EP1321554A1 - Insulation material - Google Patents

Insulation material

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EP1321554A1
EP1321554A1 EP20020022994 EP02022994A EP1321554A1 EP 1321554 A1 EP1321554 A1 EP 1321554A1 EP 20020022994 EP20020022994 EP 20020022994 EP 02022994 A EP02022994 A EP 02022994A EP 1321554 A1 EP1321554 A1 EP 1321554A1
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insulation
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thermoplastic
nonwoven
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    • E04B2001/7687Crumble resistant fibrous blankets or panels using adhesives or meltable fibres

Abstract

An insulation material for sound wave absorption and for thermal insulation containing thermoplastic staple fibers as matrix fibers and thermoplastic adhesive melt fibers containing a mechanically and thermally strengthened nonwoven, where the nonwoven has a ratio Vair to Vfiber exceeding 40:1, where V = volume, a weight related flexural stiffness of less than 0.5, and a separating strength of at least 3N/5 cm.

Description

Stand der Technik State of the art

Isolations-Materialien zur Absorption von Schallwellen und zur thermischen Isolierung, insbesondere für die Verwendung in der Automobilindustrie, sind im Stand der Technik bereits bekannt. Insulation materials for absorbing sound waves and for thermal insulation, in particular for use in the automotive industry, are already known in the art.

WO 97/45581 offenbart ein mittels Meltblown-Technologie erzeugtes Isolier-Feinfaservlies zur Dämpfung von Schallwellen für den Einsatz im Fahrzeugbau, welches aus homo- und copolymerem Polypropylen besteht und dem ein phenolisches Stabilisierungsmittel zur Erhöhung der thermischen Resistenz beigemischt ist. WO 97/45581 discloses a signal generated by means of melt-blown technology insulating fine fiber web for the attenuation of sound waves for use in vehicle construction, consisting of homo- and copolymeric polypropylene and a phenolic stabilizer is added to increase the thermal resistance.

Nachteilig wirkt sich allerdings aus, dass die mechanische Stabilität aufgrund niedriger Innenverfestigung nicht allzu hoch ist, somit ist ein derartiges Feinfaservlies nicht einfach zu konfektionieren, zu handeln und zu montieren. A disadvantage of though, is that the mechanical stability is not very high due to low internal consolidation, therefore, such a fine non-woven fabric is not easy to assemble, to act and to assemble.

Der Anteil des Stabilisierungsmittels muss hoch sein, damit eine bestmögliche Innverfestigung erzielt wird. The proportion of the stabilizing agent must be high, so that the best possible Innverfestigung is achieved. Dadurch ist die Sortenreinheit nicht mehr gegeben. Thus, the purity is no longer given.

Ferner sind schallabsorbierende und wärmeisolierende Bauteile aus dem EP 0683280 bekannt, die aus einem Verbund von einem Vlies aus vorwiegend Kunststoffasern - PET und PBT - mit einer aufkaschierten Polyesterfolie bestehen. Further, sound-absorbing and heat-insulating components from the EP 0683280 are known, consisting of a composite of a nonwoven fabric of primarily plastic fibers - made with a laminated polyester film - PET and PBT.

Beim Produktionsprozess ist somit ein zusätzlicher Arbeitsgang für das Aufbringen der Folie auf das Vlies erforderlich, wodurch sich das Herstellungsverfahren aufwendiger gestaltet und die Ausgangsstoffe für diese Bauteile höhere Kosten verursachen, außerdem ist die gewünschte Sortenreinheit nicht gegeben. In the production process an additional operation for applying the film to the nonwoven fabric is thus required, whereby the manufacturing process more complicated design and the starting materials for these components result in higher costs, as well as the desired purity is not given.

DE 19821532 beschreibt wärme- und schalldämmende Verkleidungen für die Abdeckung der Stirnwand von Motorräumen oder im Bereich des Getriebetunnels von Kraftfahrzeugen. DE 19821532 describes thermal and sound insulating panels for covering the end wall of the engine rooms or in the area of ​​the transmission tunnel of motor vehicles.
Diese sind zusammengesetzt aus einer motorseitigen Deckschicht, die von einem Vlies aus PES- oder Glas- oder Kohlenstoff- oder Keramik- oder Mineralfasern gebildet wird, einer duroplastischen Schaumstoffschicht aus Melaminharz, und einer akustisch isolierenden Schicht aus Kunststoffschaum, Partikelverbundschaum oder Faservlies aus nativen oder synthetischen Fasern. These are composed of a motor-side cover layer, which is formed by a nonwoven fabric made of PES or glass or carbon or ceramic or mineral fibers, of a thermoset foam layer of melamine resin, and an acoustically insulating layer of plastic foam, particle composite foam or fibrous web of natural or synthetic fibers.

