BRPI0616990A2

BRPI0616990A2 - redução de transferência de vibrações

Info

Publication number: BRPI0616990A2
Application number: BRPI0616990-2A
Authority: BR
Inventors: Jean-Luc Wojtowicki; Laurent Tahri; Sylvain Germes
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles Sa; Henkel Kgaa
Priority date: 2005-10-06
Filing date: 2006-10-06
Publication date: 2011-07-05
Also published as: MX2008004446A; ES2449515T3; WO2007039308A1; CN101341199B; CN101341198A; US20080176969A1; EP1940927B1; CN101341198B; ATE526356T1; EP1940927A1; EP1772480A1; ES2374645T3; EP1772480B1; US20070100060A1; PL1940927T3; US7364221B2; CN101341199A; WO2007039309A1; KR101277485B1; KR20080077099A

Abstract

REDUçãO DE TRANSFERêNCIA DE VIBRAçõES. A presente invenção refere-se a um material termicamente expansível que, uma vez expandido, apresenta um módulo de armazenamento de Young E' entre 0,1 MPa e 1000 MPa, um fator de perda de, pelo menos, 0,3 (de preferência, pelo menos 1) e, de preferência, um módulo de armazenamento de cisalhamento G' entre 0,1 MPa e 500 MPa a uma temperatura entre -10 e +40 graus C na faixa de freqúência O a 500 Hz, é usado em combinação com um suporte para formar uma barreira de dissipação de onda vibratória que efetivamente reduz a transferência de vibrações a partir de um gerador de vibração, conforme pode estar presente em um veículo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REDUÇÃO DETRANSFERÊNCIA DE VIBRAÇÕES".

Área da invenção

A presente invenção refere-se à redução da transferência devibrações geradas por um gerador de vibrações.

Discussão do nível da técnica relacionada

Em um veículo, a transferência de vibrações geradas por umgerador de forças dinâmicas, tal como um máquina, um motor, uma bombaou uma caixa de engrenagens, por meio de elementos estruturais para umasuperfície de emissão tal como um painel, conduz à emissão de ruídostransmitidos pela estrutura.

Foram propostas diferentes soluções com a finalidade de, pelomenos, reduzir tais ruídos transmitidos pela estrutura. Na construção de veí-culos, foram propostas medidas passivas tais como os recursos de amorte-cedores de vibração ou mantas amortecedoras. Muitas vezes, tais mantasamortecedoras são aplicadas sobre painéis de vibração, por exemplo: emportas ou no assoalho do veículo. A proporção da redução de ruído destesmétodos, muitas vezes, é insatisfatória.

No processo convencional, as misturas de betume ou asfalto ouenchimentos com um alto peso específico são perfilados em placas, a partirdas quais são puncionados ou cortados os formatos apropriados. Estas pla-cas são então ligadas a peças de placas de metal apropriadas e, algumasvezes, também adaptadas ao formato da placa por aquecimento. Apesardestas placas de betume ainda serem muitas vezes usadas devido ao seubaixo custo de material, as mesmas são muito quebradiças e tendem a sol-tar-se da placa de metal, particularmente a baixas temperaturas. Além disso,a modalidade de aditivos que freqüentemente é proposta, somente resultaem um melhoramento insignificante que não é suficiente para muitas aplica-ções. No entanto, é absolutamente impossível aplicar as peças de betumepré-formadas a peças de placas de metal de formato complexo ou quaseinacessível de máquinas ou veículos, por exemplo: a superfície interna decavidades das portas de veículos a motor. Além disso, há uma desvantagemadicional que, em muitos casos, são requeridas diversas peças puncionadaspara somente um veículo ou equipamento e, portanto, é requerida uma ar-mazenagem dispendiosa.

Conseqüentemente, não houve qualquer falta de tentativas paraeliminar as desvantagens das placas de betume usando outros sistemas depolímeros. Por exemplo, foram desenvolvidas dispersões aquosas de polí-meros de acetato de polivinila ou copolímeros de acetato de etileno de vinilaque contém enchimento que podem ser vaporizadas sobre as peças de pla-cas de metal com a espessura de revestimento necessária. Estes sistemas,no entanto, são desvantajosos para uso industrial quando há altas-taxas deprodução porque a água não pode ser removida suficientemente rápida dorevestimento que foi vaporizado, particularmente quando este revestimento ébastante espesso.

As propriedades amortecedoras de som dos revestimentos depolímeros são melhores na faixa de temperatura de transição do vidro dosistema de polímeros, porque, devido a viscoelasticidade do polímero nestafaixa de temperatura, a energia mecânica do processo de vibração é conver-tida em calor pelo fenômeno de fluxo molecular. Os materiais convencionaisde revestimento que podem ser aplicados por vaporização com base emPlastisóis de PVC, que, por exemplo, são amplamente utilizados na constru-ção de veículos a motor como um revestimento da parte inferior da estrutura,não apresentam nenhum efeito notável no amortecimento do som na aplica-ção na faixa de temperatura de -20 até +60°C porque o valor máximo datransição do vidro é de aproximadamente -20°C até -50°C, dependendo daproporção do plastificante.

Portanto, foram empreendidas tentativas para modificar estesPlastisóis de PVC convencionais de modo que os mesmos pudessem apre-sentar melhores propriedades de amortecimento de som em aplicações nafaixa de temperatura de -20°C até +60°C. Os revestimentos são conhecidosa partir do pedido de patente alemão publicado 3514753 que contém múlti-plos compostos insaturados, por exemplo: di- ou triacrilatos, agentes de liga-ção reticulada de peróxido e materiais inorgânicos de enchimento, em plasti-sóis de PCV. No estado curado estes plastisóis são, no entanto, apresentama dureza do vidro e são quebradiços e, por isso, não são realmente adequa-dos para uso na construção automotiva porque não apresentam a flexibilida-de suficiente, particularmente a baixas temperaturas. Além disso, estas for-mulações apresentam um fator de perda tan δ muito baixo e, portanto, o efei-to amortecedor de som não é muito acentuado.

As composições estão descritas no pedido de patente alemãopublicado 3444863 que contém PVC ou copolímeros de cloreto de vinila/acetato de vinila, opcionalmente homopolímeros ou copolímeros de metacri-lato de metila, uma mistura plastificante e enchimentos inertes. A misturaplastificante compreende plastificantes que são compatíveis com os políme-ros de metacrilato de metila e os plastificantes para os polímeros de cloretode vinila que são incompatíveis com os polímeros de metacrilato de metilaque possam estar presentes. Os plastisóis assim obtidos apresentam propri-edades aperfeiçoadas de amortecimento de som quando comparadas complastisóis de PVC convencional. No entanto, particularmente a temperaturasacima de aproximadamente 30°C, o efeito amortecedor de som se reduznovamente. Se for efetuada uma tentativa para deslocar a faixa do fator má-ximo de perda tan δ para temperaturas superiores pela variação das quanti-dades relativas dos componentes individuais, a flexibilidade fria do revesti-mento se reduz muito drasticamente. Uma flexibilidade fria reduzida é, noentanto, precisamente o que é desvantajoso na construção de um veículo.

Além disso, o fator de perda decresce muito drasticamente a baixas tempe-raturas com estas formulações. Portanto, estas composições de plastisolapresentam um fator de perda suficientemente alto somente em uma faixade temperatura muito limitada.

Além disso, têm sido desenvolvidas medidas ativas para reduzir oruídos transmitidos pela estrutura. Estas medidas, normalmente, utilizamsensores, processadores de sinais, ativadores e fontes de energia para atuarcontra ou efetivamente aumentar a dissipação da vibração pela produção deforças ou tensões correspondentes.

Apesar das medidas ativas de controle terem demonstrado redu-zir efetivamente os ruídos transmitidos pela estrutura, os mesmos requeremequipamento técnico sofisticado, especialmente no que refere-se ao proces-samento de sinais e sensores. Isso não somente aumenta o custo, mas tam-bém conduz a um risco elevado de falha operacional.

Conseqüentemente, há uma necessidade de um recurso econô-mico para efetivamente reduzir os ruídos transmitidos pela estrutura em umsistema, especialmente em um veículo.

Por isso, um objeto da presente invenção é superar as desvanta-gens do nível da técnica anterior.

Breve Sumário da Invenção

Após uma pesquisa prolongada e cuidadosa, agora o trabalho1,1 dos inventores descobriu que os ruídos transmitidos pela estrutura podemefetivamente ser reduzidos em um sistema tal como um veículo por meio deuma barreira de dissipação de onda vibratória que contém um material ter-micamente expansível.

