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特許7429816少なくとも1つの支持構造体を含む音響抵抗性支持体付き膜集成体
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-31
(45)【発行日】2024-02-08
(54)【発明の名称】少なくとも1つの支持構造体を含む音響抵抗性支持体付き膜集成体
(51)【国際特許分類】
   B32B 7/02 20190101AFI20240201BHJP
   G10K 11/04 20060101ALI20240201BHJP
   H04R 1/00 20060101ALI20240201BHJP
【FI】
B32B7/02
G10K11/04
H04R1/00 321
H04R1/00 311
【請求項の数】 18
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023077876
(22)【出願日】2023-05-10
(62)【分割の表示】P 2021127720の分割
【原出願日】2021-08-03
(65)【公開番号】P2023109841
(43)【公開日】2023-08-08
【審査請求日】2023-05-18
(31)【優先権主張番号】63/060,260
(32)【優先日】2020-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】391028362
【氏名又は名称】ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティド
【氏名又は名称原語表記】W.L. GORE & ASSOCIATES, INCORPORATED
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100128495
【弁理士】
【氏名又は名称】出野 知
(74)【代理人】
【識別番号】100208225
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 修二郎
(74)【代理人】
【識別番号】100144417
【弁理士】
【氏名又は名称】堂垣 泰雄
(74)【代理人】
【識別番号】100147212
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 直樹
(72)【発明者】
【氏名】ザカリー イー.ランパート
(72)【発明者】
【氏名】ウェイン エム.ギボンズ
(72)【発明者】
【氏名】イーティエン チャン
【審査官】山本 晋也
(56)【参考文献】
【文献】特表2019-511950(JP,A)
【文献】特開2020-109962(JP,A)
【文献】特開2014-123931(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0052945(US,A1)
【文献】特表2017-500767(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2016/0247499(US,A1)
【文献】特開2017-119232(JP,A)
【文献】特開2003-250188(JP,A)
【文献】特開2017-071131(JP,A)
【文献】特表2017-534789(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B 1/00-43/00
H04R 1/00-1/08
H04R 1/12
H04R 1/14
H04R 1/42
H04R 1/44
H04R 1/46
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
高分子膜と、
少なくとも1つの支持構造体と、
を備える集成体であって、
前記少なくとも1つの支持構造体が、
10~1000μmの厚さと、
5%~98%の有効開放面積と、
を有し、
前記集成体が、
100レイリー~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗と、
振動変位試験(VDT)を使用して計測して0.0002Pa/nm~3000Pa/nmの有効剛度と、
を有する、
集成体。
【請求項2】
前記少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分が、前記高分子膜と接触している、請求項1に記載の集成体。
【請求項3】
前記高分子膜が、100~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項4】
前記少なくとも1つの支持構造体が、10~5000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項5】
前記集成体が、キャピラリーピストン試験(CPT)に従って計測して、68.9kPa(10psi)~2413kPa(350psi)の範囲の水進入圧力(WEP)を有する、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項6】
前記集成体が、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~50dBの伝送ロスを与えるように構成され、および/またはインピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲について1.5dB/オクターブを超えて変化しない伝送ロスを示す、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項7】
前記高分子膜が、0.025ミクロン~300ミクロンの範囲の厚みを有する、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項8】
前記高分子膜が、異なる孔径を持つ複数の気孔を含む、請求項1又は2に記載の集成体。
【請求項9】
前記複数の気孔が、0.1~30ミクロンの範囲の最大孔径を有する、請求項8に記載の集成体。
【請求項10】
前記少なくとも1つの支持構造体が、少なくとも1つの支持層である、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項11】
前記少なくとも1つの支持層が、複数の開口を備える、請求項10に記載の集成体。
【請求項12】
前記複数の開口の単一開口の最大寸法が、1~500ミクロンである、請求項11に記載の集成体。
【請求項13】
前記少なくとも1つの支持層が繊維ガラス、金属、またはメッシュを含む、請求項10に記載の集成体。
【請求項14】
前記少なくとも1つの支持層がメッシュを含み、前記メッシュが、ポリエチレンテレフタレート(PET)織物メッシュまたは押出プラスチック不織メッシュであり、前記押出プラスチックは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフタルアミド(PPA)、又はアセタールホモポリマーの1つまたはそれ以上である、請求項13に記載の集成体。
【請求項15】
前記高分子膜が延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)を含む、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項16】
前記集成体が、少なくとも2つの支持構造体を備える、請求項1または2に記載の集成体。
【請求項17】
前記集成体が、第1支持構造体と第2支持構造体とを備え、前記高分子膜は、前記第1支持構造体と前記第2支持構造体との間に挟まれている、請求項16に記載の集成体。
【請求項18】
前記高分子膜と少なくとも1つの支持構造体との間には接着剤を備える、請求項1または2に記載の集成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、音響膜集成体の分野に関する。
【背景技術】
【0002】
音響膜集成体は、膜を通過して及びこれを通り越して機器へ及び機器から音を伝搬できるようにする。音響膜は、又、水、ダスト及びその他の汚染物質の進入を防止できる。技術上、改良された音響膜が、引き続き必要とされる。
【発明の概要】
【0003】
請求範囲となる実施形態は、本概要ではなく請求項によって画定される。本概要は様々な形態の高度な概説であり、下の「発明を実施するための形態」において更に説明する概念のいくつかを紹介する。本概要は、特許請求の対象の主要な又は必須の特徴を識別する意図はなく、又、特許請求の対象の範囲を定めるための分離に使用されることを意図しない。特許対象は、明細書全体、いずれか又は全ての図面及び各請求項の適切な部分を参照することによって理解すべきである。
【0004】
本開示は、高分子膜と少なくとも1つの支持構造体とを備える集成体に関する。
【0005】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、高分子膜と接触している。
【0006】
いくつかの実施形態において、集成体は、100~50,000レイリーの空気流抵抗を有する。
【0007】
いくつかの実施形態において、集成体は、振動変位試験(VDT)を使用して計測したとき0.0002Pa/nm~3,000Pa/nmの有効剛度を有する。
【0008】
いくつかの実施形態において、集成体は、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき、50~20,000Hzの周波数範囲について位相角+45度~-45度の音響インピーダンスを有する。
【0009】
いくつかの実施形態において、集成体は、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲について1.5dB/オクターブを超えて変化しない伝送ロスを示す。
【0010】
いくつかの実施形態において、集成体は、キャピラリーピストン試験(CPT)に従って計測して、10psi~350psiの範囲の水進入圧力(WEP)を有する。
【0011】
いくつかの実施形態において、集成体は、50~20,000Hzの周波数範囲についてインピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき3dB~48dBの伝送ロスを示す。
【0012】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~300ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0013】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、異なる孔径を持つ複数の気孔を含む。
【0014】
いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.1~30ミクロンの範囲の最大孔径を有する。
【0015】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4psi~120psiの範囲のバブルポイントを有する。
【0016】
いくつかの実施形態において、高分子膜は延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)を含む。
【0017】
いくつかの実施形態において、高分子膜は1MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。
【0018】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、少なくとも1つの第2高分子膜である。
【0019】
いくつかの実施形態において、支持構造体は、粒子の網状組織(network)である。
【0020】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10~1000ミクロンの厚みを有する。
【0021】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、5%~98%の有効開放面積を有する。
【0022】
いくつかの実施形態において、集成体は、単一の支持構造体を備える。
【0023】
いくつかの実施形態において、集成体は、少なくとも2つの支持構造体を備える。
【0024】
いくつかの実施形態において、集成体は、第1支持構造体と第2支持構造体とを備え、高分子膜は、第1支持構造体と第2支持構造体との間に挟まれる。
【0025】
いくつかの実施形態において、第1と第2支持構造体は、同じ材料を含む。
【0026】
いくつかの実施形態において、第1と第2支持構造体は、異なる材料を含む。
【0027】
いくつかの実施形態において、高分子膜と少なくとも1つの支持構造体との間には接着剤がある。
【0028】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、少なくとも1つの支持層である。
【0029】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、繊維ガラスを含む。
【0030】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、金属を含む。
【0031】
いくつかの実施形態において、金属は黄銅である。
【0032】
いくつかの実施形態において、1つ又は複数の支持層はメッシュを含む。
【0033】
いくつかの実施形態において、メッシュは、ポリエチレンテレフタレート(PET)織物メッシュである。
【0034】
いくつかの実施形態において、メッシュは、押出プラスチック不織布メッシュである。
【0035】
本開示のいくつかの実施形態を、本明細書において、添付図面を参照して、単に例として説明する。次に図面を詳細に参照しながら、実施形態について、例として、本開示の実施形態の例証するために説明する。この点に関し、図面を参照して説明を読めば、当業者には本開示の実施形態をどのように実施できるかが明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
図1図1は、本開示に従った、単一の支持層の形式の単一の支持構造体を有する例示的集成体を示す。
【0037】
図2図2は、本開示に従った、2つの支持層の形式の2つの支持構造体を有する別の例示的集成体を示す。
【0038】
図3図3は、「試験手順」の節において説明するように、本明細書において説明する特定の集成体の伝送ロス及び位相試験に使用された例示的4マイクロフォンインピーダンス管の概略図である。
【0039】
図4図4は、「試験手順」の節において説明するように、圧縮による伝送ロス試験に使用された例示的プレートを示す。
【0040】
図5図5は、例示的集成体の接触率%を計測するために使用された顕微鏡写真を示す。
図6図6は、例示的集成体の接触率%を計測するために使用された顕微鏡写真を示す。
【0041】
図7図7は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図8図8は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図9図9は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図10図10は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図11図11は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図12図12は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図13図13は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図14図14は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図15図15は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図16図16は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図17図17は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図18図18は、例示的集成体の例示的音響特性を示す。
【0042】
図19図19は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図20図20は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図21図21は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図22図22は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図23図23は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図24図24は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図25図25は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図26図26は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図27図27は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図28図28は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
図29図29は、空気圧試験の前後の例示的集成体の例示的音響特性を示す。
【0043】
図30図30は、圧縮力の下での例示的集成体の例示的音響特性を示す。
【0044】
図31図31は、例示的集成体の音響特性のコンシステンシーの非限定的例を示す。
図32図32は、例示的集成体の音響特性のコンシステンシーの非限定的例を示す。
【0045】
図33図33は、非限定的集成体の例示的な整調可能な(tunable)音響特性を示す。
【0046】
図34図34は、単一の支持構造体を有する集成体の例示的試験構成を示す。
【0047】
図35図35は、例示的支持構造体の最上部20μmを示す2D光学プロフィルメーター顕微鏡写真である。
【0048】
図36図36は、例示的支持構造体のミクロ構造を示す例示的走査電子顕微鏡写真(SEM)であり、支持構造体の一部は高分子膜に結合されている。
図37図37は、例示的支持構造体のミクロ構造を示す例示的走査電子顕微鏡写真(SEM)であり、支持構造体の一部は高分子膜に結合されている。
