BR0313421B1 - Process for molding an acoustic insulation laminate - Google Patents
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Description
"PROCESSO PARA MOLDAR UM LAMINADO DE ISOLAÇÃO ACÚSTICA" Antecedentes da invenção [001] A presente invenção relaciona-se com um produto laminado para isolação acústica e mais especificamente com um produto laminado para isolação acústica compreendendo uma manta de isolação ou material absorvente acústico, uma face, suporte de poliolefina ou ambos, e um tecido de face frontal e posterior que aumenta o coeficiente de redução de ruido total. [002] O uso de fibra de vidro na fabricação de produtos acústicos e de isolação é bem conhecido. Além disso, materiais de isolação compreendidos de fibra de vidro e fibras orgânicas incluindo algodão, bem como fibras sintéticas ou produzidas pelo homem, conformadas em mantas e utilizando uma resina termofixa têm sido utilizados por muitos anos na fabricação de produtos de isolação e acústicos. Por exemplo, a patente U.S. N° 2,689,199 ensina o uso de polímeros termoplásticos e fibras de vidro refratárias na fabricação de um tecido flexivel poroso não entrelaçado e a patente U.S. N° 2,695,855 ensina o uso de algodão, rayon, nylon ou fibras de vidro com uma resina apropriada para um material de isolação térmica ou acústica. E, a patente U.S. N° 4,868,235 ensina um produto fibroso não entrelaçado compreendendo uma matriz misturada de fibras de vidro e fibras sintéticas tendo um material condutivo de aluminio, cobre ou negro de fumo, em pó, e uma resina termofixa dispersa na matriz. Entretanto, um número destes produtos de isolação que contêm fibras de vidro e fibras sintéticas são geralmente quebradiços e facilmente partidos ou trincados quando submetidos a flexionamento excessivo durante instalação ou uso. Além disso, estes produtos de isolação acústica geralmente absorvem altas freqüências bem mas não absorvem baixas freqüências tão bem. [003] Existem geralmente três tipos de fibra de vidro que podem ser usados para produzir a isolação acústica. Os primeiros dois tipos são conhecidos como fibra de vidro rotativa e afinada por chama os quais são geralmente formados de cordões de fibra de vidro de 5 microns de diâmetro ou menor, mas podem exceder 5 microns dependendo da aplicação. O terceiro tipo de fibra de vidro é tipicamente conhecido como cordão continuo ou fibra de vidro têxtil e geralmente tem um diâmetro maior que 5 microns. Comparando os três tipos, os primeiros dois produtos são tipicamente mais caros para produzir, historicamente têm melhores características de absorção sonora, mas provocam mais irritação à pele humana, são mais respiráveis devido a seu menor diâmetro e portanto são mais arriscados para a saúde. E, embora o diâmetro menor permita maior densidade a qual corresponde à sua capacidade para absorver som, o menor diâmetro resulta em menor durabilidade. Pelo outro lado, a fibra de vidro têxtil é tipicamente mais forte, mais durável, e menos perigosa para humanos. [004] Embora a isolação acústica de fibra de vidro e a maioria dos outros absorventes sonoros tipicamente trabalhem bem para sons de freqüência mais alta acima de cerca de 2500 Hz, as freqüências de faixa mais baixa são mais difíceis para absorver. Freqüências menores que cerca de 2500 Hz freqüentemente passam através de isolações acústicas de fibra de vidro conhecidas o que é altamente indesejável em, por exemplo, um automóvel. [005] Polifilmes não porosos têm sido usados com materiais absorventes acústicos para absorver freqüências especificas limitadas antes do que uma faixa mais ampla de freqüências. Entretanto, isto não é útil em situações onde um envoltório é bombardeado por uma faixa ampla de freqüências acústicas. Além do mais, o polifilme, o qual tipicamente absorve sons de baixa freqüência, diminui dramaticamente a capacidade do material de absorção sonora para absorver sons de alta freqüência. [006] Em vista das deficiências em laminados acústicos conhecidos, está aparente que um laminado acústico é necessário o qual efetivamente absorva tanto freqüências de faixa alta quanto freqüências de faixa baixa, seja eficiente em custos, de peso leve, durável, e mais forte que materiais absorventes acústicos conhecidos.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an acoustic insulation laminate and more specifically to an acoustic insulation laminate comprising an insulating blanket or acoustic absorbent material. face, polyolefin support or both, and a front and rear face fabric that increases the total noise reduction coefficient. [002] The use of fiberglass in the manufacture of acoustic and insulation products is well known. In addition, insulation materials comprised of fiberglass and organic fibers including cotton, as well as man-made or synthetic fibers, formed into blankets and using a thermosetting resin have been used for many years in the manufacture of insulation and acoustic products. For example, US Patent No. 2,689,199 teaches the use of thermoplastic polymers and refractory glass fibers in the manufacture of a nonwoven porous flexible fabric and US Patent No. 2,695,855 teaches the use of cotton, rayon, nylon or glass fibers with a resin suitable for a thermal or acoustic insulation material. And, U.S. Patent No. 4,868,235 teaches a nonwoven fibrous product comprising a mixed matrix of fiberglass and synthetic fibers having a conductive aluminum, copper or carbon black material in powder form and a thermoset resin dispersed in the matrix. However, a number of these insulation products containing glass fibers and synthetic fibers are generally brittle and easily cracked or cracked when subjected to excessive flexing during installation or use. In addition, these acoustic insulation products generally absorb high frequencies as well but do not absorb low frequencies as well. There are usually three types of fiberglass that can be used to produce acoustic insulation. The first two types are known as rotary and flame-tuned fiberglass which are generally formed of fiberglass strands 5 microns in diameter or smaller, but may exceed 5 microns depending on the application. The third type of fiberglass is typically known as continuous cord or textile fiberglass and generally has a diameter greater than 5 microns. Comparing the three types, the first two products are typically more expensive to produce, historically have better sound absorption characteristics, but cause more irritation to human skin, are more breathable due to their smaller diameter and therefore are healthier. And while the smaller diameter allows for greater density which corresponds to its ability to absorb sound, the smaller diameter results in less durability. On the other hand, textile fiberglass is typically stronger, more durable, and less hazardous to humans. [004] Although fiberglass sound insulation and most other sound absorbers typically work well for higher frequency sounds above about 2500 Hz, lower range frequencies are more difficult to absorb. Frequencies less than about 2500 Hz often pass through known fiberglass acoustic insulation which is highly undesirable in, for example, a car. Non-porous polyfilms have been used with acoustic absorbing materials to absorb limited specific frequencies rather than a wider range of frequencies. However, this is not useful in situations where a wrap is bombarded by a wide range of acoustic frequencies. In addition, polyfilm, which typically absorbs low frequency sounds, dramatically diminishes the ability of the sound absorbing material to absorb high frequency sounds. In view of deficiencies in known acoustic laminates, it is apparent that an acoustic laminate is required which effectively absorbs both high range and low range frequencies, is cost efficient, lightweight, durable, and stronger than known acoustic absorbent materials.
