BR112017007429B1

BR112017007429B1 - Peça de acabamento automotiva, peça de acabamento acústico multicamadas e uso desta

Info

Publication number: BR112017007429B1
Application number: BR112017007429-0A
Authority: BR
Inventors: Delphine Guigner; Vipul SAVALIYA
Original assignee: Autoneum Management Ag
Priority date: 2014-10-30
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2022-06-28
Also published as: RU2017118402A3; BR112017007429A2; US10427624B2; EP3212467A1; MX2017005565A; JP2017534521A; ES2707061T3; JP7398484B2; PL3212467T3; TR201900562T4; JP2022063271A; CN107107836B; WO2016066640A1; RU2017118402A; EP3212467B1; KR20170076716A; US20170313264A1; CN107107836A

Abstract

PEÇA DE ACABAMENTO AUTOMOTIVA, PEÇA DE ACABAMENTO ACÚSTICO MULTICAMADAS E USO DESTA. Peça de acabamento automotiva multicamadas para a atenuação de ruídos compreendendo pelo menos 2 camadas fibrosas (10, 30) e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar (20) entre as pelo menos 2 camadas fibrosas (10, 30), por meio das quais a peça de acabamento é permeável ao ar, e pelo menos uma das camadas fibrosas (10, 30) é uma mistura de fibras constituídas por 10 a 40% de fibras aglutinantes, 10 a 70% de fibras recicladas e 10 a 70% de fibras autofrisadas, e em que a quantidade total de ditas fibras totaliza 100% em peso.

Description

Campo técnico

[0001] A invenção se refere a uma peça de acabamento atenuador de som para um veículo, em particular uma peça de acabamento ou revestimento usada para o interior de um veículo, por exemplo, como painel interno ou como parte do revestimento do chão ou para o exterior de um veículo, por exemplo, como peça de acabamento ou revestimento na área do compartimento do motor ou como parte de um componente de acabamento de chassi, bem como ao método de produção de tal parte.

Estado da técnica

[0002] Atenuação de som é um fator importante no desenho de um carro. Para a atenuação de som são usados materiais fibrosos em sistemas acústicos massa-mola, bem como em sistemas de absorção simples ou multicamadas.

[0003] A escolha de um material de isolamento de som em particular para uma dada aplicação é determinada não somente pela sua capacidade de atenuar o som, mas também por outras considerações. Estas incluem custo, peso, espessura, resistência ao fogo, etc. Materiais atenuantes de som bem conhecidos incluem feltros, espumas, materiais de feltro fibrosos comprimidos, lã de vidro ou lã de rocha e tecidos reciclados, incluindo materiais de má qualidade.

[0004] Por exemplo, a US 5298694 divulga uma malha de isolamento acústico para ser usada como uma camada de absorção, compreendendo microfibras extrudidas por sopro e fibras de enchimento frisadas em uma razão de peso de cerca de 40:60 a cerca de 95:5. As fibras de enchimento frisadas divulgadas são fibras frisadas mecanicamente ou fibras frisadas termicamente. Esses tipos de friso são usados principalmente para auxiliar no processo de produção da camada de feltro de material fibroso, no entanto, eles não têm um efeito prolongado sobre o desempenho do produto durante o seu uso.

[0005] A EP 934180 A divulga uma peça de acabamento acústico multicamadas com pelo menos duas camadas nas quais a camada superior é comprimida para formar uma camada de endurecimento microporosa com uma resistência ao fluxo de ar total entre Rt = 500 Nsm- 3 a Rt = 2500 Nsm-3 e um peso de área entre 0,3 kg/m2 e 2,0 kg/m2. A peça que mostra propriedades de absorção acústica

[0006] Para as peças descritas nesta e em patentes semelhantes, bem como encontradas em carros, as camadas são normalmente formadas em conjunto para se obter uma construção multicamadas total. Uma maneira de se produzir uma camada que faz parte da multicamada é distribuir as fibras de modo que o peso de área (massa por unidade de área) da camada permaneça constante. Nesse caso, se as camadas forem colocadas juntas uma em cima da outra através do processo de formação, o peso de área total das multicamadas ainda será constante, enquanto a densidade total da multicamada será variada de ponto a ponto. Em particular, nas áreas onde as camadas forem compactadas para se obter uma espessura inferior na peça, a densidade total será maior do que em áreas onde as camadas forem menos comprimidas para preencher um espaço com maior espessura. Por essa razão e para esse tipo de peças, a alta densidade total das multicamadas é geralmente associada a pequenas espessuras, e a baixa densidade total das multicamadas é geralmente associada a grandes espessuras.

[0007] Estima-se que até 30% da área total de peças que compõem o estado da técnica não contribui para a absorção de som de tais partes devido a áreas locais com alta densidade a pequenas espessuras, tornando o produto quase impermeável ao ar nessas áreas da peça.

