ES2288505T3 - Hoja amortiguadora multicapa asi como procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Hoja amortiguadora multicapa (2) para amortiguar el ruido propagado por estructuras sólidas (insonorizar) en una pieza (1) que ha de ser amortiguada, como una chapa, en particular en una chapa de carrocería, en la que la capa inferior (3) orientada hacia la pieza (1) que ha de ser amortiguada presenta propiedades que son adecuadas para la adherencia de la hoja amortiguadora (2) en la pieza (1) que ha de ser amortiguada y la capa superior (4) no orientada hacia la pieza (1) que ha de ser amortiguada no tiene esta propiedad de adherencia, caracterizada porque la capa inferior (3) presenta numerosos orificios pasantes (7) con un porcentaje de orificios (porcentaje de agujeros) del 5 al 30 % y porque la capa inferior (3) presenta un grosor de aproximadamente 0, 3 mm a 1, 2 mm y la capa superior (4) presenta un grosor de aproximadamente 0, 8 mm a 2, 0 mm.
Description
Hoja amortiguadora multicapa así como
procedimiento para su fabricación.
La invención se refiere a una hoja amortiguadora
multicapa o una hoja insonorizante con las características del
preámbulo de la reivindicación 1.
Las hojas amortiguadoras o hojas insonorizantes
se usan para la insonorización, es decir, el aislamiento acústico
de chapas, en particular en la industria del automóvil. En
particular, las hojas amortiguadoras de este tipo deben poderse
colocar en las zonas de techo y laterales en el lado interior de una
carrocería y adherirse allí de forma firme y en toda la superficie.
Frecuentemente, las láminas amortiguadoras de este tipo son
recubiertas con barniz. La adherencia en toda la superficie se
consigue según el estado de la técnica porque la cara de la hoja
amortiguadora orientada hacia la chapa que ha de ser amortiguada es
provista de un adhesivo de fusión en caliente, realizándose un
tratamiento térmico después de la aplicación de la hoja
amortiguadora en la chapa que ha de ser amortiguada. Este
tratamiento térmico provoca la fusión del adhesivo de fusión en
caliente consiguiéndose esta forma la adhesión en toda la
superficie. Para poder mantener la hoja amortiguadora antes del
tratamiento térmico en su posición, en particular en la zona de
techo y en la zona lateral de una carrocería, una lámina
amortiguadora de este tipo se ha realizado según el estado de la
técnica de forma magnetizable. Para ello, se han incorporado hasta
la fecha piezas metálicas en forma de barras o tiras en la cara de
la hoja amortiguadora orientada hacia la chapa que ha de ser
amortiguada (documento DE3825494A1) o en la fabricación de la hoja
amortiguadora se ha mezclado polvo de ferrita o partículas
magnéticas o magnetizables en polvo similares (documento
DE3427916A1). Las láminas amortiguadoras realizadas de esta forma se
adhieren durante el tratamiento térmico a la chapa de la
carrocería, ya sea por sus propiedades magnéticas inherentes, ya sea
por imanes permanentes dispuestos en el otro lado de la chapa, que
atraen las partículas magnetizables en la lámina amortiguadora y,
por lo tanto, toda la hoja amortiguadora. Después de haberse
detectado que basta con equipar sólo un determinado grosor de capa
de esta forma, se ha propuesto usar una estructura multicapa, en la
que una capa inferior orientada hacia la chapa contenga partículas
magnéticas o magnetizables y una capa no orientada hacia la chapa,
que asume fundamentalmente la función amortiguadora, pueda quedarse
sin partículas de este tipo. Entre estas dos capas, que
generalmente presentan material de betún, puede estar incorporada
según el estado de la técnica una hoja flexible de aluminio o de
polietileno (documento EP0285740B1).
En particular, la capa que presenta las
partículas magnéticas o magnetizables orientada hacia la chapa que
ha de ser amortiguada, presenta una elevada masa por unidad de
superficie y determina, por lo tanto, en gran medida el peso total
de la hoja amortiguadora que ha de ser aplicada, sin que esta capa
contribuya fundamentalmente a la amortiguación.
Partiendo de ello, la invención tiene el
objetivo de mejorar una lámina amortiguadora como se ha explicado
anteriormente de tal forma que, sin perjudicarse el comportamiento
de aislamiento acústico y la aplicabilidad en la pieza que ha de
ser amortiguada, se reduzca la masa por unidad de superficie.
