CN112927668A - 隔音构件 - Google Patents

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CN112927668A
CN112927668A CN201911388141.4A CN201911388141A CN112927668A CN 112927668 A CN112927668 A CN 112927668A CN 201911388141 A CN201911388141 A CN 201911388141A CN 112927668 A CN112927668 A CN 112927668A
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micro
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赖宇伦
徐芷涵
傅崇玮
黄任廷
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Industrial Technology Research Institute ITRI
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10KSOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general
    • G10K11/16Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general

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Abstract

本公开提供了一种隔音构件。该隔音构件包含一结构单元(structural element)、以及一第一复合膜配置于该结构单元的下表面。该结构单元具有至少一通孔(through hole),且该通孔贯穿该结构单元。该第一复合膜包含一聚合物材料以及一无机纳米材料,其中该无机纳米材料为一维(one‑dimensional)无机纳米材料、或二维(two‑dimensional)无机纳米材料。

Description

隔音构件
技术领域
本公开关于一种隔音构件。
背景技术
对于集合住宅、办公楼或酒店等建筑物,要求阻隔来自汽车、铁道、航空器、船舶等的室外噪音或建筑物内部所产生的设备噪音或人声而适合于室内用途的静谧性。此外,对于汽车、铁道、航空器、船舶等交通工具,为了阻隔风噪或引擎噪音以向乘坐者提供安静且舒适的空间,必须降低室内噪音。
在传统隔音材料的使用上,隔音材料质量越重,其声音遮蔽的效果越佳,因此为了获得良好的隔音效果,势必需要增加隔音材料本身体积及质量。然而,无论是建筑物或是交通工具,对于其所使用的部件及材料皆强烈要求轻量化,以提升建筑物或交通工具设计上的自由度、以及增加交通工具的功耗效率。如此一来,将因建筑物或交通工具的质量限制,局限了传统隔音材料的隔音效果。此外,传统隔音材料(例如)对高频声波的声音遮蔽效果较高,对低频声波的声音遮蔽效果则较差。
因此,业界需要一种新颖的隔音材料,以解决现有技术所遭遇到的问题。
公开内容
根据本公开实施例,本公开提供一种隔音构件,包含:一结构单元,其中该结构单元具有至少一通孔,且该通孔沿一第一方向延伸并贯穿该结构单元,其中该第一方向与该结构单元的下表面垂直;以及一第一复合膜配置于该结构单元的下表面,其中该复合膜包含至少一第一微空穴,其中该第一微空穴系位于该第一复合膜内并沿一第二方向延伸,且该第二方向与该结构单元的下表面平行,并与该第一方向垂直,其中该第一微空穴在第一方向具有一最大长度L1、以及该第一微空穴在第二方向具有一最大长度L2,其中L1/L2为0.01至0.5。
根据本公开实施例,本公开所述隔音构件,包含一结构单元,其中该结构单元具有至少一通孔,且该通孔贯穿该结构单元;以及一第一复合膜配置于该结构单元的下表面,其中该第一复合膜包含一聚合物材料以及一无机纳米材料,其中该无机纳米材料与聚合物材料的重量比为1∶10至2∶1。
附图说明
图1为本公开一实施例所述隔音构件的示意图。
图2为图1所述隔音构件沿切线2-2’的剖面结构示意图。
图3为图1所述隔音构件的俯视示意图。
图4A至图4E为本公开某些实施例所述隔音构件的俯视示意图。
图5图为图1所述隔音构件其区域5的局部放大示意图。
图6为图1所述隔音构件其区域6的局部放大示意图。
图7为根据本公开某些实施例所述隔音构件的示意图。
图8为根据本公开某些实施例所述隔音构件的示意图。
图9为图8所述隔音构件沿切线9-9’的剖面结构示意图。
图10为根据本公开某些实施例所述隔音构件的示意图。
图11显示制备例1所述复合膜(1)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图12显示制备例2所述复合膜(2)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图13显示制备例3所述复合膜(3)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图14显示制备例4所述复合膜(4)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图15显示制备例5所述复合膜(5)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图16显示制备例6所述复合膜(6)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
图17为实施例9所述隔音构件(11)所使用的结构单元的示意图。
附图标记说明
2-2’ 切线
5、6 区域
9-9’ 切线
10 结构单元
11 下表面
13 上表面
15 通孔
17 圆孔
20 第一复合膜
21 第一微空穴
22 聚合物材料
23 第二微空穴
24 无机纳米材料
26 第一层
28 第二层
30 第二复合膜
36 第三层
38 第四层
100 隔音构件
D1 第一方向
D2 第二方向
L 长度
L1 第一微空穴在第一方向的最大长度
L2 第一微空穴在第二方向的最大长度
L3 第二微空穴在第一方向的最大长度
L4 第二微空穴在第二方向的最大长度
T1 结构单元的厚度
T2 第一复合膜的厚度
T3 第二复合膜的厚度
W 宽度
具体实施方式
以下针对本公开的隔音构件作详细说明。应了解的是,以下的叙述提供许多不同的实施例或例子,用以实施本公开的不同样态。以下所述特定的组件及排列方式仅为简单描述本公开。当然,这些仅用以举例而非本公开的限定。此外,在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本公开,不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关连性。
必需了解的是,为特别描述或图标的组件可以本领域技术人员所熟知的各种形式存在。此外,当某层在其它层或基板“上”时,有可能是指“直接”在其它层或基板上,或指某层在其它层或基板上,或指其它层或基板之间夹设其它层。
