KR20190135058A - 미세-천공(micro-perforated) 유리 라미네이트 및 이의 제조 방법 - Google Patents

미세-천공(micro-perforated) 유리 라미네이트 및 이의 제조 방법 Download PDF

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KR20190135058A
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micro
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ceramic laminate
perforated
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KR1020197034645A
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에릭 루이스 널
프라스한스 아브라함 바니암파람빌
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코닝 인코포레이티드
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Abstract

본 개시의 몇몇 구체예는 제1 중합체 중간층에 의해 제2 기판에 라미네이트된 제1 기판, 여기서 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며; 및 복수의 미세-천공(micro-perforation)을 포함하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 복수의 미세-천공 각각은 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통해 연장한다. 몇몇 구체예는 이러한 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는 방법에 관한 것이다.

Description

미세-천공(micro-perforated) 유리 라미네이트 및 이의 제조 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 4월 26일 출원된 미국 가출원 번호 제 62/490,253 호의 35 U.S.C. § 119 하의 우선권의 이익을 주장하며, 이의 내용은 본원에 의존되고 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
분야
기술된 구체예는 일반적으로 미세-천공 라미네이트 시스템 및 소음 저감 방법, 및 미세-천공 라미네이트 시스템의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 구체예는 미세-천공 유리 라미네이트 시스템 및 소리 저감 방법에 관한 것이다.
유리 및 유리-세라믹 물질은 일 이상의 우수한 광학 속성, 내스크래치성 및 내부식성, 내구성, 방수성, 심미적 품질, 내화성 등으로 인해 매우 바람직한 건축 제품이다. 예를 들어, 폴리카보네이트와 같은 중합성 물질과 달리, 유리는 시간에 따라 "황변(yellow)"하지 않고, 높은 강도 및 내스크래치성을 가지며, UV 방법을 사용하여 세척될 수 있다. 그러나, 유리의 높은 밀도 및 음향 임피던스는 높은 음향 반사(예를 들어, 에코), 나쁜 음성 명료도, 및 낮은 소음 감소율(NRC)를 초래하며, 이는 특히 건축 적용(application)에서의 이의 광범위한 사용을 제한한다. 일반적인 유리는 소음 감소율을 거의 가지지 않아(NRC 약 0.05), 사용 시 바람직하지 않은 긴 잔향 시간 및 나쁜 음향 환경을 초래한다.
최적의 실내 음향을 설립하는 것은 예를 들어, 사무실 작업 공간, 병원, 교실, 공항, 자동차 적용 등을 포함하는 많은 내부 건축 적용에 대해 수요가 증가해 왔다. 85 데시벨(dB) 초과의 소리 수준에 대한 계속적인 노출만이 청력 손실을 초래하는 것이 아니라, 보다 낮은 수준의 소음 또한 상당한 방해이며 감소된 생산성, 감소된 집중 또는 휴식 능력을 초래할 수 있고 일반적으로 실내를 음향적으로 불쾌하게 만들 수 있다.
소리 흡수에 대한 현재의 접근법은 음향 폼(foam), 섬유질 물질, 및 다른 비-투명, 비-유리 물질의 사용을 포함한다. 유리의 NRC 등급을 포함하는 음향 특성을 향상시키기 위한 기술적 해결책은 소음 제어가 바람직한 다양한 작업 환경에서 사용되는 것이 매우 바람직하다.
본 개시는 유리 또는 유리 세라믹의 원하는 특성(예를 들어, 우수한 광학 속성, 내스크래치성 및 내부식성, 내구성, 방수 특성, 심미적 품질, 내화성, 비-황화, 높은 강도, 및 UV 방법을 사용하여 세척되는 능력 등)을 유지하면서 소음 저감 및 음향 제어에 사용될 수 있는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 시스템을 제공한다.
본 개시의 몇몇 구체예는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로 이는: 제1 중합체 중간층에 의해 제2 기판에 라미네이트된 제1 기판, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되고; 및 복수의 미세-천공을 포함하며, 상기 복수의 미세 천공 각각은 상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통해 연장한다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 기판; 상기 제1 중합체 중간층; 상기 제2 기판; 제2 중합체 중간층; 및 상기 제2 중합체 중간층에 의해 상기 제2 기판에 라미네이트된 제3 기판을 더욱 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제3 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택된다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 0.3 내지 1의 상기 미세-천공 유리 또는 유리 라미네이트의 소음 감소율(NRC)를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 20 um 내지 1000 um 범위인 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 0.1 내지 20인 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수에 대한 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께의 비를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 40 um 내지 5000 um 범위의 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 인접한 미세-천공 사이의 간격을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 0.5% 내지 20% 범위의 상기 유리 또는 유리-세라믹에서 상기 미세-천공의 공극률을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 원통, 원뿔, 모래-시계, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통한 미세-천공의 형상을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 균일하거나 균일하지 않은 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 균일하거나 균일하지 않은 인접한 미세-천공 사이의 간격을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 및 제2 중합체 중간층이 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트, 이오노머(ionomer), 폴리우레탄, 및 폴리카보네이트로 이루어지는 군으로부터 개별적으로 선택되는 경우를 더욱 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 광학적으로 투명하거나, 반투명하거나, 광택이 없거나(frosted), 또는 착색된다. 몇몇 구체예에서, 상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 단일 층 또는 다중 층을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은: 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며; 상기 제1 기판에 복수의 개구(opening)를 형성하는 단계; 상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하도록 정렬(align)된다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 소음 감소율(NRC)은 0.3 내지 1인 경우를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 전에 수행되는 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 이후에 수행되는 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 제1 레이저 빔으로 복수의 손상 트랙(track)을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 산 용액에서 에칭하는 단계를 포함하는 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계; 상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 기판 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계; 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계 후에, 상기 복수의 손상 트랙으로부터 상기 제1 기판 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 산 용액에서 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계; 및 상기 유리 또는 유리-세라믹을 형성하는 단계 후 및 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계 후에, 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계; 제2 레이저 빔으로 상기 중합체 중간층에 상기 복수의 개구를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 상기 산 용액에서 에칭하는 단계; 및 에칭하는 단계 후에, 상기 제1 및 제2 기판의 복수의 개구 및 상기 중합체 중간층의 복수의 개구가 정렬되는 동안 상기 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 용매 에칭, 레이저 드릴링, 온배수(thermal discharge), 물리적 구멍 뚫기(puncturing), 기계적 드릴링, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행되는 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 산 에칭, 레이저 드릴링, 레이저 드릴링 이후의 산 에칭, 기계적 드릴링 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행되는 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계를 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 복수의 클러스터(cluster)로 그룹화되는 상기 복수의 손상 트랙을 더욱 포함할 수 있으며, 각각의 클러스터는 하나 초과의 손상 트랙을 포함하고, 여기서 각각의 클러스터 내의 손상 트랙은 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 단일 미세-천공으로 병합되며, 각각의 클러스터는 별개의 미세-천공을 형성한다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 별개의 미세-천공을 형성하는 상기 복수의 손상 트랙 각각을 더욱 포함할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 전술한 단락 중 어느 하나의 구체예는 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며; 상기 제1 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 더욱 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하기 위해 정렬된다.
본원에 포함된 수반된 도면은 본 명세서의 일부를 형성하며 본 개시의 구체예를 도시한다. 설명과 함께, 도면은 또한 개시된 구체예의 원리를 설명하고 관련 분야(들)의 기술자가 개시된 구체예를 만들고 사용하는 것을 가능케 하는 역할을 한다. 이들 도면은 설명의 의도이며, 제한의 의도는 아니다. 본 개시가 일반적으로 이들 구체예의 문맥에서 기술되지만, 이는 본 개시의 범위를 이들 특정 구체예로 제한하는 의도는 아님이 이해되어야 한다. 도면에서, 동일한 참조 번호는 동일 또는 기능적으로 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹의 사시도를 나타낸다.
도 2a는 도 1에 도시된 평면 1-1'dmf 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 단면을 나타낸다.
도 2b는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 일부의 확대된 단면도를 나타낸다.
도 3은 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹을 형성하는 공정 단계를 나타낸다.
도 4는 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 흐름도를 나타낸다.
도 5는 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 흐름도를 나타낸다.
도 6은 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 흐름도를 나타낸다.
도 7은 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 단계를 나타낸다.
도 8은 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 단계를 나타낸다.
도 9는 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 예시적인 공정 단계를 나타낸다.
도 10은 구체예에 따른 레이저 시스템의 사시도를 나타낸다.
도 11은 구체예에 따른 대표적인 레이저 버스트(burst) 패턴을 나타낸다.
도 12는 구체예에 따른 미세-천공을 형성하는 대표적인 방법의 개략도를 나타낸다.
도 13은 구체예에 따른 미세-천공을 형성하는 대표적인 방법의 개략도를 나타낸다.
도 14는 구체예에 따른 미세-천공을 형성하는 대표적인 방법의 개략도를 나타낸다.
도 15a는 구체예에 따른 미세-천공의 부분 확대도를 나타낸다.
도 15b는 구체예에 따른 미세-천공의 확대 단면도를 나타낸다.
도 16은 구체예에 따른 미세-천공의 부분 확대도를 나타낸다.
도 17은 구체예에 따른 미세-천공의 단면도를 나타낸다.
도 18은 구체예에 따른 중합체 중간층 내의 레이저-드릴링된 개구의 확대도를 나타낸다.
도 19는 구체예에 따른 1.5 mm 두께의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 다양한 주파수에 걸친 대표적인 흡음 계수를 나타낸다.
도 20은 대조군, 시뮬레이팅된 모델 및 구체예에 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 대한 다양한 주파수에 걸친 대표적인 흡음 계수를 나타낸다.
도 21은 구체예에 따른 3 mm 및 25 mm 캐비티(cavity)를 갖는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 대한 다양한 주파수에 걸친 대표적인 흡음 계수를 나타낸다.
실내 음향 해결은 이것이 건축 설계 및 엔지니어링 뿐 아니라 음향 과학 및 원리와도 관련되기 때문에 어렵다. 미세-천공 라미네이트는 일반적으로 Helmholtz 공명 원리에 기초한 공명 소리 흡수 시스템을 형성할 수 있다.
