IT202100005210A1 - HIGH EFFECTIVE ACOUSTIC DAMPER - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
?SMORZANTE ACUSTICO AD ALTA EFFICACIA? ?HIGH EFFECTIVE ACOUSTIC DAMPER?
SETTORE TECNICO TECHNICAL FIELD
La presente invenzione ? relativa ad uno smorzante acustico ad alta efficacia comprendente polvere di Poacee (Bambusoideae), in particolare, ad uno smorzante acustico del tipo in fogli. The present invention ? relating to a highly effective acoustic dampener comprising Poaceae (Bambusoideae) powder, in particular, to an acoustic dampener of the sheet type.
STATO DELL?ARTE ANTERIORE STATE OF THE ART
Com?? noto, gli smorzanti acustici sono generalmente costituiti da materiali viscoelastici di natura amorfa a base macromolecolare. I materiali viscoelastici hanno un modulo di elasticit? molto elevato a bassa temperatura e si presentano pertanto allo stato vetroso. All?aumentare della temperatura il modulo di elasticit? diminuisce progressivamente fino alla temperatura di transizione vetrosa. Il fattore di elasticit? ? direttamente correlato al fattore di perdita o smorzamento interno, anche indicato con la lettera greca ?. Tale smorzamento interno ? correlato al comportamento acustico, ovvero alla capacit? di smorzamento delle vibrazioni aventi una lunghezza d?onda nel campo dell?udibile umano. How?? It is known that acoustic dampers are generally made up of viscoelastic materials of an amorphous nature with a macromolecular basis. Do viscoelastic materials have a modulus of elasticity? very high at low temperatures and are therefore in a glassy state. As the temperature increases, the modulus of elasticity? progressively decreases up to the glass transition temperature. The elasticity factor? ? directly related to the internal damping or loss factor, also denoted by the Greek letter ?. This internal damping ? related to the acoustic behavior, or the ability? damping of vibrations having a wavelength in the human audible range.
Per migliorare lo smorzamento e quindi il comportamento di assorbimento delle vibrazioni dei materiali suddetti si procede, ad esempio, abbassando la temperatura di transizione vetrosa dei materiali viscoelastici. To improve the damping and therefore the vibration absorption behavior of the aforementioned materials, one proceeds, for example, by lowering the glass transition temperature of the viscoelastic materials.
Tra gli smorzanti acustici sono noti quelli comprendenti come materiale viscoelastico il bitume. In particolare, a tali smorzanti possono essere aggiunti come additivi svariate resine. Per migliorare ulteriormente le caratteristiche di smorzamento ? anche noto aggiungere agli smorzanti cariche lamellari come mica o grafite. Among the known acoustic dampers are those comprising bitumen as viscoelastic material. In particular, various resins can be added as additives to these dampers. To further improve the damping characteristics ? it is also known to add lamellar fillers such as mica or graphite to the dampers.
Sono in corso numerose ricerche per incrementare ulteriormente il potere smorzante con cariche similari a quelle lamellari, ma nessuno ha per ora trovato i materiali corretti per tale scopo. Numerous researches are underway to further increase the damping power with charges similar to lamellar ones, but no one has yet found the correct materials for this purpose.
OGGETTO DELL?INVENZIONE OBJECT OF THE INVENTION
Scopo della presente invenzione ? quello di realizzare uno smorzante acustico dalle propriet? smorzanti migliorate. Purpose of the present invention? to create an acoustic dampener from the properties? improved dampers.
Secondo la presente invenzione tale scopo viene raggiunto da uno smorzante acustico secondo la rivendicazione 1. According to the present invention this object is achieved by an acoustic dampener according to claim 1.
DESCRIZIONE DELL?INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
Nell?ambito della presente invenzione si intende per smorzante acustico, un composto comprendente un materiale viscoelastico adatto ad assorbire le vibrazioni aventi una lunghezza d?onda nel campo dell?udibile umano. Gli smorzanti acustici sono, ad esempio, utilizzati per il trattamento di superfici soggette a vibrazioni. Tali smorzanti acustici sono, ad esempio, utilizzabili nelle portiere o sul fondo scocca dei veicoli, ma anche per il trattamento acustico degli elettrodomestici. In the context of the present invention, acoustic damping means a compound comprising a viscoelastic material suitable for absorbing vibrations having a wavelength in the human audible range. Acoustic dampers are, for example, used for the treatment of surfaces subject to vibrations. These acoustic dampers can, for example, be used in the doors or on the underbody of vehicles, but also for the acoustic treatment of household appliances.
