DE2364394A1

DE2364394A1 - Bitumenkunststoff-verbundfolie

Info

Publication number: DE2364394A1
Application number: DE2364394A
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Dr Ing Freist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-12-22
Filing date: 1973-12-22
Publication date: 1975-06-26

Description

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Anmelder: Or.-Ing. Hans Georg Ereist, 4800 Bielefeld, Ernst-Graebe-Straße 10

Bitumenkunststoff-Verbundfolie

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Bitumenkunststoff-Verbundfolie.

Bitumenkunststoffolien werden heute fast in jedem Automobil in großem Umfang zur Blechentdrohnung und Luftschalldämmung eingesetzt. Sie werden üblicherweise vor dem Lackieren der Eohkarosse in ebenem Zustand auf den Fahrerboden, Kofferraum o.a., auf horizontale oder schwach geneigte Flächen gelegt und dann durch die Y/ärme des Lackierofens auf die Bleche aufgeschmolzen. Die Bitumenkunststoffolien weisen im allgemeinen einen Bitumengehalt von etwa 18 bis 35 Gew*$ und einen Kunststoffgehalt von etwa 2 bis 10 Gew.$ auf. Der restliche Gewichtsanteil besteht aus Füllstoffen. Die Zusammensetzung im einzelnen ist abhängig von der Lackiertemperatur, da die bekannten Bitumenkunststoffolien in der Regel vor dem Lackieren eingebaut werden. Der Kunststoffanteil verbessert den Verlustfaktor. Der Kunststoffanteil besteht in der Hegel

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aus thermoplastischen Kunststoffen, um die Bitumenkunststofffolie" plastischer zu gestalten, da das Bitumen verhä]tnismäßig spröde ist. Der Kunststoffanteil wird aus preislichen Gründen möglichst niedrig gehalten, da die Kunststoffe gans beträchtlich teurer sind als das Bitumen und die Füllstoffe.

Die bekannten Kunststoffolien haben den Vorteil, daß sie in der Wärme plastisch werden und sich dann in die Sicken und Vertiefungen vollflächig einlegen. Hierdurch ist neben dem Entdröhnungseffekt auch ein Schutz gegen Korrosion gewährleistet.

Die Bitumenkunststoffolien finden auch Anwendung zur Entdröhnung von senkrechten Blechen wie Türblechen, Stirnwänden u.a.. Hier erhalten die Teile als Montagehilfe einen ilaftkleber, der die Teile so lange arretieren muß, bis die Bitumenkunststoff olien am Blech festgeschmolzen sind. Die gute Verformbarkeit der Bitumenkunststoffolie macht man sich auch bei der Herstellung von Normteilen zunutze. Hier ist z.B. bekannt, daß man Bitumenschichten mit gewissen Normteilen aus Textilvlies oder aus PVC-Tiefziehfolie verbindet. Ein großer Vorteil der Bitumenkunststoffolie liegt in ihrer Preisgünstigkeit im Verhältnis zu anderen Dämmstoffen.

-Handelsübliche Bitumenkunststoffolien werden in Dicken von 1,5 bis 4 nun. geliefert. Die_v"Verlustfaktoren handelsüblicher Bitumenkunststoffolien liegen hier bei 20° C und etwa 200 Ha gemessen zwischen-V= 0,1 und M = 0,25. Höhere Werte bis 0,30 lassen sich nur bei Verwendung von extrem dicken Folien und teuren, schwer zugänglichen Kunststoffen erreichen. Aus Kostengründen scheiden diese Ausführungen meist aus.

Wenn- diese preiswerte Ausführung somit hervorragende Dämpfungs eigenschaften hat, so besitzt sie doch einen entscheidenden Nachteil. Untersucht man den Verlustfaktor in Abhängigkeit

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von der Temperatur, so stellt man fest, daß der Verlustfaktor mit zunehmender Temperatur rasch abfällt und bei 80° C bei nanezu Null liegt. Wenn die zu dämpfende Konstruktion Temperaturen von 80° C erreicht, ist also die Y/irkung des Ent— dröhnungsmaterials praktisch aufgehoben.

Figur 1 zeigt die Temperaturabhängigkeit des Verlustfaktors einer handelsüblichen Bitumenkunststoffolie von 2,5 mia Dicke. Daraus ist ersichtlich,- daß der Verlustfaktor schon bei Temperaturen von wenig über 40 G steil abfällt und nicht mehr befriedigende Werte erreicht.

