KR20110104899A - 섬유 복합 음향 감쇠 물질 - Google Patents

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그로츠-베케르트 카게
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Abstract

본 발명에 따른 감쇠 물질(11)은 서로 느슨한 결합 관계에 있는 섬유들로 구성되는 무형 물질로 이루어진다. 예컨대, 섬유는 서로 최소로 연환되거나 또한 서로 접착된다. 이 무형 물질은 섬유가 재배향되거나 큰 정도로 서로 연환되거나 서로 접착되는 일부 영역에서 응집된다. 따라서, 상이한 밀도의 영역(17, 18)이 형성되고, 이에 따라 원하는 데로 감쇠 물질의 소리 감쇠 효과를 증가 및 조절하는 것이 가능해진다.

Description

섬유 복합 음향 감쇠 물질{FIBER COMPOSITE ACOUSTIC DAMPING MATERIAL}
본 발명은 섬유로 이루어지는 본체 방식의 음향 감쇠 또는 흡수 물질에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 그러한 공간적으로 구성된, 즉 단순히 평면적이 아닌 감쇠 또는 흡수 물질에 관한 것이다.
미네랄 울(mineral wool), 그라스 울(glass wool) 또는 천연 섬유나 합성 섬유와 같이 매우 다양한 물질로 이루어지는 음향 감쇠 물질이 공지되어 있다. 매 경우에, 감쇠 물질은 소리 에너지를 흡수하는 것이고, 다시 말해서 음파의 진동 에너지가 마찰에 의해 열 에너지로 전환된다는 점에서 음파가 경감된다. 그렇게 하면, 공진의 형성과 정상파(standing wave)의 형성이 방지된다.
비순서 섬유(non-ordered fiber)을 갖는 섬유 물질은 음향 감쇠 효과가 높다. 그렇게 하면, 유럽 특허 제2 034 072 A1호로부터 공지된 바와 같이, 원칙적으로 비교적 변동 가능하도록 펠트 본체(felt body)를 설계할 수 있다. 이 공보는 예컨대 위생 물질과 같은 위생 물품을 다루고 있다. 그러한 물질을 생산하기 위하여, 상이한 강도를 갖는 스트립형 영역을 따라 부직 섬유질 웹을 재봉함으로써, 물질에서 섬유 밀도가 높은 세장형의 평행하게 배향된 영역이 달성된다. 의학 및 간호 분야 외에 사용하도록 그러한 물질을 채용할 수 있는 범위는 열려있다.
본 발명의 목적은 효율이 개선된 음향 감쇠 물질을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 감쇠 물질은 랜덤-섬유 부직 본체, 즉 비순서 섬유로 이루어지는 본체를 형성한다. 이 본체에서, 섬유는 또한 영역에서 서로 평행하게 배치될 수 있다. 섬유는 연환(interloop)될 수 있고, 이 경우에, 연환 정도는 적어도 2개의 상이한 영역에서 상이할 수 있다. 랜덤-섬유 부직 본체는, 예컨대 느슨한 섬유질 웹 또는 부직포(예컨대, 폴리에스테르제)가 특정한 영역에서 기계적 또는 열 작용에 의해 응집된다는 점에서 제조될 수 있다. 그렇게 하면, 공간적으로 밀도가 변하는 음향 감쇠 물질이 생성된다. 이 경우, 본 발명은 이 감쇠 물질을 비용이 유리한 방식으로 제조하는 수단을 제공한다.
음향 감쇠 물질은 매트 형태로 제공될 수 있다. 매트는 예컨대, 유리 섬유 울 또는 미네랄 울 또는 다른 물질로 제조될 수 있다. 섬유질 웹에서 매트의 섬유는 바람직하게는 느슨하지만 여전히 함께 유지하도록 나란히 배치된다. 이는 적어도 매트의 느슨한 응집이 존재하는 방식으로 섬유들이 서로 연환된다는 점에서 달성될 수 있다. 섬유들은 평행하게 정렬되거나 교차 층 공정에 의해 층들에서 교차 중첩되도록 배치될 수 있다.
