BR112015005557B1 - Absorvedor de som perfurado de multicamadas e processo para a produção de um absorvedor de som - Google Patents

Absorvedor de som perfurado de multicamadas e processo para a produção de um absorvedor de som Download PDF

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Abstract

absorvedor de som perfurado de multicamadas. a presente invenção refere-se a um absorvedor de som perfurado de multicamadas (1) com uma película de material sintético microper-furada (4) e um absorvedor termicamente deformável (3), o qual é uma camada de espuma, um tecido fibroso ou uma camada fibrosa não tecida. além disso, a invenção abrange um processo para a produção de um correspondente absorvedor de som.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um absorvedor de somperfurado de multicamadas com uma película de plástico microperfurada e um absorvedor termicamente deformável, o qual é uma camada de espuma, um tecido fibroso ou uma camada fibrosa não tecida. Além disso, a invenção abrange um processo para a produção de um correspondente absorvedor de som.
[0002] Já são conhecidos absorvedores que são cobertos em umlado com uma película microperfurada, na direção de uma fonte de som. Através da geometria dos furos, da distância dos furos e da superfície aberta da película é possível, nesse caso, influenciar a absorção. Essas estruturas são conhecidas do ramo automobilístico, especialmente com uma película metálica perfurada e com um absorvedor para a câmara do motor.
[0003] No DE 10 2004 050 649 A1 é descrito um escudo contra calorque absorve som. Revela-se um escudo contra calor que absorve som, com uma chapa de suporte que carrega uma camada isolante que é atuante termicamente e acusticamente. O escudo contra calor apresenta uma película protetora disposta sobre uma face da camada isolante voltada para uma fonte de som durante o uso do mesmo, película protetora esta que apresenta uma microperfuração.
[0004] Um revestimento de atenuação de calor e de som para acâmara de motor de veículos automotores, que é descrito no DE 101 43 167 A1, é constituído por um refletor de calor microperfurado pelo lado do motor, uma camada de espuma de poliuretano em contato com este e que, pelo lado do motor, está embebida em um material de plástico duro que pode suportar três semanas de temperatura contínua a 200oC, especialmente a 150oC, e por uma camada de cobertura em contato com esta e de costas para o lado motor.
[0005] A produção de películas microperfuradas, especialmentepelículas de metal, já é conhecida há muito tempo. Por exemplo, cabe remeter-se à Patente norte-americana 7,838,125 B2, na qual é descrita uma forma especial de execução de uma película metálica microperfurada. Aí é descrito que a película metálica é deformada através de perfuração de agulha de um modo tal que, contra a direção de perfuração da agulha, forma-se uma cratera elevada em relação à camada medida da película, cratera esta cuja borda inferior se esgarça ao ocorrer a perfuração pela agulha.
[0006] O DE 10 2004 053 751 A1 descreve uma peça derevestimento para um veículo, especialmente um revestimento para a parte inferior da carroceria. Este possui uma camada média porosa e pelo menos uma camada de cobertura de cada lado, sendo que a camada média porosa está construída de tal modo que ela possua transparência acústica ou eficácia de absorção acústica. Nesse caso, a camada média porosa, acusticamente absorvente, pode ser coberta de um ou de dois lados por uma ou mais camadas de cobertura acusticamente transparentes, respectivamente absorventes.
[0007] Para a região no espaço interno do veículo automotor já sãoconhecidas as estruturas com um absorvedor e uma película polímera microperfurada. No EP 1 101 218 B1 descreve-se uma película polímera microperfurada para ser empregada em um absorvedor de som, a qual é formada por uma película polímera de uma espessura definida e várias microperfurações, sendo que as microperfurações apresentam respectivamente um diâmetro mais estreito menor do que a espessura da película e um diâmetro mais largo que é maior do que 125% do diâmetro mais estreito.
[0008] Com isso descreve-se uma película de plásticomicroperfurada com uma geometria de furo definida em função da espessura da película. Especialmente são descritos aí canais de perfuração, colunas ou tipos em forma de funil com diâmetros variáveis.
