BR112016014062B1

BR112016014062B1 - Material absorvente e isolante de som, método para fabricação do material absorvente e isolante de som, e, método para reduzir ruído de um dispositivo gerador de ruído

Info

Publication number: BR112016014062B1
Application number: BR112016014062-1A
Authority: BR
Inventors: Keun Young Kim
Original assignee: Hyundai Motor Company
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2022-04-19
Also published as: RU2016129194A; JP6276860B2; JP2017509909A; BR112016014062A2; CN105830148B; CN105830148A; AU2014367635B2; KR101439067B1; US10438574B2; WO2015093684A1; CA2933589C; MX359592B; US20170032776A1; US20160300560A1; MX2016007828A; CA2933589A1; EP3086316A4; ES2747843T3; EP3086316A1; EP3086316B1

Abstract

material absorvente e isolante de som, método para fabricação do material absorvente e isolante de som , e, método para reduzir ruído de um dispositivo gerador de ruído. a presente invenção refere-se a um material absorvente e isolante de som e a um método para fabricação deste, mais particularmente a um material absorvente e isolante de som obtido ao impregnar um ligante de poliimida em um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor, com propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e resistência ao calor, assim, sendo aplicável a partes mantidas a altas temperaturas de 300 ºc, bem como a temperatura ambiente, e moldabilidade devido ao uso do ligante de poliimida, e um método para fabricação deste.

Description

HISTÓRICO (a) CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um material absorvente e isolante de som e a um método para fabricação deste, mais particularmente a um material absorvente e isolante de som obtido ao impregnar um ligante de poliimida em um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor, com propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e resistência ao calor, assim, sendo aplicável a partes mantidas a altas temperaturas de 300 °C, bem como a temperatura ambiente, e moldabilidade devido ao uso do ligante de poliimida, e um método para fabricação deste. (b) HISTÓRICO TÉCNICO

[002] O ruído, um efeito colateral indesejado do desenvolvimento industrial, causa gradualmente mais danos. Portanto, diversos métodos têm sido providos para evitar ruídos. Como uma maneira de tal prevenção de ruídos, pesquisas pelo desenvolvimento de novos materiais absorventes e isolantes de som capazes de prender, absorver ou isolar som são conduzidas de diversas maneiras.

[003] Setores industriais representativos que precisam de materiais absorventes e isolantes de som incluem aparelhos elétricos, tal como um ar condicionado, uma geladeira, uma máquina de lavar roupas, um cortador de grama, e semelhantes, transporte, como um automóvel, um navio, um avião, e semelhantes, materiais de construção, tal como um material de parede, um material de pavimentação, e semelhantes, e assim por diante. O material absorvente e isolante de som também é necessário em diversos outros campos industriais. Em geral, os materiais absorventes e isolantes de som utilizados nas indústrias exigem, além de uma boa propriedade de absorção de som, baixo peso, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor, dependendo das suas aplicações. Em especial, a retardação de chamas e a resistência ao calor podem ser adicionalmente necessárias para materiais absorventes e isolantes de som utilizados em motores, sistemas de escape e semelhantes, em que uma alta temperatura de 300 °C ou mais é mantida. Atualmente, uma fibra de aramida, uma fibra de poliimida e uma fibra de poliacrilonitrilo oxidada (oxi-PAN) estão ganhando atenção para materiais absorventes e isolantes de som com resistência ao calor superior.

[004] Além disso, para prover funcionalidades, tal como retardação de chamas, repelência de água, e semelhantes, a um material absorvente e isolante de som, muitos materiais de absorção de som, em que um tecido não entrelaçado contendo fibras de aramida e um material de pele funcional são empilhados, têm sido desenvolvidos.

[005] Por exemplo, a Publicação de Patente coreana no 2007-0033310 revela um material absorvente de som retardante de chamas, em que uma camada de tecido não entrelaçado na qual uma fibra de aramida curta resistente ao calor e uma fibra de poliéster termoplástica curta são colmatadas, e uma camada de material de pele feita de um tecido não entrelaçado obtido por via úmida que consiste em uma fibra de aramida curta, são empilhadas.

[006] Além disso, a Publicação de Patente japonesa no 2007-0039826 revela um material absorvente de som repelente de água, em que uma camada de tecido não entrelaçado de uma fibra de aramida curta resistente ao calor ou uma mistura de uma fibra de aramida curta, e uma fibra de poliéster termoplástica curta e uma camada de material de pele tratada com um repelente de água, são empilhadas.

[007] Além disso, a Publicação de Patente japonesa no 2007-0138953 revela um material absorvente de som resistente ao calor, em que uma camada de tecido não entrelaçado que consiste em uma fibra de aramida resistente ao calor, e uma camada de material de pele feita de uma folha de fibra contendo uma fibra de aramida resistente ao calor, são empilhadas.

[008] Dado que os materiais absorventes de som descritos acima possuem uma estrutura na qual uma camada de material de pele é laminada em um lado de um tecido não entrelaçado para prover funcionalidades, tais como retardação de chamas, repelência de água, e semelhantes, um processo de prensagem a quente para integrar a camada de tecido não entrelaçado e a camada de material de pele se faz necessário. Por conseguinte, o processo geral é complicado e problemático, e um retardante de chamas, um repelente de água, etc., incluídos como aditivos, podem causar a produção de gases tóxicos como resultado da combustão durante o processo de prensagem a quente. Além disso, a deformação da estrutura interna do tecido não entrelaçado que pode ocorrer durante o processo de prensagem a quente pode levar à deterioração da propriedade de absorção de som.

SUMÁRIO

[009] Para resolver o problema acima descrito da técnica existente, os inventores da presente invenção pesquisaram por muito tempo para desenvolver um novo material absorvente e isolante de som com propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor e moldabilidade. Como resultado, eles desenvolveram um novo material absorvente e isolante de som, no qual um ligante de poliimida é uniformemente distribuído e anexo à superfície de fios de um tecido não entrelaçado com microcavidades irregulares com uma estrutura de labirinto tridimensional complicada, e mantém a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado mantendo as microcavidades do tecido não entrelaçado ou adicionalmente formando microcavidades, assim, melhorando as propriedades físicas do tecido não entrelaçado, incluindo a propriedade de absorção de som, e permitindo a moldagem em um formato desejado durante a cura do ligante.

[0010] Portanto, a presente invenção está voltada a prover um material absorvente e isolante de som com propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor, e com o ligante de poliimida impregnado em um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor.

[0011] A presente invenção também é voltada a prover um método para a fabricação de um material absorvente e isolante de som ao imergir um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor em um ligante contendo um monômero para polimerização de poliimida e converter o monômero para poliimida ao realizar polimerização e cura.

[0012] A presente invenção também é voltada para prover um método para redução de ruído utilizando o material absorvente e isolante de som em um dispositivo gerador de ruído.

[0013] Em um aspecto, a presente invenção provê um material absorvente e isolante de som incluindo: um tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor; e um ligante de poliimida impregnado no tecido não entrelaçado e presente na mesma camada que o tecido não entrelaçado, sendo distribuído e anexo sobre uma superfície de fio do tecido não entrelaçado e mantendo a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado, ao manter ou formar ainda mais microcavidades do tecido não entrelaçado.

[0014] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para fabricação de um material absorvente e isolante de som, incluindo: a) uma etapa de imersão de um tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor em uma solução ligante na qual ácido poliamínico é disperso; b) uma etapa de recuperar o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico da solução de ligante; e c) uma etapa de converter o ácido poliamínico para poliimida ao curar o tecido não entrelaçado recuperado.

[0015] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para redução de ruídos de um dispositivo gerador de ruídos, incluindo: i) uma etapa de verificar o formato tridimensional de um dispositivo gerador de ruído; ii) uma etapa de preparo e moldagem de um material absorvente e isolante de som de modo a corresponder ao formato tridimensional do dispositivo parcialmente ou completamente; e iii) uma etapa de trazer o material absorvente e isolante de som adjacente ao dispositivo gerador de ruído.