예컨대, 섬유 웹은 먼저 카딩 방법(carding method) 또는 스펀본딩 방법(spunbonding process)을 이용함으로써 유효하게 제조될 수 있는데, 이들 방법은 자체로 공지되어 있다. 영역 방식의 응집(zone-wise condensation)으로 인해, 느슨한 섬유질 웹은 영역이 생성되는 원하는 상태로 전환되고, 섬유 연환의 정도는 나머지 본체 또는 나머지 매트에 비해 크다. 섬유 연환의 증가는 예컨대 펠팅 니들을 이용하는 기계적 재봉에 의해, 물 분사에 의한 응집에 의해 또는 유사한 기법에 의해 달성될 수 있다. 대안으로, 예컨대, 열 압착에 의해 국부적 응집이 달성될 수 있다. 섬유 본체를 응집함으로써, 응집 영역이 더 콤팩트해지고, 비응집 물질보다 더 연환된 섬유가 용접 단위에 의해 산출된다.
음향 감쇠 물질은 정해진 기하학적 형상을 보이는 랜덤-섬유 부직 본체의 형태로 또는 사용 전에 원하는 크기 및 치수로 절단된 매트의 형태로 제공될 수 있다. 적어도 2개의 섬유 연환 정도를 보이는 적어도 2개, 바람직하게는 그 이상의 영역이 존재한다는 것이 감쇠 물질의 특징이다.
섬유 연환의 정도가 상이한 영역은, 바람직하게는 또한 상이한 섬유 밀도를 갖는다. 그 결과, 감쇠 물질에 상이한 기공 용적 및 상이한 음향 경도의 영역이 형성되어, 강한 음향 감쇠 효과가 달성될 수 있다.
섬유 연환이 상이하게 강한 영역이 규칙적인 패턴 또는 바람직하게는 불규칙적인 패턴으로 배치될 수 있고, 그 결과 넓은 범위의 음향 감쇠 효과가 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 감쇠 물질은 균일한 섬유 또는 또한 상이한 섬유, 예컨대 상이한 길이 및/또는 두께를 갖는 섬유, 균일한 물질로 이루어지는 섬유, 또는 또한 상이한 섬유로 이루어지는 섬유, 즉 섬유 혼합물로 제조될 수 있다. 필요하다면, 영역에 특정한 상이한 섬유 연환 정도 외에 상이한 물질의 영역을 형성하도록 상이한 치수를 갖거나 상이한 물질로 이루어지는 섬유가 또한 상이한 영역에 집중될 수 있다.
바람직하게는, 섬유 연환이 최소인 영역의 섬유는 주로 하나의 평면에(또는 교차된 위치에) 배향되고, 이에 의해 평면의 섬유들은 평행한 방향으로 또는 또한 상이한 방향으로 선택적으로 배향되고, 즉 섬유들은 1회 이상 교차하지만 최소로 연환된다. 감쇠 물질이 매트 형태로 제공되면, 특히 섬유 연환이 최소인 영역의 섬유들은 바람직하게는 주로 이 매트의 평면에 있는 것이 바람직하다. 보다 큰 섬유 연환의 경우, 적어도 바람직하게는 섬유들은 이 평면에 수직인 방향으로 증가된 비율로 배향된다. 그 결과, 매트 또는 다른 섬유 본체에 특정한 기계적 안정성, 구체적으로 응집성을 부여하는 응집 영역이 형성된다.
섬유 연환이 증가된 영역은 감쇠 물질에서 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성된 섬으로서 배치될 수 있다. 바람직하게는, 영역은 예컨대 매트의 횡방향으로 및/또는 매트의 종방향으로 연장될 수 있는 스트립형(다시 바람직하게는 직선형) 영역의 형태를 갖는다. 더욱이, 영역은 기울어진 방향으로, 예컨대 대각선으로 연장될 수 있다. 바람직하게는, 응집 영역은 전체 매트 두께에 걸쳐서, 즉 상기 매트의 상부면으로부터 밑면으로 연장된다.
특히 유리한 실시예를 고려하면, 감쇠 물질은 적어도 2개의 층을 포함하고, 섬유 연환 정도가 상이한 영역이 제공되고, 이 경우 2개의 영역은 예컨대 공인된 방식이 아니라 2개의 층에서 상이하게 배치될 수 있다. 이들 층에 응집 영역, 즉 섬유 연환 정도가 보다 큰 영역을 제공하는 것이 가능하고, 상기 영역은 각각의 다른 층에 결합된다. 예컨대, 이들 층의 응집 영역은 재봉 또는 물 분사 응집에 의해 생성될 수 있다. 섬유 본체 또는 대응하는 매트는 층으로서 제조될 수 있다. 전술한 바와 같이, 그러한 층은 예컨대 섬유 본체를 콤팩트하게 하는 영역 방식에 의해 생성된다. 그러한 2개 이상의 층을 중첩시킨 후에, 층은 일부 영역에서 콤팩트해질 수 있고, 이 경우 섬유 연환의 정도는 특정한 지점 또는 영역(구역)에서 증가하며, 이렇게 하면 또한 층들 간에 결합이 달성된다.
