ABSORBEDOR DE SONIDO POROSO CONSTITUIDO DE PARTICULAS DE CORCHO Y AGENTE DE LIGADURA TERMICAMENTE REACTIVO, Y METODO PARA SU PRODUCCIÓN
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un absorbedor de sonido, en particular para vehículos automotores , que está constituido de una parte moldeada porosa que se produce de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo, así como a un método para la producción de un absorbedor de sonido de esta índole, en el cual las partículas de corcho se introducen junto con el agente de ligadura térmicamente reactivo en una herramienta de moldeo y la liga del agente de ligadura se desencadena mediante influjo de calor. Para disminuir las emisiones sonoras que parten de los vehículos automotores ya se desarrollaron una multitud de componentes silenciadores y atenuantes de sonido. Se trata en particular de revestimientos acústicamente efectivos en el compartimiento del motor y los guardarruedas, los cuales se encuentran expuestos a temperaturas relativamente altas y a esfuerzos mecánicos debido a impactos de piedra. Los componentes de plástico de, por ejemplo, polipropileno expandido tienen una muy baja capacidad de reposición en el caso de esfuerzos de presión o impactos de piedra. Entre los
Ref.:167316 requisitos usuales para este tipo de componentes se cuentan además un peso lo más bajo posible en consideración del consumo de combustible, que en general aumenta con el peso del vehículo, y una producción económica, y esto en cada caso aunado a una gran efectividad acústica. En el documento FR-A-1 387 322 se describe un método para producir un material aislante del calor y el sonido el cual consta de partículas de corcho y material esponjoso, siendo que el material esponjoso es de poro cerrado o de poro abierto y llena completamente todos los huecos existentes entre las partículas de corcho. La producción del material se lleva a cabo de manera que en un molde que se puede cerrar mediante una tapa se vierte en estado líquido una determinada cantidad de una resina sintética, por ejemplo una mezcla de poliol e isocianato así como un catalizador, y a continuación se adiciona una determinada cantidad de partículas de corcho. Seguidamente el molde se cierra con la tapa y se provoca o se permite una transformación de la resina sintética en espuma, siendo que el material esponjoso que se produce se expande y llena completamente- los huecos, entre las partículas de corcho. En el documento CA 2 078 935 Al se describe un método para producir partes moldeadas de partículas elásticas o rígidas y agente de ligadura polimérico . En el caso de las partículas elásticas o rígidas se puede tratar, en particular, de goma granulada, partículas de corcho o material de PVC en granos. Las partes moldeadas se producen a partir de una mezcla que se compone de aproximadamente 75 a 95.5 % en peso de las partículas elásticas o rígidas, aproximadamente 2.5 a 25 % en peso de agente de ligadura, aproximadamente 0 a 20.08 % en peso de pigmentos de color y aproximadamente 0.1 a 0.5 % en peso de un catalizador. La mezcla se introduce en un molde y se solidifica mediante aplicación de calor y presión. Estas partes moldeadas están especialmente destinadas a ser usadas como revestimientos elásticos de canchas deportivas y parques infantiles . Por el documento DE 37 30 208 Al se conoce un cuerpo moldeado poroso que consta de una mezcla de granulado de corcho y un pegamento que se cuaja aplicando calor a baja presión atmosférica, siendo que la mezcla contiene además aserrín y pinochas o pinochas trituradas . El granulado de corcho consta de corcho triturado de un tamaño de grano de 1 a 2 mm y harina de corcho. Como pegamento se usa un producto de condensación de urea. La proporción del pegamento en el cuerpo moldeado es de 25 % en peso. El cuerpo moldeado comprende además un recubrimiento de cola fría. El cuerpo moldeado sirve en particular como base de encaje para partes de plantas . Alternativamente se supone que este cuerpo moldeado también sirve como plancha de construcción que proporcina aislamiento térmico y sónico. Sin embargo, el efecto atenuante del sonido de este cuerpo moldeado solamente puede ser moderado. La presente invención tiene por objeto la tarea de crear un componente acústicamente efectivo para vehículos automotores que además de un alto efecto de absorción de sonido también tiene una gran estabilidad térmica y una gran capacidad de reposición en caso de incidencia de presión. Además el componente deberá tener un peso relativamente bajo y ser económico de fabricar. Este problema se soluciona mediante el absorbedor de sonido de conformidad con la invención que tiene las características de la reivindicación 1. El absorbedor de sonido de conformidad con la invención consta de una parte moldeada de poro abierto producida de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo que tiene una resistencia al flujo específica de la longitud en el intervalo de 5 kNs/m4 y 50 kNs/m4, siendo que la proporción del agente de ligadura en la parte moldeada es de 1 a 20 % en peso como máximo. El material de corcho le proporciona al absorbedor de sonido una elevada estabilidad térmica que es mucho más alta que la de muchos plásticos, en particular más alta que la de los absorbedores de sonido de EPP (polipropileno expandido) . El corcho tiene además una