Gli smorzanti acustici della presente invenzione possono essere fabbricati in forma di fogli, oppure in pasta, per applicazioni su superfici soggette a vibrazioni. The acoustic dampers of the present invention can be manufactured in the form of sheets, or in pastes, for applications on surfaces subject to vibrations.
Si intende per materiale bituminoso o bitume un materiale viscoelastico costituito da residui della distillazione del petrolio greggio. By bituminous material or bitumen we mean a viscoelastic material made up of residues from the distillation of crude oil.
Si intende per cariche sostanze di varia natura che possono opzionalmente essere aggiunti ai materiali viscoelastici per migliorare le caratteristiche chimicofisiche degli smorzanti acustici. By fillers we mean substances of various kinds which can optionally be added to the viscoelastic materials to improve the chemical-physical characteristics of the acoustic dampers.
Gli smorzanti acustici realizzati secondo la presente invenzione comprendono almeno un materiale viscoelastico avente alto smorzamento interno. Preferibilmente il materiale viscoelastico ? un materiale bituminoso. Acoustic dampers made according to the present invention comprise at least one viscoelastic material having high internal damping. Preferably the viscoelastic material? a bituminous material.
Opzionalmente lo smorzante acustico pu? comprendere anche cariche quali ad esempio almeno una carica minerale scelta nel gruppo costituito da talco, carbonato di calcio, cenere di carbone o di biomasse, grafite o mica. Optionally the acoustic damping pu? also include fillers such as for example at least one mineral filler selected from the group consisting of talc, calcium carbonate, coal or biomass ash, graphite or mica.
Opzionalmente lo smorzante acustico pu? comprendere inoltre anche plastificanti o oli di origine naturale o altri polimeri come ad esempio SBR o PP. Optionally the acoustic damping pu? furthermore also include plasticizers or oils of natural origin or other polymers such as for example SBR or PP.
Lo smorzante acustico realizzato comprende inoltre polvere di Poacee, preferibilmente le Poacee sono Bambusoideae. Pi? preferibilmente le Bambusoideae sono bamboo o bamboo gigante. The acoustic dampener produced also comprises Poaceae powder, preferably the Poaceae are Bambusoideae. Pi? preferably the Bambusoideae are bamboo or giant bamboo.
Preferibilmente la polvere ? formata per pi? del 50% da particelle di dimensione compresa fra 1 e 100 micrometri, pi? preferibilmente di dimensione compresa fra 30 e 100 micrometri e viene direttamente aggiunta al materiale viscoelastico. Preferably the powder? formed for more of 50% from particles of size between 1 and 100 micrometers, more? preferably of a size comprised between 30 and 100 micrometres and is added directly to the viscoelastic material.
Vantaggiosamente la polvere deriva da una macinazione e viene addizionata in percentuali comprese tra il 5 % ed il 60 % in peso, pi? preferibilmente tra il 10 e il 50% in peso rispetto al peso dello smorzante acustico. Advantageously, the powder derives from grinding and is added in percentages between 5% and 60% by weight, more? preferably between 10 and 50% by weight with respect to the weight of the acoustic dampener.
Quando aggiunta in tali proporzioni la polvere permette di ottenere un incremento dello smorzamento come mostrato negli esempi riportati successivamente. When added in such proportions the powder allows to obtain an increase in damping as shown in the examples reported below.
Gli smorzanti acustici della presente invenzione possono vantaggiosamente essere utilizzati in forma di fogli, ad esempio come fogli calandrati fustellati a dima accoppiabili alla superficie da trattare mediante riscaldamento in forno oppure con colle autoadesive. Ad esempio vengono usati in veicoli e negli elettrodomestici. The acoustic dampers of the present invention can advantageously be used in the form of sheets, for example as template-punched calendered sheets which can be coupled to the surface to be treated by heating in an oven or with self-adhesive glues. For example, they are used in vehicles and household appliances.