이후에는 본 발명의 실시예를 설명한다. 이들 실시예 뿐만 아니라 대응하는 도면 및 종속 청구항들은 본 발명의 유리한 실시예의 추가 상세 내용을 보여준다.
본 발명에 따르면, 효율이 개선된 음향 감쇠 물질을 제공할 수 있다.
도 1은 섬유 연환이 증가된 산재된 영역을 갖는 감쇠 물질의 개략적인 사시도.
도 2는 도 1에 따른 감쇠 물질의 제조를 위한 장치의 개략적인 사시 원리도.
도 3은 국부적 응집 영역을 갖는 감쇠 물질의 사시 원리도.
도 4는 스트립형의 응집 영역과 간극을 갖는 본 발명의 감쇠 물질의 변경예의 사시 원리도.
도 5는 다층 조립체 및 스트립형의 응집 영역으로 이루어지는 본 발명의 감쇠 물질의 다른 변경예의 사시 원리도.
도 6은 다층 조립체로 이루어지는 감쇠 물질의 변경예의 사시 원리도.
도 7은 본 발명에 따른 감쇠 물질의 잠재적 제조 공정의 원리도.
도 1은 음향 감쇠 물질(11)로 이루어지고, 예컨대 방에서, 방 천장이나 벽 내에 또는 상에, 또는 라우드스피커 박스나 다른 음향 장치에서 소리 흡수 또는 소리 감쇠를 위해 사용될 수 있는 랜덤-섬유 부직 본체(10)를 도시하고 있다. 랜덤-섬유 부직 본체(10)는 여기서 평탄한 평행육면체로서 나타낸다. 그러나, 랜덤-섬유 부직 본체는 또한 각각의 사용 목적에 적절한 형태를 가질 수 있다. 본 실시예에서, 랜덤-섬유 부직 본체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 바람직하게는 연속적으로 제조된 매트(12)의 섹션으로서 도시되어 있다.
감쇠 물질(11)은 예컨대 하나의 균일한 물질이나 또한 여러 물질로 이루어질 수 있는 헤아릴 수 없을 정도로 많은 수의 개별 섬유(13, 14, 15, 16)로 제조된다. 섬유(13 내지 16) 뿐만 아니라 나머지 섬유들이 도 1에 도시되어 있고, 구체적으로 지시하지 않은 섬유들은 전체적으로 또는 부분적으로 유리, 세라믹, 울, 셀룰로우즈, 합성 물질, 하나 이상의 엘라스토머, 하나 이상의 폴리머 등으로 이루어질 수 있다. 섬유는 이들 물질중 단하나로 이루어질 수 있다. 그러나, 또한 언급한 여러 물질로 이루어지는 섬유의 균질한 또는 비균질한 혼합물을 갖는 것이 가능하다.
섬유(13 내지 16)의 적어도 일부는 금속 또는 금속화될 수 있는 비금속 물질로 이루어질 수 있다. 섬유(13 내지 16)는 균일한 직경, 단면 및 길이를 가질 수 있거나, 또한 상이한 직경 및/또는 상이한 단면 및/또는 상이한 길이를 가질 수 있다.
섬유(13 내지 16)는 섬유 웹을 형성하고, 섬유는 느슨하지만 응집성 배열로 나란히 배치된다. 그렇게 하면, 여러 영역들이 랜덤-섬유 부직 본체(10)에서 구별된다. 섬유(13, 14)는 최소의 섬유 연환을 갖는 느슨한 영역(17)에 있는 반면에, 섬유(15, 16)는 섬유의 연환 정도가 증가된 콤팩트하고 보다 응집된 영역(18)에 배치된다. 예컨대, 영역(17)은 전술한 느슨한 섬유 웹에 의해 형성되는 반면, 영역(18)은 콤팩트한 영역을 나타낸다. 바람직하게는, 섬유의 연환이 증가된 여러 영역들, 예컨대 영역(18)이 랜덤-섬유 부직 본체(10)에 존재하고, 이들 여러 영역들은 규칙적으로 또는 불규칙적으로 형성 및/또는 배치될 수 있다. 영역들은 (도 1에서 수직 방향으로) 섬유 본체(10) 또는 매트(12)의 전체 높이에 걸쳐서 연장될 수 있다.
