MX2011002873A - Tapete y sistema acustico bituminoso multifuncional. - Google Patents

Abstract

Un tapete de aislamiento acústico para colocación entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida incluye una capa inferior de fibras enredadas en contacto con el subpiso; y una capa superior unida a la capa unida y que es una tela polimérica no tejida resistente al agua sobre la que se vierte la capa bituminosa.

Description

TAPETE Y SISTEMA ACÚSTICO BITUMINOSO MULTIFUNCIONÁL ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a sistemas de pisos diseñados para reducir la transmisión de sonidos, y más específicamente se relaciona a un tapete no tejido que mejora el aislamiento acústico al mismo tiempo que evita la posible retención de humedad que ocurre en algunas instalaciones bituminosas vertidas convencionales.

Los sistemas de pisos convencionales incluyen un subpiso de concreto vertido o triplay. Se han utilizado varias combinaciones de tapetes sonoros y materiales subyacentes entre el subpiso y el piso terminado (por lo regular mosaico de cerámica, mosaico de vinilo y madera) para reducir la transmisión del sonido.

Los sistemas a prueba de sonido o de pisos flotantes se conocen por aislar acústicamente una habitación debajo de un piso sobre el que pueden ocurrir impactos, como por ejemplo pisadas de peatones, actividades deportivas, juguetes que caen, o ralladuras ocasionadas por mover muebles. La generación de ruidos de impactos se puede reducir por lo general mediante el uso de alfombras gruesas, pero cuando se van a utilizar vinilo, linóleo, mosaicos, madera, laminado de madera y otros tipos de superficies duras que incluyen acabados de concreto decorado, se desea una piso a prueba de sonido y así lo requieren los códigos de separación acústica para unidades multifamiliares. La transmisión de ruido de impactos al área debajo se puede reducir al soportar de forma elástica o desacoplando acústicamente y/o amortiguando el piso subyacente de la estructura -del piso. Todo el sistema del piso contribuye a transmitir el ruido al área debajo. Si la superficie del piso que recibe el impacto de aisla de la subestructura, entonces la transmisión del sonido del impacto se reducirá en gran medida. Un material amortiguador también puede reducir el ruido transmitido. De igual manera, si el techo abajo se aisla de la subestructura, se restringirá el viaje del sonido del impacto al área debajo.

Los pisos a prueba de sonido por lo regular se evalúan conforme a los Estándares de la Sociedad estadounidense de pruebas y materiales (ASTM por sus siglas en inglés) E90 para clasificaciones de Clase de transmisión de sonido (STC por sus siglas en inglés) y E492 con respecto a la Clase de aislamiento de impactos (IIC por sus siglas en inglés). Mientras mayor sea la clasificación IIC, menos ruido de impacto se transmitirá al área debajo. Mientras mayor sea la clasificación STC, menos ruido se transmitirá a través del aire al área debajo. El Código internacional de construcción (IBC por sus siglas en inglés) especifica que las instalaciones de pisos/techos entre las unidades en edificios multifamiliares deben tener una clasificación IIC de no menos de 50 y una clasificación STC de no menos de 50. Aunque una clasificación de IIC de 50 satisface muchos códigos de construcción, la experiencia ha demostrado que en aplicaciones de condominios de lujo los sistemas de piso-techo con una clasificación IIC de menos de 55 pueden no ser aceptables debido a que todavía se puede escuchar cierto sonido de impactos.

Los sistemas de pisos convencionales pueden emplear una capa bituminosa vertida ubicada entre el piso terminado y el subpiso, y por lo regular ofrece un substrato liso y monolítico para el piso terminado. Una capa bituminosa vertida apropiada es la capa bituminosa para pisos LEVELROCK® vendida por United States Gypsum Company de Chicago, Illinois (USG). La capa bituminosa LEVELROCK® es una mezcla de yeso, cemento Pórtland y sílice cristalino. La capa bituminosa es parte de un sistema de piso que también puede incluir tela, polímero o una combinación de ambos o un tapete similar a goma que proporciona aislamiento contra el sonido. Varios fabricantes de tapetes de drenado y tapetes sonoros fabrican tapetes enredados que se pueden utilizar para aislamiento de sonidos (IIC y STC) para ensambles de pisos/techos. Estos tapetes por lo regular están contenidos entre el subpiso y la capa bituminosa del piso vertido, y por lo regular incluyen una matriz de varios materiales petroquímicos, como por ejemplo nylon, polipropileno o polietileno con algún tipo de respaldo. La función del respaldo es brindar una plataforma sobre la cual se vierte la capa bituminosa.