Die unterschiedliche Materialzusammensetzung solcher Verkleidungen ermöglicht keine wirtschaftliche Trennung der Rohstoffe und bietet keine umweltfreundliche Entsorgung nach dem Gebrauch. The different material composition of such panels does not permit economic separation of raw materials and does not provide environmentally friendly disposal after use.

Zudem ist ein relativ aufwendiges Herstellungsverfahren zur Erzeugung von mehrschichtigen Verbundstoffen notwendig, welches außerdem gesundheitsbeeinträchtigend für das Produktionspersonal ist aufgrund der Verarbeitung karzinogener Stoffe, zum Beispiel Aminoxide oder Isocyanate. In addition, a relatively expensive manufacturing process for the production of multi-layer composites is necessary, which is also harmful to health for factory personnel due to the processing of carcinogenic substances, for example amine oxides or isocyanates.

DE 4206411 handelt von einem schalldämmendem Formteil für Verkleidungen an Kraftfahrzeugen mit einer Trägerschicht aus offenzelligem Polyurethan-Weichschaum, auf welche eine offene Deckschicht aus Polyestervliesstoff kaschiert ist, wobei der Polyurethan-Weichschaum mit einer duroplastischen Dispersion imprägniert ist. DE 4206411 concerns a sound-absorbing molded part for linings of motor vehicles with a carrier layer of open-cell soft polyurethane foam, to which an open covering layer of polyester nonwoven fabric is laminated, wherein the flexible polyurethane foam is impregnated with a thermosetting dispersion.

Nachteilig ist die für die Insassen unangenehme Geruchsbelästigung durch Fogging bei Einsatz der Teile im Innenbereich der Fahrgastzelle bedingt durch die in den Produkten enthaltenen Chemikalien, zB durch die enthaltenen Schwerentflammbarkeitshilfsmittel. A disadvantage is the unpleasant for the passengers odors from fogging when using the interior parts of the passenger compartment due to the chemicals contained in the products, for example, by the information contained Schwerentflammbarkeitshilfsmittel.

Aus DE 19708188 geht ein Schallschutzmaterial hervor, das aus Vliesstoffen aus thermoplastischen Fasern, beispielsweise aus Polyesterfasern hergestellt und in zwei Stufen durch einen mechanischen Verfestigungsprozess sowie einer anschliessenden Druck-/Wärmebehandlung verdichtet wird. From DE 19708188 a soundproofing material is apparent, which is made from non-woven fabrics of thermoplastic fibers, such as polyester fibers and compressed in two stages by a mechanical bonding process and a subsequent pressure / heat treatment. Durch diese Verfestigung wird ein definierter Strömungswiderstandsbereich erreicht. Through this consolidation, a defined flow resistance range is reached.

Die so hergestellten Schallschutzmaterialien besitzen eine Dicke von nur 0,3 bis 3 mm und besitzen neben einem steifen Warencharakter deshalb ein entsprechend geringes thermisches Isolationsvermögen. The noise insulating materials thus produced have a thickness of only 0.3 to 3 mm and have a correspondingly low thermal insulation capacity in addition to a rigid commodity character, therefore.

Der Erfinder hat hier nicht erkannt, dass eine leichte, bauschige Vliesstruktur Vorteile sowohl in Bezug auf Schallabsorption, als auch bezüglich der thermischen Isolation bringt. The inventor has not recognized here that a light, bulky nonwoven structure has advantages both in terms of sound absorption, and in terms of thermal insulation.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, weg von den bekannten, steifen Isolations-Materialien zur Absorption von Schallwellen und zur thermischen Isolierung hin zu einem biegefähigen, weichen Schall- und Wärmeisolationsmaterial zu gelangen. The invention, the object has been to get away from the known stiff insulation materials for absorbing sound waves and for thermal insulation towards a bendable soft sound and heat insulation material.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. The task is inventively solved by the features of claim 1.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend im Detail dargestellt. Reference to an embodiment the invention is illustrated in detail below.

Die verwendete Rohstoff-Mischung besteht zum Beispiel aus PET-Stapelfasern und bikomponenten CoPET/PET-Schmelzklebefasern in folgendem Verhältnis The raw material mixture used consists for example of PET staple fibers and bicomponent CoPET / PET-melt adhesive fibers in the following proportions

  • 10 % Schmelzklebefaser 2,2 dtex mit 40 mm Länge, 10% melt adhesive fiber 2.2 dtex 40 mm in length,
  • 40 % Matrixfaser 1,7 dtex mit 40 mm Länge und 40% matrix fiber 1.7 dtex 40 mm length and
  • 50 % Matrixfaser 0,8 dtex mit 40 mm Länge. 50% matrix fiber 0.8 dtex 40 mm length.