Gli smorzanti acustici della presente invenzione possono essere utilizzati anche per costruire pannelli, ad esempio pannelli bistrato comprendenti un primo strato rigido in metallo, vetroresina o altro materiale ed un secondo strato formato dallo smorzante acustico, per aumentare le prestazioni acustiche ed estenderne l?applicazione. The acoustic dampers of the present invention can also be used to construct panels, for example two-layer panels comprising a first rigid layer of metal, fiberglass or other material and a second layer formed by the acoustic dampener, to increase the acoustic performance and extend its application.
Da quanto sopra descritto sono evidenti i vantaggi degli smorzanti acustici realizzati secondo la presente invenzione, in particolare si ? verificato che l?aggiunta di polvere di poacee permette di ottenere un incremento del modulo elastico dello smorzante acustico e quindi un corrispondente aumento dalla capacit? smorzante, e contemporaneamente permette anche di ottenere smorzanti acustici pi? leggeri, grazie alla densit? inferiore della polvere rispetto alle cariche. From what has been described above, the advantages of the acoustic dampers made according to the present invention are evident, in particular verified that the addition of poaceae powder allows to obtain an increase in the elastic modulus of the acoustic damping and therefore a corresponding increase in the capacity? damping, and at the same time also allows you to obtain acoustic dampers more? light, thanks to the density? less powder than fillers.
Inoltre poich? la polvere conduce relativamente poco il calore, si ? verificato anche che gli smorzanti acustici della presente invenzione hanno una conducibilit? termica ridotta rispetto ad altre cariche note, il che risulta essere un vantaggio in particolare quando gli smorzanti acustici della presente invenzione vengono utilizzati in elettrodomestici, ad esempio per il trattamento termoacustico di lavastoviglie. Also since? Dust conducts heat relatively little, yes? also verified that the acoustic dampers of the present invention have a conductivity? reduced thermal compared to other known fillers, which turns out to be an advantage in particular when the acoustic dampers of the present invention are used in household appliances, for example for the thermo-acoustic treatment of dishwashers.
Infine l?aggiunta della polvere di Poacee (Bambusoideae) ? molto vantaggiosa dal punto di vista ambientale, perch? ? una specie vegetale a ricrescita rapida quindi si garantisce la riforestazione all?infinito. Le Poacee (Bambusoideae) sono un?erba, non un?essenza legnosa, e grazie a questa loro caratteristica hanno un impatto pi? leggero sull?ambiente. ? noto che catturano cinque volte pi? Co2 rispetto alle giovani foreste, producendo il 35% di ossigeno in pi?. Finally, the addition of Poaceae (Bambusoideae) powder? very advantageous from an environmental point of view, why? ? a vegetable species with rapid regrowth, therefore reforestation is guaranteed indefinitely. The Poaceae (Bambusoideae) are a herb, not a woody essence, and thanks to this characteristic they have a greater impact on the environment. light on the environment. ? known that capture five times more? Co2 compared to young forests, producing 35% more oxygen.
Risulta quindi particolarmente vantaggioso utilizzare la polvere di Poacee anzich? le note cariche lamellari. It is therefore particularly advantageous to use Poaceae powder instead of the known lamellar charges.
L?invenzione verr? descritta nel seguito facendo riferimento ad esempi, senza per questo che sia limitata ad essi. The invention will come described below with reference to examples, without being limited to them.
Esempi di cariche utilizzabili per migliorare le caratteristiche di smorzamento di un materiale viscoelastico e realizzare uno smorzante acustico secondo l?arte nota e secondo la presente invenzione sono riportati in tabella 1, dove si pu? notare che mentre la dimensione media delle particelle di polvere di poacee sono simili a quelle delle particelle delle cariche note, la densit? ? invece molto minore, permettendo cos? di ottenere smorzanti acustici complessivamente pi? leggeri. Examples of fillers which can be used to improve the damping characteristics of a viscoelastic material and to produce an acoustic dampener according to the prior art and according to the present invention are shown in table 1, where it is possible to note that while the average size of the dust particles of poaceae are similar to those of the particles of known charges, the density? ? instead much less, thus allowing? to obtain acoustic dampers overall pi? light.
