DE1547085C

DE1547085C - Bendable sound insulation material

Info

Publication number: DE1547085C
Application number: DE19671547085
Authority: DE
Inventors: Alois Dipl Chem Dr 3101 Adelsheidsdorf G01n21 00 Stankiewicz
Original assignee: Dr Alois Stankiewicz, Chemische Erzeugnisse, 3101 Adelheidsdorf
Priority date: 1967-01-04
Filing date: 1967-01-04
Publication date: 1973-02-08

Description

Bis zu einem gewissen Grade wurden inzwischenTo a certain extent they have now been

40 diese Lehren auch auf die Baustoffe übertragen, aus40 these teachings also applied to building materials

denen Wandplatten für die Schalldämmung herge-where wall panels are made for sound insulation

·. · ' · stellt wurden. Durch die deutsche Auslegeschrift ·. · '· Were provided. Through the German interpretation document

1134 191, die österreichische Patentschrift 233 216 und den Aufsatz »Schalldämmstoffe aus Kunststoff« 45 von Dr. Karl Kurz aus »Lärmbekämpfung«, 9. Jahrgang, Heft 6, 1965, ist bekannt, zur Herstellung von1134 191, the Austrian patent specification 233 216 and the article "Soundproofing materials made of plastic" 45 by Dr. Karl Kurz from "Noise Control", Volume 9, Issue 6, 1965, is known for the production of

Die Erfindung betrifft einen aus plastischen Binde- Wandmaterialien aus plastischen Stoffen, z. B. Kunstmitteln und darin homogen verteilten Füllstoffen stoff, Kautschuk, Bitumen und Mischungen aus ihnen bestehenden biegeweichen Schalldämmstoff mit einer beschwerende, verhältnismäßig kleinkörnige Werkderartigen Weichheit und einem derartigen Füllüngs- 50 stoffe in diesen Massen homogen fein zu verteilen, grad, daß das kennzeichnende Verhältnis des dyna- so daß ein gleichmäßiges beschwertes Flächenmatemischen Elastizitätsmoduls oberhalb 1000 Hz zur rial entsteht, das im Gegensatz zu den mit Einzeldritten Potenz des spezifischen Gewichtes und damit massen versehenen Platten eine ziemlich homogene Ε/ρ³ klein ist. Struktur hat und bei Bedarf beliebig zugeschnittenThe invention relates to a plastic binding wall materials made of plastic materials, for. B. plastics and homogeneously distributed fillers material, rubber, bitumen and mixtures of them existing pliable soundproofing material with a weighty, relatively small-grain softness and such a filler 50 substances to distribute homogeneously finely in these masses, degree that the characteristic ratio of the dyna- so that a uniform weighted areal mathematical modulus of elasticity above 1000 Hz to the rial arises, which is a fairly homogeneous Ε / ρ 3 small ^{in contrast to the panels with the individual power of three of the specific weight and thus mass.} Has structure and can be tailored as required

Ein solcher verhältnismäßig verlustloser und In- 55 und auch in räumliche Formen, z. B. Wölbungen folge Reflexion den Schalldurchgang hindernder aller Art, gebracht werden kann. Mischt man ein Schalldämmstoff ergibt sich durch eine Umrechnung Bindemittel der genannten Art mit einem solchen aus der Gleichung 14 auf, S. 176 des Buches »Die Füllstoff in verschiedenen Mischungsverhältm"ssen, so wissenschaftlichen Grundlagen der Raumakustik«,. * liegen die spezifischen Gewichte der Mischungen 1950, von Lothar Cremer. Aus der Original- 60 zwischen dem spezifischen Gewicht des reinen Bindegleichung 14 auf S. 176 des genannten Buches hat mittels und dem Schüttgewicht des Füllstoffes, welman bisher Lehren zum technischen Handeln abge- ches mit steigender Füllung angenähert wird,
leitet, die zu zweckmäßigen Gestaltungen von Wand- Die dynamischen Ε-Moduli solcher gefüllter plasti-Such a relatively lossless and in-55 and also in spatial forms, z. B. arches follow reflection the passage of sound obstructing all kinds, can be brought. Mixing a soundproofing material results from a conversion of a binder of the type mentioned with one from equation 14, p Mixtures 1950, by Lothar Cremer. From the original 60 between the specific gravity of the pure binding equation 14 on p. 176 of the aforementioned book, by means of and the bulk density of the filler, which up to now the teachings on technical action is approximated with increasing filling,
that leads to the appropriate designs of wall- The dynamic Ε-moduli of such filled plastic

platten als Bauteil führten. scher Stoffe hatten bisher die Größenordnungen unterplates as a component. shear substances had previously been orders of magnitude below

