AT506406B1 - HIGH TEMPERATURE RESISTANT TWO COMPONENT INSULATION MATERIAL, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE USE THEREOF - Google Patents
HIGH TEMPERATURE RESISTANT TWO COMPONENT INSULATION MATERIAL, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF AND THE USE THEREOF Download PDFInfo
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Description
tarssÄiies patemt AT506 406 B1 2009-09-15tarssÄiies patemt AT506 406 B1 2009-09-15
Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein hochtemperaturbeständiges Zwei-Komponenten-Dämmmaterial, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendungen dieses Materials. Das erfindungsgemäße Dämmmaterial hat außerdem ein wesentlich geringeres Gewicht als die bisher bekannten Materialien und weist weitere Gebrauchsvorteile auf.Description: The present invention relates to a high-temperature resistant two-component insulating material, a process for its production and uses of this material. The insulation according to the invention also has a much lower weight than the previously known materials and has further advantages in use.
[0002] Hochtemperaturbeständige Dämmmaterialien werden in großen Mengen beispielsweise in der Automobilindustrie eingesetzt. Sie dienen dort vor allem im Motorraum zur Abschirmung der auftretenden hohen Temperaturen und lauten Motorgeräusche, aber auch zum Verhindern von Klappergeräuschen.High temperature resistant insulating materials are used in large quantities, for example in the automotive industry. They are used primarily in the engine compartment to shield the high temperatures that occur and loud engine noise, but also to prevent rattling noises.
[0003] Für solche Zwecke sind dem Fachmann im Allgemeinen zunächst Schaumstoffe bekannt. Diese Schaumstoffe sind leicht und preisgünstig herzustellen. Für die genannten Anwendungsbereiche müssten sie bei der geforderten Dämmleistung jedoch eine erhebliche Dicke von mindestens mehreren cm aufweisen. Dies ist im Rahmen der heute allgemein angestrebten Kompaktbauweise nicht akzeptabel. Zudem sind die Schaumstoffe selbst leicht brennbar und müssen durch Zusätze schwer entflammbar gemacht werden. Viele der bekannten Schaumstoffmaterialien sind zudem nicht lösemittelbeständig, beispielsweise gegenüber Kfz-Treibstoffen. Ein weiterer Nachteil von Schaumstoffen ist ihre Aufnahmefähigkeit für Flüssigkeiten und Feuchtigkeit, insbesondere wenn sie eine offenporige Struktur aufweisen.Foam materials are generally known to the person skilled in the art for such purposes. These foams are easy and inexpensive to manufacture. For the applications mentioned, however, they would have to have a considerable thickness of at least several cm at the required insulation performance. This is not acceptable in the context of today generally desired compact design. In addition, the foams themselves are easily combustible and must be made by additions flame retardant. Many of the known foam materials are also not resistant to solvents, for example to motor vehicle fuels. Another disadvantage of foams is their ability to absorb liquids and moisture, especially if they have an open-pore structure.
[0004] Eine weitere Lösung sind hier sogenannte „Schwermatten", die beispielsweise aus Polyurethan mit mineralischen Füllstoffen bestehen können. Sie werden auf den zu dämmenden Karosserieteilen aufgebracht. Aufgrund ihrer hohen Dichte sind sie oft nur ca. 3-5 mm dick, haben bei dieser Dicke jedoch ein Flächengewicht von bis zu 12 kg/m2. Wegen ihres Kunststoffanteils sind sie zudem nur bedingt beständig gegen aggressive Medien und können bei hohen Temperaturen brennen oder schmelzen, wobei zusätzlich größere Mengen giftiger Gase entstehen können.Another solution here are so-called "heavy mats", which may for example consist of polyurethane with mineral fillers. They are applied to the body parts to be insulated. Due to their high density, they are often only about 3-5 mm thick, but have a basis weight of up to 12 kg / m2 at this thickness. Because of their plastic content, they are also only partially resistant to aggressive media and can burn or melt at high temperatures, in addition, larger amounts of toxic gases may arise.
[0005] Um das Gewicht einer solchen Schwermatte einzusparen, schlägt z. B. die WO 04/056639 A1 konstruktive Maßnahmen vor. Beispielsweise die Klimaanlagenkomponenten sollen eines Kraftfahrzeugs im Stirnwandmodul montiert werden, um mit ihrer Masse den Fahrzeuginnenraum gegenüber den Motorgeräuschen zu dämmen. Zusätzlich muss jedoch ein Schaumstoff zur Wärmeisolierung eingesetzt werden. Diese Lösung erfordert also ebenfalls ein Isoliermaterial mit den oben genannten Nachteilen und macht zusätzlich konstruktive Einschränkungen bei der Anordnung einzelner Aggregate notwendig.To save the weight of such a heavy mat, suggests z. As the WO 04/056639 A1 constructive measures. For example, the air conditioning components of a motor vehicle to be mounted in the bulkhead module in order to dampen with their mass the vehicle interior relative to the engine noise. In addition, however, a foam must be used for thermal insulation. Thus, this solution also requires an insulating material with the disadvantages mentioned above and makes additional structural restrictions in the arrangement of individual units necessary.
