PT1061190E - Elemento isolador de som do tipo sanduíche - Google Patents

Description

ΡΕ1061190 -1 -

DESCRIÇÃO "ELEMENTO ISOLADOR DE SOM DO TIPO SANDUÍCHE" A presente invenção refere-se a elementos isoladores de som do tipo sanduíche, mais especificamente s elementos isoladores de som de construção ou de edifícios constituídos por várias camadas ou componentes tais como portas, partições, paredes ou tectos compreendendo um enchimento de espuma semi-rigida de células alveolares consistindo de pelo menos um material de enchimento, e compreendendo uma ou mais do que uma abertura oca ou abertura de ar localizada no interior do enchimento, e compreendendo duas camadas de revestimento exteriores. Mais especificamente a invenção refere-se a elementos isoladores de som do tipo sanduíche, tais como portas, elementos de partição, paredes, tectos, pisos, placas, portas corta- fogo, alçapões, tampas, abas, janelas, elementos de compartimento, ou painéis em edifícios novos ou já existentes. Os novos elementos isoladores são úteis em edifícios, na indústria de construção, ou outras indústrias no sentido de melhorar o desempenho do isolamento de som. Para além disso, a invenção refere-se a elementos isoladores de som suplantando elementos de técnica anterior em simplicidade de construção, força mecânica e rigidez e à utilização de tais novos elementos isoladores de som do tipo sanduíche constituídos por múltiplas camadas na -2- PE 1061190 construção ou noutras indústrias para melhorar acusticamente paredes, partições, tectos, e outras partes do edifício, estrutura ou maquinaria.

Na indústria de construção é muito conhecida a utilização de painéis como paredes de partição no sentido de subdividir a área do edifício em áreas separadas tais como salas e escritórios. Geralmente consistem de um enchimento de fibra mineral isoladora e de duas camadas de revestimento exterior acompanhando o enchimento e uma abertura de ar ou abertura oca. Os materiais isoladores tais como fibras minerais são dispostos entre as camadas de revestimento de uma tal forma de modo a providenciar isolamento térmico e/ou acústico. É também conhecida a utilização de elementos isoladores de som do tipo sanduíche de múltiplas camadas, lâminas ou painéis, contendo fibras minerais como material isolante, como elementos de partição ou elementos de compartimentação ou painéis a fixar em paredes ou tectos com a intenção de que a propagação e transmissão de som e de ruído e a radiação de som são reduzidos. Através da aplicação de elementos isoladores de som em paredes ou tectos ou através da sua utilização como elementos de partição é possível melhorar edifícios residenciais ou edifícios de escritórios aumentando o desempenho do seu isolamento sonoro. Portanto, as construções mais antigas podem ser ajustadas para cumprir com as normas de regulação modernas frequentemente mais avançadas. Ruídos provenientes -3- ΡΕ1061190 de vizinhos ou fontes externas ou vindos do interior da sala podem ser substancialmente reduzidos.

Porém, uma grande desvantagem de tais partições ou painéis com enchimentos de fibra mineral é a falta de força mecânica de tais fibras. Por essa razão as camadas de revestimento devem ser seguras, por exemplo por meio de parafusos ou molduras, e suportadas por roscas de metal ou madeira. Isto requer um processo de fabrico extensivo.

Em JA 0221 642 é divulgado um painel isolador de ruido no qual um material poroso, tal como lã de vidro ou resina sintética espumosa é empilhada entre camadas de revestimento formadas por contraplacado, painéis de gesso, ou uma placa acrilica de forma a estar fora de contacto com pelo menos um material de superfície. De acordo com os ensinamentos desta descrição, deve ser utilizada uma moldura no sentido de estabilizar ou fixar esta condição. Esta moldura é ajustada à montagem acima para formar um painel. Este, é claro, é um procedimento relativamente complexo e caro. Adicionalmente, é um método conhecido extrapolado a partir de paredes ou painéis de moldura de madeira convencionais. DE 3710 057 divulga um painel de isolamento acústico constituído por múltiplas camadas para paredes interiores o qual tem aberturas de ar entre uma camada de lã mineral e uma camada de revestimento exterior de cartão. Este painel de isolamento contém um painel principal feito -4- ΡΕ1061190 de cartão que é separado por nervuras de uma camada de revestimento ou painel de cobertura que é também feito de cartão. As superfícies interiores destes dois painéis são revestidas com um painel de fibra que é mantido no lugar através de cola. Para se atingir um bom desempenho no amortecimento do som os dois painéis de fibra são diferentes em termos de peso. Este painel de múltiplas camadas é constituído por cinco camadas, i.e. duas camadas de cartão, cada uma das quais é colada a um painel de fibra, mais uma camada de lã mineral no meio da sanduíche servindo como material de isolamento acústico. A lã mineral enche a abertura apenas parcialmente de tal forma que é providenciada uma abertura de ar entre a lã mineral e um dos painéis de fibra que é colado à superfície interior do painel de cobertura. Este último é seguro por parafusos nas nervuras. Tal como pode ser visto a partir da descrição, o desenho deste painel de múltiplas camadas é bastante complicado. 0 seu fabrico é portanto relativamente oneroso. 0 desempenho acústico é conseguido aumentando a massa tornando tais painéis difíceis de transportar e de instalar.

