeren, die aus einem α-Olefin oder isomerisierten α-Olefin bestehen. Als Beispiele für das α-Olefin können 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Dodecen, 1-Tridecen, 1-Tetradecen, 1-Pentadecen, 1-Hexadecen, 1-Heptadecen, 1-Octadecen, 1-Nonadecen, 1-Eicosen, 1-Docosen und 1-Tetradocosen aufgelistet werden. Normalerweise werden Gemische dieser Substanzen verwendet.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Fluorgehalt, bestimmt mittels Elementaranalyse, im Schmiermittelsystem weniger als 10 Gew. %, noch bevorzugter weniger als 5 Gew. %, insbesondere weniger als 1 Gew. % bezogen auf das Gesamtgewicht des Schmiermittelmittelsystems. Dies ist erfindungsgemäß möglich, da das Schmiermittelsystem auch ohne Fluorpolymere hervorragende Schmiereigenschaften besitzt.
Das Kammpolymer kann durch Polymerisieren von polymerisierbaren Funktionalitäten aufweisendem Makromonomer als Precursor erhalten werden. Unter einem Makromonomer ist ein Monomer zu verstehen, das ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, beispielsweise von 140 g/mol bis 2600 g/mol, vorzugsweise von 220 g/mol bis 2600 g/mol, vorzugsweise von 360 g/mol bis 2000 g/mol, noch bevorzugter von 450 g/mol bis 1500 g/mol, noch bevorzugter 600 g/mol bis 1500 g/mol, insbesondere 700 g/mol bis 1500 g/mol aufweist. Dabei kann das Makromonomer Monomere der gleichen und/oder verschiedener chemischer Struktur aufweisen. Das Makromonomer ist vorzugsweise ein Basisöl, insbesondere ein wie oben definiertes Basisöl.
Ferner können zur Herstellung des Kammpolymers zusätzlich zu dem Makromonomer auch andere Monomere, beispielsweise handelsübliche Acrylate und/oder Methacrylate, eingesetzt werden. Um die Polymerisierbarkeit zum Kammpolymer zu gewährleisten, enthält das Makromonomer mindestens eine polymerisierbare Funktionalität. Enthält das Makromonomer zumindest anteilig mehr als eine polymerisierbare Funktionalität, so kann das Makromonomer während der Polymerisation vernetzen und so dem gebildeten Kammpolymer eine höhere mechanische Stabilität verleihen. Mithin weist das Makromonomer in einer bevorzugten Ausführungsform zumindest anteilig 2 bis 10, bevorzugter 2 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 3, polymerisierbare Funktionalitäten auf. Ferner weist das Makromonomer in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zumindest anteilig 2 bis 10, bevorzugter 2 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 3, polymerisierbare Funktionalitäten, sowie zumindest anteilig lediglich eine polymerisierbare Funktionalität auf. Weist beispielsweise ein Teil der Makromonomere nur eine polymerisierbare Funktionalität auf, und ein weiterer Teil zwei polymerisierbare Funktionalitäten auf, so ermöglichen die Makromonomere mit zwei polymerisierbaren Funktionalitäten die Vernetzung, während die Makromonomere mit einer polymerisierbaren Funktionalität die Schmiereigenschaften positiv beeinflussen. Zur Herstellung des Kammpolymers können verschiedene Makromonomere, die jeweils verschiedene Basisöle und/oder verschiedene polymerisierbare Funktionalitäten aufweisen können, eingesetzt werden. Es wurde gefunden, dass die guten Schmiereigenschaften des Basisöls trotz Polymerisation bewahrt werden können.
Erfindungsgemäß liegt das Kammpolymer mithin vernetzt vor. Unter Vernetzen wird erfindungsgemäß die Ausbildung eines zwei- und/oder dreidimensionalen Netzwerkes durch eine physikalische und/oder chemische Verknüpfung von Molekülen verstanden. Dabei kann die Vernetzung durch Reaktion von Polymerhauptkette mit Polymerhauptkette, von Polymerhauptkette mit Seitenkette, von Seitenkette mit Seitenkette und/oder Kombination hiervon erfolgen. Durch die Vernetzung wird in der Regel die Löslichkeit des Schmiermittels herabgesetzt. Dies ist vorteilhaft, da somit die mechanische Stabilität des Schmiermittels erhöht und die Gefahr des Austretens aus dem textilen Flächengebilde verringert werden kann. Mithin äußert sich die Vernetzung des Kammpolymers beispielsweise darin, dass das vernetzte Kammpolymer in einem Lösungsmittel, in dem das Makromonomer löslich ist, nicht mehr löslich ist.
Das Makromonomer kann im flüssigen Zustand in das textile Flächengebilde eingebracht werden, wodurch die Fasern des textilen Flächengebildes von dem Makromonomer umgeben und in dieses eingebettet werden können. Dabei kann das Makromonomer auf eine oder beide Oberflächen des textilen Flächengebildes als Beschichtung und/oder zumindest teilweise im Inneren des textilen Flächengebildes aufgebracht werden, wobei das Schmiermittel auch einen Verteilungsgradienten aufweisen kann. Das Polymerisieren des Makromonomers führt dazu, dass dieses erhärtet, wodurch eine mechanische Fixierung des textilen Flächengebildes erzielt werden kann.
