MXPA05000776A

MXPA05000776A - Material de aislamiento acustico que contiene fibras termoplasticas finas.

Info

Publication number: MXPA05000776A
Application number: MXPA05000776A
Authority: MX
Inventors: Nina Frazier
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2002-08-05
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2005-04-19
Also published as: US6893711B2; WO2004013396A1; US20040023014A1; EP1527221B1; AU2003231211A1; EP1527221A1; DE60328995D1

Abstract

La presente invencion se refiere a un material de aislamiento acustico para la atenuacion del sonido que contiene una tela no tejida. Sorprendentemente, se ha descubierto que un material de aislamiento acustico hecho de una tela no tejida de fibras termoplasticas que tienen un diametro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 micras, en donde el aislamiento acustico tiene un grosor menor de alrededor de 3 milimetros y una densidad de mas de alrededor de 50 kilogramos por metro cubico es efectivo como un material de aislamiento de sonido. El aislamiento acustico es muy efectivo como un material de aislamiento acustico, a pesar del grosor bajo y de la alta densidad del aislamiento acustico. Tambien se describe un metodo para atenuar las ondas de sonido que pasan a traves de un area de fuente de sonido a una segunda area usando el material de aislamiento acustico.

Description

MATERIAL DE AISLAMIENTO ACÚSTICO QUE CONTIENE FIBRAS TERMQPLÁSTICAS FINAS Campo de la invención La presente invención se relaciona con material de aislamiento acústico no tejido el cual puede ser usado como un aislamiento acústico en vehículos, en aparatos, en aplicaciones arquitectónicas y en otras ubicaciones donde es requerida o es deseada la atenuación del sonido.

Antecedentes de la Invención Muchos diferentes materiales de aislamiento de sonido están disponibles en el arte. Estos materiales han sido usados en una variedad de aplicaciones, por ejemplo, para reducir el ruido de aparatos, dentro de los edificios, de sistemas HVAC, dentro de vehículos y los similares. La selección de un material de aislamiento de sonido particular es manejada mediante varios factores, que incluyen el costo, el espesor, el ancho y la habilidad para atenuar el sonido. El aislamiento del sonido atenúa el sonido mediante ya sea absorber ondas sonoras que golpean el aislamiento o reflejan tales ondas sonoras hacia fuera y lejos de un área de recepción. La atenuación del sonido es medida mediante la habilidad de un material para absorber ondas sonoras incidentes (absorción de sonido) y/o mediante la habilidad del material a reflejar ondas sonoras incidentes (transmisión) . Idealmente, un material de atenuación de sonido tiene un alto coeficiente de absorción de sonido y/o un valor de pérdida de transmisión superior .

Los materiales de aislamiento de sonido convencionales incluyen materiales tales como las espumas, las fibras comprimidas, los bloques de fibra de vidrio, los fieltros y las telas no tejidas de fibras. De las telas no tejidas de fibras, las fibras sopladas con fusión han sido ampliamente usadas en materiales de aislamiento de sonido. Adicionalmente, los laminados de telas no tejidas soplados con fusión han sido usados como aislamiento acústico. En estos usos anteriores de telas no tejidas sopladas con fusión en aislamiento acústico, la tela no tejida soplada con fusión típicamente fue relativamente una capa de baja densidad, gruesa de fibras sopladas con fusión, que usualmente tienen un espesor de por lo menos 5 milímetros y una densidad de menos de 50 kilogramos por metro cúbico.

Los ejemplos de tal soplado con fusión que contienen aislamiento acústico y están descritos en la patente de los Estados Unidos de América No. Re 36,323 otorgada a Thompson y otros; en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,773,375 otorgada a Thompson y otros; y en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,841,081 otorgada a Thompson y otros. Estas patentes enseñando laminados que contienen fibras sopladas con fusión; sin embargo, los laminados tienen el problema de la estabilidad dimensional, que significa que el laminado no requiere su forma durante la manipulación, que incluye la compactación de las fibras y el rasgado o el rompimiento de las partes moldeadas fuera de este material .

Otro aislamiento acústico que contiene fibras sopladas con fusión está descrito en la patente de los Estados Unidos de América No. 6,217,691 otorgada a Vair y otros. En esta patente, una estera de aislamiento fibrosos soplado con fusión es producida de fibras sopladas con fusión que tienen una media de diámetro de fibra de menos de 13 mieras, una densidad de menos de alrededor de 60 kilogramos por metro cúbico, preferiblemente menos de alrededor de 50 kilogramos por metro cúbico, y un espesor de entre 3 y 20 milímetros. En la producción del aislamiento acústico, las fibras en por lo menos una de las superficies superior e inferior del soplado con fusión son fundidas para formar una piel integral delgada. El material que resulta es entonces unido de punto para proporcionar integridad a la estera. Adicionalmente, la capa de piel integral es perforada para proporcionar permeabilidad al aire a la estera.

