MX2014009108A - Panel de absorcion de sonido y metodo de fabricacion asociado. - Google Patents

Abstract

Un panel de absorción de sonido que comprende una capa de relleno con fibras sintéticas unidas por calor, en donde la capa de relleno tiene una primera superficie externa, una segunda superficie externa y un primer espesor, en donde el panel está hecho de la capa de relleno sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa y la segunda superficie externa, en donde la capa de relleno en al menos una porción del panel tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas, la densidad que es mayor en la proximidad de la primera y segunda capas externas del mismo y que es menor en la proximidad de su capa interna.

Description

PANEL DE ABSORCIÓN DE SONIDO Y MÉTODO DE FABRICACIÓN ASOCIADO CAMPO DE LA SOLICITUD La presente invención se refiere a un panel de absorción de sonido y a un método para elaborar dicho panel de absorción de sonido.

TÉCNICA ANTERIOR Se sabe que, cuando una onda de sonido emitida en un ambiente cerrado encuentra una superficie, una parte de su energía pasa a través de la superficie, una parte es absorbida por el impacto con la superficie y una parte es reflejada en el ambiente.

Si un ambiente tiene una gran área de superficie reflejante, la acústica en el ambiente puede ser afectada en gran medida ya que las ondas de sonido producidas dentro de ella son amplificadas con un efecto similar a aquel de un eco.

A fin de mejorar la acústica en el ambiente sin modificaciones estructurales, se sabe cómo proporcionar en el ambiente uno o más paneles de absorción de sonido para absorber la mayor parte de la energía.

Cuando se corrige la acústica, las superficies internas de los ambientes están revestidas con materiales de absorción de sonido; estos materiales deben tener características adecuadas no solamente a partir de un punto de vista acústico sino también estético ya que deben combinarse con la arquitectura y los mobiliarios.

Los materiales de absorción de sonido tienen la propiedad de que absorben por lo menos parte de la energía acústica y reducen la cantidad de energía que es reflejada.

Los paneles de absorción de sonido conocidos, que serán montados por ejemplo en una pared, tienen una estructura compuesta de una capa de espuma (por ejemplo espuma de caucho) recubierta con una hoja y que se mantiene rígida por medio de una estructura perimetral hecha de metal (por ejemplo aluminio), plástico o madera. La hoja es plegada de manera común alrededor de la estructura perimetral para ocultar, al menos en lado visible, puntadas u otras uniones. Sin embargo, cuando un panel de absorción de sonido debe tener dos lados visibles, es más difícil ocultar una unión en la hoja en una zona en donde dos porciones extremas de la hoja se sobreponen.

En otros paneles conocidos, la capa de relleno se combinó con una superficie rígida (por ejemplo, hecha de metal, plástico o madera) lo cual incrementa su rigidez y/o incrementa su rendimiento acústico. La superficie rígida puede ser colocada en un lado del relleno o dentro del relleno mismo, creando una estructura intercalada.

El documento US 6,490,828 B1 describe una cubierta de panel para uso en un ambiente de oficina. La cubierta de panel incluye una capa exterior que incluye un tratamiento de superficie decorativo. La cobertura de panel incluye también una capa de base interior que comprende un material de polímero acoplado a la capa exterior. La cubierta de panel incluye también una capa de refuerzo que incluye un lienzo poroso instalado entre la capa exterior y la capa interior. El material de polímero puede incluir tereftalato de polietileno o PET. En el documento US 6,490,828 B1 se describe también un método para formar una cubierta de panel.

Una primera desventaja del panel de absorción de sonidos diseñado de acuerdo con la técnica anterior radica en la presencia de la estructura o la superficie de soporte. De hecho, éstas pueden tener un peso considerable y por tanto ser difíciles de manejar, montar y soportar; además, con frecuencia la estructura o superficie de soporte son el artículo más costoso del panel.

Otra desventaja, como ya se mencionó, es que el panel de absorción de sonidos debe poseer no solamente adecuadas propiedades de absorción de sonido sino también apropiadas características estéticas ya que deben combinarse con la arquitectura y los mobiliarios. La estructura y las uniones entre dos porciones de una hoja usada para cubrir el panel son elementos indudablemente negativos que pueden crear una falta de armonía con el entorno circundante.

Además, la estructura (especialmente si está hecha de metal) de un panel de absorción de sonido no actúa como un material de absorción de sonido y con frecuencia reduce el área de superficie del relleno de absorción de sonido a Ja que pueden llegar las ondas de manera efectiva.

El documento EP 1 657 375 describe una placa aislante de sonido para pisos laminados y otros usos. Tiene una densidad continuamente variable a través de su espesor y consta de una mezcla de fibras de madera, un agente adhesivo de fibras adheridas y/o fibras de soporte, y un material plástico reciclado.

El problema técnico de la presente invención es proporcionar un panel de absorción de sonido que es relativamente simple en su construcción e instalación y que resuelve al menos uno de los problemas mencionados con anterioridad.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El inventor ha descubierto de manera sorpresiva que el problema puede ser resuelto con un panel de absorción de sonido que comprende una capa de relleno con una densidad variable la cual es mayor en proximidad de las capas externas de la misma y menor en proximidad de la capa central. La mayor densidad en proximidad de las capas externas incrementa de modo sustancial la rigidez del panel sin influir de manera negativa el rendimiento de absorción de sonido. De preferencia, el panel tiene una sección transversal sustancialmente simétrica. En particular, la densidad en proximidad de la primera capa externa es sustancialmente la misma que la densidad en la proximidad de la segunda capa externa. El panel está formado de manera preferible de modo que se proporciona un borde con espesor reducido a lo largo de por lo menos una porción del perímetro del panel. De preferencia, el borde de espesor reducido se proporciona a lo largo de todo el perímetro del panel. El borde de espesor reducido incrementa en gran medida la rigidez del panel.