Existe el problema que estos respaldos puede tener fugas de agua en la cavidad con consecuencias negativas. Un posible problema es que el exceso de agua en el lechado de la capa bituminosa vertida antes de cuajarse proporcione humedad que puede promover el crecimiento de moho y hongos; el segundo problema es que la humedad puede afectar a algunos materiales como por ejemplo el nylon y la puede absorber el polímero, lo que ocasione un cambio en dimensiones. Cuanto ocurre este cambio en dimensiones, el resultado a menudo es la creación de ondas en las uniones y puede ocasiones problemas posteriores por creación de grietas dentro de la capa bituminosa en si.

Debido a que los respaldos en los tapetes actuales en el mercado tienden a ser delgados, hay poco o ninguna contribución al desempeño de atenuación del sonido del tapete sonoro. El desempeño IIC y STC del tapete sonoro se logra a través de un efecto de desacoplamiento.

El presente tapete con capa bituminosa acústico multifuncional resuelve o excede las desventajas de los tapetes convencionales al proporcionar aislamiento al sonido, así como también repele la humedad y tiene una superficie duradera capaz de soportar el tráfico comercial. Cuando se utiliza como una base sobre la cual se aplica la capa bituminosa vertida, la humedad del lechado de la capa bituminosa se evita mediante la migración al subpiso o la construcción relacionada. Una de las formas en que se logran estas metas es al proporcionar un tapete compuesto que tiene una capa base o inferior de fibra polímérica enredada, y una capa superior de tela polímérica no tejida repelente al agua y que absorbe el sonido y que es distinta del material de la capa base. La capa superior de preferencia es un compuesto de 2 materiales diferentes, uno de los cuales tiene características absorbentes y la capa superior sobre la cual se vierte la capa bituminosa y que tiene una mayor resistencia a la humedad y al desgaste. Dado que las capas son diferentes, cada capa tiene propiedades acústicas discontinuas, lo que reduce la cantidad de energía sonora transmitida entre las capas, y en última instancia, a través del piso.

Más específicamente, se proporciona un tapete para aislamiento acústico para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida. El tapete incluye una capa inferior de fibras poliméricas enredadas en contacto con el subpiso y una capa superior fija a la capa inferior y que es una tela polimérica no tejida resistente al agua sobre la cual se vierte la capa bituminosa.

En una modalidad preferida, se proporciona un sistema de capa bituminosa para aislamiento acústico para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado. El sistema incluye un tapete de reducción sonora que tiene una capa inferior de estructura de soporte para definir el espacio que proporciona el desacoplamiento del sonido y está en contacto con el subpiso, y una capa superior fija a la capa inferior y que es una tela polimérica no tejida repelente al agua y resistente al desgaste que también aporta propiedades de amortiguación de sonidos. Una capa bituminosa vertida se coloca sobre la capa superior del tapete sonoro.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una sección esquemática vertical del presente sistema de capa bituminosa; y La Figura 2 es una sección vertical esquemática de una modalidad preferida del presente sistema de capa bituminosa.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a la Figura 1 , en la cual las capas se ilustran de forma esquemática y no necesariamente en escala, el presente sistema de pisos se designa por lo general 10, y se utiliza en una construcción que tiene un subpiso 12, ilustrado esquemáticamente y por lo regular al menos una capa de triplay o panel OSB. El subpiso 12 también puede ser concreto vertido o placas de concreto. Mientras que solamente se divulgan las dos alternativas antes mencionadas, está contemplado que cualquier material de subpiso convencional será apropiado para usarlo con el presente sistema de pisos 10. Como se conoce en la técnica, el subpiso 12 está soportado por miembros de soporte (no ilustrados) que por lo regular están hechos de madera o acero y están disponibles en varias configuraciones, o una plataforma de concreto vertido o placas de concreto.

