BR112012014918B1

BR112012014918B1 - uso de telas de não tecidos porosas em painéis acústicos

Info

Publication number: BR112012014918B1
Application number: BR112012014918-0A
Authority: BR
Inventors: Bangji Cao; Weixin D. Song; Gregory Palm
Original assignee: Usg Interiors Llc
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2021-01-19
Also published as: CN102803628B; CN102803628A; CO6592050A2; EP2516766B1; AU2010341649B2; CA2784897A1; WO2011087670A2; RU2012126805A; EP2516766A2; BR112012014918A2; RU2560735C2; ECSP10010703A; HK1178582A1; AU2010341649A1; JP5758403B2; JP2013515183A; TWI531702B; UA109886C2; TW201135022A; AR081055A1

Abstract

USO DE TELAS DE NÃO TECIDOS POROSAS EM PAINÉIS ACÚSTICOS Um painel de construção acústico e método de fabricar o mesmo são revelados. As modalidades do painel incluem uma tela de não tecido porosa, um revestimento depositado na tela, uma manta de base e uma adesivo depositado ou na manta de base ou na tela de uma forma distinta tal como em gotículas. As modalidades do método de fabricação incluem as etapas de perfurar a manta de base , aplicando o adesivo à manta de base de forma distinta, laminando a tela na manta da base e aplicando o revestimento à superfície de tela.

Description

Este pedido reivindica a prioridade do pedido de patente provisório n° U.S. 61/289.140, depositado em 22 de dezembro de 2009.

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] Esta invenção refere-se a painéis acústicos usados na indústria da construção.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Painéis acústicos, ladrilhos ou paredes se encaixam na categoria de produtos de construção que transmitem valores arquiteturais, absorção e atenuação acústica e/ou funções utilitárias para construção de interiores. Geralmente, painéis acústicos são usados em áreas públicas que exigem controle de ruído como em edifícios de escritório, lojas de departamento, hospitais, hotéis, auditórios, aeroportos, restaurantes, bibliotecas, salas de aula, teatros, cinemas e alguns edifícios residenciais.

[0003] Painéis acústicos devem demonstrar determinado nível de absorção de som, que deve ser eficaz para controlar ruído em edifícios. A absorção de som, de modo característico, é medida por seu coeficiente de redução de ruído (NRC). Um método detalhado para medir NRC é delineado em ASTM C423. O NRC é representado por um número entre 0 e 1,00, que indica a porcentagem de som que será absorvida. Por exemplo, um painel acústico que tem valor de NRC de 0,60 irá absorver 60% e defletir 40% do som. Outro método para testar a propriedade de absorção de som é o NRC estimado (eNRC), que é medido com o uso de tamanho de amostra menor por meio de tubo de impedância, como detalhado em ASTM C 384. O NRC estimado é calculado por obter o coeficiente de absorção de som de incidência normal médio obtido nas frequências de 250, 500, 1.000 e 1.600 Hz e multiplicá-lo por 1,6.

[0004] Na indústria da construção, produtos de painel que são muito eficazes para controlar ruído, são ditos como tendo NRC elevado. Painéis de NRC elevado reduzem com sucesso boa quantidade da repercussão em espaços abertos. Como tal, é desejável o uso de painéis de NRC elevado em edifícios que são projetados para ter amplas salas ou outros espaços abertos.

[0005] Diversas características de painéis acústicos e métodos de teste relacionados são administrados por padrões industriais e códigos de construção. Uma exigência crítica para painéis acústicos é a habilidade de permanecerem rígidos de maneira substancial ou livres de arqueamento em ambiente úmido. Um teste padrão para determinar o arquea- mento de produto de painel sob várias condições de exposição à umidade é descrito em ASTM C367. Resumidamente, painéis de teto que têm tamanho de 0,61 m (2 pés) por 1,22 m (4 pés) são dispostos em quadro de teste, como é conhecido na técnica. Eles são então expostos a clima que de 40°C (104°F) e 95% de umidade relativa por 12 horas, seguido por clima de 21,11°C (70°F) e 50% de umidade relativa por outras 12 horas. Três dos ciclos são repetidos. No fim de três ciclos, o arqueamento induzido por hidratação total é gravado como a distância em polegadas que o centro do painel arqueia para baixo, em comparação às bordas que são mantidas estacionárias pelo quadro de teste. A distância gravada indica o desempenho de arqueamento do painel acústico.

[0006] Atualmente, a maioria dos painéis acústicos ou ladrilhos são feitos de pasta fluida aquosa que contém fibras, cargas e ligantes. A fabricação desses painéis é primeiramente baseada em processo de filtragem com água. Em processo de filtragem com água, a manta de base é formada de maneira semelhante à fabricação de papel. Esse processo é descrito, por exemplo, na patente de U.S. N° 5.911.818. Resumidamente, pasta fluida contendo dispersões aquosas diluídas de lã mineral e agregado de peso leve é distribuída em fio poroso em movimento da máquina de formação de manta do tipo de Fourdrinier. A água é drenada por gravidade da pasta fluida e então opcionalmente desidratada por meio de pressão ou sucção a vácuo. Tais mantas de base molhadas desidratadas são secas em forno de convecção aquecido ou estufa para remover a hidratação residual. As mantas de base secas são ainda submetidas a operações de finalização para formar painéis com tamanho, aparência, e propriedades acústicas aceitáveis aos usuários finais. Essas operações de finalização incluem, de modo característico, esmerilhamento de superfície, serração, perfuração/criação de fissuras, revestimento por aspersão/rolo, e corte de borda. Em razão de sua velocidade e eficiência, o método de filtragem com água é atualmente o processo de fabricação escolhido.

