KR20110008226A - 하이브리드 흡음 시트 - Google Patents

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Abstract

미세천공된 필름 및 미세천공된 필름 상에 배치되는 천공된 금속 포일을 포함하는 하이브리드 흡음 시트가 제공된다. 또한, 미세천공된 필름 및 미세천공된 필름 상에 배치되는 천공된 금속 포일을 포함하는 하이브리드 흡음 시트로서, 천공된 금속 포일이 엠보싱되는 하이브리드 흡음 시트가 제공된다.

Description

하이브리드 흡음 시트{HYBRID SOUND ABSORBING SHEET}
본 발명은 미세천공된 필름(microperforated film) 및 미세천공된 필름 상에 배치되는 천공된 금속 포일(perforated metal foil)을 포함하는 하이브리드 흡음 시트(hybrid sound absorbing sheet)에 관한 것이다.
다양한 종류의 흡음재(sound absorber)가 음향을 흡수하기 위해 다수의 상이한 분야들에서 사용된다. 예를 들어, 흡음재는 전기 및 전자 장비에 흔히 사용된다. 그러한 장비의 크기 감소 및 비용 절감이 지속적으로 강조됨에 따라, 얇고 가요성인 흡음재가 바람직하다. 전기 및 전자 장비의 경우, 전자기 차폐 특성이 또한 바람직하다.
따라서, 넓은 범위의 주파수에서 음향을 흡수할 수 있고 (배면 공기 공간(backing airspace)을 포함함에도) 얇으며 전자기 차폐 특성 및 향상된 열 전도성을 갖는 흡음재를 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명은 미세천공된 필름(즉, 관통 미세 보어(through-micro bore)를 포함함) 및 미세천공된 필름 상에 배치되는 천공된 금속 포일을 포함하는 하이브리드 흡음 시트를 제공한다. 천공된 금속 포일은 다양한 패턴으로 엠보싱될 수 있다. 하이브리드 흡음 시트는 비교적 얇을 수 있으며(예를 들어, 약 50 마이크로미터 내지 1600 마이크로미터, 약 70 마이크로미터 내지 1400 마이크로미터, 또는 70 마이크로미터 내지 750 마이크로미터의 총 두께를 가질 수 있음); 비교적 얇은(예를 들어, 약 1 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 또는 약 1 ㎜ 내지 약 10 ㎜) 배면 공기 공간의 사용을 허용할 수 있다. 하이브리드 흡음 시트는 다양한 주파수에서 효과적인 흡음력을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 하이브리드 흡음 시트는 전자기 차폐 특성 및 열 전도성을 가지며, 이는 시트의 금속 함유에 의해 향상된다. 하이브리드 흡음 시트는 다양한 종류의 전기 및 전자 장비 등에서 흔히 발견되는 것과 같은 비교적 제한된 또는 좁은 공간에서 사용될 수 있다.
따라서, 일 태양에서, 제1 패턴으로 존재하는 관통 미세 보어를 포함하는 미세천공된 필름; 및 제2 패턴으로 구멍을 포함하는 천공된 금속 포일을 포함하며; 천공된 금속 포일은 미세천공된 필름 상에 배치되고, 미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 제1 패턴과 천공된 금속 포일의 제2 패턴은 비-정렬(non-aligned) 패턴을 포함하는, 하이브리드 흡음 시트가 본 명세서에 개시된다.
또한, 제1 패턴으로 존재하는 관통 미세 보어를 포함하는 미세천공된 필름 및 제2 패턴으로 구멍을 포함하는 천공된 금속 포일을 포함하며, 천공된 금속 포일은 미세천공된 필름 상에 배치되고, 미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 제1 패턴과 천공된 금속 포일의 제2 패턴은 비-정렬 패턴을 포함하는, 하이브리드 흡음 시트를 제공하는 단계; 및 하이브리드 흡음 시트를 음원(acoustic source)과 음향 반사 표면(sound-reflecting surface) 사이에 위치시키되, 배면 공기 공간이 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이에 있도록 위치시키는 단계를 포함하는 흡음 방법이 본 명세서에 개시된다.
또한, 음향 반사 표면 및 음향 반사 표면 부근에 배치되는 하이브리드 흡음 시트 - 배면 공기 공간이 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이에 있음 - 를 포함하고, 하이브리드 흡음 시트가 제1 패턴으로 존재하는 관통 미세 보어를 포함하는 미세천공된 필름 및 제2 패턴으로 구멍을 포함하는 천공된 금속 포일을 포함하며, 천공된 금속 포일은 미세천공된 필름 상에 배치되고, 미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 제1 패턴과 천공된 금속 포일의 제2 패턴은 비-정렬 패턴을 포함하는, 흡음재가 본 명세서에 개시된다.
본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각각의 예시된 실시예 또는 모든 구현예를 기술하고자 하는 것은 아니다. 이하의 도면들과 상세한 설명은 이들 실시예를 더욱 상세하게 예시한다.
도 1은 본 발명의 하이브리드 흡음 시트의 일 실시예의 단면도.
