BRPI1012561B1 - painéis que incluem componentes renováveis e métodos para a fabricação dos mesmos - Google Patents

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w brown Martin
Hua Lau Te
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Abstract

painéis que incluem componentes renováveis e métodos para fabricação dos mesmos um painel inclui cerca de o, 1% até cerca de 95% em peso de um componente renovável triturado. em urna modalidade, o painel tem pelo menos um núcleo que compreende: de cerca de o, 1% até cerca de 95% em peso do componente renovável triturado; de cerca de 0,1% até cerca de 95% em peso de urna ou mais fibras; e de cerca de 1% até cerca de 30% em peso de um ou mais aglutinantes, todos com base em peso de painel seco . em uma modalidade, o componente renovável triturado tem uma distribuição de tamanho de particula em que menos do que 5% das particulas são retidas através de uma tela de malha com aberturas de cerca de 0,79 centimetros (0 ,312 polegadas) e menos do que 5% das particulas passam através da tela de malha com aberturas de cerca de o, 15 centimetros (o, 059 polegadas). um método para fabricação de tais painéis é também fornecido.

Description

PAINÉIS QUE INCLUEM COMPONENTES RENOVÁVEIS E MÉTODOS PARA FABRICAÇÃO DOS MESMOS
REFERÊNCIA REMISSIVA A UM PEDIDO DE PATENTE RELACIONADO
Este pedido de patente reivindica os benefícios nos termos do Título 35, Artigo 120 do U.S.C.; como um pedido de continuação-em-parte do pedido n° de série U.S. 12/106.077, depositado em 18 de abril de 2008 e incorporado no presente documento a título de referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção trata de painéis para a indústria de edificações que inclui um componente renovável triturado a fim de aprimorar propriedades acústicas e físicas do painel. Métodos para fazer tais painéis são também fornecidos.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Painéis usados como painéis de edificação para ladrilhos ou paredes proporcionam valor arquitetônico, absorção acústica, atenuação acústica e funções de utilidade para a edificação de interiores. Geralmente, painéis, como painéis acústicos, são usados em áreas que requerem controle de ruídos. Exemplos destas áreas são edifícios comerciais, lojas de departamentos, hospitais, hotéis, auditórios, aeroportos, restaurantes, bibliotecas, salas de aula, teatros, e cinemas, assim como edifícios residenciais.
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A f im de fornecer valor arquitetônico e funções de
utilidade, um painel acústico, por exemplo, é
substancialmente plano e auto-suportado para suspensão em
um típico sistema de grade de teto ou estrutura similar. Assim, painéis acústicos possuem um certo nível de dureza e rigidez, que é com frequência medido através de seu módulo de ruptura (MOR). Para obter as características acústicas desejadas, um painel acústico também possui propriedades de absorção de som e redução de transmissão.
A absorção de som é tipicamente medida através de seu Coeficiente de Redução de Ruído (NRC) conforme descrito em ASTM C423. O NRC é representado através de um número entre 0 e 1,00, que indica a fração de som que alcança o painel que está sendo absorvida. Um painel acústico com um valor NRC de 0,60 absorve 60% do som que o bate e deflete 40% do som. Outro método de teste é NRC estimado (eNRC), que usa um tubo de impedância conforme descrito em ASTM C384.
A habilidade de reduzir a transmissão de som é medida através dos valores de Classe de Atenuação de Teto (CAC) conforme descrito em ASTM E1414. O valor CAC é medido em decibéis (dB), e representa a quantidade de redução de som quando o som é transmitido através do material. Por exemplo, um painel acústico com um CAC de 40 reduz o som transmitido em 40 decibéis. Similarmente, a
3/43 redução de transmissão de som pode também ser medida através de sua Classe de Transmissão de Som (STC) conforme descrito em ASTM E413 e E90. Por exemplo, um painel com um valor STC de 40 reduz o som transmitido em 40 decibéis.
Painéis acústicos feitos de acordo com diversos padrões industriais e códigos de edificação tem uma classificação de resistência ao fogo Classe A. De acordo com ASTM E84, um índice de propagação da chama menor do que 25 e um índice de desenvolvimento de fumaça menor do que 50 são necessários. A resistividade do fluxo de ar, uma medição da porosidade de uma manta, é testada de acordo com padrões ASTM C423 e C386 modificados. Em adição, MOR, dureza e curvatura de painéis acústicos são testadas de acordo com o ASTM C367. A porosidade intensificada de uma manta de base aprimora a absorção acústica, mas a mesma não é medida através de qualquer padrão industrial específico ou código de edificação. Todos os métodos de teste ASTM referidos no presente documento são através do presente incorporado a título de referência.
Atualmente, a maioria dos painéis acústicos ou ladrilhos são feitos com o uso de um processo de feltragem à água preferencial na técnica devido a sua velocidade e eficiência. Em um processo de feltragem à água, a manta de base é formada utilizando um método similar à produção de
4/43 papel. Uma versão deste processo é descrita na patente n° U.S. 5.911.818 concedida a Baig, incorporada no presente documento através de referência. Inicialmente, uma pasta aquosa que inclui uma dispersão aquosa diluída de lã mineral e um agregado de peso leve, é entregue em um fio foraminoso em movimento de uma máquina de formação de manta do tipo Fourdrinier. A água é drenada pela gravidade a partir da pasta e então opcionalmente adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de meios de sucção a vácuo e/ou através de pressionamento. A seguir, a manta de base submetida a um processo de remoção de água, que pode ainda reter um pouco de água, é seca em um forno aquecido ou fornalha para remover a umidade residual. Painéis com propriedades de tamanho, aparência e acústica aceitáveis são obtidos ao finalizar a manta de base seca. Finalização inclui trituração de superfície, corte, perfuração/fissuração, revestimento por cilindro/aspersão, corte e/ou laminação de borda do painel em um taladarça ou tela.
Uma composição de manta com base em painel acústico típico inclui fibras inorgânicas, fibras celulósicas, aglutinantes e cargas. Conforme é sabido no meio industrial, fibras inorgânicas podem ser tanto lã mineral (que é intercambiável com lã de escória, lã de rocha: e lã de pedra) ou fibra de vidro. A lã mineral é
5/43 formada, primeiro, através de derretimento da lã de escória ou lã de rocha de 1.300°C (2.372°F) até 1.650°C (3.002°F). 0 mineral derretido é então torcido formando lã em uma máquina de fiar para formação de fibra via uma corrente de ar continua. Fibras inorgânicas são rígidas, dando à manta de base volume e porosidade. Inversamente, fibras celulósicas agem como elementos estruturais, fornecendo resistência à manta de base tanto molhada quanto seca. A resistência é devida à formação de inúmeras ligações de hidrogênio com diversos ingredientes na manta de base, que é um resultado da natureza hidrofílica das fibras celulósicas.