Sumário da invenção [007] É um objetivo da presente invenção prover um laminado de isolação acústica melhorado compreendendo uma manta de isolação acústica e uma película de poliolefina tendo performance igual ou melhor do que material absorvente existente em um peso mais leve. [008] É um objetivo adicional da presente invenção prover um laminado de isolação acústica com uma ampla faixa de absorção de freqüências. [009] É ainda um objetivo ainda mais adicional prover uma isolação acústica para automóveis, que seja mais leve em peso que outras isolações acústicas, melhorando assim o consumo de combustível e reduzindo o gasto operacional do automóvel. [0010] É ainda um objetivo adicional prover um polifilme poroso em combinação com e o qual reforce absorventes sonoros acústicos conhecidos tais como fibra de vidro, algodão, sintético, misturas de algodão-sintético, outros absorventes acústicos quer produzidos pelo homem ou naturais, para prover uma faixa igual ou maior de absorção sonora. [0011] Também é um objetivo da presente invenção prover um laminado absorvente sonoro altamente efetivo usando matérias- primas recicladas que seja econômico para produzir. [0012] É ainda um objetivo ainda mais adicional da presente invenção prover uma película de poliolefina tendo uma abertura total de passagem de fluxo de pelo menos 0,25 por cento da área superficial da película, e preferivelmente entre 0,25 por cento e 50 por cento da área superficial da película. [0013] Ainda um objetivo adicional da presente invenção é prover um processo para formar o laminado acústico tendo uma camada de poliolefina porosa. [0014] Mais particularmente, o laminado de isolação acústica da presente invenção inclui uma manta de isolação ou material absorvente e um polifilme ou película de poliolefina porososos. Um exemplo de um material absorvente que pode ser usado na presente invenção é um material fibroso de fibra de vidro com nylon e um co-ligante de resina termofixa. Um exemplo de tal manta de fibra de vidro está registrado na patente U.S. número 5, 883, 020 emitida para Bargo e al. e é incorporada aqui por referência. [0015] A presente invenção adicionalmente inclui pelo menos uma camada de película de poliolefina ou polifilme porosos afixados à manta de isolação acústica para absorver as freqüências de faixa mais baixa que a manta de isolação acústica tipicamente não absorve bem. O polifilme tipicamente atua como uma barreira para os sons de alta freqüência, entretanto, a natureza porosa do polifilme da presente invenção permite o polifilme atuar como um absorvente para som de baixa freqüência, e ainda permite uma ampla faixa de sons de freqüência mais alta passar para o material absorvente onde laminados de polifilme anteriores falharam. 0 polifilme pode ser um plástico termofixo tal que o polifilme se ligue termicamente à manta de isolação acústica.Summary of the Invention It is an object of the present invention to provide an improved acoustic insulation laminate comprising an acoustic insulation mat and a polyolefin film having equal or better performance than existing lighter weight absorbent material. It is a further object of the present invention to provide an acoustic insulation laminate with a wide frequency absorption range. [009] It is an even further goal to provide an acoustic insulation for automobiles that is lighter in weight than other acoustic insulation, thereby improving fuel consumption and reducing the car's operating expense. It is a further object to provide a porous polyfilm in combination with and which reinforces known acoustic sound absorbers such as fiberglass, cotton, synthetic, synthetic cotton blends, other man-made or natural sound absorbers for provide an equal or greater range of sound absorption. It is also an object of the present invention to provide a highly effective sound absorbent laminate using recycled raw materials that is economical to produce. It is an even further object of the present invention to provide a polyolefin film having a total flow passage aperture of at least 0.25 percent of the surface area of the film, and preferably between 0.25 percent and 50 µm. percent of the surface area of the film. A still further object of the present invention is to provide a process for forming the acoustic laminate having a porous polyolefin layer. More particularly, the acoustic insulation laminate of the present invention includes an insulation mat or absorbent material and a porous polyolefin or polyolefin film. An example of an absorbent material that can be used in the present invention is a nylon fiberglass fiber material and a thermoset resin co-binder. An example of such a fiberglass blanket is disclosed in U.S. Patent No. 5,883,020 issued to Bargo et al. and is incorporated herein by reference. The present invention additionally includes at least one porous polyolefin or polyfilm film layer affixed to the acoustic insulation blanket to absorb the lower band frequencies that the acoustic insulation blanket typically does not absorb well. Polyfilm typically acts as a barrier to high frequency sounds, however, the porous nature of the polyphilm of the present invention allows the polyfilm to act as an absorber for low frequency sound, and yet allows a wider range of higher frequency sounds to pass through. for the absorbent material where previous polyfilm laminates have failed. The polyfilm may be a thermosetting plastic such that the polyfilm is thermally bonded to the acoustic insulation blanket.