図38図38は、例示的支持構造体のミクロ構造を示す例示的走査電子顕微鏡写真(SEM)であり、支持構造体の一部は高分子膜に結合されている。
【0049】
図39図39は、例示的集成体の音響特性の付加的な非限定的例を示す。
図40図40は、例示的集成体の音響特性の付加的な非限定的例を示す。
図41図41は、例示的集成体の音響特性の付加的な非限定的例を示す。
【発明を実施するための形態】
【0050】
開示した利益及び改良点から、本開示の他の目的及び利点が、添付図面と一緒に下記の説明を読めば明らかになるだろう。本開示の詳細な実施形態を、本明細書において開示するが、開示する実施形態は、様々な形式で実現できる本開示の単なる例示である。更に、本開示の様々な実施形態に関して提示する実施例は、各々、限定的ではなく例示的であることを意図する。
【0051】
明細書及び特許請求の範囲全体を通じて、下記の用語は、文脈上明白に指示しない限り、本明細書において明確に関連付けられる意味を持つ。「1つの実施形態において」及び「いくつかの実施形態において」は、本明細書において使用される場合、必ずしも同じ実施形態を意味しない(意味する可能性もある)。更に「別の実施形態において」及び「いくつかの他の実施形態において」は、本明細書において使用される場合、必ずしも異なる実施形態を意味しない(意味する可能性もある)。本開示の全ての実施形態は、本開示の範囲または主旨から逸脱することなく組合せ可能であるものとする。
【0052】
本明細書において使用される場合、「~に基づく」は、排他的ではなく、文脈上明白に指示しない限り、説明されない付加的要因に基づくことを許容する。更に、明細書全体を通じて、単数(a、an)及び定冠詞(the)は複数も含む。「~の中(in)」は、「~の中」及び「~の上(on)」を含む。
【0053】
本明細書において言及する全ての先行特許、文献及び試験方法は、参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0054】
本開示のいくつかの実施形態は、高分子膜と少なくとも1つの支持構造体とを備える主抵抗性支持体付き音響膜に関する。
【0055】
いくつかの実施形態において、集成体の高分子膜は、複数の気孔を含む。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、最大孔径を持つことができる。本明細書において使用する場合、「最大孔径」は、複数の気孔のうち最大気孔のサイズである。
【0056】
いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.1~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.3~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.5~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、10~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、20~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、25~30ミクロンの最大孔径を持つことができる。
【0057】
いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.4~4ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.8~2ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、1~1.6ミクロンの最大孔径を持つことができる。
【0058】
いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~4ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~2ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~1.6ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~1ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~0.8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.2~0.4ミクロンの最大孔径を持つことができる。
【0059】
いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.4~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、0.8~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、1~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、1.6~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、2~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。いくつかの実施形態において、複数の気孔は、4~8ミクロンの最大孔径を持つことができる。
【0060】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.12ミクロン~65ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.24ミクロン~30ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.5ミクロン~15ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1ミクロン~8ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、2ミクロン~4ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0061】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~300ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.061ミクロン~126ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~150ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0062】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~150ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~100ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~50ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~25ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~10ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~5ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~2.5ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~1ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.025ミクロン~0.3ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0063】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~65ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~30ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~15ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~8ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~4ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~2ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~1ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~0.5ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~0.24ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.06ミクロン~0.12ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0064】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.12ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.24ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.5ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、2ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、8ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、15ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、30ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、65ミクロン~130ミクロンの範囲の厚みを有する。
【0065】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリケトン、ポリスルフォン又はポリカーボネートのうち少なくとも1つを含む。いくつかの実施形態において、高分子膜は、フルオロポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態において、フルオロポリマーは、PVDF、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HEP共重合体)、ポリフッ化ビニル(PVF)又はこれらの任意の組合せ、の1つ又はそれ以上を含む。
【0066】
いくつかの実施形態において、フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。いくつかの実施形態において、PTFEは、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)である。いくつかの実施形態において、ePTFEは、Goreに対する米国特許第3953566号及びBacinoに対する米国特許第4902423号において開示されるePTFE組成の1つとしてフィブリルによって相互接続されたノードを特徴とするミクロ構造を含む。
【0067】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、75~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、100~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~25,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、800~12,500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1600~6000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3000~4000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0068】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~25,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~12,500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~6000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~4000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~3000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~1600レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、200~800レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、400~800レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0069】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、400~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、800~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1600~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3000~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、6000~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、12,500~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、25,000~50,000レイリー範囲の空気流抵抗を有する。
【0070】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、1MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、2MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、5MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、10MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、25MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、50MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、100MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、250MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、500MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、750MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する。
【0071】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、8MPa~180MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、16MPa~90MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、32MPa~45MPaの範囲のヤング率を有する。
【0072】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~180MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~90MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~45MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~32MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~16MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、4MPa~8MPaの範囲のヤング率を有する。
【0073】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、8MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、16MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、32MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、45MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、90MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、180MPa~360MPaの範囲のヤング率を有する。