So ist es durch die deutsche Patentschrift 880 798 65 10¹⁰ dyn/cm², und die spezifischen Gewichte lagen bekannt, Rillen in die Wandplatten zu fräsen, um zwischen 1 und 1,5 g/cm³. Im Gegensatz zu Schalldurch diese Formgebung die Biegesteife des Bauteiles dämmstoffen hatten Entdröhnungsmittel (mit denen zu vermindern, ohne das Gewicht wesentlich zu die Erfindung an sich nichts zu tun hat) E-ModuliFor example, it is known from German patent ^{specification 880 798 65 10 10} dynes / cm ² , and the specific weights were known, to mill grooves in the wall panels to between 1 and 1.5 g / cm ³ . In contrast to sound through this shaping the bending stiffness of the component insulating materials had anti-drumming means (with which to reduce the weight without the weight essentially has nothing to do with the invention per se) E-Moduli

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von mehr als 10¹⁰ dyn/cm² und spezifische Gewichte Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-of more than 10 ¹⁰ dynes / cm ² and specific weights. According to the invention, this object is thereby achieved

von möglichst weniger als 1 g/cm³ (vgl. »Schall- löst, daß bei einem Schalldämmstoff der eingangsof less than 1 g / cm ³ if possible (cf. »Sound- solves that with a soundproofing material the initially

dämmstoffe aus Kunststoff«, von Dr, Karl Kurz aus erwähnten Art das kennzeichnende Verhältnis klei-insulating materials made of plastic «, by Dr, Karl Kurz from the type mentioned, the characteristic relationship small-

» Lärmbekämpfung«, 9. Jahrgang, Heft 6, 1965, und ner ist als das kennzeichnende Verhältnis von Blei,"Noise Control", Volume 9, Issue 6, 1965, and ner is than the characteristic ratio of lead,

»Über das dynamisch-elastische Verhalten linearer, 5 -. .'—, „,. . . .,„„ dyncm' . " ...»About the dynamic-elastic behavior of linear, 5 -. .'—, ",. . . ., "" Dyncm '. "...

vernetzter und gefüllter Kunststoffe« von Becker ^wobei ^El^ ^Wemer *** ¹⁰* —ψ~ ^ist : ■ ν \λν..;crosslinked and filled plastics «by Becker ^where ^El ^ ^Wemer *** ¹⁰ * —ψ ~ ^is : ■ ν \ λν ..;

und Oberst aus »Kolloid-Zeitschrift«, 148. Band, Gegenüber der bisherigen Lehre, daß Wänder fürand Colonel from "Kolloid-Zeitschrift", Volume 148, Compared to the previous doctrine that Wänder for

Heft 1 und 2, S. 6 bis 16 [Ϊ956]). die Schalldämmung biegeweich und schwer sein" inüs-Issue 1 and 2, pp. 6 to 16 [Ϊ956]). the sound insulation will be pliable and heavy "inus-