[0016] O material absorvente e isolante de som da presente invenção, em que o ligante de poliimida é impregnado no tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor, é vantajoso pois o material absorvente e isolante de som possui propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor, e pode ser moldado em um formato tridimensional devido ao ligante de poliimida.

[0017] Além disso, o material absorvente e isolante de som da presente invenção é vantajoso pois um processo de prensagem a quente para integrar um tecido não entrelaçado com um material de pele não é necessário, diferente do material absorvente e isolante de som com uma estrutura empilhada.

[0018] Além disso, o material absorvente e isolante de som da presente invenção é vantajoso pois, se o segundo material absorvente e isolante de som for preparado ao adicionalmente incluir um aditivo funcional na solução de ligante, não é necessário empilhar um material de pele para prover funcionalidade ao material absorvente e isolante de som.

[0019] O material absorvente e isolante de som da presente invenção é também vantajoso pois, uma vez que a retardação de chamas, a resistência ao calor e a propriedade de isolamento de calor são superiores, além da propriedade de absorção de som, o material absorvente e isolante de som não é deformado ou desnaturado, mesmo quando utilizado em um dispositivo gerador de ruído mantido em altas temperaturas de 300 °C ou mais.

[0020] Além disso, a presente invenção é vantajosa pois o material absorvente e isolante de som pode ser moldado em um formato desejado no estado no qual o ácido poliamínico é impregnado.

[0021] Além disso, o material absorvente e isolante de som da presente invenção é vantajoso pois, uma vez que um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor é utilizado, a deformação térmica do tecido não entrelaçado devido ao calor de reação da cura térmica não ocorre, mesmo quando a resina termofixa poliimida for utilizada como o ligante.

[0022] Portanto, o material absorvente e isolante de som da presente invenção é útil como um material absorvente e isolante de som em aplicações que exigem prender, absorver ou isolar o som, incluindo aparelhos elétricos, tal como um ar condicionado, uma geladeira, uma máquina de lavar roupas, um cortador de grama, e semelhantes, transporte, tal como um automóvel, um navio, um avião, e semelhantes, materiais de construção, tal como um material de parede, um material de pavimentação, e semelhantes, e assim por diante. O material absorvente e isolante de som da presente invenção é útil como um material absorvente e isolante de som para um dispositivo gerador de ruído no qual uma alta temperatura de 300 °C ou mais seja mantida. Em particular, quando o material absorvente e isolante de som da presente invenção é utilizado em um automóvel, ele pode ser intimamente anexo a um dispositivo gerador de ruído do automóvel, tal como um motor, um sistema de escape, e semelhantes, como sendo provido a uma distância do dispositivo gerador de ruído, ou sendo moldado como parte do dispositivo gerador de ruído.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0023] As Figuras 1A-1C mostram imagens de microscopia eletrônica (x300) de um tecido não entrelaçado antes e depois de uma impregnação de um ligante. A Figura 1A é uma imagem de um tecido não entrelaçado antes da impregnação de um ligante, a Figura 1B é uma imagem de um tecido não entrelaçado no qual 2 0 partes em peso de um ligante foram impregnadas em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado, e a Figura 1C é uma imagem de um tecido não entrelaçado no qual 50 partes em peso de um ligante foram impregnadas em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado.

[0024] As Figuras 2A-2B mostram esquematicamente um exemplo de um material absorvente e isolante de som aplicado a um dispositivo gerador de ruído de um automóvel após moldagem como uma peça. A Figura 2A é uma imagem de um material absorvente e isolante de som moldado para uso em um motor de automóvel, e a Figura 2B mostra um exemplo no qual um material absorvente e isolante de som é aplicado em uma parte de um motor de automóvel.

[0025] As Figuras 3A-3B mostram esquematicamente um exemplo no qual um material absorvente e isolante de som é aplicado a um dispositivo gerador de ruído de um automóvel a uma certa distância. A Figura 3A é uma imagem de um material absorvente e isolante de som moldado para uso em uma parte inferior de um automóvel, e a Figura 3B mostra um exemplo no qual um material absorvente e isolante de som é anexo a uma parte inferior de um automóvel.

[0026] A Figura 4 é um gráfico comparando o desempenho de absorção de som de um material absorvente e isolante de som dependendo da densidade de um tecido não entrelaçado.

[0027] A Figura 5 é um gráfico comparando o desempenho de isolamento de calor de uma placa de isolamento de calor de alumínio com o de um material absorvente e isolante de som da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0028] A presente invenção refere-se a um material absorvente e isolante de som, e um método para fabricação deste. O material absorvente e isolante de som da presente invenção possui propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor, e é moldável em um formato tridimensional desejado utilizando um ligante conforme presente na mesma camada que o tecido não entrelaçado de fibra resistente ao calor.

[0029] Em um aspecto, a presente invenção provê um material absorvente e isolante de som incluindo: um tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor; e um ligante de poliimida impregnado no tecido não entrelaçado e presente na mesma camada que o tecido não entrelaçado, sendo distribuído e anexo sobre a superfície de fio do tecido não entrelaçado e mantendo a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado, ao manter ou formar ainda mais microcavidades do tecido não entrelaçado.

[0030] Em uma realização exemplar da presente invenção, a fibra resistente ao calor pode ter um índice de limitação de oxigênio (LOI) de 25% ou mais, e uma temperatura de resistência ao calor de 150 °C ou mais, especificamente, 300 °C ou mais.

[0031] Em uma realização exemplar da presente invenção, a fibra resistente ao calor pode ser uma ou mais selecionadas dentre um grupo que consiste em uma fibra de aramida, fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN), uma fibra de poliimida (PI), uma fibra de polibenzimidazol (PBI), uma fibra de polibenzoxazol (PBO), uma fibra metálica, uma fibra de carbono, uma fibra de vidro, uma fibra de basalto, uma fibra de sílica e uma fibra cerâmica.

[0032] Em outra realização exemplar da presente invenção, a fibra resistente ao calor pode ser uma fibra de aramida ou uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN) com uma fineza de 1 a 15 denier e um comprimento de fio de 20 a 100 mm.

[0033] Em uma realização exemplar da presente invenção, o tecido não entrelaçado pode ter uma espessura de 3 a 20 mm e uma densidade de 100 a 2000 g/m2.

[0034] Em outra realização exemplar da presente invenção, o tecido não entrelaçado pode ter uma densidade de 200-1200 g/m2.

[0035] Em uma realização exemplar da presente invenção, o tecido não entrelaçado pode ser impregnado com um ligante de poliimida com um peso molecular ponderal médio de 10.000 a 200.000.

[0036] Em outra realização exemplar da presente invenção, 1 a 300 partes em peso do ligante de poliimida são impregnadas com base em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado.

[0037] Em uma realização exemplar da presente invenção, o material absorvente e isolante de som pode ser moldado para corresponder ao formato tridimensional de um objeto ao qual o material absorvente e isolante de som é aplicado.

[0038] Em uma realização exemplar da presente invenção, o material absorvente e isolante de som pode ser feito de uma única camada ou múltiplas camadas.

[0039] Em outra realização exemplar da presente invenção, o material absorvente e isolante de som pode ser utilizado como um material absorvente e isolante de som para um automóvel.

[0040] A estrutura do material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção é descrita em maiores detalhes em referência às Figuras 1A-1C.

[0041] As Figuras 1A-1C mostram imagens de microscopia eletrônica mostrando a estrutura tridimensional dentro de um tecido não entrelaçado antes e depois da impregnação de um ligante de poliimida.

[0042] A Figura 1A é uma imagem de microscopia eletrônica mostrando a estrutura interna de um tecido não entrelaçado antes da impregnação de um ligante de poliimida. Pode ser visto que os fios da fibra resistente ao calor se cruzam para formar microcavidades irregulares. A Figura 1B e a Figura 1C são imagens de microscopia eletrônica após a impregnação de um ligante de poliimida no tecido não entrelaçado. Pode ser visto que o ligante é finamente e uniformemente distribuído e anexo aos fios da fibra resistente ao calor. Além disso, pode ser visto que o teor do ligante na superfície dos fios aumenta à medida que o teor do ligante aumenta.

