ES2285804T3 - Elemento intralaminar aislante de sonido. - Google Patents

Abstract

Un elemento interlaminar aislante de sonido de múltiples capas, que comprende capas de revestimiento (1) y un núcleo de espuma plástica (2) ubicado entre las capas de revestimiento (1) y unido a las capas de revestimiento (1), presentando el núcleo (2) una o más cavidades, en donde la cavidad/cavidades es/son un espacio/espacios (4, 5) que está/están posicionado/s esencialmente paralelo/s a los revestimientos (1) y está/están ubicado/s dentro del núcleo (2), y el espacio/espacios está/están definido/s por dos capas de núcleo (2) y puntos de contacto (3) que proporcionan uniones estructurales entre las capas de núcleo (2) a la vez que los mantienen separados, caracterizado porque el material de núcleo (2) es material celular semirrígido que contiene más de 50%, preferiblemente más de 90% de celdas abiertas, y tiene una resistencia a la tracción de más de 50 kPa, preferiblemente más de 90 kPa, y una resistencia a la compresión de 5 a 200 kPa, preferiblemente de 15 a 80 kPa, a 10% de deformación.

Description

Elemento interlaminar aislante de sonido.

La presente invención se refiere a elementos interlaminares aislantes de sonido, más específicamente a elementos o componentes de construcción de múltiples capas aislantes de sonido, tales como puertas, divisiones, muros o cielorrasos que comprenden un núcleo de espuma semirrígido de celda abierta que consiste en por lo menos un material de núcleo, y que comprenden uno o más de un espacio hueco o espacio de aire ubicado dentro del núcleo, y que comprenden dos capas de revestimiento externas. Más específicamente, la invención se refiere a elementos interlaminares aislantes de sonido, como puertas, elementos divisorios, muros, techos, pisos, mamparas, puertas de incendio, separadores, cierres, cuñas, ventanas, elementos compartimentados o paneles en construcciones nuevas o existentes. Los nuevos elementos interlaminares son útiles en edificios, en la industria de la construcción u otras industrias con el fin de mejorar el desempeño de un aislamiento de sonido. Además, la invención se refiere a elementos aislantes de sonido que superan los elementos de la técnica anterior en simplicidad de construcción, fuerza mecánica y rigidez, y al uso de dichos nuevos elementos interlaminares aislantes de sonido de múltiples capas en la construcción u otras industrias para mejorar acústicamente muros, divisiones, techos y otras partes de la construcción, estructura o maquinaria.

En la industria de la construcción se conoce el uso de paneles como muros de división con el fin de subdividir el área de construcción en áreas separadas, como ambientes y oficinas. Usualmente, consisten en un núcleo de fibra mineral aislante y dos capas de revestimiento externas abarcando el núcleo y un espacio de aire o espacio hueco. Los materiales aislantes como las fibras minerales se disponen entre las capas de revestimiento de modo tal de proveer aislamiento térmico y/o acústico.

También se conoce el uso de laminados, paneles o elementos interlaminares aislantes de sonido de múltiples capas, que contienen fibras minerales como el material aislante, como elementos divisorios o elementos o paneles compartimentados para fijar a muros o techos con la intención de reducir la propagación de sonido y ruido, y la transmisión y radiación de sonido. Aplicando elementos aislantes de sonido a muros o techos o usándolos como elementos de división, es posible perfeccionar edificios residenciales o edificios de oficinas mejorando su desempeño de aislamiento del sonido. Por lo tanto, se pueden ajustar construcciones más antiguas para cumplir con los modernos estándares de regulación por lo general más altos. Los ruidos de vecinos o fuentes externas o que emanan del interior del ambiente se pueden reducir sustancialmente.

No obstante, una desventaja importante de dichas divisiones o paneles que tienen núcleos de fibra mineral es la falta de fuerza mecánica de dichas fibras. Por esa razón, las capas de revestimiento deben asegurarse, p. ej., mediante tornillos o marcos, y soportarse con salientes de metal o madera. Esto requiere un extenso procedimiento de fabricación.

En el documento JA 0221 642, se describe un panel aislante de ruido en el que un material poroso, como lana de vidrio o resina sintética espumada se apila entre capas de revestimiento formadas por madera contrachapada, panel de yeso o placa de acrilo en un modo tal como para estar fuera de contacto con por lo menos un material de superficie. De acuerdo con la descripción de esta memoria, se debe usar un marco con el fin de estabilizar o fijar esta condición. Este marco se ajusta al ensamblaje de arriba para formar un panel. Éste, desde ya, es un procedimiento relativamente complicado y por lo tanto costoso. Además, es un método conocido extrapolado de muros o paneles de marcos de madera convencionales.

