BR112019011495B1 - Método para fabricação de um produto de madeira manufaturado e produto de madeira manufaturada - Google Patents

Abstract

Processo de manufatura para fabricação de produtos de madeira que apresentam propriedades de isolamento acústico. Um polímero isolador de ruído é introduzido na linha do processo de manufatura, de modo a obter um melhor desempenho acústico. O polímero pode ser um polímero viscoelástico que é adicionado durante a mistura dos filamentos lignocelulósicos antes da formação da esteira, ou aspergido ou de outra forma revestido nos filamentos lignoceluósicos durante a formação da esteira, antes da formação de quaisquer pranchas ou painéis.

Description

[0001] Este pedido reivindica benefício e prioridade com relação ao Pedido Provisório US número 62 / 429.896, depositado em 5 de dezembro de 2016 que apresenta titularidade com relação à data de depósito de prioridade. O relatório descritivo, figuras e revelação completa do Pedido Provisório US número 62/429.896 são incorporados ao presente documento em sua totalidade com referência específica para todos os fins.

CAMPO DE INVENÇÃO

[0002] Esta invenção se refere a um método e sistema para fabricação de produtos de madeira (tais como OSB, placa de fibra orientada) com propriedades de isolamento acústico.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0003] O conforto acústico é importante no projeto de construções. O ruído é frequentemente a queixa principal dos proprietários de residências unifamiliares, e a redução de ruído também é um critério de desempenho importante na construção multifamiliar e comercial (especialmente nos segmentos de saúde e educação). A classificação de ruído aéreo / STC (Classe de Transmissão Sonora) (Airborn noise/STC - Sound Transmission Class) e ruído de impacto (Classe de Isolamento de Impacto, IIC (Impact Insulation Class)) em montagens de parede e piso ou teto geralmente é especificada em códigos e normas por ANSI, IgCC e LEED.

[0004] O ruído transmitido pelo ar de fora ou de dentro do espaço de convivência foi abordado com vários produtos de construção isoladores de ruído pré-fabricados e aplicados em campo, tais como canais resilientes, grampos, hastes escalonadas, múltiplas camadas de drywall, isolamento de cavidades nas paredes e drywall acústico laminado. Materiais acústicos têm sido usados para laminar dois painéis de vários materiais de construção através de um processo secundário para melhorar o desempenho acústico. No entanto, não existem materiais de construção, tais como, revestimento externo para residências, coberturas, telhados ou pisos à base de OSB que incorporem um material isolador acústico no processo principal de fabricação de painéis com melhor desempenho acústico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0005] Em várias modalidades exemplificativas, a presente invenção compreende um método ou processo para fabricação de produtos de madeira com propriedades isoladoras acústicas. O produto de madeira manufaturado inclui, mas não está limitado à placa de fibra orientada (OSB), LSL, MDF, aglomerado, ou vários compósitos de madeira. O sistema introduz um polímero isolador de ruído em linha no processo de fabricação para alcançar um desempenho acústico mais alto (por exemplo, classificação STC e IIC) em revestimentos, coberturas, telhados, pisos e aplicações semelhantes usando o produto de madeira manufaturado. O polímero pode ser um polímero viscoelástico que é adicionado durante a mistura ou formação do produto de madeira. Em uma modalidade exemplificativa, como descrito em mais detalhe abaixo, o polímero viscoelástico é adicionado à camada de filamento central durante o processo de fabricação de OSB.

[0006] Os elementos gerais do processo de fabricação da OSB incluem a secagem e armazenamento de filamentos de madeira, o tratamento ou mistura de filamentos designados (por exemplo, inferior, central, superior) com substâncias químicas ou aditivos aplicáveis (por exemplo, cera, ligantes de resina e similares) formando as camadas apropriadas na ordem (primeiro a superfície inferior, depois a central e após essa a superfície superior) usando filamentos designados, a aplicação de calor e pressão nas esteiras para formar placas e processamento subsequente (por exemplo, revestimentos externos para residências, bordas vedadas, e embalamento) para obtenção do produto acabado.