[0009] Para as estruturas de absorvedor ocorre que a geometria defuro, a quantidade dos furos e a distância dos mesmos são condições para uma boa acústica, que é influenciada através das variáveis mencionadas.
[0010] Em todas essas estruturas permanece sem consideração aalteração da película de duas camadas durante o processo de processamento. De acordo com a ação das agulhas na película, com as películas de alto ponto de fusão perfuradas a frio pelas agulhas, surgem processos de relaxamento que levam a uma redução do diâmetro dos furos. Pelo outro lado ocorre um aumento do furo durante a deformação da película. A camada de película de baixo ponto de fusão relaxa e, juntamente com os componentes de absorvedor, leva a uma redução adicional da resistência ao fluxo da camada de cobertura.
[0011] Todos os efeitos juntos modificam a resistência ao fluxo dacamada de cobertura - e apenas o valor é importante para a ação prática.
[0012] Com isso, coloca-se o objetivo de produzir um componente(absorvedor de som) com um absorvedor termicamente deformável e uma película microperfurada, de tal modo que em uma ampla faixa de frequência, especialmente no caso de baixas frequências, apresente uma absorção elevada e, parcialmente, um alto isolamento.
[0013] O objetivo acima mencionado é alcançado através deabsorvedor de som perfurado de multicamadas 1 com um absorvedor termicamente deformável 3 e uma película microperfurada 4, que estão ligados entre si de modo plano, caracterizado pelo fato de que a película microperfurada 4, constituída por uma primeira camada de plástico de duas camadas, de alto ponto de fusão, provida de uma geometria definida de perfuração, e por uma segunda camada de plástico de ponto mais baixo de fusão em comparação com a primeira camada de plástico, sendo que a camada de plástico de baixo ponto de fusão abrange uma camada intermediária 2, adjacente ao absorvedor, formada por componentes absorventes e pelo plástico de baixo ponto de fusão, e pelo fato de que a proporção das resistências ao fluxo da camada de cobertura da camada de plástico de alto ponto de fusão e da camada intermediária 2 em relação ao absorvedor 3 comporta 1 a 3 até 1 a 30 e a resistência total ao fluxo R do absorvedor de som 1 situa- se na faixa de R = 800 Nsm-3 até R = 8000 Nsm-3.
[0014] Portanto, constitui objeto da presente invençãoespecialmente um absorvedor de som 1 de três camadas formado por uma película microperfurada (camada de cobertura) 4 e por um absorvedor termicamente deformável 3, o qual está construído de tal modo que se obtenha um acoplamento entre os dois absorvedores através da formação de uma camada intermediária 2.
[0015] Se a resistência específica ao fluxo da película 4 for muitoelevada, então o som não poderá penetrar no absorvedor traseiro 3 e será refletido em uma ampla faixa. Se a resistência ao fluxo da película 4 for muito pequena (aberta), então, no essencial, só atuará o absorvedor 3; todas as influências do absorvedor de película perfurada 4 são insignificantemente pequenas.
[0016] A evolução da frequência dos dois tipos de absorvedordiferencia-se basicamente. Enquanto que os absorvedores de som porosos 3 possuem uma ação de absorção de banda larga crescente com a frequência e, com isso, principalmente, podem ser empregados para a absorção de frequências médias e elevadas, as películas microperfuradas 4 absorvem, de preferência em uma faixa estreita de frequência, o campo de ressonância que se situa em frequências médias ou baixas. Devido a uma dispersão da resistência ao fluxo pela película resulta uma ampliação ajustável da absorção.
[0017] De preferência, a película microperfurada 4 é constituída porou contém um plástico com uma temperatura de fusão (temperatura de amolecimento) acima da temperatura de processamento, tal como, por exemplo, poliamida, tereftalato de polietileno, polieterimida, polisulfona, polietersulfona, poliarilétercetona e por (um) um segundo plástico, tal como, por exemplo, PE ou PP com uma temperatura de fusão (temperatura de amolecimento) abaixo da temperatura de processamento (temperatura de colocação de revestimento). Esse plástico de baixo ponto de fusão serve de cola; liga-se com partículas do absorvedor 3; forma uma camada intermediária 2 e altera a imagem do furo, bem como, portanto, as propriedades acústicas e técnicas de fluxo da película 4.
