EP1746579A2 - Sound-damping material, and its method of manufacture - Google Patents

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EP1746579A2
EP1746579A2 EP20060014954 EP06014954A EP1746579A2 EP 1746579 A2 EP1746579 A2 EP 1746579A2 EP 20060014954 EP20060014954 EP 20060014954 EP 06014954 A EP06014954 A EP 06014954A EP 1746579 A2 EP1746579 A2 EP 1746579A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
damping material
sound
fibers
material according
upper side
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP20060014954
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Herrmann
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Sandler AG
Original Assignee
Sandler AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16—Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/162—Selection of materials

Definitions

  • the airborne sound attenuation in a material depends directly on the number, size and shape of the pores (air-filled cavities). The smaller and more irregularly these pores are formed, the greater the reflection of a sound wave penetrating into this structure. Due to the reflection effects within the structure, the sound energy is partially converted into heat. The intensity of the reflected sound is thereby lowered and the sound attenuation is increased.
  • the number of possible reflection sites is increased by the use of low fiber denier fibers throughout the thickness of the sound attenuating material.
  • dtex decitex, corresponding to the weight in g of a fiber filament of 10,000 m length.
  • more fibers are contained in a certain volume of nonwoven fabric as in the use of fibers of greater fineness. Compare to this Figure 1.
  • FIG. 2 Another possibility is, as shown in FIG. 2, to use a sound damping material which, on the side facing away from the sound source, consists of fibers of high fineness in the range of 3.3 dtex and more.
  • the side facing the sound source consists of fibers of small fineness in the range of 1.1 to 1.7 dtex.
  • the sound source-facing side can also be reduced in volume, for example, be compressed by a one-sided needle operation.
  • the disadvantage here is that the fiber cross-sections of the fibers used are round, elliptical maximum formed. They therefore have little reflection surfaces for incident sound waves and are therefore inadequate in their damping behavior.
  • the invention therefore an object of the invention to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a structure for a sound damping material (13), which is intrinsically stiff, has many reflection points and allows uniform sound attenuation.
  • a high number of sound reflection points must be present in a damping material so that it has an effective sound attenuation.
  • the reflection can be enhanced by using a material which, as shown in FIG. 3, offers a multiplicity of reflection points on the upper side (1) facing the sound source.
  • the fiber cross-sections (11) are not only changed directly at the upper side (1), but also to a certain extent starting from the upper side (1) into the depth of the sound-damping material (13).
  • the outer micro-reflec- tion sites (14) which are seated on the upper side (1) are therefore supported in their action by inner micro-reflec- tion sites (15) located in the fiber structure.
  • geometrically irregular means cross sections (11) which change over the length of a fiber in cross-sectional shape and distribution.
  • a portion of the fiber may have a flattened cross-section (11) another part may have an elliptical cross section (11), a part of the fiber is melted irregularly, and finally another area contains impressions of adjacent fibers, which in turn lead to a geometrically irregular fiber cross section (11).
  • the structures thus produced favor the absorption of sound since, as microreflection points (14) and (15), they contribute to the reflection and thus to the attenuation of the intensity of the sound waves in the case of incident sound waves beyond what is known from the prior art.
  • fibers with thermally modified fiber cross sections (11) are found not only directly on the upper side (1) but also starting from the upper side (1), depending on the selected process parameters during the thermal treatment the third dimension, in the depth of the inventive sound damping material (13).
  • This propagation of changed fiber cross-sections (11) into the depth of the material has a favorable effect on the sound attenuation since sound waves striking the sound-deadening material are first attenuated in their intensity by the outer micro-reflections (14) seated on the upper side (1) and penetrating residual sound waves be extinguished by the internal microreflection points (15).
  • the thermal treatment of the upper side (1) now not only increases the number of reflection sites for sound waves; due to the thermal treatment which takes place above the softening point of the polymers forming the fibers, fibers also fuse together. As a result, the solidification and internal stability of the sound damping material increases and finally leads to a rigid goods failure, which is desired for later processing or processing. This behavior can be exacerbated by the use of fibers of different fineness.
  • the upper side (1) may additionally introduce regular or irregular macro-refraction sites (3). This is shown in FIG. 6.
  • the macro-reflection sites (3) have the task of creating further, macroscopically formed sound reflection sites and thus support the already existing microstructural reflection points (14) and (15) in their sound-damping effect.
  • the macro-reflecting sites (3) can be regularly and / or irregularly distributed on the top (1).
  • the depth of penetration into the upper side (1) and the shape of the macro-refraction points (3) can be seen as a function of the respective requirement profile of the sound-damping material. Penetration depths of 5% to 30% have proven favorable.
  • the penetration depth can also be up to 60% of the total thickness of the sound damping material.
  • cones or truncated cones have proven useful, but also pyramids or contiguous lines can be used.
  • Table 1 Structure of the sample materials material A B C polymer Polyester (PES) Polyester (PES) Polyester (PES) manufacturing Cardboard files made of staple fibers meltblown Carded fleece made from staple fibers Fiber blend / medium fiber fineness 85% PES matrix fiber 1.7dtex 15% PES hot melt adhesive fiber 2.2 dtex 100% PES meltblown fiber, 0.7dtex 85% PES matrix fiber 1.7dtex 15% PES hot melt adhesive 2.2dtex Thickness (0,02kPa preload) 12mm 7mm 12mm Thermal treatment of the top (1) No No Yes Shape of the fiber cross-section at the top (1) round round Irregular, deformed Penetration depth of the thermal treatment - - 1.5mm fabric quality Soft Soft, unstable is stiff
  • the hot-melt adhesive fibers may be homopolymer-structured fiber types. However, it is also conceivable to use bicomponent fibers, for example a core / sheath structure having fibers of polyester / co-polyester.
  • This resulting homogeneous fiber mixture is then fed to a conventional web-forming agent, for example a card with a subsequent layer or an aerodynamic web-forming agent, and from this a batt is produced.
  • a conventional web-forming agent for example a card with a subsequent layer or an aerodynamic web-forming agent
  • This batt is then, if necessary, a mechanical and / or hot air pre-solidification is supplied.
  • the task of this pre-consolidation is to provide a sufficiently mechanically stable starting material (4) for the subsequent step of the thermal treatment.
  • the starting material (4) thus obtained having a top side (1) and a bottom side (2), is then subjected to a thermal treatment in a subsequent process step according to the invention, the object of which is to face the fiber cross sections in the area of the sound source later in the installed state Upper side (1) to change such that they have the randomly distributed, irregular fiber cross-sections (11) according to the invention.
  • starting materials (4) have proved suitable, which, depending on the end use, material thicknesses between 5 and 80mm and have a basis weight range between 50 and 1000g / qm.
  • the thermal change can be done for example by means of contact heat.
  • the upper side (1) is guided over the surface (6) of a heat transfer unit (5), for example a smooth, heated roller or belt surface.
  • the underside (2) undergoes no change during this treatment because it has no contact with a heated surface (6). Due to the full-surface contact with the surface (6) is a uniform change in the fiber cross-sections (11), with the result of an extremely uniform, fluctuation-free sound attenuation of the sound damping material (13)
  • FIG. 8 shows how, by contact with the surface (6), the fibers lying in the region of the upper side (1) are heated and deformed to a temperature above their softening point.
  • the proportion of fiber changes with changed cross sections (11) from the left beginning over the length of the contact with the heat transfer unit (5) and the surface (6).
  • the fibers soften and become by the contact to the heated surface (6) and adjacent matrix fibers depending on the contact pressure and the Duration of exposure randomly and irregularly deformed in its cross-section. This deformation of the fiber cross-section can be enhanced by the then shrinking when using non-heat-set fibers.
  • the surface (6) of the heat transfer unit (5) can be completely smooth. However, for certain applications, the surface (6) may have elevations, which then press into the top (1) and thus form the macro-refraction sites (3) according to the invention.
  • elevations may be pattern-like but also confused distributed on the surface (6).
  • the height should not exceed the thickness of the starting material (4).
  • the contact pressure influencing the number of outer microreflection points (14) describes the force with which the starting material (4) is pressed against the surface (6) of the heat transfer unit (5). It can be adjusted, for example, by means of a higher take-off voltage compared to the input voltage before the heat transfer unit (5). Also, a pressure roller, which presses the starting material (4) to the surface (6) can be used. Prove to be suitable have contact pressures in the range of 50 N / m working width up to 420N / m working width.
  • the starting material (4) undergoes compression, with the result that a large number of outer microreflection points (14) results at high contact pressure.
  • the fusing of fibers in the vicinity of the top (1) is favored, which has a positive effect on the inherent rigidity of the material.
  • a longer deformation of the fiber in the region of the upper side (1) is given by the duration of the action.
  • the number of internal microreflection points (15) and their extension across the thickness of the sound attenuating material (13) is adjusted over the contact time on the surface (6). It is dependent on the line speed, but also, as can be seen from FIG. 7, the length of the wrap on the heat transfer unit (5). Wraps of 90 to 270 degrees have proven to be favorable.
  • penetration depths of up to 90% of the total thickness of the sound damping material (13) can be achieved with thicknesses of the starting material (4) of 20 mm and less. At thicknesses of the starting material (4) of greater than 20 mm, a range up to 50% of the total thickness can still be represented, in which inner microreflecting points (15) can be found.
  • the number of internal microreflection points (15) decreases as a function of the distance of the measuring point to the upper side (1).
  • the upper side (1) consists predominantly of fibers with altered cross-sections (11) and therefore has a multiplicity of outer microreflecting points (14). The farther one is from the top (1), the less internal micro-refractive sites (15) are found.
  • the degree of thermal treatment can be adjusted.
  • a temperature just above the softening point merely leads to a slight deformation of the fiber cross-sections (11), which leads to a low degree of expression of the microreflecting points (14) according to the invention.
  • a temperature just below the melting temperature of the polymers used is to be avoided, however, since then a bleeding of the top (1) begins, which has a negative effect on the sound attenuation can affect.
  • Optimum process temperatures are in the range of 20 to 40 grdC below the polymer melting point.
  • the ratio of high-fines fibers to low-fines fibers also affects the appearance, especially the inherent stiffness of the sound damping material (13).
  • the higher the proportion of low-fines fibers the more the bonding of the fibers to each other during the thermal treatment is promoted, the stiffer the material can be made.
  • the thermal treatment step can be carried out continuously in immediate connection to the preparation of the starting material (4), the treatment step of the preconsolidation can then be omitted. Also a discontinuous procedure in which the starting material (4) is first preconsolidated. In a further step, which is spatially and / or temporally separated, then the thermal treatment is performed.
  • Table 2 below shows the influence of the indicated process parameters on starting materials (4) of different composition.
  • Table 2 Comparison of the influence of different process parameters parameter Pattern 1 Pattern 2 Pattern 3 Pattern 4 fiber composition 70% PET 70% PET 70% PET 70% PET Fibers 1.7dtex Fibers 1.7dtex Fibers 2.2dtex Fibers 2.2dtex 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET Fibers 2.2dtex Fibers 2.2dtex Fibers 1.7dtex Fibers 1.7dtex Wrap angle (degrees) 90 180 180 180 180 Thickness of the starting material (4) in mm 20 20 40 40
  • the sound-deadening materials according to the invention thus produced can now be used in all areas of motor vehicles which impart airborne sound damping.

