FR2560953A1 - Self adherent sound absorbing panel - Google Patents

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Abstract

A selfadherent sound absorbing material comprises a metal sheet up to 0.5 mm thick, a sound absorbing viscoelastic plastics layer, an organic foam layer of max. thickness 10 mm, an adhesive layer and a removable sepn. sheet. The novel feature is that the metal sheet is bonded to the organic foam layer by a thermably crosslinkable adhesive based on a polyacrylate ester serving as sound absorbing plastics layer of max. thickness 500 micron. The foam layer is made of extruded polystyrene of fireproofness class B1.

Description

Elément antirésonnant autocollant
L'invention a pour objet un élément antirésonnant constitué de cinq couches.Self-adhesive anti-resonance element
The invention relates to an anti-resonant element consisting of five layers.

De tels éléments sont utilisables pour amortir les vibrations propres de surfaces métalliques, comme par exemple pour supprimer les résonnances de revêtements de façade de grande surface en tôle d'aluminium ou d'a-cier. Such elements can be used to dampen the inherent vibrations of metal surfaces, such as for example to suppress the resonance of large surface facade coatings made of aluminum sheet or steel.

Il est connu que des plaques composites constituées de deux plaques à module d'élasticité élevé et qui sont reliées entre elles par une couche viscoélastique, possèdent de bonnes propriétés d'amortissement. Les plaques composites peuvent être symétriques avec des épaisseurs de plaques égales mais elles peuvent également être asymétriques dans le cas d'épaisseurs de plaques différentes à module d'élasticité élevé. A partir de ces connaissances, on a développé des revêtements constitués par une couche viscoélastique amortissante, revêtus par une mince feuille metallique et collés sur des tôles métalliques.It is known that composite plates made up of two plates with a high modulus of elasticity and which are linked together by a viscoelastic layer, have good damping properties. The composite plates can be symmetrical with equal plate thicknesses but they can also be asymmetrical in the case of different plate thicknesses with high elastic modulus. From this knowledge, coatings consisting of a shock absorbing viscoelastic layer have been developed, coated with a thin metal sheet and bonded to metal sheets.

On connait par la DE-OS 29 43 071 une plaque composite constituée de cinq couches pour obtenir l'amortissement de la résonnance de surfaces métalliques. Elle est constituée d'une. feuille métallique d'une épaisseur maximale de 0,5 mm, d'une couche amortissant les sons d'épaisseur maximale de 5 mm établie en une matière thermoplastique, d'une couche de matériau mousse organique d'une épaisseur maximale de 10 mm. d'une couche de colle et d'une feuille de séparation. La couche de matière plastique est constituée en particulier de copolymeres à base d'un ester de vinyle ainsi que par des copolymères d'un ester de l'acide acrylique.En tant que couche de colle, on utilise par exemple une colle adhésive à base d'un ester de l'acide acrylique que l'on revêt de papier silico nisé En tant que couche de mousse, on utilise de la mousse de polystyrène. La plaque composite est facilement mise en forme en raison du fait qu'elle est autocollante et fait preuve d'une bonne adhésion sur les surfaces métalliques dont on veut supprimer la résonnance. Elle fait preuve, après mise en place, d'un relativement bon comportement amortissant. Comme inconvénient, on peut signaler que le facteur de perte mesuré d'après DIN 53 440 diminue considérablement dans le temps, c'est-å-dire que le comportement amortissant se dégrade avec le temps.Une cause de cette dégradation réside éventuellement dans le fluage froid du matériau d'amortissement thermoplastique qui peut conduire à une recristallisation. A cela s'ajoute le fait que la résistance aux intempéries (test de transpiration à l'eau selon DIN 50 017 > n'est pas suffisante pour un certain nombre d'applications dans les constructions de grandes hauteurs. DE-OS 29 43 071 discloses a composite plate made up of five layers to obtain damping of the resonance of metal surfaces. It consists of one. metallic foil with a maximum thickness of 0.5 mm, a sound-absorbing layer with a maximum thickness of 5 mm made of a thermoplastic material, with a layer of organic foam material with a maximum thickness of 10 mm. a layer of glue and a separation sheet. The plastic layer consists in particular of copolymers based on a vinyl ester and also on copolymers of an acrylic acid ester. As an adhesive layer, for example an adhesive adhesive based on an ester of acrylic acid which is coated with siliconized paper. As the foam layer, polystyrene foam is used. The composite plate is easily shaped due to the fact that it is self-adhesive and shows good adhesion to metal surfaces whose resonance is to be suppressed. It shows, after installation, a relatively good damping behavior. As a drawback, it can be pointed out that the loss factor measured according to DIN 53 440 decreases considerably over time, that is to say that the damping behavior degrades over time. A cause of this degradation possibly lies in the cold creep of the thermoplastic damping material which can lead to recrystallization. Added to this is the fact that the weather resistance (water perspiration test according to DIN 50 017> is not sufficient for a certain number of applications in constructions of great heights.

