EP1244734A1 - Polymerschaum-formteil mit schallabsorptionsvermögen - Google Patents

Polymerschaum-formteil mit schallabsorptionsvermögen

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EP1244734A1
EP1244734A1 EP00983290A EP00983290A EP1244734A1 EP 1244734 A1 EP1244734 A1 EP 1244734A1 EP 00983290 A EP00983290 A EP 00983290A EP 00983290 A EP00983290 A EP 00983290A EP 1244734 A1 EP1244734 A1 EP 1244734A1
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EP
European Patent Office
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foam
polymer foam
molded article
sound absorption
foam molded
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00983290A
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English (en)
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Inventor
Arno Becker
Dirk SAGEMÜHL
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Bayer AG
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Bayer AG
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Publication date
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/34—Chemical features in the manufacture of articles consisting of a foamed macromolecular core and a macromolecular surface layer having a higher density than the core
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/172—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general using resonance effects
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
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    • C08G2110/0041—Foam properties having specified density
    • C08G2110/0058—≥50 and <150kg/m3
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2350/00—Acoustic or vibration damping material

Definitions

  • the invention relates to molded polymer foam parts with increased sound absorption capacity.
  • Polymer foam molded parts in particular also polyurethane foam molded parts, are used in a variety of ways for housing insulation of apparatus, in particular also in the automotive field, for example as trunk covers, longitudinal pillar covers, etc.
  • the molded foam parts are generally expanded over a wide area with a thickness of the molded foam part of 0.5 to 5 cm.
  • the areal extension can be curved in the third dimension.
  • Such molded foam parts have an outer compressed layer in relation to their volume, which is also referred to as skin.
  • skin is an inherent feature of molded foam. Attempts to reduce the tendency to form a surface skin through the use of special foaming agents or through chemical modification of the foam-forming mass have only gradually led to success.
  • DE-OS 25 25 051 describes film-foam laminates which can consist of an open-cell polyurethane foam and a deformable, perforated film connected to it, which e.g. can be a plastic or a metal foil.
  • the present invention therefore relates to molded polymer foam parts with increased sound absorption capacity in the frequency range above 1,500 Hz, which are characterized by perforation of the compression layer present on the surface.
  • the perforation preferably consists of holes of 0.1 to 10 mm 0, particularly preferably 0.3 to 3 mm 0.
  • the perforation according to the invention is not tied to circular diameters.
  • Oval or slot-shaped perforations can advantageously be used.
  • Slot-shaped perforations with a cross-sectional ratio of 1: 5 to 1: 100 are particularly preferred. In the case of slot-shaped perforations, these are preferably arranged on the surface in at least 2 directions.
  • Circular slots in the form of closed or interrupted circles are also suitable.
  • the smaller cross-sectional dimension should preferably be 0.1 to 3 mm, particularly preferably 0.5 to 2 mm.
  • the total number of perforations can make up to 50% of the compacted surface. In general, a sum of the perforations between 0.1 and 10% of the compacted surface is sufficient. The sum of the perforations is particularly preferably between 1.5 and 4% of the surface.
  • Polyurethane foam molded parts with a density of 60 to are preferred
  • the invention is not usually based on Terrestrial application limited preferred foam densities. It also comes into play at much lower densities commonly used in aircraft construction down to less than 10 kg / m 3 .
  • the perforation should of course not penetrate the molded foam part, but only the compaction layer of the surface.
  • the perforation is advantageously applied at the same time as the customary rolling of the polymer foam molded part in order to increase the open porosity of the foam.
  • the rollers are preferably provided with needles or cylindrical knobs which drill through the compression surface layer of the polymer foam molding during the rolling process. Cylindrical hollow knobs are preferably used, which are open on their front side and whose outer edge has a cutting surface.
  • FIG. 1 shows the measured sound absorption of the test specimen with an imperforate surface skin.
  • the test specimen produced according to Example 1 is provided with approximately 1 mm large holes on the surface, the area of which accounts for 1% of the total surface.
  • the corresponding sound absorption curve is curve b) of FIG. 1.
  • test specimen is prepared in accordance with Example 1, but the area of the perforations accounts for 2% of the surface.
  • the corresponding sound absorption curve is curve c) of FIG. 2.