[0006] Weiterer Bedarf für Schutz gegen hohe Temperaturen sowie Verhinderung von Klappergeräuschen besteht bei der Ummantelung der Kabelbäume und sonstigen Transportleitungen im Motorraum. Zusätzlich müssen diese Transportleitungen gegen Abrieb und Schnitteinwirkung bei Unfällen geschützt werden.Further need for protection against high temperatures and prevention of rattling noises exists in the sheathing of the wiring harnesses and other transport lines in the engine compartment. In addition, these transport lines must be protected against abrasion and cutting in case of accidents.
[0007] Aus der WO 99/50943 A1 ist eine Schutzummantelung bekannt, die in Form eines Wickelbandes ausgebildet ist. Ihr Aufbau ist im Wesentlichen zweischichtig. Sie besteht aus zwei textilen Schichten, wobei das Wickelband eine dem schützenden Objekt zugewandte innere Textilschicht aus einem Vlies und eine auf die innere Schicht aufgebrachte äußere textile Schicht aus einem Kettstuhlwirkwarenvelours aufweist. Beide textile Schichten sind miteinander verklebt. Der Klebstoff wird in Teilbereichen beispielsweise in Form eines wärmeaktivierbaren Vlieses oder Films aufgebracht. Alle textilen Schichten sind aus synthetischen Fasern, beispielsweise aus Polyamid oder Polyester. Ein Nadelvlies wird als Vlies angewandt. Die äußere textile Schicht bildet einen Kettstuhlwirkwarenvelours, bestehend aus einer gewirkten Unterkette und einer in die Unterkette eingewirkten Oberkette. Man spricht dabei von einem 2-teiligen Kettstuhlwirkwarenvelours. Die Oberkette weist von der Stoff- bzw. Textilebene nach außen vorstehende, hoch geraute, übermäßig ausgebildete Veloursschlingen auf. Dieses Wickelband soll spiralförmig auf das zu schützende Objekt aufgewickelt werden. An der dem zu schützenden Objekt zugewandten Fläche ist eine Klebstoffschicht vorhanden. 1/9From WO 99/50943 A1 a protective casing is known, which is designed in the form of a winding tape. Their structure is essentially two-layered. It consists of two textile layers, wherein the winding tape has an inner textile layer of a nonwoven facing the protective object and an outer textile layer of a Kettstuhlknit velor applied to the inner layer. Both textile layers are glued together. The adhesive is applied in partial areas, for example in the form of a heat-activatable nonwoven or film. All textile layers are made of synthetic fibers, such as polyamide or polyester. A needle felt is used as a fleece. The outer textile layer forms a Kettstuhlknit velor, consisting of a knitted lower chain and a knitted in the lower chain upper chain. One speaks of a 2-part Kettstuhlwirkwarenvelours. The upper chain has from the fabric or textile level outwardly projecting, highly roughened, overly trained velor loops. This wrapping tape should be wound spirally on the object to be protected. On the surface facing the object to be protected, an adhesive layer is present. 1.9
oiteüsäisd'is patenuimt AT506 406 B1 2009-09-15 [0008] Dieses Wickelband ist zu dick und damit schwer zu handhaben, besonders bei sich verengenden Bauräumen und Verlegeradien. Besonders entlang harter, scharfer Kanten kann seine Wirksamkeit durch manuelles Fehlverhalten absolut eingedämmt werden. Es bietet keinen dauerhaften Schutz über die gesamte Lebenszeit in Fahrzeugen, Maschinen oder ähnlichem.This wrapping tape is too thick and thus difficult to handle, especially in narrowing spaces and Verlegeradien. Especially along hard, sharp edges its effectiveness can be absolutely contained by manual misconduct. It offers no permanent protection over the entire lifetime in vehicles, machines or the like.
[0009] Bedarf für Dämmmaterialen besteht beispielsweise bei Kraftfahrzeugen auch im Innenraum, in dem sich die Passagiere befinden. Hier ist es einerseits erforderlich, Außengeräusche wie zum Beispiel Windgeräusche zu verringern. Andererseits soll die Akustik dieses Raumes so beeinflusst werden, dass die normalerweise erwünschten Geräusche wie Gespräche und Musik als angenehm empfunden werden. Unter anderem ist dafür ein gutes Schallabsorptionsvermögen maßgebend, um Reflexionen zu verhindern.There is a need for insulation materials, for example, in motor vehicles in the interior, in which the passengers are. Here, on the one hand, it is necessary to reduce external noise, such as wind noise. On the other hand, the acoustics of this room should be influenced so that the normally desired sounds such as conversation and music are perceived as pleasant. Among other things, a good sound absorption capacity is crucial to prevent reflections.
