MXPA01012664A - Elemento de aislamiento de sonido emparedado. - Google Patents

Abstract

Un elemento emparedado de aislamiento de sonido de capas multiples y fuerte mecanicamente, que comprende dos capas orientadas una hacia la otra (1) adjuntas substancial mente a un nucleo de espuma platica consistiendo de por lo menos dos capas (2) las cuales son unidas a traves de puntos de contacto (tambien llamados puentes) (3) creando una abertura o aberturas (4) entre las capas del nucleo (2), y en el caso de distancias largas y/o en capas orientadas una hacia la otra delgadas, topes de viaje dentro de la abertura/aberturas (4) para mantener las capas del nucleo (2) a cierta distancia una de la otra, en donde el material de la capa del nucleo es un material celular semi-rigido que contiene mas del 50% de celdas abiertas, y tiene una resistencia a la tension mayor de 50 kPa, y tiene una resistencia a la compresion de 5 a 200 kPa, en una deformacion del 10%. La distancia entre los puntos de contacto o puentes (3) es de por lo menos 350mm, y el nuevo elemento emparedado puede ser utilizado como una puerta aislante del sonido, un elemento de division o una unidad de construccion.

Description

ELEMENTO DE AISLAMIENTO DE SONIDO EMPAREDADO Campo de la Invención La presente invención se refiere a elementos de aislamiento de sonido emparedados, más específicamente a elementos a la construcción, ó elementos de construcción ó componentes de capaz múltiples de aislamientos del sonido tales como puertas, divisiones, paredes, ó techos que comprenden una celda abierta, un núcleo de espuma semirígida que consiste por lo menos en un material de núcleo, y que comprenden uno ó más espacios huecos, ó aberturas de aire localizadas dentro del núcleo, y que comprenden dos capaz exteriores orientadas una hacia la otra. Más específicamente la presente invención se refiere a elementos de aislamientos de sonido de emparedados, tales como las puertas, elementos de divisiones, paredes, techos, pisos, mamparas, puertas a prueba de incendios, trampas, tapas, orejas, ventanas, elementos de compartimento ó paneles en edificios nuevos ó existentes. Los elementos emparedados nuevos son útiles en las construcciones, en la industria de la construcción y en otras industrias con el objeto de mejorar el funcionamiento del aislamiento de sonido. Además, la invención se refiere a elementos de aislamiento de sonido que mejoran los elementos de la técnica anterior en la simplicidad de construcción, la resistencia mecánica y rigidez y al uso de dichos aislamientos del sonido nuevos, elementos emparedados de capaz múltiples en la construcción ó en otras industrias para las paredes, divisiones, techos y otras partes de la construcción, estructura ó materiales que tienen mejoras acústicas. Antecedentes de la Invención En el uso de la construcción es bien conocido el uso de paneles como paredes de división con el objeto de subdividir el área del edificio en áreas separadas tales como habitaciones y oficinas. Generalmente, consisten de un núcleo de fibra mineral de aislamiento, y dos capaz exteriores orientadas una hacia la otra que comprenden el núcleo y una apertura de aire ó espacio hueco. Los materiales aislantes tales como fibras minerales son acomodadas entre las capaz orientadas una hacia la otra de una manera tal que proporciona el aislamiento térmico y/o acústico. También es conocido el uso de elementos de aislamiento de sonido de capaz múltiples de emparedados, laminados ó tableros, que contienen fibras minerales como material de aislamiento, como elementos de división, como elementos de compartimento ó paneles para ser fijados a las paredes ó techos con la intención de que se reduzca la propagación del sonido y el ruido y la radiación y la transmisión y radiación del sonido. Aplicando los elementos de aislamiento de sonido a las paredes ó techos, ó utilizándolos como elementos de división es posible, modernizar las construcciones residenciales ó edificios de oficinas mejorando su funcionamiento del aislamiento. Por lo tanto, las construcciones más antiguas pueden ser ajustadas para cumplir con los estándares de regulación modernos frecuentemente más altos. Los ruidos de los vecinos, ó fuentes externas ó que emanan del interior de la habitación pueden ser reducidos de manera sustancial. Sin embargo, una desventaja principal de dichas divisiones ó paneles que tienen núcleos de fibra mineral, es la carencia de resistencia mecánica de dichas fibras. Por esa razón, las capas orientadas una hacia la otra deben de ser aseguradas, por ejemplo, por medio de tornillos ó estructuras, y soportadas por travesanos de metal o madera. Esto requiere un proceso de manufactura extenso. En la Patente Japonesa JA 0221 642, se describió un panel aislante del ruido en el cual un material poroso, tal como lana de vidrio ó una resina sintética en la espuma es afilado entre las capas orientadas una hacia la otra formadas por un tablón, un tablero de yeso, ó una placa acrílica de un modo tal que se encontrara fuera de contacto de al menos una superficie del material. De acuerdo con la enseñanza de esta especificación, se deberá utilizar una estructura con el objeto de estabilizar ó fijar esta condición. Esta estructura está adaptada al ensamble anterior para formar un panel. Por supuesto, esto es relativamente intrincado y por lo tanto un procedimiento costoso. Además, este es un método bien conocido extrapolado de las paredes ó paneles de estructura de madera convencionales. El documento DE 3710 057 describe un panel de aislamiento acústico de capas múltiples para paredes internas, el cual tiene aberturas de aire entre una capa de lana mineral, y una capa de madera aglomerada orientada hacia el exterior. Este panel de aislamiento contiene un panel principal hecho de madera aglomerada, el cual está separado por medio de rebordes de la capa orientada hacia la misma, ó el panel de cubierta el cual también está hecho de madera aglomerada. Las superficies interiores de estos dos paneles están cubiertas con tablas de fibra las cuales son sostenidas en su lugar por medio de pegamento. Para lograr un funcionamiento bueno de amortiguación del sonido, las dos tablas de fibra son de peso diferente. El panel de capas múltiples consiste de cinco capas, es decir dos capas de madera aglomerada, siendo pegada cada una de ellas a la tabla de fibra, más una capa de lana mineral en la parte en el centro del emparedado que sirve como el material de aislamiento acústico. La lana mineral llena el espacio solamente parcialmente de un modo tal que se proporciona una abertura de aire entre la lana mineral y una de las tablas de fibra la cual está pegada a la superficie interior del panel de cubierta. El último es asegurado por medio de tornillos a los rebordes. Como se podrá apreciar por la descripción, el diseño de este panel de capas múltiples es bastante complicado. Por lo tanto su fabricación es relativamente costosa. El funcionamiento acústico es logrado aumentando la masa que producen dichos paneles difíciles para transportar e instalar. De acuerdo con varias propuestas, se han utilizado plásticos orgánicos en vez de fibras minerales, tales como por ejemplo, laminados de espuma de poliuretano de celda abierta bien conocidos. Sin embargo, dichos laminados se exhiben a desventaja de ser quebradizos y tener una resistencia a la tensión deficiente (aproximadamente 30 kPa).