【0074】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~120psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~100psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~80psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~60psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~40psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~20psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~10psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~5psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~2psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~1psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~0.5psiの範囲のバブルポイントを有する。
【0075】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~56psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~60psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3~28psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、6~16psiの範囲のバブルポイントを有する。
【0076】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~28psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~14psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~7psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.5~3.5psiの範囲のバブルポイントを有する。
【0077】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、3~56psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3~28psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3~14psiの範囲のバブルポイントを有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、3~7psiの範囲のバブルポイントを有する。
【0078】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、均質な孔径分布を持つことができる。均質な孔径分布は、孔径分布が膜内において厚みの関数として同じままであり、不均質な孔径分布は、孔径分布が膜内において厚みの関数として変化する。いくつかの実施形態において、孔径分布は均質である。他の実施形態において、孔径分布は不均質である。
【0079】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.05~5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.1~2g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.2~1g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~1g/mの範囲の単位面積質量を有する。
【0080】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~2g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~1g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~0.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~0.4g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~0.2g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.01~0.05g/mの範囲の単位面積質量を有する。
【0081】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.05~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.1~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.2~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.4~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.5~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、2~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、高分子膜は、5~7.5g/mの範囲の単位面積質量を有する。
【0082】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.5~450psiの水進入圧力(WEP)を示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.5psi~200psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1psi~150psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.0psi~100psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1psi~50psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、25psi~150.0psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、50.0psi~150.0psiのWEPを示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.0psi~110.8psiのWEPを示す。
【0083】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、1.4~432psiの水進入圧力(WEP)を示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.95~432psiの水進入圧力(WEP)を示す。いくつかの実施形態において、高分子膜は、0.95~111psiの水進入圧力(WEP)を示す。
【0084】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分は、高分子膜と接触している部分を含む。「接触」は、直接の物理的接触及び接着剤、積層加工及び静電気による結合を含むが、これに限定されない。接触率は、「試験手順」の節において本明細書において定める手順を用いて計測する。
【0085】
高分子膜と支持構造体との間の接触率%は、「試験手順」の節において説明する方法を使用して測定できる。
【0086】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の0.1%~99.6%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の1%~50%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の2%~25%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の4%~12%は、高分子膜と接触している。
【0087】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の0.5%~80%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の1%~40%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の2%~20%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の5%~10%は、高分子膜と接触している。
【0088】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の12%~91%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の24%~76%は、高分子膜と接触している。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の36%~48%は、高分子膜と接触している。
【0089】
「開放面積率%」は、高分子膜に接触しない少なくとも1つの支持構造体の部分である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の開放面積率%は、5%~98%の範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の開放面積率%は、10%~49%の範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の開放面積率%は、20%~24%の範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の開放面積率%は、12%~40%の範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体の開放面積率%は、24%~80%の範囲である。
【0090】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、1~1000ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、2~500ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、4~250ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、8~125ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、16~75ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、32~50ミクロンの厚みを有する。
【0091】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10~1000ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、30~600ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、60~300ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~200ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、90~100ミクロンの厚みを有する。
【0092】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~200ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~300ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~100ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~90ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~80ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~60ミクロンの厚みを有する。
【0093】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、60~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、90~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、100~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、200~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、300~410ミクロンの厚みを有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、20~750ミクロンの厚みを有する。
【0094】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10~5000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、20~4000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、20~3000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~3000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~2500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、160~2000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、300~1800レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、600~1600レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、800~1200レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、900~1000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0095】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、20~750レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~400レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~200レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、90~100レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0096】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、43~1458レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~750レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、160~500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、250~320レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0097】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~750レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~320レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~250レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~160レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、40~80レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0098】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、80~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、160~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、250~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、320~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、750~1500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0099】
本明細書において使用される場合、「有効剛度」は、加えられた力と加えられた力の結果生じた変位との間の比率として定義される。有効剛度は、本明細書において、振動変位試験(VDT)を使用して計測される。
【0100】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、0.01Pa/nm~15Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.5Pa/nm~5Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、1Pa/nm~2Pa/nmの有効剛度を有する。