본 개시는 높은 음향 흡수를 달성하는 동시에 강화된 안전을 위한 투명, 미세-천공 유리 및 유리 세라믹 라미네이트의 개발에 관한 것이다. 안전 및 음향 흡수(NRC > 0.3)의 조합은 자동차 인테리어, 사무실 가구 등과 같은 몇몇 내부 적용에 대해 건축가 및 음향 컨설턴트에 의해 매우 선호된다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 작동 환경의 잔향 시간을 감소시키도록 배열(configure)된다. 본원에 사용된 바와 같이, "작동 환경"은 특정 음향 환경을 요구하는 밀폐 또는 반-밀폐 환경을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회의실, 사무실, 학교, 병원, 제조 설비, 청정실(식품, 의약), 박물관, 역사적 건물, 식당 등은 모두 "작동 환경"이다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 조명 솔루션, 예를 들어, 천장 또는 벽의 조명 설비에 통합된다. 이와 관련하여, 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트의 투명한 특성은 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트의 소음 감소 특성의 이점을 취하면서 광을 허용하기 위해 사용된다. 자연적인 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(조명 설비 내)의 공기 간격은 또한 소음 감소 관점으로부터 유리할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트는 강화된 유리 또는 유리 세라믹을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 강화된 유리에 대해, 표면 압축은 유리 내부의 인장 응력 영역에 의해 균형이 맞춰진다. 750 MPa 초과의 표면 압축 응력("CS") 및 40 미크론 초과의 압축 응력 층 깊이(압축 깊이, 또는 "DOC"라고도 함)은 화학적 강화 공정(예를 들어, 이온 교환 공정)에 의해 예를 들어 알칼리 알루미노실리케이트 유리와 같은 몇몇 유리에서 쉽게 달성된다. DOC는 응력이 압축으로부터 인장으로 변화하는 깊이를 나타낸다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 비-강화 유리, 예를 들어, 소다-라임 유리를 포함한다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 기계적, 열적, 또는 화학적으로 강화된 강화된 유리 또는 유리 세라믹을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 강화된 유리 또는 유리 세라믹은 기계적 및 열적으로 강화되거나, 기계적 및 화학적으로 강화되거나, 또는 열적 및 화학적으로 강화될 수 있다. 기계적으로-강화된 유리 또는 유리 세라믹은 유리 또는 유리 세라믹의 일부 사이의 열 팽창 계수의 불일치에 의해 생성된 압축 응력 층(및 대응하는 인장 응력 영역)을 포함할 수 있다. 화학적으로 강화된 유리 또는 유리 세라믹은 압축 응력 층(및 이온 교환 공정에 의해 생성된 대응하는 인장 응력 층)을 포함할 수 있다. 이러한 화학적으로 강화된 유리 및 유리 세라믹에서, 유리 네트워크가 이완될 수 있는 온도 미만에서의 보다 작은 이온의 보다 큰 이온에 의한 대체는 응력 프로파일을 초래하는 유리의 표면에 걸친 이온의 분포를 생성한다. 들어오는 이온의 보다 큰 부피는 기판의 표면 부분 상의 CS 및 유리 또는 유리 세라믹의 중심에서의 장력을 생성한다. 열적으로 강화된 유리 또는 유리 세라믹에서, CS 영역은 유리 전이 온도 초과, 유리 연화점 근처의 생승된 온도르 유리 또는 유리 세라믹을 가열한 후 표면 영역을 유리 또는 유리 세라믹의 내부 영역보다 빠르게 냉각함으로써 형성된다. 표면 영역과 내부 영역 사이의 상이한 냉각 속도는 잔류 표면 CS를 생성하며, 이는 차례로 중심 영역에 대응하는 인장 응력을 생성한다. 일 이상의 구체예에서, 유리 기판은 어닐링되거나 열 강화된 소다 라임 유리를 배제한다. 일 이상의 구체예에서, 유리 기판은 어닐링되거나 열 강화된 소다 라임 유리를 포함한다.
몇몇 구체예에서, 유리 또는 유리 세라믹은 약 100 MPa 내지 약 1000 MPa, 약 100 MPa 내지 약 800 MPa, 약 100 MPa 내지 약 500 MPa, 약 100 MPa 내지 약 300 MPa, 또는 약 100 MPa 내지 약 150 MPa의 표면 압축 응력을 가질 수 있다. 몇몇 구체예에서, DOC는 0.05*t 내지 약 0.21*t일 수 있다(t는 유리 또는 유리 세라믹의 마이크로미터 단위의 두께). 몇몇 구체예에서, DOC는 약 0.05*t 내지 약 0.2*t, 약 0.05*t 내지 약 0.18*t, 약 0.05*t 내지 약 0.16*t, 약 0.05*t 내지 약 0.15*t, 약 0.05*t 내지 약 0.12*t, 약 0.05*t 내지 약 0.1*t, 약 0.075*t 내지 약 0.21*t, 약 0.1*t 내지 약 0.21*t, 약 0.12*t 내지 약 0.21*t, 약 0.15*t 내지 약 0.21*t, 약 0.18*t 내지 약 0.21*t, 또는 약 0.1*t 내지 약 0.18*t의 범위 내일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 강화된 유리 기판을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 유리의 특정 다이싱(dicing) 패턴을 가질 수 있다. 몇몇 구체예에서, 다이싱 패턴은 안전 유리의 그것일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 유리는 파괴된 조각의 최적 평균 크기 및 크기 분포, 날카로운 점의 평균 각 및 이들 평균 각 주위의 분포, 및 파괴 시 발사 거리를 갖도록 강화되어 안전 위험이 감소되도록 할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 소음 감소율(NRC)은 소리가 흡수체의 표면을 때릴 때 흡수체의 표면의 음향 흡수 유효성을 평가하는데 사용되는 메트릭이다. 이는 250, 500, 1000 및 2000 Hz에서 흡음 계수의 산술 평균을 취함으로써 계산될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 0.3 내지 1, 또는 약 0.8 내지 0.8의 NRC를 갖는다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 250 Hz 내지 6000 Hz, 또는 250 Hz 내지 20,000 Hz의 미리 결정된 주파수 밴드에 걸쳐 미리 결정된 흡음 계수를 갖는다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 예를 들어, 기계실 또는 HVAC 적용에서와 같은 특정 관심 주파수를 흡수하도록 "조정(tune)"될 수 있다.
몇몇 구체에에서, 가중 흡음 계수(αw)는 소리가 흡수체의 표면을 때릴 때 흡수체의 표면의 음향 흡수 유효성을 평가하기 위해 사용되는 메트릭이다. 가중 흡음 계수(αw)는 표준 주파수에서의 흡음 계수와 ISO 11654:1997에 따른 기준 곡선 사이의 비교로부터의 결과이다. 표준 주파수는 250, 500, 1000, 2000 및 4000 Hz이다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 약 0.3 내지 1, 또는 약 0.3 내지 0.8의 가중 흡음 계수(αw)를 갖는다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 작동 가능하게 연결된 후벽을 포함한다. 본원에 사용된 바와 같이, "작동 가능하게 연결된"은 직접 연결 또는 간접 연결, 또는 음향 연결을 포함하여 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 및 후벽이 소리 저감을 증가시키도록 함께 작동하도록 할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 후벽은 작동 환경(예를 들어, 방의 벽 또는 천장)에 존재하는, 실질적으로 강성인 구조이다. 몇몇 구체예에서, 후벽은 음향 에코에 기여하거나, 기여하지 않을 수 있다. 유리하게는, 후벽은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 음향 성능을 변화시키지 않도록 강성 또는 단단한 표면일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 예를 들어 설비를 사용하여 후벽 앞에 매달려지거나 또는 후벽 앞에 위치될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 시스템은 단일 라미네이트를 포함한다. 본원에 언급된 바와 같은 "캐비티 간격"은 후벽으로부터 라미네이트의 공기 간격으로 정의될 수 있으며, 1 mm, 3 mm, 5 mm, 10 mm, 20 mm, 25 mm, 50 mm, 100 mm, 250 mm, 500 mm, 1000 mm, 2000 mm, 5000 mm, 10000 mm 또는 이들 중 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위이다. 예를 들어, 3 mm 및 25 mm의 캐비티 간격이 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 시스템은 다중 라미네이트를 포함한다. 다중-라미네이트 시스템에서, 두 유형의 캐비티 간격, 즉, 라미네이트-라미네이트 캐비티 간격(CSll) 및 라미네이트-후벽 캐비티 간격(CSlb)이 있을 수 있다. 몇몇 구체예에서, 라미네이트-라미네이트 캐비티 간격(CSll)은 라미네이트의 평면에 수직인 방향에서 라미네이트 사이의 거리로 정의될 수 있으며, 라미네이트-후벽 캐비티 간격(CSlb)은 라미네이트의 평면에 수직인 방향에서 내부 라미네이트와 후벽 사이의 거리로 정의될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 라미네이트-라미네이트 캐비티 간격(CSll) 또는 라미네이트-후벽 캐비티 간격(CSlb)은 예를 들어, 주어진 방에서의 적용 또는 최종 사용자가 흡수하기 원하는 주파수 또는 주파수의 범위에 따라 조정될 수 있다. 라미네이트-라미네이트 캐비티 간격 및 라미네이트-후벽 캐비티 간격은 유사하거나 상이한 값을 가질 수 있다. 몇몇 구체예에서, 캐비티 간격은 피크 흡수 주파수에 영향을 미친다.
몇몇 구체예에서, 본 개시의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 광색성(photochromic), 열 제어, 전기-변색성(electro-chromic), 낮은 방사율, UV 코팅, 눈부심-방지, 친수성, 소수성, 얼룩-방지, 지문-방지, 스크래치-방지, 반사-방지, 잉크-젯 장식, 스크린-프린트, 쪼개짐-방지와 같은 코팅을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공은 코팅에 의해 차폐되지 않는다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공의 내부는 코팅되지 않는다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공의 일부는 코팅에 의해 차폐된다. 몇몇 구체예에서, 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 항균 성분을 포함한다.
몇몇 구체예에서, 본 개시의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 균일한 두께 또는 불-균일한 두께일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 실질적으로 평면일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 굽을 수 있거나, 예를 들어, 또는 복잡한 형상을 갖는다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 예를 들어, 직사각형, 원형 등과 같은 형상일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 유연성이 있을 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 실질적으로 강성일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 기하학적 속성(예를 들어, 미세-천공 직경, 미세-천공 형상, 피치(pitch), 두께, 등) 및 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 흡음 계수는 원하는 실내 음향을 달성하도록 조정될 수 있다.
예를 들어, 실내에서 잔향 시간(예를 들어, 에코)는 하기 식과 같이 실내에서 물질의 흡음 계수에 반비례하며:
Figure pct00001
여기서 V는 실내의 부피이고, S는 표면적이며 α는 물질의 흡음 계수이다. 잔향 시간은 소리가 환경에서 주어진 수준으로 감쇠하는데 걸리는 시간으로 정의될 수 있다. 보다 높은 잔향은 에코로 변형될 수 있다. 따라서, 통상적인 유리가 거의 0의 흡음을 갖기 때문에, 이는 음성 명료도의 손실 및 불쾌한 음향 환경을 초래하는 긴 잔향 시간을 초래한다. 반사를 최소화하고 우수한 흡수 특성을 달성하기 위해, 본 개시의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 공기의 특성 임피던스 및 음향 질량 리액턴스(M)와 동일한 크기를 따른 음향 저항(R)을 달성하도록 배열될 수 있다. 최적의 음향 저항은 아래 기술된 제조 공정을 사용하여 미세-천공을 제조함으로써 얻어질 수 있으며, 아래의 식에 표시된 바와 같은 원하는 음향 요건을 달성한다:
Figure pct00002
Figure pct00003
여기서 d는 미세-천공 직경이고, t는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께이며, c는 공기 중 소리의 속도이고, ρ는 공기 밀도이며, σ는 공극 비이고, η은 공기의 점도이다. 천공 상수 k는 미세-천공 직경 및 공기의 점도와 관련하여 다음과 같이 정의될 수 있다:
Figure pct00004
이후, 미세-천공의 음향 임피던스는 다음과 같이 계산되며:
Figure pct00005
여기서 ω는 각 주파수이고, D는 캐비티 간격이며 c는 공기 중 소리의 속도이다.