도 2는 본 발명의 하이브리드 흡음 시트의 다른 실시예의 단면도.
도 3은 본 발명의 예시적인 미세천공된 필름의 평면도.
도 4는 본 발명의 금속 포일의 몇 가지 예시적인 엠보싱 패턴의 도면.
도 5는 다양한 배면 공기 공간 두께를 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 6은 천공된 금속 포일과 다양한 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 7은 다양한 두께의 미세천공된 필름을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 8은 천공된 금속 포일의 다양한 구멍 직경을 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 9는 천공된 금속 포일의 다양한 엠보싱 패턴을 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 10은 다양한 필름과 하이브리드 흡음 시트의 흡음률의 그래프.
도 11은 다양한 천공되지 않은 금속 포일과 천공된 금속 포일의 전자기 차폐 특성을 도시하는 그래프.
도 12는 본 발명의 하이브리드 흡음 시트의 다른 실시예의 단면도.
달리 지시되지 않는 한, 본 명세서 내의 모든 도면은 축척대로 도시된 것이 아니며 본 발명의 상이한 실시예들을 예시하는 목적을 위해 선택된다. 특히, 다양한 구성요소들의 치수는 단지 설명적인 관점에서 도시되며, 다양한 구성요소들의 치수들 사이의 관계가 도면으로부터 추론되어서는 안 된다. 본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태로 용이하게 개조될 수 있지만, 본 발명의 상세 사항은 도면에 예로서 도시되었고 상세히 기술될 것이다. 그러나, 본 발명을 기술되는 특정 실시예로 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 한다. 이와 반대로, 첨부된 특허청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범주 내에 속하는 모든 변형, 균등물 및 대안을 포함하고자 한다.
도 1은 본 발명의 하이브리드 흡음 시트의 일 실시예의 단면도이다. 이러한 실시예에서, 하이브리드 흡음 시트(100)는 미세천공된 필름(102) 및 미세천공된 필름(102) 상에 배치되는 천공된 금속 포일(104)을 포함한다. 미세천공된 필름은, 제1 패턴으로 존재하고 필름(102)을 완전하게 통과하는 관통 미세 보어(106)를 포함한다. 일 실시예에서, 관통 미세 보어(106)는 약 10 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 직경 범위를 갖는다. 일 실시예에서, 관통 미세 보어(106)는 약 77,500개 보어/제곱미터 내지 약 6,200,000개 보어/제곱미터, 또는 약 620,000개 보어/제곱미터 내지 약 3,100,000개 보어/제곱미터의 밀도로 존재한다. 일 실시예에서, 미세천공된 필름(102)은 (JIS-L-1906에 약술된 바와 같은 절차를 사용하여 토요 세이키 세이사쿠쇼, 엘티디.(Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.)로부터 입수가능한 걸리 타입 덴소미터(GURLEY TYPE DENSOMETER)를 사용하여 측정할 때) 약 0.1초/100 cc 내지 약 300초/100 cc의 공기 투과율(air permeability)을 포함한다. 걸리(Gurley) 방법의 공기 투과율 값은 100 cc의 공기가 필름을 통과하는 데 걸리는 시간(초/100 cc)을 나타낸다.
미세천공된 필름은 가요성을 가진 수지 필름을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 필름에 사용될 수 있는 예시적인 중합체 재료는 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN); 폴리카르보네이트; 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 폴리부틸렌; 폴리비닐 수지, 예컨대 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 폴리비닐 아세탈; 셀룰로오스 에스테르 수지, 예컨대 셀룰로오스 트라이아세테이트 또는 셀룰로오스 아세테이트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이들 재료의 블렌드 및/또는 공중합체가 또한 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 미세천공된 필름(102)의 두께는 약 10 마이크로미터 내지 약 250 마이크로미터이다. 필름의 단위면적당 중량은 제한되지 않지만, 약 5 그램/제곱미터 내지 약 500 그램/제곱미터일 수 있다.
천공된 금속 포일(104)은 제2 패턴으로 구멍(108)을 포함한다. 일 실시예에서, 구멍은 약 0.1 ㎜ 내지 약 3.0 ㎜의 직경을 가지며, 약 12,000개 구멍/제곱미터 내지 약 6,200,000개 구멍/제곱미터, 또는 약 70,000개 구멍/제곱미터 내지 약 3,100,000개 구멍/제곱미터의 밀도를 갖는다. 천공된 금속 포일은 구리, 알루미늄, 철, 주석, 티타늄, 니켈, 납, 아연, 은, 금, 및 이들의 혼합물, 블렌드 및/또는 합금을 포함하지만 이에 제한되지 않는 재료로 제조될 수 있다. 유용할 수 있는 특정한 합금은, 예를 들어 황동, 청동, 스테인레스강, 베릴륨 구리 또는 인청동을 포함한다. 천공된 금속 포일의 두께는 약 10 마이크로미터 내지 약 250 마이크로미터를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 제1 패턴과 천공된 금속 포일 내의 천공부의 제2 패턴은 본 명세서에서 이하 정의되는 바와 같은 비-정렬 패턴을 포함한다. 일 실시예에서, 하이브리드 흡음 시트는 적어도 미세천공된 필름의 일부와 천공된 금속 포일의 일부 사이에 공기 간극을 가질 수 있다.
