Gegenstand der Erfindung sind absorptive Schallisolierungen für den Kraftfahr- zeug-Innenraum und Kraftfahrzeug-Gepäckraum mit Absorptions-/Versteifungs- vliesen bzw. 3D-Absorbem, die teilweise oder vollständig Zellwolle aufweisen.

Viskosefasern, kurz Viskose oder Zellwolle genannt, umfassen Chemiefasern (Re- generatfasern), die vom Grundstoff Cellulose ausgehend mit Hilfe des Viskose- verfahrens industriell hergestellt werden. Beispielsweise werden Sägespäne mit Chemikalien gekocht, um die Cellulose herauszulösen. Anschließend wird die Cel- lulose mit Wasser, Natronlauge und Schwefelkohlenstoff zu einem Viskosebrei verarbeitet und durch Spinndüsen zu Viskosegarn verfestigt.

Die chemische Zusammensetzung der Viskosefasern (Grundbestandteil Cellulose) ähnelt dabei der von Baumwolle, auch ihre typische Faserfeinheit (etwa 10 bis 15 μm Durchmesser) sowie Faserlänge (etwa bis 40 mm).

Die Verwendung von Viskose ähnelt der von Baumwolle (Textilien, Mischgewebe mit Polyester usw.). Textilien daraus werden zu Kleidung verarbeitet. Anwen- dungsbeispiele sind z. B. Tampons, Feuchttücher, Wattestäbchen, Putztücher und Schwammtücher. Solche aus Viskose hergestellten Produkte haben ein hohes Wasseraufnahmevermögen. Viskosefasern bilden etwa 11 % der Kunstfaserpro- duktion.

Als Ausgangsmaterial für Viskosefasern dient Zellstoff, welcher seinerseits aus Holz von Buchen, Fichten, Eukalyptus, Pinien, Bambus oder ähnlichen stammt. Die verwendete Zellstoffqualität unterscheidet sich von der Papierzellstoff-Quali- tät dadurch, dass die Kettenlänge der Cellulosemoleküle kürzer und die Reinheit höher ist. Der Zellstoff für die Viskoseproduktion enthält weniger Restlignin und weniger Hemizellulosen beziehungsweise Pentosane. Er hat eine bessere Reakti- vität gegenüber Natronlauge und Schwefelkohlenstoff und eine bessere Löslich- keit in Natronlauge nach erfolgter Xanthogenierungsreaktion.

Für die Herstellung einer Spinnmasse für das Erspinnen der Viskosefasern wird im klassischen Viskoseverfahren der Zellstoff zunächst mit Natronlauge versetzt. In der wässrigen Natronlauge quillt die Cellulose (Mercerisierung). Auf diese lässt man Schwefelkohlenstoff einwirken. Dabei entsteht Natriumxanthogenat (Xan- that). Das orangegelbe Xanthat bildet in wässriger, verdünnter Natriumhydroxid- Lösung eine viskose Lösung. Diese Masse stellt die Viskose-Spinnmasse dar. Nach zwei- oder dreifacher Filtration, Nachreifung und Entlüftung besitzt dann diese Spinnmasse die geeignete Viskosität zur Wiederausfällung der Cellulose als Viskosefäden. Diese alkalische Lösung wird dazu durch Düsen in schwefelsaure Salzlösungen gepresst.

Für die Viskosefasern im klassischen Herstellungsprozess wird ein Schwefelsäure- spinnbad eingesetzt, welches zusätzlich noch fast bis zur Sättigungsgrenze Natri- umsulfat und eine geringe Menge Zinksulfat zur Verzögerung der Cellulose-Aus- fällungsreaktion enthält.

Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von Schallisolierungen bekannt, die unterhalb der Nutzschicht (Sichtfläche) Akustik- und/oder Verstei- fungsvliesstoffe aufweisen; deren Vlieszusammensetzungen unterschiedlich sind. Als Nutzschicht weitverbreitet sind beispielsweise Teppich-Oberwaren vorzufin- den, nämlich insbesondere Tufting-, Velours- und Flachnadelvlies-Teppiche.