En la patente de los Estados Unidos de América No. 3,773,605 otorgada a Pihlstrom, un material de aislamiento acústico es producido mediante fusionar e integrar varias capas de una tela no tejida soplada con fusión para formar panel que tiene una densidad de entre 0.01 y alrededor de 0.3 gramos por centímetro cuadrado. La tela no tejida que resulta tiene un espesor superior de alrededor de 7 milímetros.

Es generalmente aceptado en el arte del aislamiento acústico que las telas no tejidas sopladas con fusión de un espesor relativamente superior y de una baja densidad son necesarias para las propiedades de aislamiento de sonido. Por lo tanto, hay una necesidad en el arte para un material de aislamiento de sonido relativamente delegado el cual proporcione propiedades de atenuación de sonido proporcionadas por materiales voluminosos usados en el arte.

Síntesis de la Invención La presente invención se relaciona con un material de aislamiento acústico para la atenuación del sonido. Sorpresivamente, se ha descubierto que un material de aislamiento acústico que tiene un espesor de menos de alrededor de 3 milímetros y una densidad superior de alrededor de 50 kilogramos por metro cúbico, preparado de una tela no tejida de fibras termoplásticas que tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 mieras, es muy efectivo como un material de aislamiento de sonido. El material de aislamiento acústico es muy efectivo para la atenuación del sonido, a pesar del espesor inferior y de la alta densidad de la tela no tejida. Las fibras termoplásticas usadas para preparar el aislamiento acústico de la presente invención pueden ser fibras sopladas con fusión.

La presente invención también se relaciona con un método para atenuar ondas sonoras que pasan desde un área de fuente de sonido a una segunda área. El método incluye colocar un material de aislamiento acústico que tiene un espesor de menos de alrededor de 3 milímetros y una densidad superior de alrededor de 50 kilogramos por metro cúbico hecho de una tela no tejida de fibras termoplásticas que tiene un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 mieras, entre el área de la fuente de sonido y la segunda área.

El material de aislamiento de sonido de la presente invención tiene otras propiedades las cuales son benéficas para atenuar el sonido. Estas propiedades adicionales incluyen tener una caída de presión de por lo menos alrededor de 1 milímetro de agua a una tasa de flujo de alrededor de 32 litros por minuto y una permeabilidad Frazier de menos de alrededor de 75 pies cúbicos por minuto por pie cuadrado (cfm/ft2) (alrededor de 22.9 metros cúbicos por minuto por metro cuadrado (m3/min./m2) .

La presente invención también incluye artículos de fabricación que incluyen el material de aislamiento de sonido de la presente invención.

Breve Descripción de loa Dibujos La figura 1 es una representación gráfica de la absorción de sonido de un material de aislamiento de sonido de la presente invención y de materiales comparativos.

Definiciones Como es usado aquí, el término "que comprende" es inclusive o de extremo abierto y no excluye elementos no descritos, los componentes de la composición, o los pasos del método.

Como es usado aquí, el término "fibra" incluye a ambas las fibras cortas, por ejemplo, las fibras las cuales tienen una longitud definida de entre alrededor de 19 milímetros y alrededor de 50 milímetros, las fibras más larga que las fibras cortas pero que no son continuas, y las fibras continuas, las cuales algunas veces son llamadas "filamentos substancialmente continuos" o simplemente "filamentos". El método en el cual la fibra es preparada podrá determinar si la fibra es una fibra corta o un filamento continuo.

Como es usado aquí, el término "tela no tejida" significa un tejido que tiene una estructura de hilos o de fibras individuales las cuales están entrelazadas, pero no en una manera identificable como en una tela tejida de punto. Las telas no tejidas han sido formadas mediante muchos procesos, tales como, por ejemplo, los procesos de soplado con fusión, los procesos de unido con hilado, los procesos de tendido con aire, los procesos coform y los procesos de tejido cardado unido. El peso base de las telas no tejidas es usualmente expresado en onzas de material por yarda cuadrada (osy) o en gramos por metro cuadrado (gsm) y los diámetros de la fibra útiles son usualmente expresados en mieras, o en el caso de las fibras cortas, en denier. Se nota que para convertir de onzas por yarda cuadrada a gramos por metro cuadrado, se multiplican onzas por yarda cuadrada por 33.91.

Como es usado aquí, el término "fibras sopladas con fusión" significa las fibras formadas mediante extrudir un material termo plástico fundido a través de una pluralidad de vasos capilares, usualmente circulares, finos como fibras o hilos fundidos en corrientes (por ejemplo aire) de gas, usualmente caliente, a alta velocidad que convergen las cuales atenúan las fibras de material termoplástico fundido para reducir su diámetro, el cual puede ser a diámetro de microfibra. Después, las fibras sopladas con fusión son transportadas por la corriente de gas a alta velocidad y son depositadas en una superficie de recolección para formar un tejido de fibras sopladas con fusión dispuestas al azar. Tal proceso está descrito, por ejemplo, en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,849,241 otorgada a Butin, la cual está aqui incorporada por referencia en su totalidad. Las fibras sopladas con fusión son microfibras, las cuales pueden ser continuas o discontinuas, y son generalmente más pequeñas a 10 mieras en diámetro promedio. El término "soplado con fusión" también tienen la intención de cubrir otros procesos en los cuales un gas a alta velocidad, (usualmente aire) es usado para ayudar en la formación de las fibras, y tales como el rociado fundido o el enlazado centrifugo.

