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Hintergrund
der Erfindung Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
ein Schaumstoffmaterial, welches eine Eigenschaft zum Speichern seiner
Form aufweist, genauer gesagt, ein Schaumstoff material, welches
zur Abdichtung gegen Flüssigkeiten, zur
Schalldämpfung
und zur Wärmeisolierung
verwendet wird, sowie ein Herstellungsverfahren für dieses Schaumstoffmaterial.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Verschiedene Schaumstoffmaterialien,
wie zum Beispiel Urethanschaum und flüssig aushärtende Dichtmaterialien, wie
zum Beispiel Silikon-Dichtmasse, finden breite Anwendung zur Abdichtung
gegen Flüssigkeiten,
zur Schalldämpfung
und zur Wärmeisolierung
von Fugen in Gebäuden,
von Industriegeräten
und von Kraftfahrzeugen. Um eine ausreichende Abdichtung gegen Flüssigkeiten,
Schalldämpfung
und Wärmeisolierung
mit Hilfe dieser Materialien zur Verfügung zu stellen, muss der Spalt
einer Fuge in der Konstruktion gefüllt werden.
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Herkömmliche Schaumstoffmaterialien
werden unter Druck in einen Abschnitt eingebracht, der eine Bearbeitung
zur Abdichtung gegen Flüssigkeiten,
Schalldämpfung
und Wärmeisolierung
in einem verdichteten Zustand erfordert (im folgenden als "zu bearbeitender
Abschnitt" bezeichnet),
so dass die Fuge gefüllt
wird, indem die elastische Kraft des Schaumstoffmaterials selbst
zur Wiederherstellung der Dicke genutzt wird. Da jedoch die herkömmlichen
Schaumstoffmaterialien ihre Dicke sofort nach der Verringerung des
Drucks wiedererlangen, sollte das Schaumstoffmaterial oder ein Montageerzeugnis,
in welchem das Schaumstoffmaterial verwendet wird, in den zu bearbeitenden
Abschnitt eingebracht werden, während
der Zustand beibehalten wird, in welchem die Kraft des Schaumstoffmaterials
zur Wiederherstellung seiner Dicke unterdrückt wird. Dadurch ist die Wirksamkeit
des Einbringens des Materials extrem gering.
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Obwohl die Wirksamkeit des Einbringens
des Materials verbessert werden kann, indem ein dünneres Schaumstoffmaterial
verwendet wird, kann jedoch keine ausreichende Leistung zur Abdichtung
gegen Flüssigkeiten,
zur Schalldämpfung
und zur Wärmeisolierung
zur Verfügung
gestellt werden, da ein Spalt hinsichtlich des zu bearbeitenden
Abschnitts der Konstruktion entsteht. Weiterhin ist es ebenfalls
möglich,
die Kraft des Schaumstoffmaterials zur Wiedererlangung der Dicke
im verdichteten Zustand zu verringern, indem ein weiches Schaumstoffmaterial
verwendet wird. Der sich daraus ergebende Effekt ist jedoch gering
und führt
im Gegenteil eher dazu, die Haltbarkeit des Schaumstoffmaterials
durch die Verschlechterung der Stärke zu verringern und im Besonderen
dazu, die Leistung des Abdichtens gegen Flüssigkeiten zu verschlechtern.
Demzufolge widersprechen sich die Leistung zum Abdichten gegen Flüssigkeiten,
zur Schalldämpfung
und zur Wärmeisolierung
und die Eigenschaften zum Einbringen des Materials. Daraus ergibt
sich die Notwendigkeit, ein Schaumstoffmaterial zur Verfügung zu
stellen, welches die erforderlichen Merkmale erfüllt.
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Im Gegensatz dazu wird, wie bei einem
flüssig
aushärtenden
Dichtmaterial, so zum Beispiel Silikon-Dichtmasse, der Spalt gefüllt, indem
ein flüssiger
Stoff in einen Spalt eines zu bearbeitenden Abschnitts so eingefüllt wird,
dass dieser in Abhängigkeit
von der chemischen Reaktion oder der Verflüchtigung eines leicht verflüchtigenden
Materials aushärtet,
so zum Beispiel eines Lösungsmittels.
Das flüssig
aushärtende Dichtungsmaterial
erfordert im Abdichtungsprozess jedoch viel Zeit. Weiterhin wird
viel Zeit für
das Aushärten des
Materials selbst benötigt.
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Weiterhin ist in JP-B-48-1903 ein
Verfahren zum Rillen eines Spalts veröffentlicht, indem ein Schwamm
aus elastischem Kunstharz, welcher mit einem zähflüssigen Kunstharz-Verbundwerkstoff
imprägniert
ist, verdichtet wird und indem zum Wiederherstellen desselben die
Hysterese der zeitlichen Wiederherstellung genutzt wird. Da das
Schaumstoffmaterial entsprechend dieses Verfahrens jedoch in einem
dicht gepackten Zustand gelagert werden muss, um die verdichtete
Form beizubehalten, so dass das Schaumstoffmaterial selbst bei Raumtemperatur
sofort nach dem Lösen
der dichten Verpackung beginnt, seine ursprüngliche Dicke zurückzugewinnen,
ist es für
den Fall, dass das Schaumstoffmaterial zum Beispiel in eine schalldichte Abdeckung
eingearbeitet ist, schwierig, das Schaumstoffmaterial im verdichteten
Zustand zu halten. Dadurch sind die Möglichkeiten der Anwendung begrenzt.
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In JP-A-9-132668 ist ein Schaumstoffmaterial
veröffentlicht,
welches seine Form wiedererlangt, das ein Element eines Kunstharzschaums
mit geschlossenen Zellen enthält.
Da das Schaumstoffmaterial jedoch die lange Zeit von einigen Wochen
benötigt
um in seine Ausgangsform zurückzukehren,
entsteht das Problem, dass das Abdichten gegen Flüssigkeiten,
die Schalldämpfung
und die Wärmeisolierung
oder dergleichen nicht unmittelbar erreicht werden können.
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In JP-B-7-39506 ist ein Urethanpolymer-Schaumstoffmaterial
veröffentlicht,
welches die Eigenschaft aufweist, seine Ausgangsform zu speichern
und in JP-A-9- 309986
ist ein Teil veröffentlicht,
welches die Eigenschaft aufweist, seine Ausgangsform zu speichern,
und aus einem vulkanisierten Gummi gefertigt ist sowie ein mit Gummi
verschnittenes Kunstharz enthält.
Weiterhin ist bekannt, dass ein Polynorbornen und ein Styren-Butadien-Styren-Copolymer
Polymere mit der Eigenschaft darstellen, ihre Ausgangsform zu speichern.
Indem unter Verwendung dieser Materialien ein Schwamm hergestellt
wird, wird ein Schaumstoffmaterial mit der Eigenschaft erzeugt,
in seine Ausgangsform zurückzukehren.