De modo preferente, el panel tiene una forma de sección transversal simétrica. La forma del panel podría ser referida también como una forma de lente doble. Dicho en otras palabras, la forma es similar a dos lentes que son acoplados juntos de una manera cerrada. Con una terminología diferente, el panel de acuerdo con la presente invención podría ser referido como una forma de coraza doble. Asimismo, de acuerdo con este lenguaje, se proporcionaron dos corazas que son acopladas juntas.

En cualquier caso, la forma de la superficie de panel que es convexa hacia afuera en proximidad de los bordes contribuye a mejorar el rendimiento acústico debido a que actúa como un difusor. Los sonidos son reflejados de una manera no uniforme, de modo distinto a una superficie totalmente plana.

La rigidez incrementada, a su vez, resulta en la posibilidad de utilizar el panel sin una estructura y de realizar la fijación de tornillos (de modo muy común tornillos para madera) u otros elementos de fijación directamente dentro del panel mismo. Además, debido a su mayor rigidez, se obtiene un panel sustancialmente plano capaz de mantener su forma sustancialmente plana.

De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un panel de absorción de sonido que comprende una capa de relleno con fibras sintéticas unidas mediante calor, en donde la capa de relleno tiene una primera superficie externa, una segunda superficie externa y un primer espesor, en donde el panel está hecho de dicha capa de relleno sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa y la segunda superficie externa, en donde la capa de relleno en por lo menos una porción del panel tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas, la densidad que es mayor en la proximidad de la primera y segunda superficies externas del mismo y que es menor en la proximidad de su capa más interna, de modo que se proporcionan superficies externas duras. Se entiende que todos los espesores son medidos en una dirección transversal a las superficies externas del panel. Se entiende que todas las mediciones, a menos de que se indique de otro modo, están precedidas por la palabra "aproximadamente".

En las modalidades de la invención, la densidad en la proximidad de la primera superficie externa es sustancialmente como la densidad en la proximidad de la segunda superficie externa.

En las modalidades de la invención, en al menos una porción del panel, el peso de una capa externa que tiene un espesor de aproximadamente 10% del primer espesor está entre aproximadamente 20% y 30% del peso del panel en dicha al menos una porción.

En las modalidades de la invención, en al menos una porción del panel, el peso de una capa externa que tiene un espesor de aproximadamente 20% del primer espesor está entre aproximadamente 25% y 45% del peso del panel.

En las modalidades de la invención, el panel comprende además una primera capa de tela que confronta a la primera superficie externa de la capa de relleno y una segunda capa de tela que confronta a la segunda superficie externa de la capa de relleno.

De preferencia, la capa de relleno está formada de modo que está provista con un borde con un segundo espesor, menor que el primer espesor, en al menos una porción de un perímetro del panel.

El segundo espesor podría ser de entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% del primer espesor medido en una ubicación central del panel.

El borde debe tener una densidad sustancialmente como, o mayor que, la densidad en la proximidad de la primera y segunda capas externas. De preferencia, el borde tiene una densidad considerablemente mayor que la densidad en la proximidad de la primera y segunda capas externas. Por ejemplo, la densidad del borde puede ser del doble de la densidad en la proximidad de la primera y segunda capas externas.

De preferencia, el panel es convexo hacia afuera en la proximidad del borde para mejorar el rendimiento acústico.

En las modalidades de la invención, las fibras sintéticas unidas con calor comprenden fibras de poliéster.

De preferencia, se proporciona una capa adhesiva colocada entre la primera y segunda superficies externas de la capa de relleno y cada una de las capas de tela.

El panel de absorción de sonido de la invención podría estar provisto con una o más depresiones que tienen un espesor menor al primer espesor. Las depresiones podrían estar provistas con uno o más orificios para miembros de fijación tales como tornillos o similares.

En las modalidades de la invención, se proporcionan aletas.

Dichas aletas están configuradas para penetrar dentro de los orificios de una estructura de soporte.

De acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención proporciona un método para fabricar un panel de absorción de sonido, que comprende las etapas de: a) proporcionar una capa de relleno con fibras sintéticas unidas con calor, en donde la capa de relleno tiene una primera superficie externa y una segunda superficie externa y tiene in espesor inicial, en donde, en por lo menos una porción del panel, el panel está hecho de la capa de relleno sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa y la segunda superficie externa; b) tratar la capa de relleno de modo que, en al menos una porción de la misma, cambia del espesor inicial a un primer espesor y de manera que, en al menos una porción del panel, el panel tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas, esa densidad que es mayor en la proximidad de la primera y segunda capas externas del mismo y que es menor en la proximidad de su capa más interna.

