BR112017007424B1 - Peça de acabamento automotiva multicamada para atenuação de barulho e uso da mesma - Google Patents

Abstract

PEÇA DE ACABAMENTO ACÚSTICA DE BAIXO PESO. Peça de acabamento atenuadora de som multicamada para um veículo, em particular para uma peça de acabamento ou revestimento usado no interior de um carro, por exemplo como um painel interno ou como parte da cobertura de piso ou para o exterior de um veículo, por exemplo como peça de acabamento ou revestimento na área do compartimento do motor ou como peça de acabamento de uma parte inferior da carroceria, em como ao método de produção de uma peça, compreendendo pelo menos duas camadas fibrosas (10, 30) e pelo menos uma película de filme intermediária permeável ao ar (20) entre as pelo menos duas camadas fibrosas, por meio da qual todas as camadas juntas possuem uma espessura variável.

Description

Campo técnico

[0001] A invenção se refere a uma peça de acabamento atenuador de som para um veículo, em particular uma peça de acabamento ou revestimento usada para o interior de um veículo, por exemplo, como painel interno ou como parte do revestimento do chão ou para o exterior de um veículo, por exemplo, como peça de acabamento ou revestimento na área do compartimento do motor ou como parte de um componente de acabamento de chassi, bem como ao método de produção de tal parte.

Estado da técnica

[0002] A atenuação do som é um fator importante no desenho de um carro. Para a atenuação de som são usados materiais fibrosos em sistemas acústicos massa-mola, bem como em sistemas de absorção simples ou multicamadas.

[0003] A escolha de um material de isolamento de som, em particular para uma dada aplicação é determinada não somente por meio de sua habilidade em atenuar o som, mas também por outras considerações. Estas incluem custo, peso, espessura, resistência ao fogo, etc. Materiais para atenuação de som bem conhecidos incluem feltros, espumas, materiais de feltro de fibras comprimidas, lã de vidro ou lã de rocha e tecidos reciclados incluindo materiais de má qualidade.

[0004] Por exemplo, US 5298694 divulga uma malha de isolamento acústica para ser usada como camada de absorção, compreendendo microfibras fundidas e sopradas e fibras de enchimento engastadas em uma razão de peso de cerca de 40:60 a cerca de 95:5. As fibras de volume engastadas divulgadas são fibras frisadas mecanicamente ou fibras frisadas termicamente. Esses tipos de engaste são usados principalmente para auxiliar o processo de produção da camada de feltro de material fibroso, no entanto, eles não possuem um efeito prolongado no desempenho do produto durante o uso.

[0005] A EP 934180 A divulga uma peça de acabamento acústica multicamada com pelo menos duas camadas por meio da qual a camada superior é comprimida para formar uma camada de enrijecimento microporosa possuindo uma resistência ao fluxo de ar total que varia de entre Rt=500 Nsm-3 a Rt=2500 Nsm-3 e em um peso de área que varia de entre 0,3 kg/m2 e 2,0kg/m2.

[0006] Para as peças descritas nessa e em patentes semelhantes, bem como as encontradas em carros, as camadas são normalmente formadas em conjunto para se obter uma construção de multicamada total. Uma maneira de produzir uma camada na qual é parte da multicamada é distribuir as fibras de modo que um peso de área (massa por unidade de área) da camada permaneça constante. Nesse caso, se as camadas são colocadas juntas no todo de cada uma através do processo de formação, o peso de área total da multicamada ainda é constante, enquanto que a densidade total da multicamada varia de ponto a ponto. Em particular, em áreas onde as camadas são comprimidas para obter uma espessura inferior na peça, a densidade total é maior do que em áreas onde as camadas são pouco comprimidas para preencher um espaço com maior espessura. Por essa razão e para este tipo de peças, a alta densidade total da multicamada é associada totalmente a uma pequena espessura e a baixa densidade total da multicamada é associada totalmente à alta espessura.

[0007] Estima-se que até 30% da área total das peças que compõem o estado da técnica não contribuem para a absorção sonora de tais peças devido às áreas locais com alta densidade a pequenas espessuras, tornando o produto quase impermeável ao ar nessas áreas da peça.

[0008] A estimativa de 30% de áreas fracas vem da análise do espaço empacotamento típico, ou seja, do volume disponível para ser preenchido por meio de peças acústicas em um veículo. Para tais peças, o intervalo de espessura está geralmente entre 5 e 60 mm, mas a distribuição de espessura se os valores extremos podem variar entre peças e carros diferentes. Para peças acústicas internas de painel típicas que são na maioria de tipo absorvente, a distribuição de espessuras encontrada é aproximadamente como a seguir: Distribuição de espessura inferior a 7,5 mm 19%, • com uma distribuição de espessura entre 7,5 e 12,5 mm 27%, • com uma distribuição de espessura entre 12,5 e 17,5 mm 16%, • com uma distribuição de espessura entre 17,5 e 22,5 mm 13%, • com uma distribuição de espessura entre 22,5 e 27,5 mm 20%, • e com uma distribuição de espessura acima de 27,5 mm 5%.

