DE112016002615T5

DE112016002615T5 - Folie und schallabsorbierende Struktur

Info

Publication number: DE112016002615T5
Application number: DE112016002615.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Aruga
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2015-06-09
Filing date: 2016-06-02
Publication date: 2018-03-08
Also published as: CN107615374A; US20180047379A1; WO2016199681A1; JP6798490B2; CN107615374B; JPWO2016199681A1; US10706831B2

Abstract

Es werden eine Folie, die als schallabsorbierende Folie mit geringem Gewicht mit hervorragenden Schallabsorptionseigenschaften verwendbar ist, und eine schallabsorbierende Struktur mit einer solchen Folie bereitgestellt. Eine Folie, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern aufweist, wobei die Folie eine durchschnittliche Dicke t (μm) in Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher aufweist, wobei die Durchgangslöcher eine durchschnittliche Tiefe T (μm) aufweisen, einschließlich eines Grats auf einer Umfangskante davon, wobei die Durchgangslöcher einen durchschnittlichen Lochdurchmesser d (μm) aufweisen, und die Folie eine Öffnungsflächenrate y (%) pro Einheitsfläche aufweist; wobei die Folie alle der folgenden Formeln erfüllt: 90 ≤ t ≤ 300, 1,02 < T/t ≤ 1,5, 0,7 < d/t < 1,4 und 0,5 < y < 1,7.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Folie und eine schallabsorbierende Struktur, die zweckmäßig als Baumaterial für eine Schallabsorption verwendet werden.
STAND DER TECHNIK
In den letzten Jahren wurde ein Dachmaterial, das aus einer Harz- bzw. Kunststofffolie hergestellt ist, die hervorragende Tageslichtbeständigkeitseigenschaften, ein geringes Gewicht, usw., aufweist, immer häufiger für das Dach einer Sporteinrichtung für Fußball, Rugby, American Football, zum Schwimmen oder für andere Sportarten, oder auf dem Dach eines Orts, bei dem ein Film gezeigt oder ein Konzert veranstaltet wird, verwendet. Als Teil von Schallschutzmaßnahmen um solche Einrichtungen muss das Dachmaterial mit Schallisoliereigenschaften und Schallabsorptionseigenschaften versehen sein. Diesbezüglich wurde eine Untersuchung dahingehend gemacht, eine Folie mittels einer Luftschicht auf eine Innenseite eines Bedachungsmaterials zu legen, so dass sie als schallabsorbierende Folie zum Verhindern dient, dass Schall von der Einrichtung nach außen dringt. Wenn solche Maßnahmen durchgeführt werden, um zu verhindern, dass Schall von der Einrichtung nach außen dringt, muss die Folie Schallabsorptionseigenschaften des Absorbierens von Schall aufweisen, da es wichtig ist, gleichzeitig die Erzeugung eines Halls aufgrund des in einer Einrichtung erzeugten Schalls zu verhindern.
Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 eine Technik, bei der eine Folie mit darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern als schallabsorbierende Folie dient, und beschreibt, dass die Durchgangslöcher als konische Durchgangslöcher in der Folie ausgebildet sind, so dass die Durchgangslöcher verschiedene Öffnungsdurchmesser auf der Vorderseite und der Rückseite der Folie aufweisen, so dass die Schallabsorptionseigenschaften verbessert werden.
DOKUMENTE DER STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2002-521722 A

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Bezüglich der Anwendung der schallabsorbierenden Folie als Bedachungsmaterial sind nicht nur Schallabsorptionseigenschaften, sondern auch ein geringes Gewicht ein wichtiger Faktor. Obwohl versucht werden kann, die Dicke der schallabsorbierenden Folie zu vermindern, um die schallabsorbierende Folie leichter zu machen, da die Masse der schallabsorbierenden Folie proportional zur Dicke ist, ist es wahrscheinlich, dass eine Verminderung der Foliendicke ein Problem der Verschlechterung der Schallabsorptionseigenschaften verursacht. Die Verminderung der Foliendicke der schallabsorbierenden Folie, die in dem Patentdokument 1 offenbart ist, ist auch an dem Problem der Verschlechterung der Schallabsorptionseigenschaften beteiligt.
Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf die vorstehend genannten Umstände vorgeschlagen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Folie, die als schallabsorbierende Folie mit einem geringen Gewicht und hervorragenden Schallabsorptionseigenschaften verwendet werden kann, sowie eine schallabsorbierende Struktur mit einer solchen Folie bereitzustellen.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Die vorliegende Erfindung stellt eine Folie und eine schallabsorbierende Struktur bereit, die in den folgenden Gegenständen (1) bis (12) angegeben ist:

(1) Folie, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern aufweist, wobei die Folie eine durchschnittliche Dicke t (μm) in Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher aufweist, wobei die Durchgangslöcher eine durchschnittliche Tiefe T (μm) aufweisen, einschließlich eines Grats auf einer Umfangskante davon, wobei die Durchgangslöcher einen durchschnittlichen Lochdurchmesser d (μm) aufweisen, und die Folie eine Öffnungsflächenrate y (%) pro Einheitsfläche aufweist; wobei die Folie alle der folgenden Formeln erfüllt: 90 ≤ t ≤ 300, 1,02 < T/t ≤ 1,5, 0,7 < d/t < 1,4 und 0,5 < y < 1,7.
(2) Folie nach Gegenstand (1), wobei die Folie aus einem Fluorharz hergestellt ist.
(3) Folie nach Gegenstand (1) oder (2), wobei die Folie aus einem Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer hergestellt ist.
(4) Folie nach einem der Gegenstände (1) bis (3), wobei die Folie einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von mindestens 0,5 für Schall mit einer Frequenz von 200 Hz bis 4000 Hz aufweist, gemessen auf der Basis von JIS A1405-2:2007.
(5) Folie nach einem der Gegenstände (1) bis (4), wobei die Folie bei der Messung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf der Basis von JIS R-3106:1998 eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von mindestens 60% aufweist.
(6) Folie nach einem der Gegenstände (1) bis (5), wobei die Folie zur Schallabsorption vorgesehen ist.
(7) Schallabsorbierende Struktur, welche die Folie nach einem der Gegenstände (1) bis (6) und ein Schallwellen-reflektierendes Element umfasst, so dass die Folie, eine rückwärtige Luftschicht und das Schallwellen-reflektierende Element in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
(8) Schallabsorbierende Struktur nach Gegenstand (7), bei der die rückwärtige Luftschicht eine Dicke von 10 mm bis 1000 mm aufweist.
(9) Laminierte Folie mit Schallabsorptionseigenschaften, die mindestens zwei Folien nach einem der Gegenstände (1) bis (5) umfasst, die so angeordnet sind, dass sie voneinander getrennt sind.
(10) Laminierte Folie nach Gegenstand (9), bei der angrenzende Folien mit einem Abstand von 5 mm bis 500 mm voneinander entfernt sind.
(11) Schallabsorbierende Struktur, welche die laminierte Folie nach Gegenstand (9) und ein Schallwellen-reflektierendes Element umfasst, so dass die laminierte Folie, eine rückwärtige Luftschicht und das Schallwellen-reflektierende Element in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
(12) Schallabsorbierende Struktur nach Gegenstand (11), bei welcher die rückwärtige Luftschicht eine Dicke von 10 mm bis 1000 mm aufweist.

VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Folie, die als schallabsorbierende Folie mit einem geringen Gewicht und hervorragenden Schallabsorptionseigenschaften verwendet werden kann, sowie eine schallabsorbierende Struktur mit einer solchen Folie bereit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht der Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Dickenrichtung der Folie.
2 ist eine Querschnittsansicht der Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Dickenrichtung der Folie.
3 ist eine Querschnittsansicht der schallabsorbierenden Struktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche die Folie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Dickenrichtung der Folie umfasst.
4 ist ein Graph, der die Schallabsorptionseigenschaften der Folien in den Bsp. 1 bis 3 zeigt.
5 ist ein Graph, der die Schallabsorptionseigenschaften der Folien in den Bsp. 4 bis 6 zeigt.
6 ist ein Graph, der die Schallabsorptionseigenschaften der Folien in den Bsp. 7 bis 9 zeigt.