De acordo com diversas propostas, têm sido utilizados plásticos orgânicos em vez de fibras minerais, tais como, por exemplo, as lâminas de espuma de poliuretano de células alveolares. Porém, tais lâminas exibem a desvantagem de serem frágeis e de terem uma força de tracção fraca (cerca de 30 kPa) . -5- PE 1061190

Na Patente dos Estados Unidos No. 4 317 503 é divulgado um elemento de edifício isolador de som que inclui uma pluralidade de elementos de camadas paralelas dos quais um primeiro elemento espesso interior é constituído por uma camada de fibras minerais ou espuma de plástico rígida e contém uma pluralidade de cavidades. Um segundo elemento rígido interior que é substancialmente permeável ao ar é ligado a uma superfície principal do primeiro elemento interior e de um elemento permeável exterior. 0 elemento permeável exterior é disposto a uma pequena distância do segundo elemento interior de uma tal forma que substancialmente o elemento exterior inteiro pode oscilar livremente em relação ao segundo elemento interior. Uma grande desvantagem deste tipo de elementos de edifício é a complexidade e o custo do processo de fabrico de tais estruturas constituídas por múltiplas camadas.

Outros tipos conhecidos de partições são as estruturas de múltiplas camadas incluindo as que têm um enchimento de espuma ou alveolar. Os enchimentos de espuma, porém, embora possuindo propriedades de força mecânica adequadas, são muito fracos no que concerne às propriedades de isolamento de som. No sentido de ultrapassar este problema, o enchimento de espuma teria de ser de uma espessura e peso inaceitáveis.

De uma forma genérica, existem vários tipos de sistemas conhecidos para aumentar o desempenho do isolamento de som de paredes tais como: -6- ΡΕ1061190

Aumentar a massa da parede, que é, obviamente, a forma mais básica de providenciar um melhor isolamento do som (lei de massas);

Utilizar painéis resilientes ou estruturas do tipo sanduíche os componentes das quais, ou seja a camada ou camadas de revestimento e a camada do enchimento, vibram sem relação de fase de modo que parte ou a maioria da energia acústica incidente é convertida em energia mecânica, que será dissipada através de fricção interna e de deformações (sistema de massa-flexão-massa). 0 inconveniente do aumento da massa da parede ou de qualquer estrutura similar seguindo a lei da massa é que são requeridas estruturas bastante pesadas e espessas para um bom desempenho. 0 inconveniente de sistemas comuns de massa-flexão-massa é que a sua frequência de ressonância irá perturbar frequentemente o desempenho global quando é posicionada incorrectamente e é demasiado brusca. São obtidos melhores resultados utilizando elementos ou painéis isoladores de som tal como divulgado em WO 95/14 136. Esses painéis ou elementos isoladores de múltiplas camadas compreendem numa forma de realização preferida (a) duas camadas de revestimento exteriores, e (b) um material de enchimento sintético suave que é uma camada de enchimento em espuma sintética, suave, contínua, -7- PE 1061190 única, tendo cavidades e sendo posicionada em contacto próximo com ambas as camadas exteriores através de pontos de contacto em padrões alternados, providenciando assim aberturas entre a camada do enchimento e a camada exterior oposta. O que é de facto divulgado na descrição, nos desenhos, nas reivindicações e na descrição de WO 95/14 136 é o seguinte:

Um elemento do tipo sanduíche compreendendo duas camadas de revestimento, por exemplo painéis de gesso, e um material de enchimento entre as camadas de revestimento; A camada de enchimento compreende uma espuma de polietileno de células fechadas elástica, ou uma espuma de poliuretano de células fechadas rigida, ou outras espumas de plástico de células fechadas, por exemplo baseadas em cloreto de polivinilo, ou poliestireno; A segunda camada de revestimento pode ser uma estrutura de tijolo, referindo-se assim indirectamente a uma parede, à qual a camada de enchimento pode ser colada, por exemplo com argamassa; A camada de enchimento contém cavidades numa disposição geométrica especial; existem aberturas entre a camada de enchimento e as camadas de revestimento;

As aberturas são confinadas entre a camada de -8- ΡΕ1061190 enchimento e as camadas de revestimento através de pontos de contacto ou áreas que são dispostas num padrão alternado com respeito aos revestimentos opostos; São aplicadas medições empíricas e considerações teóricas para melhores resultados no sistema de massa-flexão-massa.