Die 2,2 dtex-Faser, die bei der später stattfindenden thermischen Verfestigung als Bindefaser fungiert, besitzt im Mantelbereich einen deutlich niedrigeren Schmelzpunkt als die beiden anderen Mischungskomponenten, die als Matrixfasern vorgesehen sind. The 2.2 dtex fiber which acts as a binder fiber in the later occurring thermal bonding, in the cladding region has a considerably lower melting point than the other two components of the mixture, which are provided as matrix fibers.

Die homogen aufbereitete Mischung wird in Form einer Fasermatte einer Krempel zugeführt, um daraus ein Vlies zu bilden, welches mit Hilfe eines Horizontal-Legers auf das gewünschte Flächengewicht von beispielsweise 300 g/m 2 getäfelt wird. The homogeneously prepared mixture is supplied in the form of a mat of fibers of a carding, to be formed into a nonwoven fabric, which is paneled by means of a horizontal laying machine to the desired area weight of for example 300 g / m 2.

Im Anschluss daran wird von einem rechtwinklig zum Legerband angeordneten Abzugsband abgenommen, es entsteht ein Vlies mit Kreuzlagen. Following this, is taken from a arranged at right angles to Leger tape peeling tape, it will find a non-woven with cross plies.

Zur mechanischen Verfestigung passiert das Vlies eine Nadelmaschine. For mechanical strengthening, the web passes through a needle loom.
Hierbei erfolgt eine beidseitige Vernadelung. Here, a double-sided needle punching is done. Mit Hilfe des angewandten Verfahrens und durch die spezielle Auswahl der eingesetzten Nadeln, die jeweils nur eine Kerbe aufweisen, erhält das Vlies eine ausreichend hohe Innenverfestigung, wobei die Weichheit und Dicke des erfindungsgemäßen Materials nicht nachteilig beeinträchtigt wird. By means of the procedure used and by the specific selection of the needles used that each have only one notch, the nonwoven receives a sufficiently high internal solidification, the softness and thickness of the material of the invention is not adversely affected.

Der mechanischen Verfestigung direkt nachgeschaltet ist eine thermische Behandlung in einem Trockner, sodaß das so erhaltene, erfindungsgemäße Endprodukt die Eigenschaften Weichheit, Wärmeisolation und Schallabsorption aufweist. Downstream of the mechanical strengthening is directly a heat treatment in a dryer, so that the final product thus obtained, according to the invention comprises the features of softness, heat insulation and sound absorption.

Dazu läuft das Vlies über ein der Nadelmaschine nachgeschaltetes Transportband in einen Siebtrommeltrockner ein, der zwei am Umfang perforierte und beheizte Siebtrommeln besitzt. For this purpose, the web runs over a needle machine downstream conveyor belt into a sieve drum dryer, which has two perforated and heated sieve drums at the circumference. Während der Trocknerpassage durchströmt heisse Luft mittels eines im Inneren der Siebtrommeln aufgebauten Unterdrucks das Vlies. During the passage dryer hot air flows through the web by means of a built-up in the interior of the sieve drums vacuum.

Bei einer Siebtrommel-Temperatur von 160 °C erweicht die 2,2 dtex-Faser oberflächlich, wird binde- und klebefähig und bildet Bindungsstellen an den Kreuzungsstellen zwischen Binde- und Matrixfasern. In a sieve drum temperature of 160 ° C, the 2.2 dtex fiber softened surface is settable and tacky and forms bond sites at the crossing points between the matrix fibers and binders.

Entscheidend für das Herstellen des erfindungsgemäßen Isolationsmaterial ist die Tatsache, dass weder vor noch während des Kühlvorgangs kein zusätzliches Verdichten oder Verpressen des Vliesstoffes erfolgt. Critical to the production of the insulation material according to the invention is the fact that neither he nor done before during the cooling process, no additional compaction or compression of the nonwoven fabric. Die Fixierung des Vlieses geschieht also nur an den Bindungsstellen, die sich bereits während der Trocknerpassage ausgebildet haben. The fixation of the mat so happens only at the binding sites that have already been formed during the drying passage.

Aufgrund des geringen Anteils an Schmelzklebefasern besitzt der auf diese Art und Weise hergestellte Vliesstoff eine ausgeprägte Weichheit. Due to the small proportion of hot-melt fibers of the nonwoven fabric prepared in this manner has a marked softness.

