ES2935515T3 - Panel de atenuación acústica que tiene rendimientos mejorados en frecuencias bajas y medias - Google Patents

Panel de atenuación acústica que tiene rendimientos mejorados en frecuencias bajas y medias Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a un panel de atenuación acústica (1) que comprende: una capa principal (2) de material poroso y con dos caras opuestas; una capa de revestimiento (3) dispuesta sobre una de las dos caras de la capa principal; una película adhesiva (4), dispuesta en la interfaz entre la capa principal y la capa de recubrimiento para ensamblar la misma. La capa principal es un cuerpo de espuma de resina melamínica de densidad entre 6 y 6,8 kg/m3 y índice de porosidad entre 0,978 y 0,984; la capa de revestimiento es un tejido con una densidad entre 484 y 526 kg/m3 y una tasa de porosidad entre 0,771 y 0,817; la película adhesiva es una película hecha de un material termoplástico provista de orificios pasantes y que tiene una densidad superficial entre 40 g/m2 y 56 g/m2 (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Panel de atenuación acústica que tiene rendimientos mejorados en frecuencias bajas y medias
Campo técnico
La presente invención se refiere a un panel de atenuación acústica destinado para ser fijado a una pared de una pieza cuya transmisión acústica se desea reducir, con el fin de aumentar la reducción del ruido que atraviesa por la dicha pieza.
Esta pieza puede ser, especialmente, una ojiva de lanzador espacial, una estructura entre etapas de lanzador espacial, un fuselaje de avión, una edificación, un vehículo motorizado (por ejemplo, un automóvil) o un tren.
Estado de la técnica anterior
Los paneles de atenuación acústica son utilizados en numerosos campos para reducir la contaminación acústica.
En general comprenden una capa principal del tipo panal de abeja o de material poroso, así como una capa de revestimiento que recubre una de las dos caras opuestas de la capa principal (en este caso la cara del lado de la onda sonora incidente), estando estas dos capas pegadas entre sí mediante una película adhesiva. El panel está destinado para ser fijado a la pared de la pieza cuya transmisión acústica se desea reducir, realizándose la fijación por la otra de las dos caras de la capa principal del panel.
La capa principal y la capa de revestimiento tienen la función de contribuir a la absorción acústica del panel; por lo tanto, están hechas de materiales de absorción acústica.
La capa de revestimiento es además permeable al aire (puede ser, por ejemplo, una piel perforada). También tiene la función, en determinados casos de utilización que induce cambios de presión, de permitir la despresurización del aire atrapado en los alvéolos o cavidades de la capa principal como, por ejemplo, la despresurización en vuelo del aire atrapado en el suelo en los alvéolos o cavidades.
En determinados casos particulares, los paneles de atenuación acústica también deben estar diseñados para ser instalados en la zona caliente de una estructura. Por lo tanto, además de reducir la transmisión de ruido, deben resistir el calor.
Este es especialmente el caso de los lanzadores espaciales, los cuales están sometidos a un entorno acústico severo durante el despegue, debido a la emisión de chorros supersónicos de los propulsores de cohetes sólidos y su impacto en la plataforma de lanzamiento, así como a las elevadas temperaturas durante las fases de vuelo. La transparencia acústica de las piezas de tipo sándwich de la parte superior de los lanzadores conduce a niveles acústicos elevados en el interior del compartimiento de carga útil del lanzador, en el campo de baja frecuencia hasta el campo de alta frecuencia (frecuencias inferiores a 2000 Hz).
Cabe recordar a este respecto que los niveles acústicos especificados en el manual de usuario del lanzador ARIANE 5 son respectivamente de 131 dB y 136 dB en las bandas de octava de frecuencia de 63 Hz y 125 Hz. Los niveles acústicos inducidos aplicados a las cargas útiles en estos rangos de frecuencias están dimensionando, en particular para los equipos satelitales, especialmente los reflectores de antena ya que los reflectores son livianos y tienen sus primeros modos de vibración en estas bandas de frecuencia.