excelente capacidad de reposición. Esto resulta particularmente favorable en lo que respecta al impacto de piedras si el absorbedor de sonido de conformidad con la invención se configura, por ejemplo, en forma de una tolva para guardarruedas. Además, las partículas de corcho se pueden obtener a bajo costo como materia prima renovable y permiten una producción libre de desechos de los componentes del tipo que en este caso son interesantes . El corcho tiene en general poros acústicamente efectivos, en particular micro-poros . Las partículas de corcho y el agente de ligadura térmicamente reactivo se seleccionan y proporcionan en el absorbedor de sonido de conformidad con la invención para que el cuerpo moldeado formado con ellos sea de poro abierto y burdo. Mediante esto se obtiene un alto efecto fonoabsorbente . La proporción del agente de ligadura en la parte moldeada puede preferiblemente ser de sólo 1 a 10 % en peso, y en particular de sólo 1 a 5 % en peso. La invención tiene además por objeto indicar un método para producir un absorbedor de sonido de este tipo. Este problema se resuelve mediante el método que tiene las características de la reivindicación 17-. El método de conformidad con la invención se caracteriza esencialmente por el hecho de que las partículas de corcho se introducen junto con el agente de ligadura en forma de una masa "moldeable en la cavidad de una herramienta de moldeo configurada a manera de una herramienta de fundición inyectada, siendo que la proporción de las partículas de corcho con respecto al agente de ligadura se selecciona para que la proporción del agente de ligadura en la parte moldeada porosa terminada sea de 1 a 20 % en peso como máximo, y que el tamaño medio de grano así como la distribución del tamaño de grano de las partículas de corcho se seleccionan para que la parte moldeada porosa terminada tenga una resistencia al flujo específica de la longitud en el intervalo de 5 kNs/m4 y 50 kNs/m4. La liga del agente de ligadura preferiblemente se desencadena en la cavidad de la herramienta de moldeo mediante la incidencia de vapor de agua sobre el agente de ligadura. Un refinamiento favorable de la invención consiste en utilizar una herramienta de moldeo que comprende varios conductos de succión que se pueden controlar independientemente uno de otro, los cuales en cada caso se comunican con la cavidad de la herramienta de moldeo a través de una abertura de succión, siendo que las aberturas de succión se disponen espaciadas una respecto a otra, y que la potencia de succión en los conductos de succión se ajusta en cada caso a diferente nivel de intensidad, de manera que las partículas de corcho se compactan con diferente grado de intensidad en las diferentes secciones de la cavidad de la herramienta de moldeo. De esta manera se logra que la parte moldeada terminada de conformidad con la invención tenga secciones de diferente densidad y/o porosidad. De esta manera es posible adaptar la parte moldeada y, por consiguiente, el absorbedor de sonido a las distribuciones locales de intensidad sónica y a los espectros de frecuencia respectivos, y de esta manera obtener una óptima absorción de sonido . En este contexto un refinamiento preferido de la invención propone que para la producción de una parte moldeada de conformidad con la invención se use una herramienta de moldeo que comprende varios conductos de alimentación que se disponen espaciados uno de otro, a través de los cuales es posible alimentar selectivamente a la cavidad de la herramienta de moldeo los granulados de corcho, los cuales difieren en lo referente a su tamaño medio de grano y/o distribución de tamaño de grano. De conformidad con otro refinamiento preferido del absorbedor de sonido de conformidad con la invención se propone que comprenda al menos una capa de material no tejido, material esponjoso, material de capa pesada y/o tej ido textil . La capa o respectivamente las capas pueden estar unidas a la parte moldeada mediante el agente de ligadura de esta última. El absorbedor de sonido de conformidad con la invención se puede configurar, en particular, como tolva de guardarruedas, revestimiento de los bajos, toldo, revestimiento interior de puerta, cubierta de columnas de carrocería, revestimiento del compartimiento del motor,. revestimiento del cofre, revestimiento de cajuela, cubierta de cajuela, revestimiento interior de piso de vehículo, en particular como infraestructura de alfombra, revestimiento del túnel del árbol de transmisión o como portaobjetos. Otros refinamientos preferidos y convenientes de la invención se especifican en las reivindicaciones subordinadas. A continuación la invención se explica con más detalle mediante las figuras que representan varios ejemplos de realización. Muestran en representación esquemática: Figuras 1 a 4 diversas etapas de operación de la producción de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención mediante una herramienta de moldeo acondicionada para este propósito; Fig. 5 una vista en sección a través de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, de acuerdo a un segundo ejemplo de realización; Fig. 6 una vista en sección a través de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, de acuerdo a un tercer ejemplo de realización; Fig. 7 una vista en sección a través de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, de acuerdo a un cuarto ejemplo de realización;