[0007] Uma manta de base típica de painel acústico compreende fibras inorgânicas, fibras celulósicas, cargas, e ligantes. Como é bem conhecido na indústria, fibras inorgânicas são ou lã mineral (intercambiável com lã de escória, lã de rocha, lã de pedra) ou fibra de vidro. Essas fibras inorgânicas são rígidas e são usadas para fornecer volume e porosidade à manta de base. Fibras celulósicas como fibras de papel, por outro lado, são usadas como elementos estruturais e ajudam a fornecer resistência tanto à umidade quanto a secura à manta de base. É acreditado que a resistência acontece em razão da formação de inúmeras ligações de hidrogênio dentre as fibras celulósicas hidrofílicas e os vários ingredientes na manta de base.

[0008] Um ligante de manta de base típico usado é o amido. Normalmente, amidos usados em mantas de base são grânulos de amido não modificados, não cozidos, que são dispersos de maneira uniforme em água para formar pasta fluida. Uma vez aquecidos, os grânulos de amido se tornam "cozidos" e ligam os outros ingredientes de manta de base. Amido é exigido, de modo característico, para resistência à flexão, que é medida com o módulo de ruptura (MOR). O amido é também necessário, de modo característico, para transmitir dureza e rigidez ao painel.

[0009] Em determinadas formulações de painel, concentração elevada de fibras inorgânicas é desejável. Em tais formulações, um ligante de látex é usado como o agente de ligação principal. Cargas de manta de base inorgânicas podem incluir materiais inorgânicos tanto de peso leve quanto de peso pesado. Alguns exemplos de cargas de peso pesado são cálcio carbonato, argila, e gesso. Um exemplo de carga de peso leve é perlita expandida. A função primária de cargas é fornecer resistência à flexão e dureza, porém, outras funções são possíveis dependendo do material de carga escolhido. Como usado nesta revelação, é entendido que cargas transmitem mais propriedades do que simplesmente fornecem massa, resistência, dureza ou volume ao produto.

[00010] Em razão da quantidade de materiais hidrofílicos (como fibras celulósicas ou amido, por exemplo) usados em mantas de base de painel acústico típico, os painéis finalizados são suscetíveis a alterações de umidade no ambiente. Quando o nível de umidade aumenta no ambiente, os componentes hidrofílicos no painel absorvem a hidratação do ar circundante. As moléculas de água absorvidas desapertam e rompem as ligações de hidrogênio que existem entre as fibras celulósicas, amido, lã mineral, cargas, e outros materiais na manta. O número reduzido resultante de ligações de hidrogênio resulta em resistência interna reduzida. Consequentemente, o painel inicia o arqueamento sob seu próprio peso. Um painel pode experimentar muitos ciclos de umidade alta e baixa em seu tempo de vida de uso, e cada ciclo irá introduzir arqueamento adicional. Temperaturas aumentadas aceleram o processo de arqueamento.

[00011] O acúmulo de arqueamento eventualmente causa aparência visual repreensível que diminui o apelo estético da sala. Como resultado, consumidores devem substituir regularmente painéis arqueados. Dessa forma, um painel acústico que pode resistir às alterações de umidade no ambiente e que não exibe arqueamento visível mesmo em ambiente altamente úmido deve ser desejável.

[00012] Atualmente, no mercado de produtos de construção, painéis acústicos que têm tela de não tecido laminado (também conhecido na técnica como coberturas, revestimentos, véus e panos, dentre outros termos) normalmente incluem mantas de base feitas de fibra de vidro ou de lã mineral.

[00013] Um exemplo de painéis de fibra de vidro laminados é o painel da marca Halcyon® feito por USG Interiors, Inc. de Chicago, Illinois, Estados Unidos da América (USG). Um exemplo de painéis de lã mineral laminados é o painel da marca Mars® também feito por USG. As mantas de base desses dois tipos de painéis acústicos são formadas por ligar a fibra de vidro ou lã mineral, visto que o caso pode estar com ligante de configuração térmica ou látex.

[00014] Mais de 80% em peso dessas mantas de base são ou fibra de vidro ou lã mineral, e essas fibras inorgânicas são relativamente insensíveis à umidade. Ou seja, tais fibras não são hidrofílicas, então elas não absorvem quantidade de água ou hidratação apreciável do ar. Além disso, ligantes de configuração térmica como ureia-formaldeído ou fenol-formaldeído, e ligantes de látex como estireno acrílico, são de modo característico, usados como componentes nessas mantas de base, e tais componentes são resistentes a umidade. Os ligantes e fibras mencionados acima quando usados juntos em mantas de base transmitem excelentes características de desempenho em termos de resistência ao arqueamento.