La solución adoptada para el lanzador ARIANE 5 en términos de atenuación del ruido es un panel acústico cuyo coeficiente de absorción acústica en función de la frecuencia se ilustra en la Figura 2. Este panel comprende, como capa principal, un cuerpo de espuma de resina de melamina de 10 cm de espesor con una masa superficial de 1026 g/cm2, un tejido como capa de revestimiento, y una película adhesiva para el ensamblaje de la capa de revestimiento sobre la capa principal. Como se puede constatar, el coeficiente de absorción acústica de este panel es inferior a 0,2 en la banda de octava de frecuencia de 63 Hz y es inferior a 0,5 en 125 Hz. Por tanto, el coeficiente de absorción acústica es demasiado bajo en los rangos de frecuencias bajas y medias, en particular en las bandas de octava de 63 Hz y 125 Hz.
El documento FR 2 979 281 A1 divulga un panel acústico que incluye varias capas, ensambladas por una película adhesiva.
Los inventores han buscado mejorar los rendimientos de atenuación acústica con el fin de diseñar un panel el cual tenga capacidades de absorción acústica más eficientes en los rangos de frecuencias bajas y medias, sin que sus rendimientos acústicos en frecuencias más elevadas sean degradados, y que disminuya al mismo tiempo el peso del panel.
Exposición de la invención
Para responder a esta necesidad, la invención tiene por objetivo en primer lugar un panel de atenuación acústica que comprende:
- una primera capa, denominada capa principal, hecha de un material poroso y que tiene dos caras opuestas;
- una segunda capa, denominada capa de revestimiento, dispuesta en una de las dos caras de la capa principal; - una película adhesiva dispuesta en la interfaz entre la capa principal y la capa de revestimiento, estando la capa principal y la capa de revestimiento ensambladas entre sí por la película adhesiva, siendo la película adhesiva una película provista de orificios pasantes y con una masa superficial comprendida entre 40 g /m2 y 56 g/m2; siendo el panel caracterizado porque la capa principal es un cuerpo de espuma de resina de melanina que tiene una densidad comprendida entre 6 y 6,8 kg/m3 y una tasa de porosidad comprendida entre 0,978 y 0,984;
porque la capa de revestimiento es un tejido que tiene una densidad comprendida entre 484 y 526 kg/m3 y una tasa de porosidad comprendida entre 0,771 y 0,817;
y porque la película adhesiva es una película hecha de un material termoplástico.
De preferencia, la capa principal de espuma de resina de melamina y la capa de revestimiento están ensambladas entre sí por laminación utilizando una película adhesiva. En otros términos, la película adhesiva está posicionada entre la capa principal y la capa de revestimiento, luego el apilamiento así obtenido se trata térmicamente con el fin de provocar la polimerización de la resina de la película adhesiva y aumentar la resistividad del conjunto.
En la presente exposición de la invención, la expresión «comprendido entre... y...» debe entenderse como que incluye bornes.
De preferencia, la capa principal tiene un espesor comprendido entre 9,5 cm y 11 cm, de preferencia igual a 10,16 cm. De preferencia, la capa de revestimiento tiene una resistividad comprendida entre 2021988 y 2471130 Ns/m4 y una resistencia al paso del aire (RPA) comprendido entre 707 y 865 N.s/m3.
De preferencia, la capa de revestimiento tiene un espesor inferior a 1 mm.
Según un modo de realización de la invención, la capa de revestimiento es un tejido realizado a partir de un hilo mixto compuesto de fibras de poliéster y fibras de algodón, siendo la relación de mezcla de las fibras de poliéster y de las fibras de algodón de preferencia de 50/50.
La melamina es un compuesto de fórmula química 1,3,5-triazina-2,4,6-triamina C3H6N6. Es especialmente utilizada para sintetizar polímeros en forma de espuma; el resultado de esta síntesis es entonces considerado espuma de resina de melamina.
Existen numerosas espumas de resina de melamina, según el o los polímeros que se utilicen con la melamina. Las espumas de resina de melamina tienen una alveolar de células abierta y, por lo tanto, son eficaces para absorber las ondas acústicas. La elección de la espuma de resina de melamina se realiza en función del destino del panel (zona caliente de una estructura o no), de su masa y sus capacidades de atenuación acústica.