[0043] Embora existam diferenças dependendo do método de preparo, as fibras são dispostas aleatoriamente, tridimensionalmente, em um tecido não entrelaçado. Portanto, a estrutura de poros dentro de um tecido não entrelaçado tende a ser uma estrutura de labirinto muito complicada (sistema de labirinto) em que as fibras dispostas regularmente ou irregularmente são interconectadas tridimensionalmente em vez de em feixes de tubos capilares independentes. Isto é, o tecido não entrelaçado utilizado na presente invenção possui cavidades irregulares formadas à medida que os fios feitos de fibra resistente ao calor se cruzam frouxamente uns aos outros.

[0044] Quando um ligante de poliimida for impregnado no tecido não entrelaçado, a poliimida é finamente e uniformemente distribuída e anexa à superfície do tecido não entrelaçado, assim, formando microcavidades muito mais finas do que antes da impregnação. A formação de microcavidades finas na estrutura interna do tecido não entrelaçado significa maior ressonância de ruído e, assim, melhor propriedade de absorção de som. Em particular, devido à estrutura de rede tridimensional de poliimida ser formada pela cura do ácido poliamínico, a propriedade de absorção de som pode ser melhorada ainda mais, uma vez que microcavidades mais finas podem ser formadas dentro do tecido não entrelaçado.

[0045] Portanto, uma vez que o tecido não entrelaçado pode manter a forma tridimensional intrínseca à medida que o ligante de poliimida é impregnado uniformemente no tecido não entrelaçado e, além disso, uma vez que microcavidades mais finas podem ser formadas à medida que o pré-polímero de ácido poliamínico é convertido em poliimida através de cura, o material absorvente e isolante de som da presente invenção possui desempenho de absorção de som notavelmente melhorado devido à absorção de ruído maximizada através da maior ressonância no tecido não entrelaçado.

[0046] Conforme visto nas imagens de microscopia eletrônica das Figuras 1A-1C, no material absorvente e isolante de som da presente invenção, o ligante de poliimida é disperso uniformemente e distribuído sobre a superfície dos fios de fibra resistente ao calor que constituem o tecido não entrelaçado.

[0047] A seguir, os componentes do material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção tendo a estrutura interna descrita acima são descritos em maiores detalhes.

[0048] Na presente invenção, uma fibra resistente ao calor é utilizada como a fibra principal que constitui o tecido não entrelaçado.

[0049] A fibra resistente ao calor pode ser qualquer uma que tenha durabilidade superior e seja capaz de suportar condições de alta temperatura e de temperatura ultra-alta. Especificamente, a fibra resistente ao calor pode ser uma que tenha um índice de limitação de oxigênio (LOI) de 25% ou mais, e uma temperatura de resistência ao calor de 150 °C ou mais. Mais especificamente, a fibra resistente ao calor pode ser uma que tenha um índice de limitação de oxigênio (LOI) de 25-80% e uma temperatura de resistência ao calor de 300 a 30000 °C. Mais especificamente, a fibra resistente ao calor pode ser uma que tenha um índice de limitação de oxigênio (LOI) de 25-70% e uma temperatura de resistência ao calor de 300 a 1000 °C. E, a fibra resistente ao calor pode ter uma fineza de 1 a 15 denier, especificamente, 1 a 6 denier e um comprimento de fio de 20 a 100 mm, especificamente, 40 a 80 mm. Se o comprimento de fio for muito curto, a força de ligação do tecido não entrelaçado pode se enfraquecer devido à dificuldade de colmatação dos fios durante a perfuração com agulha. E, se o comprimento do fio for muito longo, o fio pode não ser transferido como desejado durante a cardagem, embora o tecido não entrelaçado possa ter uma boa força de ligação.

[0050] A fibra resistente ao calor pode ser uma “super fibra”, conforme comumente chamada na técnica relacionada. Especificamente, a super fibra pode ser uma ou mais selecionadas dentre um grupo que consiste em uma fibra de aramida, uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN), uma fibra de poliimida (PI), uma fibra de polibenzimidazol (PBI), uma fibra de polibenzoxazol (PBO), uma fibra metálica, uma fibra de carbono, uma fibra de vidro, uma fibra de basalto, uma fibra de sílica, uma fibra de cerâmica, e semelhantes.

[0051] Especificamente, uma fibra de aramida ou uma fibra de poliacrilonitrilo oxidada (oxi-PAN) pode ser utilizada como a fibra resistente ao calor na presente invenção.

[0052] Na presente invenção, o ligante de poliimida é impregnado no tecido não entrelaçado, e está presente na mesma camada que o tecido não entrelaçado, de modo a manter a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado. “Manter a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado” significa que o ligante é impregnado no tecido não entrelaçado e distribuído uniformemente e anexo sobre a superfície do fio do tecido não entrelaçado, assim, mantendo a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado ao manter as microcavidades do tecido não entrelaçado ou formando ainda mais microcavidades.

[0053] Em geral, um ligante refere-se a um material utilizado para adesão ou junção de dois materiais. Porém, na presente invenção, o ligante refere-se a um material impregnado em um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor.

[0054] Na presente invenção, poliimida é utilizada como um ligante impregnado no tecido não entrelaçado. Um processo sintético geral de poliimida é mostrado no Esquema 1. De acordo com o método de preparo do Esquema 1, o ácido poliamínico representado pela Fórmula Química 3 é preparado ao polimerizar um monômero de dianidrido ácido representado pela Fórmula Química 1 e um monômero de diamina representado pela Fórmula Química 2. Então, a poliimida representada pela Fórmula Química 4 pode ser preparada ao converter o ácido poliamínico através de imidização. ESQUEMA 1

[0055] No Esquema 1, Xi é um grupo hidrocarboneto alifático ou aromático tetravalente, e X2 é um grupo hidrocarboneto alifático ou aromático bivalente.

[0056] No Esquema 1, Xi é um grupo tetravalente derivado de um monômero de dianidrido ácido, e exemplos específicos incluem os seguintes:

[0057] Além disso, no Esquema 1, X2 é um bivalente derivado de um monômero de diamina, e exemplos específicos incluem os seguintes:

[0058] A poliimida utilizada como o ligante na presente invenção é um produto de cura preparado a partir da imidização do ácido poliamínico. A poliimida curada possui uma estrutura de rede tridimensional. Portanto, à medida que o ácido poliamínico na estrutura interna do tecido não entrelaçado é curado para poliimida, o ligante de poliimida forma espontaneamente uma estrutura de rede e gera ainda mais microcavidades. Como resultado, microcavidades mais finas são formadas dentro do tecido não entrelaçado, e o desempenho de absorção de som pode ser melhorado ainda mais.

[0059] Além disso, a poliimida é uma resina termofixa representativa, e possui propriedades físicas e químicas totalmente diferentes de uma fibra resistente ao calor termoplástica utilizada em um tecido não entrelaçado, tal como uma fibra de aramida ou uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN). Como tal, quando o ligante de poliimida termofixa for impregnado no tecido não entrelaçado feito de fibras resistentes ao calor termoplásticas, uma camada de interface é formada entre elas através do contato de ponta a ponta, devido à diferença de características. Como resultado, as microcavidades do tecido não entrelaçado permanecem abertas. Isto, é, quando a poliimida é impregnada no tecido não entrelaçado feito de fibra resistente ao calor, é possível manter a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado.

[0060] Além disso, a poliimida possui as características de ser curável com luz, calor ou um agente de cura, e seu formato não é deformado, mesmo em altas temperaturas. Portanto, quando a poliimida é impregnada no tecido não entrelaçado, o formato do tecido não entrelaçado moldado pode ser mantido, mesmo em altas temperaturas.

[0061] Portanto, o material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção, no qual o ligante de poliimida é impregnado no tecido não entrelaçado, exibe melhor desempenho de absorção de som, porque a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado pode ser mantida à medida que microcavidades mais finas são formadas ou mantidas dentro do tecido não entrelaçado. Além disso, ele pode ser moldado em um formato desejado, enquanto o ligante no tecido não entrelaçado é curado, e o formato moldado pode ser mantido mesmo em altas temperaturas.