Alternativamente, o polifilme pode ser aplicado à manta de isolação acústica com o uso de resinas, copolimeros, poliésteres e outros materiais termoplásticos. 0 polifilme é preferivelmente compreendido de uma poliolefina, particularmente um polipropileno ou polietileno e deve ser posicionado entre a fonte de som e a manta de isolação acústica tal que a película ressoe contra o material absorvente para destruir a energia acústica do som de baixa freqüência. 0 polifilme preferivelmente tem uma pluralidade de aberturas de passagem de fluxo acústico espaçadas permitindo sons de alta freqüência passar através delas e ser absorvido pela manta de isolação acústica. A área superficial da pelo menos uma abertura de passagem de fluxo acústico pode ser entre 0,25 por cento e 50,0 por cento. Antes da moldagem, as aberturas de passagem de fluxo acústico podem ser circulares, quadradas, ou qualquer outra forma geométrica pré-selecionada incluindo fendas. E, com a moldagem, o polifilme compreende múltiplas aberturas com formas randômicas tendo vários formatos, tamanhos, e áreas permitindo a película absorver sons de baixa freqüência e permitindo sons de alta freqüência passarem através e serem absorvidos pelo material absorvente acústico. Em operação o polifilme absorve sons de baixa freqüência ressoando e destruindo energia acústica enquanto refletindo alguns sons de alta freqüência. Outros sons de faixa de alta freqüência passando através das aberturas de passagem de fluxo acústico são absorvidos pela manta de isolação acústica. 0 polifilme pode ser usado com conhecidos absorventes de fibra de vidro rotativa, afinada por chama, ou têxtil, bem como outros absorventes acústicos para reforçar sua capacidade para absorver uma ampla faixa de freqüências de sons. [0016] Finalmente o laminado de isolação acústica pode incluir um tecido de face se estendendo sobre a pelicula. O tecido de face auxilia a reter o laminado unido e provê uma aparência esteticamente agradável. O tecido de face também afeta a quantidade de distorção das aberturas de polifilme e portanto a performance do polifilme. [0017] Todos os objetivos acima delineados devem ser entendidos como exemplares somente e muitos outros objetivos da invenção podem ser juntados aos poucos a partir da divulgação aqui. Portanto, nenhuma interpretação limitante dos objetivos notada deve ser entendida sem leitura adicional de toda a especificação, reivindicações, e desenhos incluidos aqui.Alternatively, the polyfilm may be applied to the acoustic insulation mat using resins, copolymers, polyesters and other thermoplastic materials. The polyfilm is preferably comprised of a polyolefin, particularly a polypropylene or polyethylene, and should be positioned between the sound source and the acoustic insulation blanket such that the film resonates against the absorbing material to destroy the acoustic energy of low frequency sound. The polyfilm preferably has a plurality of spaced acoustic flow passage openings allowing high frequency sounds to pass therethrough and to be absorbed by the acoustic insulation blanket. The surface area of at least one acoustic flow passage aperture may be between 0.25 percent and 50.0 percent. Prior to molding, acoustic flow through openings may be circular, square, or any other pre-selected geometric shape including slots. And with molding, the polyfilm comprises multiple randomly shaped openings having various shapes, sizes, and areas allowing the film to absorb low frequency sounds and allowing high frequency sounds to pass through and be absorbed by the acoustic absorbing material. In operation the polyfilm absorbs low frequency sounds by resonating and destroying acoustic energy while reflecting some high frequency sounds. Other high frequency band sounds passing through the acoustic flow passage openings are absorbed by the acoustic insulation blanket. The polyfilm may be used with known flame-retardant rotary fiberglass or textile absorbers as well as other acoustic absorbers to enhance their ability to absorb a wide range of sound frequencies. Finally the acoustic insulation laminate may include a face fabric extending over the film. The face fabric helps retain the bonded laminate and provides an aesthetically pleasing appearance. The face tissue also affects the amount of distortion of the polyfilm apertures and thus the performance of the polyfilm. All of the above objectives are to be understood as exemplary only and many other objects of the invention may be pieced together from the disclosure herein. Therefore, no limiting interpretation of the intended purposes should be understood without further reading the entire specification, claims, and drawings included herein.
Descrição resumida dos desenhos [0018] A fig. 1 mostra uma vista em perspectiva do laminado de isolação acústica da presente invenção; [0019] A fig. 2 mostra uma vista em corte do laminado de isolação acústica da fig. 1 incluindo adicionalmente um tecido de face; e [0020] A fig. 3 mostra um gráfico do coeficiente de absorção de tanto uma isolação acústica de fibra de vidro quanto uma isolação acústica de fibra de vidro com uma película de poliolefina porosa.Brief Description of the Drawings Fig. 1 shows a perspective view of the acoustic insulation laminate of the present invention; Fig. 2 shows a cross-sectional view of the acoustic insulation laminate of fig. 1 further including a face fabric; and FIG. 3 shows a graph of the absorption coefficient of both a fiberglass sound insulation and a fiberglass sound insulation with a porous polyolefin film.