[00015] Na fabricação de painéis de fibra de vidro ou lã mineral, a tela é normalmente afixada ao painel para acentuar seu apelo estético aos clientes. Muitos painéis acústicos desejáveis têm superfície lisa com valor de reflexão da luz alto (LRV). Como é conhecido na técnica, o valor de reflexão de luz é simplesmente a porcentagem de luz que é refletida pela superfície que está sendo testada. Por exemplo, um painel acústico, que reflete 85% da luz que é reluzida nele, tem LRV de 85. De modo característico, um painel acústico desejável tem LRV de 85 ou mais.

[00016] Após as telas estarem laminadas em um painel, as telas têm, de modo característico, um revestimento decorativo aspergido nelas para aumentar brilho ou reflexão de luz geral. O revestimento pode ser aquoso ou não aquoso. Para reduzir a quantidade de revestimento exigido para alcançar LRV específico, as telas usadas para produzir painéis acústicos têm resistência relativamente alta ao fluxo de ar específico e contêm quantidade substancial de pigmentos. O uso de revestimentos aumenta a reflexão de luz e apelo estético, porém, resulta algumas vezes em perda significante de absorção acústica pelos painéis. Isso acontece porque, dentre outras razões, os revestimentos podem bloquear os poros no painel e podem agir de outra forma refletindo o som, ao invés de permitir que o som entre no painel em que ele pode ser disperso. Isso seria desejável se algo pudesse reduzir a extensão da perda de absorção acústica.

[00017] Outra característica desejável de painéis acústicos com telas é que a tela não deve deslocar ou, de outra forma, se tornar delaminada da manta de base do painel. Para medir quão bem a tela é fixada ao substrato, a resistência ao descolamento é determinada de acordo com ASTM D 903. Nessa revelação, a resistência ao descolamento é testada com procedimento de ASTM D 903 modificado. As modificações principais são que a tela é separada do substrato em ângulo de 45° ao invés de ângulo de 180°, e o tamanho de amostra é de 10,16 cm (4 polegadas) por 15,24 cm (6 polegadas) ao invés de 2,54 cm (1 polegada) por 30,48 cm (12 polegadas). A amostra na versão modificada é deslocada na direção de 15,24 cm (6 polegadas).

[00018] Outra propriedade importante que a tela desejável deve possuir é a resistência à tração suficiente. A resistência à tração de telas de não tecido é medida de acordo com ASTM D 828 em amostras que compreendem tiras de 5,08 cm (2 polegadas) da tela que está sendo testada. O atributo mais importante da tela, contudo, é sua resistência ao fluxo de ar. Resistência ao fluxo de ar é a medida de porosidade. A porosidade de tela é essencial para alcançar absorção de som na manta de base. Isso acontece porque a tela porosa permite que o som passe através dela ao invés de refletir o som de volta na sala em que o painel de teto com a tela é instalado.

[00019] Nesta revelação, a resistência ao fluxo de ar específica de várias telas foi determinada com o uso da variação de ASTM C 522, "Standard Test Method for Airflow Resistance of Acoustical Materiais". A ligeira modificação foi feita para o acessório de teste reter a tela, como mostrado na Figura 1.

[00020] Como mostrado na Figura 1, a tela que está sendo testada é presa entre duas guarnições de borracha sólida ou espuma de célula fechada no acessório de teste. As guarnições fornecem mecanismo para prender e apertar a tela, bem como para evitar o vazamento de ar ao redor da tela e no acessório de teste. Uma vez que a tela é presa no lugar entre as guarnições, o ar é passado através da tela em taxa de fluxo conhecida, determinada com o uso de medidor de fluxo de ar padrão. Uma taxa de fluxo de ar abaixo de 50 mm/s é usada de forma que o fluxo de ar turbulento seja evitado como especificado em ASTM C 522. A pressão diferencial do ar atrás da tela (ou seja, contrapressão) e a atmosfera são então gravadas na dada taxa de fluxo. A pressão diferencial (P), taxa de fluxo de ar (U) e área de corte transversal da tela exposta ao fluxo de ar (S) são usadas para calcular a resistência ao fluxo de ar (r) específica da tela pela equação delineada em ASTM C 522, chamada de r = SP/U.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00021] Em razão da presença de componentes hidrofílicos como fibras celulósicas e amido, muitos painéis acústicos exibem resistência insignificante ao arqueamento em ambientes úmidos. Em modalidades da presente invenção, telas de baixa resistência ao fluxo de ar e alta porosidade são usadas para fazer com que painéis laminados acústicos aprimorem o desempenho de arqueamento por umidade do painel e reduzam a perda em absorção de som causada por adesivos e tela revestida.

[00022] A premissa básica de modalidades da presente invenção é que o painel está sob tensão em sua superfície inferior quando está suspenso em uma grade com suas bordas. Por afixar a tela rígida ou véu ou cobertura à superfície inferior, o painel deve ser capaz de sustentar a tensão e resistir ao arqueamento para baixo. Contudo, um fator que determina se a tela pode ajudar no desempenho de arqueamento é a ligação entre a tela e manta de base. Uma tela insuficientemente ligada não pode restringir o movimento relativo entre a tela e a manta de base à qual ela é afixada. Até mesmo um movimento leve relativo em direção horizontal pode permitir que o painel tenha movimento significante na direção vertical, ou seja, arqueamento. Contudo, a chave é ligar firmemente a tela à manta de base e restringir o movimento relativo entre a tela e a manta de base, fazendo da tela parte integral do painel laminado.