【0101】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~0.1Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~0.5Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~1Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~2Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~5Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~15Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.05Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。
【0102】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.1Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、0.5Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、1Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、2Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、5Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、VDTを使用して計測したとき、15Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。
【0103】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、0.1g/m~500g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、1g/m~500g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10g/m~500g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、100g/m~500g/mの単位面積質量を有する。
【0104】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、0.1g/m~100g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、0.1g/m~10g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、0.1g/m~1g/mの単位面積質量を有する。
【0105】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、1g/m~100g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、1g/m~10g/mの単位面積質量を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、10g/m~100g/mの単位面積質量を有する。
【0106】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、1つ又は複数の接着剤によって高分子膜に結合される。いくつかの実施形態において、接着剤は、1つ又は複数の高融点熱可塑剤を含む。1つの実施形態において、高融点熱可塑剤は、エチレン-テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(EFEP)、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン(THV)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ペルフルオロアルコキシ(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレン(ETFE)、PVC樹脂、ニトリルゴム、又はこれらの組合せを含むことができる。
【0107】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、少なくとも1つの支持構造体に積層加工される。いくつかの実施形態において、積層加工はレーザー積層加工である。いくつかの実施形態において、積層加工は、加熱積層加工である。いくつかの実施形態において、高分子膜は、第1支持構造体の1つの面と第2支持構造体の1つの面との間に挟まれる。
【0108】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、少なくとも1つの支持構造体に機械的に付着される。機械的付着の例として、同時延伸、カレンダ加工又はこれらの任意の組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【0109】
いくつかの実施形態において、支持構造体は、膜上に沈着される。沈着法の例として、熱沈着、蒸着又はこれらの任意の組み合わせに含まれるが、これらに限定されない。
【0110】
いくつかの実施形態において、集成体の高分子膜は第1高分子膜であり、少なくとも1つの支持構造体は、少なくとも1つの第2高分子膜である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜と同じである。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜とは異なる。
【0111】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より小さい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径に等しい最大孔径を有する。
【0112】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径を上回る最大孔径を有する。
【0113】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~1000%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より5%~1000%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より10%~1000%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より50%~1000%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より100%~1000%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より500%~1000%大きい最大孔径を有する。
【0114】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~500%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~100%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~50%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~10%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より1%~5%大きい最大孔径を有する。
【0115】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より5%~500%大きい最大孔径を有する。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、第1高分子膜の最大孔径より10%~100%大きい最大孔径を有する。
【0116】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの第2高分子膜は、ポリオレフィン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリケトン、ポリスルフォン又はポリカーボネートのうち少なくとも1つを含む。いくつかの実施形態において、高分子膜は、フルオロポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態において、フルオロポリマーは、PVDF、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVDF-HEP共重合体)、ポリフッ化ビニル(PVF)又はこれらの任意の組合せ、の1つ又はそれ以上を含む。
【0117】
いくつかの実施形態において、フルオロポリマーは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)である。いくつかの実施形態において、PTFEは、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)である。いくつかの実施形態において、ePTFEは、Goreに対する米国特許第3953566号及びBacinoに対する米国特許第4902423号において開示されるePTFE組成の1つとしてフィブリルによって相互接続されたノードを特徴とするミクロ構造を含む。
【0118】
いくつかの実施形態において、支持構造体は、粒子の網状組織を含む。
【0119】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の粒子は、ポリマー粒子、非ポリマー粒子又はその任意の組合せとすることができる。
【0120】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の粒子は、エチレンフッ素化エチレンプロピレン(EFEP)粒子、ペルフルオロアルコキシアルカン(PFA)粒子、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン-フッ化ビニリデン三元重合体(THV)粒子、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)粒子、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)粒子、シリカ粒子、炭素粒子、ポリフェニレンスルファイド(PPS)粒子、ポリイミド粒子、フッ素化エチレンプロピレン(FEP)粒子又はこれらの任意の組合せを含むことができる。
【0121】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の粒子はFEP粒子である。
【0122】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、10μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、25μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、50μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、75μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、90μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、95μm~100μmの範囲のサイズを有する。
【0123】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~95μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~90μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~75μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~50μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~25μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、5μm~10μmの範囲のサイズを有する。
【0124】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、10μm~100μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、25μm~90μmの範囲のサイズを有する。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織の各粒子は、10μm~100μmの範囲のサイズを有する。
【0125】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織は、例えば本明細書において説明する沈着方法よる粒子の沈着によってなど(但しこれに限定されない)高分子膜上に(集成体として形成するように)形成できる。
【0126】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織は、粒子の凝集性(coherent)網状組織である。本明細書において使用する場合、「粒子の凝集性網状組織」とは、粒子の網状組織が一元構造を持つように接続された粒子の網状組織である。いくつかの実施形態において、粒子の網状組織は、事前形成された一元構造として(即ち、個別の粒子ではなく凝集性網状組織として)高分子膜に付着できる。
【0127】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織は、粒子の不規則網状組織である。本明細書において使用する場合、粒子の不規則網状組織は、各個別の粒子が必ずしも同じ形状又は同じ粒子タイプを持たない粒子の網状組織である。
【0128】
いくつかの実施形態において、粒子の網状組織は、粒子の凝集性不規則網状組織である。本明細書において使用する場合、「粒子の凝集性不規則網状組織」は、本明細書において説明するように、粒子の凝集性網状組織と不規則網状組織の両方の粒子の網状組織である。
【0129】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持構造体は、少なくとも1つの支持層である。
【0130】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、複数の開口を備える。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、1~500ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、5~500ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、2~250ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、4~125ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、8~75ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、16~50ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、25~32ミクロンの範囲である。
【0131】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、10~350ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、20~180ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、40~90ミクロンの範囲である。
【0132】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、20~40ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、20~80ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、20~90ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、20~180ミクロンの範囲である。
【0133】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、40~350ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、80~350ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、90~350ミクロンの範囲である。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の複数の開口の単一開口の最大寸法は、180~350ミクロンの範囲である。
【0134】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、少なくとも1つの金属を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、少なくとも1つの重合体を含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、繊維ガラスを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層は、少なくとも1つ又は複数の金属、1つ又は複数の重合体又は繊維ガラスを含む。いくつかの実施形態において、単一の支持層がある。いくつかの実施形態において、少なくとも2つの支持層がある。いくつかの実施形態において、各支持層は同じ材料である。いくつかの実施形態において、各支持層は、異なる材料である。いくつかの実施形態において、第1支持層のタイプは、第1金属であり、第2支持層のタイプは第2金属である。いくつかの実施形態において、第1支持層のタイプは金属であり、第2支持層のタイプは重合体又は繊維ガラスである。いくつかの実施形態において、第1支持層のタイプは第1重合体であり、第2支持層のタイプは第2重合体である。いくつかの実施形態において、第1支持層及び第2支持層は、両方とも繊維ガラスである。