Geeignete polymerisierbare Funktionalitäten sind dem Fachmann bekannt. Vorzugsweise sind die polymerisierbaren Funktionalitäten mittels radikalischer, ionischer Polymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation polymerisierbar. Bevorzugt sind die polymerisierbaren Funktionalitäten mittels radikalischer Polymerisation polymerisierbar. Besonders geeignete polymerisierbare Funktionalitäten sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acrylamid-, Acrylat-, Methacrylat-, Vinylether-, Vinylester,(Di)alkylfumaraten , (Di)alkylmaleaten, Malimid-, Styrol, alpha- Olefin-Funktionalitäten und Kombinationen hiervon. Besonders geeignete polymerisierbare Funktionalitäten sind Acrylamid-, Acrylat-, Methacrylat- und/oder Vinylether-Funktionalitäten. Besonders geeignetes Makromonomer ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethern, insbesondere Polyglykolen und/oder Estern, die eine oder mehrere (Meth)acrylat-Funktionalitäten aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis von mit einer polymerisierbaren Funktionalität funktionalisiertem Makromonomer zu Makromonomer, das mit mindestens 2 polymerisierbaren Funktionalitäten funktionalisiert ist, vorzugsweise von 100 Gew.% / 1 Gew.% bis 1 Gew.% / 100 Gew.%, noch bevorzugter von 98 Gew.% / 2 Gew.% bis 25 Gew.% / 75 Gew.%, noch bevorzugter von 95 Gew.% / 5 Gew.% bis 60 Gew.% / 40 Gew.%.
Das Schmiermittel kann auf einer oder beiden Oberflächen des textilen Flächengebildes als Beschichtung und/oder zumindest teilweise im Inneren des textilen Flächengebildes vorliegen, wobei das Schmiermittel auch einen Verteilungsgradienten aufweisen kann. Erfindungsgemäß bevorzugt liegt das Schmiermittel zumindest teilweise im Inneren des textilen Flächengebildes vor. Dies ist vorteilhaft, da beim Einsatz des Schmiermittelsystems, beispielsweise wenn es zwischen Kunststoffoberflächen im Autoinnenraum eingesetzt wird, selbst bei fortgesetzter Belastung und dabei auftretendem mechanischen Verschleiß, kein Austritt von Schmiermittel erfolgt. Dadurch erhält das Schmiermittel eine gute mechanische Festigkeit.
Erfindungsgemäß bevorzugt findet bei dem Schmiermittelsystem auch bei Belastung unter Raumtemperatur mit Drücken von 0,1 bis zu 1000 N/cm² kein Austritt von Schmiermittel statt.
Dies ist vorteilhaft, da ein Austreten von Schmiermittel im Gebrauch die Schmierwirkung verschlechtert. Dazu kommt, dass austretende flüssige Schmiermittel den optischen Eindruck eines Bauteils vermindern und olfaktorisch erfasst werden können.
Weiter vorteilhaft am erfindungsgemäßen Schmiermittelsystem ist, dass ein textiles Flächengebilde - an Stelle von losen Fasern - verwendet wird, da dieses eine höhere mechanische Festigkeit aufweist.
Unter einem textilen Flächengebilde wird erfindungsgemäß ein Flächengebilde verstanden, das aus textilen Rohstoffen nach einer Textiltechnologie hergestellt wird. Textile Rohstoffe können Fasern, Fäden, Pulp und Gemische daraus sein. Bevorzugte textile Flächengebilde sind Gewebe, Gewirke, Gestricke, Filze, Geflechte, Netze, Faserflore und/oder Vliesstoffe. Dabei sind Vliesstoffe besonders bevorzugt, da sie auf einfache Weise mit isotroper mechanischer Festigkeitsverteilung hergestellt werden können. Dies ist für die Verwendung zur Geräuschminimierung vorteilhaft, da die Wirkung nicht von der Einbaurichtung des Schmiermittelsystems abhängig ist. Vliesstoffe können Spinnvliesstoffe, Melt-blown Vliesstoffe, Nassvliesstoffe, Trockenvliesstoffe, Nanofaservliesstoffe und aus Lösung gesponnene Vliesstoffe sein. In einer Ausführungsform sind Spinnvliesstoffe bevorzugt, da sie durch die gezielte Einstellung der Verteilung der Faserdicken mit einer hohen mechanischen Festigkeit versehen werden können. In einer weiteren Ausführungsform sind Meltblown-Vliesstoffe bevorzugt, da sie mit einer geringen Faserdicke und einer sehr homogenen Verteilung in Bezug auf die Faserdicken ausgestattet werden können. In einer weiteren Ausführungsform sind Trockenvliesstoffe bevorzugt, da sie eine hohe Reißfestigkeit der Fasern besitzen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das textile Flächengebilde ein Nassvliesstoff, da dieser mit einer sehr gleichmäßigen Faserverteilung, einem geringen Gewicht und einer gleichmäßigen Dicke der Fasern gefertigt werden kann.
Bevorzugt weist das textile Flächengebilde eine Dicke von 15 µm bis 500 µm, noch bevorzugter von 30 µm bis 500 µm, noch bevorzugter von 45 µm bis 200 µm, insbesondere von 60 µm bis 150 µm, auf.
Ebenfalls bevorzugt weist das textile Flächengebilde ein Gewicht von 10 g/m² bis 500 g/m², noch bevorzugter 35 g/m² bis 500 g/m², noch bevorzugter 45 g/m² bis 200 g/m², insbesondere 45 g/m² bis 100 g/m², auf.