Diese Weichheit wirkt sich erfindungsgemäß zum einen positiv auf die akustischen Eigenschaften, zum anderen auf die thermische Isolationswirkung aus. This softness affects invention for a positive effect on the acoustic properties of the thermal insulation effect on the other hand. Darüberhinaus passt sich das Material hervorragend an dreidimensionale Konturen, beispielsweise an Werkzeuge zur Herstellung von Fahrzeugwandungen oder -abdeckungen an, In addition, the material fits perfectly to three-dimensional contours, for example on tools for the production of motor vehicle walls or covers on,

Die messtechnische Beschreibung dieser Eigenschaft ist am Besten über die sogenannte Biegesteifigkeit machbar. The metrological description of this property is feasible best about the so-called flexural strength. Für die nachstehenden Vergleichswerte wurde eine Apparatur ähnlich der Prüfmethode ISO 9073-7 ("Determination of bending length") verwendet. For the following comparative values ​​one apparatus was similar to the test method ISO 9073-7 ( "Determination of bending length") is used. Abweichend von den dort genannten Vorgaben wurde mit einer Teststreifenbreite von 50 mm gearbeitet und die überhängende Vlieslänge in mm bestimmt. Notwithstanding worked with a strip width of 50 mm from the dates specified therein specifications and determines the overhanging fleece length in mm. Diese wurde dann ins Verhältnis mit dem Flächengewicht des Prüflings gesetzt, sodaß die gewichtsbezogene Biegesteifigkeit sich als Quotient nach der unten stehenden Formel ergibt. This was then set in relation to the basis weight of the specimen, so that the weight-related bending rigidity is the quotient by the formula below. gewichtsbezogene Biegesteifigkeit = = Weight-related bending stiffness Überhängende Vlieslänge Overhanging fleece length IST-Flächengewicht des Prüflings IS-basis weight of the test specimen

Zur messtechnischen Vereinfachung werden bei den obigen Größen, der überhängenden Vlieslänge und dem IST-Flächengewicht in der obigen Formel keine Einheiten verwendet. units are not used in the above sizes, the overhanging web length and the actual weight per unit area in the above formula for the metrological simplification.

Die Messwerte für die gewichtsbezogene Biegesteifigkeit in Längs- und Querrichtung aus der Tabelle 1 zeigen den deutlichen Unterschied beim Vergleich des erfindungsgemäßen Isolations-Materials mit einem konventionellem Isolations-Material. The measured values ​​for weight-related bending stiffness in the longitudinal and transverse directions in Table 1 show the clear difference when comparing the insulation material of the invention with a conventional insulation material. So ist es mit dem erfindungsgemäßen Vliesstoff wesentlich einfacher, eine Konturenanpassung zu erreichen, da der Vliesstoff im Vergleich zum Stand der Technik eine kleinere gewichtsbezogene Biegesteifigkeit aufweist, in sich weniger steif ist. So it is much easier with the inventive non-woven fabric to achieve an outline adjustment because the nonwoven compared with the prior art has a smaller weight-related bending stiffness in itself is less rigid.

Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die sich ergebenden gewichtsbezogenen Biegesteifigkeiten für verschiedene Flächengewichte, Muster 1 bis 3 eines erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffs und dem nach dem Stand der Technik hergestellten Muster 4, welches einen thermisch verfestigten, ungenadelten Vliesstoff aus 0,7 dtex PES Matrixfaser zu 55% und 2,2 dtex CoPES/PES Bikomponenten-Schmelzfaser zu 45% beschreibt. Table 1 below shows the resulting weight-bending rigidities for different basis weights, samples 1 to 3 of a nonwoven fabric according to the invention and the pattern produced according to the prior art 4, which dtex a thermally bonded, ungenadelten nonwoven fabric of 0.7 PES matrix fiber to 55% and 2.2 CoPES / dtex PES bicomponent melt fibers to 45% describes.

Muster template Längsrichtung longitudinal direction Querrichtung transversely
IST-Gewicht (g/qm) IS-weight (g / sqm) Überhängende Vlieslänge (mm) Overhanging nonwoven length (mm) Gewichtsbezogene Biegesteifigkeit Weight-related bending stiffness IST-Gewicht (g/qm) IS-weight (g / sqm) Überhängende Vlieslänge (mm) Overhanging nonwoven length (mm) Gewichtsbezogene Biegesteifigkeit Weight-related bending stiffness
1 - 300g/qm 1 - 300 g / sqm 301 301 101 101 0,34 0.34 302 302 144 144 0,48 0.48
2 - 400g/qm 2 - 400g / sqm 398 398 161 161 0,40 0.40 405 405 202 202 0,50 0.50
3 - 530g/qm 3 - 530g / sqm 528 528 193 193 0,37 0.37 529 529 198 198 0,37 0.37
4 - 300g/qm 4 - 300g / sqm 298 298 183 183 0,61 0.61 299 299 192 192 0,64 0.64

Es zeigt sich eine deutlich geringere gewichtsbezogene Biegesteifigkeit gegenüber den bekannten Materialien nach dem Stand der Technik. It shows a significantly reduced weight-related bending stiffness compared to the known materials according to the prior art.