Os painéis tais como divulgados em WO 95/14 136 possuem tanto propriedades de isolamento acústico como força mecânica. Enquanto que esta técnica providencia painéis mais leves e mais baratos com boas propriedades acústicas em comparação com produtos previamente conhecidos, era mesmo assim altamente desejável providenciar elementos de partição de salas e elementos do tipo sanduíche tais como portas, e partições tendo tanto propriedades de isolamento de som como boa força mecânica, o que seria particularmente útil para melhorar edifícios residenciais e de escritórios e para desenhar partições com desempenho de isolamento de som melhorado. Para além disso, havia a necessidade de métodos mais económicos para produzir e instalar tais painéis isoladores de som. FR-A-2-228-916 divulga um elemento isolador de som do tipo sanduíche de múltiplas camadas compreendendo camadas de revestimento e um enchimento de forma plástica pelo que são formadas cavidades no enchimento da forma. 0 anterior Pedido de Patente Europeia 98 111 -9- ΡΕ1061190 295.6 - 2303 (Dow Case 44,161) é dirigido a um painel isolador de som de múltiplas camadas, compreendendo uma camada de revestimento, uma camada de enchimento de espuma plástica nela acoplada em que o material da camada de enchimento é um material celular semi-rigido possuindo certas caracteristicas, uma estrutura, à qual a camada de enchimento é fixa em pontos de contacto separados por meio de fitas, faixas, remendos, pedaços de pano, ou outras protrusões geométricas (geralmente chamadas "pontos de contacto") deixando aberturas entre a camada de enchimento e a estruturs, e, no caso de longos alcances e/ou camadas de revestimento finas, o trajecto pára para manter a camada de enchimento a uma certa distância da estrutura.

Os painéis de acordo com EU 98 111 295.6 - 2303 são úteis na construção e outras indústrias para melhorar as propriedades de isolamento de som de edifícios e/ou maquinaria.

Embora estes elementos do tipo sanduíche sejam geralmente adequados como elementos de partição a sua força mecânica poderá não ser suficiente devido à presença da grande abertura entre o revestimento e o enchimento em campos de aplicação onde a força e a resistência sejam de particular importância para a aplicabilidade de um elemento de construção, tal como na construção de portas ou paredes.

Essa e outras necessidades são colmatadas pela presente invenção. Deste modo, a presente invenção -10- PE 1061190 providencia um elemento isolador de som do tipo sanduíche de múltiplas camadas compreendendo camadas de revestimento e um enchimento de espuma plástica localizado entre as camadas de revestimento e acoplado às camadas de revestimento, o enchimento apresentando uma ou mais do que uma cavidade, elemento isolador de som esse que é caracterizado por A cavidade/cavidades é/são uma/umas abertura/aberturas que está/estão posicionada/posicionadas de forma essencialmente paralela às camadas de revestimento e está/estão localizada/localizadas no interior do enchimento, O material de enchimento é um material celular semi-rígido, contendo mais do que 50%, preferivelmente mais do que 90% de células alveolares, E tem uma força de tracção de mais do que 50 kPa, preferivelmente mais do que 90 kPa, E tem uma força de compressão de 5 a 200 kPa, preferivelmente de 15 a 80 kPa, com 10% de deformação, em que a abertura ou aberturas são definidos por duas camadas de revestimento e pontos de contacto, também chamados de "pontes", providenciando junções estruturais entre as camadas de revestimento enquanto mantém as camadas de revestimento separadas e criando uma abertura ou aberturas entre as camadas de revestimento. -11 - PE 1061190 A distância entre os pontos de contacto é preferivelmente pelo menos 350 mm, mais preferivelmente é um minimo de 450 mm, ou mesmo 600 mm desde que a integridade mecânica possa ser preservada.

As camadas de revestimento podem ter uma espessura, cada, de 0,5 a 100 mm, preferivelmente de 0,5 a 25 mm. O material da camada de revestimento pode ser uma folha de metal de 0,5 a 20 mm de espessura, preferivelmente aço ou aluminio, ou uma folha de madeira de 4 a 25 mm de espessura. Outros materiais, úteis num campo de aplicação especifico, podem ser seleccionados pelo perito na técnica. A camada de enchimento de espuma pode ter uma espessura de 20 a 500 mm, preferivelmente de 20 a 300 mm e de forma ainda mais preferida até 200 mm. Cada camada de enchimento de espuma tem em geral uma espessura minima de 10 mm para atingir um amortecimento significativo, preferivelmente uma espessura de 15 a 100 mm. Deverá ser notado, porém, que estes intervalos podem ser adequados para aplicações particulares, por exemplo estabelecimentos requerendo um desempenho de amortecimento de som muito elevado.

As camadas de enchimento de espuma podem ou não ter a mesma espessura. Em alguns casos de materiais de revestimento foi verificado ser benéfico utilizar-se espessuras diferentes por forma a minimizar o efeito negativo das frequências criticas caracteristicas da -12- ΡΕ1061190 montagem feita a partir das camadas de revestimento e de enchimento.

Preferivelmente, o material da camada de enchimento é uma espuma de poliuretano, por exemplo do tipo cuja preparação é divulgada na Patente dos Estados Unidos No. 5,538,779. 0 material da camada de enchimento pode compreender mais do que um tipo de espuma. Por exemplo, pode incluir em adição ao poliuretano, polietileno ou poliestireno. Poderá também compreender betume ou plástico pesado ou folhas feitas de outros materiais.

Numa forma de realização preferida o material da camada de enchimento tem uma resistividade à corrente de ar de 5 000 a 800 000 Ns/m4, preferivelmente de 5 000 a 300 000 Ns/m4. O factor de perda do material da camada de enchimento é preferivelmente maior que 0,1, preferivelmente maior do que 0,2 (tal como definido pela SAE Comité de

Materiais de Isolamento Térmico e Acústico, Manual SAE, 1994, Volume 1, página 2.30); o factor de perda pode atingir 0,3, ou até mais.