Der Vliesstoff, insbesondere in seiner Ausführungsform als Nassvliesstoff, kann Stapelfasern und/oder Kurzschnittfasern aufweisen. Erfindungsgemäß sind unter Stapelfasern, im Unterschied zu Filamenten, die eine theoretisch unbegrenzte Länge aufweisen, Fasern mit einer begrenzten Länge, von vorzugsweise 1 mm bis 80 mm, noch bevorzugter von 3 mm bis 30 mm zu verstehen. Erfindungsgemäß sind unter Kurzschnittfasern Fasern mit einer Länge, von vorzugsweise 1 mm bis 12 mm, noch bevorzugter von 3 mm bis 6 mm zu verstehen. Der mittlere Titer der Fasern kann in Abhängigkeit von der gewünschten Struktur des Vliesstoffs variieren. Als günstig hat sich insbesondere die Verwendung von Fasern mit einem mittleren Titer von 0,06 dtex bis 3,3 dtex, vorzugsweise von 0,06 dtex bis 1,7 dtex, vorzugsweise von 0,1 dtex bis 1,0 dtex erwiesen. Praktische Versuche haben ergeben, dass die zumindest anteilige Verwendung von Mikrofasern mit einem mittleren Titer von weniger als 1 dtex, vorzugsweise von 0,1 dtex bis 1 dtex sich vorteilhaft auf die Größe und Struktur der Porengrößen und inneren Oberfläche sowie auf die Dichte des Vliesstoffs auswirkt. Dabei haben sich Anteile von mindestens 5 Gew.%, bevorzugt von 5 Gew.% bis 25 Gew.%, insbesondere bevorzugt von 5 Gew. % bis 10 Gew, % an Mikrofasern, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Fasern im Vliesstoff, als besonders günstig erwiesen. So wurde in praktischen Versuchen gefunden, dass mit den vorgenannten Parametern eine besonders stabile Umschließung der Fasern mit dem Schmiermittel und hierdurch eine besonders abnutzungsstabile Schmierwirkung erzielt werden kann.
Die Fasern können in den verschiedensten Formen ausgebildet sein, beispielsweise als Flach-, Hohl-, Rund-, Oval-, Trilobal-, Multilobal-, Bico-, und/oder Island in the sea- Faser. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der Querschnitt der Fasern rund ausgebildet.
Die Fasern können erfindungsgemäß die verschiedensten Faserpolymere enthalten, vorzugsweise Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol, Viskose-, Cellulose, Polyamide, insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6, Polyester, Copolyester, Polyolefine, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen, und/oder Gemische hiervon. Bevorzugt sind Polyester und/oder Polyolefine, insbesondere Polyethylen und/oder Polypropylen.
Vorteilhaft an der Verwendung von Polyestern ist, dass sie eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Vorteilhaft an der Verwendung von Polyolefinen ist, dass sie aufgrund ihrer hydrophoben Oberfläche die Schmierwirkung des erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems weiter verbessern können.
Vorteilhafterweise enthalten die Fasern die vorgenannten Materialien in einem Anteil von mehr als 50 Gew. %, vorzugsweise mehr als 90 Gew. %, bevorzugter von 95 Gew.% bis 100 Gew.%. Ganz besonders bevorzugt bestehen sie aus den zuvor genannten Materialien, wobei übliche Verunreinigungen und Hilfsmittel enthalten sein können.
Die Fasern des Vliesstoffes können als Matrixfasern und/oder Bindefasern vorliegen. Bindefasern im Sinne der Erfindung sind Fasern, die, beispielsweise während des Herstellungsprozesses des Vliesstoffes, durch Erhitzen auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunkts und/oder Erweichungspunkts zumindest an einigen Kreuzungspunkten der Fasern Verfestigungspunkte und/oder Verfestigungsbereiche ausbilden können. An diesen Kreuzungspunkten können die Bindefasern dabei stoffschlüssige Verbindungen mit anderen Fasern und/oder mit sich ausbilden. Durch die Verwendung von Bindefasern kann mithin ein Gerüst aufgebaut und ein thermisch verfestigter Vliesstoff erhalten werden. Alternativ können die Bindefasern auch komplett aufschmelzen und so den Vliesstoff verfestigen. Die Bindefasern können als Kern-Mantelfasern, bei denen der Mantel die Bindekomponente darstellt, und/oder als unverstreckte Fasern ausgebildet sein.
Matrixfasern im Sinne der Erfindung sind Fasern, die im Unterschied zu den Bindefasern in einer signifikant deutlicheren Faserform vorliegen. Vorteilhaft an dem Vorhandensein der Matrixfasern ist, dass die Stabilität des Flächengebildes insgesamt erhöht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Verhältnis zwischen Schmiermittel und textilem Flächengebilde im Schmiermittelsystem von 1 Gew.% bis 1000 Gew.%, bevorzugt von 1 Gew.% bis 500 Gew.%, noch bevorzugter von 10 Gew. % bis 200 Gew. %, noch bevorzugter von 80 Gew. % bis 160 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gewicht des textilen Flächengebildes. Es wurde gefunden, dass bei diesen Mengenverhältnissen eine gute Schmierwirkung mit einer guten mechanischen Anpassbarkeit erreicht werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das Gewicht des Schmiermittelsystems, gemessen nach Prüfvorschrift DIN EN 29073, von 15 g /m² bis 600 g/m², noch bevorzugter von 50 g/m² bis 300 g/m², noch bevorzugter von 50 g/m² bis 180 g/m².