Um das Schaumstoffmaterial mit der Eigenschaft zu erzeugen, in seine
Ausgangsform zurückzukehren,
ist jedoch ein kaum erhältliches
spezielles Material erforderlich und weiterhin ist eine technische
Einrichtung erforderlich, um das Schaumstoffmaterial zu produzieren,
weshalb es keine weitreichende Verwendung findet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In Anbetracht der zuvor erwähnten Umstände wurde
die folgende Erfindung gemacht. Ein Ziel dieser Erfindung ist es,
ein Schaumstoffmaterial zur Verfügung
zu stellen, das sowohl eine sehr gute Dichtleistung gegen Flüssigkeiten,
Schall und Wärmeverlust
als auch eine exzellente Wirksamkeit des Einbringens des Materials
in einen zu bearbeitenden Abschnitt aufweist. Diese Leistungen sollen
preiswert ohne die Notwendigkeit des Einsatzes spezieller Materialien
und technischer Einrichtungen für
die Produktion erreicht werden. Ein weiteres Ziel der Erfindung
ist es, ein Produktionsverfahren zur Verfügung zu stellen, mit Hilfe
dessen das Schaumstoffmaterial hergestellt werden kann. Ein weiteres
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine schalldichte Abdeckung
für den
Motor eines Kraftfahrzeuges unter Verwendung des Schaumstoffmaterials
zur Verfügung
zu stellen, welche sehr gute schalldämpfende Eigenschaften aufweist.
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Als ein Ergebnis der ausführlichen
Diskussion der Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Lösung der Probleme
stellte sich heraus, dass ein Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis,
dessen Form in einem verdichteten Zustand ohne Anwendung einer externen
Kraft bei einer Raumtemperatur bewahrt wird und dessen ursprüngliche
Dicke durch Erhitzen zurückgewonnen
wird, durch ein spezifisches Verfahren hergestellt werden kann,
welches keine spezielle technische Einrichtung erfordert, nämlich durch
Abkühlen
im verdichteten Zustand nach dem Erhitzen und Verdichten und danach
durch Lösen
des Drucks. Weiterhin wurde herausgefunden, dass die Form im verdichteten
Zustand bei einer Raumtemperatur noch besser beibehalten werden
kann, indem das Schaumstoffmaterial mit einer thermoplastischen
Substanz imprägniert
wird. Es wurde weiterhin herausgefunden, dass unter Verwendung eines
solchen Schaumstoffmaterials mit Formgedächtnis in einem zu bearbeitenden
Abschnitt sowohl die sehr gute Dichtleistung gegen Flüssigkeiten,
die Schalldämpfung
und die Wärmeisolation
erreicht werden als auch der Arbeitsgang des Einbringens in den
zu bearbeitenden Abschnitt einfacher durchgeführt werden kann. Es wurde gleichzeitig
herausgefunden, dass mit Hilfe eines solchen Schaumstoffmaterials
mit Formgedächtnis
eine schalldichte Abdeckung für
den Motor eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung gestellt werden kann,
welche sich sehr gut befestigen lässt und sehr gute Schalldämpfungseigenschaften
aufweist. Die vorliegende Erfindung basiert auf diesen Erkenntnissen.
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Das heißt, dass, um diese Ziele zu
erreichen, die vorliegende Erfindung ein Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis entsprechend
dem Patentanspruch 1, ein Produktionsverfahren für ein Schaumstoffmaterial mit
Formgedächtnis
entsprechend dem Patentanspruch 9 sowie eine schalldichte Abdeckung
entsprechend dem Patentanspruch 10 zur Verfügung stellt. Für das Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
wird ein Verbundwerkstoff hergestellt, indem ein Basisschaumstoffmaterial
mit einer thermoplastischen Substanz imprägniert wird, die einen Schmelzpunkt
aufweist, welcher niedriger als der des Basisschaumstoffmaterials
ist. Danach wirkt ein Druck, wobei der verdichtete Zustand bei einer
Raumtemperatur durch Aufbringen eines gehärteten Erzeugnisses der thermoplastischen
Substanz auf zumindest eine Oberflächenschicht des Schaumstoffmaterials
bewahrt wird. Der Druck wird durch weich machen des gehärteten Erzeugnisses
der thermoplastischen Substanz gelöst, indem dieses erhitzt wird.
Der Begriff "Raumtemperatur" definiert einen
Temperaturbereich zwischen 18°C
und 25°C.
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Um die zuvor erwähnten Ziele zu erreichen, stellt
die vorliegende Erfindung weiterhin ein Produktionsverfahren für ein Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
zur Verfügung,
welches die folgenden Schritte umfasst: Imprägnieren eines Basisschaumstoffmaterials
mit einer thermoplastischen Substanz, Erhitzen und Verdichten desselben
bei einer Temperatur, die der Erweichungstemperatur des thermoplastischen
Kunstharzes entspricht bzw. höher
als diese ist, die aber andererseits niedriger ist als die Erweichungstemperatur
des Basisschaumstoffmaterials, Abkühlen unter Bewahrung des verdichteten
Zustands sowie Lösen
des Drucks nach dem Arbeitsgang des Abkühlens.
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Um die zuvor erwähnten Ziele zu erreichen, stellt
die vorliegende Erfindung weiterhin eine schalldichte Abdeckung
für den
Motor eines Kraftfahrzeugs zur Verfügung, welche das Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
enthält.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Ausführungsbeispiel
einer schalldichten Abdeckung für
den Motor eines Kraftfahrzeugs (V-Motor) entsprechend der Erfindung
zeigt.
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2 ist
ein schematisches Diagramm, welches das Befestigen der schalldichten Äbdeckung
(vor dem Erhitzen) an einem Motor aus 1 erläutert.
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3 ist
ein schematisches Diagramm, welches das Befestigen der schalldichten
Abdeckung (nach dem Erhitzen) an einem Motor aus 1 erläutert.
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4 ist
ein Diagramm, welches die Ergebnisse des Tests zum Beibehalten der
Form der Teststücke der
Ausführungsbeispiele
darstellt.
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5 ist
ein Diagramm, welches die Ergebnisse des Tests zum Beibehalten der
Form der Teststücke der
Ausführungsbeispiele
darstellt.
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6 ist
ein Diagramm, welches die Ergebnisse des Tests zum Rückgewinnen
der Form der Teststücke
der Ausführungsbeispiel
darstellt.
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7 ist
ein Diagramm, welches die Ergebnisse des Tests zum Rückgewinnen
der Form der Teststücke
der Ausführungsbeispiel
darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Im folgenden wird nun die vorliegende
Erfindung anhand der Zeichnungen detailliert beschrieben.
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Als Hauptbestandteile eines Basisschaumstoffmaterials,
das in der vorliegenden Erfindung genutzt wird, können verschiedene
Arten von Polymermaterialien, wie zum Beispiel ein Gummi, ein Elastomer,
ein thermoplastisches Kunstharz, ein wärmehärtbares Kunstharz und dergleichen
verwendet werden. Beispiele für verwendbare
Polymermaterialien sind natürliche
Kautschukarten, synthetische Kautschukarten, wie zum Beispiel ein
CR (Chloroprenkautschuk), ein SBR (Styren-Butadien-Kautschuk), ein
NBR (Nitril-Butadien-Kautschuk), ein EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer-Copolymer), ein Silikonkautschuk,
ein Fluoridkautschuk und ein Acrylkautschuk, Elastomere, wie zum
Beispiel ein weiches Urethan, sowie wärmehärtbare Kunstharze, wie zum
Beispiel ein hartes Urethan, ein Phenolharz und ein Melaminharz.
Die Reihe verwendbarer Stoffe ist jedoch nicht auf die oben genannten
beschränkt.
