DE2408253A1 - SOUND ABSORBING LAMINATES - Google Patents
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Description
6 Fr^äik,.,' ...r/ wiain 7y 20, Februar6 Fr ^ äik,., '... r / wiain 7y 20, February
... Λβ^. ^ κ» β,..·,ο.'? G ze / go e... Λβ ^. ^ κ »β, .. ·, ο. '? G ze / go e
CABOT CORPORATION
Schalldämpfende LaminateCABOT CORPORATION
Sound absorbing laminates
In allgemeiner Hinsicht betrifft die vorliegende Erfindung die Schalldämpfung; insbesondere betrifft die Erfindung schalldämpfende Laminate in der Form von Folien oder Platten, welche für die Anwendung an Lärm erzeugenden metallischen Oberflächen vorgesehen sind.In general terms, the present invention relates to sound attenuation; in particular, the invention relates to sound absorbing Laminates in the form of foils or sheets, which are intended for use on noise-generating metallic surfaces are provided.
Es ist gut bekannt, Folien oder Platten aus Kunststoffmischungen, welche einen beträchtlichen Verlustfaktor für dynamische Elastizität aufweisen, für die Schalldämpfung einzusetzen. In der Praxis werden Folien oder Platten aus diesen Zusammensetzungen an den Oberflächen von Lärm erzeugenden metallischen Strukturen angebracht, wie etwa an Windkesseln, Schüttrinnen, Trichtern und ähnlichen Vorrichtungen, wodurch der Lärm, der infolge von Schwingungen und/oder dem Aufprallen von hartenIt is well known that sheets or sheets of plastic mixtures, which have a considerable loss factor for dynamic Have elasticity to use for sound absorption. In practice, films or sheets are made from these compositions attached to the surfaces of noise-generating metallic structures, such as air tanks, chutes, Funnels and similar devices, eliminating the noise generated as a result of vibrations and / or the impact of hard
entsteht Gegenständen gegen die auf diese Weise geschützten Strukturen/ merklich verringert wird. Bislang war es im Hinblick auf eine · optimale Schalldämpfung als von ausschlaggebender Bedeutung . angesehen worden, die Folie oder Platte aus Kunststoff fest und im wesentlichen vollständig am Ort der Lärmerzeugung zu befestigen, etwa durch die Verwendung von Klebemitteln, Leimenobjects are created against the structures protected in this way / is noticeably reduced. Up to now it has been of decisive importance with regard to an optimal sound attenuation . been considered, the film or plate made of plastic firmly and essentially completely at the location of the noise generation fasten, for example through the use of adhesives, glue
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oder verschiedenen Schweißverfahren, oder durch eine Vielzahl· von mechanischen Befestigungsmitteln, wie etwa durch Vernieten, Verschrauben oder ähnliche Maßnahmen, öiese bekannten, zum Stand der Technik gehörenden Installati'onsverfahren haben sich oft aus verschiedenen Gründen als entschieden nachteilig erwiesen. Zum Beispiel erfordert eine Klebeverbindung der Folie aus Kunststoff mit den verschiedenen Strukturen "eine vorhergehende Kenntnis der Umgebung, in welcher das schalldämpfende Material eingesetzt werden soll, damit das Klebemittel dahingehend ausgewählt werden kann, daß es in dieser Umgebung nicht zersetzt oder sonstwie nachteilig beeinträchtigt wird. Zum Beispiel ist es oft erwünscht, Folien oder Platten schalllöschender Zusammensetzung an den Außenoberflächen oder Wänden von Vorratsgefäßen oder Windkesseln anzubringen.In solchen Fällen muß darauf geachtet werden, ob die Reaktionsfähigkeit der aufbewahrten Flüssigkeit, die an dem verwendeten Tank auftretenden Temperaturen, das Kondensationspotential der Umgebung und ähnliche Einwirkungen das Klebemittel angreifen können. Es ist überflüssig, festzustellen, daß obige Betrachtungen beträchtlich die Schwierigkeiten und Kosten für das gesamte schalldämpfende System in die Höhe treiben. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß Strukturen, an welche Folien oder Platten aus Kunststoff geklebt worden sind, oft schwierig zu warten oder zu bewegen sind, da verschiedene bedeutsame Elementeor different welding processes, or through a variety of of mechanical fasteners, such as by riveting, screwing or similar measures, these known, for Prior art installation methods have often proven to be decidedly disadvantageous for a variety of reasons. For example, an adhesive connection of the plastic film to the various structures "requires a previous one Knowledge of the environment in which the sound-absorbing material is to be used so that the adhesive can do so can be selected so that it is not decomposed or otherwise adversely affected in this environment. To the For example, it is often desirable to have sheets or sheets of sound-absorbing composition on the exterior surfaces or walls of storage vessels or air tanks. In such cases, it must be ensured that the reactivity the stored liquid, the temperatures occurring at the tank used, the condensation potential of the environment and similar effects can attack the adhesive. Needless to say, the above considerations are substantial which increases the difficulty and cost of the entire sound attenuation system. Furthermore it has been found that structures to which plastic sheets or plates have been adhered are often difficult to maintain or to move, there are various significant elements
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der Strukturen im allgemeinen unter der damit verbundenen Kunststoffschicht liegen. In Verbindung damit führt die Entfernung und der Ersatz von Teilen solcher über Klebeverbindungeη installierter Kunststoffe, um einen Zugang zu diesen Elementen zu ermöglichen, im allgemeinen zu schwierigen, teuren und zeitraubenden Problemen.of the structures generally under the associated plastic layer lie. In connection with this, the removal and replacement of parts of those installed via Klebeverbindungeη leads Plastics, to provide access to these elements, are generally difficult, expensive and time consuming problems.