[0009] Esses dados mostram que a espessura abaixo de 12,5 mm contribui muito para a área total da peça (cerca de 45%). Nessas áreas, o material é fortemente comprimido e isso possui um impacto negativo no desempenho acústico, em particular para espessuras abaixo de cerca de 8 mm. A localização de parte dessas áreas de pequena espessura está nas bordas e ao redor dos recortes e, portanto, menos importante; no entanto uma boa parte dos 45% contribui fortemente para o desempenho. Por estas considerações, estima-se que aproximadamente 30% da área de uma peça típica possui características que são especialmente críticas para o desempenho total.

[00010] Outra questão importante é que o material fibroso usado atualmente é incapaz de alcançar uma espessura suficiente em baixa densidade para atender os requisitos de espessura da peça. Portanto, adiciona-se peso para obter a espessura desejada, porém às custas do aumento do peso total da peça. A adição de peso, por sua vez, tem um efeito negativo sobre o desempenho acústico das áreas de menor espessura onde o material é fortemente comprimido. O espaço de empacotamento disponível não é somente relativamente limitado e influente sobre o desempenho da peça, mas o aumento do peso também limita ainda mais o desempenho nessas áreas. Em geral, devido ao material usado atualmente e ao problema descrito acima, aproximadamente até 30% da área contribui minimamente ou não contribui em nada para seu desempenho acústico total.

[00011] É, portanto, o objetivo da presente invenção otimizar adicionalmente os produtos de absorção multicamadas do estado da técnica, em particular para otimizar adicionalmente o desempenho acústico total da peça.

Resumo da invenção

[00012] O objetivo é alcançado por uma peça de acabamento automotivo multicamadas para a atenuação de ruídos compreendendo pelo menos 2 camadas fibrosas e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar entre as pelo menos 2 camadas fibrosas com as características da reivindicação principal 1 ou 2. Em particular, por meio de todas as camadas possuem uma espessura variável, caracterizada pelo fato de que pelo menos para uma área onde a densidade está entre 4 e 12,5 mm, a resistência do fluxo de ar total (AFRtotai) e a densidade total P se relacionam do seguinte modo 1500 < AFRtotal -10 < 3800 com AFRtotal em Nsm-3 e P em kg/m3 ou pelo menos para uma área onde a densidade total está acima de 250kg/m3 na resistência ao fluxo de ar total (AFRtotal) e a densidade total P se relacionam como a seguir 1500 < AFRtotal -10 P < 3800 com AFRtotal em Nsm-3 e P em kg/m3.

[00013] As relações de AFRtotal = 10* P +1500 e AFRtotal =10* P + 3800 representam, respectivamente, os valores ideais minímo e máximo do AFR total como função da densidade total. O AFR ideal para as peças multicamadas tridimensionais (3D) está entre esses dois limites.

[00014] Para o estado da técnica parte da amostra, o AFR total aumenta com a densidade total e acima de um certo valor, estimado para em torno de 220 kg/m3, a multicamada é essencialmente fechada (medição de AFR acima de 8000 N.s.m-3). Para amostras de acordo com a invenção, a multicamada permanece aberta também para altas densidades, garantindo assim um desempenho acústico ideal.

[00015] Para o estado da técnica, parte das amostras do AFR total seriam apenas o ajuste para uma faixa de densidade limitada dentro de uma relação determinada entre o AFR total e a densidade total, enquanto as amostras das peças de acordo com a invenção podem ser ajustadas ao longo de toda a gama de densidades, em particular para densidades totais acima de 200 kg/m3, mais preferencialmente acima de 230 kg/m3, no entanto, não superior a 500 kg/m3. Isso significa que pelo menos para a área da peça com uma espessura de entre 4 mm e 12 mm o AFR total pode cair dentro o intervalo definido e tal área poderia, então, contribuir para a absorção acústica total da peça.

[00016] De modo interessante, por meio da manutenção da relação entre a resistência ao fluxo de ar total e densidade total dentro um intervalo, para uma espessura de pelo menos entre 4 e 12 mm, preferencialmente pelo menos entre 4 e 10 mm, é possível obter uma peça com formato tridimensional com um desempenho acústico otimizado ao longo de quase todo o perfil de espessura da peça. Ao fazê-lo, qualquer área com uma espessura superior a 4 mm irá contribuir para a atenuação de ruído do veículo, otimizando ainda mais as propriedades acústicas das peças de absorção multicamadas automotivas. Pelo menos para a faixa de espessura de pelo menos entre 4 a 12,5 mm, preferencialmente pelo menos de 4 a 10 mm, isso é uma melhoria sobre os materiais e tecnologias usadas atualmente como nessas áreas normalmente o material é fechado ou próximo de fechar e não contribuem substancialmente para a absorção acústica total da peça.

[00017] Além disso, em baixa densidade total, por exemplo, em uma área com uma faixa de espessura de por exemplo 20-30 mm o AFR total não deve cair sob um mínimo valor ideal como definido para otimizar ainda mais o desempenho acústico total.

[00018] A densidade total em kg/m3 de uma determinada porção da peça é definida como a massa total naquela porção dividida por meio do volume total na mesma porção. Por meio da qual, a massa total é a massa de diferentes camadas combinadas e o volume total é o volume de diferentes camadas combinadas.

[00019] A densidade total é calculada para a área local da peça,onde a resistência ao fluxo de ar total é medida. A área local da parte é cortada perpendicularmente à direção das camadas, para obter uma porção da peça, na qual a densidade total é medida.