La etapa de tratamiento puede comprender las etapas de: c) colocar una primera capa de tela que confronta la primera capa externa de la capa de relleno y una segunda capa de tela que confronta la segunda capa externa de la capa de relleno; d) Pre-calentar la capa de relleno; e) formar la capa de relleno al ejercer una presión sobre dicha capa de relleno asociada con la primera y segunda capas de tela al menos en una porción del perímetro del panel de modo que el espesor de la capa de relleno cambia, por lo menos en dicha porción del panel, desde el espesor inicial a un primer espesor.

El método puede comprender además una o más de las siguientes etapas: f) depositar una capa adhesiva entre la capa de relleno y cada una de las capas de tela; g) formar el borde a fin de dar acabado a los extremos de dichos bordes; y h) perforar al menos un orificio en donde esté presente al menos una depresión con un espesor reducido.

En modalidades preferidas, las capas adhesivas son depositadas en el lado interno de las capas de tela.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en planta frontal esquemática de un panel de absorción de sonido de acuerdo con una modalidad de la invención; La Figura 2 es una vista axialmente seccionada parcial de una capa de relleno antes de la etapa de formación, de acuerdo con la invención; La Figura 3 muestra las diversas capas del panel de la Figura 1; La Figura 4 es una vista en sección transversal esquemática de una parte del panel de acuerdo con la Figura 1; La Figura 5 muestra esquemáticamente un aparato para ejecutar la etapa de formación de acuerdo con un aspecto de la invención; Las Figuras 6a, 6b y 6c muestran un panel de absorción de sonido de acuerdo con otra modalidad de la invención; La Figura 7 muestra el ensamble de paneles de acuerdo con la Figura 6 en una estructura; La Figura 8 es una gráfica que muestra la progresión porcentual del peso del panel con respecto a su espesor; La Figura 9 es una gráfica que muestra, en una mayor escala, la progresión porcentual del peso del panel con respecto a su espesor en una mitad del panel; La Figura 10 es una gráfica of Frecuencia [Hz] Vs. coeficiente de absorción sonora para incidencia normal de una muestra circular del panel de acuerdo con una modalidad de la invención; y La Figura 11 es una gráfica of Frecuencia [Hz] Vs. coeficiente de absorción sonora para incidencia normal de varias muestras comparativas diferentes de paneles.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Con referencia a las Figuras 1, 2 y 3, la invención se refiere a un panel de absorción de sonido 1 que comprende una capa de relleno 20 adecuadamente formada. La capa de relleno comprende fibras sintéticas unidas con calor 10. En las modalidades de la invención, la capa de relleno 20 está hecha solamente de fibras sintéticas 10. De manera provechosa, el panel 1 de la invención comprende una primera y una segunda capas 11, 12 de tela que confrontan a una primera y segunda superficies opuestas externas 20A, 20B de la capa de relleno 20. De preferencia, la capa de relleno 20 está formada de modo que tiene un borde 14 con un espesor menor que el espesor de la capa de relleno en una ubicación central del panel 1. El borde 14 puede ser un borde continuo a lo largo de todo el perímetro del panel o puede estar solamente a lo largo de una porción del mismo. El borde de espesor reducido 14 incrementa en gran medida la rigidez del panel.

De preferencia, el panel 1 tiene una forma de sección transversal simétrica. Preferentemente, la forma del panel podría ser referida también como una forma de "lente doble". Dicho con otras palabras, la forma del panel (al menos en la proximidad del borde 14) es similar a dos lentes que están acoplados juntos de una manera cerrada reflejada. Con una terminología diferente, el panel 1 de acuerdo con la presente invención podría ser referido como una forma de coraza doble. De nuevo, aparece como dos corazas que son acopladas juntas en una disposición cerrada a lo largo del borde 14.

En cualquier caso, la forma de la superficie del panel es convexa hacia afuera en la proximidad del borde 14 y esto contribuye a mejorar el rendimiento acústico debido a que actúa como un difusor. Los sonidos son reflejados de una manera no uniforme, de modo diferente a una superficie totalmente plana.

El panel 1 puede tener una forma sustancialmente rectangular (como en la Figura 1) o cualquier otra forma tal como una forma cuadrada (sustancialmente como se muestra en las Figuras 6a, 6b y 6c), circular, oval, elíptica, triangular, trapezoidal u otra forma.

En una modalidad, las fibras sintéticas unidas con calor 10 comprenden fibras de poliéster. En una modalidad, las fibras sintéticas unidas con calor 10 son únicamente fibras de poliéster.

Las fibras 10, antes del procesamiento, pueden tener una densidad que varía desde aproximadamente 10 kg/m3 hasta aproximadamente 100 kg/m3, por ejemplo entre 30 kg/m3 y 60 kg/m3.

En una modalidad preferida de la invención, las fibras 10, antes del procesamiento, tienen una densidad sustancialmente igual a 44 +/-5 kg/m3.

La densidad promedio después del procesamiento es de aproximadamente 72 +/-10 kg/m3.

De preferencia, las fibras 10 tienen un diámetro de entre aproximadamente 20 µ?? (mieras) y aproximadamente 50 µ?? (mieras), de preferencia un diámetro de entre aproximadamente 30 µ?? y aproximadamente 35 µ??.

Las fibras 10 pueden ser usadas en un rango de temperatura de entre aproximadamente 15 -40°C y aproximadamente 80°C.

De preferencia, las fibras no son tóxicas y tampoco son irritantes. Además son completamente reciclables.