7 ist ein Graph, der die Schallabsorptionseigenschaften der Folien in den Bsp. 10 bis 12 zeigt.
8 ist ein Graph, der Fälle zeigt, bei denen zwei Folien in den Bsp. 13 bis 15 angeordnet sind.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgenden Begriffe in der Beschreibung haben die folgenden Bedeutungen:
Der Begriff „Grat” steht für einen konvexen Abschnitt, der auf einer Umfangskante einer Öffnung eines Durchgangslochs ausgebildet ist, einschließlich eine Vorwölbung oder eine Ansammlung. Der Ausdruck „folienartiges Basismaterial” steht für eine Folie als Material, das noch keine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern aufweist.
[Folie]
Die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Folie, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern aufweist, wobei die Folie eine durchschnittliche Dicke t (μm) in Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher aufweist, wobei die Durchgangslöcher eine durchschnittliche Tiefe T (μm) aufweisen, einschließlich eines Grats auf einer Umfangskante eines Durchgangslochs, wobei die Durchgangslöcher einen durchschnittlichen Lochdurchmesser d (μm) aufweisen, und die Folie eine Öffnungsflächenrate y (%) pro Einheitsfläche aufweist. Die Folie erfüllt alle der folgenden Formeln von 90 ≤ t ≤ 300, 1,02 < T/t ≤ 1,5, 0,7 < d/t < 1,4 und 0,5 < y < 1,7.
Die 1 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Abschnitts der Folie 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern 2 aufweist. In dieser Figur sind der Lochdurchmesser eines Durchgangslochs 2, die Tiefe des Durchgangslochs 2 und Abschnitte der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher 2 durch di, Ti bzw. ti dargestellt. Die auf Umfangskanten der Öffnungen des Durchgangslochs 2 ausgebildeten Grate sind durch die Bezugszeichen 2a bzw. 2b bezeichnet.
Die Querschnittsansicht von 1 ist so gezeigt, dass sie die Mittelachse eines Durchgangslochs 2 enthält, das sich entlang der Dickenrichtung der Folie 1 erstreckt. Die Folie 1 weist Grate auf, die auf Umfangskanten der Öffnungen des Durchgangslochs 2 auf einer ersten Seite 1a und einer zweiten Seite 1b ausgebildet sind. Die Tiefe des Durchgangslochs 2 (durch den Pfeil T bezeichnet) ist durch die Komponente eines Vektors festgelegt, der sich in der Dickenrichtung der Folie erstreckt und der mit der Spitze des höchstens Teils eines Grats 2a auf der Umfangskante der Öffnung in der ersten Seite 1a beginnt und mit der Spitze des höchsten Teils eines Grats 2b auf der Umfangskante der Öffnung in der zweiten Seite 1b endet. Die zwei Grate 2a, die in der 1 gezeigt sind, bilden tatsächlich einen einzigen Grat um die Umfangskante der Öffnung in der ersten Seite 1a.
Obwohl in der 1 nur das eine Durchgangsloch gezeigt ist, weist die Folie 1 viele darin ausgebildete Durchgangslöcher 2 in einer einheitlichen Verteilung in der gesamten Folie auf, so dass sie im Wesentlichen denselben Lochdurchmesser und dieselbe Tiefe aufweisen (nicht gezeigt). Die Durchgangslöcher 2 weisen eine größere durchschnittliche Tiefe T auf als die durchschnittliche Tiefe t in Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher 2.
In der Folie 1 können die Durchgangslöcher 2 und deren Umgebung mit einer Abweichung in der Richtung von einer der beiden Seiten der Folie angeordnet sein. Beispielsweise können, wie es in der 2 gezeigt ist, die Durchgangslöcher 2 und ihre Umgebung in der Richtung der ersten Seite 1a der Folie erhöht sein.
(Material zur Bildung der Folie)
Die Folie 1 ist vorzugsweise aus einem Harz bzw. einem Kunststoff ausgebildet. Bezüglich der Art des Harzes gibt es keine spezielle Beschränkung. Das Harz ist vorzugsweise ein Fluorharz, das eine hervorragende Witterungsbeständigkeit, chemische Beständigkeit, Verschmutzungsbeständigkeit, usw., aufweist.
Beispiele für das Fluorharz umfassen ein Polymer auf Vinylfluoridbasis, ein Polymer auf Vinylidenfluoridbasis, ein Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen-Copolymer, ein Copolymer auf Tetrafiuorethylen-Hexafluorpropylen-Vinylidenfluorid-Basis, ein Copolymer auf Tetrafluorethylen-Propylen-Basis, ein Copolymer auf Tetrafluorethylen-Vinylidenfluorid-Propylen-Basis, ein Copolymer auf Ethylen-Tetrafluorethylen-Basis (nachstehend auch als „ETFE” bezeichnet), ein Copolymer auf Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Basis, ein Ethylen-Hexafluorpropylen-Tetrafluorethylen-Basis, ein Copolymer auf Perfluor-(alkylvinylether)-tetrafluorethylen-Basis, ein Polymer auf Chlortrifluorethylenbasis und ein Copolymer auf Ethylen-Chlortrifluorethylen-Basis. Von diesen ist ETFE besonders bevorzugt, da es einen Schmelzpunkt von mindestens 200°C aufweist, was ausreichend ist, um eine Verformung der Form der Durchgangslöcher bei einer hohen Temperatur schwierig zu machen, wobei es selbst dann schwierig ist, dass die Durchgangslöcher vergrößert werden, wenn ein Zug auf die perforierte Folie ausübt wird, und ein hoher Widerstand gegen eine Windlast oder eine Schneelast vorliegt, oder aus anderen Gründen bevorzugt.
Das Harz, das die Folie 1 bildet, kann aus einer Art eines Harzes oder mindestens zwei Arten von Harzen hergestellt sein. Wenn mindestens zwei Arten von Harzen verwendet werden, ist es geeignet, ein von einem Fluorharz verschiedenes Harz, das in eines der vorstehend genannten Harze eingemischt ist, einzumischen, solange die Witterungsbeständigkeit oder die optischen Eigenschaften der Folie nicht beeinträchtigt werden. Das von einem Fluorharz verschiedene Harz kann z. B. ein Acrylharz sein.
Die Folie 1 kann ein Pigment, wie z. B. ein blaues, weißes oder silberfarbenes Pigment, ein Ultraviolettabsorptionsmittel, einen Lichtstabilisator, ein Antioxidationsmittel, ein Infrarotabsorptionsmittel, ein Flammverzögerungsmittel, einen Füllstoff oder ein anderes bekanntes Additiv enthalten, solange die Witterungsbeständigkeit oder die optischen Eigenschaften der Folie nicht beeinträchtigt werden. Ferner kann die Folie 1 eine Beschichtungsschicht, die ein solches Additiv, ein Antiklebematerial oder ein Hartbeschichtungsmittel enthält, aufweisen, die auf einer oder jeder Seite angeordnet ist.
(Dicke der Folie)
Die Abschnitte der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher 2 weisen eine durchschnittliche Dicke t (μm) von 90 ≤ t ≤ 300, vorzugsweise 120 ≤ t ≤ 250, besonders bevorzugt 150 ≤ t ≤ 250 auf, da sie dann bezüglich eines geringen Gewichts, der Schallabsorptionseigenschaften, der Festigkeit, der Lichtdurchlässigkeit oder anderer Faktoren hervorragend ist.
Wenn die durchschnittliche Dicke t der Folie 1 auf mindestens die Untergrenze der vorstehend genannten Bereiche eingestellt ist, kann die Folie 1 ausreichende Schallabsorptionseigenschaften sowie eine ausreichende Festigkeit aufweisen und der Anwendung der absorbierenden Folie ausreichend widerstehen. Wenn die durchschnittliche Dicke t der Folie 1 auf höchstens die Obergrenze der vorstehend genannten Bereiche eingestellt wird, ist die Folie 1 bezüglich eines geringen Gewichts und der Lichtdurchlässigkeit hervorragend.