영역(17)에서, 섬유(13, 14)는 랜덤-섬유 부직 본체(10)의 상부면(19) 또는 밑면(20)에 대해 실질적으로 평행한 평면에 배치되고, 이에 의해, 섬유(13, 14)는 바람직하게는 도 2와 관련하여 실질적으로 평행하게 그리고 매트 종방향(21)으로 배향된다. 섬유(13, 14) 뿐만 아니라 매트 종방향으로 배향된 임의의 추가 섬유들은 예컨대 평행하게 놓인 섬유를 갖는 느슨한 부직 웹을 제조하도록 천연 또는 합성 섬유를 카딩(carding)함으로써 코밍(combing) 공정에서 결합된다. 도 1에 따른 섬유 본체(10)를 제조하기 위하여, 얻어진 매트(12)가 처리 스테이션(22)를 통과되는데, 상기 처리 스테이션은 아래측에 배치되거나 통과하는 매트(12)에 대해 영구적으로 또는 선택된 시간에 작용하는 하나 이상의 부재(23, 24)를 포함하여, 예컨대 섬유(15, 16) 등의 섬유들의 국부적 증가된 연환을 행하고, 이에 따라 섬유 연환이 증가된 영역(18)을 각각 생성한다. 부재(23, 24)는 기계적 또는 비기계적 방식으로 매트(12)에 작용할 수 있다. 특히, 합성 섬유를 고려하면, 상기 부재는 열원, 복사원, 또는 단지 유기 유체 또는 예컨대 물 등의 무기 유체의 분사를 분배하는 부재일 수 있다. 대안으로, 부재(23, 24)는 또한 펠팅 니들 등과 같은 기계적 공구를 포함할 수 있고, 공구는 매트(12)를 처리하는 데에 사용된다.
본 발명에 따른 감쇠 물질(11)의 추가 설명을 위해, 도 3을 참조하기로 한다. 다시, 이 감쇠 물질은 처음에 매트(12)이고, 섬유들(13,14)은 느슨한 섬유 조립체에서 주로 평행하게 놓이거나 상부면(19)에 대해 실질적으로 평행하게 교차된 방식으로 배향된다. 영역(18)에서, 상기 영역은 예컨대 물 분사를 이용하여 매트(12)의 국부적 응집에 의해 생성되고, 섬유(25, 26)는 수평 배향에서 벗어나 상부면(19)에 대해 대략 수직 배향으로 재배향된다. 따라서, 나머지 영역(17)에서보다 영역(18)에서 서로 간에 섬유들의 연환 정도가 크게 발생한다. 동시에, 예컨대 물 분사 응집에 의해 생성된 이러한 연환 증가는 콤팩트 효과에 의해 달성된다. 도 3 및 도 4는 처리 공정으로 인해 어떻게 섬유가 영역(18)에서 주로 수평 위치인 일반적인 배향으로부터 기울어지거나 수직인 위치로 국부적으로 재배향되는 동시에 물질이 응집되는지를 보여준다. 동시에, [상부면(19)에 대해 평행한] 수평 방향으로부터 수직 방향으로 섬유(25, 26)의 재배향은 영향을 받은 지점 또는 영역(18)에서 섬유 물질의 콤팩트를 의미한다. 상부면(19) 및/또는 밑면(20)은 응집 영역(18)에서 각각 하나의 만입부를 가질 수 있다.
매트(12)가 특정한 지점에서 영역 방식으로 응집되고 다른 지점에서는 응집되지 않는 한, 다양한 밀도 구조가 공간적 세그먼트를 가로질러 형성된다. 예컨대, 응집 영역(18) 외에는, 매우 낮은 밀도, 즉 용적 단위 당 낮은 비율의 섬유를 보이는 (중공 공간) 간극(27)이 형성될 수 있고, 상기 간극에서의 섬유 밀도는 매트(12)의 나머지 섬유 웹에서의 밀도보다 낮다. 그러한 간극(27)은 규칙적이고 예컨대 대략 렌즈콩(lentil) 형태일 수 있다. 그 형태 및 배열은 응집 영역(18)의 형태 및 배열에 따라 좌우된다.