[0007] Em uma primeira modalidade do processo de fabricação, os filamentos centrais são revestidos com o polímero isolador de ruído em um misturador ou misturador de filamentos. O polímero pode ser misturado com os filamentos centrais separadamente ou em conjunto com outros aditivos tipicamente adicionados durante o processo de OSB, tais como ceras ou ligantes de resina. Estes filamentos centrais tratados são usados para formar a camada central, intercalada entre a superfície inferior e a superfície superior. O produto acabado é um painel OSB com uma camada central com filamentos centrais misturados com materiais acústicos ou materiais isoladores de ruído. Este revestimento por mistura também pode ocorrer para filamentos em outras camadas.

[0008] Em outra modalidade exemplificativa, o material ou materiais acústicos isoladores de ruído são aplicados através de um processo de pulverização, escoamento, cortina ou outro revestimento na linha de formação antes, durante ou depois da camada de filamento central ser colocada na linha de formação. Este revestimento também pode ocorrer para os filamentos em outras camadas.

[0009] O produto acabado é um OSB ou um painel de madeira fabricado com uma camada central apresentando filamentos centrais (e possivelmente outras camadas) integralmente revestidos, permeados ou infundidos com materiais ou material acústico isolador de ruído.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A figura 1 mostra uma vista de um sistema de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0011] A Figura 2 mostra outro sistema de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[0012] A figura 3 mostra outro sistema de acordo com outra modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES EXEMPLARES

[0013] Em várias modalidades exemplificativas, a presente invenção compreende um método ou processo para fabricação de produtos de madeira com propriedades isoladoras acústicas. O produto de madeira manufaturado inclui, mas não está limitado à placa de filamento orientado (OSB), LSL, MDF, aglomerado, ou vários compósitos de madeira.

[0014] Em várias modalidades, a presente invenção compreende um sistema para introduzir um polímero isolador de ruído na linha do processo de fabricação para alcançar um desempenho acústico superior (por exemplo, classificação STC e / ou IIC) em tapume, revestimento, cobertura, piso e aplicações similares utilizando o produto de madeira manufaturado. O polímero pode ser um polímero viscoelástico que é adicionado durante a mistura ou formação do produto de madeira. Em uma modalidade exemplificativa, como descrito em mais detalhes abaixo, o polímero viscoelástico é adicionado à camada de filamento central durante o processo de fabricação da OSB.

[0015] Elementos gerais do processo de fabricação da OSB de acordo com a presente invenção e como visto nas Figuras 1 e 2 incluem a secagem e armazenamento de filamentos de madeira 10, o tratamento ou mistura dos filamentos designados (por exemplo, inferior, central, superior) com substâncias químicas e / ou aditivos aplicáveis (por exemplo, cera, resina e semelhantes) 30, a formação das camadas apropriadas por ordem (primeiro a superfie inferior, depois a central e após isso a superfie superior) utilizando os filamentos designados, 30, 40, 50, a aplicação de calor e pressão às esteiras usando uma prensa primária para formar placas 60, e corte subsequente 70 e processamento (por exemplo, painéis para revestimento externo de residências, bordas preparadas / vedadas e embaladas) 80 para produzir o produto acabado 100. Os filamentos de uma camada particular são tipicamente misturados com substâncias químicas e / ou aditivos aplicáveis em um recipiente, separados dos filamentos de outras camadas, embora isso nem sempre seja o caso. Exemplos de processos primários são descritos nas Patentes US números 6.461.743; 5.718.786; 5.525.394; 5.470.631; e 5.425.976; todos os quais são incorporados ao presente documento em sua totalidade como referência específica para todos os fins.

