KR20210010534A - 부분 커버리지 다층 댐핑 라미네이트 - Google Patents
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Abstract
본원은 적어도 하나의 구속층 및 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트를 제공한ㄷ. 적어도 하나의 불연속 댐핑층은 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 적어도 하나의 댐핑 재료 영역에 의한 퍼센트 커버리지는 99% 미만이다. 또한, 상기 다층 댐핑 라미네이트를 사용하는 시스템 및 방법을 제공한다.
Description
본 출원은 2018년 5월 17일자로 출원된 미국 가출원번호 62/672,855호의 이익을 주장하며, 그 전체가 본원에 참고로 포함된다.
본 개시는 일반적으로 진동을 소산시키는데 유용한 다층 댐핑 라미네이트에 관한 것이다.
다수의 시장, 예를 들면 자동차 시장, 가전 제품 시장, 및 전자 장치 시장에 있어서 원하지 않은 진동 및 관련된 소음 발생의 저감에 대한 요구가 있다. 예로서, 자동차 산업은 경량의 차량의 채택이 증가하는 추세에 있다. 이와 같이, 보다 경량의 알루미늄 및 폴리머 재료의 사용이 증가되어 왔다. 그러나, 이러한 설계 및 재료를 사용하면, 차량 진동 및 진동 관련 소음과 관련된 추가 문제가 야기된다.
일반적으로, 소음 및 진동 문제는 2가지 접근법: 진동에 대해 더욱 저항하기 위한 구조체의 기하학 구조의 보강 및 진동 진폭을 감소시키기 위한 구조체의 댐핑을 통해 관리되어 왔다. 이러한 해결책과 함께, 음향 기술이, 예를 들면 자동차 실내의 승객에게 도달하기 전에 음파원으로부터 음파를 흡수, 반사 및 격리하기 위해 사용될 수 있다.
구조적 댐핑 접근법은 보강 또는 구속 캐리어 재료 및 댐핑 재료를 포함하는 댐핑 테이프 또는 라미네이트의 적용을 수반할 수 있다. 이들 구속 및 댐핑 재료는 전형적으로 진동 에너지를 흡수하고 소산시키도록 구조체에 부착될 수 있는 적층 배열로 구성된다. 그러나, 소망한 진동 댐핑 특징을 달성하기 위해서는, 이들 댐핑 테이프는 비교적 뚜껍고, 고가의 접착제를 다량 포함하고, 적용되는 시스템의 전체 중량을 현저하게 증가시킬 수 있다. 따라서, 진동 저감이 개선되고 및/또는 비용 효율적 및 중량 효율적인 재료 소요량이 감소된 댐핑 라미네이트가 여전히 요구되고 있다.
일 실시형태에 있어서, 본 개시는 약 200Hz에서의 복합재 손실계수가 약 0.05를 초과하는 다층 댐핑 라미네이트에 관한 것이다. 다층 댐핑 라미네이트는 약 5㎛∼약 3000㎛ 범위의 두께를 가질 수 있는 적어도 하나의 구속층을 포함할 수 있다. 다수의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층은 금속을 포함한다. 다층 댐핑 라미네이트는 약 2㎛∼약 5000㎛ 범위의 두께를 갖는 불연속 댐핑층을 더 포함할 수 있다. 다수의 실시형태에 있어서, 불연속 댐핑층은 적어도 하나의 구속층에 직접 인접한다. 불연속 댐핑층은 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역을 포함할 수 있으며, 여기서 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만이다. 다수의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 90% 미만이다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 80% 미만이다. 다수의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 70% 미만이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 퍼센트 커버리지는 약 50%를 초과한다. 다수의 실시형태에 있어서, 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭은 약 0.200cm 미만이다. 다수의 실시형태에 있어서, 다층 댐핑 라미네이트는 적어도 하나의 구속층에 대향하는 제 1 댐핑층에 연결된 라이너층을 더 포함한다. 다수의 실시형태에 있어서, 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층이고, 적어도 하나의 구속층은 내부 구속층이고, 다층 댐핑 라미네이트는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 및 외부 구속층을 더 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 내부 구속층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되어도 좋고, 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 내부 구속층과 외부 구속층 사이에 배치되어도 좋다. 다수의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층은 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 갭 영역을 포함한다. 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역에 의한 외부 구속층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만이어도 좋다.
다른 실시형태에 있어서, 본 개시는 상술한 바와 같은 다층 댐핑 라미네이트를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층에 연결된 베이스 기판을 더 포함한다.
다른 실시형태에 있어서, 본 개시는 베이스 기판의 진동을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 진동을 받을 베이스 기판을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 베이스 기판을 상술한 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층에 연결하는 단계를 더 포함한다.
본 개시는 첨부된 도면을 참조하며, 유사한 도면부호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 개시된 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층에서의 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역의 예시적인 구성을 도시한다.
도 2는 종래의 다층 구속층 댐핑 라미네이트, 및 불연속 댐핑층을 갖는 2개의 다층 구속층 댐핑 라미네이트의 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
도 4는 1.000-cm 댐핑 영역 폭 및 0.200-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도를 나타낸다.
도 5는 0.50-cm 댐핑 영역 폭 및 0.100-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도이다.
도 6은 0.250-cm 댐핑 영역 폭 및 0.05-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도를 나타낸다.
도 7은 두께 5mil의 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 각각 갖는 도 3∼도 5의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
도 8은 두께 2mil의 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 각각 갖는 도 3∼도 5의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
도 1은 개시된 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층에서의 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역의 예시적인 구성을 도시한다.
도 2는 종래의 다층 구속층 댐핑 라미네이트, 및 불연속 댐핑층을 갖는 2개의 다층 구속층 댐핑 라미네이트의 측면도를 나타낸다.
도 3은 도 1의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
도 4는 1.000-cm 댐핑 영역 폭 및 0.200-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도를 나타낸다.
도 5는 0.50-cm 댐핑 영역 폭 및 0.100-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도이다.
도 6은 0.250-cm 댐핑 영역 폭 및 0.05-cm 갭 영역 폭을 갖는 적어도 하나의 불연속 댐핑층의 상면도를 나타낸다.
도 7은 두께 5mil의 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 각각 갖는 도 3∼도 5의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
도 8은 두께 2mil의 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 각각 갖는 도 3∼도 5의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다.
본 개시는 일반적으로, 예를 들면 진동을 받는 베이스 기판 상에 채용되는 경우, 라미네이트에 포함된 댐핑 재료의 양을 감소시키면서, 유리한 스티프니스(stiffness)의 증대 및 진동의 감소를 제공하는 다층 댐핑 라미네이트에 관한 것이다. 예를 들면, 가요성 또는 비강성(non-rigid) 구조체에 대해, 구조체의 임의의 진동의 주파수 및/또는 진폭을 최소화하는 것이 유리하다. 이러한 진동 저감은 구조체의 안정성을 유리하게 증가시키고, 피로 및 응력을 감소시키고, 작동 수명을 연장시키고, 소음의 발생 또는 차량 승객의 불편함과 같은 바람직하지 않은 진동 부작용을 감소시킨다.
종래에, 라미네이트 또는 테이프와 같은 댐핑 처리는 진동하는 구조체에 부착되도록 구성된 구속 요소 및 댐핑 요소를 포함한다. 구속층 댐핑 처리라고 칭해지는 이들 처리는 처리가 부착되는 구조체에 의해 관찰되는 진동의 발생 및 강도를 감소시킬 수 있다. 그러나, 이들 종래의 라미네이트에 있어서, 상기 처리의 구속층 및 댐핑층은 전형적으로 상기 보강층 및 댐핑층이 서로 실질적으로 동일 공간을 차지하는 적층 구성에 함께 적용된다. 즉, 종래의 구속된 댐핑 장치의 층은 각각 균일한 두께를 갖고, 의도적인 홀 또는 갭을 갖지 않는 재료의 실질적으로 연속한 시트일 수 있다.
다층 댐핑 라미네이트에 있어서 불연속 댐핑층을 사용함으로써, 놀랍게도 댐핑 성능의 유리한 개선이 실현될 수 있다. 특히, 층의 하나 이상의 댐핑 재료 영역이 라미네이트의 구속층의 완벽한 커버리지를 제공하지 않도록 댐핑층이 하나 이상의 갭 영역으로 구성되면, 구속층 댐핑 라미네이트의 유효성 및 효율성이 향상될 수 있다는 것이 발견되어 있다. 또한, 개시된 댐핑층의 불연속 특성에 의해 보다 적은 댐핑 재료를 사용하여 제조될 수 있게 된다. 이것은 이들 댐핑 처리의 제조 비용을 유리하게 감소시키는데 상당한 영향을 미칠 수 있다. 재료의 감소는 최종 사용자가 구조체를 댐핑함에 있어서 향상된 효과를 달성할 수 있게 하는 한편, 구조체의 단위 표면적당 적용되는 총 댐핑 제품 질량을 감소시킬 수 있다.
불연속 댐핑층
일 실시형태에 있어서, 개선된 댐핑 성능을 갖는 다층 댐핑 라미네이트가 개시된다. 댐핑 라미네이트 및 그 구성요소인 댐핑층의 댐핑 성능은 이들의 복합재 손실계수(CLF) 특성과 관련하여 설명될 수 있다. 재료 또는 장치의 복합재 손실계수는 진동 에너지를 열 에너지로 전환하는 능력의 척도이다. 일반적인 실행으로서, 고도로 댐핑되는 것으로 선택된 개별 층의 재료 또는 조성물은 0.8 이상의 복합재 손실계수를 가질 수 있다. 층상 구조물에 있어서, 전체 구조물의 총 복합재 손실계수는 일반적으로 0.05 이상의 값에서 효과적인 것으로 간주된다. 다층 댐핑 라미네이트의 복합재 손실계수는, 예를 들면 표준 프로토콜 ASTM E756-05(2017)에 기재된 바와 같이 결정될 수 있다. 본원에 기재된 개시된 다층 댐핑 라미네이트는 약 0.050 초과, 예를 들면 약 0.060 초과, 약 0.070 초과, 약 0.080 초과, 약 0.090 초과, 약 0.100 초과, 약 0.200 초과, 약 0.300 초과, 약 0.400 초과, 또는 약 0.500 초과의 200Hz에서의 복합재 손실계수를 가질 수 있다.