De preferencia, la espuma de resina de melamina que forma la capa principal es un copolímero de formaldehído, melamina y bisulfito de sodio. Preferencialmente, la espuma de resina de melamina tiene una resistividad comprendida entre 9752 y 11196 N.s/m4 y una resistencia al paso del aire (RPA) comprendida entre 990,7 y 1137,3 N.s/m3. La capa de revestimiento está destinada para ser dispuesta en el lado de la onda sonora incidente. Está destinada a estar en contacto con el flujo aerodinámico o el medio gaseoso en el cual se desplazan las ondas sonoras por amortiguar. A título de ejemplo, está destinada a estar en contacto con la cavidad interna de la ojiva de un lanzador, con el fin de reducir el ambiente acústico mediante la absorción. La capa de revestimiento es un tejido y, por lo tanto, es permeable. Por tejido se entiende un material tejido el cual incluye hilos de trama e hilos de urdimbre los cuales se entrecruzan.
En la presente invención, la película adhesiva también contribuye, al igual que la capa principal y la capa de revestimiento, a la absorción acústica del panel.
La película adhesiva incluye orificios pasantes, los cuales permiten, especialmente, una despresurización del panel, necesaria cuando el panel está, por ejemplo, instalado en una estructura tipo ojiva de lanzador espacial, en una estructura entre etapas o incluso en una carlinga de un avión. De preferencia, la película adhesiva tiene una forma de tela de araña. Una forma posible de tela de araña es representada en la Figura 4. En esta forma de tela de araña, la película incluye orificios 6 pasantes de diferentes diámetros y dispersos de manera aleatoria. En la Figura 4, las partes sombreadas representan los orificios 6 pasantes.
De preferencia, la película adhesiva tiene un espesor comprendido entre 0,16 y 0,20 mm.
Según un modo de realización de la invención, la película adhesiva tiene, además de un espesor comprendido entre 0,16 y 0,20 mm, una temperatura de fusión comprendida entre 180 y 190 °C. De preferencia, la película adhesiva tiene además una calorimetría diferencial de barrido comprendida entre 175 °C y 185 °C y un índice de fluidez en caliente de volumen inferior a 2 cm3/10 minutos.
La temperatura de fusión de la película adhesiva se mide por el punto de fusión en un banco de Kofler; la calorimetría diferencial de barrido (o DSC para «differential scanning calorimetry» en inglés) se mide según la norma ISO 11357; el índice de fluidez en caliente de volumen (MVR) se mide según la norma ISO 1133-1.
Según una variante preferida de la invención, los elementos del panel tienen las siguientes características:
- la capa (2) principal es un cuerpo de espuma de resina de melamina que tiene una masa superficial comprendida entre 600 g/m2 y 680 g/m2 de preferencia igual a 650 g/m2, y un espesor comprendido entre 9,5 cm y 11 cm;
- la capa (3) de revestimiento es un tejido que tiene una masa superficial comprendida entre 110 y 130 g/cm2, de preferencia igual a 120,75 g/cm2, y un espesor comprendido entre 0,3 y 0,4 mm, de preferencia igual a 0,35 mm;
- la película (4) adhesiva tiene una masa superficial comprendida entre 40 g/m2 y 56 g/m2, de preferencia igual a 52 g/m2.
El panel de atenuación acústica según la invención puede ser utilizado en numerosos campos donde se busque la reducción de la contaminación acústica, como, por ejemplo, en el campo espacial y aeronáutico (lanzadores espaciales, aviones, helicópteros, etc.), pero también en la industria automovilística, naval, ferroviaria (los trenes de gran velocidad), y las edificaciones.
Por tanto, la invención también se refiere a una pieza que tiene una pared sobre la cual se fija un panel tal como se define según la invención, siendo esta pieza elegida entre una ojiva de lanzador espacial, una estructura entre etapas de un lanzador espacial, un fuselaje de un avión, una edificación, un vehículo motorizado (por ejemplo, un automóvil) y un tren.
En el contexto de la invención, los espesores indicados se miden mediante la técnica de pie corredera (calibre) para la espuma y con la ayuda de un micrómetro para el tejido. El espesor de la cola no se mide directamente: se determina a partir de la medición del panel una vez obtenido y restándolo del tejido y la espuma.