Um aglutinante de manta de base típico é amido. Amidos típicos usados em painéis acústicos são grânulos de amido não-modifiçados, não-cozidos que são dispersos na pasta de painel aquosa e distribuídos geralmente de maneira uniforme na manta de base. Uma vez aquecido, os grânulos de amido tornam-se cozidos e dissolvem, fornecendo habilidade aglutinante aos ingredientes do painel. Amidos não somente dão assistência na resistência flexural dos painéis acústicos, mas também aprimoram a dureza e rigidez do painel. Em certas composições de painel que tem uma alta concentração de fibras inorgânicas, um aglutinante de látex é usado como o agente aglutinante primário.
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Típicas cargas de manta de base incluem tanto materiais inorgânicos de peso pesado e peso leve. Uma função primária da carga é a de fornecer resistência flexural e contribuir para a dureza do painel. Apesar de o termo carga ser usado durante esta divulgação, deve-se entender que cada carga tem propriedades e/ou características exclusivas que podem influenciar na rigidez, dureza, curvatura, absorção de som e redução na transmissão de som em painéis. Exemplos de cargas de peso pesado incluim carbonato de cálcio, argila ou gesso. Um exemplo de uma carga de peso leve inclui perlita expandida. Como uma carga, a perlita expandida tem a vantagem de ser volumosa, desta forma reduzindo a quantidade de carga necessária na manta de base. Contempla-se também que o termo carga inclui combinações ou misturas de cargas.
Uma desvantagem da perlita expandida é que as partículas de perlita tendem a preencher os poros na manta de base e vedam a superfície da mesma, o que compromete a capacidade de absorção de som do painel. Além disso, a perlita expandida é relativamente frágil e quebradiça durante o processo de fabricação. Em geral, quanto maior for a quantidade de perlita expandida usada, mais pobres serão as propriedades de absorção acústica do painel. A expansão da perlita também consome uma quantidade significativa de energia. A perlita expandida é formada
7/43 quando minério de perlita é introduzido em uma torre de expansão que é aquecida até cerca de 950°C (1.750°F). A água na estrutura de perlita tranforma-se em vapor e a expansão resultante faz com que a perlita estoure como pipoca para reduzir a densidade para cerca de um décimo do material não-expandido. A densidade de volume menor da perlita expandida permite que a mesma flua para cima na torre de expansão e seja coletada por um dispositivo de filtragem. Este processo usa uma quantidade relativamente grande de energia para aquecer toda a perlita a uma temperatura suficiente para vaporizar a água na mesma.
Dadas as tendências atuais na indústria de edificações, há um desejo por produtos que são ecológicos, isto é, feitos com processos que resultam em redução de aquecimento global, acidificação, poluição do ar, eutrofização da água, resíduos sólidos, consumo de energia primária e/ou descarga efluente de água. Em geral, materiais renováveis, de crescimento natural podem ser usados para produzir produtos de edificação ecológicos. Na indústria de edificações, um material renovável largamente usado é madeira serrada, mas a mesma fornece pouca absorção acústica. Similarmente, há uma grande quantidade de resíduo agrícola e bioprodutos, assim como madeira serrada e resíduos de indústria de móveis que sejam prontamente
8/43 disponíveis, mas tem uso limitado na produção de materiais de edificação.
A fim de se usar materiais renováveis de crescimento natural, as fibras dos mesmos precisam ser extraídas e o mecanismo de extração pode ser feito através de materiais lignocelulósicos de polpação como madeira, palha, bambu e outros para partir o material de planta em suas células de fibra individuais tanto quimicamente quanto mecanicamente. Um método de polpação química comum usa sulfeto de sódio, hidróxido de sódio ou sulfito de sódio para dissolver a lignina de cerca de 150°C (302°F) a cerca de 180°C (356°F), reduzindo a biomassa da fibra em cerca de 40 a 60%. Inversamente, um método de polpação termomecânica submete cavacos de madeira serrada a altas temperaturas (cerca de 130°C (266°F)) e em alta pressão (cerca de 3 a 4 atmosferas (304 a 405 kPa) ) , fazendo com que a lignina amacie e permitindo que células de fibra sejam mecanicamente despedaçadas. 0 rompimento da ligação de lignina promove o desfibramento da matéria em bruto com uma resultante perda de biomassa da mesma em cerca de 5 a 10%. Ambos os processos de polpação químicos e termomecânico requerem quantidade significativa de energia para reduzir o material lignocelulósico para suas fibras individuais. Além disso, a perda de tão grande fração de biomassa aumenta o custo de matérias em bruto.
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Diversas patentes norte-americanas ensinam uso de materiais renováveis em materiais de edificação. A patente n° U.S. 6.322.731 apresenta um método para formar um painel estrutural de comprimento indefinido que inclui um material de base particulado orgânico que consiste predominantemente de cascas de arroz e um aglutinante. Devido aos requisitos de integridade estrutural, o processo requer uma combinação de alta temperatura e alta pressão para formar um painel de resistência suficiente. 0 painel resultante tem valor de absorção de som relativamente baixo devido a sua alta densidade e baixa porosidade. As características de isolamento térmico e acústico são alcançadas através de cavidades encerradas.
A patente n° U.S. 5.851.281 apresenta um processo para fabricação de um compósito de material de resíduos de cimento em que o material de resíduo são cascas de arroz. As cascas de arroz são aquecidas a aproximadamente 600 °C (1.112°F) na ausência de oxigênio para produzir microgrânulos.
A patente n° U.S. 6.443.258 apresenta um painel poroso acusticamente absorvente formado a partir de um material cimenticio, de espuma, aquoso, curado. 0 painel fornece bom·desempenho acústico com durabilidade aprimorada e resistência à umidade. A cinza da casca do arroz é
10/43 adicionada para aumentar a dureza geral do painel de cimento espumado.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um painel é fornecido para uso como um material de edificação que tem propriedades acústicas e físicas aprimoradas. Os presentes painéis incluem um componente renovável triturado, como cascas de arroz, e têm propriedades acústicas aprimoradas, incluindo manter um CAC ou STC relativamente constante. Em adição, um NRC aprimorado é alcançado enquanto mantém ou aprimora outras propriedades físicas do painel, incluindo o MOR, dureza, resistividade ao fluxo de ar e curvatura.