다수의 실시형태에 있어서, 다층 댐핑 라미네이트는 적어도 하나의 구속층 및 적어도 하나의 불연속 댐핑층을 포함한다. 불연속 댐핑층은 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역을 포함한다. 댐핑 재료 영역은 높은 탄성, 비탄성, 점성 및/또는 점탄성에 대해 선택된 하나 이상의 댐핑 재료를 각각 포함하는 비연속 댐핑층의 부분이다. 갭 영역은 댐핑 재료 영역의 것보다 낮은 탄성, 비탄성, 점성 및/또는 점탄성을 갖는 하나 이상의 재료를 각각 포함해도 좋은 불연속 댐핑층의 부분이다. 댐핑층의 하나 이상의 갭 영역의 각각은 하나 이상의 댐핑 재료 영역, 불연속 댐핑층의 하나 이상의 에지, 또는 이들의 조합에 의해 결합될 수 있다. 댐핑층에 하나 이상의 갭 영역이 존재함으로써, 하나 이상의 댐핑 재료 영역이 적어도 하나의 구속층의 불완전한 커버리지가 제공되게 되어, 예를 들면 댐핑 재료 영역이 적어도 하나의 구속층과 실질적으로 동일 공간을 차지하고 있지 않다. 본원에 사용된 바와 같이, 용어 "커버리지" 및 "퍼센트 커버리지"는 구속층의 평면에 대한 댐핑층 영역의 돌출부에 의해 커버되는 구속층 영역의 비율을 나타낸다. 이것은 다층 댐핑 라미네이트에 있어서의 재료의 저감 및 그 결과적인 질량의 감소의 이점으로 이어진다. 또한, 놀랍게도 소정의 불연속 댐핑 라미네이트 층 구성은 증대된 댐핑 성능의 유리한 이점을 제공한다.
예를 들면, 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 50%∼약 99%, 예를 들면 약 60%∼약 90%, 약 70%∼약 86%, 약 72%∼약 90%, 약 75%∼약 93%, 약 78%∼약 96%, 또는 약 80%∼약 99%의 범위일 수 있다. 상한에 관해서는, 댐핑 재료 영역에 의한 적어도 하나의 구속층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만, 예를 들면 약 96% 미만, 약 93% 미만, 약 90% 미만, 약 86% 미만, 약 83% 미만, 약 80% 미만, 약 78% 미만, 약 75% 미만, 또는 약 72% 미만일 수 있다. 하한에 관해서는, 댐핑 재료 영역에 의한 적어도 하나의 구속층의 퍼센트 커버리지는 약 50% 초과, 예를 들면 약 55% 초과, 약 60% 초과, 약 65% 초과, 약 70% 초과, 약 72% 초과, 약 75% 초과, 약 78% 초과, 약 80% 초과, 83% 초과, 약 86% 초과, 약 90% 초과, 약 93% 초과, 또는 약 96% 초과일 수 있다. 또한, 댐핑 재료 영역에 의한 적어도 하나의 구속층의 퍼센트 커버리지는 90% 이하일 수 있다. 또한, 더 높은 퍼센트 커버리지, 예를 들면 약 99% 초과, 및 더 낮은 퍼센트 커버리지, 예를 들면 50% 미만도 고려된다. 더 높은 퍼센트 커버리지 및 더 낮은 퍼센트 커버리지에 대한 한계는 특정 기하학적 구조, 두께, 및 접착제 레올로지를 포함하는 팩터에 의해 변동될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역과 갭 영역의 수와 형상은 크게 변할 수 있다. 일부 양태에 있어서, 댐핑층은 패턴 또는 다른 구성을 제공해도 좋다. 소정 양태에 있어서, 댐핑층은 작은 영역 폭을 유지하기 위해 하나 이상의 사형(도 1A) 또는 나선형(도 1B) 구성으로 함께 배열되는 단일 댐핑 재료 영역 및 단일 갭 영역을 포함한다. 예를 들면, 댐핑 재료 영역은 갭 영역 내에서 사형 형상을 가질 수 있고, 또는 갭 영역은 댐핑 영역 내에서 사형 형상을 가질 수 있다. 다른 예에서는, 댐핑 재료 영역은 갭 영역 내에 하나 이상의 나선형 부분을 가질 수 있고, 또는 갭 영역은 댐핑 재료 영역 내에 하나 이상의 나선형 부분을 가질 수 있다. 소정 양태에 있어서, 댐핑층은 단일 댐핑 재료 영역 및 다중 갭 영역을 포함한다. 단일 댐핑 재료 영역 및 다수의 갭 영역은, 예를 들면 댐핑 재료 영역이 해칭의 경계를 형성하고, 갭 영역이 해칭의 내부를 형성하는 크로스해칭 구성(crosshatched configuration)으로 배열될 수 있다. 다른 양태에 있어서, 댐핑층은 대안적으로 패턴 또는 다른 구성이 없어도 좋다. 이 비패턴에 있어서는, 불규칙한 형상 및/또는 간격을 가진 갭 및 댐핑 재료 영역이 있어도 좋다. 다른 실시형태에 있어서, 구성/할당과 비패턴의 양방의 조합이 있어도 좋다. 대안적으로, 불연속 댐핑층의 댐핑 영역 및 갭 영역에 대한 패턴의 형상은 다음과 같은 방식으로 일반화될 수 있다: 1) 댐핑 영역은 불연속 댐핑층의 무한히 많은 분리 서브세트 Di의 연합체일 수 있고, 갭 영역은 무한히 많은 분리 서브세트 Di의 보완체이고; 또는 2) 대안적으로, 갭 영역은 불연속 댐핑층의 무한히 많은 분리 서브세트 Gi의 연합체일 일 수 있고, 댐핑 영역은 무한히 많은 분리 서브세트 Gi의 연합체의 보완체일 수 있다. 이들 시나리오에서, i는 1∼무한대 범위의 인덱싱 변수이다. 또한, 분리 서브세트 Di(또는 Gi)는 폐쇄되어 연결되거나 또는 폐쇄되어 국부적으로 연결될 수 있다. 추가적으로, 분리 서브세트 Di(또는 Gi)는 무한히 많은 비분리 비공의 연결된 서브세트의 연합체일 수 있다. 연결된 서브세트 Di(또는 Gi)의 예는 다음과 같다. 서브세트 Di는 볼록, 오목, 등변, 등각, 구형, 오픈헥사곤형(aperiogon), 자기교차형(self-intersectin) 또는 추상적 폴리토프의 유클리드 실현물(Euclidean realization of an abstract polytope)일 수 있는 임의의 n변의 다각형일 수 있다. 여기서 n은 다각형의 변의 개수이며, 범위는 1∼무한대일 수 있다. 예로서는 임의의 볼록 정다각형, 등변등각의(regular) 또는 비스듬한(skewed) 평행사변형을 포함할 수 있는 등변등각의 또는 비스듬한 사변형, 사다리꼴, 마름모, 연꼴, 자기교차 사변형(self-intersecting quadrilateral), 역평행사변형, 다각성, 역직사각형(crossed rectangle), 사케리 사변형(Saccheri quadrilateral), 및 볼록 또는 오목할 수 있는 임의의 폐쇄된 유클리드 세트를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 서브 세트 Di(또는 Gi)는 어떠한 방식으로는 교점이 공집합이도록 임의의 패턴으로 배열될 수 있다. 예로로는 몇 가지만 열거하면, 갭 영역에 의해 분리된 Di(또는 댐핑 영역에 의해 분리된 Gi)의 병렬 적층, 유클리드 타일링(Euclidean tiling), 균일한 타일링, 비주기적 타일링, 나선형 타일링, 볼록한 또는 오목한 균일한 타일링을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
소정 양태에 있어서, 댐핑층은 단일 갭 영역 및 다수의 댐핑 재료 영역을 포함한다. 단일 갭 영역 및 다수의 댐핑 재료 영역은, 예를 들면 갭 재료 영역이 해칭의 경계를 형성하고, 댐핑 재료 영역이 해칭의 내부를 형성하는 크로스해칭 구성(도 1C)으로 배열될 수 있다. 다른 예에 있어서, 댐핑 재료 영역은 해칭의 경계를 형성하고, 갭 영역은 해칭의 내부를 형성한다. 소정 양태에 있어서, 댐핑층은 체커보드와 같은 패턴(도 1D); 일련의 직선(도 1E), 각진 지그재그(도 1F), 또는 곡선; 원; 또는 다각형의 임의의 조합으로 함께 배열된 다수의 댐핑 재료 영역과 다수의 갭 영역을 포함한다. 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역의 배열은 하나 이상의 반복 블록의 패턴일 수 있고, 또는 이러한 패턴이 없을 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료 영역은 실질적으로 랜덤한 구성을 가질 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 및 도 1E에 도시된 바와 같이, 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역 및 갭 영역은 실질적으로 서로 평행한 실질적으로 직사각형인 형상을 갖는다. 댐핑 재료 영역의 직사각형 형상은 같거나 다른 평균 폭을 가질 수 있다. 댐핑 재료 영역의 직사각형 형상은 같거나 다른 길이를 가질 수 있다. 갭 영역의 직사각형 형상은 같거나 다른 폭을 가질 수 있다. 갭 영역의 직사각형 형상은 같거나 다른 길이를 가질 수 있다. 진동을 받는 구조체 또는 기판의 표면에 적용되는 경우, 댐핑 재료 영역은, 예를 들면 구조체 또는 기판에 대해 실질적으로 평행하거나 또는 실질적으로 수직일 수 있다. 예를 들면, 개시된 댐핑 라미네이트가 진동 빔에 적용되는 경우, 라미네이트의 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역은 빔에 대해 실질적으로 평행하거나 또는 실질적으로 수직일 수 있다.