No caso de aberturas longas e/ou camadas de revestimento finas, são providenciadas paragens no trajecto em pelo menos uma das camadas de enchimento e no interior -13- ΡΕ1061190 da abertura no sentido de garantir que as camadas de enchimento são sempre mantidas a uma certa distância umas das outras. A distância das paragens do trajecto a partir da camada de enchimento oposta ou a distância das camadas de enchimento umas das outras, a 0% de deformação, é preferivelmente pelo menos 0,1 mm, e os intervalos preferidos são entre 2 e 10 mm.

Numa forma de realização preferida a área total de pontos de contacto está relacionada com a área total do elemento do tipo sanduíche num rácio de menos de 30%, preferivelmente menos que 15%.

Numa forma de realização preferida os pontos de contacto são espuma plástica, plástico, faixas de metal ou de madeira de uma espessura de 0,5 a 100 mm e uma largura de 10 a 100 mm. Estes intervalos deverão, porém, não ser interpretadas como sendo restritivas e poderão variar dependendo do requisito específico de limite da aplicação e da rigidez dos revestimentos. Revestimentos muito rígidos permitiriam por exemplo uma abertura de ar de espessura não especificada. As partes salientes das camadas de enchimento ou até outros elementos de construção, tais como molduras de portas, podem assumir a função dos pontos de contacto ou "pontes".

Adicionalmente, a presente invenção providencia um processo para o fabrico do novo elemento isolador de som -14- ΡΕ1061190 do tipo sanduíche acoplando as camadas de revestimento ao enchimento de espuma plástica cujo processo é caracterizado pelo facto do enchimento de espuma plástica ser produzido juntando duas camadas de enchimento através de pontos de contacto ou pontes a distâncias predeterminadas deixando assim uma abertura ou aberturas entre as camadas de enchimento ou primeiro mecanizando duas camadas de enchimento de uma tal forma que são formados pontos de contacto ou pontes a distâncias predeterminadas como partes integrais das camadas de enchimento e juntando as duas camadas de enchimento após isso através dos pontos de contacto ou pontes deixando uma abertura ou aberturas entre as camadas de enchimento ou retirando a abertura ou aberturas de um único painel de espuma plástica.

Adicionalmente, a presente invenção providencia a utilização do novo elemento isolador de som do tipo sanduíche na construção e outras indústrias para melhorar as propriedades de isolamento de som de edifícios e/ou maquinaria.

Uma funcionalidade particularmente surpreendente da invenção é que uma vibração de longo alcance da camada de enchimento acoplada à camada de revestimento providencia um amortecimento particularmente bom em todas as frequências e especificamente nas frequências de ressonância e crítica.

As aberturas criados no interior do enchimento de espuma podem variar consideravelmente dependendo das -15- ΡΕ1061190 necessidades reais num dado caso. Revestimentos muito rigidos iriam permitir uma abertura de ar de espessura não especificada. A espessura geralmente intervala entre 0,1 a 200 mm. Algumas vezes a espessura é seleccionada entre 20 e 50 mm de modo a permitir a passagem de cabos, canos e outras linhas de serviço. À parte destas considerações especiais, a espessura das aberturas está frequentemente no intervalo entre 1 a 10 mm, preferivelmente 2 a 5 mm.

No caso de um painel de gesso (ou um painel de qualquer outro material insuficientemente rígido) sendo utilizado como camada de revestimento, e se, por exemplo, o painel de gesso tiver 10 mm de espessura e o seu alcance exceder 400 mm ou tiver 13 mm de espessura e o seu alcance exceder 600 mm, respectivamente, pode ser instalado um sistema de paragem de trajecto de "médio alcance" feito de uma faixa ou remendos para limitar a deformação do painel de gesso. Por meio de exemplo, se uma lâmina de painel de gesso de 1200 mm de largura for instalado com pontos de contacto (faixas) de 40 mm de largura nas orlas do painel, deste modo providenciando um alcance livre de 1 120 mm, uma faixa de paragem de trajecto irá ser fixa no meio do painel no sentido de reduzir o alcance. A largura da faixa de paragem de trajecto irá ter entre 30 e 39,9 mm, preferivelmente entre 35 e 38 mm, se a largura da faixa de contacto for por exemplo 40 mm. A realização da invenção aderindo aos parâmetros tal como definido na descrição e nas reivindicações, -16- ΡΕ1061190 particularmente utilizando um material de espuma especifico e aplicando desenhos específicos no que toca à camada de enchimento, a(s) camada(s) de revestimento e as paragens de trajecto, irá resultar num elemento isolador de som do tipo sanduíche mostrar uma frequência de ressonância muito baixa e surpreendentemente um elevado amortecimento de vibrações, especificamente na frequência de ressonância, e tendo uma força mecânica e rigidez elevadas, o que significa que os novos elementos podem ser transportados e lidados sem nenhum risco particular de dano. Desta forma, não é necessário um reforço adicional para garantir a integridade mecânica da montagem, tal como por meio de parafusos, molduras, ou cavilhas.

