CN112937023A - 多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种可以改善冲孔的形状以提高吸音和隔音效率和耐久性的多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板。用在复合板中的多孔板包括：基部；第一弯曲部，从基部的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对基部的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔；以及第二弯曲部，从第一弯曲部弯曲并倾斜地延伸，以形成从第一冲孔延伸的第二冲孔，第二弯曲部与基部的角度小于第一弯曲部与基部的角度。

Description

多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板
技术领域
本公开涉及一种多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板，并且更具体地，涉及一种可以通过改善冲孔(punched holes)的形状来提高吸音和隔音效率和耐久性的多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板。
背景技术
应用于车辆的热保护器使用通常包括铝板和吸音和隔音材料的复合板。这种复合板具有吸音和隔音材料填充在两个铝板之间的间隙的结构，并且在该结构中，铝板用于增强刚度，而吸音和隔音材料用于实现隔热、吸音和隔音等效果。
此时，如果使用简单的平板型铝板，则刚度不足，因此，使用在铝板上形成凹凸的压纹板来增强刚度。
例如，常规板可被构造成将具有六边形形状的凸形单元以蜂窝结构布置以最大化刚度，但是该结构具有较低的可加工性，因此导致难以制造具有期望的形状的热保护器。
此外，仅使用吸音和隔音材料填充在铝板之间的间隙的复合板不能实现足够的吸音和隔音性能。
因此，为了增强吸音和隔音性能，试图利用通过对铝板进行冲孔来形成具有冲孔的多孔板，但是形成具有简单形状的冲孔在改善吸音和隔音性能方面具有局限性。
以上描述用于帮助理解本公开的背景，并且不应解释为本领域技术人员已知的常规技术。
发明内容
因此，本公开旨在解决上述问题，并且本公开的目的是提供一种可以优化冲孔的形状以提高吸音和隔音效率以及耐久性的多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板。
根据本公开的方面，上述和其它目的可以通过在用于吸音和隔音的复合板中使用的多孔板来实现，该多孔板包括：基部；第一弯曲部，从基部的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对基部的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔；以及第二弯曲部，从第一弯曲部弯曲并倾斜地延伸，以形成从第一冲孔延伸的第二冲孔，第二弯曲部与基部的角度小于第一弯曲部与基部的角度。
基部的厚度可以为35～500μm。
第二冲孔的最大内径可以为0.15～1.5mm。
第一冲孔的最大内径和第二冲孔的最大内径可以满足以下等式1：
1.5×D2≤D1≤5.0×D2·····[等式1]
其中，D1可以表示第一冲孔的最大内径，D2可以表示第二冲孔的最大内径。
第二冲孔的最大内径和第一弯曲部的高度可以满足以下等式2：
0.3×D2≤H≤2.0×D2·····[等式2]
其中，D2可以表示第二冲孔的最大内径，H可以表示第一弯曲部的高度。
第一弯曲部与基部的角度可以为120～170°。
第一弯曲部可以形成为具有圆顶形或圆锥形。
基部可以为板型。
根据本公开的另一方面，提供一种用于吸音和隔音的复合板，包括：多孔板，包括：基部；第一弯曲部，从基部的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对基部的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔；以及第二弯曲部，从第一弯曲部弯曲并倾斜地延伸，以形成从第一冲孔延伸的第二冲孔，第二弯曲部与基部的角度小于第一弯曲部与基部的角度；以及吸音材料，接合到多孔板的两个表面中位于第一弯曲部和第二弯曲部弯曲的方向上的多孔板的表面上，以吸收和隔离噪音。