A barreira de dissipação de onda vibratória, de acordo com apresente invenção, compreende um suporte que apresenta uma superfícieinterna e uma superfície externa, apresentando o suporte uma seção poligo-nal, especialmente retangular, opcionalmente em formato de U e que com-preende em, pelo menos, uma de suas superfícies externas ou suas superfí-cies internas um revestimento composto de material termicamente expansí-vel selecionado entre aqueles que, após expansão e a uma temperatura en-tre -10 e +40°C, apresenta um módulo de armazenamento de Young E' entre0,1 MPa e 1000 MPa, preferivelmente um módulo de perda E" entre 0,5 e 1,um fator de perda superior a 0,3 (preferivelmente, superior a 1) e preferivel-mente também um módulo de armazenagem de cisalhamento G' entre 0,1MPa e 500 MPa na faixa de freqüência de 0 a 500 Hz.

Breve Descrição dos Desenhos

A figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de uma pri-meira modalidade de uma barreira de dissipação de onda vibratória de acor-do com a presente invenção antes da expansão do material termicamenteexpansível.A figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma pri-meira modalidade de uma barreira de dissipação de onda vibratória de acor-do com a figura 1 após expansão do material termicamente expansível.

A figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bar-reira de dissipação de onda vibratória da figura 1 após inserção no elementoestrutural.

A figura 4 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bar-reira de dissipação de onda vibratória da figura 3 após expansão do materialtermicamente expansível.

A.figura 5 é um gráfico que apresenta três curvas que represen-tam a variação dos ruídos transmitidos pela estrutura em uma carroceria deautomóvel como uma função de freqüência.

Descrição Pormenorizada de Determinadas Modalidades da Invenção

Conforme previamente mencionado, o material termicamente ex-pansível a ser usado em combinação com um suporte é selecionado entreaqueles que, após expansão e a uma temperatura entre -10 e +40°C, apre-sentam um módulo de armazenamento de Young E' entre 0,1 MPa e 1000MPa, preferivelmente um módulo de perda E" entre 0,5 e 1, um fator de per-da superior a 0,3 (preferivelmente, superior a 1) e preferivelmente tambémum módulo de armazenagem de cisalhamento G' entre 0,1 MPa e 500 MPana faixa de freqüência de 0 a 500 Hz.

O módulo de armazenagem de Young (E') é definido como a pro-porção de elasticidade em expansão em relação à elasticidade em compres-são abaixo do limite proporcional do material. O módulo de armazenagem decisalhamento G' é definido como a proporção de expansão de cisalhamentoem relação à compressão de cisalhamento dentro do limite proporcional e éconsiderada a medida de energia equivalente armazenada elasticamente emum material. O fator de perda (também referido, algumas vezes, como o a-mortecimento estrutural intrínseco ou tangente delta) é a proporção do mó-dulo de perda Young E" sobre o módulo de armazenagem Young E' para oamortecimento em compressão de tensão. No amortecimento do cisalha-mento, o fator de perda é a proporção do módulo de perda de cisalhamentoG" sobre o módulo de armazenagem de cisalhamento G'. Estes valores po-dem ser prontamente determinados pela Análise Mecânica Dinâmica (DMA)de um material que, no contexto da presente invenção é o material termica-mente expansível após a expansão. Conforme é bem-conhecido no nível datécnica, a Análise Mecânica Dinâmica pode ser efetuada por um método in-direto onde o material é caracterizado sobre um suporte (teste de flexão porimpacto Oberst) ou pelo método direto onde a amostra testada é compostasomente a partir do material a ser caracterizado (visco analisador)

O suporte selecionado para usar na presente invenção apresenta uma superfície interna e uma superfície externa. Em secção transversal, o -suporte deve ser em formato poligonal. Preferivelmente, o formato da secção transversal do suporte apresenta, pelo menos, três lados que são em linhareta e/ou em arcos. Em uma modalidade, o suporte está aberto ou parcial-mente aberto em um lado, mas em outra modalidade o formato de secçãotransversal do suporte é fechado. Por exemplo, o suporte em secção trans-versal pode apresentar um formato selecionado a partir do grupo que consis-te em formato retangular, quadrado, pentagonal, hexagonal, formato em U eformato em D. Os lados do suporte podem ser iguais, sendo selecionados deacordo com as dimensões internas do elemento estrutural no qual está pre-vista a inserção da barreira de dissipação de onda vibratória, ou as dimen-sões externas do elemento estrutural em torno do qual deve ser colocada abarreira de dissipação de onda vibratória. O suporte pode ser completamen-te oco, porém em certas modalidades pode apresentar um ou mais elemen-tos interiores tais como braços, diafragmas, paredes transversais e seme-lhantes. O suporte pode estar projetado com pequenas saliências, escorasou outras profusões na superfície ou bordas que estarão voltados para ofundo do elemento estrutural oco no qual está prevista a inserção da barreirade dissipação de onda vibratória. Estas protrusões estão configuradas paramanter tal superfície ou bordas distantes da superfície interior inferior do e-lemento estrutural, permitindo assim que quaisquer líquidos usados nas ope-rações de montagem do veículo cubram mais completamente ou entrem emcontato com tal superfície interior inferior. Na modalidade onde a barreira dedissipação de onda vibratória é fixada sobre o lado externo do elemento es-trutural, a superfície da barreira que apresenta o revestimento do materialtermicamente expansível posicionado sobre a mesma e voltada para a su-perfície externa do elemento de superfície pode estar similarmente mantidadistante a uma distância relativamente curta de tal superfície externa porquaisquer meio adequados de posicionamento tais como elementos espaça-dores, grampos, flanges ou similares.

Em uma modalidade da invenção, o suporte é reto. Em outrasmodalidades, no entanto, o suporte pode ser anguloso ou curvado. Já emoutras modalidades, o suporte pode ser reto em determinadas segmentos ecurvado em outros segmentos. Cada um dos lados do suporte pode ser pla-no, mas também é possível que um lado do suporte contenha uma ou maisáreas endentadas e/ou um ou mais segmentos protuberantes. Os lados dosuporte podem ser contínuos (livres de quaisquer aberturas), mas em de-terminadas modalidades um ou mais lados do suporte podem conter uma oumais aberturas. De modo geral, o formato e a configuração do suporte sãoselecionados de modo que, geralmente, são paralelos ou adaptam-se aoscontornos e formatos do elemento estrutural no qual está prevista a inserçãoda barreira de dissipação de onda vibratória ou sobre a qual está prevista afixação da barreira de dissipação de onda vibratória e remover quaisquerelementos no interior do elemento estrutural ou no exterior do elemento es-trutural que possa de outro modo impedir a barreira de dissipação de ondavibratória, uma vez revestida com o material termicamente expansível, deajustar-se dentro ou sobre tal elemento estrutural. Conforme a seguir seráexplicado em mais pormenores, será apropriado deixar, pelo menos, algumespaço livre entre as superfícies externas da barreira de dissipação de ondavibratória e as superfícies internas do elemento estrutural (na modalidadeonde está previsto inserir a barreira no interior do elemento estrutural) ouentre as superfícies internas da barreira de dissipação de onda vibratória eas superfícies externas do elemento estrutural (na modalidade onde estáprevista a fixação da barreira sobre o lado externo do elemento estrutural).

O suporte pode ser produzido em metal. Os metais preferidossão aço, particularmente aço galvanizado, e alumínio.

O suporte também pode ser produzido em material sintético que,opcionalmente, pode ser fibra reforçada (por exemplo: com fibras de vidro)e/ou reforçado com outros tipos de enchimentos. Os materiais sintéticos pre-feridos são materiais sintéticos termoplásticos que apresentam uma baixaabsorção de água e estáveis em dimensões até, pelo menos, 180°C. Materi-ais sintéticos termoplásticos estáveis podem, por exemplo, ser selecionadosdentro do grupo que consiste em poliamidas (PA), sulfetos de polifenileno(PPS), éteres de polifenileno (PPE), sulfonas de polifenileno (PPSU), polié-ter-imidas (PEI) polifenileno-imidas (PPI).

Os materiais sintéticos termofixadores tais como compostos demoldar, poliuretanos rígidos e similares também podem ser usados para aconstrução do suporte. O suporte pode ser formado no formato desejado porqualquer método adequado, tal como, por exemplo, moldagem (inclusivemoldagem por injeção), estampagem, flexão, extrusão ou similares.

De preferência, o suporte é relativamente rígido. Em uma modali-dade, o suporte é, pelo menos, tão rígido à temperatura ambiente como oelemento estrutural no qual a barreira de dissipação de onda vibratória seráinserida ou sobre a qual a barreira de dissipação de onda vibratória será fixada.