[0010] Im Stand der Technik sind hierfür beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 77 21 875 Schaumschichten aus Polyurethan-Schwerschaum mit einer Schwerspat-und/oder Bleistaubbeimischung bekannt, die direkt in die Karosserie-Innenseite eingeschäumt werden. Derartige Lösungen sind bereits aufgrund ihres hohen Gewichts, der aufwendigen Verarbeitung und leichten Brennbarkeit nachteilig.In the art, for example, from the German utility model DE 77 21 875 foam layers of polyurethane foam with a heavy spar and / or lead dust admixture are known, which are foamed directly into the body inside. Such solutions are already disadvantageous because of their high weight, the elaborate processing and easy flammability.
[0011] Die WO 2004/001718 A1 offenbart einen Schallabsorber mit einem Formteil aus thermoplastischem Kunststoff, bevorzugt Polyester, und einem zweiten Teil, das bevorzugt aus einer Schwermatte besteht. Beide Teile umgeben gemeinsam einen mit Abstandhaltern versehenen Hohlraum. Diese Lösung weist grundsätzlich ebenfalls die bereits genannten Nachteile auf und ist zudem vergleichsweise dick.WO 2004/001718 A1 discloses a sound absorber with a molding made of thermoplastic material, preferably polyester, and a second part, which preferably consists of a heavy mat. Both parts together surround a cavity provided with spacers. This solution basically also has the disadvantages already mentioned and is also relatively thick.
[0012] Heute werden zur Verbesserung der Innenraumakustik bevorzugt Schaumstoffplatten eingesetzt, die teilweise mit Aluminiumfolie oder ähnlichem kaschiert sind. Diese sind leicht und im Vergleich zu den bisher genannten Lösungen einfach herzustellen und zu verarbeiten. Die verwendeten Schaumstoffe können jedoch eine hohe Fogging-Neigung aufweisen. Fogging nennt man das Ausdampfen flüchtiger Bestandteile aus dem Hartschaum, die zu Geruchsbelästigungen im Fahrzeuginnenraum oder sogar zu Gesundheitsschädigungen führen können sowie sich unter anderem an der Innenseite der Fensterscheiben niederschlagen und die Sicht behindern können.Today foam boards are preferably used to improve the interior acoustics, which are partially laminated with aluminum foil or the like. These are lightweight and easy to manufacture and process in comparison to the previously mentioned solutions. However, the foams used can have a high fogging tendency. Fogging is the evaporation of volatile constituents from the hard foam, which can lead to odors in the vehicle interior or even damage to health and can be reflected, inter alia, on the inside of the windows and obstruct the view.
[0013] Für verschiedenste Anwendungen sind hochtemperaturfeste Fasern und daraus hergestellte Vliese bereits bekannt. Unter anderem offenbart die EP 1791939 A1 Filtervliese für Luftfilter in Kraftfahrzeugen, die Fasern aus oxidiertem Polyacrylnitril (Panox®) enthalten. Hauptsächlich bestehen diese Filtervliese jedoch aus brennbaren synthetischen Fasern. Im Falle hoher Temperaturen sollen die Panox®-Fasern dafür sorgen, dass die Form des Vlieses erhalten bleibt, während die anderen synthetischen Fasern verbrennen oder schmelzen. Dabei verliert das Vlies jedoch seine wesentliche Funktion und es entstehen schädliche Gase. Auf welche Weise das Vlies aus der Fasermischung hergestellt wird, wird nicht offenbart. Vliese aus 100 % hochtemperaturbeständigen Fasern wie beispielsweise Panox® sind aus diesem Dokument grundsätzlich ebenfalls bekannt.High temperature resistant fibers and nonwovens made therefrom are already known for a wide variety of applications. Among other things, EP 1791939 A1 discloses filter fleece for air filters in motor vehicles containing oxidized polyacrylonitrile (Panox®) fibers. However, these filter webs mainly consist of combustible synthetic fibers. In the case of high temperatures, the Panox® fibers should ensure that the shape of the fleece is retained, while the other synthetic fibers burn or melt. However, the fleece loses its essential function and it produces harmful gases. The way in which the web is made from the fiber blend is not disclosed. Nonwovens made of 100% high temperature resistant fibers such as Panox® are also known in principle from this document.