Em uma modalidade, o presente painel inclui um núcleo de painel incluindo desde cerca de 0,1% a cerca de 95% em peso de um componente renovável triturado; de cerca de 0,1% a cerca de 95% em peso de uma ou mais fibras; de cerca de 1% a cerca de 30% em peso de um ou mais aglutinantes; e de cerca de 3% a cerca de 80% em peso de uma ou mais cargas, todas baseadas no peso de painel seco. O componente renovável triturado tem uma distribuição de tamanho de partícula em que menos do que 5% das partículas são retidas por uma tela de malha com aberturas de cerca de 0,79 centímetros (0,312 polegadas) e menos do que 5% de partículas passam através de uma tela de malha com aberturas,de cerca de 0,15 centímetros (0,059 polegadas).
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Em outra modalidade, um método para a produção de um painel para uso como um material de edificação inclui as etapas de seleção de um componente renovável triturado; combinar água com cerca de 0,1% até cerca de 95% em peso do componente renovável; de cerca de 1% até cerca de 50% em peso de uma fibra; de cerca de 1% até cerca de 30% em peso de um aglutinante; e de cerca de 3% até cerca de 80% em peso de uma carga para formar uma pasta aquosa; formar uma manta de base em um fio foraminoso da pasta aquosa; remover água da manta de base e finalizar a manta de base. O componente renovável é separado para obter a distribuição de tamanho de partícula descrito acima. O painel feito por este método tem pelo menos um de um valor CAC de pelo menos cerca de 25 e um valor NRC de pelo menos cerca de 0,25.
Uma vantagem de usar um material renovável triturado é que o mesmo é preparado sem perda significativa de biomassa. O material renovável triturado ou moído mantém sua estrutura de volume e não está sujeito à modificação química ou mudanças na estrutura química, como desfibramento. A retenção da biomassa resulta em uso mais eficaz das matérias em bruto compradas, desta forma reduzindo seu custo.
A seleção de uma carga diferente a ser usada em um painel de edificação com frequência muda de maneira indesejada propriedades do painel. Entretanto, o uso do
12/43 presente componente renovável reduz custos de energia e matéria bruta enquanto mantém ou melhora outras propriedades físicas do painel.
DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA MODALIDADE DA INVENÇÃO
O produto, método e composição descritos no presente documento são destinados para aplicação em painéis para uso como materiais de edificação. Mais especificamente, os painéis podem também ser usados como produtos de painel de teto, painéis acústicos ou ladrilhos. A seguinte discussão é direcionada a um painel acústico como uma modalidade da invenção; entretanto a mesma não é destinada a limitar a invenção em qualquer modo.
Fibras são presentes no painel acústico como fibras inorgânicas, fibras orgânicas ou combinações das mesmas. Fibras inorgânicas podem ser lã mineral, lã de escória, lã de rocha, lã de pedra, fibra de vidro ou misturas das mesmas. As fibras inorgânicas são rígidas, dando à manta de base volume e porosidade. Fibras inorgânicas são presentes no painel acústico em quantidade de cerca de 0,1% até cerca de 95%, com base no peso do painel. Pelo mends uma modalidade do painel acústico usa lã mineral como a fibra preferencial. Fibras celulósicas, um exemplo de uma fibra orgânica, agem como elementos estruturais fornecendo resistência de manta de base tanto molhada quanto seca. A resistência é devida à formação de
13/43 ligações de hidrogênio com diversos ingredientes na manta de base, o que é um resultado da natureza hidrofilica das fibras celulósicas. Fibras celulósicas na manta de base variam de cerca de 1% até cerca de 50% em peso do painel, preferencialmente de cerca de 5% até cerca de 40% e mais preferencialmente de cerca de 10% até cerca de 30%. Uma fibra celulósica preferencial é derivada de papel de jornal reciclado.
Os painéis incluem pelo menos um ingrediente que é um componente renovável triturado. Para os fins dessa invenção, componentes renováveis triturados são definidos como plantas de madeira ou de não-madeira, ou uma porção de plantas de madeira ou de não-madeira que são reduzidas em tamanho de partícula através de meios mecânicos. Estes componentes renováveis triturados são preferencialmente lignocelulósicos, o que inclui celulose e lignina. Fontes potenciais destes materiais são materiais de resíduos ou bioprodutos da indústria de cultivo, a indústria agrícola, a indústria florestal e/ou a indústria de edificações.
Exemplos de componentes renováveis triturados incluem, mas não são limitados a: cascas de arroz, cascas de trigo sarraceno, cascas de castanha, incluindo casca de amendoim e noz, casca de trigo, casca de carvalho, palha de centeio, casca de semente de algodão, casca de coco, farelo de milho, sabugos de milho, palha de arroz em caule, palha
14/43 de trigo em caule, palha de cevada em caule, palha de aveia em caule, palha de centeio em caule, bagaço, junco, Espart, Sabai, linho, kenaf, juta, cânhamo, rami, abacá, sisal, serragem, bambus, cavacos de madeira serrada, caule de sorgo, sementes de girassol, outros materiais similares e misturas dos mesmos.
Os componentes renováveis triturados são reduzidos em tamanho antes da mistura com outros ingredientes do painel. Os materiais renováveis triturados tem um tamanho de partícula que passa através de uma tela de malha com aberturas de 0,79 centímetros (0,312 polegadas) (2,5 de malha conforme definido pela tabela de peneira ASTM) e são retidos em uma tela de malha com aberturas de 0,15 centímetro (0,0059 polegadas) (malha 100 conforme definido pela tabela de peneira ASTM). Em algumas modalidades, o componente renovável é usado conforme recebido de um fornecedor. 0 uso do termo componente renovável triturado é destinado a incluir partículas que são reduzidas em tamanho através de qualquer método mecânico conforme é sabido na técnica, incluindo partículas que são cominuídas, retalhadas, trituradas, moldas, peneiradas ou combinações dos mesmos. A redução de tamanho é opcionalmente alcançada através de processos mecânicos, como trituração ou moagem, para obter os tamanhos
15/43 desejados. Pelo menos uma modalidade usa equipamento do tipo britador de martelos.
