Dämpfungsmaterial
Gegenstand der Erfindung sind bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungsmaterialien mit körperlicher Ausdehnung zur Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen, insbesondere im Fahrzeugbau.
Gegenwärtig werden insbesondere im Fahrzeugbau bituminöse Dämpfungsbelege auf die schwingenden Oberflächen aufgebracht. Der Nachteil dieser Bitumenschmelzfolien besteht insbesondere darin, dass diese nicht rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar sind. Das Dämpfungsmaterial kann praktisch nicht erneut nach dem Recycling als Dämpfungsmaterial eingesetzt werden, da ein Entfernen von der Oberfläche ökonomisch nicht möglich ist und eine Verschmutzung durch den Lack vorliegt.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung von bitumenfreien thermoplastischen akustisch wirksamen Dämpfungsmaterialien mit flächiger oder körperlicher Ausdehnung zur Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen, insbesondere im Fahrzeugbau, die rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar sind und dadurch das Recycling des Trägermaterials wie auch des Dämpfungsmaterials ermöglichen.
Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Dämpfungsmaterial zur Verfügung zu stellen, dass als Recycling- Dämpfungsmaterial problemfrei lackierbar ist.
Die vorgenannten Aufgaben werden in einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gelöst durch bitumenfreie thermoplastische akustisch wirksame Dämpfungsmaterialien mit körperlicher Ausdehnung zur
Bedämpfung und Entdröhnung von schwingenden Oberflächen insbesondere im Fahrzeugbau zur formschlüssigen, kraftschlüssigen oder durch Aufschmelzen erhaltenen Verbindung mit derselben aus einem Kunststoff- Blend wenigstens zweier unterscheidbarer thermoplastischer Kunststoffe mit unterschiedlichen Glasübergangstemperaturen (Tg), Schmelztemperaturen (Tm) und/oder Erweichungstemperaturen (Te), die miteinander mischbar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.
Die erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien sind rückstandsfrei von der Oberfläche lösbar und erlauben das problemlose Recycling des Trägermaterials wie auch des Dämpfungsmaterials. Das Dämpfungsmaterial kann nach dem Recycling erneut als Dämpfungsmaterial eingesetzt werden, wobei keine Probleme hinsichtlich der Lackierung auftreten.
Die gegenüber dem Stand der Technik alternativen Formkörper zeigen bei gleichem Gewicht im wesentlichen die gleichen Dämpfungseigenschaften über den hier insbesondere im Kraftfahrzeug besonders interessierenden Temperaturbereich von -40 °C bis +90 °C.
Die Dämpfungsbelege können, wie die bekannten bituminösen Dämpfungsbelege auf die zu bedämpfenden Oberflächen durch Hitzeeinwirkung formschlüssig aufgeschmolzen werden. Alternativ dazu ist es selbstverständlich möglich, auch eine direkte formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung" der Dämpfungsmaterialien mit den schwingungsfähigen Oberflächen herzustellen.
Einfache Kunststoffmaterialien sind in der Regel nicht geeignet, Dämpfungsmaterialien im Sinne der vorliegenden Erfindung zu ergeben. Dementsprechend werden erfindungsgemäß Kunststoff-Blends aus
unterschiedlichen thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt, die mischbar, extrudierbar, kalandrierbar, tiefziehbar und/oder spritzgießfähig sind.
Die Kunststoffe (wenigstens 2) unterscheiden sich beispielsweise aufgrund ihrer Glasübergangstemperatur (Tg). Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung beträgt die Differenz der Glasübergangstemperatur (Tg) des niedrigst schmelzenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoffs wenigstens 100 K, insbesondere wenigstens 10 K.
Die dämpfende Wirkung eines aufgeschmolzenen Kunststoffes wirkt maximal bei dessen Glasübergangstemperatur (Tg). Durch die Herstellung eines Blends aus Kunststoffen, wobei die einzelnen Kunststoffe unterschiedliche Glasübergangstemperaturen (Tg) aufweisen, kann die dämpfende Wirkung einem Temperaturprofil angepasst werden. Die Glasübergangstemperaturen (Tg) der genutzten Kunststoffe variieren daher vorzugsweise in einem Temperaturbereich von -40 bis +80 °C.