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Abstract

The three-dimensional sound damping material (13) has homogeneous mixture of same fiber or different fiber over its thickness. The sound damping material with in the area of the top side possesses randomly distributed outer micro reflection points (14) and inner micro reflection points (15). The inner and outer micro reflections points are formed in the area of the top side and by the randomly formed structures of the fiber profiles. An IDEPENDENT CLAIM is also included for method for production of the sound damping material.

Description

Die Schalldämpfung zur Komfortsteigerung bei automobilen Anwendungen hat in der Vergangenheit eine Reihe von Lösungsansätzen hervorgebracht.Soundproofing to increase comfort in automotive applications has produced a number of solutions in the past.

Die Luftschalldämpfung in einem Material ist dabei direkt abhängig von der Anzahl, Größe und Form der Poren (luftgefüllte Hohlräume) abhängig. Je kleiner und unregelmäßiger diese Poren ausgebildet sind, umso größer ist die Reflektion einer in dieses Gefüge eindringende Schallwelle. Durch die Reflektionseffekte innerhalb des Gefüges wird die Schallenergie teilweise in Wärme umgewandelt. Die Intensität des reflektierten Schalls wird dadurch gesenkt und die Schalldämpfung erhöht.The airborne sound attenuation in a material depends directly on the number, size and shape of the pores (air-filled cavities). The smaller and more irregularly these pores are formed, the greater the reflection of a sound wave penetrating into this structure. Due to the reflection effects within the structure, the sound energy is partially converted into heat. The intensity of the reflected sound is thereby lowered and the sound attenuation is increased.

Speziell bei der Luftschalldämpfung durch textile Flächengebilde wurde mit verschiedenen Lösungswegen versucht, die Anzahl möglicher Reflektionsstellen zu erhöhen um so eine Dämpfung von Schallwellen in höher frequenten Bereichen zu erreichen.Specifically in the airborne sound attenuation by textile fabrics was tried with various approaches to increase the number of possible reflection points in order to achieve a damping of sound waves in higher frequency areas.

Der Stand der Technik bietet dafür verschiedene Lösungsansätze.The state of the art offers various approaches for this.

Beispielsweise wird die Anzahl möglicher Reflektionsstellen durch die Verwendung von Fasern mit geringer Faserfeinheit über die gesamte Dicke des Schalldämpfungsmaterials erhöht. Faserfeinheit ist hier als eine gewichtsbezogene Größe zu sehen, die als dtex (=dezitex, entsprechend dem Gewicht in g eines Faserfilaments von 10.000m Länge) angegeben wird. Bei gleichem Flächengewicht sind daher in einem bestimmten Volumen Vlies mehr Fasern enthalten wie bei der Verwendung von Fasern größerer Feinheit. Vergleiche hierzu Figur 1.For example, the number of possible reflection sites is increased by the use of low fiber denier fibers throughout the thickness of the sound attenuating material. Fiber fineness is to be considered here as a weight-related quantity, which is indicated as dtex (= decitex, corresponding to the weight in g of a fiber filament of 10,000 m length). At the same basis weight Therefore, more fibers are contained in a certain volume of nonwoven fabric as in the use of fibers of greater fineness. Compare to this Figure 1.

Gattungsbildend für diesen Lösungsansatz ist die US 5298694 , bei welcher die Anzahl von möglichen Reflektionsstellen für Schallwellen durch den Einsatz von Fasern mit sehr geringen Faserfeinheiten erhöht wird. Diese geringen Faserfeinheiten im Bereich von kleiner 0,7 dtex werden durch den Einsatz der Meltblown-Technik erreicht. Das fertige Material ist mechanisch unstabil und nicht eigensteif, was die spätere Verarbeitung negativ beeinflusst.Generic for this approach is the US 5298694 in which the number of possible reflection points for sound waves is increased by the use of fibers with very low fiber counts. These low fiber finenesses in the range of less than 0.7 dtex are achieved by using the meltblown technique. The finished material is mechanically unstable and not intrinsically stiff, which negatively affects the subsequent processing.

