DE102005053946B3

DE102005053946B3 - Bauteil für die Schallisolation und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102005053946B3
Application number: DE200510053946
Authority: DE
Inventors: Olaf Hessler
Original assignee: Ideal Automotive GmbH
Current assignee: Ideal Automotive GmbH
Priority date: 2005-11-11
Filing date: 2005-11-11
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-11-12
Also published as: WO2007054346A3; WO2007054346A2; US20100003466A1; EP1946291A2

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

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.

In der DE 101 33 425 A1 wird eine Fahrzeug-Radhausauskleidung aus einem im Wesentlichen der Kontur des Radhauses angepassten und an diesem befestigten Material beschrieben, die durch Formgebung und Bauweise Schutz vor Korrosion durch Sandstrahleffekt, eine Verminderung des auf regennasser Fahrbahn auftretenden Sprühnebels sowie eine effektive Geräuschdämmung auf regennasser wie auch auf trockener Straße bewirkt.

Die DE 36 24 427 A1 offenbart ein adhäsives, z.B. für Reparaturzwecke zerstörungsfrei entfernbares Isolationssystem zur Schallisolation von Trennwänden, insbesondere von Kraftfahrzeugen. Zwischen dem Untergrund und nachgeschalteten Schichten des Isolationssystems ist dabei eine Materialschicht aus einem stark untervernetzten Polyurethan oder eine spezielle Bitumenmischung eingebracht, die große Adhäsivwirkung besitzt und daher die kraftschlüssige Verbindung zwischen Untergrund und Isolationssystem erreicht.

Es ist zudem bekannt, zur Schalldämmung bzw. -dämpfung in Kraftfahrzeugen sogenannte Schwerschichtfolien zu verwenden.

Bei diesen Schwerschichtfolien handelt es sich um Kunststoffbahnen 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 Faservliesbauteilen 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 Polyethen 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 besonders 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 Aufsprühens 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:
1: stark schematisiert ein Faservliesbauteil mit einem Faservliesbereich und einer Sprühbeschichtung;
2: ein Faservliesbauteil nach Anspruch 1, wobei die Sprühbeschichtung geschäumt ist;
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 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 thermoplastisch 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 3 gut ersehen.
In 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. waffelmusterartige Konturierung der Oberfläche möglich. Die gegenüberliegende Fläche 5 des Faservliesbauteils 2 kann ebenfalls mit einer entsprechenden Konturierung versehen sein.

Claims

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.
Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) Flächengewichte von 50 bis 1200 g/m² besitzt.
Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) aus einem Polyurethan besteht, dessen Härtegrad über den Vernetzungsgrad eingestellt ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühbeschichtung (3) eine geschäumte Sprühbeschichtung mit einer offenzelligen porigen Struktur ist.
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.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Faservliesbauteils bzw. der Faservliesschicht (2) zwischen 30 und 150 kg/m³ besteht.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Faservliesschicht (2) 5 bis 30 mm beträgt.
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 Oberfläche besitzen.
Bauteil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (4) genoppt, gerippt, gewellt oder mit einem waffelartigen Muster ausgebildet ist.
Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die der Sprühbeschichtung (3) gegenüberliegende Fläche (5) der Faservliesschicht (2) ebenfalls konturiert ausgebildet ist.
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.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethan-Sprühlösung mit einem Schaumbildner versetzt ist, so dass das Polyurethan auf der Oberfläche (4) aufschäumt.
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.
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.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Konsistenz bzw. Härte der Polyurethanschicht über den Vernetzungsgrad eingestellt wird.