[0018] De preferência, as temperaturas de amolecimento doplástico de alto e de baixo ponto de fusão diferenciam-se em pelo menos -243,15°C (30oK), especialmente em pelo menos -173,15°C (100oK).
[0019] O absorvedor termicamente deformável 3 é constituído,especialmente, por um tecido fibroso, uma camada fibrosa não tecida ou espuma. Ele pode ser produzido com uma e mais camadas; bem como por ser constituído por combinações desses materiais.
[0020] A camada de absorção de som 3, em contato com a películamicroperfurada 4 mencionada acima, pode abranger, por exemplo, uma camada de espuma que, de modo particularmente especial no sentido da presente invenção, contém uma espuma de poros abertos de PUR, de resina de melamina ou espuma leve.
[0021] Do mesmo modo, também o tecido fibroso ou a camadafibrosa não tecida, como componente do absorvedor de som 1 de acordo com a invenção, pode conter fibras sintéticas, fibras de poliéster, especialmente PET, fibras de poliamida, especialmente nylon 6 e/ou nylon 66; fibras de poliolefina, especialmente PP e/ou PE; fibras acrílicas, bem como suas misturas de fibras, inclusive fibras de bicomponentes e fibras de multicomponentes e/ou misturas de fibras naturais, especialmente fibras de algodão bruto, de cânhamo, de coco, de quenafe, de juta e/ou de sisal com as fibras sintéticas anteriormente mencionadas.
[0022] Um acoplamento de todos os efeitos de absorção de som éobtido na medida em que entre a camada de plástico de alto ponto de fusão (camada de cobertura) com perfil definido de furo 4 e uma camada de plástico de baixo ponto de fusão com componentes de absorvedor integrados forma-se uma camada intermediária 2, sendo que se apresenta uma proporção de resistência ao fluxo entre a película 4 e a camada intermediária 2, por um lado, e o absorvedor por outro lado, de 1 : 3 até 1: 30 e a diferença de fluxo dentro do componente comporta pelo menos 20%.
[0023] Correspondentemente a isso, a segunda camada deplástico, com ponto de fusão mais baixo em comparação com a primeira camada de plástico, encontra-se voltada para o absorvedor 3.
[0024] Outra forma de execução da presente invenção abrange umprocesso para a produção de um absorvedor de som, no qual uma película de PA/PE não perfurada é deslocada e colocada como revestimento sobre um absorvedor de camada fibrosa não tecida 3, previamente moldado e inserido na ferramenta de revestimento, constituído por fibras ligadas e fibras partidas (BiCo, CO, WO, PET).
[0025] No processo de revestimento, devido ao PE de baixo pontode fusão e à camada de absorvedor 3 adjacente forma-se uma camada intermediária 2, constituída por componentes de absorvedor e PE.
[0026] A perfuração da camada de PA e da camada intermediária 2formada ocorre em uma ferramenta de resfriamento/calibragem, na qual a metade de ferramenta voltada para a camada de PA é provida de agulhas correspondentes. Com isso, a perfuração ocorre na direção do absorvedor de camada fibrosa não tecida 3. O canal de aplicação de agulha (de perfuração) leva, portanto, para dentro da liga de material, para a camada absorvente 3. Através do funil assim obtido chega-se à ação adicional de um ressonador de Helmholtz.
[0027] O efeito acústico de um componente 1 a ser produzido podevariar, nesse caso, devido ao volume do canal de inserção da agulha, ao diâmetro do canal, bem como ao comprimento do canal, conforme as qualidades desejadas (quantidade e disposição das perfurações na película 4).
[0028] A configuração em forma de funil do canal de agulha émostrada na figura 1. Esta pode ser obtida, especialmente, por meio de uma ferramenta de inserção de agulha que se estenda em forma cônica, cujo comprimento de cone corresponda, de preferência, a um múltiplo da espessura da película de plástico 4.
