BR112020009461A2 - método para a fabricação de amortecedores de vibração e/ou materiais de atenuação de som - Google Patents

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BR112020009461A2
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film
films
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BR112020009461-7A
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Stuart P. Fairgrieve
Brendan F. Mcsheehy Jr.
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Universal Fibers, Inc.
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Abstract

A presente invenção se refere, de modo geral, ao uso de um método de laminação em chapa para produzir materiais em forma de chapa com arquitetura celular controlada, que pode ser usada como amortecimento de vibrações e/ou materiais de atenuação de som. Os materiais descritos no presente documento podem exibir propriedades superiores de amortecimento de vibração e/ou atenuação de som em comparação com os materiais existentes disponíveis na indústria. O método para a presente invenção envolve a laminação sucessiva de uma série de filmes poliméricos ou material compósito, em que uma pluralidade de aberturas foi criada. Em tais modalidades, as aberturas podem ter tamanhos variados em filmes sucessivos e ser posicionadas de maneira que uma pluralidade de células tridimensionais seja criada no material em forma de chapa final.

Description

“MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE AMORTECEDORES DE VIBRAÇÃO E/OU MATERIAIS DE ATENUAÇÃO DE SOM” PEDIDOS RELACIONADOS
[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade, de acordo com 35 USC § 119(e), do Pedido Provisório de Patente N° de Série US 62/585.183 intitulado "METHOD FOR THE MANUFACTURE OF VIBRATION DAMPING AND/OR SOUND ATTENUATING MATERIALS”, depositado em 13 de novembro de 2017, cuja divulgação completa é incorporada ao presente documento a título de referência.
ANTECEDENTES
1. CAMPO DA INVENÇÃO
[0002] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao amortecimento de vibrações e/ou materiais celulares em forma de chapa de atenuação de som construídos por meios de fabricação aditiva.
2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA
[0003] Os materiais celulares, tais como espumas poliméricas ou de compósito, são conhecidos há algum tempo por proporcionar amortecimento de vibração útil e efeitos de atenuação de som em uma multiplicidade de aplicações. Tais aplicações incluem, mas sem limitação, construções domésticas e comerciais; engenharia civil; sistemas de transporte em massa, tais como trens, aeronaves e navios; e a indústria automotiva.
[0004] É geralmente conhecido que as propriedades das células dentro dessas espumas podem ter um efeito profundo sobre a eficiência das propriedades de amortecimento de vibrações e atenuação acústica das espumas. Tais propriedades celulares incluem, mas sem limitação, tamanho, formato, interconectividade, abertura ao ambiente circundante, distribuição dentro do material e distribuição por tamanho. Tais parâmetros são, no entanto, difíceis de controlar com o uso de métodos padrão de produção de material celular, tal como injeção de gás ou incorporação de aditivos produtores de gás no polímero ou material compósito.
[0005] A fabricação aditiva, também denominada modelagem tridimensional (“3D”) ou prototipagem rápida, é uma abordagem relativamente nova, mas que cresce rapidamente, para a fabricação de objetos 3D. Ao contrário dos métodos tradicionais de fabricação de objetos 3D, que envolvem a usinagem de uma peça 3D, formam um bloco inicial de material, essencialmente removendo ou subtraindo material do mesmo, a fabricação aditiva, como o nome indica, envolve a construção de um objeto através da construção de camadas sucessivas de material de maneira aditiva para atingir o objeto 3D desejado final.
[0006] Os métodos mais comuns de fabricação aditiva são definidos da seguinte forma (consultar ISO/ASTM 52900): (1) Extrusão de material - um bocal expulsa um material semilíquido para formar camadas sucessivas de objetos; (2) Polimerização Vat - um laser ou outra fonte de luz solidifica camadas sucessivas de objetos na superfície ou na base de um tanque de fotopolímero líquido; (3) Jateamento de material - uma cabeça de impressão deposita seletivamente gotículas de um material de construção líquido que é curado ou fundido com luz UV ou calor, ou que solidifica em contato; (4) Jateamento de ligante - uma cabeça de impressão pulveriza seletivamente um ligante em camadas sucessivas de pó de polímero; (5) Fusão em leito de pó - um laser ou outra fonte de calor funde seletivamente camadas sucessivas de pó; e (6) Deposição Direta de Energia - um laser ou outra fonte de calor funde um material de construção em pó enquanto o mesmo está sendo depositado.
[0007] Todos os métodos de fabricação aditiva acima podem ser denominados abordagens “unidimensionais”. Em outras palavras, isso significa que cada camada do objeto que está sendo construído é construída depositando-se linhas de polímero adjacentes umas nas outras ou pela varredura raster de uma fonte de energia em uma camada de material para construir novamente uma única camada em uma série de linhas.
[0008] Há, no entanto, outra abordagem de fabricação aditiva que, por analogia ao exposto acima, pode ser denominada abordagem “bidimensional”. Essa abordagem é a laminação de chapas, também denominada fabricação de objetos laminados ("LOM"), na qual chapas de material cortado, tal como papel, plástico ou metal, são coladas de maneira empilhada para criar um objeto 3D. Essa abordagem é descrita na Patente nº US 4.752.352, que é incorporada ao presente documento a título de referência em sua totalidade.