Für den
Fall, dass ein synthetischer Kautschuk verwendet wird, wird dieser
nach der Vernetzung als Basisschaumstoffmaterial verwendet. Genauer
gesagt, sollte vorzugsweise ein Basisschaumstoffmaterial verwendet
werden, das aus einem wärmehärtbaren Kunstharz
oder einem vernetzten Kautschuk besteht, da sich dessen Steifigkeit
bei einer Raumtemperatur oder während
des Erhitzens etwas verändert.
Weiterhin empfiehlt sich ein solches Material als Basisschaumstoffmaterial,
da ein Schaumstoffmaterial, welches ein weiches Urethan als Hauptbestandteil
enthält,
preiswert und als oft verwendetes Polstermaterial leicht verfügbar ist.
Weiterhin kann auch ein thermoplastisches Kunstharz als Basisschaumstoffmaterial
verwendet werden, solange seine Erweichungstemperatur höher ist
als die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Substanz zur
Imprägnierung.
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Da die meisten der oben erwähnten Basisschaumstoffmaterialien
einschließlich
weichen Urethans sowohl im Handel erhältlich und leicht verfügbar sind
als auch eine spezielle technische Einrichtung für die Produktion nicht erforderlich
ist, kann ein Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis leicht und preiswert
hergestellt werden. Im Gegensatz dazu können die herkömmlichen
Schaumstoffmaterialien mit der Fähigkeit,
ihre Form zu speichern, nicht leicht erzeugt werden, da die Schaumstoffmaterialien
aus einem speziellen Material hergestellt werden müssen und
dieses Material kaum erhältlich
ist. Weiterhin ist eine spezielle Produktionsanlage für diese
Schaumstoffmaterialien erforderlich.
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Weiterhin sollte vorzugsweise ein
Schaumstoffmaterial mit offenen Zellen verwendet werden. Im Allgemeinen
weist ein Schaumstoffmaterial mit einer Struktur aus offenen Zellen
einen hohen Koeffizienten der Wasserabsorption auf, ein Schaumstoffmaterial
mit geschlossenen Zellen weist einen geringen Koeffizienten der
Wasserabsorption und ein Schaumstoffmaterial mit einer Mischung
aus offenen Zellen und geschlossenen Zellen weist einen mittleren
Koeffizienten der Wasserabsorption auf. Indem man den Koeffizienten
der Wasserabsorption bestimmt, kann das Verhältnis aus offenen Zellen und
geschlossenen Zellen ermittelt werden. Der Koeffizient der Wasserabsorption
wird. entsprechend des Verfahrens JIS K6767 B gemessen. Der Koeffizient
der Wasserabsorption eines Basisschaumstoffmaterials, das in der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, liegt vorzugsweise bei 0,2
g/cm3 oder mehr, besser bei 0,3 g/cm3 oder mehr, noch besser bei 0,4 g/cm3 oder mehr. Außerdem sollte die Rohdichte
des Basisschaumstoffmaterials vorzugsweise bei 100 kg/m3 oder weniger
liegen, besser bei 70 kg/m3 oder weniger,
noch besser bei 50 kg/m3 oder weniger. Wenn
ein Basisschaumstoffmaterial genutzt wird, dessen Koeffizient der
Wasserabsorption und dessen Rohdichte in der oben erwähnten Toleranz
liegt, kann es leicht mit einer thermoplastischen Substanz imprägniert werden,
so dass ein Schaumstoffmaterial erhalten wird, das seine Form gut
speichern und das gut in seine ursprüngliche Form zurückkehren
kann.
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Für
die vorliegende Erfindung können
verschiedene Arten von thermoplastischen Kunstharzen und verschiedene
Arten von thermoplastischen Verbundwerkstoffen als thermoplastische
Substanz verwendet werden. Die thermoplastische Substanz sollte
jedoch eine Erweichungstemperatur aufweisen; die niedriger ist, als
diejenige des Basisschaumstoffmaterials. Sie kann deshalb wahlweise
in Abhängigkeit
vom zu verwendenden Basisschaumstoffmaterial ausgewählt werden.
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Wie für den später noch zu beschreibenden
Mechanismus des Bewahrens der Form bzw. Zurückkehrens in die ursprüngliche
Form beschrieben, bewahrt ein der vorliegenden Erfindung entsprechendes
Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis
seine Form bei einer Raumtemperatur und kehrt durch Erhitzen in
seine ursprüngliche
Form zurück.
Deshalb ist eine thermoplastische Substanz mit einem entsprechend
beträchtlichen Unterschied
des Elastizitätsmoduls
in einem Bereich der Raumtemperatur und einem Bereich hoher Temperatur
vorzuziehen. Da das Elastizitätsmodul
einer thermoplastischen Substanz im Allgemeinen drastisch abnimmt,
wenn diese den Punkt des Übergangs
in den Glaszustand oder den Schmelzpunkt erreicht, liegt auch im
Falle des der vorliegenden Erfindung entsprechenden Schaumstoffmaterials
mit Formgedächtnis
die Temperatur für
das Rückkehren
in die ursprüngliche
Form bei einer Temperatur in der Nähe des Punktes des Übergangs
in den Glaszustand oder des Schmelzpunktes (Bereich hoher Temperatur).
Deshalb kann das Bewahren der Form bzw. Zurückkehren in die ursprüngliche
Form noch besser bei einem beträchtlichen
Unterschied des Elastizitätsmoduls
zwischen den beiden Temperaturbereichen erreicht werden.
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Weiterhin ist eine thermoplastische
Substanz vorzuziehen, deren Punkt des Übergangs in den Glaszustand
bzw. deren Schmelzpunkt zwischen einer tatsächlich für das Zurückkehren in die ursprüngliche
Form zu verwendenden Temperatur (im folgenden bezeichnet als "Temperatur des Erhitzens") und einer Raumtemperatur
liegt. Selbst für
den Fall, dass der Schmelzpunkt und der Punkt des Übergangs
in den Glaszustand nicht innerhalb des Bereichs der Temperatur des
Erhitzens liegen, weil das Material durch das Erhitzen allmählich weich
wird und auf diese Weise in die ursprüngliche Form zurückkehrt,
kann eine thermoplastische Substanz verwendet werden, deren Schmelzpunkt
und deren Punkt des Übergangs
in den Glaszustand nicht innerhalb des Bereichs der Temperatur des
Erhitzens liegen, sondern deren Erweichungstemperatur innerhalb des
Bereichs der Temperatur des Erhitzens liegt. Genauer gesagt, sollte
vorzugsweise eine thermoplastische Substanz verwendet werden, bei
welcher eine der Temperaturen, nämlich
der Punkt des Übergangs
in den Glaszustand, der Schmelzpunkt oder die Erweichungstemperatur,
unterhalb von 120°C
liegen. Bei einigen der zuvor erwähnten Basisschaumstoffmaterialien
verschlechtert sich ihre elastische Kraft zum Zurückkehren
in die ursprüngliche
Form oder geht ganz verloren, wenn sie zum Zurückkehren in die ursprüngliche
Form auf 120°C
oder mehr erhitzt werden, so dass sie ihre Fähigkeit verlieren, in die ursprüngliche
Form zurückzukehren.