본원에 사용된 바와 같이, 영역의 폭에 대한 언급은 영역의 길이방향 경계 상의 지점으로부터 영역의 반대쪽 경계 상의 가장 가까운 지점까지의 거리를 나타내는데 사용되며, 여기서 길이방향 경계는 가장 큰 경로 길이를 갖는 경계이다. 본원에 사용된 바와 같이, 영역의 평균 폭에 대한 언급은 길이방향 경계를 따른 모든 지점에서 측정했을 때의 폭의 평균을 나타내기 위해 사용된다. 본원에 사용된 바와 같이, 다수의 영역의 평균 폭에 대한 언급은 모든 이러한 영역의 평균 폭의 평균을 나타내기 위해 사용된다. 예를 들면, 불연속 댐핑층의 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭은 댐핑층에 있어서의 각각의 갭 영역의 평균 폭의 평균이다.
불연속 댐핑층의 갭 영역의 평균 폭은, 예를 들면 약 0.005cm∼약 1.000cm, 예를 들면 약 0.010cm∼약 0.900cm, 약 0.010cm∼약 0.800cm, 약 0.010cm∼약 0.700cm, 약 0.010cm∼약 0.600cm, 약 0.010cm∼약 0.500cm, 약 0.010cm∼약 0.400cm, 약 0.300cm∼약 0.124cm, 약 0.010cm∼약 0.200cm, 예를 들면 약 0.010cm∼약 0.124cm, 약 0.029cm∼약 0.143cm, 약 0.048cm∼약 0.162cm, 약 0.067cm∼약 0.181cm, 또는 약 0.086cm∼약 0.200cm의 범위일 수 있다. 상한에 관해서는, 갭 영역의 평균 폭은 약 0.200cm 미만, 예를 들면 약 0.181cm 미만, 약 0.162cm 미만, 약 0.143cm 미만, 약 0.124cm 미만, 약 0.105cm 미만, 약 0.086cm 미만, 약 0.067cm 미만, 약 0.048cm 미만, 또는 약 0.029cm 미만일 수 있다. 하한에 관해서는, 갭 영역의 평균 폭은 0.010cm 초과, 예를 들면 약 0.029cm 초과, 약 0.048cm 초과, 약 0.067cm 초과, 약 0.086cm 초과, 약 0.105cm 초과, 약 0.124cm 초과, 약 0.143cm 초과, 약 0.162cm 초과, 또는 약 0.181cm 초과일 수 있다. 또한, 더 큰 폭, 예를 들면 약 0.200cm 초과, 및 더 작은 폭, 예를 들면 약 0.010cm 미만도 고려된다.
불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역의 평균 폭은, 예를 들면 약 0.050cm∼약 1.000cm, 예를 들면 약 0.050cm∼약 0.900cm, 약 0.050cm∼약 0.800cm, 약 0.050cm∼약 0.700cm, 약 0.050cm∼약 0.620cm, 약 0.145cm∼약 0.715cm, 약 0.240cm∼약 0.810cm, 약 0.335cm∼약 0.905cm, 또는 약 0.430cm∼약 1.000cm의 범위일 수 있다. 상한에 관해서는, 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 약 1.000cm 미만, 예를 들면 약 0.905cm 미만, 약 0.810cm 미만, 약 0.715cm 미만, 약 0.620cm 미만, 약 0.525 미만, 약 0.430cm 미만, 약 0.335cm 미만, 약 0.240cm 미만, 또는 약 0.145cm 미만일 수 있다. 하한에 관해서는, 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 약 0.050cm 초과, 예를 들면 약 0.145cm 초과, 약 0.240cm 초과, 약 0.335cm 초과, 약 0.430cm 초과, 약 0.620cm 초과, 약 0.715cm 초과, 약 0.810cm 초과, 또는 약 0.905cm 초과일 수 있다. 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역의 평균 폭은, 예를 들면 약 1.000cm 이하일 수 있다. 또한, 더 큰 폭, 예를 들면 약 1.000cm 초과, 및 더 작은 폭, 예를 들면 약 0.050cm 미만도 고려된다.
불연속 댐핑층의 두께는, 예를 들면 약 2㎛∼약 5000㎛, 예를 들면 약 2㎛∼약 220㎛, 약 4.4㎛∼약 480㎛, 약 9.6㎛∼약 1000㎛, 약 21㎛∼약 2300㎛, 또는 약 46㎛∼약 5000㎛의 범위일 수 있다. 상한에 관해서는, 불연속 댐핑층의 두께는 약 5000㎛ 미만, 예를 들면 약 2300㎛ 미만, 약 1000㎛ 미만, 약 480㎛ 미만, 약 220㎛ 미만, 약 100㎛, 약 46㎛ 미만, 약 21㎛ 미만, 약 9.6㎛ 미만, 또는 약 4.4㎛ 미만일 수 있다. 하한에 관해서는, 불연속 댐핑층의 두께는 약 2㎛ 초과, 약 4.4㎛ 초과, 약 9.6㎛ 초과, 약 21㎛ 초과, 약 46㎛ 초과, 약 100㎛ 초과, 약 220㎛ 초과, 약 480㎛ 초과, 약 1000㎛ 초과, 또는 약 2300㎛ 초과일 수 있다. 또한, 더 큰 두께, 예를 들면 약 5000㎛ 초과 및 더 작은 두께, 예를 들면 약 2㎛ 미만도 고려된다.
일부 실시형태에 있어서, 각각의 댐핑 재료 영역의 댐핑 재료는 탄성, 비탄성, 점성 및/또는 점탄성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들면, 댐핑 재료는 압축가능할 수 있고 또한 복원력을 포함할 수 있다. 일 양태에 있어서, 댐핑 재료는 고무, 플라스틱, 예를 들면 나일론, 가죽, 섬유, 발포체, 스폰지, 겔 등을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 접착제를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 감압 접착제를 포함한다. 다수의 실시형태에 있어서, 접착제는 아크릴, 고무, 실리콘, 하이브리드, 부틸, 폴리우레탄, 올레핀, 폴리에스테르 또는 이들 접착제의 조합일 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 실리콘 접착제를 포함할 수 있다. 실리콘 접착제는 폴리디메틸실록산, 폴리디메틸/메틸비닐실록산, 폴리디메틸/메틸페닐실록산, 폴리디메틸/디페닐실록산 및 이들의 혼합물와 같은 폴리오르 가노실록산 분산액 또는 검을 포함할 수 있다. 실리콘 접착제는 MQ 수지 또는 수지 혼합물과 같은 실리콘 수지를 포함할 수 있다. 상업적으로 입수가능한 이러한 실리콘 접착제 조성물의 비한정적인 예로는 모두 Dow Corning(미국 미시건주 미들랜드 소재)으로부터 입수가능한 접착제 7651, 7652, 7657, Q2-7406, Q2-7566, Q2-7735 및 7956; Momentive Performance Materials(미국 뉴욕주 워터포드 소재)로부터 입수가능한 SILGRIP™ PSA518, 590, 595, 610, 915, 950 및 6574; 및 Shin-Etsu Silicone(미국 오하이오주 애크론)으로부터 입수가능한 KRT-009 및 KRT-026을 들 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 고무계 접착제를 포함할 수 있다. 고무계 접착제는 스티렌 블록 코폴리머와 다양한 점착성 수지, 오일, 충전제, 안료 및 산화방지제의 조합으로 구성된다. 다양한 고무 제제(들)가 본 발명의 주제인 테이프의 접착제에 사용될 수 있다. 적합한 고무 제제의 비한정적인 예로는 스티렌-부타디엔(SB), 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-이소프렌(SI), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 랜덤 스티렌-부타디엔(SBR), 스티렌-부타디엔-이소프렌 멀티블록(SBIBS), 또는 폴리아이소프렌의 폴리머 또는 코폴리머를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태에 있어서, 완전히 및 부분적으로 수소화 고무 제제가 사용될 수 있다. 상술한 이들 제제의 조합이 사용될 수도 있다. 상업적으로 입수가능한 적합한 스티렌-부타딘-스티렌(SBS)의 예로는 Kraton Performance Polymers로부터의 KRATON D1101 및 KRATON D1118 및 Dexco Polymers로부터의 VECTOR 2518D를 들 수 있다. 적합한 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS)의 예로는 KRATON D1107P 및 VECTOR 411A를 들 수 있다. 적합한 스티렌-부타디엔-이소프렌 멀티블록(SBIBS)의 예는 KRATON S6455이다. Kraton GRP-6924는 수소화 스티렌 블록 코폴리머의 예이다. 본 발명의 주제에 사용되는 접착제 조성물의 스티렌-부타디엔 코폴리머(들) 성분은 일반적인 구성: A-B-A 또는 A-B-A-B-A-B-(여기서, 비엘라스토머 폴리머 블록 A는 스티렌이고, 엘라스토머 폴리머는 블록 B는 부타디엔, 또는 부분적으로 또는 실질적으로 수소화된 부타디엔임)을 갖는 블록 또는 멀티블록 코폴리머이어도 좋다. 폴리머 블록은 직쇄상 또는 분기상이어도 좋다. 전형적인 분기상 구조는 중앙 허브로부터 방사될 수 있거나, 또는 그렇지 않으면 함께 결합될 수 있는 적어도 3개의 분기를 갖는 엘라스토머 부분을 함유해도 좋다.