El documento DE 3710 057 describe un panel de aislamiento acústico de múltiples capas para muros internos, que tiene espacios de aire entre una capa de lana mineral y una capa de revestimiento externa de cartón ordinario. Este panel de aislamiento contiene un panel principal elaborado de cartón ordinario que está espaciado por rebordes desde una capa de revestimiento o panel de cubierta que también está hecho de cartón ordinario. Las superficies internas de estos dos paneles están cubiertas con cartón duro que se mantiene en su sitio con pegamento. Para lograr buen desempeño de amortiguación del sonido, los dos cartones duros tiene diferentes pesos. Este panel de múltiples capas consiste en cinco capas, es decir, dos capas de cartón ordinario, cada una de las cuales está pegada a un cartón duro, más una capa de lana mineral en el medio de la estructura interlaminar que sirve como material de aislamiento acústico. La lana mineral llena el espacio sólo parcialmente en un modo tal que se provee un espacio de aire entre la lana mineral y uno de los cartones duros que está pegado a la superficie interna del panel de cubierta. Esta última está asegurada por tornillos a los rebordes. Como puede observarse a partir de la descripción, el diseño de este panel de múltiples capas es bastante complicado. Su fabricación es entonces relativamente costosa. El rendimiento acústico se logra aumentando la masa, lo que hace que los paneles sean difíciles de transportar e instalar.

De acuerdo con distintas propuestas, se han utilizado plásticos orgánicos en lugar de fibras minerales, tales como, por ejemplo, laminados de espuma de poliuretano de celda abierta. No obstante, dichos laminados exhiben la desventaja de ser frágiles y de tener una mala resistencia a la tracción (aproximadamente 30 kPa).

En la patente estadounidense No. 4,317,503 se describe un elemento de construcción aislante de sonido que incluye una pluralidad de elementos de capas paralelas de las cuales un primer elemento grueso interno está constituido por una capa de fibras minerales o espuma plástica rígida y contiene una pluralidad de cavidades. Un segundo elemento rígido interno que es sustancialmente permeable al aire se conecta a una superficie principal del primer elemento interno y a un elemento impermeable externo. El elemento impermeable externo se dispone a una distancia pequeña del segundo elemento interno en un modo tal que prácticamente todo el elemento externo puede oscilar libremente en relación con el segundo elemento interno. Una desventaja importante de este tipo de elementos de construcción es el complejo y costoso procedimiento de fabricación de dichas estructuras de múltiples capas.

Otros tipos conocidos de divisiones son las estructuras de múltiples capas que incluyen aquellas que tienen un núcleo de espuma o alveolar. Los núcleos de espuma, no obstante, si bien poseen propiedades adecuadas de fuerza mecánica, son muy deficientes en cuanto a las propiedades aislantes de sonido implicadas. Con el fin de superar este problema, el núcleo de espuma tendría que tener un espesor y un peso inaceptables.

En términos generales, existen varios tipos conocidos de sistemas para aumentar el desempeño de aislamiento de sonido de muros, tales como:

aumentar la masa del muro que es, por supuesto, la forma más básica de proporcionar mejor aislamiento de sonido (ley de masas);

usar paneles o estructuras interlaminares flexibles cuyos componentes, es decir la capa o capas de revestimiento y la capa de núcleo, vibran sin relación de fase, de modo que parte o toda la energía acústica incidente se transforme en energía mecánica, que se disipará a través de fricción y deformaciones internas (sistema masa-resorte-masa).

La desventaja del aumento de la masa del muro o cualquier estructura similar que siga la ley de masas es que se requieren estructuras bastantes pesadas y gruesas para un buen desempeño.

La desventaja de los sistemas comunes de masa-resorte-masa es que su frecuencia resonante muy a menudo interrumpirá el desempeño integral cuando se posicione erróneamente y demasiado aguda.

Se obtienen mejores resultados usando elementos o paneles aislantes de sonido como se describe en el documento WO 95/14 136. Esos paneles o elementos aislantes de múltiples capas comprenden en una realización preferida (a) dos capas de revestimiento externas, y (b) un material de núcleo sintético blando que es una única capa de núcleo de espuma sintética, continua, blanda que tiene cavidades y que está dispuesta en contacto íntimo con ambas capas externas a través de puntos de contacto en diseños alternados, proporcionando de este modo espacios entre la capa de núcleo y la capa externa opuesta.

Lo que realmente se describe en esta memoria, los dibujos, las reivindicaciones y el resumen del documento WO 95/14 136 es lo siguiente:

un elemento interlaminar que comprende dos capas de revestimiento, p. ej., paneles de yeso, y un material de núcleo entre las capas de revestimiento;

la capa de núcleo comprende una espuma de polietileno de celda cerrada elástica, o una espuma de poliuretano de celda cerrada rígida, u otras espumas plásticas de celda cerrada, p. ej., a base de cloruro de polivinilo o poliestireno;

la segunda capa de revestimiento puede ser una estructura de ladrillo, por lo tanto haciendo referencia indirectamente a un muro, al que se le puede pegar la capa de núcleo, p. ej., con argamasa;

la capa de núcleo contiene cavidades en disposición geométrica especial; hay espacios entre la capa de núcleo y las capas de revestimiento;

los espacios están limitados entre la capa de núcleo y las capas de revestimiento por puntos o áreas de contacto que están dispuestas en un diseño alternado con respecto a los revestimientos opuestos;

se aplican mediciones empíricas y consideraciones teóricas para óptimos resultados en el sistema de masa-resorte-masa.