Eine weitere Möglichkeit ist, wie in Figur 2 gezeigt, ein Schalldämpfungsmaterial zu verwenden, welches auf der der Schallquelle abgewandten Seite aus Fasern großer Feinheit im Bereich von 3,3 dtex und mehr besteht. Die der Schallquelle zugewandte Seite besteht aus Fasern kleiner Feinheit im Bereich von 1,1 bis 1,7 dtex. Die der Schallquelle zugewandte Seite kann dabei auch in ihrem Volumen reduziert, beispielsweise durch einen einseitigen Nadelvorgang verdichtet werden. Nachteilig ist hier, dass die Faserquerschnitte der zur Anwendung kommenden Fasern rund, maximal elliptisch ausgeformt sind. Sie weisen daher für auftreffende Schallwellen wenig Reflektionsflächen auf und sind daher in ihrem Dämpfungsverhalten nur unzureichend.Another possibility is, as shown in FIG. 2, to use a sound damping material which, on the side facing away from the sound source, consists of fibers of high fineness in the range of 3.3 dtex and more. The side facing the sound source consists of fibers of small fineness in the range of 1.1 to 1.7 dtex. The sound source-facing side can also be reduced in volume, for example, be compressed by a one-sided needle operation. The disadvantage here is that the fiber cross-sections of the fibers used are round, elliptical maximum formed. They therefore have little reflection surfaces for incident sound waves and are therefore inadequate in their damping behavior.

Des Weiteren ist es bekannt, in Schalldämpfungsmaterialien einen Anteil Fasern einzusetzen, die während der Faserherstellung bereits einen gleichmäßig geometrisch geformten Faserquerschnitt, beispielsweise dreieckig, tri-lobal o-ä. bekommen haben. Diese Fasern sind allerdings nur unter Zuhilfenahme von Trägerfasem, mit denen sie homogen vermischt werden, zu verarbeiten. Bei der Verarbeitung auf Vliesbildner entmischen sich diese regelmäßig geformten Fasern wieder und führen dadurch zu schwankender Schallabsorption, da dann Bereiche mit hohen Anteilen von diesen regelmäßig geformten Fasern und Bereiche mit geringen Anteilen entstehen.Furthermore, it is known to use a proportion of fibers in sound damping materials, which already have a uniformly geometrically shaped fiber cross-section, for example triangular, tri-lobal or the like, during the fiber production. got. However, these fibers can only be processed with the aid of carrier fibers with which they are homogeneously mixed. When processing on nonwoven fabric these regularly shaped fibers segregate again and thus lead to fluctuating sound absorption, since then arise areas with high levels of these regularly shaped fibers and areas with low proportions.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und einen Aufbau für ein Schalldämpfungsmaterial (13) anzugeben, was eigensteif ist, viele Reflektionsstellen aufweist und gleichmäßige Schalldämpfung zulässt.The invention therefore an object of the invention to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to provide a structure for a sound damping material (13), which is intrinsically stiff, has many reflection points and allows uniform sound attenuation.

Die Aufgabe wurde gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 genannt. Ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials ist im Anspruch 12 angegeben, vorteilhafte Ausgestaltungen davon in den Unteransprüchen 14 bis 18.The object has been achieved according to the features of claim 1, advantageous embodiments are mentioned in the dependent claims 2 to 13. A method for producing the material according to the invention is specified in claim 12, advantageous embodiments thereof in the dependent claims 14 to 18.

Wie bereits Eingangs erwähnt, muss in einem Dämpfungsmaterial eine hohe Anzahl von Schallreflektionsstellen vorhanden sein, damit dieses eine effektive Schalldämpfung aufweist. Die Reflektion kann dadurch verstärkt werden, dass man ein Material einsetzt, welches wie in Figur 3 dargestellt an der der Schallquelle zu gewandten Oberseite (1) eine Vielzahl von Reflektionsstellen anbietet.As already mentioned in the introduction, a high number of sound reflection points must be present in a damping material so that it has an effective sound attenuation. The reflection can be enhanced by using a material which, as shown in FIG. 3, offers a multiplicity of reflection points on the upper side (1) facing the sound source.

Diese große Anzahl von Reflektionsstellen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Fasern, insbesondere deren Faserquerschnitte (11), aus welcher das Schalldämpfungsmaterial (13) besteht, im Bereich der Oberseite (1) auf thermischen Weg so verändert wurden, dass die im Bereich der Oberseite (1), wie in Figur 4 dargestellt, ehemals runden Fasern des Ausgangsmaterials (4) nun wie in Figur 5 dargestellt, geometrisch unregelmäßig geformte Querschnitte (11) aufweisen. Es entsteht an der Oberseite (1) eine Vielzahl von äußeren Mikroreflektionsstellen (14).This large number of reflection points is inventively achieved in that the fibers, in particular their fiber cross-sections (11), of which the sound damping material (13) consists, were changed in the region of the top (1) on thermal way that in the region of the top (1), as shown in Figure 4, formerly round fibers of the starting material (4) now as shown in Figure 5, geometrically irregularly shaped cross-sections (11). It creates on the top (1) a plurality of outer microreflection points (14).

Die Faserquerschnitte (11) sind erfindungsgemäß nicht nur direkt an der Oberseite (1) verändert, sondern auch in einem gewissen Maß ausgehend von der Oberseite (1) in die Tiefe des Schalldämpfungsmaterials (13). Die an der Oberseite (1) sitzenden äußeren Mikroreflektionsstellen (14) werden daher in ihrer Wirkung durch im Fasergefüge befindliche innere Mikroreflektionsstellen (15) unterstützt.According to the invention, the fiber cross-sections (11) are not only changed directly at the upper side (1), but also to a certain extent starting from the upper side (1) into the depth of the sound-damping material (13). The outer micro-reflec- tion sites (14) which are seated on the upper side (1) are therefore supported in their action by inner micro-reflec- tion sites (15) located in the fiber structure.

Geometrisch unregelmäßig bedeutet erfindungsgemäß Querschnitte (11), die sich über die Länge einer Faser in Querschnittsform und Verteilung verändern. Ein Teil der Faser kann beispielsweise einen abgeplatteten Querschnitt (11) aufweisen, ein weiterer Teil kann einen elliptischen Querschnitt (11) besitzen, ein Teil der Faser ist unregelmäßig geschmolzen und schließlich ein weiterer Bereich Abdrücke benachbarter Fasern enthalten, die wiederum zu einem geometrisch unregelmäßigen Faserquerschnitt (11) führen. Die so erzeugten Strukturen sind begünstigend für die Schallabsorption, da sie als Mikroreflektionsstellen (14) und (15) bei auftreffenden Schallwellen über das aus dem Stand der Technik bekannte Maß hinaus zur Reflektion und damit zur Abschwächung der Intensität der Schallwellen beitragen.According to the invention, geometrically irregular means cross sections (11) which change over the length of a fiber in cross-sectional shape and distribution. For example, a portion of the fiber may have a flattened cross-section (11) another part may have an elliptical cross section (11), a part of the fiber is melted irregularly, and finally another area contains impressions of adjacent fibers, which in turn lead to a geometrically irregular fiber cross section (11). The structures thus produced favor the absorption of sound since, as microreflection points (14) and (15), they contribute to the reflection and thus to the attenuation of the intensity of the sound waves in the case of incident sound waves beyond what is known from the prior art.