[00020] A relação entre a densidade e a resistência ao fluxo de ar como definida e reivindicada é a área relacionada e, portanto, mistura de diferentes locais pode resultar em um conjunto de dados incorreto.

[00021] A resistência de fluxo de ar total (AFR) é o AFR como medido na área local da peça de acabamento. É claro para uma pessoa versada que uma média ao longo de uma pequena área determinada fará bem como para seguir os ensinamentos da invenção como divulgado, como a medição para densidade e AFR são realizados em uma área, ao invés de no nível de um único ponto. O AFR é medido de acordo com a ISO 9053, usando um método de fluxo de ar direto (método A).

[00022] Devido ao formato típico das peças e aos materiais usados, tanto a densidade total e o AFR total são variáveis ao longo da superfície da peça. Com o intuito de definir uma área mínima para medir essas quantidades, a ISO 9053 define uma área circular mínima possuindo um diâmetro de 95 mm que pode ser usada. No entanto, a forma 3D das peças é particularmente acentuada em alguns casos, quando necessário a pessoa versada por desviar-se dos limite da norma e medir amostras com uma área circular menor que possua um diâmetro de não menos do que 75 mm, desde que a ferramenta para a medição do AFR seja adaptada para prover um fluxo de ar adequado através de tal local de área da peça. Para uma tal amostra, recomenda-se que a variação de espessura ao longo da superfície da amostra seja mantida em um intervalo de cerca de 20%. Por exemplo, é aceitável medir uma amostra possuindo uma espessura de 5 mm com um desvio local entre 4 e 6 mm (e não fora desse intervalo), ou uma amostra possuindo uma espessura de 10 mm com desvios locais que varia de entre 8 e 12 mm (e não fora desse intervalo). Caso contrário, devido à forma da peça, por exemplo devido à falta de planaridade perfeita, e devido à variabilidade do material, as medições podem não ser significativas. Por exemplo, o AFR pode ser ligado a uma área limitada da amostra onde a espessura é menor comparada à espessura média da amostra e, portanto, não seria representativa da amostra completa.

[00023] A mesma amostra retirada de uma área local da peça pode ser usada para o AFR e para as medições de densidade.

[00024] A permeabilidade ao ar é definida como possuindo uma resistência ao fluxo de ar sob 8000 N.s.m-3 por uma questão de simplicidade. A impermeabilidade ao ar é definida como possuindo uma resistência ao fluxo de ar igual ou acima de 8000 N.s.m-3. Acima de 8000 N.s.m-3 a resistência de fluxo de ar que pode existir é insuficiente pelo menos para ter um grande impacto no desempenho de absorção acústica da peça.

[00025] Em uma modalidade, a peça de acabamento é feita de pelo menos 2 camadas fibrosas e em uma camada de película intermediária por meio da qual pelo menos uma das camadas é feita de uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% de fibras aglutinantes, 10 a 70% de fibras recicladas e 10 a 70% de fibras autofrisadas.

[00026] Em uma modalidade, a peça de acabamento é feita de pelo menos 2 camadas fibrosas e em uma camada de película intermediária por meio da qual pelo menos uma das camadas é feita de uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes e 10 a 70% em peso de fibras recicladas. Preferencialmente, de 10 a 70% em peso das fibras sintéticas podem ser incluídas nessa camada.

[00027] Surpreendentemente, a combinação de material em pelo menos uma das camadas fibrosas de acordo com as modalidades otimiza ainda mais o desempenho acústico. Isso permite reduzir o peso e ainda obter a espessura variável necessária para esse tipo de peças de acabamento automotivas, normalmente na faixa de entre 4 a 30 mm, preferencialmente até 35 mm. No entanto, dependendo do material de pelo menos uma camada de até 40-50 mm a espessura total pode ser alcançada, por exemplo com pelo menos uma camada contendo fibras autofrisadas.

[00028] A camada fibrosa superior, a camada voltada para o outro lado da fonte de ruído, por exemplo o corpo em branco, possui preferencialmente um peso de área que varia de entre 250 e 1800 g/m2 (gramas por metro quadrado), preferencialmente entre 400 e 1000 g/m2.

[00029] Preferencialmente a espessura da camada superior está entre 1 e 10 mm na peça de acabamento final. Preferencialmente, essa camada possui uma espessura mais constante.

[00030] A segunda camada voltada para a fonte de ruído, por exemplo o corpo em branco, possui preferencialmente um peso de área que varia entre 250 e 1500 g/m2, mais preferencialmente que varia de entre 300 e 800 g/m2.

[00031] Preferencialmente a espessura da segunda camada está entre 1 e 10 mm na peça de acabamento final.

[00032] O peso de área total de pelo menos duas camadas fibrosas é preferencialmente que varia entre 800 e 2500 g/m2, preferencialmente entre 1000 e 2000 g/m2.