Las resistividades se miden mediante la técnica de la resistividad de un flujo de aire estático, por ejemplo, utilizando un aparato de medición de la resistividad (SIGMA Airflow Resistance Meter) de la marca Mecanum (Canadá-Quebec). Esta técnica está descrita en las normas ASTM C522-03 e ISO-9053-91.
La porosidad y la densidad se miden según el método de la masa faltante, publicado en Journal of Applied Physics 101 (12), 2007. Se puede, por ejemplo, utilizar un aparato de medición de la densidad y de la porosidad («porosity/density meter») de la marca Mecanum (Canadá-Quebec).
La tortuosidad se mide según un método de medición por transmisión siguiendo la teoría de Biot, con la ayuda por ejemplo de un aparato de medición de la tortuosidad («tortuosity meter») de la marca Mecanum (Canadá-Quebec).
Las mediciones de absorción acústica siguen los estándares ASTM E1050 e ISO 10534-2; se pueden efectuar con la ayuda de un tubo de impedancia (diámetro 100 mm), por ejemplo, de la marca Mecanum (Canadá-Quebec).
Breve descripción de los dibujos
Otras ventajas y características de la invención aparecerán mejor con la lectura de la siguiente descripción detallada de formas de realización preferidas de la misma, dada a título de ejemplo no limitativo, y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, entre los cuales:
- la Figura 1 representa un panel de atenuación acústica según la invención, según una vista en sección, dispuesto contra una pared;
- la Figura 2 representa el coeficiente de absorción acústica en función de las frecuencias, del panel de absorción acústica según la técnica anterior utilizada en ARIANE 5;
- la Figura 3 representa el coeficiente de absorción acústica en función de la frecuencia del panel de absorción acústica realizado según un modo de realización preferido de la invención;
- La Figura 4 es una representación esquemática, según una vista desde arriba, de una película adhesiva de tela de araña.
Se especifica que los diferentes elementos en la Figura 1 no están representados a escala.
Exposición detallada de modos de realización particulares
En la Figura 1 se representa un panel 1 de atenuación acústica según la invención. Incluye una capa 2 principal de un material poroso, una capa 3 de revestimiento y una película 4 adhesiva.
El panel 1 se representa posicionado contra una pared 5 de una estructura. Puede ser, por ejemplo, la pared interna de una ojiva de lanzador espacial.
El panel se puede integrar en la pared durante el diseño de la estructura o incluso se puede agregar más adelante.
Los inventores buscaron optimizar las características del panel de la técnica anterior, utilizado en la cavidad de carga útil del lanzador espacial ARIANE 5, que presenta un perfil de absorción, tal como el que se ilustra en la Figura 2. Más precisamente, los inventores buscaron diseñar un panel que tenga un coeficiente de absorción acústica de al menos 0,3 a 63 Hz y de al menos 0,55 a 125 Hz. La obtención de un coeficiente de 0,3 a 63 Hz, en efecto, permite reducir la presión en la banda de octava de la frecuencia central de 63 Hz en el interior de la cavidad de carga útil en un factor de 1,25 (es decir, una reducción de 2 dB con respecto a la solución de referencia del lanzador Ariane 5).
Para realizar esto, los inventores utilizaron especialmente, como material poroso para la capa principal de absorción acústica, una espuma de resina de melamina que tenga las características indicadas en la Tabla 1 de más abajo.
Tabla 1: características de la espuma de resina de melamina y del tejido laminado utilizados en un modo de realización preferido de la invención
Figure imgf000005_0001
La elección entre las espumas de resina de melamina existentes se realiza en función de las limitaciones de temperatura a las cuales debe resistir el panel, así como de las limitaciones de masa y, por supuesto, de las atenuaciones acústicas por alcanzar.
Lo mismo ocurre con el tejido y la película adhesiva, la elección se efectúa en función de las limitaciones de temperatura, masa y atenuación acústica. A este respecto, se precisa que las características del «tejido 11689C con efecto de laminación» indicadas en la tabla 1 de más arriba corresponden a las características de este tejido después de que ha sido sometido a una etapa de laminación con una película adhesiva.