Opcionalmente, componentes renováveis triturados podem ser peneirados com telas de tamanhos de malha particular para obter uma distribuição de tamanho de partícula desejada. A fração grossa que é grande demais para passar através da tela de maior tamanho desejado é opcionalmente removida e re-processada até que o material resultante passe através da tela. Em uma modalidade, as cascas de arroz trituradas são primeiramente peneiradas com uma tela de malha n° 30 para remover partículas grandes, seguida de peneiração através de uma tela de malha n° 80 para remover partículas que são muito finas. As cascas processadas que passam na tela de malha n° 30 e são retidas na tela de malha n° 80 são usadas para fazer os painéis acústicos. Nesta modalidade, os materiais que passam através da tela de malha n° 80 não são usadas nos painéis. A tela de malha n° 30 tem uma abertura de 0,022 polegadas ou 0,55 mm. A tela de malha n° 80 tem uma abertura de 0,007 polegadas ou 180 pm. Em outra modalidade, as cascas processadas obtidas diretamente a partir de uma usina de moagem de arroz são usadas para fazer painéis acústicos. A distribuição de partículas do material renovável cominuído preferencialmente tem pelo menos cerca de 95% das partículas que passam através da tela de malha n° 30 e não
16/43 mais do que cerca de 5% das partículas passam através da tela de malha n° 80 de um conjunto de peneira norteamericano .
Conforme discutido nos antecedentes da invenção, a perlita expandida é um material que é com frequência usado como uma das cargas em painéis de edificação. Quando usada em painéis de teto, a perlita expandida tende a formar uma estrutura que carece de poros interconectados. Introduzir um componente renovável triturado em painéis acústicos ajuda a interromper a estrutura de perlita expandida e dessa forma aumentar os poros interconectados. Painéis que incluem componentes renováveis triturados em adição a perlita são mais porosos e rendem maior absorção acústica do que painéis que tem perlita sem quaisquer componentes renováveis triturados.
Observou-se que, quanto maior for o tamanho de partícula do componente renovável triturado, maior será o valor de absorção acústica. A distribuição ótima de tamanho de partícula para qualquer modalidade depende do valor de absorção acústica desejado.
Deve-se notar que a distribuição de tamanho de partícula do componente renovável triturado é desejavelmente compatível com outros ingredientes, como fibra, perlita expandida e similares, para formar uma pasta homogênea e uniforme. A formação de uma pasta uniforme leva
17/43 à produção de manta de base homogênea e uniforme. A distribuição de tamanho de partícula é preferencialmente escolhida de forma a manter ou aprimorar a integridade física do painel.
Em algumas modalidades, os componentes renováveis triturados incluem menos do que cerca de 5% em peso de partículas que são retidas por uma tela de malha n° 6. Em outras modalidades, os componentes renováveis usados incluem menos do que cerca de 5% de partículas que são retidas por uma tela de malha n° 20. Em ainda outras modalidades, os componentes renováveis triturados ou moídos usados incluem menos do que cerca de 5% de partículas que são retidas por uma tela de malha n° 30. Preferencialmente, os componentes renováveis triturados tem uma densidade de volume entre cerca de 80 até cerca de 800 kg/m3 (5 a 50 libras/pé3) , com uma densidade de volume mais preferencial de cerca de 160 a 640 kg/m3 (10 a 40 libras/pé3) e uma variação mais do que preferencial de cerca de 320 até cerca de 560 kg/m3 (20 a 35 libras/pé3) . A tela de malha n° 6 tem uma abertura de 0,132 polegadas ou 3,35 mm, a malha de tela n° 20 tem uma abertura de 0,0312 polegadas ou 800 pm e a malha de tela n° 30 tem uma abertura de 0,022 polegadas ou 0,55 mm.:
Amido é opcionalmente incluído na manta de base como o aglutinante. Amidos típicos são grânulos de amido
18/43 não-modifiçados, não-cozidos que são dispersos na pasta aquosa e tornam-se distribuídos geralmente uniformemente através da manta de base. A manta de base é aquecida, cozinhando e dissolvendo os grânulos de amido para aglutinar os ingredientes do painel. O amido não somente ajuda na resistência flexural dos painéis acústicos, mas também aprimora a dureza e rigidez do painel. Em adição, a manta de base opcionalmente inclui amidos na faixa de cerca de 1% até cerca de 30% em peso com base no peso seco do painel, mais preferencialmente de cerca de 3% até cerca de 15% e mais do que preferencialmente de cerca de 5% até cerca de 10%.
Típicas cargas de manta de base incluem materiais inorgânicos tanto de peso leve quanto de peso pesado. Exemplos de cargas de peso pesado incluem carbonato de cálcio, argila ou gesso. Outras cargas são também contempladas para uso nos painéis acústicos. Em uma modalidade, carbonato de cálcio na faixa de cerca de 0,5% até cerca de 10% em peso do painel é utilizado. O carbonato de cálcio pode também ser usado na faixa de cerca de 3% até cerca de 8% em peso do painel.
Um exemplo da carga de peso leve é perlita expandida. A perlita expandida é volumosa, reduzindo a quantidade de carga usada na manta de base. As funções primárias da carga são resistência flexural e dureza do
19/43 painel aprimoradas. Apesar de o termo carga ser usado durante esta discussão, deve-se entender que cada carga tem propriedades e/ou características exclusivas que podem influenciar a rigidez, dureza, curvatura, absorção de som e redução na transmissão de som em painéis. A perlita expandida na manta de base desta modalidade está presente
na quantidade que varia de cerca de 5% até cerca de 80% em
peso do painel, mais preferencialmente cerca de 10% até
cerca de 60% em peso do painel e mais do que
preferencialmente de cerca de 20% até cerca de 40% em peso
do painel.
Em uma modalidade preferencial, a manta de base
inclui um componente renovável triturado, lã mineral, perlita expandida, amido, carbonato de cálcio e/ou argila. Um dos componentes renováveis triturados preferenciais são cascas de arroz. A porcentagem de componentes renováveis triturado está na faixa de cerca de 0,1% até cerca de 95% em peso do painel, mais preferencialmente cerca de 5% até cerca de 60% e mais do que preferencialmente de cerca de 7% até cerca de 40%.
