EP1946291A2 - Bauteil für die schallisolation und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Bauteil für die schallisolation und verfahren zu seiner herstellung

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EP1946291A2
EP1946291A2 EP06829003A EP06829003A EP1946291A2 EP 1946291 A2 EP1946291 A2 EP 1946291A2 EP 06829003 A EP06829003 A EP 06829003A EP 06829003 A EP06829003 A EP 06829003A EP 1946291 A2 EP1946291 A2 EP 1946291A2
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EP
European Patent Office
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nonwoven
layer
component
spray coating
polyurethane
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EP06829003A
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Inventor
Olaf Hessler
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Ideal Automotive GmbH
Original Assignee
Ideal Automotive GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials
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    • B60R13/00—Elements for body-finishing, identifying, or decorating; Arrangements or adaptations for advertising purposes
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    • Y10T428/24636—Embodying mechanically interengaged strand[s], strand-portion[s] or strand-like strip[s] [e.g., weave, knit, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/20—Coated or impregnated woven, knit, or nonwoven fabric which is not [a] associated with another preformed layer or fiber layer or, [b] with respect to woven and knit, characterized, respectively, by a particular or differential weave or knit, wherein the coating or impregnation is neither a foamed material nor a free metal or alloy layer
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
    • Y10T442/60—Nonwoven fabric [i.e., nonwoven strand or fiber material]
    • Y10T442/647—Including a foamed layer or component
    • Y10T442/652—Nonwoven fabric is coated, impregnated, or autogenously bonded

Definitions

  • the invention relates to a component for sound insulation, in particular in motor vehicles, and a method for its production.
  • heavy-layer films for sound insulation or damping in motor vehicles.
  • These heavy-layer foils are plastic membranes or foils having a heavy aggregate, for example barium sulphate. It is also known to form Bitumenbuchstoffplatten to body parts and hang up to effect an anti-drone effect.
  • the object of the invention is to provide a component for sound insulation, which is easy and quick to produce, in a simple manner reshaping and installable and also allows good sound insulation.
  • the component according to the invention for sound insulation consists of a known non-woven fabric, which has on one side a spray coating of a plastic.
  • the nonwoven fabric is, for example, a nonwoven fabric having a thickness of 5 to 20 mm, especially 10 mm, and has densities of 30 kg / m 2 to 120 kg / m 2 .
  • the nonwoven components can also be thicker.
  • the nonwoven components are, for example, fiber-flocked material in which PU flakes are still contained in the actual non-woven fabric.
  • thermoplastic bonded nonwoven component in addition to the usually contained mixed or natural fibers, such as wool or cotton, in addition deliberately a certain proportion of thermoplastic fibers is included, which produce a bond with appropriate temperature treatment by softening.
  • Suitable fibers for this purpose are, for example, polyolefin fibers, such as polyethylenes or polypropene fibers, or polyester fibers or polyamide fibers.
  • the component can also consist of pure natural fiber or pure synthetic fiber.
  • the spray coating is a continuous coating which is sprayed on and made of a thermoplastic or thermosetting plastic, in particular a polyurethane, which may be hard or soft.
  • a thermoplastic or thermosetting plastic in particular a polyurethane, which may be hard or soft.
  • the desired hardness is very easily adjustable in the polyurethane on the degree of crosslinking.
  • the interface or the layer is here open and permeable, so that there is a breathability, with defined flow resistance.
  • the basis weight of the sprayed layer may be from 50 g / m 2 upwards, the spray coating, if is particularly thin, consists of a polyurethane and with increasing coating thickness on the one hand more material is applied. On the other hand, it is possible to additionally provide the plastic with foaming agents and thus to produce a thin foamed layer. As a result, a cellulency of the structure of the spray coating is achieved.
  • the proportion of the foaming agent can be adapted to a desired property, in particular to a required insulating effect or absorption effect.
  • the spray coating with existing technologies is very easy and inexpensive to apply.
  • even very thin layer thicknesses of a sprayed on thermoplastic material and in particular of a polyurethane give excellent sound insulation properties.