Wie in Figur 5 gezeigt, findet man Fasern mit thermisch veränderten Faserquerschnitten (11) nicht nur direkt an der Oberseite (1), sondern, ausgehend von der Oberseite (1) auch - in Abhängigkeit von den gewählten Verfahrenparametern bei der thermischen Behandlung - weiter in der dritten Dimension, in der Tiefe des erfindungsgemäßen Schalldämpfungsmaterials (13). Diese Ausbreitung von veränderten Faserquerschnitten (11) in die Tiefe des Material wirkt sich günstig auf die Schalldämpfung aus, da auf das Schalldämpfungsmaterial auftreffende Schallwellen zunächst in ihrer Intensität von den auf der Oberseite (1) sitzenden äußeren Mikroreflektionsstellen (14) geschwächt werden und eindringende Restschallwellen durch die inneren Mikroreflektionsstellen (15) ausgelöscht werden.As shown in FIG. 5, fibers with thermally modified fiber cross sections (11) are found not only directly on the upper side (1) but also starting from the upper side (1), depending on the selected process parameters during the thermal treatment the third dimension, in the depth of the inventive sound damping material (13). This propagation of changed fiber cross-sections (11) into the depth of the material has a favorable effect on the sound attenuation since sound waves striking the sound-deadening material are first attenuated in their intensity by the outer micro-reflections (14) seated on the upper side (1) and penetrating residual sound waves be extinguished by the internal microreflection points (15).

Durch die thermische Behandlung der Oberseite (1) steigt nun nicht nur die Anzahl von Reflektionsstellen für Schallwellen, bedingt durch die thermische Behandlung , die oberhalb des Erweichungspunkts der die Fasern bildenden Polymere stattfindet, kommt es auch zum Verschmelzen von Fasern untereinander. Dadurch steigt die Verfestigung und innere Stabilität des Schalldämpfungsmaterials und führt schließlich zu einem eigensteifen Warenausfall, der für die spätere Bearbeitung oder Verarbeitung gewünscht wird. Dieses Verhalten kann durch den Einsatz von Fasern unterschiedlicher Feinheit noch verstärkt werden.The thermal treatment of the upper side (1) now not only increases the number of reflection sites for sound waves; due to the thermal treatment which takes place above the softening point of the polymers forming the fibers, fibers also fuse together. As a result, the solidification and internal stability of the sound damping material increases and finally leads to a rigid goods failure, which is desired for later processing or processing. This behavior can be exacerbated by the use of fibers of different fineness.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Materials kann die Oberseite (1) zusätzlich regelmäßig oder unregelmäßig Makroreflektionstellen (3) einzubringen. Gezeigt wird dies in Figur 6. Die Makroreflektionsstellen (3) haben die Aufgabe, weitere, makroskopisch ausgeformte Schallreflektionsstellen zu schaffen und so die bereits vorhandenen mikrostrukturellen Reflektionsstellen (14) und (15) in ihrer Schalldämpfungswirkung unterstützen.In a further advantageous embodiment of the material according to the invention, the upper side (1) may additionally introduce regular or irregular macro-refraction sites (3). This is shown in FIG. 6. The macro-reflection sites (3) have the task of creating further, macroscopically formed sound reflection sites and thus support the already existing microstructural reflection points (14) and (15) in their sound-damping effect.

Die Makroreflektionsstellen (3) können regelmäßig und/oder unregelmäßig auf der Oberseite (1) verteilt sein. Die Eindringtiefe in die Oberseite (1) und die Form der Makroreflektionsstellen (3) ist dabei in Abhängigkeit vom jeweiligen Anforderungsprofil an das Schalldämpfungsmaterial zu sehen. Als günstig haben sich Eindringtiefen von 5% bis 30% gezeigt.The macro-reflecting sites (3) can be regularly and / or irregularly distributed on the top (1). The depth of penetration into the upper side (1) and the shape of the macro-refraction points (3) can be seen as a function of the respective requirement profile of the sound-damping material. Penetration depths of 5% to 30% have proven favorable.

In Anwendungsbereichen, bei welchen eine hohe Eigensteifigkeit verlangt wird, kann die Eindringtiefe auch bis 60% der Gesamtdicke des Schalldämpfungsmaterials betragen. Als Formen haben sich beispielsweise Kegel oder Kegelstümpfe bewährt, aber auch Pyramiden oder zusammenhängende Linien sind einsetzbar.In applications where a high inherent rigidity is required, the penetration depth can also be up to 60% of the total thickness of the sound damping material. As forms, for example, cones or truncated cones have proven useful, but also pyramids or contiguous lines can be used.

Zur Verdeutlichung der Wirkung dieser unregelmäßig geformten Faserquerschnitte wurde die Schalldämpfung im Kundt'schen Rohr gemäß DIN / EN / ISO 10534-1 an unbehandeltem Vergleichsmaterial A, an Schalldämpfungsmaterial nach dem Stand der Technik B und an erfindungsgemäßem Schalldämpfungsmaterial C in Abhängigkeit von den jeweiligen Schallfrequenzen gemessen.To clarify the effect of these irregularly shaped fiber cross sections, the sound attenuation in Kundt's tube was measured according to DIN / EN / ISO 10534-1 on untreated comparison material A, on sound damping material according to the prior art B and on inventive sound damping material C as a function of the respective sound frequencies ,

Die Zusammensetzung der Materialien A bis C kann der Tabelle 1 entnommen werden, die Schalldämpfungswirkung der Figur 9. Tabelle 1: Aufbau der Beispielmaterialien Material A B C Polymer Polyester (PES) Polyester (PES) Polyester (PES) Herstellverfahren Krempelviles aus Stapelfasern Meltblownvlies Krempelvlies aus Stapelfasern Fasermischung/ Mittlere Faserfeinheit 85% PES-Matrixfaser 1,7dtex
15% PES-Schmelzklebefaser 2,2 dtex 100% PES-Meltblownfaser, 0,7dtex 85% PES-Matrixfaser 1,7dtex
15% PES-Schmelzklebefaser 2,2dtex Dicke (0,02kPa Vorlast) 12mm 7mm 12mm Thermische Behandlung der Oberseite (1) Nein nein Ja Form des Faserquerschnitts an der Oberseite (1) Rund Rund Unregelmäßig, deformiert Eindringtiefe der thermischen Behandlung -- -- 1,5mm Warenausfall Weich Weich, labil eingesteif The composition of the materials A to C can be seen from Table 1, the sound damping effect of Figure 9. Table 1: Structure of the sample materials material A B C polymer Polyester (PES) Polyester (PES) Polyester (PES) manufacturing Cardboard files made of staple fibers meltblown Carded fleece made from staple fibers Fiber blend / medium fiber fineness 85% PES matrix fiber 1.7dtex
15% PES hot melt adhesive fiber 2.2 dtex 100% PES meltblown fiber, 0.7dtex 85% PES matrix fiber 1.7dtex
15% PES hot melt adhesive 2.2dtex Thickness (0,02kPa preload) 12mm 7mm 12mm Thermal treatment of the top (1) No No Yes Shape of the fiber cross-section at the top (1) round round Irregular, deformed Penetration depth of the thermal treatment - - 1.5mm fabric quality Soft Soft, unstable is stiff

Der Figur 9 ist zu entnehmen, dass allein durch die thermische Behandlung der Faserquerschnitte auf der der Schallquelle abgewandten Unterseite (2) im Frequenzbereich größer 1000 Hertz eine bis zu 20% höhere Schalldämpfung möglich ist im Vergleich zu Material A mit nicht behandelter Oberseite (1) und bis zu 10% im Vergleich zum Stand der Technik entsprechenden Material B.It can be seen from FIG. 9 that up to 20% higher sound attenuation is possible by thermal treatment of the fiber cross sections on the lower side (2) facing away from the sound source in the frequency range greater than 1000 hertz compared to material A with untreated upper side (1). and up to 10% of material B as compared to the prior art.