Los paneles, según se describe en el documento WO 95/14 136, poseen tanto propiedades aislantes acústicas como fuerza mecánica. Si bien esta técnica provee paneles más livianos y económicos con buenas propiedades acústicas en comparación con los productos previamente conocidos, todavía era altamente conveniente proveer elementos de división de ambientes y elementos interlaminares, tales como puertas, y divisiones que tengan tanto propiedades aislantes de sonido como buena fuerza mecánica, que serían particularmente útiles para mejorar edificios residenciales y de oficina y para diseñar divisiones con mejor desempeño de aislamiento de sonido. Además, había una necesidad de métodos más económicos para producir e instalar dichos paneles aislantes de sonido.

El documento FR-A-2.228.916 describe un elemento interlaminar aislante de sonido de múltiples capas que comprende capas de revestimiento y un núcleo plástico mediante el cual se forman cavidades del núcleo.

La solicitud de patente europea anterior 98 111 295.6 - 2303 (Dow Case 44,161) se refiere a un panel aislante de sonido de múltiples capas que comprende una capa de revestimiento, una capa de núcleo de espuma plástica unida al mismo, donde el material de la capa de núcleo es un material celular semirrígido que tiene ciertas características, una estructura a la que está unida la capa de núcleo en puntos de contacto separados mediante tiras, parches, toques u otras protusiones geométricas (en general llamadas "puntos de contacto") que dejan espacios entre la capa de núcleo y la estructura y, en caso de amplias separaciones y/o delgadas capas de revestimiento, frenos de recorrido para mantener la capa de núcleo a una distancia determinada de la estructura.

Los paneles de acuerdo con el documento EU 98 111 295.6 - 2303 son útiles en la construcción y otras industrias para mejorar las propiedades aislantes de sonido de construcciones y/o maquinaria.

Si bien estos elementos interlaminares son en general adecuados como elementos de división, su fuerza mecánica puede no ser suficiente debido a la presencia del gran espacio entre el revestimiento y el núcleo en campos de aplicación en los que la fuerza y la resistencia son de particular importancia para la aplicabilidad de un elemento de construcción, tal como en la construcción de puertas o muros.

La presente invención satisface ésta y otras necesidades. Por lo tanto, la presente invención provee un elemento interlaminar aislante de sonido de múltiples capas que comprende capas de revestimiento y un núcleo de espuma plástica ubicado entre las capas de revestimiento y unido a las capas de revestimiento, presentando el núcleo una o más cavidades, en donde el elemento aislante de sonido se caracteriza porque

la cavidad/cavidades es/son un espacio/espacios que está/están ubicado/s esencialmente paralelo/s a los revestimientos y está/están ubicado/s dentro del núcleo,

el material del núcleo es un material celular semirrígido que contiene más de 50%, preferiblemente más de 90 de celdas abiertas, y

una resistencia a la tracción de más de 50 kPa, preferiblemente más de 90 kPa, y

tiene una resistencia a la compresión de 5 a 200 kPa, preferiblemente de 15 a 80 kPa, a 10% de deformación, donde el espacio o espacios se definen por dos capas de núcleo y puntos de contacto, también llamados "puentes", proporcionando uniones estructurales entre las capas de núcleo mientras se sostienen las capas de núcleo separadas y creando un espacio o espacios entre las capas de núcleo.

La distancia entre los puntos de contacto es preferiblemente por lo menos 350 mm, más preferiblemente un mínimo de 450 mm o incluso 600 mm, siempre y cuando se pueda conservar la integridad mecánica.

Las capas de revestimiento pueden tener un espesor, cada una, de 0,5 a 100 mm, preferiblemente de 0,5 a 25 mm. El material de la capa de revestimiento puede ser una lámina metálica con un espesor de 0,5 a 20 mm, preferiblemente una lámina de acero o aluminio o una lámina de madera de 4 a 25 mm de espesor. El experto en la técnica podrá seleccionar otros materiales útiles en un campo de aplicación específico.

La capa de núcleo de espuma puede tener un espesor de 20 a 500 mm, preferiblemente de 20 a 300 mm e incluso más preferiblemente de hasta 200 mm. Cada capa de núcleo de espuma tiene en general un espesor mínimo de 10 mm para lograr amortiguación significativa, preferiblemente un espesor de 15 a 100 mm. Se ha de observar, no obstante, que estos intervalos no deben interpretarse como restrictivos. Los valores fuera de estos intervalos podrían adaptarse para aplicaciones particulares, p. ej., establecimientos que requieran un desempeño de amortiguación de sonido muy alto.

Las capas de núcleo de espuma pueden tener o no el mismo espesor. En algunos casos de materiales de revestimiento, resultó beneficioso usar diferentes espesores para minimizar el efecto negativo de las frecuencias críticas características del ensamblaje realizado desde las capas de revestimiento y núcleo.

Preferiblemente, el material de la capa de núcleo es una espuma de poliuretano, por ejemplo del tipo cuya preparación se describe en la patente estadounidense No. 5,538,779.