[0062] A poliimida utilizada como o ligante na presente invenção pode ser preparada pelo método de preparo convencional de acordo com o Esquema 1. A presente invenção não é particularmente limitada pelo método de preparo da poliimida.

[0063] Um método de preparo de poliimida geral de acordo com o Esquema 1 é descrito em detalhes.

[0064] Primeiro, ácido poliamínico é preparado através de polimerização de condensação de um monômero de dianidrido ácido e um monômero de diamina. A polimerização de condensação pode ser realizada por um método de polimerização tipicamente empregado utilizando monômeros tipicamente conhecidos na técnica.

[0065] O monômero de dianidrido ácido pode incluir um dianidrido tetracarboxílico alifático ou aromático. Especificamente, o monômero de dianidrido ácido pode incluir dianidrido 1,2,3,4-ciclobutanotetracarboxílico, dianidrido 1,2,3,4-ciclopentatetracarboxílico, anidrido 5- (2,5-dioxotetrahidrofuril)-3-metil-3-ciclohexeno-1,2 - dicarboxílico, 4-(2,5- dioxotetrahidrofuran-3-il)-tetralin- 1,2-dicarboxílico, dianidrido biciloocteno-2,3,5,6- tetracarboxílico, dianidrido piromelítico, dianidrido 3,3’,4,4’-bifenil-tetracarboxílico, dianidrido de 2,2- bis(2,3-dicarboxifenil)-1,1,1,3,3,3-hexafluoropropano, dianidrido de 2,2-bis(3,4-dicarboxifenil)-1,1,1,3,3,3- hexafluoropropano, dianidrido 3,3’,4,4’- benzofenonatetracarboxílico, dianidrido de bis(3,4- dicarboxifenil) éter, dianidrido de bis(3,4- dicarboxifenil)sulfona, e semelhantes. O monômero de dianidrido ácido pode ser utilizado sozinho ou em combinação de dois ou mais, e o escopo da presente invenção não se limita a estes monômeros.

[0066] O monômero de diamina pode incluir um composto diamino alifático ou aromático. Especificamente, o monômero de diamina pode incluir m-fenilenodiamina, p- fenilenodiamina, 3,4’-diaminodifenil éter, 4,4’- diaminodifenil éter, 4,4’-diaminodifenilsulfona, 3,3’- diaminodifenilsulfona, 2,2-bis(4-aminofenoxifenil)propano, 2,2-bis(4-aminofenoxifenil)-hexafluoropropano, 1,3-bis(4- aminofenoxi)benzeno, 1,4-bis(4-aminofenoxi)benzeno, 2,4- diaminotolueno, 2,6-diaminotolueno, diaminodifenilmetano, 4,4’-diamino-2,2-dimetilbifenil, 2,2-bis(trifluorometil)- 4,4’-diaminobifenil, e semelhantes. O monômero de diamina pode ser utilizado sozinho ou em combinação de dois ou mais, e o escopo da presente invenção não se limita a estes monômeros.

[0067] A polimerização para preparar o ácido poliamínico pode ser conduzida a 0 a 90 °C por 1 a 24 horas utilizando um solvente orgânico convencional. Como o solvente orgânico, um solvente polar, tal como m-cresol, N-metil-2- pirrolidona, N-etil-2-pirrolidona, N,N-dimetilacetamida, N,N- dimetilformamida, dimetil sulfóxido, e semelhantes, pode ser utilizado.

[0068] Em seguida, o ácido poliamínico é convertido em poliimida através de imidização. A reação de imidização pode ser realizada por um método de cura tipicamente empregado utilizando luz, calor ou um agente de cura. Especificamente, a reação de cura pode ser conduzida por um tratamento térmico a 150 a 350 °C. Se necessário, um catalisador ácido, tal como ácido p-toluenossulfônico, ácido hidroxibenzoico, ácido crotônico, etc., ou um catalisador básico, tal como uma amina orgânica, um azol orgânico, e semelhantes, pode ser utilizado como um catalisador de imidização para facilitar a cura.

[0069] A poliimida utilizada como o ligante na presente invenção pode ser uma resina de poliimida alifática ou aromática convencional, e pode ter um peso molecular ponderal médio de especificamente 10.000 a 200.000. Quando o peso molecular ponderal médio do ligante de poliimida for menos de 10.000, as propriedades do polímero podem ser insatisfatórias. E, quando exceder 200.000, a impregnação pode ser difícil, porque o ligante de poliimida não é bem dissolvido em um solvente.

[0070] Além disso, diversos aditivos, por exemplo, um retardante de chamas, um melhorador de resistência ao calor, um repelente de água, etc., podem ser utilizados para prover funcionalidades ao material absorvente e isolante de som. Devido ao fato de que o aditivo é incluído na solução ligante, não é necessário nenhum material de pele adicional para melhorar as funcionalidades do material absorvente e isolante de som.

[0071] O retardante de chamas pode ser melamina, um fosfato, um hidróxido metálico, e semelhantes. Especificamente, um ou mais selecionados dentre um grupo que consiste em melamina, cianurato de melamina, polifosfato de melamina, fosfazeno, polifosfato de amônio, e semelhantes, podem ser utilizados como o retardante de chamas. Mais especificamente, o retardante de chamas pode ser melamina, a qual pode melhorar a retardação de chamas e a resistência ao calor ao mesmo tempo.

[0072] O melhorador de resistência ao calor pode ser alumina, sílica, talco, argila, pó de vidro, fibra de vidro, pó de metal, e semelhantes.

[0073] Um ou mais repelentes de água à base de flúor podem ser utilizados como o repelente de água.

[0074] Além disso, aditivos tipicamente utilizados na técnica podem ser selecionados e utilizados dependendo dos objetivos.

[0075] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para fabricação de um material absorvente e isolante de som, incluindo: a) uma etapa de imersão de um tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor em uma solução ligante na qual ácido poliamínico é disperso; b) uma etapa de recuperar o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico da solução de ligante; e c) uma etapa de converter o ácido poliamínico para poliimida ao curar o tecido não entrelaçado recuperado.

[0076] Em uma realização exemplar da presente invenção, o método pode adicionalmente incluir, após a etapa b) de recuperar o tecido não entrelaçado, b-1) uma etapa de moldar o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico em um formato desejado.

[0077] Em uma realização exemplar da presente invenção, a etapa b) de recuperar o tecido não entrelaçado pode incluir um processo de remover e comprimir o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico a uma pressão de 1 a 2 0 kgf/cm2, um processo de remover o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e evaporar um solvente ao aquecer a 70 a 200 °C, ou um processo de remover e comprimir o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e evaporar um solvente sob as condições acima descritas.

[0078] Em uma realização exemplar da presente invenção, a etapa c) de converter o ácido poliamínico em poliimida pode incluir um processo de cura de conversão do ácido poliamínico em poliimida através de imidização a 150 a 350 °C.

[0079] A seguir, as etapas do método para fabricação de um material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção são descritas em detalhes.

[0080] Na etapa a) , um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor é imerso em uma solução de ligante.

[0081] Na presente invenção, o tecido não entrelaçado é imerso na solução de ligante de maneira a melhorar o desempenho de absorção de som e isolamento de som, e para permitir a moldagem do material absorvente e isolante de som em um formato desejado.

[0082] Na solução de ligante na qual o tecido não entrelaçado é imerso, ácido poliamínico, o qual é um precursor de poliimida, é disperso. Isto é, na solução de ligante, ácido poliamínico, obtido a partir da polimerização de um monômero de dianidrido ácido e um monômero de diamina, é disperso. Os monômeros, aditivos convencionais e o solvente utilizados na polimerização do ácido poliamínico são os mesmos descritos acima.

