DE1940838A1 - Selbsttragende thermoplastische Kunststoffschwerfolie - Google Patents
Selbsttragende thermoplastische KunststoffschwerfolieInfo
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Description
- Selbsttragende thermoplastische Kunststoffschwerfolie Die Erfindung betrifft eine selbsttragende thermoplastische Kunststoffschwerfolie, deren spezifisches Gewicht bei etwa 2,0 bis 2,5 g/cm3 liegt. Aufgrund ihres Gehaltes an thermoplastischen Polymeren läßt sich die Folie ohne weiteres heiß verformen. Sie eignet sich vor allem für Schalldämmzwecke, insbesondere im Kraftfahrzeugbau.
- Es sind bereits thermoplastische Dämpfungsfolien aus Bitume-n, Kunststoffen, Kautschuk und Harzen bekannt. Derartige Folien sind nicht formstabil, so daß sie nur als plane Ware, nicht jedoch in Form vorgefertigter Teile zum Einsatz kommen können.
- Ferner sind gegossene, anschließend gehärtete Dämpfungs-und Dämmfolien aus Kunststoff, z.B. aus gefülltem Polyvinylchloridplastisoi oder aus Polyvinylalkohol bekannt, die jedoch ebenfalls ohne festen Träger nicht formstabil sind und sich daher nicht zur Herstellung vorgefertigter geformter Teile eignen, deren Gestalt bereits an die der Fläche angepasst ist, auf welche sie später aufgebracht Werden sollen.
- Es gibt zwar bereits Formteile aus Polyvinylchlorid-oder Polyurethanschaumstoffen, die durch Einschäumen in geeignete Formen hergestellt werden und im Kraft fahrzeugbau beispielsweise zur Auskleidung des Innenraums Verwendung finden, wo durch den Einsatz von halbstarren Schäumen die Folgen eines Aufpralls bei Unfällen gemildert werden sollen, insbesondere also zur Verblendung von Armaturbrettern, Türen, Dachpfosten und dergleichen.
- Derartige Formteile besitzen zwar auch gewisse -Schalldämmeigenschaften, doch erreichen sie aufgrund von Masse-Feder-Resonanzen nicht annähernd die ihnen nach ihrem Einsatzgewicht gemäss dem Berger'schen Gesetz zuzuordnenden Werte.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material zu entwickeln, das die Vorteile der vorgenannten Materialien in sich vereinigt, d.-h. sich -zu vorgef-ertigten selbst tragenden Formteilen verarbeiten lässt und das verglichen mit Schaumstoffen bei verhältnismässig geringem Platzbedarf (ger!lnger Schichtdicke3 optimale Schalldämmwerte erreicht.
- Gegenstand der Erfindung ist eine Kunststoffschwerfolie der eingangs definierten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie etwa 10 bis 40 Gew.% eines Xthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren mit einem Vinylacetatgehalt vod 10 bis 45, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.% und etwa 60 bis 90 Gew.% anorganische Füllstoffe enthält. Der erforderliche Vinylacetatgehalt kann dabei auch in der Weise erreicht werden, dass man zwei Mischpolymere mit unterschiedlichem Vinylacetatgehalt im geeigneten Verhältnis miteinander mischt. Als Füllstoffe finden vorzugsweise anorganische Materialien verhältnismässig hohen spezifischen Gewichts wie Ruß, Schwerspat, Kreide, Glimmer, Schiefermehl, Asbestmehl oder Bleierze Verwendung. Zur Verbesserung der Verformbarkeit und zur Erhöhung der Kälteelastizität kann die Folie gegebenenfalls bis zu 10 Gew.% eines herkömmlichen Weichmachers, z.B. eines Phthalates wie Dioctylphthalat enthalten. Andererseits kann die Folie auch bis zu etwa 10 Gew.% eines Harzes, z.B. eines Phenolformaldehydharzes enthalten, wenn ea fUr einen bestimmten Einsatzzweck erwllnscht ist, den Erweichungspunkt der Folie zu erhöhen.
- Folienabfälle, z.B. Schnittreste, können ohen weiteres erneut mitverarbeitet werden, so dass keine Verluste entstehen.