[00023] De acordo com modalidades da presente invenção, a tela é primeiramente fixada à manta de base através de camada distinta de adesivos. Os adesivos devem estar em forma distinta, visto que a película contínua deve tampar as perfurações nas mantas de base e vedar a passagem de ar que permite a absorção do som. Contudo, a camada distinta de adesivos não é suficiente para restringir completamente o movimento relativo entre a tela e a manta de base na direção horizontal. Além disso, muitas colas e adesivos são viscoelásticos, tonando a ligação extensível. Por essas razões, a escolha de colas e adesivos é uma consideração importante. Após a tela ser afixada, o painel então finalizado com revestimento ou tinta aspergida em sua superfície.

[00024] A porosidade da tela representa função crítica para ligar a tela à manta de base. Uma tela porosa tem baixa resistência específica ao fluxo de ar, que permite que revestimentos penetrem ou sejam absorvidos através da tela e nas mantas de base. Uma vez secos esses revestimentos fornecem ligação adicional entre a manta de base e a tela. Visto que revestimentos contêm ampla quantidade de pigmentos inorgânicos, a ligação fornecida por revestimentos é relativamente rígida. Dessa forma, a ligação pode restringir o movimento relativo entre tela e manta de base, fazendo da tela parte integral de painel de teto laminado. Por outro lado, a tela densa retém a maioria dos revestimentos ou tinta em sua superfície. Os revestimentos na superfície não podem contribuir para a ligação entre a manta de base e a tela. Um painel laminado com tela densa baseia-se exclusivamente em adesivos para fornecer ligação. Tal painel terá desempenho de arqueamento semelhante ao das mantas de base sem telas.

[00025] De acordo com modalidades da presente invenção, a tela de fibra de vidro porosa transmite aumento de 40 a 400% em resistência ao descolamento de tela após laminação e revestimento. O painel acústico laminado resultante deve ter arqueamento induzido por hidratação total de menos do que 0,762 cm (0,3 polegadas) (para painéis com 0,61 m (2 pés) de largura e 1,21 m (4 pés) de comprimento) na câmara de umidade após três ciclos alternados entre 23,88°C (75°F), por 50% de umidade relativa (RH), e 40°C (104°F), por 95% umidade relativa (RH).

[00026] De acordo com modalidades da presente invenção, o uso de telas com baixa resistência específica ao fluxo de ar e alta porosidade reduz a perda em absorção acústica causada por cola/adesivos e revestimento/tinta. Os painéis laminados acústicos têm eNRC de pelo menos 0,45 e NRC de pelo menos 0,5.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00027] Os recursos e vantagens de modalidades da presente invenção se tornarão aparentes por referência aos desenhos anexos quando lidos em conjunto com a descrição detalhada da invenção. As dimensões no desenho são para o propósito de exemplificação, e não devem ser interpretadas como limitação a dimensões físicas da modalidade. A Figura 1 é um desenho esquemático da estrutura de teste de resistência ao fluxo de ar específica de tela descrita no presente documento. A Figura 2 ilustra a montagem de painel acústico laminado, que compreende manta de base ou substrato 100, camada distinta de adesivos 110, tela porosa ou véu ou cobertura ou revestimento 120, e tinta ou revestimento de superfície 130. A Figura 3 ilustra a vista em corte transversal da peça de ladrilho de teto acústico finalizado, em que as perfurações 140 da manta de base são mostradas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[00028] O método e produto descritos no presente documento são destinados à aplicação em painéis acústicos usados como materiais de construção. Mais especificamente, os painéis podem ser usados como painéis ou ladrilhos de parede ou de teto acústicos. A descrição detalhada da invenção é a modalidade da invenção, e não deve ser construída para limitar o escopo da invenção em qualquer forma.

[00029] De acordo com modalidades da presente invenção, mantas de base ou substratos são feitos a partir da pasta fluida líquida que contém mistura de fibras, cargas e ligantes que empregam métodos conhecidos na técnica. As fibras compreendem lã mineral e fibras celulósicas; as cargas compreendem perlita expandida, cálcio carbonato, ou argila; os ligantes compreendem grânulos de amido.

[00030] Como conhecido na técnica, pasta fluida homogênea, contendo os ingredientes mencionados acima, transportada com o uso de bomba hidráulica de uma cuba para uma caixa de entrada, é colocada em posição elevada de forma que um fluxo estável e constante de pasta fluida seja abastecido à máquina de formação de manta. A pasta fluida é então depositada em um fio poroso em movimento para formar manta de base molhada. A água é drenada do fio por gravidade. Então, a água adicional é removida por aplicar vácuo de baixa força (vácuo em taxa de 2,54 cm (1 polegada) a 12,7 cm (5 polegadas) Hg) sob o fio que carrega a manta de base molhada. A manta de base pode ser ainda desidratada por pressionar a manta entre dois rolos. Mais água pode ainda ser opcionalmente removida por aplicar vácuo relativamente alto (vácuo em taxa de 20,32 cm (8 polegadas) a 50,8 cm (20 polegadas) Hg) sob o fio que carrega a manta. O resto da água na manta de base molhada é evaporado em forno ou estufa.

[00031] Posteriormente, as mantas de base formadas são cortadas em vários tamanhos. As superfícies das mantas de base são trituradas de forma relativamente suave antes de o revestimento inicial ser opcionalmente aplicado à superfície. O propósito do revestimento inicial é fornecer boa base na qual a cola pode aderir mais facilmente e aumentar a reflexão de luz das mantas.

