BR112016000065B1

BR112016000065B1 - Telha acústica à base de lã mineral melhorada com fibra de vidro

Info

Publication number: BR112016000065B1
Application number: BR112016000065-0A
Authority: BR
Inventors: William A. Frank; Terry L. Rosenstiel
Original assignee: Usg Interiors, Llc
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2021-10-05

Abstract

TELHA ACÚSTICA À BASE DE LÃ MINERAL MELHORADA COM FIBRA DE VIDRO Um manta base obtida por via úmida para uma telha de teto acústica que compreende em uma base de peso seco, 50% ou mais de fibras de lã mineral, incluindo remate, menos do que 9% de ligante, e entre 5 e 20% de fibra de vidro de fio picado e, opcionalmente, quantidades menores de outros constituintes, pelo que as fibras de vidro de fio picado servem para promover e/ou manter espaços vazios na camada de tal modo que a manta base seca tenha uma densidade entre cerca de 7-1/2 até cerca de 10-1/2 libras por pé cúbico e um NRC substancialmente maior do que 0,55.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

[1] A invenção se refere a telhas acústicas particularmente adequadas para uso em tetos suspensos.

TÉCNICA ANTERIOR

[2] Telhas de teto baseadas em fibra mineral estão disponíveis há muito tempo. Essas telhas ou painéis são convencionalmente feitos por dispersões aquosas diluídas de feltragem em água de lã mineral. Neste processo, uma suspensão aquosa de lã mineral, ligante e quantidades menores de outros ingredientes, como desejado ou necessário, é fluída sobre um arame de suporte foraminoso em movimento, tal como uma máquina de formação de esteira Fourdrinier ou Oliver, para desidratação. A suspensão pode ser primeiro desidratada por gravidade e, em seguida desidratada por sucção à vácuo para formar uma manta base; a manta base molhada é então pressionada para a espessura desejada entre os rolos ou um arame percorrendo o overhead e o arame de suporte para remover a água adicional. A manta base pressionada é então seca num forno de secagem aquecido, e o material seco é cortado com as dimensões desejadas e opcionalmente lixado e/ou revestido no topo, ou coberto com um tecido de forro de fibra de vidro adesivamente ligado e, finalmente, pintado para produzir telhas ou painéis de teto acústicos finalizados.

[3] Embora telhas de teto acústicas baseadas em lã mineral feltrada em água sejam relativamente econômicas de produzir por causa de baixos custos de matérias-primas, estas apresentam valores NRC (Coeficiente de Redução de Ruído) relativamente baixos de cerca de 0,55. É desejável produzir telhas de teto acústicas à base de fibras minerais com valores melhorados de NRC (Coeficiente de Redução de Ruído).

SUMARIO DA INVENÇÃO

[4] A invenção proporciona uma construção de telha de teto acústica feltrada em água com base em lã mineral que alcança melhores valores de NRC (Coeficiente de Redução de Ruído), e que pode ser produzida em instalações existentes e com o processamento convencional.

[5] A invenção reside na descoberta de que fio picado usado úmido comum, WUCS, fibra de vidro, de preferência de certas características, pode ser usado em pequenas quantidades fracionais no lugar de fibra mineral em uma formulação típica do produto. O resultado da substituição é um aumento surpreendente na espessura da manta base. Esta espessura representa uma diminuição significativa na densidade e um aumento correspondente na porosidade e, consequentemente, a absorção de som.

[6] A invenção permite a produção de densidade relativamente baixa de painéis acústicos relativamente espessos capazes de atingir valores de NRC (Coeficiente de Redução de Ruído) substancialmente maiores do que 0,55 e até 0,95 ou superior, colocando o desempenho destas telhas na extremidade alta do espectro de telhas acústicas.

[7] O corpo do painel da invenção é caracterizado pela presença de espaços vazios, que são grandes em comparação com os espaços intersticiais médios entre as fibras de compósitos, distribuídos aleatoriamente ao longo do corpo de painel. Os espaços vazios, por algum mecanismo não são totalmente compreendidos, são criados pela presença das fibras de vidro. A população dos espaços vazios parece ser proporcional à quantidade de fibras de vidro na formulação da manta base. O comprimento da fibra e diâmetro das fibras parecem ser fatores adicionais na criação bem sucedida dos espaços vazios.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[8] FIG. 1 é uma microfotografia de uma seção transversal de um painel acústico de uma formulação padrão;

[9] FIG. 2 é uma microfotografia de uma seção transversal de uma telha acústica tendo uma formulação modificada incluindo 5% de fibras de fibra de vidro de fio picado;

[10] FIG. 3 é uma microfotografia de uma seção transversal de uma telha acústica tendo uma formulação modificada incluindo 10% de fibras de fibra de vidro de fio picado; e

[11] FIG. 4 é microfotografia de uma seção transversal de uma telha acústica tendo uma formulação modificada incluindo 20% de fibras de fibra de vidro de fio picado.

DESCRIÇÃO DA MODALIDADE PREFERENCIAL

[12] Uma manta base de telha ou painel acústico de acordo com a invenção é produzido por agitação enérgica dos seus componentes, numa suspensão aquosa diluída. A suspensão, em um processo geralmente convencional, é distribuída sobre uma tela de montagem ou arame de suporte para formar uma manta base. A camada é drenada da água através do crivo e por aplicação de um vácuo de sucção. A camada é então levemente pressionada entre um rolo de sobreposição ou na tela de montagem e a tela de transporte. Depois disso, a manta base prensada é seca em um forno e cortada a um tamanho retangular acabado. A face da manta base pode ser terminada com técnicas convencionais, tais como moagem, laminação e/ou pintura.