음향 저항 및 질량 리액턴스는 이후 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 음향 흡수 성능을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
본원에 기술된 몇몇 구체예는 아래 열거된 많은 이점 중 적어도 하나를 갖는다:
i. 높은 안전성 - 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 시스템에서, 파괴 시, 유리는 중합체 중간층의 존재로 인해 산산조각나지 않는다.
ii. 높은 음향 흡수 - 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 NRC는 0.3 초과이다. 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 통해 미세-천공 특징을 발달시키는 것 뿐 아니라, 높은 댐핑(damping) 손실 인자를 갖는 중합체 물질은 음향 흡수를 증가시키는데 이용될 수 있다.
iii. 얇은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 - 안전 요건을 보장하면서 얇은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 제조하는 능력이다. 얇은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 제조에 대한 요구는 특히 음향 흡수와 중량 절약 사이의 최적의 균형을 찾기 위한 자동차 OEMS에 적합하나, 이에 제한되지는 않는다.
iv. 유리 및 다른 유리 조성물 - 투명, 내스크래치성 물질은 건축 및 자동차 내부 적용에 매우 바람직하다. 강화되거나 처리된 유리를 포함하는 다양한 유형의 유리 및 유리 조성물은 처리될 수 있다. 유리 기판은 열 코팅, 광색성, UV, 전기-변색성 등과 같은 상이한 속성으로 코팅될 수 있다.
v. 중합체 중간층(들)의 선택 - 폴리비닐 부티랄(PVB) 중합체 중간층은 강화된 심미적, 장식 적용 및/또는 프라이버시 적용을 위해 상이할 색상 또는 투명일 수 있다. 중합체 중간층은 또한 미적 이유 또는 강성 및 두께와 같은 기능적 이유로 다중 층으로 구성될 수 있다. 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA) 및 이오노머와 같은 PVB에 대한 대안은 또한 적용 및 제품 수명을 연장할 수 있다.
vi. 생성물 유연성 - 에칭 후 화학적/열적 강화가 중요하지 않음.
vii. 재활용 가능성 - 생성물은 재활용될 수 있다. 장비 및 공정은 PVB 중간층으로 윈드실드를 재활용하기 위해 존재하며 생성물 사용 또는 수명의 끝에서 유사하게 적용될 수 있다.
viii. 설계 유연성 - 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 평면일 수 있거나 특정 적용에 대해 원하는 바와 같이 굽을 수 있다. 현재의 개시된 방법은 미세-천공 라미네이트 유리를 로고, 꽃 형상 등과 같은 장식 패턴 또는 기능적 또는 장식적 적용을 위한 직사각형 격자, 정사각형 격자 등과 같은 규칙적 패턴으로 형성하는 것을 허용한다.
도 1은 복수의 미세-천공(120)을 포함하는미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 사시도(100)를 나타내며, 복수의 미세-천공 각각은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 연장한다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)는 평면일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)는 비-평면일 수 있다. 예를 들어 원형 미세-천공의 직경과 같은 치수가 비-평면 표면의 "평면"에 대해 측정되는 경우, 치수는 측정이 취해지는 비-평면 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 표면에 접하는 평면에 대해 측정되어야 한다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)가 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 제2 기판, 제2 중합체 중간층, 및 제2 중합체 중간층에 의해 제2 기판에 라미네이트된 제3 기판을 포함하며, 여기서 제3 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 선택된다.
몇몇 구체예에서, 유리 또는 유리-세라믹의 유형 및 두께는 원하는 강성 및 안전 등급을 얻기 위해 중합체 중간층의 두께와의 조합으로 변화될 수 있다. 예를 들어, 광 구조적(photostructurable) 유리의 사용 및 UV 처리 이후의 에칭은 유리에 개구를 생성한다.
몇몇 구체예에서, 복수의 미세-천공(120) 각각은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서 최대 치수를 갖는다. 본원에 언급된 바와 같이, "최대 치수"는 라미네이트의 표면의 평면에서 미세-천공(120)에 걸쳐 드로우(draw)될 수 있는 최장 직선 라인의 길이이다. 원형에 대해, "최대 치수"는 직경이다. 정사각형 또는 직사각형에 대해, "최대 치수"는 두 개의 대향 모서리를 연결하는 대각선의 길이이다. 타원에 대해, "최대 치수"는 장축의 길이이다.
몇몇 구체예에서, 본원에 언급된 바와 같은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 "두께"는 라미네이트의 평면에 수직인 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 치수로서 정의될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 본원에 언급된 바와 같은 인접한 미세-천공(120) 사이의 "간격"은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면을 따른 인접한 미세-천공의 기하학적 중심 사이의 최단 거리로서 정의될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 인접한 미세-천공(120) 사이의 간격은 각각의 미리 결정된 방향에서 균일하다. 예를 들어, 미세-천공의 정사각형 또는 직사각형 어레이(array)는 비록 상이한 방향(정사각형의 측면 및 대각선과 같은)에서의 간격이 상이할 수 있지만 임의의 주어진 방향에서의 간격이 균일하기 때문에 이러한 균일성을 나타낸다. 몇몇 구체예에서, 인접한 미세-천공(120) 사이의 간격은 불-균일할 수 있다.
몇몇 구체예에서, "종힝비"는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서 복수의 미세-천공(120) 각각의 최대 치수에 대한 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 두께의 비로 정의될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 종횡비는 25 미만, 약 0.05 내지 25, 약 0.1 내지 20, 약 1 내지 15, 약 1 내지 10, 약 0.1 내지 20, 약 1 내지 15, 약 1 내지 10, 약 5 내지 20, 약 5 내지 15, 약 5 내지 10, 약 10 solw 20, 또는 약 10 내지 15, 또는 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 또는 25, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위이다. 다른 종횡비가 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 두께는 약 0.1 mm 내지 6 mm, 약 0.2 mm 내지 3 mm, 약 0.2 mm 내지 2 mm, 약 0.3 mm 내지 3 mm, 약 0.3 mm 내지 2 mm, 약 0.3 mm 내지 약 1 mm이다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 두께는 0.1 mm, 0.5 mm, 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 8 mm, 또는 10 mm, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위일 수 있다. 다른 두께가 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서의 미세-천공(120)의 최대 치수는 모든 미세-천공에 걸쳐 균일하다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서의 미세-천공(120)의 최대 치수는 불-균일할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공(120)의 최대 치수는 20 um, 40 um, 60 um, 80 um, 100 um, 150 um, 200 um, 250 um, 300 um, 350 um, 400 um, 450 um, 500 um, 550 um, 600 um, 700 um, 800 um, 900 um, 또는 1000 um, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서의 미세-천공(120)의 최대 치수는 약 20 um 내지 약 1000 um, 약 20 um 내지 약 800 um, 약 20 um 내지 약 500 um, 약 20 um 내지 약 100 um, 및 약 20 um 내지 약 50 um일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서의 인접한 미세-천공 사이의 간격은 40 um, 60 um, 80 um, 100 um, 200 um, 400 um, 600 um, 800 um, 1000 um, 2000 um, 3000 um, 4000 um, 또는 5000 um, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위이다. 예를 들어, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 평면에서의 인접한 미세-천공 사이의 간격은 약 40 um 내지 약 5000 um, 약 80 um 내지 약 5000 um, 약 200 um 내지 5000 um, 약 500 um 내지 5000 um일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 본원에 언급된 바와 같은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 "공극률"은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 미세-천공을 포함하는 총 부피에 대한 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에서의 복수의 미세-천공 각각의 축적 부피의 비로 정의될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)에서 미세-천공의 공극률은 0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9,%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 또는 25%, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위일 수 있다. 예를 들어, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)에서 미세-천공의 공극률은 약 0.5% 내지 약 20%, 약 0.5% 내지 약 15%, 및 약 0.5% 내지 약 10% 범위일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 미세-천공(120)은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 따라 균일한 간격으로 위치된다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 따라 균일한 밀도로 분포된다. 몇몇 구체예에서, 상기 간격은 불-균일 간격일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공(120)은 불-균일 밀도로 분포된다. 몇몇 구체예에서, 불-균일 밀도 및 간격은 광학 왜곡을 감소시키거나, 예를 들어 장식 적용에 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 음향 성능은 음향 성능은 특정 주파수에서 흡음을 최대화하기 위해 미세-천공 사이의 평균 거리를 통해 실질적으로 균일하게 제어될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 간격은 예를 들어, 보다 넓은 흡수 스펙트럼을 달성하기 위해 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 걸쳐 변화될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공은 불-균일 밀도로 분포되고, 이는 예를 들어 로고, 텍스트, 꽃 패턴 등에서 다양한 적용을 찾을 수 있다.
도 2a는 도 1에 도시된 평면 1-1'를 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 단면도(200)를 나타낸다. 1-1'를 따라 볼 때, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)는 제1 기판(210), 제1 중합체 중간층(230), 및 제2 기판(220)을 포함한다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)는 제1 중합체 중간층(230)에 의해 제2 기판(220)에 라미네이트된 제1 기판(210)을 포함하며, 여기서 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹, 및 복수의 미세-천공(120)으로부터 독립적으로 선택되고, 복수의 미세-천공(120) 각각은 제1 기판(210), 제1 중합체 중간층(230), 및 제2 기판(220)을 통해 연장한다. 도 2b는 평면 1-1'를 따른 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 일부의 확대도를 나타낸다.
몇몇 구체예에서, 복수의 미세-천공(120) 각각은 도 2b에 도시된 바와 같이 제1 기판(210)을 통한 개구(215), 제2 기판(220)을 통한 개구(225), 및 제1 중합체 중간층(230)을 통한 개구(235)를 포함한다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층 두께는 음향 설계 요건 뿐 아니라 원하는 강성 및 안전 등급을 수용하도록 변화될 수 있다. 중합체 중간층은 단일 층 또는 다중 층일 수 있다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층(들)은 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트(EVA), 이오노머, 또는 폴리카보네이트-열가소성 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이들 중합체는 용매에 가용성이거나 그렇지 않을 수 있다. 생성물 수명 및 외관은 중합체 중간층의 선택에 의해 영향을 받을 수 있다. 몇몇 구체예에서, 중합체 중간층(들)은 광학적으로 투명하거나, 착색되거나, 광택이 없거나, 또는 반투명할 수 있다.
본 개시의 몇몇 구체예는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 중합체 중간층(230)을 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 라미네이트하는 단계를 포함하며, 여기서 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택된다. 상기 방법은 제1 기판(210)에 복수의 개구(215)를 형성하는 단계, 제2 기판(220)에 복수의 개구(225)를 형성하는 단계, 및 중합체 중간층(230)에 복수의 개구(235)를 형성하는 단계를 더욱 포함하며, 여기서 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하기 위해 정렬된다. 이들 방법 단계는 상이한 단계의 순서로 본원에 기술된 다양한 예시적인 구체예에 설명된 바와 같이 임의의 순서로 수행될 수 있다. 그리고, 다양한 기술이 개구를 형성하는데 사용될 수 있다. 형성된 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 NRC는 0.3 내지 1이다.
상기 방법은 도 3에 일반적으로 도시된다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)을 형성하는 방법은 특정 순서 없이 다음의 단계를 포함한다.
단계 310: 제1 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계;
단계 320: 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계;
단계 330: 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계;
단계 340: 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계.
몇몇 구체예에서, 단계 310-단계 340는 임의의 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(210)의 복수의 개구(215)는 제2 기판(220)의 복수의 개구(225)를 형성하는 단계와 동시에, 그 전에, 또는 그 이후에 형성될 수 있다. 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 제1 기판 또는 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계 전 또는 후에 수행될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 제1 및 제2 기판(210 및 220)의 복수의 개구는 중합체 중간층(230)에 복수의 개구(235)를 형성하는 단계와 동시에, 그 전에 또는 그 이후에 형성된다.
공정 순서 변경
개구 형성 전 라미네이트
몇몇 구체예에서, 도 4의 공정 흐름도에 도시된 바와 같이, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 중합체 중간층(230)을 라미네이트하는 단계는 제1 기판(210)의 복수의 개구(215), 제2 기판(220)의 복수의 개구(225), 및 중합체 중간층(235)의 복수의 개구(235)를 형성하는 단계 전에 수행된다.
