BR112016011360B1 - Intercalar plástico viscoelástico para um amortecimento vibroacústico, vidraça, veículo automotivo e utilização da vidraça - Google Patents

Abstract

INTERCALAR PLÁSTICO VISCOELÁSTICO PARA UM AMORTECIMENTO VIBROACÚSTICO E VIDRAÇA COMPREENDENDO TAL INTERCALAR. A invenção refere-se a um intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico, o intercalar compreendendo, pelo menos, uma camada (3) de material plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico e o intercalar compreendendo partículas com uma função de filtro à radiação infravermelha, o intercalar sendo tal que a frequência de ressonância f do segundo modo de ressonância de uma barra de vidraça laminada de superfície 25 mm x 300 mm composta por duas folhas de vidro de espessura 2,1 mm, cada, entre as quais é incorporado o intercalar, determinada por uma medição da impedância mecânica (MIM) a 20°C de acordo com a norma ISO 16940, está compreendida entre 760 Hz e 1000 Hz e o fator de perda ?2 do segundo modo de ressonância da mesma barra, determinado por MIM nas mesmas condições, é superior ou igual a 0,25. A invenção permite uma diminuição da espessura das folhas de vidro sem degradação das propriedades de amortecimento vibroacústico, assegurando, ao mesmo tempo, um controle solar.

Description

[0001] A invenção refere-se a um intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico, destinada notadamente para veículos de locomoção, em particular um veículo automotivo.

[0002] Entre todas as qualidades que concorrem para o conforto nos meios de transporte modernos, como trens e automóveis, o silêncio tornou-se determinante.

[0003] O conforto acústico tem sido melhorado desde vários anos agora, tratando- se os ruídos, como os ruídos do motor, rolamento ou suspensão, e isto em sua origem ou durante sua propagação aérea ou nos sólidos, por meio, por exemplo, de revestimentos absorvedores, de peça de ligação de elastômero.

[0004] Os formatos dos veículos foram, igualmente, modificados para melhorar a penetração no ar e diminuir as turbulências que são, elas mesmas, fontes de ruído.

[0005] E, desde alguns anos, os requerentes se inclinaram sobre o papel que podiam desempenhar as vidraças na melhoria do conforto acústico, em particular vidraças laminadas comportando filmes intercalares plásticos. As vidraças laminadas apresentam, além disso, outras vantagens como suprimir o risco de projeção de fragmentos no caso de ruptura brutal, constituir um retardador de efração.

[0006] Foi destacado que a utilização de filmes plásticos padronizados em vidraças laminadas não contribuía para a melhora do conforto acústico. Foram, então, desenvolvidos filmes plásticos específicos que apresentavam propriedades de amortecimento permitindo uma melhoria do conforto acústico.

[0007] Além disso, nos para-brisas existentes, a espessura da folha de vidro destinada a estar voltada para o exterior do veículo é, em geral, de 2,1 mm e a espessura da folha de vidro destinada a estar voltada para o interior do veículo é, em geral, de 1,6 mm. No entanto, nota-se uma tendência para tornar mais leves os veículos automotivos a fim de diminuir o seu consumo e a emissão de CO2 induzida. Um meio consiste em propor vidraças automotivas mais leves. Uma solução para diminuir o peso das vidraças é diminuir a espessura das folhas de vidro. No entanto, esta diminuição de espessura acarreta uma degradação das propriedades acústicas da vidraça laminada.

[0008] Além disso, é igualmente importante limitar o aumento de temperatura no interior de um veículo devido à radiação infravermelha do sol, de modo a melhorar o conforto dos passageiros.

[0009] Existe, portanto, uma necessidade para um intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico, que permita uma diminuição da espessura das folhas de vidro sem degradação das propriedades de amortecimento vibroacústico, assegurando, ao mesmo tempo, um controle solar.