[0014] Auch aus der DE 19728523 A1 sind Vliese aus anorganischen Fasern wie Glas-, Basalt-, Mineral- oder Metallfasern bekannt, die durch Wasserstrahlverfestigen hergestellt werden.Also known from DE 19728523 A1 are nonwovens of inorganic fibers such as glass, basalt, mineral or metal fibers, which are produced by hydroentanglement.
[0015] Aus DE 4141659 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Mineralwollevliesen bekannt.From DE 4141659 A1 a method and an apparatus for the continuous production of mineral wool nonwovens are known.
[0016] Auch Vliese aus mehreren hochtemperaturbeständigen Faserarten sind bekannt (DE000069519585T2). Solche Vliese werden durch Mischen der Fasern und anschließende Vliesbildung erzeugt. Zur Verfestigung werden die Vliese anschließend mechanisch vernadelt.Also nonwovens made of several high temperature resistant fiber types are known (DE000069519585T2). Such nonwovens are produced by mixing the fibers and then web formation. To solidify the nonwovens are then mechanically needled.
[0017] DE 102005053915 A1 beschreibt eine Fahrzeuginnenverkleidung, die in einem Vlies zwei Arten von Schichtstrukturfasern enthält. Beide Faserarten sollen bevorzugt aus Polyester bestehen und mittels eines Schmelzbinders verfestigt werden. Eine solche Verkleidung ist aufwendig herzustellen, schmilzt und brennt leicht. Als Alternative wird beschrieben, dass eine der beiden Faserarten eine anorganische Faser sein kann. Dies ändert jedoch nichts an den 2/9 aiifüticiiisd'ts patemt AT506 406 B1 2009-09-15 bereits genannten Nachteilen.DE 102005053915 A1 describes a vehicle interior lining which contains two types of layer structure fibers in a nonwoven. Both types of fibers should preferably consist of polyester and be solidified by means of a hot melt binder. Such a panel is expensive to produce, melts and burns easily. As an alternative, it is described that one of the two types of fibers may be an inorganic fiber. However, this does not change the disadvantages mentioned above.
[0018] Sowohl die verschiedenen Verfestigungstechnologien als auch der Zusatz von Bindemitteln erhöhen den Aufwand bei der Vliesherstellung und können bei der Anwendung Probleme bereiten. Techniken wie die mechanische Vernadelung oder die Wasserstrahlverfestigung erfordern zusätzliche, präzise gefertigte Maschinen. Die Anwesenheit von Bindemitteln, meist Polymeren oder anderen organischen Materialien, erfordert ebenfalls zusätzliche Aggregate zum Aufbringen des Bindemittels und zum Fixieren, d. h. Erhitzen und/oder Pressen und ist zudem bei Einwirkung höherer Temperaturen problematisch, da sich diese Bindemittel dann zumindest teilweise zersetzen, schmelzen oder sogar brennen.Both the different solidification technologies and the addition of binders increase the effort in nonwoven production and can cause problems in the application. Techniques such as mechanical needling or hydroentanglement require additional precision machined equipment. The presence of binders, usually polymers or other organic materials, also requires additional aggregates to apply the binder and to fix, i. H. Heating and / or pressing and is also problematic when exposed to higher temperatures, as these binders then at least partially decompose, melt or even burn.
[0019] Angesichts dieses Standes der Technik bestand die Aufgabe, ein Dämmmaterial zu entwickeln, das einerseits leicht und dünn sowie relativ preiswert herzustellen und leicht zu verarbeiten ist, andererseits aber hohe Temperaturbeständigkeit, hohe mechanische und chemische Beständigkeit und sehr gute Schall- und Wärmedämmeigenschaften sowie Akustikeigenschaften aufweist. Daneben bestand die Aufgabe, ein einfaches Verfahren zur Herstellung dieses Dämmmaterials bereitzustellen.In view of this prior art, the object was to develop an insulating material that is both light and thin and relatively inexpensive to produce and easy to handle, on the other hand, high temperature resistance, high mechanical and chemical resistance and very good sound and thermal insulation properties Has acoustic properties. In addition, the object was to provide a simple method for producing this insulating material.
[0020] Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch ein Dämmmaterial enthaltend ein unverfestigtes Vlies aus einer ersten hochtemperaturbeständigen Faser, das mit einer zweiten hochtemperaturbeständigen Faser verstärkt ist, wobei die beiden hochtemperaturbeständigen Fasern eindeutig voneinander unterscheidbar sind. Als hochtemperaturbeständig sollen dabei Fasern verstanden werden, die eine Schmelztemperatur von mindestens 400°C aufweisen.This object is achieved by an insulating material comprising an unconsolidated nonwoven fabric from a first high temperature resistant fiber reinforced with a second high temperature resistant fiber, wherein the two high temperature resistant fibers are clearly distinguishable from each other. As high temperature resistant fibers should be understood that have a melting temperature of at least 400 ° C.