Das erfindungsgemäße Schalldämpfungsmaterial (13) kann dabei beispielsweise mittels der in Figur 7 dargestellten und nachfolgend erläuterten Verfahrensschritte hergestellt werden:

  • Figure imgb0001
    Herstellen eines Faserflors mittels eines Vliesbildners (8)
  • Figure imgb0002
    Vorverfestigen des Faserflors zu einem Ausgangsmaterial (4) mittels einer Vorfestigungseinheit (9)
  • Figure imgb0003
    Thermisches Behandeln des Ausgangsmaterials (4) mittels einer Wärmeübertragungseinheit (5) zur Bildung des Schalldämpfungsmaterials (13), die Mikroreflektionsstellen (14) und (15) aufweisend.
  • Figure imgb0004
    Abkühlen des Schalldämpfungsmaterials (13) in einer Kühlstrecke (10)
  • Figure imgb0005
    Aufwickeln des Schalldämpfungsmaterials (13) mittels eines Wicklers (12)
The sound-damping material (13) according to the invention can be produced, for example, by means of the method steps illustrated in FIG. 7 and explained below:
  • Figure imgb0001
    Production of a Fiberboard by means of a Web Former (8)
  • Figure imgb0002
    Preconsolidating the fibrous web into a starting material (4) by means of a pre-consolidation unit (9)
  • Figure imgb0003
    Thermally treating the starting material (4) by means of a heat transfer unit (5) for forming the sound damping material (13) having the microreflecting sites (14) and (15).
  • Figure imgb0004
    Cooling the sound damping material (13) in a cooling section (10)
  • Figure imgb0005
    Winding the sound damping material (13) by means of a winder (12)

Dazu werden thermoplastische Stapelfasern unterschiedlicher oder gleicher Faserfeinheit, die vorzugsweise im Bereich von 0,9 bis 6.7 dtex liegt, auf konventionellen Mischanlagen homogen miteinander gemischt. Für das Ausgangsmaterial (4), welches das spätere erfindungsgemäße Schalldämpfungsmaterial (13) bildet, kommen folgende Faserzusammensetzungen in frage:

  1. a) 100% thermoplastische Matrixfasern,
    oder
  2. b) eine Mischung aus thermoplastischen Matrix- und Schmelzklebefasern.
For this purpose, thermoplastic staple fibers of different or identical fiber fineness, which is preferably in the range from 0.9 to 6.7 dtex, are homogeneously mixed with one another on conventional mixing plants. For the starting material (4), which forms the later inventive sound damping material (13), the following fiber compositions come into question:
  1. a) 100% thermoplastic matrix fibers,
    or
  2. b) a mixture of thermoplastic matrix and hot melt adhesive fibers.

Die Schmelzklebefasern können dabei homopolymer aufgebaute Fasertypen sein. Denkbar ist aber auch der Einsatz von bikomponenten Fasern, beispielsweise eine Kern-/ Mantelstruktur aufweisende Fasern aus Polyester- / Co-Polyester.The hot-melt adhesive fibers may be homopolymer-structured fiber types. However, it is also conceivable to use bicomponent fibers, for example a core / sheath structure having fibers of polyester / co-polyester.

Diese so entstandene homogene Fasermischung wird dann einem konventionellem Vliesbildner, beispielsweise einer Krempel mit nachfolgendem Leger oder einem aerodynamischen Vliesbildner zugeführt und daraus ein Faserflor hergestellt.This resulting homogeneous fiber mixture is then fed to a conventional web-forming agent, for example a card with a subsequent layer or an aerodynamic web-forming agent, and from this a batt is produced.

Dieser Faserflor wird anschließend, sofern notwendig, einer mechanischen und/oder Heißluft-Vorverfestigung zugeführt wird. Die Aufgabe dieser Vorfestigung ist es, ein für den nachfolgenden Schritt der thermischen Behandlung ein ausreichend mechanisch stabiles Ausgangsmaterial (4) bereitzustellen.This batt is then, if necessary, a mechanical and / or hot air pre-solidification is supplied. The task of this pre-consolidation is to provide a sufficiently mechanically stable starting material (4) for the subsequent step of the thermal treatment.

Das so erhaltene Ausgangsmaterial (4) mit einer Oberseite (1) und einer Unterseite (2) wird nun in einem darauf folgenden, erfindungsgemäßen Verfahrensschritt einer thermischen Behandlung unterzogen, deren Aufgabe es ist, die Faserquerschnitte im Bereich der später im verbauten Zustand der Schallquelle zugewandten Oberseite (1) dergestalt zu ändern, dass diese die erfindungsgemäßen, zufällig verteilten, unregelmäßigen Faserquerschnitte (11) aufweisen. Für die thermische Behandlung haben sich Ausgangsmaterialien (4) als geeignet erwiesen, die,in Abhängigkeit vom Endeinsatzzweck, Materialdicken zwischen 5 und 80mm aufweisen und in einem Flächengewichtsbereich zwischen 50 und 1000g/qm liegen.The starting material (4) thus obtained, having a top side (1) and a bottom side (2), is then subjected to a thermal treatment in a subsequent process step according to the invention, the object of which is to face the fiber cross sections in the area of the sound source later in the installed state Upper side (1) to change such that they have the randomly distributed, irregular fiber cross-sections (11) according to the invention. For the thermal treatment, starting materials (4) have proved suitable, which, depending on the end use, material thicknesses between 5 and 80mm and have a basis weight range between 50 and 1000g / qm.

Die thermische Veränderung kann dabei beispielsweise mittels Kontakthitze erfolgen. Die Oberseite (1) wird dabei über die Oberfläche (6) einer Wärmeübertragungseinheit (5), beispielsweise einer glatten, beheizten Walze oder Bandoberfläche geführt. Die Unterseite (2) erfährt während dieser Behandlung keinerlei Veränderung, da diese keinen Kontakt mit einer beheizten Oberfläche (6) hat. Durch den vollflächigen Kontakt mit der Oberfläche (6) ist eine gleichmäßige Veränderung der Faserquerschnitte (11) mit der Folge einer extrem gleichmäßigen, schwankungsfreien Schalldämpfung des Schalldämpfungsmaterials (13) gegebenThe thermal change can be done for example by means of contact heat. The upper side (1) is guided over the surface (6) of a heat transfer unit (5), for example a smooth, heated roller or belt surface. The underside (2) undergoes no change during this treatment because it has no contact with a heated surface (6). Due to the full-surface contact with the surface (6) is a uniform change in the fiber cross-sections (11), with the result of an extremely uniform, fluctuation-free sound attenuation of the sound damping material (13)

Die Figur 8 zeigt wie durch den Kontakt mit der Oberfläche (6) die im Bereich der Oberseite (1) liegenden Fasern auf eine Temperatur oberhalb ihres Erweichungspunktes erwärmt und verformt werden. Dabei ändert sich der Anteil von Faser mit veränderten Querschnitten (11) von links beginnend über die Länge des Kontakts mit der Wäremübertragungseinheit (5) und deren Oberfläche (6).FIG. 8 shows how, by contact with the surface (6), the fibers lying in the region of the upper side (1) are heated and deformed to a temperature above their softening point. In this case, the proportion of fiber changes with changed cross sections (11) from the left beginning over the length of the contact with the heat transfer unit (5) and the surface (6).

