ЗВУКОПОГЛОЩАЮЩИЙ КОМПОЗИТНЫЙ МАТЕРИАЛ С ЭКРАНИРУЮЩЕЙ МЕМБРАНОЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к использованию в строительстве многослойных защитных материалов, имеющих, в частности, звуко- и виброизолирующие свойства; предназначена к применению в качестве высокоэффективного звукопоглощающего слоя в звукоизоляционных (звукопоглощающих) ограждающих конструкциях.
Из уровня техники известно решение по патенту на полезную модель «МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПОЗИТНЫЙ ЗАЩИТНЫЙ МАТЕРИАЛ», №125220, E04B 1/82, 03.04.2012. Данное решение выбрано в качестве прототипа предлагаемой полезной модели и представляет собой многофункциональный композитный защитный материал, содержащий основной слой, выполненный из алюмосиликатного или стеклянного волокна, покрытый, по крайней мере, с одной стороны слоем, выполненным из нетканого полипропилена или из ткани, изготовленной из неорганического волокна, и, по крайней мере, один экранирующий слой, расположенный с одной стороны основного слоя, при этом отношение толщины основного слоя к толщине экранирующего слоя составляет (1-25):1, при этом экранирующий слой выполнен из холодной битумной мастики и/или других материалов.
К недостаткам данного материала (прототипа) можно отнести следующее:
- основным слоем является звукопоглощающий слой, покрытый экранирующими слоями, стоимость которых намного превышает стоимость основного слоя. Соответственно, данный материал является достаточно дорогостоящим;
- материалы, применяемые для образования экранирующих слоев, эластичные и не имеют привлекательного внешнего вида. В связи с этим данный материал не может быть финишным отделочным материалом, что ограничивает его применение:
- либо размещением в качестве финишного (отделочного) материала во второстепенных или специальных помещениях (например, в студиях звуко- и видеозаписи);
- либо использованием в конструкциях перегородок и дополнительных звукоизолирующих обшивок стен и потолков в жилых, офисных и общественных помещениях, что требует дополнительных покрытий для финишной отделки. Такие покрытия, как правило, тоже дорогие, кроме того, и сами обладают экранирующими звукоизоляционными свойствам, что приводит к дублированию экранирующих слоев прототипа материалами, пригодными для финишной отделки стен и потолков. Это еще более удорожает применение прототипа на практике.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое решение, является ряд вариантов звукопоглощающего композитного материала с экранирующей мембраной, готовых к применению в строительстве в качестве высокоэффективных звукопоглощающих заполнителей, экономически эффективных и имеющих высокие эксплуатационные характеристики, позволяющие применять их при создании звукоизоляционных ограждающих конструкций помещений любого назначения.
Достижение данного результата обеспечивается за счет следующего.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной состоит из трех слоев. Внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполняющая функцию звукоизолирующего слоя. С обеих сторон экранирующей мембраны к ней присоединены два звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. Присоединение слоев друг к другу осуществляется преимущественно клеевым способом. Также они могут присоединяться и метом термоскрепления.
Именно вышеуказанное взаимное расположение слоев: «звукопоглощающий слой - экранирующая мембрана - звукопоглощающий слой» обеспечивает достижение основного технического результата - высоких эксплуатационных характеристик. Проведенные измерения показали, что при размещении внутри звукопоглощающего материала элемента в виде экранирующей (звукоизолирующей) мембраны звукопоглощающие свойства такого композитного материала резко повышаются.
Это явление объясняется тем, что энергия звука, с какой бы стороны она не воздействовала на ограждающую конструкцию, внутри которой расположен звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной, после отражения ее внешними (финишными) слоями конструкции сначала абсорбируется первым воспринявшим ее звукопоглощающим слоем. Затем, уже внутри первого (относительно источника звука) звукопоглощающего слоя происходит частичное отражение звуковой энергии от экранирующей мембраны. Эта энергия почти мгновенно поглощается также первым звукопоглощающим слоем, обладающим гораздо более высоким импедансом, чем воздух, и переходит в тепловую. Часть звуковой энергии, которая воздействует на экранирующую мембрану после абсорбции первым звукопоглощающим слоем, вызывает продольные изгибные колебания экранирующей мембраны. Благодаря тому, что экранирующая мембрана, подобно тонкой пластине, имеющей жесткость в перпендикулярном к ее поверхности направлении близкую к нулю, осуществляет продольные изгибные колебания в среде с высоким импедансом (образованной двумя окружающими ее звукопоглощающими слоями), мощность звуковой энергии в значительной степени ослабляется, а ее энергия быстро переходит в тепловую. Причем, чем тоньше такая мембрана, тем быстрее затухают эти волны. Проникшая же через экранирующую мембрану часть звуковой энергии, в значительной степени ослабленная первым звукопоглощающим слоем, а также продольными изгибными колебаниями экранирующей мембраны, абсорбируется вторым (относительно источника звука) звукопоглощающим слоем. Более того, звуковая волна, все-таки прошедшая через такой композитный материал, отражается от внутренней поверхности финишных слоев конструкции и поглощается вторым звукопоглощающим слоем.