Outro ingrediente opcional no painel acústico é argila, que é tipicamente incluída para aprimorar resistência ao fogo. Quando exposta ao fogo, a argila não queima; pelo contrário, a mesma sinteriza. Painéis acústicos opcionalmente incluem de cerca de 0% até cerca de
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10% de argila em peso do painel, com uma variação preferencial de cerca de 1% até cerca de 5%. Muitos tipos de argila são usados incluindo, mas não limitados a, Spinks Clay and Ball Clay de Gleason, TN. e Old Hickory Clay de Hickory, KY.
Um floculante é também opcionalmente adicionado nos painéis acústicos. O floculante é preferencialmente usado na faixa de cerca de 0,1% até cerca de 3% em peso do painel e mais preferencialmente de cerca de 0,1% até cerca de 2%. Floculantes úteis incluem, não são limitados a, cloridrato de alumínio, sulfato de alumínio, óxido de cálcio, cloreto férrico, sulfato ferroso, poliacrilamida, aluminato de sódio e silicato de sódio.
Em uma modalidade de fabricação de mantas de base para os painéis acústicos, a pasta aquosa é preferencialmente criada através da mistura de água com o componente renovável triturado, lã mineral, perlita expandida, fibras celulósicas, amido, carbonato de cálcio, argila e floculante. Operações de mistura são preferencialmente executadas em uma caixa de processamento, tanto em modos em lote ou em modos contínuos. Outros métodos de mistura conhecidos na técnica seriam também aceitáveis. A quantidade de água adicionada é tal que o conteúdo ou consistência sólida total resultante é na faixa de cerca de 1% até cerca de 8% de consistência,
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preferencialmente de cerca de 2% até cerca de 6% e mais
preferencialmente de cerca de 3% até cerca de 5% •
Uma vez que uma pasta homogênea que inclua os
ingredientes mencionados acima é formada, a pasta é
transportada para uma caixa de entrada, que fornece um
fluxo estável do material de pasta. A pasta que flui a
partir da caixa de entrada é distribuída em um fio
foraminoso em movimento para formar a manta de base molhada. A água é primeiro drenada do fio através da gravidade. Contempla-se que em certas modalidades, uma pressão a vácuo baixa pode ser usada em combinação com, ou após a drenagem de água a partir da pasta através da gravidade. Água adicional é então opcionalmente removida através do pressionamento e/ou usando remoção de água por assistência a vácuo, como seria apreciado por aqueles que têm habilidade comum na técnica. O remanescente da água é tipicamente evaporada em um forno ou fornalha para formar a manta de base formada.
Uma vez formada, as mantas de base preferencialmente tem uma densidade de volume entre cerca de 112 até cerca de 480 kg/m3 (7 a 30 libras/pé3) , mais preferencialmente entre cerca de 128 até cerca de 400 kg/m3 (8 a 25 libras/pé3) e mais preferencialmente de cerca de 144 até cerca de 320 kg/m3 (9 a 20 libras/pé3) .
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A manta de base formada é então cortada e convertida no painel acústico através de operações de finalização bem conhecidas por aqueles com habilidades comuns na técnica. Algumas das operações de finalização preferenciais incluem, entre outros, trituração de superfície, revestimento, perfuração, fissuração, empacotamento e/ou detalhamento de borda.
Perfuração e fissuração contribuem significativamente para aprimorar o valor de absorção acústico a partir das mantas de base descritas acima. As Operações de perfuração fornecem múltiplas perfurações na superfície da manta de base em uma profundidade e densidade controlada (número de perfurações por unidade de área). A perfuração é executada através do pressionamento de uma placa equipada com um número predeterminado de agulhas na manta de base. A fissuração fornece uma entalhadura de formatos exclusivos na superfície da manta de base formada com, por exemplo, um cilindro equipado com uma placa de metal padronizada. Tanto as etapas de perfuração quanto a de fissuração abrem uma superfície de manta de base e sua estrutura interna, desta forma permitindo que o ar mova-se para dentro e para fora do painel. As aberturas na manta de base também permitem que o som entre e sejam absorvido através de um núcleo de manta de base.
23/43
Em adição, os painéis acústicos são opcionalmente laminados com um taladarça ou véu. Contempla-se também que os presentes painéis acústicos podem ser manualmente cortados com uma faca utilitária.
Uma vez formados, os presentes painéis acústicos preferencialmente têm uma densidade de volume entre cerca de 144 até cerca de 513 kg/m3 (9 a 32 libras/pé3) , mais preferencialmente entre cerca de 160 até cerca de 433 kg/m3 (10 a 27 libras/pé3) e mais preferencialmente de cerca de 176 até cerca de 352 kg/m3 (11 a 22 libras/pé3) . Em adição, os painéis preferencialmente tem uma espessura entre cerca de 5 a 38 mm (0,2 polegadas a 1,5 polegadas), mais preferencialmente entre cerca de 8 a 25 mm (0,3 polegadas a 1,0 polegada) e mais preferencialmente de cerca de 13 mm até cerca de 19 mm (0,5 polegadas a 0,75 polegadas).
Painéis acústicos que incluem pelo menos um componente renovável preferencialmente alcançam um valor NRC de pelo menos cerca de 0,25 e um valor CAC de pelo menos cerca de 25. Além disso, os painéis acústicos alcançam um valor eNRC de pelo menos cerca de 0,15. Em adição, os painéis acústicos alcançam um valor MOR de pelo menos cerca de 5,62 kgf/cm2 (80 kgf/cm2 (libra/pol2) ) e um valor de dureza de pelo menos cerca de 45,36 kgf (100 Ibf), enquanto alcança um valor de curvatura máxima em uma câmara de umidade RH em 90% de 38 mm (1,5 polegadas). Mais
24/43 adicionalmente, os painéis acústicos alcançam um índice de propagação da chama de menos do que cerca de 25 e um índice de desenvolvimento de fumaça de menos do que cerca de 50. Os painéis acústicos também têm um CAC de pelo menos cerca de 25 .
EXEMPLO 1
Cascas de trigo sarraceno foram obtidas junto à Zafu Store, Houston, TX. A casca de trigo sarraceno foi adicionalmente triturada com um moinho de Fritz equipado com um tamanho de tela perfurada de 1,27 mm (0,05) de
diâmetro. As cascas de trigo sarraceno foram trituradas até
que todo o material tinha passado através da tela . A
densidade de volume das cascas de trigo sarraceno
trituradas foi de cerca de 392 kg/m3 (24,5 libras/pé3) . A distribuição de tamanho da casca de trigo sarraceno triturada foi: 21,0% retida na malha 20, 47,4% retida na malha 30, 21,0% retida na malha 40, e 5,6% retida na malha 50, 2,8% retida na malha 100, e 2,3% passou através da malha 100.