In der Beschreibung ist die durchschnittliche Dicke t ein Wert, der durch die Bildung des arithmetischen Durchschnitts der Werte der Dicke ti der Folie 1 erhalten wird, die an drei Punkten gemessen werden, die in Randabschnitten um mindestens 0,4 mm entfernt von allen Durchgangslöchern 2 ausgewählt werden. In den meisten Fällen sind die gemessenen Werte der Dicke ti an den drei Punkten im Wesentlichen miteinander identisch und der Durchschnittswert ist im Wesentlichen mit der Dicke des folienartigen Basismaterials identisch.
(Form der Durchgangslöcher)
Bezüglich der Form der Durchgangslöcher 2 gibt es keine spezielle Beschränkung. Die Öffnungen der Durchgangslöcher können z. B. in einer Kreisform oder einer Form ausgebildet sein, die näherungsweise eine Kreisform ist, wie z. B. eine ovale Form, eine quadratische Form, eine rechteckige Form oder eine sechseckige Form, wie sie in einer Tiefenrichtung davon von der ersten Seite 1a oder der zweiten Seite 1b der Folie 1 ersichtlich ist. Die Öffnungen der Durchgangslöcher 2 können in einer gut eingestellten Form oder in einer unregelmäßigen Form ausgebildet sein, wie z. B. einer Form, die in einer radialen Richtung der Durchgangslöcher vorragt oder vertieft ist. Die Durchgangslöcher 2 können entweder in einer rechteckigen Form oder einer Trapezform ausgebildet sein, wie es in dem Querschnitt der Folie 1 ersichtlich ist, oder sie können in einer unregelmäßigen Form ausgebildet sein, wie z. B. einer Form, die bezüglich der Tiefenrichtung der Durchgangslöcher vorragt oder vertieft ist.
Die in der Folie 1 ausgebildeten Durchgangslöcher 2 können in einer einheitlichen Form oder in uneinheitlichen Formen ausgebildet sein.
(Lochdurchmesser der Durchgangslöcher)
Jedes der Durchgangslöcher 2 weist einen Lochdurchmesser di auf, der als umgewandelter Wert festgelegt ist, der gleich dem Durchmesser eines Kreises ist, der die gleiche Fläche wie die Fläche eines Bereichs aufweist, bei dem die gegenüberliegende Seite der Folie mit den darin ausgebildeten Durchgangslöchern sichtbar ist, und zwar betrachtet in der Dickenrichtung von der ersten Seite 1a oder der zweiten Seite 1b der Folie.
Der durchschnittliche Lochdurchmesser d (μm) der Durchgangslöcher 2, die in der Folie 1 ausgebildet sind, wird durch eine arithmetische Durchschnittsbildung der Werte der Lochdurchmesser di der jeweiligen Durchgangslöcher 2 ermittelt. Die Anzahl der Durchgangslöcher, die der Messung der Lochdurchmesser di unterzogen werden, beträgt 50.
Der durchschnittliche Lochdurchmesser d erfüllt 0,7 < d/t < 1,4 und beträgt vorzugsweise 0,8 ≤ d/t ≤ 1,3 im Hinblick darauf, dass in Bezug auf die durchschnittliche Dicke t der Folie verbesserte Absorptionseigenschaften vorliegen.
Wenn 0,7 < d/t erfüllt ist, kann die Folie 1 nicht nur verbesserte Schallabsorptionseigenschaften aufweisen, sondern auch das Gewicht der Folie 1 kann weiter vermindert werden. Wenn d/t < 1,4 erfüllt ist, können nicht nur verbesserte Schallabsorptionseigenschaften vorliegen, sondern die Folie 1 kann auch eine ausreichende Festigkeit beibehalten.
Es sollte beachtet werden, dass zwei Folien, die denselben Lochdurchmesser d, jedoch verschiedene Formen der Durchgangslöcher aufweisen, im Wesentlichen dieselben Schallabsorptionseigenschaften aufweisen.
(Tiefe der Durchgangslöcher)
Die meisten der Durchgangslöcher 2, die in der Folie 1 ausgebildet sind, weisen Grate auf, die an Umfangskanten der Öffnungen ausgebildet sind. Die Folie 1 kann im Wesentlichen in den Mitten der Durchgangslöcher 2 mit einer scharfen Rasierklinge, die aus rostfreiem Stahl hergestellt ist, getrennt werden, so dass ein Abschnitt der Folie entlang der Tiefenrichtung der Durchgangslöcher 2 derart geschnitten wird, dass die Durchgangslöcher nur wenig verformt werden.
Die Tiefe Ti jedes Durchgangslochs 2 kann mittels eines CCD-Mikroskops zum Untersuchen der jeweiligen Abschnitte der gesamten Umfangskanten der Öffnungen des Durchgangslochs 2 in einer Richtung parallel zu einer Folienoberfläche und Messen der Länge eines Vektors senkrecht zu der Folienoberfläche ermittelt werden, wobei der Vektor mit der Spitze des höchsten Teils des Grats 2a, der von der ersten Seite 1a vorragt, beginnt, und mit der Spitze des höchsten Teils des Grats 2b, der von der zweiten Seite 1b vorragt, endet.
Wenn die Grate nur auf einer der Seiten der Folie gebildet werden, kann die Tiefe auf der Basis der Länge zwischen der Spitze eines ausgebildeten Grats und der Seite der Folie, auf der keine Grate ausgebildet sind, ermittelt werden.
Die durchschnittliche Tiefe T (μm) der in der Folie 1 ausgebildeten Durchgangslöcher 2 wird durch arithmetische Durchschnittsbildung der Werte der Tiefe Ti der jeweiligen Durchgangslöcher 2 ermittelt. Die Anzahl der Durchgangslöcher, die der Messung der durchschnittlichen Tiefe T unterzogen worden sind, beträgt 50.
Die durchschnittliche Tiefe T erfüllt 1,02 < T/t ≤ 1,5 und beträgt im Hinblick auf verbesserte Absorptionseigenschaften in Bezug auf die durchschnittliche Dicke t der Folie vorzugsweise 1,1 ≤ T/t ≤ 1,4.
Wenn 1,02 < T/t erfüllt ist, können verbesserte Schallabsorptionseigenschaften ausreichend bereitgestellt werden. Wenn T/t ≤ 1,5 erfüllt ist, können nicht nur verbesserte Schallabsorptionseigenschaften bereitgestellt werden, sondern es kann auch eine Verschlechterung der Lichtdurchlässigkeit, die durch die Grate verursacht wird, vermindert werden.
Wenn die Rate von T/t auf über 1,5 zunimmt, können keine verbesserten Schallabsorptionseigenschaften erhalten werden. Ferner neigt dann, wenn die Folie mit einer solchen Rate im Außenbereich angeordnet wird, Schmutz dazu, sich um die Grate anzusammeln, so dass die Durchlässigkeit der Folie für sichtbares Licht leicht vermindert wird.
(Öffnungsflächenrate)
Die Folie 1 weist im Hinblick auf hervorragende Schallabsorptionseigenschaften, eine hervorragende Festigkeit, eine hervorragende Lichtdurchlässigkeit oder andere Faktoren eine Öffnungsflächenrate y von 0,5 < y < 1,7, vorzugsweise 0,7 ≤ y ≤ 1,5 auf.
Wenn 0,5 < y erfüllt ist, können verbesserte Schallabsorptionseigenschaften erhalten werden. Wenn y < 1,7 erfüllt ist, können nicht nur verbesserte Schallabsorptionseigenschaften ausreichend erhalten werden, sondern die Folie kann auch eine ausreichende Festigkeit beibehalten.
Die Öffnungsflächenrate y der Folie 1 wird auf der Basis der folgenden Formel (1) berechnet: Öffnungsflächenrate (Einheit: %) = [(durchschnittlicher Lochdurchmesser d von Durchgangslöchern : 2)² × n (als Kreiszahl) × (Anzahl der Durchgangslöcher in einer Einheitsfläche)]:(Einheitsfläche der Folie) × 100 (1)
In dieser Formel beträgt die Einheitsfläche der Folie 100 cm².
Die Anzahl der Durchgangslöcher in der Einheitsfläche ist nicht auf eine ganze Zahl beschränkt und es kann sich um eine Zahl handeln, die eine Nachkommastelle enthält.