En la Patente Norteamericana No. 4,317,503 se describe un elemento de construcción de aislamiento de sonido el cual incluye una pluralidad de elementos de capas paralelas de las cuales un primer elemento grueso interior está constituido por una capa de fibras minerales ó espuma de plástico rígida y contiene una pluralidad de cavidades. Un segundo elemento rígido interior el cual es sustancialmente permeable al aire está conectado a una superficie principal de primer elemento interior y un elemento impermeable exterior. El elemento impermeable exterior está acomodado a una distancia pequeña del segundo elemento interior de un modo tal que sustancialmente el elemento exterior completo puede oscilar libremente en relación con el segundo elemento interior. Una desventaja principal de este tipo de elemento de construcción, es el proceso de manufactura complejo y costoso de dichas estructuras de capas múltiples. Otros tipos conocidos de divisiones son las estructuras de capas múltiples que incluyen aquellas que tienen un núcleo de panal ó espuma. Los núcleos de espuma, sin embargo, aunque poseen propiedades de resistencia mecánica adecuadas, son muy deficientes en lo que concierne a las propiedades de aislamiento del sonido. Con el objeto de superar este problema, el núcleo de espuma tendría que ser de un espesor y peso inaceptables. Hablando generalmente, existen varios tipos de sistemas para aumentar el funcionamiento del aislamiento del sonido tales como: Aumentar la masa de la pared la cual, es por supuesto, el modo más básico de proporcionar un buen aislamiento del sonido (ley de la masa); utilizar paneles elásticos, ó emparedar las estructuras de los componentes, que son capas orientadas unas hacia las otras, ó capas de núcleo, que vibran sin relación de fase de modo que parte de o la mayor parte de la energía acústica incidente es convertida en energía mecánica, la cual será disipada a través de la dirección interna y las deformaciones (sistema b masa-resorte-masa). La desventaja del aumento la masa de la pared ó cualquier estructura similar siguiendo la ley de la masa es que se requieren estructuras más bien pesadas y gruesas para un buen funcionamiento . La desventaja de los sistemas comunes de masa-resorte-masa es que su frecuencia resonante muy frecuentemente entorpecerá el funcionamiento general, cuando son colocados de manera equivocada y demasiado puntiagudos. Se obtuvieron mejores resultados utilizando elementos o paneles de aislamiento de sonido como se describió en el documento WO 95/14136. Dichos paneles ó elementos de aislamiento de capas múltiples comprenden en una modalidad preferida (a) dos capas exteriores orientadas una hacia la otra y (b) un material del núcleo sintético suave el cual es una capa del núcleo de espuma sintética sola, continua, suave que tiene cavidades y siendo acomodada en contacto íntimo con ambas de las capas exteriores a través de los puntos de contacto en patrones alternos, proporcionando de este modo aberturas entre la capa del núcleo, y las capas exteriores opuestas. Lo que realmente se describió en esta descripción, los dibujos, las reivindicaciones y el resumen del documento WO 95/14136 es lo siguiente: Un elemento de emparedado el cual comprende dos capas orientadas una hacia la otra, por ejemplo, tablas de yeso, y un material del núcleo entre las capas orientadas una hacia la otra; la capa del núcleo comprende una espuma de polietileno de celda cerrada elástica, o una espuma de poliuretano de celda cerrada rígida, u otras espumas plásticas de celdas cerrada, por ejemplo, basadas en cloruro de polivinilo ó poliestireno; la segunda capa opuesta puede ser una estructura de ladrillo, refiriéndose de este modo indirectamente a un muro, al cual la capa del núcleo puede ser pegada, por ejemplo con mortero; la capa del núcleo contiene cavidades en una distribución geométrica especial, existen aberturas entre la capa del núcleo y las capas opuestas; las aberturas están confinadas entre la capa del núcleo, y las capas opuestas; por los puntos de contacto ó áreas las cuales están acomodadas en un patrón alterno con respecto a las caras opuestas; y medidas empíricas y consideraciones teóricas son aplicadas para mejores resultados en el sistema de masa-resorte-masa. Los paneles tal y como los que se describen en WO 95/14136 poseen tanto propiedades de aislamiento acústico como de resistencia mecánica. Aunque esta técnica proporciona paneles más ligeros y menos costosos con buenas propiedades acústicas comparadas con los productos anteriormente conocidos, todavía es altamente deseable proporcionar elementos de división de habitaciones, y elementos de emparedados tales como puertas, y divisiones que tengan tanto propiedades de aislamiento del sonido como una buena resistencia mecánica, las cuales serían particularmente útiles para la modernización residencial, y edificios de oficina y para diseñar divisiones con funcionamiento de aislamiento del sonido mejoradas. También, existe una necesidad de métodos más económicos para producir e instalar dichos paneles de aislamiento de sonido. La solicitud de Patente Europea anterior 98 111 295.6-2303, está enfocada a un panel de aislamiento de sonido de capas múltiples que contiene una capa del frente, una capa de núcleo de espuma plástica adherido a la misma en donde el material de la capa del núcleo es un material celular semirígido que tiene ciertas características, una estructura a la cual es fijada la capa del núcleo en puntos de contacto separados por medio de tiras, parches, pestañas, u otras protuberancias geométricas, (generalmente llamadas "puntos de contacto") dejando aberturas entre la capa del núcleo y la estructura, y en el caso de distancias largas y/o capas opuestas delgadas, topes de viaje para mantener la capa del núcleo a una cierta distancia de la estructura.