[00032] Subsequentemente, as mantas de base são puncionadas e fissuradas para alcançar absorção acústica desejada. A operação de punção fornece múltiplas perfurações na superfície da manta em uma profundidade, tamanho, e densidade controlados (número de perfurações por área de unidade). Como conhecido na técnica, operações de punção são executadas por pressionar uma placa equipada com número predeterminado de agulhas na manta de base. As fissuras transmitem indentações de formatos únicos nas superfícies das mantas de base. Operações de fissuras são executadas com dispositivo de rolo que tem circunferência sob a qual os recursos ou padrões complementares são instalados. Tanto a punção quanto a fissura abrem a superfície plana e a estrutura interna das mantas de base, permitindo assim, que o ar e ondas de som se movam dentro e fora da estrutura de manta de base.

[00033] A próxima etapa no processo é depositar adesivos nas mantas de base. O adesivo pode ser aspergido ou revestido com rolo de gravura nas mantas de base. Os adesivos na manta de base devem estar em forma distinta ou perfurada, por exemplo, na forma de gotas, de forma que as mantas não tenham folha não perfurada contínua de película adesiva nelas. A película contínua de adesivos na manta de base é indesejável, como discutido acima. A quantidade de adesivos deve ser otimizada para reduzir seu impacto em absorção acústica enquanto fornece ligação suficiente a mantas de base. Mesmo com uma quantidade ótima de adesivos depositada de maneira distinta, perda de 0,02 a 0,07 em eNRC ou NRC é esperada. De acordo com modalidades da presente invenção, a quantidade total de adesivos (contendo água ou solvente) aplicada à manta de base está na faixa de 0,0005 a 0,008 grama por centímetro quadrado (8 gramas/pés2), e está preferencialmente na faixa de 0,001 grama/cm2 (1 grama/pé2) a 0,004 grama/cm2 (4 gramas/pé2).

[00034] Alternativamente, adesivos podem ser aplicados à tela de não tecido, como tela de fibra de vidro, ao invés de nas mantas de base antes da laminação. A quantidade dos adesivos usados e a maneira que ela é depositada na tela são semelhantes aos métodos descritos para mantas de base. Após aplicação de adesivo, a tela de não tecido, porosa de fibra de vidro tela é laminada nas mantas de base.

[00035] Os objetivos da laminação são melhorar o desempenho de arqueamento em ambiente úmido e reduzir a perda NRC e eNRC causada por telas densas. Conforme mencionado anteriormente, a resistência ao fluxo de ar específica da tela tem impacto significante nas propriedades do painel acústico laminado. Geralmente, a resistência ao fluxo de ar é dependente do peso de base, grossura de fibra e da quantidade de ligante e carga aplicada na tela. As telas tornam-se densas e têm alta resistência ao fluxo de ar específica quando a tela é composta de fibras de vidro finas e contém quantidade relativamente alta de ligante; as telas tornam-se porosas e têm resistência ao fluxo de ar específica baixa quando a tela é composta de fibras de vidro grossas e contém quantidade relativamente baixa de ligante.

[00036] De acordo com modalidades da presente invenção, as telas de alta porosidade são exigidas para fazer o painel acústico laminado de alta resistência ao descolamento, alta resistência ao arqueamento e baixa perda na absorvência acústica. Embora pareça inesperado, a tela em si e por si não afeta significantemente a absorção acústica. De fato, afixar qualquer tela plana à manta de base aumentaria o eNRC levemente. Entretanto, a aplicação de cola e revestimento reduziria a absorção acústica consideravelmente, embora a extensão da redução varie com diferentes telas. Com telas relativamente porosas (resistência ao fluxo de ar específica de entre 10 e 25 Rayls [Pa.s/m]), a perda média em eNRC ou NRC devido à cola e ao revestimento é de 0,03 a 0,06. Por outro lado, com telas relativamente densas (resistência ao fluxo de ar específica de entre 25 e 100 Rayls), a perda média em eNRC ou NRC devido à cola e ao revestimento é de 0,05 a 0,10. A fim de minimizar a perda na absorvência acústica, tela com menos que 25 Rayls de resistência ao fluxo de ar específica é desejada.

[00037] A aplicação do revestimento ou tinta em tela porosa pode melhorar significantemente a resistência ao descolamento de tela. O aumento na resistência ao descolamento varia de 40 a 400%. Entretanto, o aumento é dependente da porosidade de tela. Há pouca ou nenhuma melhora na resistência ao descolamento quando a resistência ao fluxo de ar específica das telas é maior que 35 Rayls. Examinando-se as fotografias de telas descoladas através da luz transmitida, é revelado que as telas densas têm grande quantidade de revestimento retida nas superfícies de tela. As telas porosas feitas com fibras grossas, por outro lado, retêm muito menos quantidade de revestimentos em suas superfícies. Uma quantidade substancial de revestimento se deposita sobre a ou é absorvido nas mantas de base. Uma vez que o revestimento é transmitido para a manta de base, o revestimento age como vedante para ligar a tela à manta de bases, melhorando a resistência ao descolamento de tela. Para telas densas feitas fibras finas, os revestimentos não podem penetrar a superfície de tela tão bem então os mesmos não podem contribuir para a melhora na resistência ao descolamento. De acordo com as modalidades da presente invenção, tela com uma resistência ao fluxo de ar específica menor que 30 Rayls é laminada sobre as mantas de base para desenvolver uma melhora significante na resistência ao descolamento pelos revestimentos.