Sind einlaufseitig links keine veränderten Querschnitte zu erkennen, nimmt in der ersten Hälfte des Kontakts mit der Oberfläche (6) der Anteil äußerer Mikroreflektionsstellen (14). Je länger der Kontakt mit der Oberfläche (6) dauert, umso tiefer dringt die Hitze in die Tiefe des Schalldämpfungsmaterial (13) ein, was die Ausbildung und die Anzahl innere Mikroreflektionsstellen (15) begünstigt.If no changed cross-sections can be seen on the left side of the inlet, the proportion of external microreflection sites (14) increases in the first half of the contact with the surface (6). The longer the contact with the surface (6) lasts, the deeper the heat penetrates into the depth of the sound damping material (13), which favors the formation and the number of internal microreflective points (15).

Die Fasern erweichen und werden durch den Kontakt zur beheizten Oberfläche (6) und zu benachbarten Matrixfasern in Abhängigkeit vom Anpressdruck und der Einwirkungsdauer in ihrem Querschnitt zufällig und unregelmäßig deformiert. Diese Deformation des Faserquerschnitts kann bei Verwendung von nicht thermofixierten Fasern durch den dann einsetzenden Schrumpf noch verstärkt werden.The fibers soften and become by the contact to the heated surface (6) and adjacent matrix fibers depending on the contact pressure and the Duration of exposure randomly and irregularly deformed in its cross-section. This deformation of the fiber cross-section can be enhanced by the then shrinking when using non-heat-set fibers.

Die Oberfläche (6) der Wärmeübertragungseinheit (5) kann dabei vollkommen glatt sein. Für bestimmte Anwendungszwecke kann die Oberfläche (6) jedoch Erhebungen aufweisen, die sich dann in die Oberseite (1) eindrücken und so die erfindungsgemäßen Makroreflektionsstellen (3) bilden.The surface (6) of the heat transfer unit (5) can be completely smooth. However, for certain applications, the surface (6) may have elevations, which then press into the top (1) and thus form the macro-refraction sites (3) according to the invention.

Diese Erhebungen können auf der Oberfläche (6) musterartig aber auch wirr verteilt sein. Die Höhe sollte die Dicke des Ausgangsmaterials (4) nicht überscheiten.These elevations may be pattern-like but also confused distributed on the surface (6). The height should not exceed the thickness of the starting material (4).

Von entscheidender Bedeutung für diesen Verfahrensschritt und die Ausbildung der erfindungsgemäßen äußeren Mikroreflektionsstellen (14) und inneren Mikroreflektionsstellen (15) sind dabei die Verfahrensparameter Anpressdruck, Kontaktzeit und Temperatur der Oberfläche (6).Of crucial importance for this method step and the formation of the outer microreflections (14) and inner microreflections (15) according to the invention are the process parameters contact pressure, contact time and temperature of the surface (6).

Der die Anzahl der äußeren Mikroreflektionsstellen (14) beeinflussende Anpressdruck beschreibt dabei die Kraft mit welcher das Ausgangsmaterial (4) an die Oberfläche (6) der Wärmeübertragungseinheit (5) gedrückt wird. Er kann beispielsweise über eine im Vergleich zur Einlaufspannung vor der Wärmeübertragungseinheit (5) höheren Abzugsspannung eingestellt werden. Auch eine Anpresswalze, die das Ausgangsmaterial (4) an die Oberfläche (6) anpresst ist einsetzbar. Als geeignet erweisen haben sich Anpressdrücke im Bereich von 50 N/m Arbeitsbreite bis zu 420N/m Arbeitsbreite.The contact pressure influencing the number of outer microreflection points (14) describes the force with which the starting material (4) is pressed against the surface (6) of the heat transfer unit (5). It can be adjusted, for example, by means of a higher take-off voltage compared to the input voltage before the heat transfer unit (5). Also, a pressure roller, which presses the starting material (4) to the surface (6) can be used. Prove to be suitable have contact pressures in the range of 50 N / m working width up to 420N / m working width.

Bedingt durch das Anpressen erfährt das Ausgangsmaterial (4) eine Komprimierung, mit der Folge, dass sich bei hohem Anpressdruck eine Vielzahl von äußeren Mikroreflektionsstellen (14) ergibt. Ebenso wird das Verschmelzen von Fasern in der Nähe der Oberseite (1) begünstigt, was sich positiv auf die Eigensteifigkeit des Materials auswirkt. Auch ist durch die Dauer der Einwirkung eine stärkere Deformation der Faser im Bereich der Oberseite (1) gegeben.Due to the pressing, the starting material (4) undergoes compression, with the result that a large number of outer microreflection points (14) results at high contact pressure. Likewise, the fusing of fibers in the vicinity of the top (1) is favored, which has a positive effect on the inherent rigidity of the material. Also, a longer deformation of the fiber in the region of the upper side (1) is given by the duration of the action.

Die Anzahl von inneren Mikroreflektionsstellen (15) und deren Ausdehnung über die Dicke des Schalldämpfungsmaterials (13) wird über die Kontaktzeit an der Oberfläche (6) eingestellt. Sie ist abhängig von der Anlagengeschwindigkeit, aber auch, wie aus der Figur 7 erkennbar von der Länge der Umschlingung auf der Wärmeübertragungseinheit (5). Umschlingungen von 90 bis 270Grad haben sich als günstig erwiesen.The number of internal microreflection points (15) and their extension across the thickness of the sound attenuating material (13) is adjusted over the contact time on the surface (6). It is dependent on the line speed, but also, as can be seen from FIG. 7, the length of the wrap on the heat transfer unit (5). Wraps of 90 to 270 degrees have proven to be favorable.

Bei langer Kontaktzeit geschieht ein stärkeres Eindringen der Hitze der Oberfläche (6) in das Ausgangsmaterial (4). Man erzielt somit eine größere Tiefe des Bereichs, in welchem die Faserquerschnitte (11) deformiert werden und sich die erfindungsgemäßen inneren Mikroreflektionsstellen (15) ausbilden.With a long contact time, a greater penetration of the heat of the surface (6) into the starting material (4) occurs. Thus, a greater depth of the area is achieved in which the fiber cross-sections (11) are deformed and the internal microreflecting points (15) according to the invention form.

Ausgehend von der Oberseite (1) sind Eindringtiefen bis 90% der Gesamtdicke des Schalldämpfungsmaterials (13) bei Dicken des Ausgangsmaterials (4) von 20mm und geringer erzielbar. Bei Dicken des Ausgangsmaterials (4) von größer 20mm ist noch ein Bereich bis zu 50% der Gesamtdicke darstellbar, in welcher innere Mikroreflektionsstellen (15) zu finden sind.Starting from the upper side (1), penetration depths of up to 90% of the total thickness of the sound damping material (13) can be achieved with thicknesses of the starting material (4) of 20 mm and less. At thicknesses of the starting material (4) of greater than 20 mm, a range up to 50% of the total thickness can still be represented, in which inner microreflecting points (15) can be found.

Dabei nimmt die Anzahl der inneren Mikroreflektionsstellen (15) in Abhängigkeit von der Entfernung der Messstelle zur Oberseite (1) ab. Die Oberseite (1) besteht zum überwiegenden Anteil aus Fasern mit veränderten Querschnitten (11) und weist daher eine Vielzahl von äußeren Mikroreflektionsstellen (14) auf. Je weiter man von der Oberseite (1) entfernt ist, desto so weniger innere Mikroreflektionsstellen (15) sind zu finden.In this case, the number of internal microreflection points (15) decreases as a function of the distance of the measuring point to the upper side (1). The upper side (1) consists predominantly of fibers with altered cross-sections (11) and therefore has a multiplicity of outer microreflecting points (14). The farther one is from the top (1), the less internal micro-refractive sites (15) are found.