Unterhalb der Nutzschicht befinden sich auch Klebeschichten, Akustik-/Verstei- fungs-Vliese, Dicht- und Schwerfolien sowie Kontakt-/Folienvliese. Die Beschich- tung, meist als Klebeschicht für Untervliese, aber auch zur Versteifung, umfasst insbesondere Thermoplaste, vorwiegend PE oder PP.

Die Unterschichten, wie Akustik- und/oder Versteifungsvliese, bestehen in der Regel überwiegend aus PET- und Mischfaservliesen, oftmals mit einem BiCo-Fa- seranteil(BiCo=Bikomponenten). Als Dicht- oder Dämmfolien finden ebenfalls thermoplastische Folien, insbesondere PE/PA- und PE/PA/PE-Folien sowie Folien- vliese PE/PA/PE+PET Anwendung. PE/PA steht dabei für eine Folienmaterial, das sowohl Polyethylen (PE) als erste Schicht wie auch Polyamid (PA) als zweite Schicht enthält. Je nach akustischen Anforderungen werden auch sogenannte Schwerfolien partiell oder vollflächig als Dämmfolien eingesetzt. Zwischen der Oberware (Nutzschicht plus Unterschichten) und dem Karosserie- boden befindet sich üblicherweise weiterhin eine Isolationsschicht, die insbeson- dere aus PUR-Schaum oder auch aus Vliesstrukturen (Vliese oder Faser-Flock- (HMP)Verbunde) gebildet sein kann. Wird ein Schaum eingesetzt, ist dieser in der Regel mit der Oberware fest verbunden (angeschäumt). Vlies-/Faser- Flockstrukturen können mit der Oberware ebenfalls fest verbunden sein, wobei diese dann in der Regel verklebt sind. Es findet aber auch ein reines Übereinan- derlegen ohne feste Verbindung Anwendung.

Insbesondere bei VANs, SUVs, Pickups und leichten Nutzfahrzeugen sind im Stand der Technik auch Gummi, PUR-RIM, PVC und zunehmend TPO als Nutz- schicht im Einsatz.

In Kraftfahrzeugen werden insbesondere im Fahrgastraum und Gepäckraum thermoformbare Akustik- und/oder Versteifungsvliesstoffe eingesetzt. Meist sind dies locker verpresste duroplastisch oder thermoplastisch gebundene Textilfaser- vliesstoffe sowie Kombinationen von Schaumstoff- und / oder Vliesstoffschichten mit gleichen oder verschiedenen Strömungswiderständen. Darüber hinaus finden auch sogenannte Strömungsvliesstoffe Anwendung, um zielgerichtet die Akustik zu tunen.

Zur Beeinflussung des Schallschluckvermögens in Korrelation mit der Trittsteifig- keit werden bei Bodenverkleidungen poröse, lüft- und damit schalloffene Schich- ten zwischen der eigentlichen Oberware (Nutzschicht) und den prozessbedingten Dicht- und Schwerschichten beziehungsweise der Isolation eingefügt. Als poröse, lüft- und damit schalloffene Schichten finden hier Polyester- und Mischfaserv- liese, sowie mikro-perforierte Folien, Anwendung. Die Trittfestigkeit wird auch durch den Anteil an Bikomponentenfasern (BiCo) in den Vliesstoffen beeinflusst.

Bei bekannten Bodenverkleidungs-Isolationen hergestellt im Faser- Flock- Verfah- ren, besteht die Faser-Mischung vornehmlich aus BiCo- und PET-Fasem, sowie Reißbaumwolle und PU-Schaumflocken. Vliesstoff-Anwendungen bei Stimwand-Materialstrukturen betreffen häufig einla- gige Vliesstoffe, mehrschichtige Vliesstoffe und hinterschäumte Vliesstoffe. Vorwiegend bei Seitenverkleidungen, Heckklappenverkleidungen, Radhausabde- ckungen, Gepäckraumdeckel und Reserveradmulden finden auch Vliesstoffe und/oder Vliesstoffkombinationen im Gepäckraum ihre Anwendung.