Für die Weiterverarbeitung des erfindungsgemäßen Vlieses ist es von Bedeutung, dass, neben der Weichheit, im Vlies auch eine Strukturfestigkeit gegeben ist. For further processing of the web according to the invention, it is important that, in the fleece, a structural strength is given in addition to softness. Diese Eigenschaft ist besonders entscheidend bei Einwirkung von mechanischer Beanspruchung, z. This property is particularly crucial when subjected to mechanical stress such. B. beim Handling, bei der Konfektion und bei der Montage. As when handling, in the fabric and in the assembly. Erreicht wird dies im erfindungsgemäßen Vliesstoff durch die Kombination der beidseitigen Vernadelung und der anschließenden thermischen Verfestigung durch die Schmelzklebefasern This is achieved in the inventive non-woven fabric by the combination of two-sided needling and subsequent thermal bonding by the hot-melt adhesive fibers

Um eine Messgröße für die Strukturfestigkeit zu bekommen wurde die Festigkeit gemessen, welche ein in seiner Dicke mittig gespaltener Vliesstoff einer weiteren Trennbewegung entgegensetzt. To get a measure of the structure strength, the strength was measured, which opposes a centrally split in thickness non-woven fabric a further separation movement.

Dazu werden die beiden Enden des Prüflings in die Probenhalter einer Reißprüfmaschine, beispielsweise einer Zwick 1425, eingespannt. For this purpose, the two ends of the specimen are clamped in the sample holder of a Reißprüfmaschine, such as a Zwick 1425. Der obere Probenhalter ist mittels einer Kraftmessdose an der beweglichen Traverse angebracht. The upper sample holder is mounted by means of a load cell on the movable crosshead. Nach Testbeginn setzt sich die Traverse mit konstanter Geschwindigkeit nach oben in Bewegung, der Vliesstoff wird auseinandergetrennt, die an der Kraftmessdose anliegende Kraft steigt an. After starting the test, the crosshead speed is a constant upward movement, the nonwoven fabric is separated apart, the voltage applied to the load cell force increases. Für die Auswertung wird gemäß DIN 54310 die mittlere gemessene Kraft während eines Messweges von 200 mm in N/5cm angegeben. For the evaluation, the average measured force is given during a measuring distance of 200 mm in N / 5 cm in accordance with DIN 54,310th

Die Ergebnisse der Messwerte für die Trennfestigkeit des erfindungsgemäßen Isolations-Materials aus Tabelle 2 bestätigen, dass der Vliesstoff trotz seiner ausgeprägten Weichheit eine intensive Innenverfestigung aufweist. The results confirm the measured values ​​for the separation strength of the insulation material of the invention from Table 2 that the nonwoven despite its distinct softness has an intense internal consolidation. Dieses positive Merkmal ist auf die Kombination der mechanischen mit der thermischen Verfestigung zurückzuführen. This positive feature is due to the combination of the mechanical with the thermal bonding.

Konventionelles Isolations-Material: 4225-300g/m 2 Conventional insulation material: 4225-300g / m 2 Erfindungsgemäßes Isolations-Material: VP 14/01/23-300g/m 2 Inventive insulation material: VP 14/01 / 23-300g / m 2
Trennfestigkeit in N/5cm Bond strength in N / 5 cm Trennfestigkeit in N/5cm Bond strength in N / 5 cm
In Längsrichtung Longitudinal 1,25 1.25 4,04 4.04
In Querrichtung Transversely 1,11 1.11 4,12 4.12

Ein wesentlicher Faktor für die Fähigkeit der thermischen Isolierung des erfindungsgemäßen Isolations-Materials ist das Vorhandensein von zahlreichen Hohlräumen zwischen den Fasern. A major factor in the ability of the thermal insulation of the insulation material of the invention is the presence of numerous voids between the fibers.

Die in den Hohlräumen befindliche Luft reduziert entscheidend den Transport von Wärmeenergie von der Seite mit der höheren Temperatur hin zur Seite mit der niederen Temperatur. The air in the cavities reduces significantly the transport of heat energy from the side with the higher temperature to the side with the lower temperature. Von ausschlaggebender Bedeutung dafür sind dabei das Volumen-Verhältnis zwischen Luft und Faserstoff im Vliesstoff einerseits und die Anzahl von vorhandenen Poren andererseits, um eine Hohlraumbildung zu ermöglichen. Of decisive importance for the tests were the volume ratio between the air and fibrous material in the nonwoven fabric on the one hand and the number of pores present on the other hand, to permit voiding.

Um möglichst zahlreiche Hohlräume zu bekommen, ist es bei einer gegebenen Vliesdicke sinnvoll den Titer der eingesetzten Fasern zu verringern. To get numerous possible cavities, it makes sense to reduce the titer of the fibers used for a given web thickness. Hintergrund ist dabei die Überlegung, bei gleichem Flächengewicht und gegebener Dicke mittels feinerer Fasern mehr Strukturen innerhalb des Vlieses zu erzeugen, daher Hohlräume zu bilden. The background is the consideration, to generate at the same basis weight and a given thickness by means of finer fibers more structures within the batt, so as to form cavities.