[0016] A Figura 2 mostra uma modalidade do processo de fabricação em que os filamentos centrais são revestidos com o polímero isolador de ruído em um misturador de filamento ou misturadores 120. Os filamentos de superfície superior e inferior são misturados separadamente 20a, embora em algumas modalidades, um ou ambos os conjuntos de filamentos também possam ser misturados com um polímero isolador de ruído. O polímero pode ser misturado com filamentos centrais separadamente, ou juntamente com outros aditivos tipicamente adicionados durante o processo de fabricação da OSB, tais como ceras ou ligantes de resina. Os filamentos centrais tratados são utilizados para formar a camada central 140, intercalada entre a superfície de fundo e a superfície superior. O produto acabado é um painel OSB (ou outro produto de madeira manufaturado) apresentando uma camada central com filamentos centrais misturados com o material acústico ou materiais que atenuam o ruído. O calor e a pressão aplicados durante o processo de prensagem primária fazem com que o material acústico isolador de ruído revista, permeie ou infunda integralmente, a camada central e, em várias modalidades, porções das camadas de superfície inferior e / ou superior.

[0017] A Figura 3 mostra uma segunda modalidade do processo de fabricação onde, após a mistura dos filamentos 20a, b, o material ou materiais acústicos isoladores de ruído são aplicados através de uma pulverização, escoamento, cortina ou outro processo de revestimento 240 na linha de formação, antes, durante ou depois da camada central ter sido colocada na linha de formação. O produto acabado é um painel OSB (ou outro produto manufaturado de madeira) apresentando uma camada central com filamentos centrais revestidos com material ou materiais acústicos isoladores de ruído. Como descrito acima, o calor e a pressão aplicados durante o processo de prensagem primária fazem com que o material acústico isolador de ruído revista, permeie e infunda integralmente a camada central e, em várias modalidades, porções das camadas de superfície inferior e / ou superior.

[0018] Os componentes e parâmetros dos processos acima podem variar. Em uma modalidade exemplificativa, os filamentos de madeira podem ser derivados de madeiras duras (por exemplo, faia) ou macias (por exemplo, pinheiro amarelo do sul) e podem ser homogêneas (isto é, tipo de madeira simples) ou mistas e verdes (teor de umidade de cerca de 30% a cerca de 200%) ou secas (por exemplo, teor de umidade até cerca de 12%) (em que a porcentagem de teor de umidade = (peso da água na madeira / peso da madeira seca no forno) x 100). Os aglutinantes incluem, mas não estão limitados à resina de isocianato, ureia-aldeído fórmico, fenol-aldeído fórmico, melamina-aldeído fórmico, bioadesivos, ou combinações dos mesmos. Em uma modalidade, a resina de isocianato polimérico (pMDI ou diisocianato de difenilmetano polimérico) é utilizada em cerca de 1,2 a cerca de 20% em peso. As ceras incluem, mas não estão limitadas a uma cera ou emulsão fundida (em uma modalidade, até cerca de 2,5% em peso). Podem ser utilizadas outras substâncias químicas ou aditivos, incluindo, por exemplo, retardadores de chama, substâncias químicas resistentes às intempéries ou semelhantes. Polímero viscoelástico é adicionado como descrito acima à camada central ou a qualquer outra camada na esteira. O tempo de prensagem é de 1 a 20 minutos a uma temperatura de cerca de 100°C a cerca de 240°C. O painel resultante pode ter uma espessura de cerca de 1^4" a cerca de 7" (6,35 mm a cerca de 17,78 cm) e na densidade de cerca de 25 a cerca de 60 pcf (libras por pé cúbico) (400,46 mg/cm3 a cerca de 961,10 mg/cm3).

[0019] Em qualquer uma das modalidades acima, a espessura e / ou densidade da camada de filamento superior ou inferior, ou ambas podem ser modificadas para obter uma classificação de desempenho acústico / STC melhorada. A presente invenção proporciona assim uma OSB ou painel de madeira fabricado com um polímero isolador de ruído introduzido em linha, com um aumento resultante (1) no desempenho acústico em comparação com um painel OSB padrão e (2) na eficiência e redução no cbreveusto, em comparação com processos de fabricação secundários. O polímero isolador de ruído integra-se e impregna ou permeia a camada ou camadas do painel.