Descrição detalhada da configuração preferida [0021] De acordo com a presente invenção como mostrado nas figs. 1 e 2, um laminado de isolação acústica 10 é provido aqui tendo pelo menos uma superfície frontal e uma posterior. O laminado de isolação acústica 10 inclui uma isolação acústica ou manta de material absorvente sonoro 12, uma película de poliolefina 14 tendo pelo menos uma abertura de passagem de fluxo acústico 16, e preferivelmente um tecido de face 18. A manta de isolação acústica 12 tem uma superfície frontal e uma posterior, é preferivelmente formada de fibra de vidro, e pode variar de peso e espessura para variar as características de absorção de freqüência. Uma manta de fibra de vidro preferida terá de 2 mm a 155 mm de espessura e a película terá de cerca de 5,08 mícron (0,2 mil) a 508 mícrons (0,2 mil) de espessura. Além disso, a área da seção transversal da abertura 16, antes da moldagem, será de 0,10 a 25,4 milímetros quadrados (mm2) e espaçada através de toda a película. As fibras de fibra de vidro têxtil, preferivelmente de menos que 12,7 mm a cerca de 127 mm de comprimento e maiores que 5 mícrons de diâmetro, são combinadas para formar uma manta de isolação acústica 12. E, embora esteja dentro do escopo desta invenção usar cordões de fibra de vidro afinados por chama ou rotativos, é preferível usar fibra de vidro têxtil que é mais durável, menos irritável, mais econômica e portanto preferida em uma pluralidade de aplicações incluindo por exemplo a indústria automotiva. A manta de isolação acústica 12 também pode incluir nylon e resinas em sucata reciclada como co-ligantes para manter as partículas de fibra de vidro em forma de manta. Quando a manta de isolação acústica 12 é formada de fibra de vidro, a manta 12 é tipicamente um bom isolador acústico para faixas de freqüências acima de cerca de 2500 hertz (Hz) mas não é tão efetiva em freqüências abaixo de 2500 Hz. Uma tal manta é descrita na patente U.S. número 5,883,020 emitida para Bargo e outros. [0022] Na fabricação de um produto da presente invenção, uma mistura de complexo de fibra-ligante é formada e uma folha de pelicula de poliolefina porosa ou polifilme 14 é esticada sobre uma seção planar da manta de isolação 12 e ligeiramente pré-aquecida até pelo menos cerca de -17,22 graus Celsius (220 graus Fahrenheit), para um polietileno, para grudar a manta 12 e o polifilme 14 juntos.Detailed Description of the Preferred Embodiment According to the present invention as shown in figs. 1 and 2, an acoustic insulation laminate 10 is provided herein having at least one front and one rear surface. The acoustic insulation laminate 10 includes an acoustic insulation or sound absorbing material mat 12, a polyolefin film 14 having at least one acoustic flow passage opening 16, and preferably a face fabric 18. The acoustic insulation mat 12 has a front and a rear surface is preferably formed of fiberglass, and may vary in weight and thickness to vary the frequency absorption characteristics. A preferred fiberglass mat will be from 2 mm to 155 mm thick and the film will be about 5.08 microns (0.2 mil) to 508 microns (0.2 mil) thick. In addition, the cross-sectional area of aperture 16 prior to molding will be from 0.10 to 25.4 square millimeters (mm2) and spaced across the entire film. Textile fiberglass fibers, preferably less than 12.7 mm to about 127 mm in length and greater than 5 microns in diameter, are combined to form an acoustic insulation mat 12. And, although within the scope of this As the invention uses flame-tuned or rotary fiberglass strands, it is preferable to use textile fiberglass which is more durable, less irritable, more economical and therefore preferred in a plurality of applications including for example the automotive industry. The soundproofing mat 12 may also include nylon and recycled scrap resins as co-binders to keep the fiberglass particles in mat shape. When the acoustic insulation mat 12 is made of fiberglass, the mat 12 is typically a good acoustic insulator for frequency ranges above about 2500 hertz (Hz) but is not as effective at frequencies below 2500 Hz. Such a The blanket is described in US Patent No. 5,883,020 issued to Bargo et al. In the manufacture of a product of the present invention, a fiber-binder complex mixture is formed and a porous polyolefin or polyfilm film sheet 14 is stretched over a planar section of the insulation blanket 12 and slightly preheated to at least about -17.22 degrees Celsius (220 degrees Fahrenheit), for a polyethylene, to glue blanket 12 and polyfilm 14 together.
Entretanto, várias outras temperaturas podem ser utilizadas para prender o polifilme 14 à manta de isolação 12 antes da moldagem ou cura. O tecido de face 18 também pode ser adicionado antes que a adesão ocorra. O polifilme poroso 14 é compreendido de uma poliolefina, particularmente polietileno ou polipropileno, que se liga à isolação acústica de fibra de vidro 12 pela aplicação de calor e pode ser aplicado a uma face, um suporte, ou ambos dependendo das características de som desejadas. A aplicação de calor e pressão estica o polifilme 14 resultando em múltiplas densidades variadas através de todo o polifilme 14. As múltiplas densidades variadas intensificam a capacidade do polifilme 14 para ressoar em frequências variadas e, portanto absorver mais energia acústica. De acordo com uma configuração preferida, o polifilme 14 é posicionado sobre a manta de isolação 12 e voltado para uma fonte de som. O polifilme poroso 14 tem pelo menos uma abertura de passagem de fluxo acústico entre cerca de 0,25 por cento e 50,0 por cento da área superficial total do polifilme 14. Preferivelmente, a área superficial total da pelo menos uma abertura de passagem de fluxo acústico 16 é formada por uma pluralidade de pequenas aberturas de passagem de fluxo acústico 16 as quais, quando combinadas, constituem uma área aberta total entre cerca de 0,25 e 50,0 por cento da área superficial total do laminado de isolação acústica 10 após moldagem. A pluralidade de aberturas de passagem de fluxo acústico 16 pode estar em uma configuração espaçada e as aberturas iniciais 16, antes da moldagem, podem ter uma pluralidade de formatos, por exemplo, quadradas, circulares, ou fendas. O polifilme 14 pode variar de espessura variando de 5,08 micron (0,2 mil) a 508 microns (0,2 mil) e