吸音材料可以接合到在第一弯曲部和第二弯曲部弯曲的方向上的多孔板的表面以及第一弯曲部和第二弯曲部的外周表面，但可以不设置在形成于第一弯曲部和第二弯曲部的内周区域中的第一冲孔和第二冲孔中，并且吸音材料可以封闭第二冲孔的端部。
多孔板可以由厚度为35～500μm的铝和不锈钢材料中的一种形成。
吸音材料可以包括以下一种或多种：热固性发泡体，密度为7～100kg/cm3，并且厚度为5～50mm；以及毡，包括烯烃基材料、棉纤维和无机材料中的一种或多种，并且具有100-2000g/m2的单位重量。
基部可以为板型。
附图说明
以下结合附图并根据具体实施方式，本公开的以上和其它目的、特征及其它优点将被更清楚地理解，其中：
图1是根据本公开的一个实施例的多孔板的剖视图；
图2是示出根据本公开的一个实施例的多孔板的冲孔工艺的视图；
图3A和图3B是根据本公开的一个实施例的多孔板的实际照片；
图4A是根据本公开的一个实施例的用于吸音和隔音的复合板的剖视图；
图4B是传统的用于吸音和隔音的复合板的剖视图；
图5是表示根据基部与第一弯曲部之间的角度的多孔板和吸音材料之间的剥离强度的曲线图；
图6是比较根据每单位面积的吸音材料的重量的吸音性的曲线图；
图7A、图7B和图7C是比较根据多孔板是否存在以及多孔板的种类的吸音性的曲线图；以及
图8是比较根据多孔板的种类的隔音性的曲线图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本公开的优选实施例，这些优选实施例的示例在附图中示出。然而，本公开不限于将在下文中公开的实施例，因此将理解的是，实施例的各种等同修改对于本领域技术人员将变得显而易见，并且本公开的实施例仅用于完全披露本公开。在所有附图中，将尽可能使用相同的附图标记表示相同或相似的部件。
图1是根据本公开的一个实施例的多孔板的剖视图，图2是示出根据本公开的一个实施例的多孔板的冲孔工艺的视图，图3A和图3B是根据本公开的一个实施例的多孔板的实际照片。
根据本公开的一个实施例的多孔板100是用在吸音和隔音的复合板中的多孔板。
根据本公开的多孔板100被应用于吸音和隔音的复合板，并包括：基部110；第一弯曲部120，从基部110的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对基部110的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔101；以及第二弯曲部130，从第一弯曲部120弯曲并倾斜地延伸，以形成从第一冲孔101延伸的第二冲孔102，第二弯曲部130与基部110的角度小于第一弯曲部120与基部110的角度。
基部110是用作形成多孔板100的基底的板，并且可以由诸如铝(Al)或不锈钢(SUS)的材料形成。
此外，基部110的厚度可以为35～500μm。
如果基部110的厚度小于35μm，则多孔板100的刚度过低，因此由于第一弯曲部120和第二弯曲部130的产生而导致的刚度改善效果无法实现，并且，如果基部110的厚度超过500μm，则多孔板100的刚度过高，因此由于第一弯曲部120和第二弯曲部130的产生而导致的刚度改善效果无法实现。
这里，基部110可以由平板形成。当然，基部110不限于平板，并且例如可以由在整个表面上形成压纹形状的凹凸以增强刚度的压纹板(embossed plate)形成。
第一弯曲部120和第二弯曲部130在厚度方向上对基部110进行冲孔以在基部110形成冲孔101、102时连续地形成，并且通过调节第一弯曲部120和第二弯曲部130的角度来划分第一弯曲部120和第二弯曲部130。
