ES2237964T3 - Elemento de aislamiento multicapa. - Google Patents
Elemento de aislamiento multicapa.Info
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Abstract
Elemento de aislamiento multicapa con una capa de velo (4 ó 6) y una capa de material espumado (5) o dos capas de material espumado, cuyas capas están previstas en estratos dispuestos uno sobre otro, caracterizado porque una capa de material espumado (5) consiste en un material espumado de poliimida no plano y tridimensionalmente estructurado, y porque las capas (4 ó 6, 5) está envueltas por una lámina que forma capas de lámina exteriores y que consiste en capas de lámina (2, 3), y las capas de lámina exteriores están soldadas en el borde y mantienen así unido al conjunto total.
Description
Elemento de aislamiento multicapa.
La invención concierne a un elemento de
aislamiento multicapa según las características del preámbulo de la
reivindicación 1.
Tales elementos de aislamiento son ya conocidos
en formas diferentes. Sin embargo, éstos no son satisfactorios en
todos los aspectos con relación a diferentes exigencias que deberán
materializarse generalmente en forma de combinación. Entre estas
exigencias se cuenta una alta absorción del sonido y/o
insonorización que admita características de curvas especiales
respecto de una curva de absorción del sonido y una curva de medida
de insonorización en una banda de frecuencia comprendida entre 10 y
20.000 Hz. También se contemplan una alta calorifugación y una
reducida formación de agua líquida a grandes gradientes de
temperatura y grandes gradientes de humedad del aire, esto también
a ser posible combinado con pesos específicos relativamente pequeños
por unidad de superficie y una buena capacidad de manejo como
elemento de montaje.
El documento DE 196 16 340 A1 describe un
elemento de protección acústica constituido por dos capas de
material espumado, un material espumado de celdas cerradas y otro
de celdas abiertas. El material espumado de celdas cerradas forma
distanciadores a través de los cuales está unido al mismo tiempo con
el estrato de material espumado de celdas abiertas. En la
publicación "Aislamiento del ruido con espuma resistente a altas
temperaturas", INGENIEROS DEL AUTOMOVIL, FR, RAIP. BOULOGNE, No.
653, 1 de Diciembre de 1989, FRANCK WERNER, se invita a utilizar
material espumado de poliimida como material insonorizante en la
construcción de vehículos automóviles. Por último, el documento WO
96/08812 describe un absorbedor de sonido construido en estratos,
en el que los estratos presentan densidades y rigideces diferentes.
Pueden consistir en velos y espumas. Los estratos están separados
por distanciadores de tal manera que se forman varias cámaras de
resonancia entre los estratos.
Sin embargo, ninguno de estos absorbedores de
sonido ya conocidos resulta satisfactorio en el sentido citado al
principio. Por tanto, la invención se ocupa del cometido de indicar
un elemento de aislamiento de la clase aquí considerada que se
caracterice por un elevado cumplimiento de una o más de las
exigencias antes citadas.
Este problema se resuelve con el objeto de la
reivindicación 1, en donde se consigna que una capa de material
espumado consta de un material espumado de poliimida no plano
tridimensionalmente estructurado y las capas están envueltas por
una lámina que forma capas exteriores, cuyas capas de lámina
exteriores están soldadas en los bordes y mantienen así unido el
conjunto total. Como consecuencia de esta ejecución, se ha creado
un elemento de aislamiento que se caracteriza por un peso reducido
junto con un volumen relativamente grande. Esta capa de material
espumado de poliimida está estructurada de tal manera que,
considerado en la extensión de su plano, se extiende en una tercera
dimensión, es decir, vuelta hacia la capa de velo sobrepuesta a
esta capa o alejada de la capa de velo dispuesta debajo de esta
capa, por ejemplo por medio de resaltos zonales. Estos pueden estar
formados también, por ejemplo, por resaltos o salientes moldeados a
manera de ondas o bolsas. A este respecto, se puede utilizar
también un material de espuma de poliimida espumado en molde. La
estructura no plana del material de espuma de poliimida, formada en
un lado superior, puede volver a encontrarse también en negativo en
el lado inferior, de modo que, según la invención, ambas superficies
son de tipo no plano y están estructuradas tridimensionalmente para
aumentar la superficie total de la capa de material espumado.