também pode variar em peso para absorver várias faixas de freqüências. O polifilme poroso 14 pode ter entre 0,5 e 40,0 por cento em peso do laminado 10. [0023] De acordo com uma configuração da presente invenção, o polifilme poroso 14 absorve freqüências abaixo de cerca de 2500 Hz melhor do que a manta de isolação 12 sozinha e, quando usado em combinação com o material absorvente sonoro, o laminado 10 eleva o coeficiente de redução de ruido total se comparado com a manta de isolação sozinha. Como mostrado na fig. 3, um gráfico é representado mostrando uma comparação de freqüência versus coeficiente de absorção para dois materiais acústicos. A linha 1 representa o coeficiente de absorção da isolação de fibra de vidro sozinha enquanto a linha 2 representa a isolação de fibra de vidro com o polifilme poroso 14 aplicado à mesma. Como discutido acima é desejável absorver mais som tendo uma freqüência menor que cerca de 2500 Hz. Isto está representado como um aumento no coeficiente de absorção ao longo da linha vertical do gráfico. Adicionando o polifilme 14 à isolação de fibra de vidro, a linha 2 do gráfico mostra um aumento em absorção entre cerca de 125 Hz e 2500 Hz. Neste exemplo, a manta de fibra de vidro tem aproximadamente 23,4 milímetros de espessura, o polifilme é uma película de polietileno com uma espessura inicial de cerca de 50,8 mícrons(2 mils) antes de moldar, e as aberturas na película inicialmente têm uma área de seção transversal de cerca de 0,10 a 25,4 milímetros quadrados (mm2) . As aberturas de passagem de fluxo acústico 16 são distribuídas sobre a película, inicialmente tomando entre aproximadamente 0,25 e 15 por cento da área superficial da película. Aberturas maiores crescem menos que aberturas menores durante a cura ou moldagem e as porcentagens individuais de crescimento são afetadas pela posição da película 14 no molde e da tensão sobre a película 14. Depois de curar ou moldar, a abertura 16 pode crescer individualmente em direções de alívio de tensão entre cerca de 0 e 600 por cento tal que a porcentagem da abertura total da área superficial da película 14 seja entre cerca de 1,75 e 15 por cento. Entretanto, esta porcentagem de crescimento é exemplar e pode variar para outras faixas. Mudando a área superficial das aberturas de passagem de fluxo 16, a razão das aberturas para a película sólida 14, e a espessura do polifilme 14, o coeficiente de absorção pode variar para freqüências tanto maiores que quanto menores que 2500 Hz.However, a number of other temperatures may be used to secure polyfilm 14 to insulation blanket 12 prior to molding or curing. Face tissue 18 may also be added before adhesion occurs. Porous polyfilm 14 is comprised of a polyolefin, particularly polyethylene or polypropylene, which binds to acoustic insulation of fiberglass 12 by heat application and may be applied to a face, a support, or both depending on the desired sound characteristics. Applying heat and pressure stretches polyfilm 14 resulting in multiple varying densities across the entire polyfilm 14. Multiple varied densities enhance the ability of polyfilm 14 to resonate at varying frequencies and thus absorb more acoustic energy. According to a preferred embodiment, polyfilm 14 is positioned on the insulation blanket 12 and faces a sound source. Porous polyphilm 14 has at least one acoustic flow passage aperture between about 0.25 percent and 50.0 percent of the total surface area of polyphilm 14. Preferably, the total surface area of at least one acoustic flow passage acoustic flow 16 is formed by a plurality of small acoustic flow passageways 16 which, when combined, constitute a total open area between about 0.25 and 50.0 percent of the total acoustic insulation laminate surface area 10 after molding. The plurality of acoustic flow passageways 16 may be in a spaced configuration and the initial apertures 16 prior to molding may have a plurality of shapes, for example square, circular, or slit. Polyphilm 14 may range in thickness from 5.08 microns (0.2 mil) to 508 microns (0.2 mil) and may also vary in weight to absorb various frequency ranges. Porous polyfilm 14 may be between 0.5 and 40.0 percent by weight of laminate 10. According to one embodiment of the present invention, porous polyfilm 14 absorbs frequencies below about 2500 Hz better than insulation sheet 12 alone and, when used in combination with the sound absorbent material, laminate 10 raises the total noise reduction coefficient compared to the insulation sheet alone. As shown in fig. 3, a graph is shown showing a comparison of frequency versus absorption coefficient for two acoustic materials. Line 1 represents the absorption coefficient of fiberglass insulation alone while line 2 represents fiberglass insulation with porous polyfilm 14 applied to it. As discussed above it is desirable to absorb more sound having a frequency of less than about 2500 Hz. This is represented as an increase in the absorption coefficient along the vertical line of the graph. By adding polyfilm 14 to the fiberglass insulation, line 2 of the graph shows an increase in absorption between about 125 Hz and 2500 Hz. In this example, the fiberglass blanket is approximately 23.4 millimeters thick, the polyfilm. is a polyethylene film with an initial thickness of about 50.8 microns (2 mils) prior to molding, and the apertures in the film initially have a cross-sectional area of about 0.10 to 25.4 square millimeters (mm2). ). The acoustic flow passageways 16 are distributed over the film, initially taking between approximately 0.25 and 15 percent of the surface area of the film. Larger openings grow less than smaller openings during curing or molding and individual growth percentages are affected by the position of the film 14 in the mold and the stress on the film 14. After curing or shaping, the aperture 16 can grow individually in directions of stress relief is about 0 to 600 percent such that the percentage of the total aperture of the surface area of the film 14 is about 1.75 to 15 percent. However, this growth percentage is exemplary and may vary for other ranges. By changing the surface area of the flow passage openings 16, the ratio of the openings to the solid film 14, and the thickness of the polyfilm 14, the absorption coefficient may vary for frequencies greater than or less than 2500 Hz.