Da es sich hier um Schwingungsvorgänge handelt, ' sen, eröffnet die Erfindung also Wege zur Verwenist der dynamische Ε-Modul des fertigen Platten- io dung von Materialien mit hohem Elastizitätsmodul, materials zu berücksichtigen, der bei der Verwen- wenn Dir spezifisches Gewicht ausreichend hoch ist dung von plastischen Bindemitteln stets größer als und auch zur Verwendung von leichten Materialien, der statische Ε-Modul ist. Da der Koinzidenzeffekt solange ihr Elastizitätsmodul niedrig genug ist, für im allgemeinen oberhalb 1000 Hz auftritt, istder dy- die Herstellung schalldämmender Wände, namische Elastizitätsmodul nur dieses Frequenz- 15 Es werden also auch spezifisch leichte Werkstoffe bereiches zu berücksichtigen, im Gegensatz zu dem zur Schalldämmung verwendet, wenn ihre Weichheit dynamischen Elastizitätsmodul unter 100 Hz, der bei so eingestellt ist, daß ihr kennzeichnendes Verhältschwingungsisolierenden Gummielementen zu be- ms El ρ³ gleich oder kleiner ist als das kennzeichrücksichtigen ist. Der dynamische Elastizitätsmodul nende Verhältnis von bekannten schweren Werkstofplastischer Massen ist aber im-Frequenzbereich ober- so fen, z.B. Stahl. Diese Weicheinstellung kann durch halb 1000 Hz im allgemeinen zehnmal größer als im Zugabe von Weichmachern erfolgen, durch unvoll-Frequenzbereich unter 100 Hz. Außerdem wurde ständige Vernetzung bei Stoffen mit vernetzter Molefestgestellt, daß bei bestimmten Mischungsverhältnis- külstruktur oder dadurch, daß die beiden Komposen ein maximaler Elastizitätsmodul erreicht wird. nenten von ^-Komponenten-Bindemitteln nicht in Unterhalb dieses Maximums des Ε-Moduls sind aber 35 stöchiometrischem Verhältnis miteinander gemischt die spezifischen Gewichte klein. Füllt man die plasti- werden.Since this is a matter of oscillation processes, the invention thus opens up ways of using the dynamic Ε-module of the finished plate or materials with a high modulus of elasticity, to take into account material that is sufficiently high when the specific weight is used The use of plastic binders is always greater than, and also for the use of light materials, the static Ε-module. Since the coincidence effect occurs as long as their modulus of elasticity is low enough, generally above 1000 Hz, the dy- the production of sound-absorbing walls, namely the modulus of elasticity only this frequency range, is also to be taken into account, in contrast to that for sound insulation used when their softness has a dynamic modulus of elasticity below 100 Hz, which is set at such that their characteristic ratio of vibration isolating rubber elements to be ms El ρ ^{3 is} equal to or less than that which is relevant to the characterization. The dynamic modulus of elasticity of known heavy material-plastic masses, however, is in the frequency range above, for example steel. This soft setting can be done by half 1000 Hz, generally ten times greater than by adding plasticizers, through an incomplete frequency range below 100 Hz maximum modulus of elasticity is reached. nents of ^ -component binders not in Below this maximum of the Ε-module but 35 stoichiometric ratio mixed with one another, the specific weights are small. If you fill the plastic.

sehen Bindemittel so hoch, daß das Maximum des Die notwendige geringe Steife erhält man abersee binders so high that the maximum of the necessary low stiffness is obtained

Ε-Moduls überschritten wird, so werden die Platten auch gemäß der Erfindung mechanisch durch schwa-Ε module is exceeded, the plates are also mechanically according to the invention by black

spröde, brüchig oder gar bröckelig. dies Schäumen. Die Schäumung muß in dem Augen-brittle, fragile or even crumbly. this foaming. The foaming must be in the eye