Además, la invención concierne también a un elemento de aislamiento
multicapa con dos capas de material espumado que están previstas en
el estratos dispuestos uno sobre otro, persiguiendo aquí según la
invención el objetivo de que una capa de material espumado esté
constituida por un material espumado de poliimida no plano y
tridimensionalmente estructurado. Independientemente de la
estructura deseada en estratos, es decir, capa de velo con capa de
material espumado o dos capas de material espumado, se ha previsto
en una ejecución preferida del objeto de la invención que la capa de
material espumado consista en un material espumado cortado a
medida. Se prefiere aquí especialmente que la capa de material
espumado discurra en forma de zig-zag, estando
formado este trazado en la extensión del plano de la capa de
material espumado. Como consecuencia, los resaltos producidos por
la forma de zig-zag se extienden en dirección a la
capa dispuesta encima y/o a la capa dispuesta debajo. De este modo,
la capa (capa de velo u otra capa de material espumado) dispuesta
encima y/o debajo de la capa de material espumado formada según la
invención queda distanciada de la capa de material espumado de
poliimida, con lo que en las cuñas de la forma de
zig-zag se forman cavidades aproximadamente de
forma de V en sección transversal. Se manifiesta aquí como
especialmente ventajoso que en todo el espesor y/o el recorrido
angular con respecto a la vertical de los filetes del
zig-zag esté ajustado un comportamiento deseada de
absorción del sonido. Como consecuencia de esta ejecución, el
comportamiento de absorción del sonido puede ajustarse previamente
en el curso de la fabricación de la capa de material espumado según
la invención mediante la elección del espesor del material y/o del
trazado de la estructura de zig-zag. En otra
ejecución del objeto de la invención se ha previsto que la capa de
material espumado esté cubierta en su lado superior y en su lado
inferior por una capa de velo. Se puede tratar aquí en cada caso de
un velo agujado, compactado o mecánicamente consolidado. Asimismo,
se pueden utilizar aquí también fibras melofilares en una
proporción de 10-70%, preferiblemente 50%.
Igualmente, es imaginable formar la capa de velo superior, vuelta
preferiblemente hacia la fuente de ruido, como un velo soplado en
fusión y la capa inferior como un velo de volumen térmicamente
ligado. Además, existe también la posibilidad de emplear una mezcla
de fibras de melamina y fibras basofilares para la fabricación de
un armazón tridimensional. Por otra parte, en el caso de una
disposición de al menos dos estratos superpuestos de material
espumado, cada capa de material espumado puede formarse a base de
poliimida, estando cubierta la capa de material espumado de
poliimida no plana y tridimensionalmente estructurada,
preferiblemente estructurada en forma de zig-zag, en
su lado superior y en su lado inferior, con una capa de material
espumado de poliimida plana y relativamente delgada en relación con
la capa estructurada de material espumado. Además, puede estar
previstas también dos capas de material espumado entre las cuales
esté prevista una capa de velo. Se prefiere aquí una ejecución en
la que, en correspondencia con las ejecuciones anteriormente
descritas, ambas capas de material espumado estén configuradas en
forma no plana y tridimensionalmente estructurada como capas de
material espumado de poliimida y que la capa de velo intercalada
sea un velo soplado en fusión. Las capas del elemento de
aislamiento están envueltas, además, por una lámina. En particular,
esta lámina de envoltura consta de dos capas que, además, son
preferiblemente capas exteriores. Estas capas de lámina envuelven
los estratos de aislamiento superpuestos para formar un elemento de
aislamiento multicapa compacto. Las capas de lámina pueden estar
previstas también como capas intermedias. Las láminas exteriores
están, además, soldadas preferiblemente en el borde, pero las capas
de velo y/o de material espumado pueden estar integradas también
totalmente o en parte en la costura de soldadura, por ejemplo por
medio de una capa de velo y/o de material espumado compactada en el
borde y que casi tiende a cero. Esta compactación en el borde puede
aprovecharse también para la conformación de la pieza estructural.
Asimismo, se pueden integrar elementos de fijación en una costura
de soldadura de esta clase. El ensamble de las láminas exteriores
es aquí adecuadamente tal que el conjunto completo se mantenga unido
solamente por las láminas soldadas en el borde y eventualmente por
las capas de velo y/o de material espumado. No es necesario y,
preferiblemente, no está tampoco previsto un pegado, forrado o
similar de las distintas capas. Las capas -en todo caso por fuera de
la zona del borde- están solamente colocadas en forma sencilla una
sobre otra. Se obtiene, por decirlo así, un cojín con una funda
formada por las láminas exteriores. Unas compactaciones parciales
producidas por soldaduras, especialmente en la zona del borde,
pueden contribuir a recibir elementos de fijación y/o rigidizaciones
de la pieza estructural. Las varias capas (capas de velo y/o de
material espumado) conducen a una especie de relleno antichoques.