[0009] Embora tenham sido feitos avanços em relação aos materiais para proporcionar amortecimento de vibrações e/ou atenuação de som, ainda há uma necessidade na indústria de produzir amortecimento de vibrações e/ou materiais de atenuação de som aprimorados, com estruturas celulares bem-caracterizadas e controláveis.
SUMÁRIO
[0010] Uma ou mais modalidades da presente invenção se referem, de modo geral, a um revestimento que compreende uma chapa laminada para amortecimento de vibrações e atenuação de som. A chapa laminada geralmente compreende: (a) uma pluralidade de filmes poliméricos individuais, em que cada um dos filmes poliméricos individuais compreende uma pluralidade de aberturas; e (b) uma pluralidade de cavidades moldadas dispostas dentro da chapa laminada, em que as cavidades moldadas são formadas cooperativamente pelas aberturas dos filmes poliméricos individuais.
[0011] Uma ou mais modalidades da presente invenção se referem, de modo geral, a um material em forma de chapa para amortecimento de vibrações e atenuação de som. O material em forma de chapa compreende: (a) uma chapa laminada que compreende uma pluralidade de filmes poliméricos individuais, em que cada um dos filmes poliméricos individuais compreende uma pluralidade de aberturas; e (b) uma pluralidade de células tridimensionais dispostas dentro da chapa laminada, em que as aberturas são posicionadas de maneira a formar cooperativamente as células tridimensionais.
[0012] Uma ou mais modalidades da presente invenção, se referem, de modo geral, a um método para fabricar materiais celulares em forma de chapa através de um processo de fabricação aditiva, tal como um processo de laminação de chapa. Geralmente, o método envolve: a) formar uma pluralidade de aberturas em um primeiro filme em uma primeira estação de trabalho; b) transferir o primeiro filme para um filme previamente colocado, já colocado em uma segunda estação de trabalho, de maneira que as aberturas do primeiro filme fiquem substancialmente alinhadas com as aberturas correspondentes do filme anteriormente colocado; c) ligar o primeiro filme ao filme previamente colocado na segunda estação de trabalho; d) repetir as etapas a) a c) para construir uma pilha de filmes na direção z para formar, assim, um material em forma de chapa que compreende uma pluralidade de filmes; e e) remover o material em forma de chapa da segunda estação de trabalho, em que as aberturas alinhadas na pilha de filmes formam cooperativamente uma pluralidade de células tridimensionais no material em forma de chapa.
[0013] Uma ou mais modalidades da presente invenção, se referem, de modo geral, a um método para fabricar materiais celulares em forma de chapa através de um processo de fabricação aditiva, tal como um processo de laminação de chapa. Geralmente, o método envolve: (a) colocar um filme inicial em uma primeira estação de trabalho; (b) formar uma pluralidade de aberturas no filme inicial por meios mecânicos ou energéticos; (c) transferir o filme para uma segunda estação de trabalho ou para um segundo filme já colocado na segunda estação de trabalho; (d) ligar o filme inicial temporariamente à segunda estação de trabalho ou permanentemente ao segundo filme na estação de trabalho; (e) repetir as etapas (a) a (d) para formar uma pilha de filmes na direção z para formar um material em forma de chapa que compreende uma pluralidade dos ditos filmes; (f) remover o material em forma de chapa da segunda estação de trabalho; e (g) cortar, opcionalmente, o material em forma de chapa em uma forma plana x/y desejada. Em tais modalidades, as aberturas podem ser de tamanho e localização, de modo que o material em forma de chapa compreenda uma pluralidade de células tridimensionais, em que as células sejam totalmente fechadas e/ou abertas na superfície do material em forma de chapa em uma ou ambas as superfícies. Além disso, as células podem ser essencialmente esféricas, ovoides, em formato de pera ou em formato de garrafa.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0014] Modalidades da presente invenção são descritas no presente documento com referência às seguintes figuras, em que:
[0015] a Figura 1 representa um fluxograma do método inventivo de acordo com várias modalidades da presente invenção;
[0016] a Figura 2 representa um ponto de vista em corte transversal de um produto de revestimento que compreende o material em forma de chapa de acordo com uma modalidade da presente invenção;
[0017] a Figura 3 representa um ponto de vista em corte transversal do material em forma de chapa na Figura 2 tomado ao longo da linha 3-3;
[0018] a Figura 4 representa um ponto de vista em corte transversal do material em forma de chapa que compreende células tridimensionais que têm um formato em corte transversal de frasco de Florence;
[0019] a Figura 5 representa um ponto de vista em corte transversal do material em forma de chapa que compreende células tridimensionais que têm um formato em corte transversal do frasco de Erlenmeyer; e
[0020] a Figura 6 representa um ponto de vista em corte transversal do material em forma de chapa com um diafragma posicionado dentro das células tridimensionais de acordo com uma modalidade da presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0021] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao uso de um método de laminação de chapa para produzir materiais em forma de chapa com arquitetura celular controlada, que podem ser utilizados como materiais de amortecimento de vibrações e/ou atenuação de som. Os materiais descritos neste documento podem exibir propriedades superiores de amortecimento de vibrações e/ou atenuação de som em comparação com os materiais existentes disponíveis na indústria.