개구 형성 후 라미네이트
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층(230)에 복수의 개구(235)를 형성하는 단계는 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계 후에 수행된다. 레이저가 개구 또는 손상 트랙을 형성하는데 사용되는 경우, 단계의 이러한 순서는 라미네이션 전에 개구 또는 손상 트랙을 형성하는데 사용되는 것과 상이한 레이저 빔 또는 레이저 에너지의 사용을 요구할 수 있으며, 이는 레이저 빔이 레이저가 원하는 손상을 달성하기에 충분한 세기로 사용되는 제1 및 제2 기판 및 중합체 층 각각에 도달하고 이에 의해 흡수되도록 한다.
몇몇 구체예에서, 도 5의 공정 흐름도에 도시된 바와 같이, 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 중합체 중간층(230)을 라미네이트하는 단계는 제1 기판(210)에 복수의 개구(215), 제2 기판(220)에 복수의 개구(225), 및 중합체 중간층(235)에 복수의 개구(235)를 형성하는 단계 후에 수행된다. 제1 기판(210), 중합체 중간층(230) 및 제2 기판(220)의 복수의 개구는 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계 동안 정렬되어야 하며, 이는 개구가 라미네이션 후에도 정렬되도록 한다.
개구 형성 및 에칭 전의 라미네이트
몇몇 구체예에서,. 도 6의 공정 흐름도에 도시된 바와 같이, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 다음의 단계를 순서대로 수행함으로써 형성될 수 있다:
단계 610: 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계;
단계 620: 레이저 빔으로 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
단계 630: 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 산에서 유리 또는 유리-세라믹을 에칭하는 단계;
단계 640: 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계.
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는 방법은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 중합체 중간층(230)을 라미네이트하는 단계, 레이저 빔(1010)으로 제1 기판과 제2 기판에 복수의 손상 트랙(1210)을 형성하는 단계를 포함한다.복수의 손상 트랙(1210)을 형성하는 단계 후에, 복수의 손상 트랙(1210)으로부터 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)에 복수의 개구(215)를 형성하기 위해 산 용액에서 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계가 있다. 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는 단계 후 및 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계 후, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)을 형성하기 위해 중합체 중간층(230)의 일부를 제거하는 단계가 있다.
몇몇 구체예에서, 제1 기판(210)의 복수의 개구(215), 제2 기판(220)의 복수의 개구, 및 중합체 중간층(235)의 복수의 개구(235)는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 통해 복수의 미세-천공(120)을 형성하기 위해 정렬된다.
몇몇 구체예에서, 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는 레이저 빔(1010)으로 복수의 손상 트랙(1210)을 형성하는 단계 및 산 용액에서 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계를 포함한다.
개구 형성 및 에칭 후의 라미네이트
몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는 방법은 제1 레이저 빔으로 제1 및 제2 기판에 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계, 제2 레이저 빔으로 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계, 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 산 용액에서 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계, 및 에칭 후에, 제1 및 제2 기판의 복수의 개구 및 중합체 중간층의 복수의 개구가 정렬되는 동안 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함한다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계는 용매 에칭, 레이저 드릴링, 온배수, 물리적 구멍뚫기, 기계적 드릴링, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 공정에 의해 수행된다. 다른 적절한 방법이 사용될 수 있다. 개구가 중합체 중간층에 형성되기 전에 라미네이트가 형성되고 개구가 제1 및/또는 제2 기판에 형성되는 경우, 제1 및/또는 제2 기판의 개구는 중합체 중간층에 개구를 형성할 때 가이드 또는 마스크로 사용될 수 있다.
도 7 내지 9는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)를 형성하기 위한 예시적인 공정 단계 및 공정 변수를 도시한다. 다른 공정 순서 변경 및 방법 또한 사용될 수 있다.
에칭 및 레이저 드릴링 전의 라미네이트
도 7은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 공정 단계를 도시한다. 상기 공정은 다음의 단계를 순서대로 포함한다:
단계 710: 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계;
단계 720: 레이저 빔으로 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
단계 730: 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 산 용액에서 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 에칭하는 단계;
단계 740: 용매 에칭에 의해 복수의 중합체 중간층을 제거하는 단계.
도 8은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 공정 단계를 도시한다. 상기 공정은 다음의 단계를 순서대로 포함한다:
단계 710: 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 및 제2 기판(210 및 220) 사이에 중합체 중간층(230)을 라미네이트하는 단계;
단계 720: 레이저 빔으로 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
단계 730: 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 산 용액에서 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 에칭하는 단계;
단계 750: 레이저 드릴링에 의해 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계는 도 8의 단계 750에 도시된 바와 같이 레이저 드릴링에 의해 수행될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 제1 및 제2 기판에 복수의 손상 트랙(1210)을 형성하도록 배열된 제1 레이저 빔은 중합체 중간층(230)에 개구(235)를 형성하도록 배열된 제2 레이저 빔과 상이할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 제1 및 제2 레이저 빔은 동일하다. 몇몇 구체예에서, 레이저 에너지, 초점 라인, 레이저 노출 시간, 및 이들의 조합은 제1 및 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계에 대해 동일하거나 상이할 수 있다.
에칭 및 레이저 드릴링 후의 라미네이트
도 9는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 공정 단계를 도시한다. 상기 공정은 다음의 단계를 순서대로 포함한다:
단계 910: 레이저 빔으로 제1 및 제2 기판(210 및 220)에 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
단계 920: 레이저 빔에 의해 중합체 중간층(230)에 복수의 개구를 형성하는 단계;
단계 930: 단계 910에서 형성된 손상 트랙으로부터 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 산 용액에서 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계;
단계 940: 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)을 형성하기 위해 정렬되는 동안 복수의 개구(215)를 갖는 제1 기판(210)과 복수의 개구(225)를 갖는 제2 기판(220) 사이에 복수의 개구(235)를 갖는 중합체 중간층(230)을 라미네이트하는 단계.
몇몇 구체예에서, 기판 및 중합체 중간층의 개구는 보다 나은 흡음 및 보다 높은 소음 감소율을 얻기 위해 바람직하게 배열될 수 있다.
다양한 공정 순서는 도 3 내지 9의 설명에 전술되었다. 임의의 적절한 공정 순서가 사용될 수 있다. 각 공정의 다양한 세부 사항은 후술된다. 공정 세부 사항 및 공정 순서의 임의의 적절한 조합은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하는데 사용될 수 있다.
공정 세부 사항
중합체 중간층을 라미네이트하는 단계
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 롤러, 진공 백, 오토클레이브(autoclave) 등 및 시간, 온도, 압력 및 이들의 조합을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아닌 유리 및 중합체를 라미네이트하기 위한 임의의 적절한 방법에 의해 수행될 수 있다. 다른 적절한 방법이 사용될 수 있다.
기판을 레이저 드릴링하는 단계
몇몇 구체예에서, 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는 산 에칭, 레이저 드릴링, 레이저 드릴링 후의 산 에칭, 기계적 드릴링, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행된다. 다른 적절한 방법이 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 레이저 빔(1010)은 빔 전파 방향을 따라 배향되고 레이저 빔 초점 라인을 유리 기판, 중합체 중간층, 또는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 내로 향하게 하는 초점 라인을 갖는 펄스 레이저 빔이다. 도 10은 기판(210) 상에 입사된 예시적인 레이저 시스템의 개략도(1000)를 나타낸다.
몇몇 구체예에서, 레이저 빔은 화학적 에칭이 뒤따르는 Gauss-Bessel 레이저 빔일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 상기 방법은 높은 처리량을 갖는 대규모 공정으로 배열될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 상기 방법은 예를 들어, 1'x 1' 이상의 큰 크기의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 제조하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 미세-천공의 고밀도 어레이를 제조하기 위한 고속 공정이며, 원하는 음향 성능을 조정하고 달성하기 위해 다양한 미세-천공 형상, 크기, 미세-천공 위치 및 밀도를 제조하기 위한 유연성을 제공한다. 또한, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 본원에 기술된 바와 같이 에칭 후에 우수한 강도를 달성하기 위해 열적 또는 화학적으로 강화될 수 있다.
도 10은 환경에 따라 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에서 손상 트랙(1210)(예를 들어, 유리 기판 내의 결함 또는 개구) 또는 미세-천공(120)을 생성하기 위해 레이저 빔의 라인 포커스(line focus)를 사용하는 드릴링 방법의 대표적인 개략도를 나타낸다. 도 11에 도시된 바와 같이, 레이저 버스트 패턴(복사 대 시간)은 특정 요구에 기초하여 수정될 수 있다. 레이저 시스템(예를 들어, 피코초(picosecond) 레이저)의 대표적인 패턴은 일 이상의 펄스를 함유할 수 있는 버스트에 의해 특징지어질 수 있다. 버스트의 주파수는 예를 들어 약 100 kHz(10 μsec)과 같이 레이저의 반복 속도를 정의한다. 서브-펄스 사이의 시간은 예를 들어, 약 20 nsec과 같이 훨씬 짧을 수 있다. 미세-천공의 최대 치수에 대한 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께의 비가 매우 작은 경우, 절단 작업이 레이저 드릴링 작업 대신 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 상기 방법은 예를 들어, Gauss-Bessel 빔과 같은 비-회절 레이저 빔을 포함한다. 이들 유형의 빔은 회절 효과가 빔 발산에 강한 영향을 미치기 전에 상당한 거리로 전파할 수 있으므로, 초점이 맞춰질 때, 축 세기는 Gaussian 빔에 비해 훨씬 느리게 감쇠된다. Gauss-Bessel 빔을 생성하기 위해, 엑시콘(axicon)은 시준 렌즈(collimating lens) 및 초점 렌즈와 조합될 수 있다. 광학 요소의 정확한 특성(엑시콘 정점 값, 렌즈 초점 거리, 광학 요소 사이의 분리 등)은 라인 포커스의 특성에 기여한다.
몇몇 구체예에서, 약 1064 nm 및 약 532 nm에서 작동하는 Nd:YAG 레이저가 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 스펙트럼의 대략 근적외선 내지 대략 UV 범위의 레이저 파장이 사용될 수 있다. 레이저는 약 10 μs 이상(반복 속도) 분리된 일 시리즈의 버스트를 생성할 수 있다. 각각의 버스트는 약 2 내지 약 20 펄스의 범위 내에서 사용자에 의해 선택된 수의 펄스를 함유할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 단일 펄스 버스트가 사용될 수 있다. 각 펄스는 약 10 ps의 지속 시간을 가질 수 있다. 몇몇 구체예에서, 인접한 펄스 사이의 시간은 약 20 ns(레이저 주파수)일 수 있다. 레이저 주파수는 레이저 설계에서 오실레이터의 기초 주파수에 의해 결정될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 유리하게는, 펄스 분리는 버스트 효과를 최적화하기 위해 약 < 100 ns로 설정될 수 있다.
몇몇 구체예에서, Gauss-Bessel 빔의 횡 방향 및 축 에너지 분포는 제어될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 횡 방향 분포의 중심 로브의 레이저 직경(예를 들어, 이의 최대 세기의 절반에서 빔의 전체 폭)은 약 1 ㎛이고 축 분포에 대해 약 1.35 mm이다.
