WO2024003435A1 - Material para pavimento absorbente de ruidos y procedimiento de fabricación - Google Patents
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Definitions
- the present invention belongs to the field of rubber-based materials of the type currently used in playgrounds and other public spaces such as sports fields, gyms, nurseries, roadways, etc.
- a first object of the present invention is a new material with improved characteristics of durability, wear resistance and noise and impact absorption.
- a second object of the present invention is a procedure for manufacturing the above material.
- the first component usually comprises a synthetic rubber known as SBR (Styrene Butadiene Rubber), which is obtained by polymerizing a mixture of butadiene and styrene. In many cases, rubber comes from recycling tire scraps, which are crushed and sold for various applications.
- SBR Styrene Butadiene Rubber
- the second component usually comprises a polyurethane resin.
- Polyurethane resins have a wide variety of uses thanks to their rapid solidification and great adhesion to different types of surfaces. Polyurethane resins are usually divided into two types based on the properties of their liquid compounds: isocyanates and polyurethanes. In most cases, the resins used in these materials comprise both types of compounds.
- REPLACEMENT SHEET (RULE 26) of the pavement so that, once the material has been applied to the desired surface, a resin curing stage occurs that provides stability and durability to the granulated rubber. Pavements made from this type of materials have impact-absorbing properties, high durability and ease of repair.
- the inventors of the present invention have developed a new flooring material whose composition is particularly advantageous in terms of durability and noise reduction.
- the new material has improved noise and shock absorption characteristics compared to a conventional pavement, such as asphalt, and also improved durability and wear behavior compared to a conventional rubber pavement, such as the one used in playgrounds and similar.
- This improvement has been achieved by adding to the first component a crushed mineral aggregate, such as silica or similar, and by encapsulating the SBR and mineral granules with a resin. That is, the first component is formed by a mixture of SBR granules and mineral aggregate that are covered by a layer of resin.
- the inventors of the present application have discovered that this configuration combined with the percentages and sizes described in this document make it possible to obtain very good noise absorption characteristics while maintaining the durability and resistance characteristics of a traditional pavement and traffic and utility are improved.
- the second component (B) constitutes 10%-20% by weight of the first component (A).
- the first component (A) comprises:
- crushed aggregate such as silica, with a size less than 8 mm
- the crushed SBR rubber granules and the crushed aggregate granules are encapsulated by the polyurethane resin.
- the second component (B) comprises 50-56% isocyanate and 38-45% polyether polyol.
- this composition provides a flooring with particularly good noise absorption characteristics. It is thought that this good noise performance is due to a combination of several factors, among which is the percentage and granulometry of the SBR used, the encapsulation of the SBR granules and mineral aggregate, and the presence of air voids in the interior of the pavement.
- the present invention is also directed to a noise-absorbing flooring manufactured using the material described in the previous lines.
- a second aspect of the invention is directed to a method of manufacturing a noise-absorbing flooring material as described above in this document. This procedure is characterized by:
- the manufacture of the first component includes the step of encapsulating the crushed SBR rubber granules and crushed mineral aggregate with the polyurethane resin using a mixer.
- the manufacture of the second component includes the step of introducing the isocyanate
- REPLACEMENT SHEET (RULE 26) and the polyether polyol in a reactor at a temperature of between 50°C-80°C.
- a noise-absorbing flooring material that is made up of two components is described below: a first component (A) and a second component (B).
- the first component (A) is formed by a mixture of SBR rubber, mineral aggregate, polyurethane resin of aromatic origin and glycol.
- SBR rubber is a synthetic rubber commonly used for the manufacture of tire casings, so the SBR rubber used in the material of the present invention can be obtained from tire recycling.
- the covers are subjected to a grinding procedure until a granulometry of less than 6 mm is achieved, that is, they pass a sieve with a mesh size of 6 mm.
- the crushed SBR constitutes 47% by weight of the first component (A).
- the mineral aggregate can in principle be any type of aggregate that has a grain size of less than 8 mm. As an example, it is possible to use properly sieved silica sand to obtain the desired sizes. In this example, the crushed mineral aggregate constitutes 40% of the first component.
- the first component (A) further comprises 12% by weight of polyurethane resin and 3% by weight of glycol.
- the SBR rubber and the mineral aggregate are mixed with the polyurethane resin and glycol in the proportions mentioned by introducing them into a mixer for a time that can be approximately 50 minutes each. 300 kg. Next, the mixture obtained is cooled and bagged.
- the second component (B), as mentioned above, is a polyurethane binding resin of aromatic origin formed by the mixture of two substances: aromatic isocyanate and polyether polyol.
- This second component (B) is manufactured by introducing the isocyanate, the polyether polyol and the additives in a reactor at a temperature of between 50°C-80°C for a time of between 50-75 minutes every two tons.