El material de la capa de núcleo puede comprender más de un tipo de espuma. Por ejemplo, puede incluir, además de poliuretano, polietileno o poliestireno. También puede comprender láminas de bitumen o plástico pesado o láminas elaboradas con otros materiales.

En una realización preferida, el material de la capa de núcleo tiene una resistividad de flujo de aire de 5 000 a
800 000 Ns/m4, preferiblemente de 5 000 a 300 000 Ns/m4.

El factor de pérdida del material de la capa de núcleo es preferiblemente mayor que 0,1, preferiblemente mayor que 0,2 (según lo definido por el SAE Sound and Heat Insulation Materials Committee, SAE Handbook, 1994, Volumen 1, página 2.30); el factor de pérdida puede alcanzar 0,3, o incluso más.

En el caso de espacios largos y/o capas de revestimiento delgadas, se proveen frenos de recorrido en por lo menos una de las capas de núcleo y dentro del espacio con el fin de asegurar que las capas de núcleo se mantengan siempre a determinada distancia unas de las otras.

\newpage

\global\parskip0.900000\baselineskip

La distancia de los frenos de recorrido desde la capa de núcleo opuesta o la distancia de las capas de núcleo entre sí, a 0% de deformación, es preferiblemente por lo menos 0,1 mm, y los intervalos preferidos se encuentran entre 2 y 10 mm.

En una realización preferida, el área de puntos de contacto total se relaciona con el área total del elemento interlaminar en una relación de menos de 30%, preferiblemente menos de 15%.

En una realización preferida, los puntos de contacto son tiras de espuma plástica, plástico, metal o madera de un espesor de 0,5 a 100 mm y un ancho de 10 a 100 mm. Estos intervalos no deberán, sin embargo, interpretarse como restrictivos y podrán variar dependiendo del requerimiento de tensión específico de la aplicación y de la rigidez de los revestimientos. Los revestimientos muy rígidos permitirían, por ejemplo, un espacio de aire de espesor no especificado. Las partes salientes de las capas de núcleo o incluso otros elementos de construcción, como marcos de puertas, pueden asumir la función de los puntos de contacto o "puentes".

Además, la presente invención provee un procedimiento para la fabricación del nuevo elemento interlaminar aislante de sonido, uniendo las capas de revestimiento al núcleo de espuma plástica, en donde el procedimiento se caracteriza porque el núcleo de espuma plástica se produce uniendo dos capas de núcleo a través de puntos de contacto o puentes en distancias predeterminadas, dejando así un espacio o espacios entre las capas de núcleo o fabricando primero dos capas de núcleo en un modo tal que se formen puntos de contacto o puentes a distancias predeterminadas como partes integrales de las capas de núcleo y uniendo después las dos capas de núcleo a través de los puntos de contacto o puentes, dejando un espacio o espacios entre las capas de núcleo o cortando el espacio o espacios de un solo panel de espuma plástica.

Además, la presente invención provee el uso del nuevo elemento interlaminar aislante de sonido en la construcción y otras industrias para mejorar las propiedades aislantes de sonido de edificios y/o maquinaria.

Una característica particularmente sorprendente de la invención es que la vibración de amplia extensión de la capa de núcleo unida a la capa de revestimiento provee amortiguación particularmente buena en todas las frecuencias y específicamente en las frecuencias resonante y crítica.

Los espacios creados dentro del núcleo de espuma pueden variar considerablemente dependiendo de las necesidades reales en un caso determinado. Los revestimientos muy rígidos permitirían un espacio de aire de espesor no especificado. El espesor usualmente está en el intervalo de 0,1 a 200 mm. Algunas veces, el espesor se selecciona entre 20 y 50 mm como para permitir pasar cables, caños y otras líneas de servicios. Aparte de esas consideraciones especiales, el espesor de los espacios está a menudo en el intervalo de 1 a 10 mm, preferiblemente de 2 a 5 mm.

En el caso de un panel de yeso (o panel de cualquier otro material insuficientemente rígido) que se esté usando como la capa de revestimiento, y si, por ejemplo, el panel de yeso tiene 10 mm de espesor y su extensión excede 400 mm o tiene 13 mm de espesor y su extensión excede los 600 mm, respectivamente, se puede instalar un sistema de freno de recorrido de "extensión media" hecho con una tira o parches para limitar la deformación del panel de yeso. A modo de ejemplo, si se instala un laminado de yeso de 1200 mm de ancho con puntos de contacto (tiras) de 40 mm de ancho en los bordes del panel, proporcionando así una extensión libre de 1 120 mm, se fijará una tira de freno de recorrido en el medio del panel con el fin de reducir la extensión. El ancho de la tira de freno de recorrido será entre 30 y 39,9 mm, preferiblemente entre 35 y 38 mm, si el ancho de la tira de contacto es, p. ej., de 40 mm.