몇몇 구체예에서, 손상 트랙(1210)을 초래하는 에너지 범위는 버스트 당 약 50 μJ 내지 약 200μJ이다. 몇몇 구체예에서, 손상 트랙(1210)을 초래하는 에너지 범위는 예를 들어, 광학 배열, 버스트 수, 유리 조성 등에 따라 변화될 수 있다. 정확한 타이밍, 펄스 지속 시간, 및 반복 속도는 레이저 설계에 따라 변화할 수 있다. 유리하게는, 높은 세기의 비교적 짧은 펄스(예를 들어, 약 < 15 psec)가 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 최적의 광학 요소 및 레이저 조건이 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 두께보다 긴 높은 레이저 세기의 영역(라인 포커스)를 생성하는데 사용된다. 세기가 충분히 높은 경우, 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트와의 레이저 상호 반응은 비선형 영역으로 분류되고 다른 것들 중 2개의 광자 흡수, Kerr 효과 및 캐스케이드 이온화를 포함한다. 레이저에 의해 생성된 손상 트랙(1210)은 습식 에칭 공정을 위한 우선적인 경로로서 역할을 한다. 손상 트랙은 개구 당 단일 버스트를 사용함으로써 약 2 mm까지의 깊이일 수 있다. 이들 손상 트랙은 일반적으로 약 0.5 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛의 내부 치수를 갖는 개구의 형태를 취할 수 있다.
몇몇 구체예에서, 개구(215, 225)의 어레이(최종적으로 완성된 미세-천공이 될)는 전술한 바와 같이 형성될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 상의 미세-천공의 목표 위치는 좌표의 세트로서 레이저 처리 기계에 업로드된다. 몇몇 구체예에서, 기계 래스터(raster)는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 스캔하고 레이저 트리거를 동기화하여 레이저가 손상 트랙(1210) 또는 개구(215, 225)가 바람직할 때마다 발사되도록 한다. 몇몇 구체예에서, 상기 스테이지는 약 1 m/s로 이동하고 래스터 당 시간은 미세-천공 밀도에 독립적일 수 있다.
중합체 중간층을 레이저 드릴링하는 단계
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계는 레이저 빔에 의해 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 후의 용매 에칭을 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계는 용매 에칭에 의해 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 후의 레이저 드릴링 방법을 포함할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 복수의 개구는 중합체 중간층의 레이저 드릴링 또는 삭마(ablation)에 의해 형성될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 일부를 제거하도록 배열된 레이저는 CO2 레이저일 수 있다. 다른 적절한 레이저 및 레이저 에너지가 사용될 수 있다. 개구의 직경은 레이저 에너지, 노출 시간, 주파수 등과 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 레이저 파라미터를 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
중합체 중간층을 용매 에칭하는 단계
몇몇 구체예에서, 레이저 중간층의 일부를 제거하는 단계는 용매에서 중합체 중간층을 에칭함으로써 수행될 수 있다. 중합체 에칭 용매는 메탄올, 톨루엔, 부틸 글리콜, 부틸 디글리콜, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, 나머지 톨루엔을 갖는 40 내지 60% 메탄올이 중합체 중간층을 용해시키는데 사용될 수 있다. 다른 적절한 용매가 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 일부는 임의의 적절한 용매 온도, 교반, 초음파, 및 노출 시간의 사용을 포함하여 임의의 적절한 용매 또는 용매 블렌드를 사용하여 제거될 수 있다. 다른 적절한 용매가 사용될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 보호되지 않는 한, 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 에지 주위의 중합체 중간층의 일부는 용매 에칭에 의한 중합체 중간층의 일부의 제거 동안 용매에 노출될 수 있다. 중합체 중간층이 용매에 노출되는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 에지는 중합체 중간층의 일부를 제거하는데 사용되는 용매 또는 용매 혼합물에 저항성이 있는 실란트(sealant)로 밀봉될 수 있다. 예를 들어, Dow Corning RTV 실란트는 용매 에칭 동안 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 에지로부터 중합체 중간층의 바람직하지 않은 에칭을 방지하는데 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 에지는 테이프로 밀봉되거나 o-링 또는 다른 순응(compliant) 물질에 의해 설비에 임시적으로 밀봉될 수 있다.
초과 용매 제거
몇몇 구체예에서, 초과 또는 잔류 용매의 제거는 품질 관점에서 바람직하다. 초과 용매는 대기 가스 압력, 습도, 압력, 온도, 및 이들의 조합 하에서 제거될 수 있다. 예를 들어, 초과 용매는 에칭 후 20 내지 40 ℃에서 진공 오븐 내에 상기 부분을 위치시킴으로써 제거될 수 있다. 다른 적절한 방법이 사용될 수 있다.
기판을 산 에칭하는 단계
몇몇 구체예에서, 레이저 손상된 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 이후 손상 트랙(1210)을 원하는 직경 및 형상으로 개방하기 위해 산 에칭된다. 제1 및 제2 기판의 산 에칭 처리는 불산(HF)계 용액을 사용함으로써, 예를 들어 레이저(1010)에 의해 생성된 우선적인 손상 트랙(1210)으로부터의 물질을 화학적으로 공격하고 제거하기 위해 수행될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 이 반응이 발생하는 동안, 알칼리 또는 알루미노플루오레이트와 같은 부산물이 유리 조성에 따라 생성된다. 이들 부산물은 HF에 비교적 불용성이다. 몇몇 구체예에서, 예를 들어, 질산(HNO3)과 같은 2차 무기산이 첨가된다. 질산의 첨가는 이들 에천트(etchant) 부산물의 용해도 뿐 아니라 전체 에칭 속도를 증가시켜 에칭 개구의 막힘을 방지하고 욕 수명을 연장시킨다.
몇몇 구체예에서, 및 도 12에 도시된 바와 같이, 에칭된 미세-천공의 형상은 확산 속도에 대한 반응 속도에 비에 의존할 수 있다. 반응 속도는 표면 상의 벌크 유리의 에칭 속도(E1)에 직접 영향을 미치는 반면 확산 속도는 개구의 에칭 속도(E2)를 구동한다. 확산 속도 또는 유효 에칭 속도는 동역학에 의해 구동되며 에천트 화학, 유리 조성, 및 온도에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 보다 농축된 HF 용액, 보다 약한 결합 네트워크의 유리, 또는 증가된 욕 온도를 사용하는 것은 보다 많은 가용성 히드로늄 및 플루오린 이온을 도입하고 이들이 보다 높은 속도로 반응하도록 에너지를 첨가함으로써 모두 시스템의 반응 속도를 증가시킬 수 있다. 확산 속도는 이들 활성 이온이 벌크 또는 유리 부분 내로 도입되어 새로운 유리 분자와 반응하는 속도이다. 확산은 교반(예를 들어, 초음파 및 재순환), 부분의 습윤성, 및 온도와 같은 많은 인자에 의해 영향받을 수 있다. 이들 파라미터를 조정함으로써 미세-천공의 형상은 제1 또는 제2 유리 기판(210, 220)에서 모래시계로부터 원통형 개구로 수정될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 사용된 산 에천트는 약 1.0 ㎛/분의 유효 에칭 속도를 갖는 약 1.5 M 불산 및 약 1.6 M 질산이다. 유리 기판 또는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 직접 커플링된(coupled), 약 40 kHz의 출력 주파수를 갖는 베이스 초음파 변환기가 장착된 JST 에칭 시스템에서 에칭될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 유리 기판 또는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트는 에천트가 욕 내의 바닥으로부터 위로 재순환되는 동안 약 300 mm/s로 수직으로 교반된다. 이 교반은 개구로의 확산을 증가시키고 유리 표면과 만나는 초음파를 균질화하는 것을 돕는다. 몇몇 구체예에서, 욕 온도는 냉각 에천트를 바닥으로부터 펌핑함으로써 약 20.3 ℃(약 +/- 0.1 ℃ 이내)에서 유지된다. 초음파에 의해 가열된 따뜻한 에천트는 오버플로우(overflow)하고 칠러(chiller)를 통해 돌려보내진다. 에칭 공정의 이 배열은 손상 트랙으로의 산의 확산의 적절한 양을 허용하여 생성되는 미세-천공이 개방되고 실질적으로 원통형일 수 있도록 한다. 개구에서 보다 많은 모래시계 형상을 달성하기 위해, 시스템의 초음파는 개구로의 확산을 감소시키기 위해 꺼질 수 있고 이는 차례로 개구 내부의 에칭 속도(E2)를 감소시킨다. 개구의 형상은 농도, 온도, 교반 등과 같은 파라미터를 조정함으로써 반응 속도에 대한 확산 속도의 비를 조정함으로써 수정될 수 있다.
에칭 후에, 몇몇 구체예에서, 유리 또는 유리-세라믹은 템퍼링되거나, 화학적으로 처리되어(예를 들어, 이온-교환 작업) 라미네이트(110)를 형성하는 중합체 중간층으로의 라미네이션 전에 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 층을 강화할 수 있다.
본 개시는 또한 전술한 바와 유사하게 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 미세-천공을 형성하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 방법은 레이지 빔에 의해 복수의 손상 트랙(1210)을 유리 또는 유리-세라믹 기판 또는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 내로 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 손상 트랙(1210)은 클러스터(1310)를 형성하도록 위치된다. 몇몇 구체예에서, 레이저는 몇몇 레이저 펄스를 사용하여 물질을 손상시킨다. 몇몇 구체예에서, 레이저 공정은 근접한 손상 트랙의 군을 생성하고, 이는 이후 에칭 공정 동안 합병되어 보다 큰 개구(1320)를 형성하며 최종적으로 개구 또는 미세-천공(120)을 갖는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)을 생성한다.
몇몇 구체예에서, 복수의 손상 트랙(1210)은 복수의 클러스터(1310)으로 그룹화되며, 각각의 클러스터(1310)는 하나 초과의 손상 트랙(1210)을 포함하며, 여기서 각각의 클러스터 내 손상 트랙은 각각 제1 및 제2 기판(210 및 220)을 에칭하는 단계 동안 단일 미세-천공으로 병합되며 각각의 클러스터(1310)는 별개의 미세-천공을 형성한다.
몇몇 구체예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 손상 트랙(1210)의 레이아웃은 이들이 합병될 때 원하는 형상을 형성할 수 있도록 레이저 손상 트랙 위치를 미리-위치시킴으로써 임의의 형상을 생성하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 원형, 삼각형, 사각형, 및 다른 다각형, 비-선형 형상, 텍스트 또는 숫자. 로고, 꽃과 같은 장식 패턴 등이 있다.
몇몇 구체예에서, 상기 방법은 레이저 빔에 의해 복수의 손상 트랙(1210)을 유리 또는 유리-세라믹 기판(210) 내로 형성하는 단계를 포함하며, 복수의 손상 트랙 각각은 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 별개의 미세-천공(120)을 형성한다. 몇몇 구체예에서, 단일 레이저는 손상 트랙을 생성하는데 사용될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 다수의 레이저가 손상 트랙을 생성하는데 사용될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 개별 손상 트랙(1210)은 이들이 원하는 미세-천공 애퍼쳐(aperture) 형상이 얻어질 때까지(예를 들어, 도 13의 원형) 유리 물질이 에칭될 때 개구를 형성함에 따라 병합되도록 배열될 수 있다. 이와 관련하여, 임의의 형상은 손상 트랙(1210)의 위치 및 에칭 공정에 기초하여 달성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 유사한 방법이 레이저 빔에 의해 복수의 손상 트랙(1210)을 유리 또는 유리-세라믹 기판 내로 형성함으로써 사용될 수 있으며, 여기서 손상 트랙(1210)은 주위(peripheral) 패턴을 형성하기 위해 위치된다.