El panel de absorción de sonido 1 de acuerdo con la invención comprende de manera preferente una primera capa de telar 11 que confronta a una primera superficie 20A de la capa de relleno 20. El panel de absorción de sonido 1 comprende también, de modo preferente, una segunda capa de tela 12 que confronta a una segunda superficie opuesta 20B de la capa de relleno 20. Figura 3.

De preferencia, las capas de tela 11, 12 también están hechas de poliéster.

Por ejemplo, la tela está hecha mediante entrelazado de un hilo texturizado elástico con un número de hilados de 750 dtex por urdimbre y trama. La estructura puede estar formada por 1600 hilos y 1500 tramas por metro utilizando un tejido crepé. El peso por metro cuadrado puede ser de aproximadamente 300 g. En una modalidad, la tela es del tipo Trevira CS retardante de flama.

De acuerdo con la invención (Figura 3), el panel 1 comprende preferiblemente una capa adhesiva 13 colocada entre la capa de relleno 20 y cada una de las capas de tela 11 y 12.

En particular, la capa adhesiva 13 puede comprender de manera ventajosa una capa de pegamento, aplicado preferiblemente por medio de dispersión en las capas de tela.

El panel 1, en una ubicación central P del mismo (Figura 1), tiene un espesor SP!, preferiblemente de entre aproximadamente 2 cm y aproximadamente 7 cm. En una modalidad, el primer espesor es desde aproximadamente 3.4 cm hasta 3.7 cm. En una modalidad, el primer espesor es aproximadamente desde 3.4 cm hasta 3.7 cm.

Para los fines de la presente descripción y las reivindicaciones adjuntas, se entiende que el término "ubicación central P" representa una ubicación dentro de un área central del panel. A su vez, se entiende que el término "área central" representa un área suficientemente distante del perímetro del panel y desde el contorno de transición. Por ejemplo, en el caso de un panel de forma rectangular con un primer eje paralelo al lado largo y un segundo eje paralelo al lado corto, el área central es un área sustancialmente rectangular que es simétrica con respecto al primer eje y segundo eje. El área central puede tener una anchura igual a 2xL1, en donde L1 es aproximadamente 30% de la anchura del panel, y una longitud igual a 2xL2, en donde L2 es aproximadamente 30-40% de la altura del panel. En la Figura 1 un área central para el panel 1 está indicada, por ejemplo, a través de una línea punteada. Para un panel con una forma cuadrada, el área central puede tener un área cuadrada centrada en el centro del panel que tiene un lado con una longitud igual a hasta aproximadamente 50% del lado del panel. En el caso de un panel de forma circular, el área central puede tener un área central centrada en el centro del panel y que tiene un diámetro igual a hasta aproximadamente 50% del diámetro del panel. En el área central puede haber depresiones de sujeción (como las depresiones 110 y 120 que se muestran en la Figura 1 y que se mencionarán también a continuación), aunque estas depresiones localizadas de pequeño espesor pueden no ser consideradas para los propósitos de una evaluación del espesor del panel en el área central.

Con referencia particular a la Figura 4, de manera ventajosa, de acuerdo con la invención, el panel 1 se formó para tener un borde 14 con un segundo espesor SP2 menor que el primer espesor SP1. El borde tiene una anchura L3 (Figura 4) que puede ser por ejemplo de aproximadamente 0.5-2.0 cm.

De acuerdo con la invención, el segundo espesor SP2 en la proximidad del borde 14 es de entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% del primer espesor SP1. En una modalidad, el segundo espesor SP2 en la proximidad del borde 14 es de entre 2 mm y 7 mm.

De acuerdo con la invención, el borde 14 se formó en al menos una porción del perímetro del panel 1.

De preferencia, el borde 14 se formó a lo largo del perímetro completo del panel 1.

De acuerdo con la invención, el panel 1 tiene un espesor de transición SP3 que es variable dependiendo de la distancia entre el borde 14 y la ubicación central P.

En particular, el espesor de transición SP3 se incrementa a partir del volumen del segundo espesor SP2 hasta el valor del primer espesor SP1 con una progresión sustancialmente logarítmica cuando hay un incremento en la distancia desde el borde 14.

El panel 1 tiene diferentes valores de densidad que inician desde la ubicación central P y la progresión hasta el borde 14. La mayor densidad está ilustrada de manera esquemática en la Figura 4 por medio de áreas más oscuras donde las fibras están más cerca y son más compactas.

Además, de modo preferible, la capa de relleno 20, en por lo menos una porción del panel (por ejemplo el área central P) tiene una densidad variable, mayor en la proximidad de las dos superficies externas 20A, 20B de la misma y menor en la proximidad de su capa central (o más interna).

Las gráficas en las Figuras 8 y 9 muestran esta diferencia en densidad, en términos de porcentaje. En particular, en la gráfica mostrada en la Figura 8, el porcentaje en peso se muestra a lo largo del eje x y el porcentaje de espesor se muestra a lo largo del eje y. la gráfica en la Figura 8 muestra un área sombreada, una curva marcada continua y una línea punteada más delgada.

La línea punteada es sustancialmente una línea recta y representa los valores de referencia de una capa de relleno conocida la cual no ha experimentado ningún procesamiento importante y en sin compresión.