필름 내의 관통 미세 보어 및/또는 포일 내의 구멍은 원형이거나 비원형(예를 들어, 타원형, 슬릿(slit), 정사각형 등)일 수 있으며, 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다. 비원형이거나 불규칙적인 형상의 미세 보어 또는 구멍의 경우, "직경"이라는 용어는 비원형 형상의 미세 보어 또는 구멍의 개방부와 동일한 면적을 갖는 원형 개방부의 직경을 말한다. 미세 보어 및/또는 구멍은 또한 크기가 변할 수 있다. 이러한 경우, 직경은 미세 보어 또는 구멍의 총 개수의 평균 직경을 말한다.
관통 미세 보어를 포함하는 필름과 천공된 포일의 조합에 의해, 우수한 흡음력, 전자기 차폐 특성 및 열 전도성이 비교적 얇은 구성에 의해 및/또는 비교적 얇은 배면 공기 공간의 사용에 의해서도 달성될 수 있다. 이론 또는 메커니즘에 의해 제한되고자 함이 없지만, 본 발명의 하이브리드 흡음 시트는, 예를 들어 필름의 멤브레인 진동에 의해, 관통 미세 보어 내에서의 공기의 마찰에 의해, 포일 천공부(구멍) 내에서의 공기의 공명에 의해, 또는 이들 메커니즘의 조합에 의해 음향을 흡수할 수 있다.
하이브리드 흡음 시트(100)의 층은 임의의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 필름은 관통 미세 보어를 형성하기 위한 니들(needle)을 가진 롤에 의해 니들 펀칭함으로써 미세천공될 수 있다. 필요할 경우, 닙(nip) 롤(백업 롤)이 이러한 니들 펀칭에 사용될 수 있다. 관통 미세 보어의 천공을 위해, 다양한 종류의 니들이 사용될 수 있으며, 다양한 종류의 관통 미세 보어의 형상이 사용될 수 있다. 금속 포일은 구멍을 형성하기 위한 니들을 가진 롤에 의해 니들 펀칭함으로써 천공될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 미세천공된 필름과 천공된 금속 포일은 서로 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 이들은 금속 포일의 적어도 일부분이 미세천공된 필름의 일부분과 접촉하도록 위치된다. 특정 실시예에서, 이들은 금속 포일의 단지 일부분만이 미세천공된 필름과 접촉하도록(또는, 대안적으로는, 그 자체가 필름과 접촉하는 접착제와 접촉하도록) 위치된다. 이러한 구성은 미세천공된 필름의 적어도 일부분과 천공된 금속 포일의 적어도 일부분 사이에 공기 간극이 존재하게 할 수 있으며, 이는 흡음력을 개선시킬 수 있다. 포일이 (예를 들어, 도 1 및 도 2 각각의 구멍(108, 208)에 대한 예시적인 방식으로 도시된 바와 같이) 구멍 둘레에 돌출 부분(예를 들어, 돌출 림(rim))을 남기도록 하는 방식으로 천공되는 경우, 일 실시예에서, 포일의 비돌출(매끄러운) 면이 미세천공된 필름과 인접하게 배치될 수 있다.
특정 실시예에서, 포일은 엠보싱될 수 있다(도 2와 관련하여 이하 논의됨). 이러한 엠보싱은 유리하게는 천공된 포일의 적어도 일부분과 미세천공된 필름의 적어도 일부분 사이에 공기 간극이 존재하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 미세천공된 필름과 천공된 금속 포일은 접착제 접합, 스테이플링(stapling) 또는 스티칭(stitching)과 같은 임의의 공지된 방법에 의해 함께 배치(예를 들어, 함께 부착)된다. 일 실시예에서, 접착제가 사용되며, 이때 접착제는 이산된 위치들에 (포일 또는 필름 중 어느 하나에) 적용된다. 예를 들어, 액체 또는 고온 용융 접착제의 액적의 분무, 또는 액체 접착제 또는 고온 용융 접착제의 도팅(dotting)이나 스폿 접착(spot gluing), 또는 접합 테이프의 이산적 적용이 수행될 수 있다. (이산적 방식으로 존재하는 접착제의 예가 도 1 및 도 2에서 접착제 요소(각각 112 및 212)의 존재로 예시되어 있다.) 이러한 접착제의 이산적 적용, 및/또는 (예를 들어, 스테이플링, 스티칭 등에 의해 비접착 방법으로 또한 수행될 수 있는 바와 같은) 이산된 위치들에서만의 필름과 포일의 접합은 유리하게는 금속 포일이 엠보싱되지 않은 경우에도 천공된 포일의 적어도 일부분과 미세천공된 필름 사이에 공기 간극이 존재하게 할 수 있다. 또한, 미세천공된 필름과 천공된 포일 사이의 공기 간극은 필름과 포일 사이에 메시(mesh) 층 또는 미공성 재료 층과 같은 공기를 가진 층을 라미네이팅함으로써 생성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 하이브리드 흡음 시트는 미세천공된 필름과 천공된 포일을 제공하고 이들을 서로 인접하게 배치함으로써 제조된다. 일 실시예에서, 미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 직경 및 간격은 포일 내의 천공부의 직경 및 간격과는 상이하다. 이러한 실시예에서, 2개의 층이 근접하게 배치될 때, 필름 내의 관통 미세 보어와 포일 내의 천공부는 모두가 서로 정렬되지는 않을 것이다. 즉, 관통 미세 보어들 중 일부가 포일 내의 구멍과 중첩 관계로 있을 수 있지만, 관통 미세 보어들 중 적어도 일부는 포일의 중실 부분(즉, 구멍을 포함하지 않는 부분)과 중첩 관계로 있게 될 것이다. 미세천공된 필름과 천공된 포일이 비-정렬 패턴을 포함한다는 용어로 본 명세서에서 정의된 (도 1 및 도 2에 예시적인 방식으로 도시된) 이러한 배열은, (예를 들어, 포일 층과 필름 층이 함께 배치되고 이어서 단일 작업으로 천공되거나 미세천공되는 작업으로 제조되는 것과 같이) 필름 층 내의 각각의 구멍이 포일 층 내의 구멍과 정렬되는 배열과는 구별된다.