Da eine beachtlich lange Zeit benötigt wird, um das gesamte Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
auf 120°C
oder mehr zu erhitzen, damit es in seine ursprüngliche Form zurückkehrt,
ist weiterhin eine Heizeinheit mit großer Heizkraft erforderlich.
Der Schmelzpunkt und der Punkt des Übergangs in den Glaszustand
können durch
Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) gemessen werden. Weiterhin
kann die Erweichungstemperatur der Substanz mit Hilfe des Verfahrens
der Lufterhitzung gemessen werden, welches in JIS K7120 erläutert ist.
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Als Substanzen, welche die zuvor
erwähnten
Bedingungen erfüllen,
können
zum Beispiel die folgenden verwendet werden: thermoplastische Kunstharze,
wie zum Beispiel ein Polyethylen, ein Polypropylen, ein Polystyren,
ein Polyvinylchlorid, ein Polyvinylidenchlorid, ein Polyvinylazetat,
ein Polyakrylat, ein Styren-Butadien-Styren-Copolymer, ein chloriertes Polyethylen,
ein Polyvinylidenfluorid, ein Ethylen-Vinylazetat-Copolymer, ein Ethylen-Vinylazetat-Vinylchlorid-Akrylat-Copolymer,
ein Ethylen-Vinylazetat-Akrylat-Copolymer,
ein Ethylen-Vinylazetat-Vinylchlorid-Copolymer, ein Nylon, ein Akrylnitril-Butadien-Copolymer,
ein Polyacrylnitril, ein Polyvinylchlorid, ein Polychloropren, ein
Polybutadien, ein thermoplastisches Polyimid, ein Polyacetal, ein Polyphenylen-Sulfid,
ein Polycarbonat und ein thermoplastisches Polyurethan, thermoplastische
Verbundwerkstoffe, wie zum Beispiel eine Glasurmasse mit niedrigem
Schmelzpunkt, eine Stärke,
ein Weichlot und ein Wachs. Die Substanz, die verwendet werden kann,
ist jedoch nicht auf die obige Aufzählung beschränkt.
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Die thermoplastische Substanz in
der vorliegenden Erfindung bezeichnet eine Substanz, die ein Elastizitätsmodul
aufweist, das sich durch Erhitzen verringert oder die sich verflüssigt. Deshalb
sind das Acrylnitril-Butadien-Copolymer, die synthetischen Kautschuk-Polymere,
wie zum Beispiel das Styren-Butadien-Copolymer und das Polychloropren
im Allgemeinen so vernetzt, dass sie als ein vernetzter Kautschuk
verwendet werden können.
Da diese in einem nicht vernetzten Zustand oder bei einer niedrigen
Dichte der Vernetzung bei einer Raumtemperatur eine stark veränderte Steifigkeit
aufweisen, als in einem erwärmten
Zustand, können
sie für
die vorliegende Erfindung als thermoplastische Substanz verwendet
werden. Weiterhin beginnen einige der thermoplastischen Kunstharze
sich durch Erhitzen selbst zu vernetzen, wenn eine Stelle zum Vernetzen
vorhanden ist. Doch sie jedoch im Wesentlichen thermoplastisch sind
und sich ihre Steifigkeit selbst nach der selbständigen Vernetzung bei einer
Raumtemperatur stark von der Steifigkeit in einem erhitzten Zustand
unterscheidet, können
die thermoplastischen Kunstharze vom sich selbst vernetzenden Typ
auch als thermoplastische Substanz für die Erfindung verwendet werden.
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Weiterhin weist thermoplastisches
Kunstharz, welches zumindest eines der folgenden Bestandteile, nämlich ein
Akrylat, ein Styren oder ein Vinylazetat, als Monomerbestandteil
enthält,
einen Punkt des Übergangs
in den Glaszustand von 120°C
oder weniger, eine hohe Steifigkeit bei einer Raum Raumtemperatur, eine
relativ gute Eigenschaft der Formstabilität und eine relativ gute Fähigkeit,
in die ursprüngliche
Form zurückzukehren,
auf.
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Ein der vorliegenden Erfindung entsprechendes
Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis
kann erzeugt werden, indem das Basisschaumstoffmaterial mit der
thermoplastischen Substanz imprägniert
wird, es bei einer Temperatur erhitzt und verdichtet wird, die sowohl
der Erweichungstemperatur des thermoplastischen Kunstharzes entspricht,
oder höher
als diese ist, als auch niedriger als die Erweichungstemperatur
des Basisschaumstoffmaterials ist; indem es abgekühlt wird,
während
es im verdichteten Zustand verbleibt und indem der Druck nach dem
Arbeitgang des Abkühlens
gelöst
wird. Das Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis ist ein Verbundwerkstoff,
dessen verdichteter Zustand bei einer Raumtemperatur mit Hilfe eines
gehärteten
Erzeugnisses aus der thermoplastischen Substanz beibehalten wird,
die zumindest in der Oberflächenschicht des
Verbundwerkstoffes vorhanden ist. Der verdichtete Zustand wird gelöst, indem
das gehärtete
Erzeugnis aus der thermoplastischen Substanz durch Erhitzen weich
wird.
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Im folgenden wird nun das Herstellungsverfahren
detailliert beschrieben.
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Um das Basisschaumstoffmaterial mit
einer thermoplastischen Substanz zu imprägnieren, kann jedwedes Verfahren
angewandt werden. Ein Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis kann
ebenfalls durch jedwedes entsprechend angepasste Verfahren erzeugt
werden. Da jedoch ein Verfahren, welches das Imprägnieren
eines Basisschaumstoffmaterials mit einer thermoplastischen Substanz,
die aufgelöst
oder in einem Lösungsmittel
dispergiert ist, und das Trocknen des Lösungsmittels umfasst, am einfachsten
durchgeführt
werden kann, und da bei diesem Verfahren kaum eine thermale Verschlechterung
des Schaumstoffmaterials entsteht, wird ein solches im folgenden
bevorzugt. In diesem Fall kann zum Beispiel das Basisschaumstoffmaterial
mit der thermoplastischen Substanz imprägniert werden, indem das Basisschaumstoffmaterial
mit einer Emulsion imprägniert
wird, in welcher die thermoplastische Substanz gelöst oder
in einem Lösungsmittel
dispergiert ist, und dann das Lösungsmittel
getrocknet wird. Als Lösungsmittel
kann jegliches Lösungsmittel,
wie zum Beispiel Wasser oder ein organisches Lösungsmittel verwendet werden.
Für einen
geringen Giftgehalt während
des Trocknens ist es jedoch empfehlenswert, Wasser als Lösungsmittel
zu benutzen. Da weiterhin eine Dispersion eines thermoplastischen
Kunstharzes in Wasser im Handel erhältlich und relativ leicht verfügbar ist,
empfiehlt es sich, eine solche Emulsion als Material für eine thermoplastische
Substanz des der vorliegenden Erfindung entsprechenden Schaumstoffmaterials
mit Formgedächtnis
zu verwenden. Indem weiterhin die Konzetration der thermoplastischen
Substanz in der Emulsion nach Bedarf verändert wird, kann die Menge der
thermoplastischen Substanz kontrolliert werden, mit welcher das
Basisschaumstoffmaterial imprägniert wird.