Letztendlich kann mit der Temperatur der Oberfläche (6) der Grad der thermischen Behandlung eingestellt werden. Eine Temperatur knapp oberhalb des Erweichungspunktes führt lediglich zu einer leichten Deformation der Faserquerschnitte (11), was zu geringer Ausprägung der erfindungsgemäßen Mikroreflektionsstellen (14) führt. Eine Temperatur knapp unterhalb der Schmelztemperatur der eingesetzten Polymere ist allerdings zu vermeiden, da dann ein Verhauten der Oberseite (1) einsetzt, was sich negativ auf die Schalldämpfung auswirken kann. Optimale Verfahrenstemperaturen liegen im Bereich von 20 bis 40 grdC unterhalb des Polymerschmelzpunktes.Finally, with the temperature of the surface (6), the degree of thermal treatment can be adjusted. A temperature just above the softening point merely leads to a slight deformation of the fiber cross-sections (11), which leads to a low degree of expression of the microreflecting points (14) according to the invention. A temperature just below the melting temperature of the polymers used is to be avoided, however, since then a bleeding of the top (1) begins, which has a negative effect on the sound attenuation can affect. Optimum process temperatures are in the range of 20 to 40 grdC below the polymer melting point.

Neben den vorstehenden Verfahrensparametern hat auch das Verhältnis von Fasern mit hoher Feinheit zu Fasern mit geringer Feinheit einen Einfluss auf das Erscheinungsbild, speziell auf die Eigensteifheit des Schalldämpfungsmaterials (13). Je höher der Anteil von Fasern mit geringer Feinheit ist, umso stärker wird ein Verbinden der Fasern zueinander während der thermischen Behandlung gefördert, umso steifer kann das Material gestaltet werden.In addition to the above process parameters, the ratio of high-fines fibers to low-fines fibers also affects the appearance, especially the inherent stiffness of the sound damping material (13). The higher the proportion of low-fines fibers, the more the bonding of the fibers to each other during the thermal treatment is promoted, the stiffer the material can be made.

Der thermische Behandlungsschritt kann dabei kontinuierlich in unmittelbarem Anschluss an die Herstellung des Ausgangsmaterials (4) erfolgen, der Behandlungsschritt der Vorverfestigung kann dann entfallen. Auch eine diskontinuierliche Verfahrensweise, bei welcher das Ausgangsmaterial (4) zunächst vorverfestigt wird. In einem weiteren Schritt, der räumlich und/oder zeitlich getrennt ist, wird dann die thermische Behandlung durchgeführt.The thermal treatment step can be carried out continuously in immediate connection to the preparation of the starting material (4), the treatment step of the preconsolidation can then be omitted. Also a discontinuous procedure in which the starting material (4) is first preconsolidated. In a further step, which is spatially and / or temporally separated, then the thermal treatment is performed.

Nachstehende Tabelle 2 zeigt den Einfluss der aufgezeigten Verfahrensparameter auf Ausgangsmaterialien (4) verschiedener Zusammensetzung. Tabelle 2: Vergleich des Einflusses verschiedener Verfahrensparameter Parameter Muster 1 Muster 2 Muster 3 Muster 4 Faserzusammensetzung 70 % PET- 70 % PET- 70 % PET- 70 % PET- Fasern 1,7dtex Fasern 1,7dtex Fasern 2,2dtex Fasern 2,2dtex 30 % PET- 30 % PET- 30 % PET- 30 % PET- Fasern 2,2dtex Fasern 2,2dtex Fasern 1,7dtex Fasern 1,7dtex Umschlingungswinkel (grad) 90 180 180 180 Dicke des Ausgangsmaterials (4) in mm 20 20 40 40 Temperatur der Oberfläche (6) in grdC 220 220 220 220 Anpressdruck (N/m Arbeitsbreite) 200 200 200 360 Dicke des Schalldämpfungsmaterials (13) in mm 15 12 28 20 Dicke des Bereichs mit inneren Mikrorefiektionstellen (15) (in % der Gesamtdicke von (13)) 10 25 20 24 Anzahl der äußeren Mikroreflektionsstellen (14) an der Oberseite (1) in % der Oberfläche (*) 80 80 70 95 (*) subjektive Beurteilung einer visuellen Analyse der Oberfläche Table 2 below shows the influence of the indicated process parameters on starting materials (4) of different composition. Table 2: Comparison of the influence of different process parameters parameter Pattern 1 Pattern 2 Pattern 3 Pattern 4 fiber composition 70% PET 70% PET 70% PET 70% PET Fibers 1.7dtex Fibers 1.7dtex Fibers 2.2dtex Fibers 2.2dtex 30% PET 30% PET 30% PET 30% PET Fibers 2.2dtex Fibers 2.2dtex Fibers 1.7dtex Fibers 1.7dtex Wrap angle (degrees) 90 180 180 180 Thickness of the starting material (4) in mm 20 20 40 40 Temperature of the surface (6) in grdC 220 220 220 220 Contact pressure (N / m working width) 200 200 200 360 Thickness of the sound damping material (13) in mm 15 12 28 20 Thickness of area with internal microrefiction sites (15) (% of total thickness of (13)) 10 25 20 24 Number of outer microreflectors (14) at the top (1) in% of the surface (*) 80 80 70 95 (*) subjective assessment of a visual analysis of the surface

Somit ist es möglich, das erfindungsgemäße Schalldämpfungsmaterial (13) allein über die Wahl der Verfahrensparameter bei der thermischen Behandlung für den Endeinsatzzweck zu optimieren, ohne das dabei in das Herstellverfahren oder die Zusammensetzung des Ausgangsmaterials eingegriffen werden muss.Thus, it is possible to optimize the inventive sound damping material (13) solely on the choice of process parameters in the thermal treatment for the end use without the need to intervene in the manufacturing process or the composition of the starting material.

Die so hergestellten, erfindungsgemäßen Schalldämpfungsmaterialien können nun allen Bereichen von KFZ eingesetzt werden, die eine Luftschalldämpfung vertangen.The sound-deadening materials according to the invention thus produced can now be used in all areas of motor vehicles which impart airborne sound damping.

Claims (18)