Fig. 8 una representación en sección de otra herramienta de moldeo para producir el absorbedor de sonido de conformidad con la invención de acuerdo a un quinto ejemplo de realización; Fig. 9 una vista en sección a través de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, de acuerdo a un sexto ejemplo de realización; y Fig. 10 una vista en sección a través de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, de acuerdo a un séptimo ejemplo de realización. La herramienta de moldeo 1 representada en las figuras 1 a 4 se configura a manera de una herramienta de fundición inyectada y comprende una herramienta 2 inferior y una herramienta 3 superior que se eleva y desciende . La herramienta 2 inferior iene una cavidad 4 abierta unilateralmente, la cual se cierra mediante la herramienta 3 superior. La cara inferior de la herramienta 3 superior está provista con un perfil 5 moldeador que en combinación con el perfil 6 moldeador de la herramienta 2 inferior define la forma o respectivamente contorno de la parte moldeada 7 a ser producida . La herramienta 3 superior tiene un conducto 8 de alimentación que desemboca en la región de su perfil 5 moldeador, a través del cual se puede introducir una masa moldeable en la cavidad 4 de la herramienta de moldeo 1 cerrada. En la herramienta 2 inferior se configura una cámara 9 de distribución que se comunica con la cavidad 4 de la herramienta de moldeo que aloja la masa moldeable a través de varios canales 10 que tienen un diámetro relativamente pequeño. En la Fig. 1 se representa la situación en la que la herramienta de moldeo se cierra mediante el descenso de la herramienta 3 superior. En el estado cerrado de la herramienta de moldeo 1 se introduce en la cavidad 4 una masa 11 moldeable compuesta de un granulado de corcho y un agente de ligadura térmicamente reactivo, a través del conducto 8 de alimentación (Fig. 2) . La introducción de la masa moldeable se lleva a cabo en forma neumática, por ejemplo, mediante insuflado. Alternativa o complementariamente también es posible succionar al interior de la cavidad 4 la masa 11 moldeable que consta de granulado de corcho y agente de ligadura. En este caso se- conecta a la cámara 9 de distribución de la herramienta 2 inferior un soplador de succión (no mostrado) o lo similar. El granulado de corcho tiene un tamaño medio de grano que se encuentra en el intervalo de 2 a 8 mm. Se obtienen buenos resultados en particular con un granulado de corcho cuyo tamaño medio de grano se encuentra en el intervalo de 3 a 6 mm. El granulado de corcho y el agente de ligadura se pueden introducir como mezcla en la herramienta de moldeo 1.
El agente de ligadura se encuentra presente esencialmente seco, como granulado o polvo. Sin embargo, también es posible utilizar partículas de corcho que ya previamente a ser introducidas en la cavidad 4 de la herramienta de moldeo 1 se encuentran envueltas al menos parcialmente con el agente de ligadura. En el caso del agente de ligadura térmicamente reactivo se trata preferiblemente de un agente de ligadura a base de urea, melamina o poliacrilato . En particular es posible usar como agente de ligadura un agente de ligadura duroplástico en forma de una resina de acrilato térmicamente reactiva. que previamente al reticulado se puede moldear como termoplástico. Una resina de acrilato de este tipo se obtiene, por ejemplo, de la Cía. BASF AG con la denominación de Acrodur®. El agente de ligadura preferiblemente no contiene formaldehido . Después de que la cavidad 4 de la herramienta de moldeo 1 está llena con la masa 11 moldeable compuesta de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo se cierra el conducto 8 de alimentación en la desembocadura a la cavidad 4 y la masa 11 moldeable que todavía remanente en el conducto 8 de alimentación se elimina o respectivamente se retira mediante succión al menos de la región inmediatamente adyacente a la cavidad 4. Sin embargo, también es posible que a través del conducto 8 de alimentación se alimente por cargas una cantidad de masa 11 moldeable que en cada caso corresponde a la parte 7 moldeada que será producida. A continuación se hace incidir vapor caliente de agua en la cámara 9 de distribución y, por consiguiente en la masa 11 moldeable que se encuentra en la cavidad 4 , de manera que se desencadena la ligadura del agente de ligadura térmicamente reactivo (compárese Fig. 3, en la que el vapor de agua que se representa oscuro se designa con el símbolo de referencia 20) . Después de la liga completa o al menos considerable del agente de ligadura se abre la herramienta de moldeo 1 mediante elevación de la herramienta 3 superior, y la parte 7 moldeada de poro abierto terminada se retira de la herramienta 1 (Fig. 4) . La solidificación del material 7 moldeado de poro abierto se puede asistir mediante enfriamiento de la herramienta de moldeo 1 y/o de la parte 7 moldeada mediante un fluido refrigerante, por ejemplo, con aire frío. La proporción del agente de ligadura en la parte 7 moldeada es de 1 a 20 % en peso como máximo. Con respecto a la porosidad y estabilidad de la parte 7 moldeada se obtuvieron buenos resultados en las pruebas con una proporción de 1 a 10 % en peso de agente de ligadura, en particular con 1 a 5 % en peso de agente de ligadura.