更详细地，第一弯曲部120从基部110弯曲成圆顶(dome)形或圆锥形。由此，第一弯曲部120的内周区域形成为第一冲孔101。这里，由于通过将基部110弯曲成圆顶形或圆锥形而形成第一弯曲部120，因此第一冲孔101在与基部110接触的区域中具有最大内径D1，并且随着第一冲孔101的区域远离基部110，该区域中的第一冲孔101的内径逐渐减小。因此，第一冲孔101由于第一弯曲部120而具有圆顶形或圆锥形，并且可以期待由这种形状引起的共振效应。
此外，第二弯曲部130从第一弯曲部120的端部延伸并弯曲。由此，第二弯曲部130的内周区域形成为第二冲孔102。这里，第二弯曲部130形成为使得第二弯曲部130与基部110的角度小于第一弯曲部120与基部110的角度。因此，第二冲孔102在与第一弯曲部120接触的区域中具有最大内径D2，并且随着第二冲孔102的区域远离第一弯曲部120，该区域中的第二冲孔102的内径逐渐减小。因此，第二弯曲部130从第一弯曲部120延伸以形成底切(udercut)形状，从而在吸音材料200结合到多孔板100时能够提高多孔板100和吸音材料200之间的结合强度。
在本公开中，限制了第一冲孔101和第二冲孔102的直径以及第一弯曲部120的高度H，从而提高了多孔板100的吸音效果。
为此，第二冲孔102的最大内径D2可以为0.15～1.5mm。
如果第二冲孔102的最大内径D2，即第一冲孔101和第二冲孔102之间的接触区域的直径小于0.15mm，则第一冲孔101和第二冲孔102过小，因此在形成多孔板100的过程中由于第二冲孔102的堵塞而可能降低吸音性能，并且如果第二冲孔102的最大内径D2超过1.50mm，则第一冲孔101和第二冲孔102过大，因此可以减小由于第一弯曲部120的内壁引起的共振效应，并且可以降低吸音率改善效果。
此外，第一冲孔101的最大内径D1和第二冲孔102的最大内径D2可以满足以下等式1。
1.5×D2≤D1≤5.0×D2·····[等式1]
如果第一冲孔101的最大内径D1，即第一冲孔101与基部110之间的接触区域的直径小于建议范围，则共振区域变小，从而由共振效应引起的吸音性能可以降低，并且如果第一冲孔101的最大内径D1超过建议范围，则每单位面积的第一冲孔101的数量将显著减少，因此可以降低吸音效果。
此外，第二冲孔102的最大内径D2和第一弯曲部120的高度H可以满足以下等式2。
0.3×D2≤H≤2.0×D2·····[等式2]
如果第一弯曲部120的高度H小于建议范围，则共振区域变小，因此由共振效应引起的吸音性能可以降低，并且如果第一弯曲部120的高度H超过建议范围，则第一冲孔101的最大内径D1和第二冲孔102的最大内径D2变得彼此近似，因此，共振效应降低并且吸音性能降低。
第一弯曲部120与基部110的角度θ可以为120～170°。
如果第一弯曲部120与基部110的角度θ小于120°，则第一弯曲部120的高度增加，不能形成期望水平的圆顶形或圆锥形，因此不能确保多孔板100和吸音材料200之间的结合强度，并且如果第一弯曲部120与基部110的角度θ超过170°，则难以实现基部110的压纹形状(embossed shape)，因此，不能确保多孔板100和吸音材料200之间的结合强度。
为了在基部110中形成第一弯曲部120和第二弯曲部130，如图2所示，准备具有冲孔销11的冲孔辊10和具有与第一弯曲部120和第二弯曲部130对应的形状的第一销孔21和第二销孔22的支承辊20。这里，形成具有圆顶形状的第一销孔21和与第一销孔21连通的第二销孔22。
此后，将多孔板100，即未被冲孔的基部110设置在冲孔辊10和支承辊20之间，并使冲孔辊10和支承辊20彼此接触。然后，冲孔销11穿过基部110并且插入第一销孔21和第二销孔22中，因此基部110的一些区域被冲孔，并且冲孔区域的周围区域变形为与第一销孔21相对应的形状以形成第一弯曲部120，并且第一弯曲部120的端部突出为与第二销孔22相对应的底切形状以形成第二弯曲部130。
通过这种方式形成具有底切形状的第二弯曲部130，从而当将吸音材料200结合到多孔板100时可以提高多孔板100和吸音材料200之间的结合强度。
在通过上述过程制备的多孔板100中，由第一弯曲部120和第二弯曲部130形成的第一冲孔101和第二冲孔102以指定的图案布置。
