DE1940838C3 - Verwendung einer selbsttragenden thermoplastischen, gegebenenfalls kaschierten Kunststoffschwerfolie für die Schalldämmung - Google Patents
Verwendung einer selbsttragenden thermoplastischen, gegebenenfalls kaschierten Kunststoffschwerfolie für die SchalldämmungInfo
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Description
30
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer selbsttragenden thermon lastisch en, gegebenenfalls kaschierten Kunststoffschwerfolie für d>i Schalldämmung,
insbesondere im Kraftfahrzeugbau.
Es sind bereits thermoplastische Dciipfungsfolien aus
Bitumen, Kunststoffen, Kautschuk oder Harzen bekannt. Derartige Folien sind nicht formstabil, so daß sie
nur als plane Ware, nicht jedoch in Form vorgefertigter Teile zum Einsatz kommen können. Die Verformung
kann ausschließlich in situ erfolgen.
Ferner sind gegossene, anschließend gehärtete Dämpfungs- und Dämmfolien aus Kunststoff, z. B. aus
gefülltem Polyvinylchloridplastisol 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 weiche sie später aufgebracht werden sollen.
Es gibt zwar bereits Formteile aus Polyvinylchloridoder Polyurethanschaumstoffen, die durch Einschäumen so
in geeignete Formen hergestellt werden und im Kraftfahrzeugbau beispielsweise zur Auskleidung des
Innenraumes Verwendung finden, wo durch den Einsatz von halbstarren Schäumen die Folgen eines Aufpralls
bei Unfällen gemildert werden sollen, insbesondere also zur Verblendung von Armaturenbrettern, Türen, Dachpfosten u. dgl. Derartige Formteile besitzen zwar auch
gewisse Schalldämmeigenschaften, jedoch erreichen sie auf Grund von Masse-Feder-Resonanzen nicht annähernd die ihnen nach ihrem Einsatzgewicht gemäß dem ω
Bergerschen Gesetz zuzuordnenden Werte. Darüber hinaus ist eine merkliche Schalldämmung wegen des
niedrigen spezifischen Gewichtes nur bei großen Schichtstärken erreichbar; hierfür steht, insbesondere
im Kraftfahrzeugbau, der notwendige Platz in der Regel » > nicht zur Verfügung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material zu entwickeln, das die Vorteile der vorgenannten Materialien in sich vereinigt, d,hr sich zu
vorgefertigten, selbsttragenden Formteilen verarbeiten läßt, und das, verglichen mit Schaumstoffen, bei
verhältnismäßig geringem Platzbedarf (geringer Schichtdicke) optimale Schalldlmmwerte erreicht
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer selbsttragenden thermoplastischen, gegebenenfalls kaschierten
Kunststoffschwerfolie mit einem spezifischen Gewicht von etwa 2,0 bis 2,5 g/cm3, die als Gpindmischung
10 bis 40 Gew-% eines Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren
mit einem Vinylacetat-Gehalt von 10 bis 45 Gew.-% und 60 bis 90 Gew.-% anorganische
schwere Füllstoffe enthält, für die Schalldämmung. Der erforderliche Vinylacetat-Gehalt kann dabei auch in der
Weise erreicht werden, daß man zwei Mischpolymere mit unterschiedlichem Vinylacetat-Gehalt im geeigneten Verhältnis miteinander mischt
Vinylacetatcopolymere, insbesondere auch Mischpolymere mit Äthylen, sind als solche bereits bekannt und
haben unter anderem zur Herstellung von Folien oder Formteilen Verwendung gefunden. Daraus konnte
jedoch nicht abgeleitet werden, daß Äthylen/Vinylacetat-MischpoIymere mit einem bestimmten Vinylacetat-Gehalt sich mit bis zu 90 Gew.-% anorganischen
schweren Füllstoffen füllen lassen, ohne ihre thermoplastische Verformbarkeit einzubüßen. Vollkommen unerwartet war darüber hjnaus, daß das erfindungsgemäß
verwendete Material ganz überraschend gute Schalldämmeigenschaften aufweist und in dieser Hinsicht die
theoretisch von einem Material der entsprechenden Schichtstärke zu erwartenden Werte noch erheblich
übertrifft
Als Füllstoffe finden anorganische Materialien verhältnismäßig hohen spezifischen Gewichtes, z. B.