Uma pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e cascas de trigo sarraceno trituradas conforme descrito na tabela 1. Com a água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal,
25/43 amido, carbonato de cálcio, casca de trigo sarraceno triturada, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim da agitação, cerca de 0,1% em peso de floculante foi adicionado na pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30).
No fundo da caixa de formação, uma taladarça de fibra de vidro suportada por uma grade de metal permite que a água da pasta seja drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Agua adicional foi removida através da aplicação de vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg)) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover a água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através da aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 1, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de 19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de
26/43 perlit-a e cascas de trigo sarraceno trituradas são indicadas abaixo. As propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 1
Abertura Perlit Casca de trigo Espessur a da Densidade MOR, Durez eNRC Resistivi
Tes de tela, a, % sarracen Manta, , kg/m3 kgf/cm2 3/ (não- dade do
te mm em o mm (libras/p kgf oerfurad fluxo de
n° (polegad peso triturad (polegad é3) (libra/p (Ibf) o) ar,
as) as, % em as) ol2) mPa·s/m2
peso
15, 5 211 5, 41 75, 3
1 - 57,0 0 (0,611) (13,16) (77) (166) 0, 19 4,06
1, 3 15, 3 213 6, 82 58, 06
2 (0,050) 37, 0 20, 0 (0,602) (13,29) (97) (128) 0, 35 0, 62
1, 3 14,7 218 7,24 44
3 (0,050) 17,0 40, 0 (0,580) (13,61) (103) (97) 0, 43 0, 14
Conforme mostrado, mantas de base que contêm cascas de trigo sarraceno são mais acusticamente absorventes, o que é indicado por um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 2
A maravalha, usada como leito de pinho, foi obtida a partir de American Wood Fiber Inc., Columbia, MD. A 10 maravalha foi adicionalmente triturada com uma moinho de Fritz equipada com um tamanho de tela perfurada de 1,27 mm (0,050) de diâmetro. A maravalha foi triturada até que todo o material tinha passado através da tela. A densidade
27/43 de volume da maravalha triturada foi de cerca de 143 kg/m3 (8,9 libras/pé3) . A distribuição de tamanho da maravalha triturada foi: 5,5 retida na malha 20, 37,6% retida na malha 30, 24,3% retida na malha 40, 13,6% retida na malha 50, 12,6% retida na malha 100, e 6,4% passou através da malha 100.
Uma pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e maravalha triturada conforme descrito na tabela 2. Com a água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, maravalha triturada, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim da agitação, cerca de 0,1% em peso da pasta de floculante foi adicionada à pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x3 0) .
No fundo da caixa de formação, uma taladarça de fibra de vidro suportada por uma grade de metal permite que a água da pasta seja drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. A água adicional foi removida através da aplicação de vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg)) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para uma espessura molhada constante para
28/43 remover a água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de
remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta
5 pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base
formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C
(600°F) por 30 minutos e L49°C ( 300°F) por 3 horas para
remover a umidade remanescente.
Na tabela 2, cerca de 10% de lã mineral em peso do 10 painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de
19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso do painel. A quantidade de perlita e maravalha triturada são indicadas abaixo. As propriedades 15 das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 2
Test 3 N° Abertura de tela, mm (polegada s) Perlit a, % em peso Marava lha tritur ada % em peso Espessura da Manta, mm (polegada s) Densidade , kg/m3 (libras/p é3) MOR, kgf/cm2 (libra/po l2) Durez a, kgf (Ibf) eNRC (não- perfurad o) Resistivi dade do fluxo de ar, mPa·s/m2
4 1,3 (0,050) 37, 0 20, 0 16,2 (0,639) 202 (12,59) 6, 05 (86) 67,13 (148) 0,27 1,58
5 1,3 (0,050) 17, 0 40, 0 15,5 (0,611) 209 (13,05) 9, 63 (137) 68,49 (151) 0, 32 0,84
Conforme mostrado, mantas de base que contêm maravalha triturada, são mais acusticamente absorventes
29/43 que é indicado em um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 3
Palha de trigo foi obtida a partir de Galusha Farm em Warrenville, IL. A palha de trigo foi adicionalmente triturada com uma moinho de Fritz equipada com um tamanho de tela perfurada de 1,27 mm (0,050) de diâmetro. A palha de trigo foi triturada até que a maior parte do material tinha passado através da tela. A densidade de volume da palha de trigo triturada foi cerca de 123 kg/m3 (7,7 libras/pé3) . A distribuição de tamanho de palha de trigo triturada foi: 3,6% retida na malha 20, 25,3% retida na malha 30, 25,4% retida na malha 40, 19,8% retida na malha 50, 17,1% retida na malha 100, e 8,9% passou através da malha 100.
Uma pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e palha de trigo triturada conforme descrito na tabela 3. Com a água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, palha de trigo triturada, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim da agitação, cerca de 0,1% em peso da pasta de floculante foi adicionada na pasta. A pasta foi então
30/43 derramada na caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30) .
No fundo da caixa de formação, a taladarça de fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. A água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para uma espessura molhada constante para remover a água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 3, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de 19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso do painel. A quantidade de perlita e palha de trigo triturada são indicadas abaixo. As propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
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TABELA 3
Test e N° Perlit a, % em peso Palha de trigo tritura da % em peso Espessura da Manta, mm (polegadas ) Densidade, kg/m3 (libras/pé3 ) MOR, kgf/cm2 (libra/pol2 ) Dureza , kgf (Ibf) eNRC (nãoperfurado ) lesistivida Se do fluxo de ar, mPa. s/m2
6 37,0 20, 0 15, 7 (0,617) 201 (12,56) 8,51 (121) 72,12 (159) 0,26 2, 02
7 17, 0 40, 0 16, 1 (0,635) 189 (11,81) 8, 01 (114) 51,71 (114) 0, 35 0, 80
Conforme mostrado, mantas de base que contêm palha de trigo triturada, são mais acusticamente absorventes, o que é indicado em um valor eNRC maior do que o controle (teste η° 1) .