Als Alternative zu verschiedenen Klebeverbund-Verfahren wurden die bekannten schallverzehrenden Folien oder Platten aus Kunststoff auch mechanisch an den Schall erzeugenden Oberflächen befestigt, etwa durch Vernieten, Verschrauben und analoge Verfahren. Diese mechanische Befestigung erfordert jedoch üblicherweise, daß die polymere Kunststoff-Folie an zahlreichen Punkten an der Schall erzeugenden Oberfläche befestigt wird, was wiederum zeitraubende nnd teure Arbeiten zur Folge hat. Darüber hinaus erfordern, wie bereits 'oben festgestellt, viele Anwendungsformen von schalldämpfendem Kunststoff in Form von Folien oder Platten die Behandlung von Flüssigkeit oder Gas enthaltenden Leitungen oder Kesseln . Die Vielzahl mechanischer Befestigungen erfordern gewöhnlich, daß Löcher durch die einhüllenden Wände solcher Strukturen gebohrt werden müssen, was natürlich keineswegs wünschenswert ist.As an alternative to various adhesive bonding methods, the well-known sound-absorbing foils or panels were made from Plastic is also mechanically attached to the sound-generating surfaces, for example by riveting, screwing and similar Procedure. However, this mechanical fastening usually requires that the polymeric plastic film on numerous Points is attached to the sound-generating surface, which in turn results in time-consuming and expensive work. In addition, as stated above, require many forms of application of sound-absorbing plastic in the form of Sheets or sheets for the treatment of pipes or vessels containing liquids or gases. The multitude of mechanical Fasteners usually require that holes be drilled through the enveloping walls of such structures which of course is by no means desirable.
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Demgegenüber führt die vorliegende Erfindung zu schalldämpfenden Strukturen aus Kunstharzen in der Form von Folien oder Platten, mit welchen die obengenannten Installationsschwierigkeiten, wie sie zum Stand der Technik gehören, weitgehend vollständig überwunden werden, wobei die erfindungsgemäßen Strukturen darüber hinaus verbesserte Schalldärapfungseigenschaften aufweisen.In contrast, the present invention leads to sound-absorbing structures made of synthetic resins in the form of foils or Plates, with which the above-mentioned installation difficulties, as they belong to the prior art, largely be completely overcome, the inventive Structures also have improved soundproofing properties exhibit.
Wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung sind neue schalldämpfende Strukturen aus Kunstharzen in der Form von Folien oder Platten.The main object of the present invention are new sound-absorbing structures made of synthetic resins in the form of Foils or plates.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, schalldämpfende Strukturen aus Kunstharzen in der Form von Folien oder Platten bereitzustellen, welche einen erweiterten Temperaturbereich für eine befriedigende Schalldämpfung aufweisen. Another object of the present invention is to provide sound absorbing structures made of synthetic resins in the form of To provide foils or plates which have an extended temperature range for satisfactory sound absorption.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, solche schalldämpfende Strukturen aus Kunstharzen in der Form von Folien oder Platten bereitzustellen, die leicht installiert und genauso leicht vom Ort ihrer Anwendung wieder entfernt werden können.Yet another object of the present invention is to provide such sound-absorbing structures made of synthetic resins in the form of sheets or sheets to provide that are easily installed and just as easily removed from the place of application can be removed.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, solche schalldämpfenden Strukturen aus Kunstharzen in der Form von Folien oder Platten bereitzustellen, die ihre physikalische Beschaffenheit auch nach der Entfernung vom ursprünglichen Ort der Anwendung beibehalten, und welche ohne Verlust ihrer Schalldämpfung erneut installiert werden können.Yet another object of the present invention is to provide such sound-absorbing structures made of synthetic resins in the shape of foils or plates to provide their physical nature even after removal from the original place of application, and which are reinstalled without losing their sound insulation can.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, neue und verbesserte schalldämpfende metallische Strukturen bereitzustellen.Another object of the present invention is to provide new and improved sound absorbing metallic structures provide.
Weitere Aufgaben und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen. Further objects and special features of the present invention emerge from the description, the drawings and the claims.
Bei den Zeichnungen zeigen dieThe drawings show the
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt einer Ausführungsform eines schalldämpfenden-Laminats nach der vorliegenden Erfindung;Fig. 1 is a schematic cross section of an embodiment of a sound absorbing laminate according to the present invention Invention;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, in welcher die relative Schalldämpfung (ausgedrückt als Systemverlustfaktor η )Fig. 2 is a graph in which the relative sound attenuation (expressed as the system loss factor η)
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verschiedener Prüfplatten, welche nach dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt , worden sind gegen die Temperatur aufgetragen ist.different test plates, which according to the embodiment of the present invention are plotted versus temperature.
