Vaimennusmaton valinta – Osa 1 alubutyylimatto

Alubutyylimatto eli CLD-matto

Alubutyyli vaimennusmatto koostuu kolmesta materiaalista:

1. Tartuntapinta ( liimapinta )
2. Butyyliseos
3. Alumiini

Nämä kaikki kolme ovat tärkeitä maton toiminnan kannalta. Mitä parempaa laatua jokainen materiaali on, sitä paremmin vaimennusmatto toimii.

Alubutyylimaton toimintaperiaate

Toimintaperiaatteena on Constrained Layer Damping ( CLD ), vapaasti suomennettuna rajoitetun kerroksen vaimennus. Vaimennusmatto ei ole äänieriste, sen ääntä hiljentävä vaikutus syntyy autossa siitä, että se vaimentaa pintojen resonansseja. Kattopellin kumina poistuu, ovi ei kiinni lyötäessä rämähdä ja tavaratilan peltejä pitkin kantautuu vähemmän rengasääniä. Matto toimii seuraavasti:

1. 1. Liimapinta ja huolellinen asennus kiinnittävät butyylikerroksen tiukasti pintaan
   2. Pinnan värähtely pyrkii vetämään butyylikerroksen mukaan liikkeeseen
   3. Alumiinikerros rajoittaa butyylikerroksen liikettä
   4. Butyylikerros joutuu leikkausliikkeeseen pinnan ja alumiinikerroksen välissä
   5. Butyylikerroksen leikkausdeformaatiossa värähtelyenergia häviää sisäisen kitkan kautta lämmöksi
   6. Resonanssi vaimenee

Liimapinnan merkitys

Usein ajatellaan, ettei vaimennusmaton liimapinnan laadulla ole merkitystä, kunhan matto pysyy kiinni pinnassa. Kun ymmärtää maton toimintaperiaatteen, on helppo käsittää, että sillä on iso vaikutus. Toimintaperiaate edellyttää, että matto on tiivisti kiinni vaimennettavassa pinnassa. Mitä paremmin butyylikerros on kiinni pinnassa, sitä tehokkaammin värähtely siirtyy butyyliin ja sitä tehokkaammin leikkausdeformaatio muuttaa värähtelyenergiaa lämmöksi.

Butyylimateriaalin merkitys

Vaimennusmaton toimintaperiaate edellyttää, että butyyliseos on viskoelastinen. Tämä korostuu eritoten Suomessa, meillä lämpötilavaihtelut ovat suuria. Materiaalin tulee täyttää nämä ehdot:

• seos ei saa kovettua kylmässä
• seos ei saa pehmentyä liikaa kuumassa
• seos ei saa öljyyntyä ajan kanssa
• seos ei saa kutistua ajan kanssa
• seos ei saa kovettua ajan kanssa

Butyylin käyttäytymiseen vaikuttavat myös seoksen täyteaineet ja lisäaineet.

Butyylin lisäaineet ja täyteaineet

Halpatuotantomatoissa käytetään täyteaineita, jotta saadaan valmistettua halutun paksuista ja painoista mattoa halvemmalla. Näitä täyteaineita ovat esimerkiksi dolomiitti, savijauheet, kvartsijauhe ja kalsiumkarbonaatti. Täyteaineiden ylikäyttö heikentää maton vaimennusominaisuuksia ja kestävyyttä.

Hyödyllisiä täyteaineita ja lisäaineita käytetään, jotta saadaan hallittua seoksen ominaisuuksia. Hiilimusta lisää lujuutta, repäisykestoa ja pitkäaikaiskestävyyttä. Hydrokarbonihartsit parantavat tartuntaa ja pysyvyyttä. Muokkausöljyt parantavat kylmäjoustoa ilman, että seos alkaa öljyyntyä. Listaa voisi jatkaa pitkään, mutta olennaista on se, että osa täyteaineista ja lisäaineista ovat tarpeellisia ja hyödyllisiä oikein annosteltuina.

