ES2266523T3 - Recubrimiento de superficie de materiales de espuma acusticamente activos. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el recubrimiento de superficie de materiales de espuma acústicamente activos, caracterizado porque se aplica laminarmente un recubrimiento por un lado del material de espuma mediante rasqueta, rodillo, espuma o en procedimiento inverso con recalcado simultáneo del material de espuma mediante la herramienta de aplicación y tras retorno a la posición inicial del material de espuma se endurece el recubrimiento, en el que como material de espuma se usa una espuma ligera de células abiertas, semidura con una resistencia a la compresión en el intervalo de 20 a 40 kPa y un peso específico de 10 a 25 kg/m3, y se efectúa una conformación del material de espuma antes del endurecimiento del recubrimiento.
Description
Recubrimiento de superficie de materiales de
espuma acústicamente activos.
Es objeto de la invención un procedimiento para
el recubrimiento de superficie de materiales de espuma acústicamente
activos, un material de espuma correspondiente, que se obtiene
según el procedimiento así como el uso del material de espuma.
La superficie de materiales acústicamente
activos (antiacústicos o materiales de aislamiento) para la
fabricación de aislamientos, por ejemplo, en el sector de la
automoción así como también en el sector de la construcción, en
especial espumas y telas de fibras debe recubrirse frecuentemente
por distintos motivos (estabilidad, protección, motivos ópticos
etc.); para este fin se usan en el estado de la técnica, por
ejemplo, formaciones superficiales textiles porosas como telas para
revestimiento o tejidos.
El documento DE 19734532 A1 se refiere a un
elemento antiacústico en la realización de unión y a un
procedimiento para su fabricación. Se describe un elemento
antiacústico en la realización de unión con una capa laminar de
lana mineral, cuya dirección de las fibras se fija orientada
perpendicularmente en contra de la dirección de los grandes ejes
del elemento y un procedimiento para su fabricación, en el que el
objetivo se basa en conseguir un procedimiento de fabricación y un
elemento antiacústico que debe presentar junto a una utilidad
práctica múltiple que presentan condicionantes estáticos, como
propiedades de resistencia, una gran estabilidad de forma, buenas
propiedades de protección contra el ruido así como mayores
resistencias frente a solicitaciones térmicas y condicionadas por
la climatología. El objetivo se consigue por medio de un elemento
antiacústico, cuya capa laminada conformada, orientada
perpendicularmente en la dirección de la fibra, ejecutada una o
varias veces, se pone en contacto con capas de un material
idéntico, de dirección de fibra divergente, o con otro material
estructurado, de modo que la formación de capas del elemento se
ordena en el mismo, repetida una o varias veces. El procedimiento
se distingue porque la tela de fibras incorporada introducida con
varias capas en la dirección de transporte y conducida a la
máquina, se teje contra el vértice y las láminas separadas de la
ordenación de capas reunidas, en cantidad así como en composición
del material de las capas, forma grupos correspondientes de láminas
con forma de nervadura.
El documento DE 19734943 A1 se refiere a un
procedimiento para la fabricación de un elemento de revestimiento
con propiedades antiacústicas y a una superficie perfilada. Se
describe un procedimiento para la fabricación de un elemento de
revestimiento con propiedades antiacústicas y una superficie
perfilada, cuyo cuerpo base compuesto de un material de fibra,
especialmente de lana mineral, presenta una dirección de las fibras
orientadas perpendicularmente a la gran superficie y tiene una
constitución en una o varias capas.
A este respecto se presenta el objetivo de
fabricar elementos de revestimiento y antiacústicos con mayor
productividad, que presenten propiedades de gran utilidad, como
estabilidad de forma, rigidez a la flexión con propiedades
antiacústicas sobresalientes. El objetivo se consigue por tanto de
modo que el perfil de superficie de un elemento de revestimiento y
antiacústico se troquela en seco mediante una presión dirigida
perpendicularmente sobre las fibras que se encuentran en vertical a
la superficie que se perfila, propiamente sin una adición de
estabilizadores de forma ni de líquidos, en donde las fibras y zonas
de fibras expuestas a la presión de la herramienta de troquelado en
zonas del perfil troqueladas en concavidad, se rompen en la
superficie y/o se conforman de forma irreversible.