도 1 또는 도 3에 따른 랜덤-섬유 부직 본체(10)는 소리 감쇠 특성이 양호하다. 또한, 기공 및 공기 용적이 높다. 감쇠 물질(11)에 충돌하는 음파는 감쇠 물질(11)을 관통하여 감쇠 물질에 흡수되고, 즉 궁극적으로 열로 전환된다. 이 효과는 바람직하게는 정상파의 형성을 억제하고 간섭으로 인해 큰 주파수 범위에서 추가적인 음파 소멸을 달성할 수 있는 영역(18)의 불규칙적인 배열에 의해 지지된다. 그러한 간섭은 감쇠 물질(11) 내에서 뿐만 아니라 상기 감쇠 물질 밖에서 발생할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 응집 영역(18)은 또한 바람직하게는 물질의 표면 상에 불규칙적으로 배치되는 함입부에 의해 형성될 수 있고, 상기 함입부는 충돌하는 소리 에너지 중 특정 비율을 반사시켜 소멸 간섭에 함께 기여한다.
감쇠 물질(11)은 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 지금까지 설명한 실시예에서 영역(18)은 예컨대 직사각형, 정사각형, 원형 또는 다른 외형을 갖는 국부적 섬에 의해 형성되지만, 영역은 또한 도 4에 도시된 바와 같이 스트립형일 수 있다. 스트립은 일관되거나 변하는 폭을 가질 수 있다. 스트립은 하나의 균일한 폭을 갖거나 여러 폭을 가질 수 있다.
도 4에서처럼 감쇠 물질(11)은 섬유 연환이 증가된 여러 개의 영역(18, 28, 29)을 갖는데, 이들 영역 중 3개가 도시되어 있다. 이들 영역은 예컨대 도 2의 매트(12)의 횡방향을 따라[매트 종방향(21)에 대해 직각으로] 또는 상기 매트 종방향에 대해 평행하게 서로 평행한 거리에서 연장된다. 영역(18, 28, 29)의 섬유 배향에 관해서는, 도 1과 관련하여 행해진 설명이 적용된다. 영역(18, 28, 29) 사이에는 응집되지 않은 영역(17, 30, 31)이 형성되고, 이 응집되지 않은 영역은 바람직하게는 감쇠 물질(11)의 용적의 큰 부분을 차지한다. 이들 영역에서, 예컨대 영역(29)에서 다시 하나 이상의 간극(27)이 형성될 수 있다. 예컨대, 그러한 간극(27)은 인접한 응집 영역(18, 28)에 대해 평행한 종방향 채널과 같이 연장된다.
감쇠 물질(11)에서, 평행한 스트립형의 응집 영역(18, 28, 29) 간의 거리는 불규칙하게 선택된다. 도 4는 그러한 3개의 거리(L1, L2, L3)를 도시하고 있다. 이상적으로는, 거리(L1, L2, L3 등) 중 어떤 것도 동일하지 않다. 영역(18, 28, 29)의 폭은 바람직하게는 서로 동일한다.
도 4에 따른 감쇠 물질(11)은 부직 섬유 물질의 매트(12)가 처리 스테이션(22)을 통과되는 도 2에 따른 장치에서 제조될 수 있다. 섬유는 주로 수평 배향으로 느슨하게 층을 이루고 특정한 높이(h)로 적층된다. 매트(12)의 폭은 랜덤이다. 실시 목적을 위해, 이들 폭은 50 cm 내지 5 미터이다. 바람직하게는, 매트(12)는 연속적인 제조에 의해 얻어지고, 이에 따라 원한다면 절단에 의해 조절될 수 있다.
도 5는 다층 조립체에 해당하는 감쇠 물질(11)을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 물질은 2개 또는 그 이상의 층(32, 33)을 포함하고, 이들 층 중 적어도 하나, 바람직하게는 그 이상 또는 전부가 하나 이상의 응집 영역(34, 35, 36, 37)을 갖는다. 층(32)의 조성을 고려하여, 도 4의 실시예에 관하여 제공된 모든 설명이 적용된다. 마찬가지로, 도 4와 관련하여 제공된 설명이 층(33)에 적용될 수 있다. 따라서, 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이, 층(32, 33)은 먼저 별개로 제공된 다음 중첩될 수 있다. 그렇게 하면, 상부면(32)의 응집 영역(34, 35)이 하부층(33)의 응집 영역(36, 37)에 대해 평행하게 배향될 수 있고, 이에 의해 바람직하게는 공인된 방식으로 이동할 필요가 없다. 이 결과, 상부층(32)의 응집 영역(34, 35)의 거리는 하부층(33)의 응집 영역(36, 37) 사이의 거리와 상이할 수 있다. 층(32, 33)은 응집 영역(34 내지 37)의 개수와 위치에 관하여 상이할 수 있다.