(Schallabsorptionskoeffizient)
Die Folie 1 weist einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von vorzugsweise mindestens 0,5 für Schall mit einer Frequenz von 200 Hz bis 4000 Hz auf, der auf der Basis von JIS A1405-2:2007 gemessen wird.
(Lichtdurchlässigkeit)
Die Folie 1 weist eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von vorzugsweise mindestens 60%, mehr bevorzugt mindestens 70%, mehr bevorzugt mindestens 80%, noch mehr bevorzugt mindestens 85% auf, und zwar gemäß einer Messung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf der Basis von JIS R-3106:1998 „Testverfahren bezüglich der Durchlässigkeit, des Reflexionsvermögens und des Emissionsvermögens von flachen Gläsern und Bewertung des Sonnenwärmeverstärkungskoeffizienten”. Eine Folie mit einer so hohen Durchlässigkeit für sichtbares Licht ist als Tageslichtbedachungsmaterial geeignet.
Die Durchlässigkeit für sichtbares Licht der Folie 1 kann abhängig von der Art eines Harzes, das die Folie 1 bildet, der durchschnittlichen Dicke t, der durchschnittlichen Tiefe T der Durchgangslöcher 2, dem durchschnittlichen Lochdurchmesser d der Durchgangslöcher, der Öffnungsflächenrate y oder anderen Faktoren in einer geeignete Weise eingestellt werden.
(Trübung)
Die Folie 1 weist vorzugsweise eine geringere Trübung auf, wenn die Folie als Tageslichtbeleuchtungsbedachungsmaterial verwendet wird. Wenn ein Bedachungsmaterial eine geringe Trübung aufweist, kann ein Gefühl erhalten werden, im Freien zu sein, da ein Zustand wie im Außenbereich vorzuliegen scheint. Die Trübung beträgt z. B. vorzugsweise weniger als 70%, mehr bevorzugt weniger als 50%, besonders bevorzugt weniger als 30%.
[Verfahren zur Herstellung einer Folie]
Bezüglich des Verfahrens zur Herstellung der Folie gemäß der vorliegenden Erfindung gibt es keine spezielle Beschränkung. Eine gewünschte Folie kann z. B. mit einem bekannten Verfahren zur Herstellung eines folienartigen Basismaterials und zur Bildung von Durchgangslöchern in einer gewünschten Anzahl, mit einer gewünschten Form und Öffnungsflächenrate in dem folienartigen Basismaterial erhalten werden.
(Verfahren zur Bildung von Durchgangslöchern)
Bezüglich des Verfahrens zur Bildung der Durchgangslöcher gibt es keine spezielle Beschränkung. Beispiele für das Verfahren zur Bildung der Durchgangslöcher umfassen ein Stanzverfahren, ein Bohrverfahren, ein Nadelverfahren und ein Laserbestrahlungsverfahren.
Das Stanzverfahren (Pressverfahren) ist ein Verfahren des sandwichartigen Anordnens eines folienartigen Basismaterials zwischen einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug, so dass Abschnitte des folienartigen Basismaterials durch Stanzen (Durchführen einer Stanzverarbeitung) entfernt werden. Das Bohrverfahren ist ein Verfahren des Bohrens von Löchern in ein folienartiges Basismaterial zur Bildung von Durchgangslöchern, während das Nadelverfahren ein Verfahren des Steckens von Nadeln in ein folienartiges Basismaterial zur Bildung von Durchgangslöchern ist. Das Laserbestrahlungsverfahren ist ein Verfahren des Bildens von Durchgangslöchern durch lokales Bestrahlen eines folienartigen Basismaterials z. B. mit einem CO₂-Laser zum Schmelzen des folienartigen Basismaterials durch Wärme.
Das Stanzverfahren und das Nadelverfahren können gleichzeitig Hunderte von Durchgangslöchern bilden. Das Stanzverfahren weist eine Arbeitsgeschwindigkeit von 3 m/min bis 50 m/min auf, während die Nadelverarbeitung eine maximale Arbeitsgeschwindigkeit von etwa 5 m/min aufweist. Bezüglich der Arbeitsgenauigkeit kann das Stanzverfahren die Durchgangslöcher in einer einheitlicheren Form bilden als das Nadelverfahren, da das Stanzverfahren Abschnitte des folienartigen Basismaterials, die als die Durchgangslöcher dienen, schneidet und solche Abschnitte aus dem folienartigen Basismaterial entfernt, während das Nadelverfahren lediglich die Durchgangslöcher in dem folienartigen Basismaterial bildet. Obwohl das Laserverfahren die Durchgangslöcher in einer viel einheitlicheren Form bilden kann, weist dieses Verfahren eine geringe Arbeitsgeschwindigkeit auf, da es pro Durchgang nur wenige Durchgangslöcher bildet.
Im Allgemeinen muss, wenn das Nadelverfahren zur Bildung von Durchgangslöchern in einer dicken Folie mit einer Dicke von mindestens 100 μm verwendet wird, eine große Kraft auf Nadeln ausgeübt werden, wenn die Nadeln in die Folie gesteckt werden. Aus diesem Grund wird die Folie während der Bildung der Durchgangslöcher in der Folie verformt. Zum senkrechten Drücken der Nadeln in die Folie muss eine Vorrichtung zum Stützen der Folie verwendet werden.
Das Stanzverfahren oder das Laserbestrahlungsverfahren ist bevorzugt, da es eine hervorragende Arbeitsgeschwindigkeit und Arbeitsgenauigkeit aufweist.
Es gibt keine spezielle Beschränkung dahingehend, wie die Form der Durchgangslöcher gebildet werden soll. Beispielsweise ist es bevorzugt, die Durchgangslöcher in dem Stanzverfahren in einer Kreisform zu bilden, da es einfach ist, die erforderlichen Formwerkzeuge durch spanabhebende Bearbeitung zu bearbeiten. In dem Bohrverfahren wird die Form der Durchgangslöcher durch die Form der Bohrer bestimmt. Es ist bevorzugt, die Durchgangslöcher in dem Bohrverfahren in einer Kreisform zu bilden, da die kreisförmigen Durchgangslöcher die minimale Umfangslänge zu entfernten Bereichen während des Herausziehens der Nadeln oder Bohrer nach einem Festklemmen aufweisen, so dass das Auftreten eines Einhakens minimiert wird, wodurch ein problemloses Herausziehen ermöglicht wird und die Arbeitsgeschwindigkeit erhöht wird. In dem Nadelverfahren ist es bevorzugt, die Nadeln in einer Form auszubilden, dass sie derart durch eine Folie hindurchtreten können, dass sie die Durchgangslöcher in einer gewünschten Form bilden. Obwohl die Form der Durchgangslöcher durch die Form des Brennpunkts eines Laserstrahls in dem Laserbestrahlungssystem festgelegt ist, ist die Fokussierung auf ein gewünschtes Ziel zum Erleichtern einer Bearbeitung am einfachsten, wenn die Durchgangslöcher in einer Kreisform ausgebildet sind.
Bezüglich der Art und Weise, wie der Lochdurchmesser der zu bildenden Durchgangslöcher eingestellt wird, gibt es keine spezielle Beschränkung. Beispielsweise kann bei dem Stanzverfahren ein Verfahren des Einstellens der Größe der Formwerkzeuge eingesetzt werden und bei dem Bohrverfahren kann ein Verfahren des Einstellens der Dicke von zu verwendenden Bohrern eingesetzt werden. Bei dem Nadelverfahren kann ein Verfahren des Einstellens der Dicke von zu verwendenden Nadeln verwendet werden und bei dem Laserverfahren kann ein Verfahren des Einstellens des Durchmessers eines Laserstrahls verwendet werden.
Bei dem Nadelverfahren kann dann, wenn Nadeln, die eine Dicke aufweisen, die von einer Spitze zu einer Basis allmählich zunimmt, in ein folienartiges Basismaterial gesteckt werden, die Stecktiefe der Nadeln so eingestellt werden, dass die Lochdurchmesser der zu bildenden Durchgangslöcher eingestellt werden.