Como es usado aquí, el término "polímero" generalmente incluye, pero no está limitado a los homopolímeros, los copolímeros, tales como por ejemplo, de bloque, de injerto, al azar y los copolímeros que se alternan, los terpolímeros , etc. y las mezclas y las modificaciones de los mismos. Además, a menos que esté específicamente limitado, el término "polímero" deberá de incluir todas las posibles configuraciones geométricas de la molécula. Estas configuraciones incluyen, pero no están limitadas a las simetrías al azar, sindiotácticas, e isotácticas.

Como es usado aquí, el término "fibras de componentes múltiples" se refiere a las fibras o a los filamentos los cuales han sido formados de por lo menos dos polímeros extrudidos de extrusores separados pero enlazados juntos para formar una fibra. Las fibras de componentes múltiples son algunas veces referidas como filamentos o fibras "conjugadas" o "de dos componentes". El término "de dos componentes" significa que hay dos componentes poliméricos que forman las fibras. Estos polímeros son usualmente diferente es uno del otro, aunque las fibras conjugadas pueden ser preparadas el mismo polímero, si el polímero en cada componentes diferente uno del otro en alguna propiedad física, tal como, por ejemplo, el punto de fundición o el punto de suavidad. En todos los casos, los polímeros están arreglados en zonas distintas substancialmente constantemente colocados a través de la sección transversal de los filamentos o de las fibras de componentes múltiples y se extienden continuamente a lo largo de la longitud de los filamentos o de las fibras de componentes múltiples. La configuración de tal fibra de componentes múltiples puede ser, por ejemplo, un arreglo de vaina/núcleo de, en donde un polímero está rodeado por otro, un arreglo lado por lado, una arreglo de pastel o una arreglo de "islas en el mar". Las fibras de componentes múltiples están enseñadas en la patente de los Estados Unidos de América No. otorgada a Kaneko y otros; en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,336,552 otorgada a Strack y otros; y en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,382,400 otorgada a Pike y otros; y el contenido completo de cada una está incorporado aquí por referencia. Para los filamentos o las fibras de dos componentes, los polímeros pueden estar presentes en proporciones de 75/25, 50/50, 25/75 o cualesquiera otras proporciones deseadas.

Como es usado aquí, el término "fibras de constituyentes múltiples" se refiere a las fibras las cuales han sido formadas de por lo menos dos polímeros extrudidos del mismo extrusor, o una mezcla o combinación. Las fibras de constituyentes múltiples no tienen los varios componentes de polímero arreglados en zonas distintas relativamente constantemente colocadas a través del área en la sección transversal de la fibra y los varios polímeros son usualmente no continuos a lo largo de la longitud completa de la fibra, en vez de eso usualmente forman fibrilos o protofibrilos los cuales comienzan y terminan al azar.

Como es usado aquí, el término "unido con patrón" se refiere a un proceso para unir una tela no tejida en un patrón mediante la aplicación de calor y de presión u otros métodos, tal como la unión ultrasónica. La unión con patrón térmico típicamente es llevada acabo a una temperatura en el rango de desde alrededor de 80°C hasta alrededor de 180°C y una presión en el rango de desde alrededor de 150 hasta alrededor de 1,000 libras por pulgada lineal (59 a 178 kilogramos por centímetro) . El patrón típicamente empleado podrá tener desde alrededor de 10 hasta alrededor de 250 uniones por pulgada cuadrada (1 a 40 uniones por centímetro cuadrado) que cubren desde alrededor de 5 hasta alrededor de 30% del área de la superficie. Tal unión con patrón es lograda de acuerdo con procedimientos conocidos. Ver, por ejemplo, la patente de diseño de los Estados Unidos de América No. 239,566 otorgada a Vogt, la patente de diseño de los Estados Unidos de América No. 264,512 otorgada a Rogers, la patente de los Estados Unidos de América No. 3,855,046 otorgada a Hansen y otros, y que en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,493,868, como anteriormente se mencionó, para ilustraciones de patrones de unión y una descripción de los procedimientos de unión, cuyas patentes están incorporadas aquí por referencia. La unión ultrasónica es efectuada, por ejemplo, mediante pasar el laminado de tela no tejida de capas múltiples entre un horno sónico y un rodillo de yunque como está ilustrado en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,374,888 otorgada a Bornslaeger, la cual está aquí incorporada por referencia en su totalidad.

Como es usada aquí, la frase "atenuación que sonido" se refiere a la absorción y/o reflexión de ondas sonoras incidentes.