원하는 한 그러한 많은 층들이 서로에 대해 배치될 수 있다. 필요하다면, 응집 영역이 없는 층들이 개재될 수 있다. 층들(32, 33) 뿐만 아니라 잠재적으로 추가로 존재하는 층들의 응집은 다른 응집 영역(34, 내지 37)에 대해 평행하게 또는 영역에 대해 횡방향으로 연장되는 연속적 응집 영역(38)에 의해 생성될 수 있다. 연속적 응집 영역(38)은 바람직하게는 개별적인 층(32, 33)이 상하로 배치된다는 점에서 생성된다. 예컨대, 응집 영역은 물 분사를 이용한 응집에 의해 또는 본 명세서에 언급한 다른 응집 모드에 의해 생성될 수 있다. 바람직하게는, 도시된 바와 같이, 응집 영역은 스트립형이다. 그러나, 또한 국부적으로 제한된 외형을 갖는 연속적 응집 영역을 생성하는 것이 가능하고, 상기 외형은 예컨대 원형, 타원형 또는 직사각형이다. 응집 영역(38)에서, 섬유는 상부층(32)으로부터 하부층(33)으로 이동된다. 추가적으로 또는 대안으로, 하부층(33)의 섬유는 하부층(33)으로부터 상부층(32)으로 이동될 수 있다. 다시, 모든 다른 응집 영역에서처럼, 응집 영역(38)에서 섬유의 연환 정도는 제1 영역(17)의 주위 물질에서보다 크다. 영역(38)에서 섬유의 응집 또는 연환은 영역(34 내지 37)에서와 동일할 수 있다. 그러나, 또한 영역(34 내지 37과 38)에 대해 연환 및 응집 정도를 상이하게 특정하는 것이 가능하다.
응집 영역(34 내지 37 및 38)의 개수와 배열 및 그 응집 정도 뿐만 아니라 층(32, 33 등)의 개수의 결과로서, 원하는 넓은 한계 내에서 감쇠 물질(11)의 감쇠 특성을 조절하는 것이 가능하다.
도 5에 따른 감쇠 물질(11)은 전술한 간극(27)과 같이 층(32, 33) 내에 간극을 가질 수 있다. 또한, 각각 다른 층들을 향해 연장되는 간극이 응집 영역(34, 35 뿐만 아니라 36, 37)에 형성된다. 도 5는 응집 영역(35)과 층(33) 사이에 그러한 간극(39)을 도시하고 있다. 그러한 간극은 소리 감쇠 특성을 향상시킬 수 있다. 서로로부터 응집 영역(34, 35, 36, 37, 38)의 거리 뿐만 아니라 간극(37, 39)에 대한 기하학적 거리는 바람직하게는 경감될 음파의 파장의 1/2 또는 그 파장의 1/2의 배수의 범위 내에 있다. 예컨대, 특히 200 Hz의 주파수가 경감되면, 거리는 85 cm의 범위에 있을 수 있다. 감쇠 효과의 포커스가 2000 Hz에 있다면, 거리를 8.5 cm의 범위로 특정하는 것이 유리하다. 이들 거리를 변경시킴으로써 보다 넓은 주파수 범위가 커버될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 감쇠 물질(11)의 다른 실시예를 도시하고 있는데, 상기 감쇠 물질은 적어도 2개의 층(32, 33)을 갖는다. 이 경우에, 층(32, 33)은 서로에 대하여 횡방향으로 배향된다. 하부층(33)의 응집 영역(36, 37)은 제1 방향으로 연장되지만, 상부층(영역 34)의 응집 영역은 제1 방향에 대해 횡방향으로 배향된다. 연결하는 응집 영역(38)은 영역(36, 37)에 대해 횡방향으로 또는 별개의 상이한 방향으로 영역(34)에 평행하게 연장될 수 있다. 응집 영역(34, 36 뿐만 아니라 37)의 상호 교차로 인해, 감쇠 물질(11)에 추가 간극이 형성되고, 상기 간극은 확실한 방식으로 소리 감쇠 효과에 영향을 미칠 수 있다. 층(32, 33)에서, 응집되지 않은 영역(17)은 서로 평행하게 배향되거나 서로에 대해 교차될 수 있다.
