TWI576175B - 具微孔隙之金屬箔及其製造方法以及包括有金屬箔的吸音結構 - Google Patents

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具微孔隙之金屬箔及其製造方法以及包括有金屬箔的吸音結構
本發明是有關於一種製作具過濾功能之薄膜的技術，且特別是有關於一種具微孔隙之金屬箔及其製造方法以及包括有金屬箔的吸音結構。
傳統製作多孔材料的方法有燒結或者發泡等作法，然而隨著輕薄短小的產品趨勢需求增加，目前傳統多孔材料的製程在薄型化方面仍有許多無法克服的困難。
近來多使用機械加工開孔或以蝕刻方式製作多孔箔材，但受限於開孔尺寸縮小後產生之機械加工困難度，以及精密蝕刻成本昂貴等因素，薄型化的多孔材料存在著很大發展瓶頸。
本發明提供一種具微孔隙之金屬箔的製造方法。
本發明另提供一種具微孔隙之金屬箔，其中的微孔隙遍佈於金屬箔且其兩端為銳角。
本發明再提供一種以上述方法製作的金屬箔。
本發明又提供一種包括有上述金屬箔的吸音結構。
本發明的具微孔隙之金屬箔的製造方法，包括將一金屬箔置於第一與第二材料片之間並進行軋延，其中所述第一與第二材料片的延展性均高於金屬箔的延展性。在軋延第一與第二材料片及其間的所述金屬箔之後，移除第一與第二材料片，以得到具多個微孔隙之金屬箔。
在本發明的一實施例中，上述第一與第二材料片的材料包括純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。
在本發明的一實施例中，在將上述金屬箔置於第一與第二材料片之間的步驟前，還可先軋延相疊的第一與第二材料片。
在本發明的一實施例中，上述第一與第二材料片可以是邊緣相連的兩片材料片或是對折的單片材料片。
本發明的具微孔隙之金屬箔，具有穿透式的多個微孔隙，其中微孔隙的側壁為不規則粗糙面，且微孔隙的兩端為銳角。
本發明的另一金屬箔是使用上述方法製作的，其具有穿透式的多個微孔隙，且每個所述微孔隙的側壁為不規則粗糙面、以及每個所述微孔隙的兩端為銳角。
在本發明的上述實施例中，上述微孔隙的長度與最大開 口處寬度之比值為1~50之間。
在本發明的上述實施例中，上述微孔隙的總長度在0.039mm~1.5mm之間。
在本發明的上述實施例中，上述微孔隙的最大開口處寬度在0.004mm~0.06mm之間。
在本發明的各個實施例中，上述金屬箔的材料包括純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。
本發明的包括有金屬箔的吸音結構則包括上述金屬箔以及與金屬箔保持有一距離的結構體，藉由所述距離與金屬箔之間形成一空氣層。
在本發明的再一實施例中，上述結構體包括具有一開口的箱體，且金屬箔設置於開口處而與箱體的底面保持上述距離。
為讓本發明的上述特徵能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
100、802‧‧‧金屬箔
102、104‧‧‧材料片
106‧‧‧輥輪
108‧‧‧微孔隙
800‧‧‧吸音結構
804‧‧‧結構體
806‧‧‧空氣層
D‧‧‧距離
L‧‧‧長度
S‧‧‧側壁
W‧‧‧最大開口處寬度
圖1是依照本發明的一實施例的一種具微孔隙之金屬箔的製造流程示意圖。
圖2是圖1的第(I)步驟前的一種製造流程示意圖。
圖3與圖4是實驗例一中兩個不同條件所得到之具微孔隙的 不銹鋼箔的SEM圖。
圖5是圖3之局部放大SEM圖。
圖6A是表一No.1的不銹鋼箔之微孔隙尺寸曲線圖。
圖6B是表一No.1的不銹鋼箔之微孔隙的長度與最大開口處寬度之關係曲線圖。
圖7A是表一No.5的不銹鋼箔之微孔隙尺寸曲線圖。
圖7B是表一No.5的不銹鋼箔之微孔隙的長度與最大開口處寬度之關係曲線圖。
圖8是依照本發明的另一實施例的一種包括有金屬箔的吸音結構示意圖。
圖9及圖10是實驗例二之正向吸音率測試結果曲線圖。
圖1是依照本發明的一實施例的一種具微孔隙之金屬箔的製造流程示意圖。