Além disso, mudando o peso e espessura do laminado 10, as características de absorção podem ser ajustadas para absorver freqüências desejadas. Finalmente, deve ser entendido por alguém de experiência ordinária na técnica que o polifilme poroso 14 pode ser usado com qualquer material absorvente sonoro incluindo fibra de vidro, algodão, sintéticos, misturas de algodão-sintético, e outros absorventes acústicos os quais podem ser da variedade natural ou produzidos pelo homem para prover performance igual ou maior do que o material absorvente sozinho. [0024] As aberturas 16 do polifilme poroso 14 desempenham um papel importante na absorção de uma ampla faixa de baixas freqüências com o polifilme ao invés de uma faixa limitada muito especifica como polifilmes da técnica anterior. Ao formar o polifilme poroso 14, uma pluralidade de aberturas espaçadas 16 são colocadas na película de poliolefina 14. As aberturas, como discutido acima, podem ter de 0,10 a 25,4 mm2 e podem ser arranjadas em um padrão uniformemente espaçado. O polifilme poroso 14 é esticado sobre o material absorvente 12 com a aplicação de calor o qual não uniformemente varia a densidade do polifilme 14 tornando-se mais fino e aumentando a área da pelo menos uma abertura 16. [0025] Como mostrado na fig. 2, um tecido de face 18 também pode ser aplicado à manta de isolação acústica 12 e polifilme 14. O tecido de face 18 pode ser compreendido de cerca de 70% de poliéster e 30% de rayon, poliéster puro, ou várias outras combinações conhecidas por alguém de experiência ordinária na técnica. O tecido de face 18 auxilia a manter o laminado de fibra de vidro 12 e polifilme 14 juntos bem como a melhorar a aparência estética. Entretanto, o tecido de face 18 não é essencial para a presente invenção. O tecido de face 18 pode ser aplicado com uma resina termofixa ou um termoplástico de modo a aderir à isolação acústica de fibra de vidro 12 e ao polifilme 14. [0026] Uma vez que as aberturas de passagem de fluxo iniciais 16 estejam formadas, o polifilme 14 é esticado sobre a manta de isolação acústica 12. A seguir o tecido de face 18 pode ser aplicado sobre uma frente, uma parte de trás, ou preferivelmente ambos. O polifilme poroso 14 e o tecido de face 18 podem ser aquecidos em um forno de cura, por infra- vermelho, ou por um processo de laminação a quente para aderir o polifilme 14 a manta de isolação 12 e o tecido de face 18 juntos. O laminado de isolação acústica 10 é submetido a calor suficiente para pelo menos curar e consolidar uma proporção desejada da resina termofixa. Na produção de um revestimento de duto curado tipicamente usando um ligante de resina fenólica, a temperatura do forno variará de 121,11 a 371,11 graus Celsius (250 a 700 graus Fahrenheit), dependendo da espessura e do peso grama da manta sendo produzida. E, o laminado de isolação acústica 10 é submetido a estas temperaturas por um periodo suficiente para consolidar o ligante de resina fenólica, o qual é de cerca de 15 segundos a 4 minutos. Na produção de um laminado semi- curado 10 a ser adicionalmente submetido a uma operação de moldagem, a temperatura do forno variará de 93,33 a 260 graus Celsius (200 a 500 graus Fahrenheit) de 15 segundos a 3 minutos tal que a resina fenólica seja somente parcialmente consolidada. O laminado curado ou semi-curado 10 deixando o forno de cura pode passar por uma câmara de resfriamento e então por uma tesoura de tiras onde a tesoura corta o laminado 10 em seções de uma largura e comprimento pré- selecionados. O laminado 10 é então transferido por transportador para armazenagem para uso mais adiante. [0027] O laminado acústico 10 pode ser formado em uma pluralidade de modos incluindo um processo de moldagem a quente e um de moldagem a frio. Na operação de moldagem o laminado 10 será curado e consolidado completamente em um formato e espessura desejados. Em um processo de moldagem a quente várias combinações do material absorvente de som 12, do polifilme poroso 14, e do tecido de face 18 podem ser usadas para formar um laminado. Por exemplo, um tecido de face 18 e polifilme 14 podem formar um laminado, ou um material absorvente de som 12 e polifilme 14 podem formar um laminado, ou o material absorvente de som 12, o polifilme 14, e pelo menos um tecido de face 18, preferivelmente dois tecidos de face 18 podem formar um laminado. [0028] Várias combinações destes elementos podem ser colocadas em camadas sobre o equipamento de manuseio de material tal como um transportador tradicional ou um transportador de corrente de ligação-roletes para moldagem e formação do laminado. A formação em camadas pode ser executada continuamente puxando os elementos do laminado 10 de rolos, chamados carga por rolo. Alternativamente os elementos do laminado podem vir em esboços pré-cortados em cujo caso os elementos de laminado podem ser empilhados sobre o equipamento de manuseio de material para movimento para dentro de uma cavidade de molde. [0029] Depois do material ser alinhado, o equipamento de manuseio de material indexa ou avança os elementos do laminado para dentro de uma cavidade de molde.In addition, by changing the weight and thickness of the laminate 10, the absorption characteristics can be adjusted to absorb desired frequencies. Finally, it should be understood by one of ordinary skill in the art that porous polyfilm 14 can be used with any sound absorbing material including fiberglass, cotton, synthetics, cotton-synthetic blends, and other acoustic absorbers which may be of the variety. natural or man-made to provide performance equal to or greater than the absorbent material alone. The apertures 16 of porous polyfilm 14 play an important role in absorbing a wide range of low frequencies with the polyfilm rather than a very specific limited range as prior art polyfilms. In forming porous polyfilm 14, a plurality of spaced openings 16 are placed in the polyolefin film 14. The openings, as discussed above, may be from 0.10 to 25.4 mm2 and may be arranged in a uniformly spaced pattern. The porous polyfilm 14 is stretched over the heat absorbing material 12 which does not uniformly vary the density of the polyfilm 14 becoming thinner and increasing the area of at least one aperture 16. As shown in fig. 2, a face fabric 18 may also be applied to the acoustic insulation mat 12 