DE19712472C2 - Verfahren zum Herstellen eines Schwerschichtformteils zur Körperschalldämmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schwerschichtformteils zur Körperschalldämmung bei Kraftfahrzeugen.

Schwerschichtformteile zur Körperschalldämmung bei Kraftfahrzeugen, aus einem mit einem Schwerfüllstoff gefüllten Kunststoff sind beispielsweise aus DE 37 34 312 C2 bekannt. Sie sind als Spritzgußteile hergestellt.

Beispielsweise aus DE 34 38 368 A1 ist die Verwendung von partikelförmigem Recyclingmaterial zusammen mit Kunstharz zur Bildung von Schallisolierplatten bekannt.

In der Kraftfahrzeugtechnik werden Schwerschichtformteile insbesondere zur Dämmung des Fahrgastraums gegen Motorgeräusche oder Fahrgeräusche, die vom Abrollen der Reifen auf der Fahrbahn erzeugt werden, eingesetzt. Derartige Schwerschichtformteile werden aus einem spaltextrudierten Platten- oder Flachbahnmaterial gestanzt. Die gestanzten Teile werden anschließend thermoplastisch verformt. Das thermoplastischverformbare Material enthält neben Schwerfüllstoffen üblicherweise Ethylenpropylendien-Kautschuk (EPDM). Durch das Stanzen des extrudierten Platten- oder Flachbahnmaterials entstehen große Mengen von Abfall, die entweder entsorgt oder in aufwendiger Weise einer erneuten Verwendung zugeführt werden müssen. Das in der vorstehenden Weise hergestellte Schwerschichtformteil ist thermisch instabil.

Der vorliegenden Erfindung liegt hiervon ausgehend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Schwerschichtformteils zur Körperschalldämmung bereitzustellen, bei dem unter hoher Ausnutzung der Ausgangsmaterialien das Schwerschichtformteil quasi abfallfrei herstellbar und nach seiner Herstellung thermisch formstabil ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung wird vorgeschlagen, auf das Stanzen eines extrudierten Platten- oder Flachbahnmaterials und ein anschließendes thermoplastisches Verformen zu verzichten, und stattdessen ausgehend von einem Schwerschichtgranulat mit einem geeigneten Elastomerbindemittel eine nicht reversible chemische Vernetzungsreaktion in einer Prägeform herbeizuführen, die der erwünschten Form des herzustellenden insbesondere gummielastischen Schwerschichtformteils entspricht, so dass im Zuge der chemischen Vernetzungsreaktion in der Prägeform zugleich die Gestalt des Formteils dauerhaft festgelegt wird. Ein erfindungsgemäßes Schwerschichtformteil ist unter 100%-iger Materialausnutzung ohne jeden Abfall herstellbar. Infolge der chemischen Vernetzungs- bzw. Vulkanisierungsreaktion ergibt sich ein temperaturbeständiges Formteil mit hoher Temperaturbeständigkeit.

Ein ganz besonders wesentlicher Vorteil ist darin zu sehen, dass nach der Erfindung sehr dünnwandige Formteile hergestellt werden können, da das erschmolzene Schwerschichtgranulat innerhalb der Prägeform an alle Stellen und auch in sehr schmale Spalte fließen kann. Einem thermoplastischen Tiefziehverfahren sind hier Grenzen gesetzt.

Das Elastomerbindemittel umfasst vorzugsweise eine Mischung aus Styrolbutadien (SBR) und Nitrilbutadien (NBR) (Kautschuk). Als Schwerfüllstoff hat sich Schwerspat (BaSO₂) bewährt.

In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird recyceltes Kunststoffgranulat verwendet, das in Form von Gummi, Schaumstoff und auch thermoplastischen Stoffen zugesetzt werden kann. Es erweist sich desweiteren als vorteilhaft, wenn Verarbeitungshilfsmittel, wie Wachse oder Fließmittel, zugesetzt werden.

Zum Herstellen eines aktiven Schwerschichtgranulats werden in einem sog. Innenmischer oder Kneter die verschiedener Ausgangsstoffe in vorzugsweise mehreren Stufen innig vermischt. Ein mit einem Aktivatormittel (CBS, DPG) versetztes auf Schwefelbasis vernetzbares Elastomerbindemittel in Form von NBR/SBR wird in Block- oder Fellform in den Innenmischer eingebracht. Es wird desweiteren Schwerspat sowie Recyclinggranulat und Verarbeitungshilfsmittel zugegeben. Diese Schwerschichtmischung wird vermischt, wobei durch die hierbei auftretenden Knet-, Walk- und Scherkräfte eine solche Temperaturerhöhung entstehen kann, dass sich eine Kühlung des Innenmischers empfiehlt.

Nach dem innigen Vermischen wird die Schwerschichtmischung in Form einer hochviskosen klumpigen Masse aus dem Innenmischer entnommen und in einem Granulator in etwa 8 mm große Granulatpartikel zermahlen. Das auf diese Weise gebildete Schwerschichtgranulat wird in eine beheizbare Prägeform eingebracht und durch Erhitzen der Prägeform verflüssigt, damit es in der Prägeform fließen kann. Dabei findet eine chemische Vernetzungsreaktion des elastomeren Bindemittels unterstützt durch den Aktivator statt. Prägedruck, Prägetemperatur und Prägezeit bestimmen sich dabei durch die Art des Schwerschichtgranulats. Bei den vorstehend erwähnten Materialien wird vorzugsweise ein Prägedruck von mindestens 150 bar, eine Temperatur von 170°C und eine Prägezeit von 2 min. gewählt. Nach Beendigung des Formvorgangs wird das Teil aus der Form entnommen und ist nach dem Abkühlen zur vorgesehenen Verwendung einsetzbar.

Eine bevorzugte Schwerschichtmischung setzt sich folgendermaßen zusammen: 20 Gew.-% NBR/SBR, 60 Gew.-% Schwerspat, 16 Gew.-% Recyclinggranulat und 4 Gew.-% Verarbeitungshilfsmittel.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen eines Schwerschichtformteils zur Körperschalldämmung bei Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• - inniges Vermischen eines Schwerfüllstoffs mit einem Elastomerbindemittel und mit einem Kunststoffgranulat in einer Misch- oder Knetvorrichtung, zum Bilden einer hochviskosen klumpigen Masse,
• - Zermahlen der hochviskosen klumpigen Masse in einem Granulator zu 2-15 mm großen Schwerschichtgranulatpartikeln,
• - Einbringen des Schwerschichtgranulats in eine beheizbare Form,
• - Erhitzen der Form, so dass das Schwerschichtgranulat schmilzt und in der Form fliesst und das Elastomerbindemittel zur Bildung des Formteils eine Vernetzungsreaktion unter Anliegen eines Verdichtungsdrucks von wenigstens 150 bar ausführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Prägetemperatur von 150° bis 190°C.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Prägezeit von 1 min bis 10 min.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hochviskose Masse in dem Granulator zu 5-10 mm großen Schwerschichtgranulatpartikeln zermahlen wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass recyceltes Kunststoffgranulat verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwandte Elastomerbindemittel Styrolbutadien-Rubber (SBR) umfasst.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwandte Elastomerbindemittel Nitrilbutadien-Rubber (NBR) umfasst.

8. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verwandte Elastomerbindemittel eine Mischung aus Nitrilbutadien-Rubber (NBR) und Styrolbutadien-Rubber (SBR) umfasst.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verwandte Schwerfüllstoff Schwerspat (BaSO₂) umfasst.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schwerschichtgranulat Verarbeitungshilfsmittel, wie Wachse, Fliessmittel, beigegeben werden.