(Verfahren zur Bildung von Graten)
Bezüglich des Verfahrens zur Bildung von Graten auf Umfangskanten der Öffnungen der Durchgangslöcher, wenn die Durchgangslöcher gebildet werden, gibt es keine Beschränkung. Wenn durch das Stanzverfahren eine Stanzverarbeitung durchgeführt wird, kann zur Bildung der Grate der Abstand zwischen dem oberen Formwerkzeug und dem unteren Formwerkzeug eingestellt werden. Wenn das Bohrverfahren oder das Stanzverfahren durchgeführt wird, können die Steckgeschwindigkeit, der Steckwinkel, die Abzugsgeschwindigkeit, der Abzugswinkel der Bohrer oder der Nadeln, die in eine Folie eingesetzt werden sollen, eingestellt werden. Wenn das Laserbestrahlungsverfahren durchgeführt wird, kann die Bestrahlungszeit oder der Bestrahlungswinkel des Laserstrahls eingestellt werden. Es ist üblicherweise wahrscheinlich, dass die Grate auf einer Seite (zweiten Seite) gegenüber einer Seite (ersten Seite) eines folienartigen Materials gebildet werden, wo die Formwerkzeuge, usw., gesteckt werden. In manchen Fällen werden die Grate auch auf der ersten Seite gebildet, wenn die in die Folie gesteckten Formwerkzeuge herausgezogen werden.
Beispiele für das Einstellverfahren zum Erhöhen der Spitzen der Grate bei der Bildung der Grate umfassen ein Verfahren zur Vergrößerung des Abstands, ein Verfahren zum Erhöhen der Geschwindigkeit für das Stecken der Bohrer oder der Nadeln in eine Folie oder das Herausziehen der Bohrer oder der Nadeln aus der Folie, sowie ein Verfahren zum Vermindern der Bestrahlungsintensität des Laserstrahls. Umgekehrt kann zum Erniedrigen der Spitze der Grate ein Vorgang entgegengesetzt zu den vorstehend genannten Verfahren durchgeführt werden.
(Thermische Behandlung)
Eine thermische Behandlung kann zum Erwärmen und Kühlen der Folie nach der Bildung einer Mehrzahl von Durchgangslöchern in einem folienartigen Basismaterial und von Graten auf dem folienartigen Basismaterial durchgeführt werden. Bezüglich der Erwärmungstemperatur gibt es keine Beschränkung. Unter Berücksichtigung der Möglichkeit, dass die Folie z. B. auf etwa 60°C erwärmt werden könnte, wenn sie im Außenbereich verwendet wird, ist es bevorzugt, die Folie auf mindestens 70°C zu erwärmen, was höher ist als diese erreichte Temperatur. Die gebildeten Durchgangslöcher oder Grate neigen dazu, durch das Erwärmen geringfügig zu schrumpfen, obwohl dies von der Art des verwendeten folienartigen Basismaterials abhängt. Die thermische Behandlung wird durch Kühlen der behandelten Folie auf Raumtemperatur nach dem Ablauf eines bestimmten Erwärmungszeitraums beendet. Die thermische Behandlung kann durchgeführt werden, um zu verhindern, dass die Durchgangslöcher oder die Grate schrumpfen, selbst wenn während der Verwendung der Folie eine Temperaturänderung auftritt.
Wenn davon ausgegangen wird, dass die thermische Behandlung zu einer Schrumpfung der Durchgangslöcher oder Grate führen könnte, können die Durchgangslöcher oder Grate im Vorhinein so ausgebildet werden, dass sie um ein vorhergesagtes Schrumpfmaß größer sind.
[Schallabsorbierende Struktur]
Die schallabsorbierende Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung und ein Schallwellen-reflektierendes Element, so dass die Folie, eine rückwärtige Luftschicht und das Schallwellen-reflektierende Element in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
(Folie)
Bezüglich der Anzahl der Folie gemäß der vorliegenden Erfindung, die näher an der Schallquelle angeordnet ist als das Schallwellen-reflektierende Element, gibt es keine spezielle Beschränkung. Die Anzahl kann eins oder mindestens zwei betragen. Wenn mindestens zwei Folien angeordnet sind, können die jeweiligen Folien identisch oder voneinander verschieden sein. Ein Laminat, das mindestens zwei Folien gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, die so angeordnet sind, dass sie voneinander getrennt sind, wird nachstehend als „die laminierte Folie” bezeichnet.
Bei der laminierten Folie gibt es keine spezielle Beschränkung bezüglich des Abstands zwischen angrenzenden Folien. Beispielsweise sind angrenzende Folien mit einem Abstand von vorzugsweise 5 mm bis 500 mm, mehr bevorzugt von 5 mm bis 100 mm, besonders bevorzugt von 20 mm bis 50 mm, voneinander getrennt.
Wenn der Abstand zwischen angrenzenden Folien mindestens die Untergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, kann bei der Ausübung eines Schallwellenimpulses verhindert werden, dass die angrenzenden Folien miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei eine Fehlfunktion verursacht wird. Wenn der Abstand zwischen angrenzenden Folien höchstens die Obergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, können sie ausreichend verbesserte Schallabsorptionseigenschaften aufweisen.
(Schallreflektierendes Element)
Bezüglich des Materials für das schallreflektierende Element gibt es keine Beschränkung, solange das Material ein Material ist, das mindestens einen Teil einer Schallwelle reflektieren kann, die von der Schallquelle kommt. Beispielsweise kann als Material ein anorganisches Material, wie z. B. Glas, Metall, Keramik oder Beton, oder ein organisches Material, wie z. B. ein Harz oder Holz, verwendet werden.
Bezüglich der Form des schallreflektierenden Elements gibt es keine Beschränkung, solange das Material ein Material ist, das mindestens einen Teil einer Schallwelle reflektieren kann, die von der Schallquelle kommt. Beispielsweise kann eine Form, die eine reflektierende Oberfläche aufweist, wie z. B. eine kissenartige Form (z. B. eine äußere Abdeckungsstruktur, bei der Luft zwischen zwei ETFE-Folien gefüllt ist, wie es in JP 2009-177163 offenbart ist), eine blockartige Form, eine plattenartige Form oder eine folienartige Form, verwendet werden. Die reflektierende Oberfläche kann flach oder gekrümmt sein. Die reflektierende Oberfläche kann glatt oder unregelmäßig sein.
(Rückwärtige Luftschicht)
Bezüglich der Dicke der Luftschicht zwischen dem schallreflektierenden Element und der Folie (die in dem Fall der laminierten Folie eine Folie ist, die am nächsten zu dem schallreflektierenden Element vorliegt) gibt es keine Beschränkung. Die rückwärtige Luftschicht weist eine Dicke von vorzugsweise 10 mm bis 1000 mm, mehr bevorzugt von 50 mm bis 600 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 300 mm auf. Wenn die Dicke der Luftschicht mindestens die Untergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, können verbesserte Schallabsorptionseigenschaften ausreichend erhalten werden. Wenn die Dicke der Luftschicht höchstens die Obergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, kann die Erzeugung eines Halls in der Luftschicht verhindert werden.
Die 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der schallabsorbierenden Struktur 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Figur entspricht ein Abschnitt der schallabsorbierenden Struktur, der eine erste Folie 1A(1), eine Luftschicht (erste Luftschicht) und eine zweite Folie 1B(1) umfasst, der laminierten Folie gemäß der vorliegenden Erfindung. Die schallabsorbierende Struktur 10 weist die laminierte Folie die rückwärtige Luftschicht (zweite Luftschicht) und das schallreflektierende Element 3, das in einer kissenartigen Form und aus einer transparenten Harzlage mit darin eingefüllter Luft hergestellt ist, auf, die in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
Es sollte beachtet werden, dass in der 3 dieselben Bezugszeichen wie diejenigen in der 1 dieselben Elemente wie diejenigen bezeichnen, die in der 1 gezeigt sind. Da die 3 eine vergrößerte Ansicht zur Darstellung der Durchgangslöcher ist, ist das kissenartige schallreflektierende Element 3 so gezeigt, dass es nur die Vorderseite (schallreflektierende Seite) aufweist.