[0008] A estimativa de 30% de áreas fracas vem da análise do espaço de empacotamento típico, ou seja, volume disponível para ser preenchido por peças acústicas em um veículo. Para tais peças, o intervalo de espessuras está geralmente entre 5 e 60 mm, mas a distribuição de espessuras e os valores extremos podem variar entre peças e carros diferentes. Para peças acústicas internas de painel típicas que são na maioria do tipo de absorção, a distribuição de espessuras encontrada é aproximadamente como segue: • Distribuição de espessuras inferior a 7,5 mm 19%, • com uma distribuição de espessuras entre 7,5 e 12,5 mm 27%, • com uma distribuição de espessuras entre 12,5 e 17,5 mm 16%, • com uma distribuição de espessuras entre 17,5 e 22,5 mm 13%, • com uma distribuição de espessuras entre 22,5 e 27,5 mm 20%, • e com uma distribuição de espessuras acima de 27,5 mm 5%.

[0009] Esses dados mostram que as espessuras abaixo de 12,5 mm contribuem muito para a área total da peça (cerca de 45%). Nessas áreas, o material é fortemente comprimido e isso tem um impacto negativo sobre o desempenho acústico, em particular para espessuras abaixo de cerca de 8 mm. A localização de parte dessas áreas de pequena espessura é nas bordas e em torno dos recortes e, portanto, menos importante; no entanto, boa parte dos 45% contribui fortemente para o desempenho. Por essas considerações, estima-se que aproximadamente 30% da área de uma peça típica tenha características que são especialmente críticas para o desempenho total.

[0010] Outra questão importante é que, atualmente, material fibroso usado é incapaz de atingir uma espessura suficiente a baixa densidade para atender aos requerimentos de espessura de peças. Portanto, adiciona- se peso para obter a espessura desejada, porém às custas do aumento do peso total da peça. A adição de peso, por sua vez, tem um efeito negativo sobre o desempenho acústico das áreas de menor espessura onde o material é fortemente comprimido. O espaço de empacotamento disponível não é somente relativamente limitado e influente sobre o desempenho da peça, mas o aumento do peso também limita ainda mais o desempenho nessas áreas. Em geral, devido ao material usado atualmente e ao problema descrito acima, aproximadamente até 30% da área contribui minimamente ou não contribui em nada para seu desempenho acústico total.

[0011] É, portanto, o objetivo da presente invenção otimizar adicionalmente os produtos de absorção multicamadas do estado da técnica, em particular para otimizar adicionalmente o desempenho acústico total da peça.

Resumo da invenção

[0012] O objetivo é atingido por uma peça de acabamento automotiva multicamadas para a atenuação de ruídos compreendendo pelo menos 2 camadas fibrosas e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar entre as pelo menos 2 camadas fibrosas e por meio das quais a peça de acabamento é permeável ao ar, caracterizada por pelo menos uma das camadas fibrosas ser uma mistura de fibras constituídas por 10 a 40% de fibras aglutinantes, 10 a 70% de fibras recicladas e 10 a 70% de fibras autofrisadas, e pela quantidade total de ditas fibras totalizar 100% em peso.

[0013] Particularmente pela combinação do material como reivindicado, é possível obter as maiores espessuras necessárias e preencher o espaço de empacotamento ao longo de um intervalo maior de espessuras usando menos material.

[0014] A área com as menores espessuras ainda mostra absorção acústica, aumentando a área de absorção acústica da peça até quase 100%. Com o material de acordo com a invenção, um aumento da espessura inicial com densidade reduzida poderia ser atingido; portanto, uma redução do peso na mesma espessura pode ser atingida. Essa é uma vantagem adicional para o fabricante do carro, uma vez que a peça se torna mais leve em peso, tendo um efeito positivo direto sobre o consumo de combustível e sobre a pegada de CO2 do carro.

[0015] A resistência inicial do material é mantida intacta durante a produção e até mesmo com o uso prolongado do material. Isso é benéfico, uma vez que as peças de acabamento ou revestimento feitas com o material normalmente permanecem no carro ao longo de toda sua vida útil, o produto, portanto, manterá seu desempenho inicial por mais tempo.

[0016] Preferencialmente, a resistência ao fluxo de ar da camada superior e da camada intermediária em conjunto representa pelo menos 55% da AFR total das multicamadas completas, preferencialmente entre 65% e 80% da AFR total das multicamadas completas.

[0017] Preferencialmente, pelo menos a camada voltada para a fonte de ruído, por exemplo, para o compartimento do passageiro, é comprimida para formar uma camada de endurecimento microporosa com uma resistência ao fluxo de ar total Rt entre 400 e 3000 Nsm-3, preferencialmente entre Rt = 500 Nsm-3 a Rt = 2500 Nsm-3 e um peso de área entre 0,3 kg/m2 e 2,0 kg/m2.

[0018] Devido à combinação de materiais, incluindo as fibras frisadas, é possível obter uma peça em formato tridimensional com um desempenho acústico otimizado ao longo de quase todo o perfil de espessura da peça.