El objetivo se consigue según la invención
porque la capa inferior orientada hacia la pieza que ha de ser
amortiguada, como una chapa de carrocería, presenta numerosos
orificios pasantes en el sentido de una perforación.
Gracias a las características de las
reivindicaciones subordinadas, pueden realizarse variantes de la
invención.
Es especialmente ventajoso desde el punto de
vista de la técnica del sonido prever entre las dos capas una capa
intermedia de material no tejido o de papel Kraft.
En una forma de realización especial para
determinadas técnicas de fabricación es recomendable prever estos
orificios no sólo en la capa interior sino también en la capa
intermedia correspondiente, de modo que el material de la capa
superior pueda penetrar a través de los orificios en el momento de
su aplicación. Aun en el caso de que la masa por unidad de
superficie de la capa inferior sea un poco mayor en comparación con
una forma de realización en la que los orificios están llenados con
aire, la lámina amortiguadora puede realizarse en su conjunto de
forma más favorable, puesto que el material de la capa superior
puede aplicarse fácilmente en la capa inferior provista de la capa
intermedia, uniéndose muy bien a la capa inferior y a la capa
intermedia.
Como alternativa, la capa inferior también puede
estar realizada como capa adhesiva, que consigue una unión no
positiva, pero que en cambio puede volver a retirarse sin
destrucción, como es de por sí conocido por los documentos
DE3510932A1 o EP0195923B1.
En la fabricación de una hoja amortiguadora
según la invención, en un material en forma de hoja continua que
forma la capa inferior, tras su perforación se aplica en ésta por
contracolado o de otra forma un material en forma de hoja continua
que forma la capa superior. Si está prevista una capa intermedia,
ésta debe aplicarse por contracolado antes o después de la
perforación de la capa inferior en ésta última. El material no
tejido o el papel Kraft, que forma la capa intermedia, puede esta
realizada, por ejemplo, de forma adhesiva en las dos caras.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente con ayuda de los ejemplos de realización
representados en el dibujo.
Muestran:
la fig. 1 en una representación despiezada y en
perspectiva un detalle de una hoja amortiguadora según la invención
con vista de la cara orientada hacia la pieza que ha de ser
amortiguada;
la fig. 2 una vista en corte de una hoja
amortiguadora según una primera forma de realización colocada en
una chapa que ha de ser amortiguada;
la fig. 3 una vista en corte de una hoja
amortiguadora según una segunda forma de realización colocada en
una chapa que ha de ser amortiguada;
la fig. 4 una vista en corte de una hoja
amortiguadora según otra forma de realización colocada en una chapa
que ha de ser amortiguada;
la fig. 5 la dependencia de la temperatura del
factor de pérdida determinado según el ensayo de flexión por cargas
vibratorias de una forma de realización de una hoja amortiguadora
según la fig. 2.
La fig. 1 muestra una vista en perspectiva y
despiezada de una hoja amortiguadora 2 con vista a la cara 13
orientada hacia la pieza que ha de ser amortiguada de una capa
"inferior" 3 de la hoja amortiguadora 2 orientada hacia la
pieza que ha de ser amortiguada. La hoja amortiguadora 2 presenta,
además, una capa "superior" 4, no orientada hacia la pieza
que ha de ser amortiguada, así como una capa intermedia 5 a modo de
película, formada por material no tejido o papel Kraft entre las
capas 3 y 4 de la hoja amortiguadora 2. En la cara 13 orientada
hacia la pieza que ha de ser amortiguada puede estar aplicado un
adhesivo, como un adhesivo de fusión en caliente 12 o un adhesivo
de dispersión. La capa inferior 3 de la hoja amortiguadora 2 está
realizada al menos en la zona de esta cara 13 como un elemento que
consigue al menos de forma transitoria una unión no positiva con la
pieza que ha de ser amortiguada. Según una primera forma de
realización, en el material de la capa inferior 3 están
incorporadas partículas magnetizadas o magnetizables (por ejemplo,
en el sentido de DIN 17470 o DIN 50470), denominadas en lo sucesivo
de forma abreviada polvo de ferrita.