and polyfilm 14. The face fabric 18 may be comprised of about 70% polyester and 30% rayon, pure polyester, or various other known combinations. by someone of ordinary experience in the art. The face fabric 18 helps keep fiberglass laminate 12 and polyfilm 14 together as well as improving aesthetic appearance. However, face fabric 18 is not essential to the present invention. The face fabric 18 may be applied with a thermosetting or thermoplastic resin to adhere to the fiberglass acoustic insulation 12 and polyfilm 14. Once the initial flow passageways 16 are formed, the The polyfilm 14 is stretched over the acoustic insulation mat 12. Thereafter the face fabric 18 may be applied on one front, one back, or preferably both. Porous polyfilm 14 and face fabric 18 may be heated in an infrared curing oven or by a hot rolling process to adhere polyfilm 14 to insulation blanket 12 and face fabric 18 together. The acoustic insulation laminate 10 is subjected to sufficient heat to at least cure and consolidate a desired proportion of the thermoset resin. In the production of a cured duct coating typically using a phenolic resin binder, the oven temperature will range from 121.11 to 371.11 degrees Celsius (250 to 700 degrees Fahrenheit), depending on the thickness and gram weight of the mat being produced. . And, the acoustic insulation laminate 10 is subjected to these temperatures for a sufficient period to consolidate the phenolic resin binder, which is from about 15 seconds to 4 minutes. In the production of a semi-cured laminate 10 to be further molded, the oven temperature will range from 93.33 to 260 degrees Celsius (200 to 500 degrees Fahrenheit) from 15 seconds to 3 minutes such that phenolic resin only partially consolidated. The cured or semi-cured laminate 10 leaving the curing furnace may pass through a cooling chamber and then through strip shear where the scissors cut laminate 10 into sections of a preselected width and length. The laminate 10 is then conveyed by storage conveyor for later use. Acoustic laminate 10 can be formed in a plurality of ways including a hot molding and a cold molding process. In the molding operation the laminate 10 will be fully cured and consolidated to a desired shape and thickness. In a hot molding process various combinations of sound absorbing material 12, porous polyfilm 14, and face fabric 18 may be used to form a laminate. For example, a face fabric 18 and polyphilm 14 may form a laminate, or a sound absorbing material 12 and polyphilm 14 may form a laminate, or a sound absorbing material 12, polyphilm 14, and at least one face fabric 18, preferably two face fabrics 18 may form a laminate. Various combinations of these elements may be layered over material handling equipment such as a traditional conveyor or a roller-chain conveyor for forming and forming the laminate. Layering can be performed continuously by pulling the elements of the roll laminate 10, called roll loading. Alternatively the laminate elements may come in pre-cut sketches in which case the laminate elements may be stacked on the material handling equipment for movement into a mold cavity. After material is aligned, material handling equipment indexes or advances the laminate elements into a mold cavity.
Alternativamente, os elementos do laminado podem ser carregados manualmente para dentro da cavidade de molde. No processo de moldagem a quente a cavidade de molde é aquecida até uma temperatura desejada tal que durante o processo de moldagem uma resina termofixa tendo uma temperatura de ativação pré-selecionada seja ativada. Qualquer ou todos os elementos formando o laminado 10 podem ter a resina termofixa ou um termoplástico, ou ambos nele tal que aquele elemento que tenha a temperatura de ativação mais baixa seja ativado primeiro quando aquele elemento alcançar sua temperatura de ativação. Alternativamente, todos os elementos do laminado podem ter a mesma temperatura de ativação. [0030] Calor pode ser provido à cavidade do molde em uma pluralidade de métodos incluindo ar quente forçado provido por combustão de gás, calor elétrico, aquecimento por infravermelho, aquecimento radiante, ou fluidos térmicos aquecidos. A temperatura do molde deve ser mais alta que a temperatura de ativação desejada para levar em conta perda térmica do molde e o similar. A temperatura de ativação da resina termofixa pode ser entre cerca de 120 e 500 graus. [0031] Uma vez que os elementos de laminado em camadas estejam posicionados na cavidade do molde, a prensa do molde aplica pressão. Qualquer tipo de molde conhecido na técnica pode ser usado tal como operado por fluido preferivelmente hidráulico ou ar, moldes rotativos, moldes de lançadeira dupla, moldes de não lançadeira e moldes de carregador de rolo. A pressão de moldagem pode variar sendo pelo menos uma libra por polegada quadrada e o tempo do ciclo requerido no molde pode variar entre cerca de 15 segundos e 3 minutos e é determinado pela densidade e peso dos elementos do laminado. O resultado é um laminado 10 compreendendo um material absorvente de som 12, uma película de poliolefina porosa 14, e preferivelmente pelo menos um tecido de face 18 preferivelmente tendo uma espessura entre cerca de 2 e 155 milímetros. [0032] Durante o processo de cura ou de moldagem, a aplicação de calor faz o polifilme termoplástico 14 se esticar adicionalmente e variar não uniformemente a densidade. Entretanto, uma vez que o polifilme 14 está ligado ao tecido de face 18 e ao material absorvente 12, a distorção do polifilme 14 ocorre em uma taxa diferente do que a manta de isolação 12 e tecido de face 18 devido ao relacionamento entre o calor e pressão aplicados e às diferentes densidades e espessuras dos materiais. Isto provoca a distorção das aberturas de passagem de fluxo acústico 16 e a variação das densidades do polifilme 14. O resultado é a pluralidade de múltiplas aberturas com formato randômico 16 que permitem sons de alta freqüência passar por elas até o material absorvente 12. Em adição, a mudança em densidade aumenta a capacidade do laminado 10 para ressoar em várias faixas de freqüências. [0033] Alternativamente, o laminado 10 também pode ser moldado em um processo de moldagem a frio. Neste processo, a manta de isolação 12 pode ser produzida com um termoplástico ao invés de uma resina termofixa. Na moldagem a frio os elementos do laminado são alinhados e indexados ou avançados por um processo de carregamento por rolo, avançando os esboços pré-formados, ou manualmente carregados à mão. Os elementos de laminado são então aquecidos até uma temperatura de ativação de entre cerca de 48,89 a 260 graus Celsius (120 e 500 graus Fahrenheit). A seguir os elementos de laminado do termoplástico são colocados em um molde resfriado o que abaixa a temperatura do termoplástico para abaixo da temperatura de ativação. 