De qualquer das formas, outros dispositivos de ligação ou de rigidez podem ser incorporados, uma vez que os componentes estejam no lugar ou antes da instalação, no interior do elemento ou nas junções para garantir que os requisitos específicos da aplicação são atingidos. São propostas disposições de desenho para evitar que tome lugar alguma derivação acústica atingindo ao mesmo tempo todos os requisitos de força em utilização. Isto está no âmbito de competência do perito na técnica.

Reforços tipicos serão molduras de madeira ou metal para aplicação em porta, cavilhas de aço ou traves entre painéis para aplicação em partição, e argamassa ou cola para aplicação em parede. -17- ΡΕ1061190

As camadas de revestimento podem ser feitas de qualquer material tipicamente empregue para produzir elementos isoladores do tipo sanduíche ou painéis. Materiais exemplificativos úteis como camadas de revestimento incluem painéis de plástico ou de partículas, papel grosso ou cartão, painéis de fibra, painéis de gesso, películas ou folhas de plástico flexível, folhas de metal, tais como folhas de aço, chumbo, ou alumínio, contraplacado, painéis de madeira, e painéis de papelão, os mais típicos sendo painéis de gesso, e papelão. 0 material preferido para utilização como camada de revestimento é painel de gesso nas aplicações em partição e painéis de folhas de metal ou madeira nas aplicações em porta.

Numa forma de realização da invenção, uma camada de enchimento feita de espuma de poliuretano e tendo remendos de espuma de poliuretano separados como pontos de contacto em uma das suas duas superfícies, é acoplado substancialmente por meio de adesivos na sua superfície "interior" a outra camada de enchimento de espuma de poliuretano, formando assim um enchimento. Geralmente, um painel assim será pré-fabricado evitando-se deste modo a montagem no local. 0 enchimento será então preso às duas camadas de revestimento, geralmente colando com um adesivo adequado tal como cola de poliuretano, contacto de neoprene ou adesivo de transferência, ou por fixação mecânica no sentido de produzir um elemento do tipo sanduíche de acordo com a invenção. -18- PE 1061190 0 elemento do tipo sanduíche assim obtido pode ser utilizado por exemplo como portas. O material de revestimento para portas geralmente corresponde a camadas finas de folha de metal ou folhas de madeira e é acoplado substancialmente às camadas de enchimento no sentido de cumprir requisitos tais como estabilidade térmica, resistência à deformação no impacto, superfície perfeitamente plana e estética. É portanto importante que não sejam criadas aberturas entre o enchimento de espuma de reforço e as camadas de revestimento quando a estas últimas falta rigidez.

Adicionalmente, a acoplagem substancial entre as camadas de enchimento e de revestimento, por meio de adesivo, por exemplo, providencia benefícios na medida em que o material de enchimento com um amortecimento elevado que é utilizado de acordo com a invenção reduz fortemente o impacto e a transmissão de vibrações. O novo elemento do tipo sanduíche pode também ser utilizado por exemplo como uma partição numa sala só por si. Um tal elemento de partição é geralmente preso no chão e/ou no tecto. Pode ser fixado numa parede, tecto, piso, ou outra estrutura de edifício. O conceito de partição do tipo sanduíche conforme a invenção concerne unidades divisoras da abertura, na sua maioria para escritórios, cabinas industriais e outras aplicações de painéis onde a combinação de pouco peso, de -19- ΡΕ1061190 dispositivos de fácil ligação, facilidade de manuseamento e desempenho de isolamento acústico são requisitos importantes. Estas partições podem permanecer em posições verticais ou horizontais mas, em algumas formas de realização, podem também ser posicionadas em ângulos agudos e obtusos.

Foi surpreendente descobrir que poderia ser alcançado um desempenho de isolamento excelente incorporando pontos de contacto específicos ou pontes dentro do enchimento para criar uma abertura de ar ou aberturas de ar que são então uma característica conspícua da presente invenção.

Os pontos de contacto podem ser mecanizados a partir da camada de espuma de poliuretano ou podem ser feitos a partir de outros materiais adequados, tais como plásticos diferentes de poliuretano, cola ou outros adesivos; madeira, gesso, metal etc., contanto que os critérios inventivos sejam cumpridos.

Além da porta e das aplicações de paredes de partição do elemento do tipo sanduíche de acordo com a invenção, podemos realçar um terceiro campo de aplicação que é a aplicação de unidade de construção. Aqui os novos elementos do tipo sanduíche funcionam como tijolos numa parede de um edifício, um tecto, um piso ou qualquer outra parte ou unidade de construção. -20- ΡΕ1061190

Os novos elementos isoladores de som do tipo sanduíche são particularmente úteis para renovar edifícios existentes, mas também como elementos em construções novas. Eles podem ser fabricados como portas ou elementos de partição ou unidades de construção de paredes. Eles oferecem uma solução fina, leve e mecanicamente forte para melhorar o isolamento do som, eliminando ou amortecendo assim sons e barulhos que sem os elementos isoladores de som são transmitidos através de paredes, portas, pisos, tectos e partições.