EXEMPLO 4
Serragem foi obtida a partir de ZEP, Carterville,
GA. , como um material varrido do piso. A densidade de volume da serragem foi cerca de (384 kg/m3 (24,0 libras/pé3) ) . A distribuição de tamanho da serragem foi: 9,0% retida na malha 20, 24,3% retida na malha 30, 22,7% 10 retida na malha 40, e 19,1% retida na malha 50, 21,4% retida na malha 100, e 3,6% passou através da malha 100.
A pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e serragem conforme 15 descrito na tabela 4. Com a água sendo constantemente
32/43 mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, serragem, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim da agitação,
cerca de o, 1% em peso de floculante foi adicionado na
pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de
formação que tem as dimensões 0,36 m x 0, 36 m x 0,7 6 m
(14xl4x30
No fundo da caixa de formação, a taladarça de
fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover a água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca, em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 4, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de
33/43
19% de_ fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de perlita e serragem são indicadas abaixo. Propriedades das 5 mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 4
Teste N° Abertura de tela, mm (polegad as) Perlita , % em peso Serragem, % em peso Espessur a da Manta, mm (polegad as) Densidad e, kg/m3 (libras/ pé3) MOR, kgf/cm2 (libra/p ol2) Dureza , kgf (Ibf) eNRC (nãoperfura do) Resistivid ade do fluxo de ar, mPa·s/m2
8 1, 3 (0,050) 37,0 20, 0 16, 1 (0, 635) 189 (11,81) 6, 47 (92) 60,78 (134) 0, 35 1, 11
9 1,3 (0,050) 17,0 40, 0 14,0 (0,551) 206 (12,90) 7,87 (112) 49, 44 (109) 0,46 0, 15
Conforme mostrado, mantas de base que contêm serragem são mais acusticamente absorventes, o que é indicado através de um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 5
Sabugos de milho triturados foram obtidos a partir de Kramer Industries Inc., Piscataway, NJ. A densidade de volume do sabugo de milho triturado foi cerca de 296 kg/m3 (18,5 libras/pé3) . A distribuição de tamanho dos sabugos de milho triturados foi: 0,0% retido na malha 20, 0,1% retido na malha 30, 1,6% retido na malha 40, e 94,1% retido na
34/43 malha 50, 4,1% retido na malha 100, e 0,2% passou através da malha 100.
A pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e sabugos de milho triturados conforme descrito na tabela 5. Com água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, sabugos de milho triturados, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim de agitação, cerca de 0,1% em peso de floculante foi adicionado na pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30) .
No fundo da caixa de formação, a taladarça de fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a
35/43
229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 5, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de 19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de 10 perlita e sabugos de milho triturados são indicadas abaixo.
Propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 5
Test e N° Perlit o 9- 3 f o em peso Sabugo de milho triturad o, % em peso Espessura da Manta, mm (polegadas ) Densidade, kg/m3 (libras/pé3 ) MOR, kgf/cm2 (libra/pol2 ) lureza , kgf (Ibf) eNRC (não- perfurado ) Resistivid ade do fluxo de ar, mPas/m2
10 17 40 16, 3 (0, 642) 176 (10,96) 6, 48 (92,1) 50, 8 (112) 0, 47 0, 40
11 0 57 14,8 (0,584) 205 (12,79) 7,88 (112,1) 61,23 (135) 0, 57 0, 16
Conforme mostrado, mantas de base que contêm sabugos de milho triturados são acusticamente mais absorventes, o que é indicado através de um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 6
36/43
Cascas de noz trituradas foram obtidas a partir de Kramer Industries Inc., Piscataway, NJ. A densidade de volume da casca de noz triturada foi cerca de 708 kg/m3 (44,2 libras/pé3) . A distribuição de tamanho da casca de noz triturada foi: 0,0% retida na malha 20, 0,0% retida na malha 30, 3,9% retida na malha 40, e 72,5% retida na malha 50, 23,2% retida na malha 100, e 0,3% passou através da malha 100.
A pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e casca de noz triturada conforme descrito na tabela 6. Com água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, casca de noz triturada, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim de agitação, cerca de 0,1% em peso de floculante foi adicionado na pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30).
No fundo da caixa de formação, a taladarça de fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa
37/43 pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi 5 adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 6, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de 19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato 15 de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de perlita e casca de noz triturada são indicadas abaixo. Propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 6
Test e N° Perlit a, % em peso Casca de noz triturada , % em peso Espessura da Manta, mm (polegadas ) Densidade, kg/m3 (libras/pé 3) MOR, kgf/cm2 (libra/pol2 ) Durez a, kgf (Ibf) eNRC (não- perfurado ) Resistivid ade do fluxo de ar, mPa·s/m2
12 0 57 10, 6 (0,417) 307 (19,19) 15,28 (217,4) 97,84 (215, 7) 0, 42 0, 47
38/43
Conforme mostrado, mantas de base que contêm cascas de noz trituradas são acusticamente mais absorventes, o que é indicado através de um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 7
Cascas de amendoim foram obtidas a partir de uma mercearia local. As cascas de amendoim foram adicionalmente trituradas com uma moinho de Fritz equipado com um tamanho de tela perfurada de 1,27 mm (0,05) de diâmetro. As cascas de amendoim foram trituradas até que todo o material tinha passado através da tela. A densidade de volume das cascas de amendoim trituradas foi 243 kg/m3 (15,2 libras/pé3) . A distribuição de tamanho das cascas de amendoim trituradas foi: 0,2% retida na malha 20, 13,1% retida na malha 30, 31,5% retida na malha 40, e 19,8% retida na malha 50, 29,2% retida na malha 100, e 6,1% passou através da malha 100.
A pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e cascas de amendoim trituradas conforme descrito na tabela 7. Com água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, cascas de amendoim trituradas, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim de agitação, cerca de 0, l-s sm peso de
39/43 floculante foi adicionado na pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30).