더욱이, 적어도 하나의 실리콘 접착제 및 적어도 하나의 고무 접착제의 조합이 댐핑 재료에 사용되어도 좋다.
다른 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 다양한 고체 수지(들)를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 용어 "고체 수지"는 실온/주위 온도(약 23℃)에서 고체이고, 접착제의 다른 성분과 상용성인 임의의 수지를 나타낸다. 그 비한정적인 예로서는 C5∼C9와 같은 지방족 탄화수소, 수소화 에스테르 로진, 부분 수소화 에스테르 로진, 방향족 변성 에스테르 수지, 펜타에리스리톨 수지, 수소화 펜타에리스리톨 수지, 테르펜 수지, 글리세롤 에스테르 로진 수지, 펜타에리스리톨 톨유, 테르펜 페놀릭, 글리세롤 에스테르 로진 수지, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 고체 수지(들)로서 사용되는 적합한 지방족 탄화수소의 비한정적인 예로는 Exxon Mobile로부터 입수가능한 ESCOREZ 1310 및 ESCOREZ 2101을 들 수 있다. 적합한 수소화 에스테르 로진의 예는 Eastman Chemical과 같은 여러 공급 업체로부터 입수가능한 FORAL 85 및 Pinova로부터의 HERCOLYN D이다. 적합한 부분 수소화 에스테르 로진의 예는 Eastman Chemical로부터의 FORALYN이다. 적합한 방향족 변성 에스테르 수지의 예는 Eastman Chemical로부터의 PICCOTAC 7590이다. 적합한 펜타에리스리톨 수지의 예는 Pinova로부터의 PEXALYN 9100이다. 적합한 수소화 펜타에리스리톨 수지의 예는 Eastman Chemical로부터의 PENTALYN H이다. 적합한 펜타에리스리톨 톨유 수지의 예는 Arizona Chemical로부터의 SYLVALITE RE 105L이다. 적합한 테르펜 페놀릭의 예는 Eastman Chemical로부터의 PICCOLYTE A115이다. 상업적으로 입수가능한 글리세롤 에스테르 검 로진 수지의 예는 Resinall Corporation으로부터 입수가능한 RESINALL 625이다.
또 다른 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 또한 본 발명의 주제인 밀봉 테이프의 접착제(들)에 사용되는 다양한 액체 수지(들)를 포함해도 좋다. 본원에 사용된 용어 "액체 수지"는 실온/주위 온도(약 23℃)에서 액체이고, 접착제의 다른 성분과 상용성인 임의의 수지를 나타낸다. 다양한 액체 수지(들)가 본 발명의 주제인 밀봉 테이프의 접착제에 사용될 수 있다. 이러한 액체 수지(들)의 비한정적인 예로는 수소화 수지 에스테르, 테르펜 수지, 예를 들면 C5 탄화수소와 같은 저분자량 탄화수소, 및 이들의 조합을 들 수 있다. 적합한 테르펜 수지의 예는 Arizona Chemical로부터 입수가능한 SYLVARES TR A25이다. 적합한 C5 탄화수소의 예는 다수의 공급자로부터 입수가능한 WINGTAC 10이다. 본 발명의 주제인 밀봉 테이프의 접착제(들)에 사용하기에 적합한 변성 로진 수지의 예는 수소화 로진의 에스테르인 STAYBELITE-E ESTER 3-E이다. STAYBELITE-E는 Eastman Chemical로부터 입수가능하다.
또한, 적어도 하나의 액체 수지와 적어도 하나의 고체 수지의 조합이 댐핑 재료에 사용될 수 있다.
다수의 실시형태에 있어서, 댐핑 재료 영역은 감압 접착제를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑층 및 결합층은 부틸 고무 또는 폴리이소부틸렌계 감압 접착제를 포함할 수 있다. 이들 접착제는 다양한 분자량의 부틸 고무 또는 폴리이소부틸렌 폴리머 또는 올리고머의 혼합물로부터 포뮬레이팅될 수 있다. 이들 접착제를 포뮬레이팅하는데 유용한 부틸 고무 그레이드의 비한정적인 예로는 Exxon Mobil Chemical로부터의 Exxon Buthyl 065, Butyl 365, Chlorobutyl 1065, Chlorobutyl 1055, Bromobutyl 2222 및 Exxon Specialty Elastomer 3433, 및 BASF로부터의 폴리이소부틸렌 그레이드 Oppanol N50을 들 수 있다. 이들 폴리머는 종종 TPC Group으로부터의 TPC 750, TPC 1600 또는 TPC 3500과 같은 저분자량 그레이드의 폴리아이소부틸렌과 혼합된다. 부가적으로, 이들 접착제는 C5-C9 탄화수소 점착부여제뿐만 아니라 폴리테르펜 수지를 포함하는 매우 다양한 점착부여 수지와 포뮬레이팅될 수 있다. 적합한 탄화수소 점착부여 수지로는 ExxonMobil로부터 입수가능한 ESCOREZ 1310 및 ESCOREZ 2101을 들 수 있다. 폴리테르펜 수지의 예로는 Pinova로부터 입수가능한 Piccolyte A115 및 Piccolyte S25를 들 수 있다. 또한, 상기 열거된 성분 이외에, 부틸 고무 및 폴리이소부틸렌계 접착제는 가소화 오일, 산화방지제, 안료 및 충전제와 같은 첨가제를 함유할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 부틸 및 할로-부틸 고무계 접착제의 경우, 가교을 가능하게 하는 경화제가 첨가되어도 좋다. 이들 가교제의 예로는 산화아연, 페놀 수지 및 당업계에 공지된 기타의 것들이 있다. 이들 및 다른 첨가제의 예는 "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, Chapter 14, Higgins, J.J. et al.에서 얻을 수 있다.
일부 경우에 있어서, 댐핑 재료는 아크릴계 또는 실리콘계 모노머를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 메틸부틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트 및 이소옥틸 메타크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 아크릴계 모노머를 포함한다. 유용한 알킬 아크릴레이트 에스테르로는 n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트를 들 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 아크릴에스테르 모노머는 비닐 아세테이트, 비닐 부티레이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 이소부티레이트, 비닐 발레레이트, 비닐 베르시테이트 등과 같은 비닐 에스테르의 존재하에 중합된다. 비닐 에스테르는 아크릴레이트 주쇄를 형성하는 모노머의 총 중량에 대해서 약 35중량% 이하의 총량으로 존재할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 아크릴에스테르 모노머는 불포화 카르복실산과 공중합된다. 이들 중에서도 불포화 카르복실산은 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 베타 카르복시에틸 아크릴레이트 등을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 실록산, 실란 및 실라트란 글리콜로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 실리콘계 모노머를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 1,4-비스[디메틸[2-(5-노르보르넨-2-일)에틸]실릴]벤젠; 1,3-디시클로헥실-1,1,3,3-테트라키스(디메틸실릴옥시)디실록산; 1,3-디시클로헥실-1,1,3,3-테트라키스(디메틸비닐실릴옥시)디실록산으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 실리콘계 모노머; 1,3-디시클로헥실-1,1,3,3-테트라키스[(노르보르넨-2-일))에틸디메틸실릴옥시]디실록산; 1,3-디비닐테트라메틸디실록산; 1,1,3,3,5,5-헥사메틸-1,5-비스[2-(5-노르보르넨-2-일))에틸]트리실록산; 1,1,3,3-테트라메틸-1,3-비스[2-(5-노르보르넨-2-일)에틸]디실록산; 2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐사이클로테트라실록산; N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]-N'-(4-비닐벤질)에틸렌디아민; 및 3-[트리스(트리메틸실록시)실릴]프로필비닐 카바메이트를 포함한다.
일부 경우에 있어서, 댐핑 재료는 실리콘 폴리머, 아크릴 폴리머 또는 메타크릴산 폴리머를 포함할 수 있다. 적합한 아크릴 폴리머로는 모두 Avery Dennison(미국 캘리포니아주 글렌데일 소재)로부터 입수가능한 S2000N, S692N, AT20N, XPE 1043, 및 XPE 1045; 및 BASF(미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재)로부터 입수가능한 H9232를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일 실시형태에 있어서, 아크릴 폴리머 조성물은 폴리머의 건조 중량으로 약 30중량% 이하의 양으로 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌부틸렌-스티렌(SEBS) 등과 같은 멀티블록 코폴리머와 혼합된다. 유용한 트리블록의 예는 Kraton Polymer Inc.(미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터 입수가능하다. 멀티블록 폴리머는 아크릴 조성물의 댐핑 피크 및 다른 물리적 특성을 변성시키는데 유용할 수 있다. 다른 댐핑 재료는 고무 폴리머를 포함해도 좋다. 적합한 고무 폴리머로는 엘라스토머, 부틸 고무, 스티렌 블록 코폴리머(예를 들면 Kraton로부터 SBC로서 공지됨), 실리콘 고무, 니트릴 고무, 이소프렌, 부타디엔을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 실시형태에 있어서, 고무 폴리머 조성물은 아크릴 폴리머 및/또는 아크릴 폴리머와 혼합되어도 좋다.