[0022] As áreas de aplicação do material em forma de chapa da invenção podem incluir, mas sem limitação, painéis e peças de isolamento doméstico, industrial, engenharia civil e isolamento automotivo (por exemplo, carpetes/tapetes para automóveis ou apoio para carpetes/tapetes). Por exemplo, os materiais em forma de chapa podem ser usados diretamente como revestimentos de amortecimento de som, tais como azulejos ou tapetes de amortecimento de som entre revestimentos convencionais (por exemplo, carpete) e o rodapé em ambientes residenciais ou comerciais.
[0023] Em várias modalidades, o método para a presente invenção envolve a laminação sucessiva de uma série de filmes poliméricos ou material compósito, nos quais uma pluralidade de aberturas foi criada. Em tais modalidades, as aberturas podem ter tamanhos variados em filmes sucessivos e ser posicionadas de tal maneira que uma pluralidade de células tridimensionais seja criada no material em forma de chapa final. Como usado no presente documento, os termos "célula", "células", "cavidade" e "cavidades" podem ser usados de forma intercambiável e referem-se aos espaços vazios tridimensionais formados dentro dos materiais em forma de chapa da presente invenção.
[0024] O método da presente invenção geralmente envolve alimentar um filme de polímero ou compósito, na forma de um carretel contínuo ou na forma de seções separadas, em uma primeira estação de trabalho na qual meios mecânicos ou energéticos são usados para remover material a partir de uma pluralidade de locais especificados para assim produzir uma pluralidade de aberturas através de uma área definida do filme. Posteriormente, essa área definida do filme é passada para uma segunda estação de trabalho onde é temporariamente aderida ou fundida a uma plataforma de trabalho ou permanentemente aderida ou fundida a uma área definida de um filme separado já em posição na plataforma de trabalho. Esse processo é, então, repetido, com o tamanho, formato e posição da pluralidade de aberturas em filmes sucessivos variando de tal maneira que as células sejam formadas no material em forma de chapa final depois que todas as camadas de filme necessárias forem colocadas no lugar. As células resultantes podem ser totalmente fechadas ou abertas para o ambiente em uma ou ambas as superfícies do material em forma de chapa.
[0025] O método da presente invenção é geralmente representado no fluxograma da Figura 1. Como mostrado na Figura 1, o método 10 começa formando-se e/ou alimentando-se um filme polimérico a partir de uma fonte de filme 12, na forma de um carretel contínuo ou na forma de seções separadas, em uma primeira estação de trabalho 14. A fonte de filme 12 pode incluir qualquer fonte de filmes poliméricos conhecida na técnica. Enquanto na primeira estação de trabalho 14, uma pluralidade de aberturas pode ser introduzida no filme através do dispositivo de formação de abertura 16. O dispositivo de formação de abertura 16 pode compreender qualquer dispositivo conhecido com capacidade para introduzir aberturas em um filme polimérico, incluindo um sistema baseado em laser e/ou um sistema que utiliza ferramentas físicas para introduzir as aberturas projetadas nos filmes. Geralmente, o dispositivo de formação de abertura 16 pode ser integrado a um programa de desenho e design auxiliado por computador (por exemplo, software CAD), de modo que o dispositivo 16 possa incorporar o design de abertura do programa diretamente no filme polimérico. Posteriormente, o filme de abertura é passado para uma segunda estação de trabalho 18, onde é temporariamente aderido ou fundido a uma plataforma de trabalho ou é permanentemente aderido ou fundido a um filme separado já em posição na plataforma de trabalho. Os filmes poliméricos ou compósitos podem ser ligados ao material em forma de chapa final por qualquer meio adequado, incluindo, mas sem limitação, revestimento adesivo, soldagem a laser ou outro feixe energético, aquecimento infravermelho, aplicação de placa ou rolo aquecido, soldagem ultrassônica, tratamento de superfície com descarga corona ou plasma ou qualquer combinação desses métodos. Esse processo é, então, repetido com o tamanho, formato e posição da pluralidade de aberturas em filmes sucessivos variando de tal maneira que as células sejam formadas no material em forma de chapa final depois que todas as camadas de filme necessárias forem colocadas no lugar. As células resultantes podem ser totalmente fechadas ou abertas para o ambiente em uma ou ambas as superfícies do material em forma de chapa. Após a laminação de várias camadas de filme juntas, as chapas laminadas resultantes podem ser enviadas 20 para clientes.
[0026] Em certas modalidades, o método inventivo é realizado sob um controle de computador programado com o uso do software CAD apropriado.
[0027] Geralmente, o material em forma de chapa inventivo produzido a partir do método acima mencionado compreende: (a) uma chapa laminada que compreende uma pluralidade de filmes poliméricos individuais, em que cada um dos filmes poliméricos individuais compreende uma pluralidade de aberturas e (b) uma pluralidade de células tridimensionais dispostas dentro da chapa laminada, em que as aberturas são posicionadas de maneira a formar cooperativamente as células ou cavidades tridimensionais. Em certas modalidades, as aberturas alinhadas de pelo menos alguns dos filmes adjacentes da pilha de filmes são de tamanhos diferentes, de modo que as paredes laterais das células não estejam totalmente perpendiculares às superfícies do material em forma de chapa.