請參照圖1的第(I)部分，首先將金屬箔100置於第一與第二材料片102和104之間，其中第一與第二材料片102和104的延展性均高於金屬箔100的延展性。舉例來說，金屬箔100的材料可為純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金；第一與第二材料片102和104的材料可為純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。以上材料雖有相同者，但是在選 用的時候必須遵循第一與第二材料片102和104的延展性高於金屬箔100的延展性的原則。另外，第一與第二材料片102和104還可以是邊緣相連的兩片材料片或是對折的單片材料片。
然後，請參照圖1的第(II)部分，軋延第一與第二材料片102、104及其間的金屬箔(未顯示)。經輥輪106軋延後，因為金屬箔100的延展性比上下層的材料片102和104的延展性差，所以金屬箔100會受拉伸應變影響而自然產生狹長形裂縫。此外，根據所需的微孔隙數量，軋延的厚度減縮比與軋延次數可做調整，例如一次或者重複數次均可。
之後，請參照圖1的第(III)部分，移除第(III)部分的第一與第二材料片102和104後，就能得到具多個微孔隙108之金屬箔100。
在另一實施例中，於第(I)部分的步驟前，還可以選擇先軋延相疊的第一與第二材料片102和104，如圖2所示。
以下列舉數個實驗例來驗證本發明的效果，但並不以此為限。
實驗例一
取厚度為0.02mm及0.03mm的304不銹鋼箔置於不同厚度純銅片之間，再利用直徑105mm的輥輪進行軋延，詳細的軋延數據請見下表一。經軋延過後不銹鋼箔產生微孔隙，如圖3及圖4的SEM圖所示。從圖3(表一No.1)及圖4(表一No.5)SEM照片可以觀察到不銹鋼箔已具有數個微孔隙。由於金屬箔(如實驗例一的 304不銹鋼箔)本身晶粒(lattice)的排列與方向性，會使金屬箔在軋延製程期間因為拉應力導致不同方向性的層狀(晶粒)結構間產生微孔隙。
經軋延過後不銹鋼箔產生微孔隙，如圖3及圖4的SEM圖所示。經檢視圖3(表一No.1)及圖4(表一No.5)SEM照片可獲得其單位面積微孔隙數量分別約為351萬/m2及465萬/m2。而且，從放大圖3後得到的圖5可觀察到微孔隙的側壁S明顯為不規則粗糙面，且微孔隙的兩端為銳角。
經檢視圖3(表一No.1)及圖4(表一No.5)SEM照片，可得到微孔隙的長度L與最大開口處寬度W的大小，並分別製作成圖6A與圖7A。
在實驗例一中，微孔隙的長度L的範圍例如在0.039mm~1.5mm之間；微孔隙的最大開口處寬度W的範圍例如在0.004mm~0.06mm之間。至於表一的No.1及No.5中的微孔隙長 度L與最大開口處寬度W之比值也分別製作成圖6B和圖7B，並可從這些圖得到L/W的範圍約為1~50之間，如2~45。
由於本發明所製作的金屬箔不但具有穿透微孔隙且其側壁具有延性變形斷裂所產生的不規則粗糙面，因此具有優異的吸音效果。
圖8即為本發明的另一實施例的一種包括有金屬箔的吸音結構示意圖。
在圖8中，吸音結構800包括根據上述實施例所製作的金屬箔802以及與金屬箔802保持有一距離D的結構體804，藉由所述距離D與金屬箔802之間形成一空氣層806。結構體804譬如是具有一開口的箱體，而金屬箔802即設置於開口處而與箱體的底面保持所述距離D，但並不侷限於此，凡是能與金屬箔802保持距離D的結構體804都可適用於本實施例。關於吸音結構800的效果，將以實驗例二來進行驗證。
實驗例二
將實驗例一(No.1)所製得的不銹鋼微孔隙箔作為圖8的802，以及一般0.02mm厚的無孔304不銹鋼箔和0.6mm厚鋁板所製的穿孔板(孔徑2mm/穿孔率8.7%，NRC 0.065)作為圖8的804，整合成如圖8的吸音結構，且空氣層約5cm(即距離D=5cm)。然後依照ASTM E1050進行測試，得到正向入射吸音率與聲音頻率的關係圖，請見圖9及圖10。
由圖9可知，實驗例一的具微孔隙之不銹鋼箔在 125Hz~4,000Hz都具有吸聲效果，NRC實測達0.505，最高吸聲係數0.96@1250Hz~1600Hz。相較下，無孔的304不銹鋼箔的NRC只有0.058(圖9)。
