Schalldämmende und wärmeisolierende Matte für Kraftfahrzege' Die Erfindung bezieht sich auf eine schalldämmende und wärmeisolierende Matte aus elastomerem Material für Kraftfahrzeuge.

Bekannt sind schalidämmende und wärmeisolierende aus elastomerem Material bestehende Matten für Eraftfahrzeugwandungen, insbesondere zwischen Motor- und F.ahrgastraum, wobei das Elastomer einen hohen Gehalt an spezifisch schweren, flammwidrigen und anderen Füll-.stoffen enthält, die Matte in Formen herstellbar, in der Gestaltung der Kraftfahrzeugwandung angepaßt ist und gegebenenfalls eine Folienbeschichtung-and eine Oberflächenmusterung aufweist. Bei diesen Matten werden-in der Regel als Elastomere P.oiyätherurethanschäume verwendet. Nachteilig ist hierbei, daß der dafür erforderliche For.menpark einen beträchtlichen Aufwand mit sich bringt, da derartige Schäume im Gießverfahren verarbeitet werden müssen und daher Hohlformen erfordern. Als'spezifisch schwere Stoffe werden vor allem Bariumverbindungen eingesetzt.

Ferner können zusätzlich Eisenoxid, Beioxid und andere, übliche Füllstoffe Verwendung finden.

Diese Matten haben den Nachteil, daß sie bei tiefen Temperaturen stark verhärten. So tritt bei Polyurethanschäumen im allgemeinen bei -40°C eine Verhärtung gegenüber +20° C um den Faktor 8-10 auf. Ferner ist von Nachteil, daß derartige aus Schaumstoffen bestehende Matten eine verhältnismäßig dicke Wandstärke erfordern, um trotz des hohen Füllungsgrades an spezifisch schweren Füllstoffen das gewünschte Flächengewicht, das für eine gute Körperschalldämmung erforderlich ist, zu erreichen. Darüber hinaus ist ein Tiefziehvorgang entwe der gar nicht oder nur unter erschwerten Umständen möglich. Die Schaumstoffe müssen außerdem durch eine quellbeständige Folie abgedeckt werden1 da sie-sich sonst bei Einfluß von Kraftstoff vollsaugen und damit über längere Zeit eine Gefahrenquelle darstellen würden.

Bekannt sind außerdem tiefgezogene thermoplastische Materialien mit hoher Schwerspatfüllung. Diese zeigen aher ebenfalls Eigenschaften mit einer starken Temperaturabhängigkeit, insbesondere ungenügende Standfestigkeit bei hohen Temperaturen. Diese Materialien sind außerdem häufig nicht genügend quellbeständig.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend umrissenen Nachteile zu beseitigen. Insbesondere soll eine gute Tiefziehfähigkeit, eine Temperaturunempfindlichkeit der Eigenschaften bis in einen Temperaturbereich von -40 und + 120 C erreichbar sein und schließlich auch eine Wandstärke der gesamten Schalldämm-Matte unterhalb 5 mm ermöglicht werden.

Als überraschende und einfache Lösung wurde erfindungsgemäß gefunden, daß es möglich ist, das in der bekannten Matte vorgesehene Elastomer durch eine vulkanisierte, mit Schwerspat hochgefüllte Kautschukmischung zu ersetzen, welche im unvulkanisierten Zustand noch tiefziehfähig ist und damit in die gewünschte räumliche Gestaltung gebracht werden kann. Bei dem erforderlichen hohen Füllungsgrad ist die Tiefziehfähigkeit nur mit Naturkautschuk oder trans-1,5-Polypentenamer oder mit Elastomerzusammensetzungen, die neben Naturkautschuk bzw. trans-1 , 5-Polypentenamer maximal 30 Yo andere Synthesekautschuke (bezogen auf Gesamtelastomer) enthalten,- zu erreichen.

Der Grund für die Eignung gerade dieser beiden Kautschuktypen dürfte in ihrer-hohen Dehnungskristallisation im unvulkanisierten Zustand liegen-. Dadurch läßt - sich auch bei extrem hohen Füllungsgraden noch eine für die-Verarbeitung erforderliche Festigkeit erreichen. Das trans-1,5-Polypentenamer weist allerdings in der Verarbeitllng und preislich starke Nachteile gegenüber- Naturkautschuk auf. Es war-überraschend, daß bei so einem hohen Füllungsgrad und den extremen Anforderungen hinsichtlich der Temperaturspanne, der Quellbeständigkeit und der Flammbeständigkeit die Anwendung von Naturkautschuk zu einem so wirksamen Erfolg führt.

Die Schichtdicke der Natten-kann in diesem Zusammenhang etwa bei 4 mm liegen, wobei eine Mindestdichte von etwa 2,o g/cm3 erreicht wird. Dadurch kann eine erhebliche Schalldämmung erreicht werden, die sich in einem Frequenzbereich von 50-bis 50oowHz auf etwa 5 Dezibel ermitteln läßt, in einigen Frequenzbereichen sogar auf lo Dezibel ansteigt.