Na modalidade onde está prevista a inserção da barreira de dis-sipação de onda vibratória no interior do elemento estrutural, o revestimentoé aplicado em, pelo menos, uma parte da superfície externa do suporte, po-rém também pode ser aplicado em toda a superfície externa. Similarmente,na modalidade onde está prevista a fixação da barreira de dissipação de on-da vibratória sobre o elemento estrutural, o revestimento é aplicado, pelomenos, em uma parte da superfície interna do suporte, porém também podeser aplicado em toda a superfície interna. O revestimento do material termi-camente expansível pode ser contínuo, apesar da presente invenção tam-bém levar em consideração a apresentação de duas ou mais peças separa-das do material termicamente expansível na superfície externa ou interna dosuporte. Essas peças podem diferir no tamanho, formato, espessura etc.O revestimento composto do material termicamente expansívelpode ser uniforme na espessura, mas também pode variar na espessurasobre a superfície externa ou interna do suporte. Normalmente, o revesti-mento poderá apresentar uma espessura de 0,5 a 10 mm.

O material termicamente expansível é um material que formaráuma espuma ou irá expandir-se mediante aquecimento, porém, normalmen-te, também é sólido (e de preferência, estável em dimensões) à temperaturaambiente (por exemplo: 15-30 graus C). Em algumas modalidades, o materi-al expansível é seco e não adesivo, mas em outras modalidades será adesi-vo. De preferência, o material termicamente expansível é formulado de modotal que é capaz de ser formatado ou moldado (por exemplo: por moldagempor injeção ou extrusão) na forma desejada para o uso, sendo tal formataçãoou modelagem efetuada a uma temperatura acima da temperatura ambienteque é suficiente para amolecer ou fundir o material expansível de modo queo mesmo possa ser prontamente processado, porém abaixo da temperaturana qual a expansão do material expansível é induzida. O resfriamento domaterial expansível formatado ou moldado a temperatura ambiente produzum sólido dimensional estável que apresenta o formato ou forma desejada.Mediante ativação do agente propulsor, por exemplo, sendo submetido auma temperatura entre aproximadamente 130°C e 240°C (dependendo aformulação exata do material expansível que é usada), o material expansívelnormalmente expande-se por, pelo menos, 100% ou, pelo menos, aproxima-damente 150% ou, alternativamente, pelo menos, aproximadamente 200%de seu volume original. Até proporções mais elevadas de expansão (por e-xemplo: pelo menos aproximadamente 1000%) podem ser selecionadas on-de requerido pelo uso final desejado. Quando usado em uma carroceria deautomóvel, por exemplo, o material expansível normalmente apresenta umatemperatura de ativação inferior à temperatura na qual a pintura básica outinta é submetida à secagem na carroceria do veículo durante a fabricação.

O material termicamente expansível pode ser aplicado à superfí-cie do suporte por qualquer recurso adequado tal como a extrusão, co-moldagem, sobremoldagem ou similar. Por exemplo, o material termicamen-te expansível pode ser aquecido a uma temperatura suficiente para amole-cer ou fundir o material sem ativar o agente propulsor ou o agente de curaque pode estar presente e o material amolecido ou fundido podem então serperfilado como uma faixa sobre a superfície externa ou interna da superfíciedo suporte. Mediante resfriamento, a faixa de material termicamente expan-sível então ressolidifica e adere à superfície do suporte. Alternativamente,podem ser formadas lâminas de material termicamente expansível em seg-mentos individuais do tamanho e formato desejado por estampagem, com ossegmentos individuais sendo então fixados à superfície externa ou interna dosuporte por qualquer recurso adequado, tais como fixadores mecânicos ouaquecimento da superfície dos segmentos que estão previstos a entrar em1,1 contato com a superfície do suporte a uma temperatura suficiente para que omaterial expansível atue como um adesivo quente fundido. Uma camadaadesiva separadamente aplicada pode ser usada para fixar o material termi-camente expansível à superfície externa ou interna da superfície do suporte.

Em uma modalidade vantajosa, o material termicamente expan-sível compreende:

- de 25 a 70% por peso de, preferivelmente de 35 a 55% em pe-so, pelo menos um elastômero termoplástico (preferivelmente, um estire-no/butadieno ou blocos de copolímero de estireno/isopreno ou, pelo menos,derivados parcialmente hidrogenados do mesmo);

- de 15 a 40% por peso, de preferência, de 20 a 35% por peso,de, pelo menos, um termoplástico não-elastomérico (preferivelmente um a-cetato de etileno/vinila ou copolímero de acrilato de metila);

- de 0,01 a 2% por peso, de, preferivelmente, de 0,05 a 1% porpeso, de, pelo menos, um estabilizante ou antioxidante;

- de 2 a 15% por peso, de, pelo menos, um agente propulsor,preferivelmente uma quantidade efetiva para fazer com que o material ex-pansível se expanda, pelo menos, 100% em volume quando aquecido a umatemperatura de 150 graus C;

- de 0,5 a 4% por peso, de um ou mais agentes de cura, opcio-nalmente acrescentando de 0,5 a 2% por peso de, pelo menos, um monô-mero ou oligômero olefinicamente insaturado, e, opcionalmente;

- até 10% por peso (por exemplo: 0,1 a 10% por peso) de, pelomenos, uma resina aglutinante;

- até 5% por peso (por exemplo: 0,1 a 5% por peso) de, pelomenos, um plastificante;

- até 10% por peso (por exemplo: 0,1 a 10% por peso) de, pelomenos, uma cera;

- até 3% por peso (por exemplo: 0,05 a 3% por peso) de, pelomenos, um ativador para o agente propulsor;

bem como, opcionalmente, pelo menos, um enchimento (apesarda quantidade de enchimento ser, preferivelmente, inferior a 10% por peso,mais preferivelmente, inferior a 5% por peso), sendo as percentagens ex-pressas como percentagens do peso por peso total do material termicamen-te expansível).

De modo geral, será desejável usar um elastômero termoplásticoque tenha um ponto de amolecimento não superior à temperatura na qual oagente propulsor começa a ser ativado, preferivelmente, pelo menos, 30°Cinferior a temperatura à qual o material termicamente expansível será expos-to na ocasião prevista para ser expandido. O elastômero termoplástico é,preferivelmente, selecionado dentro do grupo que consiste em poliuretanostermoplásticos (TPU) e copolímeros por blocos (inclusive copolímeros porblocos lineares bem como radiais) de tipos A-B, A-B-A, A-(B-A)n-2-B, A-(B-A)n-i e tipos (A-B)n-Y, no qual A é um bloco de polivinila aromática ("dura") eo bloco B representa o bloco similar à borracha ("macio") do polibutadieno,poliisopreno ou similar, que podem ser parcialmente ou completamente hi-drogenados, Y é um composto polifuncional e η é um número inteiro de, pelomenos, 3. Os blocos podem ser cônicos ou gradientes na característica ouconsistir inteiramente em um tipo de monômero polimerizado.

A hidrogenação do bloco B remove as ligações duplas original-mente presentes e aumentam a estabilidade térmica do copolímero por blo-co. Tais copolímeros podem ser preferidos em determinadas modalidadesda presente invenção.Os copolímeros por bloco adequados abrangem, mas não estãolimitados a, copolímeros SBS (estireno/butadieno/estireno), copolímeros SIS(estireno/isopreno/estireno), copolímeros SEPS (estireno/etileno/propileno/-estireno), copolímeros SEEPS (estireno/etileno/etileno/propileno/estireno) ou SEBS (estireno/etileno/butadieno/estireno).

Os copolímeros por bloco especialmente adequados abrangemos polímeros por tribloco de estireno/isopreno/estireno, bem como os deriva-dos parcialmente ou totalmente hidrogenados dos mesmos, nos quais o poli-isopreno por bloco contém uma proporção relativamente alta de partes demonômeros derivados do isopreno que apresentam uma configuração de 1,2e/ou 3,4. Preferivelmente, pelo menos aproximadamente 50% das partes de1,1 monômero de isopreno polimerizado apresenta configurações de 1,2 e/ou3,4, com as partes remanescentes de isopreno apresentando uma configu-ração de 1,4. Tais copolímeros por bloco podem ser obtidos da Kuraray Co. Ltd., sob a marca comercial HYBRAR e também podem ser preparados u-sando os métodos descritos na Patente US ng. 4.987.194, aqui inteiramenteincorporada por referência.

Em determinadas modalidades preferidas da invenção os blocos"duros" representam aproximadamente 15 a 30% por peso do copolímero por bloco e os blocos "macios" representam de aproximadamente 70 a apro-ximadamente 85% por peso do copolímero por bloco. A temperatura de tran-sição do vidro dos blocos "macios" é, preferivelmente, de aproximadamente -35°C a aproximadamente 10°C. O índice de fluxo de fusão do copolímeropor bloco é de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 6 (conforme medi- do pela ASTM D1238, 190°C, 2,16 kg). Normalmente, o copolímero por blo-co irá apresentar um peso molecular de média numérica de aproximadamen-te 30.000 a aproximadamente 300.000.