Los paneles de acuerdo al documento EP 98 111 295.6-2303 son útiles en la construcción y otras sustancias para mejorar las propiedades de aislamiento del sonido de edificios y/o maquinaria. Sumario de la Invención Ante estos elementos de emparedado en general son adecuados como elementos de división su resistencia mecánica puede no ser suficiente debido a la presencia de la abertura grande de entre las caras y el núcleo de los campos de aplicación en donde son de particular importancia la resistencia para la aplicabilidad de un elemento de construcción, tal como en la construcción de puertas y muros. Esa necesidad y otras necesidades son cubiertas por la presente invención. Por lo tanto, la presente invención proporciona un elemento de aislamiento de sonido de capas múltiples emparedado el cual comprende capas orientadas una hacia la otra y un núcleo de espuma de plástico localizado entre las capas orientadas una hacia la otra y adherido a las capas opuestas, presentando el núcleo una ó más cavidades, cuyo elemento de aislamiento del sonido se caracteriza porque: la cavidad/cavidades es/son una abertura/aberturas la cual es/son colocadas esencialmente paralelos a las caras y están localizadas dentro del núcleo; el material del núcleo es un material celular semirígido que contiene mas de 50 por ciento, y preferentemente más del 90 por ciento de celdas abiertas; y tiene una resistencia a la tensión mayor de 50kPa, preferentemente mayor de 90kPa; y tiene una resistencia de comprensión de 5 a 200kPa, preferentemente de 15 a 80kPa, en una deformación del 10 por ciento. Descripción Detallada de la Invención En una modalidad preferida de la invención se proporciona un elemento emparedado en donde la abertura obertura son definidas por dos capas del núcleo, y puntos de contacto, también llamados "puentes", proporcionando uniones estructurales entre las capas del núcleo mientras que mantienen las capas del núclo separadas y creando una abertura o aberturas entre las capas del núcleo. La distancia entre los puntos de contacto es preferentemente de al menos 350mm, más preferentemente un mínimo de 450mm y aún 600mm en la medida en que la integridad mecánica pueda ser conservada. Las capas opuestas pueden tener un espesor cada una, de 0.5 a lOOmm, preferentemente de 0.5 a 25mm. El material de las capas orientadas una hacia la otra pueden ser una lámina de metal con un espesor de 0.5 a 20mm, preferentemente acero o aluminio, o una lámina de madera con un espesor de 4 a25mm. Otros materiales, útiles en el campo de la aplicación específica son conocidos para aquellos expertos en la técnica. La capa del núcleo de espuma puede tener un espesor de 20 a 500mm, preferentemente de 20 a 300mm y aún más preferentemente hasta de 200mm. Cada una de las capas del núcleo de espuma tiene en general un espesor mínimo de lOmm para lograr una amortiguación significativa, preferentemente un espesor de 15 a lOOmm. Sin embargo, deberá observarse que estos rangos no deben ser interpretados como restrictivos. Se pueden ser adecuados valores que se encuentran fuera de estos rangos para aplicaciones particulares, tales como por ejemplo, establecimientos que requieren un funcionamiento muy alto de amortiguación del sonido. Las capas del núcleo de espuma pueden o pueden no tener el mismo espesor. En algunos casos, de los materiales de las caras opuestas se ha descubierto que es benéfico utilizar diferentes espesores para minimizar el efecto negativo de las frecuencias críticas características del ensamble hecho a partir de caras opuestas y capas de núcleos. De preferencia, el material de la capa de núcleo es una espuma de poliuretano, por ejemplo del tipo cuya preparación se describe en la Patente Norteamericana No. 5,538,779. El material de la capa de núcleo puede comprender más de un tipo de espuma. Por ejemplo, puede ¡ncluir además de poliuretano, polietileno o poliestireno. También puede comprender bitumen o plástico pesado o láminas hechas de otros materiales. En una modalidad preferida el material de la capa del núcleo tiene una resistividad del flujo de aire de 5000 a 800,000 Ns/m4, preferentemente de 5000 a 300,000 Ns/m4.