Bei der laminierten Folie gemäß der vorliegenden Erfindung ist jede der Folien 1A und 1B mit einer Dicke ti so angeordnet, dass jede Folienoberfläche im Wesentlichen parallel zu einer schallreflektierenden Oberfläche 3a des schallreflektierenden Elements 3 ist. Zwischen der schallreflektierenden Oberfläche 3a und der laminierten Folie ist die rückwärtige Luftschicht so angeordnet, dass sie eine Dicke H aufweist.
Obwohl die jeweiligen Folien 1A und 1B der laminierten Folie Durchgangslöcher aufweisen, die mit einem Lochdurchmesser di derart ausgebildet sind, dass die Durchgangslöcher Grate aufweisen, die an den Öffnungen ausgebildet sind, sind die Grate in der 3 zur Vereinfachung weggelassen und nicht gezeigt. Die Grate der jeweiligen Durchgangslöcher können in der Richtung einer Schallquelle oder des schallreflektierenden Elements vorragen.
In der schallabsorbierenden Struktur 10 sind die Luftschichten nicht nur zwischen dem schallreflektierenden Element 3 und der laminierten Folie angeordnet, sondern auch zwischen den zwei Folien 1A und 1B der laminierten Folie.
Die Luftschicht in der laminierten Folie weist eine Dicke h (der Abstand zwischen angrenzenden Folien) von vorzugsweise 5 mm bis 500 mm, mehr bevorzugt von 5 mm bis 100 mm, besonders bevorzugt von 20 mm bis 50 mm auf, wie es bereits beschrieben worden ist.
Die rückwärtige Luftschicht, die zwischen dem Schallwellen-reflektierenden Element 3 und einer Folie der laminierten Folie nahe an dem Schallwellen-reflektierenden Element (der zweiten Folie 1B in der in der 3 gezeigten Ausführungsform) angeordnet ist, weist eine Dicke H von vorzugsweise 10 mm bis 1000 mm, mehr bevorzugt von 50 mm bis 600 mm, besonders bevorzugt von 100 mm bis 300 mm auf.
Wenn die Dicke jeder Luftschicht mindestens die Untergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, können verbesserte Schallabsorptionseigenschaften ausreichend erhalten werden. Wenn die Dicke jeder Luftschicht höchstens die Obergrenze der vorstehend genannten Bereiche ist, kann die Erzeugung eines Halls in jeder Luftschicht verhindert werden.
[Funktion und Effekte]
Die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung weist darin ausgebildete Durchgangslöcher auf, so dass die Grate an den Umfangskanten der Öffnungen derart vorliegen, dass die Durchgangslöcher eine größere durchschnittliche Dicke T aufweisen als die durchschnittliche Dicke t der Abschnitte der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher. Folglich kann nicht nur die durchschnittliche Dicke t der Folie vermindert werden, so dass das Gewicht der gesamten Folie vermindert wird, sondern es kann auch die durchschnittliche Tiefe T der Durchgangslöcher beibehalten werden, was die Schallabsorptionseigenschaften derart beeinflusst, dass die Schallabsorptionseigenschaften hervorragend werden.
Obwohl die durchschnittliche Tiefe T der Durchgangslöcher der Folie gemäß der vorliegenden Erfindung 1,02- bis 1,50-fach dicker eingestellt wird als die durchschnittliche Dicke t der Folie, so dass der maximale Schallabsorptionswellenlängenbereich geringfügig zu der Seite einer niedrigeren Frequenz verschoben wird, kann in der Folie als Ganzes ein erhöhter Schallabsorptionskoeffizient erhalten werden.
Die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung ist als schallabsorbierende Folie geeignet, da sie hervorragende Schallabsorptionseigenschaften aufweist, wie es vorstehend beschrieben worden ist.
Die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung weist hervorragende Schallabsorptionseigenschaften auf, wenn die durchschnittliche Dicke t der Folie, die durchschnittliche Tiefe T der Durchgangslöcher, der durchschnittliche Lochdurchmesser d der Durchgangslöcher und die Öffnungsflächenraten y in den vorstehend genannten bevorzugten Bereichen liegen.
Beispiele
Obwohl die vorliegende Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele detaillierter beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Es sollte beachtet werden, dass von den Bsp. 1 bis 15 die Bsp. 1, 2, 4, 5, 7 und 10 bis 14 Arbeitsbeispiele sind, wohingegen die Bsp. 3, 6, 8, 9 und 15 Vergleichsbeispiele sind.
[Bewertungsverfahren]
(Schallabsorptionskoeffizient)
Ein Schallabsorptionskoeffizient-Messsystem für ein senkrechtes Auftreffen, das als WinZacMTX bezeichnet wird und von Nittobo Acoustic Engineering Co., Ltd. hergestellt wird, wurde zur Messung von durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von 1/3 Oktaven in einem Frequenzbereich von 200 Hz bis 4000 Hz gemäß dem Messverfahren nach JIS A1405-2:2007 „Akustikbestimmung des Schallabsorptionskoeffizienten und der Impedanz in Impedanzröhren – Teil 2: Übertragungsfunktionsverfahren” verwendet.
Zu messende Folien wurden in die Akustikröhre des Systems mit dem folgenden Verfahren eingesetzt.
Ein Probenschneider mit einem Schneidkantendurchmesser von 47,5 mm wurde zum Ausschneiden von einer oder zwei Probe(n) aus diesen Folien in einer Kreisform verwendet und die Proben wurden zwischen Probenhalteringen (mit einem Außendurchmesser von 48 mm und einem Innendurchmesser von 40 mm) sandwichartig angeordnet, so dass sie in einem Probenträgerhalter gehalten wurden. Wenn zwei Proben sandwichartig angeordnet wurden (wie in den Bsp. 13 bis 15), wurde die Luftschicht zwischen den Proben (der Abstand zwischen Proben) auf 30 mm eingestellt. Der Probenträgerhalter wurde in die Akustikröhre (mit einem Innendurchmesser von 40 mm) eingesetzt, so dass eine der Proben an einer Position nahe an einer Schallquelle angeordnet war, und ein Kolben wurde so eingestellt, dass die Luftschicht zwischen der anderen Probe und einem schallreflektierenden Element eine Dicke von 100 mm aufwies.
(Lichtdurchlässigkeit)
Die Lichtdurchlässigkeit der Folien wurde gemäß JIS R3106:1998 mittels eines Spektrophotometers (UV-3100PC, hergestellt von Shimadzu Corporation) gemessen.
(Trübung)
Die Trübung der Folien wurde mit einem Trübungsmessgerät (hergestellt von Suga Test Instruments Co., Ltd., Bezeichnung MS 5) gemessen.
(Lochdurchmesser)
Fünfzig Durchgangslöcher wurden zufällig aus einer Mehrzahl von Durchgangslöchern ausgewählt, die in einem Untersuchungsbereich jeder Folie (etwa 30 cm lang und etwa 10 cm breit) ausgebildet waren. Ein CCD-Mikroskop (hergestellt von Moritex Co., Ltd., Bezeichnung SCOPEMAN MS-900HD) wurde zur Messung der Fläche des Öffnungsbereichs jedes Durchgangslochs verwendet, bei dem die gegenüberliegende Seite jeder Folie sichtbar war. Der Lochdurchmesser jedes Durchgangslochs wurde durch Umwandeln der Fläche des Öffnungsbereichs in einen Wert ermittelt, der den Durchmesser eines Kreises angibt, der dieselbe Fläche wie die Fläche des Öffnungsbereichs aufweist, und der durchschnittliche Lochdurchmesser der Durchgangslöcher wurde durch die Bildung des arithmetischen Durchschnitts der Werte der Lochdurchmesser der jeweiligen Durchgangslöcher gefunden.
Beide Seiten jeder Folie wurden zum Messen des durchschnittlichen Lochdurchmessers auf den jeweiligen Seiten untersucht und ein Zwischenwert der durchschnittlichen Lochdurchmesser von beiden Seiten wurde als der durchschnittliche Lochdurchmesser d einer Folie als Endprodukt bestimmt.