在图式中,实施例的形状或是厚度可扩大,并以简化或是方便标示。再者,图式中各组件的部分将以分别描述说明之,值得注意的是,图中未绘示或描述的组件,为本领域技术人员所知的形式,此外,特定的实施例仅为揭示本公开使用的特定方式,其并非用以限定本公开。
再者,说明书与权利要求书中所使用的序数例如”第一”、”第二”、”第三”等的用词,以修饰请求项的组件,其本身并不意含及代表该请求组件有任何之前的序数,也不代表某一请求组件与另一请求组件的顺序、或是制造方法上的顺序,该些序数的使用仅用来使具有某命名的一请求组件得以和另一具有相同命名的请求组件能作出清楚区分。
根据本公开实施例,本公开提供一种隔音构件,其中该隔音构件包含一结构单元,以及一第一复合膜配置于该结构单元的下表面。该第一复合膜可包含一聚合物材料以及一无机纳米材料。由于第一复合膜内的无机纳米材料系一维纳米结构材料(例如纳米棒、纳米线、纳米带、纳米管、纳米纤维、纳米尖端、或纳米柱)、或为二维纳米结构材料(例如纳米片、纳米板、或纳米圆盘),可在复合膜内构成微空穴,使得该第一复合膜具有各向异性(ansotropic)。由于复合膜内的微空穴亦具有延长声波路径的功效,且复合膜将结构单元的通孔密封(形成共振腔),使得本公开所述隔音构件的对于低频或高频声波的隔音量(sound transmission loss,STL)增加,从而增强隔音效果。此外,通过添加本公开所述的无机纳米材料,可使得该第一复合膜的性质(例如杨氏模数)相较于未添加前出现大幅度增强,且可降低及第一复合膜的卜瓦松比(Poisson’s ratio)。
根据本公开实施例,本公开所述隔音构件为一超材料(metamaterial),同时具备坚固、轻质及良好隔音的特性。根据本公开实施例,本公开所述隔音构件可应用于交通工具(例如汽车、铁道、航空器、船舶)或其相关设备中,以提供乘坐者舒适的空间。根据本公开实施例,本公开所述隔音构件也可应用于建筑物,增加室内隔音效果或降低外部环境噪音。
根据本公开实施例,本公开提供一种隔音构件。请参照图1,该隔音构件100包含一结构单元10,其中该结构单元具有至少一通孔15(例如多个两个以上通孔),且该通孔15沿一第一方向D1延伸并贯穿该结构单元10(由结构单元10的下表面11贯穿至结构单元10的上表面13)。该第一方向D1与该结构单元10的下表面11或上表面13垂直。该隔音构件100包含一第一复合膜20配置于该结构单元10的下表面11。
图2为图1所述隔音构件100沿切线2-2’的剖面结构示意图。请参照图2,该结构单元10具有一厚度T1介于约1.5mm至20mm(例如介于2mm至20mm、介于3mm至15mm、介于3mm至12mm、或介于2mm至10mm)。举例来说,该结构单元10的厚度可为约1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、或20mm。若该结构单元10的厚度T1过薄,则所形成的共振腔深度不够,将导致隔音构件的隔音效果下降。若该结构单元10的厚度T1过厚,将增加隔音构件的整体重量。仍请参照图2,该第一复合膜20具有一厚度T2可为约10μm至1mm(例如介于10μm至500μm、或介于10μm至300μm)。举例来说,该第一复合膜20的厚度T2可为约10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、500μm、或1mm。若该第一复合膜20的厚度T2过薄,则有容易破损的风险。若第一复合膜20的厚度T2过厚,则导致制造成本提高以及隔音构件重量增加。
根据本公开实施例,该第一复合膜20与该结构单元10的下表面11直接接触。换言之,该第一复合膜20与该结构单元10之间没有任何膜层或介质。根据本公开实施例,第一复合膜20与结构单元10通过一黏结剂(adhesive)(未图示)结合。根据本公开实施例,黏结剂可根据结构单元及第一复合膜的材质加以选择,只要是可将第一复合膜与结构单元结合的材质即可,没有特别限制。举例来说,黏结剂可为聚乙酸乙烯基酯系黏结剂、天然高分子系黏结剂、乙烯基系黏结剂、聚酯系黏结剂、聚酰胺树脂系黏结剂、或环氧树脂系黏结剂。
图3为图1所述隔音构件100的俯视示意图。请参照图3,根据本公开实施例,该第一复合膜20可将该通孔15位于结构单元下表面11的一端密封。根据本公开实施例,该结构单元10的水平截面(horizontal cross section)并无特别限定,可依据实际需求选取,例如为多边形(polygon shaped)、圆形(circle shaped)、半圆形(semi-circle shaped)、椭圆形(oval shaped)、半椭圆形(semi-oval shaped)、不规则形(irregularly shaped)、或上述的组合。在本公开中,不规则形指不遵循对称原则的多边形结构、或是至少一个边为曲线的多边形结构。该水平截面系与一第二方向D2平行,且该水平截面与该第一方向D1垂直。此外,该第二方向D2也与该第一方向D1垂直。根据本公开实施例,该结构单元10的水平截面(horizontal cross section)可为三角形、四边形(如图3及图4A所示)、五边形、六边形、七边形、八边形、十二边形、多边形(如图4B所示)、圆形(如图4C所示)、半圆形、椭圆形、半椭圆、或上述的组合(如图4D所示)。
根据本公开实施例,该通孔15的水平截面(horizontal cross section)并无特别限定,可依据实际需求选取,例如为多角星形(multi-pointed star shaped)、多边形(polygon shaped)、圆形(circle shaped)、半圆形(semi-circle shaped)、椭圆形(ovalshaped)、半椭圆形(semi-oval shaped)、不规则形(irregularly shaped)、或上述的组合。根据本公开实施例,该通孔15的水平截面(horizontal cross section)可为三角星形、四角星形、五角星形、六角星形(如图4B所示)、三角形、四边形(如图4C及图4D所示)、五边形、六边形、七边形、八边形、十二边形、多边形(如第图4A所示)、圆形(如图3所示)、半圆形、椭圆形、半椭圆、或上述的组合。
根据本公开实施例,该两个以上的通孔以随机方式、蜂巢状方式(如图4B所示)、数组方式(如图3、图4A、图4C及图4D所示)、或周期性方式(如图4E所示)排列。
仍请参照图3,根据本公开实施例,该结构单元10可具有两个以上的通孔15,其中该结构单元的单位面积通孔数可为约0.05孔/cm2至10.0孔/cm2,例如0.1孔/cm2至9.0孔/cm2、0.2孔/cm2至9.0孔/cm2、0.5孔/cm2至8.0孔/cm2、或1.0孔/cm2至7.0孔/cm2。举例来说,该结构单元的单位面积通孔数可为约0.1孔/cm2、0.3孔/cm2、0.6孔/cm2、0.8孔/cm2、1.5孔/cm2、2.0孔/cm2、3.0孔/cm2、4.0孔/cm2、5.0孔/cm2、或6.0孔/cm2。根据本公开实施例,若该结构单元的单位面积通孔数过低,将导致隔音构件的隔音效果下降。
根据本公开实施例,该两个以上的通孔的水平截面可为相同或不同(如图4E所示)。根据本公开实施例,该两个以上的通孔的水平截面的面积可为相同或不同(如图4E所示)。