도 2는 본 발명의 하이브리드 흡음 시트의 다른 실시예의 단면도이다. 이러한 실시예에서, 하이브리드 흡음 시트(200)는 미세천공된 필름(202) 및 미세천공된 필름(202) 상에 배치되는 천공된 금속 포일(204)을 포함한다. 미세천공된 필름은 전술된 관통 미세 보어(106)와 동일한 관통 미세 보어(206)를 포함한다. 필름의 재료, 두께 및 단위면적당 중량의 예는 전술된 것과 동일하다.
천공된 금속 포일(204)은 전술된 구멍(108)과 동일한 구멍(208)을 포함한다. 천공된 금속 포일의 재료의 예는 전술된 것과 동일하다. 천공된 금속 포일(204)은 엠보싱된 특징부(210)를 추가로 포함한다. 엠보싱된 특징부의 패턴은 제한되지 않지만, 줄무늬 패턴, 곡선형 줄무늬 패턴, 격자 패턴, 예컨대 정사각형 격자 패턴, 사선형 정사각형 격자 패턴 또는 곡선형 정사각형 격자 패턴, 원형 패턴, 타원형 패턴, 선형 패턴, 점선 패턴, 파선 패턴, 점 패턴 또는 원통형 패턴을 포함할 수 있다. 패턴의 피치(간격)는 약 1.0 ㎜ 내지 약 20.0 ㎜일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 엠보싱된 특징부의 깊이는 약 30 마이크로미터 내지 약 1000 마이크로미터, 약 50 마이크로미터 내지 약 800 마이크로미터, 또는 약 50 마이크로미터 내지 약 150 마이크로미터일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. (엠보싱되지 않은) 금속 포일의 두께는 약 10 마이크로미터 내지 약 250 마이크로미터일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. (엠보싱 깊이를 포함하는) 엠보싱된 포일의 두께는 약 40 마이크로미터 내지 약 1250 마이크로미터, 약 60 마이크로미터 내지 약 1050 마이크로미터 또는 약 60 마이크로미터 내지 약 400 마이크로미터일 수 있다. 엠보싱 깊이를 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 총 두께는 약 50 마이크로미터 내지 1600 마이크로미터, 약 70 마이크로미터 내지 1400 마이크로미터, 또는 70 마이크로미터 내지 750 마이크로미터이다. 따라서, 엠보싱된 포일을 포함할 때에도, 본 발명의 하이브리드 흡음 시트는 다양한 종류의 전기 및 전자 장비 등에서 흔히 발견되는 제한된 또는 좁은 공간에 대해 적합하게 될 수 있다.
흡음 효과를 발생시키기 위해, 하이브리드 흡음 시트(100/200)는 도 12에서 예시적인 방식으로 도시된 바와 같이, 음향 반사 표면(1220)에 또는 그 부근에 배치될 수 있다. 다양한 실시예에서, 필름 층 또는 포일 층 중 어느 하나가 음원(예를 들어, 유입되는 공기 전달 음향(airborne sound))을 향해 배치될 수 있다. 또한, 하이브리드 흡음 시트(100/200)는 시트와 음향 반사 표면(1220) 사이에 배면 공기 공간(간극)(1202)을 가질 수 있다. 본 발명의 하이브리드 흡음 시트는, (예를 들어, 약 1 ㎜ 내지 약 20 ㎜, 약 1 ㎜ 내지 약 10 ㎜, 또는 약 1 ㎜ 내지 약 5 ㎜와 같이) 배면 공기 공간이 비교적 얇은 경우에도, 양호한 흡음 효과를 나타낼 수 있다. 요구될 경우, 하이브리드 흡음 시트는 소정의 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 흡음 시트는 시트의 하나 이상의 에지에 플랜지(1203)를 포함할 수 있어서, 시트는 플랜지(1203)에 의해 음향 반사 표면(1220)에 부착될 수 있으며, 이때 시트의 적어도 일부분이 음향 반사 표면으로부터 충분하게 멀리 있게 되어 공기 간극(1202)이 시트의 이 부분과 음향 반사 표면(1220) 사이에 존재하게 된다.