La línea marcada continua muestra la progresión promedio del espesor y el peso (de nuevo en términos porcentuales) de una capa de relleno de un panel de acuerdo con la presente invención, sin capas de telas. Es evidente que, en las capas más externas de la capa de relleno de acuerdo con la invención (hasta aproximadamente 10-20%), el peso es mayor que aquel de la capa interna. De modo más específico, el porcentaje en peso de una capa externa con un espesor de aproximadamente 10% del peso total del panel es de aproximadamente 20-25% del peso total.

El inventor ha desarrollado varios cálculos en las muestras, sin tela de recubrimiento, y se ha observado, en ciertos casos, una desviación desde la línea continua mostrada en la gráfica de la Figura 8. Al graficar los valores obtenidos con las mediciones, se identificó un área (área sombreada en la Figura 8), dentro de la cual quedan la mayoría de los valores medidos.

La Figura 9 es una vista de parte de la Figura 8 en una escala mayor. En particular, se refiere a la mitad del espesor de la capa de relleno de la invención con la capa externa (o recubrimiento) que tiene una mayor densidad que la interior o el núcleo. De preferencia, la capa de relleno 20 en la ubicación central P tiene una densidad que varía entre aproximadamente 40 kg/m3 y 90 kg/m3, de preferencia aproximadamente 74 +/-10 kg/m3.

De modo diferente, la capa de relleno 20 a lo largo del borde 14 tiene una densidad que varía entre aproximadamente 350 kg/m3 y 900 kg/m3, de preferencia aproximadamente 530 kg /m3 +/-20 %.

De manera ventajosa, de acuerdo con la invención, la estructura creada no requiere de ninguna estructura de soporte; de hecho el borde 14 que tiene una elevada densidad, es más bien rígido y actúa como una estructura. Además, se proporciona una coraza doble sustancialmente cerrada de alta densidad la cual cubre una capa de relleno de densidad media y de baja densidad. La coraza sustancialmente cerrada de alta densidad es sustancialmente rígida. Tornillos autorroscables pueden ser atornillados en la superficie externa dura y rígida del panel de acuerdo con la presente invención y/o en el borde y/o en las áreas deprimidas.

Se observará que el panel de absorción de sonido de acuerdo con la presente invención no comprende ninguna capa de soporte en la capa de relleno. Dicho de otra manera, la capa de relleno tiene una primera superficie externa y una segunda superficie externa y está hecha de una capa de relleno sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa y la segunda superficie externa. La capa de relleno, en al menos una porción del panel, tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas. La densidad es mayor en la proximidad de la primera y segunda capas externas y es menor en la proximidad de su capa interna. De preferencia, la densidad se reduce de modo constante desde la superficie externa hasta la capa que está en el centro del panel. La densidad es sustancialmente simétrica desde una superficie externa (20A) hasta la superficie externa opuesta (20B).

Además, el panel de acuerdo con la invención, en una modalidad, no requiere de ninguna unión de las porciones extremas de una hoja ya que no se emplea hoja de cubierta; la cubierta, de hecho, en una modalidad, está compuesta por las capas de tela 11 y 12 que forman un solo cuerpo con la capa de relleno 20. Las características estéticas son, por lo tanto, particularmente atractivas y pueden ser combinadas (tanto en lo que respecta al color como a la forma) con las características del ambiente circundante. En otra modalidad, a manera de alternativa o además de las dos capas de tela 11, 12, se puede proporcionar una cubierta removible (no mostrada en los dibujos) para cubrir el panel y adaptarlo a los diversos requerimientos. Por ejemplo, es posible proporcionar una cubierta personalizada que tiene el logotipo de una compañía, imágenes o decorados. De modo adicional, y de forma ventajosa, el borde 14 del panel de absorción de sonido de la invención actúa también, al menos parcialmente, como un material de absorción de sonido y evita que las ondas de sonido sean reflejadas. De hecho, el borde está hecho del mismo material que la parte central, no obstante con una densidad diferente y propiedades mecánicas distintas.

En una modalidad de la invención, el panel de absorción de sonido 1 comprende por lo menos una depresión de sujeción 110, 120 (Figura 1), situada por ejemplo entre el borde 14 y la ubicación central P. Las depresiones 110, 120 pueden tener una parte central con un espesor que es el mismo que, menor que o mayor que el espesor de borde SP2 y una parte de transición con una progresión de espesor que corresponde sustancialmente al espesor de transición SP3 en la cercanía del borde 14.

Dicho en otras palabras, las depresiones 110, 120 son zonas del panel con un espesor reducido que son utilizadas para un dispositivo de sujeción y/o para proporcionar rigidez extra además de aquella proporcionada por los bordes y/o para decorar la superficie del panel.

De acuerdo con otra modalidad, el panel 1 comprende aletas de borde 15 las cuales se extienden hacia afuera desde el perímetro del panel. Estas aletas 15 están configuradas para penetrar dentro de ranuras correspondientes 17 en una estructura de soporte 16.

Las Figuras 6a, 6b y 6c muestran un panel 1 con una forma sustancialmente cuadrada que tiene aletas 15 que están sustancialmente equidistanciadas y se proyectan hacia afuera. La Figura 7 muestra dos paneles 1 con aletas 15 que son montadas en una estructura 16 con dos soportes verticales 16a y tres miembros transversales horizontales 16b. Los soportes verticales y los miembros transversales están configurados para formar dos o más estructuras sustancialmente cuadradas o rectangulares capaces de contener y retener dos o más paneles 1. De esta manera se proporciona una partición para dividir habitaciones y absorber ruido. La presente invención, de acuerdo con otro aspecto de la misma, se refiere a un método para fabricar el panel de absorción de sonido.