Im weitesten Umfang bestehen die erfindungsgemäßen schalldämpfenden Strukturen wenigstens aus zwei folienartigen Elementen, welche zu einer #inheitlichen folienartigen Struktur laminiert worden sind. Das eine folienartige Element des Laminats stellt das wesentliche schalldämpfende Element der Konstruktion dar und besteht aus einem Kunstharz mit einer Abnahme der dynamischen Elastizität E" (dynamic loss modulus)The sound-absorbing devices according to the invention exist to the greatest extent Structures of at least two foil-like elements, which form a #uniform foil-like structure have been laminated. The one foil-like element of the laminate is the essential sound-absorbing element of the Construction and consists of a synthetic resin with a decrease in dynamic elasticity E "(dynamic loss modulus)
ο ρο ρ
von wenigstens 1 χ Io dyn /cm . Das andere folienartige Element der erfindungsgemäßen Struktur besteht aus einer nachgiebigen Folie aus magnetischem Material von ausreichender Kraftflußdichte, um eine beständige Befestigung des gesamten erfindungsgemäßen Laminats an Oberflächen, welche magnetische Suszeptibilität aufweisen, zu gewährleisten.of at least 1 χ Io dyn / cm. The other foil-like Element of the structure according to the invention consists of a resilient sheet of magnetic material of sufficient Flux density to ensure permanent attachment of the entire laminate according to the invention to surfaces which are magnetic Have susceptibility to ensure.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 besteht das erfindungsgemäße schalldämpfende Laminat allgemein gesprochen aus einem schalldämpfenden Element 2 in Form einer biegsamen Folie aus harzartigem Material mit einer Abnahme der dynamischen Elastizität E"Referring to Fig. 1, there is the sound absorbing device of the present invention Laminate generally speaking of a sound-absorbing element 2 in the form of a flexible film made of resinous Material with a decrease in dynamic elasticity E "
8 ? (dynamic loss modulus) von wenigstens 1 χ Io dyn /cm bei Raumtemperatur und einer aufgegebenen Frequenz von 1000 Hz. An einer Oberfläche dieses Elements 2 ist ein magnetisches Element 48th ? (dynamic loss modulus) of at least 1 χ Io dyn / cm Room temperature and an abandoned frequency of 1000 Hz. At one The surface of this element 2 is a magnetic element 4
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in Form einer Folie befestigt, das zweckmäßigerweise aus einem biegsamen polymeren Material besteht, in dem magnetische Teilchen 6 dispergiert sind. Die Kraftflußdichte des magnetischen Elements 4 ist ausreichend, um eine Haftung des Laminats an magnetisch empfindlichen Oberflächen 8 zu gewährleisten.attached in the form of a film, which advantageously consists of a flexible polymeric material in which magnetic particles 6 are dispersed. The force flux density of the magnetic Element 4 is sufficient to ensure that the laminate adheres to magnetically sensitive surfaces 8.
Im Hinblick auf die harzartigen Zusammensetzungen, welche für das hauptsächliche schalldämpfende Element 2 geeignet sind, ist es lediglich erforderlich, daß die HarzmischungWith regard to the resinous compositions suitable for the main sound absorbing element 2, it is only necessary that the resin mixture
(a) ausreichend biegsam ist, damit sich das Element an den vorgesehenen Einsatzort anpaßt; und(a) is flexible enough to allow the element to conform to its intended location; and
(b) das Material eine· minimale Al» nähme der dynamischen Elastizität (dynamic loss modulus) E" von wenigstens 1 χ Ιο(b) the material would have a minimal dynamic elasticity (dynamic loss modulus) E "of at least 1 o
dyn /cm bei Raumtemperatur (ca. 2o°C) und einer aufgegebenen Frequenz von 1000 Hz aufweist. Für die Fälle, in denen .das schalldämpfende Element 2 unter Spannung gehalten wird, eine Ausführungsform, die im folgenden noch weiter erläutert wird, sind Harzmischungen, welche die obige minimale Abnahme der dynamischen Elastizität aufweisen, oft ausreichend. Wenn das schalldämpfende Element 2 Jedoch in einer weitgehend spannungsfreienLaminatstruktur verwendet wird, wie sie etwa in Fig. 1 dargestellt ist, dann wird es mehr bevorzugt, daß die Abnahme der dynamischen Elastizität (dynamic loss modulus) der Harzmischung wenigstens 1 χ lo" und noch bevorzugter über ungefähr 1 χ Io dyn /cm unterdyn / cm at room temperature (approx. 20 ° C) and a given frequency of 1000 Hz. For the cases in which. The sound-absorbing element 2 is kept under tension, an embodiment that follows will be explained further, are resin blends, which have the above minimal decrease in dynamic elasticity, often sufficient. However, when the sound absorbing member 2 is used in a largely stress-free laminate structure becomes such as shown in Fig. 1, it is more preferable that the decrease in dynamic elasticity (dynamic loss modulus) of the resin mixture at least 1 χ lo " and more preferably above about 1 χ Io dynes / cm below