다층 조립체에 해당하는 본 실시예들 각각에서, 감쇠 특성은 얻어진 간극과 그 상대적인 거리의 기하학적 형태가 경감될 주파수로 조절된다는 점에서 추가로 영향을 받을 수 있다.
더욱이, 감쇠 특성은 층(32, 33), 및 선택적으로 추가 층이 상이한 무형 섬유 물질(ground fiber material)로 제조되어 공간 용적 세그먼트의 관점에서 상이한 질량 밀도가 초래된다는 점에서 조절될 수 있다. 또한, 매트 종방향(21)을 가로지르는 방향으로 부직 섬유질 웹의 밀도를 변경시킬 수 있다.
도 7은 물 분사 방법에 의한 응집 공정의 개략도이다. 다시, 매트(12)는 카딩 등의 공지된 방법에 의해, 또한 선택적으로 교차 층에 의해 또는 스펀본디드 직물을 생성함으로써 제조된다. 이 매트(12)는 물 분사 응집 시스템의 노즐 바(49) 아래에서 매트 종방향(21)의 방향으로 이동하고, 상기 노즐 바는 자체로 공지되어 있다. 노즐 바(49)는 도 2에 도시된 부재(23, 24) 중 하나의 일부일 수 있다. 다시, 노즐 바(49)는 적어도 하나의, 바람직하게는 그 이상의 노즐 클러스터(40, 41, 42, 43), 선택적으로 훨씬 그 보다 많은 노즐 클러스터를 포함한다. 도 7에서 원으로 개략적으로 나타낸 노즐 클러스터(40 내지 43) 각각은 선형으로 또는 어레이에 배치되는 보다 작은 노즐 오리피스들의 그룹에 의해 개별적으로 형성될 수 있다. 이들 노즐 클러스터 간의 거리(L1, L2, L3)는 바람직하게는 서로 동일하지 않다.
각 노즐 클러스터(40 내지 43)는 매트(12)의 표면에 충돌하여 매트의 물질을 관통하는 물 분사의 번들(44, 45, 46, 47)을 생성한다. 충돌하는 물 분사(44 내지 47)는 매트(12)에서 섬유의 유동화 및 재배향 뿐만 아니라 섬유의 연환을 초래한다. 이는 또한 작업이 진행될 때에 스트립형 응집 영역(18, 34, 35, 36)이 형성되도록 매트(12)의 물질의 응집에 의해 달성된다. 노즐 클러스터(40 내지 43)의 직경 및 상기 노즐 바(49)에 적용되는 물의 압력은 물 분사 번들(44 내지 47)이 섬유를 유동화시키지만 섬유들의 분리 또는 심지어는 파괴를 유발하지 못하도록 선택된다. 그렇게 하면, 개별적인 물 분사 번들(44 내지 47) 사이에서, 여기서 [영역(17)을 형성하기 위하여] 부직포의 밀도가 증가되지 않도록 매트(12)의 응집이 발생하지 않는 적어도 하나의 간극이 존재하는 것이 중요하다. 매트(12)의 응집은 물 분사 번들(44 내지 47)의 작용 영역에만 발생한다. 더욱이, 개별적인 물 분사 번들(44 내지 47), 예컨대 물 분사 번들(45)을 일시적으로 차단하는 수단을 취할 수 있다. 이는 물 분사 번들(45)을 차단하도록 물 분사 번들(45)의 영역으로 압박되는 배플에 의해 달성될 수 있다. 이는 노즐 바(49) 아래에서 매트(12)의 전방 이동에 의해, 스트립형 응집 영역이 매트의 전체 높이를 통해 생성되고, 상기 영역은 매트 종방향(21)에서 차단된다는 것을 의미한다.
응집 효과의 활성화 및 비활성화는 개별적인 노즐 클러스터(40 내지 43)를 일시적으로 덮음으로써 뿐만 아니라 예컨대 부재(23, 24 등)의 전체 노즐 바가 활성 및 비활성된다는 점에서 달성될 수 있다.