[0021] Überraschenderweise wurde gefunden, dass die unterschiedliche Einzelfaserlänge der ersten und der zweiten Faserart wesentlichen Einfluß auf die Dämmeigenschaften des erfindungsgemäßen Materials hat. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die erste Faser eine deutlich größere Einzelfaserlänge als die zweite Faser aufweist. So sollte die erste Faserart mindestens die 5-fache Länge wie die zweite Faserart aufweisen, in einer bevorzugten Ausgestaltung sogar mindestens eine 20-fache Länge. Insbesondere wird für die erste Faserart eine Einzelfaserlänge zwischen 20 mm und der dem Fachmann bekannten Länge sogenannter Endlosfilamente vorteilhaft sein. Bevorzugt ist hierfür auch eine Einzelfaserlänge zwischen 20 mm und 100 mm. Für die zweite Faserart ist eine Einzelfaserlänge zwischen 0,1 mm und 2, 0 mm vorteilhaft, in einer bevorzugten Ausgestaltung zwischen 0, 6 und 1,0 mm.Surprisingly, it has been found that the different individual fiber length of the first and the second type of fiber has a significant influence on the insulating properties of the material according to the invention. It is particularly advantageous if the first fiber has a significantly greater single-fiber length than the second fiber. Thus, the first type of fiber should have at least 5 times the length of the second type of fiber, in a preferred embodiment even at least 20 times the length. In particular, a single fiber length of between 20 mm and the length of so-called continuous filaments known to those skilled in the art will be advantageous for the first type of fiber. Preferably, this is also a single fiber length between 20 mm and 100 mm. For the second type of fiber a single fiber length between 0.1 mm and 2, 0 mm is advantageous, in a preferred embodiment between 0, 6 and 1.0 mm.
[0022] Es ist dabei für beide Faserarten nicht erforderlich, dass jeweils alle Einzelfasern exakt die gleiche Länge aufweisen. Die Längenverteilung der ersten Faserart wird jedoch hauptsächlich durch die Anforderungen vorgegeben, die das angewendete Vliesherstellverfahren fordert und sollte für die meisten dieser Verfahren möglichst einheitlich sein. Die Längenverteilung der zweiten Faserart hängt hauptsächlich von der Art ihrer Herstellung ab und wird im allgemeinen eine breitere Verteilungskurve aufweisen. Eine solche breitere Verteilungskurve ist vermutlich sogar vorteilhaft für den Dämmeffekt und für die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Materials.It is not necessary for both types of fibers that each individual fibers have exactly the same length. However, the length distribution of the first type of fiber is dictated primarily by the requirements that the nonwoven manufacturing process used requires and should be as uniform as possible for most of these processes. The length distribution of the second type of fiber depends mainly on the nature of its manufacture and will generally have a broader distribution curve. Such a broader distribution curve is probably even advantageous for the insulating effect and for the mechanical strength of the material according to the invention.
[0023] In einer ebenfalls bevorzugten Form des erfindungsgemäßen Dämmmaterials unterscheiden sich die erste und die zweite Faser aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung und/oder aufgrund ihrer Dichte. Beiden gemeinsam ist jedoch immer als wichtigstes Auswahlkriterium die Hochtemperaturbeständigkeit.In a likewise preferred form of the insulating material according to the invention, the first and the second fiber differ due to their chemical composition and / or due to their density. However, the most important selection criterion for both is always the high temperature resistance.
[0024] Dabei ist die erste Faser bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Glasfasern, Basaltfasern, Aramidfasern, Carbonfasern, Metallfasern, keramische Fasern, mineralische Fasern und oxidierte Polyacrylnitrilfasern. Oxidierte Polyacrylnitrilfasern sind auch bekannt unter dem Markennamen Panox®.In this case, the first fiber is preferably selected from the group consisting of glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers, mineral fibers and oxidized polyacrylonitrile fibers. Oxidized polyacrylonitrile fibers are also known under the brand name Panox®.