[00033] Particularmente, por meio da combinação dos materiais como reivindicado, é possível obter maiores espessuras necessárias para preencher o espaço de empacotamento e surpreendentemente a área com menores espessuras ainda mostra absorção acústica, aumentando assim a eficácia da área com propriedades de absorção acústica até quase 100%. Com os materiais de acordo com a invenção, um aumento da espessura inicial com densidade reduzida poderia ser atingido; portanto, uma redução do peso na mesma espessura pode ser atingida. Essa é uma vantagem para o fabricante do carro, uma vez que a peça se torna mais leve em peso, tendo um efeito positivo direto sobre o consumo de combustível e sobre a pegada de CO2 do carro.

[00034] A resistência inicial do material é mantida intacta durante a produção e até mesmo durante o uso prolongado do material. Isso é benéfico, uma vez que as peças de acabamento ou revestimento feitas com o material normalmente permanecem no carro ao longo de toda sua vida útil, o produto, portanto, manterá seu desempenho inicial por mais tempo.

[00035] A camada de película intermediária permeável ao ar é tanto uma película de camada simples ou uma película multicamada. A película pode ser fundida ou preferencialmente uma película soprada. A camada de película intermediária possui, preferencialmente, uma espessura que varia de entre 5 e 100 g/m2, mais preferencialmente entre 8 e 50 g/m2, ainda mais preferencialmente entre 8 e 40 g/m2.

[00036] A película pode ser feita com pelo menos um dos seguintes polímeros: copolímero ou polímero de acetato, como Etileno Vinil Acetato (EVA), copolímeros de acrilato, por exemplo Etileno Ácido Acrílico (EAA), uma poliolefina, por exemplo um polímero à base de polietileno (PE), como polietileno de densidade linear (LDPE), polietileno de densidade longa linear (LLDPE) ou um polietileno metalocênico de densidade linear longa (mLLPDE) ou derivados, ou uma película multicamada, preferencialmente uma combinação de uma película de copolímero com base de polietileno coberta com uma camada adesiva EAA em pelo menos um lado.

[00037] A película intermediária é permeável ao ar pelo menos no produto final, aumentando a resistência ao fluxo de ar total da peça de acabamento. Dependendo do processo escolhido para a laminação das camadas e moldagem da peça final, a película pode ser permeável ao ar a partir do começo, ou pode se tornar permeável ao ar durante a produção da peça. Se a película é feita permeável ao ar em uma etapa de produção separada, deve ser escolhida de modo que a película aumenta a resistência ao fluxo de ar total da peça.

[00038] Um processo preferencial é a abertura da camada de película durante a moldagem da peça de acabamento usando pressão de vapor para obter uma camada permeável ao ar com uma resistência de fluxo de ar que seja benéfica para o desempenho acústico total da peça. Por meio da abertura da película durante a etapa de produção final da peça de acabamento as propriedades AFR da película podem ser ajustadas para as necessidades exigidas.

[00039] Preferencialmente, a camada intermediária é a camada com a maior resistência de fluxo de ar.

[00040] Preferencialmente, a resistência de fluxo de ar da camada intermediária fina está entre 500 e 2500 N.s.m-3 no produto final independente do processo escolhido.

[00041] A camada intermediária permeável ao ar pode, alternativamente, ser um forro não-tecido, uma camada de derretimento quente, uma membrana de colagem ou camada adesiva que possui, após a moldagem, o mesmo nível de resistência de fluxo de ar como poderia ser alcançada com o material de película.

[00042] Em alguns casos, a segunda camada pode ser removida a partir da construção total, enquanto que a primeira camada e a camada intermediária são mais difíceis de separar.

[00043] Preferencialmente, a resistência ao fluxo de ar da camada superior e da camada intermediária em conjunto representa pelo menos 55% do AFR total das multicamadas completas, preferencialmente entre 65% e 80% do AFR total das multicamadas completas.

[00044] A peça de acabamento compreende pelo menos 2 camadas fibrosas, das quais pelo menos uma das camadas é feita de uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras recicladas e 10 a 70% em peso de fibras autofrisadas.

[00045] A outra camada preferencialmente compreende pelo menos uma mistura de 10 a 40% de fibras aglutinantes e de 10 a 90% de fibras recicladas. No entanto, essa camada também pode se beneficiar de fibras autofrisadas adicionadas ou fibras sintéticas.

[00046] Fibras autofrisadas são fibras com dois lados, dispostas de tal forma que um lado tenha se encolhido de forma diferente a partir do outro lado e, assim, tenha induzido uma formação do filamento afastado a partir da linha reta, por exemplo, na forma de uma espiral, ômega ou helicoidal. No entanto, na maioria dos casos o formato não é necessariamente uma estrutura regular: versões em formato tridimensional irregular têm a mesma vantagem.

[00047] Fibras autofrisadas podem ser feitas através da exploração de diferenças morfológicas ao longo da fibra, tanto através da utilização das diferenças de morfologia inerentes de dois polímeros diferentes ou da criação de uma diferença de morfologia em um homopolímero por meio de aditivos ou manipulação de processo. Métodos para se atingir isso incluem, mas não estão limitados a: tecnologias bicomponente, tais como núcleo de bainha lado a lado e excêntrico, que explora o peso molecular e/ou diferenças estereoquímicas de cada componente. Efeitos semelhantes podem ser atingidos através da manipulação de outras variáveis do processo de extrusão rotativa (ou seja, viscosidade de fundição) que causam um diferencial do nível de orientação ao longo do diâmetro da fibra, ao se usar um homopolímero. Adicionalmente, aditivos de polímeros como agentes reticulantes ou de ramificação também poderiam ser usados para criar um efeito semelhante.