No fundo da caixa de formação, a taladarça de fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 7, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de 19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de perlita e cascas de amendoim trituradas são indicadas
40/43 abaixo. Propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 7
Test ?erlit lascas de Lspessura Densidade, 4OR, Durez 3NRC lesistivid
3 N° a, % amendoim ia Manta, <g/m3 <gf/cm2 a, (não- ade do
Bm trituradas nm (libras/pé (libra/pol <gf terfurado fluxo de
?eso r % em (polegadas 3) (Ibf) ) ar,
:>eso nPa·s/m2
13 57 10, 7 288 (18,0) L6, 92 33,46 3, 32 2,09
(0,423) (240,7) (184)
Conforme mostrado, mantas de base que contêm cascas de amendoim trituradas são acusticamente mais absorventes, o que é indicado através de um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
EXEMPLO 8
Cascas de sementes de girassol trituradas foram obtidos a partir de Archer Deniels Midland, ND. A densidade de volume das cascas de semente de girassol trituradas foi cerca de 199 kg/m3 (12,4 libras/pé3). A distribuição de tamanho das cascas de semente de girassol trituradas foi: 0,1% retida na malha 20, 8,9% retida na malha 30, 30,3% retida na malha 40, e 29,3% retida na malha 50, 23, 9% retida na malha 100, e 7,5% passou através da malha 100.
A pasta que tem cerca de 4,5% de consistência foi formada através da mistura de água com ingredientes do painel e quantidade variada de perlita e cascas de semente de girassol trituradas conforme descrito na tabela 8. Com
41/43 água sendo constantemente mexida, os ingredientes foram adicionados na seguinte ordem: polpa de papel de jornal, amido, carbonato de cálcio, cascas de semente de girassol trituradas, lã mineral e perlita expandida. A pasta foi agitada por cerca de 2 minutos. No fim de agitação, cerca de 0,1% em peso de floculante foi adicionado na pasta. A pasta foi então derramada em uma caixa de formação que tem as dimensões 0,36 m x 0,36 m x 0,76 m (14xl4x30).
No fundo da caixa de formação, a taladarça de fibra de vidro suportada através de uma grade de metal permitiu que a água da pasta fosse drenada livremente, enquanto retém a maior parte dos sólidos. Água adicional foi removida através de aplicação de um vácuo de baixa pressão (25 mm (1 Hg) ) para a caixa de formação. A manta de base molhada foi então pressionada para remover água adicional e também para consolidar a estrutura da manta de base. Finalmente, a manta de base molhada foi adicionalmente submetida a um processo de remoção de água através de aplicação de um vácuo de alta pressão (127mmHg a 229mmHg (5 a 9 Hg) ) . A manta de base formada foi então seca em um forno ou fornalha a 315°C (600°F) por 30 minutos e 149°C (300°F) por 3 horas para remover a umidade remanescente.
Na tabela 8, cerca de 10% de lã mineral em peso do painel foi usada para formar o painel, junto com cerca de
42/43
19% de fibras de papel de jornal em peso do painel, cerca de 8% de amido em peso do painel e cerca de 6% de carbonato de cálcio em peso em peso do painel. A quantidade de perlita e cascas de semente de girassol trituradas são indicadas abaixo. Propriedades das mantas de base secas resultantes são também listadas.
TABELA 8
Test e N° Perlit a, % em peso Cascas de Semente de girassol trituradas , % em peso Espessura da Manta, mm (polegadas ) Densidade, kg/m3 (libras/pé3 ) MOR, kgf/cm2 (libra/pol2 ) Dureza , kgf (Ibf) eNRC (não- Derfurado) lesistivida de do fluxo de ar, mPa·s/m2
14 37 20 15, 9 (0,627) 192 (12,01) 6, 53 (92,9) 57,74 (127,3 ) 0,24 2, 22
15 17 40 15,0 (0,590) 218 (13,59) 7,49 (106,5) 55, 25 (121,8 ) 0, 42 0, 53
16 0 57 13, 8 (0,542) 229 (14,32) 8,35 (118,7) 53, 98 (119) 0,52 0,39
Conforme mostrado, mantas de base que contêm cascas de semente de girassol trituradas são acusticamente 10 mais absorventes, o que é indicado através de um valor eNRC maior do que o controle (teste n° 1).
Enquanto modalidades particulares de painéis para uso como materiais de edificação que incluem um componente renovável tenham sido mostradas e descritas, aqueles
43/43 versados na técnica irão avaliar que mudanças e modificações podem ser feitas nas mesmas sem afastar-se da invenção em seus aspectos mais amplos e conforme apresentado nas seguintes reivindicações.

Claims (2)

REIVINDICAÇÕES
1. Painel acústico que tem um núcleo de painel compreendendo:
de 7% a 40% em peso de um componente renovável triturado que tem uma distribuição de tamanho de partícula caracterizada pelo fato de que menos que 5% de partículas de componente renovável triturado são retidas através de uma primeira tela de malha que tem aberturas de 0,79 centímetros (0,312 polegadas) e menos do que 5% das partículas passam através de uma segunda tela de malha que tem aberturas de 0,15 centímetros (0,059 polegadas);
de 5% a 40% em peso de uma ou mais fibras; em que a referida uma ou mais fibras são fibras de papel recicladas, lã mineral, lã de vidro, lã de rocha e qualquer uma de suas combinações; e de 1% até 30% em peso de um ou mais aglutinantes, todos os pesos com base em peso de painel seco; e em que o referido componente renovável triturado compreende cascas de arroz, cascas de trigo sarraceno, cascas de castanha, incluindo casca de amendoim e noz, cascas de trigo, cascas de aveia, palha de centeio, cascas de semente de algodão, casca de coco, farelo de milho, sabugos de milho, sementes de girassol, palha de arroz em caule, palha de trigo em caule, palha de cevada em caule, palha de aveia em caule, palha de centeio em caule, Espart, caule de sorgo, junco, bambus, sisal, Sabai, rami, bagaço, linho, kenaf, juta, cânhamo, abacá, serragem, cavacos de madeira serrada ou combinações dos mesmos .
2. Método para preparação do painel acústico, conforme definido na reivindicação 1, compreendendo:
selecionar o componente renovável triturado;
classificar o componente renovável triturado caracterizado pelo fato de obter a distribuição de tamanho de partícula desejada;
Petição 870190094605, de 20/09/2019, pág. 11/13
2/2
combinar o componente renovável triturado, a fibra, e o aglutinante com água; formar uma água aquosa; formar uma manta de base em um fio foraminoso a partir da pasta; remover pelo menos uma parte da água de uma manta de base; e finalizar a referida manta de base para formar o painel acústico; 3. Método, de acordo com a reivindicação 2,
caracterizado pelo fato de que a referida etapa de combinação adicionalmente compreende adicionar perlit expandida.
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