根据本公开实施例,该结构单元10的材质可包含金属(metal)、聚合物(polymer)、玻璃(glass)、陶瓷(ceramics)、纤维(fiber)、或上述的组合。根据本公开实施例,该结构单元的材质可包含锂、钠、钾、铍、镁、钙、锶、钡、钛、铬、钼、钨、锰、铁、钴、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉、铝、镓、铟、锡、锑、铅、锗、或上述的合金。根据本公开实施例,该结构单元10的材质可为不锈钢(stainless steel)。根据本公开实施例,该结构单元的材质可包含聚酰亚胺(polyimide)、尼龙(nylon)、聚芳酰胺(polyaramide)、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)、聚硫醚(polyether sulfone,PES)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine,PEI)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯(polypropylene)、聚苯胺(polyaniline)、聚乙烯氧化物(polyethylene oxide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚丁烯对苯二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)、聚乙烯丁烯(polyvinyl butylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、或其共聚物。上述该聚合物材料的数目平均分子量并无特别限制,可为5,000至1,000,000,例如约5,000、10,000、20,000、50,000、100,000、500,000、800,000、或1,000,000。根据本公开实施例,该结构单元10的材质可为适合3D打印的材料(materialssuitable for 3D printing)。根据本公开实施例,该结构单元的材质可包含碳化硅(silicon carbide)、氮化硼(boron nitride)、氮化硅(silicon nitride)、莫来石(mullite)、堇青石(cordierite)、氧化锆(zirconia)、二氧化钛(titania)、硅石(silica)、氧化钨(magnesia)、氧化钼(molybdenum oxide)、氧化镁(magnesium oxide)、氧化铁(ferric oxide)、氧化铝(alumina)、尖晶石(spinel)、蓝晶石(kyanite)、硅线石(sillimanite)、红柱石(andalusite)、硅酸盐(silicate)、钛酸盐(titanate)、粘土(clay)、滑石(talc)、沸石(zeolite)、锆石(zircon)、二氧化硅(silicon dioxide)、铝酸盐(aluminate)、长石(feldspar)、硫化钨(tungsten sulfide)、硫化钼(molybdenumsulfide)、或上述的组合。根据本公开实施例,该结构单元的材质可包含纤维素纤维(cellulose fiber)、蛋白质纤维(protein fiber)、或上述的组合。
图5为图1所述隔音构件100其区域5的局部放大示意图。根据本公开实施例,请参照图5,该第一复合膜20可为由聚合物材料22及无机纳米材料24的混合物所构成的膜层。根据本公开实施例,由于本公开所使用的无机纳米材料为一维无机纳米材料、二维无机纳米材料、或上述的组合,因此无机纳米材料24可在第一复合膜内构成至少一第一微空穴21。其中该第一微空穴21位于该第一复合膜20内并沿一第二方向D2延伸。其中,该第二方向D2与该结构单元10的下表面11平行,且该第二方向D2与该第一方向D1垂直,其中该第一微空穴21在第一方向D1具有一最大长度L1、以及该第一微空穴21在第二方向D2具有一最大长度L2。值得注意的是,该第一微空穴21的最大长度L1与最大长度L2的比值(L1/L2)需小于或等于0.5。举例来说,该第一微空穴21的最大长度L1与最大长度L2的比值(L1/L2)介于0.01至0.5之间,例如0.01、0.02、0.05、0.08、0.1、0.2、0.3、0.4、或0.5。换言之,在第一复合膜20内的微空穴,若其在第一方向D1的最大长度与在第二方向D2的最大长度的比值小于或等于0.5(例如介于0.01至0.5之间)时,则该微空穴被定义为第一微空穴21。根据本公开实施例,本公开所使用的无机纳米材料可包含一维无机纳米材料、二维无机纳米材料、或上述的组合。
根据本公开实施例,为使第一复合膜20具有延长声波路径的功效从而增强隔音构件100的隔音效果,该第一复合膜20内所有的第一微空穴21的体积总合V1与该第一复合膜的体积V的比值(V1/V)大于或等于0.03。此外,为使该第一复合膜10仍具有足够的机械强度,该第一复合膜20内所有的第一微空穴21的体积总合V1与该第一复合膜的体积V的比值(V1/V)小于或等于0.6。根据本公开实施例,V1/V可为0.03至0.6。根据本公开某些实施例,V1/V可为0.06至0.55。根据本公开实施例,V1/V可为0.03、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、或0.55。该第一复合膜20的V1/V比值可以下述步骤得出:首先,使用进行扫描式电子显微镜(SEM)对第一复合膜进行影像分析,判断出影像中的第一微空穴21;接着,统计出第一微空穴21所占的体积V1以及第一复合膜的体积V,并进行运算得到V1/V;以及,重复上述步骤以得到第一复合膜其他部份的V1/V,并对所得数据进行平均。
根据本公开某些实施例,该第一复合膜10有可能还包含至少一第二微空穴23,请参照图6。该第二微空穴23在第一方向D1具有一最大长度L3、以及该第二微空穴23在第二方向D2具有一最大长度L4。值得注意的是,该第一微空穴21的最大长度L3与最大长度L4的比值(L3/L4)大于0.5。举例来说,该第一微空穴21的最大长度L3与最大长度L4的比值(L3/L4)介0.5至100。换言之,在第一复合膜20内的微空穴,若其在第一方向D1的最大长度与在第二方向D2的最大长度的比值大于0.5时,则该微空穴被定义为第二微空穴23。为使第一复合膜20具有延长声波路径的功效从而增强隔音构件100的隔音效果,该第一复合膜20内所有的第二微空穴23的体积总合V2与该第一复合膜的体积V的比值(V2/V)需小于0.05。根据本公开实施例,V2/V可为0至0.05、0至0.03、0至0.01。根据本公开实施例,在第一复合膜中,V1/V可大于V2/V。根据本公开实施例,该第一复合膜10内第一微空穴21及第二微空穴23的数量及体积可通过无机纳米材料24的尺寸及添加量加以控制。举例来说,当所使用的无机纳米材料24为一维无机纳米材料时,若该一维无机纳米材料越长(或添加量在某特定范围内),则越易形成第一微空穴21(即越不易形成第二微空穴23)。举例来说,当所使用的无机纳米材料24为二维无机纳米材料时,若该二维无机纳米材料越平面化(或添加量在某特定范围内),则越易形成第一微空穴21(即越不易形成第二微空穴23)。根据本公开实施例,该第一复合膜20的V2/V比值可以下述步骤得出:首先,使用进行扫描式电子显微镜(SEM)对第一复合膜进行影像分析,判断出影像中的第二微空穴23;接着,统计出第二微空穴23所占的体积V2以及第一复合膜的体积V,并进行运算得到V2/V;以及,重复上述步骤以得到第一复合膜其他部份的V2/V,并对所得数据进行平均。