Para el objeto es también de importancia el hecho de que se reduce
la formación de agua líquida en la pieza estructural. Las láminas
empleadas, tanto las láminas exteriores como también eventualmente
las láminas intermedias, presentan una diferente permeabilidad al
agua, empleándose preferiblemente láminas de membrana permeables al
vapor de agua. Preferiblemente, se emplean también láminas que
presentan permeabilidades al vapor de agua direccionalmente activas.
Se pueden utilizar también láminas que presenten permeabilidades al
vapor de agua dependientes de la humedad y/o de la temperatura.
Asimismo, estas láminas pueden estar también reforzadas con fibras,
siendo igualmente preferible a este respecto que se prevean estas
fibras en el lado interior de la lámina.
Se explica seguidamente la invención con más
detalle haciendo referencia al dibujo adjunto, si bien éste
representa únicamente un ejemplo de ejecución. Muestran en el
dibujo:
La Figura 1, una representación en perspectiva
parcialmente cortada de un elemento de aislamiento multicapa según
la invención; y
la Figura 2, una representación fuertemente
ampliada de la sección según la línea II-II de la
Figura 1.
Con referencia a la Figura 1, se representa un
elemento de aislamiento 1 que consiste en láminas exteriores
inferior y superior 2, 3 y en tres capas centrales 4, 5 y 6.
Las capas de velo 4 y 6 de configuración plana
están formadas por un material de velo de la misma clase o de clase
diferente. Las fibras del material de velo consisten en un
polímero, como, por ejemplo, PPS o una mezcla de PPS y copoliéster,
y otras fibras orgánicas o inorgánicas, estando los pesos
específicos de las capas de velo 4 y 6 entre 50 y 800 g/m^{2}.
Además, la capa de velo superior 6 vuelta preferiblemente hacia una
fuente de ruido puede consistir en un velo soplado en fusión y la
capa de velo inferior 4 puede consistir en un velo de volumen
térmicamente ligado y/o una capa de material espumado.
Las fibras son termoplásticas e inherentemente
antiinflamables. Los granulados a partir de los cuales se obtienen
las fibras del velo, presentan una viscosidad en fusión
determinada. Los velos son resistentes también a la hidrólisis.
Además, son acústicamente absorbentes y aislantes. Por otra parte,
actúan con termoaislamiento. Pueden impregnarse también de manera
que sean intumescentes a fin de influir (favorablemente) sobre el
comportamiento en caso de incendio.
La capa central 5 está configurada como una capa
de material espumado de poliimida que, como puede apreciarse
especialmente en la representación en sección de la Figura 2, no es
plana y está estructurada tridimensionalmente. Concretamente, la
configuración se ha elegido de modo que la capa de material
espumado discurra en forma de zig-zag en la
extensión de su plano. Mediante la elección de un material espumado
de poliimida se crea una capa central de peso muy ligero, junto con
un volumen relativamente grande, para formar el elemento de
aislamiento
1.
1.
La capa de material espumado consiste en un
material espumado de poliimida cortado a medida, pudiendo ajustarse
un comportamiento deseado de absorción del sonido por medio del
espesor y/o el desarrollo angular con respecto a la vertical de los
filetes 7 del zig-zag. En el ejemplo de ejecución
mostrado se ha elegido un espesor d del material de aproximadamente
8 mm, para una altura total h de aproximadamente 24 mm de la
capa de material espumado 5 de forma de zig-zag.
Por tanto, se ha ajustado una relación de espesor d del
material a altura de capa h de aproximadamente 1:3. Un
espesor d más preferido del material es de 35 mm, para una
altura h de 60 mm; esto da como resultado una relación de
1:1,7.
Asimismo, se ha elegido un ángulo \alpha de los
filetes 7 con respecto a la vertical de 45-60º, por
ejemplo 55º.
Los espesores de las capas de velo 4 y 6 son -en
estado no comprimido- aproximadamente un tercio a un décimo del
espesor de la capa central (capa de material espumado 5). Los
espesores de las capas de velo 4 y 6 están, considerado en términos
absolutos, en el intervalo de 0,5 a 5 mm.
Mediante la disposición superpuesta de las capas
individuales 4 a 6 se producen en la zona de las cuñas producidas
por la forma de zig-zag de la capa de material
espumado central 5 unas cavidades 8 de forma de V cubiertas por la
respectiva capa de velo asociada 4 ó 6. Asimismo, debido a esto,
cada capa de velo 4 a 6 puede presentar según la representación en
sección transversal de la Figura 2 una ligera estructura ondulada
en el plano de su extensión; por consiguiente, no está tendida en
forma tirante sobre la capa de material espumado central 5.