Com base em exemplos será demonstrado abaixo que os elementos do tipo sanduíche de acordo com a invenção são a um grau surpreendente substancialmente superiores em comparação com elementos isoladores de som de técnica anterior com respeito a uma combinação de isolamento de som/ força mecânica / propriedades de peso/espessura leves e métodos de produção / instalação. Eles superam-se em força mecânica em comparação com elementos isoladores do tipo sanduíche do estado da técnica, possuem um desempenho de amortecimento acústico elevado, reduzem e baixam a frequência de ressonância. A abertura dentro do enchimento age como uma primeira mola muito macia, e as camadas de enchimento agem como segundas molas duras. Devido à rigidez das camadas de enchimento, a deformação do elemento é fortemente restringida o que o torna compatível com o uso planeado em edifícios.

Os exemplos seguintes são dados para ilustrar a invenção e não deverão ser interpretados como a limitando -21 - ΡΕ1061190 de alguma forma.

Exemplo 1 A montagem de um elemento do tipo sanduíche de acordo com a invenção para a aplicação como uma porta é mostrada esquematicamente na Fig. 1. Os números (1) referem-se às camadas de revestimento, (2) às camadas de enchimento e (3) aos pontos de contacto que, neste caso, têm a forma de T. As Figuras 2 e 3 mostram dois elementos do tipo sanduíche depois de terem sido montados, a diferença do elemento de acordo com a Fig. 3 em comparação com o elemento de acordo com a Fig. 2 sendo que tinha sido incorporado um terceiro ponto de contacto.

Os elementos foram feitos a partir de um painel de poliuretano de 20 mm de espessura e de um painel de poliuretano de 40 mm de espessura (2), poliuretano esse que tinha sido preparado de acordo com o Exemplo 1 da Patente dos Estados Unidos 5,538,779, e duas folhas de aço de 1 mm de espessura (1) colando através de pulverização com um adesivo de contacto (neoprene) à temperatura ambiente, um painel a uma folha de metal e o outro painel à segunda folha de metal, e unindo ambas as montagens através de pontos de contacto em forma de T (3), de 40 mm de largura, e posicionados a uma distância de 800 mm entre eles, tal como mostrado na Fig. 2, e através de pontos de contacto em forma de T (3) e um ponto de contacto adicional (3') no centro, tal como mostrado na Fig. 3, respectivamente. Os -22- ΡΕ1061190 pontos de contacto têm 3 mm de espessura e 40 faixas de plástico largas (PE, PU, ou PVC, por exemplo).

Será notado que as duas camadas de enchimento são diferentes em espessura. A razão é que isto reduz o efeito negativo das frequências criticas caracteristicas das camadas de revestimento e de enchimento uma vez acopladas juntamente.

As paragens do trajecto poderiam ser incorporadas na medida do necessário. A abertura de ar (4) é caracterizada pela espessura gerada pelos pontos de contacto (3) e pela distância D. A distância D tal como ilustrado na Fig. 2 e na Fig. 3 é pelo menos de 350 mm, preferivelmente de 450 mm ou mais preferivelmente de 600 mm ou mais contanto que a integridade mecânica possa ser preservada.

Uma porta fabricada de acordo com a presente invenção alcançará uma excelente estabilidade dimensional e térmica sem efeito de encurvamento sob temperatura diferencial. Irá providenciar isolamento térmico e excelente isolamento acústico de impacto e de propagação pelo ar - melhor que uma construção clássica de três vezes mais peso.

Com uma escolha adequada da espessura e rigidez do material de enchimento, serão alcançadas espessuras -23- ΡΕ1061190 materiais e rigidez, irá ser conseguida uma excelente planura e uma excelente estética mesmo com materiais de revestimento muito finos.

Exemplo 2

Um elemento de porta do tipo sanduíche de acordo com a invenção foi construído e testado para o seu isolamento acústico. 2.1 A Fig. 4 ilustra uma secção transversal e a composição da porta testada de dimensão 1050 mm x 2050 mm x 55 mm (ver também a Fig. 1 para legenda.). Os revestimentos (1) são folhas de aço de 1,5 mm de espessura. O material de enchimento (2) é uma espuma de isolamento de ruído de Dow, tal como previamente descrito na Patente dos Estados Unidos 5,538,779. A metade de topo tem uma espessura Η 1 de 15 mm e a metade de fundo H 2 tem uma espessura de 35 mm.

Os pontos de contacto (3) são feitos de uma faixa de espuma de 30 mm de largura com 5 mm de espessura e 2 050 mm de comprimento com uma moldura de madeira de pinho de 15 mm de largura, 55 mm de espessura e correndo em redor dos quatro lados do painel da porta para providenciar rigidez e extremidades duras. -24- ΡΕ1061190

Tal como pode ser visto a partir da configuração da Fig. 4, que a moldura de madeira é completamente colada com adesivo Neoprene de contacto tanto ao enchimento de espuma como aos revestimentos de aço, enquanto as faixas de espuma só são postas lá para assegurar contacto entre as duas metades de material de enchimento (2) e não são coladas. 0 artigo de teste tem um peso medido de 57 kg, i.e só 26 kg / m2. A espessura total é de 58 mm.

Apesar de seu muito baixo peso e espessura reduzida, o elemento de porta ou painel segundo a invenção cuja secção transversal é ilustrada na Fig. 4 alcança um desempenho de isolamento de som incrivelmente alto de Rw = 49 dB, R rosa = 47 dB (A) e R ruído rodoviário = 41 dB (A) .