Exemplos de poliuretanos termoplásticos adequados (TPU) sãoaqueles executados de acordo com os processos convencionais pela reação de diisocianatos com composições que apresentam, pelo menos, dois gru-pos reativos de isocianato por molécula, preferivelmente, álcoois difuncio-nais. Diisocianatos orgânicos adequados para serem usados compreendem,por exemplo, diisocianatos alifáticos, cicloalifáticos, aralifáticos, heterocícli-cos e aromáticos.

Exemplos específicos de diisocianatos abrangem diisocianatos a-lifáticos tais como, por exemplo, diisocianato-hexametileno; diisocianatoscicloalifáticos tais como, por exemplo, isoforona-diisocianato 1,4-ciclohe-xano-diisocianato, 1-metil-2,4- e 2,6-ciclohexano-diisocianato e as misturasde isômero correspondentes, 4, 4'-2, 4'- e 2,2'-diciclohexilmetano-diisocia-nato e as misturas de isômeros correspondentes, e diisocianatos aromáticostais como, por exemplo, 2,4-toluileno-diisocianato, misturas de 2,4- e 2,6-toluileno- diisocianato, 4,4'-difenilmetano-diisocianato, 2,4'-difenilmetano-diisocianato e 2,2'-difenilmetano-diisocianato, misturas de 2,4'-difenilmetano-diisocianato e 4,4'difenilmetano-diisocianato, 4,4'-difenilmetano-diisocianatoslíquidos modificados por uretano e/ou 2,4'-difenil-diisocianatos, 4,4'-diisocianato-1,2-difenil-etano e 1,5-naftileno-diisocianato. Misturas de isôme-ros de difenilmetano-diisocianato com teor de 4,4'-difenilmetano-diisocianatosuperior a 96% por peso são preferivelmente usados, e, em particular, sãousados 4,4'-difenilmetano-diisocianato e 1,5-naftileno-diisocianato. Os diiso-cianatos mencionados acima podem ser usados individualmente ou na formade misturas com outro.

Os compostos reativos com os grupos de isocianato abrangem,mas não estão limitados a, compostos de polihidróxi tais como polióis depoliéster, polióis de poliéter ou polióis de policarbonato ou polióis que podemconter nitrogênio, fósforo, súlfur e/ou átomos de silício, ou misturas destes.

Como polióis são preferivelmente empregados polióis lineares terminadosem hidroxila que apresentam uma média de, aproximadamente, 1,8 e, apro-ximadamente, 2,2 de átomos ativos de hidrogênio de Zerewitinoff por molé-cula, preferivelmente de aproximadamente 1,8 a aproximadamente 2,2 deátomos ativos de hidrogênio de Zerewitinoff por molécula e que apresentamum peso molecular de média numérica de 400 a 20.000 g/mol. Estes polióislineares muitas vezes contêm pequenas quantidades de compostos não li-neares em decorrência de sua produção. Portanto, estes também são muitasvezes referidos como "polióis substancialmente lineares".Os compostos de polihidróxi com dois ou três grupos por molécu-la no peso molecular de média numérica na faixa de 400 a 20.000, preferi-velmente na faixa de 1000 a 6000, que são líquidos a temperatura ambiente,sólidos/amorfos ou cristalinos vítreos, são preferivelmente adequados comopolióis. Exemplos são glicóis de polipropileno di- e/ou tri-funcionais; copolí-meros por bloco e/ou aleatórios de óxido de etileno e oxido de propileno tam-bém podem ser usados. Outro grupo de poliéteres que podem, preferivel-mente, ser usados abrangem os glicóis de politetrametileno (po-li(oxitetrametileno) glicol, poli-THF) que são produzidos, por exemplo, pelapolimerização ácida de tetrahidrofurano, a faixa de peso molecular de médianumérica destes glicóis de politetrametileno, normalmente, situam-se entre1,1 600 e 6000, preferivelmente na faixa de 800 a 5000.

Os poliésteres amorfos ou cristalinos, vítreos, líquidos que podemser produzidos pela condensação de ácidos di- ou tricarboxílicos, tais como,por exemplo, ácido adípico, ácido sebácico, ácido glutárico, ácido azeláico,ácido subérico, ácido undecanedióico, ácido dodecanedióico, ácido 3,3-dimetilglutárico, ácido tereftálico, ácido hexahidroftálico, ácido graxo dimeri-zado ou misturas dos mesmos com dióis ou trióis de baixo peso molecular,tais como, por exemplo, glicol de etileno, glicol de propileno, glicol de dietile-no, glicol de trietileno, glicol de dipropileno, 1,4-butanodiol, 1,6-hexanodiol,1,8-octanodiol, 1,10-decanodiol, 1,12-dodecanodiol, álcool graxo dimerizado,glicerina, trimetilpropano ou misturas dos mesmos também são adequadoscomo polióis.

Outro grupo de polióis previstos para ser usado para produzir asTPUs são poliésteres com base em ε-caprolactona, também conhecido co-mo "policaprolactona".

No entanto, os polióis de poliéster de origem oleoquímica tam-bém podem ser usados. Estes polióis de poliéster podem ser produzidos, porexemplo, pela abertura completa do anel de triglicerídeos epoxidizados deácido graxo que contém uma mistura de graxa, pelo menos, parcialmenteolefinicamente insaturado com um ou mais álcoois com 1 a 12 átomos C esubseqüente transesterificação parcial dos derivados de triglicerídeos parapolióis de éster de alquila com 1 a 12 átomos C no radical alquila. Outrospolióis adequados são polióis de policarbonato e dióis dimerizados (Henkel),bem como óleo de castor e seus derivados. Os polibutadienos hidrofuncio-nais, conforme podem ser obtidos, por exemplo, pelo nome comercial "Poly-bd", podem ser usados como polióis para fazer TPRs a ser usados de acor-do com a invenção.

Preferivelmente, as combinações de polióis de poliéter e os poli-óis de poliéter amorfos ou cristalinos vítreos são usados para produzir asTPUs.

Preferivelmente,. os polióis apresentam uma funcionalidade devalor médio em relação ao isocianato de aproximadamente 1,8 a 2,3, prefe-rivelmente, de 1,9 a 2,2, particularmente aproximadamente 2,0.

Os poliuretanos termoplásticos também podem ser efetuados pe-lo uso adicional de compostos de cadeia alongada similares a polióis de bai-xo peso molecular tais como glicol de etileno, glicol de polietileno ou glicol debutadieno ou diaminas de baixo peso molecular tais como 1,2-diaminoetileno, 1,3-diaminopropileno ou 1,4-diaminobutano ou 1,6-diaminohexano.

Em modalidades preferidas, as regiões macias do poliuretanotermoplástico são selecionadas a partir do grupo que consiste em po-li(adipato de etileno), poli(adipato dei ,2-buteno), poli(adipato de etileno 1,4-buteno), poli(adipato de hexametileno 2,2-dimetilpropileno), policaprolactona,poli(adipato de glicol de etileno), poli(carbonato de 1,6-hexanediol) e po-li(oxitetrametileno).

Outros elastômeros termoplásticos adequados para usar na pre-sente invenção abrangem outros tipos de copolímeros por blocos que con-tém tanto segmentos duros quanto segmentos macios tais como, por exem-plo, copolímero por blocos de poliestireno/polidimetilsiloxano, copolímerospor blocos de polisulfona/polidimetilsiloxano, copolímeros por blocos de poli-éster/poliéter (por exemplo, copoliésteres, tais como aqueles sintetizados apartir do tereftalato de dimetila, glicol de poli(éter de tetrametileno), copolí-meros por blocos de policarbonato/polidimetilsiloxano, copolímeros por blo-cos de policarbonato/poliéter, copolieteramidas, copolieterestamidas e simi-lares). Os elastômeros termoplásticos que não são copolímeros por blocosmas que geralmente são sistemas de fase múltipla finamente interdispersaou também podem ser usadas ligas, que abrangem misturas de polipropilenocom borrachas de etileno-propileno (EPR) ou borrachas de monômero deetileno-propileno-dieno (EDPM) (tais misturas, muitas vezes, sendo enxerta-das ou de ligação reticulada).