例如，如图3A所示，第一冲孔101和第二冲孔102可以以重复的菱形图案布置。
这里，第一冲孔101和第二冲孔102可以形成为使得第二冲孔102的最小内径为0.19～0.22mm，从一个第一冲孔101或第二冲孔102的中心到在对角线方向上与该第一冲孔101或第二冲孔102相邻设置的第一冲孔101或第二冲孔102的中心的距离L1在1.42～1.45mm的范围内，并且从一个第一冲孔101或第二冲孔102的中心到在水平方向或竖直方向上与该第一冲孔101或第二冲孔102相邻设置的第一冲孔101或第二冲孔102的中心的距离L2在2.03～2.06mm的范围内。
在下文中，将描述根据本公开的一个实施例的用于吸音和隔音的复合板。
图4A是根据本公开的一个实施例的用于吸音和隔音的复合板的剖视图。
如图4A所示，根据本公开的一个实施例的用于吸音和隔音的复合板包括上述多孔板100和吸音材料200，吸音材料200接合到多孔板100的两个表面中位于第一弯曲部120和第二弯曲部130弯曲的方向上的多孔板100的表面上，以吸收和隔离噪音。这里，吸音材料200通过粘合剂210接合到多孔板100的表面。
特别地，由于第一弯曲部120和具有底切形状的第二弯曲部130形成在多孔板100的基部110中，因此当吸音材料200接合到多孔板100上时，第二弯曲部130被固定到吸音材料200，因此可以提高多孔板100和吸音材料200之间的结合强度。
此外，由于第一弯曲部120与基部110的角度和第二弯曲部130与基部110的角度分阶段变化并且形成平缓的斜度，因此多孔板100通过粘合剂210被适当地结合到吸音材料200，因而可以提高多孔板100和吸音材料200之间的结合强度。
另外，吸音材料200接合到在第一弯曲部120和第二弯曲部130弯曲的方向上的多孔板100的表面以及第一弯曲部120和第二弯曲部130的外周表面，但未设置在形成于第一弯曲部120和第二弯曲部130的内周区域中的第一冲孔101和第二冲孔102中，并且吸音材料200封闭第二冲孔102的端部。因此，可以期待通过第一冲孔101和第二冲孔102形成的空的空间产生的共振效应。
图4B是传统的用于吸音和隔音的复合板的剖视图，并且在多孔板300的基部310中形成具有简单竖直形状的冲孔301，从而形成的弯曲部320具有几乎笔直的线性形状。此外，吸音材料200通过粘合剂210接合到基部310的一个表面。
在这种情况下，由于弯曲部320与基部310的角度大于90°且小于120°，因此通常情况下吸音材料200无法结合到基部310中形成弯曲部320的区域，因此，多孔板300和吸音材料200之间的结合强度可能降低。
吸音材料200可以使用密度为7～100kg/cm3且厚度为5～50mm的热固性发泡体。这里，聚氨酯、三聚氰胺或苯酚可以用作热固性发泡体。
当热固性发泡体的密度小于7kg/cm3时，热固性发泡体的强度不足，因此不能在吸音材料200接合到多孔板之后形成用于吸音和隔音的复合板，并且当热固性发泡体的密度超过100kg/cm3时，吸音和隔音的改善效果变差。
此外，当吸音材料200的厚度小于5mm时，吸音材料200与多孔板的结合力不足，并且当吸音材料200的厚度超过50mm时，难以提高吸音和隔音的改善效果。
可选地，吸音材料200可以使用毡，所述毡包括烯烃基材料、棉纤维和无机材料中的一种或多种，并且具有100-2000g/m2的单位重量。这里，可以使用纤维型、粉末型或液体型粘合剂。
当毡的单位重量小于100g/m2时，可能产生副作用，例如当吸音材料200结合到多孔板上时多孔板振动，以及当毡的单位重量超过2000g/m2时，难以提高吸音和隔音的改善效果。
接下来，将通过实施例和比较例来描述本公开。
首先，进行检测根据基部和第一弯曲部之间的角度的多孔板和吸音材料之间的剥离强度的测试，并且在图5中表示测试结果。
图5是表示根据基部和第一弯曲部之间的角度的多孔板和吸音材料之间的剥离强度的曲线图。
通过在厚度为125μm的铝(Al)板上形成根据本公开的第一弯曲部和第二弯曲部来制备多孔板样品。这里，通过改变基部和第一弯曲部之间的角度来制备多孔板样品。