A título de ejemplo, para una utilización del panel en una ojiva de lanzador espacial, los diferentes elementos del panel deben pasar las pruebas de calificación del ambiente espacial, es decir, las especificaciones ESA (para «European Cooperation for Space Standardizaron» en inglés).
La Tabla 2 de más abajo reagrupa algunas referencias ESA y el asunto al cual se relaciona cada referencia.
Tabla 2: algunas referencias ESA
Figure imgf000006_0001
La espuma de resina de melamina fabricada por la compañía BASF bajo el nombre Basotect™ adecuada para una utilización en una ojiva de lanzador espacial, una carlinga de avión, un tren o una edificación, ya que tiene una clasificación de fuego M1 (producto no inflamable). Esta espuma de resina de melamina particular es un copolímero de formaldehído, de melamina y de bisulfito de sodio.
El panel según el modo de realización preferido de la invención incluye una capa de melamina Basotect™ que lleva la referencia «UltraLight b» (o ULb), con un espesor de 4 pulgadas (es decir, 10,16 cm) y las características indicadas más arriba en la tabla 1.
La melamina denominada «UltraLight b» es una espuma derivada de la melanina utilizada actualmente en la industria espacial, pero es un 30 % más ligera que la Basotect™ convencional.
Según un modo de realización preferido, y con el fin de limitar el peso del panel, los inventores han elegido utilizar, como capa de revestimiento, el tejido que tiene las características indicadas en la Tabla 1 y un espesor inferior a 1 mm.
Los inventores han elegido una tela tejida (o tejido) para la capa de revestimiento, ya que las telas no tejidas tienen, en su mayor parte, sus fibras unidas entre sí por una resina termoplástica que no puede soportar una temperatura de 160 °C.
En este caso, la tela tejida utilizada en el modo de realización preferido es la fabricada por la compañía Victor Textile, ubicada en Canadá, bajo la referencia 11689C. Incluye las características indicadas en la tabla 1 y un espesor de 0,35 mm, y está realizada a partir de un hilo continuo texturizado con una mezcla de fibras de poliéster/algodón (50/50).
La tela tejida de referencia 11689C de Victor Textile presenta un coeficiente de absorción acústica de al menos 0,3 a 63 Hz y de al menos 0,55 a 125 Hz. Además, es ligera (masa superficial media de 120,75 g/cm2) y presenta una superficie sustancialmente lisa (más precisamente, tiene poco relieve de superficie y no hay fibras libres en la superficie), lo cual presenta la ventaja de garantizar una mejor adherencia con la espuma. Además, como no hay fibras libres en la superficie de la capa de revestimiento, esto evita, en el caso particular de ojivas de lanzadores espaciales, la emisión de partículas durante la ventilación forzada bajo la ojiva del lanzador y durante la fase de separación/expulsión del lanzador de media ojiva.
Con el fin de garantizar un buen mantenimiento de la capa de revestimiento (tejido) sobre la capa principal (espuma) y aumentar la resistencia al flujo de aire del panel de atenuación acústica, estos dos elementos se pegan entre sí mediante un procedimiento de laminación colocando una película adhesiva de material termoplástico en su interfaz.
Por lo tanto, la película adhesiva permitirá el pegado de estos dos elementos, pero también contribuirá a la atenuación acústica. Se elige de manera que incluya orificios pasantes para permitir que el aire se escape y para contribuir en el rendimiento de absorción acústica del panel. De preferencia, la película adhesiva tiene una forma de tela de araña («web» en inglés), por lo tanto, se ilustra un ejemplo en la Figura 4. En este caso, se va a utilizar un adhesivo termofusible de la compañía Protechnic.
La compañía Protechnic propone películas adhesivas termofusibles que llevan el nombre Thermoplast™ y disponibles en forma de películas sólidas o que presentan recortes según diferentes patrones (en forma de bandas, hexágonos, etc.) formando, por ejemplo, redes («nets» en inglés) o de tela de araña («webs» en inglés ).