Im wesentlichen liegt diese Erscheinung daran, daß Bitumen bei steigenden Temperaturen als Thermoplast weich wird und dadurch seine dämpfenden Eigenschaften verliert. Es ist bis heute nicht gelungen, eine Bitumenkunststoffolie herzustellen,, die diesen Nachteil nicht hat.

Da beim Betrieb eines Kraftfahrzeuges in der Nähe des Auspuffes/ im Motortunnel oder an den Karosserieteilen in der Nähe des Motors und insbesondere im Sommer erhöhte Temperaturen von bis zu 60 bis 80° G auftreten können, besteht ein erhebliches Bedürfnis danach, ein Dämmiaterial zu schaffen, das über diesen gesamten Temperaturbereich einen ausreichend hohen Verlustfaktor aufweist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, dieses Bedürfnis zu befriedigen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine Bitumenkunststoff-Verbundfolie zur Luft- und Körperschalldämmung, die gekennzeichnet ist durch eine auf der Oberseite der Bitumenkunststoffolie befindliche bei Temperaturen bis etwa 16O° C im wesentlichen nicht erweichende starre Deckschicht. Unter Oberseite im Sinne der Erfindung wird diejenige Seite der Bitumenkunststoffolie verstanden, die nicht

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auf das zu dämmende Material, z.B. die Karosserieteile aufliegt. In der BitumenkunststOff-Verbundfolie gemäß der Erfindung hat die Bitumenkunststoffolie, die einen Teil der Verbundfolie bildet, die gleiche Zusammensetzung wie die bekannten Bitumenkunststoffolien, die bisher verwendet v/erden. Von diesen bekannten Bitumenkunststoffolien unterscheidet sich die Verbundfolie gemäß der Erfindung dadurch, daß sie auf der Oberseite eine starre harte Deckschicht aufweist, die bei den an der Verbundfolie während der Verwendung auftretenden Temperaturen nicht erweicht, sondern im wesentlichen ihre starre harte Porm behält. Da in der Regel, insbesondere bei Verwendung in Automobilen, die Bitumenkunststoff-Verbundfolie höheren Temperaturen als etwa 16O C nicht ausgesetzt wird, reicht es aus, wenn die Deckschicht bis zu dieser Temperatur im wesentlichen nicht erweicht und starr ■bleibt. Im allgemeinen reicht es aus, wenn diese Eigenschaft bei Temperaturen bis etwa 16O° G beibehalten wird, \7enn in Ausnahmefällen die Verbundfolie gemäß der Erfindung während ihres Einsatzgebietes auch höheren Temperaturen ausgesetzt werden soll, müßte naturgemäß die Deckschicht auch bei derartig höheren Temperaturen im wesentlichen nicht erweichen.

Überraschenderweise behält die Bitumenkunststoff-Verbundfolie gemäß der Erfindung auch bei hohen Temperaturen ihre ausgezeichnete Dämmwirkung, d.h. der Verlustfaktor fällt nicht oder nur geringfügig mit steigender Temperatur ab. Es ist nicht ersichtlich, worauf diese überraschende Eigenschaft zurückzuführen ist, da die in den Verbundfolien gemäß der Erfindung enthaltenen Bitumenkunststoffolien die gleichen Zusammensetzungen aufweisen wie die als solche a3.1ein verwendeten Bitumenkunststoffolien des Stands der Technik.

Wie bereits ausgeführt ist die Deckschicht der Verbundfolie gemäß der Erfindung bei Temperaturen bis etwa 16¹O⁰ C im wesentlichen nicht erweichend und starr. Mit dieser Definition

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soll zum Ausdruck gebracht werden, daß bei den angegebenen Temperaturen die Deckschicht nicht etwa wie die Bitumenkunststoffolie stark erweicht. Die Deckschicht muß vielmehr im wesentlichen ihre starre und harte Formbeständigkeit behalten, d.h. nicht plastisch verformbar werden. Als Deckschicht können beliebige Materialien verwendet werden, die diese Eigenschaften besitzen. Beispiele hierfür sind Metallbleche, Holzplatten, Hartpappe, Preßstoffe, Fibrit usw.. Besonders bevorzugt sind Deckschichten aus duroplastischen Kunststoffen wie Polyestern, Epoxidharzen, Aminoplasten, Phenoplasten, Harnstoffharzen, Melaminharzen usw..