La realización de la invención adhiriéndose a los parámetros según lo definido en la memoria y en las reivindicaciones, particularmente usando un material de espuma específico y aplicando diseños con respecto a la capa de núcleo, la capa de revestimiento (-s) y los frenos de recorrido, producirá un elemento interlaminar aislante de sonido que muestra muy baja frecuencia resonante y sorprendentemente alta amortiguación de vibraciones, específicamente en la frecuencia resonante, y que tiene alta fuerza y rigidez mecánica, lo que significa que los nuevos elementos se pueden transportar y manipular sin ningún riesgo de daño en particular. Por lo tanto, no es necesario reforzar adicionalmente para asegurar la integridad mecánica del ensamblaje, como mediante tornillos, marcos o salientes.

No obstante, se pueden incorporar otros dispositivos de conexión o rigidez, una vez colocados los componentes o antes de la instalación, dentro del elemento o en las uniones para asegurar que se cumplan los requerimientos específicos de la aplicación. Se proponen disposiciones del diseño para prevenir que ocurra cualquier puente de sonido mientras todavía se estén cumpliendo todos los requerimientos de fuerza en uso. Esto está dentro de la capacidad del experto en la técnica.

Los refuerzos típicos serán marcos de madera o metal para la aplicación de una puerta, salientes de acero o vigas entre los paneles para la aplicación de una división, y argamasa o pegamento para la aplicación de un muro.

Las capas de revestimiento se pueden fabricar de cualquier material típicamente empleado para producir paneles o elementos interlaminares aislantes. Los materiales ilustrativos útiles como las capas de revestimiento incluyen paneles particulados o plásticos, papel grueso o cartones, cartones duros, paneles de yeso, películas de plástico flexible o papeles metalizados, láminas de metal, como láminas de acero, plomo o aluminio, madera contrachapada, paneles de madera y cartón ordinario, siendo los más típicos los paneles de yeso y cartón ordinario. El material preferido para uso como la capa de revestimiento es el panel de yeso en las aplicaciones de división, y lámina metálica en las aplicaciones de puertas.

\global\parskip1.000000\baselineskip

En una realización de la invención, una capa de núcleo hecha de espuma de poliuretano y que tenga parches de espuma de poliuretano separados como puntos de contacto en una de sus dos superficies, está sustancialmente unida mediante adhesivos en su superficie "interna" a otra capa de núcleo de espuma de poliuretano, formando así un núcleo. Por lo general, dicho panel será prefabricado, evitando de este modo el ensamblaje en el sitio. El núcleo se fijará luego a las dos capas de revestimiento, usualmente pegando con un adhesivo adecuado tal como pegamento de poliuretano, contacto de neopreno o adhesivo de transferencia, o fijando mecánicamente con el fin de producir un elemento interlaminar de acuerdo con la invención.

El elemento interlaminar así obtenido se puede usar, por ejemplo, como puertas. El material de revestimiento para puertas usualmente consiste en capas delgadas de láminas metálicas o láminas de madera y se une sustancialmente a las capas de núcleo con el fin de cumplir con los requerimientos tales como termoestabilidad, resistencia a la deformación de impacto, superficie perfectamente plana y estética. En consecuencia, es importante que no se creen espacios entre el núcleo de espuma de refuerzo y las capas de revestimiento cuando estas últimas carecen de rigidez.

Asimismo, la unión sustancial entre las capas de revestimiento y de núcleo, mediante un adhesivo, p. ej., provee beneficios ya que el material de núcleo de alta amortiguación que se usa de acuerdo con la invención reduce fuertemente la transmisión de vibración e impacto.

El nuevo elemento interlaminar también se puede utilizar, por ejemplo, como una división de ambientes independiente. Dicho elemento de división usualmente se asegura al piso y/o al techo. Se puede fijar a un muro, techo, piso u otra estructura de construcción.

El concepto de división interlaminar de acuerdo con la invención se refiere a unidades para división de espacio, principalmente para oficinas, cabinas industriales y otras aplicaciones de paneles en donde la combinación de peso liviano, dispositivos de fácil conexión, maniobrabilidad y desempeño de aislamiento de sonido son requerimientos importantes. Estas divisiones pueden erguirse en posición vertical u horizontal pero, en algunas realizaciones, también se pueden disponer en ángulos agudo y obtuso.

Fue sorprendente hallar que se podía lograr un desempeño de aislamiento de sonido excelente incorporando puntos de contacto o puentes específicos dentro del núcleo para crear uno o más espacios de aire, lo que es, en consecuencia, una característica evidente de la presente invención.

Los puntos de contacto se pueden fabricar a partir de una capa de espuma de poliuretano o se pueden elaborar a partir de otros materiales adecuados, como plásticos que no sean poliuretano, pegamento u otros adhesivos; madera, yeso, metal, etc., siempre y cuando se cumplan los criterios de la invención.

Además de las aplicaciones de puerta y muros de división del elemento interlaminar de acuerdo con la invención, se podría destacar un tercer campo de aplicación que es la aplicación de una unidad de construcción. Aquí, los nuevos elementos interlaminares funcionan como ladrillos en un muro, techo, piso de construcción, o cualquier otra parte o unidad de una construcción.

