DE1224055B - Breitbandiger reflexionsarmer Schallabsorber fuer Fluessigkeits- und Festkoerperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Breitbandiger reflexionsarmer Schallabsorber fuer Fluessigkeits- und Festkoerperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
- Breitbandiger reflexionsarmer Schallabsorber für Flüssigkeits- und Festkörperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle und Verfahren zu dessen Herstellung Die vorliegendeErfindung betrifft einenbreitbandigen, reflexionsarTnen Schallabsorber für Flüssigkeits-und Festkörperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle und Verfahren für dessen Herstellung.
- Es ist bekannt, daß sich unter Verwendung verlustbehafteter Materialien Anordnungen aufbauen lassen, die einfallende Flüssigkeits- oder Festkörperschallwellen weitgehend absorbieren. Beim Bau solcher Absorberanordnungen müssen zwei wesentliche Bedingungen erfüllt werden, nämlich der möglichst reflexionsfreie übergang der Schallenergie in die Absorberanordnung und die irreversible überführung der Schallenergie in eine andere Energieform in dem Absorbermaterial selber. Um mit minimalen Absorberschichtdicken auskommen zu können, sind in dem Absorbermaterial möglichst hohe innere Verluste zu erzwingen. Zu diesem Zweck wurde der Einbau von Flüssigkeiten und/oder plastischen Substanzen in das Absorbennaterial vorgeschlagen. Unter dem Einfluß des Schallfeldes wird in diesen viskosen Einschlüssen eine geeignete Strömung oder Deformation mit vergrößerter Schnelle (Transformationswirkung) bewirkt, die die notwendigen mechanischen Verluste liefert. Versuche mit Materialien, deren eigener viskoser Anteil vernachlässigt werden kann, wie z. B. Gummi, und die keine mehr oder weniger viskosen Einschlüsse enthalten, führen bei kleiner Schichtdicke notwendigerweise zu einer ungenügenden Absorption. Die Ausnutzung von Resonanzschwingungen führt zu einer Einengung des wirksamen Frequenzbereiches.
- In einem anderen älteren Vorschlag wird ange-P a ben, einen breitbandigen reflexionsarmen Schall -absorber für Flüssigkeits- und Festkörperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle herzustellen, der durch einen untervernetzten und/oder weichgemachten, stark verlustbehafteten Kunststoff mit kornpressiblen Einschlüssen gekennzeichnet ist.
- Diese Untervernetzung und/oder Weichmachung bewirkt eine Erhöhung der mechanischen Verluste durch viskoses Fließen der im überschuß vorhandenen Komponenten und/oder durch zusätzliche Relaxationsmechanismen. Diese zusätzlichen Verluste treten in einem sehr weiten Frequenzbereich auf und ermöglichen damit eine breitbandige Absorption bei kleiner Absorberschichtdicke. In dem älteren Vorschlag ist angegeben worden, untervernetzte und/oder weichgemachte Kunststoffschicht gegen äußere Einflüsse durch eine weitere Schicht, die aus Kunststoff her-estellt sein kann und die korrosions- und errosionsbeständig ist sowie Mittel zur Bewuchsabweisung aufweisen kann, zu schützen. Hergestellt werden derartige Absorber durch blasenfreies Gießen von dünnflüssigen Mehrkomponenten-Kunststoffen niedriger Viskosität oder durch Spritzen oder Streichen in vielen Aufträgen. Für die Herstellung derartiger Ab- sorber eignen sich eine ganze Reihe von untervernetzten und/oder weichgemachten Kunststoffen. Besonders günstig sind solche, bei denen die Netzstruktur über - im molekularen Bereich - viele Netzverzweigungen nicht zustande gekommen ist. Die damit heraestellten Absorber weisen sämtlich eine geringere Schichtdicke auf als herkömmliche Absorber.
- Die vorliegende Erfindung schafft einen Absorber von äußerst geringer Dicke. Diese beträgt nur wenige Millimeter.
- Die Erfindung verwendet für die Herstellung der absorbierenden Schicht Polyurethan-Elastomere, bei denen die Komponenten in nicht stöchiometrischem Verhältnis gemischt sind. Wichtig ist, daß das als absorbierende Schicht benutzte Polyurethan-Elastomer eine so lange Topfzeit hat, daß die absorbierende Schicht blasenfrei hergestellt werden kann.
- Die bisher besten Ergebnisse sind erzielt worden, wenn für die absorbierende Schicht ein Polyurethan-Elastomer der folgenden Zusammensetzung gewählt wird: 1. Hydroxylkomponente mit 6 bis 7 0/0 OH-Gruppen, 2. Weichmacher, vorzugsweise chlorierte Kohlenwasserstoffe, 3. Isozyanatkomponente mit etwa 30%NCO-Gehalt. Mischungsverhältnis: 100 Gewichtsteile der 1. Komponente plus 0 bis 25 Gewichtsteile der 2. Komponente (Weichmacher) plus 30 bis 40 Gewichtsteile der 3. Komponente.
- Das entspricht einem mittleren Vernetzungsgrad von 60 bis 80 Vo.