Falls es die Anforderungen wunschenswert erscheinen lassen, kann eine zusätzliche Schicht aus Polyätherurethanschaum zur Anwendung kommen, die wiederum mit einer dünnen Plastomerfolie wie z.B. PVC oder Polyäthylen festhaftend verbunden sein kann. Die Schaumschicht dient in erster Linie dazu, die Wärmeisolierung zu verbessern. Außerdem ist es möglich, auf der der Fahrzeugwandung zugekehrten Seite eine Klebschicht vorzusehen, Diese kann als Haft- oder Schmelzkleberschicht ausgebildet sein und daher das Befestigen einer solchen Matte im Kraftfahrzeugraum wesentlich vereinfachen. Auch diese Maßnahme führt zu einer Steigerung der Körperschalldämmung.

Die Matte kann weiter dadurch verbessert werden, daß eine Folie an der dem Fahrzeuginnern zugekehrten Seite vorgesehen ist, die z.B. aus einem Gemisch aus PVC, Butadien-Acrylnitril-Polymerisat und Polychloropren besteht. Diese Schicht kann eine Stärke von o,2bis o,6 mm aufweisen. Die Grenzen der genannten Komponenten in dieser elastomeren Schicht liegen für Polybutadien-Acrylnitril zwischen 20 und 60 so, für PVC ebenfalls zwischen 20 und 60 % und für Polychloropren zwischen lo und 60 go. Sie kann aber auch nur auf Basis von Polyvinylchlorid/Polybutadien-Acrylnitril, gegebenenfalls unter Zusatz von Butadien-Styrol-Kautschuk und Flammschutzmitteln aufgebaut sein. Eine solche Schicht verbessert die Unempfindlichkeit der Matte gegen Ole, Tndbstoffe und ähnliche Stoffe, die mit der Matte in Berührung kommen. Außerdem ist dieses Material bevorzugt geeignet, eine qualitativ hochwertige Oberflächenbeschaffenheit zu ermöglichen. Damit werden z.B. die Abriebeigenschaften, die Wasserempfindlichkeit usw. stark verbessert. Ferner ist eine Einfärbung und eine Dessinierung möglich.

Für die Herstellung der Kautschukschicht mit hohem Füllungsgrad an spezifisch schweren Füllstoffen dienen die folgenden Beispiele: Beispiel 1: Naturkautschuk ioo Teile Stearinsäure 1 Ruß 12 " Bariumsulfat 350 " Kreide 24 " Kreide 24 Zinkoxid 5 Cumaronharz 5 " Vulkazit CZ (Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid 0,5 " Zink-N-dimethyldithiocarbamat 0,5 Teile Schwefel 2 Beispiel 2: Naturkautschuk loo Teile Stearinsäure 1 Ruß 12 Bariumsulfat 350 " Kreide Zinkoxid 5 II Cumaronharz 20 Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid 0,5 " Zink-N-dimethyldithiocarbamat 0,5 tr Schwefel 2,2 " Beispiel 3/ Naturkautschuk loo Teile Stearinsäure 1 ISAF-Ruß 25 " Bariumsulfat 350 " Zinkoxyd 5 Chlorparaffin 10 " Antimontrioxyd 5 " Ozonschutzwachs 2 Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid 0,4 " Zink-N-dimethyldithiocarbamat 0,4 " Schwefel 2 Für die Folie wurden beispielsweise die beiden folgenden Rezepturen eingesetzt: Beispiel 4: Polybutadienacrylnitril 39 Teile PVC 26 " Polychloropren 36 11 Stearinsäure Kaolin 17 " Aluminiumoxydhydrat 15 " Antimontrioxyd 12 " Zinkoxyd 5 " Magne s iumoxyd 3 " Eisenoxyd (schwarz) 3 " Trioctylphosphat 7 Thiurammonosulfid o,3 Sulfenamid-Beschleuniger 1,o ri 2-Mercaptoimidazolin o,75" Schwefel 1,2 " Beispiel 5: Polybutadienacrylnitril 34 Teile Buna 1516 66 PVC 23 " Stabilisator für PVC o,6 " Stearinsäure 2 Aluminium-Silikat-Füllstoff 21 " Zinkoxyd 4 " Alterungsschutzmittel 1,5 " Chlorparaffin 4 " Harz1 nicht verfärbend 11 1 Farbpigment 19 Thiurammonosulfid o,5 " Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid 1,3" Schwefel 1,5 " Die erfindungsgemäße Matte wird in-folg-endem verfahren hergestellt: Sowohl die hochgefüllte Kautschukmischung als auch die Elastomerfolienmischung für die Tritschicht werden in üblicher Weise im Kneter und/oder auf der Walze gemischt, auf einem Kalander in den genannten Stärken ausgezogen und gegebenenfalls doubliert.