Para la reducción del peso, esta capa inferior 3
presenta orificios 7, de los que están representados algunos. Es
recomendable que estos orificios estén realizados en el sentido de
perforaciones de forma sencilla pasando por toda la capa inferior
3. Además, están previstas ventajosamente impresiones 11 en la cara
13 de la capa inferior 3, que están dispuestas de tal forma que
unen los orificios 7. Sirven para impedir durante el tratamiento
térmico para la activación del adhesivo de fusión en caliente 12 que
queden inclusiones de aire entre la pieza que ha de ser amortiguada
y la cara 13 de la capa 3. El dibujo superficial de las impresiones
11 no está limitado aquí al dibujo representado en la fig. 1. Es
esencial que las impresiones estén previstas para cada uno de los
orificios 7.
El porcentaje de agujeros de los orificios 7
asciende a entre el 5 y el 30% de la capa inferior 3.
Recomendablemente, la capa inferior 3 tiene un grosor de 0,3 a 1,2
mm, preferiblemente de 0,5 a 1 mm y está hecha preferiblemente de
un betún o de una mezcla de betún con una parte de polvo de ferrita
de aproximadamente entre el 50 y el 70% en peso. La capa superior 4
de la hoja amortiguadora 2, que no contiene partículas magnetizadas
o magnetizables de este tipo y que no está orientada hacia la pieza
que ha de ser amortiguada, tiene un grosor de aproximadamente 0,8 a
2 mm y está hecha recomendablemente también de betún de una mezcla
de betún. Esta capa superior 4 está firmemente unida a la capa
inferior 3 que presenta los orificios 7, por ejemplo, mediante
pegado o contracolado. Por razones de la técnica del sonido es una
ventaja considerable prever entre estas dos capas 3 y 4 una capa
intermedia 5 fina de material no tejido o papel Kraft. El grosor de
esta capa intermedia 5 es del orden de magnitud de 0,1 mm. Puede
estar aplicada por contracolado o pegado en la capa inferior 3, a
continuación de lo cual se aplica a su vez por contracolado o
pegado la capa superior 4 en ésta. Es ventajosa una capa intermedia
5 realizada de tal forma que sea adhesiva en las dos caras. Como se
explicará más adelante con ayuda de las fig. 2 y fig. 4, la capa
intermedia 5 puede ser continua (fig. 2) o puede presentar también
orificios (fig. 4).
La cara 14 no orientada hacia la pieza que ha de
ser amortiguada de la capa superior 4 de la hoja amortiguadora 2 es
la llamada cara visible, que en muchos casos de aplicación, en
particular en la amortiguación de chapas de carrocería, debe ser
recubierta con barniz. Por lo tanto, es recomendable que presente
otra capa de cubierta 6 (fig. 2 y 3), que estabiliza el
comportamiento de esta cara visible 14 a largo plazo. Para evitar
una adherencia durante el transporte o el almacenamiento, esta capa
de cubierta 6 puede estar formada por un recubrimiento
antiadherencia de por sí conocido; también puede estar formado por
un recubrimiento de dispersión, para reducir el efecto
exteriormente visible de amarilleo en caso de barnices protectores
claros. No obstante, esta capa de cubierta 6 no es necesaria cuando
no ha de temerse ni un peligro de adherencia ni un peligro de
amarilleo.
La fig. 2 muestra la aplicación de la hoja
amortiguadora 2 en una pieza que ha de ser amortiguada, en
particular una chapa 1. En el ejemplo de realización según la fig.
2 está prevista una capa intermedia 5 que no está perforada. De
esta forma se impide que el material de la capa superior 4 pueda
penetrar en los orificios 7, lo cual podría producirse durante la
acción de calor, pudiendo apreciarse esta penetración en la cara
visible 14 orientada hacia fuera. Esta forma de realización es
especialmente ventajosa cuando las dos capas 3 y 4 están fabricadas
de forma separada como material en forma de hoja continua, debiendo
aplicarse posteriormente una en otra por contracolado.