In analoger Weise können sich die unterschiedlichen Kunststoffe (wenigstens 2) auch aufgrund ihrer Schmelztemperatur (Tm) und/oder Erweichungs- temperatur (Te) unterscheiden. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung beträgt die Differenz der Schmelztemperatur (Tm) und/oder Erweichungstemperatur (Te) des niedrigst schmelzenden Kunststoffs und des höchst schmelzenden Kunststoffs wenigstens 50 K, insbesondere wenigstens 100 K.
Die Dämpfungsbelege können auf unterschiedlichste Arten auf die zu dämpfenden Oberflächen appliziert werden. Sie werden beispielsweise als spritzbare Dämpfung per Düse aufgetragen, als gepresste, tiefgezogene, spritzgegossene, extrudierte oder kalandrierte Formkörper auf die zu dämpfende Oberfläche gelegt und aufgeschmolzen. Hierbei ist es
selbstverständlich, die Kunststoffe in Bezug auf die Aufschmelztemperaturen üblichen technischen Prozessen anzupassen. Dies erfordert selbstverständlich unterschiedliche Schmelztemperaturen des Blends.
Der Bereich maximaler Dämpfung der Kunststoffe in den Blends liegt vorzugsweise im Bereich von -40 °C bis +90 °C. Bei Temperaturen bis +90 °C soll das Dämpfungsmaterial nicht fließfähig werden und sich von der zu dämpfenden Oberfläche lösen. Bei Temperaturen bis -40 °C soll das Dämpfungsmaterial noch elastisch sein und sich nicht von der Oberfläche lösen. Dementsprechend weisen bevorzugt eingesetzte Kunststoffe Schmelztemperaturen (Tm) und/oder Erweichungstemperaturen (Te) im Bereich von 80 °C bis 250 °C auf.
Dementsprechend sind besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung Copolymere mit Komponenten, die sowohl niedrige wie auch hohe Glasübergangstemperaturen (Tg), Schmelztemperaturen (Tm) und/oder Erweichungstemperaturen (Te) haben.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Copolymere aus Polyethylen und Polystyrol, die beispielsweise unter der Bezeichnung ESI- Polymere im Handel erhältlich sind.
Darüber hinaus sind als weitere Kunststoffmaterialien einsetzbar solche, die mit den oben erwähnten Kunststoff-Blends, beispielsweise Polyethylen- Polystyrol-Copolymeren mischbar sind, die aufgrund ihrer
Glasübergangstemperatur (Tg) für die Bedämpfung von Oberflächen allgemein interessant sind sowie solche Kunststoffe, die homogen mit den oben erwähnten Polyethylen-Polystyrol-Copolymeren mischbar sind und aufgrund ihrer Schmelztemperatur (Tm) und/oder Erweichungstemperatur (Te) für die Applizierung auf Oberflächen interessant sind. Analog dazu sind
selbstverständlich auch solche weiteren Kunststoffe für den Einsatz in den erfindungsgemäßen wirksamen Dämpfungsmaterialien geeignet, die mit den Polyethylen-Polystyrol-Copolymeren mischbar sind und aufgrund ihrer Masse für die Bedämpfung von Oberflächen interessant sind. Daraus ergibt sich, dass in den erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien neben den vorgenannten Bestandteilen auch weitere Füllstoffe und/oder Hilfsstoffe enthalten sein können.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Füllstoffe, sofern vorhanden, ausgewählt aus der Gruppe der akustisch wirksamen, magnetischen und/oder masseerhöhenden Füllstoffe, insbesondere Glimmer oder thermisch behandelter Glimmer.
In den Dämpfungsmaterialien können auch Hilfsstoffe enthalten sein, die vorzugsweise ausgewählt sind aus der Gruppe der Stabilisatoren, insbesondere der UV-Stabilisatoren, der Flammschutzmittel, der Haftvermittler und/oder der Farbstoffe.
Die erfindungsgemäßen Dämpfungsmaterialien können beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass man körperlich ausgedehnte Kunststoff-Blends spritzgießt oder tiefzieht. Bevorzugte Dicken betragen beispielsweise 0,3 bis 7 mm. Diese Werkstücke (Formkörper) können beispielsweise adhäsiv oder nicht adhäsiv sowie magnetisch haftend ausgerüstet sein und werden vorzugsweise durch Hitzeeinwirkung vollständig formschlüssig mit der Oberfläche verbunden.
Alternativ dazu ist es selbstverständlich auch möglich, die Dämpfungsmaterialien vollständig als spritzbare Masse auf die Oberflächen aufzutragen.