Como es usada aquí, la frase "artículo de fabricación" se refiere a un artículo en vez del material de aislamiento de sonido de la presente invención. Los artículos de fabricación incluyen, por ejemplo, enseres pequeños, tales como las licuadoras, los procesadores de alimentos y los similares; los enseres más grandes, como las lavadoras para loza, los refrigeradores, las máquinas para lavar la ropa y los similares; los vehículos, tales como los automóviles, las camionetas, los aeroplanos y los similares; y los edificios. Otros artículos los cuales tienen la intención de estar incluidos en esta definición incluyen los artículos los cuales pueden tener la necesidad de propiedades de atenuación del sonido .

Descripción Detallada La presente invención proporciona un material de aislamiento acústico preparado de una tela no tejida de fibras termoplásticas . El aislamiento acústico del la presente es preferiblemente preparado usando un proceso de soplado con fusión el cual forma una tela no tejida "soplada con fusión". Aunque la invención está descrita abajo en términos del aislamiento acústico que es preparado de una tela no tejida soplada con fusión, la tela no tejida puede ser preparada mediante otros procesos siempre que las fibras de termoplásticas tengan el diámetro de fibra promedio descrito abajo y el material de aislamiento acústico tenga la densidad especificada. Las telas no tejidas sopladas con fusión son conocidas en el arte y han sido usadas en una amplia variedad de aplicaciones, que incluyen el aislamiento acústico. La tela no tejida soplada con fusión del aislamiento acústico de la presente invención es caracterizado el que contiene fibras sopladas con fusión distribuidas relativamente cerradas que están dispersas al azar y unidas de manera autógena. Estas propiedades son responsables para la caída de presión relativamente alta y la baja permeabilidad, los cuales imparten las propiedades de atenuación del sonido al material acústico. La tela no. tejida soplada con fusión es muy efectiva como un material de aislamiento acústico, a pesar del espesor inferior y la alta densidad de la tela no tejida.

Las fibras termoplásticas tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 mieras. Preferiblemente, las fibras termoplásticas tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 5 mieras y más preferiblemente entre alrededor de 1.0 miera hasta alrededor de 4.0 mieras y más preferiblemente entre alrededor de 2.0 mieras hasta alrededor de 3.0 mieras. Si el diámetro de fibra promedio es mayor de alrededor de 7 mieras, la permeabilidad del aislamiento acústico tiende a aumentar y la caída de presión del aislamiento acústico tiende a disminuir, lo cual corresponde a una disminución en las propiedades que atenúan el sonido.

El material de aislamiento acústico de la presente invención tiene una densidad superior de alrededor de 50 kilogramos por metro cúbico. El limite superior de la densidad no es crítico a la presente invención; sin embargo, desde un punto de vista práctico de producir telas no tejidas sopladas con fusión, el límite superior para la densidad es de alrededor de 250 kilogramos por metro cúbico. Idealmente, la densidad para el material de aislamiento acústico es de entre alrededor de 55 kilogramos por metro cúbico y alrededor de 150 kilogramos por metro cúbico y preferiblemente alrededor de 58 kilogramos por metro cúbico hasta alrededor de 100 kilogramos por metro cúbico.

Sorpresivamente, se ha descubierto que un material de aislamiento acústico de las telas no tejidas sopladas con fusión que tienen un espesor de menos de 3 milímetros tienen propiedades que atenúan el sonido. Como se nota en los Antecedentes de la Invención, ha sido generalmente preferido en el arte de atenuación del sonido que el aislamiento acústico soplado con fusión tenga un espesor superior de alrededor de 3 milímetros. Se ha descubierto que un material de aislamiento acústico de las telas no tejidas sopladas con fusión que tienen un espesor tan bajo como alrededor de 0.2 milímetros tiene propiedades que atenúan el sonido, siempre y cuando que las fibras sopladas con fusión tengan un diámetro de fibra de menos de alrededor de 7 mieras y la densidad del material de aislamiento acústico sea de por lo menos 50 kilogramos por metro cúbico. Desde un punto de vista de costo y la habilidad para preparar una tela no tejida soplada con fusión de esponjado inferior y de alta densidad, y un espesor de hasta alrededor de 3 milímetros es práctico para producirse. El espesor más grueso puede ser producido; y sin embargo el costo de producción podrá elevarse dramáticamente. Es preferido que el material de aislamiento de sonido de la presente invención tengo un espesor de alrededor de 0.2 milímetros hasta alrededor de 2.5 milímetros, más preferiblemente entre alrededor de 0.3 milímetros y de 1.0 milímetros. El espesor del material de aislamiento acústico es medido a 0.05 libras por pulgada cuadrada (3.5 gramos por centímetro cúbico) con probador de volumen tipo STARRET-7. Las muestras fueron cortadas en cuadros de 4 pulgadas por 4 pulgadas (10.2 centímetros por 10.2 centímetros) y cinco muestras fueron probadas para determinar el volumen o el espesor .

La caída de presión es una medida de la fuerza requerida para tener un volumen de aire a través de una hoja. El aislamiento acústico de la presente invención preferiblemente tiene una caída de presión de por lo menos alrededor de 1 milímetro de agua a una tasa de flujo de alrededor de 32 litros por minuto ("L/min."). Más preferiblemente, la caída de presión deberá de ser de alrededor de 3 milímetros hasta alrededor de 12 milímetros de agua a una tasa de flujo de alrededor de 32 litros por minuto. La caída de presión que es medida usando el método de prueba ASTM 778-88.