No obstante, es concebible otro modo de
fabricación, concretamente uno en el que, en caso de una capa 3
fabricada como material en forma de hoja continua, con orificios 7
allí previstos, se aplica directamente el material que forma la
capa 4, de modo que pueda penetrar por completo o en parte en los
orificios 7, como está representado mediante las penetraciones 9 a
modo de tapones. De esta forma queda garantizada una unión
extraordinariamente firme y buena entre las dos capas 3 y 4. Esto
está representado detalladamente en la fig. 3. Para poder conseguir
el factor de pérdida elevado generalmente deseado, también aquí es
recomendable prever una capa intermedia 5. Para poder conseguir
también penetraciones, es recomendable prever también en la capa
intermedia 5 orificios 8 correspondientes, alineados con los
orificios 7 en la capa inferior 3. No obstante, no es imprescindible
que estén alineados todos los orificios 7 en la capa inferior 3 con
un orificio 8 correspondiente en la capa intermedia 5. Esto sólo es
necesario en la medida en la que debe estar garantizada la unión
firme entre la capa inferior 3 y la capa superior 4. Hay que tener
en cuenta que las penetraciones 9 tienen mayor peso que las
inclusiones de aire en los orificios 7 de la forma de realización
según la fig. 2.
En la fig. 2, las partículas de polvo de ferrita
que originan las propiedades magnéticas o magnetizables de toda la
hoja amortiguadora 2 están representadas por puntos 10. Por
partículas de polvo de ferrita sólo deben entenderse las
inclusiones que pueden originar el efecto pretendido, es decir, la
adherencia de la hoja amortiguadora 2 en la chapa 1 que ha de ser
amortiguada, al menos durante el tratamiento térmico después de
colocar la hoja amortiguadora 2 en la chapa 1 para conseguir la
unión firme mediante un adhesivo de fusión en caliente, como se ha
explicado anteriormente. Esta adherencia puede ser originada por la
propiedad magnética inherente de estas partículas 10 o por la
capacidad de actuar en combinación con imanes permanentes previstos
en el otro lado de la chapa 1.
No obstante, esta adherencia (por regla general
sólo provisional), también puede conseguirse por completo o en
parte mediante una llamada realización adhesiva de por sí conocida
de la capa inferior 3. Esta realización adhesiva, que permite una
unión plana no positiva de la hoja amortiguadora 2 a la chapa 1,
pudiendo retirarse la hoja amortiguadora 2, no obstante, por
completo sin destrucción, puede conseguirse en particular porque la
capa en la cara 13 orientada hacia la chapa 1 o en la sección
adyacente presenta una estructura de capa con un poliuretano
fuertemente subreticulado. En el caso de betún, en particular de
betún oxidado, esto puede conseguirse mediante la mezcla de
propileno atáctico con una proporción de polipropileno atáctico a
betún de aproximadamente 1:3. Al mezclar el material para la capa
inferior 3, es ventajoso que la viscosidad en estado fundido a
180ºC ser de aproximadamente 50.000 mPa\cdots y más con un valor
de penetración según DIN 1995 entre 15 y 55, preferiblemente entre
35 y 55.
Para ilustrar la función insonorizante de la
hoja amortiguadora 2, la fig. 5 muestra el resultado de un ensayo de
flexión por cargas vibratorias, medido según DIN 53440 a una
frecuencia de 200 Hz.
Según la invención, también es posible realizar
la capa inferior 3 tanto de forma adhesiva como proveerla de
partículas de ferrita.
Respecto a la reducción de peso que puede
conseguirse hay que indicar que las hojas amortiguadoras de una
capa o de dos capas convencionales, que consiguen factores de
pérdida de más de 0,1 a temperaturas de 0ºC a 35...40ºC, tienen un
peso por metro cuadrado que asciende a 5 kg/m^{2} y más. En caso
de aplicar la presente invención, estos pesos por metro cuadrado
pueden reducirse en conjunto claramente a aproximadamente 4,2
kg/m^{2} y menos.
Claims (20)
1. Hoja amortiguadora multicapa (2) para
amortiguar el ruido propagado por estructuras sólidas (insonorizar)
en una pieza (1) que ha de ser amortiguada, como una chapa, en
particular en una chapa de carrocería, en la que la capa inferior
(3) orientada hacia la pieza (1) que ha de ser amortiguada presenta
propiedades que son adecuadas para la adherencia de la hoja
amortiguadora (2) en la pieza (1) que ha de ser amortiguada y la
capa superior (4) no orientada hacia la pieza (1) que ha de ser
amortiguada no tiene esta propiedad de adherencia,
caracterizada porque la capa inferior (3) presenta numerosos
orificios pasantes (7) con un porcentaje de orificios (porcentaje
de agujeros) del 5 al 30% y porque la capa inferior (3) presenta un
grosor de aproximadamente 0,3 mm a 1,2 mm y la capa superior (4)
presenta un grosor de aproximadamente 0,8 mm a 2,0 mm.