(Öffnungsflächenrate)
Die Anzahl der Durchgangslöcher, die in einer Einheitsfläche von 100 cm² der Folien ausgebildet waren, wurde gezählt und die Öffnungsflächenrate y der Folien wurde auf der Basis der Messwerte des im Vorhinein ermittelten durchschnittlichen Lochdurchmessers d der Durchgangslöcher gemäß der vorstehend genannten Formel (1) ermittelt.
(Tiefe der Durchgangslöcher)
Eine Rasierklinge mit einer Dicke von 0,076 mm, die aus rostfreiem Stahl hergestellt war (hergestellt von FEATHER Safety Razor Co., Ltd.), wurde zum Trennen der Folien 1 im Wesentlichen in den Mitten der Durchgangslöcher verwendet, so dass Abschnitte der Folien entlang der Tiefenrichtung der Durchgangslöcher herausgeschnitten wurden. Beide Schnittflächen, die in zwei Teile geteilt waren, wurden mit dem CCD-Mikroskop untersucht. Die Abschnitte der gesamten Umfangskanten der Öffnungen wurden durch Untersuchen von beiden Schnittflächen untersucht.
Die Tiefe jedes Durchgangslochs wurde durch Verwenden des CCD-Mikroskops zum Untersuchen der jeweiligen Schnitte der gesamten Umfangskanten der Öffnung des Durchgangslochs in einer Richtung parallel zu einer Folienoberfläche und Messen der Länge eines Vektors senkrecht zu einer Folienoberfläche ermittelt, wobei der Vektor an der Spitze des höchsten Teils des Grats, der von einer ersten Seite vorragt, beginnt, und mit der Spitze des höchstens Teils des Grats, der von einer zweiten Seite vorragt, endet.
Die Längen der jeweiligen Vektorkomponenten wurden an den zwei herausgeschnittenen Abschnitten gemessen und der Wert, der die größere Länge angibt, wurde als Wert bestimmt, der die Tiefe angibt.
Wenn die Grate nur auf einer der Seiten der Folie ausgebildet waren, wurde die Tiefe auf der Basis einer Länge zwischen der Spitze jedes ausgebildeten Grats und der Seite der Folie ohne darauf ausgebildeten Grat gefunden.
Fünfzig Durchgangslöcher wurden zufällig aus einer Mehrzahl von Durchgangslöchern ausgewählt, die in dem Untersuchungsbereich jeder Folie ausgebildet waren, und die durchschnittliche Tiefe T der Durchgangslöcher wurde durch Bilden des arithmetischen Mittelwerts der Werte der Tiefe Ti der jeweiligen Durchgangslöcher gefunden.
(Dicke von Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher)
Drei Punkte auf jeder Folie, die in Randabschnitten um mindestens 0,4 mm von allen Durchgangslöchern entfernt als Abschnitte der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher ausgewählt worden sind, wurden mit dem CCD-Mikroskop gemessen. Die durchschnittliche Dicke t wurde als ein Wert bestimmt, der durch eine arithmetische Durchschnittsbildung der Dicken der jeweiligen Punkte auf der Folie erhalten wurde.
Es sollte beachtet werden, dass die durchschnittliche Dicke t in den Abschnitten jeder Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher in den nachstehenden Beispielen mit der Dicke des folienartigen Basismaterials vor der Bildung der Durchgangslöcher, die mit einem Dickenmessgerät des kontaktlosen Typs (hergestellt von Yamabun Electronics Co., Ltd., Bezeichnung TOR-5R) gemessen worden ist, identisch war.
[In den Beispielen verwendete Elemente]
(Folienartiges Basismaterial)
ETFE200: Es handelt sich um eine ETFE-Harzfolie mit einer Dicke von 200 μm (Produktbezeichnung: ETFE-Folie 200NJ, unter der eingetragenen Marke Fluon erhältlich, hergestellt von Asahi Glass Company, Limited, Schmelzpunkt 260°C und Glasübergangspunkt 90°C).
ETFE150: Es handelt sich um eine ETFE-Harzfolie mit einer Dicke von 150 μm (Produktbezeichnung: ETFE-Folie 150NJ, unter der eingetragenen Marke Fluon erhältlich, hergestellt von Asahi Glass Company, Limited, Schmelzpunkt 260°C und Glasübergangspunkt 90°C).
[Bsp. 1]
Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern wurde durch das folgende Verfahren in einem folienartigen Basismaterial aus ETFE 200 in einer einheitlichen Verteilung gebildet.
Eine Durchstoßmaschine des Trommeltyps mit Seidennadeln mit einem Durchmesser von 0,53 mm für ultradünne Gewebe wurde zum Durchstoßen des Basismaterials mit den Seidennadeln in Abständen von 2 mm in der Längsrichtung und der seitlichen Richtung und mit einer Tiefe von 2 mm verwendet, so dass die Durchgangslöcher mit einer auf 60°C eingestellten Nadeltemperatur gebildet wurden, und wobei das Basismaterial bei einer Geschwindigkeit von 10 m/min zugeführt wurde. In den jeweiligen Durchgangslöchern wurde kein Grat auf einer Seite des Basismaterials, bei der die Nadeln durchgestoßen wurden, gebildet, während Grate nur auf der anderen Seite des Basismaterials gebildet wurden, bei der die Spitzen der Seidennadeln vorragen.
Die resultierende Folie wurde entlang beheizter Walzen mit 90°C bewegt, so dass für etwa 4 Sekunden eine Wärmebehandlung durchgeführt wurde, worauf bei Raumtemperatur natürlich gekühlt wurde, und entsprechende Messungen wurden einen Tag später durchgeführt.
Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurde die Folie in die Akustikröhre eingesetzt, so dass die Seite mit den Graten auf die Schallquelle gerichtet war.
[Bsp. 2]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, jedoch wurden Seidennadeln mit einem Durchmesser von 0,45 mm für ultradünne Gewebe zum Durchstoßen des Basismaterials mit den Seidennadeln in einer Tiefe von 1 mm verwendet, so dass Durchgangslöcher gebildet wurden.
[Bsp. 3]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, jedoch wurden Seidennadeln mit einem Durchmesser von 0,20 mm für ultradünne Gewebe zum Durchstoßen des Basismaterials mit den Seidennadeln in einer Tiefe von 1 mm verwendet, so dass Durchgangslöcher gebildet wurden.
[Bsp. 4]
Die im Bsp. 1 hergestellte Folie wurde verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurde die Folie in die Akustikröhre eingesetzt, wobei die Seite mit den Graten auf das reflektierende Element gegenüber der Schallquelle gerichtet war.
[Bsp. 5]
Die im Bsp. 2 hergestellte Folie wurde verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurde die Folie in die Akustikröhre eingesetzt, wobei die Seite mit den Graten auf das reflektierende Element gegenüber der Schallquelle gerichtet war.
[Bsp. 6]
Die im Bsp. 3 hergestellte Folie wurde verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurde die Folie in die Akustikröhre eingesetzt, wobei die Seite mit den Graten auf das reflektierende Element gegenüber der Schallquelle gerichtet war.
Die Bewertungsergebnisse von Bsp. 1 bis 6 sind in der Tabelle 1 und den 4 und 5 gezeigt. TABELLE 1
Wie es in der Tabelle 1 gezeigt ist, wiesen die Folien der Bsp. 1, 2, 4 und 5 einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von mindestens 0,5 auf, was bedeutet, dass diese Folien hervorragende Schallabsorptionseigenschaften aufwiesen.
Im Gegensatz dazu wiesen die Folien der Bsp. 3 und 6, welche die Beziehungen „0,7 < d/t < 1,4” und „0,5 < y < 1,7” nicht erfüllten, einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von weniger als 0,5 auf, was bedeutet, dass diese Folien unzureichende Schallabsorptionseigenschaften aufwiesen.
Es sollte beachtet werden, dass es keine signifikante Differenz bei den Schallabsorptionseigenschaften zwischen einem Fall, bei dem die Seite einer Folie mit den Graten auf die Schallquelle gerichtet war (Bsp. 1 und 2), und einem Fall gab, bei dem eine solche Seite auf das reflektierende Element gerichtet war (Bsp. 4 und 5).
[Bsp. 7]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 2 hergestellt, mit der Ausnahme, dass eine Wärmebehandlung durch beheizte Walzen mit 120°C durchgeführt wurde.