[0028] As células tridimensionais formadas dentro da chapa laminada do material em forma de chapa podem funcionar como ressonadores da cavidade acústica, que podem absorver o som em uma faixa de frequência específica. A faixa de frequência absorvida pelas células pode ser afetada pelo tamanho da cavidade, pelo comprimento da abertura da cavidade e pelo volume da cavidade. Em certas modalidades, as células tridimensionais dentro das chapas laminadas dos materiais em forma de chapa podem funcionar como ressonadores de Helmholtz.
[0029] Sem desejar estar limitado à teoria, acredita-se que as células tridimensionais dentro das chapas laminadas dos materiais em forma de chapa possam funcionar como absorvedores porosos que utilizam interações térmicas para dissipar a energia acústica e, assim, converter essa energia em calor.
[0030] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa, particularmente, as células tridimensionais nas chapas laminadas dos materiais em forma de chapa, podem exibir uma perda de transmissão de pelo menos 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 ou 45 decibéis nas frequências de 200, 250, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475 ou 500 hertz.
[0031] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa, particularmente, as células tridimensionais dentro das chapas laminadas dos materiais em forma de chapa, podem exibir um coeficiente de absorção de som de pelo menos 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 ou 0,9 a uma frequência de 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1.000, 1.100, 1.200 , 1.300, 1.400, 1.500, 1.600, 1.700, 1.800,
1.900 ou 2.000 hertz.
[0032] As aberturas resultantes nos filmes poliméricos que são usadas para formar as células tridimensionais dentro dos materiais em forma de chapa podem ter qualquer formato, incluindo, mas sem limitação, redondo, oval, retangular, triangular, quadrado ou hexagonal. Em várias modalidades, as aberturas são redondas. Além disso, em várias modalidades, as aberturas nos filmes poliméricos podem compreender paredes laterais de formato específico, dependendo do formato pretendido das células tridimensionais resultantes dentro das folhas laminadas dos materiais em forma de chapa. Por exemplo, as aberturas podem ter paredes laterais retas (isto é, paredes laterais perpendiculares à linha de base do filme) ou paredes cônicas/curvas. Em certas modalidades, pelo menos algumas das paredes laterais têm tamanhos diferentes, de modo que as células tridimensionais resultantes não fiquem totalmente perpendiculares às superfícies do material em forma de chapa.
[0033] Em uma ou mais modalidades, as células tridimensionais dentro dos materiais em forma de chapa podem compreender vários tipos de formatos de corte transversal, dependendo da frequência desejada a ser amortecida. Em várias modalidades, as células tridimensionais formadas dentro das chapas laminadas do material em forma de chapa podem ter um formato de corte transversal que é esférico, ovoide, em formato de pera ou em formato de garrafa. Em certas modalidades, as células tridimensionais formadas dentro das chapas laminadas do material em forma de chapa podem ter um formato de corte transversal que está sob a forma de um frasco de Florence, um frasco de Erlenmeyer ou uma garrafa.
[0034] Além disso, em várias modalidades, todas as células presentes no material em forma de chapa final da invenção podem ter o mesmo tamanho ou podem variar de tamanho ao longo da área do material em forma de chapa final. Por exemplo, em várias modalidades, a pluralidade de células moldadas pode compreender um primeiro conjunto de cavidades com um primeiro volume definido e um segundo conjunto de cavidades com um segundo volume definido que é diferente do primeiro volume definido. Em tais modalidades, o segundo conjunto de cavidades pode ter um volume que seja pelo menos 10, 20, 30, 40 ou 50% maior que o volume do primeiro conjunto de cavidades.
[0035] Em várias modalidades, as células podem ser totalmente fechadas, abertas para uma ou ambas as superfícies do material em forma de chapa, ou uma combinação das mesmas. Em certas modalidades, as células podem ser totalmente fechadas dentro das chapas laminadas do material em forma de chapa.
[0036] Em uma ou mais modalidades, as células tridimensionais podem compreender uma ou mais aberturas em pelo menos uma superfície do material em forma de chapa. Por exemplo, cada uma das células tridimensionais dentro das chapas laminadas dos materiais em forma de chapa pode compreender pelo menos 1, 2, 3 ou 4 aberturas em uma ou ambas as superfícies das chapas laminadas do material em forma de chapa. Em várias modalidades, as aberturas das células tridimensionais podem ter um formato definido, tais como um formato cilíndrico, um formato oval, um formato quadrado e/ou um formato hexagonal.
[0037] Em certas modalidades, o material em forma de chapa pode compreender um primeiro conjunto de células tridimensionais com um primeiro conjunto de aberturas em uma superfície do material em forma de chapa e um segundo conjunto de células tridimensionais com um segundo conjunto de aberturas em uma superfície do material em forma de chapa, em que as aberturas do primeiro conjunto de aberturas e do segundo conjunto de aberturas têm diferentes larguras ou diâmetros. Em tais modalidades, essas aberturas diferentes podem ser usadas para capturar e amortecer diferentes frequências sonoras dentro dos dois conjuntos de células tridimensionais.