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Dicke des Schmiermittelsystems, gemessen nach Prüfvorschrift EN 29073 - T2, von 15 µm bis 600 µm, noch bevorzugter von 50 µm bis 600 µm, noch bevorzugter von 60 µm bis 500 µm, noch bevorzugter von 60 µm bis 300 µm.
Erfindungsgemäß wurde überraschend gefunden, dass bereits bei geringen Dicken eine gute Schmierwirkung erreicht werden kann. Dies ist bei der Verwendung im Autoinnenraum, beispielsweise aus optischen Gründen, vorteilhaft. Ferner ist an der geringen Dicke vorteilhaft, dass dadurch mechanische Belastungen minimiert werden können.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelsystem weist vorzugsweise zumindest anteilig Poren auf. Die Poren können offene oder geschlossene Poren sein. Der Anteil der offenen Poren kann durch Luftdurchlässigkeitsmessungen bestimmt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Luftdurchlässigkeit des Schmiermittelsystems, gemessen nach Prüfvorschrift DIN EN ISO 9237, 0 l/m^2*s bis 1000 l/m^2*s, noch bevorzugter von 10 l/m^2*s bis 500l/m²*s, noch bevorzugter von 25 l/m^2*s bis 300 l/m²*s.
Die Poren sind vorteilhaft, da sie das Schmiermittelsystem mit einer ungleichmäßigen Oberfläche versehen. Dadurch weist die Oberfläche eine geringere Anzahl an Reibkontakten als eine glatte Oberfläche auf, was wiederum zu einer niedrigeren Haftreibung führt. Die ungleichmäßige Oberfläche weist eine Vielzahl an kleinen Reibkontakten auf, was wiederum zu einer niedrigeren Haftreibung führt als ein sehr großer Reibkontakt bei einer glatten Oberfläche.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das erfindungsgemäße Schmiermittelsystem einlagig ausgebildet, d.h. dass innerhalb des Schmiermittelsystems keine physikalischen Phasengrenzen vorliegen. Dies ist vorteilhaft, da so keine für die Schmierwirkung funktionslosen Komponenten eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Schmiermittelsystem auf zumindest einer Seite mit einer Klebeschicht, beispielsweise einem Polyacrylat und/oder Naturkautschuk, ausgerüstet.
Das erfindungsgemäße Schmiermittelsystem weist hervorragende, Reibegeräusche vermindernde Eigenschaften auf. So beträgt die Risikoprioritätszahl des Schmiermittelsystems in einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Kunststoff als Reibpartner, gemessen nach der Norm VDA 203-206 bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 10 mm/s und einer Normalkraft von 5 N bis 20 N, 1 bis 5; vorzugsweise 1 bis 3, noch bevorzugter 1 bis 2.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Risikoprioritätszahl des Schmiermittelsystems mit einem Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer(PC/ABS) Blend als Reibpartner, gemessen nach der Norm VDA 203-206 bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 10 mm/s und einer Normalkraft von 5 N bis 20 N, von 1 bis 5, noch bevorzugter von 1 bis 3, insbesondere von 1 bis.2.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Risikoprioritätszahl des Schmiermittelsystems mit Polyurethan (Beneron^®) als Reibpartner, gemessen nach der Norm VDA 203-206 bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 10 mm/s und einer Normalkraft von 5 N bis 20 N, von 1 bis 5, noch bevorzugter von 1 bis 3, insbesondere 1 bis 2.
Das Schmiermittel kann ausschließlich aus dem Kammpolymer bestehen. Vorzugsweise enthält das Schmiermittel jedoch übliche Additive wie z.B. Korrosionsschutzadditive, Metalldesaktivatoren, Verschleißschutzadditive und/oder Ionen-Komplexbildner.
Des Weiteren kann das Schmiermittel Festschmierstoffe enthalten. Grundsätzlich kann das Schmiermittel Verdicker enthalten. Auf diese kann jedoch aufgrund der Verwendung des vergleichsweise viskosen Kammpolymers verzichtet werden. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Verdicker, insbesondere an Metallseifen, Metallkomplexseifen, Bentoniten, Harnstoffen, Silikaten, Sulfonaten, Polyimiden, weniger als 20 Gew.%, noch bevorzugter weniger als 10 Gew.%, insbesondere weniger als 2 Gew.%.
Der Anteil an Kammpolymer im Schmiermittel beträgt vorzugsweise 30 Gew.% bis 100 Gew. %, noch bevorzugter 75 Gew. % bis 100 Gew. %, insbesondere 90 Gew.% bis 100 Gew.%.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittelsystems umfassend ein in ein Schmiermittel eingebettetes textiles Flächengebilde, umfassend folgende Verfahrensschritte:

1. Bereitstellen eines textilen Flächengebildes,
2. Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes mit einer Makromonomer enthaltenden Beschichtungsmasse, wobei das Makromonomer ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, beispielsweise von 140 g/mol bis 2600, vorzugsweise von 220 g/mol bis 2600 g/mol, vorzugsweise von 360 g/mol bis 2000 g/mol, noch bevorzugter von 450 g/mol bis 1500 g/mol, noch bevorzugter 600 g/mol bis 1500 g/mol, insbesondere 700 g/mol bis 1500 g/mol, aufweist,
3. Polymerisieren und Vernetzen des Makromonomers zu einem Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehreren an die Polymerhauptkette kovalent angebundenen Seitenketten, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol, beispielsweise von 60 g/mol bis 2500 g/mol, vorzugsweise von 220 g/mol bis 2500 g/mol, vorzugsweise von 360 g/mol bis 2000 g/mol, noch bevorzugter von 450 g/mol bis 1500 g/mol, noch bevorzugter 600 g/mol bis 1500 g/mol, insbesondere 700 g/mol bis 1500 g/mol aufweist, wobei ein Schmiermittel ausgebildet wird, in dem das textile Flächengebilde unter Ausbildung des Schmiermittelsystems eingebettet wird.

Bevorzugte Merkmale wie insbesondere bevorzugtes Makromonomer, textile Flächengebilde sowie weitere Komponenten des Schmiermittelsystems sind die im Rahmen der Erfindung bezüglich des erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems beschriebenen.
Das beim Imprägnieren und/oder Beschichten eingesetzte Makromonomer weist ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, beispielsweise von 140 g/mol bis 2600 g/mol, vorzugsweise von 220 g/mol bis 2600 g/mol, vorzugsweise von 360 g/mol bis 2000 g/mol, noch bevorzugter von 450 g/mol bis 1500 g/mol, noch bevorzugter 600 g/mol bis 1500 g/mol, insbesondere 700 g/mol bis 1500 g/mol auf. Dabei kann das Makromonomer Monomere der gleichen und/oder verschiedener chemischer Struktur aufweisen. Das Makromonomer ist vorzugsweise ein Basisöl, insbesondere ein wie oben definiertes, funktionalisiertes Basisöl.
Ferner können zur Herstellung des Kammpolymers zusätzlich zu dem Makromonomer auch andere Monomere, beispielsweise handelsübliche Acrylate und/oder Methacrylate, eingesetzt werden. Um die Polymerisierbarkeit zum Kammpolymer zu gewährleisten weist das Makromonomer mindestens eine polymerisierbare Funktionalität auf. Geeignete polymerisierbare Funktionalitäten sind die oben in Bezug auf das Schmiermittelsystem genannten. Enthält das Makromonomer zumindest anteilig mehr als eine polymerisierbare Funktionalität, so kann das Makromonomer während der Polymerisation vernetzen und so dem gebildeten Kammpolymer eine höhere mechanische Stabilität verleihen. Mithin weist in einer bevorzugten Ausführungsform das Makromonomer zumindest anteilig 2 bis 10, bevorzugter 2 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 3, polymerisierbare Funktionalitäten auf. Zur Herstellung des Kammpolymers können verschiedene Makromonomere, die aus jeweils verschiedenen Basisölen ausgewählt sind, die mit verschiedenen polymerisierbaren Funktionalitäten funktionalisiert sein können, eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Verhältnis des Makromonomers, das mit einer polymerisierbaren Funktionalität funktionalisiert ist, zu Makromonomer, das mit mindestens 2 polymerisierbaren Funktionalitäten funktionalisiert ist, vorzugsweise von 100 Gew.% / 1 Gew.% bis 1 Gew. % / 100 Gew. %, noch bevorzugter von 98 Gew. % / 2 Gew. % bis 25 Gew.% / 75 Gew.%, noch bevorzugter von 95 Gew.% / 5 Gew.% bis 60 Gew. % / 40 Gew.%.
Die Beschichtungsmasse kann auf einer oder beiden Oberflächen des textilen Flächengebildes als Beschichtung und/oder zumindest teilweise im Inneren des textilen Flächengebildes aufgebracht werden, wobei die Beschichtungsmasse auch einen Verteilungsgradienten aufweisen kann.
Die Beschichtungsmasse kann ausschließlich aus dem Makromonomer bestehen. Vorzugsweise enthält die Beschichtungsmasse jedoch übliche Additive wie z.B. Korrosionsschutzadditive, Metalldesaktivatoren, Verschleißschutzadditive und/oder Ionen-Komplexbildner.
Des Weiteren kann die Beschichtungsmasse Festschmierstoffe enthalten. Grundsätzlich kann die Beschichtungsmasse Verdicker enthalten. Auf diese kann jedoch aufgrund der Verwendung des vergleichsweise viskosen Makromonomers verzichtet werden. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Verdicker, insbesondere an Metallseifen, Metallkomplexseifen, Bentoniten, Harnstoffen, Silikaten, Sulfonaten, Polyimiden, weniger als 20 Gew.%, noch bevorzugter weniger als 10 Gew.%, insbesondere weniger als 2 Gew.%.
Der Anteil an Makromonomer in der Beschichtungsmasse beträgt vorzugsweise 50 Gew.% bis 100 Gew.% und/oder 50 Gew.% bis 90 Gew.%, noch bevorzugter 75 Gew. % bis 100 Gew. % und/oder 75 Gew. % bis 90 Gew. %, insbesondere 80 Gew.% bis 100 Gew.% und/oder 80 Gew.% bis 90 Gew.%.
Die Beschichtungsmasse kann auch geeignete Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, enthalten.
Das Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes kann auf herkömmliche Weise durchgeführt werden. Bevorzugt sind Walzenbeschichtungsverfahren, Foulardieren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Schlitzdüsenbeschichtungsverfahren und/oder Kombinationen hiervon.
Das Polymerisieren des Makromonomers kann ebenfalls auf herkömmliche Weise durchgeführt werden. Bevorzugt wird das Makromonomer mittels radikalischer, ionischer Polymerisation, Polyaddition und/oder Polykondensation polymerisiert und gegebenenfalls vernetzt.
Besonders bevorzugt sind strahlungsinduzierte Vernetzungsverfahren.
Im Anschluss an die Polymerisation kann ein Trocknungsschritt, vorzugsweise bei Temperaturen größer 30°C, noch bevorzugter größer 80 °C, erfolgen.
Das Schmiermittelsystem kann ferner auf zumindest einer Seite mit einer Klebeschicht, beispielsweise einem Polyacrylat und/oder Naturkautschuk, ausgerüstet werden.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des Schmiermittelsystems zur Verminderung von Reibegeräuschen, insbesondere von Reibungsbelastungen ausgesetzten Bauelementen im Autoinnenraum wie Instrumententafel mit Einbauten, Türverkleidung mit Bedienelementen. Darüber hinaus kann das Schmiermittelsystem auch zur Verminderung von Reibegeräuschen von sich bewegenden Kabeln, beispielsweise in der Luftfahrt, eingesetzt werden. Das Schmiermittelsystem wird vorzugsweise zwischen die jeweiligen Reibpartner eingebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Schmiermittelsystem gleichzeitig zur Verminderung von Reibegeräuschen und zur Abdichtung, beispielsweise von dynamisch belasteten Bauteilen, eingesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden die folgenden Messmethoden verwendet:

Das Gewicht des Vliesstoffs wurde nach Prüfvorschrift DIN EN 29073 gemessen.

Die Dicke der erfindungsgemäßen Vliesstoffe wurde nach Prüfvorschrift EN 29073 - T2 gemessen.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems
Ein PP Nassvliesstoff (Gewicht: 50 g/m²; Dicke 0,12 mm) wird mit einer Lösung, bestehend aus einer Mischung zweier vernetzbarer Basisöle, nämlich 211 g eines Methacrylat-funktionalisierten Polyethylenglykols (PEG) (Mn PEG: 308 g/mol) und 12,5 g eines PEG-Diacrylates (Mn PEG: 250g/mol), 22,8 g Wasser und 2,5 g eines handelsüblichen UV-Radikalinitiators behandelt und zur Vernetzung mit UV Licht für 45 Sekunden bestrahlt. Der resultierende Vliesstoff weist die vernetzten Basisöle im Inneren und auf seiner Oberfläche auf. Daraufhin wird der Vliesstoff in einem Wasserbad gewaschen und bei 100°C getrocknet. Es wird ein erfindungsgemäßes Schmiermittelsystem mit einer Dicke von 0,89 mm und einem Gewicht von 121,9 g/m² erhalten. Das Verhältnis zwischen Schmiermittel und textilem Flächengebilde beträgt hier (121,9 g/m² - 50 g/m²) / 50 g/m² = 1,438, beziehungsweise 143,8 Gew.% des textilen Flächengebildes.
Beispiel 2: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems
Ein PP Nassvliesstoff (Gewicht: 50 g/m²; Dicke 0,12 mm) wird mit einer Lösung, bestehend aus einer Mischung zweier vernetzbarer Basisöle, nämlich 67,5 g eines Acrylat-funktionalisierten Polyethylenglycols (Mn PEG: 350 g/mol) und 10 g eines PEG-Diacrylates (Mn PEG: 200g/mol), 166,3 g Wasser und 5,1 g eines handelsüblichen UV-Radikalinitiators beschichtet und zur Vernetzung mit UV Licht für 45 Sekunden bestrahlt. Der resultierende Vliesstoff weist die vernetzten Basisöle im Inneren und auf seiner Oberfläche auf. Daraufhin wird der Vliesstoff in einem Wasserbad gewaschen und bei 100°C getrocknet. Es wird ein erfindungsgemäßes Schmiermittelsystem mit einer Dicke von 0,121 mm und einem Gewicht von 99,1 g/m² erhalten. Das Verhältnis zwischen Schmiermittel und textilem Flächengebilde beträgt hier (99,1 g/m² - 50 g/m²) / 50 g/m² = 0,982, beziehungsweise 98,2 Gew.% des textilen Flächengebildes.
Beispiel 3: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems
Ein PP Nassvliesstoff (Gewicht: 50 g/m²; Dicke 0,1 mm) wird mit einer Lösung, bestehend aus einer Mischung zweier vernetzbarer Basisöle, nämlich 211 g eines Methacrylat-funktionalisierten Polyethylenglykols (Mn PEG: 750 g/mol) und 12,5 g eines PEG-Diacrylates (Mn PEG: 400g/mol), 99 g Wasser und 2,0 g eines handelsüblichen UV-Radikalinitiators beschichtet und zur Vernetzung mit UV Licht für 45 Sekunden bestrahlt. Der resultierende Vliesstoff weist die vernetzten Basisöle im Inneren und auf seiner Oberfläche auf. Daraufhin wird der Vliesstoff in einem Wasserbad gewaschen und bei 100°C getrocknet. Es wird ein erfindungsgemäßes Schmiermittelsystem mit einer Dicke von 0,117 mm und einem Gewicht von 99,2 g/m² erhalten. Das Verhältnis zwischen Schmiermittel und textilem Flächengebilde beträgt hier (99,2 g/m² - 50 g/m²) / 50 g/m² = 0,984, beziehungsweise 98,4 Gew.% des textilen Flächengebildes.
Beispiel 4: Herstellung eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems
Ein PP Nassvliesstoff (Gewicht: 57,3 g/m²; Dicke 0,105 mm) wird mit einer Lösung, bestehend aus einer Mischung zweier vernetzbarer Basisöle, nämlich 1387,5 g eines Methacrylat-funktionalisierten Polyethylenglykols (Mn PEG: 818 g/mol) und 150 g eines N,N-Methylendiacrylamids (Mn: 224 g/mol), 1387,5 g Wasser und 60 g eines handelsüblichen UV-Radikalinitiators, z.B Irgacure 369^®, beschichtet und zur Vernetzung mit UV Licht für 45 Sekunden bestrahlt. Der resultierende Vliesstoff weist die vernetzten Basisöle im Inneren und auf seiner Oberfläche auf. Daraufhin wird der Vliesstoff in einem Wasserbad gewaschen und bei 100°C getrocknet. Es wird ein erfindungsgemäßes Schmiermittelsystem mit einer Dicke von 0,117 mm und einem Gewicht von 86,5 g/m² erhalten.
Vergleichsbeispiel 5: Herstellung eines nicht erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems
Ein PET Nassvliesstoff (Gewicht 85 g/m², Dicke 0,12 mm) wird mit einer 50% wässrigen Dispersion eines Polyurethanacrylates beschichtet und bei 120°C getrocknet. Das Polyurethanacrylat ist kein Kammpolymer, das mindestens eine Seitenkette mit einem Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten aufweist. Vielmehr weisen die Seitenketten bevorzugt ein Molekulargewicht von 500 bis 1000 g/mol auf. Bei der Trocknung kommt es zu einer thermischen Vernetzung des Polyurethanacrylates. Es wird ein beschichteter Vliesstoff mit einer Dicke von 0,128 mm und einem Gewicht von 145 g/m² erhalten.
Beispiel 6: Bestimmung relevanter Parameter der Schmiermittelsysteme und Vergleich mit kommerziellen Schmiermittelsystemen
Es werden Dicke, Gewicht und RPZ-Zahl der oben genannten erfindungsgemäßen Schmiermittelsysteme (Beispiele 1 bis 4) bestimmt und mit den folgenden kommerziellen, nicht erfindungsgemäßen Schmiermittelsystemen verglichen:

tesa^® 51608
tesa^® 51616
3M Conformable Sound Management Film 9343 (3M 9343)

	Gewicht (g/m²)	Dicke (mm)
Beispiel 1	121,9	0,89
Beispiel 2	99,1	0,104
Beispiel 3	99,2	0,117
Beispiel 4	86,5	0,117
Vergleichsbeispiel 5	145	0,128
tesa^® 51608		0,28
tesa^® 51616		0,65
3M 9343		0,58

Die oben genannten erfindungsgemäßen Schmiermittelsysteme und Vergleichsbeispiele werden mit Hilfe des SSP-04 Stick-Slip Prüfstandes der Firma Zins-Ziegler durch die Bestimmung ihrer RPZ-Zahlen evaluiert. Die Prüfung erfolgt dabei gemäß der Norm VDA 203-206.

Die RPZ bildet die Stick-Slip-Neigung auf einer Skala von 1-10 ab und beschreibt bei vorgegebener Normalkraft und definierter Geschwindigkeit die Neigung einer Materialpaarung zu Stick-Slip. Stick-slip ist das englische Wort für Ruckgleiten. Es beschreibt den periodischen Wechsel zwischen Anhaften und Abreißen zweier aufeinander bewegter Materialoberflächen. Es ist beispielsweise die Ursache für Geräuschphänomene wie Knarzen oder Quietschen. Für die Bewertung einer Materialpaarung wird eine RPZ zwischen 1 und 3 als unkritisch angesehen, bei 4 oder 5 als noch akzeptabel. Bei einer RPZ von 6 bis 10 ist die Lösung des Problems als nicht gegeben anzusehen. Soweit nicht anders vermerkt gelten die Definition der Prüfnorm. Als Reibpartner für die Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden Zugstäbe von zwei Materialien ausgewählt: PC-ABS und Beneron^®. Tabelle 2: Übersicht über die RPZs, erhalten bei Messungen gegen PC-ABS

Messparameter		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Tesa 51608	Tesa 51616	3M 9343
Geschwindigkeit	Normalkraft
1 mm/s	5 N	1	1	1	1	3	1	2	2
5 mm/s	5 N	1	1	1	1	4	1	2	2
10 mm/s	5 N	1	1	1	1	5	1	3	2
1 mm/s	10N	1	1	1	1	4	2	2	2
5 mm/s	10N	1	1	1	1	5	2	2	1
10 mm/s	10 N	1	1	1	1	3	2	3	1
1 mm/s	20 N	1	1	1	1	3	2	2	2
5 mm/s	20 N	1	1	1	1	4	2	1	1
10 mm/s	20 N	1	1	1	1	4	2	3	1

Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 4 bei sämtlichen gemessenen Geschwindigkeiten und Normalkräften hervorragende RPZ-Werte ergeben. Dagegen zeigt Vergleichsbeispiel 5, das kein Kammpolymer enthaltendes Schmiermittel aufweist, bei sämtlichen gemessenen Geschwindigkeiten und Normalkräften signifikant schlechtere RPZ-Werte. Auch die kommerziellen Produkte zeigen zumindest bei einigen gemessenen Geschwindigkeiten und Normalkräften schlechtere RPZ-Werte. Tabelle 3: Übersicht über die RPZs, erhalten bei Messungen gegen Beneron^®

Messparameter		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 5	Tesa 51608	Tesa 51616	3M 9343
Geschwindigkeit	Normalkraft	Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Vergleichsbeispiel 5
1 mm/s	5 N	1	1	1	2	4	3	2	7
5 mm/s	5 N	1	2	2	2	7	7	1	5
10 mm/s	5 N	1	2	2	3	5	4	1	3
1 mm/s	10N	1	1	2	2	4	6	2	7
5 mm/s	10 N	1	2	2	2	6	7	3	5
10 mm/s	10 N	1	2	2	3	7	6	1	4
1 mm/s	20 N	1	1	1	2	4	5	2	4
5 mm/s	20 N	1	2	2	2	6	4	1	1
10 mm/s	20 N	1	2	2	2	5	3	1	1

Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 4 auch gegenüber Beneron^® als Reibpartner bei sämtlichen gemessenen Geschwindigkeiten und Normalkräften sehr gute RPZ-Werte ergeben. Die gegenüber Tabelle 2 leicht verschlechterten Werte beruhen vermutlich darauf, dass Beneron^® als Reibpartner eine höhere Haftreibung aufweist. Ferner zeigt sich, dass die erfindungsgemäßen Beispiele 1 bis 4 gleichmäßig niedrige RPZ-Werte aufweisen, und das überraschenderweise nahezu unabhängig von Geschwindigkeit und Normalkraft. Dagegen zeigen die kommerziellen Produkte eine RPZ von 1 oder 2 nur bei bestimmten Bedingungen. Dies ist besonders bemerkenswert, da die Vergleichsbeispiele 3M 9343 und tesa 51616 mehr als die zweifache, beziehungsweise fünffache Dicke aufweisen. Darüber hinaus zeigt das Vergleichsbeispiel Tesa 51608 - das immerhin mehr als doppelt so dick wie die erfindungsgemäßen Beispiele ist - signifikant schlechtere RPZ-Werte.
Beispiel 6: Bestimmung der Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems und Vergleich mit einem kommerziellen Schmiermittelsystem
Der in Beispiel 5 aufgeführte Test an einem Stick-Slip Prüfstand der Firma Zins-Ziegler wurde verwendet, um die Langzeitstabilität des erfindungsgemäßen Schmiermittelsystems bei einer simulierten Laufleistung eines Autos von 60000 km Laufleistung im Vergleich zu dem kommerziellen, nicht erfindungsgemäßen Schmiermittelsystem tesa 51616 zu bestimmen. Dazu werden die RPZ nach 0 km, 20000 km, 40000 km, 60000 km bestimmt. Die hier angegebene RPZ ist der Mittelwert aus den RPZ bei den in Beispiel 5 angegebenen Messparameter (Geschwindigkeit, Normalkraft).

0 km 20000 km 40000 km 60000 km

Beispiel 4 1,0 2,4 2,7 2,9

Tesa 51616 3,4 3,7 4,3 4,3

Claims

Schmiermittelsystem zur Verminderung von Reibegeräuschen, umfassend ein zumindest teilweise in ein Schmiermittel eingebettetes textiles Flächengebilde, wobei das Schmiermittel ein Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundene Seitenketten enthält, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten aufweist, wobei das textile Flächengebilde von dem Kammpolymer physikalisch umschlungen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittelsystem hergestellt wird mit einem Verfahren umfassend folgende Verfahrensschritte: 1. Bereitstellen eines textilen Flächengebildes, 2. Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes mit einer Makromonomer enthaltenden Beschichtungsmasse, wobei das Makromonomer ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, aufweist, 3. Polymerisieren und Vernetzen des Makromonomers zu einem Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundenen Seitenketten, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol aufweist, wobei ein Schmiermittel ausgebildet wird, in dem das textile Flächengebilde unter Ausbildung des Schmiermittelsystems eingebettet wird.
Schmiermittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer zumindest teilweise chemisch, beispielsweise ionisch und/oder kovalent, an das textile Flächengebilde angebunden ist.
Schmiermittelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel bei 20 °C als Feststoff vorliegt.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 10 %, beispielsweise 10 % bis 100 %, vorzugsweise 20 % bis 100 %, noch bevorzugter 50 % bis 100 %, insbesondere 80 % bis 100 % der Wiederholeinheiten der Hauptkette mindestens eine der Seitenketten aufweisen.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerhauptkette ein Molekulargewicht von mindestens 580 g/mol, beispielsweise von 580 g/mol bis 50.000 g/mol, und/oder mindestens 8 Wiederholeinheiten, beispielsweise 8 bis 2000, aufweist.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkette ein Molekulargewicht von mindestens 220 g/mol, beispielsweise von 220 g/mol bis 2500 g/mol, und/oder mindestens 5 Wiederholeinheiten, beispielsweise 5 bis 100, aufweist.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenkette des Kammpolymers ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Estern, Ethern, insbesondere Polyglykolen, Phenylethern, Perfluorpolyethern, Mineralölen, synthetischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Polyalphaolefinen, natürlichen Kohlenwasserstoffen, nativen Ölen und Derivaten von nativen Ölen, Silikonölen, und/oder Gemischen hiervont.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer durch Polymerisieren von polymerisierbaren Funktionalitäten aufweisendem Makromonomer erhalten wird, wobei das Makromonomer zumindest anteilig mehr als eine polymerisierbare Funktionalität, beispielsweise 2 bis 10, bevorzugter 2 bis 5, besonders bevorzugt 2 bis 3, polymerisierbare Funktionalitäten, aufweist.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerisierbaren Funktionalitäten ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Acrylamid-, Acrylat-, Methacrylat- und/oder Vinylether-Funktionalitäten.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde ein Vliesstoff, insbesondere ein Nassvliesstoff, ist.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittelsystem eine Dicke von 60 µm bis 300 µm und/oder ein Gewicht von 50 g/m² bis 300 g/m² aufweist.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde Polyolefinfasern und/oder Polyesterfasern in einem Anteil von 50 Gew.% bis 100 Gew.%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des textilen Flächengebildes, enthält.
Schmiermittelsystem nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Kammpolymer im Schmiermittel 30 Gew.% bis 100 Gew.% beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Schmiermittelsystems nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche umfassend ein zumindest teilweise in ein Schmiermittel eingebettetes textiles Flächengebilde, umfassend folgende Verfahrensschritte: 1. Bereitstellen eines textilen Flächengebildes, 2. Imprägnieren und/oder Beschichten des textilen Flächengebildes mit einer Makromonomer enthaltenden Beschichtungsmasse, wobei das Makromonomer ein Molekulargewicht von mindestens 140 g/mol, aufweist, 3. Polymerisieren und Vernetzen des Makromonomers zu einem Kammpolymer mit einer Polymerhauptkette sowie mehrere an die Polymerhauptkette kovalent angebundenen Seitenketten, wobei mindestens eine der Seitenketten ein Molekulargewicht von mindestens 60 g/mol aufweist, wobei ein Schmiermittel ausgebildet wird, in dem das textile Flächengebilde unter Ausbildung des Schmiermittelsystems eingebettet wird.
Verwendung eines Schmiermittelsystems nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 zur Verminderung von Reibegeräuschen und/oder zur Schmierung und/oder zur Verringerung von Reibung und Verschleiß von sich aneinander reibenden Oberflächen.