El factor de pérdida de material de la capa del núcleo es preferentemente mayor de 0.1, y más preferentemente mayor de 0.2 (tal y como lo define el Comité de Materiales de Aislamiento de Sonido y Calor SAE, Manual SAE 1994, volumen 1, página 2.30); y el factor de pérdida puede alcanzar 0.3 y aún más.

En el caso de aberturas largas y/o capas opuestas delgadas, se proporcionan topes de viaje en por lo menos una de las capas del núcleo, y dentro de la abertura con el objeto de asegurarse de que las capas del núcleo siempre se mantengan a una cierta distancia una de la otra.

La distancia de los topes de viaje de las capas opuestas del núcleo o la distancia de las capas del núcleo una de la otra, o la deformación al 0 por ciento es preferentemente de por lo menos 0.1 mm, siendo los rangos preferidos de entre 2 y 10 mm.

En una modalidad preferida, las áreas de los puntos de contacto totales están relacionadas con el área total del elemento emparedado en una proporción menor de 30 por ciento, preferentemente menor del 15 por ciento.

En una modalidad preferida, los puntos de contacto son de espuma plástica, plástico, metal o tiras de madera de un espesor de 0.5 a 10 mm y un ancho de 10 a 100 mm. Sin embargo, estos rangos no deberán ser interpretados como restrictivos, y pueden variar dependiendo de los requerimientos de esfuerzo específicos de la aplicación y la dureza de las caras. Las caras muy rígidas por ejemplo permitirían una abertura de aire de un espesor no especificado. Las partes que sobresalen de las capas de los núcleos y aún otros elementos de constructura tales como marcos de las puertas, pueden asumir la función de puntos de contacto o "puentes".

Además, la presente invención proporciona un proceso para la fabricación de un elemento nuevo de aislamiento de sonido emparedado, adjuntando las capas orientadas una hacia la otra a un núcleo de espuma plástica, caracterizándose dicho proceso por el hecho de que el núcleo de espuma plástica es producido uniendo dos capas del núcleo a través de los puntos de contacto o puentes en distancias previamente determinadas, dejando de este modo una abertura o aberturas entre las capas del núcleo, o maquinando primero dos capas del núcleo de un modo tal que los puentes de contacto o puentes son formados en distancias previamente determinadas como partes integrales de las capas del núcleo y uniendo posteriormente las dos capas del núcleo a través de los puentes de contacto o puentes dejando una abertura o aberturas entre las capas del núcleo o cortando la abertura o aberturas de una sola tabla de espuma plástica .

Además, la presente invención proporciona el uso del nuevo elemento de aislamiento de sonido emparedado en la construcción y otras industrias mejorando las propiedades de aislamiento del sonido de construcciones y/o maquinaria.

Una característica particularmente sorprendente de la invención es que la vibración de distancia larga de la capa del núcleo adherida a las capas orientadas unas hacia las otras proporciona un amortiguamiento particularmente bueno en todas las frecuencias, y específicamente, en la frecuencia resonante y la frecuencia crítica.

Las aberturas creadas dentro del núcleo de espuma pueden variar considerablemente dependiendo de las necesidades en un caso determinado. Las caras orientadas una hacia la otra permitirían una abertura de aire de un espesor no especificado.

El espesor generalmente se encuentra en un rango de 0.1 a 200 mm. Algunas veces el espesor es seleccionado entre 20 y 25 mm para permitir el paso de cables, tubos u otras líneas de servicio.

Aparte de esta consideración especial, el espesor de las aberturas se encuentra frecuentemente en el rango de 1 a 10 mm, más preferentemente de 2 a 5 mm.

En el caso de una tabla de yeso (o una tabla de cualquier otro material que no sea lo suficientemente rígido) que este siendo usado como la capa orientada hacia la otra, y si por ejemplo, la tabla de yeso tiene un espesor de lOmm y su distancia excede de 400 mm o su espesor sea de 13 mm y su distancia exceda de 600 mm, respectivamente, se puede instalar un sistema de tope de viaje de "distancia media" hecho de una tira o parches para limitar la deformación de la tabla de yeso. A modo de ejemplo, si es instalado un laminado de tabla de yeso con un ancho de 1200 mm con puentes de contacto (tiras) con un ancho de 40 mm en los extremos de la tabla, proporcionando de este modo una distancia libre de 1120 mm, una tira de tope de viaje sería fijada a la mitad de la tabla con el objeto de reducir la distancia . El ancho de la tira del tope de viaje será de entre 30 y 39.9 mm, más preferentemente entre 35 y 38 mm, si el ancho de la tira de contacto es, por ejemplo, de 40 mm.