다양한 관능기가 댐핑 재료의 폴리머에 포함될 수 있다. 관능기는 아크릴계 모노머 또는 실리콘계 모노머로 형성된 폴리머에, 예를 들면 말단 단편으로서 포함될 수 있다. 대표적인 관능기로는 히드록시, 에폭시, 시아노, 이소시아네이트, 아미노, 아릴옥시, 아릴알콕시, 옥심, 아세토, 에폭시에테르 및 비닐에테르, 알콕시메틸올, 환상 에테르, 티올, 벤조페논, 아세토페논, 아실포스핀, 티오크산톤, 및 벤조페논, 아세토페논, 아실포스핀 및 티오크산톤의 유도체를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
수소 결합능을 갖는 관능기는 잘 알려져 있으며, 카르복실, 아미드, 히드록실, 아미노, 피리딜, 옥시, 카르바모일 및 이들의 혼합물을 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료의 아크릴 폴리머 백본으로는 극성 코모노머 비닐 피롤리돈 및 아크릴산을 들 수 있다. 수소 결합 관능성을 갖는 다른 모노머의 예로는 메타크릴산, 비닐알콜, 카프로락톤, 에틸렌옥시드, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐카프로락탐, 아세토아세톡시에틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 더욱 가교될 수 있는 관능성을 갖는 하나 이상의 코모노머를 포함한다. 가교성 코모노머의 예로는 (메타)아크릴산, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 이타콘산, 알릴 글리시딜 에테르 등 및 그 혼합물을 들 수 있다. 상기 기재된 바와 같은 관능성 부위는 폴리머쇄를 가교시키거나, 높은 측쇄를 주쇄에 부착하거나, 또는 양방 모두를 위해 사용될 수 있다.
댐핑 재료는 매우 다양할 수 있는 가교제를 더 포함할 수 있다. 적합한 가교제의 예로는 다관능성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 예를 들면 디아크릴레이트(에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트 및 헥산디올 디아크릴레이트), 디메틸아크릴레이트(에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 및 1,3-부탄글리콜 디메타크릴레이트), 트리아크릴레이트(트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 에톡실화 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트), 및 트리메타크릴레이트(펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트 및 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트)뿐만 아니라, 디비닐 에스테르, 예를 들면 디비닐벤젠, 디비닐숙시네이트, 디비닐아디페이트, 디비닐말레에이트, 디비닐옥살레이트 및 디비닐말로네이트를 들 수 있다.
실리콘계 매트릭스에서 가교를 형성하기 위해 추가의 가교제가 채용될 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 디벤조일퍼옥시드와 같은 퍼옥시드 가교제가 적합하다. 일부 실시형태에 있어서, 가교제는 규소-수소화물 관능성을 함유하는 화합물이다. 이러한 가교제의 비제한적인 예로는 모두 Pergan(독일 보홀트 소재)로부터 입수가능한 PEROXAN BP 50W, PEROXAN BIC, 및 PEROXAN Bu; Arkema(미국 펜실베니아주 킹 오브 프러시아 소재)로부터 상업적으로 입수가능한 LUPEROX® A75 및 A98; 및 Akzo Nobel(미국 일루노이즈주 시카고 소재)로부터의 PERKADOX® CH-50 및 PD 50SPS를 들 수 있다. 가교결합은 사용되는 화학 시스템에 일반적으로 의존적인 가열 또는 다른 기술에 의해 용이하게 되고 및/또는 촉진될 수 있다.
댐핑 재료에 사용될 수 있는 다른 예시적인 화학적 가교제로는 촉매(예를 들면 디부틸주석 디라우레이트)를 갖는 또는 갖지 않는 디-, 트리- 또는 폴리-이소시아네이트; 이온성 가교제; 및 디-, 트리- 또는 다-관능성 아지리딘을 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 상업적으로 입수가능한 화학적 가교제의 비한정적인 예시적인 예로는 NOAH Technologies(미국 텍사스주 샌안토니오 소재)로부터 입수가능한 알루미늄 아세틸아세토네이트(AAA); DuPont(미국 델라웨어 윌밍톤 소재)으로부터 입수가능한 TYZOR®; Bayer(미국 펜실베니아 피츠버그 소재)로부터 입수가능한 XAMA®; 및 Dow chemical로부터 입수가능한 PAPI™ 및 VORONATE™를 들 수 있다.
댐핑 재료는 선택적으로 하나 이상의 점착부여제 또는 수지를 포함할 수 있고, 이들 점착부여제(사용되는 경우)는 매우 다양할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 댐핑 재료의 점착부여제는 단일 점착부여제를 포함한다. 다른 경우에 있어서, 점착부여제는 다수의 점착부여제 제품의 혼합물을 포함한다. 적합한 상업적 점착부여제로는, 예를 들면 Luhua(중국 소재)로부터의 HD1100, HD1120, 및 EXXON MOBIL(미국 텍사스주 휴스턴 소재)로부터의 E5400 등의 수소화 DCPD 수지(그러나, 이에 한정되지 않음)를 들 수 있다. 다른 적합한 수소화 수지로는 Eastman(미국 테네시주 킹스포트 소재)으로부터의 REGALITE™ S1100, R1090, R1100, C100R 및 C100W와 같은 완전 수소화 수지; 및 Hebei Qiming(중국 소재)으로부터의 전부 수소화 C9 수지 QM-100A 및 QM-115A를 들 수 있다.
또한, 댐핑 재료는 선택적으로 하나 이상의 가소제를 포함할 수 있고, 또한이들 가소제(사용되는 경우)는 매우 다양할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 가소제는 고분자량 및/또는 고점도를 갖는다. 일부 경우에 있어서, 가소제는 단일 가소제를 포함한다. 다른 경우에 있어서, 가소제는 다수의 가소제 제품의 혼합물을 포함한다. 적합한 상업적 가소제로는, 예를 들면 Sinopec(중국 베이징 소재)로부터의 KN 4010 및 KP 6030; Tianjin(중국 소재)으로부터의 Claire F55; Formosa Petrochemical(중국 소재)로부터의 F550, 및 다양한 폴리이소부텐 제품을 들 수 있다(그러나, 이에 한정되지 않는다).
댐핑 재료는 선택적으로 하나 이상의 왁스를 포함할 수 있고, 이들 왁스(사용되는 경우)는 매우 다양할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 왁스는 단일 왁스를 포함한다. 다른 경우에 있어서, 왁스는 다수의 왁스 제품의 혼합물을 포함한다. 왁스는 오일 이동을 유리하게 개선시키도록 고분자량을 가질 수 있다. 예시적인 왁스로는 미정질 왁스, 파라핀 왁스, 탄화수소 왁스 및 이들의 조합을 들 수 있다. 적합한 상업적 왁스로는, 예를 들면 Sasol(미국 텍사스 휴스턴 소재)로부터의 Sasol wax 3971, 7835, 6403, 6805 및 1800; Honeywell(미국 뉴저지주 모리스타운 소재)로부터의 A-C1702, A-C6702, A-C5180; 및 Paramelt(미국 미시간주 머시키건 소재)으로부터의 MICROWAX™ FG 7730 및 MICROWAX™ FG 8113을 들 수 있다(그러나, 이에 한정되지 않는다).
댐핑 재료는 넓은 범위의 작동 온도에 걸쳐 댐핑 성능을 개선하기 위해 선택된 하나 이상의 분말 첨가제를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 아크릴계 분말 첨가제를 포함한다. 적합한 상업적으로 입수가능한 아크릴계 분말 첨가제로는 SPHEROMERS® CA 6, SPHEROMERS® CA 10, SPHEROMERS® CA 15, KRATON® SBS 1101 AS, KRATON® SB 1011 AC, KRATON® TM 1116 폴리머, KRATON® D1101 A 폴리머, KRATON® D1114 P 폴리머, KRATON® D1114 P 폴리머, Zeon NIPOL® 1052, Zeon NIPOL® 1041, 및 Zeon NIPOL® NS 612를 들 수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 실리콘계 분말 첨가제를 포함한다. 일부 실시형태에 있어서, 적합한 상업적으로 입수가능한 실리콘계 분말 첨가제로는 Shin-Etsu KMP 597, Shin-Etsu KMP 600, 및 Shin-Etsu KMP 701을 들 수 있다.
일부 실시형태에 있어서, 댐핑 재료는 하나 이상의 높은 표면적의 무기 충전제, 또는 충전제와 안료의 조합, 예를 들면 카본 블랙, 탄산칼슘, 이산화티탄, 실리카(친수성 및 소수성 변성), 마이카, 탤크, 카올린, 점토, 규조토, 황산바륨, 황산알루미늄, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다. 상업적으로 입수가능한 높은 표면적의 무기 충전체의 예로는 Evonik Degussa Gmbh(독일 에센 소재)로부터 입수가능한 것들을 들 수 있다. 상기 예를 포함하는 무기 충전제는 댐핑 패치의 댐핑 특성 및 다른 물리적 특성을 조절하는데 사용될 수 있다. 다양한 유기 충전제가 또한 또는 대안적으로 사용될 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 유용한 충전제 조합은 가공 조건 및/또는 사용 조건에 따라 선택되는 블록킹 방지제를 포함한다. 이러한 블록킹 방지제의 예로는, 예를 들면 실리카, 탤크, 규조토 및 이들의 임의의 혼합물을 들 수 있다. 충전제 입자는 실질적으로 수불용성인 무기 충전제 입자로 미분화될 수 있다.
미분된 실질적으로 수불용성인 무기 충전제 입자는 금속 산화물의 입자를 포함할 수 있다. 입자를 구성하는 금속 산화물은 단순한 금속 산화물, 즉 단일 금속의 산화물일 수 있거나, 또는 복합 금속 산화물, 즉 2개 이상 금속의 산화물일 수 있다. 금속 산화물의 입자는 단일 금속 산화물의 입자일 수 있거나, 또는 상이한 금속 산화물의 상이한 입자의 혼합물일 수 있다. 적합한 금속 산화물의 예로는 알루미나, 실리카 및 티타니아를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다른 산화물은 선택적으로 소량으로 존재할 수 있다. 이러한 선택적 산화물의 예로는 지르코니아, 하프니아 및 이트리아를 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 선택적으로 존재할 수 있는 다른 금속 산화물은 보통 불순물, 예를 들면 산화철로서 존재하는 것들이다. 본 명세서 및 청구범위에 대해서는, 규소는 금속으로 간주된다. 입자가 알루미나의 입자인 경우, 알루미나는 알루미나 모노하이드록사이드인 경우가 많다. 알루미나 모노하이드록사이드의 입자, AlO(OH) 및 이들의 조제가 공지되어 있다.