[0038] A Figura 2 representa uma aplicação de revestimento exemplificativa 100 para tapetes automotivos que compreende o material em forma de chapa 102 da presente invenção. Como mostrado na Figura 2, o produto de revestimento 100 compreende o material em forma de chapa 102 (na forma de uma chapa laminada), que contém várias células tridimensionais 104 dispostas no mesmo, que são formadas pelas aberturas em cada um dos filmes na pilha de filmes laminados. A Figura 2 também mostra as aberturas em cada um dos filmes com paredes laterais retas (isto é, paredes laterais que estão perpendiculares à linha de base do filme).
[0039] A Figura 3 fornece uma vista em corte transversal do material em forma de chapa 102 tomada ao longo da linha 3-3. Como mostrado na Figura 3, o material em forma de chapa compreende filmes poliméricos individuais 106 que compreendem uma pluralidade de aberturas 108, que formam as células tridimensionais do material em forma de chapa.
[0040] Voltando à Figura 2, o produto de revestimento 100 também pode compreender uma camada superior de revestimento 110 e uma camada de apoio opcional 112. A camada superior de revestimento 110 pode compreender qualquer cobertura de revestimento conhecida na técnica, tal como uma camada de carpete, vinil ou azulejo. A camada de apoio opcional 112, quando presente, pode compreender qualquer camada conhecida na técnica que fornece suporte estrutural para o produto de revestimento. Por exemplo, a camada de apoio opcional 112 pode compreender uma camada elastomérica, uma camada não tecida, uma camada tecida ou qualquer outra camada estrutural comumente usada nas técnicas de revestimento.
[0041] As Figuras 4 e 5 representam modalidades dos materiais em forma de chapa com células tridimensionais com formatos de corte transversal alternativos. A Figura 4 representa um material em forma de chapa 202 que compreende uma pluralidade de células tridimensionais 204 com um formato de corte transversal de frasco de Florence. Como mostrado na Figura 4, cada uma das células tridimensionais 204 tem uma abertura em uma superfície do material em forma de chapa 202. Além disso, como mostrado na Figura 4, as aberturas que formam as células tridimensionais 204 têm paredes laterais retas (isto é, paredes laterais que estão perpendiculares à linha de base do filme).
[0042] A Figura 5 representa um material em forma de chapa 302 que compreende uma pluralidade de células tridimensionais 304 com um formato de corte transversal do frasco de Erlenmeyer. Como mostrado na Figura 5, cada uma das células tridimensionais 304 tem uma abertura em uma superfície do material em forma de chapa 202. Além disso, como mostrado na Figura 5, as aberturas que formam as células tridimensionais 304 têm paredes laterais retas (isto é, paredes laterais que estão perpendiculares à linha de base do filme).
[0043] Em uma ou mais modalidades exemplificativas, o material em forma de chapa pode compreender uma pluralidade de células tridimensionais com um formato de corte transversal esférico, que são totalmente envolvidas dentro do material em forma de chapa em um padrão designado. Em tais modalidades, as células esféricas podem todas ter o mesmo tamanho e volume ou, alternativamente, podem compreender células com tamanhos e volumes diferentes.
[0044] Em uma ou mais modalidades exemplificativas, o material em forma de chapa pode compreender uma pluralidade de células tridimensionais com um formato de frasco de Florence em corte transversal, que compreende uma abertura de formato cilíndrico em uma superfície do material em forma de chapa. As células podem ser produzidas a partir de aberturas com paredes laterais curvas. Em tais modalidades, todas as células podem ter o mesmo tamanho e volume ou, alternativamente, podem compreender células com tamanhos e volumes diferentes. Além disso, as aberturas cilíndricas podem ter a mesma largura e diâmetro ou, alternativamente, podem ter larguras e diâmetros diferentes. Geralmente, todas as aberturas são encontradas na mesma superfície do material em forma de chapa.
[0045] Em uma ou mais modalidades exemplificativas, o material em forma de chapa pode compreender uma pluralidade de células tridimensionais no formato de frasco Erlenmeyer em corte transversal, que compreende uma abertura de formato cilíndrico em uma superfície do material em forma de chapa. As células podem ser produzidas a partir de aberturas com paredes laterais curvas. Em tais modalidades, todas as células podem ter o mesmo tamanho e volume ou, alternativamente, podem compreender células com tamanhos e volumes diferentes. Além disso, as aberturas cilíndricas podem ter a mesma largura e diâmetro ou, alternativamente, podem ter larguras e diâmetros diferentes. Geralmente, todas as aberturas são encontradas na mesma superfície do material em forma de chapa.
[0046] Em uma ou mais modalidades exemplificativas, o material em forma de chapa pode compreender uma pluralidade de células tridimensionais no formato de garrafa em corte transversal, que compreende uma abertura de formato cilíndrico em uma superfície do material em forma de chapa. As células podem ser produzidas a partir de aberturas com paredes laterais curvas. Em tais modalidades, todas as células podem ter o mesmo tamanho e volume ou, alternativamente, podem compreender células com tamanhos e volumes diferentes. Além disso, as aberturas cilíndricas podem ter a mesma largura e diâmetro ou, alternativamente, podem ter larguras e diâmetros diferentes. Geralmente, todas as aberturas são encontradas na mesma superfície do material em forma de chapa.