Um nun eine Messgröße für die Faserfeinheit innerhalb des Vliesstoffes zu bekommen, wurde der mittlere Fasertiter nach folgender Formel errechnet: In order to get a measure of fiber fineness within the nonwoven fabric, the mean linear density was calculated using the following formula: Mittlerer Fasertiter (dtex) = Mean linear density (dtex) = A*Titer 1 + B* Titer 2+ C*Titer 3 A * + B * 1 titer titer titer 2+ C * 3 100 100 wobei in which

A,B,C = A, B, C =
der Prozentanteil einer Faserkompenente in der Mischung ist. is the percentage of a Faserkompenente in the mixture. Die Summe aus A,B und C ist 100. The sum of A, B and C is the 100th
Titer 1,2,3 = Titer = 1,2,3
Titer der jeweiligen Faserkomponente in dtex Titer of each fiber component in dtex

Für das vorgenannte Ausführungsbeispiel ergibt sich daher ein mittlerer Fasertiter von 1,3 dtex. For the aforementioned embodiment, therefore, an average fiber denier of 1.3 dtex results.

Neben dem mittleren Fasertiter ist auch der Luftanteil innerhalb des Vliesstoffes für die Isolationswirkung wichtig, denn je mehr Luft auf die Hohlräume, ausgedrückt in Volumen-Verhältnis Luft zu Faserstoff verteilt ist, um so besser ist die thermische Isolationswirkung. In addition to the mean fiber denier also the proportion of air within the non-woven fabric for the insulating effect is important because the more air to the cavities, expressed in volume ratio, air is distributed to pulp, the better is the thermal insulation effect.

Ermittelt wird das Volumen-Verhältnis Luft zu Faserstoff, indem man das Volumen eines Prüfkörpers aus dem erfindungsgemäßen Vlies nach der Formel is determined, the volume ratio of air to pulp by the volume of a specimen from the inventive nonwoven according to the formula V Prüfkörper = Länge*Breite*Höhe V test specimens = length * width * height errechnet. calculated. Die Länge und Breite betragen dabei jeweils 100 mm, die Höhe ist gleichzusetzen mit der Dicke des Prüfkörpers. The length and width are each 100 mm while the height is equivalent to the thickness of the test specimen. Wichtig ist dabei, dass die Dicke ohne Kompression des Prüfkörpers gemessen wird. It is important that the thickness is measured without compression of the test specimen. Dies geschieht, je nach Dicke, gemäß den Verfahren B oder C der EDANA 30.5-99. This is done, depending on the thickness, according to the methods B or C of the EDANA 30.5-99.

Im nächsten Schritt wird das Volumen der in dem Prüfkörper enthaltenen Fasern nach der Formel In the next step the volume of the fibers contained in the specimen is according to the formula V Faser = = V fiber Fasermasse fiber mass Dichte des Faserpolymers Density of the fiber polymer bestimmt. certainly. Dazu wird der Probenkörper bis zur Gewichtskonstanz getrocknet und gewogen. For this, the specimen is dried to constant weight and weighed. Im vorliegenden Beispiel wurden zu 100% Polyethylenterephthalat-Fasern verwendet, sodaß als Dichte 1.38 g/cm 3 angenommen werden konnte. In the present example, polyethylene terephthalate fibers were used at 100%, so that could be accepted cm 3 as the density of 1:38 g / cc.

Mit dem so errechneten Faservolumen kann nunmehr das Luftvolumen innerhalb des Prüfkörpers nach der Formel With the thus calculated fiber volume, the air volume can now within the test specimen according to the formula V Luft = V Prufkörper - V Faser V air = V Prufkörper - V fiber bestimmt werden. be determined.

Für das beschriebene Ausführungsbeispiel ist in Tabelle 3 die Ermittlung des Verhältnisses von V Luft zu V Faser aufgeführt. For the embodiment described in Table 3, the determination of the ratio of air V is given to V fiber.

Erfindungsgemäßes Produkt Inventive Product Muster 4 aus Tabelle 1 Pattern 4 of Table 1 Stand der Technik 2 Prior Art 2
V Prüfkörper V specimens 130,00 cm 3 130.00 cm 3 70,00 cm 3 70.00 cm 3 10,00 cm 3 10.00 cm 3
V Faser V fiber 2,17 cm 3 2.17 cm 3 2,16 cm 3 2.16 cm 3 2,72 cm 3 2.72 cm 3
V Luft V air 127,83 cm 3 127.83 cm 3 67,84 cm 3 67.84 cm 3 7,28 cm 3 7.28 cm 3
V Luft : V Faser V air: V fiber 59:1 59: 1 31:1 31: 1 3:1 3: 1

Für das Erreichen einer optimalen akustischen Absorptionswirkung war nun die Kombination der vorgenannten Eigenschaften, nämlich gewichtsbezogene Biegesteifigkeit, mittlerer Fasertiter und Verhältnis von V Luft zu V Faser die Ausgangsbasis. For achieving an optimal acoustic absorption effect, the combination of the aforementioned characteristics, namely weight-related bending stiffness, mean linear density and ratio of air to V V fiber now was the starting point.