此后，利用30g/m2的霍尔特熔融膜作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫接合到制备的多孔板样品上。
如图5所示，可以确定，当基部与第一弯曲部之间的角度约为140°时，多孔板和吸音材料之间的剥离强度最高，然后随着基部与第一弯曲部之间的角度从140°减小或增加而减小。
因此，可以理解的是，考虑到用于形成第一弯曲部的冲孔工艺以及在冲孔工艺中使用的冲孔辊和支承辊的结构形状，为了保持期望水平的结合强度，第一弯曲部与基部的角度θ可以为120～170°。
接下来，进行检测根据吸音材料的每单位面积的重量的吸音性的测试，并且测试结果在图6中表示。
图6是比较根据吸音材料的每单位面积的重量的吸音性的曲线图。
通过在厚度为125μm的铝(Al)板上形成根据本公开的第一弯曲部和第二弯曲部来制备多孔板样品。
此后，利用30g/m2的霍尔特熔融膜(hot melt film)作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫(PU foam 18K 25t)接合到制备的多孔板样品上。这里，每单位面积重量为450g/m2的PU泡沫用作实施例中的吸音材料，并且每单位面积重量为90g/m2的PU泡沫用作比较例1中的吸音材料。
如图6所示，可以确认，与比较例1相比，在所有频带中，每单位面积重量即单位重量较大的实施例的吸音性较高。
接下来，进行检测根据是否存在多孔板以及多孔板的种类的吸音性的测试，并且在图7A至图7C中表示测试结果。
图7A至图7C是比较根据多孔板是否存在以及多孔板的种类的吸音性的曲线图。
通过在厚度为125μm的铝(Al)板上形成根据本公开的第一弯曲部和第二弯曲部来制备多孔板样品。
此后，在实施例中，利用30g/m2的霍尔特熔融膜作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫材料接合到制备的多孔板样品上。
此外，在比较例2中，单独使用18K和25t的PU泡沫作为吸音材料而没有多孔板，并且在比较例3中，使用30g/m2的霍尔特熔融膜作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫接合到图4B所示的形成有笔直的线性冲孔的常规多孔板上。
如图7A和图7B所示，可以确认，与不使用多孔板的比较例2和使用常规冲孔板的比较例3相比，利用本公开的多孔板的实施例的吸音性能在大多数频带中提高了5％以上。
这里，实施例的平均吸音率为0.84，比较例3的平均吸音率为0.80。
另外，如图7C所示，可以确认，在大多数频带中，不使用多孔板的比较例2的吸音性能与利用常规冲孔板的比较例3的吸音性能相似。
这些结果表明，通过形成根据本公开的第一弯曲部和第二弯曲部而制备的多孔板可以实现吸音改善效果，该改善效果在常规冲孔板的情况下是无法期待的。
接下来，进行检测根据多孔板的种类的隔音性的测试，并且在图8中表示测试结果。
图8是比较根据多孔板的种类的隔音性的曲线图。
通过在厚度为125μm的铝(Al)板上形成根据本公开的第一弯曲部和第二弯曲部来制备多孔板样品。
此后，在实施例中，利用30g/m2的霍尔特熔融膜作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫材料接合到制备的多孔板样品上。
此外，在比较例3中，利用30g/m2的霍尔特熔融膜作为粘合剂，将用作吸音材料的18K和25t的PU泡沫接合到图4B所示的设有笔直的线性冲孔的常规多孔板上。
如图8所示，可以确认，与使用常规冲孔板的比较例3相比，使用根据本公开的多孔板的实施例的隔音性能在大多数频带上平均提高了5.1％。
这里，实施例的平均隔音率为12.30，比较例3的平均隔音率为11.67。
因此，可以理解的是，即使制备具有相同重量的多孔板，也可以通过改变在多孔板上形成的冲孔的结构来改善多孔板的隔音性能。
从以上描述中显而易见的是，根据本公开的一个实施例的多孔板及利用多孔板的用于吸音和隔音的复合板，可以通过调节对基部进行冲孔而形成的冲孔的形状和尺寸，改善多孔板的吸音和隔音性能。