[0025] Die zweite Faser ist ebenfalls bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Glasfasern, Basaltfasern, Aramidfasern, Carbonfasern, Metallfasern, keramische Fasern, mineralische Fasern und oxidierte Polyacrylnitrilfasern. Besonders bevorzugt weisen geeignete Fasertypen in wässrigen Medien eine stark fibrillierte Oberfläche auf. Diese Fibrillen sorgen für eine mechanische Verfestigung des erfindungsgemäßen Dämmmaterials und für eine hohe Dämmleistung. 3/9The second fiber is also preferably selected from the group consisting of glass fibers, basalt fibers, aramid fibers, carbon fibers, metal fibers, ceramic fibers, mineral fibers and oxidized polyacrylonitrile fibers. Particularly preferred types of fibers in aqueous media have a highly fibrillated surface. These fibrils ensure a mechanical consolidation of the insulating material according to the invention and for a high insulation performance. 3.9
oiteüsäisd'is patenuimt AT506 406 B1 2009-09-15 [0026] Dabei kann die zweite Faser, insbesondere wenn es sich dabei um eine Kurzfaser handelt, auch eine Spezifikation aufweisen, die sie für übliche Verwendungen ungeeignet macht. Beispielsweise fallen in manchen Produktionsprozessen Schnittabfälle an, die sich erfindungsgemäß verwenden lassen.In this case, the second fiber, in particular if it is a short fiber, also have a specification that makes them unsuitable for common uses. For example, in some production processes, cutting waste is produced which can be used according to the invention.
[0027] Insbesondere sind Aramid-Kurzfasern für das erfindungsgemäße Material sehr gut geeignet. Sie zeigen in wässrigen Medien eine Quellung und eine stark fibrillierte Oberfläche. Geeignete Solche Aramid-Kurzfasern sind beispielsweise unter der Bezeichnung "Twaron Pulp" kommerziell erhältlich.In particular, aramid short fibers are very well suited for the material according to the invention. They show swelling in aqueous media and a strongly fibrillated surface. Suitable such aramid short fibers are known, for example, as " Twaron Pulp " commercially available.
[0028] Besonders bevorzugt ist ein Dämmmaterial, bei dem die erste Faser sowohl eine größere Einzelfaserlänge als eine andere chemische Zusammensetzung als die zweite Faser aufweist.Particularly preferred is an insulating material, wherein the first fiber has both a greater single fiber length than a different chemical composition than the second fiber.
[0029] Ein Beispiel für eine solche bevorzugte Ausführungsform ist ein Dämmmaterial aus einem zunächst unverfestigten Vlies aus ca. 70 mm langen Panox®-Fasern, das mit ca. 0, 5 bis 1,2 mm langen Aramidfasern verstärkt wurde.An example of such a preferred embodiment is an insulating material of an initially unconsolidated web of about 70 mm long Panox® fibers, which was reinforced with about 0, 5 to 1.2 mm long aramid fibers.
[0030] Abhängig von der jeweiligen Anwendung kann das erfindungsgemäße Dämmmaterial auch mehrere Lagen aus Vlies und Verstärkungsfaser umfassen. So ist beispielsweise für eine Innenraumverkleidung eines Personenkraftwagens ein Dämmmaterial aus 6 einzelnen Schichten gut geeignet. Eine solche Matte hat beispielsweise eine Dicke von 1, 2 mm und ein Flächengewicht von ca. 600 g/m2.Depending on the particular application, the insulating material according to the invention may also comprise several layers of non-woven and reinforcing fiber. Thus, for example, for an interior lining of a passenger car, an insulating material of 6 individual layers is well suited. Such a mat has, for example, a thickness of 1, 2 mm and a weight per unit area of about 600 g / m 2.
[0031] Die einzelnen Schichten des Dämmmaterials werden bevorzugt mit einem Schmelzkleber, beispielsweise auf Polyesterbasis, oder mit einem Adhesivkleber, beispielsweise auf Acry-latbasis, miteinander verbunden.The individual layers of the insulating material are preferably connected to one another with a hot-melt adhesive, for example based on polyester, or with an adhesive adhesive, for example based on acrylate.
[0032] Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Dämmmaterials, wobei zuerst ein unverfestigtes Vlies aus einer ersten hochtemperaturbeständigen Faser bereitgestellt wird. Das Vlies kann grundsätzlich durch jedes geeignete Verfahren erzeugt werden. Gut geeignet ist das einfache Legen der Einzelfasern mit Luft („Airlaid") oder mit einer Karde oder Krempel. „Unverfestigt" bedeutet für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vor allem die Abwesenheit von Bindemitteln. Auch eine hydrodynamische Verfestigung durch Wasserverna-delung oder ähnlichem ist nicht erforderlich. Es kann jedoch vorteilhaft sein, das Vlies vor dem Aufbringen der zweiten Faserart entweder mittels zweier Presswalzen zu verpressen oder schwach mechanisch zu vernadeln. Eine intensive Vernadelung würde jedoch ein zu hartes Material ergeben und wäre für die Herstellung eines dünnen Dämmmaterials auch gar nicht geeignet.The invention also provides a method for producing an insulating material, wherein first an unconsolidated nonwoven fabric is provided from a first high-temperature resistant fiber. The nonwoven fabric can basically be produced by any suitable method. The simple laying of the individual fibers with air ("airlaid") or with a card or card is well suited. "Ignorance Firms " For the purposes of the present invention, above all, the absence of binders. A hydrodynamic consolidation by Wasserverna-delung or the like is not required. However, it may be advantageous to press the nonwoven fabric before the application of the second type of fiber either by means of two press rolls or weakly needled mechanically. However, an intensive needling would result in a too hard material and would not be suitable for the production of a thin insulating material.