[00048] Um pré-requisito para autofrisagem é um potencial de frisagem determinado por meio de diferenças no encolhimento, poder de encolhimento e módulo de elasticidade dos dois componentes de fibra.

[00049] Uma frisagem mecânica pode ser usada, adicionalmente, para alcançar a frisagem de fibra e a forma moldada, por exemplo por meio da inclusão de uma caixa de tratamento ou um tratamento de engrenagem de dente de serra.

[00050] Fibras autofrisadas diferem de fibras frisadas mecanicamente de modo que essas obtêm a capacidade de frisagem durante a fiação da fibra como característica intrínseca da fibra. A autofrisagem intrínseca é menos provável de ser perdida durante etapas adicionais do processo de produção ou após o uso do material. A frisagem nas fibras autofrisadas é permanente.

[00051] As vantagens do uso de uma fibra autofrisada em vez de uma fibra frisada mecanicamente são múltiplas. Para a invenção como divulgado, as vantagens mais importantes são que a fibra está no estado frisado desde o início da produção das camadas fibrosas. O estado frisado na forma de uma fibra com formato aleatoriamente 3-dimensional é o estado preferencial da fibra. Surpreendentemente, a fibra fica nesse formato preferencial durante toda a produção bem como durante a vida útil da peça de acabamento. A frisagem mecânica por conta própria é menos forte e perdem suas propriedades ao longo do tempo. Fibras frisadas mecanicamente se achatam ao longo do tempo, perdendo a resiliência e altivez, fazendo com que a peça de acabamento falhe ao longo do tempo em sua finalidade.

[00052] A fibra autofrisada é preferencialmente uma fibra conjugada lado a lado. Preferencialmente, o material conjugado é escolhido de modo que exista uma diferença na viscosidade causando uma autofrisagem inerente na fibra. No entanto, outros tipos de fibras conjugadas que mostram uma autofrisagem como definida podem ser escolhidas.

[00053] Fibras que possuem um potencial de frisagem que é induzido posteriormente por meio de um processo adicional, por exemplo em uma etapa de aquecimento, são definidos como possuindo uma frisagem latente. Essa frisagem também pode ser obtida por meio do mesmo tipo de diferenças como divulgadas anteriormente. Preferencialmente, as fibras autofrisadas estão em seu estado de frisagem final e nenhuma frisagem adicional é induzida por meio de processos posteriores. Para possuir o estado frisado a partir do início do processo da peça de acabamento automotiva, mostra uma melhor mistura das fibras, uma esteira fibrosa mais homogênea após a cardagem ou airlay e menos frisagem da esteira fibrosa durante a moldagem, portanto, o tamanho do recorte pode ser estimado mais precisamente. Enquanto a indução da frisagem durante a moldagem térmica da peça de acabamento, pode resultar em uma frisagem pesada da esteira fibrosa, causando um movimento das fibras durante e moldagem, a qual pode resultar em falhas na peça final. Dependendo do formato 3D na peça de acabamento, não há benefício em um início tardio do processo de encolhimento das fibras.

[00054] Em geral, o uso das fibras autofrisadas melhora a uniformidade da camada de material obtida por exemplo dos métodos de cardagem ou mais preferencialmente nos métodos de uso de airlay. A tendência natural das fibras autofrisadas para voltar à forma enrolada aleatória oferece às fibras uma resiliência adicional. Particularmente, o material de má qualidade não é novamente aglutinado durante o processamento e é melhor espalhado por toda a camada.

[00055] Surpreendentemente, o material como reivindicado pode ser termoformado, mais precisamente em um formato 3D, e adicionalmente a resiliência do material não é substancialmente reduzida durante a moldagem, mostrando que as fibras são menos propensas à deterioração durante o processo de moldagem da peça real. Além disso, o material mantém sua resiliência durante o uso, portanto a espessura inicial obtida diretamente após a moldagem é mantida por mais tempo.

[00056] Preferencialmente, as fibras autofrisadas são feitas de uma ou uma combinação dentre: • poliamida (nylon) preferencialmente poliamida 6 ou poliamida 6,6, em suma, PA; • poliéster e/ou seus copolímeros, por exemplo polietileno tereftalato, em suma, PET; polibutileno tereftalato, em suma, PBT, ou • poliolefina, por exemplo polipropileno (PP) ou polietileno (PE) • ou uma combinação de um polímero e seu copolímero como mencionado, por exemplo uma combinação de polietileno tereftalato e copolietileno tereftalato PET/CoPET.

[00057] O uso de poliésteres é mais preferencial pois eles possuem um bom histórico de reciclagem. Os polímeros usados podem ser virgens ou provenientes de recursos reciclados, desde que os requisitos materiais sejam preenchidos.

[00058] Preferencialmente, as fibras autofrisadas possuem uma seção transversal total redonda, mais preferencialmente com um núcleo oco, também conhecido como fibras ocas conjugadas. No entanto, outras seções transversais conhecidas na técnica para produzir fibras autofrisadas podem ser usadas.