[00038] O princípio básico para melhorar a resistência ao arqueamento laminando-se a tela rígida feita de material tal como fibra de vidro sobre a manta de base é que a face do painel esteja sob tensão durante o arqueamento e a tela rígida seria capaz de sustentar a tensão e restringir o arqueamento. Entretanto, como é revelado inesperadamente através do experimento com certas modalidades desta invenção, quão bem a tela é realmente ligada à manta de base tem impacto direto no desempenho de arqueamento por umidade de um painel acústico laminado. Surpreendentemente, há realmente relação inversamente linear entre a resistência ao descolamento e o arqueamento por umidade do painel laminado até que o revestimento não contribua mais com a resistência ao descolamento como resultado da impermeabilidade da tela.

[00039] Se não houver nenhum revestimento ou se o revestimento estiver principalmente na superfície da tela devido à baixa porosidade, a ligação entre a tela e a manta de base tem que depender exclusivamente dos adesivos. Mas a quantidade de adesivos que podem ser aplicados é limitada a fim de prevenir o entupimento das perfurações na manta de bases. Adicionalmente, a maioria dos adesivos são viscoelásticos, tornando a ligação extensível. Portanto, a cola sozinha não será capaz de restringir o movimento relativo entre a tela e a manta de base durante o arqueamento. Mesmo o movimento relativo leve entre a tela e a manta de base resultaria em movimento vertical significante do painel plano, isto é, arqueamento.

[00040] Quando os revestimentos penetram através da tela porosa, a ligação adicional entre a tela e a manta de base é formada. Os revestimentos ou tinta contêm uma quantidade alta de pigmento em comparação às colas. A ligação fornecida pelos revestimentos/tinta é rígida. Dessa forma, a ligação pode restringir o movimento entre a tela e a manta de base, tornando a tela parte integral do painel de teto laminado. Uma tela ligada firmemente pode melhorar o desempenho de arqueamento por umidade dos painéis laminados. Já que uma quantidade pequena de arqueamento por umidade é altamente desejável, o uso de tela porosa adicionaria vantagem significante aos painéis acústicos laminados.

[00041] A fim de ter movimento de arqueamento total menor que 0,762 centímetros (0,3 polegadas) (para painéis com 60,96 centímetros de largura e 121,92 centímetros de comprimento (2 pés de largura e 4 pés de comprimento)) após três ciclos em câmara de umidade alternada entre 24°C (75°F), por 50% de RH, e 40°C (104°F), por 95% de RH, a tela deve possuir resistência ao fluxo de ar específica menor que 30 Rayls e uma resistência à tração de pelo menos 44,5 N/50 mm (10 lbf/2 in) de largura em qualquer direção.

[00042] O novo uso das telas com resistência ao fluxo de ar específica baixa e porosidade alta reivindicado na presente invenção reduziria a perna na absorvência acústica causada pelos adesivos e revestimentos. O painel acústico laminado teria eNRC de pelo menos 0,45 e NRC de pelo menos 0,5.

EXEMPLOS EXEMPLO 1

[00043] Uma manta de base que compreende lã mineral, fibras de papel de jornal, perlita expandida, amido e argila foi triturada para ter superfície relativamente lisa e inicialmente revestida. A manta de base foi, então, perfurada conforme descrito acima, as perfurações tendo uma profundidade de 1,016 centímetros (0,4 polegadas). A manta de base perfurada tinha eNRC de 0,58. Uma cola comercialmente disponível XR-3025 fabricada por HB Fuller de St. Paul, MN foi aspergida nas ditas mantas de base a 0,0045 gramas/cm2 (4,5 gramas/pe2).

[00044] Uma tela de fibra de vidro foi, então, laminada nas mantas de base. A tela foi adquirida junto à Owens Corning, Toledo, OH. A tela tinha resistência ao fluxo de ar específica de 41,4 Rayls, peso base de 127,7 g/m2, espessura de 0,5 mm (0,020 polegadas), resistência à tração de 200 N/50 mm (45,7 lbf/2 in) na direção de máquina e resistência à tração de 184 N/50 mm (42,1 lbf/2 in) na direção transversal da máquina.

[00045]Após a laminação, a superfície foi aspergida com revestimento. O revestimento continha 80% de pigmentos e 20% de látex com base no teor de sólidos total. O mesmo tinha teor de sólidos de 50%. O revestimento foi aplicado a 0,024 gramas/cm2 (24 gramas/pe2). Depois que o revestimento foi aplicado, a resistência ao descolamento foi medida para ser 325 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegadas) de largura. O painel laminado resultante tinha eNRC de 0,49 e arqueamento por umidade de 1,852 centímetros (0,729 polegadas). O painel sem a tela tinha arqueamento por umidade de 1,826 centímetros (0,719 polegadas). A perda em eNRC foi de 0,09.

[00046] O exemplo mostra que em tela relativamente densa, não há nenhuma melhora no arqueamento por umidade e a resistência ao descolamento de tela é baixa. O eNRC diminui significantemente.