L'invention a pour but de fournir un élément antirésonnant amélioré dont la constitution comporte également cinq couches mais qui ne présente plus les inconvénients décrits. The object of the invention is to provide an improved anti-resonance element, the constitution of which also comprises five layers, but which no longer has the disadvantages described.

Pour ce faire, on relie la feuille métallique (1) à la couche de matière organique mousse (3) en polystyrène extrudé de la catégorie d'ignifugation 81 à l'aide d'une colle devant etre réticulée thermiquement, à base d'un ester de l'acide polyacrylique, en tant que couche de matitre plastique amortissant les sons d'une épaisseur pouvant atteindre 500 Mm (21.  To do this, connect the metal sheet (1) to the layer of foam organic material (3) made of extruded polystyrene of fireproofing category 81 using an adhesive to be crosslinked thermally, based on a polyacrylic acid ester, as a layer of sound absorbing plastic, up to 500 mm thick (21.

La colle est constituée de préférence d'un mélange d'esters de l'acide polyacrylique modifié avec des résines synthétiques et/ou des résines naturelles, lesdits esters étant disperses dans l'eau et additionnés à titre d'agents de réticulation d'un polyisocyanate dissous dans le toluène. La couche amortissant les sons constituée par cette colle est réticulée à l'issue d'un stockage de 4 à 5 jours à la température ambiante et ne peut plus être appliquée par fusion. Elle conserve toutefois sa force d'adhésion et ses propriétés viscoélastiques.- La même colle peut egalement être utilisée pour la couche de colle d'adhésion (4). The adhesive preferably consists of a mixture of polyacrylic acid esters modified with synthetic resins and / or natural resins, said esters being dispersed in water and added as crosslinking agents of a polyisocyanate dissolved in toluene. The sound-absorbing layer formed by this adhesive is crosslinked after storage for 4 to 5 days at room temperature and can no longer be applied by fusion. However, it retains its adhesive strength and its viscoelastic properties. The same glue can also be used for the layer of adhesion glue (4).

L'élément antirésonnant conforme à l'invention est représenté en coupe à la figure unique. Il est constitué d'une feuille métallique (1), de préférence en aluminium et d'une épaisseur maximale de 0,5 mm, d'une couche (2) fortement amortissante des sons constituée par une colle réticulable thermiquement à base d'ester de l'acide polyacrylique d'une épaisseur maximale de 500 pm, d'une couche
(3) de matière mousse organique en polystyrène extrudé de la classe d'ignifugation B1 d'une épaisseur maximale de 10 mm, d'une couche de colle adhésive (4) et d'une feuille de séparation (5) constituée par un polymère non polaire, comme par exemple le polyéthylène ou en papier, de préférence siliconisé. The anti-resonance element according to the invention is shown in section in the single figure. It consists of a metal sheet (1), preferably of aluminum and with a maximum thickness of 0.5 mm, of a layer (2) strongly absorbing sounds constituted by a thermally crosslinkable adhesive based on ester. polyacrylic acid with a maximum thickness of 500 µm, a layer
(3) organic foam material in extruded polystyrene of fireproofing class B1 with a maximum thickness of 10 mm, a layer of adhesive glue (4) and a separating sheet (5) consisting of a polymer non-polar, such as for example polyethylene or paper, preferably siliconized.