[00059] As fibras sintéticas de uma das modalidades podem possuir uma seção transversal circular, preferencialmente oca, ou outra seção transversal benéfica para o volume total do material fibroso. Por exemplo, uma seção transversal hexagonal ou uma seção transversal oca com aletas. Outras seções transversais podem funcionar.

[00060] Tanto as fibras sintéticas e fibras autofrisadas podem possuir duas ou múltiplas cavidades ocas na direção de comprimento da fibra.

[00061] Os 2 lados, componentes ou polímeros podem ser distribuídos na sequência de filamento de modo que uma diferença no encolhimento é dada. A frisagem máxima pode ser desenvolvida quando as fibras são compreendidas de partes iguais de cada componente e os componentes foram separados e localizados em lados opostos da fibra.

[00062] O comprimento de fibra descontínua das fibras autofrisadas usadas é preferencialmente entre 32 e 76 mm. A fibra é preferencialmente entre 2 e 20 dtex, mais preferencialmente entre 2 e 10 dtex.

[00063] As fibras aglutinantes de qualquer uma das camadas fibrosas pode ser uma fibra monocomponente ou uma fibra bicomponente feita com pelo menos um dentre os seguintes materiais, poliéster, em particular tereftalato de polietileno, poliolefinas, em particular Polipropileno ou polietileno, ácido poliláctico (PLA) ou poliamida. As fibras aglutinantes são preferencialmente entre 10 e 40% em peso das fibras totais de qualquer uma das camadas fibrosas.

[00064] As fibras de reciclagem são preferencialmente algodão de má qualidade, sintético de má qualidade, poliéster de má qualidade ou fibras naturais de má qualidade, em que o tipo de má qualidade é definido por ter pelo menos 51% em peso do material incluído, 49% podem ser fibras de outras fontes. Assim, por exemplo, um poliéster de má qualidade contém pelo menos 51% em peso de materiais à base de poliéster. Alternativamente, o material de má qualidade pode ser uma mistura de diferentes fibras sintéticas e naturais, em que não prevalece somente um tipo.

[00065] A camada fibrosa não incluindo as fibras frisadas, a camada voltada para a fonte de ruído, pode incluir outros tipos naturais ou sintéticos de fibras comuns na indústria, por exemplo, lã, abacá, poliolefina, por exemplo, polipropileno ou polietileno ou poliéster, por exemplo, tereftalato de polietileno (PET) ou uma mistura de tais fibras. Essa camada também pode incluir fibras ultrafinas na faixa de 0,5 a 2 dtex.

[00066] Preferencialmente, as camadas fibrosas têm a mesma mistura de fibras ou mistura de fibras semelhantes.

[00067] As pelo menos 2 camadas fibrosas podem ser comprimidas de forma diferente para formar camadas com diferentes propriedades. Elas podem diferir em pelo menos um dentre: rigidez, densidade, resistência ao fluxo de ar ou mistura de fibras, ou uma combinação dessas propriedades, para otimizar adicionalmente as propriedades de absorção da peça de acabamento.

[00068] Em uma modalidade preferencial, a peça de acabamento é para ser colocada em um carro para cobrir um painel do veículo para reduzir o ruído. O lado da peça de acabamento que é voltada na direção do compartimento do passageiro, distanciada do painel do veículo (a camada fibrosa superior), pode possuir uma maior rigidez do que o lado que é voltado na direção do painel do veículo (a segunda camada fibrosa). Esse lado segue preferencialmente o corpo em branco e possui propriedades mais importantes.

[00069] Preferencialmente pelo menos duas camadas fibrosas e a camada de película intermediária possuem uma densidade total de entre 20 e 460 kg/m3. A densidade total variável pode ser alcançada preferencialmente por meio da compressão das pelo menos 2 camadas fibrosas e a camada intermediária durante a moldagem da peça de acabamento para formar o formato necessário, resultando em um produto que é, em geral, permeável ao ar e funciona como uma peça de acabamento com absorção acústica que é de baixo peso e que mantém sua estrutura durante a vida útil do produto.

[00070] A peça de acabamento possui uma espessura variável. Pelo menos para a área da peça possuindo uma espessura entre 4 e 12,5 mm a resistência ao fluxo de ar total e a densidade total segue a relação 1500 < AFRtotai -10 Ê < 3800.

[00071] Além disso, pelo menos para as áreas com densidade total de entre 200 e 500 kg/m3, a resistência de fluxo de ar total e a densidade total segue a relação 1500 < AFRtotai -10 < 3800.

[00072] Preferencialmente, a relação é adequando a área da peça para uma espessura de, acima de 4 mm ou em uma densidade total de abaixo de 500 kg/m3 e mais preferencialmente para uma espessura abaixo de 25 mm ou uma densidade total de abaixo de 20 kg/m3. Assim, permitindo que quase 100% da peça de acabamento contribua para a atenuação de ruído, mesmo com uma redução de peso da peça.