[0033] Dieses unverfestigte Vlies wird mit einer Dispersion der zweiten hochtemperaturbestän-digen Faser in einem wässrigen Medium besprüht, das wässrige Medium zunächst mechanisch entfernt, beispielsweise mittels Presswalzen, und das Dämmmaterial dann getrocknet.This unconsolidated nonwoven is sprayed with a dispersion of the second high-temperature-resistant fiber in an aqueous medium, the aqueous medium is first removed mechanically, for example by means of press rolls, and the insulating material then dried.
[0034] Je nach gefordertem Endprodukt werden anschließend mehrere der Einzellagen miteinander verbunden.Depending on the required end product then several of the individual layers are connected together.
[0035] Durch das Einbringen der zweiten Faserart wird die Festigkeit des Vlieses deutlich erhöht. Daher kann das Vlies aus der ersten Faserart zunächst unverfestigt eingesetzt werden. Aramid-Kurzfasern beispielsweise quellen leicht auf, wenn sie in Wasser dispergiert werden. Im gequollenen Zustand verbinden sie sich sehr innig mit den Einzelfasern des Vlieses und der mechanische Verfestigungseffekt tritt beim anschließenden Trocknen ein. Da diese Art der Verfestigung aber eine wesentlich höhere Beweglichkeit der Einzelfasern ermöglicht als beispielsweise ein Bindemittel, ist das erfindungsgemäße Dämmmaterial weich und flexibel genug für die beschriebenen Anwendungen.By introducing the second type of fiber, the strength of the web is significantly increased. Therefore, the nonwoven fabric of the first type of fiber can initially be used without being consolidated. Aramid short fibers, for example, swell easily when dispersed in water. In the swollen state, they combine very intimately with the individual fibers of the fleece and the mechanical hardening effect occurs during subsequent drying. Since this type of solidification but allows a much higher mobility of the individual fibers than, for example, a binder, the insulation material according to the invention is soft and flexible enough for the applications described.
[0036] Erfindungsgemäß kann das Dämmmaterial vor allem zur Schalldämmung, zur Verbesserung der Akustik, beispielsweise in Fahrzeuginnenräumen, und zur Wärmedämmung verwendet werden. Falls erforderlich, werden mehrere Lagen des Dämmmaterials miteinander verbunden. Bevorzugt werden die hier beschriebenen Dämmmaterialien in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. 4/9 tewcfcsche fHtemt AT506 406B1 2009-09-15 [0037] Das erfindungsgemäße Dämmmaterial eignet sich sowohl einlagig als auch mehrlagig gut zur Herstellung eines Verbundmaterials zum Schutz der Kabelbäume und sonstigen Transportleitungen im Motorraum gegen hohe Temperaturen sowie zur Verhinderung von Klappergeräuschen. Zusätzlich müssen diese Transportleitungen gegen Abrieb und Schnitteinwirkung bei Unfällen geschützt werden. Zur Herstellung eines solchen Verbundmaterials wird das erfindungsgemäße Dämmmaterial mit einer Schicht aus gewebter anorganischer Faser und einer direkt mit der gewebten anorganischen Schicht verbundenen anorganischen Abschirmschicht verbunden. Solche Verbundmaterialien sind beispielsweise in der Research Disclosure 520001 vom August 2007 beschrieben.According to the invention, the insulating material especially for sound insulation, to improve the acoustics, for example in vehicle interiors, and used for thermal insulation. If necessary, several layers of insulation material are joined together. Preferably, the insulating materials described here are used in a motor vehicle. The insulating material according to the invention is suitable both single-layered and multi-layered for producing a composite material for protecting the cable harnesses and other transport lines in the engine compartment against high temperatures and for preventing rattling noises. In addition, these transport lines must be protected against abrasion and cutting in case of accidents. To produce such a composite material, the insulating material according to the invention is combined with a layer of woven inorganic fiber and an inorganic shielding layer bonded directly to the woven inorganic layer. Such composite materials are described, for example, in Research Disclosure 520001 of August 2007.