Wird ' ein Bindemittel mit jeweils verschiedenen 30 blick abgebrochen werden, wenn das spezifische GeFüllstoffen gefüllt, z. B. mit Schwerspat oder Blei- wicht noch nicht wesentlich vermindert, jedoch die oxyd, so erhält man Mischungen unterschiedlichen Steife der Schicht bereits genügend herabgesetzt ist. _ spezifischen Gewichtes, aber nahezu gleicher innerer Durch die Erfindung gelingt es also einerseits, aus Steife. Die beiden Beispiele zeigen, daß hier gerade Werkstoffen mit hohem Elastizitätsmodul durch Eindas akustisch bessere, also schwerere Material das 35 stellung eines entsprechenden spezifischen Gewichtes teuerere ist und daher, in der Praxis oft aus Kosten- Wände herzustellen mit mindestens gleichguter gründen das akustisch schlechtere, also leichteres Schalldämmung wie biegeweiche Wände und ande-Material bevorzugt wird. Andererseits: besteht ein rerseits aus Werkstoffen mit niedrigem spezifischem Widerspruch zwischen dieser akustischen Forderung Gewicht durch Einstellung eines geeigneten Elastizi- und den Wünschen des Leichtbaus, z.B. bei Fahr- 40 tätsmoduls Wände herzustellen, die mindestens die zeugen, weil ausreichende Schalldämmung nur mit gute Schalldämmung von schweren Wänden haben, entsprechenden Wandgewichten gewährleistet ist. Die Erfindung ermöglicht es also auch, den spezi-Will 'a binder with different views be canceled if the specific fillers filled, e.g. B. with heavy spar or lead weight not yet significantly reduced, but the oxide, mixtures of different stiffnesses are obtained, the layer is already sufficiently reduced. _ specific weight, but almost the same internal weight Stiffness. The two examples show that it is precisely materials with a high modulus of elasticity that acoustically better, i.e. heavier material that has a corresponding specific weight is more expensive and therefore, in practice, often from costs to produce walls with at least as good found the acoustically poorer, i.e. lighter sound insulation such as flexible walls and other materials is preferred. On the other hand: consists on the one hand of materials with low specificity Contradiction between this acoustic requirement weight by setting a suitable elastic and the wishes of lightweight construction, e.g. to produce walls for the ride module that have at least the testify, because adequate sound insulation can only be obtained with good sound insulation of heavy walls, corresponding wall weights is guaranteed. The invention thus also makes it possible to

Aus der erwähnten Formel 14 im Buch von fisch leichteren Werkstoff mit dem preisgünstigeren L. Cremer auf S. 176 kann man erst nach mathe- leichten Füllstoff so einzustellen, daß er einem schwemätischer Umformung entnehmen, daß die schall- 45 fen Werkstoff akustisch gleichwertig wird, dämmende Wirkung von Baustoffen vom Verhältnis , Die Änderung des spezifischen Gewichtes als phy- E! ρ³ abhängt und daß sie um so größer ist, je kleiner sikalischer Eingriff in die Mischung ist der Änderung der Wert dieses Verhältnisses der Materialkonstanten des Elastizitätsmoduls als chemischer Eingriff in die ist. Es geht aber weder aus der ursprünglichen noch Mischung durch Weichmacheränderung akustisch aus der umgeformten Gleichung hervor, bis zu wel- 50 gleichwertig. Einer Änderung des spezifischen Gechen Werten dieses Verhältnisses der Materialkon- wichtes um den Faktor 2 ist akustisch die Änderung stanten man zur Erreichung besonderer Vorteile her- des Elastizitätsmoduls um den Faktor 1/8 gleichuntergehen kann und muß. . wertig. Eine Verminderung des Ε-Moduls ist aber From the mentioned formula 14 in the book by fisch lighter material with the cheaper L. Cremer on p. 176 one can only adjust after mathematically light filler so that it can be deduced from a Schwematic transformation that the sound material is acoustically equivalent, insulating effect of building materials from the ratio, the change in specific weight as phy- E! ρ ³ depends and that it is greater, the smaller the physical interference in the mixture, the change in the value of this ratio of the material constants of the modulus of elasticity as the chemical interference in the. However, it does not emerge acoustically from the transformed equation either from the original or from the mixture due to a change in the plasticizer, up to 50 equivalent. A change in the specific values of this ratio of the material weight by a factor of 2 is acoustically the change constant one can and must go down by a factor of 1/8 in order to achieve special advantages due to the modulus of elasticity. . significant. However, there is a reduction in the Ε module

Aus dem beschriebenen Stand der Technik ergibt beispielsweise dann nicht mehr möglich, wenn die sich weiterhin, daß die bisherigen Baustoffe aus pla- 55 Arbeitstemperaturen in der Nähe des Erweichungsstischen Bindemitteln und darin homogen verteilten punktes des Bindemittels liegen oder das Bindemittel Füllstoffen für die Herstellung schalldämmender bereits in seiner weichsten Form vorliegt. Bauteile entweder ein zu geringes spezifisches Ge- Wohl die häufigste Aufgabe der Praxis ist die Verwicht oder einen zu großen Elastizitätsmodul auf- besserung der Schalldämmung von bereits bestehenwiesen. 60 den Wänden. Hierfür schlägt die Erfindung vor, daßFrom the prior art described, for example, it is no longer possible if the Furthermore, the previous building materials from pla- 55 Working temperatures in the vicinity of the softening table Binding agents and homogeneously distributed points of the binding agent lie therein or the binding agent Fillers for the production of sound-absorbing materials are already in its softest form. Components either have too little specific benefit. The most common task in practice is their weight or a too high modulus of elasticity to improve the sound insulation of already existing ones. 60 the walls. For this purpose, the invention proposes that