- the material is formed by mixing both in proportions of 100/14 by weight (First component (A)/second component (B)). This material is applied to the surface in question to promote noise absorption.
- a test carried out to check the behavior of a material of this type in terms of the noise caused by the rolling of a vehicle is described below. To do this, a layer of the described material was applied, forming a section of road approximately 30 meters long. The noise generated by the rolling of the vehicle in this section formed by the material of the invention was compared with the noise generated by the same vehicle in a section of the same length formed by a pavement based on a conventional asphalt mixture.
- test methodology used for the acoustic characterization of the pavement of the invention corresponds to a simplification of the CPX method (close-proximity method), as described in the ISO 11819 part 2 standard, and which serves to determine the influence of the steady in traffic noise.
- two microphones are used attached to the rear wheel of the vehicle by means of an axle and a bearing, as seen in the image on the next page.
- This device also allows the sensors to be positioned stably and thus record the noise generated by the tire-ground interaction.
- REPLACEMENT SHEET (RULE 26) Based on the previous considerations, the following table shows, for each of the test speeds, the results obtained after carrying out the CPX test. Furthermore, and in a comparative manner, the difference in results obtained in each of the pavements analyzed is also included.
- the pavement of the present invention has a CPX index lower than that of a traditional asphalt, obtaining a reduction in the noise index between 10.6 and 6.8 dBA, for speeds between 20 and 50 km. /h. These differences are especially notable at reduced speeds, 20 and 30 km/h, where vehicle noise has been reduced by more than 10 dBA.
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Abstract
Material para pavimento absorbente de ruidos que comprende una mezcla de dos componentes, caracterizado por que el primer componente (A) comprende un 40-50% en peso de caucho SBR triturado con un tamaño inferior a 6 mm, un 38-42% de un árido mineral triturado con un tamaño inferior a 8 mm, un 10-20% de resina de poliuretano, y un 3-4% de glicol, estando los gránulos de caucho SBR triturado y los gránulos de mineral triturado encapsulados por la resina de poliuretano; y el segundo componente (B) comprende un 50-56% de isocianato y un 38-45% de poliol poliéter. Procedimiento de fabricación de este material, que comprende: la fabricación del primer componente; encapsular los gránulos de caucho SBR triturado y árido mineral triturado con la resina de poliuretano mediante una mezcladora; y la fabricación del segundo componente introduciendo el isocianato y el poliol poliéter en un reactor a una temperatura de entre 50°C-80°C.
Description
Material para pavimento absorbente de ruidos y procedimiento de fabricación
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención pertenece al campo de los materiales basados en caucho del tipo utilizado actualmente en parques infantiles y otros espacios públicos como canchas deportivas, gimnasios, guarderías, calzadas, etc.
Un primer objeto de la presente invención es un nuevo material con unas características mejoradas de durabilidad, resistencia al desgaste y absorción de ruidos e impactos.
Un segundo objeto de la presente invención es un procedimiento para fabricar el material anterior.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El uso de materiales basados en caucho granulado para la fabricación de pavimentos para parques infantiles, alcorques, canchas deportivas y muchos otros usos es conocido desde hace tiempo. Estos materiales suelen comprender dos componentes: un primer componente basado en caucho triturado; y un segundo componente basado en una resina aglomerante.
El primer componente normalmente comprende un caucho sintético conocido como SBR (Styrene Butadiene Rubber), que se obtiene mediante la polimerización de una mezcla de butadieno y estireno. El caucho procede en muchos casos del reciclaje de restos de neumáticos, que se trituran y se comercializan para diversas aplicaciones.
El segundo componente suele comprender una resina de poliuretano. Las resinas de poliuretano tienen una amplia variedad de usos gracias a su rápida solidificación y su gran adherencia a diferentes tipos de superficies. Las resinas de poliuretano suelen dividirse en dos tipos basándose en las propiedades de sus compuestos líquidos: isocianatos y policies. En la mayoría de los casos, las resinas utilizadas en estos materiales comprenden ambos tipos de compuestos.
Estos dos componentes se mezclan en un momento inmediatamente anterior a la aplicación 1
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
del pavimento de manera que, una vez el material se ha aplicado en la superficie deseada, se produce una etapa de curado de la resina que proporciona estabilidad y durabilidad al caucho granulado. Los pavimentos fabricados a partir de este tipo de materiales tienen propiedades absorbentes de los impactos, una alta durabilidad y facilidad de reparación.
Si bien estos materiales son ventajosos para muchas aplicaciones, presentan como principal inconveniente una baja durabilidad y resistencia al desgaste. Por otra parte, aunque los pavimentos convencionales tales como el asfalto son duraderos y resistentes al desgaste, sus características de ruido y absorción de impactos no son adecuadas para determinadas aplicaciones.