[Bsp. 8]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Seidennadeln zur Bildung der Durchgangslöcher in einer Tiefe von 3 mm gesteckt wurden.
[Bsp. 9]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Seidennadeln zur Bildung der Durchgangslöcher in einer Tiefe von 4 mm gesteckt wurden.
[Bsp. 10]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass das folienartige Basismaterial zur Bildung der Durchgangslöcher mit den Seidennadeln in einer Tiefe von 1 mm durchstoßen wurde, wobei das Basismaterial mit einer Geschwindigkeit von 15 m/min zugeführt wurde.
[Bsp. 11]
Eine Folie wurde in der gleichen Weise wie im Bsp. 1 hergestellt, jedoch wurden Seidennadeln mit einem Durchmesser von 0,45 mm für ultradünne Gewebe zum Durchstoßen der Lage mit den Seidennadeln bei Abständen von 1,4 mm in der Längsrichtung und der seitlichen Richtung und in einer Tiefe 1 mm verwendet, so dass Durchgangslöcher gebildet wurden.
[Bsp. 12]
Ein Pressverfahren wurde zur Bildung von Durchgangslöchern in einem folienartigen Basismaterial aus ETFE 150 verwendet, so dass die Durchgangslöcher nur auf einer Seite des Basismaterials mit Graten versehen wurden. Insbesondere wurde bei dem Pressverfahren eine Vorrichtung zum Pressstanzen von Löchern in Abständen von 2 mm in der Längsrichtung und der seitlichen Richtung und mit einem Durchmesser von etwa 0,200 mm mit einem auf 0,040 mm eingestellten Zwischenraum zwischen dem oberen Formwerkzeug und dem unteren Formwerkzeug verwendet.
Die Bewertungsergebnisse der Bsp. 7 bis 12 sind in der Tabelle 2 und den 6 und 7 gezeigt. TABELLE 2
Wie es in der Tabelle 2 gezeigt ist, wiesen die Folien von Bsp. 7 und 10 bis 12 einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von mindestens 0,5 auf, was bedeutet, dass diese Folien hervorragende Schallabsorptionseigenschaften aufwiesen.
Im Gegensatz dazu wiesen die Folien von Bsp. 8 und 9, welche die Beziehungen von „0,7 < d/t < 1,4” und „0,5 < y < 1,7” nicht erfüllten, einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von weniger als 0,5 auf, was bedeutet, dass diese Folien unzureichende Schallabsorptionseigenschaften aufwiesen.
[Bsp. 13]
Zwei Lagen der im Bsp. 1 hergestellten Folie wurden verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurden beide Lagen der Folie in die Akustikröhre eingesetzt, so dass die Seite mit den Graten auf die Schallquelle gerichtet war.
[Bsp. 14]
Zwei Lagen der im Bsp. 2 hergestellten Folie wurden verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurden beide Lagen der Folie in die Akustikröhre eingesetzt, so dass die Seite mit den Graten auf die Schallquelle gerichtet war.
[Bsp. 15]
Zwei Lagen der im Bsp. 3 hergestellten Folie wurden verwendet. Zur Messung des Schallabsorptionskoeffizienten wurden beide Lagen der Folie in die Akustikröhre eingesetzt, so dass die Seite mit den Graten auf die Schallquelle gerichtet war.
Die Bewertungsergebnisse der Bsp. 13 bis 15 sind in der Tabelle 3 und der 8 gezeigt. TABELLE 3
Wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist, erreichte die Bereitstellung von zwei Folien in den Bsp. 13 und 14 einen weiter verbesserten Schallabsorptionskoeffizienten verglichen mit den Fällen, bei denen eine einzelne Folie eingesetzt wurde, und verminderte eine Abnahme des Schallabsorptionskoeffizienten für 1600 Hz und 3200 Hz verglichen mit den Bsp. 1 bis 12.
Obwohl sogar das Bsp. 15 verglichen mit Fällen, bei denen eine einzelne Folie eingesetzt wurde, eine Abnahme des Schallabsorptionskoeffizienten für die vorstehend genannten zwei Frequenzen verminderte und einen verbesserten durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten aufwies, wies dieses Beispiel einen unzureichenden durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von weniger als 0,5 auf.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die Folie gemäß der vorliegenden Erfindung ist als schallabsorbierende Folie geeignet und kann derart auf einer Seite, die auf eine Schallquelle gerichtet ist, z. B. eines Bedachungsmaterials, eines Deckenmaterials, eines Außenwandmaterials oder eines Innenwandmaterials, angeordnet werden, dass eine rückwärtige Luftschicht sandwichartig zwischen der Folie und der Seite, die auf die Schallquelle gerichtet ist, angeordnet ist.
Die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-116702 , die am 9. Juni 2015 eingereicht worden ist, einschließlich die Beschreibung, die Ansprüche, die Zeichnungen und die Zusammenfassung, wird hierin unter Bezugnahme einbezogen.
BEZUGSZEICHEN
1: Folie, 1a: Erste Seite, 1b: Zweite Seite, 2: Durchgangsloch, 2a: Grat, 2b: Grat, di: Lochdurchmesser, Ti: Tiefe des Durchgangslochs, ti: Dicke des Abschnitts der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher, h: Abstand zwischen angrenzenden Folien, H: Abstand zwischen einer Folie und einem Schallwellen-reflektierenden Element, 3: Schallwellen-reflektierendes Element, 3a: Schallwellen-reflektierende Oberfläche, 10: Schallabsorbierende Struktur

Claims

Folie, die eine Mehrzahl von darin ausgebildeten feinen Durchgangslöchern aufweist, wobei die Folie eine durchschnittliche Dicke t (μm) in Abschnitten der Folie ohne darin ausgebildete Durchgangslöcher aufweist, wobei die Durchgangslöcher eine durchschnittliche Tiefe T (μm) aufweisen, einschließlich eines Grats auf einer Umfangskante davon, wobei die Durchgangslöcher einen durchschnittlichen Lochdurchmesser d (μm) aufweisen, und die Folie eine Öffnungsflächenrate y (%) pro Einheitsfläche aufweist; wobei die Folie alle der folgenden Formeln erfüllt: 90 ≤ t ≤ 300, 1,02 < T/t ≤ 1,5, 0,7 < d/t < 1,4 und 0,5 < y < 1,7.
Folie nach Anspruch 1, wobei die Folie aus einem Fluorharz hergestellt ist.
Folie nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Folie aus einem Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer hergestellt ist.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Folie einen durchschnittlichen Schallabsorptionskoeffizienten von mindestens 0,5 für Schall mit einer Frequenz von 200 Hz bis 4000 Hz aufweist, gemessen auf der Basis von JIS A1405-2:2007.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Folie bei der Messung der Durchlässigkeit für sichtbares Licht auf der Basis von JIS R-3106:1998 eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von mindestens 60% aufweist.
Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Folie zur Schallabsorption vorgesehen ist.
Schallabsorbierende Struktur, welche die Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und ein Schallwellen-reflektierendes Element umfasst, so dass die Folie, eine rückwärtige Luftschicht und das Schallwellen-reflektierende Element in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
Schallabsorbierende Struktur nach Anspruch 7, bei der die rückwärtige Luftschicht eine Dicke von 10 mm bis 1000 mm aufweist.
Laminierte Folie mit Schallabsorptionseigenschaften, die mindestens zwei Folien nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst, die so angeordnet sind, dass sie voneinander getrennt sind.
Laminierte Folie nach Anspruch 9, bei der die angrenzenden Folien mit einem Abstand von 5 mm bis 500 mm voneinander entfernt sind.
Schallabsorbierende Struktur, welche die laminierte Folie nach Anspruch 9 und ein Schallwellen-reflektierendes Element umfasst, so dass die laminierte Folie, eine rückwärtige Luftschicht und das Schallwellen-reflektierende Element in dieser Reihenfolge in der Richtung einer Schallquelle angeordnet sind.
Schallabsorbierende Struktur nach Anspruch 11, bei welcher die rückwärtige Luftschicht eine Dicke von 10 mm bis 1000 mm aufweist.