As camadas fibrosas

[0019] A peça de acabamento compreende pelo menos 2 camadas fibrosas, das quais pelo menos uma das camadas é feita de uma mistura de fibras consistindo em 10 a 40% de fibras aglutinantes, 10 a 70% de fibras recicladas e 10 a 70% de fibras autofrisadas.

[0020] A outra camada preferencialmente compreende pelo menos uma mistura de 10 a 40% de fibras aglutinantes e de 10 a 70% de fibras recicladas. No entanto, essa camada também pode se beneficiar de fibras autofrisadas adicionadas e/ou de fibras sintéticas.

[0021] Fibras autofrisadas são fibras com dois lados, arranjados de forma tal que um lado tenha se encolhido de forma diferente do outro lado e, assim, tenha induzido uma formação do filamento fora de uma linha reta, por exemplo, na forma de uma espiral, ômega ou helicoidal. No entanto, na maioria dos casos o formato não é necessariamente uma estrutura regular: versões em formato tridimensional irregular têm a mesma vantagem.

[0022] Fibras autofrisadas podem ser feitas através da exploração de diferenças morfológicas ao longo da fibra, tanto através da utilização das diferenças de morfologia inerentes de dois polímeros diferentes ou da criação de uma diferença de morfologia em um homopolímero por meio de aditivos ou manipulação de processo. Métodos para se atingir isso incluem, mas não estão limitados a: tecnologias bicomponentes, tais como núcleo de bainha lado a lado e excêntrico, que explora o peso molecular e/ou diferenças estereoquímicas de cada componente. Efeitos semelhantes podem ser atingidos através da manipulação de outras variáveis do processo de extrusão rotativa (ou seja, viscosidade de fundição) que causam um diferencial do nível de orientação ao longo do diâmetro da fibra, ao se usar um homopolímero. Adicionalmente, aditivos de polímeros como agentes reticulantes ou de ramificação também poderiam ser usados para criar um efeito semelhante.

[0023] Um pré-requisito para a autofrisagem é um certo potencial de frisagem criado por diferenças de encolhimento, potência de encolhimento e módulo de elasticidade dos dois componentes da fibra.

[0024] Um friso mecânico pode ser usado para aumentar adicionalmente o friso da fibra e o formato formado, por exemplo, através da inclusão de um tratamento de caixa de empanque ou um tratamento de engrenagem de dente de serra.

[0025] Fibras autofrisadas diferem de fibras mecanicamente frisadas de forma que elas obtêm a capacidade de frisagem durante a rotação da fibra como uma característica intrínseca da fibra. Esse autofriso intrínseco é menos provável de ser perdido durante etapas do processo de produção adicionais ou uso posterior do material. O friso em fibras autofrisadas é permanente.

[0026] Fibras que têm um potencial de frisagem que é induzido posteriormente por um processo adicional, por exemplo, uma etapa de aquecimento, são definidas como tendo um friso latente. Esse friso também pode ser obtido pelo mesmo tipo de diferenças como anteriormente divulgado. Preferencialmente, as fibras autofrisadas estão em seu estado final frisado, e nenhuma frisagem adicional é induzida por processos posteriores. Para ter o estado frisado desde o início da produção da peça de acabamento automotiva, mostrar uma melhor mistura das fibras, uma esteira fibrosa mais homogênea após a cardagem ou airlay, e menos friso da esteira fibrosa durante a moldagem, portanto, o tamanho do branco pode ser estimado mais precisamente. A indução de frisos durante a moldagem térmica da peça de acabamento resultaria em uma grande frisagem da esteira fibrosa, causando um movimento das fibras durante a moldagem, o que poderia resultar em falhas na peça final. Dependendo do formato 3D da peça de acabamento, não há nenhum benefício em uma iniciação muito tardia do encolhimento das fibras.

[0027] São inúmeras as vantagens de se usar uma fibra autofrisada ao invés de uma fibra frisada mecanicamente. Para a invenção como divulgada, as vantagens mais importantes são que a fibra está no estado frisado desde o início da produção das camadas fibrosas. O estado frisado na forma de uma fibra formatada aleatoriamente tridimensionalmente é o estado preferencial da fibra. A fibra permanece nesse formato preferencial durante toda a produção, bem como durante o tempo de vida da peça de acabamento. O friso mecânico em si é menos forte e perderá suas propriedades ao longo do tempo. Fibras mecanicamente frisadas achatarão ao longo do tempo, perdendo a resiliência e altivez, fazendo com que a peça de acabamento falhe com o tempo em seu propósito.

[0028] A fibra autofrisada é preferencialmente uma fibra conjugada lado a lado. Preferencialmente, o material conjugado é escolhido de forma tal que exista uma diferença de viscosidade, causando uma autofrisagem inerente na fibra. No entanto, outros tipos de fibras conjugadas que mostram uma autofrisagem como definido podem ser escolhidos também.