금속 분말은 댐핑 재료에 사용될 수 있고, 예를 들면 알루미늄, 구리 또는 특수강, 이황화몰리브덴, 산화철, 예를 들면 흑색 산화철, 안티몬 도프된 이산화티탄 및 니켈 도프된 이산화티탄과 같은 금속 분말을 들 수 있다. 또한, 금속 합금 미립자가 사용될 수 있다.
카본 블랙 및 다른 안료, 자외선 흡수제, 자외선 안정화제, 산화방지제, 난연제, 열 또는 전기 전도제, 후경화제 등과 같은 첨가제가 댐핑 패치의 특성을 변성시키기 위해 댐핑 재료 내에 혼합될 수 있다. 또한, 이들 첨가제는, 예를 들면 하나 이상의 억제제, 소포제, 착색제, 발광제, 완충제, 블로킹 방지제, 습윤제, 소광제, 대전방지제, 산 스캐빈저, 가공 보조제, 압출 보조제 등을 포함할 수 있다. 자외선 흡수제로는 히드록시페닐 벤조트리아졸 및 히드로벤조페논을 들 수 있다. 산화방지제는, 예를 들면 힌더드 페놀, 아민, 및 황 및 인 하이드록사이드 분해제, 예를 들면 Irganox 1520L을 들 수 있다. 충전제, 안료, 가소제, 난연제, UV 안정화제 등은 다수의 실시형태에 있어서 선택적이며, 특정 실시형태에 있어서는 약 0∼약 30% 이상, 예를 들면 약 40% 이하의 농도로 사용될 수 있다. 소정 실시형태에 있어서, 충전제(무기 및/또는 유기), 안료, 가소제, 난연제, UV 안정화제 및 이들의 조합의 총량은 약 0.1%∼약 30%, 보다 특히는 약 1%∼약 20%이다.
또한, 댐핑 재료는 하나 이상의 용제를 포함할 수 있다. 적합한 용제의 예로는 톨루엔, 크실렌, 테트라히드로푸란, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 시클로헥사논, 메틸렌 클로라이드, 이소프로판올, 에탄올, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 이소프로필 아세테이트, 및 이들의 조합을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 주제인 댐핑 재료는 이러한 용제에 한정되지 않으며, 다양한 다른 용제, 첨가제 및/또는 점도 조정제, 예를 들면 반응성 희석제를 이용할 수 있다.
구속층
개시된 다층 댐핑 라미네이트는 적어도 하나의 구속층을 포함해도 좋다. 구속층(들)은 라미네이트 구조체에 강성 및 시티프니스를 제공하고, 또한 존재시 라미네이트의 다수의 불연속 댐핑층을 규정 및 구별하는 작용을 할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 댐핑 라미네이트는 제 1 불연속 댐핑층 및 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층을 포함하고, 여기서 제 1 및 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층이 적어도 하나의 구속층에 의해 서로 분리된다. 일부 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층은 내부 구속층이고, 내부 구속층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치된다. 내부 구속층의 한 면은 제 1 불연속 댐핑층에 직접 인접할 수 있거나, 또는 내부 구속층과 제 1 불연속 댐핑층 사이에 배치된 하나 이상의 개재층이 존재할 수 있다. 내부 구속층의 반대면은 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층에 직접 인접할 수 있거나, 또는 내부 구속층과 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치된 하나 이상의 개재층이 존재할 수 있다. 제 1 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역에 의한 내부 구속층의 퍼센트 커버리지는 상술한 바와 같을 수 있다.
일부 경우에 있어서, 다층 댐핑 라미네이트는 외부 구속층을 포함한다. 외부 구속층은 라미네이트의 외부면을 제공하고, 외부 환경에 개방되고, 또한 라미네이트가 적용될 수 있는 기판에 대향할 수 있는 구속층이다. 라미네이트의 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 외부 구속층 사이에 배치될 수 있다. 제 2 댐핑층의 적어도 일부가 내부 구속층과 외부 구속층 사이에 배치될 수 있다. 외부 구속층의 한 면은 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층에 직접 인접할 수 있거나, 또는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층과 외부 구속층 사이에 하나 이상의 개재층이 존재할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 한 면은 내부 구속층에 직접 인접하고, 또한 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 반대면은 외부 구속층에 직접 인접한다. 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역에 의한 외부 구속층의 퍼센트 커버리지는 상술한 바와 같을 수 있다.
상기 댐핑 라미네이트의 각각의 구속층의 두께는, 예를 들면 독립적으로 약 5㎛∼약 3000㎛, 예를 들면 약 5㎛∼약 2500㎛, 약 5㎛∼약 2000㎛, 약 5㎛∼약 1500㎛, 약 5㎛∼약 1000㎛, 약 5㎛∼약 500㎛, 약 5㎛∼약 230㎛, 약 9.5㎛∼약 440㎛, 약 18㎛∼약 830㎛, 약 34㎛∼약 1600㎛, 또는 약 65㎛∼약 3000㎛의 범위일 수 있다. 상한에 관해서는, 각각의 구속층의 두께는 독립적으로 약 3000㎛ 미만, 예를 들면 약 1600㎛ 미만, 약 830㎛ 미만, 약 440㎛ 미만, 약 230㎛ 미만, 약 120㎛ 미만, 약 65㎛ 미만, 약 34㎛ 미만, 약 18㎛ 미만, 또는 약 9.5㎛ 미만일 수 있다. 하한에 관해서는, 각각의 구속층의 두께는 독립적으로 약 5㎛ 초과, 약 9.5㎛ 초과, 약 18㎛ 초과, 약 34㎛ 초과, 약 65㎛ 초과, 약 120㎛ 초과, 약 230㎛ 초과, 약 440㎛ 초과, 약 830㎛ 초과, 또는 약 1600㎛ 초과일 수 있다. 또한, 더 큰 두께, 예를 들면 약 3000㎛ 초과 및 더 작은 두께, 예를 들면 약 5㎛ 미만도 고려된다.
각각의 구속층은 독립적으로 각각의 구속층에 보강된 구조를 제공하도록 작용하는 하나 이상의 보강재를 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 구속층은 같거나 다른 조성을 가질 수 있다. 보강재는 하나 이상의 폴리머 재료를 포함할 수 있다. 폴리머 재료의 비제한적인 예로는 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE) 및/또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 및 이들 및 다른 재료의 조합을 들 수 있다.
다수의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층은 금속을 포함한다. 적어도 하나의 구속층의 금속은 알루미늄, 강철, 마그네슘, 청동, 구리, 황동, 티탄, 철, 베릴륨, 몰리브덴, 텅스텐 또는 오스뮴 중 적어도 하나의 금속을 포함해도 좋다. 일부 실시형태에 있어서, 금속은 금속 분말이다. 다른 실시형태에 있어서, 금속은 금속 호일이다. 또 다른 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층은 금속 분말 및 금속 호일 양방을 포함한다. 금속은 보강재이어도 좋고, 하나 이상의 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있다. 금속의 비제한적인 예로는 알루미늄, 강철, 마그네슘, 청동, 구리, 황동, 티탄, 철, 베릴륨, 몰리브덴, 텅스텐 또는 오스뮴을 들수 있다. 일부 실시형태에 있어서, 내부 구속층 및 외부 구속층은 각각 독립적으로 금속 호일, 예를 들면 알루미늄 호일이다. 금속 호일은 알루미늄, 강철, 마그네슘, 청동, 구리, 황동, 티탄, 철, 베릴륨, 몰리브덴, 텅스텐 또는 오스뮴 중 적어도 하나의 금속을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다
보강재는 하나 이상의 천연 또는 제작된 목재를 포함할 수 있다. 보강재는 하나 이상의 섬유를 포함할 수 있다. 섬유의 비제한적인 예로는 대마 섬유, 아마 섬유, 유리 섬유 및 탄소 섬유를 들 수 있다. 보강재로는 탄소 나노튜브, 그래핀, 다이아몬드, 카르빈, 또는 이들의 조합을 포함하는 하나 이상의 탄소계 재료를 들 수 있다. 또한, 복합 재료 및 이들 재료의 조합이 사용될 수도 있다.
라이너층
일부 경우에 있어서, 다층 라미네이트 필름은 불연속 댐핑층에 연결된 라이너층을 더 포함한다. 일 실시형태에 있어서, 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층일 수 있다. 라이너층의 한 면은 불연속 댐핑층에 직접 인접할 수 있거나, 또는 불연속 댐핑층과 라이너층 사이에 하나 이상의 개재층이 존재할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 불연속 댐핑층의 한 면은 적어도 하나의 구속층에 직접 인접하고, 또한 불연속 댐핑층의 반대면은 라이너층에 직접 인접한다. 일 실시형태에 있어서, 다층 라미네이트 필름은 적어도 하나의 구속층에 대향하는 제 1 불연속 댐핑층에 연결된 라이너층을 더 포함한다.