[00073] A Figura 1 mostra esquematicamente a configuração do produto de acordo com a reivindicação com as pelo menos duas camadas fibrosas 10 e 30 e a camada de película intermediária 20. Lacunas das camadas fibrosas e da camada intermediária são empilhadas como indicado na figura A e a pilha de materiais é moldada para formar uma peça de acabamento com um formato tridimensional mostrada como um exemplo na figura B. Durante a moldagem as camadas fibrosas superior e/ou inferior são comprimidas e as fibras são ligadas para definir a forma final da peça. Opcionalmente como parte do processo, a camada de película intermediária pode se tornar permeável ao ar, por exemplo por meio de micro perfurações ou por meio do processo de fusão e solidificação do material. Embora a camada 10 após a moldagem seja relativamente constante em sua espessura final, pequenas variações na espessura podem ser dadas. Nesse exemplo, a camada inferior 30 possui um formato tridimensional mais pronunciado para permitir um bom ajuste no corpo-em-branco do carro. Preferencialmente, pelo menos a camada direcionada para o corpo no branco do carro compreende fibras frisadas como o reivindicado.

[00074] Um exemplo de uma peça de acordo com a invenção pode ser com se segue:

[00075] A camada superior 10 é voltada para a fonte de ruído e é feita de uma primeira camada fibrosa com um peso de área de 750 g/m2 compreendendo 18% de fibras bicomponentes PET/CoPET como fibras aglutinantes e 82% de fibras recicladas, preferencialmente um algodão de má qualidade.

[00076] A camada de película intermediária permeável ao ar 20 é uma camada de película com uma espessura entre 19 g/m2. A camada de película é feita permeável durante o processo de moldagem a vapor da peça, ajustando assim a resistência ao fluxo de ar de maneira usando a pressão de vapor.

[00077] A segunda camada fibrosa 30 é uma camada fibrosa com um peso de área de 550 g/m2 consistindo em 18% em peso de fibras bicomponentes PET/CoPET como fibras aglutinantes e 40% em peso de fibras autofrisadas conjugadas de PET e 42% de fibras recicladas, preferencialmente algodão de má qualidade.

[00078] Dando um peso de área total de cerca de 1300 g/m2.

[00079] Um exemplo comparativo de acordo com o estado da técnica possui uma camada superior de 18% de fibras bicomponentes como fibras aglutinantes e 82% de material de má qualidade com um peso de área de 750 g/m2, aproximadamente a mesma camada de película e uma segunda camada fibrosa do mesmo material como camada superior, no entanto, de 1100 g/m2, para compensar os requisitos de espessura da peça de acabamento. Como este material não alcança a espessura inicial necessária para preencher as áreas de espessura máxima da peça em um peso de área inferior. Portanto, a peça possui um peso de área total de 1850 g/m2.

[00080] A Figura 2 mostra uma simulação do desempenho acústico para a mesma peça de acabamento otimizada de acordo com a invenção como reivindicada. A absorção é baseada nas medições atuais em uma Alpha Cabin de amostras planas e em uma distribuição de espessura como mencionada na seção de plano de fundo. A absorção de uma peça de acordo com o estado da técnica é mostrada na linha tracejada, enquanto a absorção de uma peça de acordo com a invenção é mostrada na linha contínua. O melhor desempenho acústico da peça de acordo com a invenção é especificamente ligado ao desempenho nas áreas de menor espessura (alta densidade), a qual é melhor para a peça de acordo com a invenção por causa do AFR total ideal.

[00081] A peça de acabamento acústica multicamada de acordo com a invenção pode ser usada como uma peça de acabamento interior, por exemplo como um painel interno, como peça de um sistema de revestimento interior, como um revestimento acústico, ou como uma peça de acabamento do compartimento do motor, por exemplo um revestimento do capô ou painel externo, ou como um revestimento do alojamento interior ou exterior da roda.

[00082] Uma peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com a invenção pode compreender, além disso, camadas adicionais, tais como uma camada de tecido para forro de cobertura, uma camada de tecido para forro acústica, uma camada superior decorativa, por exemplo uma camada de carpete tufado ou uma camada de carpete de não-tecido. Para manter o benefício da atenuação acústica, essas camadas adicionais devem ser permeáveis ao ar pelo menos no lado direcionado à fonte de ruído.

A produção da peça de acabamento

[00083] Nos seguintes processos de produção possíveis sera explicado em mais detalhes. No entanto, se espera que uma pessoa versada na técnica conheça como usar os processos alternativos para chegar a um resultado semelhante.

[00084] As diferentes fibras são misturadas em uma combinação vantajosa de acordo com os ensinamentos da invenção e as propriedades necessárias para a peça específica, de modo que as fibras são misturadas uniformemente em todo o material formado. As fibras misturadas são formadas em uma esteira ou bastão, por meio de tecnologias conhecidas disponíveis no mercado. Preferencialmente por meio do uso de um cartão ou granada, que oferece um material de fibra mais orientada o por meio de um processo airlay, por exemplo usando uma Rando-Webber ou outra máquina de airlay conhecida, a qual oferece uma malha ou esteira aleatória mais estabelecida. A malha ou esteira assim obtida pode, além disso, ser processada em um processo contínuo. Se há uma necessidade para processamento posterior da malha ou esteira formada, essa pode ser consolidada por exemplo em uma etapa de processo térmico ou por meio do uso de agulhas. O agulhamento não é preferencial para as malhas ou esteiras fibrosas contendo as fibras autofrisadas, uma vez que possui um impacto negativo na altivez e resiliência da camada obtida.