根据本公开实施例,该第一复合膜20可具有一孔隙度(porosity),其中该孔隙度为1%至60%,例如1%、3%、5%、6%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、或60%。根据本公开某些实施例,该孔隙度为5%至55%、10%至50%、或10%至40%。在本公开中,孔隙度系指第一复合膜20被所有种类的微空穴(即包含第一微空穴21及第二微空穴23)占据的体积的百分比。若该第一复合膜20的孔隙度过低,则该第一复合膜20较不具有延长声波路径的功效,无法增强隔音构件100的隔音效果。若该第一复合膜20的孔隙度过高,则该第一复合膜10的机械强度不足。
本公开所述无机纳米材料24指无机材料的三维(长、宽、高)中至少有一维小于100nm(例如为1nm至100nm)。本公开所述“一维无机纳米材料”系指无机材料具有第一维度、第二维度、及第三维度,其中第一维度与第二维度的尺寸比在5∶1至1000∶1的范围内、第一维度与第三维度的尺寸比在5∶1至1000∶1的范围内、且第二维度及第三维度的尺寸比在2∶1至1∶1的范围内。本公开所述“二维无机纳米材料”指无机材料具有第一维度、第二维度、及第三维度,其中第一维度及第二维度的尺寸比在4∶1至1∶1、第一维度与第三维度的尺寸比在5∶1至1000∶1的范围内、且第二维度与第三维度的尺寸比在5∶1至1000∶1的范围内。
根据本公开实施例,通过添加本公开所述无机纳米材料于复合膜内,以增加复合膜内第一微空穴的数量并降低第二微空穴的数量,以增强隔音构件100的隔音效果。
根据本公开实施例,该无机纳米材料24可包含石墨烯(graphene)、氧化石墨烯(graphene oxide)、碳纳米管(carbon nanotube)、禾乐石纳米管(halloysite nanotube、HNT)、纳米黏土(nanoclay)、碳纳米纤维(carbon nanofiber)、金属纳米线(silvernanowire)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该一维无机纳米材料可包含纳米棒(nanorod)、纳米线(nanowire)、纳米带(nanoribbon)、纳米管(nanotube)(例如单壁纳米管(single wallednanotube)、双壁碳纳米管(double-walled nanotube)、多壁碳纳米管(multi-wallednanotube)、或绳状纳米管(roped nanotube))、纳米纤维(nanofiber)、纳米尖端(nanotip)、纳米柱(nanopillar)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该一维无机纳米材料的材质可包含金属材料、陶瓷材料、碳基材料(carbon-based material)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该一维无机纳米材料可包含碳纳米管(carbon nanotube)、禾乐石纳米管(halloysite nanotube)、碳纳米纤维(carbon nanofiber)、银纳米线(silvernanowire)、金纳米线(gold nanowire)、镍纳米线(nickel nanowire)、铜纳米线(coppernanowire)、氧化锌纳米线(zinc oxide nanowire)、氧化钛纳米线(titanium oxidenanowire)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该二维无机纳米材料可包含纳米片(nanosheet)、纳米板(nanoplate)、纳米圆盘(nanodisk)、或上述的组合。
根据本公开实施例,二维无机纳米材料的材质可包含金属材料、陶瓷材料、碳基材料(carbon-based material)、过渡金属二硫族化合物(transition metaldichalcogenide)、黏土(clay)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该二维无机纳米材料可包含石墨烯片材(graphene flake)、氧化石墨烯片材(graphene oxide flake)、类石墨烯片材(graphene-like flake)、卷曲石墨烯(scrolled graphene)、卷曲氧化石墨烯(scrolled graphene oxdie)、纳米黏土片材(nanoclay flake)、或上述的组合。
根据本公开实施例,该聚合物材料22可包含聚酰亚胺(polyimide)、尼龙(nylon)、聚芳酰胺(polyaramide)、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)、聚硫醚(polyether sulfone,PES)、聚醚酰亚胺(polyetherimide,PEI)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine,PEI)、聚苯胺(polyaniline)、聚乙烯氧化物(polyethylene oxide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚丁烯对苯二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)、聚乙烯丁烯(polyvinyl butylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、或其共聚物。
根据本公开实施例,该聚合物材料22的数目平均分子量并无特别限制,可为5,000至1,000,000、例如约5,000、10,000、20,000、50,000、100,000、500,000、800,000、或1,000,000。
根据本公开实施例,在第一复合膜20中,无机纳米材料24与聚合物材料22的重量比可为1∶10至2∶1,例如1∶10、1∶8、1∶5、1∶3、1∶2、1∶1或2∶1。根据本公开实施例,若无机纳米材料与聚合物材料的重量比过低,将导致隔音构件的隔音效果下降。
根据本公开实施例,当该第一复合膜20为由聚合物材料22及无机纳米材料24的混合物所构成的膜层时,该无机纳米材料24与聚合物材料22的重量比可为1∶10至1∶1(例如1∶10、1∶8、1∶5、1∶3、1∶2或1∶1)。若无机纳米材料与聚合物材料的重量比过低,将导致隔音构件的隔音效果下降。若无机纳米材料与聚合物材料的重量比过高,将导致第一复合膜20脆化。根据本公开实施例,无机纳米材料24与聚合物材料22的重量比可为1∶5至1∶2,例如1∶5、1∶4、1∶3、或1∶2。