[0083] Na presente invenção, o grau de impregnação no tecido não entrelaçado pode ser controlado com a concentração da solução de ligante. A concentração da solução de ligante pode ser especificamente 1 a 60% em peso, mais especificamente, 5 a 30% em peso, com base no teor do ácido poliamínico. Quando a concentração da solução de ligante for muito baixa, o efeito desejado pela presente invenção não pode ser alcançado, porque a quantidade do ligante impregnado no tecido não entrelaçado é pequena. Quando a concentração da solução de ligante for alta demais, o tecido não entrelaçado se torna duro demais para funcionar como um material absorvente e isolante de som.

[0084] A solução de ligante na qual o ácido poliamínico é disperso pode conter um ou mais aditivos tipicamente utilizados, selecionados dentre um grupo que consiste em um retardante de chamas, um melhorador de resistência ao calor, e um repelente de água, e semelhantes. A quantidade destes aditivos pode ser ajustada adequadamente, dependendo dos propósitos. Quando a quantidade da adição for pequena demais, o efeito desejado da adição pode não ser alcançado. E, uma quantidade excessiva pode ser economicamente desfavorável, e causa efeitos colaterais indesej ados.

[0085] Na etapa b) , o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico é recuperado da solução de ligante.

[0086] Na presente invenção, a etapa de recuperar o tecido não entrelaçado inclui um processo de retirar o tecido não entrelaçado imerso na solução de ligante, e remover um solvente. Este processo pode ser realizado sob a aplicação de calor e pressão adequados. Especificamente, a etapa de recuperar o tecido não entrelaçado pode incluir um processo de remover o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e controlar o teor de ligante no tecido não entrelaçado ao comprimir a uma pressão de 1 a 20 kgf/cm2. Além disso, a etapa de recuperar o tecido não entrelaçado pode incluir um processo de remover o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e evaporar um solvente ao aquecer a 70 a 200 °C. Além disso, a etapa de recuperar o tecido não entrelaçado pode incluir um processo de remover e comprimir o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico a uma pressão de 1 a 20 kgf/cm2 e, em seguida, evaporar um solvente ao aquecer a 70 a 200 °C.

[0087] O teor do ligante incluído no tecido não entrelaçado recuperado da solução de ligante é um fator importante para determinar o tamanho, o formato, e a distribuição de microcavidades dentro do material absorvente e isolante de som. Portanto, a propriedade de absorção de som e a propriedade mecânica do material absorvente e isolante de som podem ser controladas com ele. O teor final do ligante de poliimida incluído no material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção pode ser controlado para ser 1 a 300 partes em peso, mais especificamente, 30 a 150 partes em peso, com base em 100 partes de peso do tecido não entrelaçado.

[0088] Na etapa c) , o ácido poliamínico é convertido em poliimida.

[0089] Especificamente, na etapa c), o ácido poliamínico incluído no tecido não entrelaçado recuperado é convertido em poliimida através de cura. O processo de cura para conversão em poliimida pode ser realizado utilizando luz, calor ou um agente de cura, e as condições para o processo de conversão do ácido poliamínico em poliimida são bem conhecidas na técnica. Quando a conversão em poliimida é realizada através de cura térmica, ela pode ser realizada a 150 a 350 °C por 30 minutos a 3 horas.

[0090] Após a etapa c) , pode ser confirmado a partir de uma imagem de microscopia eletrônica se a poliimida está distribuída uniformemente e anexa à superfície do fio do tecido não entrelaçado. A poliimida impregnada no tecido não entrelaçado possui um peso molecular ponderal médio de 10.000 a 200.000 g/mol.

[0091] Na presente invenção, o método para fabricação de um material absorvente e isolante de som pode adicionalmente incluir, após a etapa b) de recuperar o tecido não entrelaçado, b-1) uma etapa de moldagem do tecido não entrelaçado em um material absorvente e isolante de som em um formato desejado.

[0092] Especificamente, o método para fabricação de um material absorvente e isolante de som incluindo a etapa de moldagem b-1) pode incluir: a) uma etapa de imersão de um tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor em uma solução ligante na qual ácido poliamínico é disperso; b) uma etapa de recuperar o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico da solução de ligante; b-1) uma etapa de moldar o tecido não entrelaçado em um formato desejado; e c) uma etapa de converter o ácido poliamínico para poliimida ao curar o tecido não entrelaçado recuperado.

[0093] A etapa de moldagem b-1) pode ser realizada por tratamento térmico a alta temperatura. O processo de moldagem a alta temperatura, o qual também considera a reação de cura do ligante termofixo, é realizado a 150 a 350 °C, mais preferivelmente, a 200 a 300 °C.

[0094] O método para fabricação de um material absorvente e isolante de som pode adicionalmente incluir, antes da etapa a), a-1) uma etapa de formar um tecido não entrelaçado por um processo de perfuração por agulha utilizando uma fibra resistente ao calor. Por exemplo, na etapa a-1), um tecido não entrelaçado de aramida com uma espessura de 3 a 2 0 mm pode ser formado por um processo de perfuração por agulha de uma fibra de aramida resistente ao calor com uma fineza de 1 a 15 denier.

[0095] Por exemplo, o método para fabricação de um material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção incluindo a etapa a-1) pode incluir: a-1) uma etapa de formar um tecido não entrelaçado por um processo de perfuração por agulha utilizando uma fibra resistente ao calor; a) uma etapa de imersão do tecido não entrelaçado contendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor em uma solução ligante na qual ácido poliamínico é disperso; b) uma etapa de recuperar o tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico da solução de ligante; b-1) uma etapa de moldar o tecido não entrelaçado em um formato desejado; e c) uma etapa de converter o ácido poliamínico para poliimida ao curar o tecido não entrelaçado recuperado.

[0096] A etapa a-1) de formar o tecido não entrelaçado inclui um processo de perfuração por agulha utilizando uma fibra resistente ao calor. A propriedade de absorção de som pode variar dependendo da espessura e da densidade do tecido não entrelaçado. Espera-se que a propriedade de absorção de som melhorará à medida que a espessura e a densidade do tecido não entrelaçado são aumentadas.

[0097] O tecido não entrelaçado utilizado na presente invenção pode ter uma espessura de 3 a 20 mm, quando se considera o campo industrial, etc., no qual o material absorvente e isolante de som é utilizado. Quando a espessura do tecido não entrelaçado for menor que 3 mm, a durabilidade e a moldabilidade do material absorvente e isolante de som podem ser insatisfatórias. Quando a espessura exceder 20 mm, a produtividade pode diminuir, e o custo da produção pode aumentar. Além disso, a densidade do tecido não entrelaçado pode ser 100-2000 g/m2, preferivelmente, 200-1200 g/m2, mais preferivelmente, 300 a 800 g/m2, quando se considera o desempenho e o custo.

[0098] O tecido não entrelaçado é feito empilhando uma teia de 30 a 100 g/m2 feita ao cardar 2 a 12 vezes e continuamente realizar pré-agulhagem cima-baixo, agulhagem baixo-cima e agulhagem cima-baixo, assim, formando pontes físicas que fornecem a espessura necessária, resistência de ligação e outras propriedades físicas desejadas. A agulha utilizada para realizar a agulhagem pode ser uma agulha de tipo farpada, tendo uma lâmina de trabalho de 0,5 a 3 mm, e um comprimento de agulha (a distância da manivela externa ao ponto) de 70 a 120 mm. Preferivelmente, o curso da agulha pode ser 30-350 vezes/m2.

[0099] Mais preferivelmente, a fineza do fio do tecido não entrelaçado pode ser 1,5 a 8,0 denier, a espessura da camada da pilha pode ser 6 a 13 mm, o curso da agulha pode ser 120 a 250 vezes/m2, e a densidade do tecido não entrelaçado pode ser 300 a 800 g/m2.

[00100] A estrutura interna do material absorvente e isolante de som fabricado pelo método descrito acima pode ser confirmada utilizando um microscópio eletrônico. Quando observado com um microscópio eletrônico, o material absorvente e isolante de som da presente invenção possui microcavidades de 1 a 100 μm distribuídas dentro do mesmo. As microcavidades são distribuídas regularmente ou irregularmente com um espaçamento de 0,1 a 500 μm.