[00085] O produto pode ser feito por meio do uso de processos de moldagem a quente ou a frio. Um exemplo de um tal processo pode ser uma combinação do pré-aquecimento do material em um forno de ar quente seguido por uma etapa de moldagem a frio para obter uma peça de acabamento com formato 3D. Alternativamente, o material é aquecido diretamente em um molde, por exemplo por meio de um fluído quente, como ar quente ou vapor, para obter uma peça consolidada. Particularmente, o uso de vapor é preferencial se a película é para ser feita permeável ao ar durante a etapa de moldagem.

Claims (16)

1. Peça de acabamento automotiva multicamada para atenuação de barulho compreendendo pelo menos duas camadas fibrosas (10, 30) e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar (20) entre as pelo menos duas camadas fibrosas, e em que o peso de área total das pelo menos duas camadas fibrosas fica entre 800 e 2500 g/m2, por meio da qual todas as camadas juntas possuem uma espessura variável, caracterizada pelo fato de que, pelo menos para uma área com uma espessura entre 4 e 12,5 mm, a resistência ao fluxo de ar total (AFRtotal) e a densidade total £ se relacionam do seguinte modo: 1500 < AFRtotai -10 < 3800 com AFRtotai em Nsm-3 e Ê em kg/m3.

2. Peça de acabamento automotiva multicamada para atenuação de barulho compreendendo pelo menos duas camadas fibrosas (10, 30) e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar (10) entre as pelo menos duas camadas fibrosas, e por meio da qual o peso de área total das pelo menos duas camadas fibrosas fica entre 800 e 2500 g/m2,em que todas as camadas juntas possuem uma espessura variável, caracterizada pelo fato de que, pelo menos para uma densidade total acima de 250 kg/m3, a resistência total do fluxo de ar (AFRtotal) e a densidade total P se relacionam do seguinte modo: 1500 < AFRtotai -10 < 3800 com AFRtotai em Nsm-3 e P em kg/m3.

3. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a resistência de fluxo de ar da camada superior e da camada intermediária representam juntas pelo menos 55% do AFR total da multicamada, preferencialmente entre 65% e 80% do AFR total da multicamada.

4. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o AFR da camada de película intermediária é maior do que o AFR das pelo menos duas camadas fibrosas.

5. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas compreende uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras autofrisadas em que a quantidade total das ditas fibras se adiciona a 100% em peso.

6. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas compreende uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras recicladas em que a quantidade total das ditas fibras se adiciona a 100% em peso.

7. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas compreende uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras recicladas e 10 a 70% em peso de fibras sintéticas, em que a quantidade total das ditas fibras se adiciona a 100% em peso.

8. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a camada de película intermediária permeável ao ar é uma de uma camada de película simples ou uma película multicamada.

9. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a película é feita com pelo menos um dos seguintes polímeros: um copolímero ou um polímero de acetato, como Etileno Vinil Acetato (EVA), copolímeros de acrilato, por exemplo, Etileno Ácido Acrílico (EAA), uma poliolefina, por exemplo, um polímero à base de polietileno (PE), como polietileno de densidade linear (LDPE), polietileno de densidade longa linear (LLDPE) ou um polietileno metalocênico de densidade linear longa (mLLPDE) ou derivados, ou uma película multicamada, preferencialmente uma combinação de uma película de copolímero com base de polietileno coberta com uma camada adesiva EAA em pelo menos um lado.

10. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a película é uma dentre: um forro não-tecido, uma camada de derretimento quente, uma membrana de colagem ou camada adesiva.

11. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras aglutinantes são uma fibra monocomponente ou uma fibra bicomponente feita com pelo menos um dentre os seguintes materiais: poliéster, em particular tereftalato de polietileno, poliolefinas, em particular Polipropileno ou polietileno, ácido poliláctico (PLA) ou poliamida.

12. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras de reciclagem são uma dentre: um algodão de má qualidade, um sintético de má qualidade, um poliéster de má qualidade, uma fibra natural de má qualidade ou uma mistura de fibra sintética e fibra natural de má qualidade.

13. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras autofrisadas ou sintéticas são feitas com pelo menos um dentre os seguintes materiais: poliamida (nylon), preferencialmente poliamida 6 ou poliamida 6,6, poliéster e ou seus copolímeros, preferencialmente polietileno tereftalato ou polibutileno tereftalato, ou poliolefina, preferencialmente polipropileno ou polietileno, ou feitas de um polímero e seu copolímero, preferencialmente polietileno tereftalato e seu copolímero.

14. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras autofrisadas são fibras conjugadas feitas de pelo menos 2 lados com uma diferença entre os dois lados induzindo uma autoengastagem intrínseca da fibra em uma forma aleatória tridimensional.

15. Peça de acabamento acústica multicamada, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que compreende pelo menos uma camada de tecido para forro de cobertura, uma camada de tecido para forro acústica, uma camada superior decorativa, por exemplo uma camada de carpete tufado ou uma camada de carpete de não- tecido.

16. Uso da peça de acabamento acústica multicamada, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por ser como uma peça de acabamento interior, por exemplo, como um painel interno, como uma peça de um sistema de revestimento interior ou como um revestimento do alojamento interior da roda ou como um revestimento acústico, ou como uma peça de acabamento do compartimento do motor, por exemplo, um revestimento do capô ou painel externo.

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