Além de um ou mais elastômeros termoplásticos, também é pre-ferível que o material expansível contenha um ou mais termoplásticos não- elastoméricos. Preferivelmente, o termoplástico não-elastomérico é selecio-nado de modo a aperfeiçoar as propriedades de adesão e a processabilida- de do material expansível. De modo geral, adequado será o uso de um ter-moplástico não-elastomérico que apresente um ponto de amolecimento nãosuperior à temperatura na qual o agente propulsor começa a ser ativado,preferivelmente, pelo menos, aproximadamente 30°C inferior à temperaturana qual o material expansível será exposto quando está previsto tal materialser expandido. Os termoplásticos não-elastoméricos particularmente preferi-dos abrangem polímeros de olefina, especialmente copolímeros de olefinas(por exemplo, etileno) com monômeros não-olefínicos (por exemplo: ésteresde vinila como acetato de vinila e propionato de vinila, ésteres de(met)acrilatos tais como ésteres de alquila C1 a C6 de ácido acrílico e ácidometacrílico). Exemplos de termoplásticos não-elastoméricos especialmenteadequados para uso na presente invenção compreendem copolímeros deacetato de etileno/vinila (particularmente copolímeros que contém de apro- ximadamente 20 a aproximadamente 35 % por peso de acetato de vinila) ecopolímeros de acrilato de etileno/metila (particularmente copolímeros quecontém de aproximadamente 15 a aproximadamente 35% por peso de acri-lato de metila e/ou que apresentam pontos de amolecimento Vicat inferioresa 50°C e/ou pontos de fusão dentro de uma faixa de 60 a 80°C e/ou índices de fluxo de fusão de 3 a 25 g/10 minutos, conforme medido pela ASTMD1238, 190°C, 2,16 kg).

Em determinadas modalidades da invenção, a proporção de pesode elastômero termoplástico : termoplástico não-elastomérico é de, pelo me-nos, 0,5:1 ou, pelo menos. 1:1 e/ou não superior a 5:1 ou 2,5:1.

A resina aglutinante pode ser selecionada dentro do grupo queconsiste em resinas rosin, resinas de terpeno, resinas fenólicas de terpeno,resinas de hidrocarboneto derivadas de destilados de craqueamento de pe-tróleo, resinas aglutinantes aromáticas, resinas de óleo cru, resinas de ceto-na e resinas de aldeído.

As resinas rosin adequadas são o ácido abiético, ácido levopimá-rico, ácido neo-abiótico, ácido dextropimárico, ácido palústrico, ésteres dealquila, ésteres dos ácidos rosin acima mencionados e produtos de hidroge-nação de derivados de ácido rosin.

Exemplos de plastificantes adequados compreendem ésteres dealquila Cmo de ácidos dibásicos (por exemplo: ésteres de ftalato), éteres dediarila, benzoatos de glicóis de polialquiieno, fosfatos orgânicos e ésteres deácidos alquilsulfônicos de fenol ou cresol.

Ceras adequadas compreendem as ceras parafínicas que apre-sentam faixas de fusão de 45 a 70°C, ceras micro cristalinas com faixas defusão de 60 a 95°C, ceras sintéticas Fischer-Tropsch com pontos de fusãoentre 100 e 115°C bem como ceras de polietileno com pontos de fusão entre85 e 140°C.

Antioxidantes e estabilizantes adequados abrangem os fenóis es-tericamente impedidos e/ou tioéteres, aminas aromáticas estericamente im-pedidas e similares.

Todos os agentes propulsores conhecidos, tais como os "agentesde propulsão química" que liberam gases pela decomposição ou "agentes depropulsão física", por exemplo: contas ocas de expansão (também algumasvezes referidas como microcontas expansíveis) são adequados como agen-tes propulsores na apresente invenção. As misturas de diferentes agentespropulsores podem ser vantajosamente usadas; por exemplo, um agentepropulsor que apresenta uma temperatura de ativação relativamente baixapode ser usado em combinação com um agente propulsor que apresentauma temperatura de ativação relativamente alta.Exemplos de "agentes propulsores químicos" abrangem o azo, ahidrazida, os compostos nitrosos e carbazida tais como azobisisobutironitrilaazodicarbonamida, dinitroso-pentametilenotetramida, 4,4'-oxibis(hidrazida deácido benzenossulfônico) difenil-sulfona-3,3'-dissulfohidrazida, benzeno-1,3-dissulfohidrazida e semicarbazida p-toluenossulfonila.

Os "agentes propulsores químicos" podem ser vantajosos a partirda presença de ativadores adicionais tais como o óxido de zinco, uréias(modificadas) e similares.

No entanto, os "agentes propulsores físicos" e particularmente asmicrocontas ocas expansíveis (também conhecidas como microcontas) tam-bém podem ser usadas. Vantajosamente, as microcontas ocas são basea-1,1 das em copolímeros de cloreto de polivinila ou copolímeros de acrilonitri-la/met(acrilato) e contém substâncias tais como hidrocarbonetos leves e hi-drocarbonetos halogenados.

Microcontas ocas expansíveis adequadas estão comercialmentedisponíveis, por exemplo: sob a marca comercial "Dualite" e "Expancel", res-pectivamente, da Pierce & Stevens (agora parte da Henkel Corporation) ouAkzo Nobel, respectivamente.

Agentes de cura adequados compreendem substâncias capazesde induzir reações de radicais livres, em particular, peróxidos orgânicos queabrangem os peróxidos de cetona, peróxidos de diacila, perésteres, perce-tais, hidroperóxidos e outros tais como hidroperóxido cumeno, diisopropil-benzeno bis(terc-butilperóxi), di(benzeno peroxiisopropil-2-terc-butila),1,1'ditercbutilperóxi-3,3,5-trimetilciclohexano, peróxido de dicumila, t-butilperoxibenzoato, peroxidicarbonatos de dialquila, diperoxicetais (tais co-mo 1,1-diterc-butilperóxi-3,3,5-trimetilciclohexano), peróxidos de cetona (porexemplo, peróxido de metiletilcetona) e 4,4-diterc-butilperóxi n- valerato debutila. De preferência, o agente de cura é um agente de cura latente, isto é,um agente de cura que essencialmente inerte ou não-reativo a temperaturaambiente (por exemplo, uma temperatura entre a faixa de aproximadamente130°C a aproximadamente 240°C).

Em uma modalidade particularmente desejada, a composiçãotermicamente expansível contém uma pequena quantidade (por exemplo 0,1a 5 em peso percentual ou 0,5 a 2 em peso percentual) de um ou mais mo-nômeros olefinicamente insaturados e/ou oligômeros tais como C1 a C6 al-quila (meth)acrilatos (por exemplo, acrilato de metila), ácidos carboxílicosinsaturados tais como o ácido meth(acrílico), anidridos insaturados tais comoa anidrido maléico, meth(acrilatos) de polióis e polióis alcoxilados tais comoo glicerol, triacrilato, diacrilato de etileno glicol, diacrilato de trietileno glicol,triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA) e similares, trimesato de trialila, tri-melitato de trialila (TATM), pirometitato de tetraalila, o éster de dialila de1,1,3,-trimetil-5-carbóxi-3-(4-carboxifenil)indeno, acrilato de pentadienil dihi-drodiciclo, trimelitato de trimetilpropano (TMPTM), trimetacrilato de pentaeri-tritol, fenileno-dimaleimida, isocianurato de tri(2-acriloxietila), isocianurato detrialila (TAIC), cianurato de trialil (TAC), tri(2-metacriloxietila) trimelitato, nitri-Ias insaturadas, tais como (met)acrilonitrila, compostos de vinila (abrangendoos compostos aromáticos de vinila tais como o estireno), compostos de alilae similares e combinações dos mesmos. Em uma modalidade, o(s) monôme-ro(s) olefinicamente insaturado(s) e/ou o(s) oligômero(s) usados contêm so-mente ligação dupla de carbono-carbono por molécula (por exemplo: o mo-nômero ou oligômero é monofuncional em relação aos grupos funcionaisolefinicamente insaturados). De preferência, o(s) monômero(s) e/ou o(s) oli-gômero(s) são selecionados para serem capazes de submeter-se à reaçãode radical livre (por exemplo: oligomerização ou polimerização) iniciada peloagente de cura presente no material expansível quando o material expansí-vel é aquecido a uma temperatura efetiva para ativar o agente de cura (porexemplo, por decomposição térmica de um peróxido).

Exemplos de enchimento adequado compreendem giz, talco,carbonato de cálcio, negro de carvão, carbonatos de cálcio de magnésio ebarita e enchimento de silicato do tipo de alumínio-magnésio-cálcio, tal comowolastonita e clorito. No entanto, preferivelmente, a quantidade total de en-chimento é limitada a menos de 10% por peso, mais preferivelmente menosde 5% por peso. Em uma modalidade, o material expansível não contémqualquer enchimento (definido no presente documento como partículassubstancialmente inorgânicas, tais como as partículas dos materiais acimamencionados).