Durante una primera etapa (a) se proporciona una capa de relleno 20 que comprende, o está hecha completamente de, las fibras sintéticas unidas con calor 10. La capa de relleno 20 tiene un primer espesor sustancialmente constante SPO, mayor que el espesor SP1 de la capa de relleno en el área central después de la formación. SPO podría ser de aproximadamente 60 mm.

Durante una etapa (b) del método para fabricar el panel, una primera capa de tela 11 es colocada de manera que confronta a una primera superficie externa de la capa de relleno y una segunda capa de tela 12 es colocada de modo que confronta a una segunda superficie externa de la capa de relleno 20.

Antes de la etapa (b) una capa de adhesivo 13 puede ser depositada de manera ventajosa entre las caj?as de tela 11, 12 y la capa de relleno 20 a fin de asegurar una mejor adhesión de las capas de tela 11, 12 a la capa de relleno.

Durante una etapa (c) del método, se pre-calienta el ensamble de la capa de relleno 20 y las capas 11, 12 de tela.

De preferencia, el pre-calentamiento del relleno 20 se ejecutó a una temperatura C1 de entre aproximadamente 130°C y aproximadamente 170°C, de preferencia aproximadamente 150°C durante un intervalo predefinido Ati.

El intervalo Ati puede variar entre aproximadamente 2 minutos y aproximadamente 5 minutos, por ejemplo Ati puede ser de aproximadamente 3.5 minutos.

De modo preferente, la capa adhesiva 13 comprende una capa de pegamento, preferiblemente del tipo PE, aplicado por medio de dispersión en las capas de tela.

El pre-calentamiento de la capa de relleno 20 (el cual hace a la capa de relleno suave y deformable, en particular en sus dos lados), junto con la presencia del adhesivo 13, ayuda a asegurar un enlace aún mayor entre el relleno 20 y las capas de tela 11, 12.

Durante una etapa adicional del método para fabricar el panel 1 se considera formar (d) la capa de relleno 20 al ejercer una presión p1 sobre la capa de relleno 20 asociada con la primera y segunda capa de tela 11, 12 al menos en una porción del perímetro del panel 1. De preferencia, la presión p1 es ejercida a lo largo de todo el perímetro del panel 1. Figura 5.

La presión p1 aplicada varía entre aproximadamente 150 ton/m2 y 250 ton/m2, por ejemplo 220 ton/m2.

Debido a la presión ejercida a lo largo de una porción del perímetro (o, de preferencia, a lo largo de todo el perímetro), se forma el borde perimetral 14 de espesor reducido. Además, la presión ejercida extiende la primera y segunda capa de tela y comprime la capa de relleno 20 (pre-calentada) en la parte central (y hasta el borde) para obtener un panel con un espesor sustancialmente uniforme SP1, separado de las zonas en la cercanía del borde. Por lo tanto, el espesor del panel cambia desde el espesor SPO (por ejemplo aproximadamente 6 cm o aproximadamente 4.5 cm) hasta el espesor SP1 (por ejemplo aproximadamente 3.5 cm) debido a la tensión ejercida por las capas de tela 11, 12 y debido al hecho de que la capa de relleno 20 es pre-calentada y por lo tanto más fácilmente deformable.

De esta manera se forma el borde 14 con espesor SP2. El espesor SP2, al final de la formación, está entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% del primer espesor SP1 de la capa de relleno 20 en una ubicación central P del panel 1.

De acuerdo con la invención, debido a la etapa de calentamiento (b) y la etapa de formación (d), se presenta la compactación entre las capas de tela 11, 12 y las zonas más externas, con relación al punto central P, de la capa de relleno 20, que resulta en endurecimiento del panel 1 a lo largo del borde 14. La capa adhesiva 13 ayuda a reforzar la unión entre el relleno y la tela también a lo largo de todo el borde 14, incrementando en consecuencia la rigidez del borde 14.

En el método de acuerdo con la invención, la etapa (d) de formación de los bordes 14 se puede realizar por medio de un aparato 100 (mostrado de manera esquemática en la Figura 5) que comprende una placa superior 101 y una placa inferior 102.

De preferencia, las placas 101 y 102 comprenden estructuras correspondientes 103 y 104 cada una que confronta a la otra y capaz de ejercer la presión p1 en el borde 14 hasta que se alcanza la presión aplicada o el espesor deseado.

De preferencia las placas y las estructuras están hechas de metal, por ejemplo aluminio o acero.

De preferencia las placas 101, 102 comprenden proyecciones confrontadas correspondientes 105 que son capaces de ejercer la presión p1 en áreas situadas entre el borde 14 y la ubicación central P, produciendo las depresiones respectivas 110, 120.

La etapa de formación (d) es seguida preferiblemente por una etapa de formación de borde adicional (e) para terminar los extremos de los bordes 14 (y, cuando es necesario, formar las aletas 15).