Dreidimensionales Schalldämpfungsmaterial (13) aus Fasern thermoplastischer Polymere zur Absorption von Schallwellen, bestehend aus einer der Schallquelle zugewandten Oberseite (1) und einer der Schallquelle abgewandten Unterseite (2)
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schalldämpfungsmaterial (13) über seine Dicke homogen aus einer Mischung von Fasern gleicher oder unterschiedlicher Faserfeinheit besteht,
dass das Schalldämpfungsmaterial (13) im Bereich der Oberseite (1) zufällig unregelmäßig verteilte äußere Mikroreflektionsstellen (14) und innere Mikroreflektionsstellen (15) besitzt und
dass die inneren und äußeren Mikroreflektionsstellen (14) und (15) durch zufällig unregelmäßig geformte Strukturen der Faserquerschnitte (11) im Bereich der Oberseite (1) gebildet sind.Three-dimensional sound damping material (13) made of fibers of thermoplastic polymers for absorbing sound waves, consisting of an upper side (1) facing the sound source and an underside facing away from the sound source (2)
characterized,
that the sound damping material (13) is homogeneous in its thickness of a mixture of fibers of the same or different fiber fineness,
in that the sound-damping material (13) in the area of the upper side (1) has randomly distributed outer micro-reflec- tion sites (14) and inner micro-reflec- tion sites (15) and
in that the inner and outer microreflection points (14) and (15) are formed by randomly irregularly shaped structures of the fiber cross sections (11) in the area of the upper side (1). Schalldämpfungsmaterial nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schalldämpfungsmaterial eine Gesamtdicke von 5 bis 80mm aufweist.Acoustic damping material according to claim 1,
characterized,
that the sound damping material has a total thickness of 5 to 80mm. Schalldämpfungsmaterial nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, - dass die Fasern des der Oberseite (1) zugeordneten Bereichs in ihrem Querschnitt zufällig unregelmäßig verformt sind und - dass dieser Bereich eine Dicke von 5% bis 60 % der Gesamtdicke des Schalldämpfungsmaterials einnimmt. Acoustic damping material according to Claims 1 and 2,
characterized, - That the fibers of the top (1) associated area are randomly irregular deformed in cross section and - That this area occupies a thickness of 5% to 60% of the total thickness of the sound damping material. Schalldämpfungsmaterial nach Anspruch 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, - dass die inneren Mikroreflektionsstellen (15) in einem von der Oberfläche (1) ausgehenden Bereich vorliegen, dessen Ausdehnung 5% bis 60 % der Gesamtdicke des Schalldämpfungsmaterials (13) beträgt. Acoustic damping material according to claims 1 to 3,
characterized, - That the internal microreflection points (15) in a region extending from the surface (1) range, the extent of which is 5% to 60% of the total thickness of the sound damping material (13). Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unregelmäßigen Strukturen der Faserquerschnitte (11) in die Fasern durch thermische Behandlung der Oberseite (1) eingebracht sind.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 4,
characterized,
that the irregular structure of the fiber cross-sections (11) are incorporated into the fibers by thermal treatment of the upper side (1). Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anteil von inneren Mikroreflektionsstellen (15) von der Oberseite (1) zur Unterseite (2) kontinuierlich abnimmt.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 5,
characterized,
in that the proportion of internal micro-reflec- tion sites (15) from the upper side (1) to the lower side (2) decreases continuously. Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Anteil von Fasern mit unregelmäßigem Faserquerschnitt (11) von der Oberseite (1) zur Unterseite (2) kontinuierlich abnimmt.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 6,
characterized,
in that the proportion of fibers having an irregular fiber cross-section (11) decreases continuously from the upper side (1) to the lower side (2). Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schalldämpfungsmaterial über seine gesamte Dicke aus einer homogenen Mischung von Matrixfasern einheitlicher und/oder unterschiedlicher Faserfeinheit bestehtAcoustic damping material according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the sound damping material over its entire thickness consists of a homogeneous mixture of matrix fibers of uniform and / or different fiber fineness Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schalldämpfungsmaterial über seine gesamte Dicke aus einer homogenen Fasermischung von 10 bis 90Gew% Matrixfasern und 90 bis 10Gew.% Schmelzklebefasern einheitlicher und/oder unterschiedlicher Faserfeinheit besteht.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 8,
characterized,
that the sound damping material over its entire thickness of a homogeneous fiber mixture of 10 to 90Gew% matrix fibers and 90 to 10Gew.% of hot melt adhesive fibers of uniform and / or different fiber fineness. Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schmelzklebefasern homopolymer und/oder bikomponent sind.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the hot-melt adhesive fibers are homopolymer and / or bicomponent. Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die das Schalldämpfungsmaterial (13) bildenden Fasern Stapelfasern mit einer Länge von 15 bis 100mm und einer Faserfeinheit zwischen 0,9 bis 6,7 dtex sind.Acoustic damping material according to one of Claims 1 to 10,
characterized,
in that the fibers forming the sound damping material (13) are staple fibers having a length of 15 to 100 mm and a fiber fineness of between 0.9 and 6.7 dtex. Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Schalldämpfungsmaterial ein Flächengewicht zwischen 50 und 1000g/qm aufweist.Acoustic damping material according to one of claims 1 to 11,
characterized,
that the sound damping material has a basis weight between 50 and 1000g / qm. Schalldämpfungsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, - dass die Oberseite (1) zusätzlich zu den Mikroreflektionsstellen (14) Makroreflektionsstellen (3) enthält und - dass die Makroreflektionsstellen (3) mindestens ein Zehntel bezogen auf die Gesamtdicke des Schalldämpfungsmaterials in die Oberseite (1) eindringen. Acoustic damping material according to any one of claims 1 to 12,
characterized, - That the upper side (1) in addition to the microreflection points (14) contains macro-refraction sites (3) and - That the macro-refraction points (3) penetrate at least a tenth of the total thickness of the sound-absorbing material in the top (1). Verfahren zur Herstellung eines Schalldämpfungsmaterials gemäß den Ansprüchen 1 bis 13,
umfassend folgende Verfahrensschritte, - Herstellen eines Ausgangsmaterials (4) mit einer Oberseite (1) und einer Unterseite (2) - Andrücken der Oberseite (1) des Ausgangsmaterials (4) an die beheizte Oberfläche (6) einer Wärmeübertragungseinheit (5) - Erwärmen der Oberseite (1) durch den Kontakt mit der Oberfläche (6) auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes der das Ausgangsmaterial (4) bildenden Polymere - Unregelmäßiges thermisches Verformen der Faserquerschnitte der die Oberseite (1) bildenden Fasern durch Kontakthitze und - Abkühlen des Schalldämpfungsmaterials auf eine Temperatur unterhalb des Erweichungspunktes der das Ausgangsmaterial (4) bildenden Polymere. A method for producing a sound damping material according to claims 1 to 13,
comprising the following method steps, - Producing a starting material (4) with a top (1) and a bottom (2) Pressing the upper side (1) of the starting material (4) against the heated surface (6) of a heat transfer unit (5) - Heating the top (1) by the contact with the surface (6) to a temperature above the softening point of the starting material (4) forming polymers Irregular thermal deformation of the fiber cross sections of the fibers forming the upper side (1) by contact heat and - Cooling of the sound damping material to a temperature below the softening point of the starting material (4) forming polymers. Verfahren zu Herstellung eines Schalldämpfungsmaterials nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Ausgangsmaterials (4) an die Oberfläche (6) mittels Druck und / oder Zugspannung angedrückt wird.A method of manufacturing a sound deadening material according to claim 14,
characterized,
that the starting material (4) is pressed against the surface (6) by means of pressure and / or tensile stress. Verfahren zu Herstellung eines Schalldämpfungsmaterials nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, - dass in die Oberfläche (6) Makroreflektionsstellen (3) eingedrückt werden und - dass die Tiefe der Makroreflektiosstellen (3) mindestens ein Zehntel der Dicke des Ausgangsmaterials (4) beträgt. A method of manufacturing a sound deadening material according to claim 14 or 15,
characterized, - That in the surface (6) macro-refraction points (3) are pressed and - That the depth of Makroreflektiosstellen (3) is at least one tenth of the thickness of the starting material (4). Verfahren zu Herstellung eines Schalldämpfungsmaterials nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die thermische Behandlung kontinuierlich geschiehtA method of manufacturing a sound deadening material according to any one of claims 14 to 16,
characterized,
that the thermal treatment is done continuously Verfahren zu Herstellung eines Schalldämpfungsmaterials nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die thermische Behandlung diskontinuierlich geschiehtA method of manufacturing a sound deadening material according to any one of claims 14 to 17,
characterized,
that the thermal treatment is discontinuous
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