[13] A invenção se afasta das formulações tradicionais de manta base de fibra mineral substituindo a fibra de vidro em manta de fio picado por uma fração de uma quantidade fixa de fibra de lã mineral. A fibra de vidro em manta de fio picado pode ser, por exemplo, de material em manta de fio picado de uso molhado disponível comercialmente (WUCS).

[14] FIG. 1 mostra uma seção transversal de uma parte de uma telha de teto acústica feita com uma formulação à base de fibra mineral geralmente convencional. A tabela que se segue reflete os constituintes desta fórmula convencional.

[15] As FIGS. 2-4 mostram porções de seções transversais de manta base de telha acústica com formulações modificadas. FIG. 2 é ilustrativa de uma formulação que contém 5% em peso de fibra de vidro em manta de fio picado, a FIG. 3 mostra uma manta base com uma composição de fibra de vidro em manta de fio picado 10%, e a FIG. 4 mostra uma seção transversal de uma manta base com uma composição de fibra de vidro em manta de fio picado 20%. Nas composições mostradas nas FIGS. 2-4, as fibras de vidro em manta de fio picado são nominalmente 6,4 mm (1/4 de polegada) em comprimento e 16,5 mícrons de diâmetro.

[16] Abaixo encontra-se uma formulação para uma manta base baseada em fibras minerais para um material acústico incorporando a presente invenção.

As percentagens apresentadas nas Tabelas 1 e 2 são em peso percentual.

[17] Uma comparação da FIG. 1 com as demais FIGS. 2-4 mostra a presença de espaços vazios no corpo da manta base com o número de espaços vazios aumentando com o teor percentual de fibra de vidro em manta de fio picado. O diâmetro das fibras da fibra de vidro é substancialmente maior do que o diâmetro das fibras minerais. A densidade a granel, em kg/m3 (libras/pé cúbico) de uma manta base diminui proporcionalmente com o número de espaços vazios em um volume específico. Como a densidade em massa diminui, como seria de esperar, a porosidade da manta base aumenta e a sua capacidade de absorção de som, ou seja, classificação NRC (Coeficiente de Redução de Ruído), aumenta.

[18] A razão pela qual fibras em manta de fio picado produzem, ou são, pelo menos, associadas com a ocorrência de espaços vazios por todo o corpo de uma manta base baseada em fibras minerais não é completamente compreendido. As fibras de vidro individuais aparecem, pelo menos em alguns casos, para manter as fibras minerais circundantes fora do espaço de um vazio, como os arcos de um guarda-chuva para desenhar uma analogia. Independentemente de como as fibras de vidro em manta de fio picado se criam e/ou mantêm os vazios, as fibras de vidro em manta de fio picado, na proporção às suas massas, diminuem a densidade à granel e aumentam NRC (Coeficiente de Redução de Ruído).

[19] Durante a formação de uma fibra de vidro em manta de fio picado contendo manta base, espessura aumentada da manta base molhada é experimentada antes e depois de ser levemente pressionada por uma esteira superior ou rolo antes de ser levada para um forno de secagem. A fibra de fios em manta de fio picado de um modo preferido pode estar entre nominalmente 6,4 a 12,7 mm (1/4 e 1/2 polegada) de comprimento e preferencialmente tem um diâmetro entre cerca de 13,5 mícrons a 16,5 mícrons. Os painéis acabados feitos de acordo com a invenção podem ter uma densidade de entre 120 a 168 kg/m3 (7-1/2 a 10-1/2 libras por pé cúbico) e uma espessura da camada, por exemplo, de 25,4 a 38,1 mm (1 polegada a 1-1/2 polegadas).

[20] Uma manta base tipicamente terá a sua face ou lado ambiente coberto por um tecido de forro de fibra de vidro não tecido, conhecido na técnica, que é adesivamente ligado e, quando pintado ou revestido continua a ser permeável ao ar.

[21] Deve ser evidente que esta divulgação é a título de exemplo e que várias alterações podem ser feitas por adição, modificação ou eliminação de detalhes sem se afastar do escopo justo dos ensinamentos contidos na presente divulgação. A invenção, por conseguinte, não está limitada aos detalhes específicos da presente divulgação, salvo na medida em que as reivindicações seguintes são necessariamente assim limitadas.

Claims

1. Manta base disposta por via úmida para uma telha de teto acústica, caracterizada pelo fato de que compreende numa base de peso seco, 50% ou mais de fibras de lã mineral, incluindo remate, menos do que 9% de ligante e entre 5 e 20% de fibra de vidro em manta de fio picado e, opcionalmente, quantidades menores de outros constituintes, pelo que as fibras de vidro em manta de fio picado servem para promover e/ou manter espaços vazios na manta base de tal modo que a manta base seca tenha uma densidade entre 120 a 168 kg/m3 (7-1/2 até cerca de 10-1/2 libras por pé cúbico) e um NRC (Coeficiente de Redução de Ruído) substancialmente superior à 0,55.

2. Manta base disposta por via úmida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as fibras em manta de fio picado são nominalmente entre 6,4 a 12,7 mm (1/4 de polegada e 1/2 polegada) de comprimento.

3. Manta base disposta por via úmida, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que as referidas fibras têm diâmetros nominais de entre 13,5 mícrons e 16,5 mícrons.

4. Manta base disposta por via úmida, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que tem um NRC (Coeficiente de Redução de Ruído) de 0,95.