El documento DE 3629222 A1 se refiere a un
procedimiento para la fabricación de una pieza para revestimiento
así como una pieza para revestimiento fabricada posteriormente. Se
describe especialmente un procedimiento en el que se recubre una
materia fibrosa de una o varias capas con un aglutinante compuesto
preferiblemente por resina de poliéster modificada o similar, se
cubre por un lado con una placa de espuma, revestida con una tela
de fibras y se prensa en una prensa para moldeo, en la que se usa
como material de fibra una tela irregular de fibra de vidrio de
fibras de vidrio finísimas.
En el documento
US-A-4.169.184 se describe la
fabricación de una cinta adhesiva de espuma de PU de alta densidad,
flexible, de células abiertas, impregnada ininterrumpidamente con un
elastómero que contiene cloro y recubierta con adhesivo. Aquí se no
se reviste la superficie sino que se imbibe.
El documento GB 1029407 A se refiere a la
fabricación de un material de sellado de espuma y a la impregnación
mediante imbibición (con recalcado del 90% y a continuación
distensión) para el aumento de la inalterabilidades frente a
medios. Tampoco aquí se describe recubrimiento alguno, sino una
imbibición de la superficie.
En el documento GB 984300 A se describe la
imbibición de espuma de PU con isocianatos para la fabricación de
espumas duras, de células abiertas y aumento de la inalterabilidad
frente a medios. De forma análoga al estado de la técnica
anteriormente mencionado tampoco se describe aquí recubrimiento
alguno, sino una imbibición de la superficie.
El documento DE 69308608 T2 se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para la preparación de una
formación fibrosa recubierta. En una primera etapa se aplica una
composición de recubrimiento en emulsión acuosa elastomérica
espumada o reticulable hasta proporcionar espuma sobre la superficie
de una tela de fibras con formación de un recubrimiento.
En una segunda etapa se realiza una estrecha
osculación de una superficie arqueada lisa caliente en el
recubrimiento para secar y prensar el recubrimiento y para
desarrollar una película de superficie lisa endurecida sobre la
zona expuesta del recubrimiento. A continuación se desprende la
superficie arqueada de la osculación del recubrimiento y se
calienta la tela del recubrimiento, hasta que el recubrimiento esté
seco y endurecido. Luego en otra etapa se consigue que la tela
presente un recubrimiento para reticulación elastomérico viscoso
liso sobre una superficie de la
tela.
tela.
Por otro lado se presenta el objetivo de la
presente invención de proporcionar especialmente un procedimiento
mejorado para el recubrimiento de superficie de materiales de espuma
acústicamente activos. Un objetivo más de la presente invención
consiste especialmente en la preparación de materiales de espuma
recubiertos en superficie, que aseguren una buena rigidez de forma,
una resistencia al flujo baja y una libre elección de color en lo
posible del recubrimiento de superficie.
En una primera forma de realización de la
presente invención se consigue el objetivo previamente mencionado
mediante un procedimiento para el recubrimiento de superficie de
materiales de espuma acústicamente activos como se define en la
reivindicación 1, en el que se aplica de modo laminar un
recubrimiento mediante rasqueta, rodillo, aplicación de espuma o en
procedimiento inverso con recalcado simultáneo del material de
espuma mediante la herramienta de aplicación y después del retorno
a la posición inicial del material de espuma se endurece el
recubrimiento y se efectúa una conformación del material de espuma
antes del endurecimiento del recubrimiento.
El recubrimiento de acuerdo con la invención se
basa en cubrir la superficie de tales materiales, a saber, espumas,
pero principalmente también materiales de fibra con una capa porosa
pero a la vez sólida, en donde este es muy variable debido a la
elección del recubrimiento en lo que respecta a las propiedades de
superficie pretendidas mediante la elección de la sustancias
contenidas del material de recubrimiento. Una ventaja de los
recubrimientos de acuerdo con la invención es la concentración de
propiedades deseadas (como, por ejemplo, la inalterabilidad frente
a medios y/o protección contra llamas) en la superficie del
componente y no en todo el volumen del componente, lo que recude
fuertemente la cantidad usada de aditivos.