En el modo de realización preferido, se utiliza una película termoplástica que lleva la referencia BB8, la cual tiene un patrón de «web» (filamentos superpuestos que dan la impresión de una tela de araña con recortes en forma de orificios de diferentes diámetros colocados de manera irregular) y la cual cumple con las exigencias de las pruebas de calificación del ambiente termomecánico espacial de ESA (cuyas referencias se indican más arriba en la tabla 2), siendo capaz de resistir a una temperatura de 185 °C.
Las pruebas han sido realizadas variando la densidad de la película termoplástica.
Se ha realizado un primer panel utilizando una película con una masa superficial de 40 g/m2 y se ha realizado un segundo panel utilizando una película con una masa superficial de 56 g/m2. Los resultados de absorción acústica obtenidos para un panel realizado con películas de 40 g/m2 (curva 2) y 56 g/m2 (curva 3) están representados en la Figura 3 (la curva 1 que representa el objetivo de atenuación acústica por alcanzar; se constata que la atenuación acústica es superior a la del panel de la técnica anterior utilizada en el lanzador de Ariane 5 y se presenta en la Figura 2). La absorción óptima se obtiene por interpolación con una masa superficial de 52 g/m2.
Comparando los rendimientos acústicos del panel de la técnica anterior utilizada en ARIANE 5 y los del panel realizado según el modo de realización preferido de la invención, se constata que la absorción acústica mejora en las bandas de baja frecuencia con una pérdida aceptable en frecuencias altas. Más particularmente, se constata que el panel según la invención satisface las condiciones específicas de absorción sonora de 0,3 y 0,55 respectivamente a 63 Hz y 125 Hz, ya que proporciona una absorción acústica de 0,35 a 63 Hz y de 0,62 a 125 Hz. Estas absorciones acústicas son superiores a las proporcionadas por el panel de referencia de la técnica anterior (véase la curva en la Figura 2), y son especialmente, superiores por un factor sustancialmente de 2 en la banda de frecuencia de la frecuencia central 63 Hz, la cual es una banda de frecuencia crítica para los lanzadores espaciales. Este factor 2 conduce a una reducción del ruido en el interior de la ojiva de un lanzador de 3 dB.
Por tanto. el panel realizado satisface las difíciles exigencias en términos de absorción acústica en las bandas de frecuencias bajas y medias, sin que sus rendimientos acústicos sean degradados en frecuencias más elevadas.
Además, el panel según la invención, para un mismo espesor de material de absorción acústica de espuma de resina de melamina, es un 30 % más ligero con respecto al de la técnica anterior. El hecho de haber reducido el peso del panel tiene la ventaja de mejorar los rendimientos en masa de carga útil del lanzador sobre el cual está destinado a ser aplicado.
Se acaba de describir un panel adecuado para una utilización en una ojiva de lanzador espacial. Pero se entiende que el panel según la invención puede adaptarse para una utilización en todo tipo de estructuras, como por ejemplo en un fuselaje de un avión, en un vagón de un tren de gran velocidad, en una edificación, etc.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Panel (1) de atenuación acústica que comprende:
- una primera capa, denominada capa (2) principal, realizada en un material poroso y con dos caras opuestas; - una segunda capa, denominada capa (3) de revestimiento, dispuesta sobre una de las dos caras de la capa principal; - una película (4) adhesiva dispuesta en la interfaz entre la capa principal y la capa de revestimiento, siendo la capa (2) principal y la capa (3) de revestimiento ensambladas entre sí por la película adhesiva, siendo la película adhesiva una película provista de orificios (6) pasantes y con una masa superficial comprendida entre 40 g/m2 y 56 g/m2; siendo el panel caracterizado porque la capa (2) principal es un cuerpo de espuma de resina de melamina que tiene una densidad comprendida entre 6 y 6,8 kg/m3 y una tasa de porosidad comprendida entre 0,978 y 0,984; porque la capa de revestimiento es un tejido que tiene una densidad comprendida entre 484 y 526 kg/m3 y una tasa de porosidad comprendida entre 0,771 y 0,817;
y porque la película adhesiva es una película hecha de un material termoplástico.