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Abstract

Es wird ein Polymerschaum-Formteil mit erhöhtem Schallabsorptionsvermögen im Frequenzbereich oberhalb 1 500 Hz beschrieben, wobei die Erhöhung des Schallabsorptionsvermögens durch eine Perforierung der oberflächig vorhandenen Verdichtungsschicht des Formteils erzeugt wird.

Description

POLYMERSCHAUM-FORMTEIL MIT SCHALLABSORPTIONSVERMÖGEN
Die Erfindung betrifft Polymerschaum-Formteile mit erhöhtem Schallabsorptionsver- mögen.
Polymerschaum-Formteile, insbesondere auch Polyurethanschaum-Formteile, werden vielfältig zur Gehäuseisolation von Apparaten, insbesondere auch im Kraftfahrzeugbereich, beispielsweise als Kofferraumabdeckungen, Längssäulenabdeckungen usw. eingesetzt. Die Formschaumteile sind dabei im allgemeinen flächig ausgedehnt bei einer Dicke des Formschaumteils von 0,5 bis 5 cm. Die flächige Ausdehnung kann in der dritten Dimension gekrümmt sein.
Derartige Formschaumteile besitzen gegenüber ihrem Volumen eine äußere verdich- tete Schicht, die auch als Haut bezeichnet wird. Die Verdichtung der Oberfläche geschieht bei der Formschaumherstellung durch den Kontakt der noch nicht ausgehärteten Schaummasse mit der Formoberfläche, wobei oberflächig vorhandene Schaumbläschen zerstört werden. Die Oberflächenhaut ist ein inhärentes Merkmal von Formschaum. Versuche, durch Einsatz spezieller Schäummittel oder durch chemische Modifizierung der schaumbildenden Masse die Tendenz zur Ausbildung einer Oberflächenhaut zu reduzieren, haben nur graduell zum Erfolg geführt.
In DE-OS 25 25 051 sind Film-Schaum-Schichtstoffe beschriebe, die aus einem offenzelligen Polyurethanschaum und einem mit diesem verbundenen deformier- baren, perforierten Film bestehen können, der z.B. eine Plastik- oder eine Metallfolie sein kann.
Eine Aufgabe von Formschaumteilen im Kfz-Bereich und im Bereich der Apparateisolierung ist die Schalldämpfung insbesondere im Bereich von oberhalb 1 000 Hz, insbesondere oberhalb 5 000 Hz. Es wurde nun gefunden, dass die Schallabsorption im Bereich der genannten höheren Frequenzen dadurch verbessert werden kann, dass die Formschaum-Haut perforiert wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Polymerschaum-Formteile mit erhöhtem Schalladsoptionsvermögen im Frequenzbereich oberhalb 1 500 Hz, die durch eine Perforierung der oberflächig vorhandenen Verdichtungsschicht gekennzeichnet sind.
Vorzugsweise besteht die Perforierung aus Löchern von 0,1 bis 10 mm 0, insbesondere bevorzugt 0,3 bis 3 mm 0. Die erfindungsgemäße Perforierung ist jedoch nicht an kreisrunde Durchmesser gebunden. Vorteilhaft können ovale oder schlitzförmige Perforierungen eingesetzt werden. Insbesondere bevorzugt sind schlitzförmige Perforierungen mit einem Querschnittsverhältnis von 1 : 5 bis 1 : 100. Im Falle von schlitzförmigen Perforierungen werden diese bevorzugt in mindestens 2 Richtungen auf der Oberfläche angeordnet.
Ferner sind kreisförmige Schlitze in Form von geschlossenen oder unterbrochenen Kreisen geeignet.
Im Falle von nicht kreisförmig, lochartigen Perforierungen soll die kleinere Querschnittsabmessung vorzugsweise 0,1 bis 3 mm, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 2 mm, betragen.