하이브리드 흡음 시트(200)는 전술된 것과 같은 임의의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 특히, 엠보싱된 특징부를 갖는 천공된 금속 포일은 금속 포일로 전사되는 엠보싱 패턴을 포함하는 엠보싱 롤러를 사용하는 공지된 엠보싱 방법에 의해 제조될 수 있다. (엠보싱 공정 및 전술된 천공 공정 모두에서, 닙 롤러가 필요할 경우에 사용될 수 있다.) 엠보싱 공정 전 또는 후에, 엠보싱된 금속 포일은 니들을 구비한 롤을 사용하는 방법과 같은 공지된 천공 방법에 의해 천공될 수 있다. 천공은 금속 포일의 어느 한 면 또는 양 면으로부터 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 미세천공된 필름의 일 실시예의 도면이다. 필름(300)은 도 3에서 점에 의해 나타낸 관통 미세 보어(306)를 포함한다. 필름은 약 0.1초/100 cc 내지 약 300초/100 cc의 걸리 공기 투과율을 나타낼 수 있다. 이러한 공기 투과율은, 예를 들어 약 77,500개 보어/제곱미터 내지 약 6,200,000개 보어/제곱미터, 또는 약 620,000개 보어/제곱미터 내지 3,100,000개 보어/제곱미터를 미세천공함으로써 생성될 수 있으며, 이때 보어는 약 10 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 직경을 포함한다. 보어 직경 및 보어 밀도의 다른 조합이 또한 이러한 범위의 공기 투과율을 제공하는 데 사용될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 금속 포일의 예시적인 엠보싱 패턴의 도면이다. 도 4a는 약 1.5 ㎜ 피치를 갖는 예시적인 정사각형 격자 패턴을 도시하고, 도 4b는 약 2.5 ㎜ 피치를 갖는 예시적인 사선형 정사각형 격자 패턴을 도시하며, 도 4c는 약 6.5 ㎜ 피치를 갖는 예시적인 정사각형 격자 패턴을 도시한다.
도 5는 부직물(nonwoven) 시트와 비교한, 다양한 배면 공기 공간 두께를 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률(sound absorption coefficient)을 도시하는 그래프이다. (비교를 위해, 스펙트럼 500은 약 10 ㎜ 두께의 부직물 시트에 대한 흡음률을 도시한다. 이러한 및 다른 예에서, 10 ㎜ 부직물 시트는 스펀-본디드 스크림(spun-bonded scrim)을 가진, 약 200 그램/제곱미터 밀도의 멜트-블로운(melt-blown) 폴리프로필렌 웨브로 구성된다.) 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "배면 공기 공간"이라는 용어는 음원으로부터 하이브리드 흡음 시트의 반대편에 있는 음향 반사 표면과의 거리를 의미한다. 다른 스펙트럼은, 1,240,000개 보어/제곱미터의 밀도로 약 100 마이크로미터 평균 직경의 관통 미세 보어를 갖는 12 마이크로미터 두께의 미세천공된 PET 필름 및 PET 필름 상에 배치되는 35 마이크로미터 두께의 천공된 구리 포일을, 천공된 구리 포일의 매끄러운 면(즉, 그로부터 포일이 천공되는 면) 상으로 (수미토모 쓰리엠 컴퍼니(Sumitomo 3M Company)로부터 스프레이 어드히시브 33이라는 상표명으로 입수가능한) 접착제를 분무하고 미세천공된 PET 필름을 천공된 구리 포일의 접착제 함유 면에 적용함으로써 포함하는 하이브리드 흡음 시트에 대한 것이다. 미세천공된 PET 필름은 약 17 그램/제곱미터의 중량 및 약 0.4초/100 cc의 공기 투과율을 구성하였다. 천공된 구리 포일은 약 72,600개 구멍/제곱미터의 밀도로 약 0.7 ㎜의 직경을 갖는 구멍을 포함하였다. 구리 포일은 약 1.5 ㎜의 피치로, 도 4a에 도시된 것과 유사한 정사각형 격자 패턴으로 엠보싱되었다. 엠보싱 깊이는 약 72 마이크로미터였다. 엠보싱 깊이를 포함하는 구리 포일의 두께는 약 105 마이크로미터였다. 하이브리드 흡음 시트는 도 5에 도시된 바와 같이 다양한 배면 공기 공간 두께에서의 흡음력에 대해 시험되었다. (이러한 및 모든 다른 예에서) 모든 흡음 스펙트럼은 주지된 임피던스 튜브 시험(impedance tube testing)을 사용하여 ASTM E 1050에 따라 생성되었다. 필름 샘플 및 하이브리드 시트 샘플의 경우, 샘플은 샘플의 에지가 양면 접착제를 사용하여 임피던스 튜브 개방부의 플랜지에 접착된 상태로 필름 또는 하이브리드 시트의 29 ㎜ 직경 섹션을 임피던스 튜브의 개방부를 가로질러 걸쳐 있게 함으로써 임피던스 튜브 내에 위치되었으며, 이에 따라 시트는 입사 음향에 수직하게 배치되었다(이들 실험에서, 하이브리드 흡음 시트는 음원이 미세천공된 PET 필름을 향하도록 위치됨). 임피던스 튜브의 반사 표면(음원으로부터의 샘플 후방)은 도 5의 다양한 스펙트럼으로 도시된 두께(깊이)의 배면 공기 간극을 제공하도록 조절되었다. 부직물 샘플의 경우, 부직물은 공기 간극 없이 임피던스 튜브의 반사 표면에 대해 직접 배치되었다.