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In Abhängigkeit von der Art des thermoplastischen
Kunstharzes ist es weiterhin möglich,
das Basisschaumstoffmaterial vor der Polymerisierung mit einem flüssigen Monomer
zu imprägnieren
und das Monomer in dem Basisschaumstoff zu polymerisieren. In diesem
Falle sollte als Monomer vorzugsweise ein Styren-Monomer, ein Akrylat-Monomer,
ein Vinylazetat-Monomer, ein Vinylalkohol-Monomer oder dergleichen
verwendet werden.
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Weiterhin ist es ebenfalls möglich, die
thermoplastische Substanz zu erhitzen und zu schmelzen, das Basisschaumstoffmaterial
mit dem verflüssigten
Produkt zu imprägnieren
und es zur Erhärtung
abkühlen
zu lassen. In diesem Falle kann jedwede thermoplastische Substanz
verwendet werden. Wenn jedoch ein Schaumstoffmaterial verwendet
wird, das aus einem Material mit einer geringen Wärmeresistenz
besteht, wie zum Beispiel einem Urethan-Schaumstoff oder einem Polyethylen-Schaumstoff
als Basisschaumstoff, ist es notwendig, sehr sorgfältig zu
arbeiten, um während
des Imprägnierens
eine Verschlechterung der Eigenschaften der thermoplastischen Substanz
zu vermeiden.
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Jedes Verfahren, einschließlich der
zuvor beschriebenen Verfahren, kann angewandt werden, um das Basisschaumstoffmaterial
mit der thermoplastischen Substanz zu imprägnieren. Für den Fall, dass eine Emulsion
der thermoplastischen Substanz verwendet wird, gibt es keine spezifische
Beschränkung
das Verfahren betreffend, mit Hilfe dessen die Lösung nach der Imprägnierung
verdampft wird. Infolgedessen kann ein Verfahren, wie zum Beispiel
Ausblasen mit heißer
Luft oder dergleichen, angewandt werden. Obwohl weiterhin die Menge
der thermoplastischen Substanz zur Imprägnierung nicht spezifisch beschränkt ist,
sollte vorzugsweise ein Menge von 0,01 bis 0,1 g/cm3 verwendet
werden.
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Danach wird das mit der thermoplastischen
Substanz imprägnierte
Basisschaumstoffmaterial erhitzt und auf eine vorher festgelegte
Dicke so verdichtet, dass diese für eine vorher festgelegte Dauer
beibehalten wird. Danach wird das Basisschaumstoffmaterial auf eine
Raumtemperatur abgekühlt,
wobei es im verdichteten Zustand verbleibt. Der Betrag der Verdichtung
sollte vorzugsweise bei der Hälfte
der Dicke des Basisschaumstoffmaterials vor der Verdichtung oder
darunter liegen, um eine sehr gute Leistung der Abdichtung gegen
Flüssigkeiten,
der Schalldämpfung
und der Wärmeisolierung
in einem zu bearbeitenden Bereich zu erreichen.
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Die Abfolge der Arbeitsgänge zur
Beibehaltung der Form kann zum Beispiel auch so durchgeführt werden
dass das Basisschaumstoffmaterial nach der Imprägnierung mit der thermoplastischen
Substanz mit Hilfe einer Thermopresse erhitzt und verdichtet wird
und dann im verdichteten Zustand abgekühlt wird. Weiterhin ist es
ebenfalls möglich,
den Arbeitsgang durchzuführen,
indem das Basisschaumstoffmaterial nach der Imprägnierung mit der thermoplastischen
Substanz in einem Ofen erhitzt wird, das Basisschaumstoffmaterial
unmittelbar nachdem es aus dem Ofen herausgenommen wurde mit Hilfe
einer Presse verdichtet und danach abgekühlt wird. Für die Verdichtung kann anstelle
einer Presse auch ein Gewicht auf dem Basisschaumstoffmaterial platziert
werden. Für
die Fließbandproduktion
ist es möglich,
eine Druckwalze zum Erhitzen und Verdichten des Basisschaumstoffmaterials
zu nutzen, nachdem die Imprägnierung
mit der thermoplastischen Substanz mit Hilfe einer Heißwalze durchgeführt wurde,
und das Abkühlen
des Basisschaumstoffmaterials durchzuführen, indem es mit Hilfe einer
Kaltwalze verdichtet wird. Für
den Fall, dass das Basisschaumstoffmaterial mit der in einem Lösungsmittel
thermoplastischen Substanz imprägniert
wird und das Basisschaumstoffmaterial zum Trocknen des Lösungsmittels
erhitzt wird, kann dieses unter Ausnutzung der während des Arbeitsgangs des
Trocknens entstandenen Wärme
mit Hilfe einer Kühlwalze
unmittelbar nach dem Trocknen verdichtet und abgekühlt werden.
Der Arbeitsgang der Beibehaltung der Form ist nicht auf diese Abfolge
beschränkt. Es
ist jedes Verfahren anwendbar, mit Hilfe dessen das Basisschaumstoffmaterial
erhitzt und verdichtet werden kann, nachdem es mit der thermoplastischen
Substanz imprägniert
wurde, und mit Hilfe dessen es im verdichteten Zustand abgekühlt werden
kann.
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Die Temperatur zum Erhitzen des Materials
im Schritt des Formens sollte vorzugsweise in einem Bereich von
80°C bis
200°C liegen.
Die Temperatur zum Kühlen
des Materials sollte in einem Bereich von 25°C bis 80°C liegen.
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Nach dem Arbeitsgang des Abkühlens wird
durch das Lösen
des Drucks ein Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis erzeugt, das der vorliegenden
Erfindung entspricht Das der vorliegenden Erfindung entsprechende
Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis
ist durch die Eigenschaft, seine Form zu speichern, in der Lage,
bei einer Raumtemperatur im verdichteten Zustand zu bleiben und
durch Erhitzen den verdichteten Zustand zu verlassen. Aus diesem
Grund existieren in dem der vorliegenden Erfindung entsprechenden
Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis
Mechanismen für
die Eigenschaft der Beibehaltung der Form und für die Eigenschaft der Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form. Obwohl das der vorliegenden Erfindung entsprechende Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
nicht auf eine spezifische Theorie beschränkt ist, nehmen die Erfinder
an, dass die Eigenschaft der Beibehaltung der Form und die Eigenschaft
der Rückgewinnung
der ursprünglichen
Förm mit
Hilfe der folgenden Mechanismen realisiert werden.
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Da durch die Elastizität des Basisschaumstoffmaterials
eine Kraft auf dieses einwirkt, um die ursprüngliche Dicke zurückzugewinnen
wenn es verdichtet ist, ist eine Kraft zur Beibehaltung der Form
erforderlich, um die Eigenschaft der Beibehaltung der Form zu realisieren,
die größer ist
als die Kraft zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form. Im Gegensatz dazu wird die thermoplastische Substanz während des
Erhitzens so weich gemacht, dass die Steifigkeit verringert wird.
In einigen Fällen
wird diese flüssig,
so dass sie in diesem Zustand ohne großen Aufwand verformt werden
kann. Indem die Substanz im verformten Zustand abgekühlt und
verfestigt wird, kann sie zu einem gehärteten Produkt mit einer hohen
Steifigkeit werden, so dass die geänderte Form beibehalten wird.