Tabella 1 Table 1
ESEMPI 1-2 EXAMPLES 1-2
Nella tabella 2 sono riportati gli esempi da 1 a 2 di composizioni di smorzanti acustici realizzati secondo la tecnica nota, mentre nella tabella 3 sono riportati gli esempi da 3 a 6 di smorzanti acustici realizzati secondo l?invenzione. Table 2 shows examples 1 to 2 of compositions of acoustic dampers made according to the prior art, while table 3 shows examples 3 to 6 of acoustic dampers made according to the invention.
Tabella 2 Table 2
Tabella 3 Table 3
La prova di conducibilit? termica viene eseguita per ciascun valore su tre campioni secondo le norme UNI EN 12664:2002, Prestazione termica dei materiali e dei prodotti per edilizia, tramite determinazione della resistenza termica con il metodo della piastra calda con anello di guardia e con il metodo del termoflussimetro e ASTM E1530:2019, metodo di test standard per la valutazione della resistenza alla trasmissione termica mediante flussimetro. Le norme fissano i metodi per determinare i valori termici di progetto e della norma ASTM, su cui si basa il principio di funzionamento dell?apparato di misura utilizzato. Quest?ultimo implementa il metodo con termoflussimetro e anello di guardia che consente la determinazione, in via indiretta e previa procedura di taratura dello strumento, della conducibilit? termica. La determinazione ? indiretta poich? si perviene alla conducibilit? passando attraverso la rilevazione diretta del flusso termico lungo uno stack di prova, all?interno del quale viene inserito il provino, che ricrea le condizioni ideali, stazionarie e monodimensionali di scambio termico. Il flusso, a sua volta, viene determinato grazie alla misura dei salti termici sul provino e su di un materiale di riferimento che costituisce il termoflussimetro (sensore di flusso termico). The conductivity test? thermal performance is performed for each value on three samples according to the UNI EN 12664:2002 standards, Thermal performance of building materials and products, by determining the thermal resistance with the hot plate method with guard ring and with the thermo-flowmeter method and ASTM E1530:2019, Standard Test Method for Evaluating Resistance to Heat Transmission Using a Flowmeter. The standards establish the methods for determining the thermal values of the project and of the ASTM standard, on which the operating principle of the measuring apparatus used is based. The latter implements the method with heat flow meter and guard ring which allows the determination, indirectly and after the calibration procedure of the instrument, of the conductivity? thermal. The determination ? indirect because? you arrive at the conductivity? passing through the direct detection of the thermal flow along a test stack, inside which the specimen is inserted, which recreates the ideal, stationary and one-dimensional conditions of heat exchange. The flow, in turn, is determined thanks to the measurement of the thermal differences on the sample and on a reference material which constitutes the thermo-flowmeter (thermal flow sensor).
La taratura invece, viene realizzata su una serie di provini di riferimento di caratteristiche termiche note e certificate e consente di risalire alla conducibilit? incognita del materiale che si sta testando sfruttando la definizione di resistenza termica Rs (m<2>K/W), come riportato nell?Equazione sotto, la quale ? funzione appunto dello spessore s del provino e della conducibilit? termica ? (W/mK): Calibration, on the other hand, is carried out on a series of reference specimens with known and certified thermal characteristics and allows you to trace the conductivity? unknown factor of the material being tested using the definition of thermal resistance Rs (m<2>K/W), as reported in the equation below, which ? function precisely of the thickness s of the specimen and the conductivity? thermal ? (W/mK):
Rs = S/ ? Rs = S/ ?
Dove: Where:
Rs = Resistenza termica (m2K/W) Rs = Thermal resistance (m2K/W)
s = spessore del campione (m); s = sample thickness (m);
? = conducibilit? termica del provino (W/mK) ? = conductivity? thermal of the specimen (W/mK)
Per quanto riguarda lo smorzamento i dati sono ottenuti seguendo il metodo pi? comune standardizzato secondo ASTM E 756-05 Standard Test Method for Measuring Vibration-Damping Properties of Materials. As far as the damping is concerned, the data are obtained following the method pi? common standardized according to ASTM E 756-05 Standard Test Method for Measuring Vibration-Damping Properties of Materials.
In particolare il modulo elastico e lo smorzamento intrinseco dei materiali smorzanti sono determinati mediante la procedura dell'ASTM basata su una sperimentazione eseguita su campioni di materiale con frequenza e temperatura variabili. In particular, the elastic modulus and the intrinsic damping of the damping materials are determined by means of the ASTM procedure based on an experiment performed on material samples with variable frequency and temperature.