  • the coating depending on the layer thickness, can be formed via a foaming agent with a cellular structure and in particular with an open-cell structure.
  • FIG. 1 is a highly schematic representation of a nonwoven component with a nonwoven area and a spray coating
  • Figure 2 a nonwoven component according to claim 1, wherein the spray coating is foamed
  • Figure 3 different materials for nonwoven fabric components according to the invention with different absorption behavior.
  • the component 1 according to the invention has a nonwoven component 2 and a spray coating 3.
  • the spray coating 3 is sprayed onto a surface 4 of the nonwoven component 2 and has basis weights of 50 to 1200 g / m 2 .
  • the spray coating 3 is preferably made of polyurethane whose hardness is adjusted via the degree of crosslinking.
  • the surface 4, on which the coating is sprayed, or the spray coating 3 itself, may have or form a contoured, for example, knobbed, ribbed or corrugated surface.
  • the polyurethane spray coating is designed as an open-cell, foamed spray coating 3, wherein the open-cell structure is adjusted by foaming agent in the PU material to be sprayed on.
  • the nonwoven member is a nonwoven member which may be made in the known manners and thus may be a random fiber nonwoven, a needle punch or a thermobonded nonwoven.
  • it may be a thermoplastic bonded nonwoven fabric as a fiber flake nonwoven component or as a ther- moplastic-bonded nonwoven with a certain proportion of thermoplastic fibers.
  • the density of the fiber fleece is variable and can also be adjusted via the PU flake content.
  • the density of the nonwoven fabric is, for example, 30 to 150 kg / m 3 .
  • the spray coating is open-celled and / or open-pored due to its thickness and permeable to air.
  • the basis weight of the spray coating is between 50 and 1200 g / m 2, depending on the application. An influence on this also has the surface, in surface enlarging measures, such as a knob surface or a wave or otherwise contoured surface of the nonwoven component, of course, also increases the weight.
  • the absorption curve indicated by A is the absorption curve of a nonwoven fabric member having a density of 90 kg / m 3 and a thickness of 10 mm.
  • the curve labeled B indicates a minimum requirement.
  • the dot-dash line C corresponds to a component according to the invention with a spray coating which has a basis weight of 800 g / m 2
  • the curve D corresponds to a coating having a density or a weight per unit area of 400 g / m 2 .
  • the sprayed surface 4 may be formed with a contour before or after spraying.
  • a contour with cams or knob-like projections is conceivable.
  • corrugated or wavy contours may also be possible.
  • a diamond-like or waffle pattern-like contouring of the surface is possible.
  • the opposite surface 5 of the nonwoven component 2 may also be provided with a corresponding contouring.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil für die Schallisolation und insbesondere die Schallisolation in Kraftfahrzeugen, aufweisend eine erste Schicht aus einem Faservliesmaterial, wobei die erste Schicht flächig mattenartig ausgebildet ist und zwei gegenüberliegende Flächen (4, 5) besitzt, wobei auf einer der Außenflächen (4, 5) des Faservlieses (2) eine dünne Sprühbeschichtung (3) aus einem Duroplast, wie Polyurethan und/oder thermoplastischen Kunststoffen angeordnet ist und ein Verfahren zum Herstellen dieses Bauteils.

Description

IDEAL Automotive GmbH Jäckstraße 3
D-96052 Bamberg
Bauteil für die Schallisolation und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Bauteil für die Schallisolation, insbesondere in Kraftfahrzeugen, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es ist bekannt im Automobilbau zwischen der eigentlichen Innenverkleidung, insbesondere im Bereich des Kofferraumes und den Blechteilen, beispielsweise den Radlaufkästen Faservliesmatten anzuordnen, um eine Schalldämmung zu erreichen. Diese Faservliesmatten sind beispielsweise 0,2 bis 3,0 cm dicke Vliese aus Natur- oder Kunstfasern. Diese Faservliese werden beispielsweise aus Fabrikabfällen bzw. Aussonderungen der Textilindustrie hergestellt. Hierbei werden ausgesonderte Kleidungsstücke gerissen und in Fasern aufgeschlossen, die anschließend zu einem Vlies verarbeitet werden.