Las capas de lámina 2 y 3 son láminas reforzadas
con fibras de espesor muy pequeño. El espesor está entre 10 y 50
\mum, preferiblemente en 20 \mum. La densidad es de
aproximadamente 0,9 a 1,4 g/cm^{3}. Las láminas son igualmente
termoplásticas y resistentes a la hidrólisis. En particular,
presentan también permeabilidades al vapor de agua correlacionadas
una con otra.
Por lo que se refiere al material, puede tratarse
de polímeros inherentemente antiinflamables. Como fibras puede
tratarse, por ejemplo, de fibras de vidrio forradas, pero también
de fibras de resina de melamina forradas. En el ejemplo de
ejecución representado únicamente la capa de láminas exterior e
inferior 2 está reforzada con fibras, estando previstas las fibras
9 en el lado interior de esta lámina 2. Las fibras 9 están
insinuadas en la Figura 1 por medio de un reticulado sobre la capa
de lámina exterior inferior 2. En la representación en sección
transversal según la Figura 2 la disposición cruzada de las fibras
se ha representado a una escala exagerada.
Preferiblemente, las fibras 9 están previstas tan
sólo en un lado de la lámina. El reticulado está comprendido entre
aproximadamente 1 y 5 mm. Están previstas siempre fibras que
discurren transversalmente una a otra.
Las capas de lámina exteriores 2, 3 están
soldadas en el borde, siendo imaginable también, además del ejemplo
de ejecución representado, la integración de las capas 4 a 6 de
velo y/o de material espumado, total o parcialmente, en la costura
de soldadura 10; esto, por ejemplo, por medio de un engrosamiento
del borde de las capas 4 a 6 de velo y/o de material espumado que
casi tiende a cero.
El engrosamiento del borde puede utilizarse para
conformar la pieza estructural. También pueden integrarse elementos
de fijación en una costura de soldadura 10 de esta clase.
El conjunto total se mantiene unido tan sólo por
medio de las láminas 2, 3 unidas en el borde o soldadas en el
borde, eventualmente con incorporación de las capas 4 a 6 de velo
y/o de material espumado.
Las capas 4 a 6 - en cualquier caso por fuera de
la zona del borde - sólo están simplemente colocadas una sobre otra.
Resulta por así decirlo un cojín con una funda formada por las
láminas exteriores 2, 3.
Claims (11)
1. Elemento de aislamiento multicapa con una capa
de velo (4 ó 6) y una capa de material espumado (5) o dos capas de
material espumado, cuyas capas están previstas en estratos
dispuestos uno sobre otro, caracterizado porque una capa de
material espumado (5) consiste en un material espumado de poliimida
no plano y tridimensionalmente estructurado, y porque las capas (4
ó 6, 5) está envueltas por una lámina que forma capas de lámina
exteriores y que consiste en capas de lámina (2, 3), y las capas de
lámina exteriores están soldadas en el borde y mantienen así unido
al conjunto total.
2. Elemento de aislamiento multicapa según la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa de material
espumado (5) discurre en forma de zig-zag.
3. Elemento de aislamiento multicapa según la
reivindicación 2, caracterizado porque en las cuñas de la
forma de zig-zag se producen cavidades de forma
aproximadamente de V en sección transversal.
4. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicación es 1 a 3, caracterizado porque una capa de
material espumado (5) consiste en un material espumado cortado a
medida.
5. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque se ha ajustado
un comportamiento deseado de absorción de sonido por medio del
espesor (d) y/o el desarrollo angular (ángulo \alpha) con
respecto a la vertical de los filetes (7) del
zig-zag.
6. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicación es 1 a 5, caracterizado porque la capa de
material espumado (5) está cubierta en su lado superior y en su
lado inferior por una capa de velo (4, 6).
7. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicación es 1 a 6, caracterizado porque en el caso de
dos capas de material espumado (5) está prevista una capa de velo
(4) entre las capas de material espumado (5).
8. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicación es 1 a 7, caracterizado porque las capas de
lámina (2, 3) son láminas de membrana permeables al vapor de
agua.
9. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque una lámina (2)
está reforzada con fibras.
10. Elemento de aislamiento según la
reivindicación 9, caracterizado porque las fibras (9) están
previstas en el lado interior de la lámina (2, 3).
11. Elemento de aislamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se ha ajustado
el comportamiento de insonorización del material aislante con miras
a una medida determinada de insonorización por medio del espesor
y/o el peso específico por unidad de superficie y/o el material de
la lámina.
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