EP 0 301 874 B1 betrifft regenerierte Cellulosefilamente, insbesondere Viskose- filamente, die einen mehrgliedrigen (mehrschenkeligen) Querschnitt aufweisen, auf Fasern, die solche Filamente umfassen, und daraus gebildete Produkte. Ein Vorteil von mehrgliedrigen Viskosefilamenten gegenüber herkömmlichen Viskose- filamenten mit kreisförmigem Querschnitt ist ihre größere Masse, da die Um- fangsfläche der mehrgliedrigen Filamente größer ist als ihre tatsächliche Quer- schnittsfläche.

Ein weiterer Vorteil von mehrgliedrigen Viskosefilamenten ist ihre erhöhte Saug- fähigkeit gegenüber herkömmlichen Filamenten. Im Automobilsektor stellt dies jedoch eher einen Nachteil dar, wenn die entsprechenden Bauteile nach einer Be- netzung mit Wasser wieder trocknen sollen.

EP 0 301 874 B1 stellt ein festes Filament aus regeneriertem Cellulosematerial mit einer Faserfeinheit von weniger als 5,0 dtex und einem mehrgliedrigen Quer- schnitt bereit, wobei jedes Glied ein Seitenverhältnis von Länge zu Breite von mindestens 2:1 aufweist. Das Seitenverhältnis von Länge zu Breite der Filament- glieder beträgt im Allgemeinen 2:1 bis 10:1, vorzugsweise 2:1 bis 7:1 und be- vorzugter 3:1 bis 5:1. Im Allgemeinen ist der Grad des freien Volumens der Fila- mente umso höher, je höher das Aspektverhältnis ist. Dies ergibt ein hohes Maß an Saugfähigkeit, wenn die Filamente in Stapelfaserform vorliegen, vorausge- setzt, die Gliedmaßen sind nicht so lang und dünn, dass sie sich auf sich selbst zurückbiegen. Das hier beschriebene Filament weist vorzugsweise 3 oder 4 Glied- maßen auf, obwohl es auf Wunsch mehr als 4 Gliedmaßen aufweisen kann, und weist auch vorzugsweise eine Querschnittsform auf, die im Allgemeinen (d.h. weitgehend) symmetrisch um mindestens eine Achse ist, wie in a Y-, X-, H- oder T-förmiger Filamentquerschnitt, obwohl auch andere Formen im Umfang der Er- findung enthalten sind. Vorzugsweise hat das Filament einen Y-förmigen Quer- schnitt. Der Winkel zwischen den Gliedmaßen variiert je nach Querschnittsform und kann beispielsweise 5 bis 180 ° betragen, obwohl es bevorzugt ist, dass der Filamentquerschnitt so regelmäßig wie möglich ist.

Das hier beschriebene Filament hat eine geringe Faserfeinheit (Einzeltiter) von weniger als 5,0 dtex, wobei eine geringere Faserfeinheit für Produkte mit hoher Saugfähigkeit vorteilhaft ist. Im Allgemeinen liegt die Faserfeinheit zwischen 0,5 und 5,0 dtex, bevorzugter jedoch zwischen 1,5 und 4,0 dtex. Die Filamente wer- den vorteilhafterweise in Form von Stapelfasern hergestellt. Die Kombination der mehrgliedrigen Querschnittsform und der geringen Faserfeinheit ergibt Fila- mente, die in Stapelfaserform eine hohe Saugfähigkeit aufweisen. Zusätzlich hat die Faser eine hohe Masse, einen baumwollartigen Griff und eine Zähigkeit, die ungefähr herkömmlichen Viskosefilamenten mit kreisförmigem Querschnitt für eine gegebene Viskosezusammensetzung und Faserfeinheit entspricht.

Die Stapelfaser umfasst vorzugsweise mehrgliedrige Filamente, die im Wesentli- chen alle die gleiche Querschnittsform aufweisen. Dies ermöglicht eine leichtere Kontrolle der Fasereigenschaften wie Saugfähigkeit und Masse. Falls gewünscht, kann die Stapelfaser jedoch eine Mischung von Filamenten mit zwei oder mehr unterschiedlichen Querschnittsformen umfassen, vorausgesetzt, dass mindestens einige der Filamente einen für die hier beschriebenen Filamente charakteristi- schen mehrgliedrigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise sind die Filamente Viskose, und sie werden zweckmäßigerweise aus einer Standardviskosezusam- mensetzung unter Verwendung von Standardviskose-Spinnbedingungen gespon- nen, mit der Ausnahme, dass die herkömmlichen kreisförmigen Löcher durch mehrgliedrige geformte Extrusionslöcher in der Spinndüse ersetzt werden. Da die hergestellten Filamente eher eine feste als eine hohle Struktur aufweisen, wer- den die mit der Herstellung von hohlen Filamenten verbundenen Nachteile ver- mieden.

