PT108126B

PT108126B - Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico

Info

Publication number: PT108126B
Application number: PT108126A
Authority: PT
Inventors: Manuel Esteves De Sousa Fangueiro Raul; Eduardo Macedo Cunha Fernando; Miguel Frutuoso Teixeira Brandão João; Manuel Barbosa De Oliveira Nogueira Merino Fernando
Original assignee: Ert Textil Portugal S A
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2018-06-04
Also published as: PT108126A

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UMA ESTRUTURA MULTICAMADA QUE INTEGRA SIMULTANEAMENTE A CAPACIDADE DE ISOLAMENTO TÉRMICO E ACÚSTICO, ACABAMENTO E AINDA A INTERATIVIDADE COM O UTILIZADOR. A ESTRUTURA MULTICAMADA É COMPOSTA POR TRÊS CAMADAS DISTINTAS: UMA CAMADA DE ACABAMENTO (1), UMA CAMADA INTERMÉDIA (2), QUE TEM POR FUNÇÃO MELHORAR A SENSAÇÃO DE TOQUE E COMPLEMENTAR OS ISOLAMENTOS TÉRMICOS E ACÚSTICOS; E A CAMADA DE ISOLAMENTO (3), RESPONSÁVEL PELOS ISOLAMENTOS TÉRMICO E ACÚSTICO. A INTERATIVIDADE É CONFERIDA POR UM SENSOR PIEZORESISTIVO, CUJO OBJETIVO É LIGAR OU DESLIGAR AS LUZES, REGULAR A INTENSIDADE LUMINOSA DAS LUZES, BEM COMO A ABERTURA/FECHO DOS ESTORES/ PERSIANAS, ENTRE OUTROS. ESTE SENSOR ENCONTRA-SE ACOPLADO NO VERSO DA CAMADA DE ACABAMENTO(2).

Description

DESCRIÇÃO

Estrutura interativa de material multicamada para o isolamento térmico e acústico

Domínio da Invenção

A presente invenção insere-se na área da construção civil, mais especificamente na produção de estruturas multicamadas para reabilitação urbana de edifícios. Mais especificamente, consiste numa estrutura que compreende diversas camadas de materiais e um sensor piozoresistivo que permite o ligar e desligar de fontes luminosas bem como o mover de persianas.

Antecedentes da invenção

Atualmente a indústria da construção atravessa dificuldades na área da construção nova. Desta forma, o mercado de reabilitação está a assumir uma cota importante do mercado de construção, principalmente, devido à necessidade de preservação das estruturas existentes e requalificação das mesmas. Por outro lado, existe ainda a possibilidade de conferir novas propriedades aos materiais de reabilitação através de diferentes tecnologias atualmente existentes. No que diz respeito aos materiais utilizados na reabilitação de edifícios verifica-se uma oportunidade no desenvolvimento de materiais destinados ao isolamento térmico e acústico.

Vários são os materiais destinados ao isolamento térmico e acústico de edifícios. Contudo, estes produtos, apesar de possuírem uma reputação de excelência no mercado da construção, possuem algumas desvantagens tais como dificuldade e complexidade na sua aplicação, necessidade de mão-de-obra qualificada, inexistência de interatividade com o utilizador e impossibilidade de conferirem simultaneamente o acabamento exterior do elemento reabilitado e as funções de isolamento. Alguns destes problemas são normalmente solucionados a partir da utilização de lã de rocha, argamassas projetadas ou poliestireno expandido. Também a forma como os materiais são dispostos na preparação da estrutura obterem as melhores propriedades, é essencial para uma vez que se o

dimensionamento dos materiais influencia a sua performance.

Contudo, este tipo de soluções apresentam algumas desvantagens, como por exemplo difícil aplicação em obra chegando, em alguns casos, ser necessária mão-de-obra qualificada. Outra desvantagem associada a este tipo de materiais prende-se com a espessura que os mesmos apresentam, para um índice de isolamento acústico semelhante ao da invenção que este documento apresenta. Esta espessura elevada verifica-se devido ao material utilizado ser concebido por um único material (monomaterial) e, por essa razão, apresenta uma menor propensão para absorção das diferentes ondas acústicas.

Atualmente, existem já soluções multicamada para diversas aplicações, contudo não foram detetadas soluções que apresentem propriedades semelhantes à invenção descrita neste documento, nomeadamente em termos da combinação: interatividade, solução de acabamento e solução de isolamento, térmico e acústico de elevados resultados.