[0029] Preferencialmente, as fibras autofrisadas são feitas de um ou uma combinação de: • poliamida (nylon), preferencialmente poliamida 6 ou poliamida 6,6, em PA curto; • poliéster e/ou seus copolímeros, por exemplo, o tereftalato de polietileno em PET curto; tereftalato de polibutileno, em PBT curto, ou • poliolefina, por exemplo, polipropileno, (PP) ou polietileno (PE) • ou uma combinação de um polímero e seu copolímero como mencionado, por exemplo, uma combinação de tereftalato de polietileno e tereftalato de copolietileno PET/CoPET.

[0030] Fibras autofrisadas são fibras com dois componentes arranjados de forma tal que um componente tenha um comportamento de encolhimento diferente do outro componente e, assim, induza uma formatação do filamento fora de uma linha reta, por exemplo, na forma de uma espiral, ômega ou helicoidal. No entanto, na maioria dos casos o formato não é necessariamente uma estrutura regular: versões em formato tridimensional irregular têm a mesma vantagem. O friso em fibras autofrisadas é permanente.

[0031] O uso de poliésteres é mais preferencial uma vez que eles têm um bom histórico de reciclagem. Os polímeros usados para as fibras autofrisadas ou para as fibras aglutinantes podem ser virgens ou provenientes de recursos reciclados, desde que os requerimentos de materiais sejam fornecidos.

[0032] Preferencialmente, as fibras autofrisadas têm uma seção transversal arredondada em geral, mais preferencialmente com um núcleo oco, também conhecido como fibras conjugadas ocas. No entanto, outras seções transversais conhecidas na técnica para fazer fibras autofrisadas conjugadas também podem ser usadas. As fibras autofrisadas podem ter 2 ou múltiplas cavidades ocas na direção do comprimento da fibra.

[0033] Os 2 lados, componentes ou polímeros devem ser distribuídos na corda de filamento de forma tal que uma diferença de encolhimento seja dada. O friso máximo pode ser desenvolvido quando as fibras forem compreendidas por partes iguais de cada componente e os componentes forem separados e localizados em lados opostos da fibra.

[0034] O comprimento da fibra descontínua de fibras autofrisadas usado está preferencialmente entre 32 e 76 mm. A fibra está preferencialmente entre 2 e 20 dtex, mais preferencialmente entre 2 e 10 dtex.

[0035] Em geral, o uso das fibras autofrisadas melhora a uniformidade da camada de material obtida, por exemplo, por métodos de cardagem ou, mais preferencialmente, métodos de airlay. A tendência natural das fibras autofrisadas de voltar a uma forma enrolada aleatória dá às fibras uma resiliência adicional. Em particular, o material de má qualidade não se aglomera novamente durante o processamento e é mais bem espalhado ao longo da camada. A permanência do friso evita a perda do friso durante o processamento.

[0036] O material como reivindicado pode ser termoformado, mais precisamente em um formato 3D, e, adicionalmente, resiliência do material não é substancialmente reduzida durante a moldagem, mostrando que as fibras são menos propensas à deterioração durante o processo de moldagem da peça real. Além disso, o material mantém sua resiliência durante o uso; portanto, a espessura inicial obtida diretamente após a moldagem é mantida por mais tempo.

[0037]

[0038] As fibras aglutinantes para qualquer uma das camadas fibrosas podem ser uma fibra monocomponente ou bicomponentes feita com pelo menos um dos seguintes materiais: poliéster, em particular tereftalato de polietileno, poliolefinas, em particular, polipropileno ou polietileno, ácido polilático (PLA) ou poliamida (PA), em particular poliamida 6 ou poliamida 6.6. As fibras aglutinantes estão preferencialmente entre 10 e 40% em peso das fibras totais para qualquer uma das camadas fibrosas. Pelo menos um dos componentes das fibras aglutinantes é capaz de se fundir e/ou amolecer a uma temperatura de fusão mais baixa do que a temperatura de fusão das fibras autofrisadas. Preferencialmente, uma combinação do polímero tereftalato de polietileno e seu copolímero é usada.

[0039]

[0040] As fibras de reciclagem são preferencialmente algodão de má qualidade, sintético de má qualidade, poliéster de má qualidade ou fibras naturais de má qualidade, em que o tipo de má qualidade é definido por ter pelo menos 51% em peso do material incluído, 49% podem ser fibras de outras fontes. Assim, por exemplo, um poliéster de má qualidade contém pelo menos 51% em peso de materiais à base de poliéster. Alternativamente, o material de má qualidade pode ser uma mistura de diferentes fibras sintéticas e naturais, em que não prevalece somente um tipo. As outras fontes para o material adicional podem ser, por exemplo, biofibras como cânhamo, linho ou coco, fibras de algodão ou sintéticas, ou até mesmo material reutilizado de recortes provenientes da mesma linha de produção ou de linha de produção semelhante que faça peças de acabamento fibrosas. Em certos casos, uma pequena quantidade de recortes de espuma reciclada também pode ser incluída.