En definitiva, existe en este campo la necesidad de nuevas composiciones que combinen durabilidad y resistencia al desgaste con buenas características de absorción de ruido e impactos.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Los inventores de la presente invención han desarrollado un nuevo material para pavimentos cuya composición es particularmente ventajosa en cuanto a la durabilidad y reducción de ruidos. En concreto, el nuevo material presenta unas características de ruido y absorción de impactos mejoradas en comparación con un pavimento convencional, como por ejemplo el asfalto, y también una durabilidad y comportamiento al desgaste mejorados en comparación con un pavimento de caucho convencional, como por ejemplo el utilizado en parques infantiles y similares. Esta mejora se ha conseguido mediante la adición al primer componente de un árido mineral triturado, tal como sílice o similar, y así como mediante el encapsulamiento de los granulos de SBR y mineral con una resina. Es decir, el primer componente está formado por una mezcla de gránulos de SBR y árido mineral que están recubiertos por una capa de resina. Los inventores de la presente solicitud han descubierto que esta configuración combinada con los porcentajes y tamaños que se describen en este documento permiten obtener unas muy buenas características de absorción de ruido al mismo tiempo que se mantienen las características de durabilidad y resistencia de un pavimento tradicional y se mejoran las de tránsito y utilidad.
Un primer aspecto de la invención está dirigido a un material para pavimento absorbente de ruidos que comprende una mezcla de un primer componente y un segundo componente que se caracterizan por que:
2
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
a) El segundo componente (B) constituye un 10%-20% en peso del primer componente (A). b) El primer componente (A) comprende:
- un 40-50% en peso de caucho SBR triturado con un tamaño inferior a 6 mm,
- un 38-42% de un árido triturado, como por ejemplo sílice, con un tamaño inferior a 8 mm,
- un 10-20% de resina de poliuretano, y
- un 3-4% de glicol.
Además, en este primer componente los gránulos de caucho SBR triturado y los gránulos de árido triturado están encapsulados por la resina de poliuretano. c) el segundo componente (B) comprende un 50-56% de isocianato y un 38-45% de poliol poliéter.
Como se describe con detalle más adelante en este documento, esta composición proporciona un pavimento con unas características de absorción de ruido particularmente buenas. Se piensa que este buen comportamiento ante el ruido se debe a una combinación de varios factores, entre los cuales está el porcentaje y granulometría del SBR empleado, el encapsulamiento de los gránulos de SBR y árido mineral, y la presencia de oquedades de aire en el interior del pavimento.
La presente invención también está dirigida a un pavimento absorbente de ruidos fabricado mediante el material descrito en las líneas anteriores.
Un segundo aspecto de la invención está dirigido a un procedimiento de fabricación de un material para pavimento absorbente de ruidos como el descrito más arriba en este documento. Este procedimiento se caracteriza por que:
1. La fabricación del primer componente comprende el paso de encapsular los gránulos de caucho SBR triturado y árido mineral triturado con la resina de poliuretano mediante una mezcladora.
2. La fabricación del segundo componente comprende el paso de introducir el isocianato
3
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
y el poliol poliéter en un reactor a una temperatura de entre 50°C-80°C.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Se describe a continuación un ejemplo de material para pavimento absorbente de ruidos que está formado por dos componentes: un primer componente (A) y un segundo componente (B).
Primer componente
El primer componente (A) está formado por una mezcla de caucho SBR, árido mineral, resina de poliuretano de origen aromático y glicol.
Como se ha mencionado anteriormente, el caucho SBR es un caucho sintético utilizado comúnmente para la fabricación de cubiertas de neumáticos, de manera que el caucho SBR utilizado en el material de la presente invención puede obtenerse del reciclaje de neumáticos. Para ello, las cubiertas se someten a un procedimiento de triturado hasta conseguir una granulometría menor de 6 mm, es decir, que pase un tamiz con una luz de malla de 6 mm. En este ejemplo, el SBR triturado constituye un 47% en peso del primer componente (A).
El árido mineral puede en principio ser cualquier tipo de árido que tenga una granulometría inferior a 8 mm. A modo de ejemplo, es posible utilizar arena de sílice adecuadamente tamizada para obtener los tamaños deseados. En este ejemplo, el árido mineral triturado constituye el 40% del primer componente.
El primer componente (A) comprende además resina de poliuretano en un 12% en peso y glicol en un 3% en peso.
Para obtener el primer componente (A), en primer lugar se mezclan el caucho SBR y el árido mineral con la resina de poliuretano y el glicol en las proporciones mencionadas mediante su introducción en una mezcladora durante un tiempo que puede ser de aproximadamente 50 minutos cada 300 kg. A continuación, la mezcla obtenida se enfría y se procede a su ensacado.