A título de exemplo citam-se as seguintes patentes:

documento de patente CN203334595 (A) diz respeito a uma placa de decoração de paredes. Esta placa é composta por uma camada de superfície, uma camada intermédia e uma camada inferior, que são combinadas para formar a placa de decoração de paredes. A placa pode ser produzida por resíduos de madeira. A camada inferior da placa é concebida a partir de lâminas de cortiça, podendo facilmente aderir a uma superfície da parede ou ser colocada no chão, para formar um piso. Esta solução não oferece simultaneamente funções de acabamento, isolamentos térmicos e acústicos e interatividade com o utilizador. 0 facto de serem placas rígidas apresenta inúmeras limitações na sua aplicação, nomeadamente impossibilidade da utilização em curvatura de paredes; não podem ser incorporados sensores piezoresistivos para controlo de luz ou persianas, uma vez que este tipo de sensores só funciona em materiais flexíveis dado ser necessário decorrer um momento de flexão de um material para existir conexão entre terminais.

documento CN 2561858Y refere-se a um painel compósito para paredes em madeira. Esta solução baseia-se num produto em que se efetua uma combinação de várias camadas, nomeadamente: (1) uma camada inferior, uma camada de superior (3) e uma camada intermédia (2) . Esta invenção não contempla a integração de interatividade com o utilizador. Esta invenção carece também da possibilidade de compreender um sensor piezoresistivo dado ser composta por um material rígido, limitando por isso a sua aplicação, nomeadamente em aplicações flexíveis ou em paredes que apresentam uma curvatura.

documento de patente W02006030041, refere-se a um elemento para recobrimento de pisos e paredes de qualquer tamanho e com qualquer configuração, que pode ser interligado com outros elementos. Este elemento é constituído por diferentes camadas: uma camada superior ou exterior resistente, de base cerâmica, grés, mármore, granito ou outro material semelhante (1); uma camada inferior com base num material com um coeficiente de isolamento térmico/acústico elevado (3), tais como a cortiça, espuma de poliuretano, entre outros, sendo as referidas camadas unidas por meio de uma substância adesiva (2) . Esta estrutura além de não ser flexível não possui, simultaneamente, interatividade com o utilizador, propriedades de isolamentos térmico e acústico e acabamento. 0 facto de ser constituído por elementos cerâmicos, além de aumentar a rigidez do produto final não é flexível. Por outro lado o facto de aumentar a rigidez diminui o índice de redução acústica, quando comparados os diferente materiais (para as mesmas espessuras).

Descrição da invenção

A presente invenção diz respeito a uma estrutura multicamada que combina as funções de isolamento acústico, isolamento térmico, acabamento e interatividade com o utilizador. Para que todas estas funcionalidades atuem de uma forma integrada, foi desenvolvida uma estrutura multicamada em que cada camada apresenta funcionalidades distintas, contribuindo individualmente para o desempenho do conjunto. Neste sentido, uma estrutura multicamada tem a versatilidade de poder incluir várias funcionalidades num único produto, sem comprometer o seu desempenho, como um todo.

A funcionalidade de isolamento acústico é obtida partindo dos conceitos de isolamento acústico, sendo eles: espessura do material, densidade do material e assimetria do(s) material(ais). Assim, a invenção inclui cortiça uma vez que apresenta uma morfologia muito particular por se tratar de um material de origem natural e como tal possui uma variabilidade estrutural considerável nas suas propriedades morfológicas. Este facto é extremamente importante na medida em que, as ondas sonoras ao atingiram o material vão encontrar diferentes morfologias internas o que permite quebrar a frequência com que as ondas se propagam e, deste modo, aumentar o isolamento acústico. Ou seja, a morfologia interna da cortiça irá dissipar as ondas sonoras. De outra forma, num material contínuo seria necessária uma espessura muito superior (cerca de 2x mais) para se obter um nível semelhante de isolamento acústico. Por outro lado, um bom isolante acústico é o ar, nomeadamente a estanquicidade de fluxos de ar. Esta propriedade é conseguida pela utilização de espumas. A espuma, de poliuretano, tem a capacidade de armazenar uma elevada quantidade de ar no seu interior, devido à sua estrutura interna, sem que ocorram fluxos do mesmo. Desta forma, cria-se uma segunda barreira. A invenção inclui ainda uma estrutura composta por fibras desorientadas e de diferentes origens para completar a barreira acústica. 0 facto de estas fibras serem de distintas origens (por exemplo fibras recicladas) permite que existam diferentes morfologias. Como resultado, obtém-se diferentes barreiras à propagação das ondas sonoras. Estas fibras de diferentes origens podem ser orientadas pelo utilizador, de modo a formar uma espécie de malha, que vai impedir a passagens das ondas acústicas. A malha pode ser regulada, através da diminuição da espessura desta camada e, consequentemente, reduzir os espaços vazios que podiam ser potenciais fugas das ondas sonoras.

Esta estrutura poderá ter qualquer dimensão, porém o ideal será entre os 10 a 20 cm.