Es zeigte sich, dass nur in der anspruchsgemäßen Kombination eine verbesserte, dem Stand der Technik deutlich überlegene Absorption erzielt wird. It was found that only in the claimed combination of a improved, the prior art clearly superior absorption is achieved.

Die akustische Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Isolations-Materials im Vergleich zu einem konventionellen Isolations-Material ist in Figur 1 in Form eines Diagramms dargestellt. The acoustic efficiency of the insulation material of the invention compared to a conventional insulation material is shown in Figure 1 in the form of a diagram.

Aus dem Verlauf der Kurven für den Absorptionskoeffizienten in Abhängigkeit von der Frequenz ist klar zu erkennen, dass das erfindungsgemäße Isolations-Material mit der Bezeichnung "Sawasorb VP 14/01/65-300g/m 2 ", gegenüber dem konventionellen Isolations-Material mit der Bezeichnung "Sawasorb 4225-300 g/m 2 " für jede angegebene Frequenz einen höheren Absorbtionskoeffizienten aufweist. From the course of the curves for the absorption coefficient in function of the frequency can be clearly seen that the inventive insulation material with the label "sawasorb VP 14/01 / 65-300g / m 2", compared to conventional insulation material with the label "sawasorb 4225-300 g / m 2" for any given frequency has a higher absorption coefficient.

Die in Figur 1 graphisch dargestellten Werte, die aus Tabelle 4 detailiert ersichtlich sind, wurden im Rahmen einer Absorptionsmessung in der Alpha-Kabine ermittelt. The values ​​graphed in Figure 1, are shown in Table 4. Detailed were determined as part of an absorption measurement in the alpha cabin.

Frequenz in Hz Frequency in Hz Absorptionskoeffizient für Sawasorb® Absorption coefficient for sawasorb®
4225 4225
300g/m 2 10 mm Dicke 300g / m 2 10 mm thickness
Absorptionskoeffizient für Sawasorb® Absorption coefficient for sawasorb®
VP 14/01/65 300g/m 2 VP 14/01/65 300g / m 2
10 mm Dicke 10 mm thickness
400 400 0,03 0.03 0,06 0.06
500 500 0,10 0.10 0,23 0.23
630 630 0,23 0.23 0,31 0.31
800 800 0,28 0.28 0,42 0.42
1000 1000 0,33 0.33 0,50 0.50
1250 1250 0,48 0.48 0,66 0.66
1600 1600 0,53 0.53 0,75 0.75
2000 2000 0,60 0.60 0,78 0.78
2500 2500 0,66 0.66 0,79 0.79
3150 3150 0,76 0.76 0,91 0.91
4000 4000 0,74 0.74 0,83 0.83
5000 5000 0,79 0.79 0,90 0.90
6300 6300 0,80 0.80 0,90 0.90
8000 8000 0,78 0.78 0,93 0.93
10000 10000 0,81 0.81 0,93 0.93

Diese Mess-Methode funktioniert nach folgendem Prinzip: This measurement method works as follows:
Die Luftschallabsorption ist abhängig vom Schalleinfallswinkel.In der Praxis ist meist ein Schalleinfall von allen Seiten gegeben.Dies wird auch als statistischer Schalleinfall bezeichnet. The airborne sound absorption depends on the Schalleinfallswinkel.In practice is usually a sound arriving from all sides gegeben.Dies is also called statistical sound incidence.
In der Praxis wird die Absorption über die Nachhallzeit bzw. Bestimmung der äquivalenten Absorptionsflächen mit und ohne In practice, the absorption across the reverberation time or determining the equivalent absorption area is with and without
dem eingebrachten Dämmstoffen ermittelt.Hieraus ergibt sich der Absorptionsgrad " Alpha". the introduced insulating materials ermittelt.Hieraus results in the absorption coefficient "Alpha".

Die Messung erfolgt in kleinvolumigen Kammern. The measurement is made in small-volume chambers. ( kleiner Hallraum Volumen ca. 6 m 3 ) => Alpha - Kabine (Hall smaller space volume about 6 m 3) => Alpha - Cabin

Durch die ausgeprägte Weichheit des erfindungsgemäß hergestellten Vliesstoffes, welche durch Verwendung nur geringer Anteile an Schmelzfasern erst ermöglicht wird, ist die Oberfläche dergestalt verfestigt, dass auftreffende Schallwellen nur einem geringen Anteil reflektiert werden, der Großteil kann in die Vliesstruktur eindringen. Due to the rich softness of the nonwoven fabric according to the invention, which is only made possible by using only low levels of melt fibers, the surface is such solidified that incident sound waves are reflected only a small percentage, the bulk to penetrate into the nonwoven structure.