[00101] Em outro aspecto, a presente invenção provê um método para redução de ruídos de um dispositivo gerador de ruídos, incluindo: i) a verificação de um formato tridimensional de um dispositivo gerador de ruído; ii) preparar e moldar um material absorvente e isolante de som de modo a corresponder ao formato tridimensional do dispositivo parcialmente ou completamente; e iii) o posicionamento do material absorvente e isolante de som adjacente ao dispositivo gerador de ruído.

[00102] O dispositivo refere-se a um dispositivo gerador de ruído, incluindo um motor elétrico, um motor, um sistema de escape, e semelhantes. Entretanto, o escopo do dispositivo nunca é limitado ao motor elétrico, motor e sistema de escape. O material absorvente e isolante de som pode ser fabricado para corresponder ao formato tridimensional do dispositivo, parcialmente ou completamente. Uma vez que o material absorvente e isolante de som da presente invenção é moldável durante a cura do ligante, o material absorvente e isolante de som pode ser moldado para corresponder ao formato tridimensional do dispositivo parcialmente ou completamente.

[00103] A expressão “adjacente” significa intimamente anexar o material absorvente e isolante de som ao dispositivo gerador de ruído, provendo-o a uma distância do dispositivo gerador de ruído, ou moldando-o como parte do dispositivo gerador de ruído. A expressão adjacente também inclui a montagem do material absorvente e isolante de som a um membro conectado ao dispositivo gerador de ruído (por exemplo, outro material absorvente e isolante de som).

[00104] As Figuras 2A-2B e as Figuras 3 mostram esquematicamente exemplos representativos, em que o material absorvente e isolante de som da presente invenção é aplicado a um dispositivo gerador de ruído de um automóvel.

[00105] As Figuras 2A-2B mostram um exemplo no qual um material absorvente e isolante de som é moldado como uma peça e aplicado a um dispositivo gerador de ruído de um automóvel. A Figura 2A é uma imagem de um material absorvente e isolante de som moldado para ser utilizado em um motor de automóvel, e a Figura 2B mostra um exemplo no qual o material absorvente e isolante de som é aplicado em uma parte de um motor de automóvel.

[00106] As Figuras 3A-3B mostram esquematicamente um exemplo no qual um material absorvente e isolante de som é aplicado a um dispositivo gerador de ruído de um automóvel. A Figura 3A é uma imagem de um material absorvente e isolante de som moldado para ser utilizado em uma parte inferior de um automóvel, e a Figura 3B mostra um exemplo no qual o material absorvente e isolante de som é anexo a uma parte inferior de um automóvel.

[00107] Conforme descrito acima, o material absorvente e isolante de som da presente invenção, no qual o ligante de poliimida é impregnado para manter a estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado, possui propriedade de absorção de som superior, retardação de chamas, resistência ao calor e propriedade de isolamento de calor. Portanto, ele pode exibir o desempenho de absorção de som desejado quando aplicado diretamente a um dispositivo gerador de ruído mantido a altas temperaturas de 200 °C ou mais, para não falar da temperatura ambiente, sem deformação.

EXEMPLOS

[00108] A seguir, a presente invenção é descrita em maiores detalhes através de exemplos. Entretanto, o escopo da presente invenção não se limita aos exemplos.

EXEMPLOS: PREPARO DE UM MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM

[00109] Exemplo 1. Preparo de material absorvente e isolante de som utilizando tecido não entrelaçado de aramida impregnado com resina de poliimida.

[00110] Uma fibra curta de aramida com um índice de limitação de oxigênio (LOI) de 40% e uma temperatura de resistência ao calor de 300 °C foi insuflada com ar e moldada em uma teia de 3 0 g/m2 através de cardação. A teia foi empilhada ao sobrepô-la 10 vezes sobre uma correia transportadora operada a 5 m/min utilizando um envoltório horizontal. Um tecido não entrelaçado de aramida com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foi preparado ao realizar continuamente agulhagem cima-baixo, agulhagem baixo-cima e agulhagem cima-baixo com um curso de agulha de 150 vezes/m2.

[00111] O tecido não entrelaçado preparado foi imerso em uma solução de ligante. A solução de ligante foi uma solução na qual o pré-polímero de ácido poliamínico polimerizado a partir de dianidrido piromelítico e 4,4- oxidianilina é dispersa em um solvente de N-metil-2- pirrolidona a uma concentração de 15% em peso, com base no teor do ácido poliamínico.

[00112] O tecido não entrelaçado foi removido da solução de ligante e comprimido utilizando um rolo a uma pressão de 8 kgf/cm2. Como resultado, um tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico com uma densidade de 1500 g/m2 foi obtido.

[00113] O tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico foi moldado em um formato desejado por cura a 200 °C por 2 minutos. Em seguida, um material absorvente e isolante de som, no qual uma poliimida representada pela Fórmula Química 5 é impregnado no tecido não entrelaçado de aramida, foi preparado ao imidizar o ácido poliamínico a 300 °C. FÓRMULA QUÍMICA 5

[00114] A poliimida representada pela Fórmula Química 5 impregnada no tecido não entrelaçado possui um peso molecular ponderal médio de 20.000 g/mol, e o teor final da poliimida foi de 50 partes em peso, com base em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado.

[00115] Exemplo Comparativo 1. Preparo de material absorvente e isolante de som utilizando tecido não entrelaçado de aramida

[00116] Um tecido não entrelaçado de aramida com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foi preparado por perfuração por agulha conforme descrito no Exemplo 1 para uso como material absorvente e isolante de som.

[00117] Exemplo Comparativo 2. Preparo de material absorvente e isolante de som utilizando tecido não entrelaçado de aramida revestido com resina de poliimida.

[00118] Um tecido não entrelaçado de aramida com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foi preparado por perfuração por agulha conforme descrito no Exemplo 1. Uma solução contendo uma resina de poliimida foi aplicada sobre a superfície do tecido não entrelaçado, e um material absorvente e isolante de som foi preparado ao secar e moldar o tecido não entrelaçado a 150 °C. A quantidade de revestimento foi de 50 partes em peso, com base em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado.

[00119] Exemplo Comparativo 3. Preparo de material absorvente e isolante de som utilizando tecido não entrelaçado de aramida impregnado com resina termoplástica.

[00120] Um tecido não entrelaçado de aramida com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foi preparado por perfuração por agulha conforme descrito no Exemplo 1. O tecido não entrelaçado foi imerso em uma solução de ligante, seco e, em seguida, moldado para uso como um material absorvente e isolante de som.

[00121] A solução de ligante foi uma solução de resina termoplástica contendo 10% em peso de resina de polietileno (PE), 10% em peso de cianurato de melamina, e 80% em peso de carbonato de dimetila (DMC).

[00122] Exemplo Comparativo 4. Preparo de material absorvente e isolante de som utilizando tecido não entrelaçado de PET impregnado com resina de poliimida.

[00123] Um tecido não entrelaçado de tereftalato de polietileno (PET) com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foi preparado por perfuração por agulha conforme descrito no Exemplo 1. O tecido não entrelaçado foi imerso em uma solução de ligante, seco e, em seguida, moldado para uso como um material absorvente e isolante de som.

[00124] O tecido não entrelaçado de PET preparado no Exemplo Comparativo 4 foi termicamente deformado devido ao calor de reação produzido durante a cura da poliimida, e não pôde ser moldado em um formato desejado porque foi completamente termicamente deformado durante os processos de secagem e moldagem térmica.