2. Panel según la reivindicación 1, en el cual la capa principal tiene un espesor comprendido entre 9,5 cm y 11 cm.
3. Panel según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el cual la capa de revestimiento tiene una resistividad comprendida entre 2021988 y 2471130 N.s/m4 y una resistencia al paso del aire (RPA) comprendida entre 707 y 865 N.s/m3.
4. Panel según la reivindicación 3, en el cual la capa de revestimiento tiene un espesor inferior a 1 mm.
5. Panel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual la capa de revestimiento es un tejido realizado a partir de un hilo mixto compuesto por fibras de poliéster y fibras de algodón, siendo la relación de mezcla de fibras de poliéster y fibras de algodón de preferencia de 50/50.
6. Panel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual la espuma de resina de melamina que forma la capa principal es un copolímero de formaldehído, de melamina y de bisulfito sódico.
7. Panel según la reivindicación 6, en el cual la espuma de resina de melamina tiene una resistividad comprendida entre 9752 y 11196 N.s/m4 y una resistencia al paso del aire (RPA) comprendida entre 990,7 y 1137,3 N.s/m3.
8. Panel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual la película (4) adhesiva tiene un espesor comprendido entre 0,16 y 0,20 mm.
9. Panel según la reivindicación 8, en el cual la película (4) adhesiva tiene una temperatura de fusión comprendida entre 180 y 190 °C.
10. Panel según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el cual:
- la capa (2) principal tiene una masa superficial comprendida entre 600 g/m2 y 680 g/m2 de preferencia igual a 650 g/m2;
- la capa (3) de revestimiento es un tejido que tiene una masa superficial comprendida entre 110 y 130 g/cm2, de preferencia igual a 120,75 g/cm2, y un espesor comprendido entre 0,3 y 0,4 mm;
- la película (4) adhesiva tiene una masa superficial igual a 52 g/m2.
11. Pieza que tiene una pared sobre la cual se fija un panel, tal como se define según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, siendo la dicha pieza elegida entre una ojiva de lanzador espacial, una estructura entre etapas de lanzador espacial, un fuselaje de un avión, una edificación, un vehículo motorizado y un tren.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6898901B2 (en) * 2001-02-22 2005-05-31 The Xlo Group Of Companies, Inc. Sound-absorbing composites and shield devices employing same
US7320739B2 (en) * 2003-01-02 2008-01-22 3M Innovative Properties Company Sound absorptive multilayer composite
DE102005006234B4 (de) * 2005-02-10 2007-07-19 Carcoustics Tech Center Gmbh Selbsttragende, Luftschall absorbierende Motorraumverkleidung für Kraftfahrzeuge
FR2888386B1 (fr) * 2005-07-07 2007-09-07 Faurecia Automotive Ind Snc Ensemble a mousse de tortuosite elevee, et application de celle-ci a l'insonorisation d'espaces clos
JP4767209B2 (ja) * 2007-03-30 2011-09-07 ニチアス株式会社 防音カバー
FR2922676B1 (fr) * 2007-10-23 2013-09-06 Cera Complexe de protection acoustique comprenant une couche poreuse densifiee
JP5459835B2 (ja) * 2008-08-08 2014-04-02 ニチアス株式会社 自動車用防音カバー
JP5459838B2 (ja) * 2009-09-18 2014-04-02 ニチアス株式会社 防音カバー及びその製造方法
CN103339669B (zh) * 2011-01-26 2015-03-25 霓佳斯株式会社 隔音材料及其制造方法、以及隔音成型体和隔音方法
FR2979281B1 (fr) * 2011-08-25 2013-08-23 Saint Gobain Adfors Revetement mural pour confort thermique et acoustique
JP6484408B2 (ja) * 2014-06-24 2019-03-13 ニチアス株式会社 防音材、及び防音カバーの製造方法
FR3032373B1 (fr) * 2015-02-05 2017-03-03 Cera Aps Procede de realisation d'un panneau de protection acoustique destine a recouvrir un moteur de vehicule automobile
CA2984162A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-10 3M Innovative Properties Company Sound and heat insulating blanket
JP6283044B2 (ja) * 2016-03-15 2018-02-21 ニチアス株式会社 防音カバー

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