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zu- das'kennzeichnende Verhältnis Ε/ρ³ des Schalldämmgrunde, Baustoffe mit verbesserten schalldämmenden stoffes bei Anordnung desselben als Vorsatzschale Eigenschaften zu schaffen und insbesondere die im Abstand vor einer bestehenden Wand oder als schalldämmenden Eigenschaften von Stoffen mit nied- Belag direkt auf der Wand kleiner ist als das kennrigem spezifischem Gewicht oder hohem Elastizitäts- 65 zeichnende Verhältnis des Materials der bestehenden modul so zu verbessern, daß auch solche Baustoffe Wand. Aus der Tatsache, daß das vorgeschlagene zur Herstellung schalldämmender Bauteile verwen- Belagmaterial zur Verbesserung einer Trennwand so det werden können. . angewandt wird, daß seine Kennzahl kleiner ist alsAccordingly, the object of the invention is to provide the characterizing ratio Ε / ρ ^{3 of} the soundproofing base, building materials with improved soundproofing materials when the same is arranged as a facing shell, and in particular the spacing in front of an existing wall or as soundproofing properties of materials with low- The surface directly on the wall is less than the specific weight or high elasticity ratio of the material of the existing module so that such building materials can also be improved. From the fact that the proposed covering material for the production of sound-absorbing components can be used to improve a partition wall. . it is applied that its key figure is less than

die Kennzahl des Wandmaterials, ergibt sich ζ. Β., daß im Fahrzeugbau und im Maschinenbau solche Materialien kleinere Kennzahlen haben müssen als Eisen bzw. Stahl, also kleiner als 4-10⁹. Entsprechendes gilt für Wandungen aus anderen Materialien, z. B. aus Bleiblechen mit Ε/ρ³ = 10⁸.the key figure of the wall material results in ζ. Β. That in vehicle construction and mechanical engineering, such materials must have lower key figures than iron or steel, i.e. less than 4-10 ⁹ . The same applies to walls made of other materials, e.g. B. from lead sheets with Ε / ρ ³ = 10 ⁸ .

Werden Materialien gemäß der Erfindung auf z. B. einem Trägerwerkstoff aufgebracht, der reißfest, bruchfest und nicht spröde ist, dann muß er so beschaffen, z. B. so dünn sein, daß er die akustischen Eigenschaften des Dämmstoffes nicht beeinflußt. Hierfür kommen Textilgewebe, dünne reißfeste Kunststoffolien und ähnliches in Betracht.If materials according to the invention are applied to e.g. B. applied to a carrier material that is tear-resistant, is unbreakable and not brittle, then it must be made z. B. be so thin that it does not affect the acoustic properties of the insulation. Textile fabrics, thin, tear-resistant plastic films and the like come into consideration for this.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Materialien erfolgt im übrigen mittels bekannter Verfahren durch Rühren, Kneten, Walzen u.dgl. Die Herstellung der Platten aus diesen Mischungen erfolgt ebenfalls nach bekannten Verfahren durch Gießen, Pressen, Walzen usw., und die Aushärtung des Materials kann in bekannter Weise durch Trocknen oder durch chemische Abbindevorgänge, wie z. B. Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation, erfolgen.The materials according to the invention are also produced by means of known processes by stirring, kneading, rolling, etc. The plates are also produced from these mixtures according to known methods by casting, pressing, rolling, etc., and the hardening of the material can in a known manner by drying or by chemical setting processes, such as. B. Polymerization, Polyaddition or polycondensation take place.