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den beschriebenen Prüfbedingungen liegt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Abnahme der dynamischen Elastizität einer Harzmischung brauchbar zu bestimmen nach dem Verfahren, wie es von ßruel und Kjaer in "Instruction and Application Bulletin for the Complex Modulus Apparatus, Typ 393o" beschrieben wurde. Mit dieser Prüfvorrichtung wird der Verlustfaktor des Systems (n ) von gedämpften metallischen Prüfplatfen direkt bestimmt. Für jedes gegebene Prüfsystem, bei dem die metallischen Platten ähnliche Dimensionen aufweisen und aus ähnlichen Metallen bestehen, und bei dem das dämpfende Material von konstanter Zusammensetzung ist, besteht eine Abhängigkeit des gemessenen System-Verlustfaktors vom Verhältnis der Dicke des untersuchten Dämpfungsmaterials zu der Dicke der metallischen Platte, die damit gedämpft wird. Umgekehrt, in den Fällen, in denen die Dicken der Dämpfungsmaterialien zusätzlich konstant gehalten werden, sind die System-Verlustfaktoren mathematisch korrelierbar mit der Abnahme der dynamischen Elastizität E" der besonderen eingesetzten Dämpfungsmaterialien. Wegen einer vollständigeren Erläuterung der Phänomene der Schalldämpfung und der mathematischen Beziehungen zwischen System-Verlustfaktoren zu den anderen Eigenschaften des Dämpfungsmaterials w±rd auf L.L.Beranek Noise and Vibration Control", Kap. 14, McGraw-Hill Book Company (1971) verwiesen.the test conditions described. In the context of the present Invention is to determine the decrease in dynamic elasticity of a resin mixture usable by the method as described by ßruel and Kjaer in "Instruction and Application Bulletin for the Complex Modulus Apparatus, Type 393o " became. With this test fixture, the loss factor of the system (s) is determined by damped metallic test panels determined directly. For any given test system where the metallic panels are of similar dimensions and from similar metals exist, and where the damping material is of constant composition, there is a dependency the measured system loss factor from the ratio of the thickness of the damping material tested to the thickness of the metallic one Plate that is dampened with it. Conversely, in those cases in which the thickness of the damping materials is also constant are maintained, the system loss factors can be mathematically correlated with the decrease in dynamic elasticity E "of the particular damping materials used. For a more complete explanation of the phenomena of the Sound attenuation and the mathematical relationships between system loss factors and the other properties of the damping material Reference is made to L.L.Beranek Noise and Vibration Control ", chap. 14, McGraw-Hill Book Company (1971).
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Es sind viele Harzmischungen bekannt, die als hauptsächliche folienförmige schalldämpfende Elemente nach der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können. Hierzu gehören beispielsweise polymere Mischungen, wie sie in den US-Patentschriften No. 3,295,51Jl, No. 3,386,527, No. 3,399,lo3, No. 3,424,27o und No. 3,515,625 beschrieben sind, allgemein als brauchbar für die erfindungsgemäßen Ausführungsformen angesehen werden. Genauso brauchbar sind natürlich auch Harzmischungen, welche bei genauer Betrachtung nichtpolymerer Natur sind. Zum Beispiel sindThere are known many resin compositions which can be used as the main sheet-shaped sound absorbing members in the present invention. These include, for example, polymeric blends as described in US Pat. 3,295.5 1 jl, no. 3,386,527, no. 3,399, lo3, no. 3,424,27o and No. 3,515,625 are generally considered useful in the embodiments of the invention. Resin mixtures which, on closer inspection, are of a non-polymeric nature are of course just as useful. For example are
geforderte viele biegsame, schallöschende Mischungen, welche die/Abnahme der dynamischen Elastizität aufweisen, bekannt, in denen asphaltische, teerartige, tonige oder wachsähnliche Materialien den hauptsächlichen schalldämpfenden Bestandteil darstellen. Zu solchen Gemischen gehören Üblicherweise verschiedene Pilze, faserartige Materialien oder andere Füllstoffe, mit denen der schalldämpfende Bestandteil aus Gründen der Formstabilität imprägniert ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden jedoch besonders gefüllte, hochplastifizierte Vinylhalogen-Polymer-Gemische verwendet.demanded many flexible, sound-quenching mixtures, which the / decrease have the dynamic elasticity, known in which asphaltic, tarry, clayey or wax-like materials represent the main sound absorbing component. Such mixtures usually include various mushrooms, fibrous materials or other fillers with which the sound-absorbing component for reasons of dimensional stability is impregnated. In the context of the present invention, however, particularly filled, highly plasticized vinyl halogen-polymer mixtures are used used.
Darüber hinaus ist festzuhalten, daß folienartige, aus Kunstharz bestehende Strukturen, welche mehr als ein schalldämpfendes Element enthalten, ebenfalls bekannt sind; solche Strukturen aus mehreren Elementen können ebenfalls das hauptsächliche schalldämpfende Element gemäß der vorliegenden ErfindungIn addition, it should be noted that film-like structures made of synthetic resin, which are more than a sound-absorbing Element included are also known; such multi-element structures can also be the primary one sound absorbing element according to the present invention
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darstellen. Zum Beispiel werden in der US-Patentschrift No. 5 598 692 dreischichtige, Energie absorbierende Strukturen aus Polyvinylchlorid beschrieben, wobei jede Schicht aus einer unterschiedliehen Polyvinylchlorid-Mischung besteht. Auch derartige Strukturen aus mehreren Elementen können bei den erfindungsgemaßen schalldämpfenden Laminaten das hauptsächliche aus Kunstharz bestehende schalldämpfende Element darstellen.represent. For example, in U.S. Patent No. 5,598,692 three-layer, energy-absorbing structures of polyvinyl chloride described, each layer consisting of a different polyvinyl chloride mixture. Even Such structures of several elements can be used in the inventive Sound-absorbing laminates represent the main sound-absorbing element made of synthetic resin.