[0041] A camada fibrosa não incluindo as fibras frisadas, a camada voltada para a fonte de ruído, pode incluir outros tipos naturais ou sintéticos de fibras comuns na indústria, por exemplo, lã, abacá, poliolefina, por exemplo, polipropileno ou polietileno ou poliéster, por exemplo, tereftalato de polietileno (PET) ou uma mistura de tais fibras. Essa camada também pode incluir fibras ultrafinas na faixa de 0,5 a 2 dtex.

[0042] Preferencialmente, as camadas fibrosas têm a mesma mistura de fibras ou mistura de fibras semelhantes.

[0043] As pelo menos 2 camadas fibrosas podem ser comprimidas de forma diferente para formar camadas com diferentes propriedades. Elas podem diferir em pelo menos um dentre: rigidez, densidade, resistência ao fluxo de ar ou mistura de fibras, ou uma combinação dessas propriedades, para otimizar adicionalmente as propriedades de absorção da peça de acabamento.

[0044]

[0045] Em uma modalidade preferencial, a peça de acabamento deve ser colocada em um carro para cobrir um painel de um veículo para reduzir o ruído. A lateral da peça de acabamento que está voltada em direção ao compartimento do passageiro, em direção oposta ao painel do veículo (a camada fibrosa superior), pode ter uma rigidez maior do que a lateral que está voltada em direção ao painel do veículo (a segunda camada fibrosa). Esse lado preferencialmente segue o corpo em branco e tem propriedades mais importantes.

[0046] Preferencialmente, as pelo menos 2 camadas fibrosas e a camada de película intermediária, em conjunto, têm uma densidade total entre 20 e 460 kg.m-3. A densidade variável pode ser atingida preferencialmente por compressão das pelo menos 2 camadas fibrosas e da camada intermediária durante a moldagem da peça de acabamento para formar o formato necessário, resultando em um produto que é permeável ao ar e funciona como uma peça de acabamento de absorção acústica que é leve e mantém sua estrutura durante o tempo de vida do produto.

[0047] A combinação de material em pelo menos uma das camadas fibrosas de acordo com as modalidades otimiza adicionalmente o desempenho acústico. Ela permite reduzir o peso e ainda se obter a espessura variável necessária para esses tipos de peças de acabamento automotivo, normalmente na faixa entre 4 e 30 mm, preferencialmente até 35 mm. No entanto, dependendo do material da pelo menos uma camada, uma espessura total de até 40-50 mm pode ser atingida com pelo menos uma camada contendo fibras autofrisadas.

[0048] A camada fibrosa superior, a camada voltada para o lado oposto à fonte de ruído, por exemplo, o corpo em branco, tem preferencialmente um peso de área entre 250 e 1800 gsm (gramas por metro quadrado), preferencialmente entre 400 e 1100 gsm.

[0049] Preferencialmente, a espessura da camada superior está entre 1 e 10 mm na peça de acabamento final. Preferencialmente, essa camada tem uma espessura mais constante.

[0050] A segunda camada voltada para a fonte de ruído, por exemplo, o corpo em branco, tem preferencialmente um peso de área entre 250 e 1500 gsm, mais preferencialmente entre 300 e 800 gsm.

[0051] Preferencialmente, a espessura da segunda camada está entre 2 e 60 mm na peça de acabamento final.

[0052] O peso de área total das pelo menos 2 camadas fibrosas está preferencialmente entre 800 e 2500 gsm, preferencialmente entre 1000 e 2000 gsm.

A camada intermediária

[0053] A camada de película intermediária permeável ao ar é uma película de camada simples ou uma película multicamadas. A película pode ser fundida ou preferencialmente uma película soprada. A camada de película intermediária tem, preferencialmente, uma espessura entre 5 e 100 gsm, mais preferencialmente entre 8 e 50 gsm, ainda mais preferencialmente entre 8 e 40 gsm.

[0054] A película pode ser feita com pelo menos um dos seguintes polímeros: copolímero ou polímero de acetato, como Etileno Vinil Acetato (EVA), copolímeros de acrilato, por exemplo, Etileno Ácido Acrílico (EAA), uma poliolefina, por exemplo, um polímero à base de polietileno (PE), como polietileno de densidade linear (LDPE), polietileno de densidade longa linear (LLDPE) ou um polietileno metalocênico de densidade longa linear (mLLPDE) ou derivados, ou uma película multicamadas, preferencialmente uma combinação de uma película de copolímero à base de polietileno coberta com uma camada adesiva de EAA em pelo menos um lado.

[0055] A camada intermediária é permeável ao ar pelo menos no produto final, aumentando a resistência ao fluxo de ar da peça de acabamento. Dependendo do processo escolhido para a laminação das camadas e moldagem da peça final, a película pode ser permeável ao ar desde o começo, ou pode se tornar permeável ao ar durante a produção da peça. Se a película for feita permeável ao ar em uma etapa de produção separada, ela deve ser escolhida de forma tal que a película aumente a resistência ao fluxo de ar da peça.