Schwerspat, Kreide, Glimmer, Schiefermehl, Asbestmehl oder Bleierze oder Gemische derselben Verwendung, wobei diesen auch leichtere Füllstoffe, wie Ruß,
zugesetzt werden können. Zur Verbesserung der Verformbarkeit und zur Erhöhung der Kälteelastizität
kann die Folie gegebenenfalls bis zu JO Gew.-% eines herkömmlichen Weichmachers, z. B. eines Phthalats,
wie Dioctylphthalat, enthalten. Andererseits kann die Folie auch bis zu etwa 10 Gew.-% eines Harzes, z. B.
eines Phenol/Formaldehyd-Harzes, enthalten, wenn es für einen bestimmten Einsatzzweck erwünscht ist, den
Erweichungspunkt der Folie zu erhöhen. Folienabfälle, z. B. Schnittreste, können ohne 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 angegebenen Vinylacetat-Gehalt für das Äthylen/
Vinylacetat-Mischpolymere einzuhalten, da bei einem zu niedrigen Vinylacetat-Gehalt ein Produkt erhalten
wird, dessen Elastizität und Verformbarkeit unzureichend sind, während bei zu hohem Vinylacetat-Gehalt
Folien entstehen, deren Formstabilität nicht mehr ausreicht
Die Kunststoffschwerfolie läßt sich bei Temperaturen oberhalb ItO0C nach den verschiedenen an sich
bekannten Verfahren thermoplastisch verformen. Die Schrumpfung bei der Verformung ist äußerst gering und
liegt maximal bei etwa 1%. Beispielsweise kann die Verformung im Tiefziehverfahren erfolgen. Ein anderes
besonders günstiges Verfahren ist das sogenannte »Handtuchverfahren>
<, bei dem die erhitzte Folie sich
unter ihrem eigenen Gewicht an eine darunter befindliche Fische anlegt. Bei der Fliehe kann es sich
beispielsweise um das Karosserieblechteil eines Kraftfahrzeugs
handeln, auf das das vorgeformte Teil aus der Kunststoffschwerfolie später aufgebracht werden soll,
Die vorgeformten Teile sind bis etwa H0°C formstabil; wenn sie auf ein Trägerblech aufgebracht
sind, können sie sogar bis auf etwa 200° C erhitzt werden, ohne daß ein Fließen der Folie eintritt
Die erfindungsgemäß verwendete Kunststoffschwer- ι ο folie 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 überraschend sind die hervorragenden akustischen Eigenschaften der erfindungsgemäß verv/endeten
Folie. Die mittlere Sclialldämmzahl R (gemessen in db) ist nach dem Bergerschen Qssetz 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 Schalldämmalerialien liegen,
zumindest über einen erheblichen Teil des physiologisch bedeutsamen Frequenzbereiches von 160 bis 10 000 Hz,
erheblich unter diesem theoretisch zu erwartenden Wert Wie aus der graphischen Darstellung ersichtlich,
zeigen die erfindungsgemäß verwendeten Kunststoffschwerfolien gegenüber den theoretischen Werten des
Bergerschen Gesetzes im gesamten hier interessierenden Frequenzbereich keine »Einbrüche«, sondern
übertreffen sogar die theoretisch zu erwartenden Dämmwerte in einem weiten Frequenzbereich ganz
erheblich. Die erzielbare Verbesserung liegt dabei gerade in d^m für den Kraftfahrzeugbau besonders w
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 300Hz besonders störende Vibrationen auf. Schalldämmaterialien,
die zur Luftschalldämmung im Kraftfahrzeugbau Verwendung finden sollen, müssen deshalb besonders in
diesem Frequenzbereich günstige Werte für die Verbesserung der Schalldämmung gegenüber einfaehern
Stahlblech aufweisen. Ein weiterer wichtiger Frequenzbereich liegt zwischen 800 bis 1600 Hz, da auf
Grund neuerer wissenschaftlicher Veröffentlichungen Schallschwingungen in diesem Gebiet physiologisch und
psychologisch besonders abträglich 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/cm2 mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden
Folie von 3 mm Dicke beschichtet wurde, deren f>o
Gewicht 7,0 kg/m' betrug. Die Zusammensetzung der Folie war wie folgt:
20 GeW1-1Ii) Äthylen/Vinylaeetat-Mischpolymeres
mit einem Vinylacetat-GehaU von 22,5 Gew,'%
(Gemisch von 3 Teilen Polyrnerem mit 15 Gew,-%
Vinylacetat und 1 Teil Polymerem mit 45 Gew,-% Vinylacetat),
80 Gew,-% Füllstoffe (Gemisch von Ruß, BaSO4,
Schiefermehl, Glimmer, Asbestmehl),
Die Schalldämmung vor und nach der Beschichtung wurde in einem Apamat-Schallprüfgerät (Hersteller
Firma Interkellner, Zürich, Schweiz) bei verschiedenen Frequenzen gemessen. Die Meßkurve zeigt, daß die
gefundenen Werte bis zu einem Frequenzwert von 1600 Hz oberhalb der nach dem Bergerschen Gesetz zu
erwartenden Verbesserung liegen und im höheren Bereich etwa den theoretisch zu erwartenden Werten
entsprechen.