- Trotz des relativ hohen Füllstoffanteils von bis zu 90 Gew.% wird überraschenderweise ein Produkt erhalten, das nicht nur gute Form- und Temperaturbeständigkeit, sondern auch hohe Elastizität aufweist. Zur Erzielung dieser Eigenschaften ist es wesentlich, den oben angegebenden Vinylacetatgehalt ffir das Äthylen/Vinylacetat-Miscllpolymere einzuhalten, da bei einem zu niedrigen Vinylacetatgehalt ein Produkt erhalten wird, dessen Elastizität und Verformbarkeit unzureichend sind, während bei zu hohem Vinylacetatgehalt Folien entstehen, deren Formstabilität nicht mehr Die erfindungsgemässe Kunststoffschwerfolie lässt sich bei Temperaturen oberhalb 1100C nach den verschiedenen an sich bekannten Verfahren thermoplastisch verformen. Die Schrumpfung bei der Verrormung ist äusserst gering und liegt maximal bei etwa 1 %. Beispielsweise kann die Verformung im Tiefziehverfahren erfolgen. Ein besonders günstiges Verfahren ist das sogenannte "Handtuchverfahren", bei dem die erhitzte Folie sich unter ihrem eigenen Genicht an eine darunter befindliche Fläche anlegt. Bei der Fläche kann es sich beispielsweise um das Karosserieblechteil eines Kraftfahrzeuges handeln, auf das das vorgeformte Teil aus der Kunststoffschwerrolie später aurgebracht werden soll.
- Die vorgeformten Teile aus der erfindungegemässen Folie sind bis etwa 1100C formstabil; wenn sie auf ein Trägerblech aufgebracht sind, können sie sogar bis auf. etwa 2000C erhitzt werden, ohne dass ein Fliessen der Folie ein tritt.
- Die erfindungsgemässe Kunststorfschwerfolie ist nicht entflammbar (Schwenkbrennertest nach DIN 53 382), weist gute chemische Beständigkeit gegen Wasser, Salzwasser, verdünnte Säuren und Laugen sowie gegen Öl und Benzin auf und ist deshalb für eine Verwendung im Kraftfahrzeugbau besonders geeignet. Es kommt hinzu, dass das Material hohe mechanische Festigkeit, insbesondere gegen Bruch und Einreissen aufweist.
- Besonders Uberraschend sind die hervorragenden akustischen Eigenschaften der erfindungsgemässen Folie, Die mittlere Schalldämmzahl R (gemessen in dB) ist nach dem Berger'schen Gesetz bei senkrechtem Schalleinfall dem Logarithmus des Wandgewichtes (gemessen in kg/m²) direkt proportional.
- Eine Betrachtung der Theoretischen Kurve zeigt, dass bei einer Verdoppelung des Wandgewichtes eine Erhöhung der Schalldämmzahl um etwa 5 bis 6 dB zu erwarten ist. Die bislang bekannten Schalldämmmaterialien liegen, zumindest huber einen erheblichen Teil des physiologisch bedeutsamen Frequ?nzbereiches von 160 bis 10.000 Hz, erheblich unter diesem theoretisch zu erwartenden Wert. Wie aus der beiliegenden graphlsctlen Darstellung ersichtlich, zeigt eine erfindungsgemäss zusammengesetzte Kunststoffschwerfolie gegenüber den theoretischen Werten des Berger' schen Gesetzes irn gesamten hier interessierenden Frequenzbereich keine n EinbrUche", sondern übertrifft sogar die theoretisch zu erwartenden Dämmwerte in einem weiten Frequenzbereich ganz erheblich. Die erzielbare Verbesserung liegt dabei gerade in dem für den Kraftfahrzeugbau besonders wichtigen Frequenzbereich. Da bei Verbrennungsmotoren, insbesondere bei den im grossen Umfang zum Einsatz gelangenden Vierzylindermotoren, der Massenausgleich zweiter Ordnung nur annäherungsweise gelöst ist, treten im Bereich von 100 bis 500 Hz besunders störende Vibrationen auf. Schalldämmmaterialien, die zur Luftschalldämmung im Kraftfahrzeugbau Verwendung finden sollen, müssen deshalb besonders in diesem Frequenzbereich günstige Werte für die Verbesserung der Schalldämmung gegenüber einfachem Stahlblech aufweisen Ein weiterer wichtiger Frequenzbereich liegt zwischen 800 bis 1 600 Hz, da aufgrund neuerer wissenschaftlicher Veröf fentl iciiungen Schallschwingungen in diesem Gebiet physiologisch und psychologisctl besonders abträglicn sind.
- Der in der graphischen Darstellung wiedergegebenen Messkurve liegt eine Versuchsreihe zugrunde, bei der ein 0,88 mm dickes Stahlblech mit einem Wandgewicht von 6,9 kg,/m' mit einer erfindungsgemässen Folie von 3 mm 2 Dicke beschichtet wurde, deren Gewicht 7,0 kg/m betrug.
- I)ie Zusammensetzung der Folie war wie folgt: 20 Gew.% Äthylen/Vinylacetat Mischpolymeres mit einem Vinylacetatgehalt von 22,5 Gew.% (Gemisch von 3 Teilen Polymerem mit 15 Gew. Vinylacetat und 1 Teil Polymerem mit 45 Gew. Vinylacetat) 80 Gew.% Füllstoffe (Gemisch von Ruß, BaSO4, Schiefermehl, Glimmer, Asbestmetil).