Darüber hinaus gehört es zu den gutbekannten Grundlagen bei der Schalldämpfung, wie auch in einigen der obengenannten US-Patentschriften beschrieben, daß eine verbesserte Schalldämpfung von Kunstharzfolien dann erreicht, werden kann, wenn eine oder mehrere Oberflächen der Struktur unter Spannung gehalten werden. Die Arbeitstheorie, welche diesen sogenannten "dämpfenden Strukturen aus gespannten Schichten" zugrundeliegt, beruht im wesentlichen darauf, wenigstens eine Oberfläche des dämpfenden Harzmaterials physikalisch festzulegen, damit die Scherbeanspruchungen, welche in dem Material infolge des schwingenden Substrats auftreten, durch die Bewegung der unter Spannung gehaltenen Oberfläche nicht auf die Umgebung übergreifen. Dies führt natürlich in die gewünschte Richtung, nämlich innerhalb der Kunstharz-Matrix eine möglichst große Energieumwandlung von Schall in Wärme zu erreichen. Das heißt, die dämpfende Struktur aus der unter Spannung gehaltenen Schicht kann im allgemeinen leicht dadurch hergestellt werden, daß wenigstens eine Hauptoberfläche der folienförmigen Kunstharzmischung mit einer dünnen relativIn addition, it is one of the well-known fundamentals of sound attenuation, as well as some of the above US patents described that improved sound attenuation of synthetic resin films can then be achieved when one or more surfaces of the structure are under tension being held. The working theory on which these so-called "damping structures made of taut layers" are based, is essentially based on physically defining at least one surface of the cushioning resin material, thus the shear stresses, which occur in the material as a result of the vibrating substrate, by the movement of the Do not encroach on the surrounding area when the surface is kept under tension. This of course leads in the desired direction, namely to achieve the greatest possible energy conversion from sound to heat within the synthetic resin matrix. This means, the damping structure of the tensioned layer can generally easily be made in that at least one main surface of the film-shaped synthetic resin mixture with a thin relatively
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- li - ■- li - ■
steiferen metallischen Folie oder plastischen Folie verbunden wird. Schalldämpfende Laminate nach der vorliegenden Erfindung können im allgemeinen auch günstig beeinflußt werden durch die Verwendung einer geeigneten, unter Spannung stehenden Schicht, welche an der äußeren Oberfläche des Kunstharzelementes angebracht ist. Die unter Spannung stehende Schicht kann z.B. aus einer dünnen Stahlschicht, einer Aluminiumfolie oder einem Polyäthylenterephthalat-FiIm bestehen.stiffer metallic foil or plastic foil is connected. Sound absorbing laminates according to the present invention can generally also be influenced favorably by the use of a suitable one under tension Layer attached to the outer surface of the synthetic resin element. The stressed layer can e.g. consist of a thin layer of steel, an aluminum foil or a polyethylene terephthalate film.
Das nachgiebige, folienförmige magnetische Material, welches das Element 4 der schallöschenden Struktur nach der vorliegenden Erfindung bildet, kann im wesentlichen aus jedem beliebigen nachgiebigen magnetischen plastomeren oder elastomeren Folienmaterial bestehen. Solche magnetischen Folienmaterialien sind handelsübliche Gegenstände, in denen Ferrite, insbeson- dere Bariumferrite, häufig als magnetische Füllstoffe angewandt werden. Beispielsweise sind geeignete nachgiebige magnetische Folien von der B.F.Goodrich Co., Akron, Ohio (unter der Handelsbezeichnung "Flexible Permanent Magnety Spec. No. 28-47-0030-01) und von der 3M Company, St.Paul, Minnesota (Unter der Handelsbezeichnung "Plastiformtm") erhältlich. Es ist augenscheinlich, daß die magnetische Kraftflußdichte, welche durch die magnetischen Füllstoffe in solchen nachgiebigen Folien erzeugt wird, ausreichend hoch sein muß, damit eine beständige Befestigung der erfindungsgemäßen Laminate an ihremThe resilient, sheet-shaped magnetic material which forms the element 4 of the sound-canceling structure according to the present invention can consist essentially of any resilient magnetic plastomeric or elastomeric sheet material. Such magnetic film materials are commercially available items in which ferrites, in particular barium ferrites, are often used as magnetic fillers. For example, suitable compliant magnetic films are available from BFGoodrich Co., Akron, Ohio (under the trade designation "Flexible Permanent Magnety Spec. No. 28-47-0030-01) and from 3M Company, St. Paul, Minnesota (under the trade designation "Plastiform tm") is available. It is evident that the magnetic flux density generated by the magnetic fillers in such a compliant foil, must be sufficiently high to allow a stable attachment of the laminates of the invention at its
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vorgesehenen magnetisch empfindlichen Einsatzort gewährleistet ist.provided magnetically sensitive place of use is.