[0010] Para isto, a invenção propõe um intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico, o intercalar compreendendo, pelo menos, uma camada de material plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico e o intercalar compreendendo partículas com uma função de filtro à radiação infravermelha, o intercalar sendo tal que a frequência de ressonância f2 do segundo modo de ressonância de uma barra de vidraça laminada de superfície 25 mm x 300 mm composta por duas folhas de vidro de espessura 2,1 mm, cada, entre as quais é incorporado o intercalar, determinada por uma medição da impedância mecânica (MIM) a 20°C de acordo com norma ISO 16940, está compreendida entre 760 Hz e 1000 Hz e o fator de perda n2 do segundo modo de ressonância da mesma barra, determinado por MIM nas mesmas condições, é superior ou igual a 0,25.

[0011] De acordo com outra particularidade, a camada é à base de polivinilbutiral e plastificante.

[0012] De acordo com outra particularidade, a frequência de ressonância f2 está compreendida entre 800 e 900 Hz, preferivelmente entre 800 Hz e 850 Hz.

[0013] De acordo com outra particularidade, o fator de perda n2 é superior a 0,30.

[0014] De acordo com outra particularidade, o intercalar compreende, por outro lado, duas camadas externas de polivinil butiral (PVB) padrão, a camada estando entre as duas camadas externas.

[0015] De acordo com outra particularidade, a medição da impedância mecânica é realizada pelo menos 1 mês após montagem da barra de vidraça laminada, a barra de vidraça laminada tendo sido, ela mesma, montada pelo menos 1 mês após a fabricação do intercalar.

[0016] A invenção refere-se igualmente a uma vidraça compreendendo:- uma folha de vidro de espessura compreendida entre 0,5 mm e 2,6 mm, - uma folha de vidro de espessura compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm, - um intercalar descrito acima, o intercalar estando entre as folhas de vidro,

[0017] em que a espessura total das folhas de vidro é estritamente inferior a 3,7 mm.

[0018] A invenção refere-se igualmente a um veículo automotivo compreendendo uma vidraça descrita acima, a folha de vidro de espessura compreendida entre 0,5 mm e 2,6 mm estando voltada para o exterior do veículo e a folha de vidro de espessura compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm estando voltada para o interior do veículo.

[0019] A invenção refere-se igualmente a uma utilização da vidraça descrita acima como para-brisa de veículo automotivo.

[0020] Outras características e vantagens da invenção serão agora descritas com relação aos desenhos, em que:- A figura 1 representa uma curva do isolamento acústico em função da frequência, medida sobre três para-brisas;- A figura 2 representa uma vista em corte de uma vidraça de acordo com a invenção.

[0021] A invenção refere-se a um intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico. O intercalar compreende, pelo menos, uma camada de material plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico.

[0022] O intercalar é tal que a frequência de ressonância f2 do segundo modo de ressonância de uma barra de vidraça laminada de superfície 25 mm x 300 mm composta por duas folhas de vidro de espessura 2,1 mm, cada, entre as quais é incorporado o intercalar, determinada por uma medição da impedância mecânica (MIM) a 20°C de acordo com a norma ISO 16940 (com só uma diferença relativa a espessura das folhas de vidro da barra que é de 2,1 mm em vez de 4 mm), compreendida entre 760 Hz e 1000 Hz e o fator de perda n2 do segundo modo de ressonância da mesma barra, determinado por MIM nas mesmas condições, é superior ou igual a 0,25.

[0023] Além disso, o intercalar compreende partículas com uma função de filtro à radiação infravermelha, o que permite um controle solar que melhora o conforto em um veículo equipado com uma vidraça compreendendo o intercalar.

[0024] Os inventores destacaram, será visto depois, que um intercalar compreendendo estas características permite obter uma vidraça laminada afinada com desempenhos acústicos equivalentes, ou mesmo superiores, aos de uma vidraça laminada com espessuras de vidro clássicas incorporando um intercalar com propriedades acústicas melhoradas conhecido.