도 6은 부직물 시트와 비교한, 금속 포일과 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시하는 그래프이다. 스펙트럼 600은 배면 공기 공간이 없는, 도 5의 10 ㎜ 두께의 부직물 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 602는 약 72 마이크로미터 깊이를 갖도록 엠보싱된 (도 4a에 도시된 것과 유사한) 1.5 ㎜ 피치 정사각형 격자 패턴을 가진 35 마이크로미터 두께의 천공된 구리 포일의 흡음률을 도시한다. 엠보싱 깊이를 포함하는 구리 포일의 두께는 약 107 마이크로미터였다. 천공된 구리 포일은 약 72,600개 구멍/제곱미터의 밀도로 약 0.7 ㎜의 직경을 갖는 구멍을 포함하였다. 미세천공된 필름과 천공된 포일은 도 5의 시트에 대해 전술된 것과 같은 유사한 방식으로(즉, 포일의 매끄러운 면 상으로 고온 용융 접착제를 분무하고 미세천공된 필름을 포일의 접착제 함유 면에 접촉시킴으로써) 이러한 예의 하이브리드 흡음 시트를 형성하도록 함께 배치되었다. 스펙트럼 604는 전술된 스펙트럼 502의 천공된 구리 포일 및 미세천공된 PET 필름을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 606은 전술된 천공된 구리 포일과 10 마이크로미터 두께의 미세천공된 PE(폴리에틸렌) 필름을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시한다. PE 필름은 스펙트럼 604의 PET 필름과 동일한 보어 개수 및 보어 직경을 포함하였다. PE 필름의 공기 투과율 및 중량은 각각 약 0.3초/100 cc 및 8.2 그램/제곱미터였다. 스펙트럼 602, 604 및 606의 흡음재에 대한 배면 공기 공간은 10 ㎜였다. 도 6의 모든 스펙트럼은 도 5와 관련하여 설명된 바와 유사한 방식으로 생성되었다.
도 7은 부직물 시트와 비교한, 다양한 두께의 미세천공된 필름을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시하는 그래프이다. 스펙트럼 700은 배면 공기 공간이 없는, 도 5의 10 ㎜ 두께의 부직물 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 702, 704 및 706에 사용되는 각각의 샘플은 스펙트럼 502의 천공된 구리 포일 및 미세천공된 PET 필름을 포함하였다. 스펙트럼 702, 704 및 706에 대한 PET 필름의 두께는 각각 12 마이크로미터, 38 마이크로미터 및 50 마이크로미터였다. 각각의 PET 필름은 약 1,240,000개 보어/제곱미터를 포함하였고, 이때 보어는 약 100 마이크로미터의 평균 직경을 가졌다. PET 필름의 공기 투과율은 702의 경우 약 0.4초/100 cc, 704의 경우 약 0.8초/100 cc, 및 706의 경우 약 1.6초/100 cc였다. PET 필름의 중량은 702의 경우 약 17 그램/제곱미터, 704의 경우 약 53 그램/제곱미터, 및 706의 경우 약 70 그램/제곱미터였다. 702, 704 및 706에 대한 흡음재의 총 두께는 각각 119 마이크로미터, 145 마이크로미터 및 157 마이크로미터였다. 배면 공기 공간은 10 ㎜였다. 미세천공된 필름과 천공된 포일은 도 5의 시트에 대하여 전술된 바와 유사한 방식으로 하이브리드 흡음 시트를 형성하도록 함께 배치되었다. 도 7의 모든 스펙트럼은 도 5와 관련하여 설명된 바와 유사한 방식으로 생성되었다.