Es ist bekannt derartige Faservliese mit entsprechenden Formmaschinen bzw. Werkzeugen an die äußere Kontur eines Fahrzeuginnenraums beispielsweise im Bereich der Radkästen anzupassen bzw. zu pressen und diese dann entweder lose oder aufgeklebt an die entsprechenden Karosserieteile an- bzw. aufzulegen.
Es ist zudem bekannt, zur Schalldämmung bzw. -dämpfung in Kraftfahrzeugen sogenannte Schwerschichtfolien zu verwenden. Bei diesen Schwerschichtfolien handelt es sich um Kunststoff- bahnen bzw. -folien, die über einen schweren Zuschlagstoff verfügen, beispielsweise Bariumsulfat. Ferner ist es bekannt, Bitumenkunststoffplatten an Karosserieteile anzuformen und aufzulegen, um einen Anti-Dröhn-Effekt zu bewirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bauteil für die Schallisolation zu schaffen, welches einfach und schnell herstellbar ist, in einfacher Weise umform- und einbaubar ist und zudem eine gute Schallisolation ermöglicht.
Die Aufgabe wird mit einem Bauteil für die Schallisolation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet .
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen des Bauteils für die Schallisolation zu schaffen, mit dem das Bauteil einfach und schnell sowie kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Bauteil zur Schallisolation besteht aus einem an sich bekannten Faservlies, welches auf einer Seite eine Sprühbeschichtung aus einem Kunststoff besitzt.
Das Faservlies ist beispielsweise ein Faservlies mit einer Dicke von 5 bis 20 mm, insbesondere von 10 mm und besitzt Dichten von 30 kg/m2 bis 120 kg/m2. Die Faservliesbauteile können selbstverständlich auch noch dicker sein. Bei den Faservlies- bauteilen handelt es sich um beispielsweise Faser-Flocke- Material, bei dem in dem eigentlichen Faservlies noch PU- Flocken enthalten sind.
Ferner kann es sich um ein thermoplastisch gebundenes Faservliesbauteil handeln, bei dem zusätzlich zu den üblicherweise enthaltenen Misch- oder Naturfasern, wie Wolle oder Baumwolle, zusätzlich gezielt ein bestimmter Anteil an thermoplastischen Fasern enthalten ist, die bei entsprechender Temperaturbehandlung durch Erweichung eine Bindung herstellen. Hierfür geeignete Fasern sind beispielsweise Polyolefinfasern, wie Polye- then oder Polypropenfasern, oder Polyesterfasern oder Polyamidfasern. Das Bauteil kann aber auch aus reiner Naturfaser oder reiner Kunstfaser bestehen.
Die Sprühbeschichtung ist eine durchgehende Beschichtung, die aufgesprüht ist und aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff besteht, insbesondere einem Polyurethan, was hart oder weich sein kann. Die gewünschte Härte ist bei dem Polyurethan über den Vernetzungsgrad sehr gut einstellbar.
Es hat sich überraschend ergeben, dass schon bei einem Flächengewicht von nur 50 g/m2 der Sprühbeschichtung ein sehr starker schallisolierender Effekt erzielt wird, der durch eine entsprechende Folie allein oder eine Erhöhung des Flächengewichts des Vlieses allein so nicht zu erreichen wäre.
Die Grenzfläche bzw. die Schicht ist hierbei offen und durchlässig, so dass eine Atmungsaktivität besteht, mit definiertem Strömungswiderstand.
Das Flächengewicht der aufgesprühten Schicht kann von 50 g/m2 aufwärts betragen, wobei die Sprühbeschichtung, wenn sie be- sonders dünn ist, aus einem Polyurethan besteht und mit steigender Beschichtungsdicke zum einen mehr Material aufgebracht wird. Zum anderen ist es möglich, zusätzlich den Kunststoff mit Schäumungsmitteln zu versehen und insofern eine dünne aufgeschäumte Schicht zu erzeugen. Hierdurch wird eine Zelligkeit der Struktur der Sprühbeschichtung erreicht.