Entgegen den Materialien des Stands der Technik sind bei dem erfindungsgemäßen Vliesstoff viele Hohlräume enthalten, welche Reflektion der Schallwellen innerhalb des erfindungsgemäßen Vliesstoffes begünstigen. In contrast to the materials of the prior art, many cavities are present which favor reflection of the sound waves within the inventive non-woven fabric in which the inventive nonwoven fabric. Der Schall wird gebrochen und innerhalb des erfindungsgemäßen Vliesstoffes optimal absorbiert. The sound is broken and optimally absorbed within the inventive nonwoven fabric.

Claims (9)

  1. Isolations-Material zur Absorption von Schallwellen und zur thermischen Isolierung, bestehend aus thermoplastische Stapelfasern als Matrixfasern und thermoplastische Schmelzklebefasern enthaltendem mechanisch und thermisch verfestigtem Vliesstoff, Insulating material for absorbing sound waves and for thermal insulation, consisting of thermoplastic staple fibers and matrix fibers and thermoplastic hot melt adhesive fibers containing mechanically and thermally solidified non-woven fabric,
    dadurch gekennzeichnet, characterized,
    dass der Vliesstoff ein Verhältnis von V Luft zu V Faser von größer 40 : 1 aufweist, that the nonwoven fabric has a ratio of air to V V fiber of greater than 40: 1,
    dass der Vliesstoff ein gewichtsbezogenes Biegesteifigkeitsverhältnis von kleiner 0,5 aufweist und that the nonwoven fabric has a weight-bending rigidity ratio of less than 0.5 and
    dass der Vliesstoff eine Trennfestigkeit von mindestens 3N/5cm aufweist. that the nonwoven fabric has a separating strength of at least 3N / 5cm.
  2. Isolations-Material nach Anspruch 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Fasertiter der den Vliesstoff bildenden Fasern zwischen 0,3 und 1,5 dtex liegt. characterized in that the average fiber linear density of the nonwoven fabric fibers between 0.3 and 1.5 dtex.
  3. Isolations-Material nach einem der Ansprüche 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die den Vliesstoff bildenden Stapelfasern und Schmelzklebefasern polymereinheitlich zusammengesetzt sind. the nonwoven fabric forming the staple fibers and melt bonding fibers are polymeric uniform composition.
  4. Isolations-Material nach einem der Ansprüche 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die den Vliesstoff bildenden Stapelfasern und Schmelzklebefasern aus der Gruppe der Polyethylenterephthalate bestehen. the nonwoven fabric forming the staple fibers and melt bonding fibers from the group of polyethylene terephthalate are made.
  5. Isolations-Material nach einem der Ansprüche 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die den Vliesstoff bildenden Stapelfasern und Schmelzklebefasern aus der Gruppe der Polyolefine bestehen. the nonwoven fabric forming the staple fibers and melt bonding fibers from the group of polyolefins made.
  6. Isolations-Material nach einem der Ansprüche 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die den Vliesstoff bildenden Stapelfasern als Mischung aus mindestens einer ersten und einer zweiten polymereinheitlichen Komponente vorliegen. characterized in that the nonwoven fabric forming staple fibers are present as a mixture of at least a first and a second polymer component uniform.
  7. Isolations-Material nach Anspruch 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Gehalt an thermoplastischen bikomponenten Schmelzklebefasern 15 Gewichtsprozent nicht übersteigt. characterized in that the content of thermoplastic bicomponent hotmelt adhesive fibers does not exceed 15 weight percent.
  8. Isolations-Material nach Anspruch 1, Insulation material according to claim 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff ein Flächengewicht von 200 g/m 2 bis 800g/m 2 aufweist. characterized in that the nonwoven fabric has a basis weight of 200 g / m 2 to 800g / m 2.
  9. Isolations-Material zur Absorption von Schallwellen und zur thermischen Isolierung, bestehend aus thermoplastische Stapelfasern als Matrixfasern und thermoplastische Schmelzklebefasern enthaltendem mechanisch und thermisch verfestigtem Vliesstoff, Insulating material for absorbing sound waves and for thermal insulation, consisting of thermoplastic staple fibers and matrix fibers and thermoplastic hot melt adhesive fibers containing mechanically and thermally solidified non-woven fabric,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Vliesstoff mechanisch und thermisch ohne wesentliche Veränderung des Querschnitts verfestigt ist. characterized in that the nonwoven is consolidated mechanically and thermally without substantially altering the cross-section.
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