[0056] Um processo preferencial é a abertura da camada de película durante a moldagem da peça de acabamento usando pressão de vapor para se obter uma camada permeável ao ar com uma resistência ao fluxo de ar que seja benéfica para o desempenho acústico total da peça. Por meio da abertura da película durante a etapa de produção final da peça de acabamento, as propriedades da AFR da película podem ser ajustadas para as necessidades requeridas.

[0057] Preferencialmente, a camada intermediária é a camada com a maior resistência ao fluxo de ar.

[0058] Preferencialmente, a resistência ao fluxo de ar da camada intermediária fina está entre 500 e 2500 N.s.m-3 no produto final independentemente do processo escolhido.

[0059] A camada intermediária permeável ao ar pode, alternativamente, ser um dentre um forro não tecido, uma camada fundida a quente, uma membrana de colagem ou camada adesiva que tem, após a moldagem, o mesmo nível de resistência ao fluxo de ar que poderia ser atingido com o material de película.

[0060] Em alguns casos, a segunda camada pode ser removida da construção, enquanto a primeira camada e a camada intermediária são mais difíceis de separar.

[0061]

[0062] A Figura 1 mostra esquematicamente a configuração do produto de acordo com a reivindicação com as pelo menos 2 camadas fibrosas 10 e 30 e a camada de película intermediária fina 20. Espaços das camadas fibrosas e da camada intermediária são empilhados como indicado na figura A e a pilha de materiais é moldada para formar uma peça de acabamento com um formato tridimensional mostrado como um exemplo na figura B. Durante a moldagem, as camadas fibrosas superior e/ou inferior são comprimidas e as fibras são unidas para definir o formato final da peça.

[0063] Embora a camada superior seja mostrada como uma camada reta, na prática essa camada também pode ser curvada ou formada em um formato 3D.

[0064] Opcionalmente, como parte do processo, a camada de película intermediária pode se tornar permeável ao ar, por exemplo, através da formação de micro perfurações ou pelo processo de fusão e solidificação do material. Embora a camada 10, após a moldagem, seja relativamente constante em sua espessura final, pequenas variações na espessura podem ser fornecidas. Neste exemplo, a camada inferior 30 tem um formato tridimensional mais pronunciado para possibilitar um bom ajuste ao corpo- em-branco do carro. Preferencialmente, pelo menos a camada direcionada ao corpo em branco do carro compreende fibras frisadas como reivindicado.

[0065] Um exemplo de uma peça de acordo com a invenção pode ser como segue: - A camada superior 10 está voltada para o lado oposto da fonte de ruído e é feita de uma primeira camada fibrosa com um peso de área de 750 gsm compreendendo 18% de fibras bicomponentes de PET/CoPET como fibras aglutinantes e 82% de fibras recicladas, preferencialmente um algodão de má qualidade. - A camada intermediária permeável ao ar 20 é uma camada de película com uma espessura de 20 gsm. A camada de película é feita permeável durante o processo de moldagem a vapor da peça, dessa forma ajustando finamente a resistência ao fluxo de ar da película usando pressão de vapor. - A segunda camada fibrosa 30 é uma camada fibrosa com um peso de área de 550 gsm consistindo em 18% em peso de fibras bicomponentes de PET/CoPET como fibras aglutinantes e 40% em peso de fibras autofrisadas de PET e 42% de fibras recicladas, preferencialmente algodão de má qualidade.

[0066] Resultando em um peso de área total de cerca de 1300 gsm.

[0067] Um exemplo comparativo de acordo com o estado da técnica tem uma camada superior de 18% de fibras bicomponentes como fibras aglutinantes e 82% de material de má qualidade com um peso de área de 750 gsm, aproximadamente a mesma camada de película e uma segunda camada fibrosa do mesmo material como camada superior, no entanto, de 1100 gsm para compensar os requerimentos de espessura da peça de acabamento. Uma vez que esse material não atinge a espessura inicial necessária para preencher as áreas de espessura máxima da peça em um peso de área inferior. Portanto, a peça tem um peso de área total de 1850 gsm.

[0068] A medição da absorção acústica de uma peça tridimensional mostrou um aumento total das propriedades de absorção ao longo de toda a faixa de frequência, particularmente, percebeu-se que um melhor desempenho poderia ser atingido nas áreas da peça com uma espessura entre 4 e 12,5 mm.

[0069]

[0070] A Figura 2 mostra uma simulação do desempenho acústico para a mesma peça de acabamento como divulgada otimizada de acordo com a invenção como reivindicada. A absorção é baseada nas medições reais em uma Alpha Cabin de amostras planas e na distribuição de espessura como mencionado na seção de fundamentos. A absorção de uma peça de acordo com o estado da técnica é mostrada em linha tracejada, enquanto a absorção de uma peça de acordo com a invenção é mostrada em linha contínua. O melhor desempenho acústico da peça de acordo com a invenção é especificamente ligado ao desempenho nas áreas de pequena espessura (alta densidade), o que é melhor para a peça de acordo com a invenção devido à AFR total ideal.