Em determinadas modalidades da invenção, os componentes domaterial termicamente expansível são selecionados de modo que o materialexpansível está isento ou substancialmente isento de qualquer resina termo-estável tal como a resina epóxi (por exemplo: o material expansível contémmenos de 5% ou menos de 1% por peso de resina epóxi).

A expansão do material termicamente expansível é atingida pelaetapa de aquecimento, na qual o material termicamente expansível é aque-cido por um tempo e a uma temperatura efetiva para ativar o agente propul-sor e também qualquer agente de cura que esteja presente.

Dependendo da natureza do material termicamente expansível eas condições de linha na linha de montagem, a etapa de aquecimento énormalmente efetuada a uma temperatura de 130°C a 240°C, preferivelmen-te de 150°C a 200°C, com um tempo de permanência em um forno de apro-ximadamente 10 minutos a aproximadamente 30 minutos.

É vantajoso beneficiar-se da etapa de aquecimento que se segueà passagem das peças do veículo no método de pintura que utiliza correnteelétrica para produzir a expansão do material termicamente expansível vistoque a temperatura durante esta etapa de aquecimento, geralmente, é sufici-ente para determinar a expansão prevista.

A presente invenção também se refere a um método para reduzira transferência de vibrações geradas a um local ao qual o gerador de vibra-ções está conectado por meio de um elemento estrutural com recursos paradissipar a energia vibracional gerada pelo gerador de vibrações, caracteriza-do pelo fato de que os recursos para dissipar a energia vibracional compre-endem uma barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com a pre-sente invenção conforme aqui descrita.

Exemplos de geradores de vibração compreendem motores, má-quinas, bombas, caixas de engrenagem, amortecedores e molas da suspen-são.

O método de acordo com a presente invenção é particularmenteadaptado para reduzir os ruídos transmitidos pela estrutura em um veículoautomotivo. Neste caso, o gerador de vibrações está conectado a, pelo me-nos, uma das peças constituintes do compartimento de passageiros do refe-rido veículo por meio de um elemento estrutural. O formato do elemento es-trutural é o de um trilho tubular com uma secção transversal poligonal, depreferência, retangular.

O método de acordo com a invenção compreende sucessivamente:

a seleção de uma barreira de dissipação de onda vibratóriade acordo com a presente invenção que apresenta dimensões tais que pos-sa ser inserida no elemento estrutural.

a inserção da barreira de dissipação de onda vibratória noelemento estrutural ou fixação da barreira de dissipação de onda vibratóriasobre o elemento estrutural em um local próximo ao gerador de vibrações; e

- a expansão do material termicamente expansível.

Vantajosamente, a barreira de dissipação de onda vibratória é se-lecionada de modo tal que é obtido um espaço livre de aproximadamente 1 a10 mm entre a(s) superfície(s) externa(s) da barreira de dissipação de ondavibratória e a(s) superfície(s) interna(s) do elemento estrutural (na modalida-de onde a barreira é inserida no elemento estrutural) ou entre a(s) superfl·cie(s) interna(s) da barreira de dissipação de onda vibratória e a(s) superfí-cie(s) externa(s) do elemento estrutural (na modalidade onde a barreira éfixada sobre o lado externo do elemento estrutural). Uma instalação destas édesejável porque a mesma permite que líquidos tais como banhos de Iimpe-za, banhos de revestimento de conversão e revestimento que utiliza correnteelétrica entrem livremente em contato com as superfícies internas e externasdo elemento estrutural. Portanto, as superfícies internas e externas podemser facilmente tratadas com tais líquidos após introdução da barreira de dis-sipação de onda vibratória e antes da expansão do revestimento do materialtermicamente expansível.

Em outra modalidade vantajosa, a secção transversal da barreirade dissipação de onda vibratória apresenta o mesmo formato da secçãotransversal do elemento estrutural. Por exemplo, se o elemento estruturalapresenta uma secção transversal com um comprimento interior 1 e umalargura interior w, as dimensões externas da barreira de dissipação de ondavibratória (onde está previsto inserir a barreira no elemento estrutural) será 1e w menos duas vezes o espaço livre necessário para a expansão do mate-rial. O comprimento longitudinal da barreira de dissipação de onda vibratória,geralmente, deve ser selecionado de modo que o mesmo não seja mais lon-go que o comprimento do elemento estrutural no qual está previsto inserir abarreira de ondas ou sobre a qual está previsto fixar a barreira de ondas.

Normalmente, a barreira de dissipação de onda vibratória apresenta umcomprimento que é, pelo menos, tão longo quanto à dimensão mais longa da1,1 secção transversal do suporte, por exemplo: pelo menos, duas a três vezeso comprimento da dimensão mais longa da secção transversal do suporte.Comprimentos mais longos irão permitir uma quantidade maior de materialtermicamente expansível a ser introduzido entre o elemento estrutural e osuporte, porém, geralmente, por razões de custo e peso, a quantidade usadade tal material é, preferivelmente, não significantemente em excesso daquantidade necessária para atingir a medida desejada da redução de trans-ferência de vibrações.

A barreira de dissipação de onda vibratória, preferivelmente, é in-serida no elemento estrutural ou fixada sobre o elemento estrutural o maispróxima possível do gerador de vibrações e antes da estrutura que recebe avibração a partir do qual o som é gerado. Se desejado, qualquer método a-dequado pode ser usado para fixar fisicamente a barreira de dissipação deonda vibratória ao elemento estrutural antes da ativação do material termi-camente expansível de modo que a barreira fique fixada de modo seguro naposição desejada em relação ao elemento estrutural, impedindo assim umdeslocamento da barreira enquanto o elemento estrutural está sendo subme-tido a um manuseio adicional (como pode estar exposto em uma operaçãode montagem de um veículo, por exemplo). Tal fixação pode ser efetuada,por exemplo, através do uso de fixadores mecânicos como grampos, pinos,parafusos, porcas, fixadores e similares bem como através do uso de flan-ges ou saliências em um ou ambos do suporte e do elemento estrutural quesão soldados, fixos por rebites ou fixados por adesão de modo que interco-nectam o suporte e o elemento estrutural. A barreira de dissipação de ondavibratória e o elemento estrutural podem, alternativamente, estar configura- dos de modo que haja uma atuação conjunta para que as forças gravitacio-nais e/ou friccionais estejam exclusivamente incumbidas de manter a barrei-ra no lugar. Por exemplo, uma barreira de dissipação de onda vibratória emformato de U, prevista para ser fixada na parte externa do elemento estrutu-ral em formato retangular, pode estar projetada para apresentar flanges que se estendem para o interior de cada lado da extremidade aberta do suporteem formato de U. Quando a barreira de dissipação de onda vibratória estáfixada em torno do elemento estrutural, estas flanges ficam apoiadas sobre asuperfície externa superior do elemento estrutural, por meio do qual permiteque a barreira fique suspensa a partir do elemento estrutural.

A expansão do material expansível é obtida pela etapa de aque-cimento.

Dependendo da natureza do material termicamente expansível eas condições de linha na linha de montagem, a etapa de aquecimento nor-malmente é efetuada a uma temperatura de 130°C a 240°C, preferivelmente de 150°C a 200°C com um tempo de permanência no forno de aproximada-mente 10 minutos a aproximadamente 30 minutos.

Para produzir a expansão do material termicamente expansível, évantajoso beneficiar-se da etapa de aquecimento que se segue à etapa depassagem das peças do veículo que contém a barreira de dissipação de on- da vibratória através do banho de revestimento que utiliza corrente elétrica,visto que a temperatura durante esta etapa de aquecimento, geralmente, ésuficiente para produzir a expansão desejada.

A quantidade de material termicamente expansível que é aplica-da ao suporte é selecionada de modo que, após a expansão, o seu volume ocupa o espaço livre entre o suporte e a(s) superfície(s) do elemento estrutu-ral que está voltada ao suporte. O material termicamente expansível podeser formulado de modo que o mesmo tenha uma aderência à superfície in-tema ou externa do elemento estrutural após a expansão.

As barreiras de dissipação de ondas vibratórias aqui descritas napresente invenção podem ser usadas em qualquer local dentro de uma es-trutura de veículo automotivo. Por exemplo, tais locais abrangem, mas nãoestão limitados, a colunas (compreendendo as colunas A, B, C e D), trilhos,colunas para as regiões das portas, teto para regiões de colunas, regiões decolunas centrais, trilhos do teto, estruturas do pára-brisa e outras janelas,tampas de malas, janelinhas, capotas conversíveis de veículos, outros locaisda linha de cintos, trilhos de motores (máquinas), soleiras inferiores, trilhosde soleiras, suporte de lança de automóvel, membros cruzados, trilhos infe-riores e similares.