이형 라이너는 다층 댐핑 라미네이트가 물체 또는 표면에 부착될 준비가 될 때까지 이형 라이너는 제 자리를 유지하도록 보호 커버로서 기능할 수 있다. 라이너 또는 이형 라이너가 라미네이트에 포함되는 경우, 다양한 재료 및 구성이 라이너에 사용될 수 있다. 다수의 실시형태에 있어서, 라이너는 종이 또는 종이계 재료이다. 다수의 다른 실시형태에 있어서, 라이너는 하나 이상의 폴리머 재료의 폴리머 필름이다. 전형적으로, 라이너의 적어도 한 면은 실리콘 또는 실리콘계 재료와 같은 이형 재료로 코팅된다. 알 수 있는 바와 같이, 라이너의 이형 코팅면은 외부 불연속 댐핑층의 다른 노출면과 접촉하여 위치된다. 관심있는 표면에 라벨을 적용하기 전에, 라이너가 제거되어 라미네이트의 불연속 댐핑층이 노출된다. 라이너는 단일 시트의 형태일 수 있다. 대안적으로, 라이너는 다수의 섹션 또는 패널의 형태일 수 있다.
다음의 실시형태가 고려된다. 특징 및 실시형태의 모든 조합이 고려된다.
실시형태 1: 적어도 하나의 구속층; 및 하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역을 포함하는 불연속 댐핑층을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트로서, 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 상기 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 99% 미만이고, 상기 다층 댐핑 라미네이트의 200Hz에서의 복합재 손실계수는 0.05 초과이다.
실시형태 2: 실시형태 1의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 90% 미만이다.
실시형태 3: 실시형태 1 또는 2의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 50%를 초과한다.
실시형태 4: 실시형태 1∼3의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭은 0.200cm 미만이다.
실시형태 5: 실시형태 1∼4의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 1.000cm 미만이다.
실시형태 6: 실시형태 1∼5의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭에 대한 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 평균 폭의 비율은 2 초과이다.
실시형태 7: 실시형태 1∼6의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층의 두께에 대한 상기 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭의 비율은 17.0 미만이다.
실시형태 8: 실시형태 1∼7의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층의 두께에 대한 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 평균 폭의 비율은 83 미만이다.
실시형태 9: 실시형태 1∼8의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층은 적어도 하나의 구속층에 직접 인접한다.
실시형태 10: 실시형태 1∼9의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층의 두께는 2㎛∼5000㎛의 범위이다.
실시형태 11: 실시형태 1∼10의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 구속층의 두께는 5㎛∼3000㎛의 범위이다.
실시형태 12: 실시형태 1∼11의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 각각은 감압 접착제를 포함한다.
실시형태 13: 실시형태 1∼12의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층은 금속을 포함한다.
실시형태 14: 실시형태 1∼13의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 적어도 하나의 구속층에 대향하는 제 1 불연속 댐핑층에 연결된 라이너층을 더 포함한다.
실시형태 15: 실시형태 1∼14의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층이고, 상기 적어도 하나의 구속층은 내부 구속층이고, 또한 다층 댐핑 라미네이트는: 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 갭 영역을 포함하는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층으로서, 상기 내부 구속층의 적어도 일부가 상기 제 1 불연속 댐핑층과 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층; 및 외부 구속층으로서, 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 상기 내부 구속층과 상기 외부 구속층 사이에 배치되고, 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 99% 미만인 외부 구속층을 더 포함한다.
실시형태 16: 실시형태 15에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 상기 외부 구속층의 퍼센트 커버리지는 90% 미만이다.
실시형태 17: 실시형태 15 또는 16의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 상기 외부 구속층의 커버리지는 50% 초과이다.
실시형태 18: 실시형태 15∼17의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 댐핑층 갭 영역의 평균 폭은 0.200cm 미만이다.
실시형태 19: 실시형태 15∼18의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 1.000cm 미만이다.
실시형태 20: 실시형태 15∼19의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 갭 영역의 평균 폭에 대한 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역의 평균 폭의 비율은 2 초과이다.
실시형태 21: 실시형태 15∼20의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 두께에 대한 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 갭 영역의 평균 폭의 비율은 17 미만이다.
실시형태 22: 실시형태 15∼21의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 두께에 대한 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역의 평균 폭의 비율은 83 미만이다.
실시형태 23: 실시형태 15∼22의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층은 상기 외부 구속층에 직접 인접한다.
실시형태 24: 실시형태 15∼23의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 두께는 2㎛∼5000㎛의 범위이다.
실시형태 25: 실시형태 15∼24의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 외부 구속층의 두께는 5㎛∼3000㎛의 범위이다.
실시형태 26: 실시형태 15∼25의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역은 감압 접착제를 포함한다.
실시형태 27: 실시형태 15∼26의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 외부 구속층은 금속을 포함한다.
실시형태 28: 실시형태 1∼14의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태에 있어서, 상기 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층이고, 상기 적어도 하나의 구속층은 제 1 내부 구속층이고, 또한 다층 댐핑 라미네이트는: N개의 추가 불연속 댐핑층(여기서 N은 2 이상의 정수임)으로서, 각각의 추가 불연속 댐핑층은 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 추가 갭 영역을 포함하고, 또한 제 1 내부 구속층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 제 1 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되는 N개의 추가 불연속 댐핑층; 및 M개의 추가 내부 구속층(여기서, M은 1∼N-l 범위의 정수임)으로서, 각각의 M번째의 추가 내부 구속층의 적어도 일부가 M번째의 추가 불연속 댐핑층과 (M+1)번째의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되고, 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역에 의한 N개의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 99% 미만인 M개의 추가 내부 구속층; 및 외부 구속층으로서, 상기 N번째의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 (N-1)번째의 추가 내부 구속층과 외부 구속층 사이에 배치되고, 또한 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역에 의한 N개의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 99% 미만인 외부 구속층을 더 포함한다.
실시형태 29: 베이스 기판; 및 실시형태 1∼28의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태의 다층 댐핑 라미네이트를 포함하는 시스템으로서, 불연속 댐핑층이 상기 베이스 기판에 연결된다.
실시형태 30: 베이스 기판에 대한 진동을 저감시키는 방법으로서, 진동을 받는 베이스 기판을 제공하는 단계; 및 실시형태 1∼28의 실시형태 중 어느 하나의 실시형태의 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층을 상기 베이스 기판에 연결함으로써, 상기 베이스 기판의 진동을 감소시키는 단계를 포함한다.
본 개시는 하기 비제한적인 실시예를 고려하면 보다 잘 이해될 것이다.
실시예
댐핑 재료로서 작용하도록 Avery Dennison으로부터 상업적으로 입수가능한 접착제 전사 테이프 HPA 1905의 시트를 0.500인치(1.270cm)의 폭을 갖는 직사각형 스트립으로 절단했다. 이어서, 이들 스트립을 5mil(125㎛)의 두께를 갖는 알루미늄 호일 백킹의 시트에 적용하여, 알루미늄 호일 구속층 상에 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역을 형성했다. 상기 스트립을 상기 호일에 인접한 스트립 사이에 2개의 상이한 갭 영역 폭을 갖게 적용했다. 일 배열에 있어서, 호일의 표면적의 대략 75%가 접착제 스트립에 의해 덮이도록 0.25인치 폭을 갖는 갭 영역이 사용되었다. 제 2 배열에 있어서, 호일의 표면적의 대략 50%가 접착제 스트립에 의해 덮이도록 0.500인치 폭을 갖는 갭 영역이 사용되었다. 이어서, 각각의 접착제 스트립 배열을 갖는 하나의 시트가 동일한 접착제 스트립 배열을 갖는 다른 시트에 적층되어, 각각 2개의 불연속 댐핑층 및 2개의 구속층을 갖는 다층 구속층 댐핑 구조체를 생성했다. 도 1은 2개의 제조된 라미네이트 구조체(비교예 A 및 B)의 측면도와, 구속 알루미늄 호일층의 전체 커버리지를 제공하는 연속 댐핑 접착제층을 갖는 종래기술 대조 라미네이트 구조체 대조군의 측면도를 도시한다.
3개의 상기 댐핑 라미네이트 구조체 각각의 샘플을 접착제 스트립에 대해 수직으로 절단하고, 표준 프로토콜 SAE Jl637_20l306 에 따른 진동 빔 기술 장치를 사용하여 시험하여, 복합재 손실계수를 결정했다. 도 2는 비교예 A 및 B 및 대조 라미네이트의 각각에 대한 복합재 손실계수 대 온도를 나타낸다. 그래프로부터, 불연속 댐핑층(비교예 A 및 B)을 갖는 라미네이트의 피크 복합재 손실계수는 연속 댐핑층 대조군보다 더 낮다는 것을 알 수 있다. 이들 결과는 일부 댐핑 특성이 일부 불연속 또는 패턴화 접착제 댐핑층의 사용에 의해 부정적 영향을 받을 수 있다는 것을 입증한다.
이어서, 레이저 절단기를 사용하여, 4.9-mil HPA 1905 접착제 전사 테이프 댐핑 재료의 더욱 좁은 스트립을 얻었다. 직사각형 절단 접착 스트립은 1.000cm(비교예 C), 0.500cm(실시예 1), 및 0.250cm(실시예 2)의 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 형성했다. 댐핑 재료 영역은 상술한 바와 같이 알루미늄 호일 구속층에 부착 및 적층되어, 도 4∼도 6에 도시된 구성을 갖는 다층 구속층 댐핑 구조체를 제작했다. 도 4에 도시된 비교예 D의 댐핑층 구성으로 0.200-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 1.000-cm 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 도 5에 도시된 실시예 1의 댐핑층 구성으로 0.1OO-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 0.500-cm 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 도 6에 도시된 실시예 2의 댐핑층 구성으로 0.050-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 0.250-cm 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 각각의 경우에 있어서, 다층 구속층 댐핑 구조체는 대략 30cm×10cm의 전체 길이 및 폭을 갖고, 또한 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역에 의한 알루미늄 호일 구속층의 퍼센트 커버리지는 대략 83%이었다.