Aus der erhaltenen einfachen oder doublierten Bahnenware werden dann die sog. Rohlinge ausgestanzt, in Vorwärmkammern auf etwa iooOC erhitzt, auf die ca. i2c°C heißen Vakuumformen aufgelegt, durch Vakuumverformung in die endgültige räumliche Gestaltung gebracht und auf diesen Formen im Dampfkessel bei 1550C 5 Min. lang vulkanisiert. Anschließend werden die Matten heiß entformt; sie können sofort gestapelt werden.

Die auf diese Weise hergestellte Matte kommt entweder direkt zur Anwendung oder sie wird anschließend noch im Formverschäumungsprozeß mit einem Polyurethanschaum -gegebenenfalls unter Verwendung einer Plastomer-Haf,tfolie zur Wasserabdichtung, wobei diese beispielsweise auf der Unterseite mit einer vorher aufgetragenen Schmelzkleberbeschichtung versehen ist - unterlegt.

Die auf diese Weise entsprechend obigen Rezepturen erhaltenen Matten entsprechen den Forderungen der Kraftfahrzeugindustrie nach Schalldämmung, Quellbeständigkeit, Flammfestigkeit, Kälte- und Wärmebeständigkeit, Alterungs- und Dimensionsstabilität, Verfärmungsbeständigkeit und sämtlichen mechanischen Daten.

Bei einer Matte, die aus den Beispielen 1 und 4 hervorgeht, werden folgende Werte erhalten: Die zugehörige Schalldämmung geht aus der grafischen.Darstellung hervor.

1. Spez. Gewicht: (g/cm3) 2,1+0,1 2. Zugfestigkeit (kp/cm2): >45 3. Bruchdehnung (%): 7300 4. Beständigkeit gegen Temperatureinwirkunsen: a) Wärmebeständigkeit 1 Std. bei +11o0C keine Veränderung des Aussehens maßliche Veränderung to,S 5/o b) Kältebeständigkeit 24 Std. bei -3o0C keine Veränderung des Aussehens maßliche Veränderung +0,3 5. Ozoneinwirkung auf die dem Motorraum zugekehrte Kunststoff-Folie Nach DIN 53 509, 72 Std. keine Risse 50 pphm über Tunnel loo mm 6. Quellbeständigkeit, Oberflächeneinwirkung der dem Motorraum zugekehrten Kunststoff-Folie nach DIN 53 521 Motoröl 120 Std. in B o40 o26 bei 100°C O.B., kein Ablösen der Folie Gewichtszunahme max. 5%, kein Ablösen der Folie 7, Wasser 24 Std. bei Raumtemperatur, Gewichtszunahme max. 5 %, kein Ablösen der Folie 8. Salzwasser 24 Std. bei Raumtemperatur in Kochsalzlösung 10 g/L, Gewichtszunahme max. 5, kein Ablösen der Folie 9. Batteriesäure 48 Std. in Akkusäure bei Raumtemperatur Gewichtszunahme #0,3 %, kein Ablösen der Folie lo. Kraftstoff 48 Std. in Benzin/Benzol 1:1 bei Raumtemperatur, Gewichtszunahme, sofort nach Heraus- max. 70 %, kein Ablönahme sen der Folie Nach 3 Tagen Lagerung bei Raumtemperatur t3 %, kein Ablösen der Folie 11. Brenntest Verhalten bei Flammeinwirkung der dem Motorraum zugekehrten Kunststoff-Folie, Prüfung in Anlehnung an DIN 53 382 Kunststoff-Folie brennt nicht weiter, kein Glimmen 12. Biegeprüfung bzw. Weichheitsprüfung Beim Biegen in einem Halbkreis um einen Dorn von 30 mm dürfen Materialproben von 50 mm, Breite in beiden Richtungen nicht brechen keine Risse 13. Schalldämmung Platten 560 x 56o mm werden zwischen wird erfüllt, sh'. an-3oo und 5ooo Hz mit 80 Phon beschallt liegende Kurve (bis auf einen Wert bei 300 Hz) mind. 5dB Erhöhung der Schalldämmung einen Wert bei 3oo Hz) a) Krüllprüfung 8 Std. bei 110°C O.B.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Abb. beispielsweise beschrieben. Die Abb. zeigt die Matte im Querschnitt. Auf der Unterseite der Matte befindet sich eine Klebschicht 1 aus dauerhaftem Kleber, die für den Versand mit einer nicht dargestellten silikonisiert-en Papierfolie abgedeckt ist. Schicht 2 wird aus einer Plastomer-Folie, z.B. Weich-PVC, gebildet.-Schicht 3 besteht aus Polyätherurethanschaum, dessen Funktion im wesentlichen die Wärmeisolierung ist. Die Hauptschicht 4 ist im wesentlichen die vulkanisierte Kautschukmischungsschicht mit dem hohen Anteil an Bariumsulfat und der spezifischen Dichte von 2,1. -Die Schichtstärke beträgt etwa 4 mm.

Als Deckschicht 5 ist eine Folie von o,3 mm Stärke aus einem Gemisch aus PVC,-Polybutadien-Acrylnitril und Polychloropren vorgesehen. Die Oberfläche 6 zeigt eine ansprechende-Musterung-