도 8은 부직물 시트와 비교한, 천공된 금속 포일의 다양한 구멍 직경을 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시하는 그래프이다. 스펙트럼 800은 배면 공기 공간이 없는, 도 5의 10 ㎜ 두께의 부직물 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 802, 804 및 806에 사용된 각각의 샘플은 약 72 마이크로미터의 엠보싱 깊이로 (도 4a에 도시된 것과 유사한) 1.5 ㎜ 피치 정사각형 격자의 엠보싱된 패턴을 갖는 35 마이크로미터 두께의 천공된 구리 포일, 및 스펙트럼 502의 미세천공된 PET 필름을 포함하였다. 엠보싱 깊이를 포함하는 천공된 구리 포일의 두께는 약 107 마이크로미터였다. 천공된 구리 포일의 구멍 직경은 802의 경우 0.5 ㎜, 804의 경우 0.7 ㎜, 및 806의 경우 1.5 ㎜였다. 천공된 구리 포일의 구멍의 밀도는 약 72,600이었다. 배면 공기 공간은 10 ㎜였다. 미세천공된 필름과 천공된 포일은 도 5의 시트에 대하여 전술된 바와 유사한 방식으로 하이브리드 흡음 시트를 형성하도록 함께 배치되었다. 도 8의 모든 스펙트럼은 도 5와 관련하여 설명된 바와 유사한 방식으로 생성되었다.
도 9는 부직물 시트와 비교한, 천공된 금속 포일의 다양한 엠보싱 패턴을 갖는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시하는 그래프이다. 스펙트럼 900은 배면 공기 공간이 없는, 도 5의 10 ㎜ 두께의 부직물 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 902 내지 906에 대한 각각의 샘플은 스펙트럼 502의 미세천공된 PET 필름 및 30 마이크로미터 두께의 천공된 경질 알루미늄 포일을 포함하였다. 배면 공기 공간은 10 ㎜였다. 알루미늄 포일은 약 171,000의 밀도로 0.4 ㎜ 직경의 구멍을 가졌다. 1.5 ㎜ 피치 정사각형 격자 패턴(도 4a)의 엠보싱 패턴이 902에 사용되었고, 2.5 ㎜ 피치 사선형 정사각형 격자 패턴(도 4b)이 904에 사용되었으며, 6.5 ㎜ 피치 정사각형 격자 패턴(도 4c)이 906에 사용되었다. 엠보싱 패턴의 깊이는 902의 경우 약 72 마이크로미터, 904의 경우 약 52 마이크로미터, 및 906의 경우 약 102 마이크로미터였다. 미세천공된 필름과 천공된 포일은 도 5의 시트에 대하여 전술된 바와 유사한 방식으로 하이브리드 흡음 시트를 형성하도록 함께 배치되었다. 도 9의 모든 스펙트럼은 도 5와 관련하여 설명된 바와 유사한 방식으로 생성되었다.
도 10은 부직물 시트와 비교한, 다양한 조합의 필름과 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시하는 그래프이다. 스펙트럼 1000은 배면 공기 공간이 없는, 도 5의 10 ㎜ 두께의 부직물 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1002는 도 5와 관련하여 설명된 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1004는 스펙트럼 502의 미세천공된 PET 필름(1002) 및 스펙트럼 902의 30 마이크로미터 두께의 천공된 경질 알루미늄 포일을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1006은 스펙트럼 502의 미세천공된 PET 필름(1002), 및 알루미늄 포일이 엠보싱되지 않은 것을 제외하고 스펙트럼 1004의 천공된 알루미늄 포일을 포함하는 하이브리드 흡음 시트의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1008은 약 17 그램/제곱미터의 중량을 갖는 12 마이크로미터 두께의 천공되지 않은 PET 필름, 및 스펙트럼 1006의 엠보싱되지 않고 천공된 알루미늄 포일의 조합의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1010은 스펙트럼 1006의 천공된 알루미늄 포일(즉, 미세천공되거나 그렇지 않은 어떠한 필름도 없는 상태에서의 스펙트럼 1006 및 1008의 천공된 포일)의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1012는 스펙트럼 502의 미세천공된 PET 필름(1002)(즉, 천공되거나 천공되지 않은 어떠한 포일도 없는 상태에서의 스펙트럼 1002, 1004 및 1006의 미세천공된 PET 필름)의 흡음률을 도시한다. 스펙트럼 1014는 어떠한 포일도 없는 상태에서의 스펙트럼 1008의 천공되지 않은 PET 필름의 흡음률을 도시한다.
도 10의 모든 스펙트럼은 도 5와 관련하여 설명한 바와 유사한 방식으로 생성되었다. 스펙트럼 1002, 1004, 1006 및 1008에 사용된 각각의 샘플은 PET 필름의 표면이 포일의 매끄러운 면(즉, 그로부터 포일이 천공되는 면)을 향한 상태에서 스폿 접착에 의해 라미네이팅되었다. 스폿 접착 방법은 PET 필름과 금속 포일의 부분들 사이에 작은 공기 층이 존재하게 하였다.