Con especial preferencia el recubrimiento
presenta las siguientes propiedades:
- -
- Refuerzo de las capas de cubrición de materiales flexibles para el aumento de la rigidez a la flexión y resistencia a la presión; la resistencia y/o flexibilidad deseadas se pueden regular según cada requerimiento;
- -
- Estabilidad de forma duradera en piezas recubiertas y conformadas posteriormente mediante uso de aglutinantes duroplásticos en la capa de cubrición;
- -
- Estructura abierta acústicamente activa (abierta) condicionada por las materias contenidas en las masas de recubrimiento y el procedimiento de aplicación;
- -
- Libre elección de color mediante incorporación de distintos pigmentos y cargas;
- -
- Las propiedades mecánicas y acústicas son variables mediante ajustes de formulación correspondientes, por ejemplo, mediante la adición de fibras y otras cargas y aglutinantes a la masa de recubrimiento;
- -
- Mediante la elección de las materias contenidas en la masa de recubrimiento correspondientes se pueden regular características de superficie de producto adicionales, así por ejemplo hidrofobia, oleofobia, determinadas inalterabilidades frente a medios o protección contra llamas.
El material de espuma que se va a recubrir se
recubre de modo laminar con una masa con una presión de contacto,
se seca y, en caso requerido, se conforma a continuación en las
condiciones correspondientes (temperatura/presión).
La masa de recubrimiento se compone, por
ejemplo, de aglutinantes, especialmente de tipo duroplástico, como
resinas de melamina y proporciones variables en aditivos como, por
ejemplo, cargas, pigmentos, fibras, agentes espesantes, agentes de
protección contra llamas, agentes de hidrofobia y/o oleofobia en
solución y/o dispersión acuosa. Una ventaja de las resinas de
melamina como aglutinante es el muy fuertemente remarcado retardo a
la llama de estos materiales.
Dependiendo del procedimiento de aplicación se
usan, dado el caso, otros coadyuvantes distintos, como agentes de
espumación o agentes espesantes.
La aplicación del recubrimiento se puede
realizar con los procedimientos habituales y conocidos como, por
ejemplo, aplicación con rasqueta, aplicación con rodillo, aplicación
de espuma o en el procedimiento inverso, en donde la formulación se
debería ajustar en correspondencia. De acuerdo con la invención se
ha demostrado que se consigue una superficie porosa, muy abierta
mediante una ligera presión de la herramienta de aplicación sobre
la superficie del artículo de recubrimiento en el recubrimiento con
una masa de recubrimiento espesada. Se puede plantear también la
aplicación de una capa de espuma de estabilización, en la que la
estructura de espuma se debe conservar también tras secado y
fijación para la obtención de la abertura de poros.
El secado se realiza en primer lugar a
temperaturas por debajo de la temperatura de reticulación del
respectivo aglutinante, esto es, no se desean distintas piezas
planas conformadas de modo que se puede secar y condensar de forma
idéntica.
La fabricación de piezas de moldeo se realiza
dado el caso a las temperaturas y tiempos correspondientes al
aglutinante y/o los aditivos en cuestión en un molde de
conformación.
Los materiales de espuma de acuerdo con la
invención se pueden usar en el sector de la construcción, por
ejemplo, para cubiertas o paredes acústicas o en el sector de la
automoción como sustituyente de telas de cubrición en componentes
acústicamente activos adecuados.
Con especial preferencia en el sentido de la
presente invención como material de espuma se usa una espuma
semidura, de células abiertas. El término de "espuma ligera
semidura" en el sentido de la presente invención comprende
especialmente aquella con una resistencia a la compresión en el
intervalo de 20 a 40 kPa, especialmente de 25 a 25 kPa y/o un peso
específico de 10 a 25 kg/m^{3}.
La resistencia a la compresión de una espuma
caracteriza las propiedades de comodidad del material como uno de
varios criterios de calidad medibles.
El ensayo de la resistencia a la compresión se
realiza normalmente con una probeta normalizada de 100 x 100 x 50
mm, que se pre-recalca en primer lugar tres veces,
antes de realizarse la medida de la resistencia a la compresión en
el cuarto ciclo de recalcado a compresión del 40%.
Un diagrama de deformación por fuerza representa
la distinta resistencia a la compresión en recalcado variable
preferiblemente entre el 10 y el 55%. A este respecto se muestra que
la curva de descarga discurre por debajo de la curva de carga, ya
que en la distensión de la espuma sólo se libera una parte de la
fuerza que se ejerció previamente para la carga.
La captación de energía interna de la espuma es
una medida de la elasticidad. Cuanto mayor es la diferencia entre
la resistencia a la compresión en carga y en descarga tanto mayor es
la elasticidad.
Cuando en el sentido de la presente invención se
habla de espumas ligeras semiduras, se entienden aquí aquellas con
un peso específico de 12 a 17 kg/m^{3}. Este peso específico se
puede medir, por ejemplo, según las normas DIN 53420 o ISO 845.
