BR112016011361B1 - Intercalar plástico viscoelástico para um amortecimento vibroacústico, vidraça compreendendo tal intercalar, veículo automotivo e uso da vidraça - Google Patents

Abstract

INTERCALAR PLÁSTICO VISCOELÁSTICO PARA UM AMORTECIMENTO VIBROACÚSTICO E VIDRAÇA COMPREENDENDO TAL INTERCALAR. A invenção se refere 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, o intercalar sendo colorido na massa pelo menos sobre uma parte de sua superfície, 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 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, respeitando, ao mesmo tempo, a privacidade das pessoas no interior de um veículo ou ainda uma proteção do motorista de um veículo contra (...).

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 a veículos de locomoção, em particular um veículo automotivo.

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

[0003] O conforto acústico tem sido melhorado ao longo dos anos, tratando-se os ruídos, como os ruídos do motor, rolamento ou suspensão, e tanto em sua origem como durante a sua propagação aérea ou nos sólidos, por meio de, por exemplo, 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 pesquisadores se inclinaram sobre o papel que podiam desempenhar as vidraças na melhoria do conforto acústico, em particular das 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, e 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 é 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 respeitar a privacidade das pessoas no interior de um veículo ou ainda proteger o motorista de um veículo contra a cegueira momentânea da luz solar ou simplesmente para um efeito estético.

[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, respeitando, ao mesmo tempo, a privacidade das pessoas no interior de um veículo ou ainda uma proteção do motorista de um veículo contra a cegueira momentânea da luz solar ou simplesmente para um efeito estético.

[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 sendo colorido na massa pelo menos sobre uma parte de sua superfície, 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 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 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 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] De acordo com outra particularidade, o intercalar é colorido em sua parte superior.

[0019] De acordo com outra particularidade, o intercalar é colorido sobre toda a sua superfície.

[0020] 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.

[0021] A invenção refere-se igualmente a uma utilização da vidraça descrita acima como para-brisa de veículo automotivo.

[0022] De acordo com outra particularidade, a vidraça é utilizada como vidro lateral dianteiro, vidro lateral traseiro, janela traseira ou vidro do quarto traseiro de veículo automotivo.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] 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 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 à espessura das folhas de vidro da barra que é de 2,1 mm em vez de 4 mm), 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.

[0026] Além disso, o intercalar é colorido na massa pelo menos sobre uma parte de sua superfície, o que permite, no caso de coloração sobre toda a superfície, respeitar a privacidade das pessoas no interior de um veículo ou simplesmente para um efeito estético, ou ainda, no caso de coloração em parte superior de um para-brisa, proteger o motorista de um veículo contra a cegueira momentânea da luz solar.

[0027] Os inventores destacaram, como 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.

[0028] O intercalar de acordo com a invenção é destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada.

[0029] A figura 2 representa uma vista em corte de uma vidraça de acordo com a invenção.

[0030] 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.

[0031] 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 está, 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 está, por exemplo, compreendida entre 0,5 mm e 1,6 mm, preferivelmente entre 1,1 e 1,5 mm.

[0032] 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, 1,6 mm, isto é, uma espessura total de vidro de 3,7 mm.

[0033] 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.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] O intercalar é constituído por, pelo menos, uma camada 3 de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico. Preferivelmente, ele é à base de polivinilbutiral e plastificante. A taxa e a natureza do plastificante e o grau de acetalização de polivinilbutiral permitem atuar de modo conhecido sobre a rigidez de um componente à base de polivinilbutiral e plastificante.

[0037] No exemplo da figura 2, o intercalar compreende igualmente duas camadas 4, 5, ditas camadas externas, entre as quais é inserida a camada 3.

[0038] As camadas externas 4, 5 são preferivelmente de 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.

[0039] Em variante, o intercalar pode comportar pelo menos duas camadas de plástico viscoelástico com propriedades de amortecimento vibroacústico, cercadas ou não por camadas de PVB padrão.

[0040] 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.

[0041] A MIM permite determinar frequências de ressonância e fatores de perda dos diferentes modos de ressonância da barra de vidraça laminada.

[0042] 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 for 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.

[0043] 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.

[0044] Preferivelmente, o fator de perda n2 é superior a 0,30, o que permite alcançar desempenhos acústicos melhores, ao melhorar o amortecimento acústico.

[0045] 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.

[0046] 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.

[0047] 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 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 primeiro para-brisa corresponde a um para-brisa clássico com um intercalar com propriedades de amortecimento acústicas conhecidas.

[0049] A curva de isolamento acústico (representada por losangos) do primeiro para-brisa mostra um vazio para 6500 Hz.

[0050] 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 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).

[0051] O segundo para-brisa corresponde a um para-brisa afinado com um intercalar idêntico ao do primeiro para-brisa.

[0052] 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.

[0053] 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 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).

[0054] O terceiro para-brisa corresponde a um para-brisa afinado com um intercalar de acordo com a invenção.

[0055] 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.

[0056] O para-brisa com um intercalar de acordo com a invenção permite, portanto, compensar bem a degradação acústica ligada ao afinamento da vidraça.

[0057] A vidraça laminada de acordo com a invenção pode ser utilizada como para-brisa de veículo automotivo. Neste caso, 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 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.

[0058] Além disso, o intercalar é colorido na massa pelo menos sobre uma parte de sua superfície. Quando ele é colorido apenas em parte superior de um para-brisa, ele permite proteger o motorista de um veículo contra a cegueira momentânea da luz solar. Quando é colorido sobre toda a sua superfície, ele pode permitir respeitar a privacidade das pessoas no interior de um veículo. Quando a coloração é fraca, ele tem simplesmente um efeito estético. No caso de transmissão luminosa muito baixa em relação às normas existentes para o para-brisa ou as vidraças laterais dianteira, ele pode ser utilizado em um vidro lateral traseiro, em uma janela traseira ou um vidro do quarto traseiro de veículo automotivo.

Claims (10)

1. Intercalar plástico viscoelástico destinado a ser incorporado entre duas folhas de vidro para formar uma vidraça laminada tendo propriedades de amortecimento vibroacústico caracterizado pelo fato de compreender, 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) de polivinil butiral padrão, a pelo menos uma camada (3) estando entre as duas camadas externas (4, 5), e o intercalar sendo colorido na massa pelo menos sobre uma parte de sua superfície,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 a 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.

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

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

4. Intercalar, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, 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 das 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. Vidraça, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o intercalar é colorido apenas em sua parte superior.

7. Vidraça, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o intercalar é colorido sobre toda a sua superfície.

8. Veículo automotivo caracterizado pelo fato de compreender uma vidraça conforme definida em qualquer uma das reivindicações 5 a 7, a folha de vidro (1) de espessura entre 0,5 mm e 2,6 mm sendo voltada para o exterior do veículo e a folha de vidro (2) de espessura entre 0,5 mm e 1,6 mm sendo voltada para o interior do veículo.

9. Uso da vidraça como definida em qualquer uma das reivindicações 5 ou 6 caracterizado pelo fato de ser como para-brisa de veículo automotivo.

10. Uso da vidraça como definido em qualquer uma das reivindicações 5 ou 7 caracterizado pelo fato de ser como para-brisa, vidro lateral dianteiro, vidro lateral traseiro, janela traseira ou vidro do quarto traseiro de veículo automotivo.

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