0 molde pode ser resfriado por ar ambiente, por água, ou por um sistema refrigerador. Dentro do molde resfriado a pressão é aplicada em uma quantidade variando de cerca de 6.894,754 a 689.475,7 Pa (1 a 100 libras por polegada quadrada). Após moldagem a frio ou moldagem a quente o laminado 10 pode ser cortado para qualquer tamanho e formato pré-selecionados. [0034] Em uso o laminado acústico 10 é colocado sobre um envoltório onde absorção de som é desejada. De acordo com uma configuração preferida da presente invenção, a pelicula de poliolefina 14 é colocada entre a fonte de som e a manta de isolação acústica 12. A pluralidade de aberturas de passagem de fluxo acústico 16 permite freqüências acima de cerca de 2500 Hz passarem através delas até a manta de isolação 12 enquanto muitas freqüências acima de 2500 Hz podem ser refletidas pelo polifilme 14. Entretanto, as frequências abaixo de cerca de 2500 Hz, que podem não ser absorvidas pela manta de isolação 12, são absorvidas pela camada de polifilme. [0035] Apesar de somente uma configuração preferida ter sido mostrada e descrita, é aparente que aqueles produtos incorporando modificações e variações da configuração preferida tornar-se-ão óbvios àqueles experientes na técnica e, portanto a configuração preferida descrita não deve ser interpretada a ser limitada deste modo.Alternatively, the laminate elements may be manually loaded into the mold cavity. In the hot molding process the mold cavity is heated to a desired temperature such that during the molding process a thermoset resin having a preselected activation temperature is activated. Any or all of the elements forming laminate 10 may have the thermosetting resin or a thermoplastic, or both thereof, such that the element having the lowest activation temperature is activated first when that element reaches its activation temperature. Alternatively, all elements of the laminate may have the same activation temperature. Heat may be provided to the mold cavity in a plurality of methods including forced hot air provided by gas combustion, electric heat, infrared heating, radiant heating, or heated thermal fluids. The mold temperature should be higher than the desired activation temperature to account for thermal loss of the mold and the like. The activation temperature of the thermoset resin can be between about 120 and 500 degrees. Once the layered laminate elements are positioned in the mold cavity, the mold press applies pressure. Any type of mold known in the art may be used as operated by preferably hydraulic fluid or air, rotary molds, double shuttle molds, non-shuttle molds and roller loader molds. The molding pressure may vary from at least one pound per square inch and the cycle time required on the mold may vary from about 15 seconds to 3 minutes and is determined by the density and weight of the laminate elements. The result is a laminate 10 comprising a sound absorbing material 12, a porous polyolefin film 14, and preferably at least one face fabric 18 preferably having a thickness of between about 2 and 155 mm. During the curing or molding process, the application of heat causes the thermoplastic polyfilm 14 to stretch further and not uniformly vary in density. However, since polyfilm 14 is bonded to face tissue 18 and absorbent material 12, distortion of polyfilm 14 occurs at a different rate than insulation blanket 12 and face tissue 18 due to the relationship between heat and heat. applied pressure and the different densities and thicknesses of the materials. This causes distortion of acoustic flow passageways 16 and varying densities of polyfilm 14. The result is a plurality of multiple randomly shaped apertures 16 that allow high frequency sounds to pass through them to the absorbent material 12. In addition , the change in density increases the ability of laminate 10 to resonate in various frequency ranges. Alternatively, laminate 10 may also be molded in a cold molding process. In this process, the insulation blanket 12 may be produced with a thermoplastic instead of a thermoset resin. In cold molding the laminate elements are aligned and indexed or advanced by a roll loading process, advancing the preformed sketches, or manually loaded by hand. The laminate elements are then heated to an activation temperature of about 48.89 to 260 degrees Celsius (120 to 500 degrees Fahrenheit). Thereafter the thermoplastic laminate elements are placed in a cooled mold which lowers the thermoplastic temperature below the activation temperature. The mold may be cooled by ambient air, water, or a cooling system. Within the cooled mold the pressure is applied in an amount ranging from about 6,894,754 to 689,475.7 Pa (1 to 100 pounds per square inch). After cold molding or hot molding the laminate 10 may be cut to any preselected size and shape. In use the acoustic laminate 10 is placed over a wrap where sound absorption is desired. According to a preferred embodiment of the present invention, the polyolefin film 14 is placed between the sound source and the acoustic insulation mat 12. The plurality of acoustic flow passage openings 16 allow frequencies above about 2500 Hz to pass through. to the insulation blanket 12 while many frequencies above 2500 Hz may be reflected by the polyfilm 14. However, frequencies below about 2500 Hz, which may not be absorbed by the insulation blanket 12, are absorbed by the polyfilm layer. Although only one preferred embodiment has been shown and described, it is apparent that those products incorporating modifications and variations of the preferred embodiment will become obvious to those skilled in the art and therefore the preferred embodiment described should not be construed to be. limited in this way.
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