이 방법은 특히 폴리에스테프 섬유로 된 매트(12)에 적절하다. 그러나, 특정한 섬유 물질로 제한되지 않는다. 또한, 감쇠 물질(11)의 제조는 물 분사 응집 뿐만 아니라 매트(12)를 국부적으로 응집하는 다른 방법에 의해 가능하다. 기계적 재봉 및 열 응집을 이용하는 방법이 사용될 수 있다. 목표한 방식으로 감쇠 물질(11)에 가변적인 공간 밀도를 보이는 영역이 생성된다는 점이 가장 중요하다.
본 발명에 따른 감쇠 물질(11)은 서로 느슨한 결합 관계에 있는 섬유로 구성되는 무형 물질로 이루어진다. 예컨대, 섬유는 서로 최소한으로 연환되거나 또한 서로 접착된다. 이 무형 물질은 섬유들이 재배향되거나 더 큰 정도로 서로 연환되거나 서로 접착된다는 점에서 일부 영역에서 응집된다. 따라서, 상이한 밀도의 영역(17, 18)이 형성되고, 이에 따라 원하는 데로 감쇠 물질의 소리 감쇠 효과를 증가 및 조절하는 것이 가능해진다.
10: 랜덤-섬유 부직 본체
11: 감쇠 물질
12: 매트
13, 14, 15, 16,25, 26: 섬유
17: 섬유 연환이 최소인 영역
18: 섬유 연환이 증가된 영역
19: 상부면
20: 밑면
21: 매트 종방향
22: 처리 스테이션
23, 24: 부재
27, 39: 간극
28, 29, 34, 35, 36: 섬유 연환이 증가된 선형 영역
37: 연환
30, 31: 섬유 연환이 최소인 선형 영역
32: 상부층
33: 하부층
38: 층(32, 33)을 횡단하는 응집 영역
40: 제1 노즐 클러스터
41: 제2 노즐 클러스터
42: 제3 노즐 클러스터
43: 제4 노즐 클러스터
44: 제1 물 분사 번들
45: 제2 물 분사 번들
46: 제3 물 분사 번들
47: 제4 물 분사 번들
49: 노즐 바

Claims (10)

  1. 음향 감쇠 물질(11)로서,
    연환된 섬유들(13, 14, 15, 16)로 제조되고 섬유의 연환 정도가 상이한 적어도 2개의 공간 영역들(17, 18, 28, 29)을 갖는 랜덤-섬유 부직 본체(10)로 이루어지는 음향 감쇠 물질.
  2. 제1항에 있어서, 섬유의 연환 정도들이 상이한 2개의 영역들(17, 18, 28, 29)은 상이한 섬유 밀도들을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  3. 제1항에 있어서, 상기 공간 영역들(17, 18, 28, 29)은 불규칙적인 패턴으로 배치되는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  4. 제1항에 있어서, 섬유의 연환 정도가 보다 낮은 영역들(17)에서의 섬유들은 주로 하나의 평면에서 배향되고, 연환 정도가 보다 큰 영역들(18, 28, 29)에서 상기 섬유들의 큰 비율이 상기 평면에 대해 수직인 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  5. 제1항에 있어서, 섬유의 연환 정도가 보다 큰 영역들(18, 28, 29)은 스트립형 영역들의 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  6. 제5항에 있어서, 상기 영역들(18, 28, 29)은 서로 상이한 거리들에서 서로 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  7. 제1항에 있어서, 상기 랜덤-섬유 부직 본체(10)는 연환된 섬유들(25, 26)로 제조되는 여러 개의 층들(32, 33)을 포함하고, 상기 층들 중 적어도 하나의 층(32)은 섬유의 연환 정도가 상이한 영역들(17,34,35)을 갖는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  8. 제7항에 있어서, 상기 층들(32, 33) 중 적어도 2개는 섬유의 연환 정도들이 상이한 영역들(17, 34, 35, 36, 37)을 갖고, 상기 영역들은 다르게 배치되는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  9. 제8항에 있어서, 상기 층들(32, 33)의 영역들(17, 34, 35, 36, 37)은 스트립형이고 서로 교차하는 방식으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
  10. 제1항에 있어서, 상기 섬유 본체(10)는 섬유들이 없거나 주위 섬유 본체(10)에 비해 상당히 감소된 섬유 밀도를 갖는 간극들(27, 39)을 수용하는 것을 특징으로 하는 음향 감쇠 물질.
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