[0029] O funil de material esgarçado que se forma através dainserção de agulha e que, depois da colocação como revestimento, se estende para a camada intermediária 2 a partir da camada de plástico de baixo ponto de fusão com componentes de absorvedor integrados até o absorvedor 3 atua vantajosamente sobre o comportamento de absorção.
[0030] A deformação do absorvedor 3 no sentido de umcomponente ocorre, por exemplo, mediante o fornecimento de calor que, no caso de uma incorporação integrada da película 4 através de expansão e relaxamento, pode levar a alterações consideráveis da geometria de furo e, portanto, às propriedades acústicas. Correspondentemente, de preferência, o absorvedor 3 é moldado previamente termicamente (para sua configuração final), antes que seja iniciado o processo de colocação como revestimento. Em seguida ocorre a inserção de agulha.
Exemplo de Execução
[0031] O seguinte exemplo de execução (ver figura 2) mostra como exemplo uma construção de um absorvedor de som 1 de acordo com a invenção.
[0032] Uma película de PA/PE 4 de 65 μm com camada de PE de30 g/m2, perfurada com 227 E/cm2 e com um diâmetro de furo de 0,07 +/- 0,05 mm foi deslocada e colocada como revestimento sobre um absorvedor de camada fibrosa não tecida 3 previamente moldado e introduzido em uma ferramenta de aplicação de revestimento, constituído por fibras aglutinadas e fibras rompidas (BiCo, CO, WO, PET). A temperatura de ferramenta de aplicação de revestimento foi de 135o e o tempo de aplicação de revestimento foi 55s.
[0033] No processo de aplicação de revestimento, devido ao PE debaixo ponto de fusão e à camada de absorvedor adjacente, formou-se uma camada intermediária 2, constituída de componentes de absorvedor e de PE.
[0034] A resistência total ao fluxo (do absorvedor de som 1)determinada retrospectivamente situou-se entre R = 2400 e R = 3200 Nsm-3.

Claims (14)

1. Absorvedor de som perfurado de multicamadas (1) com um absorvedor termicamente deformável (3) e uma película microperfurada (4), que estão ligados entre si superfície a superfície, caracterizado pelo fato de queo dito absorvedor (3) termicamente deformável tem canais de perfuração em formato de funil que se estendem para dentro a partir da dita película microperfurada, sendo que o dito absorvedor termicamente deformável abrange um tecido fibroso, um material fibroso não tecido ou uma espuma de poros abertos,a dita película microperfurada (4) contém um material de duas camadas, que inclui uma primeira camada de plástico ponto mais alto de fusão, provida de uma geometria definida de perfuração, e por uma segunda camada de plástico de ponto mais baixo de fusão em comparação com a primeira camada de plástico, sendo que a camada de plástico de baixo ponto de fusão abrange uma camada intermediária (2), adjacente ao absorvedor (3), formada por componentes absorventes e pelo plástico de baixo ponto de fusão,a proporção das resistências ao fluxo da camada de plástico de alto ponto de fusão e da camada intermediária (2) em relação ao absorvedor (3) comporta 1 a 3 até 1 a 30 e a resistência total ao fluxo R do absorvedor de som (1) situa-se na faixa de R = 800 Nsm-3 até R = 8000 Nsm-3.
2. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita camada de plástico de alto ponto de fusão abrange poliamida, tereftalato de polietileno, polieterimida, polisulfona, polietersulfona e/ou polieteretercetona.
3. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a segunda camada de plástico de ponto mais baixo de fusão em comparação com a primeira camada de plástico abrange polietileno e polipropileno, inclusive os seus combinados e copolímeros, também com poliamidas e/ou poliésteres; resinas de poliuretano; resinas de melamina e/ou resinas de epóxi.
4. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o tecido fibroso ou o material fibroso não tecido abrange(a) fibras sintéticas que são selecionadas a partir do grupo que inclui fibras de poliéster, especialmente fibras de tereftalato de polietileno, fibras de poliamida, especialmente nylon 6 e/ou nylon 66, fibras de poliolefinas, especialmente fibras de polipropileno e/ou fibras de polietileno e fibras acrílicas, bem como suas misturas de fibras, inclusive fibras de bi-componentes e fibras de multicomponentes,(b) fibras naturais que são selecionadas a partir do grupo que inclui fibras de algodão cru, fibras de cânhamo, fibras de coco, fibras de quenafe, fibras de juta e fibras de sisal, inclusive as suas misturas, ou(c) misturas das fibras sintéticas dos grupos (a) e fibras naturais do grupo (b).
5. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tecido fibroso ou o material fibroso não tecido apresenta uma massa por unidade de área na faixa de 180 a 1800 g/m2.
6. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a espuma de poros abertos é selecionada a partir do grupo que inclui espuma de poliuretano e espuma de resina de melamina.
7. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a espuma abrange uma densidade na faixa de 8 a 120 g/l, de preferência de 15 a 75 g/l.
8. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção das resistências ao fluxo da película (4) e da camada intermediária (2) em relação ao absorvedor (3) comporta de 1 a .
9. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a proporção das resistências ao fluxo da película (4) em relação à camada intermediária (2) comporta de 1 a 10.
10. Absorvedor de som (1) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resistência total ao fluxo do absorvedor de som (1) situa-se na faixa de R = 2000 Nsm-3 até R = 4000 Nsm-3.
11. Processo para a produção de um absorvedor de som (1) como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é por prévia moldagem da dita a película microperfurada (4) sobre o absorvedor termicamente deformável (3) a uma temperatura que se situa acima da temperatura de fusão da segunda camada de plástico de baixo ponto de fusão, porém abaixo da temperatura de fusão da camada de plástico de alto ponto de fusão.
12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a película microperfurada (4) e o absorvedor termicamente deformável (3), previamente moldado, são deformados em um molde aquecido, com uso de vapor.
13. Processo para a produção de um absorvedor de som (1) perfurado de multicamadas, que compreende um absorvedor termicamente deformável (3) e uma película microperfurada (4), que estão ligados entre si superfície a superfície, caracterizado pelo fato de que o dito absorvedor (3) termicamente deformável abrange um tecido fibroso, um material fibroso não tecido ou uma espuma de poros abertos, sendo que a dita película microperfurada (4) contém um material de duas camadas, que inclui uma primeira camada de plástico de ponto mais alto de fusão, provida de uma geometria definida de perfuração, e por uma segunda camada de plástico de ponto mais baixo de fusão em comparação com a primeira camada de plástico, sendo que a camada de plástico de baixo ponto de fusão abrange uma camada intermediária (2), adjacente ao absorvedor (3), formada por componentes absorventes e pelo plástico de baixo ponto de fusão, e a proporção das resistências ao fluxo da camada de plástico de alto ponto de fusão e da camada intermediária (2) em relação ao absorvedor (3) comporta 1 a 3 até 1 a 30 e a resistência total ao fluxo R do absorvedor de som (1) situa-se na faixa de R = 800 Nsm-3 até R = 8000 Nsm-3,o dito absorvedor de som perfurado de multicamadas é preparado pela prévia moldagem do dito absorvedor termicamente deformável a uma configuração final, pela colocação em contato da dita configuração final do absorvedor termicamente deformável com a dita camada de ponto mais baixo de fusão das ditas duas películas de plásticos em camadas, pelo aquecimento da dita configuração final do absorvedor termicamente deformável e a dita película de plástico em duas camadas a uma temperatura superior à temperatura de fusão da segunda camada de plástico de ponto mais baixo de fusão, e abaixo da temperatura de fusão da camada de plástico de ponto mais alto de fusão, de modo que a dita camada de ponto mais baixo de fusão da dita película de plástico em duas camadas derrete e flui para dentro da superfície da dita configuração final do absorvedor termicamente deformável, pelo fornecimento da dita camada intermediária e da perfuração da superfície da dita camada de plástico de ponto mais alto de fusão e da dita camada intermediária por agulhas presentes na peça de um molde de resfriamento e/ou calibragem que está voltada para a camada de plástico de ponto mais alto de fusão.
14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a perfuração é executada em parte da superfície.
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