Los nuevos elementos interlaminares aislantes de sonido son particularmente útiles para renovar construcciones existentes, pero también como elementos en construcciones nuevas. Se pueden fabricar como puertas o elementos de división o como unidades de construcción de muros. Ofrecen una solución delgada, liviana y mecánicamente fuerte para mejorar el aislamiento de sonido, eliminando o amortiguando de este modo los sonidos y ruidos que sin los elementos aislantes de sonido se transmiten a través de paredes, puertas, pisos, techos y divisiones.

En base a los ejemplos, se demostrará a continuación que los elementos interlaminares de acuerdo con la invención son, a un grado sorprendente, sustancialmente superiores en comparación con los elementos aislantes de sonido de la técnica anterior con respecto a una combinación de propiedades de aislamiento de sonido/fuerza mecánica/peso liviano/espesor y métodos de producción/instalación. Son superiores en fuerza mecánica, según lo comparado con los elementos interlaminares aislantes de sonido del estado de la técnica, poseen un alto desempeño de amortiguación acústica, reducen y disminuyen la frecuencia resonante. El espacio dentro del núcleo actúa como un primer resorte muy blando, y las capas de núcleo actúan como segundos resortes duros. Debido a la dureza de las capas de núcleo, la deformación del elemento está fuertemente limitada, lo que lo hace compatible con el uso destinado a edificios.

Los siguientes ejemplos se exponen para ilustrar la invención y no deben interpretarse como limitativos en modo alguno.

Ejemplo 1

El ensamblaje de un elemento interlaminar de acuerdo con la invención para la aplicación como una puerta se muestra esquemáticamente en la Fig. 1. Los números (1) se refieren a las capas de revestimiento, (2) a las capas de núcleo y (3) a los puntos de contacto que, en este caso, tiene la forma de T. Las Figuras 2 y 3 muestran dos elementos interlaminares después de que han sido ensamblados, la diferencia del elemento de acuerdo con la Fig. 3 en comparación con el elemento de acuerdo con la Fig. 2 es que se ha incorporado un tercer punto de contacto.

\newpage

Los elementos se elaboraron a partir de un panel de poliuretano de 20 mm de espesor y un panel de poliuretano de 40 mm de espesor (2), en donde el poliuretano se había preparado de acuerdo con el Ejemplo 1 del documento US 5,538,779, y dos láminas de acero de 1 mm de espesor (1) pegando un adhesivo de contacto (neopreno) con pulverizador a temperatura ambiente, un panel a una lámina de metal y el otro panel a la segunda lámina de metal, y uniendo ambos ensamblajes a través de los puntos de contacto con forma de T (3), 40 mm de ancho, y posicionados a una distancia entre sí de 800 mm, como se muestra en la Fig. 2, y a través de los puntos de contacto con forma de T (3) y un punto de contacto adicional (3') en el centro, como se muestra en la Fig. 3, respectivamente. Los puntos de contacto son tiras de plástico de 3 mm de espesor y 40 de ancho (PE, PU o PVC, p. ej.).

Se ha de observar que las dos capas de núcleo tiene diferentes espesores. La razón es que esto reduce el efecto negativo de las frecuencias críticas características de las capas de revestimiento y núcleo una vez unidas entre sí.

Podrían incorporarse frenos de recorrido según fuese necesario.

El espacio de aire (4) se caracteriza por el espesor generado por los puntos de contacto (3) y la distancia D. La distancia D, según se ilustra en la Fig. 2 y en la Fig. 3 es por lo menos de 350 mm, preferiblemente 450 mm o lo más preferiblemente 600 mm o más, siempre y cuando pueda conservarse la integridad mecánica.

Una puerta fabricada de acuerdo con la presente invención logrará excelente estabilidad dimensional y al calor sin efecto de curvatura bajo temperatura diferencial. Proporcionará aislamiento térmico y excelente impacto y aislamiento de sonido en el aire - mejor que una construcción clásica con el triple de peso.

Con la elección adecuada del espesor y la rigidez del material de núcleo, se logrará excelente planitud y estética incluso con materiales de revestimiento muy delgados.

Ejemplo 2

Se construyó un elemento interlaminar de puerta de acuerdo con la invención, y se probó su aislamiento acústico.

2.1

La Fig. 4 ilustra una sección transversal y la composición de la puerta probada de una dimensión de 1050 mm x 2050 mm x 55 mm (véase también la Fig. 1 para leyenda). Los revestimientos (1) son láminas de acero de 1,5 mm de espesor.

El material de núcleo (2) es una espuma de aislamiento de ruido Dow, según lo descrito previamente en el documento US 5,538,779. La mitad superior tiene un espesor H 1 de 15 mm y la mitad inferior H 2 tiene un espesor de 35 mm.

Los puntos de contacto (3) están hechos de una tira de espuma de 30 mm de ancho, 5 mm de espesor y 2 050 mm de largo con un marco de madera de pino de 15 mm de ancho, 55 mm de espesor y corre por los cuatro lados del panel de la puerta para proveer rigidez y bordes duros.

Como se puede ver en la configuración de la Fig. 4, el marco de madera está íntegramente pegado con adhesivo de contacto de neopreno tanto al núcleo de espuma como a los revestimientos de acero, mientras que las tiras de espuma están solamente apoyadas allí para asegurar el contacto entre las dos mitades de material de núcleo (2) y no están pegadas.