Nach einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung besteht die Deckschicht aus einer Kunststoff-Schwersehicht, wie sie nach dem Stand der Technik zur Luftschalldämmung eingesetzt wird. Diese Schwerschicht muß naturgemäß die -oben definierte Bedingung erfüllen, daß sie bei den angegebenen Temperaturen nicht weich wird. Da die Dämmwirkung von Schwerfolien weitgehend von ihren Gewicht abhängt, besteht die^ Deckschicht vorzugsweise aus einer Kunststoff-Schwerschicht mit einem spezifischen Gewicht von etwa 1,6 bis 2,5 g/cm mit einem Gehalt an (schweren) Füllstoffen von 40 bis 90 Gew.$. Die Kunststoff-Schwerschicht enthält als Bindemittel aus den oben angegebenen Gründen zweckmäßig duroplastische Kunststoffe, insbesondere Polyurethane. Als besonders geeignet haben sich Kunststoff-Schwerschichten erwiesen, wie sie in der DT-OS 2 137 199 beschrieben sind. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn in der Verbundfolie gemäß der Erfindung die Bitumenkunststoffolie etwa .1 bis 5 mm» vorzugsweise etwa 2 mm und die Deckschicht etwa 2 bis 6 mm stark ist. Es ist bevorzugt, daß die Bitumenkunststoffolie und die Deck-Schwerschicht als Millstoff Schwerspat, Asbestmehl, Schiefermehl, Kalksteinmehl, Kreide, Ruß, Bentone, Glimmer, Eisen, Blei . oder Alupulver oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Stoffe enthalten.

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Da die Deckschicht starr ist, können die Bitumenkunststoff- - Verbundfolien gemäß der Erfindung leicht als beliebige Formkörper ausgebildet sein, die dem jeweiligen Verwendungzweck in ihrer Fo-rm genau angepaßu sind. Um die Haftung der Bitumenkunststoff-Verbundfolien insbesondere an steilen oder senkrechten Flächen wie Karosseriewänden, Türen und dergleichen zu erleichtern, ist es zweckmäßig, daß sie auf der Unterseite, mit der die Bitumenkunststoff-Verbundfolien gemäß der Erfindung also auf eine zu beschichtende Fläche angebracht werden, eine Haftkleberschicht aufweisen. Es ist auch möglich, den erfindungsgemäßen Bitumenkunststoff-Verbtindfolien durch Belegen mit Tiefziehfolien, Teppichen, durch Bestreichen mit Kunstharzen, insbesondere benzol- und glykolbeständigen Lacken, durch Beflocken mit Fasern usw. ein Oberflächenfinish zu geben.. Die Deckschicht kann auch mit Schäumstoffolien, Kunststoffolien, Vliesen oder Geweben kaschiert sein.

Die bekannten Bitumenkunststoffolien wurden, wie bereits ausgeführt, zur Körperschalldämmung insbesondere im Automobilbau zwischen Motor- und Fahrgastraum eingesetzt. Zur Luftschalldämmung wurden zusätzlich Schwerschichten verwendet, die eine homogene Form oder einen Sandwichaufbau aufweisen. Da die Stirnwand, bedingt durch Armaturenbrett, Lenkgestänge, Durchbrüche, Tunnelanschluß u.a. sehr zerklüftet ist, handelt es sich liier überwiegend um Formteile. Vielfach werden hierfür thermoplastische Kunststoff-Schwerschichten, z.B. auf der Basis Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymer, eingesetzt. Bekannt sind auch. Formteile aus Polyurethanschaum, die durch Ausschäumen in geeigneten Formen hergestellt werden. Sie haben den Nachteil, daß sie durch die Schaumstruktur bedingt eine gewisse Dicke aufweisen und daß sie aufgrund von Massefeder-Resonanzen nicht annähernd die nach ihrem Gewicht 'zu erwartenden. Dämmwerte erreichen. Das Flächengewicht .wird durch Füllstoffe, wie Schwerspat oder dergleichen erhöht.

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Bekannt sind auch, elastische Schwerschaum-Formteile aus Polyurethan-Elastomer, die aus massivem Polyurethan und nicht aus Polyurethanschaum bestehen. Hier, werden die flüssigen Reaktionskomponenteii, d.h. die hydroxylgruppenhaltigen Komponente + Füllstoff und das Polyisocyanat in flüssiger Form in Schußmaschinen vermischt, in die betreffenden Formen gegossen und dann ausgehärtet (DT-OS 2 137 199).