【0135】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの金属は、亜鉛、ニッケル、クロム、バナジウム、モリブデン、マンガン、銅、鉄、アルミニウム、チタン、これらの組合せ及び合金の1つ又はそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、金属は、炭素鋼、ステンレス鋼、青銅、黄銅、その組合せ又はその複合合金などの合金を含む。
【0136】
いくつかの実施形態において、少なくとも1つの支持層の少なくとも1つの重合体は、織物又は不織材料の形式である。いくつかの実施形態において、支持層の少なくとも1つの重合体は、押出プラスチック、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリフェニレンスルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフタルアミド(PPA)、アセタールホモポリマー、ポリエチレンテレフタレート(PET)、1つ又は複数の熱硬化性エポキシ、又は1つ又は複数の熱硬化性エラストマーの、1つ又はそれ以上を含む。いくつかの実施形態において、支持層は、異なる融点を持つ複数の成分を含むことが考えられる。
【0137】
いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0002Pa/nm~3000Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0002Pa/nm~1000Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0002Pa/nm~100Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.198Pa/nm~29.8Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.001Pa/nm~500Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.01Pa/nm~250Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.05Pa/nm~100Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.1Pa/nm~50Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき1Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき5Pa/nm~10Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0002Pa/nm~100Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0006Pa/nm~29.8Pa/nmの有効剛度を有する。
【0138】
いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.0005Pa/nm~30Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.005Pa/nm~25Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.05Pa/nm~20Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.1Pa/nm~15Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき1Pa/nm~10Pa/nmの有効剛度を有する。
【0139】
いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~32Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.3Pa/nm~16Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.6Pa/nm~8Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき1Pa/nm~4Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき2Pa/nm~3Pa/nmの有効剛度を有する。
【0140】
いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~16Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~8Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~4Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~3Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~2Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~1Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~0.6Pa/nmの有効剛度を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、VDTを使用して計測したとき0.15Pa/nm~0.3Pa/nmの有効剛度を有する。
【0141】
いくつかの実施形態において、集成体は、100~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、200~400,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、400~200,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、800~100,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、1600~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、3200~25,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、6400~10,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、8000~9000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0142】
いくつかの実施形態において、集成体は、100~50,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、200~20,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、400~10,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、800~5000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、1600~2500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0143】
いくつかの実施形態において、集成体は、100~20,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~10,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~5000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~2500レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~1600レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~800レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~400レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100~200レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0144】
いくつかの実施形態において、集成体は、10,000~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、20,000~400,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、40,000~200,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、80,000~100,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0145】
いくつかの実施形態において、集成体は、50,000~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、100,000~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、200,000~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。いくつかの実施形態において、集成体は、400,000~800,000レイリーの範囲の空気流抵抗を有する。
【0146】
いくつかの実施形態において、主抵抗性音響動向は、集成体の少なくとも1つの支持層の有効剛度(本明細書において説明する通り)の結果である。集成体の音響インピーダンスの位相角は、本明細書において、「試験手順」の節において説明するインピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測される。
【0147】
本明細書において使用する場合、「主抵抗性(predominantly resistive)」は、集成体が、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成されることを意味する。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~20,000Hzの周波数範囲において+30度~-30度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において+15度~-15度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~20,000Hzの周波数範囲において+5度~-5度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において+1度~-1度の位相角を与えるように構成される。
【0148】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき100~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき200~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき300~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき400~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0149】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき1000~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき2000~8000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき4000~5000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0150】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~8000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~4000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~4000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~2000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~1000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0151】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき1000~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき2000~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき4000~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき8000~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき10,000~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0152】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき100Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき1000Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき2000Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき5000Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき10,000Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき15,000Hz~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0153】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~15,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~5000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~2000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~1000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0154】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~15,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~5000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~2000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~1000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~500Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50Hz~100Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0155】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき1000Hz~15,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき2000Hz~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0156】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき100Hz~15,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき200Hz~10,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500Hz~5,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を与えるように構成される。
【0157】
いくつかの実施形態において、集成体は、キャピラリーピストン試験(CPT)に従って計測したとき特定の水進入圧力(WEP)を与えるように構成される。CPTについては、本明細書において「試験手順」の節において説明する。いくつかの実施形態において、本明細書において説明するWEPは、集成体の少なくとも1つの支持層又は集成体の有効剛度(本明細書において説明する通り)の結果である。
【0158】
いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき1psi~450psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき2psi~200psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき5psi~100psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~50psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき20psi~25psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。
【0159】
いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき20psi~200psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき40psi~100psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき50psi~80psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき60psi~70psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。
【0160】
いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~200psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~100psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~80psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~70psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~60psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~50psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~40psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき10psi~20psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。
【0161】
いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき20psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき40psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき50psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき60psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき70psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき80psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき100psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき1.4psi~432psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき2.5psi~336psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき0.95psi~142psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。
【0162】
いくつかの実施形態において、集成体は、CPTに従って計測したとき200psi~350psiの範囲の水進入圧力を与えるように構成される。
【0163】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~50dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき100~20,000Hzの周波数範囲において3dB~50dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき200~20,000Hzの周波数範囲において3dB~50dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき500~20,000Hzの周波数範囲において3dB~50dBの伝送ロスを与えるように構成される。
【0164】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において6dB~24dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において11dB~13dBの伝送ロスを与えるように構成される。
【0165】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~6dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~11dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~13dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において3dB~24dBの伝送ロスを与えるように構成される。
【0166】
いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において6dB~48dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において11dB~48dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において13dB~48dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において13dB~48dBの伝送ロスを与えるように構成される。いくつかの実施形態において、集成体は、ITTMTによって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において24dB~48dBの伝送ロスを与えるように構成される。
【0167】
いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定である。本明細書において使用される場合、「周波数の関数として実質的に一定」とは、伝送ロスが50~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変化しないことを意味する。周波数の関数としての伝送ロスの分散は、周波数の関数として伝送ロスをプロットすることによって測定できる。伝送ロス対周波数のプロットのx軸上の周波数は、対数目盛を使用してオクターブに換算できる。本開示に従ったスケーリング手順の例については、本明細書の「試験手順」の節において説明する。
【0168】
いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが100~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが300~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが400~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが500~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが1000~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが2000~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが5000~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが1000~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが15,000~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。
【0169】
いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~15,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~10,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~5000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~1000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~500Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。いくつかの実施形態において、集成体の伝送ロスは、周波数の関数として実質的に一定であり、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき伝送ロスが50~100Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない。
【0170】
いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において1.25dB/オクターブを超えて変化しない。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において1dB/オクターブを超えて変化しない。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.75dB/オクターブを超えて変化しない。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.5dB/オクターブを超えて変化しない。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブを超えて変化しない。
【0171】
いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブ~1.5dB/オクターブ変動する。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブ~1.25dB/オクターブ変動する。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブ~1dB/オクターブ変動する。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブ~0.75dB/オクターブ変動する。いくつかの実施形態において、伝送ロスは、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき50~20,000Hzの周波数範囲において0.25dB/オクターブ~0.5dB/オクターブ変動する。
【0172】
図1は、本開示の例示的実施例を示す。図示するように、集成体100は、支持層102の形式の支持構造体と接触する多孔質高分子膜104を含む。支持層102は、複数の開口106を含み、多孔質高分子膜104は複数の気孔(図示せず)を含む。
【0173】
図2は、同様に、本開示の例示的な実施形態を示す。図示するように、集成体200は、支持層202の形式の支持構造体と直接接触する多孔質高分子膜204を含む。支持層202は複数の開口206を含み、多孔質高分子膜204は複数の気孔(図示せず)を含む。図示するように多孔質高分子膜204は、支持層202の間に挟まれる。集成体200は、高分子膜204が支持層202と接触する部分(例えば、部分208)を含むことができる。いくつかの実施形態において、複数の開口206は均等である。いくつかの実施形態において、支持層202の厚み(図示せず)は均等である。いくつかの実施形態において、複数の開口206は不均等である。いくつかの実施形態において、支持層202の厚み(図示せず)は不均等である。
【0174】
試験手順
下記の試験手順を使用して、実施例1~8についての実施例の節のデータを生成した。本明細書において説明する試験手順は限定的であることを意図しない。この説において説明する集成体、膜、支持層及び支持構造体の番号は、下記の実施例の節の集成体、膜、支持層及び支持構造体の番号を参照する。
【0175】
厚み-高分子膜番号1~10及び支持層番号1~14の厚みは、市販のKeyence LS-7010M計測システムを使用して計測した。いくつかの膜(膜番号5、6、9)は、厚みが1μm未満であり、Keyence LS-7010Mを使用して直接計測できなかった。その代わりに、膜は、計測システムの検出下限である1μmを超える厚みを得るために層状にした。層状膜の全体厚みをKeyence LS-7010Mを使用して計測し、層状サンプルの全体厚みを層の数で割って、単一層の厚みを測定した。
【0176】
膜番号11及び支持構造体番号1~3の厚みは、市販のPolytec TMS-1200 TopMap μ.Lab顕微鏡を使用して計測した。
【0177】
膜番号12の厚みは、Keyence America が市販するKeyence LS-7600レーザーシステムを使用して測定した。
【0178】
流動抵抗-空気流は、ATEQ D520空気流テスタを使用して測定した。サンプルの重ね構成(stack-up)については、実施例ごとに説明する。全ての構成において、作用面積は1.77e-6m であると想定した。各集成体に対する試験圧力及びその結果の空気流については、「実施例」の節で説明する。空気流は、L/時の単位で計測した。計測した空気流は、下記の方程式に従って流動抵抗(Pa*s/m)に変換した:
【数1】
ここで、x(psi)は、ATEQ計測において使用された空気圧を表し、y(L/hr)はATEQテスタで直接計測した体積流量である。
【0179】
ヤング率-本明細書において、高分子膜のヤング率は、ISO527-1:2012に従って計測した。
【0180】
バブルポイント-本明細書において、高分子膜のバブルポイントは、ASTM F316.9599-I方法を使用して計測した。
【0181】
単位面積質量-本明細書において、単位面積質量は、ASTM D3776/D3776M-09aに従って計測した。
【0182】
水進入圧力試験(キャピラリーピストン試験(CRT))-水進入圧力(WEP)は、Porous materials Inc. より購入した毛管流ポロメーター型番CFP-1500-AEを使用して実施例1~5について計測した。試験対象のサンプルは、テスタの下部ピストンの中で2枚のポリカーボネート板で締め付けた。上板は、8mmの中央穴を持ち、防水のために穴の周りにOリングを持つ。下板は、1.5mmの中央穴を持つ。特定のサンプル集成体(例えば、12、13、15、16、17、31、32、33及び34)について、サンプルは、各実施例において説明するように準備して、上下のポリカーボネート板によって締め付けた。他のサンプル集成体については、材料又は異なる材料の層をポリカーボネート上板のOリング全体をカバーするのに充分に大きいピースにカットして、上下のポリカーボネート板で締め付けた。試験前に、上板の8mm穴を満たすためにイオン除去水を加えた。圧縮圧力は、試験プログラムにおいて300psiに設定された。圧力の傾斜率は0.16psi/秒とした。テスタは、水がサンプルに進入するとき自動的かつ瞬時に圧力(WEP)を検出する。
【0183】
有効剛度計測-有効剛度keff(Pa/nm)は、振動変位試験(VDT)を使用して実施例1~8について計測した。VDTは、下記のことを含む。即ち、サンプルを、4つの異なる音圧で音響的に励起して、サンプルの中心における振動変位を計測した。励起音圧は、2つのマイクロフォンの間の音圧の差として得た。その結果得られたデータ(即ち、音響膜集成体の前後の音圧の差対変位)をプロット化して、線形回帰を実施した。有効剛度は、計測されたデータ点を通り抜ける線の傾斜として捉えて、支持体を持つ又は支持体を持たないサンプル集成体が加えられた平面音波に反応する振動変形にどの程度耐えるかを表す。振動変位は、Polytec Inc. より購入したMSA-500ミクロシステムアナライザを使用して計測した。音響励起は,200Hzを中心とする正弦波であり、JBLモデル2426H圧縮ドライバによって発生した。圧縮ドライバからの出力は、サンプルの直径に合わせるために、アルミニウムコーンを使用して25.4mmから1.5mmへネックダウンした。波の音圧は、2つのプローブマイクロフォン(PCB Piezotronics Inc. 社より購入したモデル482C Series Sensor Signal Conditionerに接続されたモデル377B26マイクロフォン)を使用して、試験対象のサンプルの面のすぐ下及びすぐ上で計測した。Polytec PSV 9.3ソフトウェアを使用して、振動変位データを取得した。
【0184】
伝送ロス及び位相試験-伝送ロス及び位相角試験は、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって実施例1~8について実施した。この試験は、4マイクロフォン伝達行列方法に基づき垂直入射音伝送ロス及び位相を計測するための標準的試験方法であるASTM-E2611-09の修正版である。ASTM-E2611-09に対する全ての修正を本明細書において記す。例示的試験構成は、図3に示す。集成体の伝達行列を測定し、実施例において説明する全ての集成体について音響インピーダンス値として伝達行列のT12要素を使用した。
【0185】
インピーダンス管を使用して、500Hz~20,000Hzの周波数範囲について計測を行った。管の内径は8mmである。インピーダンス管は、ASTM-E1050-12及びASTM-E2611-09に従って設計した。JBL 2426H圧縮ドライバを管の一端に取り付けて、31バンドART 351グラフィックイコライザに接続されたBruel and Kjaer Type 2735増幅器によって電力供給した。計測システムは、発電器出力を持つ4チャンネルのBruel and Kjaer Type 3160-A-042 LAN-XI Frontedに接続された4つのBruel and Kjaer Type 4138マイクロフォンを使用した。データを取得して、Bruel and Kjaer PULSE LabshopをType 7756 Acoustic Material Testing softwareバージョン21と共に使用して処理した。
【0186】
テストしたサンプル集成体は、インピーダンス管の内径より小さい1.5mmの内径を持つ。したがって、サンプル集成体を据え付けるためには1対の円錐形アダプタが必要であった。集束コーンは、8mmの入口直径を持ち、1.5mmの出口直径を持つ。発散コーンは、1.5mmの入口直径及び8mmの出口直径を持つ。
【0187】