El presente sistema de pisos 10 incluye una capa bituminosa vertida, como por ejemplo la capa bituminosa para piso LEVELROCK®, por lo general designada 14 que está dispuesta entre el subpiso 12 y un piso terminado 16 que por lo regular es mosaico de cerámica, mosaico de vinilo, madera sólida (incluso pisos de madera laminada y pisos diseñados en madera) u otros materiales duros distintos a la alfombra. Nótese que las ' propiedades acústicas de una instalación de alfombra y bajoalfombra son tales que por lo regular eliminan la necesidad de un sistema de tapete sonoro. Sin embargo, algunos de los mosaicos de alfombra delgada que se utilizan en los edificios de oficinas contemporáneos tienen malos valores acústicos y un sistema sonoro con capa bituminosa y tapete sonoro quizás se requieran para ese recubrimiento de piso también. Una cinta adhesiva 18 como por ejemplo mortero, mástique o un adhesivo químico fija el piso terminado 16 a la capa bituminosa 14. En el caso de pisos de madera pueden estar flotando sobre la capa bituminosa o pueden estar pegados con goma dependiendo de una variedad de factores de trabajo y las recomendaciones del fabricante.

Un tapete de reducción sonora (SRM por sus siglas en inglés) 20 está dispuesto sobre el subpiso 12, y está hecho de un material polimérico. En la modalidad preferida, el tapete de reducción sonora 20 está provisto de una capa inferior 22 de estructura de soporte que define espacios como por ejemplo fibras enredadas o pequeñas patas integrales dependientes en contacto con el subpiso 12. La capa inferior 22 también se denomina como una capa de desacoplamiento debido a sus propiedades acústicas de crear un espacio aislado acústicamente. Además, la capa inferior 22 de preferencia está hecha de un material como por ejemplo nylon, polipropileno o polietileno. Un grosor o altura preferidos de la capa inferior 22 está en el rango de 1/8 a 1 pulgada (.635 a 2.54 cm). También, la capa inferior 22 está provista en densidad suficiente para soportar el peso del sistema de piso 10 así como la carga del piso, al mismo tiempo que retiene una capa de aire que también contribuye como una barrera de aislamiento para ruido. Se apreciará que el grosor de la capa inferior 22 puede variar para satisfacer la situación y el desempeño acústico deseados del sistema de piso 0.

Fija o conectada a la capa inferior 22 del SRM 20 está una capa superior 24 unida a la capa inferior mediante fusión térmica, adhesivos, co-extrusión o alguna tecnología de fabricación similar. Un material deseable para la capa 24 es fabricado por Kimberly-Clark Corporation, Neenah Wisconsin y es una tela MB "Absorbe acústico" unida en puntas de 5.5 onzas/yarda cuadrada (142 g/metro cuadrado). Se descubrió que esta tela unida en puntas tiene propiedades acústicas deseables, así como también es resistente al agua. Las propiedades de la tela 24 se citan a continuación: Nombre: Tela MB unida en puntas de 5.5 onzas/yarda cuadrada (142 g/metro cuadrado) Color: Blanco Peso básico: 5.5 onzas/yarda cuadrada (142 g/metro cuadrado) Masa: 0.10 pulgadas (0.254 cm) Peso en base borde extremo: 5.21 onzas/yarda cuadrada (147.7 gramos/metro cuadrado) Grosor promedio en rollo: 0.06 libras (.0271 kg) Capacidad de aceite: 1350% Prueba de cohesión en unión en puntas: 1827 gramos de fuerza Color (blancura) Rd 98 Asi, el presente tapete 20 incluye dos capas separadas, cada una de las cuales tiene distintas propiedades de aislamiento acústico, mientras que solamente la capa superior 24 es resistente al agua. Juntas, las dos capas 22, 24 proporcionan discontinuidad de propiedades materiales y de amortiguación, lo que es un factor significativo en la reducción de la transmisión sonora a través del sistema de pisos 10.

Con referencia ahora a la Figura 2, en la un sistema de piso alternativo se denomina por lo general 30, en el que los componentes que se comparten con el sistema 10 se identifican con números de referencia idénticos, y en el que las capas respectivas se muestran esquemáticamente y no necesariamente en escala, se prefiere que un tapete 32, similar al tapete 20 pero que tiene una capa superior 34 de aproximadamente 1/8 de pulgada (.3175 cm) está hecho de capas de material resistente al desgaste y repelente de agua 36 en capas sobre la tela de polipropileno hilada no tejida antes descrita 24, que es resistente al agua. Aunque se ilustra esquemáticamente como una capa única, el material 36 es de preferencia SM-250 fabricado por Kimberly-Clark Corporation, Neenah, Wisconsin, Estados Unidos. SM-250 es una tela de polipropileno predominantemente, es un laminado de tres capas, hecho de dos capas exteriores de material hilado, comprimiendo un centro hilado. Todas las tres capas están laminadas de forma ultrasónica. El propósito de SM-250 35 es proporcionar mejor resistencia al agua y durabilidad, y proporciona mejores propiedades acústicas a través de la combinación de materiales sin similitudes para la capa de amortiguamiento en la parte superior de la capa de desacoplamiento o inferior 22, y una superficie resistente al desgaste que pueda soportar el tráfico comercial al cual se expone el tapete sonoro. Este tráfico comercial se encuentra después de la aplicación del tapete sonoro 32 y antes de colocar la capa bituminosa vertida 14.