Таким образом, роль высокоэффективного звукопоглощающего композитного материала с экранирующей мембраной внутри него может быть очень велика при устройстве звукоизолирующих ограждающих конструкций. При этом ее стоимость относительно невысокая, чем достигается второй поставленный технический результат. Третий технический результат, а именно отсутствие необходимости дополнительных покрытий для финишной отделки, достигается внешним видом используемых наружных финишных звукоизолирующих слоев ограждающей конструкции.
В качестве внешних звукопоглощающих слоев звукопоглощающего композитного материала с экранирующей мембраной используются искусственные, синтетические и неорганические волокнистые материалы, а также их смеси:
- искусственные: вискозное волокно, триацетатное волокно, ацетатное волокно и их модификации;
- синтетические: полиамидное волокно, полиэфирное волокно, полиуретановое волокно, полиакрилонитрильное волокно, поливинилхлоридное волокно, поливинилспиртовое волокно, полиолефиновое волокно и их модификации;
- неорганические: алюмосиликатное волокно (стеклянное, базальтовое и тому подобные).
Возможно сочетание разных волокнистых материалов, т.е., например, с одной стороны от экранирующей мембраны может располагаться слой из искусственного волокна, а с другой - неорганического волокна.
Материалами экранирующей мембраны могут быть:
- линолеумы всех типов: натуральный, поливинилхлоридный (ПВХ), глифталевый (алкидный), коллоксилиновый, линолеум-релин;
- тонкие звукоизоляционные мембраны с высокой плотностью, в т.ч. не имеющие "критической частоты" в слышимом диапазоне частот: свинец, резина, а также ряд современных материалов, по своему строению являющихся высокоплотными мембранами: Tecsound (Тексаунд), POLIPIOMBO (Полипиомбо), POLIPIOMBO DUO (Полипиомбо Дуо), ECOPOLIPIOMBO (Экополипиомбо), TOPSILENT BITEX (Топсайлент Битекс).
- тонкие металлические или пластмассовые гибкие пластины (под тонкими понимаются пластины, не превышающие 2 мм).
3
Толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, а объемный вес, в зависимости от конкретного используемого материала, - от 25 до 200 кг/м.
Толщина звукопоглощающих слоев в одном материале может быть и различной, и одинаковой, что зависит от конкретной технической задачи.
Толщина экранирующей мембраны в общем случае предпочтительно составляет от 0,2 до 10 мм в зависимости от материала, из которого она сделана.
Для соединения указанных слоев друг с другом предпочтительно использовать любой известный быстросхватывающийся клей, который после высыхания сохраняет эластичность. Например, клей для линолеума, ворсистых и тканевых материалов Homakoll 208. Также для соединения слоев может использоваться метод термоскрепления.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по первому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из натурального линолеума, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 3 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется натуральный линолеум, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по второму варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из поливинилхлоридного (ПВХ) линолеума, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 3 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется поливинилхлоридный (ПВХ) линолеум, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по третьему варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из глифталевого (алкидного) линолеума, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 3 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется глифталевый (алкидный) линолеум, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по четвертому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из коллоксилинового линолеума, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 3 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется коллоксилиновый линолеум, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по пятому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из линолеума-релина, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 3 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется линолеум-релин, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по шестому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из резины, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется резина, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по седьмому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из свинца, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 0,2 до 1,5 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется резина, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по восьмому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала Tecsound (Тексаунд), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется Tecsound (Тексаунд), достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по девятому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала POLIPIOMBO (Полипиомбо), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется POLIPIOMBO (Полипиомбо), достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по десятому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала POLIPIOMBO-DUO (Полипиомбо-Дуо), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется POLIPIOMBO-DUO (Полипиомбо-Дуо), достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по одиннадцатому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала ECOPOLIPIOMBO (Экополипиомбо), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется ECOPOLIPIOMBO (Экополипиомбо), достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по двенадцатому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала TOPSILENT BITEX (Топсайлент Битекс), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется TOPSILENT BITEX (Топсайлент Битекс), достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по тринадцатому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из материала с высокой поверхностной плотностью, в т.ч. не имеющего «критической частоты» в слышимом диапазоне частот (с поверхностной плотностью от 1 до 20 кг/м2), к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 1 до 10 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве экранирующей мембраны используется материал с высокой плотностью, в т.ч. не имеющий «критической частоты» в слышимом диапазоне частот, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по четырнадцатому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из тонкой пластмассовой гибкой пластины, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется тонкая пластмассовая гибкая пластина, достигает всех вышеуказанных технических результатов.
Звукопоглощающий композитный материал с экранирующей мембраной по пятнадцатому варианту исполнения состоит из трех слоев, при этом внутренним слоем является экранирующая мембрана, выполненная из тонкой металлической гибкой пластины, к которой с обеих сторон присоединены два наружных звукопоглощающих слоя, выполненных из волокнистого материала. При этом толщина любого звукопоглощающего слоя составляет от 10 до 100 мм, толщина экранирующей мембраны предпочтительно составляет от 0,5 до 2 мм; для соединения слоев используется клей либо термоскрепление. При этом материалом, по крайней мере, одного из звукопоглощающих слоев является искусственное, синтетическое или неорганическое волокно.
Подобное выполнение композитного материала, в котором в качестве материала экранирующей мембраны используется тонкая металлическая гибкая пластина, достигает всех вышеуказанных технических результатов.