- Diese absorbierende Schicht muß kompressible Einschlüsse aufweisen. Diese kompressiblen Einschlüsse brauchen nicht in der Schicht selbst zu liegen, aber sie müssen so neben der Schicht angeordnet sein, daß die absorbierende Schicht durch das Vorhandensein der kompressiblen Einschlüsse bei Schalleinfall gewalktwerden kann. Die kompressiblen Einschlüsse können sich daher auch in einer Kunststoffschicht befinden, die auf der der Schallquelle abgekehrten Seite der absorbierenden Schicht angeordnet ist.
- Polyurethan als Grundstoff hat nicht nur für die absorbierende Schicht die obengenannten vorzüglichen Eigenschaften, es kann auch für die Herstellung der kompressiblen Einschlüsse eingesetzt werden, wenn man sich in diesem Fall die bisher unerwünschte Nebenreaktion der Gasblasenbildung der Isozyanatverbindungen mit Wasser zunutze macht. Denn Polyurethan-Verbindungen bestimmter Zusammensetzung geben bei Anwesenheit von Wasserspuren Gas (CO2) ab. Diese Eigenschaft kann zur Erzeugung der kompressiblen Einschlüsse herangezogen werden, wenn gewährleistet ist, daß die entstandenen Gasblasen vorzugsweise entweder in der absorbierenden Schicht selbst auf der vom Schalleinfall abgekehrten Seite oder in einer zusätzlichen Kunststoffschicht auf der der Schallquelle abgekehrten Seite der absorbierenden Schicht entstehen. Diese Anordnung auf der der Schallquelle abgekehrten Seite ist notwendig, um eine Walkarbeit der absorbierenden Schicht zu ermöglichen.
- Die Zeichnung erläutert den Erfindungsgedanken an einem Ausführungsbeispiel.
- Auf die zu verkleidende Wand 1 ist eine Kunststoffschicht mit kompressiblen Einschlüssen 3 aufgetragen. Diese Kunststoffschicht 2 kann ein Polyurethan-Elastomer sein, in dem sich Gasblasen dadurch gebildet haben, daß Spuren von Feuchtigkeit beim Aufbringen vorhanden waren. Die Kunststoffschicht kann aber auch mit anderweitigen kompressiblen Einschlüssen 3, wie z. B. geschlossenzellige Schaumstoff- oder Schaumgummistücken, versehen sein.Auf dieseKunststoffschicht mit den kompressiblen Einschlüssen ist eine weitere Kunststoffschicht 4 als absorbierende Schicht aufgetragen, die aus dem erfindungsgemäßen, in nicht stöchiometrischem Verhältnis gemischten Kunststoff besteht. Auf diese Schicht ist noch eine weitere Schicht 5 als Schutzschicht gegen Korrosion, Errosion und Bewuchs aufgebracht.
Claims (4)
- Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines breitbandigen, reflexionsarmen Schallabsorbers für Flüssigkeits- und Festkörperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle, der eine Untervernetzung und/oder Weichmachung aufweist und in den kompressible Einschlüsse eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyurethan-Elastomer der Zusammen setzung: 1. Hydroxylkomponente mit 6 bis 71/o OH-Gruppen, 2. Weichmacher, vorzugsweise chlorierte Kohlenwasserstoffe, 3. Isozyanatkomponente mit etwa 301/o NCO-Gehalt, Mischungsverhältnis: 100 Gewichtsteile der 1. Komponente plus 0 bis 25 Gewichtsteile der 2. Komponente (Weichmacher) plus 30 bis 40 Gewichtsteile der 3. Komponente als leichtflüssiger Grundstoff zusarnrnengegeben und zusarnmen mit auf der der Schallquelle abgekehrten Seite aufgebrachten kompressiblen Einschlüssen auf der zu verkleidenden, eventuell durch eine Kleb-oder Kunststoffschicht blasenfrei oder zumindest auf der der Schallquelle zugekehrten Seite der absorbierenden Schicht blasenfrei aufgetragen wird.
- 2. Breitbandiger, reflexionsarmer Schallabsorber für Flüssigkeits- und Festkörperschall aus Kunststoff mit transformierter Schallschnelle, der eine Untervernetzung und/oder Weichmachung aufweist und in den kompressible Einschlüsse eingebracht sind nach dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn eichnet, daß der absorbierende Kunststoff ein Polyurethan-Elastomer ist, der bei der Herstellung die folgende Zusammensetzung und das folgende Mischungsverhältnis aufweist: 1. Hydroxylkomponente mit 6 bis 7% OH-Gruppen, 2. Weichmacher, vorzugsweise chlorierte Kohlenwasserstoffe,
- 3. Isozyanatkomponente mit etwa 30% NCO-Gehalt, Mischungsverhältnis: 100 Gewichtsteile der 1. Komponente plus 0 bis 25 Gewichtsteile der 2. Komponente (Weichmacher) plus 30 bis 40 Gewichtsteile der 3. Komponente. 3. Schallabsorber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Vernetzungsgrad der absorbierenden Schicht 60 bis 80% beträgt. '
- 4. Schallabsorber nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallabsorber auf eine Kunststoffschicht aufgebracht ist, die Gasblasen enthält oder selbst an der der Schallquelle abgekehrten Seite Gasblasen aufweist, die beim Auftragen dieser Schicht durch Wasserspuren in dem Polyurethan-Elastomer entstanden sind.
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