由圖10可知，實驗例一的具微孔隙之不銹鋼箔與0.6mm厚鋁板所製的穿孔板(孔徑2mm/穿孔率8.7%，NRC 0.065)相比較，其吸音效果亦具有明顯的進步性(圖10)。
綜上所述，本發明以多層軋延控制變形方式，在金屬箔上製造形成大面積分佈之微孔隙，且依此製程得到的金屬箔有吸聲與過濾等功能。
100‧‧‧金屬箔
102、104‧‧‧材料片
106‧‧‧輥輪
108‧‧‧微孔隙

Claims (16)

  1. 一種具微孔隙之金屬箔的製造方法，包括：將一金屬箔置於第一與第二材料片之間，其中所述第一與第二材料片的延展性均高於所述金屬箔的延展性；軋延所述第一與第二材料片及其間的所述金屬箔；以及移除所述第一與第二材料片，以得到具多數個微孔隙之所述金屬箔，其中每個所述微孔隙的側壁為不規則粗糙面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具微孔隙之金屬箔的製造方法，其中所述金屬箔的材料包括純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的具微孔隙之金屬箔的製造方法，其中所述第一與第二材料片的材料包括純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的具微孔隙之金屬箔的製造方法，其中在將所述金屬箔置於所述第一與第二材料片之間的步驟之前，更包括軋延相疊的所述第一與第二材料片。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的具微孔隙之金屬箔的製造方法，其中所述第一與第二材料片包括邊緣相連的兩片材料片或對折的單片材料片。
  6. 一種具微孔隙之金屬箔，其特徵在於：所述金屬箔具有穿透式的多數個微孔隙；每個所述微孔隙的側壁為不規則粗糙面；以及 每個所述微孔隙的兩端為銳角。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的具微孔隙之金屬箔，其中每個所述微孔隙的長度與最大開口處寬度之比值為1~50之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的具微孔隙之金屬箔，其中每個所述微孔隙的總長度在0.039mm~1.5mm之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的具微孔隙之金屬箔，其中每個所述微孔隙的最大開口處寬度在0.004mm~0.06mm之間。
  10. 如申請專利範圍第6項所述的具微孔隙之金屬箔，其中所述金屬箔的材料包括純銅、純鋁、純鈦、碳鋼、合金鋼、不銹鋼、銅合金、鋁合金、鎳基合金、或鈦合金。
  11. 一種使用申請專利範圍第1~5項中任一項所述的方法製作之金屬箔，其特徵在於所述金屬箔具有穿透式的多數個微孔隙，其中每個所述微孔隙的側壁為不規則粗糙面；以及每個所述微孔隙的兩端為銳角。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之金屬箔，其中每個所述微孔隙的長度與最大開口處寬度之比值為1~50之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之金屬箔，其中每個所述微孔隙的總長度在0.039mm~1.5mm之間。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之金屬箔，其中每個所述微孔隙的最大開口處寬度在0.004mm~0.06mm之間。
  15. 一種包括有金屬箔的吸音結構，包括如申請專利範圍第 11項所述之金屬箔以及與所述金屬箔保持有一距離的結構體，藉由所述距離與所述金屬箔之間形成一空氣層。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之包括有金屬箔的吸音結構，其中所述結構體包括具有一開口的箱體，所述金屬箔設置於所述開口處而與所述箱體的底面保持所述距離。
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