La realización de la presente invención, sujetándose a loa parámetros definidos en la especificación y las reivindicaciones, particularmente utilizando un material de espuma específico y aplicando los diseños específicos con respecto a la capa del núcleo, las capas orientadas una hacia la otra, y los topes de viaje, se tendrá como resultado un elemento de aislamiento del sonido emparedado que muestra una frecuencia resonante muy baja y sorprendentemente amortiguamiento alto de las vibraciones, específicamente en la frecuencia resonante, y que tiene una alta resistencia mecánica y rigidez, lo cual significa que los elementos nuevos pueden ser transportados y manejados sin riego de daño particular alguno. Por lo tanto, no es necesario el reforzamiento adicional para asegurar la integración mecánica del ensamble, tales como medios de tornillos, estructuras o clavos.

Sin embargo, se pueden incorporar otros aparatos para la conexión o la obtención de la rigidez una vez que los aparatos se encuentran en su lugar antes de la instalación, dentro del elemento o en las uniones para asegurar que se cumplan los requerimientos de aplicación específicos. Se proponen adaptaciones del diseño para evitar que tenga lugar algún puente de sonido, mientras todavía se cumple con todos los requerimientos de resistencia durante el uso. Esto es conocido por lo expertos en la técnica.

Los reforzamientos típicos serán estructuras de metal o madera para la aplicación en puertas, clavos de acero o travesanos entre paneles para la aplicación de división, y mortero o pegamento para la aplicación en paredes. las capas orientadas una hacia la otra pueden ser hechas de cualquier material empleado generalmente para producir elementos o paneles aislantes emparedados. Los ejemplos, de los materiales útiles como capas orientadas una hacia la otra, incluyen plásticos o tablas de particulados, papel grueso o cartón, tablas de fibra, tablas de yeso, láminas o películas de plástico flexible, láminas de metal tales como láminas de acero, plomo o aluminio, madera laminada, tablones de madera, y madera aglomerada, más generalmente tablas de yeso y maderas aglomeradas. El material preferido para utilizar como las capas orientadas una hacia la otra, es las tablas de yeso en las aplicaciones de divisiones, y las láminas de metal o láminas de madera en las aplicaciones de puertas.

En una modalidad de la invención, una capa del núcleo hecha de espuma de poliuretano que tiene parches de espuma de poliuretano separadas como puntos de contacto en una de sus dos superficies, es sustancialmente adherida por medio de adhesivos en su superficie "interior" a otra capa del núcleo de espuma de poliuretano, formando de esta manera el núcleo. Generalmente, dicho panel será fabricado evitando de este modo el ensamble en el sitio. El núcleo entonces será fijado a dos capas orientadas una hacia la otra, generalmente por medio de pegamento con un adhesivo adecuado tal como pegamento de poliuretano, adhesivo de contacto o transferencia de neopreno, o por medio de la fijación mecánica con el objeto de producir un elemento emparedado de acuerdo con la presente ¡nvención.

El elemento emparedado obtenido de este modo puede ser utilizado por ejemplo como puerta. El material de las capas orientadas una hacia la otra para puertas son capas delgadas de lámina de metal ó láminas de madera y está adherida sustancialmente a las capas del núcleo con el objeto de cumplir con los requerimientos tales como estabilidad al calor, resistencia a la deformación por impacto, superficies perfectamente planas y estéticas. Por lo tanto, es importante que no creen aberturas entre el núcleo de espuma de refuerzo y las capas orientadas una hacia la otra cuando falta la rigidez en la última.

Además, la adición sustancial entre las capas orientadas una hacia la otra y el núcleo por medio de adhesivo, por ejemplo, proporciona beneficios debido a que el material del núcleo altamente amortiguador el cual es utilizado de acuerdo con la presente invención reduce de manera importante la transmisión de impactos y vibración.

El nuevo elemento emparedado también puede ser usado por ejemplo, como división de habitaciones independientes. Dicho elemento de división generalmente es asegurado sobre el piso y/o al techo. Este puede ser fijado a una pared techo, piso, u otra estructura de la construcción.

El concepto de la división emparedada de acuerdo con la presente invención se refiere a unidades de división de espacio, en su mayor parte para oficinas, cabinas industriales y otras aplicaciones de paneles donde la combinación del peso ligero, aparatos fáciles de conectar, capacidad de maniobra y funcionamiento de aislamiento del sonido son requerimientos importantes. Estas divisiones deben permanecer en posición vertical u horizontal pero, en algunas modalidades, también pueden ser colocadas en la forma de ángulos agudos u obtusos.

Fue sorprendente descubrir, que el funcionamiento del aislamiento de sonido sobresaliente podría ser logrado incorporando puntos de contacto ó puentes específicos con el núcleo para crear una abertura de aire ó aberturas de aire las cuales por lo tanto son una característica conspicua de la presente invención.

Los puntos de contacto pueden ser maquinados de la capa de espuma de poliuretano o pueden ser hechos de otros materiales adecuados, tales, plástico diferentes al poliuretano, pegamento, u otros adhesivos; madera, yeso, o metal, siempre que se cumpla con los criterios de la invención.

Además de las aplicaciones en puertas y divisiones de muros del elemento emparedado de acuerdo con la presente invención, otra modalidad de la presente invención son paneles útiles en las aplicaciones de unidad de construcción. En este caso la función de los nuevos elementos emparedados como tabiques en un muro de construcción, un techo, un piso, ó cualquier otra parte ó unidad de construcción.