도 11은 다양한 천공되지 않은 금속 포일과 천공된 금속 포일의 전자기 차폐 특성을 도시하는 그래프이다. 도 11의 모든 스펙트럼은 간사이 일렉트로닉 인더스트리 디벨로프먼트 센터(Kansai Electronic Industry Development Center)에 의해 개발된 차폐 유효성 측정 방법인 KEC 방법에 따라 생성되었다. TEM 셀(cell) 내에서의 전기장 분포에 기초하여, EMI 차폐 유효성 시험 장비는 신호 송신 축에 수직한 평면 상에서 2개의 대향하는 표면들 사이에 샘플을 대칭으로 보유하는 시험 공간을 갖는다. 송신 안테나는 전자기장을 생성하는 방식으로 설치되며, 수신 안테나에서의 신호 수준이 측정된다. 전자기장 세기 감쇠는 송신 및 수신 안테나에서의 신호 수준의 비교에 의해 계산되며, 이러한 감쇠는 차폐 유효성의 척도이다. 발신측과 수신측 사이의 시험 공간은 10 ㎜였으며, 측정을 위해 0.1 내지 1000 ㎒의 주파수가 사용되었다. 일반적으로, 20 dB 이상의 차폐 효과를 갖는 물품이 전자기파의 90 % 이상을 차폐한다고 할 수 있다.
이와 같이 설명된 본 발명으로부터, 본 발명은 많은 방식으로 변경될 수 있음이 명백할 것이다. 그러한 변경은 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나는 것으로 간주되지 않으며, 당업자에게 명백할 바와 같은 이러한 모든 변경은 하기의 특허청구범위의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (24)

  1. 제1 패턴으로 존재하는 관통 미세 보어(through-micro bore)를 포함하는 미세천공된 필름(microperforated film); 및
    제2 패턴으로 구멍을 포함하는 천공된 금속 포일(perforated metal foil)을 포함하며,
    천공된 금속 포일은 미세천공된 필름 상에 배치되고,
    미세천공된 필름 내의 관통 미세 보어의 제1 패턴과 천공된 금속 포일의 제2 패턴은 비-정렬(non-aligned) 패턴을 포함하는 하이브리드 흡음 시트(hybrid sound absorbing sheet).
  2. 제1항에 있어서, 미세천공된 필름과 천공된 금속 포일 사이에 공기 간극을 추가로 포함하는 하이브리드 흡음 시트.
  3. 제1항 또는 제2 항에 있어서, 미세천공된 필름의 관통 미세 보어의 직경 범위는 10 마이크로미터 내지 200 마이크로미터인 하이브리드 흡음 시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 금속 포일의 구멍의 직경 범위는 0.1 ㎜ 내지 3 ㎜인 하이브리드 흡음 시트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름은 0.1초/100 cc 내지 300초/100 cc의 걸리 공기 투과율(Gurley air permeability)을 갖는 하이브리드 흡음 시트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름은 77,500개 보어/제곱미터 내지 6,200,000개 보어/제곱미터를 갖는 하이브리드 흡음 시트.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름의 두께는 10 마이크로미터 내지 250 마이크로미터인 하이브리드 흡음 시트.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 금속 포일의 두께는 10 마이크로미터 내지 250 마이크로미터인 하이브리드 흡음 시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 금속 포일은 엠보싱되는 하이브리드 흡음 시트.
  10. 제9항에 있어서, 엠보싱 깊이는 30 마이크로미터 내지 1000 마이크로미터인 하이브리드 흡음 시트.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트의 총 두께는 50 마이크로미터 내지 1600 마이크로미터인 하이브리드 흡음 시트.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐 클로라이드, 및 폴리비닐리덴 클로라이드와, 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 하이브리드 흡음 시트.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 천공된 금속 포일은 구리, 알루미늄, 철, 주석, 티타늄, 니켈, 납, 아연, 은, 금, 스테인레스강, 황동, 청동, 베릴륨 구리, 및 인청동과, 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료를 포함하는 하이브리드 흡음 시트.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름과 폴리에틸렌 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 천공된 금속 포일을 구성하는 재료는 구리와 알루미늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하이브리드 흡음 시트.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 미세천공된 필름과 천공된 금속 포일은 접착제 접합에 의해 함께 부착되는 하이브리드 흡음 시트.
  16. 제15항에 있어서, 접착제는 이산된 위치들에 존재하는 하이브리드 흡음 시트.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 항에 따른 하이브리드 흡음 시트를 제공하는 단계; 및
    하이브리드 흡음 시트를 음원(acoustic source)과 음향 반사 표면(sound-reflecting surface) 사이에 위치시키되, 배면 공기 공간(backing airspace)이 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이에 있도록 위치시키는 단계를 포함하는 흡음 방법.
  18. 제17항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 20 ㎜인 흡음 방법.
  19. 제17항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 10 ㎜인 흡음 방법.
  20. 제17항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 5 ㎜인 흡음 방법.
  21. 음향 반사 표면;
    음향 반사 표면 부근에 배치되는, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 흡음 시트 - 배면 공기 공간이 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이에 있음 - 를 포함하는 흡음재(sound absorber).
  22. 제21항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 20 ㎜인 흡음재.
  23. 제21항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 10 ㎜인 흡음재.
  24. 제21항에 있어서, 하이브리드 흡음 시트와 음향 반사 표면 사이의 배면 공기 공간은 두께가 약 1 ㎜ 내지 5 ㎜인 흡음재.
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