몇몇 구체예에서, 레이저는 버스트 또는 펄스 패턴 또는 위치의 제어를 통해 서로 근접한 복수의 손상 트랙을 형성하기 위해 단일 또는 다수의 작은 인접 손상 트랙을 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 인접 손상 트랙 사이의 간격은 유리 또는 유리-세라믹 기판 상에서 원하는 천공 형상 또는 천공 크기로 수정될 수 있다. 예를 들어, 타원형 미세-천공 형상을 생성하기 위해, 레이저는 중심 라인을 따라 보다 많은 손상 트랙을 생성하고 중심 라인의 위 및 아래에 보다 적은 손상 트랙을 생성하도록 프로그래밍될 수 있다. 산 용액에서 에칭 시 이 패턴은 단일 레이저 손상 트랙으로 원형 미세-천공을 생성하는 것과 달리 타원형 형상을 초래할 것이다.
몇몇 구체예에서, 레이저는 유리의 특정 섹션 상에서 다수의 손상 트랙을 갖는 유리를 때리고 또한 다른 섹션 상에서 보다 적은 손상 트랙을 생성하기 위해 이를 때리도록 프로그래밍될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 레이저는 동일한 위치에서 유리 기판을 여러 번 때리도록 프로그래밍될 수 있다. 에칭 시, 이는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 따라 상이한 미세-천공 크기를 갖는 유리 기판 또는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 초래할 것이며, 이는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 표면을 따른 미세-천공 크기 또는 최대 치수의 제어를 허용한다.
유리하게는, 몇몇 구체예에서, 이 특정 방법은 고속 미세-천공 공정을 초래한다. 서로 인접한 복수의 손상 트랙을 생성하기 위해 다중 레이저 펄스 또는 버스트를 사용한 이후, 보다 큰 천공 또는 개구를 형성하도록 손상 트랙을 연결하기 위해 화학적 에칭 공정을 사용함으로써, 이 공정은 이러한 천공/개구의 생성 속도를 증가시킨다. 차례로, 미세-천공 또는 개구는 음향 적용 또는 예를 들어, 장식 목적과 같은 다른 적용에 적용될 수 있다.
단일 레이저 펄스 또는 버스트가 각 미세-천공에 대해 단일 우선적인 손상 트랙을 생성하는데 사용된 이후 천공을 원하는 크기 및 형상으로 확대하기 위해 화학적 에칭이 사용되는 공정과 비교하여, 단일 미세-천공으로 합병되는 인접한 손상 트랙을 생성하기 위해 다중 레이저 펄스 또는 버스트를 이용하는 공정은 화학적 에칭 시간을 상당히 감소시키며, 이는 단일 레이저 펄스 방법의 속도보다 적어도 약 1.5배 빠른 공정을 초래한다. 유리하게는, 미세-천공 당 다수의 손상 트랙을 사용하는 상기 방법은 두꺼운 유리에서 높은 종횡비의 미세-천공을 제조하는 것을 쉽게 만들며, 이는 보다 낮은 유리 두께 감소를 달성한다. 차례로, 이들 이점은 제조 비용을 감소시키며(부분적으로 감소된 에칭 시간), 고밀도 미세-천공이 비교적 빠르게 형성되도록 하여, 미세-천공 유리 패널의 제조 처리량을 증가시킨다. 이 공정에 대한 현재 비용 동인(driver)은 에칭 공정이며, 에칭 시간, 위험성 폐기물, 안전 위험 등을 감소시키는 공정을 이용하는 것이 유리하다. 또한, 미세-천공 당 다수의 손상 트랙을 이용하는 이 공정은 에칭 동안 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 감소된 두께 감소를 초래하므로, 에칭 공정으로부터의 감소된 거칠기, 파형, 또는 표면 결함을 통해 표면 품질을 향상시킨다. 또한, 상기 공정은 감소된 왜곡 및 증가된 광학 품질을 초래한다.
또한, 미세-천공 당 복수의 손상 트랙을 이용하는 것은 높은 종횡비의 미세-천공이 생성될 필요가 있는 경우(예를 들어, 건축 또는 자동차 적용에서와 같이, 비교적 두꺼운 유리를 사용하는 천공 흡음 유리에서) 특히 유리하며, 이는 에칭 시간이 상당히 감소되기 때문이다. 또한, 미세-천공 당 몇몇 손상 트랙을 이용하는 것은 유리 기판 상에 다양한 크기 및 형상의 미세-천공/개구를 생성할 필요가 있는 경우 특히 유리하다. 예를 들어, 미세-천공은 전술한 바와 같이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 천공의 다양한 크기, 형상, 밀도는 몇몇 별개의 드릴링 및 에칭 단계에 대한 필요 없이 다양한 패턴의 상이한 수의 레이저-생성 손상 트랙을 이용하는 단일 공정을 사용하여 단일 기판 상에 형성될 수 있다. 천공의 단면은 또한, 예를 들어, 단면이 일반적으로 원형 원통형인지, 또는 "모래시계" 형상인지에 관계 없이 대조군을 제공하도록 제어될 수 있다.
마지막으로, 미세-천공 당 다수의 손상 트랙을 이용하는 방법에 대해, 수용 가능한 공정 허용 오차는 레이저 드릴링 및 에칭 모두에 대해 보다 클 수 있으며, 이는 특히 큰 기판 크기에서 위험을 감소시키고 수율을 향상시킨다. 이는 에칭 공정을 비교적 덜 중요하게 하는 생성된 다중 레이저 드릴링된 개구 및 몇몇 레이저 드릴링된 미세-천공이 에칭 후에 일 미세-천공으로 합병될 때 보다 덜 영향을 받기 때문에 비교적 덜 중요해진 개별 개구 품질로 인한 것이다.
도 15a 및 15b는 예를 들어, 미세-천공(120)의 평면도(1500) 및 다중 미세-천공(120)의 단면도의 확대된 예(전자 현미경 이미지)를 나타낸다. 미세-천공의 단면은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트(110)의 두께를 통한 미세-천공의 길이를 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 모래시계-형상의 단면(또는 "병목" 형상), 원통형, 원뿔형, 또는 이의 조합이 있다.
도 16 및 17은 비-원형 개구 및 비-원형 원통형 미세-천공의 예를 나타낸다. 손상 트랙 형성 후, 개구는 20% 불산 및 10% 질산을 갖는 에천트에 30분 동안의 노출에 의해 형성되었다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 제거는 중합체 층의 개구를 드릴링하도록 적절하게 조정된 레이저 빔을 사용하는 레이저 드릴링에 의해 수행될 수 있다. 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 대한 중합체 중간층을 레이저 드릴링하는 것의 몇몇 이점은 아래와 같다.
i. 밀봉 - 레이저 드릴링은 에칭 균일성에 영향을 미치는 용매 탱크에 걸친 온도 및 초음파 변화에 민감한 용매 에칭에 비해 큰 규모의 개구 제조 공정으로 사용될 수 있다.
ii. 비용 효과성 - 레이저 드릴링은 비용-효과적 공정일 수 있으며 1'x 1' 이상의 크기를 갖는 라미네이트 시스템 제조의 유연성을 제공한다.
iii. 높은 처리량 - 높은 정확성 및 높은 속도를 갖는 개구의 고밀도 어레이는 높은 출력 품질을 유지하면서 높은 처리량을 초래하도록 형성될 수 있다.
iv. 설계 유연성 - 레이저 드릴링 공정은 원하는 음향 성능을 조정 및 달성하도록 임의의 형상, 설계, 크기 등을 제조하기 위한 유연성을 제공한다.
도 18은 중합체 중간층(230)의 레이저 드릴링된 개구(235)의 확대도를 나타낸다. 레이저는 CO2 레이저일 수 있다. 다른 적합한 레이저 및 레이저 에너지가 사용될 수 있다. 개구의 직경은 레이저 에너지, 노출 시간, 주파수 등과 같은, 그러나 이에 제한되는 것은 아닌 레이저 파라미터를 변화시킴으로써 조정될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 복수의 레이저 드릴링된 개구의 직경은 균일하거나 균일하지 않을 수 있다. 라미네이트의 중간층의 레이저 드릴링된 개구의 직경은 20 um, 50 um, 100 um, 150 um, 200 um, 250 um, 300 um, 350 um, 400 um, 500 um, 1000 um, 또는 이들 중 임의의 두 값을 끝점으로 갖는 임의의 범위일 수 있다. 몇몇 구체예에서, 중합체 중간층의 레이저 드릴링된 개구의 직경은 라미네이션 동안 중합체 개구 직경의 변화를 수용하도록 유리 또는 유리 세라믹 층의 개구의 직경과 상이할 수 있다. 예를 들어, 중합체 중간층의 레이저 드릴링된 개구의 직경은 약 250 um, 약 300 um, 약 340 um일 수 있다.
개구는 전체 라미네이트를 통해 균일한 개구 크기를 갖도록 의도적으로 설계되거나 유리 또는 유리 세라믹 기판 및 중합체 중간층에서 상이하거나 또는 상이한 유리 또는 유리 세라믹 기판 사이에서 상이하도록 의도적으로 설계될 수 있다. 예를 들어, 제1 유리 또는 유리 세라믹 기판의 개구는 중합체 중간층의 개구와 동일할 수 있으나, 제2 유리 또는 유리 세라믹 기판의 개구는 상이한 개구 크기를 가질 수 있다. 유사하게, 두 유리 또는 유리 세라믹 기판의 개구는 동일할 수 있으나, 중합체 개구 크기는 상이할 수 있다. 최종적으로, 유리 또는 유리 세라믹 기판 및 중합체 중간층 각각은 동일한 개구 크기를 가질 수 있다.
도 19 내지 21은 다양한 라미네이트 시스템 및 대조군에 대한 음향 주파수(Hz)의 범위에 걸친 흡음 계수를 나타낸다. 흡음 계수는 흡수체의 표면에 대한 입사 소리 세기에 대한 흡수된 소리 세기의 비이다. 내부 건축 공간에서의 목적 음향 주파수는 500 내지 5000 Hz 범위에 놓일 수 있는 음성 주파수와 연결된다. 도면에서, "1"의 흡수 계수는 완전 흡수를 나타낸다.
도 19는 주파수(Hz)의 범위에 걸쳐 동일한 캐비티 간격을 갖는 1.5 mm 두께의 대조 라미네이트(비-천공) 및 1.5 mm 두께의 미세-천공 유리 라미네이트에 대한 측정된 수직 입사 음향 흡수의 비교를 나타낸다. 미세-천공 유리 라미네이트의 흡음 계수가 동일한 두께 및 캐비티 간격의 대조 유리 라미네이트보다 크다는 것을 도 19로부터 알 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 라미네이트의 흡음 계수는 동일한 두께 및 캐비티 간격을 갖는 대조 비-천공 라미네이트보다 약 3배 클 수 있다.
도 20은 대조군 및 라미네이트에 대한 흡음 계수 대 주파수의 비교를 나타낸다. 천공이 없는 중합체 중간층(PVB)을 갖는 라미네이트된 두 유리 기판을 포함하는 대조 라미네이트 및 중합체 중간층(PVB)에 천공이 없는 라미네이트는 비-천공 중합체 중간층(PVB)에서 음향 통로의 억제에 기인하는 나쁜 음향 흡수를 나타낸다는 것이 관측될 수 있다. 동일한 총 두께 및 캐비티 간격을 갖는 미세-천공 유리 라미네이트는, 그러나, 모델 데이터와 일치하게, 동일 주파수에서 우수한 흡음 계수(> 0.6)를 나타내었다.
몇몇 구체예에서, 모델 데이터는 전술한 식으로부터 음향 임피던스를 계산하기 위한 코드를 발달시키고, 이후 다음의 식을 사용하여 흡음 계수를 계산(Maa의 이론)함으로써 얻어졌으며:
Figure pct00006
여기서 α는 흡수 계수이고, Re[Z]는 음향 임피던스의 실수부이며 Im[Z]는 음향 임피던스의 허수부이다.