La permeabilidad Frazier del aislamiento acústico de la presente invención deberá de ser de menos de alrededor de 75 pies cúbicos por minuto por pie cuadrado (cfm/ft2) (alrededor de 22.9 metros cúbicos por minuto por metro cuadrado (m/min. /m2) . Idealmente, la permeabilidad Frazier deberá de ser de menos de alrededor de 50 pies cúbicos por minuto por pie cuadrado y preferiblemente de menos de alrededor de 30 pies cúbicos por minuto por pie cuadrado. La permeabilidad Frazier fue probada usando un probador de Permeabilidad al Aire Frazier disponible de Frazier Precisión Instrument Company y medido de acuerdo con el Método de Prueba Federal 5450, Normal No. 191A (ASTM D737-96) .

Las fibras termoplásticas son preferiblemente preparadas de polímeros termoplásticos . Los polímeros termoplásticos apropiados útiles de la presente invención incluyen las poliolefinas, los poliésteres, las poliaminas, los policarbonatos, los poliuretanos , el polivinilcloruro, el politetrafluoroetileno, el poliestireno, el tereftalato de polietileno, los polímeros biodegradables tales como el ácido poliláctico y los copolímeros y las mezclas de los mismos. Las poliolefinas apropiadas incluyen el polietileno, por ejemplo, el polietileno de alta densidad, el polietileno de mediana intensidad, el polietileno de baja densidad y el polietileno de baja densidad lineal; el polipropileno, por ejemplo, el polipropileno isotáctico, el polipropileno sindiotáctico, las mezclas de polipropileno isotáctico y de polipropileno atáctico, y las mezclas de los mismos; el polibutileno, por ejemplo, el poli ( 1-butileno) y el poli (2-buteno) ; el polipenteno, por ejemplo, el poli (1-penteno) y el poli (2-penteno) ; el poli (3-metil-l-penteno) ; el poli (4-metil-l-penteno) ; y los copolímeros y las mezclas de los mismos. Los copolímeros apropiados incluyen los copolímeros de bloque y al azar preparados de uno o más diferentes monómeros de olefina sin saturar, tales como los copolímeros de etileno/propileno y de etileno/butileno . Las poliaminas apropiadas incluyen el nailon 6, el nailon 6/6, el nailon 4/6, el nailon 11, el nailon 12, el nailon 6/10, el nailon 6/12, el nailon 12/12, los copolimeros de caprolactamo y la diamina de óxido alquileno, y los similares, asi como las mezclas y los copolimeros de los mismos. Los poliésteres apropiados incluyen el tereftalato de polietileno, el tereftalato de politrimetileno, el tereftalato de polibutileno, el tereftalato de politetrametileno, el tereftalato de policiclohexileno-1 , -dimetileno, y los copolimeros y de isoftalato de los mismos, así como las mezclas de los mismos.

Muchas poliolefinas están disponibles para la producción de fibra, por ejemplo los polietilenos tales como en el polietileno de baja densidad lineal ASPUN 68111A, el polietileno de baja densidad lineal 2553 y 25355 y el polietileno de alta densidad 12350 de Dow Chemical son tales polímeros apropiados. Los polietilenos tienen tasas de flujo de fundición en gramos por 10 minutos a 190°F y una carga de 2.16 kilogramos, de alrededor de 26, 40, 25 y 12, respectivamente. Los polipropilenos que forman fibra incluyen, por ejemplo, el polipropileno PF-015 de Basell. Muchas otras poliolefinas que están disponibles comercialmente y generalmente pueden ser usadas en la presente invención. Las poliolefinas particularmente preferida son el polipropileno y el polietileno .

Los ejemplos de poliamidas y sus métodos de síntesis pueden ser encontrados en "Resinas de Polímero" por Don E. Floyd (Librería del Congreso número de Catálogo 66-20811, Reinhold Publishing, Nueva York, 1966) . Las poliamidas útiles particulares comercialmente son el nailon 6, el nailon-6,6, el nailon-11 y el nailon-12. Estas poliamidas se están disponibles de un número de proveedores tales como Custom Resins, Nyltech, entre otros. Adicionalmente, una resina pegajosa compatible puede ser agregada a las composiciones extrudibles anteriormente descritas para proporcionar materiales pegajosos que se unen de manera autógena o los cuales requieren calor para unirse. Cualquier resina pegajosa puede ser usada la cual es compatible con los polímero y que pueda soportar las altas temperaturas de procesamiento (por ejemplo, la extrusión) . Si el polímero es mezclado con ayudas de procesamiento tales como, por ejemplo, poliolefinas y aceites que se extienden, la resina pegajosa y también deberá de ser compatible con aquellas ayudas de procesamiento. Generalmente, las resinas de hidrocarbonos hidrogenatadas son resinas pegajosas preferidas, debido a su mejor estabilidad de temperatura. Los pegamentos series REGALREZ® y ARKON® son ejemplos de resina de hidrocarburo hidrogenatadas. El ZONATAC® 501 Lite es un ejemplo de un hidrocarburo de terpeno. Las resinas de hidrocarburo REGALEZ® están disponibles de Hercules Incorporated. Las resinas series ARKON®P están disponibles de Arakawa Chemical (Estados Unidos de América) Incorporated. Las resinas pegajosas tales como esas descritas en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,787,699, aquí incorporada por referencia, son apropiadas. Otras resinas pegajosas las cuales son compatibles con otros componentes de la composición y que pueden soportar las altas temperaturas de procesamiento, también pueden ser usadas.