[0020] Em várias modalidades, o isolamento de ruído da presente invenção se aplica tanto à perda de transmissão sonora aérea como ao isolamento acústico de impacto. Em algumas modalidades, os painéis produzidos de acordo com a presente invenção suavizam curvas de perda de transmissão sonora aérea no teste ASTM E90, particularmente aumentando a perda (dB) nas faixas de frequência onde o som é transmitido mais eficazmente devido às características físicas do painel (por exemplo, de um painel similar porém sem o agente isolador de som). Em uma modalidade, a presente invenção aumenta a perda de transmissão aérea nas faixas de frequência de som de cerca de 1,5K a cerca de 4KHz (mais particularmente, de cerca de 2K a cerca de 3,2K Hz, ou ainda mais particularmente de cerca de 2,5K a cerca de 3,15 KHz).

[0021] Em modalidades adicionais, os painéis produzidos de acordo com a presente invenção demonstram um isolamento sonoro de impacto aumentado e níveis de pressão sonora diminuídos. Em uma modalidade, tais painéis têm uma classificação de classe de isolamento de impacto aparente (AIIC) no intervalo de cerca de 26 a cerca de 34, conforme determinado pela Norma ASTM E-1007 (2016). Em contraste, um painel de controle sem polímero isolador de ruído tinha uma classificação AIIC de 19.

[0022] Assim, deve ser entendido que as modalidades e exemplos descritos no presente documento foram escolhidos e descritos de modo a melhor ilustrar os princípios da invenção e as suas aplicações práticas para assim permitir que um técnico no assunto utilize melhor a invenção em várias modalidades e com várias modificações como são apropriadas para usos particulares contemplados. Embora tenham sido descritas modalidades específicas desta invenção, elas não devem ser consideradas como exaustivas. Existem várias modificações que serão evidentes aos técnicos no assunto.

Claims (6)

1. Método para fabricação de um produto de madeira manufaturado isolador de ruídos (100), compreendendo as etapas de: tratar um conjunto de filamentos lignocelulósicos da camada inferior com uma ou mais substâncias químicas ou aditivos (20a); tratar um conjunto de filamentos lignocelulósicos da camada central com uma ou mais substâncias químicas ou aditivos (120); tratar um conjunto de filamentos lignocelulósicos da camada superior com uma ou mais substâncias químicas ou aditivos (20a); adicionar, em uma linha de produção industrial, um polímero redutor de ruído pulverizado sobre ou misturado com os filamentos lignocelulósicos no conjunto de filamentos lignocelulósicos da camada central (20b, 120, 240), em que o material lignocelulósico da camada central é integralmente revestido ou permeado com o polímero redutor de ruído; formar uma esteira de múltiplas camadas com os referidos conjuntos de camadas tratadas (30, 40, 50); e aplicar calor e pressão à esteira de múltiplas camadas para formar um ou mais painéis (60); caracterizado pelo fato de que o polímero redutor de ruído revestindo integralmente ou permeando o material celulósico da camada central (120) é configurado para fornecer maior perda de transmissão de som transportado pelo ar, maior isolamento de som de impacto e diminuição dos níveis de pressão sonora; e o um ou mais painéis tem uma classificação de classe de isolamento de impacto aparente (AIIC) no intervalo de cerca de 26 a cerca de 34.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero redutor de ruído é adicionado ao conjunto de filamentos lignocelulósicos da camada central.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de adição do polímero redutor de ruído compreende mistura do polímero redutor de ruído com os filamentos lignocelulósicos antes da formação da esteira de múltiplas camadas (20b, 120).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de adição do polímero redutor de ruído compreende pulverização, escoamento, cortina ou de outra forma o revestimento de uma ou mais camadas da esteira de múltiplas camadas com o polímero redutor de ruído, durante a formação da esteira de múltiplas camadas (240).

5. Produto de madeira manufaturada compreendendo um painel (100) com propriedades isoladoras de ruído formado, conforme o método definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais painéis tem uma classificação de classe de isolamento de impacto aparente (AIIC) no intervalo de cerca de 26 a cerca de 34.

6. Produto de madeira manufaturada, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende: um painel com uma camada inferior com base em filamentos lignocelulósicos, uma camada central com base em filamentos lignocelulósicos e uma camada superior com base em filamentos lignocelulósicos, em que a camada central compreende um polímero redutor de ruído integrado com os filamentos lignocelulósicos formando uma ou mais camadas.