En una forma de realización especial de la
presente invención se usa como material de espuma una espuma de
poliuretano. Sin embargo, además de esto se puede usar de acuerdo
con la invención cualquier otro material de espuma
discrecional.
Con especial preferencia en el sentido de la
presente invención se usa como recubrimiento una solución de resina
de melamina o soluciones así como dispersiones de resinas de fenol,
poliuretanos o acrilatos, que contienen, dado el caso, cargas,
fibras, aglutinantes, agentes de protección contra llamas, agentes
de flexibilización, agentes de hidrofobia, agentes de oleofobia,
colorantes, pigmentos, agentes de espumación, emulsionantes y/o
agentes espesantes. De forma alternativa a las soluciones y/o
dispersiones se puede aplicar también espumas de poliuretano.
El procedimiento de acuerdo con la invención se
caracteriza especialmente por una presión de contacto de la
herramienta de aplicación. Esta presión de contacto se determina,
por ejemplo, de modo que el recalcado del material de espuma se
regula con la herramienta de aplicación en un intervalo de 5 a 30%,
especialmente de 5 a 10% del grosor del material de espuma.
El endurecimiento del recubrimiento aplicado de
acuerdo con la invención, especialmente de un recubrimiento
duroplástico se efectúa preferiblemente en un intervalo de
temperatura por encima de 100ºC, especialmente a una temperatura
por encima de 140ºC.
Con especial preferencia en el sentido de la
presente invención se efectúa una conformación del material de
espuma antes del endurecimiento del recubrimiento. Esto es tanto más
válido para materiales de recubrimiento duroplásticos, que sirven
como soporte del material de espuma.
Otra forma de realización de la presente
invención comprende el material de espuma provisto con un
recubrimiento de superficie, que se obtiene según el procedimiento
anteriormente mencionado.
Condicionado por la aplicación del recubrimiento
aumenta el peso superficial del material de espuma en torno a la
masa del recubrimiento. En consecuencia el material de espuma
recubierto de acuerdo con la invención se caracteriza
preferiblemente porque presenta por un lado del recubrimiento un
aumento del peso superficial de 20 a 1.000 g/m^{2}, en especial
de 100 a 300 g/m^{2}.
Una finalidad esencial de la presente invención
es proporcionar material de espuma que presente propiedades
acústicas sobresalientes. La resistencia al flujo es notoriamente un
parámetro de un material de absorción acústica poroso. Las
propiedades de absorción acústica de un material poroso dependen de
su resistencia al flujo. Con especial preferencia en el sentido de
la presente invención el material de espuma no recubierto presenta
una resistencia al flujo según la norma DIN 52213 de 200 a 10.000
Ns/m^{3}, especialmente de 500 a 5.000 Ns/m^{3}. La resistencia
al flujo del material de espuma recubierto debería encontrarse en el
mismo orden de magnitud.
Otra forma de realización de la presente
invención comprende el uso de los materiales de espuma anteriormente
mencionados para la fabricación de cubiertas acústicas en el sector
de la construcción o como sustituyentes de telas de cubrición en
componentes acústicamente activos del sector de la automoción.
Ejemplo
1
Se recubrió una espuma ligera de PUR de células
abiertas, semidura con el peso específico de aproximadamente 16
kg/m^{3}. La masa de recubrimiento ejemplo estaba compuesta como
sigue:
| \sqbullet | Solución de resina de melamina (Madurit® MW396 al 30%, Solutia GmbH en agua) | 66% |
| \sqbullet | Colorante para matizar (colorante para matizar negro de Faust Vollton) | 22% |
| \sqbullet | Dispersión acrílica (mezcla lista para uso de la compañía Vegro, Kirschau) | 11% |
| \sqbullet | Agente espesante (Raniegel®NK24D) | 1% |
Se recubrieron placas de formato DIN A4 y un
espesor de 20 mm con la masa de recubrimiento mediante espátula y
se procesa con ligera presión de contacto. Tuvieron lugar el secado
y la reticulación en armario de secado de aire circulante a 150ºC.
Las masas de recubrimiento correspondientes se dan en la tabla
1.