De um modo mais detalhado, a estrutura multicamada compreende três camadas funcionais:

- Uma camada de acabamento (1), que é responsável pelo acabamento estético do material multicamada. Esta camada é a face visivel de toda a estrutura e está em contacto direto com o espaço a reabilitar desejado, poderão ser fibras orientadas em

Dependendo da função do acabamento utilizadas estruturas fibrosas com diversas direções, face ao plano horizontal, que podem variar entre 0°, 90°,+45°, -45°, entre outras; pele natural, policloreto de vinila ou um material compósito.

Na presente invenção, o material utilizado é, preferencialmente, um tecido de poliéster estampado a partir de tecnologia de impressão digital.

A segunda camada (2) é uma camada intermédia, compreendida entre as restantes camadas que fazem parte deste produto. Esta camada tem as funções de, por um lado, servir de complemento ao isolamento térmico e acústico proporcionado pelas outras camadas, e, por outro lado, uniformizar a superfície sobre a qual a camada de acabamento (1) é laminada. Se por um lado, permite que a estrutura final possua um toque aceitável pelo utilizador, por outro lado esta mesma camada auxilia as funcionalidades dos isolamentos térmicos e acústicos, uma vez que o principio do isolamento acústico consiste em colocar diferentes materiais com diferentes densidades e espessuras. 0 material utilizado nesta camada é a cortiça, podendo, opcionalmente, compreender ainda espuma de poliuretano. Como referido anteriormente, a utilização de materiais com morfologias distintas permite um desempenho térmico e acústico mais eficiente do produto. A cortiça por ser de origem natural tem uma morfologia celular porosa e distinta ao longo do material. Esta propriedade permite absorver comprimentos de onda. Adicionando espuma (poliuretano) , dada a sua estrutura celular, possibilita ainda a retenção de ar, sendo esta uma caracteristica muito importante para o isolamento térmico e acústico. Esta camada, incorpora um sensor piezoresistivo de pressão flexivel. Este sensor é acoplado no verso da cortiça, para permitir um correto funcionamento do sensor. Por correto funcionamento sensor assume-se que o sensor deverá funcionar em condições extremas, como é o caso do produto final estar dobrado. Esta funcionalidade só é possivel se o mesmo for integrado no verso da cortiça, através de colagem. Desta forma, o sensor que é usado para sensorizar e comunicar para um controlador qualquer ação de pressão sobre a camada de acabamento (1), como, por exemplo, a ação da mão sobre o painel numa determinada zona. Esta ação permite ligar ou desligar qualquer fonte de luz, controlar as intensidades da iluminação, controlar a abertura/fecho das persianas/estores elétricos, entre outros. A localização deste sensor foi desenvolvida de forma a permitir a sua correta integração e garantir a fiabilidade necessária à sua ação. Assim, o sensor é integrado no avesso da camada intermédia (2) no sentido de minimizar a sensibilidade da reação do sensor ao estímulo (pressão) . A colocação do sensor na camada (1) levaria a que pressões muito baixas sobre o painel provocassem reação extemporânea do mesmo e a sua colocação na camada de isolamento (3) levaria a que fosse necessária pressão muito superior à necessária para provocar o seu acionamento. Assim, a colocação do sensor no verso da camada intermédia (2) torna-o menos sensível, sem perda de funcionalidade, funcionando, desta forma, a cortiça e, caso possua espuma, como mediador de intensidade de pressão. Este amortecimento da pressão por parte da cortiça, deve-se fundamentalmente à sua capacidade intrínseca de resiliência e de absorção de energia, caraterísticas que dependem da sua granulometria e da espessura, sendo que este parâmetro pode variar entre 2 e 4 mm.

acionamento do sensor leva a estrutura multicamada a apresentar funcionalidades como o ligar ou desligar uma luz, controlar as intensidades da iluminação, controlar a abertura/fecho das persianas/estores elétricos, entre outros.

- Na camada de isolamento (3) é utilizada uma manta de fibras agulhadas ou termoformadas, orientadas aleatoriamente, combinando fibras recicladas com fibras de poliolefinas, principalmente, polipropileno. Preferencialmente, utilizam-se fibras recicladas, provenientes da indústria têxtil e que são maioritariamente fibras de algodão, acrílica, poliéster e lã. Estas fibras recicladas são usadas para conferir fibras recicladas, Este é um aspeto caraterísticas de isolamento térmico e acústico, enquanto, as de polipropileno, distribuídas ao longo do material, são usadas para promover a ligação entre as após a sua fusão por ação do calor, preponderante na estabilidade dimensional da estrutura multicamada, uma vez que desta forma é possivel controlar a rigidez da camada de isolamento (3) e, consequentemente, de toda a estrutura multicamada resultante. 0 controlo de rigidez é conseguido através do aumento da quantidade de fibras de polipropileno utilizadas, sendo que maior quantidade confere maior rigidez à estrutura, ou através da pressão aplicada sobre a manta de fibras recicladas conjugadas com fibras de polipropileno, sendo que quanto maior a pressão maior será a sua rigidez. No verso desta camada é aplicado um autoadesivo de forma a permitir a sua fixação na parede onde a estrutura vai ser integrada. A espessura da camada de isolamento (3) deverá variar, preferencialmente, entre 5 a 15 cm, contudo não será limitativo.