Auf Grund ihrer besonderen chemischen und physikalischen Eigenschaften sind die Folien für eine
Verwendung im Kraftfahrzeugbau blondere geeignet Für eine Auskleidung von Motor- oder Kofferraum sind
ihre gute Temperaturbeständigkeit insbesondere die Formstabilität im Bereich von etwa -40 bis +1100C
sowie ihre chemische Widerstandsfähigkeit neben den hervorragenden Schalldämmeigenschaften von Bedeutung.
Eine weitere Verbesserung der chemischen Eigenschaften kann beispielsweise dadurch erreicht
werden, daß man die Außenfläche der erfindungsgemäß zu verwendenden Kunststoffschwerfolie mit einer
dünnen Polyamidfolie beschichtet oder mit einem Polyamidharz besprüht Fertigungstechnisch ist es von
besonderer Bedeutung, daß dem Kraftfahrzeughersteller das Dämmaterial bereits in vorgeformter und/oder
gestanzter Form zur Verfügung gestellt wird 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 1800C weder
senkrecht noch über Kopf eine Fließneigung.
Bei einer Verwendung des Materials im Kraftfahrzeuginnenraum
kann man nicht nur eine gute Schallisolierung durch Beschichtung der Stirnwand oder der
Kofferraumwand bzw. des Bodens erreichen, sondern darüber hinaus auch Formteile, z. B. eine unterhalb des
Armaturenbrettes zu befestigende Ablageschale, eine auf den Tunnel aufsetzbare Schale oder Schalthebelabdeckungen
herstellen. Dabei ist es möglich, die erfindungsgemäß zu verwendende Kunststoffschwerfolie
durch Beflockung mit Fasern, Beschichtung mit Kunststoffolien oder Schaumstoffolien, Vliesen oder
Geweben oder durch Besprühen mit Kunstharzen, vorzugsweise Polyamiden, oberflächlich zn kaschieren
und bestimmte Oberflächeneigenschaften zu erzielen. Die Kaschierung kann dabei farbig und/oder geprägt
bzw. genarbt sein. Damit lassen sich praktisch beliebige physikalische Obe^lächeneigenschaften sowie ein bestimmtes
Aussehen entsprechend der sonstigen Innenausstattung des Kraftfahrzeugs erzielen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verwendung einer selbsttragenden thermoplastischen, gegebenenfalls kaschierten Kunststoff-
schwerfolie mit einem spezifischen Gewicht von etwa 2,0 bis 2,5 g/cmj, die als Grundmischung 10 bis
40 Gew.-% eines Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren mit einem Vinylacetat-Gehalt von 10 bis 45
Gew-% und 60 bis 90 Gew,-% anorganische schwere Fallstoffe enthält, für die Schalldämmung.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschwerfolie ein
Gemisch aus zwei Äthylen/Vinylacetat-Mischpolymeren mit unterschiedlichem Vinylacetat-Gehalt im
geeigneten Verhältnis enthält.
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschwerfolie ferner bis zu 10 Gew.-°/o, bezogen auf die Grundmischung, eines Phenolharzes enthält.
4. Verwendung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffschwerfolie in
üblicher Weise durch Beflockung mit Fasern, durch Beschichtung mit Kunststoffolien oder Schaumstofffolien, Vliesen oder Geweben oder durch Spritzen
mit Kunstharzen kaschiert ist.
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