Las fibras sopladas con fusión pueden ser fibras de monocomponentes, que significa fibras preparadas de un componente de polímero, de fibras de constituyentes múltiples, o de fibras de componentes múltiples. Las fibras de componentes múltiples pueden tener ya sea una configuración A/B o A/B/A lado por lado, y una configuración de pastel o una configuración de vaina-núcleo, en donde un componente de polímero rodea otro componente de polímero. Cualquiera de los polímeros termoplásticos anteriormente descritos puede ser usado como cada componente de fibras de componentes múltiples. La selección de polímeros termoplásticos de fibras de componentes múltiples pueden cambiar las propiedades de las fibras que resultan. Por ejemplo, si los componentes termo plástico son incompatibles uno con el otro, las fibras de dos componentes pueden separarse de las fibras más finas como un estímulo, tal como el calor o agua a alta presión. Los ejemplos de posibles métodos de separado están descritos en detalle en la patente de los Estados Unidos de América No. 5,759,926 otorgada a Pike y otros, la cual está aquí incorporada por referencia en su totalidad. Si los puntos de fundición de los polímeros termoplásticos individuales son diferentes uno del otro, es posible plisar las fibras mediante aplicar calor para activar el plisado. En la formación de las fibras de dos componentes las cuales pueden ser usadas como las fibras sopladas con fusión de la presente invención, es deseable producir fibras las cuales son separables, para impulsar la bajo el diámetro de fibra promedio de las fibras al separarse. Si no son deseadas las fibras separadas, es generalmente preferido usar fibras lado por lado de polímeros similares, tales como las poliolefinas . Una configuración de fibra de componentes múltiples preferida es un filamento de componentes múltiples lado por lado donde por lo menos un componente contiene polietileno y por lo menos un componente contiene polipropileno .

La tela no tejida soplada con fusión usada en el material de aislamiento acústico puede ser hecha mediante cualquier proceso conocido en el arte. Un proceso de ejemplo está descrito en la patente de los Estados Unidos de América No. 3,849,241 otorgada a Butin y otros, donde las fibras llevadas por aire, las cuales no están completamente sumergidas, son transportadas por una corriente de gas a alta velocidad y depositadas en una superficie de recolección para formar un tejido de fibras sopladas con fusión de manera autógena unidas y dispersas al azar. Como es conocido en el arte, la tasa de flujo, la temperatura y la presión de la corriente de gas a alta velocidad pueden ser ajustados para formar fibras sopladas con fusión continuas o fibras discontinuas. Adicionalmente, la tasa de flujo, la temperatura y la presión de la corriente de gas alta velocidad puede ser ajustada para cambiar el diámetro de fibra promedio y otras propiedades de las fibras. La tela no tejida soplada con fusión puede ser formada usando una matriz soplada con fusión sencilla o una serie de matrices sopladas con fusión.

Los atributos físicos, tales como la resistencia a la abrasión y la resistencia al rasgado, y del aislamiento acústico pueden ser mejoradas mediante la unión con patrón de la tela no tejida soplada con fusión, u otros procesos tales como soplar con fusión una capa de fibras sopladas con fusión que tienen un diámetro de fibra promedio superior de alrededor de 10 mieras. La Unión con patrón puede ser lograda mediante la unión térmica o la unión ultrasónica.

Alternativamente, la superficie del aislamiento acústico puede ser hecha abrasiva y/o resistente a la abrasión mediante soplar con fusión una capa relativamente ligera de fibras sopladas con fusión ásperas en la superficie. Esto puede ser logrado mediante agregar una segunda matriz soplada con fusión en línea con la matriz soplada con fusión que produce la tela no tejida soplada con fusión de fibra fina o mediante enrollar la tela no tejida de las fibras finas y desenrollar el no tejido de fibras finas y soplar con fusión las fibras sopladas con fusión ásperas en el soplado con fusión de fibra fina, tal como el proceso mostrado en la patente de los Estados Unidos de América No. 4,659,609 otorgada a Lamers y otros, la cual está aquí incorporada por referencia. En la práctica de esta invención, el diámetro de fibra promedio de las fibras sopladas con fusión ásperas es de por lo menos alrededor de 10 mieras, y preferiblemente entre alrededor de 15 mieras y alrededor de 39 mieras.