El agente de ligadura ligado es elástico. Tiene una estabilidad térmica de al menos 90 °C, preferiblemente de al menos 120°C. En particular es posible usar un agente de ligadura que en el estado ligado tiene una estabilidad térmica de aproximadamente 180°C. El absorbedor de sonido de conformidad con la invención puede estar constituido fundamentalmente de solamente una parte 7 moldeada de poro abierto fabricada únicamente de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo. La porosidad de la parte 7 moldeada es relativamente alta. Preferiblemente es de al menos 20 %, en particular de al menos 30 %. El tamaño de grano medio así como la distribución del tamaño de grano de las partículas de corcho se seleccionan para que la parte 7 moldeada porosa terminada tenga una resistencia al flujo específica de la longitud en el intervalo de 5 kPs/mz y 20 kPs/m2. Las figuras 5 a 7 muestran tres formas de realización diferentes de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención, que en cada caso comprende una parte 7 moldeada de poro abierto fabricada de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo. En el caso del absorbedor de sonido mostrado en la Fig . 5 , la parte moldeada de poro abierto está cubierta unilateralmente con una capa 12 de material de capa pesado. El absorbedor de sonido que en este caso está configurado sustancialmente con forma de placa se puede fabricar en una sola operación, siendo que la capa de revestimiento o sustrato 12 de material de capa pesado se coloca en la cavidad de una herramienta de moldeo correspondiente o se produce en ella mediante fundición inyectada. La capa de revestimiento o sustrato 12 se recubre a continuación mediante el insuflado y/o la succión de la masa moldeable constituida de granulado de corcho y agente de ligadura. En lugar de una capa de material de capa pesado también es opcionalmente posible recubrir de esta manera con partículas de corcho y agente de ligadura una capa de material no tejido, material esponjoso y/o tejido textil. La parte 7 moldeada y la capa 12 de material no tejido, material esponjoso, tejido textil o respectivamente capa de material pesado se unen una con otra mediante el agente de ligadura térmicamente reactivo contenido en la masa moldeable . En el caso de la capa de revestimiento o sustrato 12 se puede tratar tanto de una capa de material de poro abierto, o permeable a los gases, como también de una capa de material sustancialmente impermeable a los gases, en particular impermeable al agua. El absorbedor de sonido que se muestra en la Fig. 6 difiere del ejemplo de realización según la Fig. 5 en que en la cara expuesta de la parte 7 moldeada de poro abierto se configura elevaciones 13. Las elevaciones 13 tienen en este caso- la forma de botones de forma semiesferica, que sustancialmente se dispone a manera de un reticulado. Se sobreentiende que las elevaciones 13 también se pueden configurar de otra manera, por ejemplo en forma de pirámides, conos, cilindros, rombos, cubos y/o nervaduras. También está dentro del alcance de la invención disponer y configurar las elevaciones 13 con densidad y/o dimensiones geométricas diferentes . En el caso del ejemplo de realización representado en la Fig. 7 se dispone una capa 14 intermedia de material no tejido o de material esponjoso entre la parte 7 moldeada porosa que tiene forma de estera y la capa 12 de revestimiento de material de capa pesado . El material no tejido preferiblemente contiene fibras fusibles y/o fibras de termoplástico . En la Fig. 8 se representa esquemáticamente otra forma de realización de una herramienta de moldeo para la producción de un absorbedor de sonido de conformidad con la invención. La herramienta de moldeo !'