Der Anteil des Schaumbildners kann an eine gewünschte Eigenschaft angepasst werden, insbesondere an eine geforderte Dämmwirkung bzw. Absorptionswirkung.
Bei Vergleichsversuchen wurde der Kunststoff anstelle des Auf- sprühens auch als Lösung aufgewalzt bzw. als Paste aufgepunktet, ohne dass hierdurch jedoch die Effekte erzielt worden wären.
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass die Sprühbeschichtung mit bestehenden Technologien sehr einfach und kostengünstig aufzubringen ist. Darüber hinaus ist von Vorteil, dass bereits besonders dünne Schichtdicken eines aufgesprühten thermoplastischen Kunststoffs und insbesondere eines Polyurethans hervorragende Schallisolationseigenschaften verleihen.
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass gegenüber anderen bekannten Beschichtungen, wie Folienbeschichtungen, Kaschierungen und ähnlichem werkzeugfrei gearbeitet werden kann.
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass die Beschichtung, je nach Schichtdicke, über ein Schäumungsmittel mit einer zelligen Struktur und insbesondere mit einer offenzelligen Struktur ausgebildet werden kann.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen dabei: Figur 1: stark schematisiert ein Faservliesbauteil mit einem Faservliesbereich und einer Sprühbeschichtung;
Figur 2: ein Faservliesbauteil nach Anspruch 1, wobei die Sprühbeschichtung geschäumt ist;
Figur 3: unterschiedliche Materialien für erfindungsgemäße Faservliesbauteile mit unterschiedlichem Absorptionsverhalten.
Das erfindungsgemäße Bauteil 1 besitzt ein Faservliesbauteil 2 und eine Sprühbeschichtung 3. Die Sprühbeschichtung 3 ist auf eine Fläche 4 des Faservliesbauteils 2 aufgesprüht und besitzt Flächengewichte von 50 bis 1200 g/m2.
Die Sprühbeschichtung 3 besteht vorzugsweise aus Polyurethan, dessen Härtegrad über den Vernetzungsgrad eingestellt wird. Die Oberfläche 4, auf die die Beschichtung aufgesprüht wird, bzw. die Sprühbeschichtung 3 selbst, können eine konturierte beispielsweise genoppte, gerippte oder gewellte Oberfläche besitzen oder ausbilden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (in Figur 2 vergrößert dargestellt) ist die Polyurethan-Sprühbeschichtung als offenzellige geschäumte Sprühbeschichtung 3 ausgebildet, wobei die offenzellige Struktur durch Schäumungsmittel in dem aufzuspritzenden PU-Material eingestellt wird.
Das Faservliesbauteil ist ein Faservliesbauteil, welches auf die bekannten Arten hergestellt sein kann und insofern ein Wirrfaservlies, ein Nadelvlies oder ein thermobondiertes Vlies sein kann. Insbesondere kann es sich um ein thermoplastisch gebundenes Vlies als Faser-Flocke-Vliesbauteil oder als ther- moplastisch gefestigtes Vlies mit einem gewissen Anteil thermoplastischer Fasern sein. Die Dichte des Faservlieses ist variabel und kann über den PU-Flocken-Anteil zudem noch eingestellt werden. Die Dichte des Faservlies beträgt beispielsweise 30 bis 150 kg/m3.
Die Sprühbeschichtung ist offenzellig und/oder auf Grund ihrer Dicke offenporig und luftdurchlässig.
Das Flächengewicht der Sprühbeschichtung beträgt zwischen 50 und 1200 g/m2 je nach Anwendungsfall. Einen Einfluss hierauf hat auch die Oberfläche, bei oberflächenvergrößernden Maßnahmen, wie einer Noppenoberfläche oder einer wellen- oder sonstig konturierten Oberfläche des Faservliesbauteils erhöht sich natürlich auch das Gewicht.
Der Einfluss auf das Absorptionsverhalten lässt sich aus Figur 3 gut ersehen.