Más específicamente, la tela SM-250 36 preferida se refiere a la serie Block-lt® de la serie 200 de Kimberly-Clark Corporation que tiene las propiedades siguientes: Peso básico 2.5 onzas por yarda cuadrada Grosor 0.026 pulgadas (0.06604 cm) Tensión de sujeción Dirección de máquina 36 libras (16.308 kg) Dirección transversal 30 libras (13.59 kg) Desgarre Dirección de máquina 14 libras (6.34 kg) Dirección transversal 12 libras (5.436 kg) Abrasión Taber 5 (clasificación visual) Porosidad Frazier 33 pies3/pies2/min (1 1 m3/m2/min) MVTR 4300 g/m2/día Hydrohead 48 cm (121.92 cm) Aditivo UV 1.25 % por peso.

En los datos anteriores, la tensión de sujeción mide la fuerza efectiva de un material. El espécimen se sujeta en ambos extremos y se jala a una tasa constante de extensión para obtener los resultados antes del punto de ruptura. El desgarre mide la resistencia de la tela ante la propagación de desgarres bajo una tasa constante de extensión. Un rote en la tela en un borde se sujeta a lo largo de lados no paralelos de un espécimen trapezoidal y se jala, lo que ocasiona la propagación del desgaste en el espécimen perpendicular a la carga.

La abrasión Taber se refiere a la resistencia de una tela a la abrasión cuando se somete a una acción de frotado giratorio repetitiva bajo presión controlada y acción abrasiva. Los resultados de la abrasión son indicadores generales de la durabilidad o el desempeño ante el desgaste de una tela. La porosidad Frazier mide la tasa y el volumen de flujo de aire a través del cual una tela bajo un diferencial de presión superficial recomendada. Bajo condiciones controladas, un ventilador de succión saca aire a través de un área conocida de tela. La velocidad del flujo de aire se ajusta a un diferencial de presión recomendado. Los resultados se expresan en flujo de aire (pies cúbicos/ minutos). La velocidad del flujo de aire y su volumen son una indicación de la capacidad de respirar de la tela.

Kimberly-Clark hace referencia a varios métodos ASTM al probar telas como las indicadas a continuación: Tensión de sujeción: ASTM D5034-95 y D1117 Desgarre: ASTM D5733-95 Abrasión Táber: ASTM D5035 Porosidad Frazier: ASTM D737-96 La tela SM-250 empleada en la presente aplicación está compuesto de polipropileno con CAS/EINECS número 9003-07-0 a 80-100%; negro carbono con un CAS/EINECS de 1333-86-4/215-609-9 de 0.1 a 1 %; dióxido de titanio con CAS/EINECS número 13463-67-7/ 236-675-5 de 0.1 a 0.5% y estabilizador UV a 1 - 5 %.

En la modalidad preferida, los dos materiales (SM-250 y la unión a puntas 24) se laminan juntos, de preferencia con un adhesivo para actuar como uno, sin embargo también están contempladas otras tecnologías de acoplamiento.

Así, el presente tapete 32 (véase la Figura 2) incluye dos capas separadas, cada una de las cuales tiene distintas propiedades de aislamiento acústico, mientras que solamente la capa superior 34 es repelente de agua y durable. Juntas, las dos capas 22, 34 proporcionan discontinuidad de propiedades materiales y de amortiguación, lo que es un factor significativo en la reducción de la transmisión sonora a través del sistema de pisos 30. Además, el tapete de reducción sonora 32 con las propiedades de amortiguación sonora de la capa superior 34 permite un grosor menor de la capa inferior 22 en el rango de 0.125 a .375 pulgadas ('.318 a .953 cm) y un grosor menor de la capa bituminosa 14 empleada en el rango de .5 pulgadas a 1 pulgada (1.27 a 2.54 cm), lo que resulta en un perfil total menor del sistema de sonido 30 mientras que se logra una atenuación significativa del sonido.