EXEMPLOS DE TESTE

[00125] <Avaliação de propriedades físicas de materiais absorventes e isolantes de som>

[00126] As propriedades físicas dos materiais absorventes e isolantes de som foram medidas e comparadas conforme a seguir. 1. AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CALOR

[00127] Para avaliar a resistência ao calor, o material absorvente e isolante de som foi envelhecido em um forno a 300 °C por 300 horas. Após manter em um estado padrão (temperatura 23±2 °C, 50±5% de umidade relativa) por pelo menos 1 hora, a aparência foi inspecionada, e a resistência à tração foi medida. Foi visualmente inspecionado se houve encolhimento ou deformação, descascamento de superfície, desgaste e rachaduras. A resistência à tração foi medida utilizando um haltere tipo no 1 para cinco folhas de amostra de testes aleatoriamente selecionadas a uma velocidade de 200 mm/min sob uma condição padrão. 2. AVALIAÇÃO DO CICLO TÉRMICO

[00128] A durabilidade do material absorvente e isolante de som foi avaliada pelo método de teste de ciclo térmico. A durabilidade foi determinada após realizar cinco ciclos sob as seguintes condições. 1. CONDIÇÃO DE UM CICLO

[00129] Temperatura ambiente ^ alta temperatura (150 °C x 3 h) ^ temperatura ambiente ^ baixa temperatura (30 °C x 3 h) ^ temperatura ambiente ^ condição úmida (50 °C x 95% RH). 2. PADRÃO DE AVALIAÇÃO DE DURABILIDADE

[00130] Após o teste de ciclo térmico, a mudança de aparência foi inspecionada. Por exemplo, os danos à superfície, inchaço, quebra e a descoloração foram inspecionados. Se não houve mudança na aparência, o material absorvente e isolante de som foi avaliado como “nenhuma anormalidade”. 3. AVALIAÇÃO DE RETARDAÇÃO DE CHAMAS

[00131] A retardação de chamas do material absorvente e isolante de som foi medida de acordo com o método de testes de inflamabilidade ISO 3795. 4. AVALIAÇÃO DA NÃO INFLAMABILIDADE

[00132] A não inflamabilidade do material absorvente e isolante de som foi medida de acordo com teste de queima vertical UL94. 5. AVALIAÇÃO DA PROPRIEDADE DE ABSORÇÃO DE SOM

[00133] A propriedade de absorção de som do material absorvente e isolante de som foi medida de acordo com o método de testes ISO 354. 6. AVALIAÇÃO DA PERMEABILIDADE DO AR 1) MÉTODO DE AVALIAÇÃO

[00134] A amostra de testes foi colocada sobre um testador de tipo Frazier, e a quantidade do ar fluindo através da amostra verticalmente foi medida. A área da amostra de testes através da qual o ar passou foi 5 cm2, e a pressão aplicada foi definida em 125 pascal (Pa).

[00135] Exemplo de Teste 1. Comparação das propriedades de materiais absorventes e isolantes de som dependendo de fibras resistente ao calor

[00136] No Exemplo de Teste 1, as propriedades físicas dos materiais absorventes e isolantes de som preparados com diferentes fios de fibra resistente ao calor foram comparadas. Tecidos não entrelaçados com uma densidade de 300 g/m2 e uma espessura de 6 mm foram preparados por perfuração por agulha conforme descrito no Exemplo 1 utilizando os fios de fibra descritos na Tabela 1. Em seguida, os materiais absorventes e isolantes de som foram preparados ao imergir os tecidos não entrelaçados em soluções de ligante nas quais ácido poliamínico foi disperso, e ao realizar imidização após retirá-los das soluções de ligante.

[00137] As propriedades físicas dos materiais absorventes e isolantes de som preparados foram medidas conforme descrito acima. O resultado da medição das propriedades dos materiais absorventes e isolantes de som preparados com diferentes fibras resistente ao calor é mostrado na Tabela 2. TABELA 1

TABELA 2

[00138] Conforme visto na Tabela 1 e na Tabela 2, todos os materiais absorventes e isolantes de som preparados utilizando fibras resistentes ao calor com um índice de limitação de oxigênio de 25% ou mais, e uma temperatura resistência ao calor de 150 °C ou mais, conforme apresentado pela presente invenção exibiram resistência ao calor, durabilidade, retardação de chamas, não inflamabilidade e propriedade de absorção de som satisfatórias. Portanto, foi confirmado que fibras resistentes ao calor convencionais conhecidas como super fibras podem ser utilizadas como o material do tecido não entrelaçado do material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção.

[00139] Exemplo de Teste 2. Comparação das propriedades de materiais absorventes e isolantes de som dependendo da densidade do tecido não entrelaçado.

[00140] No Exemplo de Teste 2, materiais absorventes e isolantes de som impregnados com poliimida foram preparados da mesma maneira que o Exemplo 1 utilizando tecidos não entrelaçados com diferentes densidades. O desempenho de absorção de som dos materiais absorventes e isolantes de som preparados é mostrado na Figura 4.

[00141] Conforme visto na Figura 4, o desempenho de absorção de som do material absorvente e isolante de som foi superior quando um tecido não entrelaçado com uma densidade de 600 g/m2 foi utilizado, comparado com quando um tecido não entrelaçado com uma densidade de 300 g/m2 foi utilizado.

[00142] Exemplo de Teste 3. Avaliação de propriedades físicas de materiais absorventes e isolantes de som

[00143] No Exemplo de Teste 3, as propriedades dos materiais absorventes e isolantes de som dependendo do método pelo qual um ligante foi aplicado a um tecido não entrelaçado feito de uma fibra resistente ao calor foram comparadas.

[00144] Isto é, a taxa de absorção de som dos materiais absorventes e isolantes de som preparados ao impregnar (Exemplo 1) e revestir (Exemplo Comparativo 2) o ligante de poliimida (PI) no tecido não entrelaçado de aramida foi comparada. O resultado da medição da taxa de absorção de som do material absorvente e isolante de som feito de um tecido não entrelaçado de aramida (Exemplo Comparativo 1), do material absorvente e isolante de som feito de um tecido não entrelaçado de aramida sobre o qual PI foi aplicada (Exemplo Comparativo 2) e do material absorvente e isolante de som feito de um tecido não entrelaçado de aramida no qual PI foi impregnada (Exemplo 1), é mostrado na Tabela 3. TABELA 3

[00145] Conforme visto na Tabela 3, o material absorvente e isolante de som do Exemplo 1 de acordo com a presente invenção apresentou uma taxa de absorção de som superior em todas as faixas de frequência, comparado com o material absorvente e isolante de som do Exemplo Comparativo 1, no qual o tecido não entrelaçado que não continha PI foi utilizado. Em contraste, o material absorvente e isolante de som do Exemplo Comparativo 2, no qual o tecido não entrelaçado revestido com PI foi utilizado, apresentou uma taxa de absorção de som mais baixa do que o tecido não entrelaçado (Exemplo Comparativo 1) na faixa de frequência de 400 a 5000 Hz.

[00146] Exemplo de Teste 4. Avaliação do desempenho de isolamento de calor de materiais absorventes e isolantes de som

[00147] No Exemplo de Teste 4, o desempenho de isolamento de calor dos materiais absorventes e isolantes de som preparados no Exemplo 1 (tecido não entrelaçado de aramida impregnado com PI), no Exemplo Comparativo 1 (tecido não entrelaçado de aramida) e no Exemplo Comparativo 3 (tecido não entrelaçado impregnado com PE) foi avaliado. Após aplicar calor de 1000 °C em um lado de uma amostra de 25 mm de espessura de cada material absorvente e isolante de som por 5 minutos, a temperatura foi medida no lado oposto da amostra.

[00148] A temperatura medida no lado oposto do material absorvente e isolante de som foi 250 °C para o material absorvente e isolante de som do Exemplo 1, e 350 °C para o material absorvente e isolante de som do Exemplo Comparativo 1. Portanto, foi confirmado que o material absorvente e isolante de som da presente invenção no qual a resina termofixa foi impregnada exibe melhor desempenho de isolamento de calor. Em contraste, o material absorvente e isolante de som impregnado com resina termoplástica do Exemplo Comparativo 3 derreteu e deformou assim que o calor de 1000 °C foi aplicado.

[00149] Portanto, pode ser visto que o material absorvente e isolante de som da presente invenção possui propriedade de isolamento de calor muito superior.