도 21은 상이한 캐비티 간격을 갖는 두 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 대한 흡음 계수 대 주파수를 나타낸다. 피크 주파수 및 폭의 위치는 캐비티 간격을 조정함으로써 조정될 수 있음이 관측될 수있다. 또한, 흡음 곡선의 높이 및 폭은 천공 크기, 천공 간격, 천공의 공극률, 천공 설계, 천공 형상 등과 같은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 속성을 변경함으로써 커스터마이즈(customize)될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 디자인 속성은 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 소음 감소율을 결정할 수 있다.
본 개시의 구체예는 동일한 참조 번호가 동일 또는 기능적으로 유사한 요소를 나타내는데 사용되는 수반된 도면에 도시된 바와 같은 이들의 구체예를 참조하여 본원에 상세하게 기술된다. "일 구체예", "구체예", "몇몇 구체예", "특정 구체예" 등에 대한 언급은 기술된 구체예가 특정 특징, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있음을 나타내나, 모든 구체예가 상기 특정 특징, 구조, 또는 특성을 반드시 포함할 수 있는 것은 아니다. 또한, 이들 문구는 반드시 동일한 구체예를 언급하는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조, 또는 특성이 구체예와 관련하여 기술될 때, 이는 명시적으로 기술되었는지 여부와 관계 없이 다른 구체예와 관련하여 이러한 특징, 구조, 또는 특성에 영향을 미치는 것으로 본 기술 분야의 기술자의 지식 범위 내에 있는 것으로 알려진다.
특정 상황에서 달리 언급되지 않는 한, 상한 및 하한 값을 포함하여 수치 값의 범위가 본원에 열거된 경우, 상기 범위는 이들의 끝점, 및 범위 내의 모든 정수 및 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 범위를 정의할 때, 청구항의 범위는 열거된 특정 값으로 제한되는 것으로 의도되지는 않는다. 또한, 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 일 이상의 바람직한 범위 또는 바람직한 상한 값 및 바람직한 하한 값의 목록로서 주어지는 경우, 이는 임의의 상한 범위 제한 또는 바람직한 값 및 임의의 하한 범위 제한 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 모든 범위가구체적으로 개시되는 것으로 이해되어야 하며, 이는 이러한 쌍이 별개로 개시되었는지 여부와는 관계 없다. 마지막으로, 용어 "약"이 값 또는 범위의 끝점을 기술하는데 사용되는 경우, 본 개시는 언급된 특정 값 또는 끝점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 범위의 수치 값 또는 끝점이 "약"을 언급하는지에 관계 없이, 범위의 수치 값 또는 끝점은 두 구체예: "약"에 의해 변경된 것, 및 "약"에 의해 변경되지 않은 것을 포함하는 것으로 의도된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약"은 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 양 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요가 없으나, 허용 오차, 전환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 본 기술분야의 기술자에게 공지된 다른 인자를 반영하여 원하는 바와 근사하거나 및/또는 보다 크거나 작을 수 있음을 의미한다.
본원에 사용된 바와 같이, "포함하는"은 개방형 연결구이다. 연결구 "포함하는"에 뒤따르는 요소의 목록은 비-배타적 목록이어서, 목록에서 구체적으로 열거된 것 뿐 아니라 다른 요소 또한 존재할 수 있다.
본원에 사용된 용어 "또는"은 포괄적이며; 보다 구체적으로 어구 "A 또는 B"는 "A, B, 또는 A 및 B 모두"를 의미한다. 배타적인 "또는"은 예를 들어 "A 또는 B", 및 "A 또는 B 중 하나"와 같은 용어에 의해 본원에서 설계된다.
요소 또는 성분을 기술하는 부정관사 "하나의(a, an)"는 이들 요소 또는 성분 중 하나 또는 적어도 하나가 존재함을 의미한다. 이들 관사가 변형된 명사가 단수형 명사임을 나타내기 위해 통상적으로 사용되지만, 본원에 사용된 관사 "하나의"는 특정 상황에서 달리 언급하지 않는 한 복수형을 포함한다. 유사하게, 본원에 사용된 정관사 "상기(the)"는 또한 변형된 명사가 특정 상황에서 달리 언급되지 않는 한 단수 또는 복수일 수 있음을 나타낸다.
용어 "여기서"는 개방형 연결구로 사용되어, 일련의 구조의 특성의 열거를 도입한다.
실시예는 설명적인 것이며, 본 개시의 제한은 아니다. 본 기술 분야에서 일반적으로 대면하는, 본 기술분야의 기술자에게 명백한 다양한 조건 및 파라미터의 다른 적절한 변경 및 수정은 본 개시의 사상 및 범위 내이다.
다양한 구체예가 본원에 기술되었으나, 이들은 제한이 아니라 단지 예로서 제시되었다. 본원에 기술된 교시 및 지침에 기초하여, 수정 및 변경은 개시된 구체예의 의미 및 균등물의 범위 내에 있도록 의도된 것임이 명백해야 한다. 따라서 본 개시의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본원에 개시된 구체예에 대한 다양한 형태 및 세부 사항의 변화가 만들어질 수 있음은 본 기술분야의 기술자에게 명백할 것이다. 본원에 제시된 구체예의 요소는 반드시 상호 배타적일 필요는 없으나, 본 기술분야의 기술자에 의해 이해될 수 있는 다양한 요구를 충족시키기 위해 상호 교환될 수 있다.
본원에 사용된 어구 또는 용어는 설명의 목적이며 제한의 목적은 아님이 이해되어야 한다. 본 개시의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 구체예에 의해 제한되어서는 안되며, 다음의 청구항 및 이들의 균등물에 따라서만 정의되어야 한다.
실시예
미세-천공 유리 라미네이트의 샘플이 형성되었다. 미세-천공 유리 라미네이트를 형성하기 위한 여러 경로는 가능성 및 흡음 특성을 입증하기 위해 테스트되었다. 이들은 중합체 중간층 PVB의 용매 에칭 및 레이저 드릴링을 포함한다. 최종 제품은 보다 큰 설비로의 통합을 위해 직사각형 또는 정사각형 패널로 생산될 수 있지만, 개발 및 음향 테스트를 위해, ~35 mm 직경의 유리 디스크가 사용되었다.
A. 물질 - 중합체 중간층, PVB의 경우, Eastman Solutia Saflex RB11 및 SentryGlas® 5000 (Kuraray America Inc.로부터 구입)의 샘플이 사용되었다. 이로부터, RB11은 용매에 대한 이의 바람직한 용해도 및 0.38 mm의 최소 두께로 인해 라미네이션에 대해 선택되었다.
B. PVB 및 SentryGla 용해도 - Saflex RB11의 경우, 나머지 톨루엔을 갖는 40 내지 60% 메탄올은 15 내지 30분 후 발생하는 용해가 최적인 것으로 나타났는데, 이는 100% 메탄올이 > 1시간을 취하고, 100% 톨루엔은 며칠 후에도 용해되지 않는 것과 대조적이다. 문헌에서 PVB 세립(granule)을 위한 용매로서 종종 언급되는 부틸 글리콜 및 부틸 디글리콜이 테스트되었고 교반 시 > 4시간을 요구하는 것으로 밝혀졌다. 초음파 처리 하의 용해 시간은 보다 짧았다. SentryGlas®는 안정성 관점에서 호환되지 않는 물질로 열거된 다양한 용매 및 산에 대해 테스트되었다. 불완전한 용해가 발견되었으나, 일부 공격은 며칠 간 발견되었다. 용매 에칭은 SentryGlas®로 제조된 라미네이트에 대해 실행 가능한 경로가 아니다.
C. 라미네이션 - PVB (Saflex RB11)의 디스크는 손으로 절단되었고 에지 주위의 1 내지 2 mm의 초과 PVB를 남겨두고 두 개의 유리 디스크 사이에 정렬되었다. 부분은 작은 비커 위에 위치되었고 금속 펠릿(pellet)으로 채워진 제2 비커는 중량으로 설정되었다. 가열이 시작되기 전에 부분은 ~23 inHg 진공 하에서 실온으로 유지되었다. 부분은 상기 부분이 투명해지고 PVB가 에지에서 약간 수축될 때까지 ~160 ℃로 가열되었다. 부분은 N2 하에서 냉각되었다. 초과의 PVB는 면도날 또는 핫 나이프로 제거되었다. 대부분의 부분은 기포가 없었다. 대안적으로, PVB의 디스크는 펀치를 사용하여 유리 디스크의 직경으로 절단되었다. 부분은 정렬되었고 이형 천(release cloth) 사이에 샌드위치되었다. 부분은 RT에서 진공 하에 고정되었고 오토클레이브에서 마무리되었다.
D. 유리 기판의 레이저 드릴링 및 HF 에칭 - 두 개의 GG(Gorilla Glass) 디스크는 PVB 중간층으로 라미네이트되었고, 이후 레이저 드릴링되었으며(앞서 상세히 기술된 공정) HF 에칭되었다. 개구는 개구 치수 및 욕 조건에 따라 모래시계 형상 또는 비교적 원통일 수 있다. 라미네이트를 에칭할 때, PVB 층은 라미네이트된 면 상의 HF의 진입을 방지한다. 따라서 각 유리 디스크 내의 개구는 원통형 형상보다는 원뿔형이다. 부분이 불충분하게 에칭되면, 이는 모든 PVB에서 개방되지 않거나 거의 개방되지 않아, PVB에 개구를 형성하기 위해 긴 시간의 용매 에칭을 요구한다. 레이저 드릴링되거나 산 에칭된, PVB를 갖는 유리 디스크를 라미네이트하는 것이 가능하며, 이는 보다 균일한 치수의 개구를 갖는 라미네이트를 제공한다. 이 루트는 개구가 정렬되어야 하기 때문에 보다 복잡한 정렬 단계를 포함한다.
E. 용매 에칭 - PVB 층의 노출된 에지의 바람직하지 않은 에칭을 회피하기 위해, 에지는 Dow Corning clear RTV 실란트로 밀몽되고 밤새 경화되었다. 60 부피% 톨루엔 및 40 부피% 메탄올의 혼합물은 Branson 3510 벤치 탑 초음파 세척기 내의 비커에 첨가되었고 부분은 침지(submerge)되었다. 활성 가열이 사용되지 않았다. 초음파 처리 시간은 PVB 층의 개구부에 따라 보통 2 내지 20분이었다. 초과 용매는 에칭 후에 부분을 20 내지 40 ℃에서 진공 오븐 내에 위치시킴으로써 제거되었다.
F. PVB 중간층의 레이저 드릴링 - PVB 층의 용매 에칭에 대한 대안으로서, 유리 디스크의 간격과 일치하는 개구의 어레이는 CO2 레이저를 사용하여 몇몇 작은 정사각형의 PVB에서 레이저 드릴링/삭마되었다. 개구는 도 18에 도시된 바와 같이 대략 ~340 um이었다. 이들 드릴링된 PVB의 정사각형은 손으로 둥글게 절단되었다. PVB의 개구는 0.005" 스테인레스 강 와이어를 사용하여 두 개의 유리 디스크 각각의 개구와 정렬되었다. 유리 디스크 및 PVB 층은 성공적으로 라미네이트되었다. 개구 직경 및 고정/오토클레이브 조건의 추가 최적화가 필요하다.