另外，可以通过调节对基部进行冲孔而形成冲孔时形成的第一弯曲部和第二弯曲部与基部的角度，提高多孔板和吸音材料的结合强度，从而能够提高复合板的耐久性。
尽管出于说明性目的公开了本公开的示例性实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求书中公开的本公开的范围和宗旨的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (13)

1.一种在用于吸音和隔音的复合板中使用的多孔板，包括：
基部；
第一弯曲部，从所述基部的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对所述基部的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔；以及
第二弯曲部，从所述第一弯曲部弯曲并倾斜地延伸，以形成从所述第一冲孔延伸的第二冲孔，所述第二弯曲部与所述基部的角度小于所述第一弯曲部与所述基部的角度。
2.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述基部的厚度为35～500μm。
3.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述第二冲孔的最大内径为0.15～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述第一冲孔的最大内径和所述第二冲孔的最大内径满足以下等式：
1.5×D2≤D1≤5.0×D2
其中，D1表示所述第一冲孔的最大内径，D2表示所述第二冲孔的最大内径。
5.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述第二冲孔的最大内径和所述第一弯曲部的高度满足以下等式：
0.3×D2≤H≤2.0×D2
其中，D2表示所述第二冲孔的最大内径，H表示所述第一弯曲部的高度。
6.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述第一弯曲部与所述基部的所述角度为120～170°。
7.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述第一弯曲部形成为具有圆顶形或圆锥形。
8.根据权利要求1所述的多孔板，其中，
所述基部为板型。
9.一种用于吸音和隔音的复合板，包括：
多孔板，包括：基部；第一弯曲部，从所述基部的指定区域弯曲并倾斜地延伸，以通过在厚度方向上对所述基部的指定区域进行冲孔来形成多个第一冲孔；以及第二弯曲部，从所述第一弯曲部弯曲并倾斜地延伸，以形成从所述第一冲孔延伸的第二冲孔，所述第二弯曲部与所述基部的角度小于所述第一弯曲部与所述基部的角度；以及
吸音材料，接合到所述多孔板的两个表面中位于所述第一弯曲部和所述第二弯曲部弯曲的方向上的所述多孔板的表面上，以吸收和隔离噪音。
10.根据权利要求9所述的用于吸音和隔音的复合板，其中，
所述吸音材料接合到在所述第一弯曲部和所述第二弯曲部弯曲的方向上的所述多孔板的表面以及所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的外周表面，但未设置在形成于所述第一弯曲部和所述第二弯曲部的内周区域中的所述第一冲孔和所述第二冲孔中，并且所述吸音材料封闭所述第二冲孔的端部。
11.根据权利要求9所述的用于吸音和隔音的复合板，其中，
所述多孔板由厚度为35～500μm的铝和不锈钢材料中的一种形成。
12.根据权利要求9所述的用于吸音和隔音的复合板，其中，
所述吸音材料包括以下一种或多种：
热固性发泡体，密度为7～100kg/cm3，并且厚度为5～50mm；以及
毡，包括烯烃基材料、棉纤维和无机材料中的一种或多种，并且具有100-2000g/m2的单位重量。
13.根据权利要求9所述的用于吸音和隔音的复合板，其中，
所述基部为板型。
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