El artículo de prueba tiene un peso medido de 57 kg, es decir, solamente 26 kg / m^{2}. El espesor total es de 58 mm.

A pesar de su muy bajo peso y de su espesor reducido, el panel o elemento de puerta de acuerdo con la invención, cuya sección transversal se ilustra en la Fig. 4, logra un desempeño de aislamiento de sonido asombrosamente alto de Rw = 49 dB , R rosa = 47 dB (A) y R ruido de la calle = 41 dB (A).

Ninguno de los paneles de puerta disponibles de dicho peso y espesor viene con tal nivel de desempeño.

Esto se compara, por ejemplo, con un muro de concreto sólido de 90 mm de espesor, 207 kg / m^{2}, que logra un aislamiento de sonido de R = 47 dB.

2.2

La Fig. 5 ilustra la misma sección transversal de la puerta, pero para esta segunda prueba, las tiras de puntos de contacto (3), tanto en el centro como en los laterales, se han pegado con adhesivo de contacto a ambos laterales del material de núcleo (2). Este método de fijación otorga más rigidez al elemento.

Según lo esperado, la distancia D reducida de 1020 mm (prueba 1) a 465 mm (prueba 2) entre los puntos de contacto afecta en alguna medida el desempeño del aislamiento de sonido, que permanece muy alto y todavía dentro del alcance de la invención.

Rw = 45 dB; R rosa = 44 dB (A), R ruido de la calle = 37 dB (A).

2.3 y 2.4. Las Figuras 6 y 7 ilustran secciones transversales mejoradas de paneles de puertas de acuerdo con la invención, como adecuadas para industrialización.

2.3. En la Fig. 6, los revestimientos (1) son relativamente rígidos o rígidos (tablones de madera contrachapada, por ejemplo), por lo tanto la necesidad de reforzar este tipo es opcional y depende de la extensión D. Las dos mitades del núcleo (las dos capas de núcleo (2)) tienen diferentes espesores H1 y H2. Los puntos de contacto (3) dejan un espacio de aire (4), y un marco (7) corre alrededor del panel de puerta.

2.4. En la Fig. 7, los revestimientos (1) son láminas delgadas (acero de 0, 6 mm de espesor, por ejemplo). Por consiguiente, es necesario rigidizar los revestimientos mediante perfiles en U (6) que se sueldan o pegan a los revestimientos.

Dado que los perfiles con forma de U (6) están incrustados en el núcleo de espuma, su propio patrón de vibración se reduce por la fuerte capacidad de amortiguación del núcleo de espuma. Se ha de entender que otras formas, como perfiles en T o cualquier otro perfil (de aluminio, acero, plástico, madera, etc.) que proporcione un efecto de rigidez adecuado debido a su momento de inercia y módulo específico, son también aceptables.

El espacio de aire (4) es muy fino y se genera por el espesor del marco de metal (7), que en este caso específico reemplaza las tiras usualmente utilizadas como puntos de contacto (3) y forma "puentes" entre las capas de núcleo. Las dos capas o mitades del material de núcleo (2) tienen el mismo espesor (H1 = H2).

Algunas veces, es más conveniente hacer correr el perfil (o perfiles) de rigidez paralelo al ancho del elemento interlaminar y no a la altura. Las disposiciones diagonales y cruzadas son, desde ya, aceptables también.

Ejemplo 3

El ensamblaje de un elemento interlaminar de acuerdo con la invención para la aplicación como un elemento de división se muestra esquemáticamente en la Fig. 8. El elemento interlaminar, una vez ensamblado, se muestra en la Fig. 9. Los números (1) se refieren a las capas de revestimiento, (2) a las capas de núcleo y (3) a los puntos de contacto que, en este caso, pertenecen al material de núcleo propiamente dicho, ya que el espacio (4), con 2 mm de espesor, se fabrica en un solo panel.

Estos nuevos elementos interlaminares se elaboraron a partir de un panel de poliuretano de 25 mm de espesor (de acuerdo con el documento US 5,538,779) (2) y dos paneles de madera de 15 mm de espesor (1) pegando con un adhesivo de contacto a base de neopreno. Los puntos de contacto, que forman parte del cuerpo del núcleo, tienen 15 mm de ancho.

Preferiblemente, el espacio no está exactamente posicionado en el centro del panel con el fin de evitar el efecto negativo acumulado de frecuencias críticas similares generado por los dos revestimientos cuando se someten a las frecuencias de ruido entre aproximadamente 50 Hz y 5000 Hz. En algunos casos, este efecto no es perjudicial, todo depende del espesor, del módulo y del factor de amortiguación de los revestimientos.

Ejemplo 4

En este ejemplo, se describe un elemento interlaminar de acuerdo con la invención que se va a aplicar como unidad de construcción. Con referencia a la Fig. 10, se observa que el núcleo de este elemento se fabrica de dos listones unidos de un material de espuma plástica dejando un espacio (4) que está centrado o preferiblemente descentrado. El elemento interlaminar tiene revestimientos de ladrillos de arcilla con forma de L que encapsulan el núcleo (2). Los ladrillos de revestimiento con forma de L crean un segundo espacio (5) a lo largo de los bordes verticales del elemento para proveer espacio para cables eléctricos, etc. En otra realización, el espacio (5) se usará para verter argamasa de unión.