Como es conocido en el arte, las características de las fibras sopladas con fusión pueden ser ajustadas mediante la manipulación de los varios parámetros de proceso usados para cada extrusor y el conjunto de cabeza de matriz en llevar a cabo el proceso de soplado con fusión. Los siguientes parámetros pueden ser ajustados y variados para cada extrusor y conjunto de cabeza de matriz a fin de cambiar las características de las fibras sopladas con fusión que resultan: 1. Tipo de polímero, 2. Rendimiento del polímero (libras por pulgada y ancho de la matriz por hora—PIH) , 3. Temperatura de fundición de polímero, 4. Temperatura del aire 5. Flujo del aire (pies cúbicos estándar por minuto, SCFM, calibrado el ancho del conjunto de cabeza de matriz) , 6. Distancia desde entre la punta de la matriz y la banda de formación y 7. Vacío abajo de la banda de formación.

Una ventaja adicional en el uso de soplado con fusión de fibra fina en un aislamiento acústico es que el soplado de fibra fina también actúa como una barrera de humedad, que previene al humedad a que pase a través del material de aislamiento. Aunque el aislamiento acústico tiene estas propiedades de barrera de humedad, el material todavía permite al aire aplazar a través de la estructura.

En usar el aislamiento acústico de la presente invención, el aislamiento acústico es colocado entre un área de suministro de sonido y una segunda área. El aislamiento acústico atenúa el sonido que viene del área de suministro mediante absorber el sonido y/o mediante reflejar tales ondas sonoras hacia fuera y lejos de un área de recepción. El aislamiento acústico soplado con fusión de la presente invención tiene ambas capacidades de absorber sonido y de reflejar sonido.

El material de aislamiento acústico de la presente invención puede ser usado en una amplia variedad de ubicaciones donde la atenuación del sonido es deseada pero se proporciona poco espacio para un material que atenúan el sonido. Los ejemplos de posibles usos incluyen los aparatos pequeños, los aparatos grandes, los vehículos tales como los carros, y los aeroplanos y los similares, las aplicaciones arquitectónicas tales como en los hogares, en los edificios comerciales y en sistemas HVAC.

Los materiales de aislamiento acústico de la presente invención fueron probados por absorción usando un tubo de impedancia modelo # 4206 disponible de Bruel & Kjaer. Fueron seguidos los procedimientos de pruebas de acuerdo con ASTM 1050-98. El coeficiente de absorción fue registrado y graficado. El material soplado con fusión de la presente invención es muy efectivo como un material que absorbe sonido hasta una frecuencia de alrededor de 4.0 kilohertz.

E emplos Ejemplo 1 de Control. Como un ejemplo de control, la calibración constante asociadas con el tubo de impedancia fue probado por absorción de sonido. Los datos de absorción de sonido que resultan fueron practicados y están mostrados en la figura 1.

Ejemplo 1. Una tela no tejida soplada con fusión de fibra fina con un diámetro de fibra promedio de alrededor de 3 mieras, y un peso base de 60 gramos por metro cuadrado (gsm) , un volumen de 0.064 centímetros y una densidad de alrededor de 94 kilogramos por metro cuadrado disponibles de Kimberly-Clark Corporation, Roswell, Georgia, fue colocada en frente de la constante de calibración usado en el Ejemplo de Control 1, tal que el material soplado con fusión fue colocado entre el suministro de sonido y la constante de calibración. La constante de calibración a usada para mantener el soplado con fusión en su lugar mientras que era probado para la absorción de sonido. La tela no tejida soplada con fusión fue colocada entre el suministro de sonido y la constante de calibración. Los datos de absorción de sonido que resultan fueron graficados y mostrados en la figura 1.

Ejemplo 2 de Control. El Ejemplo 1 fue repetido excepto que la constante de calibración fue colocada en entre el suministro de sonido y el material soplado con fusión del Ejemplo 1. Fue obtenida exactamente la misma curva de absorción de sonido como se obtuvo en el Ejemplo de Control 1.

Ejemplo 1 de Control. Un material de aislamiento acústico soplado con fusión disponible comercialmente de Strandtek International, Florida. El material tiene un peso base de 263 gramos por metro cuadrado, un volumen de 0.76 centímetros, y una densidad de volumen de 35 kilogramos por metro cúbico. Los datos de absorción de sonido que resultaron fueron graficados y están mostrados en la figura 1.

Como puede observarse en la figura 1, el material de aislamiento acústico es superior (a frecuencias por abajo de 2.5 kilohertz) a o iguales al material de aislamiento acústico disponible comercialmente en absorción de sonido, aunque la tela no tejida tiene un espesor de menos de 1/10 de espesor del material disponible comercialmente. Adicionalmente, los ejemplos de control mostraron que la constante de calibración no fue un factor en la absorción de sonido y del material soplado con fusión.