Nach dem Spinnen werden die Filamente gedehnt und dann vorzugsweise in Sta- pellängen geschnitten, gewaschen und getrocknet unter Verwendung herkömmli- cher Techniken, um Stapelfasern zu ergeben. Aus der Faser gebildete Produkte können ausschließlich die vorgenannten Fasern enthalten, d.h. aus diesen bestehen oder mit anderen Fasern gemischt werden, d.h. diese enthalten. Diese anderen Fasern können beispielsweise Cellulosefasern wie Standardviskose oder Baumwolle oder Nicht-Cellulosefasern wie Polyester sein. Zusätzlich kann die vorgenannte Faser in nur einer Querschnittsform, bei- spielsweise nur Y-förmig, in ein Produkt eingearbeitet werden, oder alternativ können zwei oder mehrere verschiedene Querschnittsformen verwendet werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorgenannten Stand der Technik ist somit die Bereitstellung einer Vlies-Faser-Mischung für Absorption- /Versteifungsvliese sowie einer 3D-Absorber-Faser-Mischung, die die teilweise o- der vollständig Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Quer- schnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis größer 2:1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5-5 dtex beträgt, beinhalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform eine Schallisolation für den Kraftfahrzeuginnen- und Gepäckraum umfassend

(a) eine Nutzschicht und

(b) einem darunter kaschiertem Absorptions-/Versteifungsvlies enthaltend Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform mit wenigsten drei Schenkeln, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigstens 2:1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt.

Während der Stand der Technik in Bezug auf die oben genannten Fasern sich im Wesentlichen mit der Saugfähigkeit beschäftigt hat, widmet sich die vorliegende Erfindung erstmals der Schallisolation unter Einsatz der genannten Fasern auf ei- nem speziellen Gebiet der Fahrzeugakustik, hier dem Kraftfahrzeuginnen- und Gepäckraum. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung werden also Stirnwand innen, Bodenverkleidung, inkl. Isolation, Dachhimmel, Hutablage, Gepäckraumseitenverkleidung, Radhausabdeckung innen, Reserveradmulde, Ge- päckraumdeckel und Ladeboden ausgestattet.

Aus dem Stand der Technik sind keine Schallisolationen bekannt, die teilweise o- der vollständig Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Quer- schnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis größer 2:1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5-5 dtex beträgt, beinhalten.

Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung besteht das Absorpti- ons-/Versteifungsvlies vollständig aus Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform mit wenigsten drei Schenkeln, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigs- tens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt. Erfindungsge- mäß kann bis zu 95 Gew.-% der zuvor definierten Zellwolle durch andere Fasern ersetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform wurde eine mikroperforierte PA/PE-Folie (bei- spielsweise 65μm, 50μm PA/15μm PE, Lochdurchmesser 0,12 mm) mit einem Vlies, beispielsweise bestehend aus 25 Gew.-% handelsüblichen BiCo-Fasern [co- PET] und 75 Gew.-% Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigs- tens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt, kaschiert.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht in der Verwendung einer Fa- ser-Mischung 35 Gew.% BiCo und 65 Gew.% Zellwolle aus massiven Einzelpha- sen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vor- handen sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigstens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt; woraus im an sich bekannten Faser-Flock-Verfahren eine 3D- Bodenverkleidungs-Isolation hergestellt wurde. Eine bevorzugte Faser-Mischung für Schallisolierungen, hergestellt im Faser- Flock-Verfahren umfasst beispielsweise 25 Gew.-% BiCo, 20 Gew.-% PET mit gu- ter Kräuselung und 55 Gew.-% Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite- Verhältnis von wenigstens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex be- trägt.

Diese wiederum kann mit einer üblichen Nutzschicht aus Tufting-, Velours- oder Flachnadelvlies-Teppich, kaschiert werden.