[0071]

[0072] A peça multicamadas de acordo com a invenção pode ser usada como uma peça de acabamento interior, por exemplo, como um painel interno, ou um painel silenciador, como peça de um sistema de revestimento interior, como um revestimento acústico, ou como uma peça de acabamento do compartimento do motor, por exemplo, um revestimento do capô ou painel externo, ou como um revestimento do alojamento interior ou exterior da roda.

[0073] Uma peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com a invenção, pode compreender adicionalmente camadas adicionais, tais como uma camada de tecido para forro de cobertura, uma camada de tecido para forro acústico, uma camada superior decorativa, por exemplo uma camada de tapete tufado ou uma camada de tapete de não tecido. Para manter o benefício da atenuação acústica, essas camadas adicionais devem ser permeáveis ao ar pelo menos no lado direcionado à fonte de ruído.

A produção da peça de acabamento

[0074] No que segue, um possível processo de produção será explicado em mais detalhes. No entanto, espera-se que uma pessoa versada na técnica conheça como usar processos alternativos para chegar a um resultado semelhante.

[0075] As diferentes fibras são misturadas na combinação vantajosa de acordo com os ensinamentos da invenção e as propriedades necessárias para a peça específica, de forma tal que as fibras são misturadas uniformemente em todo o material formado. As fibras misturadas são formadas em uma esteira ou bastão, por meio de tecnologias conhecidas disponíveis no mercado. Preferencialmente por meio do uso de um cartão ou granada, que fornece um material de fibra mais orientada ou por meio do uso de um processo airlay, por exemplo, usando uma Rando-Webber ou outra máquina de airlay conhecida, a qual forneça uma malha ou esteira mais aleatoriamente depositada. A malha ou esteira assim obtida pode ser processada adicionalmente em um processo contínuo. Se houver uma necessidade de processamento posterior, a malha ou esteira formada pode ser consolidada, por exemplo, em uma etapa de processo térmico ou por meio do uso de agulhas. O agulhamento não é preferencial para as malhas ou esteiras fibrosas contendo as fibras autofrisadas, uma vez que isso tem um impacto negativo sobre a altivez e resiliência da camada obtida.

[0076] O produto pode ser feito por meio do uso de processos de moldagem a quente e/ou a frio. Um exemplo de tal processo pode ser uma combinação do pré-aquecimento do material em um forno de ar quente seguido por uma etapa de moldagem a frio para se obter a peça de acabamento com formato 3D. Alternativamente, o material é aquecido diretamente no molde, por exemplo, por meio de um fluído quente, como ar quente ou vapor, para se obter uma peça consolidada. Particularmente, o uso de vapor é preferencial se a película tiver que ser feita permeável ao ar durante a etapa de moldagem.

Fundamentos de medição

[0077] A AFR é medida de acordo com a ISO 9053, usando o método de fluxo de ar direto (método A).

[0078] A resistência ao fluxo de ar total (AFR) é a AFR como medida em uma área local da peça de acabamento. É claro para uma pessoa versada que uma média ao longo de uma pequena área determinada será suficiente, bem como o seguimento dos ensinamentos da invenção como divulgado, como a medição da densidade e AFR é feita em uma área ao invés de em uma seção transversal em um único ponto.

[0079] Devido ao formato típico das peças e aos materiais usados, tanto a densidade total quanto a AFR total são variáveis ao longo da superfície da peça. Com o intuito de definir uma área mínima para medir essas quantidades, a ISO 9053 define uma área circular mínima com um diâmetro de 95 mm que deve ser usada. No entanto, uma vez que o formato 3D das peças é particularmente acentuado em alguns casos, quando necessário a pessoa versada por desviar-se do limite da norma e medir amostras com uma área circular menor com um diâmetro não inferior a 75 mm, desde que a ferramenta para a medição da AFR seja adaptada para prover um fluxo de ar apropriado através de tal área local da peça. Para tal amostra, recomenda-se que a variação da espessura ao longo da superfície da amostra seja mantida dentro de um intervalo de cerca de 20%. Por exemplo, é aceitável medir uma amostra com uma espessura de 5 mm com um desvio local entre 4 e 6 mm (e não fora desse intervalo), ou uma amostra com uma espessura de 10 mm com desvios locais entre 8 e 12 mm (e não fora desse intervalo). Caso contrário, devido ao formato da peça, por exemplo, devido à falta de planaridade perfeita e devido à variabilidade do material, as medições não seriam significativas. Por exemplo, a AFR seria ligada a uma área limitada da amostra onde a espessura é menor comparada à espessura média da amostra e, portanto, não seria representativa da amostra completa.