[0047] Em uma ou mais modalidades exemplificativas, o material em forma de chapa pode compreender uma pluralidade de células tridimensionais formadas a partir de aberturas com paredes laterais retas. Em tais modalidades, as extremidades das células essencialmente retas, posicionadas próximas às duas superfícies do material em forma de chapa, podem ser totalmente fechadas ou cobertas por um ou mais dos filmes utilizados na fabricação do material em forma de chapa. O formato de corte transversal de cada uma das células pode ser igual ou diferente e pode incluir, mas sem limitação, formatos de corte transversal redondos, ovais, quadrados, retangulares, triangulares e hexagonais. A pluralidade de células essencialmente retas pode ser do mesmo tamanho ou pode consistir em células de vários tamanhos diferentes, dispostas em um padrão escolhido.
[0048] Os filmes poliméricos usados para produzir os materiais em forma de chapa podem ser formados a partir de vários tipos diferentes de polímeros termoplásticos sintéticos. Por exemplo, os filmes poliméricos usados para produzir os materiais em forma de chapa podem compreender, consistir essencialmente em ou consistir em qualquer polímero termoplástico adequado, incluindo, mas sem limitação, poliolefina, estirênico, acrílico, (co)polímero de cloreto de vinila, (co)polímeros de vinila, poliamida, poliéster, poliuretano, elastômero termoplástico ou combinações dos mesmos. Em certas modalidades, os filmes podem compreender, consistir essencialmente em ou consistir em materiais compósitos constituídos por qualquer um dos polímeros acima mencionados.
[0049] Em várias modalidades, os filmes poliméricos usados para produzir os materiais em forma de chapa podem ser formados a partir de matérias-primas de polímero virgens e/ou recicladas.
[0050] Em várias modalidades, os filmes poliméricos usados para produzir os materiais em forma de chapa podem estar sob a forma de espumas. Geralmente, a densidade desejada dessas espumas pode depender dos objetivos estruturais e acústicos dos materiais em forma de chapa. Em certas modalidades, os materiais em forma de chapa podem compreender uma pluralidade de camadas de filme constituídas por filmes de espuma com propriedades estruturais e acústicas diferentes ou idênticas.
[0051] Além disso, em várias modalidades, os filmes poliméricos usados para produzir os materiais em forma de chapa podem compreender um ou mais materiais selecionados a partir de pós inorgânicos, alótropos de carbono, fibras de carbono, fibras de vidro, fibras cerâmicas e fibras metálicas.
[0052] Em várias modalidades, os filmes poliméricos também podem compreender adjuvantes ativos, incluindo, mas sem limitação, estabilizadores de calor, estabilizadores de UV, agentes antimicrobianos, agentes antiestáticos, lubrificantes, corantes, agentes nucleadores, retardantes de chama, supressores de fumaça ou uma combinação dos mesmos.
[0053] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa finais da presente invenção podem ser construídos com o uso de filmes produzidos a partir do mesmo material polimérico ou filmes produzidos a partir de materiais diferentes em qualquer ordem especificada. Por exemplo, os filmes laminados dos materiais em forma de chapa podem ser produzidos a partir de filmes poliméricos produzidos integralmente a partir de poliéster. Alternativamente, por exemplo, os filmes laminados dos materiais em forma de chapa podem ser produzidos a partir de filmes de poliéster e filmes de poliamida.
[0054] Além disso, em várias modalidades, os filmes usados na presente invenção podem ter qualquer espessura adequada, preferencialmente, entre cerca de 0,1 mm e cerca de 1,00 mm, e a espessura de cada filme no material em forma de chapa pode ser igual ou diferente. Qualquer número adequado de filmes pode ser usado na construção do material em forma de chapa da invenção, preferencialmente, entre cerca de 10 e cerca de 50. Por exemplo, o material em forma de chapa final pode compreender pelo menos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 filmes e/ou até 100, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55 ou 50 filmes.
[0055] Geralmente, as dimensões x/y dos materiais em forma de chapa da presente invenção dependerão das dimensões das estações de trabalho usadas no método da invenção. Em certas modalidades, as dimensões x/y dos materiais em forma de chapa podem ser de até cerca de 1 m2. O material em forma de chapa da invenção pode ser construído com suas dimensões e formatos finais x/y durante os processos inerentes ao método da invenção ou pode ser produzido como uma "peça bruta " quadrada ou retangular e moldada com suas dimensões finais em um processo separado.
[0056] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa podem compreender uma intercamada opcional disposta dentro da pilha de chapas de polímero laminado, que pode funcionar como um diafragma dentro das células dos materiais em forma de chapa. Mais particularmente, esses intercamadas podem cruzar pelo menos parcialmente as células formadas pelas chapas de polímero laminado. Em tais modalidades, a intercamada pode cruzar parcialmente as células dentro dos materiais em forma de chapa, de modo que uma abertura ainda persista na célula. Consequentemente, em várias modalidades, essa camada pode funcionar como um diafragma dentro das células construídas dos materiais em forma de chapa e pode ajudar a atenuar o amortecimento de som de certas frequências dentro das células.
[0057] Essa intercamada opcional pode ser introduzida em qualquer estágio do processo mencionado, desde que um filme de polímero já esteja presente na segunda estação de trabalho. Como os filmes poliméricos, aberturas especificamente projetadas podem ser cortadas nessa intercamada com o uso do mesmo dispositivo de formação de abertura usado nos filmes poliméricos. As intercamadas podem ser processadas da mesma maneira como discutido acima para os filmes poliméricos durante o método da presente invenção.