[00150] Exemplo de Teste 5. Comparação do desempenho de isolamento de calor com placa de isolamento de calor de alumínio

[00151] No Exemplo de Teste 5, o desempenho de isolamento de calor do material absorvente e isolante de som do Exemplo 1 foi comparado com o de uma placa de isolamento de calor de alumínio. Enquanto se aplicava o mesmo calor em um lado do material absorvente e isolante de som e na placa de isolamento de calor a 250 °C, a temperatura no lado oposto foi medida ao longo do tempo. O resultado é mostrado na Figura 5.

[00152] Conforme visto na Figura 5, o material absorvente e isolante de som, de acordo com a presente invenção apresentou melhor desempenho de isolamento de calor, com a temperatura de resistência ao calor pelo menos 11 °C mais baixa, em comparação com a placa de isolamento de calor de alumínio.

[00153] Exemplo de Teste 6. Comparação das propriedades do material absorvente e isolante de som dependendo do teor de ligante

[00154] Os materiais absorventes e isolantes de som foram preparados da mesma maneira que o Exemplo 1. O tecido não entrelaçado retirado da solução de ligante foi comprimido e seco para ter diferentes teores de ligante finais. O teor de ligante foi representado como partes em peso do ligante contido no material absorvente e isolante de som, com base no peso em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado seco.

[00155] O resultado da comparação das propriedades mecânicas e da taxa de absorção de som dos materiais absorventes e isolantes de som preparados com diferentes teores de ligante é mostrado na Tabela 4 e na Tabela 5. TABELA 4

TABELA 5

[00156] Conforme visto na Tabela 4 e na Tabela 5, a taxa de absorção de som foi melhorada à medida que o ligante de poliimida foi impregnado no tecido não entrelaçado em comparação ao tecido não entrelaçado não impregnado com o ligante de poliimida. Além disso, foi confirmado que a taxa de absorção de som do material absorvente e isolante de som poderia ser controlada com o teor de ligante de poliimida.

[00157] Exemplo de Teste 7. Comparação das propriedades do material absorvente e isolante de som dependendo dos ligantes

[00158] Materiais absorventes e isolantes de som, nos quais 50 partes em peso de um ligante foram impregnadas com base em 100 partes em peso de um tecido não entrelaçado de aramida foram preparadas da mesma maneira que o Exemplo 1. As resinas descritas na Tabela 6 foram utilizadas como o ligante.

[00159] O resultado da comparação das propriedades mecânicas e da taxa de absorção de som dos materiais absorventes e isolantes de som preparados com diferentes ligantes é mostrado na Tabela 6. TABELA 6

Claims

1. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, caracterizado por compreender: um tecido não entrelaçado compreendendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor com uma fineza de 1 a 15 denier e um comprimento de fio de 20 a 100 mm; e um ligante de poliimida impregnado no tecido não entrelaçado e presente na mesma camada que o tecido não entrelaçado, sendo distribuído e anexo sobre uma superfície de fio do tecido não entrelaçado e mantendo uma estrutura tridimensional dentro do tecido não entrelaçado, ao manter ou formar ainda mais microcavidades do tecido não entrelaçado, em que a fibra resistente ao calor tem uma limitação de oxigênio (LOI) de 25% ou mais e uma temperatura de resistência ao calor de 150 °C ou mais, e em que 1 a 300 partes em peso do ligante de poliimida são impregnadas com base em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado.

2. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fibra resistente ao calor ser uma ou mais selecionadas dentre um grupo que consiste em uma fibra de aramida, uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN), uma fibra de poliimida (PI) , uma fibra de polibenzimidazol (PBI), uma fibra de polibenzoxazol (PBO), uma fibra metálica, uma fibra de carbono, uma fibra de vidro, uma fibra de basalto, uma fibra de sílica e uma fibra cerâmica.

3. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela fibra resistente ao calor ser uma fibra de aramida ou uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN).

4. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo tecido não entrelaçado ter uma espessura de 3 a 20 mm e uma densidade de 100 a 2000 g/m2.

5. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela poliimida ter um peso molecular ponderal médio de 10.000 a 200.000 g/mol.

6. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo material absorvente e isolante de som ser moldado para corresponder a um formato tridimensional de um objeto ao qual o material absorvente e isolante de som é aplicado.

7. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo material absorvente e isolante de som ser feito como uma única camada ou múltiplas camadas.

8. MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo material absorvente e isolante de som ser para um automóvel.

9. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender: a) a imersão de um tecido não entrelaçado compreendendo 30 a 100% em peso de uma fibra resistente ao calor com uma fineza de 1 a 15 denier e um comprimento de fio de 20 a 100 mm em uma solução ligante, na qual ácido poliamínico é disperso; b) a recuperação do tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico da solução de ligante; e c) a conversão do ácido poliamínico para poliimida ao curar o tecido não entrelaçado recuperado, em que o material absorvente e isolante de som tem 1 a 300 partes em peso de um ligante de poliimida impregnadas no mesmo, com base em 100 partes em peso do tecido não entrelaçado, e em que a fibra resistente ao calor tem uma limitação de oxigênio (LOI) de 25% ou mais e uma temperatura de resistência ao calor de 150 °C ou mais.

10. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9, sendo ainda caracterizado por compreender, após b), a moldagem do tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico em um formato desejado.

11. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9, em que b) é caracterizado por compreender a retirada e a compressão do tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico a uma pressão de 1 a 20 kgf/cm2, a retirada do tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e a evaporação de um solvente ao aquecer a uma temperatura de 70 a 200 °C, ou a retirada e a compressão do tecido não entrelaçado impregnado com ácido poliamínico e a evaporação de um solvente sob as ditas condições de temperatura e pressão.

12. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela fibra resistente ao calor ser uma ou mais selecionadas dentre um grupo que consiste em uma fibra de aramida, uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN), uma fibra de poliimida (PI), uma fibra de polibenzimidazol (PBI), uma fibra de polibenzoxazol (PBO), uma fibra metálica, uma fibra de carbono, uma fibra de vidro, uma fibra de basalto, uma fibra de sílica e uma fibra cerâmica.

13. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pela fibra resistente ao calor ser uma fibra de aramida ou uma fibra de poliacrilonitrilo oxidado (oxi-PAN).

14. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo tecido não entrelaçado ter uma espessura de 3 a 20 mm e uma densidade de 100 a 2000 g/m2.

15. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo tecido não entrelaçado ser formado ao realizar continuamente agulhagem cima-baixo, agulhagem baixo- cima e agulhagem cima-baixo.

16. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo tecido não entrelaçado ser formado com um curso de agulha de 30 a 350 vezes/m2.

17. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela poliimida ter um peso molecular ponderal médio de 20.000 a 300.000 g/mol.

18. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela concentração da solução de ligante ser 1 a 60% em peso, com base no teor do ácido poliamínico.

19. MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DO MATERIAL ABSORVENTE E ISOLANTE DE SOM, de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo material absorvente e isolante de som ser para um automóvel.

20. MÉTODO PARA REDUZIR RUÍDO DE UM DISPOSITIVO GERADOR DE RUÍDO, caracterizado por compreender: i) a verificação de um formato tridimensional de um dispositivo gerador de ruído; ii) o preparo e a moldagem do material absorvente e isolante de som, conforme definido na reivindicação 1, de modo a corresponder ao formato tridimensional do dispositivo parcialmente ou completamente; e iii) o posicionamento do material absorvente e isolante de som adjacente ao dispositivo gerador de ruído.

21. MÉTODO PARA REDUZIR RUÍDO DE UM DISPOSITIVO GERADOR DE RUÍDO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo dispositivo ser um motor elétrico, um motor ou um sistema de escape.

22. MÉTODO PARA REDUZIR RUÍDO DE UM DISPOSITIVO GERADOR DE RUÍDO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo material absorvente e isolante de som ser trazido adjacente ao dispositivo gerador de ruído ao anexar o material absorvente e isolante de som ao dispositivo gerador de ruído, provendo o material absorvente e isolante de som a uma distância do dispositivo gerador de ruído, ou moldar o material absorvente e isolante de som como parte do dispositivo gerador de ruído.