Todas as camadas enunciadas anteriormente são ligadas através de um processo de laminagem plana onde é aplicada uma pressão compreendia entre 5 e 20 bar e uma temperatura de 100 a 140°C durante passagem do material a uma velocidade constante que pode variar entre 0,5 e 3 m/min. A variação destes parâmetros depende das matérias-primas utilizadas e espessura da estrutura final. O elemento de ligação utilizado nesta laminagem entre camadas é um têxtil não-tecido (TNT) à base copolimero de poliamida, possuindo uma espessura de 15 a 30 g/m². Este TNT garante, de uma forma robusta e duradoura, a ligação entre as diversas camadas.

A fixação da estrutura multicamada à parede pode ser realizada através de diferentes técnicas, incluindo o uso de um autoadesivo colocado no verso da camada de isolamento (3) , fixação mecânica ou através de tensionamento da estrutura.

Breve descrição das figuras

A Figura 1 corresponde à estrutura, em que (1) corresponde à camada de acabamento, (2) corresponde à camada intermédia e (3) corresponde à camada de isolamento.

Descrição detalhada exemplo seguinte não limitativo pretende apresentar as condições necessárias para a elaboração da referida estrutura.

Método:

Técnica - Laminagem plana;

Temperatura utilizada - 130°C

Pressão utilizada - 12 bar

Velocidade utilizada- 2 m/min

Ligante - Copoliamida

Sensor - Piezoresistivo (16 cm²)

As camadas e sua disposição são apresentadas no quadro seguinte.

Camada	Material utilizado	Espessura (mm)	Massa por unidade de superfície
(D	Tecido de poliéster	0,5	300 g/m²

	estampado
(2)	Aglomerado de cortiça	3	480 g/m²
(3)	Não-tecido de fibras recicladas e fibras de polipropileno	15	1700 g/m²

Com a configuração apresentada anteriormente é possível obter as seguintes propriedades:

Propriedade	Valor obtido
Isolamento a sons aéreos	25 dB
Condutividade térmica	0,074(W/m2.°C)
Resistência térmica	0,2516 (m2 °K/W)
Absortividade térmica	63 (Wsl/2/m °K)
Comportamento aos UV	Elevado
Comportamento com a temperatura	Estável
Interatividade	ON/OF Intensidade

Assim, a presente invenção reporta nova solução multicamada que isolamentos térmico e acústico, interatividade com o utilizador. Esta a reabilitação urbana de edifícios.

o desenvolvimento de uma integra simultaneamente face de acabamento e solução tem como destino

Guimarães, 24 de maio de 2018

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura de material em multicamada para edifícios caracterizada por compreender:

- uma camada de acabamento (1) de estrutura fibrosa ou de pele ou de material compósito;

- uma camada intermédia (2) de aglomerado de cortiça;

uma camada de isolamento (3)composta por fibras agulhadas ou termoformadas orientadas aleatoriamente que consistem numa mistura de fibras recicladas com fibras poliolefinas;

em que no verso da camada intermédia está incorporado um sensor piezoresistivo.
2. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por alternativamente a camada intermédia compreender ainda espuma.
3. Estrutura, de acordo com a reivindicação caracterizada por a espuma ser de poliuretano.

anterior,
4. Estrutura caracterizada através de um de poliamida.

, de acordo com por as diversas têxtil não-tecido as reivindicações 1 a 3, camadas estarem unidas (TNT) à base de copolímero
5. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada de acabamento (1) ser preferencialmente uma estrutura fibrosa.
6. Estrutura, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada por a estrutura fibrosa compreender fibras orientadas 0°, 90°, +45° e -45° em relação ao plano horizontal.
7. Estrutura, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por, alternativamente, a camada de acabamento (1) compreender um tecido poliéster impresso.
8. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a camada intermédia (2) compreender uma espessura entre 2 e 4 mm.
9. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1 caracterizada por as fibras de poliolefinas da camada de isolamento (3) serem preferencialmente polipropileno.
10. Estrutura, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por as fibras recicladas da camada de isolamento (3) serem algodão, acrílica, poliéster ou lã ou a combinação das mesmas.
11. Estrutura, de acordo com as reivindicações 1, 9 a 10, caracterizada por a camada de isolamento (3) compreender uma espessura entre 5 e 15 cm.
12. Estrutura, de acordo com todas as reivindicações anteriores, caracterizada por a camada de isolamento compreender alternativamente no seu verso um autoadesivo ou meios para fixação mecânica.