[0058] Em várias modalidades, a intercamada pode ser formada de um material não tecido. Além disso, em várias modalidades, a intercamada pode ser produzida a partir de um material sintético ou natural, tais como poliolefina, estirênico, acrílico, (co)polímero de cloreto de vinila, (co)polímeros de vinila, poliamida, poliéster, poliuretano, elastômero termoplástico, celulose, vidro ou combinações dos mesmos.
[0059] A Figura 6 representa um material em forma de chapa 402 que compreende uma célula tridimensional 404 com um formato de garrafa em corte transversal. O material em forma de chapa 402 também compreende uma intercamada 406 que cruza parcialmente a célula tridimensional 404. No entanto, a intercamada 406 deixa uma abertura dentro da célula tridimensional 404. Assim, em tais modalidades, a intercamada 406 pode formar um diafragma dentro da célula 404.
[0060] Os materiais em forma de chapa da presente invenção podem ser utilizados em qualquer aplicação que exija amortecimento de vibrações e/ou atenuação de som. As áreas de aplicação do material em forma de chapa inventivo podem incluir, mas sem limitação, painéis e peças domésticas, industriais, de engenharia civil, construção, transporte em massa e isolamento automotivo (por exemplo, carpetes/tapetes automotivos ou apoio para o carpetes/tapetes). Por exemplo, os materiais em forma de chapa podem ser usados diretamente como revestimentos de amortecimento de som, tais como azulejos ou tapetes de amortecimento de som entre o revestimento convencional (por exemplo, carpete) e o rodapé em ambientes residenciais ou comerciais.
[0061] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa podem ser usados como um componente de apoio em carpetes ou tapetes automotivos.
[0062] Em várias modalidades, os materiais em forma de chapa podem estar sob a forma de azulejos de revestimento. Em tais modalidades, os azulejos formados a partir dos materiais em forma de chapa podem fornecer atenuação de som e amortecimento de vibrações superiores em comparação com os azulejos de vinil convencionais usados na indústria.
DEFINIÇÕES
[0063] Deve-se entender que o exposto a seguir não pretende ser uma lista exclusiva de termos definidos. Outras definições podem ser fornecidas na descrição anterior, como, por exemplo, ao acompanhar o uso de um termo definido no contexto.
[0064] Conforme usados no presente documento, os termos "materiais em forma de chapa" e “filmes laminados" podem ser usados de forma intercambiável e podem se referir ao produto inventivo descrito no presente documento.
[0065] Conforme usados no presente documento, os termos “um", “uma" e “o/a” significam um ou mais.
[0066] Conforme usado no presente documento, o termo "e/ou", quando usado em uma lista de dois ou mais itens, significa que qualquer um dos itens listados pode ser empregado por si só ou qualquer combinação de dois ou mais dos itens listados pode ser empregado. Por exemplo, se uma composição for descrita como contendo os componentes A, B e/ou C, a composição poderá conter apenas A isoladamente; B isoladamente; C isoladamente; A e B em combinação; A e C em combinação, B e C em combinação; ou A, B e C em combinação.
[0067] Conforme usados no presente documento, os termos "que compreende", "compreende" e "compreendem" são termos de transição em aberto usados para fazer a transição de um objeto recitado antes do termo para um ou mais elementos recitados após o termo, em que o elemento ou os elementos listados após o termo de transição não são necessariamente os únicos elementos que compõem o objeto.
[0068] Conforme usados no presente documento, os termos "possuir", "possui" e "possuem" têm o mesmo significado em aberto que "que compreende", "compreende" e "compreendem" fornecidos acima.
[0069] Conforme usados no presente documento, os termos "incluindo", "incluir" e "incluído" têm o mesmo significado em aberto que "que compreende", "compreende" e "compreendem" fornecidos acima.
INTERVALOS NUMÉRICOS
[0070] A presente descrição usa intervalos numéricos para quantificar certos parâmetros relacionados à invenção. Deve-se entender que, quando intervalos numéricos são fornecidos, esses intervalos devem ser interpretados como fornecendo suporte literal para limitações de reivindicação que apenas recitam o valor mais baixo da faixa, bem como limitações de reivindicação que apenas recitam o valor mais alto da faixa. Por exemplo, um intervalo numérico divulgado de 10 a 100 fornece suporte literal para uma reivindicação que recita "mais que 10" (sem limites superiores) e uma reivindicação que recita "menos que 100" (sem limites inferiores).
REIVINDICAÇÕES NÃO LIMITADAS A MODALIDADES DIVULGADAS
[0071] As formas preferenciais da invenção descritas acima devem ser usadas apenas como ilustração e não devem ser usadas em um sentido limitante para interpretar o escopo da presente invenção. Modificações nas modalidades exemplificativas, apresentadas acima, podem ser prontamente feitas por aqueles versados na técnica sem se afastar do âmbito da presente invenção.