L'efficacité de l'élément conforme à l'invention est illustre par l'exemple suivant auquel l'invention n'est toutefois pas limitée. The effectiveness of the element according to the invention is illustrated by the following example to which the invention is not however limited.

EXEMPLE
Sur une feuille d'aluminium d'une épaisseur de 0,1 mm et sur un papier siliconisé, on applique respectivement une couche d'une épaisseur de 200 Ljm d'un mélange constitué par une dispersion aqueuse du commerce d'un mélange d'esters de l'acide polyacrylique modifié avec des résines naturelles et d'un agent de réticulation également du commerce constitué par un polyisocyanate aromatique dissous dans le toluène.Après évaporation des solvants à environ 60il, on applique sur un côté d'une couche de matériau mousse d'une épaisseur de 3 mm en polystyrène extrudé de la classe d'ignifugation B1 la feuille d'aluminium revetue de colle et on applique sur l'autre côté de cette couche le papier au silicone revêtu de colle. L'élé- ment antirésonnant ainsi constitué est collé, après avoir enlevé le papier au silicone, sur une tôle d'acier d'une épaisseur de 1 mm. Une partie de cette plaque est soumise, à l'intérieur d'une enceinte à temperature et humidité réglables, au test de transpiration à l'eau selon DIN 50 017. Au bout de 120 heures, il n'y a aucun phénomène de détachement ou de séparation des diverses couches.Une autre partie sert à déterminer le facteur de perte selon
DIN 53 440 à 20'C et 200 Hz. Il est de ,28. Une troisieme partie est utili- sée pour la détermination du facteur de perte après un stockage à 20'C pendant 3 mois. Par rapport au facteur de perte présenté par l'élément n'ayant pas subi de stockage, le facteur de perte descend cette fois-ci seulement à une valeur de 0,26. La modification du facteur de perte est tellement faible qu'il est possible de considérer comme pratiquement inchangé le comportement amortissant.EXAMPLE
On a sheet of aluminum with a thickness of 0.1 mm and on a siliconized paper, a layer of a thickness of 200 Ljm of a mixture is respectively applied, consisting of a commercial aqueous dispersion of a mixture of esters of polyacrylic acid modified with natural resins and a cross-linking agent also commercially available consisting of an aromatic polyisocyanate dissolved in toluene. After evaporation of the solvents at about 60 μl, a layer of material is applied to one side 3 mm thick foam of extruded polystyrene of fireproofing class B1, the aluminum foil coated with adhesive and the silicone paper coated with adhesive is applied to the other side of this layer. The anti-resonance element thus formed is glued, after removing the silicone paper, to a steel sheet with a thickness of 1 mm. Part of this plate is subjected, inside an enclosure at adjustable temperature and humidity, to the water transpiration test according to DIN 50 017. After 120 hours, there is no detachment phenomenon. or separation of the various layers. Another part is used to determine the loss factor according to
DIN 53 440 at 20'C and 200 Hz. It is. 28. A third part is used to determine the loss factor after storage at 20 ° C for 3 months. Compared to the loss factor presented by the element not having undergone storage, the loss factor this time only drops to a value of 0.26. The change in the loss factor is so small that it is possible to consider the damping behavior as practically unchanged.