Die relative Dicke des folienförmigen, aus Kunstharz bestehenden .schalldämpfenden Elements zu der Dicke des polymeren, magnetischen,
folienförmigen Elements ist im allgemeinen nicht von
Bedeutung. Daher genügt es festzustellen, daß es üblicherweise gewünscht wird, daß dieses Verhältnis so groß wie möglich ist,
wobei jedoch die magnetische Fixierung der Gesamtstruktur
am vorgesehenen Einsatzort gewährleistet sein muß. Dementsprechend beträgt dieses Dickenverhältnis üblicherweise wenigstens
1:1 und bevorzugt liegt es im Bereich von ungefähr 4:1 bis
lo:l. Ferner ist festzuhalten, daß die Gesamtdicke der magnetischen, schalldämpfenden Laminate nach der vorliegenden Erfindung
üblicherweise 19 mm (o,75 inch) nicht übersteigt. Bevorzugt liegt die Gesamtdicke des erfindungsgemäßen schalldämpfenden
Laminates zwischen 2,5 und 12,7 mm (O,Io und 0,5 inch).The relative thickness of the sheet-shaped, synthetic resin-made sound-absorbing element to the thickness of the polymeric, magnetic, sheet-shaped element is generally not of
Meaning. Suffice it to say, therefore, that it is usually desired that this ratio be as large as possible, but with the magnetic fixation of the entire structure
must be guaranteed at the intended place of use. Accordingly, this aspect ratio is usually at least 1: 1, and preferably it is in the range from about 4: 1 to
lo: l. It should also be noted that the total thickness of the magnetic sound deadening laminates of the present invention typically does not exceed 19 mm (0.75 inches). The total thickness of the sound-absorbing device according to the invention is preferably
Laminates between 2.5 and 12.7 mm (O, Io and 0.5 inch).
Für die Art und Weise, in welcher das folienförmige schalldämpfende
Element aus Kunstharz mit dem folienförmigen magnetischen Element verbunden oder laminiert ist, gibt es eine
Vielfalt von Möglichkeiten. Im Rahmen eigener Untersuchungen
wurde z.B. beobachtet, daß viele geeignete Klebemittel, wie
etwa Klebemittel auf Polyurethanbasis, und besonders die biegsamen Epoxy-Klebemittel zur vollständigen Zufriedenheit einge-As for the manner in which the sheet-shaped sound absorbing member made of synthetic resin is bonded or laminated to the sheet-shaped magnetic member, there is one
Variety of possibilities. As part of our own investigations
For example, it has been observed that many suitable adhesives, such as
Polyurethane-based adhesives, for example, and especially the flexible epoxy adhesives, have been used to full satisfaction.
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setzt werden können. Jedoch können die entsprechenden folienförmigen Elemente des erfindungsgemäß vorgesehenen schalldämpfenden Laminats auch durch thermische, Ultraschall oder Lösungsverschweißungs-Verfahren miteinander verbunden werden, Voraussetzung ist dabei natürlich, daß das aus Kunstharz bestehende Teil des biegsamen schalldämpfenden Elementes mit dem Polymer, das den Matrixabschnitt des nachgiebigen magnetischen folienförmigen Materials bildet, verträglich ist. Es ist dabei lediglich erforderlich, daß das besondere, zur Laminierung des Elementes verwendete Verfahren eine vollständige Verbindung der entsprechenden Elemente des erfindungsgemäßen Aufbaues an ihren gegenüberliegenden Oberflächen gewährleistet.can be set. However, the corresponding film-shaped Elements of the sound-absorbing provided according to the invention Laminates can also be connected to one another by thermal, ultrasonic or solution welding processes, The prerequisite is of course that the existing synthetic resin Part of the flexible sound-absorbing element with the polymer that makes up the matrix portion of the resilient magnetic sheet-like material forms, is compatible. It is only necessary that the special, for lamination of the element method used a complete connection of the corresponding elements of the structure according to the invention guaranteed on their opposite surfaces.
Bei der Durchführung der Laminierung der magnetischen Folie mit dem schalldämpfenden Element aus Kunstharz ist zu beachten, daß die nachgiebige magnetische Folie, wie sie handelsüblich erhältlich ist, oft "einseitig" magnetisch ist. Das heißt, es wurde oft beobachtet, daß das magnetische Feld, welches aus einer Oberfläche der magnetischen Folie austritt, beträchtlich stärker ist als das Feld, das auf der andern Oberfläche austritt. In jedem Falle ist es natürlich wünschenswert, daß' die Oberfläche, welche die größere magnetische F ldstärke aufweist, auch eine Außenseite des erfindungsgemäßen Laminats bildet.When carrying out the lamination of the magnetic film with the sound-absorbing element made of synthetic resin, note that the resilient magnetic film, as it is commercially available, is often "one-sided" magnetic. This means, it has often been observed that the magnetic field emerging from a surface of the magnetic sheet is considerable is stronger than the field that emerges on the other surface. In any case it is of course desirable that ' the surface which has the greater magnetic field strength is also an outer side of the laminate according to the invention forms.