Alle beschriebenen Formteile passen sich gut der Form an und haben überwiegend gute Schalldämmeigenschaften entsprechend ihrem hohen Flächengewicht. Diesen Ausführungen ist gemeinsam, daß sie in der Endmontage, nach dem Lackiervorgang durch Klammern oder Ankleben montiert werden müssen. Hier ist aber der Platz am Karosserieband eng und der Einbau schwierig, weil zahlreiche andere Seile,, wie Kabel, Handschuhkasten, Pedale o.a. im Wege sind. Allen genannten Asuführungen gemeinsam ist, daß die Entdröhnwirkung auf Karosserieblechen, dargestellt durch den Verlustfaktor, äußerst schlecht ist, und sie somit lediglich der Luftschalldämmung dienen. Es sind hier immer noch zusätzliche Maßnahmen zur Blechentdröhnung, d.h. der Einbau der oben beschriebenen Bitumenkunststoffolien notwendig. Ein Einbau dieser Teile im Lackierprozeß ist nicht möglich, weil entweder die Teile die Lackiertemperaturen etwa T/2 bis 1 Stunde 140 bis 220° C - nicht aushalten oder die Schwierigkeiten bei der Befestigung unüberwindbar sind.. Die gemäß der Erfindung bevorzugte Bitumenkunststoff-Verbundfolie, die als Deckschicht eine Kunststoff-Schwerschicht aufweist, bewirkt sowohl eine hervorragende Blechentdröhnung als auch eine gute Luftschalldämmung, wobei, wie dargelegt, die Blechentdröhnung, d.h. die Körperschalldämmung bei höheren Temperaturen auf zufriedenstellenden Werten erhalten bleibt. Bei Verwendung der Bitumenkunststoff-Verbundfolien gemäß der Erfindung ist es also nicht mehr nötig, daß zwei Materialien für die Blechentdröhnung und.die Luftschall-'dämmung getrennt eingebaut werden. Formteile hieraus können

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solion vor dem lackierofen eingebaut werden, was "besonders von der Industrie gewünscht wird, weil hierdurch Platz "bei der Endmontage am Karosserieband gewonnen wird.

Die besonders bevorzugte Schwerschicht enthält als Kunststoffkomponente ein Polyurethan aus bei Raumtemperatur flüssigen Polyäthern oder flüssigen Mischungen' aus Polyäthern mit Glykol und Polyisocyanaten. Als Polyäther sind bevorzugt Polyäthylenglykole und/oder Polypropylenglykole einpolyaerisiert. Bevorzugt wird als flüssige Mischung eine solche aus einem Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa 400 - 2000 und Glykol einpolymerisiert. Die Menge des Glykols in diesem Gewicht hängt insbesondere vom Molekulargewicht des im Gemisch enthaltenen Polyäthylenglykols ab und ist so bemessen, daß ein bei Raumtemperatur flüssiges Gemisch erhalten wird, das in den üblichen Verarbeitungsmaschinen leicht verarbeitet werden kann. Andererseits sind die Komponenten so ausgewählt, daß bei der Reaktion mit Polyisocyanaten ausgehärtete Produkte mit Produkten erhalten werden, 'die für Sehalldämmzwecke, insbesondere im Kraftfahrzeugbau gewünscht werden.

Als Polyisocyanate enthält die Schwerschicht vorzugsweise Diisocyanate. Es empfiehlt sich, die beiden Kunststoffkomponenten bei Raumtemperatur im Vakuum (50 Thor) etwa 1 Stunde vorher unter Rühren zu entgasen. Unter Umständen kann durch Zersetzen von etwa 5 $ Entgasungspaste das vorherige, Entgasen entfallen. Die Topfzeit kann durch einen Aktivator gesteuert werden (vgl. DT-OS 2 137 199).

Eine gut brauchbare Schwerschicht kann aus den folgenden Ausgangsstoffen hergestellt werden:

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Polyol 24 #

Füllstoff 62 £

Aktivator 0,05 $

Entgasungspaste 1195 9^ Isocyanat 12,00 ja

100,00 $>

Diese Schicht hat die folgenden physikalischen Eigenschaften:

Zugfestigkeit Bruchdehnung Härte .Zerreißfestigkeit 40 kp/cm² 12 # 100 Shore D 75 kp/cm²

Die Schwerschicht ist zweckmäßig 1 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm stark. Das Flächengewicht beträgt zweckmäßig etwa 4 bis 16 kp/m , vorzugsweise 6 bis 10 kp/m · Die Bitumenkunststoffolie hat zweckmäßig eine Stärke von 1 bis 4 mm, vorzugsweise etwa 2 mm.