图7为根据本公开某些实施例所述隔音构件100的示意图。请参照图7,该隔音构件100的第一复合膜20可为一积层(lamination),其中该积层(lamination)包含一第一层26及一第二层28。根据本公开实施例,该第一层26包含该无机纳米材料,而该第二层28包含该聚合物材料。
根据本公开实施例,该第一层26可位于该第二层28与该结构单元10之间,即该第一复合膜20以该第一层26配置于该结构单元10的下表面11,请参照图7。此外,根据本公开其他实施例,该第二层28也可位于该第一层26与该结构单元10之间,即该第一复合膜20以该第二层28配置于该结构单元10的下表面11。根据本公开实施例,该第一层26与该第二层28的厚度比可为约1∶10至10∶1,例如约1∶8至8∶1、1∶5至5∶1、或1∶3至3∶1。根据本公开实施例,该第一层26可大体上由该无机纳米材料所构成,而该第二层28可由该聚合物材料所构成。根据本公开实施例,该第一层26可包含一无机纳米材料及一聚合物添加剂。根据本公开实施例,该聚合物添加剂的重量百分比为0.1wt%至10wt%,以该第一层26的重量为基准。根据本公开实施例,聚合物添加剂可包含聚酰亚胺(polyimide)、尼龙(nylon)、聚芳酰胺(polyaramide)、聚苯并咪唑(polybenzimidazole)、聚硫醚(polyether sulfone,PES)、聚醚酰亚胺(polyetherimide,PEI)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile)、聚乙烯对苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯(polypropylene)、聚乙烯亚胺(polyethylenimine,PEI)、聚苯胺(polyaniline)、聚乙烯氧化物(polyethylene oxide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚丁烯对苯二酯(polybutyleneterephthalate,PBT)、苯乙烯丁二烯橡胶(styrene butadiene rubber,SBR)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride,PVDF)、聚乙烯丁烯(polyvinyl butylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、或其共聚物。
根据本公开实施例,该由聚合物材料所构成的第二层28可具有微空穴、或具有发泡结构。根据本公开某些实施例,该隔音构件100的第一复合膜20可由该第一层26及该第二层28所构成。
图8为根据本公开某些实施例所述隔音构件100的透视示意图。请参照图8,该隔音构件100除了第一复合膜20外,进一步包含一第二复合膜30,配置于该结构单元10的上表面13。该第二复合膜30包含一聚合物材料以及一无机纳米材料,其中聚合物材料及无机纳米材料的定义与上述相同。此外,根据本公开实施例,该第二复合膜30的定义与该第一复合膜20相同。
根据本公开实施例,第二复合膜30的材质可与第一复合膜20相同。根据本公开实施例,第二复合膜30的尺寸可与第一复合膜20相同。根据本公开实施例,第二复合膜30与第一复合膜20相同,即以相同材料经相同步骤所制备而得。此外,根据本公开其他实施例,第二复合膜30的材质或尺寸也可与第一复合膜20不同。
根据本公开实施例,该第二复合膜30系与该结构单元10的上表面13直接接触。换言之,该第二复合膜30与该结构单元10之间没有任何膜层或介质。根据本公开实施例,第二复合膜30与结构单元10可通过一黏结剂(adhesive)(未图示)结合。根据本公开实施例,黏结剂可根据结构单元及第二复合膜的材质加以选择,只要是可将第二复合膜与结构单元结合的材质即可,没有特别限制。与例来说,黏结剂可包含聚乙酸乙烯基酯系黏结剂、天然高分子系黏结剂、乙烯基系黏结剂、聚酯系黏结剂、聚酰胺树脂系黏结剂、或环氧树脂系黏结剂。
图9为图8所述隔音构件100沿切线9-9’的剖面结构示意图。请参照图9,该第二复合膜30具有一厚度T3可为约10μm至1mm(例如介于10μm至500μm、或介于10μm至300μm)。举例来说,该第二复合膜30的厚度T3可为约10μm、20μm、50μm、100μm、200μm、300μm、500μm、或1mm。根据本公开实施例,第二复合膜30的厚度T3可与第一复合膜20的厚度T2相同。此外,根据本公开其他实施例,第二复合膜30的厚度T3也可与第一复合膜20的厚度T2不同。
根据本公开实施例,请参照图8,该第二复合膜30可将该通孔15位于结构单元10上表面13的一端密封。
根据本公开实施例,该第二复合膜30可为由聚合物材料及无机纳米材料的混合物所构成的膜层。根据本公开实施例,由于本公开所使用的无机纳米材料为一维无机纳米材料、二维无机纳米材料、或上述的组合,因此无机纳米材料可在第二复合膜内构成微空穴。
根据本公开实施例,该第二复合膜30可具有第一微空穴21(定义同上),该第二复合膜30内所有的第一微空穴21的体积总合V1与该第二复合膜的体积V的比值(V1/V)介于0.03至0.6之间。根据本公开实施例,该第二复合膜30可具有第二微空穴23(定义同上),该第二复合膜30内所有的第二微空穴23的体积总合V2与该第二复合膜的体积V的比值(V2/V)小于0.05。根据本公开实施例,该第二复合膜30可具有一孔隙度(porosity),其中该孔隙度为10%至40%,例如10%、15%、20%、25%、30%、35%、或40%。在本公开中,孔隙度指该第二复合膜30被所有种类的微空穴(即包含第一微空穴21及第二微空穴23)占据的体积的百分比。
图10为根据本公开某些实施例所述隔音构件100的示意图。请参照图10,根据本公开实施例,该隔音构件100的第二复合膜30也可为一积层(lamination),其中该积层(lamination)包含一第三层36及一第四层38。根据本公开实施例,该第三层36包含该无机纳米材料,而该第四层38包含该聚合物材料。该第三层36可位于该第四层38与该结构单元10之间,即该第二复合膜30以该第三层36配置于该结构单元10的上表面13,请参照第10图。此外,根据本公开其他实施例,该第四层38可位于该第三层36与该结构单元10之间,即该第二复合膜30以该第四层38配置于该结构单元10的上表面13。根据本公开实施例,该第三层36与该第四层38的厚度比可为约1∶10至10∶1,例如约1∶8至8∶1、1∶5至5∶1、或1∶3至3∶1。根据本公开某些实施例,该隔音构件100的第二复合膜30可由该第三层36及该第四层38所构成。根据本公开实施例,该第一复合膜及第二复合膜可同时为由聚合物材料及无机纳米材料的混合物所构成的膜层。此外,根据本公开实施例,该第一复合膜及第二复合膜可同时为由聚合物材料及无机纳米材料所构成的积层(lamination)。再者,根据本公开实施例,该第一复合膜及第二复合膜之一者可为由聚合物材料及无机纳米材料的混合物所构成的膜层,另一者为由聚合物材料及无机纳米材料所构成的积层(lamination)。
为了让本公开的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂,下文特举数实施例配合所附图示,作详细说明如下:
复合膜的制备
制备例1:
将100重量份聚偏氟乙烯(由Aldrich贩卖、数目平均分子量为约180000)、25重量份石墨烯片材(平均尺寸为0.6μm x1.3μm)、及50重量份的溶剂(包含N,N-二甲基甲酰胺(DMF)以及N-甲基吡咯烷酮(NMP),其中DMF与NMP的比例为1∶1)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(1)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanning electron microscope、SEM)观察所得复合膜(1),并计算出孔隙度为3.2%。图11为显示复合膜(1)其扫描式电子显微镜(SEM)图谱。
制备例2:
制备例2依制备例1所述方式进行,除了将石墨烯片材的用量由25重量份增加至50重量份,得到复合膜(2)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope、SEM)观察所得复合膜(2),结果如图12所示,并计算出孔隙度为26.3%。
制备例3:
制备例3依制备例1所述方式进行,除了将石墨烯片材的用量由25重量份增加至75重量份,得到复合膜(3)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope、SEM)观察所得复合膜(3),结果如图13所示,并计算出孔隙度为52.2%。
制备例4:
制备例4依制备例1所述方式进行,除了将石墨烯片材的用量由25重量份增加至100重量份,得到复合膜(4)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope、SEM)观察所得复合膜(4),结果如图14所示,并计算出为45.1%。
由图11至图14可知,当石墨烯片材的用量由25重量份逐渐增加至75重量份时,所得复合膜的第一微空穴数量与石墨烯片材的用量成正比。此外,当石墨烯片材的用量增加由75重量份增加至100重量份时,可观察到所得复合膜的第一微空穴数量下降。
制备例5:
将100重量份聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)(由第一化工贩卖、数目平均分子量为约80000)、40重量份氧化石墨烯(GO)片材(平均尺寸为0.3μm x 0.6μm)、及110重量份的去离子水(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(5)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanningelectron microscope、SEM)观察所得复合膜(5),结果如图15所示,并计算出孔隙度为38.7%。
制备例6:
制备例6依制备例5所述方式进行,除了将氧化石墨烯片材的用量由40重量份降低至20重量份,得到复合膜(6)(厚度约50μm)。以扫描式电子显微镜(scanning electronmicroscope、SEM)观察所得复合膜(6),结果如图16所示,并计算出孔隙度为6.5%。
制备例7:
将100重量份聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)(由第一化工贩卖、数目平均分子量为约80000)、40重量份氧化石墨烯(GO)片材(平均尺寸为0.3μm x 0.6μm)、5重量份禾乐石纳米管(HNT)(平均长度为约2μm、平均直径为约0.05μm、由Aldrich贩卖)、及110重量份的去离子水(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(7)(厚度约50μm)。
制备例8:
将100重量份氧化石墨烯(GO)片材(平均尺寸为0.3μm x 0.6μm)、0.5重量份聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)(由第一化工贩卖、数目平均分子量为约80000)及10重量份的去离子水(DI water)混合得到一组合物。接着,将一聚合物层(厚度约100μm,材质为尼龙(由钒泰贩卖))置于一模具中。接着,加入上述组合物置于该模具中。在进行一烘烤工艺移除溶剂后,可在聚合物层上形成一氧化石墨烯层(厚度约5μm),而该聚合物层及该氧化石墨烯层构成复合膜(8)(厚度约100μm)。
制备例9:
将100重量份聚乙烯醇(由第一化工贩卖数目平均分子量为约80000)、30重量份纳米黏土片材(购自于Sigma-Aldrich公司,型号为682659)、及110重量份的去离子水(DIwater)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(9)(厚度约50μm)。
制备例10:
将100重量份聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)(由Aldrich贩卖、数目平均分子量为约25000)、20重量份氧化石墨烯片材(平均尺寸为0.3μm x 0.6μm)、及100毫升的去离子水(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(10)(厚度约50μm)。
制备例11:
制备例11依制备例10所述方式进行,除了将氧化石墨烯片材的用量由20重量份增加至40重量份,得到复合膜(11)(厚度约50μm)。
制备例12:
将100重量份聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)(由Aldrich贩卖、数目平均分子量为约25000)、30重量份纳米黏土片材(购自于Sigma-Aldrich公司,型号为682659)、及100毫升的溶剂(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(12)(厚度约50μm)。
制备例13:
将100重量份聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)(由Aldrich贩卖、数目平均分子量为约25000)、10重量份禾乐石纳米管(平均长度为约2μm、直径为约0.05μm)、及100毫升的溶剂(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,在进行一烘烤工艺移除溶剂后,得到复合膜(13)(厚度约50μm)。
隔音构件
实施例1:
提供一结构单元(材质为聚乳酸、水平截面为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约3mm),其中该结构单元具有多个通孔(通孔的水平截面为四边形、每个通孔的水平截面的面积相同、且该多个通孔以数组方式排列),且该结构单元的单位面积通孔数为4.32孔/cm2。接着,将制备例5所得的复合膜(5)进行裁切,得到表面积为23.4cm2的圆形复合膜(5)。接着,将裁切后的复合膜(5)配置于该结构单元的下表面,并与该结构单元的下表面直接接触(即将所有通孔位于下表面的一端密封),得到隔音构件(1)。