Die Summe der Perforationen kann bis zu 50 % der verdichteten Oberfläche ausmachen. Im allgemeinen ist eine Summe der Perforationen zwischen 0,1 und 10 % der verdichteten Oberfläche ausreichend. Besonders bevorzugt beträgt die Summe der Perforationen zwischen 1 ,5 und 4 % der Oberfläche.
Bevorzugt werden Polyurethanschaumstoff-Formteile mit einer Dichte von 60 bis
120 kg/m3 eingesetzt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die üblicherweise bei terrestrischer Anwendung bevorzugten Formschaumdichten beschränkt. Sie kommt auch zum Zuge bei üblicherweise im Flugzeugbau eingesetzten viel niedrigeren Dichten bis hinab zu weniger als 10 kg/m3.
Die Perforierung soll selbstverständlich nicht das Formschaumteil durchdringen, sondern lediglich die Verdichtungsschicht der Oberfläche.
Die Anbringung der Perforierung erfolgt vorteilhaft gleichzeitig mit der üblicherweise durchgeführten Walzung des Polymerschaum-Formteils zur Erhöhung der Offenporigkeit des Schaumes. Hierzu werden vorzugsweise die Walzen mit Nadeln oder zylinderförmigen Noppen versehen, die sich während des Walzvorganges durch die Verdichtungs-Oberflächenschicht des Polymerschaum-Formteils bohren. Bevorzugt werden zylinderförmige Hohlnoppen benutzt, die an ihrer Stirnseite offen sind und deren Außenkante eine Schneidfläche aufweist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beispiele 1 bis 3 erläutert.
Beispiele
Beispiel 1
Es wird ein Polyurethan-Schaumstoff-Formteil einer Dichte von 80 kg/m3 und einer
Dicke von 25 mm eingesetzt. Aus dem ebenen, flächigen Formteil werden senkrecht zur Formteil-Oberfläche Proben von 20 mm 0 geschnitten. Die frequenzabhängige Schallabsorption wird nach ASTM E 1050-90 in einem Schallabsorptionrohr von 20 mm 0 gemessen. Kurve a) der beigefügten Fig. 1 zeigt die gemessene Schallabsorp- tion des Probekörpers mit nicht perforierter Oberflächenhaut.
Beispiel 2
Der nach Beispiel 1 hergestellte Probeköφer wird oberflächig mit ca. 1 mm großen Löchern versehen, deren Flächensumme 1 % der Gesamtoberfläche ausmacht. Die entsprechende Schallabsoφtionskurve ist Kurve b) der Fig. 1.
Beispiel 3
Der Probeköφer wird entsprechend Beispiel 1 präpariert, wobei jedoch die Flächensumme der Perforationen 2 % der Oberfläche ausmacht. Die entsprechende Schallabsoφtionskurve ist Kurve c) der Fig. 2.

Claims

Patentansprüche
1. Polymerschaum-Formteil mit erhöhtem Schallabsoφtionsvermögen im Frequenzbereich oberhalb 1 500 Hz gekennzeichnet durch eine Perforierung der oberflächig vorhandenen Verdichtungsschicht.
2. Formteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforierung aus Löchern mit einem Durchmesser von 0,1 bis 10 mm besteht.
3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Perforierung aus Löchern mit einem Durchmesser von 0,3 bis 3 mm besteht.
4. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Summe der Perforationen zwischen 0,1 und 10 % der Oberfläche ausmacht.
5. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Summe der Perforationen zwischen 1,5 und 4 % der Oberfläche ausmacht.
6. Formteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5 aus Polyurethanschaumstoff mit einer Dichte von 60 bis 120 kg/m3.
EP00983290A 1999-12-24 2000-12-12 Polymerschaum-formteil mit schallabsorptionsvermögen Withdrawn EP1244734A1 (de)

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