[0038] Im Folgenden sollen die Herstellung des erfindungsgemäßen Dämmmaterials und dessen Eigenschaften anhand von Beispielen beschrieben werden. Die Beispiele dienen lediglich zur Verdeutlichung der Erfindung und schränken den Umfang nicht auf diese ein. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den Gegenstand dieser Beispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle anderen Ausführungsformen, die auf dem gleichen erfinderischen Konzept beruhen. BEISPIEL: [0039] Ein zunächst unverfestigtes Vlies aus ca. 70 mm langen Panox®-Fasern wird mit einem Flächengewicht von 50 g/m2 durch ein Luftlegeverfahren („Airlaid") erzeugt, anschließend zwischen zwei Presswalzen hindurchgeführt und auf einem Siebband vorgelegt. Durch Einrühren wird eine 10 gew. -% Dispersion aus ca. 0, 5 bis 1, 2 mm langen kommerziell erhältlichen Ara-mid-Kurzschnittfasern (Twaron®-Pulp 1094) in Wasser hergestellt. Die Dispersion wird mit einer geeigneten Sprühvorrichtung, die oberhalb des Siebbandes angeordnet ist, gleichmäßig auf das Panox®-Vlies gesprüht, so dass sich eine zusätzliche Auflage von 20 g/m2 (gemessen als trockene Faser) ergibt. Durch die Maschen des Siebbandes fließt das überschüssige Wasser aufgrund der Schwerkraft ab. Es wird nicht abgesaugt. Nachdem das Dämmmaterial auf diese Weise stark entwässert wurde, wird es durch Presswalzen abgepresst und anschließend thermisch auf die Gleichgewichtsfeuchte getrocknet. Man erhält ein Dämmmaterial mit einem Flächengewicht von 70 g/m2.In the following, the preparation of the insulating material according to the invention and its properties will be described by way of examples. The examples merely serve to illustrate the invention and do not limit the scope of this. However, the invention is not limited to the subject matter of these examples, but includes all other embodiments based on the same inventive concept. EXAMPLE: An initially unconsolidated web of approximately 70 mm long Panox® fibers is produced at an areal weight of 50 g / m 2 by an airlaid process, then passed between two press rolls and placed on a wire belt. By stirring, a 10 wt. % Dispersion of approximately 0.5 to 1.2 mm long commercially available ara-mid short cut fibers (Twaron® Pulp 1094) prepared in water. The dispersion is uniformly sprayed onto the Panox® nonwoven using a suitable spray device located above the screen belt to give an additional 20 g / m2 (measured as dry fiber). Through the mesh of the screen belt, the excess water flows due to gravity. It is not sucked off. After the insulating material has been heavily dewatered in this way, it is pressed by pressing rollers and then thermally dried to the equilibrium moisture content. An insulating material with a basis weight of 70 g / m2 is obtained.
[0040] An dem so hergestellten Dämmmaterial wurde der Schallabsorptionsgrad verschieden dicker Dämmmaterialproben bei flächennormalem Schalleinfall nach der Frequenzbereichsmethode (FFT-Methode)gemäß ISO 10534-2 gemessen (Prüfgerät: TFS Schallimpedanz-Messsystem, Messrohr SAB 105_30; Abstand Messmikrophon zur Probe: 90 mm; Abstand Messmikrophon - Referenzmikrophon: 24 mm; Probengeometrie: runde Zuschnitte 30 mm Durchmesser; Probendicke entsprechend Erzeugnissdicke; Meßfrequenzbereich: 320 bis 6250 Hz. Als Vergleichsmuster diente eine Stahlplatte 20 mm blank.On the insulating material thus produced, the sound absorption coefficient of different thickness Dämmmaterialproben was measured at normal surface sound incidence by the frequency domain method (FFT method) according to ISO 10534-2 (tester: TFS acoustic impedance measuring system, measuring tube SAB 105_30, distance measuring microphone to the sample: 90 mm Distance Microphone - reference microphone: 24 mm, sample geometry: round blanks 30 mm diameter, sample thickness according to product thickness, measuring frequency range: 320 to 6250 Hz. As a comparison sample, a steel plate 20 mm bright was used.
[0041] Die Fig. 1 bis 5 zeigen die Ergebnisse dieser Messungen, wobei deutlich wird, dass bereits eine Schicht des erfindungsgemäßen Dämmmaterials eine bessere Schallabsorption aufweist als eine 20 mm dicke Stahlplatte.Figs. 1 to 5 show the results of these measurements, it being clear that even a layer of the insulating material according to the invention has a better sound absorption than a 20 mm thick steel plate.
[0042] Die Meßkurven zeigen: [0043] A: Stahl blank [0044] B: Dämmmaterial 1-lagig [0045] C: Dämmmaterial 2-lagig [0046] D: Dämmmaterial 4-lagig [0047] E: Dämmmaterial 6-lagig 5/9The measured curves show: A: bare steel B: insulating material 1-ply C: insulating material 2-ply D: insulating material 4-ply E: insulating material 6-ply 5.9
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20130311 |