[0072] Pelo presente, os inventores declaram sua intenção em confiar na Doutrina de Equivalentes para determinar e avaliar o escopo razoavelmente justo da presente invenção, no que se refere a qualquer aparelho que não se afaste de modo relevante, mas esteja fora do escopo literal da invenção, conforme estabelecido nas seguintes reivindicações.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES
1. Revestimento, caracterizado pelo fato de que compreende uma chapa laminada para amortecimento de vibrações e atenuação de som, em que a dita chapa laminada compreende: (a) uma pluralidade de filmes poliméricos individuais, em que cada um dos ditos filmes poliméricos individuais compreende uma pluralidade de aberturas; e (b) uma pluralidade de cavidades moldadas dispostas dentro da dita folha laminada, em que as ditas cavidades moldadas são formadas cooperativamente pelas ditas aberturas dos ditos filmes poliméricos individuais.
2. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dita chapa laminada exibe uma perda de transmissão de pelo menos 10 decibéis a uma frequência de 200 hertz.
3. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas cavidades moldadas compreendem um formato de corte transversal no formato de um frasco de Florence, um frasco de Erlenmeyer ou uma garrafa.
4. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas aberturas compreendem paredes laterais, em que pelo menos algumas das paredes laterais são de tamanhos diferentes, de modo que as ditas cavidades moldadas não estejam totalmente perpendiculares às superfícies da chapa laminada.
5. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os ditos filmes poliméricos individuais são formados a partir de pelo menos um polímero termoplástico selecionado a partir do grupo que consiste em um polímero de poliolefina, um polímero estirênico, um polímero acrílico, um (co)polímero de cloreto de vinila, um polímero de poliamida, um polímero de poliéster, um polímero de poliuretano e um elastômero termoplástico.
6. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas cavidades moldadas compreendem pelo menos uma abertura em uma superfície da chapa laminada.
7. Revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento compreende uma camada superior de revestimento posicionada na dita chapa laminada.
8. Revestimento, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dito revestimento compreende um tapete ou carpete automotivo.
9. Material em forma de chapa caracterizado pelo fato de que é para amortecimento de vibrações e atenuação de som, sendo que o dito material em forma de chapa compreende: (a) uma chapa laminada que compreende uma pluralidade de filmes poliméricos individuais, em que cada um dos ditos filmes poliméricos individuais compreende uma pluralidade de aberturas; e (b) uma pluralidade de células tridimensionais dispostas dentro da dita chapa laminada, em que as ditas aberturas são posicionadas de maneira a formar cooperativamente as ditas células tridimensionais.
10. Material em forma de chapa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito material em forma de chapa exibe uma perda de transmissão de pelo menos 10 decibéis a uma frequência de 200 hertz.
11. Material em forma de chapa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as ditas células tridimensionais compreendem um formato de corte transversal no formato de um frasco de Florence, um frasco de Erlenmeyer ou uma garrafa.
12. Material em forma de chapa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as ditas aberturas compreendem paredes laterais, em que pelo menos algumas das ditas paredes laterais são de tamanhos diferentes, de modo que as ditas células tridimensionais não estejam totalmente perpendiculares às superfícies do material em forma de chapa.
13. Material em forma de chapa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que os ditos filmes poliméricos individuais são formados a partir de pelo menos um polímero termoplástico selecionado a partir do grupo que consiste em um polímero de poliolefina, um polímero estirênico, um polímero acrílico, um (co)polímero de cloreto de vinila, um polímero de poliamida, um polímero de poliéster, um polímero de poliuretano e um elastômero termoplástico.
14. Material em forma de chapa, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as ditas células tridimensionais compreendem pelo menos uma abertura em uma superfície do material em forma de chapa.
15. Método caracterizado pelo fato de que é para a fabricação de materiais celulares em forma de chapa através de um processo de laminação de folha, sendo que o dito método compreende: a) formar uma pluralidade de aberturas em um primeiro filme em uma primeira estação de trabalho; b) transferir o dito primeiro filme para um filme previamente colocado, já posicionado em uma segunda estação de trabalho de tal maneira que as ditas aberturas do dito primeiro filme estejam substancialmente alinhadas com as aberturas correspondentes do dito filme previamente colocado; c) ligar o dito primeiro filme ao dito filme previamente colocado na dita segunda estação de trabalho; d) repetir as etapas a) a c) para construir uma pilha de filmes na direção z para formar desse modo um material em forma de chapa que compreende uma pluralidade dos ditos filmes; e d) remover o dito material em forma de chapa da dita segunda estação de trabalho,
em que as aberturas alinhadas na dita pilha de filmes formam cooperativamente uma pluralidade de células tridimensionais no dito material em forma de chapa.
16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a inserção de uma intercamada entre o dito primeiro filme e o dito filme previamente colocado.
17. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende ainda o corte da dita forma de chapa em um formato de plano x/y desejado.
18. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dito material em forma de chapa exibe uma perda de transmissão de pelo menos 10 decibéis a uma frequência de 200 hertz.
19. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as ditas células tridimensionais compreendem um formato de corte transversal no formato de um frasco de Florence, um frasco de Erlenmeyer ou uma garrafa.
20. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dito primeiro filme e o dito filme previamente colocado são formados a partir de pelo menos um polímero termoplástico selecionado a partir do grupo que consiste em um polímero de poliolefina, um polímero estirênico, um polímero acrílico, um (co)polímero de cloreto de vinila, um polímero de poliamida, um polímero de poliéster, um polímero de poliuretano e um elastômero termoplástico.
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