Segundo componente
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
El segundo componente (B), como se ha mencionado anteriormente, es una resina aglomerante de poliuretano de origen aromática formada por la mezcla de dos sustancias: isocianato aromático y poliol poliéter. Este segundo componente (B) se fabrica introduciendo el isocianato, el poliol poliéter y los aditivos en un reactor a una temperatura de entre 50°C-80°C durante un tiempo de entre 50-75 minutos cada dos toneladas.
Partiendo de los dos componentes mencionados, el material se forma mezclando ambos según unas proporciones de 100/14 en peso (Primer componente (A)/segundo componente (B)). Este material se aplica sobre la superficie en cuestión para favorecer la absorción de ruido.
Se describe a continuación un test realizado para comprobar el comportamiento de un material de este tipo en cuando al ruido provocado por la rodadura de un vehículo. Para ello, se aplicó una capa del material descrito formando un tramo de calzada de una longitud aproximada de 30 metros de longitud. El ruido generado por la rodadura del vehículo en este tramo formado por el material de la invención se comparó con el ruido generado por el mismo vehículo en un tramo de la misma longitud formado por un pavimento basado en una mezcla asfáltica convencional.
La metodología de ensayo empleada para la caracterización acústica del pavimento de la invención, corresponde a una simplificación del método CPX (close-proximity method), tal y como se describe en la norma ISO 11819 parte 2, y que sirve para determinar la influencia del firme en el ruido del tráfico.
Siguiendo las recomendaciones normativas, para la realización de estos ensayos, se emplean dos micrófonos acoplados a la rueda trasera del vehículo mediante un eje y un rodamiento, tal y como se observa en la imagen de la página siguiente. Este dispositivo, además, permite posicionar los sensores de manera estable y registrar así el ruido generado por la interacción neumático-suelo.
Para cada uno de los tramos analizados, se han realizado medidas a distintas velocidades (20, 30, 40 y 50 kilómetros por hora), efectuando 3 registros durante un recorrido de 20 metros de longitud, para cada una de las hipótesis planteadas. Además, para garantizar una influencia mínima del sistema de propulsión del vehículo, las medidas se llevaron a cabo con el motor apagado, alcanzando previamente la velocidad deseada.
5
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
En base a las consideraciones anteriores, se recoge en la siguiente tabla, para cada una de las velocidades de ensayo, los resultados obtenidos tras la realización del ensayo CPX. Se incluye, además, y de forma comparativa, la diferencia de resultados obtenida en cada uno de los pavimentos analizados.
Velocidad Tramo control Pavimento Diferencia (dBA) ensayo (km/h) (asfalto) (dBA) invención (dBA)
20 83,9 73.3 10,6
30 89,6 79,5 10,1
40 94,2 86.3 7,9
50 96,5 89,7 6,8
Como se puede apreciar, en todas las hipótesis analizadas el pavimento de la presente invención presenta un índice de CPX inferior al de un asfalto tradicional, obteniendo una reducción en el índice de ruido comprendidos entre 10.6 y 6.8 dBA, para velocidades entre 20 y 50 km/h. Estas diferencias son especialmente notables con velocidades reducidas, de 20 y 30 km/h, donde se ha conseguido disminuir el ruido de los vehículos en más de 10 dBA.
En definitiva, se ha podido demostrar que la aplicación del pavimento de la invención supondrá una mejora en el comportamiento acústico del pavimento, con una importante reducción del ruido de tráfico.
HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
Claims
1. Material para pavimento absorbente de ruidos que comprende una mezcla de un primer componente (A) y un segundo componente (B), caracterizado por que: el segundo componente (B) constituye un 10%-20% en peso del primer componente (A); el primer componente (A) comprende un 40-50% en peso de caucho SBR triturado con un tamaño inferior a 6 mm, un 38-42% de un árido mineral triturado con un tamaño inferior a 8 mm, un 10-20% de resina de poliuretano, y un 3-4% de glicol, estando los granulos de caucho SBR triturado y los granulos de mineral triturado encapsulados por la resina de poliuretano; y el segundo componente (B) comprende un 50-56% de isocianato y un 38-45% de poliol poliéter.
2. Pavimento absorbente de ruidos que está fabricado mediante el material según la reivindicación 1 .
3. Procedimiento de fabricación de un material para pavimento absorbente de ruidos según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende: la fabricación del primer componente comprende el paso de encapsular los gránulos de caucho SBR triturado y árido mineral triturado con la resina de poliuretano mediante una mezcladora; y la fabricación del segundo componente comprende el paso de introducir el isocianato y el poliol poliéter en un reactor a una temperatura de entre 50°C-80°C.
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HOJA DE REEMPLAZO (REGLA 26)
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| ES202230585A ES2958035A1 (es) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Material para pavimento absorbente de ruidos y procedimiento de fabricación |
| ESP202230585 | 2022-06-29 |
Publications (1)
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-
2023
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