Después de probar el tapete 30 por resistencia al agua, se vertió agua desde una altura de 4 pies (1.22 m) sobre el tapete. Esta prueba tenía el objetivo de simular el verter la capa bituminosa del piso húmeda 14 en el sitio de trabajo. Se encontró que el agua era repelida por completo y no penetró en el tapete 32. Así, cuando el lechado de la capa bituminosa 14 se vierte sobre el tapete 32, se evitará que la humedad en el lechado penetre en el subpiso 12 con el tapete presente 32. Una prueba apropiada de resistencia al agua es la Prueba Hydrohead D1776 de ASTM.

En una instalación, el tapete 20, 32 se coloca primero sobre el subpiso 12, de forma que la capa inferior 22 esté en contacto con el subpiso. A continuación, se instala la capa bituminosa. En la modalidad preferida, la capa bituminosa 14 vertida es el cemento de capa bituminosa para pisos LEVELROCK® de USG, que se proporciona en formulaciones que tienen una composición que incluye ingredientes principales de yeso de parís, cemento Portland y otros aditivos. Este cemento de capa bituminosa 14 se combina en el sitio de trabajo con agua y arena en varias proporciones (dependiendo de la fuerza deseada) y se bombea sobre el subpiso en varios grosores. En general/ los tapetes sonoros comprenden la durabilidad del piso, y para compensarlo requieren un mayor grosor de capa bituminosa aplicada sobre ellos. Sin embargo, debido al grosor relativamente delgado del presente tapete sonoro, especialmente la capa que contribuye a las propiedades de amortiguación de la invención SRM, existe el potencial de que se utilice un menor grosor de capa bituminosa. Están contempladas otras capas bituminosas vertibles. Después del cuajado de la capa bituminosa 14, el piso terminado 16 se aplica como es bien conocido en la técnica. Se probó un sistema de piso construido de forma similar usando la prueba de peso de rodillo Robinson, y se obtuvieron resultados satisfactorios.

Mientras que ejemplares particulares del presente tapete de capa bituminosa acústica multifuncional y sistema se han descrito en la presente, aquellos con experiencia en la técnica apreciarán que se pueden hacer cambios y modificaciones a la misma sin salir de la invención en sus aspectos más amplios y como se establece en las reivindicaciones siguientes.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un tapete para aislamiento acústico configurado para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado con una capa bituminosa vertida, que comprende: una capa inferior de material de soporte que define espacios en contacto con el subpiso; y una capa superior unida a dicha capa inferior y que es una tela polimérica no tejida resistente al agua sobre la cual se vierte la capa bituminosa.

2. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 1 en donde dicha capa superior incluye además una tela resistente al agua y al desgaste colocada sobre dicha tela polimérica no tejida.

3. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 2, en donde dicha tela resistente al agua y al desgaste está laminada con dicha tela polimérica no tejida.

4. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 2 en donde dicha tela resistente al agua y al desgaste es polipropileno SM-250 hecho por Kimberly-Clark Corporation.

5. El tapete de reducción de sonido de la" Reivindicación 2 configurado para repeler el agua que se vierte sobre dicha capa superior desde una altura de aproximadamente 4 pies (1.22 m).

6. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 2 en donde ambas telas de dicha capa superior proporcionan propiedades de amortiguación de sonido a dicho tapete.

7. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 1 , en donde dicha capa inferior es de aproximadamente 1/8 a 1 pulgada (.635 a 2-54 cm).

8. El tapete de reducción de sonido de la Reivindicación 2, en donde dicha capa inferior tiene un rango de grosor de 0.125 a .375 pulgadas (0.318 - .953 cm) y dicha capa bituminosa tiene un rango de grosor de .5 pulgadas a 1 pulgada (1.27 a 2.54 cm).

9. El tapete de la Reivindicación 2 en donde dicha capa superior está hecha de MB unida por puntos de tela no tejida de polipropileno laminada con tela SM-250 fabricada por Kimberly-Clark Corporation.

10. Un sistema de aislamiento acústico de capa bituminosa para ser colocado entre un subpiso y un piso terminado, que comprende: un tapete de reducción sonora que tiene una capa inferior de estructura de soporte para definir el espacio que proporciona el desacoplamiento del sonido y está en contacto con el subpiso para brindar desacoplamiento del sonido, y una capa superior fija a dicha capa inferior y que es una tela polimérica no tejida repelente al agua y resistente al desgaste; y una capa bituminosa vertida dispuesta sobre dicha capa superior, en donde ambas dichas capas superior e inferior proporcionan aislamiento del sonido, pero solamente dicha capa superior repele el agua.