Eine erfindungsgemäße Ausführung, bestehend aus 2 mm Bitumenkunststoffolie und 4 mm Schwerschicht und einem Gesamtgewicht

von 10 kp/m , ergab die in Figur 2 dargestellten Verlust-

faktoren. Eine andere Ausführung mit 7,5 kp/m und 6 mm Gesamtdicke ergab die in Figur 3 dargestellten Verlustfaktoren.

Es ist außerordentlich überraschend, daß die Bitumenkunststoff-Verbundfolie gemäß der Erfindung derartig ausgezeichnete Werte für den .Verlustfaktor ergibt, obwohl ein solches-Ergebnis nicht erhalten werden kann, wenn unabhängig vonein-, ander eine bekannte Bitumenkunststoffolie und eine bekannte Kunststoff-Schwerfolie eingesetzt werden.

Formteile aus den Bitumenkunststoff-Verbundfolien gemäß der Erfindung behalten aufgrund ihrer duroplastischen Eigenschaft selbst bei hohen Temperaturen die Form bei. Sie verlieren also selbst im Lackierofen nicht ihre Paßform. Ihre Unter-

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schicht aus Bitumenfolie ^schmilzt dagegen und schafft nach -Erkalten eine feste Verbindung zum Karosserieblech-*· Eine weitere Befestigung ist dann, nicht mehr notwendig.

In der Figur 4 ist ein Querschnitt durch eine- Bitumenkunststoff-Verbundfolie gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. In der aus der Bitumenkunststoffolie bestehenden Schicht 1 sind Füllstoff-Teilchen 2 eingebettet. Auf der Oberseite der Bitumenkunststoffolie 1 befindet sich die gemäß der Erfindung bevorzugte Schwerschicht 3 mit einem hohen Anteil an vorzugsweise schweren Füllstoff-Teilchen 4» I\fach einer der oben erläuterten bevorzugten Ausführungsformen enthält die Verbundfolie auf der Schwerschicht als Kaschierung eine weitere Schicht 5, die der Verbundfolie eine dekorative Oberfläche verleiht, wie ein Teppich oder ein PVC-Belag. ifach einer anderen der oben erläuterten bevorzugten Ausführungsformen enthält die Verbundfolie an der Unterseite noch eine zusätzliche Haftkleberschicht 6.

Patentansprüche:

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Claims

Anmelder: Dr.-Ing. Hans Georg Preist,'4800 Bielefeld, Ernst-Graebe-Straße 10

Bitumenkunststoff-Verbundfolie

Patentansprüche;

(A/ Bitumenkunststoff-Verbundfolie zur Luft- und Körpersehalldämmung, gekennzeichnet durch eine auf der Oberseite der Bitumenkunststoffolie befindliche bei Temperaturen bis etwa 16O C im wesentlichen nicht erweichende starre Deckschicht.

2. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumenkunststoffolie 1-5 mm, Torzugsweise etwa 2 mm und die Deckschicht 2 — 6 mm stark ist.

5. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach"einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus einer Kunststoff-Schwerschicht mit einem spez. Gewicht von etwa 1,6- 2,5 g/cm mit einem Gehalt an !Füllstoffen Ton 4-0 - 90 Gewichtsprozent besteht.

4. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, .daß die Kunststoff-Schwerschicht als Bindemittel ein duroplastisches Kunstharz, insbesondere Polyurethane enthält.

5. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach einem der Ansprüche

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1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitumenkunststoffolie und die Deckschicht als Füllstoff Schwerspat, Asbestmehl, Schiefermehl, Kalksteinmehl, Kreide, Ruß, Bentone, Glimmer, Eisen, Blei oder Alupulver oder Gemische aus zwei oder mehreren dieser Stoffe enthalten.

6. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Formkörper ausgebildet ist.

7. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf der Unterseite eine Haftkleberschicht -aufweist.

8. Bitumenkunststoff-Verbundfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 71 dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht mit Tiefziehfolien oder Teppichen belegt oder mit- Schaumstoffen, Kunststoffolien, Vliesen oder Geweben kaschiert ist bzw. mit Kunstharzen, vorzugsweise mit benzol- und glykolbeständigen Lacken bespritzt ist.

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