[00047] EXEMPLO 2

[00048] Uma manta de base que compreende lã mineral, fibras de papel de jornal, perlita expandida, amido e argila foi triturada para ter superfície relativamente lisa e inicialmente revestida. A manta de base foi, então, perfurada conforme descrito acima, as perfurações tendo uma profundidade de 1,016 centímetros (0,4 polegada). A manta de base perfurada tinha eNRC de 0,46. Uma cola comercialmente disponível XR-3025 mencionada acima foi aspergida nas ditas mantas de base a 0,0048 gramas/cm2 (4,8 gramas/pé2).

[00049] Uma tela de fibra de vidro foi, então, laminada nas mantas de base. A tela (vendida sob o nome de produto Ultra Mate)) foi obtida junto à GAF-Elk Corp. de Ennis, TX. A tela tinha resistência ao fluxo de ar específica de 15,3 Rayls, peso base de 76,7 g/m2, espessura de 0,58 mm (0,023 polegada), resistência à tração de 130 N/50 mm (29,8 lbf/2 in) na direção de máquina e resistência à tração de 117 N/50 mm (26,7 lbf/2 in) na direção transversal da máquina.

[00050] Após a laminação, a superfície foi aspergida com revestimento. O revestimento continha 80% de pigmentos e 20% de látex com base no teor de sólidos total. O mesmo tinha teor de sólidos de 50%. O revestimento foi aplicado a 0,024 gramas/cm2 (24 gramas/pé2). Antes do revestimento, a resistência ao descolamento foi medida a 444 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegada) de largura. Após o revestimento, a resistência ao descolamento tinha 1,598 gramas/10,16 cm (gramas/4 polegadas) de largura. O painel laminado resultante tinha arqueamento por umidade de 0,193 centímetro (0,076 polegada), eNRC de 0,40 e NRC de 0,48. O painel sem a tela tinha arqueamento por umidade de 0,945 centímetro (0,372 polegada).

[00051] Esse exemplo mostra que com tela relativamente porosa, a resistência ao descolamento foi aumentada 3,6 vezes após o revestimento ser aplicado, o arqueamento por umidade foi reduzido drasticamente e a perda em eNRC foi reduzida a 0,06.

EXEMPLO 3

[00052] Uma manta de base que compreende lã mineral, fibras de papel de jornal, perlita expandida, amido e argila foi triturada para ter superfície relativamente lisa e incialmente revestida. A manta de base foi, então, perfurada conforme descrito acima, as perfurações tendo profundidade de 1,016 centímetros (0,4 polegada). A manta de base perfurada tinha eNRC de 0,46.

[00053] A cola XR-3025 foi aspergida nas ditas mantas de base a 0,0048 gramas/cm2 (4,8 gramas/pe2). Uma tela de fibra de vidro foi, então, laminada nas mantas de base. A tela (vendida sob o nome de produto Dura-Glass® 7615) foi obtida junto à Johns Manville Corp., Denver, Co. A tela tinha resistência ao fluxo de ar específica de 12,2 Rayls, peso base de 60,9 g/m2, espessura de 0,46 mm (0,018 polegada), resistência à tração de 181 N/50 mm (41,4 lbf/2 polegadas) na direção de máquina e resistência à tração de 154 N/50 mm (35,2 lbf/2 polegadas) na direção transversal da máquina.

[00054] Após a laminação, a superfície foi aspergida com revestimento que contém 80% de pigmentos e 20% de látex com base no teor de sólidos total. O mesmo tinha teor de sólidos de 50%. O revestimento foi aplicado a 0,024 gramas/cm2 (24 gramas/pé2).

[00055] Antes do revestimento, a resistência ao descolamento foi 412 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegadas) de largura. Após o revestimento, a resistência ao descolamento foi 1597 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegadas) de largura. O painel laminado resultante tinha arqueamento por umidade de 0,135 centímetro (0,053 polegada), eNRC de 0,39 e NRC de 0,47. O painel sem a tela tinha arqueamento por umidade de 0,945 centímetro (0,372 polegada).

[00056] Esse exemplo mostra que com tela relativamente porosa, a resistência ao descolamento foi aumentada 3,9 vezes após o revestimento ser aplicado, o arqueamento por umidade foi reduzido drasticamente e a perda em eNRC foi reduzida a 0,07.

EXEMPLO 4

[00057] Uma manta de base que compreende lã mineral, fibras de papel de jornal, perlita expandida, amido e argila foi triturada para ter superfície relativamente lisa e incialmente revestida. A manta de base foi, então, perfurada conforme descrito acima, as perfurações tendo profundidade de 1,016 centímetros (0,4 polegada). A manta de base perfurada tinha eNRC de 0,46.

[00058] A cola comercialmente disponível XR-3025 foi aspergida nas ditas mantas de base a 0,0048 gramas/cm2 (4,8 gramas/pé2). A tela de fibra de vidro foi, então, laminada nas mantas de base. A tela (vendida sob o nome de produto GFT-25) foi obtida junto à Ahlstrom Corp. de Kotka, Finlândia. A tela tinha resistência ao fluxo de ar específica de 23,0 Rayls, peso base de 50,8 g/m2, espessura de 0,33 mm (0,013 polegada), resistência à tração de 99 N/50 mm (22,6 lbf/2 polegadas) na direção de máquina e resistência à tração de 67 N/50 mm (15,3 lbf/2 polegadas) na direção transversal da máquina. Após a laminação, a superfície foi aspergida com revestimento que contém 80% de pigmentos e 20% de látex com base no teor de sólidos total. O mesmo tinha teor de sólidos de 50%. O revestimento foi aplicado a 0,024 gramas /cm2 (24 gramas/pe2).