円錐形アダプタを使用する際、コーンの集束形状を考慮に入れるためにデータの付加的処理が必要であった。理論的方程式が、円錐形アダプタの伝達行列を計算するために導出されて、文献(Hua, X and Herrin, D., ”Practical Considerations when using the Two-Load Method to Determine the Transmission Loss of Mufflers and Silencers,” SAE Int. J. Passeng. Cars - Mech. Syst. 6(2): 1094-1101, 2013 & Mechel, F. P. (2008). Formulas of Acoustics. New York, NY: Springer)において見ることができる。
【0188】
圧力試験前後の伝送ロス試験-いくつかのサンプル集成体(例えば、実施例2において説明するものなど)に対して、下記の空気圧試験手順を実施した。この試験の目的は、所与の時間所与の深さの水に沈めたとき機器の膜集成体に対して加えられた圧力を複製することであった。伝送ロススペクトルは、圧力試験前に計測し、その後圧力試験後直ちに再計測した。圧力試験による伝送ロスの変化ΔTL(dB)を、試験後伝送ロスから初期試験前伝送ロスを引くことによって計算した。
【0189】
空気圧試験-空気圧試験は、サンプル集成体を台板に置くことによって、いくつかのサンプル集成体(例えば、実施例2において説明するもの)について実施した。その後上板を加えて、サンプル集成体を所定の位置にしっかりと保持するためにボルトで締めた。試験条件(傾斜率、圧力、保持時間)は、全て、社内で建築した較正されたプログラム可能な圧力箱を使用して制御した。圧力箱は、1psi~145psiの範囲の圧力を0.5psi増分で発生可能であった。空気の与圧ラインは、圧力試験が膜の下面において行われるように台板に接続された。特に記さない限り、各サンプル集成体は、膜が試験取付具の台板とサンプル集成体の支持層との間に位置付けられるような向きに置かれた。圧力試験は、圧力を0psiから2.5psi/秒の傾斜率で目標圧力まで増大することによって実施した。目標圧力に達した後、圧力はそのまま10分間一定に保持された。試験が完了したら、サンプル集成体を取付具から取り外して、伝送ロスを再び計測した。
【0190】
圧縮を加えた伝送ロス-何件かの伝送ロス(TL)計測を、サンプル集成体(例えば、実施例3において説明するもの)に加えられた圧縮力の関数として実施した。
【0191】
圧縮試験は、0~111ニュートン計測範囲において較正されたFlexiForce A201 力覚センサと共にEconomical Load and Force(ELF)Measurement System(Tekscanより購入)を使用して実施した。取付具は、伝送ロス及び位相試験中制御された圧縮力をサンプルに加えるように設計した。この取付具の概略図を図4に示す。力覚センサは、4983両面感圧接着剤(Tesa Tape Inc. より購入) を使用して前板に付着した。
【0192】
試験対象のサンプル集成体をインピーダンス管上の圧縮取付具の左板と右板との間に据え付けたら、前板を4-40平頭スクリューのセットによって取り付けた。圧縮力は、これらの平頭スクリューを締めたり緩めたりすることによって増減した。目標圧縮力に達したら、伝送ロス計測を行った。計測後、スクリューを緩めて、圧縮力を0ニュートンへ戻し、このプロセスを、徐々により高い圧縮レベルにして反復した。
【0193】
接触率%の計算手順-支持層1~6、13、14及び支持構造体1~3(いくつかの例示的支持構造体は不規則なので)について、接触率は、全作用面積より小さい代表的面積から下記の通りに測定できる。支持体の一部分のトポグラフィスキャンを、膜接触側から光学プロフィルメーター(Polytec TopMap μLab)を使用して計測した。最上部から20μmの深さ範囲で走査されたトポグラフィを、支持体と平行の平面に投射した。投射面積は、膜と支持体との間の物理的接触面積より大きいか又はこれに等しくなる。投射面積とトポグラフィスキャンの視野の面積(接触率の上限と見なすことができる)との間の比率を、画像をImageJへロードし、これを8ビットに変換し、その後ソフトウェアの中のAnalyze Particles機能を使用することによって、測定した。
【0194】
支持層7~12の場合、作用面積内において、膜と支持体との間の物理的接触面積は、全作用面積マイナス穿孔面積以下になる。接触率の上限は、次のように計算できる:
【数2】
ここで、nは穿孔の数、dは各穿孔の直径、Dは作用面積の直径であり、全てのサンプル集成体について1.5mmである。各穿孔の直径は、光学顕微鏡(Keyence Corporationより購入したモデルVHX-5000)を使用して計測した。
【0195】
図5は、支持層1の最上部20μmを示す顕微鏡写真である。画像の濃い領域はメッシュ織物の繊維に相当し、膜と接触する支持層の面積を表す。画像の白い領域は開放面積に相当する。
【0196】
図6は、支持層5の最上部20μmを示す光学顕微鏡写真である。濃い部分は不織繊維に相当する。画像の濃い部分は、不織支持層の繊維に相当し、膜と接触する支持層の面積を表す。画像の白い領域は開放面積に相当する。
【0197】
図35は、第2膜の形式の支持構造体2の最上部20μmを示す顕微鏡写真である。画像の濃い領域は、第2膜の形式の支持構造体のノードとフィブリルに相当し、第1膜と接触する第2膜の形式の支持構造体の面積を表す。画像の白い領域は、開放面積に相当する。
【0198】
開放面積率%の計算手順
【0199】
開放面積率%は、下記の通りに計算できる:
【数3】
【実施例
【0200】
サンプル集成体の準備-下の表は、実施例に使用する例示的膜の特性の概説である。これらの特性は、単に例示的なものであり、限定的であることを意図しない。
【0201】
【表1】
【0202】
上記の高分子膜番号1~9は、下記の方法に従って準備した。
【0203】
【表2】
【0204】
下の表は、実施例において使用する例示的支持層の特性を概説する。これらの特性は例示的なものにすぎず、限定的であることを意図しない。
【0205】
【表3】
【0206】
本明細書において説明しテストした特定の非限定的サンプル集成体及び比較用サンプル集成体を下記の通りに準備した。
【0207】
全てのサンプル集成体例(サンプル集成体12及び13を除いて)及び比較用サンプル集成体は、以後ガラス繊維サンプルキャリアと単純に呼ぶ少なくとも1つの裏面接着繊維ガラスサンプルキャリアを含む。繊維ガラスサンプルキャリアは、両面感圧接着剤を繊維ガラスシート(McMaster-Carrから購入、製品番号1331T37)の片面に貼ることによって準備した。繊維ガラス/接着シートを、その後、クーポン状にレーザーカットした。その後、インピーダンス管の内径と整列し、計測対象のサンプルの作用面積に合致する直径1.5mmの穴を中央部に作った。
【0208】
比較用サンプル集成体
特定の非限定的比較用サンプル集成体は、下記の通りに準備した。1片の膜を、膜が平坦でかつシワがないように滑らかな水平面上に置いた。事前にカットした繊維ガラスサンプルキャリアから接着剥離ライナーを取り除いて、接着剤を露出した。接着層を露出したまま、サンプルキャリアを慎重に膜の上に置き、余分な膜をサンプルキャリアの周囲から切り離した。その後、サンプルキャリアを、膜側を上に向けてアラインメントジグの上に置いた。剥離ライナーを第2繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着側を膜へ向かって下に向けてアラインメントジグ上に置いた。低圧(計測せず)を(手で)加えて、上下のサンプルキャリアを一緒にして下記の重ね構成を持つ集成体を形成した:繊維ガラスサンプルキャリア/膜/繊維ガラスサンプルキャリア。比較用サンプル集成体の重ね構成を表4に示す。
【0209】
サンプル集成体
有孔裏面接着繊維ガラス支持層を持つ特定の非限定的サンプル集成体(例えば、集成体15~17、33、34)を下記の手順に従って準備した。有孔裏面接着繊維ガラス支持層は、裏面接着繊維ガラスサンプルキャリア(上で説明)と同様に製作したが、単一の大きい1.5mmの穴の代わりに、複数の小さい直径の穿孔(開口)が作られた点が異なる。穿孔の数及びその直径を表3に示す。サンプル集成体は、その後、繊維ガラスサンプルキャリアの1つを事前カットされた有孔裏面接着繊維ガラス支持体(以後、有孔繊維ガラス支持層と呼ぶ)と取り換えたことを除いて、本明細書において説明する通りに準備した。これらの集成体の重ね構成を表3に示す。
【0210】
織物及び/又は不織支持層を持つ特定の非限定的サンプル集成体(例えば、集成体1~11、14、18~30)は、下記の通りに準備した。織物及び不織支持材料を、ロールから小さい正方形の片(6mmx6mm)にカットして傍らに置いた。接着剥離ライナーを、事前カットした繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、支持体が繊維ガラスサンプルキャリアの中央の直径1.5mmの穴をカバーするように、事前カットした正方形の支持材料に接着した。接着剤のほとんどは露出したまま、高分子膜をサンプルキャリアに付着した。支持層及び膜が付着された繊維ガラスサンプルキャリアを、膜側を上にしてアラインメントジグ上に置いた。接着剥離ライナーを第2繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤側を下にしてアラインメントジグ上に置いた。軽い圧力を加えて、上下のサンプルキャリアを一緒にして、下記の重ね構成を持つ集成体を形成した:繊維ガラスキャリア/接着剤/支持体/膜/接着剤/繊維ガラスキャリア。いくつかのサンプル集成体(例えば、集成体1~8、10、11、14、18、20、22、23、25~28)において、支持層と一緒に第2繊維ガラスサンプルキャリアを使用して、下記の重ね構成を持つ集成体を形成した:繊維ガラスキャリア/接着剤/支持体/膜/支持体/接着剤/繊維ガラスキャリア。サンプル集成体29は、「試験手順」の節で説明したのと同じ手順を使用して、高分子膜と支持層との間の付着を改善するために、17psiで10分間与圧した。少なくとも1つの織物又は不織支持体を持つ集成体についての付加的な重ね構成情報については表3を参照。
【0211】
有孔PET支持層を持つ特定の非限定的集成体(例えば、集成体31、32)は、下記の通りに準備した。両面感圧接着剤を127~130μmの厚みのPETシートの片側に貼った。PET/接着剤シートを、クーポン状にレーザーカットした。クーポンの中央の直径1.5mmの円形エリアに穿孔(開口)を形成した。穿孔の数及びその直径を表3に示す。接着層を露出したまま、穿孔付きのクーポンを、高分子膜に付着して、支持層として作用できる。繊維ガラスサンプルキャリアを、膜の反対面に付着して、下記の重ね構成を持つ集成体を形成した:繊維ガラスサンプルキャリア/接着剤/膜/接着剤/PET支持体。
【0212】
黄銅支持層を持つ特定の集成体(例えば、集成体12、13)は、下記の通りに準備した。黄銅クーポンをシート材料から準備した。穿孔(開口)は、クーポンの中央の直径1.5mmの円形エリアに形成した。穿孔の数及びその直径は、表3に示す。膜は、2枚の黄銅支持板の間に締め付けて、下記の重ね構成の接着剤無しの集成体を形成した:黄銅支持体/膜/黄銅支持体。この手順において、両方のクーポンの穿孔は正確に整列する。
【0213】
例示的積層加工手順
【0214】
いくつかの実施形態において、高分子膜は、少なくとも1つの支持層に積層加工される。積層加工は、任意の方法を使用して実施できるが、いくつかの実施形態において、高分子膜は、ミニホットロールラミネータ(Chem Instruments Inc.より購入したモデルHL-200)を使用して少なくとも1つの支持層に積層加工される。取り扱い易くするために、支持層及び膜は、3インチx6インチ(76.2mmx152.4mm)のストリップにカットして、膜及び支持層より僅かに大きめのストリップにカットされた2片の厚み25.4μmのカプトン(Dupontより購入)の間に置くことができる。その後、サンプル集成体を、2つのローラー(ホットロールとニップロール)の間に挿入して積層加工できる。重ね構成は、下記の通りである:カプトン/延伸PTFE/支持層/カプトン。メッシュ織物(例えば、Sefar Inc. Holding AGの製品番号34-33及び6-105)が支持層として使用される場合、積層加工は、温度265℃、ホットロールとニップロールとの間の圧力40psi、ライン速度45cm/分で実施できる。二成分メッシュ(例えば、Unitika Ltd.の製品番号28T1)が支持層として使用される場合、積層加工は、温度185℃、ホットロールとニップロールとの間の圧力40psi、及びライン速度45cm/分で実施した。不織材料(HDK Industriesの製品番号133)が支持層として使用される場合、積層加工は、温度180℃、ホットロールとニップロールとの間の圧力25psi及びライン速度400cm/分で実施した。
【0215】
向きは、高分子膜がホットロールに最も近づきかつ支持体がニップロールに最も近づくようなものとすることができる。いくつかの実施形態において、メッシュ支持層(製品番号28T1、Unitika)は、膜の上面及び下面に積層加工できる。これらのサンプル集成体の重ね構成は、下記の通りとすることができる:カプトン/メッシュ支持層/延伸PTFE/メッシュ支持層/カプトン。まず、サンプル集成体をローラーの間に挿入して、膜の上面にメッシュ支持層を積層加工した。その後サンプル集成体を裏返して、再度挿入して、膜の裏面にメッシュ支持層を積層加工できる。積層加工後、上及び下のカプトン層を取り除くことができる。
【0216】
表4:サンプル集成体の例示的構成
【0217】
【表4-1】
【表4-2】
【0218】
【表5】
【0219】
サンプル集成体及び比較用サンプル集成体の特性
下の表は、特定のサンプル及び比較用サンプル集成体の例示的特性を列記する。全ての特性は、本明細書において説明する通りに計測する。
【0220】
【表6】
【0221】
【表7】
【0222】
実施例1-一定音響伝送及び抵抗動向を示す非限定的実施形態
比較用サンプル集成体を含めて全てのサンプル集成体について、伝送ロス及び位相角試験を「試験手順」の節において説明する通りに実施した。
【0223】
サンプル集成体及び比較用サンプル集成体の伝送ロスデータを、6つの離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)について表8に示す。伝送ロス対周波数スペクトルは、図7~18に示す。
【0224】
【表8】
【0225】
サンプル集成体の位相角データは、6つの離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)について表10に示す。試験対象のサンプル集成体の生の位相角対周波数スペクトルは、図7~18に示す。
【0226】
【表9】
【0227】
表に示すように、サンプル集成体は、試験周波数のとき+45度~-45度の位相角を示すのに対して、比較用サンプル集成体は、いくつかの試験周波数のとき+45度~-45度の範囲外の位相角を示す。
【0228】
各サンプル集成体及び各比較用サンプル集成体の伝送ロスの傾斜(dB/オクターブ)は、離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)について線形回帰によって計測した。
【0229】
周波数は、下記の手順を使用してオクターブに換算した。
【0230】
500Hzと500Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数4】
【0231】
500Hzと1000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数5】
【0232】
500Hzと2000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数6】
【0233】
500Hzと5000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数7】
【0234】
500Hzと10,000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数8】
【0235】
500Hzと20,000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り。
【数9】
【0236】
伝送ロススペクトルの傾斜は、これで、上記の算定オクターブについて伝送ロスデータを線形回帰することによって測定できる。
【0237】
比較用サンプル集成体については、伝送ロス値は、低周波数範囲の周波数において減少し、高周波数範囲の周波数において増大する。線形回帰は、比較用サンプル集成体については低周波数範囲において実施する。表10~11に示すように、所与の膜において、サンプル集成体の伝送ロスの傾斜は、比較用サンプル集成体の伝送ロスの傾斜よりゼロに近く、サンプル集成体がより優勢な一定音響伝送プロフィルを与えることを示している。具体的には、下の非限定的実施例によって示すように、本開示のいくつかの実施形態において、伝送ロスの傾斜の絶対値は、500Hz~20,000Hzの範囲において1.5dB/オクターブ以下(即ち、伝送ロスは-1.5dB/オクターブ~1.5dB/オクターブの範囲である)である。言い換えると、表10の非限定的例において、伝送ロスは、500~20,000Hzの周波数範囲において1.5dBを超えて変動しない。
【0238】
【表10】
【0239】
実施例2-改良された圧力抵抗を示す非限定的実施形態
比較用サンプル集成体を含めて全てのサンプル集成体について、伝送ロス及び位相角試験を、「試験手順」の節において説明する通りに実施した。サンプル集成体は、10分間の保持時間で下の表11に説明する圧力試験を受けた。
【0240】
【表11】
【0241】
試験前対試験後の伝送ロス及び位相データを、「試験手順」の節で説明する通りに計測した。サンプル集成体及び比較用サンプル集成体について、圧力試験前及び試験後の伝送ロス並びに伝送ロスの相対的変化を、6つの離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)について表12~14に示す。生伝送ロス及び位相角対周波数スペクトルを、図19~29に示す。図示するように、所与の膜において、圧力試験前及び試験後の伝送ロスの変化は、比較用サンプル集成体より小さく、サンプル集成体が、圧力に対してよりしっかりした音響性能及び改良された破裂強度を持つことを示した。
【0242】
【表12】
【0243】
【表13】
【0244】
【表14】
【0245】
実施例3―改良された圧縮抵抗を示す非限定的実施例
圧縮力を加えた集成体の伝送ロス及び位相角試験は、「試験手順」の節で説明する通りに実施した。3つの異なる力(5N、10N、20N)をサンプル集成体14及び比較用集成体11cに加えて、伝送ロス及び位相角を圧縮力を加えた集成体で計測した。圧縮力を受けない場合の伝送ロスも計測した。