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Die erfindungsgemäßen schalldämpfenden Laminate zeigen herausr ragende Vorzüge im Hinblick auf die Leichtigkeit, mit der solche Laminate installiert werden können. Gewöhnlich Ist es lediglich erforderlich, die erfindungsgemäßen Laminate abzumessen, und so zurechtzuschneiden, daß sie der vorgesehenen Struktur entsprechen. Die Installation der erfindungsgemäßen Laminate erfolgt dann einfach dadurch, daß die Laminate mit der magnetischen Seite nach unten an die magnetisch empfindliche Oberfläche deren Schallerzeugung und/oder Schwingungen gedämpft werden soll, angelegt werden.The sound-absorbing laminates according to the invention show outr outstanding advantages in terms of the ease with which such laminates can be installed. Usually it just is necessary to measure the laminates according to the invention, and cut to fit the intended structure. Installation of the laminates according to the invention then takes place simply by the fact that the laminates with the magnetic side down to the magnetically sensitive surface whose sound generation and / or vibrations are to be damped are applied.
Darüber hinaus zeigt es sich, wie noch in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert wird, völlig überraschend, daß die erfindungsgemäßen magnetischen schalldämpfenden Laminate die Temperaturbereiche, in denen eine wirksame Schalldämpfung auftritt, beträchtlich erweitern.In addition, as will be explained in an exemplary embodiment of the invention, it is completely surprising that that the magnetic sound absorbing laminates of the invention Extend the temperature ranges in which effective sound attenuation occurs considerably.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung,ohne" diese zu beschränken.The following example serves to explain the invention, without " to restrict this.
Eine Anzahl 2,38 mm (0,094 inch) dicker Platten aus welchem Stahl wurden dadurch schallgedämpft, daß jeweils auf eine ihrer flachen Oberflächen eine 4,76 mm (3/16 inch) dicke extrudierte Folie aufgebracht wurde, welche aus einem hochplastifizxertenA number of 2.38 mm (0.094 inch) thick plates of which Steel was silenced by extruding 3/16 inch (4.76 mm) thick onto each of its flat surfaces Foil was applied, which consists of a highly plasticized
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Polyvinylchlorid nit einem Anteil an pulverisiertem Glas oder Füllstoff bestand. Diese Kunstharzmischung wies bei 200G und einer aufgegebenen Frequenz von 1000 Hz eine Abnahme der dynamischen Elastizität von 8,2 χ lo^ dyn /cm2 auf. Die detaillierte Zusammensetzung dieser Kunstharzmischung ist der folgenden Aufstellung zu entnehmen:Polyvinyl chloride with a portion of powdered glass or filler consisted. This synthetic resin mixture showed a decrease in dynamic elasticity of 8.2 χ lo ^ dyn / cm 2 at 20 0 G and a given frequency of 1000 Hz. The detailed composition of this synthetic resin mixture can be found in the following list:
BESTANDTEIIE . GEWICHTSTEIIECOMPONENTS. WEIGHT STAGE
extrudiertes, für übliche Zweckeextruded, for general purposes
vorgesehenes Polyvinylchlorid 115intended polyvinyl chloride 115
pulverisiertes Glas (Teilchengröße 0,1 mm) 230powdered glass (particle size 0.1 mm) 230
Polyester-Weichmacher . 95Polyester plasticizer. 95
epoxydierte Fettsäureester 5epoxidized fatty acid esters 5
Propyltrimethoxysilan (Kopplungsmittel) 0,6Propyltrimethoxysilane (coupling agent) 0.6
organische Stabilisatoren 2organic stabilizers 2
Pigmente 2Pigments 2
Die schalldämpfende Kunstharzfolie wird zuerst auf die 2,38 mm (0,094 inch) dicke Stahlplatte (welche im folgenden als "Platte A" bezeichnet wird) mittels eines Polyurethan-Klebers aufgebrächt; der Kleber wurde unter der Bezeichnung Bostick 7132-Boscodur No. 24 von der U.S.M. Corporation, Chemical Devision, Middleton, Massachusetts, bezogen. Der Kleber wird zuerst gleichmäßig sowohl auf die Oberflächen der Stahlplatte wie der Polyvinylchlorid-Folie aufgebracht, und dann die auf diese WeiseThe sound-absorbing synthetic resin sheet is first applied to the 2.38 mm (0.094 inch) thick steel plate (hereinafter referred to as "Plate A") with a polyurethane adhesive; the adhesive was called Bostick 7132-Boscodur No. 24 obtained from USM Corporation, Chemical Division, Middleton, Massachusetts. The adhesive is first applied evenly to both the surfaces of the steel plate and the polyvinylchloride film, and then those in this way
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überzogenen Oberflächen aufeinandergelegt, zusammengedrückt und das erhaltene System bei Raumtemperatur etwa 2h Stunden lang ausgehärtet.coated surfaces placed on top of each other, pressed together and the resulting system cured at room temperature for about 2 hours.