[0080] Permeável ao ar é definido como tendo uma resistência ao fluxo de ar abaixo de 8000 N.s.m-3 por uma questão de simplicidade. Impermeável ao ar é definido como tendo uma resistência ao fluxo de ar igual ou acima de 8000 N.s.m-3. Acima de 8000 N.s.m-3 a resistência ao fluxo de ar que pode existir é pelo menos insuficiente para ter um grande impacto sobre o desempenho de absorção acústica da peça.

Claims

1. Peça de acabamento automotiva multicamadas para a atenuação de ruídos compreendendo pelo menos 2 camadas fibrosas e pelo menos uma camada de película intermediária permeável ao ar (20) entre as pelo menos 2 camadas fibrosas (10, 30) e por meio das quais a peça de acabamento é permeável ao ar, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas (10, 30) é uma mistura de fibras constituídas por 10 a 40% de fibras aglutinantes, 10 a 70% de fibras recicladas e 10 a 70% de fibras autofrisadas, e pelo fato de que a quantidade total de ditas fibras totaliza 100% em peso.

2. Peça de acabamento automotiva, de acordo com reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resistência ao fluxo de ar da camada fibrosa (10) voltada para o lado oposto da fonte de ruído e a camada de película intermediária (20) representam juntas pelo menos 55% da AFR total das multicamadas, preferencialmente entre 65% e 80% da AFR total das multicamadas.

3. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a AFR da camada de película intermediária é maior do que a AFR das pelo menos 2 camadas fibrosas.

4. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma camada voltada para a fonte de ruído é comprimida para formar uma camada de endurecimento microporosa com uma resistência ao fluxo de ar total Rt entre 400 e 3000 Nsm-3, preferencialmente entre Rt = 500 Nsm-3 a Rt = 2500 Nsm-3.

5. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas compreende uma mistura de fibras constituída por 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras recicladas, em que a quantidade total de ditas fibras totaliza 100% em peso.

6. Peça de acabamento automotiva, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das camadas fibrosas compreende uma mistura de fibras constituída por 10 a 40% em peso de fibras aglutinantes, 10 a 70% em peso de fibras recicladas e 10 a 70% em peso de fibras sintéticas, em que a quantidade total de ditas fibras totaliza 100% em peso.

7. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a camada de película intermediária permeável ao ar (20) é uma dentre uma camada de película simples ou uma película multicamadas.

8. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que a película é feita com pelo menos um dos seguintes polímeros: copolímero ou polímero de acetato, como Etileno Vinil Acetato (EVA), copolímeros de acrilato, por exemplo, Etileno Ácido Acrílico (EAA), uma poliolefina, por exemplo, um polímero à base de polietileno (PE), como polietileno de densidade linear (LDPE), polietileno de densidade longa linear (LLDPE) ou um polietileno metalocênico de densidade linear longa (mLLPDE) ou derivados, ou uma película multicamadas, preferencialmente uma combinação de uma película de copolímero à base de polietileno coberta com uma camada adesiva EAA em pelo menos um lado.

9. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a película é substituída por um dentre: um forro não tecido, uma camada fundida a quente, uma membrana de colagem ou camada adesiva.

10. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras aglutinantes são uma dentre uma fibra monocomponente ou uma fibra bicomponentes feita com pelo menos um dentre os seguintes materiais, poliéster, em particular tereftalato de polietileno, poliolefinas, em particular Polipropileno ou polietileno, ácido polilático (PLA) ou poliamida.

11. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras de reciclagem são uma dentre um algodão de má qualidade, um sintético de má qualidade, uma fibra natural de má qualidade ou uma mistura de fibra sintética e fibra natural de má qualidade.

12. Peça de acabamento acústico multicamadas de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras autofrisadas ou sintéticas são feitas com pelo menos um dentre os seguintes materiais: poliamida (nylon), preferencialmente poliamida 6 ou poliamida 6,6, poliéster e ou seus copolímeros, preferencialmente tereftalato de polietileno ou tereftalato de polibutileno, ou poliolefina, preferencialmente polipropileno ou polietileno, ou feitas de um polímero e seu copolímero, preferencialmente tereftalato de polietileno e seu copolímero.

13. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que as fibras autofrisadas são fibras conjugadas feitas de pelo menos 2 lados com uma diferença entre os dois lados induzindo uma autofrisagem intrínseca permanente da fibra em uma forma tridimensional aleatória.

14. Uso da peça de acabamento acústico multicamadas conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que é como uma peça de acabamento interior, por exemplo, como um painel interno, como parte de um sistema de revestimento interior, ou como um revestimento do alojamento interior da roda, ou como um revestimento acústico, ou como uma peça de acabamento do compartimento do motor, por exemplo, um revestimento do capô ou painel externo.

15. Peça de acabamento acústico multicamadas, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente uma camada de tecido para forro de cobertura, uma camada de tecido para forro acústico, uma camada superior decorativa, por exemplo, uma camada de tapete tufado ou uma camada de tapete de não tecido.