【0246】
圧縮力の関数としての生伝送ロス及び位相角対周波数スペクトルを図30に示す。伝送ロス及び位相データを、6つの離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)について表15及び16に示す。
【0247】
【表15】
【0248】
【表16】
【0249】
【表17】
【0250】
【表18】
【0251】
実施例4-改良された音響コンシステンシーを示す非限定的実施形態
サンプル集成体25及び比較用サンプル集成体13cについて、5つのサンプルを作って、伝送ロス及び位相角についてテストした。部品間の変動性を、各周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、20,000Hz)におけるサンプル間の伝送ロスの標準偏差によって評価する。5つのサンプルの間の平均伝送ロス及び位相を、表19及び表20に示す。伝送ロスの標準偏差を表21において表で表し、図32に示す。生伝送ロス及び位相角を図31に示す。これらの図におけるエラーバーは、計測された値の分布である。表から分かるように、サンプル集成体は、比較用サンプル集成体より低い標準偏差を示しており、サンプル集成体がサンプル間でより優れたコンシステンシーを与えることを示している。
【0252】
【表19】
【0253】
【表20】
【0254】
【表21】
【0255】
実施例5-整調可能な伝送ロス
所与の膜において、伝送ロスは、支持層を介して調整できる。TLを下げるためにはより高い空気流抵抗を持つ支持層を使用できる。逆も言える。結果を図33に示す。
【表22】
【表23】
【0256】
実施例6~8-「実質的に一定音響伝送」及び「抵抗動向」を示す更なる非限定的実施形態
サンプル集成体の準備
下の表(表24)は、上述の実施例において使用される例示的膜の特性を概説する。これらの特性は、単に例示的なものであり、限定的であることを意図しない。
【0257】
【表24】
【0258】
上記の高分子膜番号10~12は、下記の方法に従って準備した。
【0259】
【表25】
【0260】
下の表(表26)は、上述の実施例において使用される例示的支持構造体の特性を概説する。これらの特性は単に例示的なものであり、限定的であることを意図しない。
【0261】
【表26】
【0262】
上記の支持構造体番号1~3は、下記の方法に従って準備した。
【0263】
【表27】
【0264】
本明細書において説明しテストする特定の非限定的サンプル集成体及び比較用サンプル集成体は、下記の通りに準備した。
【0265】
全ての実施例サンプル集成体及び比較用サンプル集成体は、少なくとも1つの裏面接着繊維ガラスサンプルキャリア(以後、繊維ガラスサンプルキャリアと呼ぶ)を含む。繊維ガラスサンプルキャリアは、繊維ガラスシート(McMaster-Carrより購入、製品番号1331T37)の片面に両面感圧接着剤を貼ることによって準備した。繊維ガラスサンプルキャリアを、その後クーポン状にレーザーカットした。直径1.5mmの孔をインピーダンス管の内径と整列する中央部に作った。これは、計測対象のサンプルの作用面積に相当する。例示的重ね構成を図34に示す。
【0266】
サンプル集成体
【0267】
サンプル集成体35及び37―特定の非限定的サンプル集成体(例えば、サンプル集成体番号35及び37)は、支持構造体としてNC1500フッ素化エチレンプロピレン(FEP)熱可塑性粒子(日本のDaikinより購入)の凝集性不規則網状組織を使用して準備した。支持構造体番号1及び2の走査電子顕微鏡写真を、それぞれ図36及び38に示す。支持構造体番号1及び3を、それぞれサンプル集成体番号35及び37において使用し、表27に示す方法に従って準備した。サンプル集成体番号35及び37においては、それぞれ膜番号10及び12を使用し、表25の方法に従って準備した。最終的なサンプル集成体番号35及び37は、次の通りに準備した。支持構造体が付着された一片の膜を、膜/支持構造体が平坦で皺がないように、滑らかな水平面上に置いた。接着剥離ライナーを事前カットされた繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して接着剤を露出した。接着層を露出したまま、サンプルキャリアを、慎重に支持構造体側に置き、余分な材料は、サンプルキャリアの周縁から切り離した。サンプルキャリアを、膜側を上に向けて、アラインメントジグ上に置いた。剥離ライナーを第2繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤側を膜へ向かって下に向けてアラインメントジグの上に置いた。低圧(計測せず)を加えて(手で)、上下のサンプルキャリアを一緒にして、サンプル集成体を形成した。サンプル集成体番号35及び37の成分及び重ね構成を、表28に示す。
【0268】
サンプル集成体36-サンプル集成体番号36は、第1PTFE膜より大きい孔径を持つ第2(PTFE)膜の形式の第2構造体(支持構造体番号2)(オープン層)に結合された小さい孔径を持つ第1ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜(膜番号11)(タイト層)を含み、下記の通りに準備した。小さい孔径を持つ第1構造体(膜番号11)は、表25の方法に従って準備した。第2構造体(支持構造体番号2)は、表27の方法に従って準備した。支持構造体番号2の走査電子顕微鏡写真を図38に示す。オープン-タイトPTFE複合膜は、第2構造体プロセスからテープ上に第1構造体プロセスの中間体を置き、その後複合体を同時延伸することによって、準備をして、膜番号11及び支持構造体番号2を含むサンプル集成体番号36を入手した。1片の複合体を、膜/支持構造体複合体が平坦で皺がないように、滑らかな水平面上に置いた。接着剥離ライナーを事前カットした繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤を露出した。接着層を露出したまま、サンプルキャリアを、複合材の支持体側に慎重に置いて、余分な材料はサンプルキャリアの周縁から切り離した。サンプルキャリアを、膜側を上に向けてアラインメントジグ上に置いた。剥離ライナーを、第2繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤側を膜に向かって下に向けてアラインメントジグ上に置いた。低圧(計測せず)を加えて(手で)、上下のサンプルキャリアを一緒にして、サンプル集成体を形成した。サンプル集成体番号36の成分及び重ね構成を、表28に示す。
【0269】
【表28】
【0270】
膜番号10に結合された支持構造体番号1のミクロ構造を示す走査電子顕微鏡写真(SEM)を図36に示す。
【0271】
支持構造体2のミクロ構造を示すSEMを図37に示す。
【0272】
膜番号3に付着された支持構造体番号3のミクロ構造を示すSEMを、図38に示す。
【0273】
比較用サンプル集成体-特定の非限定的比較用サンプル集成体は、下記の通りに準備した。1片の膜を、膜が平坦で皺がないように、滑らかな水平面上に置いた。接着剥離ライナーを事前カットした繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤を露出した。接着剤を露出したまま、サンプルキャリアを膜上に慎重に置き、余分な膜をサンプルキャリアの周縁から切り離した。その後、サンプルキャリアを膜側を上に向けてアラインメントジグ上に置いた。剥離ライナーを第2繊維ガラスサンプルキャリアから取り外して、接着剤側を膜へ向かって下に向けてアラインメントジグ上に置いた。低圧(計測せず)を加えて(手で)、上下のサンプルキャリアを一緒にして、比較用サンプル集成体を形成した。比較用サンプル集成体の成分及び最終的な重ね構成を表29に示す。
【0274】
【表29】
【0275】
サンプル集成体及び比較用サンプル集成体の特性-下の表は、特定のサンプル集成体及び比較用サンプル集成体の例示的特性を列記する。全ての特性は、本明細書において説明する通りに計測する。
【0276】
【表30】
【0277】
【表31】
【0278】
サンプル集成体及び比較用サンプル集成体の全てについて、伝送ロス及び位相角試験を、「試験手順」の節で説明する通りに実施した。
【0279】
実施例6~8のサンプル集成体及び比較用サンプル集成体の伝送ロスデータを、6つの離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、15,000Hz)について表32に示す。伝送ロス対周波数スペクトルは、図39~41に示す。
【0280】
【表32】
【0281】
実施例番号6、7、8のサンプル集成体及び比較用サンプル集成体の位相角データを、離散した6つの周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、15,000Hz)について表33に示す。テストされたサンプル集成体の生位相角対周波数スペクトルを図39~41に示す。
【0282】
【表33】
【0283】
表から分かるように、上記のサンプル集成体は、試験周波数において+45度~-45度の範囲の位相角を示すのに対して、比較用サンプル集成体は、試験周波数のいくつかにおいて、+45度~-45度の範囲外の位相角を示す。
【0284】
各サンプル集成体及び各比較用サンプル集成体の伝送ロス(dB/オクターブ)の傾斜を、離散した周波数(500Hz、1000Hz、2000Hz、5000Hz、10,000Hz、15,000Hz)について線形回帰により計測した。
【0285】
周波数は、下記の手順を使用してオクターブに換算した。
500Hzと500Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数10】
500Hzと1000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数11】
500Hzと2000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数12】
500Hzと5000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数13】
500Hzと10,000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数14】
500Hzと15,000Hzとの間のオクターブ数は、下記の通り:
【数15】
【0286】
サンプル集成体及び比較用サンプル集成体の伝送ロススペクトルの傾斜は、上記の通り計算されたオクターブについて伝送ロスデータを線形回帰することによって測定できる。その結果得られる傾斜を、表34に示す。比較用サンプル集成体の場合、伝送ロスは、低い周波数範囲の周波数において減少し、その後高い周波数範囲において増大する。線形回帰は、比較用サンプル集成体については低い周波数範囲において実施される。表34に示すように、所与の膜において、サンプル集成体の伝送ロスの傾斜は、比較用サンプル集成体の伝送ロスの傾斜よりゼロに近く、サンプル集成体がより優勢の一定音響伝送プロフィルを与えることを示す。具体的には、下の非限定的実施例によって例示するように、本開示のいくつかの実施形態において、伝送ロスの傾斜の絶対値は500Hz~15,000Hzの範囲で1.04dB/オクターブ以下である(即ち、伝送ロスは、-1.04dB/オクターブ~0.06dB/オクターブの範囲である)。言い換えると、表34の非限定的実施例において、伝送ロスは、周波数範囲500Hz~15,000Hzにおいて、1.04dB/オクターブを超えて変動しない。
【0287】
【表34】
【0288】
表32~34の結果を図39~41に示す。
【0289】
本開示のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は限定的なものではなく例示に過ぎず、当業者には多くの修正が明らかになるであろう。例えば、本明細書において論じる全ての寸法は、例として示したのであり、限定的であることを意図しない。
(態様)
(態様1)
高分子膜と、
少なくとも1つの支持構造体であって、前記少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分が前記高分子膜と接触している、少なくとも1つの支持構造体と、
を備える集成体であって、
前記集成体が、100レイリー~50,000レイリーの空気流抵抗を有し、かつ
前記集成体が、振動変位試験(VDT)を使用して計測したとき0.0002Pa/nm~3000Pa/nmの有効剛度を有する、
集成体。
(態様2)
高分子膜と、
少なくとも1つの支持構造体であって、前記少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分が前記高分子膜と接触している、少なくとも1つの支持構造体と、
を備える集成体であって、
前記集成体が、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき、50~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を持つ音響インピーダンスを有する、
集成体。
(態様3)
高分子膜と、
少なくとも1つの支持構造体であって、前記少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分が前記高分子膜と接触している、少なくとも1つの支持構造体と、
を備える集成体であって、
前記集成体が、100~50,000レイリーの空気流抵抗を有し、
前記集成体が、振動変位試験(VDT)を使用して測定したとき、0.0002Pa/nm~3000Pa/nmの有効剛度を有し、かつ
前記集成体が、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき、50~20,000Hzの周波数範囲において+45度~-45度の位相角を持つ音響インピーダンスを有する、
集成体。
(態様4)
高分子膜と、
少なくとも1つの支持構造体であって、前記少なくとも1つの支持構造体の少なくとも一部分が前記高分子膜と接触している、少なくとも1つの支持構造体と、
を備える集成体であって、
前記集成体が、インピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき、50~20,000Hzの周波数範囲において1.5dB/オクターブを超えて変動しない伝送ロスを示す、
集成体。
(態様5)
前記集成体が、キャピラリーピストン試験(CPT)に従って計測したとき10psi~350psiの範囲の水進入圧力(WEP)を有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様6)
前記集成体が、50Hz~20,000Hzの周波数範囲についてインピーダンスチューブトランスファーマトリックス試験(ITTMT)によって計測したとき、3dB~48dBの伝送ロスを示す、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様7)
前記高分子膜が、0.025ミクロン~300ミクロンの範囲の厚みを有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様8)
前記高分子膜が、異なる孔径の複数の気孔を含む、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様9)
前記複数の気孔が、0.1~30ミクロンの範囲の最大孔径を有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様10)
前記高分子膜が、0.4psi~120psiの範囲のバブルポイントを有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様11)
前記少なくとも1つの支持構造体が、少なくとも1つの第2高分子膜である、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様12)
前記支持構造体が、粒子の網状組織を含む、態様1~10のいずれかに記載の集成体。
(態様13)
前記少なくとも1つの支持構造体が、10~1000ミクロンの厚みを有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様14)
前記少なくとも1つの支持構造体が、5%~98%の有効開放面積を有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様15)
前記高分子膜が、延伸ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)を含む、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様16)
前記高分子膜が、1MPa~1000MPaの範囲のヤング率を有する、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様17)
前記集成体が、単一の支持構造体を備える、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様18)
前記集成体が、少なくとも2つの支持構造体を備える、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様19)
前記集成体が、第1支持構造体と第2支持構造体とを備え、前記高分子膜が、前記第1支持構造体と前記第2支持構造体との間に挟まれる、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様20)
前記第1支持構造体と第2支持構造体が、同じ材料を含む、態様19に記載の集成体。
(態様21)
前記第1支持構造体と第2支持構造体が、異なる材料を含む、態様19に記載の集成体。
(態様22)
前記高分子膜と前記少なくとも1つの支持構造体との間に接着剤を備える、先行の態様のいずれかに記載の集成体。
(態様23)
前記少なくとも1つの支持構造体が少なくとも1つの支持層である、態様1~10又は13~22のいずれかに記載の集成体。
(態様24)
前記少なくとも1つの支持層が繊維ガラスを含む、態様23に記載の集成体。
(態様25)
前記少なくとも1つの支持層が金属を含む、態様23に記載の集成体。
(態様26)
前記金属が黄銅である、態様25に記載の集成体。
(態様27)
前記少なくとも1つの支持層がメッシュを含む、態様23に記載の集成体。
(態様28)
前記メッシュが、ポリエチレンテレフタレート(PET)織物メッシュである、態様27に記載の集成体。
(態様29)
前記メッシュが、押出プラスチック不織メッシュである、態様27に記載の集成体。
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