Los elementos aislantes del sonido emparedados de la presente invención no son solamente particularmente útiles para la restauración de edificios existentes, sino también como elementos en construcciones nuevas. Ellos pueden ser manufacturados en ia forma de elementos de puertas ó divisiones ó unidades de construcción de muros. Ofrecen una solución delgada del peso ligero y fuerte mecánicamente para mejorar el aislamiento del sonido, eliminando ó amortiguando de este modo los sonidos y ruidos los cuales sin los elementos de aislamiento del sonido son transmitidos a través de los muros, puertas, pisos, techos y divisiones.

Basados en los ejemplos, se demostrará a continuación que el elemento emparedado de acuerdo con la presente invención es hasta un grado sorprendente sustancialmente superior comparado con los elementos de aislamiento del sonido de la técnica anterior con respecto a una combinación de propiedades de aislamientos de sonidos/ resistencia mecánica/peso ligero/espesor y métodos de producción/instalación. Ellos son excelentes en su resistencia mecánica comparados con los elementos de aislamiento de sonido emparedados de la condición de la técnica, poseen un funcionamiento de amortiguación acústica alta, y reducen y disminuyen la frecuencia resonante. La abertura dentro del núcleo actúa como un primer resorte muy suave, y las capas del núcleo están actuando como segundos resortes duros. Debido a la dureza de las capas del núcleo, la deformación del elemento está restringida de manera importante lo cual la hace compatible con su uso pretendido en las construcciones.

Los ejemplos siguientes se proporcionan para ilustrar la invención y no deberán ser interpretados como limitantes de la misma de manera alguna.

Ejemplo 1 El ensamble del elemento emparedado de acuerdo con la presente invención para la aplicación en la forma de puerta es mostrado esquemáticamente en la figura 1. Los números (1) se refieren a las capas orientadas una hacia la otra, (2) a capas de núcleo (3) a puntos de contacto los cuales en este caso, tienen la forma de T. Las figuras 2 y 3 muestran dos elementos emparedados después de haber sido ensamblados, la diferencia del elemento de acuerdo con la figura 3 comparado con el elemento de acuerdo con la figura 2 es que ha sido incorporado un tercer punto de contacto.

Los elementos fueron hechos a partir de una tabla de poliuretano de grueso de 20 mm y una tabla de poliuretano gruesa de 40 mm (2) en donde dicho poliuretano está preparado de acuerdo con el método descrito en el ejemplo 1 de la Patente Norteamericana 5,538,779, y dos láminas de acero gruesas de lmm (1) mediante el pegamento al rocío con un adhesivo de contacto (neopreno) a temperatura ambiente, una tabla a una hoja de metal y otra tabla a la segunda hoja de metal, uniendo ambos ensambles a través de los puntos de contacto en forma de T (3, un ancho de 40mm y colocado a una distancia una de la otra de 800 mm tal y como se muestra en la fig.2, y a través de los puntos de contacto en forma de T (3) y un punto de contacto adicional (3 ' ) en el centro tal y como se muestra en la fig. 3 respectivamente. Los puntos de contacto tienen un espesor de 3mm, y las tiras de plástico un ancho de 40mm (PE, PU ó PVC, por ejemplo).

Deberá observarse que las dos capas del núcleo son de diferentes espesores. La razón es que esto reduce el efecto negativo de las frecuencias críticas características de las capas orientadas una hacia la otra y la del núcleo una vez que son adheridas.

Según se requiera se pueden incorporar dos topes de viaje. La abertura de (4) está caracterizada por el espesor generado por los puntos de contacto (3) y la distancia D. La distancia D mayúscula tal y como se muestra en la fig. 2 y en la fig. 3, es de por lo menos 350 mm preferentemente y aún más preferentemente de 600 mm o mayor siempre y cuando se pueda conservar la integridad mecánica.

Una puerta manufacturada de acuerdo con la presente invención, logrará una estabilidad dimensional y al calor excelente, sin el efecto de pandeo bajo temperatura diferencial. Proporcionará un aislamiento térmico, y un aislamiento al sonido transportado por el aire y el impacto sobresaliente (mejor que una construcción clásica) que tiene un peso tres veces mayor.

Con la elección adecuada del espesor y la dureza del material del núcleo, se lograrán una planicie y estética excelentes aún con materiales orientados unos hacia el otro muy delgados.

Ejemplo 2 Un elemento de puerta emparedado de acuerdo con la presente invención fue construido y probado por su aislamiento acústico. 2.1, la fig. 4 ilustra una vista transversal y la composición de la recta probada con una dimensión de 1050mm por 2050mm por 55mm (ver también fig. 1). Las caras (1) son de láminas de acero con un espesor de 1.5mm.

El material del núcleo (2) es una espuma aislante del ruido tal y como se describió anteriormente en la Patente Norteamericana No. 5,538,779, el cual se puede conseguir en The Dow Chemical Company.

La mitad superior tiene un espesor H l de 15mm y la mitad del fondo H2 tiene un espesor de 35mm.

Los puntos de contacto (3) están hechos de una tira de espuma ancha de 30mm con un espesor de 5mm y una longitud de 2050mm con una estructura de madera de pino de 15mm, un espesor de 55mm y que rodea los cuatro lados del panel de la puerta para producir la dureza y los extremos duros.

Como se puede apreciar a partir de la configuración de la fig. 4, la estructura de madera está pegada completamente con adhesivo de contacto de neopreno tanto al núcleo de espuma como a las caras de acero, mientras que las tiras de espuma solamente se encuentran ahí para asegurar el contacto entre las dos mitades del material del núcleo (2), y no están pegadas.