Nenhum dos painéis de porta disponíveis de tal peso e espessura propõe um tal nível de desempenho.

Isto compara-se por exemplo a uma parede de betão sólida de 90 mm de espessura, peso 207 kg / m2 que alcança um isolamento de som de R = 47 dB. -25- ΡΕ1061190 2.2 A Fig. 5 ilustra a secção transversal da mesma porta, mas para este segundo teste, as faixas dos pontos de contacto (3), tanto no centro como nos lados, foram coladas com adesivo de contacto a ambos os lados do material de enchimento (2) . Este método de acoplamento confere mais rigidez ao elemento.

Tal como esperado, a distância D que está sendo reduzida de 1020 mm (teste 1) para 465 mm (teste 2) entre pontos de contacto afecta de alguma forma o desempenho do isolamento de som, que permanece muito elevado e ainda está dentro do âmbito da invenção.

Rw = 45 dB; R rosa = 44 dB (A), R ruído rod0viário = 37 dB (A) . 2. 3 e 2.4. As Figuras 6 e 7 ilustram secções transversais melhoradas de painéis de porta de acordo com a invenção, como adequadas para industrialização. 2.3. Na Fig. 6, os revestimentos (1) são relativamente rígidos ou rígidos (pranchas de contraplacado por exemplo), portanto a necessidade de reforçar este tipo é opcional e depende do alcance D.

As duas metades do enchimento (as duas camadas de enchimento (2)) têm espessuras diferentes Hl e H2. Os pontos de contacto (3) deixam uma abertura de ar (4), e uma -26- ΡΕ1061190 moldura (7) corre em redor do painel de porta. 2.4. Na Fig. 7 os revestimentos (1) são folhas finas (aço de 0,6 mm de espessura, por exemplo). Deste modo, é necessário endurecer os revestimentos por meio de perfis em U (6) que são soldados ou colados aos revestimentos.

Uma vez que estes perfis em forma de U (6) estão embebidos no enchimento de espuma, o seu próprio padrão de vibração é reduzido pela forte capacidade de amortecimento do enchimento de espuma. Deve ser entendido que outras formas como perfis em T ou quaisquer outros perfis (de alumínio, aço, plástico, madeira etc...), providenciando um efeito endurecedor adequado devido ao seu momento de inércia e módulo específico, são aceitáveis, também. A abertura de ar (4) é muito fina e é gerada pela espessura da moldura de metal (7), a qual neste caso específico substitui as faixas geralmente usadas como pontos de contacto (3) e forma "pontes" entre as camadas de enchimento. As duas camadas ou metades do material de enchimento (2) têm a mesma espessura (Hl = H2). Às vezes, é mais conveniente correr o perfil (ou perfis) endurecedor paralelo à largura do elemento do tipo sanduíche e não à altura. Disposições diagonais e transversais também são, como é evidente, aceitáveis. -27- ΡΕ1061190

Exemplo 3 A montagem de um elemento do tipo sanduíche de acordo com a invenção para a aplicação como um elemento de partição é esquematicamente mostrado na Fig. 8. 0 elemento do tipo sanduíche, uma vez montado, é mostrado na Fig. 9. Os números (1) referem-se às camadas de revestimento, (2) às camadas de enchimento e (3) aos pontos de contacto que, neste caso, pertencem ao próprio material de enchimento, uma vez que a abertura (4), de 2 mm de espessura, é mecanizada para fora de um único painel.

Estes novos elementos do tipo sanduíche foram feitos de um painel de poliuretano de 25 mm de espessura (2) (de acordo com a Patente dos Estados Unidos 5,538,779) e dois painéis de madeira de 15 mm espessura (1) através de colagem com um adesivo de contacto à base de neoprene. Os pontos de contacto, formando parte do corpo de enchimento, têm 15 mm de largura.

Preferivelmente, a abertura não é exactamente posicionada no centro do painel no sentido de evitar o efeito negativo acumulado de frequências críticas semelhantes gerado pelos dois revestimentos quando submetidos a frequências de ruído entre aproximadamente 50 Hz e 5000 Hz. Em alguns casos este efeito não é prejudicial, tudo depende da espessuras, módulo e factor de amortecimento dos revestimentos. -28- ΡΕ1061190

Exemplo 4

Neste exemplo é divulgado um elemento do tipo sanduíche de acordo com a invenção a ser aplicado como unidade de construção. Com referência à Fig. 10, nota-se que o enchimento deste elemento é feito de duas placas ligadas de um material de espuma de plástico que deixa uma abertura (4) que está centrada ou preferivelmente descentrada. O elemento do tipo sanduíche tem revestimentos de tijolo de barro em forma de L que encapsulam o enchimento (2) . Os tijolos de revestimento em forma de L criam uma segunda abertura (5) ao longo das extremidades verticais do elemento para providenciar espaço para cabos eléctricos etc... Noutra forma de realização a abertura (5) será usada para verter argamassa vedante.