Mit folgendem Beispiel soll die Herstellung solcher Schalldämmstoffe erläutert werden:The following example explains the production of such soundproofing materials:

8,5 kg PyC-Pulver , '8.5 kg PyC powder, '

- 7,5 kg Dioctylphthalat- 7.5 kg of dioctyl phthalate

72,0 kg Bleipulver
10,0 kg Bariumsulfat (Schwerspat)
2,0 kg Zuschlagstoffe, wie Pigmente,
Schwebemittel u. dgl.72.0 kg lead powder
10.0 kg barium sulfate (barite)
2.0 kg aggregates, such as pigments,
Suspension means and the like

ίο Diese Stoffe werden im Kneter innig gemischt, anschließend in eine flache Form gegossen oder auf eine Bahn eines reißfesten textlien Trägers in gleichmäßiger Dicke, ζ. Β. durch Spritzen, Gießen oder Rakeln, aufgetragen und schließlich bei einer Temperatur von 140° C geliert. Die fertige flexible Bahn hat ein kennzeichnendes Verhältnis Ε/ρ³, das kleiner als 10⁸ist. _ίο These substances are mixed intimately in the kneader, then poured into a flat mold or on a sheet of tear-resistant textile backing of uniform thickness, ζ. Β. by spraying, pouring or knife coating, and finally gelled at a temperature of 140 ° C. The finished flexible sheet has a characteristic ratio Ε / ρ ³ that is less than 10 ⁸ . _

Zur Bestimmung des kennzeichnenden Verhältnisses Ε/ρ³ werden E und ρ getrennt bestimmt, und esTo determine the characteristic ratio Ε / ρ ³ , E and ρ are determined separately, and es

ao werden in der Physik übliche Meßmethoden angewendet. Im übrigen können handelsübliche Meßgeräte verwendet werden.ao customary measurement methods are used in physics. In addition, commercially available measuring devices can be used.

Claims

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to change. So there is a need for special constructive patent claims · Measures to reduce the bending stiffness.

In addition, it is known from the German patent specification 1 015 209, the wall panels by the an

■ L From plastic binders and in them 5 bring relatively large individual masses of homogeneously distributed fillers existing to be bent and weighed down, the individual masses also being embedded in the soft soundproofing material with such a plate material and from pieces of softness and such a degree of filling, metal scrap, pebbles, pieces of concrete and the like, that the characteristic relationship of the dynamic can stand. In these cases, the mass would see the modulus of elasticity above 1000 Hz to the third power of the specific weight per unit area of the "wall panel" component and increase it without changing its bending stiffness. In order for £ / ρ ^{3 to be} small, the aim was to draw the wall so that the characteristic ratio plate was not only heavy, but also to make the materials of the soundproofing material smaller, so as to make the so-called coincidence effect smaller than the characteristic ratio of lead to shift 15 to a higher frequency range. 'u · ε · / »11 · 1 in» dyncm ⁷ . 'Avoiding the coincidence effect in the area

where Β / ρ »is less than 10», - r-. technically interesting frequencies is a necessary

2. Sound insulation material according to claim 1, dexterous measure to improve the sound through marked that the characteristic insulation.

Ratio E / ρ ^{3 of} the soundproofing material at An ao While experience has shown that it is sufficient for building acoustics order of the same as a cladding at a distance, if the coincidence frequency (in front of an existing wall or as a covering directly measured according to DIN 4109 and DIN 52 210) above 3200 Hz, on the Wall is smaller than the characteristic, i.e. above the upper frequency limit, construction ratio of the material of the existing wall. acoustic test are due to the high

3. Soundproofing material according to claim 1 or 2, 25 frequent components in the machine noise, characterized in that when the z. B. for soundproofing in machine and driving windows on a tear-proof, break-proof and tool construction, much higher coincidence frequencies non-brittle carrier material this is necessary. It is from the Austrian Patentfen, z. B. is so thin that he knows the acoustic writing 233 216, for this reason for the properties of the sound insulation material does not have the technical range of the coincidence frequencies influences. to be relocated to over 7000Hz. In addition,

4. Soundproofing material according to claim 1 or 2, machine ¹ - and heavy vehicle construction made of condensed walls, characterized in that it is undesirable in the form of structural reasons.

homogeneous plate. Soundproof walls made of lightweight building materials

5. Soundproofing material according to one of the 35 must not be lighter than 4 kg / m². This lower one Proverbs 1 to 4, characterized in that the limit has acoustic reasons because good sound insulation the modulus of elasticity is equally reduced by weak foaming with good reflection on the partition is. is to be added.