Aún cuando la invención ha sido descrita en detalle con respecto a incorporaciones especificas de la misma, y particularmente mediante el ejemplo descrito aqui, podrá ser evidente para aquellos con habilidad en el arte que varias alteraciones, modificaciones y otros cambios pueden ser hechos sin apartarse del espíritu y del alcance de la presente invención. Por lo tanto es la intención de todas tales modificaciones, alteraciones y otros cambios estén abarcados por las reivindicaciones.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Una tela no tejida de material de aislamiento acústico que comprende fibras termoplásticas que tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 mieras, en donde el material de aislamiento acústico tiene un grosor menor de alrededor de 3 milímetros y una densidad mayor de alrededor de 50 kilogramos/metro cúbico.

2. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras termoplásticas tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 5 mieras.

3. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque las fibras termoplásticas tienen un diámetro de fibra promedio de alrededor de 1.0 mieras a alrededor de 4.0 mieras.

4. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el grosor del aislamiento acústico es de entre alrededor de 0.2 milímetros a alrededor de 2.5 milímetros y la densidad del aislamiento acústico es de entre alrededor de 55 kilogramos por metro cúbico y alrededor de 150 kilogramos por metro cúbico.

5. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el grosor del aislamiento acústico es de entre alrededor de 0.3 milímetros a alrededor de 1.0 milímetros y la densidad del aislamiento acústico es de entre alrededor de 58 kilogramos por metro cúbico y alrededor de 100 kilogramos por metro cúbico.

6. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 3, caracterizado porque el grosor del aislamiento acústico es de entre alrededor de 0.3 milímetros a alrededor de 1.0 milímetros y la densidad del aislamiento acústico es de entre alrededor de 58 kilogramos por metro cúbico y alrededor de 100 kilogramos por metro cúbico.

7. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras termoplásticas comprenden un polímero termoplástico seleccionado del grupo que consiste de uno seleccionado del grupo de poliolefinas, poliésteres, poliamidas, policarbonatos, poliuretanos, cloruro de polivinilo, politetrafluoroetileno, poliestireno, tereftalato de polietileno, ácido poliláctico y copolímeros y mezclas de los mismos.

8. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 7, caracterizado porque el polímero termoplástico comprende una poliolefina.

9. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 8, caracterizado porque la poliolefina comprende polipropileno.

10. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el material tiene una caída de presión de por lo menos de 1 milímetro de agua a una tasa de flujo de alrededor de 32 litros por minuto.

11. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 10, caracterizado porque la caída de presión es de entre alrededor de 3 milímetros y alrededor de 10 milímetros de agua a una tasa de flujo de alrededor de 32 litros por minuto.

12. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras termoplásticas comprenden fibras de monocomponente.

13. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras termoplásticas comprenden fibras de componentes múltiples .

14. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque las fibras de componentes múltiples tienen una configuración de lado por lado.

15. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 14, caracterizado porque las fibras de componentes múltiples comprenden por lo menos un componente que comprende polietileno y por lo menos un componente que comprende polipropileno.

16. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque las fibras de componentes múltiples son divisibles.

17. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 13, caracterizado porque el grosor del aislamiento acústico es de entre alrededor de 0.2 milímetros a alrededor de 2.5 milímetros y la densidad del aislamiento acústico es de entre alrededor de 55 kilogramos por metro cúbico y alrededor de 150 kilogramos por metro cúbico.

18. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la tela no tejida está unida.

19. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la tela no tejida soplada con fusión además comprende una segunda capa de fibras sopladas con fusión ásperas que tienen un diámetro de fibra promedio mayor de alrededor de 10 mieras.

20. El material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las fibras termoplásticas son fibras termoplásticas sopladas con fusión .

21. Un articulo de manufactura que comprende el aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1.

22. Un método para atenuar las ondas de sonido que pasan desde un área de fuente de sonido a una segunda área que comprende el colocar el material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 1, entre el área de fuente de sonido y la segunda área.

23. Un método para atenuar las ondas de sonido que pasan desde un área de fuente de sonido a una segunda área que comprende el colocar el material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 4, entre el área de fuente de sonido y la segunda área.

24. Un método para atenuar las ondas de sonido que pasan desde un área de fuente de sonido a una segunda área que comprende el colocar el material de aislamiento acústico tal y como se reivindica en la cláusula 6, entre el área de fuente de sonido y la segunda área. R E S U M E N La presente invención se refiere a un material de aislamiento acústico para la atenuación del sonido que contiene una tela no tejida. Sorprendentemente, se ha descubierto que un material de aislamiento acústico hecho de una tela no tejida de fibras termoplásticas que tienen un diámetro de fibra promedio de menos de alrededor de 7 mieras, en donde el aislamiento acústico tiene un grosor menor de alrededor de 3 milímetros y una densidad de más de alrededor de 50 kilogramos por metro cúbico es efectivo como un material de aislamiento de sonido. El aislamiento acústico es muy efectivo como un material de aislamiento acústico, a pesar del grosor bajo y de la alta densidad del aislamiento acústico. También se describe un método para atenuar las ondas de sonido que pasan a través de un área de fuente de sonido a una segunda área usando el material de aislamiento acústico.