[00059] Antes do revestimento, a resistência ao descolamento foi 329 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegadas) de largura. Após o revestimento, a resistência ao descolamento foi 1596 gramas/10,16 centímetros (gramas/4 polegadas) de largura. O painel laminado resultante tinha arqueamento por umidade de 0,259 centímetro (0,102 polegada), eNRC de 0,37 e NRC de 0,43. O painel sem a tela tinha arqueamento por umidade de 0,945 centímetro (0,372 polegada).

[00060] Esse exemplo mostra que com tela de porosidade média, a resistência ao descolamento foi aumentada 4,9 vezes após o revestimento ser aplicado, o arqueamento por umidade foi reduzido significantemente e a perda em eNRC foi 0,09, similar aos resultados da tela densa.

[00061] A seguinte Tabela 1 ilustra os resultados de teste comparativos que mostram a relação entre a resistência ao descolamento, a resistência ao fluxo de ar específica e o arqueamento por umidade para os exemplos acima. TABELA 1.

Tabela 1. Os resultados de teste indicaram que quando a tela conforme aplicada de acordo com a invenção tinha um valor abaixo de resistência a fluxo de ar específico, a resistência ao descolamento de tela tornou-se muito alta após a aplicação de revestimento. Subsequentemente, o arqueamento por umidade com tais telas ligadas firmemente foi significamente reduzido.

Claims

1. Painel de construção acústico compreendendo: manta de base (100) feito a partir de uma composição à base de água; tela (120) de não tecido porosa; revestimento (130) aplicado à superfície externa da tela (120), caracterizado pelo fato de que um adesivo (110) depositado de forma perfurada (140) ou distinta entre a tela (120) e a manta de base (100); a tela tendo uma resistência ao fluxo de ar menor que 30 Rayls de tal modo que é suficientemente porosa para permitir que o revestimento (130) penetre a tela a partir da superfície externa da tela (120) para se fixar à manta de base (100), e onde o revestimento (130) penetra na tela (120) e aderi a manta de base (100) aumentando a resistência ao descolamento da tela (120) à manta de base (100) sobre uma resistência ao descolamento feita pelo adesivo (110) por pelo menos 40%.

2. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a manta de base (100) conter perfurações (140).

3. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tela (120) ter resistência à tração de 44,5 N/ (10 lbf) por largura de 5 0mm 5 0,8mm(2 polegadas).

4. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tela (120) ter peso base entre 20 e 125 g/m2.

5. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento de superfície (130) de tela (120) compreender entre 50% e 90% de pigmentos inorgânicos com base no teor de sólidos total.

6. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o revestimento de superfície (130) de tela (120) ser aquoso e ser aplicado a uma proporção de 0,01 a 0,05 g/cm2.

7. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a tela (120) ter espessura entre 0,0127 e 0,058 cm.

8. Painel de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a deposição de adesivo (110) entre a tela (120) e a manta de base (100) ser na forma de gotas.

9. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o painel ter uma resistência ao descolamento de tela de 400 g por 10,16 cm de largura.

10. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o painel ter arqueamento menor do que 1,27 cm após três ciclos na câmara de umidade alternando entre 23,88°C, em 50% de umidade relativa, e 40°C, em 95% de umidade relativa.

11. Painel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ter coeficiente de redução de barulho estimado em 0,45 ou mais.

12. Método de fabricação do painel definido na reivindicação 1, compreendendo as etapas de: formar uma pasta fluida líquida contendo mistura de fibras, cargas e ligantes; a pasta fluida homogênea ser abastecida, em fluxo estável e constante, à máquina de formação de manta; formar uma manta (100) de base molhada; drenar a água da manta (100); cortar a manta (100) e triturar suavemente sua superfícies antes de aplicar o revestimento (130); puncionar e fissurar a manta (130) para fornecer múltiplas perfurações (140) na sua superfície; depositar adesivos (110) na manta (100) de forma distinta ou perfurada, por exemplo, na forma de gotas, de maneira que não tenham folha não perfurada contínua de película adesiva, e em quantidade otimizada para reduzir seu impacto em absorção acústica enquanto fornece ligação suficiente à mantas de base (100); caracterizado pelo fato de a quantidade total de adesivos (110) aplicada à manta de base (100) está na faixa de 0,0005 a 0,008 g/cm2, preferencialmente na faixa de 0,001 a 0,004 g/cm2.

13. Painel de construção acústico, compreendendo: manta de base (100); tela (120) de não tecido porosa; e revestimento (130) aplicado à superfície externa da tela (120); caracterizado pelo fato de a tela (120) ter resistência ao fluxo de ar específica menor que 30 Rayls e o revestimento de superfície (130) de tela (120) compreender entre 50% e 90% de pigmentos inorgânicos com base em teor de sólidos total; o revestimento de superfície (130) de tela (120) sendo eficaz em absorver e aderir através da tela (120) da manta de base (100).