A fin de permitir el panel sea colgado, una etapa adicional (f) considerada es aquella de perforar el panel 1 en la ubicación en donde están presentes las depresiones 110, 120. La etapa de formación de borde antes mencionada se puede realizar después de o al mismo tiempo que se perfora en la región de cualquiera de las depresiones.

De manera ventajosa, de acuerdo con la invención, los orificios producidos por la etapa de perforación (f) permiten que el panel sea fijado a una pared (o techo) o el panel que se va a colgar por medio de ganchos, uniones o estructuras de soporte adecuados.

Incluso de modo más ventajoso las etapas de formación de borde y perforación se pueden realizar al mismo tiempo que la etapa de presión con la presión P1.

Debido al peso ligero del panel 1 de acuerdo con la invención, se pueden proporcionar con facilidad todos los medios de soporte necesarios para colgar o unir el panel.

De preferencia la capa de relleno 20 y las capas de tela 11, 12 están hechas de material a prueba de fuego.

De preferencia la capa de relleno 20 y las capas de tela 11, 12 son tratadas con material anti-bacterial.

A manera de conclusión, el panel de acuerdo con la invención logra una pluralidad de ventajas.

No requiere de ninguna estructura de soporte debido a que el borde actúa como una estructura. Se proporciona una capa de superficie externa continua, conectada en el borde del panel, que es sustancialmente dura debido a que está hecha de fibras de alta densidad. Dicha capa de superficie externa continua confiere alta rigidez al panel. Forma una clase de coraza dura más bien cerrada.

El material dentro de la coraza tiene una densidad que se reduce hacia la parte más interna del panel.

No requiere de la unión de las porciones de extremo de una hoja ya que (por lo menos en una modalidad) no se consideró la hoja de cubierta; la cubierta de hecho está compuesta de las capas de tela que formar una pieza con la capa de relleno.

Las características estéticas son particularmente atractivas y se pueden combinar con las características del ambiente circundante.

El borde actúa también, al menos de manera parcial, como un material de absorción de sonido y evita que se reflejen las ondas de sonido.

Puede ser colgado con facilidad en una pared o unido a una base de soporte ya que es muy ligero en comparación con los paneles de la técnica anterior.

Debido al peso ligero del panel, los medios de soporte requeridos para colgar o fijar el panel se pueden proporcionar con facilidad.

Es 100% reciclable ya que se puede hacer completamente de poliéster.

El Solicitante ha efectuado pruebas de absorción de sonido. En particular, el solicitante probó inicialmente una capa de material de absorción de sonido que no estaba formado, que tiene un espesor sustancialmente constante igual a SPO y una densidad sustancialmente constante. Después el Solicitante efectuó las mismas pruebas en un panel de acuerdo con la invención, que tiene bordes formados, un menor espesor y mayor densidad en la proximidad de los bordes y las caras externas. De manera sorpresiva, el Solicitante ha encontrado que un panel de acuerdo con la invención tiene características de absorción de sonido que se mantienen sustancialmente sin variación en el rango de frecuencia del habla, en comparación con una capa similar de material de absorción de sonido que no está formada.

Además, el Solicitante efectuó pruebas adicionales. Se calculó el coeficiente de absorción de sonido para incidencia normal en el tubo de Kundt preparado de acuerdo con el Estándar UNI EN ISO 10534-2. Las gráficas de las Figuras 10 y 11 muestran como los paneles de acuerdo con la presente invención afectan la acústica de una habitación. Para las pruebas, se ha utilizado una muestra circular de un panel de acuerdo con una modalidad de la invención. La muestra fue de aproximadamente 44.5 mm y se tomó aproximadamente en el centro del panel (en donde el panel tiene un espesor completo de aproximadamente 37 mm), no en una región en donde tiene lugar la transición desde el borde hasta el espesor completo. El panel a partir del cual se ha tomado la muestra comprendió una capa de relleno, dos capas adhesivas colocadas entre la primera y segunda superficie externas de la capa de relleno y dos capas de tela. Como se mencionó con anterioridad, el espesor de la muestra fue de aproximadamente 37 mm, que incluye las capas de tela y adhesivo.

Como se puede inferir a partir de la gráfica de la Figura 10, sin consideración del espesor más bien reducido, tienen una buena absorción de las bajas frecuencias (por debajo de aproximadamente 500 Hz), aquellas que caracterizan los sonidos profundos que normalmente son más difíciles de amortiguar.

Los paneles de acuerdo con la presente invención absorben muy bien las frecuencias de rango medio (entre 500 y 2,000 Hz), aquellas comunes de la voz humana y en general en todos los sitios de trabajo. Tienden a reflejar, absorbiendo de manera gradual una menor cantidad de las altas frecuencias (superiores a 2,000 Hz) aquellas que por su naturaleza son en gran parte absorbidas por las paredes, los mobiliarios y por la presencia misma de las personas en el cuarto.

El resultado así obtenido es un equilibrio natural, completo de sonidos en el ambiente.

La Figura 11 muestra varias gráficas que resultaron a partir de las pruebas realizadas en las muestras circulares de diferentes materiales. Se mantuvieron las mismas condiciones de prueba para todos los materiales probados. En particular, se probaron los rellenos de los siguientes materiales: (a) fibras de poliéster (densidad promedio de aproximadamente 40 Kg/m3), (b) lana mineral (densidad promedio de aproximadamente 70 Kg/m3), (c) melamina (densidad promedio de aproximadamente 10 Kg/m3), (d) melamina retardante de flama (densidad promedio de aproximadamente 10 Kg/m3).