Otra realización de un elemento interlaminar para la aplicación en la construcción de muros se demuestra en la Fig. 11. Los revestimientos (1) están hechos de ladrillos huecos. Las cavidades dentro de los ladrillos, p. ej., ranuras o espacios redondeados, se abren hacia el núcleo del elemento. El índice de perforación está aproximadamente entre 10% y 80%, preferiblemente encima de 30%. Esta disposición es característica de la invención y permitirá reducir la frecuencia de resonancia del sistema masa resorte masa, a la vez que provee beneficios de absorción de sonido.

Claims (17)

1. Un elemento interlaminar aislante de sonido de múltiples capas, que comprende capas de revestimiento (1) y un núcleo de espuma plástica (2) ubicado entre las capas de revestimiento (1) y unido a las capas de revestimiento (1), presentando el núcleo (2) una o más cavidades, en donde la cavidad/cavidades es/son un espacio/espacios (4,5) que está/están posicionado/s esencialmente paralelo/s a los revestimientos (1) y está/están ubicado/s dentro del núcleo (2), y el espacio/espacios está/están definido/s por dos capas de núcleo (2) y puntos de contacto (3) que proporcionan uniones estructurales entre las capas de núcleo (2) a la vez que los mantienen separados,

caracterizado porque

el material de núcleo (2) es material celular semirrígido que contiene más de 50%, preferiblemente más de 90% de celdas abiertas, y tiene una resistencia a la tracción de más de 50 kPa, preferiblemente más de 90 kPa, y una resistencia a la compresión de 5 a 200 kPa, preferiblemente de 15 a 80 kPa, a 10% de deformación.

2. El elemento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la distancia entre los puntos de contacto (3) es por lo menos 350 mm, y más preferiblemente es por lo menos 450 o incluso por lo menos 600 mm.

3. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en el que el material de la capa de núcleo (2) es una espuma de poliuretano.

4. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la capa de núcleo (2) comprende más de un tipo de espuma.

5. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las capas de revestimiento (1) tienen un espesor, cada una, de 0,5 a 200 mm, y la capa de núcleo de espuma (2) tiene un espesor de 5 a 500 mm, preferiblemente de 20 a 200 mm .

6. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las capas de núcleo (2) tienen espesores diferentes.

7. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el material de la capa de núcleo (2) tiene una resistividad de flujo de aire de 5 000 a 800 000 Ns/m4, preferiblemente de 5 000 a 300 000 Ns/m4.

8. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el material de la capa de núcleo (2) tiene un factor de pérdida de más de 0,1, preferiblemente más de 0,2.

9. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que se proveen frenos de recorrido en el caso de espacios largos (4,5) y/o capas de revestimiento delgadas (1) en por lo menos una de las capas de núcleo (2) y dentro del espacio con el fin de mantener las capas de núcleo (2) a una distancia determinada unas de otras.

10. El elemento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la distancia de los frenos de recorrido de la capa de núcleo opuesta (2) o la distancia de las capas de núcleo (2) entre sí, a 0% de deformación, es por lo menos 0,1 mm, y preferiblemente en el intervalo de 2 a 10 mm.

11. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el área de puntos de contacto total (3) se relaciona con el área total del elemento interlaminar en una relación de menos de 30%, preferiblemente menos de 15%.

12. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la capa de revestimiento (1) es una lámina de metal, preferiblemente una lámina de acero o aluminio, o una lámina de madera.

13. El elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que los puntos de contacto (3) son tiras de espuma plástica, plástico, metal o madera de un espesor de 0,5 a 5 mm y un ancho de 10 a 50 mm.

14. Procedimiento para la fabricación del elemento interlaminar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 fijando las capas de revestimiento (1) al núcleo de espuma plástica (2), donde el núcleo de espuma plástica (2) se produce uniendo las dos capas de núcleo (2) a través de puntos de contacto (3) a distancias predeterminadas, dejando así un espacio/espacios (4,5) entre las capas de núcleo (2) o fabricando primero dos capas de núcleo (2) en un modo tal que se formen puntos de contacto (3) a distancias predeterminadas como partes integrales de las capas de núcleo (2) y uniendo después las dos capas de núcleo (2) a través de los puntos de contacto (3) dejando un espacio/espacios (4,5) entre las capas de núcleo (2) o cortando el espacio o espacios (4,5) de un solo panel plástico de espuma.

15. Uso del elemento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en la construcción y otras industrias para mejorar las propiedades aislantes de sonido de edificios y/o maquinaria.

16. Uso de acuerdo con la reivindicación 15, en el que el elemento se utiliza como puerta, elemento de división o unidad de construcción.

17. Uso de acuerdo con la reivindicación 16, en el que el elemento se utiliza como ladrillo de arcilla o piedra de yeso.