La determinación de la porosidad tuvo lugar
mediante equipo de medida de presión diferencial de la compañía
Schmohl, Eislingen (en basa a la carrera del medidor con aire a
presión y determinación de la resistencia al flujo en mbar)
respectivamente en 4 puntos de la probeta antes y después del
recubrimiento. También aquí se indican los datos en la tabla 1.
Ejemplo
2
De forma análoga al ejemplo 1 se proveyeron las
mismas placas con un recubrimiento de masa distinto. Los valores se
reproducen en la tabla 1.
Ejemplo comparativo
1
De forma análoga al ejemplo 1 se recubrió una
placa de formato DIN A4 y un espesor de 20 mm recubierta con una
tela de cubrición (Libeltex 0114214010, 120 g/m^{2}) con la tela
de cubrición. La tabla 1 reproduce nuevamente los datos
obtenidos.
Ejemplo comparativo
2
De forma análoga al ejemplo 1 se aplicó con una
rasqueta sólo superficialmente sin presión de contacto nominal. Los
resultados se reproducen en la tabla 1.
Ejemplo
3
De forma análoga al ejemplo 1 se aplicó mediante
rasqueta y mayor presión de contacto y un ángulo de aproximadamente
45º en la dirección del movimiento de la herramienta de aplicación.
La presión de contacto produjo también aquí un recalcado del
material de aproximadamente 2 mm. La tabla 1 reproduce los datos
obtenidos.
| Ejemplo | Recubrimiento | No recubierto | Valor medio no | Recubierto mbar | Valor medio |
| con masa [g] | mbar | recubierto y mbar | recubierto y mbar | ||
| 1 | 11,7 | 250/225/340/325 | 285 | 160/165/160/220 | 176 |
| 2 | 10,9 | 22/260/250/290 | 255 | 170/139/210/290 | 200 |
| 3 | 13,4 | 245/240/200/230 | 229 | 195/440/315/280 | 307 |
| Comp. 1 | Tela de cubrición | 370/230/325/220 | 286 | 420/265/390/280 | 339 |
| Comp. 2 | 13,51 | 220/210/245/230 | 226 | 330/450/370/530 | 420 |
Claims (10)
1. Procedimiento para el recubrimiento de
superficie de materiales de espuma acústicamente activos,
caracterizado porque se aplica laminarmente un recubrimiento
por un lado del material de espuma mediante rasqueta, rodillo,
espuma o en procedimiento inverso con recalcado simultáneo del
material de espuma mediante la herramienta de aplicación y tras
retorno a la posición inicial del material de espuma se endurece el
recubrimiento, en el que como material de espuma se usa una espuma
ligera de células abiertas, semidura con una resistencia a la
compresión en el intervalo de 20 a 40 kPa y un peso específico de 10
a 25 kg/m^{3}, y se efectúa una conformación del material de
espuma antes del endurecimiento del recubrimiento.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se usa como material de espuma una
espuma ligera de células abiertas semidura con una resistencia a la
compresión en el intervalo de 25 kPa y/o un peso específico de 12 a
17 kg/m^{3}.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque como material de espuma se usa una
espuma de poliuretano.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como agente de
recubrimiento se usa duroplásticos, que dado el caso contienen
cargas, fibras, aglutinantes, agentes de protección contra llamas,
agentes de flexibilización, agentes de hidrofobia, agentes de
oleofobia, colorantes, pigmentos, agentes de espumación,
emulsionantes y/o agentes espesantes.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como agente de
recubrimiento se usa resinas de melamina, resinas de fenol, resinas
de poliuretano y/o resinas de acrilato.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se regula el
recalcado del material de espuma con la herramienta de aplicación
en un intervalo del 5 al 30%, especialmente de 5 al 10% del grosor
del material de espuma.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se efectúa el
endurecimiento, especialmente la reticulación del recubrimiento a
una temperatura por encima del 100ºC, especialmente a una
temperatura por encima de 140ºC.
8. Material de espuma provisto con un
recubrimiento de superficie único, que se obtiene según un
procedimiento de las reivindicaciones 1 a 7.
9. Material de espuma según la reivindicación
8, caracterizado porque presenta un peso superficial del
recubrimiento en aplicación por un lado de 20 a 1.000 g/m^{2},
especialmente de 100 a 300 g/m^{2}.
10. Uso de material de espuma según la
reivindicación 8 ó 9 para la fabricación de cubiertas acústicas en
el sector de la construcción o como sustituyente de telas de
cubrición en componentes acústicamente activos del sector de la
automoción, especialmente el sector de automoción a motor.
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