Für den
Fall, dass das Basisschaumstoffmaterial mit der thermoplastischen
Substanz imprägniert
ist, erhitzt und im verdichteten Zustand abgekühlt ist, neigt deshalb das
Basisschaumstoffmaterial dazu, mit Hilfe seiner elastischen Kraft
zur Rückgewinnung
seine ursprüngliche
Dicke zurückzugewinnen.
Die verdichtete Form wird jedoch mit Hilfe des, gehärteten Produkts
der thermoplastischen Substanz so beibehalten, dass die Eigenschaft
der Beibehaltung der Form realisiert wird.
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Das Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis,
dessen Form im verdichteten Zustand beibehalten wird weist eine
Kraft zum Beibehalten der Form auf, die größer ist als die Kraft des Basisschaumstoffmaterials
zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form. Für
den Fall, dass die Kraft zur Rückgewinnung
der ursprünglichen Form
größer wird
als die Kraft zur Beibehaltung der Form wird die Eigenschaft zur
Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form realisiert. Deshalb stellt die Verringerung der Kraft zur Beibehaltung
der Form ein effektives Mittel dar. Bei dem Schaumstoffmaterial
mit Formgedächtnis
der vorliegenden Erfindung wird die Kraft zur Beibehaltung der Form
durch das Einwirken von Wärme
reduziert. Wie zuvor bereits erwähnt,
wird das gehärtete Produkt
der thermoplastischen Substanz durch Erhitzen weich, so dass die
Kraft zur Beibehaltung der Form verringert wird, da die thermoplastische
Substanz durch Erhitzen so weich gemacht wird, dass sie mit geringem
Druck verformt werden kann. Dadurch übersteigt die elastische Kraft
des Basisschaumstoffmaterials zur Rückgewinnung der Form die Kraft
zur Beibehaltung der Form. Ein Ergebnis dessen ist die Realisierung
der Eigenschaft zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form in dem Schaumstoff mit der Fähigkeit, seine Form zu speichern.
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Der zuvor erwähnte Mechanismus ist derjenige
zur Realisierung der Eigenschaft der Beibehaltung der Form und der
Eigenschaft der Rückgewinnung
der Form des Schaumstoffes mit Formgedächtnis der vorliegenden Erfindung.
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Für
den Arbeitsgang des Erhitzens zur Rückgewinnung der Form kann zum
Beispiel ein Verfahren, bei dem eine auf eine vorher festgelegte
Temperatur erhitzte Scheibe aufgepresst wird, oder ein Verfahren,
bei dem heiße
Luft ausgeblasen wird oder dergleichen angewandt werden. Die Temperatur
zum Erhitzen des Materials kann in Abhängigkeit vom Schnnelzpunkt
oder dem Punkt des Übergangs
in den Glaszustand der thermoplastischen Substanz wahlweise eingestellt
werden.
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Das der vorliegenden Erfindung entsprechende
Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis
kann genutzt werden, um eine Fuge eines Gebäudes, industrielle Maschinen,
ein Kraftfahrzeug und wie mit herkömmlichen Werkstoffen gegen
Flüssigkeiten
abzudichten, den Schall zu dämpfen
und Wärme
zu isolieren. Wie zuvor bereits erwähnt, wird ein Schaumstoffmaterial
im Allgemeinen verdichtet und in einen zu bearbeitenden Abschnitt
eingebracht und füllt
den Zwischenraum der Fuge mit Hilfe der elastischen Kraft des Schaumstoffmaterials
zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form selbst. Die herkömmlichen
Schaumstoffmaterialien, die ihre ursprüngliche Form sofort zurückgewinnen,
wenn der Druck gelöst
wird, müssen
in den zu bearbeitenden Abschnitt eingebracht werden, während der
Zustand aufrechterhalten wird, in welchem das Material der Kraft zur
Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form widersteht. Deshalb ist die Einsatzfähigkeit des Materials zum Einbringen
sehr gering. Die Einsatzfähigkeit
des Materials zum Einbringen kann verbessert werden, indem das Material
dünner
hergestellt wird. Da jedoch ein Zwischenraum besteht, sind die Leistungen
zur Schalldämpfung
und zur Wärmeisolierung
nicht ausreichend. Weiterhin kann die Einsatzfähigkeit bis zu einem gewissen Grad
verbessert werden, indem ein weiches Schaumstoffmaterial zur Verringerung
der Kraft des Schaumstoffmaterials zur Rückgewinnung der ursprünglichen
Form im verdichteten Zustand eingesetzt wird. Dieser Effekt ist
jedoch sehr gering und anstelle dessen wird eher die Leistung der
Abdichtung gegen Flüsigkeiten
verringert.
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Da das der vorliegenden Erfindung
entsprechende Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis seine Form im verdichteten
Zustand bewahrt, kann es im Gegensatz dazu extrem einfach in den
zu bearbeitenden Abschnitt eingebracht werden. Da nach dem Arbeitsgang
des Einbringens die Form des Materials zum Füllen des Zwischenraums durch
Erhitzen rückgewonnen
wird, können
außerdem
ausreichende Leistungen der Abdichtung gegen Flüssigkeiten, Schalldämpfung und
Wärmeisolation
erzielt werden. Für
den fall, dass das Material in einer Maschine angewandt wird, die
durch ihren Antrieb Hitze erzeugt, wie zum Beispiel industrielle Maschinen,
die später
noch zu beschreibenden Kraftfahrzeuge oder dergleichen, kann weiterhin
in einigen Fällen
die Anwendung des Arbeitsgangs des Erhitzens weggelassen werden,
da die Form des Schaumstoffmaterials mit Hilfe der Hitze zurückgewonnen
wird, die durch das Betreiben der Maschine erzeugt wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt
weiterhin eine schalldichte Abdeckung für den Motor eines Kraftfahrzeugs
zur Verfügung,
in welcher das Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis verwendet wird.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine schalldichte Abdeckung 10 für einen
Motor zeigt, die mit einem V-Motor 20 verwendet wird. Die
schalldichte Abdeckung 10 für einen Motor weist ein Schaumstoffmaterial 12 als
schalldichtes Material auf nahezu der gesamten dem Motor zugewandten
Seitenfläche
(Innenseite) eines Abdeckungshauptkörpers 11 auf, der
aus einem Metall oder einem Kunstharz besteht. Die Abdeckung 10 für einen
Motor ist mit Hilfe von Bolzen (nicht gezeigt) in Befestigungsöffnungen 15 befestigt,
die sich in einem Einlass-Verteilerrohr 13, einem Einlass-Sammler 14 oder
dergleichen befinden.
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Da der Motor 20 eine komplizierte
Form aufweist, wird der Zwischenraum auf konventionelle Weise zwischen
dem Abdeckungshauptkörper 11 und
dem Motor durch Einbringen des Schaumstoffmaterials 12, welches
seiner Dicke nach verdichtet ist, an dem Motor 20 befestigt.
Die ursprüngliche
Dicke wird durch die elastische Kraft des Schaumstoffmaterials selbst
zurückgewonnen,
so dass die Wirkung der Schalldämpfung verbessert
wird. Da jedoch das Schaumstoffmaterial 12 seine ursprüngliche
Dicke zurückgewinnt,
sofort nachdem der Druck gelöst
wird, sollte die schalldichte Abdeckung 10 für einen
Motor am Motor befestigt werden, während das Schaumstoffmateriall 12 im
verdichteten Zustand verbleibt, seiner eigenen Kraft zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form widersteht. Deshalb ist die Einsatzfähigkeit des Materials zum Einbringen
extrem gering.