[0025] O intercalar de acordo com a invenção é destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada.

[0026] A figura 2 representa uma vista em corte de uma vidraça de acordo com a invenção.

[0027] A vidraça compreende duas folhas de vidro 1, 2 entre as quais é inserido o intercalar de acordo com a invenção. A solidarização do intercalar às folhas de vidro é realizada por meios conhecidos, por exemplo, por empilhamento das folhas de vidro e do intercalar e por passagem do conjunto em autoclave.

[0028] A folha de vidro 1 da vidraça é destinada a estar voltada para o exterior do veículo, enquanto que a folha de vidro 2 é destinada a estar voltada para o interior do veículo. A folha de vidro 1 é preferivelmente mais espessa que a folha de vidro 2 de modo que a vidraça permita uma melhor proteção contra os ataques externos (intempéries, projeção de pedrinhas, etc.). Com efeito, mais o vidro é espesso, mais ele é resistente mecanicamente. No entanto, quanto mais espesso o vidro, mais pesado ele é. É necessário, portanto, encontrar um equilíbrio entre a resistência mecânica e o peso da vidraça. Assim, a espessura da folha de vidro 1 é, por exemplo, compreendida entre 0,5 mm e 2,6 mm, preferivelmente entre 1,4 e 2,0 mm e a espessura da folha de vidro 2 é, por exemplo, compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm, preferivelmente entre 1,1 e 1,5 mm.

[0029] Nas vidraças existentes, a espessura da folha de vidro 1 é, em geral, de 2,1 mm e a espessura da folha de vidro 2 é, em geral, de 1,6 mm, isto é, uma espessura total de vidro de 3,7 mm.

[0030] A vidraça de acordo com a presente invenção compreende uma espessura total de vidro estritamente inferior a 3,7 mm, preferivelmente inferior ou igual a 3,2 mm.

[0031] Preferivelmente, de acordo com a invenção, a espessura da folha de vidro 1 é de 1,8 mm e a espessura da folha de vidro 2 é de 1,4 mm, a fim de limitar o peso da vidraça, o que permite reduzir o consumo de combustível de um veículo equipado com tal vidraça. Isto permite igualmente manipular mais facilmente a vidraça e economizar material.

[0032] A vidraça de acordo com a invenção pode igualmente ter uma folha de vidro 1 de espessura 1,6 mm e uma folha de vidro 2 de espessura 1,2 mm, ou uma folha de vidro 1 de espessura 1,4 mm e uma folha de vidro 2 de espessura 1,1 mm.

[0033] O intercalar é constituído por, pelo menos, uma camada 3 de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico. Ela é, preferivelmente, à base de polivinilbutiral e plastificante. A taxa e a natureza do plastificante e o grau de acetalização do polivinilbutiral permitem atuar de modo conhecido sobre a rigidez de um componente à base de polivinilbutiral e plastificante.

[0034] No exemplo da figura 2, o intercalar compreende igualmente duas camadas 4, 5, ditas camadas externas, entre as quais é inserida a camada 3.

[0035] As camadas externas 4, 5 são, preferivelmente, de polivinil butiral (PVB) padrão. A camada 3 é menos rígida que as camadas externas 4, 5 a fim de vibrar corretamente para assegurar o amortecimento acústico desejado.

[0036] Em variante, o intercalar pode comportar pelo menos duas camadas de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico, cercadas ou não por camadas de polivinil butiral (PVB) padrão.

[0037] As características acústicas do intercalar são determinadas por medição da impedância mecânica (MIM) a 20°C de acordo com a norma ISO 16940 de uma barra de vidraça laminada de superfície 25 mm x 300 mm composta por duas folhas de vidro de espessura 2,1 mm (e não de 4 mm como previsto na norma ISO 16940) e entre as quais é incorporado um intercalar de acordo com a invenção, isto é, um intercalar compreendendo, pelo menos, uma camada de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico.