2. Hoja amortiguadora según la reivindicación 1,
caracterizada porque la capa inferior (3) presenta
impresiones (11) en la cara (13) orientada hacia la pieza (1) que
unen los orificios (7) entre sí.
3. Hoja amortiguadora según la reivindicación 1
ó 2, caracterizada porque entre la capa inferior y superior
(3, 4) está prevista una capa intermedia (5) fina, a modo de
película.
4. Hoja amortiguadora según la reivindicación 3,
caracterizada porque la capa intermedia (5) presenta
orificios (8) alineados con los orificios (7) en la capa inferior
(3).
5. Hoja amortiguadora según la reivindicación 3
ó 4, caracterizada porque la capa intermedia (5) es una capa
de material no tejido o de papel Kraft.
6. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque la capa
intermedia (5) está provista en las dos caras de una capa adhesiva
para la unión a la capa inferior y superior (3, 4).
7. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la capa inferior
(3) contiene partículas magnéticas o magnetizables (10).
8. Hoja amortiguadora según la reivindicación 7,
caracterizada porque las partículas (10) están presentes en
un porcentaje entre el 50 y el 70% en peso.
9. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la capa inferior
(3) presenta en su cara (13) orientada hacia la pieza (1) una capa
de adhesivo de dispersión o de adhesivo de fusión en caliente
(12).
10. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque la capa superior
(4) presenta en su cara (14) no orientada hacia la pieza (1) un
recubrimiento de dispersión, un recubrimiento antiadherencia o una
capa de cubierta de superficie (6) similar.
11. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el material
base de la capa superior (4) y/o inferior (3) es un material de
betún.
12. Hoja amortiguadora según la reivindicación
2, caracterizada porque la capa intermedia (5) tiene un
grosor de aproximadamente 0,1 mm.
13. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la hoja
amortiguadora (2) está dimensionada de tal forma que el factor de
pérdida ascienda a más de 0,1 a temperaturas de 0 a 35...40ºC,
siendo la masa por metro cuadrado inferior a 5 kg/m^{2},
preferiblemente inferior a 4,2 kg/m^{2}.
14. Hoja amortiguadora según una de las
reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque para la
realización como hoja amortiguadora (2) adhesiva, que puede
retirarse sin destrucción, originándose a pesar de ello una unión
no positiva a la pieza (1), la capa inferior (3) presenta al menos
en la sección orientada hacia la pieza (1) una estructura de capa
formada por un poliuretano fuertemente subreticulado.
15. Hoja amortiguadora según la reivindicación
14, caracterizada porque la capa inferior (3) es una mezcla
de betún, en particular betún oxidado y de polipropileno atáctico
(APP).
16. Hoja amortiguadora según la reivindicación
15, caracterizada por una proporción de polipropileno
atáctico a betún de aproximadamente 1:3.
17. Hoja amortiguadora según la reivindicación
15 ó 16, caracterizada por una viscosidad de la masa fundida
a 180ºC de \geq 50000 mPa.s y un valor de penetración según DIN
1995 entre 15 y 55, preferiblemente entre 35 y 55.
18. Procedimiento para la fabricación de una
hoja amortiguadora multicapa (2) según una de las reivindicaciones
precedentes, con las etapas:
fabricación de una capa (3) que es adecuada para
la adherencia en una pieza (1) que ha de ser amortiguada,
perforación de esta capa (3) y
aplicación, en particular aplicación por
contracolado, de otra capa superior (4) en la capa inferior (3)
indicada en primer lugar.
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
caracterizado porque, antes o después de la perforación, una
capa intermedia (5) fina, flexible se aplica en la capa inferior (3)
indicada en primer lugar, en particular mediante contracolado.
20. Procedimiento según la reivindicación 18 ó
19, caracterizado por la impresión de cavidades en la capa
inferior (3) indicada en primer lugar en su cara (13) que después de
la aplicación de la capa superior (4) no está orientada a ésta, de
modo que éstas unan entre sí los orificios (7) formados por la
perforación.
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