A titre de comparaison, on colle sur une tôle d'acier d'une épaisseur de 1 mm une plaque composite fabriquée selon la DE-OS 29 43 071 et constituée d'une feuille d'aluminium d'une épaisseur de 0,1 mm, d'une couche amortissante d'une épaisseur de 200 pm en acétate de polyvinyle modifié et d'une couche de 3 mm d'épaisseur en polystyrène extrudé, le collage étant effectué à l'aide d'une colle adhésive à base d'ester de l'acide polyacrylique. La résistance aux intempéries de la plaque composite selon l'état de la technique est plus faible que celle de l'élément antiresonnant conforme à l'invention. Dans le cas du test de transpiration à l'eau, on constate après 120 heures un détachement de la feuille d'aluminium. Le facteur de perte à 20-C et 200 Hz est de 0,20 dans le cas de l'élément non soumis au stockage. Après un stockage de trois mois à 20'C. ce facteur est descendu à 0,06. Le comportement amortissant s'est par conséquent fortement dégradé par suite du vieillissement. By way of comparison, a composite plate manufactured according to DE-OS 29 43 071 and made of aluminum foil with a thickness of 0.1 mm is bonded to a steel sheet 1 mm thick. , a shock absorbing layer 200 μm thick in modified polyvinyl acetate and a layer 3 mm thick in extruded polystyrene, the bonding being carried out using an adhesive adhesive based on polyacrylic acid ester. The weather resistance of the composite plate according to the prior art is lower than that of the anti-resonant element according to the invention. In the case of the water transpiration test, there is a detachment of the aluminum sheet after 120 hours. The loss factor at 20-C and 200 Hz is 0.20 in the case of the element not subjected to storage. After three months storage at 20'C. this factor dropped to 0.06. The damping behavior has therefore deteriorated sharply as a result of aging.

Les essais ont montré que le problème du vieillissement dans le cas des éléments antirésonnants connus pouvait trouver sa solution de façon surprenante par l'utilisation d'une colle qui n'est plus thermoplastique après réticulation à titre de couche amortissante à la place d'une couche en matériau thermoplastique.  Tests have shown that the aging problem in the case of known anti-resonant elements could find its solution surprisingly by the use of an adhesive which is no longer thermoplastic after crosslinking as a damping layer instead of a layer of thermoplastic material.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Elément antirésonnant autocollant constitué d'une feuille de métal d'une épaisseur pouvant atteindre 0,5 mm, d une couche de matière plastique viscoélastique amortissant les sons, d'une couche de matériau mousse organique d'une épaisseur maximale de 10 mm, d'une couche de colle adhesive et d'une feuille de séparation amovible, caractérisé par le fait que la feuille métallique (1) est reliée à la couche < 3) de matériau mousse organique en polystyrene extrudé de la classe d'ignifugation 81 à l'aide d'une colle thermiquement réticulable à base d'ester de l'acide polyacrylique en tant que couche de matériau plastique (2) amortissant les sons d'une épaisseur maximale de 500 ijm.  1. Self-adhesive anti-resonance element consisting of a metal sheet with a thickness of up to 0.5 mm, a layer of viscoelastic plastic material which absorbs sound, a layer of organic foam material with a maximum thickness of 10 mm , a layer of adhesive glue and a removable separating sheet, characterized in that the metal sheet (1) is connected to the layer <3) of organic foam material made of extruded polystyrene of fireproofing class 81 using a thermally crosslinkable adhesive based on an ester of polyacrylic acid as a layer of plastic material (2) absorbing sounds with a maximum thickness of 500 μm. 2. Elément antirésonnant autocollant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la colle thermiquement réticulable est constituez par un melanged'esters de l'acide polyacrylique modifié par des résines synthétiques etSou des résines naturelles, dispersés dans l'eau et auxquels est ajouté à titre d'agent de réticulation, un polyisocyanate dissous dans le toluène. 2. self-adhesive anti-resonant element according to claim 1, characterized in that the thermally crosslinkable glue is constituted by a mixture of polyacrylic acid modified with synthetic resins and / or natural resins, dispersed in water and to which is added as a crosslinking agent, a polyisocyanate dissolved in toluene. 3, Elément antirésonnant autocollant selon lesrevendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la couche de matière plastique (2) amortissant les sons et la couche de colle adhésive (4) sont constituées du même matériau. 3, self-adhesive anti-resonance element according to claims 1 and 2, characterized in that the layer of plastic material (2) damping sounds and the layer of adhesive glue (4) are made of the same material. 4. Elément antirésonnant autocollant selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il est mis en oeuvre après réticulation de la colle par un sto- ckage d'au moins quatre jours à 20 e C  4. self-adhesive anti-resonance element according to claims 1 to 3, characterized in that it is implemented after crosslinking of the adhesive by storing it for at least four days at 20 ° C.
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