[0038] A MIM permite determinar frequências de ressonância e fatores de perda dos diferentes modos de ressonância da barra de vidraça laminada.

[0039] O intercalar está de acordo com a invenção se a frequência de ressonância f2 do segundo modo de ressonância da barra de vidraça laminada determinada por MIM estiver compreendida entre 760 Hz e 1000 Hz e o fator de perda n2 do segundo modo de ressonância da barra de vidraça laminada determinada por MIM for superior ou igual a 0,25.

[0040] Preferivelmente, a frequência de ressonância f2 está compreendida entre 800 Hz e 900 Hz, o que permite alcançar desempenhos acústicos melhorados degradando menos o nível de enfraquecimento da vidraça laminada antes da frequência crítica. De modo ainda preferido, a frequência de ressonância f2 está compreendida entre 800 Hz e 850 Hz, o que permite alcançar desempenhos acústicos ainda melhorados degradando ainda menos o nível de enfraquecimento da vidraça laminada antes da frequência crítica.

[0041] Preferivelmente, o fator de perda n2 é superior a 0,30, o que permite alcançar desempenhos acústicos melhorados melhorando o amortecimento acústico.

[0042] A medição da impedância mecânica (MIM) é realizada pelo menos 1 mês após montagem da barra de vidraça laminada, a barra de vidraça laminada tendo sido, ela mesma, montada pelo menos 1 mês após a fabricação do intercalar. Isto permite certificar-se que o intercalar e a vidraça laminada atingiram estados estáveis e, portanto, determinar valores confiáveis.

[0043] A figura 1 representa uma curva do isolamento acústico em função da frequência, medida sobre três para-brisas. O isolamento acústico de uma vidraça relaciona-se com os desempenhos acústicos que poderão ser constatados em um veículo equipado com a referida vidraça.

[0044] Assim, um primeiro para-brisa (21 -16 conhecido) compreende:- duas folhas de vidro de espessuras respectivas 2,1 mm e 1,6 mm, e um intercalar compreendendo duas camadas externas de polivinil butiral (PVB) padrão e uma camada central de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico, o intercalar tendo uma frequência de ressonância f2 de 675 Hz (± 15 Hz) e um fator de perda n2 igual a 0,35 (± 0,03).

[0045] O primeiro para-brisa corresponde a um para-brisa clássico com um intercalar com propriedades de amortecimento acústico conhecidas.

[0046] A curva de isolamento acústico (representada por losangos) do primeiro para-brisa mostra um vazio para 6500 Hz.

[0047] Um segundo para-brisa (18-14 conhecido) compreende:- duas folhas de vidro de espessuras respectivas 1,8 mm e 1,4 mm, e um intercalar compreendendo duas camadas externas de polivinil butiral (PVB) padrão e uma camada central de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico, o intercalar tendo uma frequência de ressonância f2 de 675 Hz (± 15 Hz) e um fator de perda n2 igual a 0,35 (± 0,03).

[0048] O segundo para-brisa corresponde a um para-brisa afinado com um intercalar idêntico ao do primeiro para-brisa.

[0049] A curva de isolamento acústico (representada por quadrados) do segundo para-brisa mostra um comportamento similar ao do primeiro para-brisa para 5000 Hz, mas um vazio deslocado para altas frequências, para 8000 Hz. Este deslocamento do vazio é muito prejudicial porque isto implica que este para-brisa deixa passar ruídos aéreos em frequências agudas que são desconfortáveis para o ouvido humano.

[0050] Um terceiro para-brisa (18-14 invenção) compreende:- duas folhas de vidro de espessuras respectivas 1,8 mm e 1,4 mm, e um intercalar compreendendo duas camadas externas de polivinil butiral (PVB) padrão e uma camada central de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico, o intercalar tendo uma frequência de ressonância f2 800 Hz (± 15 Hz) e um fator de perda n2 igual a 0,30 (± 0,03).