Oft finden dann noch Zwischenschichten, Akustik-/Versteifungsvliese sowie PE/PA/PE - Folien (geschlossen oder mikroperforiert) Anwendung.

Wesentliche Elemente der vorliegenden Erfindung sind Schallisolierungs-Struktu- ren, bei denen die akustischen, mechanischen und verarbeitungstechnischen Ei- genschaften durch eine zielorientierte Rezeptur der Faser- Mischung mit Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zu- mindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Quer- schnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigstens 2 zu 1 aufwei- sen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt, ein anforderungsbedingtes opti- mieren / tunen ermöglicht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine absorptive Schallisolation wie oben definiert, die eine 3D-Schallisolations- Geometrie, gefertigt im Faser-Flock-Verfahren (HMP-Technologie) umfasst.

Das Material der Nutzschicht kann verschiedenen Anwendungszwecken im Kraft- fahrzeug dienen. Besonders bevorzugt umfasst die Nutzschicht

(a1) einen Tufting-Teppich, insbesondere mit den Gammaterialien PA6.6, PA6, PP, rPA und PET, rPET sowie die entsprechenden bio- basierenden Polyamide (PA 5.10; PA 6.10) (a2) einen Velour- und Flachnadelvlies-Teppich, insbesondere mit den Faserma- terialien PET, PET/PP, PP, PA/PET und rPET,

(a3) eine mikroperforierte Folie oder

(a4) ein PET oder Mischfaser-Vlies.

Der Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere in der Bereitstellung von verformungsfähigen/-stabilen Vliesschichten, enthaltend oder bestehend aus Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigstens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt; die in die Materialstruktur von Schallisolationen integriert werden; sowie in der Faser-Mischung von 3D-Ab- sorbem mit teilweise oder vollständig Zellwolle aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Querschnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite- Verhältnis von wenigstens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex be- trägt; hergestellt im Faser-Flock-Verfahren, und damit neue, eigenschaftsopti- mierte Schallisolierungen bereitgestellt werden können.

Ausführungsbeispiel:

Beispiel 1:

Zum Nachweis der akustischen Wirksamkeit wurden jeweils ein 400 g/m ² und ein 600 g/m ² Nadelvlies aus handelsüblicher Zellwolle [GALAXY® VY Faser der Kel- heim Fibres GmbH] aus massiven Einzelphasen mit mehrschenkeliger Quer- schnittsform, wobei zumindest drei Schenkel vorhanden sind, bei denen die Schenkel des Querschnittsprofils jeweils ein Länge/Breite-Verhältnis von wenigs- tens 2 zu 1 aufweisen und der Einzeltiter 0,5 bis 5 dtex beträgt, in an sich be- kannter Weise hergestellt.

Beispiel 2:

Des Weiteren wurde jeweils ein 400 g/m ² (VEGRO 400) und ein 600 g/m ² (VEGRO 600) Nadelvlies aus 30 Gew.-% PET (12 dtex / Länge 64 mm), 30 Gew.- % PET (11 dtex / Länge 60 mm) und 40 Gew.-% PET (6,7 dtex / Länge 64 mm) hergestellt.

Die Absorptionsmessungen, durchgeführt in einer üblichen Alpha-Kabine sind in Fig. 1 dargestellt.

In Fig. 2 sind Messergebnisse verpresst / unverpresst, gemessen im Impedanz- rohr, dargestellt.

Deutlich zeigen die Figs, die absorptive Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Schallisolationen.

Beispiel 3:

In Anwendung für eine Boden- und Kofferraumverkleidungen wurden die 600 g/m ² Zellwollnadel-Vliese und die PET-Nadel-Vliese gemäß Beispielen 1 und 2 je- weils mit einem Tufting-Teppich (600 g/m ² PA), einem Velour-Teppich (560 g/m ² PET) und einem Flachnadelvlies (300 g/m ² ) kaschiert und jeweils im Impedanz- rohr vermessen. Die deutlich bessere absorptive Wirksamkeit der erfindungsge- mäßen Verbünde mit Zellwollnadel-Vliese gegenüber dem PET- Nadel vlies ist in den Figs. 3 bis 5 zu sehen.