Eine zweite Stahlplatte wird mittels eines erfindungsgemäßen magnetischen schalldämpfenden Laminats gedämpft. Dementsprechend wird das aus Polyvinylchlorid bestehende schalldämpfende Element mit der relativ nicht magnetischen Oberfläche einer 0,76 mm (0,030 inch) dicken Folie von B. F. Goodrich"Flexible Permanent Magnet" verbunden, wozu der gleiche Polyurethan-Kleber und das gleiche Verbindungs-Verfahren wie bei der Herstellung der Platte A verwendet wurde. Die gedämpfte Stahlplatte wird anschließend im wesentlichen dadurch erhalten, daß diejenige Seite des schalldämpfenden Laminats mit der magnetischen Folie auf die Oberfläche der Stahlplatte gelegt wird. Die auf diese Weise gedämpfte Platte wird im folgenden als "Platte B" bezeichnet.A second steel plate is dampened by means of a magnetic sound dampening laminate according to the invention. Accordingly the sound-absorbing element is made of polyvinyl chloride and has a relatively non-magnetic surface of 0.76 mm (0.030 inch) thick film from B. F. Goodrich "Flexible Permanent Magnet", including the same polyurethane adhesive and the the same joining procedure as used in the manufacture of panel A was used. The damped steel plate is then in the essentially obtained in that that side of the sound-absorbing laminate with the magnetic film on the surface the steel plate is placed. The plate damped in this way is hereinafter referred to as "plate B".
Es ist eine dritte Stahlplatte vorgesehen, um zu zeigen, daß viele der mit dem erfindungsgemäßen schalldämpfenden, magnetischen Laminat verbundenen Vorteile in Bezug auf die Schalldämpfung eindeutig auf die magnetische Befestigung dieses Laminats am Einsatzort zurückzuführen sind. Dementsprechend stellt die gedämpfte Platte im wesentlichen ein Duplikat zu der Platte B dar, mit der Abweichung, daß das magnetische FolienelementA third steel plate is provided to show that many the advantages associated with the sound-absorbing, magnetic laminate according to the invention in terms of sound-absorbing can clearly be traced back to the magnetic attachment of this laminate at the point of use. Accordingly, the subdued Plate is essentially a duplicate of plate B, with the difference that the magnetic film element
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in gleicher Weise wie das bei der Platte A beschrieben wurde, mit der Metallplatte verklebt ist.is glued to the metal plate in the same way as that described for plate A.
Im Anschluß daran wurden die schalldämpfenden Eigenschaften jeder gedämpften Platte bei verschiedenen Temperaturen untersucht» Als Prüfvorrichtung wurde eine "Bruel und Kjaer Complex Modulus Apparatus" vom Typ 393o verwendet, welche mit 1000 Hz betrieben wurde. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind graphisch in Fig. 2 dargestellt und werden als System-Verlustfaktor Ti5 ausgedrückt. Hierbei ist zu beachten, daß die magnetisch verbundene Laminatstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung (Platte B) zu einem viel breiteren Temperaturbereich führt, in dem η,3 über 0,015 liegt, als dies mit den gedämpften. Strukturen bei den Platten A oder C erreicht wird. Die Versuchsergebnisse für die Platte C sind von besonderem Interesse, da sie zeigen:The sound-absorbing properties of each dampened panel were then examined at different temperatures. A "Bruel and Kjaer Complex Modulus Apparatus" of the type 3930, which was operated at 1000 Hz, was used as the test device. The results of these tests are shown graphically in FIG. 2 and are expressed as the system loss factor Ti 5 . It should be noted that the laminate structure magnetically connected to the present invention (panel B) performs according to a much wider temperature range, is in the η, about 0.015 3 than with the muted. Structures at panels A or C is achieved. The experimental results for panel C are of particular interest as they show:
(1) Der Vorzug des breiteren Temperaturbereichs mit dem erfindungsgemäßen magnetisch befestigten Laminat wird beträchtlich vermindert oder geht ganz verloren, wenn die magnetische Folie an der Stahlplatte festgeklebt wird; und(1) The merit of the wider temperature range with the magnetically attached laminate of the present invention becomes is considerably reduced or lost when the magnetic sheet is stuck to the steel plate will; and
(2) die Verbesserung der Schalldämpfung durch die erfindungsgemäße magnetische Laminatstruktur beruht nicht auf(2) the improvement in sound attenuation by the inventive magnetic laminate structure does not rely on
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der zusätzlichen 0,76 mm (0,030 inch) starken raagne- · tischen Folie, welche bei der Platte B vorhanden ist,, was eine Zunahme der Dicke gegenüber der Platte A darstellt.the additional 0.76 mm (0.030 inch) thick magnetic foil, which is present on plate B, which is an increase in thickness over plate A.
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Claims (10)
dyn /cm aufweist; welches mit einemρ
dynes / cm; which with a
von wenigstens 1 χ lo"^ dyn /cm aufweist.Q 2
of at least 1 χ lo "^ dynes / cm.
gekennzeichne tt daß das nachgiebige magnetische folienförmige Element an einer seiner Oberflächen
eine relativ größere austretende magnetische Feldintensität aufweist als an der anderen Oberfläche, und daß die Oberfläche mit der relativ größeren magnetischen Feldintensität eine Außenschicht der gesamten Laminatstruktur bildet.9. Sound-absorbing laminate according to claim 8, characterized
gekennzeichne t t that the resilient magnetic sheet-like element on one of its surfaces
has a relatively greater emerging magnetic field intensity than on the other surface, and that the surface with the relatively greater magnetic field intensity forms an outer layer of the entire laminate structure.
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