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Indem das Schaumstoffmaterial 12 dünner hergestellt
wird, kann die Einsatzfähigkeit
zum Einbringen verbessert werden. Da jedoch ein Zwischenraum zum
Motor 20 entsteht, ist die Leistung der Schalldämpfung nicht
ausreichend. Weiterhin kann die Kraft zur Rückgewinnung der ursprünglichen
Form im verdichteten Zustand reduziert werden, indem ein weiches
Schaumstoffmaterial 12 verwendet wird. Der Effekt ist jedoch
gering und dies führt
eher zu einer Verschlechterung der Festigkeit des Schaumstoffmaterials 12,
so dass Probleme hinsichtlich der Verkürzung der Lebensdauer oder
dergleichen entstehen.
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Weiterhin kann das Schaumstoffmaterial
entsprechend der Form des Motors 20 geformt werden. Das Schaumstoffmaterial 12 muss
jedoch entsprechend der Art des Motors 20 gefertigt werden.
Außerdem
muss dass Schaumstoffmaterial 12 für den Fall, dass es an einer
Vielzahl von Stellen des Motors angebracht wird, für jeden
Abschnitt separat gefertigt werden, was wiederum zu einer Erhöhung der
Produktionskosten führt. Es
muss erwähnt
werden, dass, da das Schaumstoffmaterial 12 nicht unter
Druck mit dem Motor 20 verbunden wird, leichte Zwischenräume, die
zum Motor hin entstehen, nicht vermieden werden können. Das
ist auch in Hinsicht auf die Leistung der Schalldämpfung problematisch.
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Aus diesem Grund wird ein der vorliegenden
Erfindung entsprechendes Schaumstoffmaterial mit Formgedächtnis als
Schaumstoffmaterial 12 verwendet. Wie in 2 dargestellt (zum besseren Verständnis sind
lediglich der Motor 20 und ein Schaumstoffmaterial 21 mit
Formgedächtnis
dargestellt), wird das Schaumstoffmaterial 21 in einem
Zustand gehalten, in dem es seiner Dicke nach verdichtet ist, und
deshalb kann dieses im Gegensatz zum herkömmlichen Schaumstoffmaterial
am Motor 20 ohne die Notwendigkeit befestigt werden, im
verdichteten Zustand des Schaumstoffmaterials der Kraft zur Rückgewinnung
seiner ursprünglichen
Form zu widerstehen. Wie in der Figur gezeigt, besteht zu diesem
Zeitpunkt ein Zwischenraum zwischen dem Motor 20 und dem
Schaumstoffmaterial 21 mit Formgedächtnis. Für den Fall, dass das Schaumstoffmaterial 21 mit
Formgedächtnis,
das sich im verdichteten Zustand befindet, auf eine vorher festgelegte
Temperatur erhitzt wird, dehnt sich danach, wie in 3 gezeigt, das Schaumstoffmaterial 21 mit
Formgedächtnis
seiner Dicke nach aus, so dass es den Zwischenraum füllt und
einen direkten Kontakt zum Motor 20 herstellt. Indem das
der vorliegenden Erfindung entsprechende Schaumstoffmaterial mit
Formgedächtnis
verwendet wird, kann in der Folge nicht nur der Arbeitsgang des
Einbringens in den (Motor vereinfacht werden, sondern auch die Leistung
der Schalldämpfung
kann verbessert werden.
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Das Verfahren zum Erhitzen für die Rückgewinnung
der Form ist nicht spezifisch beschränkt. Daher kann ein Verfahren
angewandt werden, bei welchem eine auf eine vorher festgelegte Temperatur
erhitzte Scheibe gegen den Abdeckungshauptkörper 11 gepresst wird.
Oder es kann ein Verfahren angewandt werden, bei welchem durch einen
Trockner heiße
Luft ausgeblasen wird. Weiterhin kann die Temperatur der Motorhaube
durch den Leerlauf des Motors in einem Kraftfahrzeug häufig bei
etwa 80°C
liegen. Einige der Schaumstoffmaterialien mit Formgedächtnis gewinnen
ihre ursprüngliche Form
schon bei niedrigeren Temperaturen als der oben erwähnten zurück, zum
Beispiel bei 75°C.
In diesem Fall genügt
der Leerlauf des Motors 20 völlig. Die Notwendigkeit eines
speziellen Heizschrittes entfällt,
so dass die Anzahl an Arbeitsgängen
zum Einbringen des Materials reduziert werden kann.
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Ausführugsbeispiele
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Im folgenden wird nun die vorliegende
Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele
detailliert beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese
Beispiele beschränkt.
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(Ausführungsbeispiel 1)
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Ein Urethan-Schaumstoff mit einer
Rohdichte von 25 kg/m3, einem Koeffizienten
der Wasserabsorption von 0,76 g/cm3 und
einer Dicke von 14,5 mm, sowie einer Form von 50 × 50 mm
im nicht verdichteten Zustand wurde mit einer Emulsion mit 50 Gew.%
eines Ethylen-Vinylazetat-Vinylchlorid-Copolymers, dessen Punkt
des Übergangs
in den Glaszustand bei 50°C
liegt. Nach der Komprimierung durch eine Quetschwalze wurde der
Schaumstoff für
20 Minuten bei 120°C
getrocknet. Nach dem Arbeitsgang des Trocknens wurde der Schaumstoff
mit Hilfe einer Thermopresse bei 100°C zusammen mit einem Distanzstück von 5
mm Dicke gepresst und für
etwa 5 Minuten in diesem Zustand gehalten. Danach wurde die Thermopresse
auf 25°C
abgekühlt.
Nach dem Arbeitsgang des Kühlens
wurde der Arbeitsgang des Rückgewinnens
der Form durchgeführt, der
Druck gelöst
und so ein Testexemplar hergestellt.
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(Ausführungsbeispiel 2)
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Mit demselben Verfahren wie im Ausführungsbeispiel
1 wurde ein Testexemplar hergestellt. Einzige Abweichung ist die
Tatsache, dass eine Emulsion mit 25 Gew.% eines Ethylen-Vinylazetat-Vinylchlorid-Copolymers
verwendet wurde.
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(Ausführungsbeispiel 3)
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Mit demselben unerfahren wie im Ausführungsbeispiel
1 wurde ein Testexemplar hergestellt. Einzige Abweichung ist die
Tatsache, dass eine Emulsion mit 50 Gew.% eines Ethylen-Vinylazetat-Vinylakrylat-Copolymers
verwendet wurde, dessen Schmelzpunkt bei 72°C liegt.
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(Ausführungsbeispiel 4)
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Derselbe Urethan-Schaumstoff wie
im Ausführungsbeispiel
1 wurde mit einer Emulsion mit 50 Gew.% eines Styren-Akrylat-Copolymers
imprägniert,
dessen Übergangspunkt
in den Glaszustand bei 92°C
liegt. Nach dem Verdichten durch eine Quetschwalze wurde es für 20 Minuten
bei 120°C
getrocknet. Nach dem Arbeitsgang des Trocknens wurde dieser in einer
Thermopresse bei 120°C
zusammen mit einem Distanzstück von
5 mm Dicke gepresst und für
etwa 5 Minuten in diesem Zustand gehalten. Danach wurde die Thermopresse
auf 25°C
abgekühlt.