In Figur 3 ist die Absorptionskurve, die mit A gekennzeichnet ist, die Absorptionskurve eines Faservliesbauteils mit einer Dichte von 90 kg/m3 und einer Dicke von 10 mm. Die mit B bezeichnete Kurve bezeichnet eine Mindestanforderung.
Die strichpunktierte Kurve C entspricht einem erfindungsgemäßen Bauteil mit einer Sprühbeschichtung, die ein Flächengewicht von 800 g/m2 hat, während die Kurve D einer Beschichtung mit einer Dichte bzw. ein Flächengewicht von 400 g/m2 entspricht .
Hierbei ist erkennbar, in welch starker Weise die erfindungsgemäße Sprühbeschichtung auf das Absorptionsverhalten wirkt. Die besprühte Fläche 4 kann vor oder nach dem Besprühen mit einer Kontur ausgebildet sein. Beispielsweise ist eine Kontur mit Nocken oder noppenartigen Vorsprüngen denkbar. Ferner können auch gewellte bzw. wellenförmige Konturen möglich sein. Darüber hinaus ist auch eine rautenartige bzw. waffelmusterar- tige Konturierung der Oberfläche möglich. Die gegenüberliegende Fläche 5 des Faservliesbauteils 2 kann ebenfalls mit einer entsprechenden Konturierung versehen sein.

Claims

Patentansprüche
1. Bauteil für die Schallisolation und insbesondere die Schallisolation in Kraftfahrzeugen, aufweisend eine erste Schicht aus einem Faservliesmaterial, wobei die erste Schicht flächig mattenartig ausgebildet ist und zwei gegenüberliegende Flächen (4, 5) besitzt, wobei auf zumindest einer der Außenflächen (4, 5) des Faservlieses (2) eine dünne Sprühbeschichtung (3) aus einem Duroplast, wie Polyurethan und/oder thermoplastischen Kunstoffen angeordnet ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) Flächengewichte von 50 bis 1200 g/m2 besitzt .
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) aus einem Polyurethan besteht, dessen Härtegrad über den Vernetzungsgrad eingestellt ist.
4. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) eine geschäumte Sprühbeschichtung mit einer offenzelligen porigen Struktur ist.
5. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faservliesschicht eine Faservliesschicht (2) ist, welche ein Wirrfaservlies, ein Nadelvlies oder ein thermobondiertes Vlies ist, wobei die Faservliesschicht (2) eine Faser-Flocke-Vliesschicht und/oder eine thermoplastisch gefestigte Vliesschicht ist.
6. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Faservliesbauteils bzw. der Faservliesschicht (2) zwischen 30 und 150 kg/m3 besteht .
7. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Faservliesschicht (2) 5 bis 30 mm beträgt.
8. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) der Faservliesschicht (2), auf die die Beschichtung (3) aufgesprüht ist, oder die Sprühbeschichtung (3) selbst eine konturierte O- berfläche besitzen.
9. Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) genoppt, gerippt, gewellt oder mit einem waffelartigen Muster ausgebildet ist.
10. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Sprühbeschichtung (3) gegenüberliegende Fläche (5) der Faservliesschicht (2) ebenfalls konturiert ausgebildet ist.
11. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils für die Schallisolation, insbesondere die Schallisolation in Kraftfahrzeugen, wobei eine Faservliesschicht bzw. ein Faservliesbauteil (2) einseitig oder zweiseitig mit einem Duroplast, wie Polyurethan und/oder thermoplastischen Kunststoff besprüht wird, welches auf der Oberfläche (4, 5) haftet, vernetzt und aushärtet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan-Sprühlösung mit einem Schaumbildner ver- setzt ist, so dass das Polyurethan auf der Oberfläche (4) aufschäumt .
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Oberflächen (4, 5) der Faservliesschicht (2) vor oder nach dem Besprühen mit einer Konturierung versehen wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (1) vor oder nach dem Besprühen und Aushärten des Polyurethans mit geeigneten Werkzeugen in eine der Anwendung entsprechende Form gebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsistenz bzw. Härte der Polyurethanschicht über den Vernetzungsgrad eingestellt wird.
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