Butyylikerroksen paksuuden merkitys

Paksumpi kerros voi vaimentaa tehokkaammin isoilla pinnoilla, ja se lisää myös enemmän rakennetta jämäköittävää massaa. Mutta jos butyylikerros on liian paksu suhteessa alumiinikerroksen paksuuteen ( ja sitä myötä jäykkyyteen ), vaimennusteho ei välttämättä parane paksuuden kasvaessa.

Alumiinimateriaalin merkitys

Alumiinikerroksen materiaalin laadulla on merkitystä. Ohut pintakerros on herkkä valmistus- ja rakennevirheille: jos kalvossa on paljon mikrovaurioita tai se on heikosti laminoitu butyylikerrokseen, se voi kosteissa ja rasitetuissa kohteissa heikentyä ajan myötä. Joissakin halpatuotantomatoissa käytetään alumiinikalvon sijaan alumiinipinnoitettua muovikalvoa (Alu-PET). Tällainen pintarakenne on heikompi rajoitekerros kuin aito alumiinifolio. Alu-PET on usein myös herkempi halkeilemaan, hilseilemään tai delaminoitumaan.

Alumiinikerroksen paksuuden merkitys

Paksumpi alumiinikerros on yleensä tehokkaampi erityisesti isoilla pinnoilla ja matalammissa resonansseissa, koska se pakottaa butyylin leikkausdeformaatioon herkemmin. Hyöty ei kuitenkaan kasva loputtomiin. Jossain vaiheessa lisäpaksuus tuo vain pieniä parannuksia ja haittapuolena matto jäykistyy, jolloin se on vaikeampi saada tiiviisti kiinni muotoiltuihin pintoihin. Jos asennus jää vajaaksi (ilmataskuja, huonot reunat), vaimennusteho kärsii enemmän kuin paksummasta kalvosta saadaan hyötyä.

Asennuksen merkitys

Kaikkein tärkein tekijä on asennus. Pinnan tulee olla puhdistettu hyvin: vahaa, rasvaa tai öljyä ei saa olla vaimennettavan pinnan ja vaimennusmaton välissä. Asennus tehdään huoneenlämpötilassa. Matto pitää telata tiiviisti kauttaaltaan pintaan, ilmataskuja ei saa jäädä.

Alumiinin ja butyylin paksuuksien suhde

Lopputulokseen vaikuttavat butyyliseoksen laatu, laminoinnin laatu ja asennus. Lukemat ovat suuntaa-antavia, eivät ehdottomia totuuksia.

• 1.6 – 2.0 mm butyylikerros → 75-100 µm alumiinikerros
• 2.0 – 2.5 mm butyylikerros → 100-150 µm alumiinikerros
• 2.5 – 3.5 mm butyylikerros → 150-200 µm alumiinikerros
• 3.5 – 4.5 mm butyylikerros → 200-300 µm alumiinikerros

Häviökerroin (η)

Alubutyylimaton häviökerroin kuvaa sitä, miten tehokkaasti matto vaimentaa tietyissä olosuhteissa. Ilmoitettujen häviökertoimien vertailua voi suorittaa vain, jos kaikki nämä kolme asiaa ovat samat:

• sama standardi
• sama taajuus
• sama lämpötila

Kolme käytetyintä standardia alubutyylimatoille:

• SAE J1637
• ASTM E756
• SAE J3130

Materiaali, lisäaine ja täyteainevalinnat vaikuttavat siihen, miten maton häviökerroin muuttuu taajuuden ja lämpötilan muuttuessa. Alla on taulukko neljän suuren valmistajan alubutyylimattojen häviökertoimen muutoksesta lämpötilan mukaan. Oulussa tai Helsingissä asuvan kannattaa valita Matto 1 ja Miamissa asuvalle suositus on Matto 3.

Loppuyhteenveto alubutyylimaton valintaan

Ohuempi vaimennusmatto on edullisempi ja helpompi ratkaisu, sillä asennus tiiviisti pintaan on helpompaa. Paksumpi vaimennusmatto on tehokkaampi vaihtoehto varsinkin matalammilla taajuuksilla ja isoilla pinnoilla, jos budjetti sen sallii. Paksumman maton asentaminen hyvin vaatii enemmän työtä.