Nach dem Arbeitsgang des Kühlens
wurde der Drück
gelöst,
um auf diese Weise ein Testexemplar herzustellen.
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(Ausführungsbeispiel 5)
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Derselbe Urethan-Schaumstoff wie
im Ausführungsbeispiel
1 wurde mit einer Emulsion mit 50 Gew.% Polystyren imprägniert,
dessen Übergangspunkt
in den Glaszustand bei 100°C
liegt. Nach dem Verdichten durch eine Quetschwalze wurde dieser
für 20
Minuten bei 120°C
getrocknet. Nach dem Arbeitsgang des Trocknens wurde der Schaumstoff
in einer Thermopresse bei 120°C
zusammen mit einem Distanzstück
von 5 mm Dicke gepresst und für
etwa 5 Minuten in diesem Zustand gehalten. Danach wurde die Thermopresse
auf 25°C abgekühlt. Nach
dem Arbeitsgang des Kühlens
wurde der Druck gelöst,
um auf diese Weise ein Testexemplar herzustellen.
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(Vergleichsbeispiel)
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Derselbe Urethan-Schaumstoff wie
im Ausführungsbeispiel
1 wurde in einer Thermopresse bei 100°C zusammen mit einem Distanzstück von 5
mm Dicke gepresst und für
etwa 5 Minuten in diesem Zustand gehalten. Danach wurde die Thermopresse
auf 25°C
abgekühlt.
Nach dem Arbeitsgang des Kühlens
wurde der Druck gelöst,
um auf diese Weise ein Testexemplar herzustellen.
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Die Testexemplare der Ausführungsbeispiele
wurden hergestellt, indem ein Urethan-Schaumstoff, der einen Koeffizienten
der Wasserabsorption von 0,2 g/cm3 oder
mehr sowie eine Rohdichte von 100 kg/m3 oder weniger
aufweist, mit einem thermoplastischen Kunstharz imprägniert wurde,
dessen Übergangspunkt
in den Glaszustand bei 120°C
oder weniger liegt oder dessen Schmelzpunkt bei 120°C oder weniger
liegt. Danach wurde der Urethan-Schaumstoff erhitzt und verdichtet,
auf eine Raumtemperatur (25°C)
abgekühlt,
während der
verdichtete Zustand beibehalten wurde. Dann wurde nach dem Arbeitsgang
des Abkühlens
der Druck gelöst.
In den Ausführungsbeispielen
1 und 2 wurde dasselbe thermoplastische Kunstharz verwendet.
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Die Konzentration der Kunstharzemulsion
und die in Abhängigkeit
davon zu imprägnierende
Menge unterschieden sich jedoch. Weiterhin unterscheiden sich die
Ausführungsbeispiele
1, 3, 4 und 5 hinsichtlich der Zusammensetzung des thermoplastischen
Kunstharzes. Das Vergleichsbeispiel stellt ein Testexemplar aus
einem Urethan-Schaumstoff zur Verfügung, der nicht mit einer thermoplastischen
Substanz imprägniert würde.
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Für
jedes der Testexemplare wurde die Dicke bei 25°C nach dem Arbeitsgang des Beibehaltens
der Form gemessen. Weiterhin wurden ein Test zur Beibehaltung der
Form und ein Test zur Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form durchgeführt.
Bei dem Test zur Beibehaltung der Form wurde das Testexemplar in
ein Gefäß mit einer
konstanten Temperatur von 30°C
platziert, woraufhin die Dicke jeweils nach 24 Stunden, nach 72
Stunden und nach 168 Stunden gemessen wurde. In dem Test zur Rückgewinnung
der ursprünglichen Form
wurden weiterhin 5 Testexemplare so präpariert, dass jedes in ein
Gefäß mit einer
konstanten Temperatur von 40°C,
60°C, 80°C, 100°C und 120°C platziert
werden konnte. Die Dicke wurde jeweils nach 5 Minuten und nach 30
Minuten gemessen. Die physikalischen Eigenschaften und die Dicke
jedes Testexemplars nach dem Arbeitsgang des Beibehaltens der Form
sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. Die Ergebnisse des Tests zur
Beibehaltung der Form sind in den 4 und 5 gezeigt. Die Ergebnisse des Tests zur
Rückgewinnung
der ursprünglichen
Form sind in den 6 und 7 gezeigt.
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Obwohl jedes Testexemplar der Ausführungsbeispiele
eine Dicke nahe der Dicke des Distanzstücks von 5 mm aufwies, gewann
das Testexemplar des Vergleichsbeispiels sofort nach dem Arbeitsgang
des Beibehaltens der Form seine ursprüngliche Dicke zurück, ohne
die neue Form zu bewahren. In dem Test zur Beibehaltung der Form
hatte weiterhin jedes Testexemplar der Ausführungsbeispiele nach einem
leichten Rückgewinn
der ursprünglichen
Dicke nach Ablauf von 24 Stunden im Zeitraum von 24 Stunden nach
der Verdichtung bis 168 Stunden nach der Verdichtung eine im Wesentlichen
konstante Dicke. Im Gegensatz dazu gewann das Testexemplar des Vergleichsbeispiels
seine ursprüngliche
Dicke schon zu Beginn des Tests zurück und verblieb während des
Tests in dieser Form. In dem Test zur Rückgewinnung der ursprünglichen
Form gewann weiterhin jedes Testexemplar der Ausführungsbeispiele
seine ursprüngliche
Form im Wesentlichen innerhalb von 30 Minuten in einem Temperaturbereich
zwischen 60°C
und 120°C
zurück.
Dieser Bereich entspricht dem Übergangspunkt
in den Glaszustand bzw. dem Schmelzpunkt des verwendeten thermoplastischen Kunstharzes.
Im Gegensatz dazu gewann das Testexemplar des Vergleichsbeispiels
seine ursprüngliche
Form bereits zu Beginn des Tests zurück, so dass eine Veränderung
durch Erhitzen nicht beobachtet werden konnte. Aus den Ergebnissen
wird ersichtlich, das die Schaumstoffmaterialien mit Formgedächtnis der
vorliegenden Erfindung eine gute Eigenschaft der Beibehaltung der
Form und eine gute Eigenschaft der Rückgewinnung der ursprünglichen
Form aufweisen.
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Wie zuvor bereits erläutert, kann
entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Schaumstoffmaterial hergestellt
werden, das sowohl sehr gute Eigenschaften in der Abdichtung gegen
Flüssigkeiten,
der Schalldämpfung
und der Wärmeisolierung
als auch eine sehr gute Einsatzfähigkeit
zum Einbringen des Materials in einen zu bearbeitenden Abschnitt
aufweist. Dieses Schaumstoffmaterial kann preiswert ohne die Notwendigkeit
des Einsatzes spezieller Materialien oder technischer Einrichtungen
für die
Produktion hergestellt werden. Weiterhin kann entsprechend der Erfindung
eine schalldichte Abdeckung für
den Motor eines Kraftfahrzeugs hergestellt werden, die einerseits
sehr gute Schalldämpfungseigenschaften
aufweist und andererseits sehr gut verarbeitet werden kann.