G. 관통 개구(through opening)의 검증 - 염료 침투 분석은 유리 라미네이트의 미세-천공이 관통 개구였음을 입증한다. 개구가 관통 개구임을 확인하기 위해, 이들은 인덱스 매칭 유체에서 형광 염료로 채워졌다. Zeiss Confocal Microscope가 라미네이트의 두께를 통한 프로파일 및 다수의 개구에 걸친 프로파일에 사용되었다. PVB 개구 크기는 용매 에칭 시간에 의해 제어될 수 있음이 관측되었다. ~50 um 내지 ~150 um 범위의 직경의 PVB 개구가 얻어졌다.
H. 결과 - 음향 성능: 1.5 mm 미세천공 유리 라미네이트는 도 20에 도시된 바와 같이 우수한 흡음 계수(계수 > 0.6)를 나타내었다. 소음 감소율은 또한 도 21에 도시된 바와 같이 캐비티 간격을 조정함으로써 조정될 수 있다. 25 mm의 캐비티 간격은 3 mm의 캐비티 간격에 비해 높은 NRC를 초래한다. 또한, 흡음 곡선의 높이 및 폭은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트 속성을 변화시킴으로써 커스터마이즈될 수 있다.
I. 결과 - 수명 테스트: 부분은 수분에 대한 노출로 인한 에지 박리(delamination)에 대해 테스트되었다. 각각 60 ℃/90% RH 및 85 ℃/85% RH에서 수 주 후의 분명한 박리는 관측되지 않았다.
본 개시의 관점 (1)은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트로서: 제1 중합체 중간층에 의해 제2 기판에 라미네이트된 제1 기판, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되고; 및 복수의 미세-천공을 포함하는 것에 관한 것이며, 상기 복수의 미세 천공 각각은 상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통해 연장한다.
본 개시의 관점 (2)는 관점 (1)의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트로서, 다음의 순서로: 상기 제1 기판; 상기 제1 중합체 중간층; 상기 제2 기판; 제2 중합체 중간층; 및 상기 제2 중합체 중간층에 의해 상기 제2 기판에 라미네이트된 제3 기판을 더욱 포함하는 것에 관한 것이며, 여기서 상기 제3 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택된다.
본 개시의 관점 (3)은 관점 (1) 또는 관점 (2)의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것이며, 여기서 상기 미세-천공 유리 또는 유리 라미네이트의 소음 감소율(NRC)은 0.3 내지 1이다.
본 개시의 관점 (4)는 관점 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 20 um 내지 1000 um 범위이다.
본 개시의 관점 (5)는 관점 (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수에 대한 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께의 비는 0.1 내지 20이다.
본 개시의 관점 (6)은 관점 (1) 내지 (5) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 인접한 미세-천공 사이의 간격은 40 um 내지 5000 um 범위이다.
본 개시의 관점 (7)은 관점 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 유리 또는 유리-세라믹에서 상기 미세-천공의 공극률은 0.5% 내지 20% 범위이다.
본 개시의 관점 (8)은 관점 (1) 내지 (7) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통한 미세-천공의 형성은 원통, 원뿔, 모래-시계, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
본 개시의 관점 (9)는 관점 (1) 내지 (8) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 균일하다.
본 개시의 관점 (10)은 관점 (1) 내지 (8) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 균일하지 않다.
본 개시의 관점 (11)은 관점 (1) 내지 (10) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 인접한 미세-천공 사이의 간격은 균일하다.
본 개시의 관점 (11)은 관점 (1) 내지 (10) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 인접한 미세-천공 사이의 간격은 균일하지 않다.
본 개시의 관점 (12)는 관점 (1) 내지 (10) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 인접한 미세-천공 사이의 간격은 균일하지 않다.
본 개시의 관점 (13)은 관점 (2) 내지 (12) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트, 이오노머(ionomer), 폴리우레탄, 및 폴리카보네이트로 이루어지는 군으로부터 개별적으로 선택된다.
본 개시의 관점 (14)는 관점 (2) 내지 (13) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 광학적으로 투명하거나, 반투명하거나, 광택이 없거나(frosted), 또는 착색된다.
본 개시의 관점 (15)는 관점 (2) 내지 (14) 중 어느 하나의 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 단일 층 또는 다중 층을 포함한다.
본 개시의 관점 (16)은 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은: 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며; 상기 제1 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하도록 정렬된다.
본 개시의 관점 (17)은 관점 (16)의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 소음 감소율(NRC)은 0.3 내지 1이다.
본 개시의 관점 (18)은 관점 (16) 또는 (17)의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 전에 수행된다.
본 개시의 관점 (19)는 관점 (16) 또는 (17)의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 이후에 수행된다.
본 개시의 관점 (20)은 관점 (16) 내지 (19) 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는: 제1 레이저 빔으로 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계; 및 상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 산 용액에서 에칭하는 단계를 포함한다.
본 개시의 관점 (21)은 관점 (20)의 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계; 상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 기판 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계; 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계 후에, 상기 복수의 손상 트랙으로부터 상기 제1 기판 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 산 용액에서 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계; 및 상기 유리 또는 유리-세라믹을 형성하는 단계 후 및 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계 후에, 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계를 더욱 포함한다.
본 개시의 관점 (22)는 관점 (20)의 방법에 관한 것으로, 상기 방법은: 상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계; 제2 레이저 빔으로 상기 중합체 중간층에 상기 복수의 개구를 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 상기 산 용액에서 에칭하는 단계; 및 에칭하는 단계 후에, 상기 제1 및 제2 기판의 복수의 개구 및 상기 중합체 중간층의 복수의 개구가 정렬되는 동안 상기 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함한다.
본 개시의 관점 (23)은 관점 (16) 내지 (22) 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계는 용매 에칭, 레이저 드릴링, 온배수, 물리적 구멍 뚫기, 기계적 드릴링, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행된다.
본 개시의 관점 (24)는 관점 (16) 내지 (22) 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는 산 에칭, 레이저 드릴링, 레이저 드릴링 이후의 산 에칭, 기계적 드릴링 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행된다.
본 개시의 관점 (25)는 관점 (16) 내지 (24) 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 복수의 손상 트랙은 복수의 클러스터(cluster)로 그룹화되며, 각각의 클러스터는 하나 초과의 손상 트랙을 포함하고, 여기서 각각의 클러스터 내의 손상 트랙은 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 단일 미세-천공으로 병합되며, 각각의 클러스터는 별개의 미세-천공을 형성한다.
본 개시의 관점 (26)은 관점 (16) 내지 (24) 중 어느 하나의 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 복수의 손상 트랙 각각은 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 별개의 미세-천공을 형성한다.
본 개시의 관점 (27)은 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며; 상기 제1 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및 상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트에 관한 것으로서, 여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하기 위해 정렬된다.

Claims (27)

  1. 미세-천공(micro-perforated) 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트로서:
    제1 중합체 중간층에 의해 제2 기판에 라미네이트된 제1 기판, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되고; 및
    복수의 미세-천공을 포함하고, 상기 복수의 미세 천공 각각은 상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통해 연장하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트는 다음의 순서로:
    상기 제1 기판;
    상기 제1 중합체 중간층;
    상기 제2 기판;
    제2 중합체 중간층; 및
    상기 제2 중합체 중간층에 의해 상기 제2 기판에 라미네이트된 제3 기판을 더욱 포함하며, 여기서 상기 제3 기판은 유리 및 유리-세라믹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리 라미네이트의 소음 감소율(Noise Reduction Coefficient, NRC)은 0.3 내지 1인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 20 um 내지 1000 um 범위인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수에 대한 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께의 비는 0.1 내지 20인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 평면에서 인접한 미세-천공 사이의 간격은 40 um 내지 5000 um 범위인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 또는 유리-세라믹에서 상기 미세-천공의 공극률은 0.5% 내지 20% 범위인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기판, 제1 중합체 중간층, 및 제2 기판을 통한 미세-천공의 형성은 원통, 원뿔, 모래-시계, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 균일한 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  10. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 미세-천공 각각의 최대 치수는 균일하지 않은 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 미세-천공 사이의 간격은 균일한 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  12. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 미세-천공 사이의 간격은 균일하지 않은 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  13. 청구항 2 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌-비닐 아세테이트, 이오노머(ionomer), 폴리우레탄, 및 폴리카보네이트로 이루어지는 군으로부터 개별적으로 선택되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  14. 청구항 2 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 광학적으로 투명하거나, 반투명하거나, 광택이 없거나(frosted), 또는 착색된 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  15. 청구항 2 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중합체 중간층은 단일 층 또는 다중 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리 세라믹 라미네이트.
  16. 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며;
    상기 제1 기판에 복수의 개구(opening)를 형성하는 단계;
    상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및
    상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하며,
    여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하도록 정렬(align)되는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 소음 감소율(NRC)은 0.3 내지 1인 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  18. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  19. 청구항 16 또는 17에 있어서,
    상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계는 상기 제1 기판, 제2 기판 및 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계 이후에 수행되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  20. 청구항 16 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는:
    제1 레이저 빔으로 복수의 손상 트랙(track)을 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 산 용액에서 에칭하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 상기 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계;
    상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 기판 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
    상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계 후에, 상기 복수의 손상 트랙으로부터 상기 제1 기판 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 산 용액에서 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계; 및
    상기 유리 또는 유리-세라믹을 형성하는 단계 후 및 상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계 후에, 상기 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 상기 중합체 중간층의 일부를 제거하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 방법은:
    상기 제1 레이저 빔으로 상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 손상 트랙을 형성하는 단계;
    제2 레이저 빔으로 상기 중합체 중간층에 상기 복수의 개구를 형성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 기판에 상기 복수의 개구를 형성하기 위해 상기 복수의 손상 트랙을 갖는 제1 및 제2 기판을 상기 산 용액에서 에칭하는 단계; 및
    에칭하는 단계 후에, 상기 제1 및 제2 기판의 복수의 개구 및 상기 중합체 중간층의 복수의 개구가 정렬되는 동안 상기 제1 및 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  23. 청구항 16 내지 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계는 용매 에칭, 레이저 드릴링, 온배수(thermal discharge), 물리적 구멍 뚫기(puncturing), 기계적 드릴링, 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  24. 청구항 16 내지 22 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계는 산 에칭, 레이저 드릴링, 레이저 드릴링 이후의 산 에칭, 기계적 드릴링 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 공정에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  25. 청구항 16 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 손상 트랙은 복수의 클러스터(cluster)로 그룹화되며, 각각의 클러스터는 하나 초과의 손상 트랙을 포함하고, 여기서 각각의 클러스터 내의 손상 트랙은 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 단일 미세-천공으로 병합되며, 각각의 클러스터는 별개의 미세-천공을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  26. 청구항 16 내지 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 손상 트랙 각각은 상기 제1 및 제2 기판을 에칭하는 단계 동안 별개의 미세-천공을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위한 방법.
  27. 소정의 두께를 갖는 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트를 형성하기 위해 제1 기판과 제2 기판 사이에 중합체 중간층을 라미네이트하는 단계, 여기서 상기 제1 및 제2 기판은 유리 또는 유리-세라믹으로부터 독립적으로 선택되며;
    상기 제1 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계;
    상기 제2 기판에 복수의 개구를 형성하는 단계; 및
    상기 중합체 중간층에 복수의 개구를 형성하는 단계를 포함하는 방법에 의해 형성된 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트로서,
    여기서 상기 제1 기판, 중합체 중간층 및 제2 기판 각각의 복수의 개구는 상기 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트의 두께를 통해 복수의 미세-천공을 형성하기 위해 정렬되는 미세-천공 유리 또는 유리-세라믹 라미네이트.
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