O acima mencionado e outros itens, características e vantagensda presente invenção e tornarão mais óbvios a partir a descrição que se se-gue das modalidades preferidas, com referência às figuras anexas, nasquais:

a figura 1 é uma vista esquemática em perspectiva de uma pri-meira modalidade da barreira de dissipação de onda vibratória de acordocom a presente invenção antes da expansão do material termicamente ex-pansível;

a figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bar-reira de dissipação de onda vibratória da figura 1 após da expansão do ma-terial termicamente expansível;

a figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bar-reira de dissipação de onda vibratória da figura 1 após a inserção no ele-mento estrutural;

a figura 4 é uma vista esquemática em perspectiva de uma bar-reira de dissipação de onda vibratória da figura 3 após a expansão do mate-rial termicamente expansível; e

a figura 5 é um gráfico que apresenta três curvas que represen-tam a variação do ruído transmitido pela estrutura em uma carroceria de au-tomóvel como uma função da freqüência.

A barreira de dissipação de onda vibratória (1) exibida na figura 1compreende um suporte em formato de U (2) que apresenta uma superfícieinterna (2a) e uma superfície externa (2b). Um revestimento (3) que compre-ende um material termicamente expansível é aplicado à superfície externa(2b). A espessura inicial do material termicamente expansível pode ser, porexemplo, 0,5 a 10 mm, por exemplo: 2 mm.

O suporte em formato de U (2) é executado em metal ou em ma-terial sintético. Os metais preferidos são aço galvanizado e alumínio.

Ao usar um material sintético, estes podem, opcionalmente, serem fibra reforçada. Os materiais sintéticos podem ser selecionados a partirdos previamente mencionados. A espessura do suporte (2) pode ser, porexemplo, de 0,2 a 5 mm, por exemplo: aproximadamente 1 mm. De prefe-rência, a espessura do material metálico ou sintético é selecionada de modoa proporcionar um suporte que apresenta a rigidez do elemento estrutural aser combinado com a barreira de dissipação de onda vibratória.

Os exemplos não-limitantes a seguir ilustram a invenção e o mo-do de aplicação prática da mesma.

Conforme exibido na figura 3, a barreira de dissipação de ondavibratória (1) é introduzida no interior de um elemento estrutural de uma car-roceria de automóvel, por exemplo, no interior de um membro frontal (4) queapresenta um formato longitudinal tal como um trilho ou uma coluna. O ele-mento estrutural já pode estar compreendido quando a barreira de dissipa-ção de onda vibratória é introduzida; por exemplo, o elemento estrutural po-de ser uma coluna hidroformada ou um trilho ou uma coluna ou trilho quetenha sido montado pela fixação de dois ou mais segmentos formados deplacas metálicas. Alternativamente, a barreira de dissipação de onda vibrató-ria pode ser introduzida no interior de uma seção em formato de canal. Apósa inserção da barreira de dissipação de onda vibratória (1), a seção em for-mato de canal pode ser fechada ou vedada para formar o elemento estrutu-ral pela colocação de uma placa (que pode ser plana ou formada em umformato não-plano) na extremidade aberta as seção em formato de canal,com a seção em formato de canal e a placa sendo, preferivelmente, fixadauma à outra por meios de fixação tais como soldagem, ligação adesiva, fixa-dores mecânicos ou alguma combinação dos mesmos.

Conforme exibido na figura 3, a barreira de dissipação de ondavibratória pode apresentar um suporte (2) que é aproximadamente retangu-lar que apresenta as mesmas dimensões externas do membro frontal (4)menos o espaço livre necessário para expandir o material (neste caso me-nos 4 mm em torno do suporte). A barreira de dissipação de onda vibratóriapode ser colocada livremente (por exemplo: sem fixação física) dentro doelemento estrutural ou alternativamente pode ser fixada na posição usandoum ou mais dispositivos de fixação tais como grampos, parafusos, porcas,pinos ou similares. Por exemplo, as bordas do suporte (2) que entram emcontato com uma superfície interna do elemento estrutural (4) podem apre-1,1 sentar um ou mais grampos projetados do mesmo que são inseridos nasaberturas ou outros receptáculos na referida superfície interna, por meio doqual mantém a barreira de dissipação de onda vibratória na posição. Osgrampos podem estar configurados de modo que as bordas do suporte (2)fiquem posicionadas a uma pequena distância do fundo do elemento estrutu-ral, o qual assim permite composições de limpeza, composições de revesti-mento de conversão, composições de pintura ou base de pintura ou quais-quer outros líquidos normalmente utilizados durante as operações de mon-tagem de o veículo entrar em contato mais completo com a superfície doelemento estrutural.

Após a inserção da barreira de dissipação de onda vibratória (1),a carroceria do automóvel é aquecida a uma temperatura de 180°C por 20min. com a finalidade de produzir a expansão do material termicamente ex-pansível no espaço entre a superfície externa do suporte (2b) e a superfícieinterna do elemento estrutural. A barreira de dissipação de onda vibratóriaativada está ilustrada na figura 4. Após o aquecimento, o revestimento domaterial expansível não expandido apresenta uma espessura de 4 mm. Aexpansão pode ser realizada durante a passagem das peças do veículo a-través de um forno subseqüente ao tratamento das peças em um banho derevestimento por corrente elétrica.

Em outros exemplos, a barreira de dissipação de onda vibratória(1) pode ser selecionada de modo que o espaço livre entre as superfíciesexternas da barreira de dissipação de onda vibratória (1) e as superfíciesinternas do elemento estrutural é de aproximadamente 1 a 10 mm. Em todosestes casos, após o aquecimento, o material termicamente expansível ocupatodos os espaços livres.

A figura 5 exibe os resultados de um experimento efetuado usan-do uma carroceria de automóvel real. Neste experimento, a barreira de dis-sipação de onda vibratória está localizada a partir da frente até o final domembro frontal e apresenta um comprimento de 52 cm.

Um agitador dinâmico é usado como gerador de vibrações e é fi-xado na extremidade livre de um membro longitudinal frontal em forma deum trilho da carroceria do automóvel, com o agitador dinâmico fornecendouma ampla banda de excitação na faixa de freqüência de 20 Hz até 200 Hz.

A vibração injetada é medida por meio de um sensor de força Ιο-calizado no ponto de entrada.

A resposta do assoalho frontal e painéis de paredes às quais omembro longitudinal está conectado é medida por meio de acelerômetros.

A mobilidade produzida em média no espaço é calculada (m/s/N)na faixa de freqüência de 20 Hz até 200 Hz.

A comparação dos níveis de vibração está apresentada na figura5 durante o uso da invenção proposta sobre o padrão de transferência devibrações e usando as clássicas mantas amortecedoras aplicadas direta-mente sobre os painéis de vibração. As curvas exibem a variação da mobili-dade produzida em média no espaço conforme uma função de freqüência.

Estes experimentos foram conduzidos nas seguintes condições:sem qualquer material de amortecimento adicionado sobreos painéis de vibração e sobre o padrão de transferência de vibração (curvaC2 na figura 5).

2,9 kg de mantas de amortecimento de asfalto foram aplica-das sobre os painéis de vibração e sobre o padrão de transferência de vibra-ção (assoalho frontal e painéis de paredes) (curva C3 na figura 5); isso é aclássica solução usada na carroceria do automóvel estudado para amortecera vibração dos painéis.

é usada a barreira de dissipação de onda vibratória de acor-do com a invenção conforme abaixo descrita (curva C1 na figura 5).

O material expansível apresenta a seguinte composição:

45 partes por peso de copolímeros por blocos SIS, teor de es-tireno 20%

5 partes por peso de resina de hidrocarboneto aromáticocomo aglutinante

2,5 partes por peso de diisononilftalato

-4,5 partes por peso de cera micro cristalina

27,5 partes por peso de copolímero termoplástico de acetato de1,1 etileno/vinila

0,1 parte por peso de antioxidante fenólico8,8 partes por peso de agente propulsor (azodicarbonamida)

1,0 parte por peso de 1,1-diterc-butilperóxi-3,3,5-trimetilciclohexano

0,5 parte por peso de metilacrilato1,5 parte por peso de uréia tratada com oxido de zincoDas curvas C1 e C2, evidencia-se que na faixa de freqüência dosruídos transmitidos pela estrutura entre 100 Hz e 500 Hz, a mobilidade pro-duzida em média no espaço é reduzida por uma média de 5,0 dB. Visto quea mobilidade produzida em média no espaço é diretamente proporcional aosruídos transmitidos pela estrutura, a redução do ruído também é 44%.