[0051] O terceiro para-brisa corresponde a um para-brisa afinado com um intercalar de acordo com a invenção.

[0052] A curva de isolamento acústico (representada por triângulos) do terceiro para-brisa mostra um comportamento similar ao do primeiro para-brisa, com um vazio novamente centrado para 6500 Hz e valores de isolamento acústico similares aos do primeiro para-brisa.

[0053] O para-brisa com um intercalar de acordo com a invenção permite, portanto, compensar bem a degradação acústica ligada ao afinamento da vidraça.

[0054] A vidraça laminada de acordo com a invenção pode ser utilizada como para-brisa de veículo automotivo. Neste caso, ela atende, como evidente, a todas as condições do regulamento no. 43 das Nações Unidas (denominado regulamento R43) de resistência às colisões severas para assegurar a sua resistência mecânica. Para isto, no caso de um intercalar compreendendo duas camadas externas de polivinil butiral (PVB padrão), a espessura destas camadas externas 4, 5 é, por exemplo, adaptada de modo conhecido, por exemplo, pelo pedido de patente FR 09 52567.

[0055] Além disso, o intercalar compreende partículas com uma função de filtro à radiação infravermelha. As partículas são dispersas na massa. Elas apresentam um tamanho médio inferior ao mícron. Elas podem ser de Re, Hf, Nb, Ti, Si, Zn, Zr, Fe, Al, Cr, Co, Ce, In, Ni, Ag, Cu, Pt, Mn, Ta, W, V e/ou Mo e/ou os seus óxidos, nitretos, sulfetos, silicatos, e/ou dopadas com Sb ou F. Em variante, elas podem ser de ATO ou ITO.

Claims (7)

1. Intercalar plástico viscoelástico, caracterizado pelo fato de ser destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústicas, o intercalar compreendendo pelo menos uma camada (3) de material plástico viscoelástico à base de polivinilbutiral e plastificante com propriedades de amortecimento vibroacústico, bem como duas camadas externas (4, 5) feitas de polivinil butiral (PVB) padrão, a camada (3) estando entre as duas camadas externas (4, 5), e o intercalar compreendendo partículas com uma função de filtro à radiação infravermelha, o intercalar sendo tal que a frequência de ressonância f2 do segundo modo de ressonância de uma barra de vidraça laminada com uma área de superfície 25 mm x 300 mm composta por duas folhas de vidro de espessura 2,1 mm, cada, entre as quais é incorporado o intercalar, determinada por uma medição da impedância mecânica (MIM) a 20°C de acordo com a norma ISO 16940, esteja compreendida entre 760 Hz e 1000 Hz e o fator de perda n2 do segundo modo de ressonância da mesma barra, determinado por MIM nas mesmas condições, seja superior ou igual a 0,25.

2. Intercalar de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a frequência de ressonância f2 está entre 800 e 900 Hz.

3. Intercalar de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a frequência de ressonância f2 está entre 800 Hz e 850 Hz.

4. Intercalar de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que o fator de perda n2 é superior a 0,30.

5. Vidraça, caracterizada pelo fato de compreender:- uma folha de vidro (1) de espessura compreendida entre 0,5 mm e 2,6 mm,- uma folha de vidro (2) de espessura compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm,- um intercalar conforme definido em qualquer uma reivindicações 1 a 4, o intercalar estando entre as folhas de vidro (1, 2),em que a espessura total das folhas de vidro (1, 2) é estritamente inferior a 3,7 mm.

6. Veículo automotivo, caracterizado pelo fato de compreender uma vidraça conforme definida na reivindicação 5, a folha de vidro (1) de espessura compreendida entre 0,5 mm e 2,6 mm estando voltada para o exterior do veículo e a folha de vidro (2) de espessura compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm estando voltada para o interior do veículo.

7. Utilização da vidraça conforme definida na reivindicação 5, caracterizada pelo fato de ser como para-brisa de veículo automotivo.

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