Outra forma de realização de um elemento do tipo sanduíche para a aplicação na construção de paredes é demonstrada na Fig. 11. Os revestimentos (1) são feitos de tijolos ocos. As cavidades dentro dos tijolos, por exemplo ranhuras ou buracos circulares, estão abertas na direcção do enchimento do elemento. A taxa de perfuração está aproximadamente entre 10% e 80%, preferivelmente acima de 30%. Esta disposição é característica da invenção e permitirá reduzir a frequência de ressonância do sistema de massa-flexão-massa, enquanto providenciando alguns benefícios de absorção de som ao mesmo tempo.

Lisboa, 2 de Agosto de 2007

Claims (17)

1. ΡΕ1061190 -1 - REIVINDICAÇÕES 1. Um elemento isolador de som do tipo sanduíche constituído por múltiplas camadas compreendendo camadas de revestimento (1) e um enchimento de espuma de plástico (2) localizado entre as camadas de revestimento (1) e acoplado às camadas de revestimento (1), o enchimento (2) apresentando uma ou mais do que uma cavidade, em que a/as cavidade/cavidades é/são uma abertura/aberturas (4, 5) que é/são posicionada/posicionadas de forma essencialmente paralela aos revestimentos (1) e é/são localizada/localizadas dentro do enchimento (2), e a/as abertura/aberturas é/são definida/definidas por duas camadas de enchimento (2) e pontos de contacto (3) providenciando junções estruturais entre as camadas de enchimento (2) enquanto as mantém separadas, caracterizado pelo facto de o material de enchimento (2) ser um material celular semi-rígido, que contém mais de 50%, preferivelmente mais de 90% de células abertas, e ter uma resistência de tracção de mais de 50 kPa, preferivelmente mais de 90 kPa, e ter uma força de compressão de 5 a 200 kPa, preferivelmente de 15 a 80 kPa, com 10% de deformação.
2. 2. Elemento de acordo com a reivindicação 1, em que a distância entre os pontos de contacto é pelo menos de 350 mm, e mais preferivelmente é pelo menos de 450 ou mesmo -2- ΡΕ1061190 pelo menos de 600 mm.
3. 3. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, em que o material de camada de enchimento (2) é uma espuma de poliuretano.
4. 4. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que a camada de enchimento (2) inclui mais de um tipo i de espuma.
5. 5. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, em que as camadas de revestimento (1) têm uma espessura, cada, de 0,5 a 200 mm, e a camada de enchimento de espuma (2) tem uma espessura de 5 a 500 mm, preferivelmente de 20 a 200 mm.
6. 6. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que as camadas de enchimento de espuma (2) são diferentes em espessura.
7. 7. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, em que o material da camada de enchimento (2) tem uma resistividade ao fluxo de ar de 5 000 a 800 000 Ns/m4, preferivelmente de 5 000 a 300 000 Ns/m4.
8. 8. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, em que dentro que o material de camada de enchimento (2) tem um factor de perda de mais que -3- ΡΕ1061190 0,1, preferivelmente mais que 0,2.
9. 9. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que são providenciadas paraqens do trajecto no caso de aberturas longas (4, 5) e/ou camadas de revestimento finas (1) a pelo menos uma das camadas de enchimento (2) e dentro da abertura no sentido de manter as camadas de enchimento a uma certa distância uma da outra.
10. 10. Elemento de acordo com a reivindicação 9, em que a distância das paragens do trajecto da camada de enchimento oposta (2) ou a distância das camadas de enchimento uma da outra, a 0% de deformação, é pelo menos 0.1 mm, e preferivelmente gamas de 2 a 10 mm.
11. 11. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que a área total de pontos de contacto (3) está relacionada com a área total do elemento do tipo sanduíche num rácio de menos de 30%, preferivelmente menos de 15%.
12. 12. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que dentro que o material da camada de revestimento (1) é folha de metal, preferivelmente aço ou alumínio, ou folha de madeira.
13. 13. Elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, em que os pontos de contacto (3) são faixas de espuma de plástico, plástico, metal ou madeira de -4- ΡΕ1061190 uma espessura de 0,5 a 5 mm e uma largura de 10 a 50 mm.
14. 14. Processo para o fabrico do elemento do tipo sanduíche de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13 acoplando as camadas de revestimento (1) ao enchimento de espuma de plástico (2) em que o enchimento de espuma de plástico (2) é produzido unindo duas camadas de enchimento (2) através de pontos de contacto (3) a distâncias predeterminadas que deixam assim uma abertura/aberturas (4, 5) entre as camadas de enchimento (2) ou através de primeiro mecanizar duas camadas de enchimento (2) de tal modo que são formados pontos de contacto (3) a distâncias predeterminadas como partes integrais das camadas de enchimento (2) e unindo as duas camadas de enchimento (2) depois através dos pontos de contacto (3) deixando uma abertura/aberturas (4, 5) entre as camadas de enchimento (2) ou recortando a abertura ou aberturas (4, 5) de um único painel de espuma de plástico.
15. 15. Uso do elemento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13 na construção e outras indústrias para melhorar as propriedades isoladoras de som de edifícios e/ou maquinaria.
16. 16. Uso de acordo com a reivindicação 15, em que o elemento é usado como uma porta, como um elemento de partição ou como uma unidade de construção.
17. 17. Uso de acordo com reivindicação 16, em que o -5- ΡΕ1061190 elemento é usado como um tijolo de barro ou como uma pedr de gesso. Lisboa, 2 de Agosto de 2007