¦ se construye nuevamente a manera de una herramienta de fundición inyectada, siendo que en este caso la herramienta 3' superior que se eleva y desciende tiene varios conductos 8', 8'' de alimentación que se disponen espaciados uno de otro, a través de los cuales es posible alimentar selectivamente la masa moldeable que se compone de granulado de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo a la cavidad 4 de la herramienta de moldeo 1' . La herramienta 2' inferior está provista con varios conductos 15, 15' de succión que se comunican en cada caso a través de al menos una abertura 16 de succión con la cavidad 4 de la herramienta de moldeo 1' . Las aberturas 16 de succión se disponen espaciadas una de otra. Los conductos 15, 15' de succión están provistos con correderas 17 electromecánicas que se pueden controlar independientemente una de otra. Mediante las correderas 17 es posible ajustar a diferente nivel la potencia de succión en los conductos 15, 15' de succión, de manera que las partículas de corcho envueltas con agente de ligadura se compactan localmente con diferente grado de intensidad dentro de la herramienta de moldeo 1' . De esta manera se producen partes 7' moldeadas de poro abierto que tienen secciones 18, 19 de porosidad y resistencia al flujo diferente. En la Fig. 8 se indica una forma de realización en la que en el conducto 15 de succión central se ajustó una potencia de succión más alta que en ambos conductos 15' de succión exteriores. De manera correspondiente, en la sección 18 central de la parte 7' moldeada resulta una compactación mayor del granulado de corcho que- en las regiones 19 externas de la parte moldeada. También es posible alimentar selectivamente a través de los conductos 8', 8'' de alimentación, partículas de corcho que difieren en lo referente a su tamaño medio de grano y/o a la distribución del tamaño de grano. Así, por ejemplo, es posible alimentar a través del conducto 8' de alimentación central un granulado de corcho con un tamaño de grano medio relativamente chico, por ejemplo, un granulado de corcho con un tamaño medio de grano de 2 a 4 rara, en tanto que a través de los otros, conductos 8'' de alimentación se alimenta simultáneamente o con retardo temporal un granulado de corcho con un tamaño medio de grano superior, por ejemplo, un granulado de corcho con un tamaño medio de grano de 5 a 8 tnm. De esta manera es posible producir partes 7', 7'' moldeadas de poro abierto como se representan esquemáticamente en las Fig. 8 a 10. La parte 7' ' moldeada fonoabsorbente de conformidad con la Fig. 10 difiere de la parte 7' moldeada porosa de conformidad con la Fig. 9 por la existencia de una capa 12 de revestimiento de material no tejido o material esponjoso poroso. Como ya se mencionó, la capa 12 de revestimiento se puede colocar dentro de la herramienta de moldeo 1' e insuflarle por detrás la masa moldeable constituida de partículas de corcho y agente de ligadura térmicamente reactivo, o recubrirla con' ella. Con los símbolos de referencia 18 y 19 se caracterizan en las figuras 9 y 10 las secciones o respectivamente regiones que tienen diferentes distribuciones de tamaño de grano y, por consiguiente, diferentes porosidades.
El absorbedor de sonido de conformidad con la invención está destinado en particular como componente fonoabsorbente para ser montado en vehículos automotores . En virtud de su alta estabilidad térmica se puede configurar, por ejemplo, como cubierta de caja de cambio y como revestimiento de pared frontal del lado del motor. Otro campo de aplicación preferido es el uso como revestimiento fonoabsorbente de guardarruedas . Se sobreentiende que el absorbedor de sonido de conformidad con la invención también es adicionalmente adecuado para otras áreas de aplicación en los vehículos automotores, por ejemplo, también se puede configurar como revestimiento del motor, aislante del cofre, revestimiento de los bajos, infraestructura de la alfombra, revestimiento interior de puerta, toldo, revestimiento de las columnas del techo, portaobjetos y/o revestimiento de cajuela. En cuanto la parte moldeada de conformidad con la invención se expone a la humedad o respectivamente a ser mojada, puede comprender preferiblemente un recubrimiento impermeable al agua pero permeable al sonido y/o se puede equipar con un agente de impregnación hidrófobo, el cual, en particular, se puede entremezclar con el agente de ligadura. Como recubrimiento impermeable al agua es posible usar, por ejemplo, una delgada hoja de plástico o aluminio. La realización de la presente invención no se limita a los ejemplos de realización precedentemente descritos . Más bien son imaginables varias variantes que incluso con una configuración fundamentalmente diferente recurren a la idea de la invención que se especifica en las reivindicaciones . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.