- Die Schalldämmung vor und nach der Beschichtung wurde in einem Apamat-Schallprüfgerät (Hersteller Fa. Interkeller, Zürich, Schweiz) bei verschiedenen Frequenzen gemessen.
- Die Messkurve zeigt, dass die gefundenen Werte bis zu einem Frequenzwert von 1 600 Hz obertlalb der nach dem Berger@schen Gesetz zu erwartenden Verbesserung liegen und im höheren Bereicr etwa den theoretiscti zu erwartenden Werten entsprechen.
- Aufgrund ihrer besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften sind die erfindungsgemässen Folien für eine Verwendung im Kraftfahrzeugbau besonders geeignet. Für eine Auskleidung von Motor- und Kofferraum sind ihre gute Temperaturbeständigkeit, insbesondere die Formstabilität im Bereich von etwa -40 bis +1100C sowie ihre chemtsowie Widerstandsfähigkeit neben den hervorragenden Schalldämmeigenschaften von Bedeutung. Eine weitere Verbesserung der chemischen Eigenschaften kann erfindungsgemäss beisjiiels weise dadurch erreicht werden, dass man die AussenflKche der Kunststoffschwerfolie mit einer dünnen Polyamidfolie beschichtet oder mit einem Polyamidharz besprüht. Fertigungstechnisch ist es von besonderer Bedeutung, dass dem Kraftfahrzeughersteller das Dämmaterial bereits in vor geformter und/oder gestanzter Form zur Verfuegung gestellt werden kann und sich ohne weiteres bei Temperaturen von 110 bis 2000C auf blankes und grundiertes (lackiertes) Blech aufkleben oder aufschmelzen lässt. Dies wird erstmalig dadurch möglich, dass das Material selbsttragend und formbeständig ist und selbst bei höheren Temperaturen keine Neigung zum Fliessen zeigt. Auf einem Trägerblech zeigt sich bis zu Temperaturen von 18000 weder senkrecht noch Uber Kopf eine Fliessneigung.
- Bei einer Verwendung des erfindungsgemässen Materials im Kraftfahrzeuginnenraum kann man nicht nur eine gute Schallisolierung durch Beschichtung der Stirnwand oder der Kofferraumwand benz. des Bodens erreichen, sondern darUber hinaus auch Formteile, z.B. eine unterhalb des Armaturenbretts zu befestigende Ablageschale, eine auf den Tunnel auf setzbare Schale oder Schalthebelabdeckungen herstellen.
- Dabei ist es möglich, die erfindüngsgemässe Kunststoffschwerfolie durch Beflockung mit Fasern, Beschichtung mit Kunststoffolien oder Schaumstoffolien, Vliesen oder aeweben oder durch Besprühen mit Kunstharzen, vorzugsweise Polyamiden, oberflächlich zu kaschieren und bestimmte OberfläcIieneigenschaften zu erzielen. Die Kaschierung kann dabei farbig und/oder geprägt bezw. genarbt sein. Damit lassen sich praktisch beliebige physikalische Oberflächeneigenschaften sowie ein bestimmtes Aussehen entsprechend der sonstigen Innenausstattung des Kraftrahrzeuges erzielen.
Claims (7)
1. Selbsttragende thermoplastische Irunststoffschwerfolie mit einem
spezifischen Gewicht von etwa 2,0 bis 2,5 g/cm insbesondere für Schalldämmzwecke,
dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 10 bis 40 Gew.% eines Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren
mit eine Vinylacetatgehalt von 10 bis 5, vorzugsweise 15 bis 30 Gew.» und etwa 60
bis 90 Gew.% anorganischer Füllstoffe enthält.
2. Kunststoffschwerfolie gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als Füllstoffe Ruß, Schwerspat, Kreide, Glimmer, Schiefermehl, Asbestmehl,
Bleierze oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Stoffe enthält.
3. Kunststoffschwerfolie gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ferner bis zu 10 Gew.%, bezogen auf die Grundmischung, eines Weichmachers
enthält.
4. Kunststoffschwerfolie nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ferner bis zu 10 Gew.%, bezogen auf die Grundmischung, eines Phenolharzes
enthält.
5. Kunststotfschwerfolie nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß sie etwa 1 bis 10 mm dick ist.
6. Kunststoffschwerfolie nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß sie durch Beflockung mit Fasern, durch Beschichtung mit Kunststoffolien oder
Schauinstoffolien, Vliesen oder Geweben oder durch Spritzen mit Kunstharzen, vorzugsweise
Polyamiden, kaschiert ist.
7. Kunststoffschwerfolie nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kaschierung farbig und/oder geprägt bzw. genarbt ist.
L e e r s e i t e
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-
1969
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