接着,按照ASTM E2611-09(基于传输矩阵法测量声学材料的垂直入射传输的标准试验方法、standard test method for measurement of normal incidence soundtransmission of acoustical materials based on the transfer matrix method)对隔音构件(1)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表1所示。
实施例2:
提供一结构单元(材质为聚乳酸、水平截面为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约3mm),其中该结构单元具有多个通孔(通孔的水平截面为四边形、每个通孔的水平截面的面积相同、且该多个通孔以数组方式排列),且该结构单元的单位面积通孔数为4.32孔/cm2。接着,将制备例5所得的复合膜(5)进行裁切,得到表面积为23.4cm2的圆形复合膜(5)。接着,取两片裁切后的复合膜(5)分别配置于该结构单元的上表面及下表面,使得每一复合膜(5)分别并与该结构单元的上表面或下表面直接接触(即配置于结构单元上表面的复合膜(5)将结构单元所有通孔位于上表面的一端密封,而配置于结构单元下表面的复合膜(5)将结构单元所有通孔位于下表面的一端密封),得到隔音构件(2)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(2)进行不同频率的声音穿透损失量测,结果如表1所示。
Figure BDA0002340705820000191
表1
由表1可知,本公开所述隔音构件确实对于低频声音及高频声音具有不错的隔音效果。此外,相较仅具有单一复合膜的隔音构件(1),在结构单元两侧同时配置有复合膜的隔音构件(2),其对于低频声音的隔音效果增加约1.72倍,且对于高频声音的隔音效果增加约1.92倍。
实施例3:
实施例3依实施例2所述方式进行,除了将结构单元的厚度由3mm增加至6mm,得到隔音构件(3)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(3)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表2所示。
实施例4:
实施例4依实施例2所述方式进行,除了将结构单元的厚度由3mm降低至2mm,得到隔音构件(4)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(4)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表2所示。
比较实施例1:
比较实施例1依实施例2所述方式进行,除了将结构单元的厚度由3mm降低至1mm,得到隔音构件(5)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(5)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表2所示。
Figure BDA0002340705820000192
Figure BDA0002340705820000201
表2
由表2可知,当结构单元的厚度由3mm增加至6mm(即通孔的长度由3mm增加至6mm)时,所得隔音构件(3)对于低频声音及高频声音的隔音效果皆有增加。当结构单元的厚度由3mm逐渐降低至1mm时,所得隔音构件(5)对于低频声音及高频声音的隔音效果明显变差:隔音构件(2)(结构单元的厚度为3mm)的低频声音隔音效及高频声音的隔音效果约为结构单元(5)(结构单元的厚度为1mm)的两倍。此外,隔音构件(5)(具有两层复合膜,分别配置于结构单元的上表面及下表面)的低频声音隔音效及高频声音的隔音效果,甚至比隔音构件(1)(仅具有单层复合膜配置于结构单元的下表面)还来得差。
实施例5:
实施例5依实施例3所述方式进行,除了将所使用的所有复合膜(5)皆以复合膜(6)取代,得到隔音构件(6)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(6)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表3所示。
比较实施例2:
比较实施例2依实施例3所述方式进行,除了将所使用的所有复合膜(5)以聚乙烯醇膜(形状为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约50μm)取代,得到隔音构件(7)。其中,该聚乙烯醇膜的制备方式包含以下步骤:将100重量份聚乙烯醇(由第一化工贩卖、数目平均分子量为约80000)及110毫升的溶剂(DI water)混合,得到一组合物。接着,将该组合物倒入一模具,并进行一烘烤工艺移除溶剂后所得。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(7)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表3所示。
Figure BDA0002340705820000211
表3
由表3可知,当复合膜中氧化石墨烯片材与聚乙烯醇的含量由40∶100降低至20∶100时,所得隔音构件(6)其对于低频声音的声音穿透损失仍可维持在43dB。此外,当以聚乙烯醇膜取代复合膜配置于结构单元的上表面及下表面时,所得隔音构件(7)对于高频声音的隔音效果降低至一半以下(与实施例3所述隔音构件(3)相比),而对低频声音的声音穿透损失甚至仅为6.5dB。
实施例6:
实施例6依实施例3所述方式进行,除了将结构单元的单位面积通孔数由4.32孔/cm2降低至0.98孔/cm2,得到隔音构件(8)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(8)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表4所示。
Figure BDA0002340705820000212
Figure BDA0002340705820000221
表4
由表4可得知,相同面积的复合膜,增加其单位面积通孔数可提升隔音构件的隔音效果。
实施例7:
提供一结构单元(材质为聚乳酸、形状为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约10mm),其中该结构单元具有多个通孔(通孔的水平截面为四边形、每个通孔的水平截面的面积相同、且该多个通孔以数组方式排列),且该结构单元的单位面积通孔数为4.32孔/cm2。接着,将制备例7所得的复合膜(7)进行裁切,得到表面积为23.4cm2的圆形复合膜(7)。接着,取两片裁切后的复合膜(7)分别配置于该结构单元的上表面及下表面,使得每一复合膜(7)分别并与该结构单元的上表面或下表面直接接触(即配置于结构单元上表面的复合膜(7)将结构单元所有通孔位于上表面的一端密封,而配置于结构单元下表面的复合膜(7)将结构单元所有通孔位于下表面的一端密封),得到隔音构件(9)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(9)进行不同频率的声音穿透损失量测,结果如表5所示。
实施例8:
提供一结构单元(材质为铝、形状为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约10mm),其中该结构单元具有多个通孔(通孔的水平截面为四边形、每个通孔的水平截面的面积相同、且该多个通孔以数组方式排列),且该结构单元的单位面积通孔数为4.32孔/cm2。接着,将制备例8所得的复合膜(8)进行裁切,得到表面积为23.4cm2的圆形复合膜(8)。接着,取两片裁切后的复合膜(8)分别配置于该结构单元的上表面及下表面,使得每一复合膜(8)分别并与该结构单元的上表面或下表面直接接触(即配置于结构单元上表面的复合膜(8)将结构单元所有通孔位于上表面的一端密封,而配置于结构单元下表面的复合膜(8)将结构单元所有通孔位于下表面的一端密封),得到隔音构件(10)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(10)进行不同频率的声音穿透损失量测,结果如表5所示。
Figure BDA0002340705820000231
表5
由表5可知,添加纳米管的复合膜,可使得隔音构件具有不错的隔音效果。此外,使用由聚合物层/氧化石墨烯层所构成的积层作为复合膜,同样可使得隔音构件具有不错的隔音效果。
实施例9:
提供一结构单元(材质为聚乳酸、水平截面为圆形、表面积为23.4cm2、厚度约6mm)。图17为实施例9所述的结构单元的示意图,其中该结构单元10具有一个十字形状的通孔15(长度L为35mm、宽度W为5.2mm)。该十字形状的通孔将结构单元区分为四个区域,每一个区域内设置多个尺寸相同的通孔(13.68mm X 4.56mm),十字形状的通孔壁上,有四个2mm的圆孔17。
接着,将制备例9所得的复合膜(9)进行裁切,得到表面积为23.4cm2的圆形复合膜(9)。接着,取两片裁切后的复合膜(9)分别配置于该结构单元的上表面及下表面,使得每一复合膜(9)分别并与该结构单元的上表面或下表面直接接触(即配置于结构单元上表面的复合膜(9)将结构单元所有通孔位于上表面的一端密封,而配置于结构单元下表面的复合膜(9)将结构单元所有通孔位于下表面的一端密封),得到隔音构件(11)。接着,按照ASTME2611-09对隔音构件(11)进行不同频率的声音穿透损失量测,结果如表6所不。
实施例10:
实施例10依实施例9所述方式进行,除了将所使用的所有复合膜(9)皆以复合膜(11)取代,得到隔音构件(12)。接着,按照ASTM E2611-09对隔音构件(12)进行不同频率的声音穿透损失(sound transmission loss、STL)量测,结果如表6所示。
Figure BDA0002340705820000241
表6
虽然本公开已以数个实施例公开如上,然其并非用以限定本公开,任何本技术领域中具有通常知识者,在不脱离本公开的精神和范围内,当可作任意的更动与润饰,因此本公开的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (19)

1.一种隔音构件,包含:
一结构单元,其中该结构单元具有至少一通孔,且该通孔沿一第一方向延伸并贯穿该结构单元,其中该第一方向系与该结构单元的下表面垂直;以及
一第一复合膜配置于该结构单元的下表面,其中该第一复合膜包含至少一第一微空穴,其中该第一微空穴位于该第一复合膜内并沿一第二方向延伸,且该第二方向与该结构单元的下表面平行,并与该第一方向垂直,其中该第一微空穴在第一方向具有一最大长度L1、以及该第一微空穴在第二方向具有一最大长度L2,其中L1/L2为0.01至0.5。
2.根据权利要求1所述的隔音构件,其中该第一复合膜包含一聚合物材料以及一无机纳米材料。
3.根据权利要求2所述的隔音构件,其中该无机纳米材料与聚合物材料的重量比为1∶10至2∶1。
4.一种隔音构件,包含:
一结构单元,其中该结构单元具有至少一通孔,且该通孔贯穿该结构单元;以及
一第一复合膜配置于该结构单元的下表面,其中该第一复合膜包含一聚合物材料以及一无机纳米材料,其中该无机纳米材料与聚合物材料的重量比为1∶10至2∶1。
5.根据权利要求1或4所述的隔音构件,其中该结构单元具有两个以上的通孔,该结构单元的单位面积通孔数为0.05孔/cm2至10.0孔/cm2
6.根据权利要求1或4所述的隔音构件,其中该结构单元的厚度为1.5mm至20mm。
7.根据权利要求1或4所述的隔音构件,其中该第一复合膜具有一孔隙度介于1%至60%。
8.根据权利要求1或4所述的隔音构件,其中该第一复合膜的厚度系介于10μm至1mm。
9.根据权利要求2或4所述的隔音构件,其中该聚合物材料包含聚酰亚胺、尼龙、聚芳酰胺、聚苯并咪唑、聚硫醚、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚乙烯亚胺、聚乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚丙烯、聚苯胺、聚乙烯氧化物、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丁烯对苯二酯(PBT)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚乙烯丁烯、聚碳酸酯、或上述的组合。
10.根据权利要求2或4所述的隔音构件,其中该无机纳米材料包含一维无机纳米材料、二维无机纳米材料、或上述的组合。
11.根据权利要求2或4所述的隔音构件,其中该第一复合膜为该聚合物材料及该无机纳米材料的混合物所构成的膜层。
12.根据权利要求11所述的隔音构件,其中该无机纳米材料与聚合物材料的重量比为1∶10至1∶1。
13.根据权利要求2或4所述的隔音构件,其中该第一复合膜为一包含一第一层及一第二层的积层,其中该第一层包含该无机纳米材料,而该第二层包含该聚合物材料。
14.根据权利要求13所述的隔音构件,其中该第一层与该第二层的厚度比为1∶10至10∶1。
15.根据权利要求13所述的隔音构件,其中该第一层还包含一聚合物添加剂,该聚合物添加剂的重量百分比为0.1wt%至10wt%,以该第一层的重量为基准。
16.根据权利要求1或4所述的隔音构件,更包含一第二复合膜,配置于该结构单元的上表面,其中该第二复合膜包含一聚合物材料以及一无机纳米材料。
17.根据权利要求4所述的隔音构件,其中该结构单元的该通孔沿一第一方向延伸并贯穿该结构单元,且该第一方向与该结构单元的下表面垂直,该第一复合膜包含至少一第一微空穴,其中该第一微空穴位于该第一复合膜内并沿一第二方向延伸,且该第二方向与该结构单元的下表面平行,并与该第一方向垂直,其中该第一微空穴在第一方向具有一最大长度L1、以及该第一微空穴在第二方向具有一最大长度L2,其中L1/L2为0.01至0.5。
18.根据权利要求1或17所述的隔音构件,其中该第一复合膜所有第一微空穴具有体积V1,而该第一复合膜具有体积V,其中V1/V为0.03至0.6。
19.根据权利要求1或17所述的隔音构件,其中该第一复合膜还包含至少一第二微空穴,其中该第二微空穴在第一方向具有一最大长度L3、以及该第二微空穴在第二方向具有一最大长度L4,其中L3/L4系大于0.5,该第一复合膜所有第二微空穴具有体积V2,而该第一复合膜具有体积V,其中V2/V小于0.05。
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