Na comparação das curvas C3 e C2, evidencia-se que na faixa25 de freqüência de ruídos transmitidos pela estrutura entre 100 Hz e 500 Hz, amobilidade produzida em média no espaço é reduzida em uma média de 1,4dB, isto é, 15%.

A superioridade da solução proposta pela invenção com respeitoa mais usada solução do nível da técnica anterior (amortecedores de vibra-ção e mantas amortecedoras) nitidamente evidencia-se quando comparadacom a redução obtida do ruído devido à invenção, isto é, 44% e a reduçãoobtida quando usando a solução do nível da técnica anterior, isto é, 15%.As principais vantagens da invenção são conforme se segue:muito menos material é necessário para amortecer a vibra-ção de painéis de vibração;

o uso da barreira de dissipação de onda vibratória de acordocom a invenção é muito menos dispendiosa em termos de custos de proces-so para o fabricante do automóvel ou da máquina comparada com a aplica-ção do material amortecedor aos painéis de vibração;

a aptidão para trabalhar nas trilhas de transmissão requeruma análise mais profunda da estrutura da carroceria do automóvel maspermite uma solução a ser sintonizada sobre uma fonte de excitação previs-ta ou faixa de freqüência comparada a uma solução de múltiplos propósitosconforme o tratamento de painéis;

o uso da barreira de dissipação de onda vibratória de acordocom a invenção também pode contribuir com a rigidez da estrutura aperfei-çoando assim a segurança e conforto do veículo, no entanto uma contribui-ção considerável à rigidez da estrutura sempre irá reduzir a eficácia da pro-priedade da barreira de dissipação de onda vibratória.

Claims

1. Barreira de dissipação de onda vibratória que compreende umsuporte que apresenta uma superfície interna e uma superfície externa, emque está presente um revestimento termicamente expansível em, pelo me·nos, uma das referidas superfícies internas e referidas superfícies externas ena qual o referido material termicamente expansível, após expansão e a umatemperatura entre -10 e +40°C, apresenta um módulo de armazenamento deYoung E' entre 0,1 MPa e 1000 MPa e um fator de perda superior a 0,3 nafaixa de freqüência de 0 a 500 Hz.

2. Barreira de dissipação de onda vibratória-de acordo com areivindicação 1, em que o suporte apresenta uma seção transversal poligo-nal.

3. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o material termicamente expansível compreende,pelo menos, uma elastômero termoplástico, pelo menos um termoplásticonão-elastomérico, pelo menos um estabilizante ou antioxidante, pelo menosum agente propulsor e pelo menos um agente de cura.

4. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o material termicamente expansível, uma vez ex-pandido, apresenta um fator de perda superior a 1 na faixa de freqüência de-0 a 500 Hz a uma temperatura entre -10 e +40°C.

5. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o suporte é composto de metal.

6. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com aeivindicação 1, em que o suporte é composto de um material sintético ter-moplástico.

7. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o suporte apresenta uma secção transversal retan-gular.

8. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o suporte apresenta uma secção transversal emformato de U.

9. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o material termicamente expansível é composto:de 25 a 70% por peso de, pelo menos, um elastômero ter-moplástico;- de 15 a 40% por peso, de, pelo menos, um termoplásticonão elastomérico;de 0,01 a 2% por peso, de, pelo menos, um estabilizante ouantioxidante;de 2 a 15% por peso, de, pelo menos, um agente propulsor;- de 0,5 a 4% por peso, de um agente de cura;opcionalmente, de 0,5 até 2% por peso, de, pelo menos, ummonômero olefinicamente insaturado;opcionalmente, até 10% por peso, de, pelo menos, uma re-sina aglutinante;- opcionalmente, até 5% por peso, de, pelo menos, um plasti-ficante;opcionalmente, até 10% por peso, de, pelo menos, uma cera;opcionalmente, até 3% por peso, de, pelo menos, um ativa-dor para o agente propulsor; eopcionalmente, pelo menos, um enchimento;sendo as percentagens pesadas como percentagens por pesodo total de peso do material termicamente expansível.

10. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o material termicamente expansível, uma vez ex-pandido, apresenta um módulo de cisalhamento G' entre 0,1 MPa e 500MPa na faixa de freqüência de 0 a 500 Hz a uma temperatura entre -10 e+40°C.

11. Barreira de dissipação de onda vibratória de acordo com areivindicação 1, em que o referido material termicamente expansível com-preende:a) de 35 a 55% por peso de, pelo menos, um elastômero sele-cionado a partir do grupo que consiste em poliuretanos termoplásticos, copo-límeros por blocos de estirenos/butadienos, copolímeros por blocos de esti-renos/butadienos hidrogenados, copolímeros por blocos de estire-no/isoprenos e copolímeros por blocos de estireno/isoprenos hidrogenados;b) de 20 a 35% por peso de, pelo menos, um termoplástico elas-tomérico selecionado a partir do grupo que consiste em copolímeros de ace-tato de etileno/vinila e copolímeros de acrilato de etileno/metila;c) de 0,5 a 1 % por peso de pelo menos, um estabilizante ou an-tioxidante;d) pelo menos, um agente latente de propulsor químico em umaquantidade efetiva para fazer com que o material expansível se expanda,pelo menos, 100% em volume quando aquecido a uma temperatura de 150graus C, pelo menos, por 20 minutos;e) de 0,5 a 4% por peso de, pelo menos, um peróxido ef) de 0,5 a 2% por peso de, pelo menos, um monômero ou oli-gômero olefinicamente insaturado; em que o material termicamente expansí-vel contém menos de 10% por peso de enchimento.

12. Método para reduzir a transferência de vibrações a partir deum gerador de vibrações para um local ao qual o gerador de vibrações estáconectado por meio de um elemento estrutural, que compreende o guarne-cimento do referido elemento estrutural com um recurso para dissipar a e-nergia vibratória gerada pelo gerador de vibrações, caracterizado pelo fatode que o referido recurso compreende uma barreira de dissipação de ondavibratória como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11.

13. Método para reduzir a transferência de vibrações a partir deum gerador de vibrações compreendido em um veículo a motor para, pelomenos, uma parte constituinte do compartimento de passageiros do referidoveículo a motor, ao qual o gerador de vibrações está conectado por meio deum elemento estrutural que apresenta a forma de um trilho tubular com umasecção transversal poligonal, compreendendo o referido método sucessiva-mente:a seleção de uma barreira de dissipação de onda vibratóriacomo definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, que apresen-tam dimensões de modo que a barreira de dissipação de onda vibratória po-de ser inserida no interior de um elemento estrutural ou fixada sobre um e-Iemento estrutural;- a inserção da barreira de dissipação de onda vibratória nointerior de um elemento estrutural ou fixação da barreira de dissipação deonda vibratória sobre o elemento estrutural em um local próximo ao geradorde vibrações; ea expansão do material termicamente expansível.

14. Método de acordo com a reivindicação 13, em que as di-mensões da barreira de dissipação de onda vibratória são selecionadas demodo que é obtido um espaço livre de aproximadamente 1 a 10 mm entre asuperfície da barreira de dissipação de onda vibratória que apresenta o re-vestimento presente sobre o mesmo e a superfície do elemento estruturalque se opõe à referida superfície da barreira de dissipação de onda vibrató-ria que apresenta o revestimento presente sobre o mesmo.

15. Método de acordo com a reivindicação 13, em que o materialtermicamente expansível é expandido a uma temperatura de 130°C a 240°C.

16. Método de acordo com a reivindicação 13, em que o elemen-to estrutural entra em contato com uma composição líquida após a inserçãoou fixação da barreira de dissipação de onda vibratória e subseqüentementeaquecido em um forno, produzindo assim a expansão do material termica-mente expansível.

17. Método de acordo com a reivindicação 13, em que o reves-timento compreende uma quantidade de material termicamente expansívelque é selecionada de modo que, após a expansão, o volume do materialtermicamente expansível ocupa o espaço livre entre o suporte e a superfíciedo elemento estrutural que se opõe ao suporte.

18. Veículo que compreende um gerador de vibrações e umcompartimento de passageiros, em que o referido gerador de vibrações euma parte constituinte do referido compartimento de passageiros ficam emcontato por meio de um elemento estrutural que apresenta uma forma de umtrilho tubular com uma secção transversal poligonal e no qual uma barreirade dissipação de onda vibratória como definida em qualquer uma das reivin-dicações 1 até 11, está localizada em ou sobre o referido elemento estrutu-ral, sendo o referido material termicamente expansível expandido para ocu-par o espaço livre entre o suporte e a superfície do elemento estrutural quese opõe ao suporte.