El producto de prueba tiene un peso medido de 57 Kg, es decir solamente de 26 Kg/m2. El espesor total es de 58mm.

A pesar de su peso muy bajo y el espesor reducido, el elemento de puerta o panel de acuerdo con la presente invención, cuya sección transversal, está ilustrada en la fig.4, logra un funcionamiento de aislamiento del sonido sorprendentemente alto, (medido en una escala de decibeles (A) (dB(A)) O Rw = 49 dB(A), R lesión ligera: 47dB(A) y R ruido de la carretera =41 dB(A).

Ninguno de los paneles de puerta disponibles de dicho peso y espesor llegan a tal nivel de funcionamiento.

Este se compara por ejemplo con un muro sólido de concreto con un espesor de 90 mm, un peso de 207 kg/m2, que logra un aislamiento de sonido de R= 47 dB. 2.2- La Figura 5 ilustra la sección transversal de la misma puerta, pero para esta segunda prueba, la tiras de punto de contacto (3), ambas en el centro de los lados han sido pegadas con adhesivo de contacto a ambos lados del material del núcleo (2). Este método de adición permitió más dureza en el elemento.

Como se esperaba, siendo reducida la distancia de 1020mm (prueba 1) a 465mm (prueba 2) entre los puntos de contacto, esto afecta algo el funcionamiento de aislamiento del sonido el cual permanece muy alto y todavía dentro del alcance de la presente invención.

Rw=45 dB(A); R lesión leve =44 dB(A), R ruido de carretera = 37 dB(A). 2.3 y 2.4- las figuras 6 y 7 ilustran secciones transversales decoradas de los paneles de puerta de acuerdo con la presente invención los cuales son adecuados para la industrialización.

En la fig. 6 las caras opuestas (1) son relativamente rígidas o rígidas (placas de madera laminada por ejemplo) por lo tanto la necesidad de un refuerzo de este tipo es opcional y depende de la distancia D.

Las dos mitades del núcleo (las dos capas del núcleo (2)) tienen espesores diferentes Hl y H2. Los productos de contacto (3) dejan una abertura de aire (4), y una estructura (7) se encuentra alrededor del panel de la puerta. 2.4- En la fig. 7 las caras opuestas (1) son láminas delgadas (acero con un espesor de 0.6mm, por ejemplo). Por lo tanto es necesario endurecer las caras opuestas por medio de perfiles U (6) los cuales son soldados o pegados a las caras opuestas.

Debido a que estos perfiles conforman U (6) están incrustados en el núcleo de espuma, su propio patrón de vibraciones es reducido por una capacidad fuerte de amortiguación del núcleo de espuma. Deberá quedar entendido, que otras que se pueden utilizar y son aceptables otros tipos de perfiles por ejemplo T, o cualesquiera otros perfiles (de aluminio, acero, plástico, o madera) proporcionando un efecto de endurecimiento adecuado debido a su momento de inercia, y el módulo específico.

La abertura de aire (4) es muy delgada y es generada por el espesor de la estructura de metal (7), el cual en este caso específico reemplaza las tiras generalmente usadas como puntos de contacto (3) y forman "puentes" entre las capas del núcleo. Las dos capas o mitades del material del núcleo (2) tienen el mismo espesor (H1 = H2).

Algunas veces es más conveniente operar el perfil de endurecimiento (o perfiles) paralelos al ancho del elemento emparedado y no a la altura. Por supuesto, también son aceptables las colocaciones transversales y diagonales. Ejemplo 3 El ensamble de elemento emparedado de acuerdo con la presente invención para la aplicación como elemento de división se ilustra esquemáticamente en la figura 8. El elemento de emparedado una vez ensamblado se ilustra en la figura 9. los números (1) se refieren a las capas orientadas una hacia la otra, (2) a las capas del núcleo y (3) a los puntos de contacto los cuales, en este caso, pertenecen al material del núcleo mismo, ya que la abertura (4), de un espesor de 2mm , es maquinado como una sola tabla. Estos nuevos elementos emparedados se hicieron de una lamina de poliuretano de un grueso de 25mm (2) (de acuerdo con la Patente Norteamericana número 5,538,779) y dos laminas de madera con un grueso de 15mm (1) pegándolas con un adhesivo de contacto basado en neopreno. Los puntos de contacto forman parte del cuerpo del núcleo, y tienen un ancho de 15mm. Preferentemente, la abertura no está colocada de manera exacta en el centro del panel con el objeto de evitar el efecto negativo acumulado de frecuencias críticas similares generadas por las dos capas orientadas una hacia la otra cuando son sometidas a frecuencias de ruido entre aproximadamente 50 Hz y 5000 Hz. En algunos casos esté efecto no es dañino. Sin embargo, todo depende del espesor, el modulo y el factor de amortiguamiento de las capas orientadas una hacia la otra. Ejemplo 4 En esté ejemplo, se describe un elemento emparedado de acuerdo con la invención para ser aplicado como una unidad de construcción. Haciendo referencia a la figura 10, se puede observar que el núcleo de esté elemento está hecho de dos tablones enlazados de un material de espuma plástica dejando una abertura (4) que está centrada o preferentemente fuera del centro. El elemento emparedado tiene caras de ladrillo de arcilla en forma de L que encapsulan el núcleo (2). Los ladrillos de las caras en forma de L crean una segunda abertura (5) a lo largo de los bordes verticales del elemento para proporcionar el espacio para cables eléctricos. En otra modalidad, se usará la abertura (5) para verter el mortero de pegamento. Otra modalidad del elemento emparedado para la aplicación en la construcción de los muros se demuestra en la figura 11. Las caras (1) están hechas de ladrillos huecos. Las cavidades dentro de los ladrillos, por ejemplo, ranuras y agujeros redondos están abiertos hacia el núcleo del elemento. El índice de perforación es de aproximadamente entre el 10% y el 80%, y preferentemente superior al 30%. Esta disposición es característica de la invención y permitirá la reducción de la frecuencia de resonancia del sistema de masa-resorte-masa, mientras proporciona algunos beneficios de absorción de sonido al mismo tiempo.