La Figura 11 muestra que la presente invención tiene mejor rendimiento en términos de absorción de las bajas frecuencias (por debajo de aproximadamente 500 Hz). El rendimiento a frecuencias más elevadas de hasta aproximadamente 1,600 Hz fue aproximadamente como el de paneles comparativos. El rendimiento fue menor que otros materiales comparativos a frecuencias muy elevadas (superior a 2,000 Hz).

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Un panel de absorción de sonido (1) que comprende una capa de relleno (20) con fibras sintéticas unidas con calor (10), en donde la capa de relleno (20) tiene una primera superficie externa (20A), una segunda superficie externa (20B) y un primer espesor (SP1), en donde el panel (1) está hecho de dicha capa de relleno (20) sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa (20A) y la segunda superficie externa (20B), en donde la capa de relleno en por lo menos una porción (P) del panel tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas (20A, 20B), la densidad que es superior en la proximidad de la primera y segunda superficie externas (20A, 20B) del mismo y que es menor en la proximidad de su capa más interna.

2. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la densidad en la proximidad de la primera superficie externa (20A) es sustancialmente igual a la densidad en la proximidad de la segunda superficie externa (20B).

3. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque, en al menos una porción (P) del panel (1), el peso de una capa externa que tiene un espesor de aproximadamente 10% del primer espesor (SP1) es de entre aproximadamente 20% y 30% del peso del panel en al menos una porción (P).

4. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque, en al menos una porción (P) del panel (1), el peso de una capa externa que tiene un espesor de aproximadamente 20% del primer espesor (SP1) está entre aproximadamente 25% y 45% del peso del panel.

5. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende además una primera capa de tela (11) que confronta la primera superficie externa (20A) de la capa de relleno (20) y una segunda capa de tela (12) que confronta la segunda superficie externa (20B) de la capa de relleno (20).

6. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de relleno (20) está formada de manera que está provista con un borde (14) con un segundo espesor (SP2), menor que el primer espesor (SP1), en al menos una porción de un perímetro del panel (1 ).

7. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el segundo espesor (SP2) está entre aproximadamente 5% y aproximadamente 20% del primer espesor (SP1) medido en una ubicación central (P) del panel (1).

8. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el borde (14) tiene una densidad sustancialmente igual a, o mayor que, la densidad en la proximidad de la primera y segunda capas externas.

9. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 6, 7 o 8, caracterizado porque el panel (1) es convexo hacia afuera en la proximidad del borde (14) para mejorar el rendimiento acústico.

10. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fibras sintéticas unidas con calor (10) comprenden fibras de poliéster.

11. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 5, que comprende además una capa adhesiva (13) colocada entre la primera y segunda superficies externas (20A, 20B) de la capa de relleno (20) y cada una de las capas de tela (11, 12).

12. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una o más depresiones (110, 120) que tienen un espesor (SP2, SP4) menor que el primer espesor (SP1).

13. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque dichas una o más depresiones (110, 120) comprenden uno o más orificios para miembros de fijación.

14. El panel de absorción de sonido (1) de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende aletas (15) configuradas para penetrar dentro de orificios (17) de una estructura de soporte (16, 16a, 16b).

15. Un método para fabricar un panel de absorción de sonido (1), que comprende las etapas de: a) proporcionar una capa de relleno (20) con fibras sintéticas unidas con calor, en donde la capa de relleno (20) tiene una primera superficie externa (20A) y una segunda superficie externa (20B) y tiene un espesor inicial (SPO), en donde, en por lo menos una porción (P) del panel (1), dicho panel (1) está hecho de dicha capa de relleno (20) sin capas adicionales de un material diferente entre la primera superficie externa y la segunda superficie externa; b) tratar la capa de relleno (20) de modo que, en al menos una porción (P) de la misma, cambia del espesor inicial (SPO) a un primer espesor (SP1) y de ese modo, en al menos una porción del panel (P), el panel tiene una densidad variable en una dirección transversal a la primera y segunda superficies externas (20A, 20B), la densidad que es superior en la proximidad de la primera y segunda capas externas del mismo y que es menor en la proximidad de su capa más interna.

16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de tratamiento comprende las etapas de: c) colocar una primera capa de tela (11) que confronta a la primera superficie externa (20A) de la capa de relleno (20) y una segunda capa de tela (12) que confronta a la segunda superficie externa (20B) de la capa de relleno (20); d) pre-calentar la capa de relleno (20); e) formar la capa de relleno (20) al ejercer una presión (p1) en la capa de relleno (20) asociada con la primera y segunda capas de tela (11, 12) al menos en una porción del perímetro del panel (1) de modo que el espesor de la capa de relleno (20) cambia, al menos en dicha porción del panel (P), desde el espesor inicial (SPO) a un primer espesor (SP1 ).

17. El método de conformidad con la reivindicación 15 o 16, que comprende además una o más de las siguientes etapas: f) depositar una capa adhesiva (13) entre la capa de relleno (20) y cada una de las capas de tela (11, 12); g) formar el borde a fin de terminar los extremos de dichos bordes (14, 15); y h) perforar al menos un orificio en donde esté presente al menos una depresión con un espesor reducido (110, 120).