비교예 D, 및 실시예 1 및 2의 라미네이트에 대해 진동빔 기술 장치 및 SAE Jl637_20l306 프로토콜을 사용하여 상술한 바와 같이 시험하고, HPA 1905 접착제를 사용한 결과에 대해 도 7에 도시했다. 그래프의 복합재 손실계수 경향으로부터, 비교예 D의 다층 라미네이트는 연속 댐핑층 대조군과 비교하여 피크 댐핑의 감소를 나타낸 것을 알 수 있다. 대조적으로, 실시예 1 및 실시예 2의 다층 라미네이트(도 5 및 도 6)는 대조군과 비교하여 피크 복합체 손실계수의 현저한 증가가 나타났다. 이들 결과는, 댐핑 재료 영역의 폭과 불연속 댐핑층의 갭 영역이 감소함으로써, 댐핑 성능이 유리하게 증가된다는 것을 입증했다.
이어서, 레이저 절단기를 사용하여, Avery Dennison으로부터도 입수가능한, 2.4-mil HPA 1902 접착제 전사 테이프 댐핑 재료의 더 좁은 스트립을 얻었다. 직사각형 절단 접착제 스트립은 1.000㎝(비교예 E), 0.50㎝(실시예 3) 및 0.250㎝(실시예 4)의 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 형성했다. 댐핑 재료 영역은 상술한 바와 같이 알루미늄 호일 구속층에 부착 및 적층되어, 도 3∼도 5에 도시된 구성을 갖지만 2.4-mil 미만의 댐핑층 두께를 갖는 다층 구속층 댐핑 구조체를 제작했다. 도 4에 도시된 비교예 D 댐핑층 구성으로 0.200-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 1.000-cm 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 도 5에 도시된 실시예 1의 댐핑층 구성으로 0.100-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 0.50-cm 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 도 6에 도시된 실시예 2의 댐핑층 구성으로 0.050-cm 폭을 갖는 갭 영역에 의해 평행하게 분리된 0.250-cm의 폭을 갖는 댐핑 재료 영역을 배열했다. 각각의 경우에 있어서, 구속층 댐핑 구조체는 대략 30cm×10cm의 전체 길이 및 폭을 가지며, 불연속 댐핑층의 댐핑 재료 영역에 의한 알루미늄 호일 구속층의 퍼센트 커버리지는 대략 83%이었다.
도 7은 적어도 하나의 불연속 댐핑층 두께가 각각 5mil인 비교예 D, 및 실시예 1 및 2의 라미네이트(도 4∼도 6의 라미네이트)의 진동 빔 기술 시험의 결과에 대한 그래프를 도시한다. HPA 1905 데이터와 같이, 도 7의 복합재 손실계수 경향은 비교예 D에서와 같이 더 큰 불연속 댐핑층 갭 크기를 사용함으로써, 피크 댐핑이 감소되는 한편, 실시예 4 및 5에서와 같이 더 작은 불연속 댐핑층 갭 크기를 사용함으로써, 피크 댐핑이 증가되는 것을 나타낸다. 이들 결과는 댐핑 성능이 증가하고, 또한 이러한 성능을 달성하기 위해 필요한 댐핑 재료의 양이 감소하는 점에 있어서의 소정의 불연속 댐핑층의 이점이 더욱 입증된다.
도 8은 2mil의 적어도 하나의 불연속 댐핑층 두께를 각각 갖는 도 4∼도 6의 라미네이트의 복합재 손실계수의 그래프이다. 도 7의 HPA 1905 데이터와 같이, 도 8의 복합재 손실계수 경향은 비교예 D에서와 같이 더 큰 불연속 댐핑층 갭 크기를 사용함으로써 피크 댐핑이 감소되는 한편, 실시예 1 및 2에서와 같이 더 작은 불연속 댐핑층 갭 크기를 사용함으로써 피크 댐핑이 증가된다는 것을 나타낸다. 이들 결과는 댐핑 성능이 증가하고, 또한 이러한 성능을 달성하기 위해 필요한 댐핑 재료의 양이 감소하는 점에 있어서 소정의 불연속 댐핑층의 이점이 더욱 입증된다.
상기 발견을 하기 표 1에 요약했다. 그 결과는 일부 댐핑 특성은 특정 불연속 또는 패턴화된 접착제 댐핑층의 사용에 의해 긍정적인 영향을 받을 수 있다는 것을 입증한다. 특히, 피크 복합재 손실계수의 개선은 0.200cm 미만의 평균 갭 영역 폭, 1.000cm 미만의 평균 댐핑 재료 영역 폭 중 하나 이상을 특징으로 하는 불연속 댐핑층을 사용한 경우에 관찰되었다.
본원에 개시된 것은 상세하게 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위 내에서의 변경은 당업자에게 있어서 용이하게 알 수 있을 것이다. 상기 논의의 관점에서, 당업계의 관련 지식 및 참조문헌은 배경기술 및 상세한 설명과 관련하여 논의했으며, 그 개시는 모두 본원에 참조로서 포함된다. 또한, 상기 개시 및 하기 및/또는 첨부된 청구범위에서 인용된 다양한 실시형태의 일부가 전체 또는 부분으로 조합되거나 상호교환될 수 있다는 것은 이해되어야 한다. 다양한 실시형태의 상술한 설명에 있어서, 또 다른 실시형태를 가리키는 실시형태는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이 다른 실시형태와 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 당업자는 상술한 설명은 단지 예일 뿐이며, 본원에 개시된 것을 한정하는 것을 의도하고자 하는 것이 아니라는 것을 이해할 것이다.
Claims (30)
- 적어도 하나의 구속층; 및
하나 이상의 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 갭 영역을 포함하는 불연속 댐핑층을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트로서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 상기 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만이고, 또한
다층 댐핑 라미네이트의 200Hz에서의 복합재 손실계수는 약 0.05 초과인 다층 댐핑 라미네이트. - 상기 청구항에 있어서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 상기 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 90% 이하인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 상기 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 70% 이상인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역에 의한 상기 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 50% 초과인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 갭 영역의 평균 폭은 약 0.200cm 미만인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 약 1.000cm 이하인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불연속 댐핑층은 적어도 하나의 구속층에 직접 인접하여 있는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불연속 댐핑층의 두께는 약 2㎛∼약 5000㎛의 범위인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구속층의 두께는 약 5㎛∼약 3000㎛의 범위인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 댐핑 재료 영역의 각각은 감압 접착제를 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구속층은 금속을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 11 항에 있어서,
상기 금속은 금속 호일인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 11 항에 있어서,
상기 금속은 알루미늄, 강철, 마그네슘, 청동, 구리, 황동, 티탄, 철, 베릴륨, 몰리브덴, 텅스텐 또는 오스뮴 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구속층에 대향하는 상기 불연속 댐핑층에 연결된 라이너층을 더 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층이고, 상기 적어도 하나의 구속층은 내부 구속층이고, 또한 다층 댐핑 라미네이트는:
하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 갭 영역을 포함하는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층으로서, 내부 구속층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되는 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층; 및
외부 구속층으로서, 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 내부 구속층과 외부 구속층 사이에 배치되고, 또한 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만인 외부 구속층을 더 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 90% 이하인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 70% 초과인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 불연속층 댐핑 재료 영역에 의한 상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 50% 초과인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 댐핑층 갭 영역의 평균 폭은 약 0.200cm 미만인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역의 평균 폭은 약 1.000cm 미만인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층은 상기 외부 구속층에 직접 인접하여 있는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 추가 불연속 댐핑층의 두께는 약 2㎛∼약 5000㎛의 범위인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 구속층의 두께는 약 5㎛∼약 3000㎛의 범위인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나 이상의 추가 불연속 댐핑층 댐핑 재료 영역은 감압 접착제를 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 15 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 구속층은 금속을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 25 항에 있어서,
상기 금속은 금속 호일인 다층 댐핑 라미네이트. - 제 26 항에 있어서,
상기 금속은 알루미늄, 강철, 마그네슘, 청동, 구리, 황동, 티탄, 철, 베릴륨, 몰리브덴, 텅스텐 또는 오스뮴 중 적어도 하나의 금속을 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 불연속 댐핑층은 제 1 불연속 댐핑층이고, 상기 적어도 하나의 구속층은 제 1 내부 구속층이고, 또한 다층 댐핑 라미네이트는:
N개의 추가 불연속 댐핑층(여기서 N은 2 이상의 정수임)으로서, 각각의 추가 불연속 댐핑층은 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역 및 하나 이상의 추가 갭 영역을 포함하고, 또한 제 1 내부 구속층의 적어도 일부가 제 1 불연속 댐핑층과 제 1 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되는 N개의 추가 불연속 댐핑층; 및
M개의 추가 내부 구속층(여기서, M은 1∼N-l 범위의 정수임)으로서, 각각의 M번째의 추가 내부 구속층의 적어도 일부가 M번째의 추가 불연속 댐핑층과 (M+1)번째의 추가 불연속 댐핑층 사이에 배치되고, 또한 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역에 의한 N개의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만인 M개의 추가 내부 구속층; 및
외부 구속층으로서, N번째의 추가 불연속 댐핑층의 적어도 일부가 (N-1)번째의 추가 내부 구속층과 외부 구속층 사이에 배치되고, 또한 하나 이상의 추가 댐핑 재료 영역에 의한 N개의 추가 불연속 댐핑층의 퍼센트 커버리지는 약 99% 미만인 외부 구속층을 더 포함하는 다층 댐핑 라미네이트. - 베이스 기판; 및
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 댐핑 라미네이트를 포함하는 시스템으로서,
불연속 댐핑층이 상기 베이스 기판에 연결되는 시스템. - 진동을 받는 베이스 기판을 제공하는 단계; 및
제 1 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 다층 댐핑 라미네이트의 불연속 댐핑층을 상기 베이스 기판에 연결함으로써, 상기 베이스 기판의 진동을 감소시키는 단계를 포함하는 베이스 기판에 대한 진동을 저감시키는 방법.
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