Claims (17)

1. REIVINDICACIONES 1. Un elemento de aislamiento de sonido de capas múltiples emparedado, que comprende capas orientadas una hacia la otra, y un núcleo de espuma plástica localizado entre las capas orientadas una hacia la otra y pegado a las capas orientadas una hacia la otra, presentando el núcleo una o más cavidades, caracterizado porque la cavidad/cavidad es/son una abertura/aberturas la cual está/están colocadas esencialmente paralelas a las caras, y está/están localizadas dentro del núcleo, el material del núcleo es un material celular semi-rígido que contiene más del 50%, preferentemente más del 90% de celdas, y tiene una resistencia a la tensión mayor de 50 kPa, preferentemente mayor de 90 kPa, y tiene una resistencia de compresión de 5 a 200 kPa, preferentemente de 15 a 80 kPa, en una deformación del 10% en donde la abertura/aberturas es/está definidas por las dos capas del núcleo y los puntos de contacto que proporcionan uniones estructurales entre las dos capas del núcleo mientras que las mantienen separadas.
2. 2. El elemento tal y como se describe en la reivindicación 1, en donde la distancia entre los puntos de contacto es de por lo menos 350mm, y más preferentemente de por lo menos 450 y hasta por lo menos 600mm.
3. 3. El elemento tal y como se describe en la reivindicación 1 ó 2, en donde el material de la capa del núcleo es una espuma de poliuretano.
4. 4. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del lal 3, en donde la capa del núcleo comprende más de un tipo de espuma.
5. 5. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del lal 4, en donde las capas orientadas una hacia la otra tienen un espesor, cada una de 0.5 a 200mm, y la capa del núcleo de espuma tiene un espesor de 5 a 500mm, preferentemente de 20 a 200mm.
6. 6. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 5, en donde las capas del núcleo de espuma son de espesores diferentes.
7. 7. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 6, en donde el material de la capa del núcleo tiene una resistividad de flujo de aire de 5000 a 800,000 Ns/m4 preferentemente de 5000 a 300,000 Ns/m4.
8. 8. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 7, en donde el material de la capa del núcleo tiene un factor de pérdida mayor de 0.1, y más preferentemente mayor de 0.2.
9. 9. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 8, en donde los topes de viaje están provistos en el caso de aberturas largas y/o capas orientadas una hacia la otra delgadas y por lo menos una de las capas del núcleo y dentro de la abertura con el objeto de mantener las capas del núcleo a cierta distancia una de la otra.
10. 10. El elemento tal y como se describe en la reivindicación 9, en donde la distancia del tope de viaje de la capa del núcleo puesta o la distancia de las capas del núcleo una de la otra, en una deformación del 0% es de por lo menos O. lmm, y preferentemente en un rango de 2 a lOmm.
11. 11. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 10, en donde el área total de los puntos de contacto está relacionada con el área total del elemento emparedado en una proporción menor del 30%, y preferentemente menor del 15%.
12. 12. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 ó 11, en donde el material de las capas orientadas una hacia la otra es una lámina de metal, preferentemente acero o aluminio, o una lamina de madera.
13. 13. El elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 12, en donde los puntos de contacto son de espuma plástica, plástico, metal, o tiras de madera con un espesor de 0.5 a lOOmm y un ancho de 10 a lOOmm.
14. 14. El proceso para la fabricación del elemento emparedado de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 13, adjuntando las capas orientadas una hacia la otra al núcleo de espuma plástica caracterizado porque el núcleo de espuma plástica es producido uniendo dos capas del núcleo a través de los puntos de contacto o puentes en distancias previamente determinadas dejando de esta manera una abertura/aberturas entre las capas del núcleo y maquinando primero dos capas del núcleo de un modo tal que los puntos de contacto puente son formados en distancias previamente determinadas como partes integrales de las capas del núcleo, y uniendo posteriormente las dos capas del núcleo a través de los puntos de contacto puentes dejando una abertura/aberturas entre las capas del núcleo, o portando la abertura o aberturas de una sola tabla de plástico de espuma.
15. 15. El uso del elemento tal y como se describe en cualquiera de las reivindicaciones del 1 al 13, en la construcción u otras industrias para mejorar las propiedades de aislamiento del sonido de edificios y/o maquinaria.
16. 16. El uso tal y como se describe en la reivindicación 15, en donde el elemento es utilizado como una puerta, como un elemento de división o como una unidad de construcción.
17. 17. El uso tal y como se describe en la reivindicación 16, en donde el elemento es utilizado como un ladrillo de arcilla, o como una piedra de yeso.