I campioni di materiale da analizzare devono essere montati su una barra di acciaio in modo da guidarne la vibrazione e consentire l'individuazione di picchi e forme modali vibrazionali. L'eccitazione e la misura devono essere effettuate mediante trasduttori senza contatto per non alterare la massa e la rigidit? del campione da misurare. Il campione deve essere eccitato mediante una funzione random o uno sweep ad ampiezza costante per tutto lo spettro di frequenze di interesse. Il risultato dell'esperimento consiste in una funzione di risposta in frequenza del campione alla variazione della temperatura. Dalle funzioni di risposta in frequenza ? possibile estrarre i picchi di risonanza modale del sistema accoppiato (barra metallica - materiale smorzante) ed estrarne la propria frequenza e smorzamento. Ottenuti questi dati, la norma consente la determinazione del modulo elastico e dei valori di smorzamento intrinseco del materiale smorzante mediante apposite formulazioni (paragrafo 10 della norma), escludendo il contributo del supporto utilizzato per le prove. Tutti i dati cos? ottenuti possono poi essere raggruppati in un nomogramma di risposta in frequenza denominato "Master Curve". Partendo dalla Master Curve ? possibile stimare il comportamento del materiale smorzante a seguito dell'applicazione dello stesso su qualsiasi tipo di supporto piano. The material samples to be analyzed must be mounted on a steel bar in order to guide its vibration and allow the identification of vibrational peaks and mode shapes. The excitation and the measure must be effected through non-contact transducers in order not to alter the mass and the rigidity? of the sample to be measured. The sample must be excited by a random function or a constant amplitude sweep throughout the frequency spectrum of interest. The result of the experiment consists in a function of the frequency response of the sample to the variation of the temperature. From the frequency response functions ? It is possible to extract the modal resonance peaks of the coupled system (metal rod - damping material) and extract its own frequency and damping. Once these data have been obtained, the standard allows the determination of the elastic modulus and the intrinsic damping values of the damping material by means of specific formulations (paragraph 10 of the standard), excluding the contribution of the support used for the tests. All the data what? obtained can then be grouped into a frequency response nomogram called "Master Curve". Starting from the Master Curve? It is possible to estimate the behavior of the damping material following its application on any type of flat support.
La densit? ? calcolata in base alla ISO 1183-1:2019 Plastiche - Metodi per determinare la densit? delle plastiche non cellulari Metodo di immersione, metodo del picnometro liquido e metodo di titolazione. Seguendo questo metodo la densit? viene calcolata dalla spinta idrostatica. Il metodo della spinta idrostatica evita il problema della determinazione del volume perch? richiede che il campione venga pesato due volte in due mezzi diversi (aria e un liquido). Il volume pu? quindi essere considerato costante in entrambe le situazioni. Il volume di un campione solido viene determinato osservando l'aumento del livello del liquido in cui il campione ? immerso. Il picnometro viene prima pesato vuoto e quindi riempito con il liquido di riferimento di densit? nota. Il campione viene inserito nel picnometro pulito e asciutto. Viene cos? determinato il peso del campione. Il picnometro viene quindi riempito con lo stesso liquido e pesato nuovamente. ? cos? possibile determinare il peso del liquido spostato e quindi calcolare la densit? del campione. The density? ? calculated according to ISO 1183-1:2019 Plastics - Methods for determining the density of non-cellular plastics Immersion method, liquid pycnometer method and titration method. Following this method the density? is calculated from buoyancy. The method of buoyancy avoids the problem of determining the volume because? requires the sample to be weighed twice in two different media (air and a liquid). The volume can therefore be considered constant in both situations. The volume of a solid sample is determined by observing the rise in the level of the liquid where the sample is absorbed. The pycnometer is first weighed empty and then filled with the reference liquid of density Note. The sample is placed in the clean, dry pycnometer. Comes like this? determined the weight of the sample. The pycnometer is then filled with the same liquid and weighed again. ? what? is it possible to determine the weight of the liquid moved and then calculate the density? of the sample.
Claims (10)
Priority Applications (4)
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Citations (5)
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- 2022-03-04 EP EP22713732.0A patent/EP4302292B1/en active Active
Patent Citations (5)
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