초록 ▼

다공성 재료의 흡음특성은 다공도, 기종의 크기, 기공의 형태(opem cell 함량) 및 굴곡도(tortuosity), 재료 표면에서 기공이 차지하는 분율, 재료의 두께, 재료의 체적 탄성율 및 손실계수등에 관계되며 이러한 변수들은 각각 독립적이기 보다는 서로 종속 관계에 있기 때문에 몇개의 변수를 묶어서 흐름 저항과 구조 계수등의 parameter로 흡 음특성을 나타낸다. 이들 변수 중 흐름 저항이 가장 중요한 변수로 간주된다. 본 연구에서는 각종 다공성 재료의 수직 입사음에 대한 흡음 특성을 연구하였다. 이미 상업화되어 있는

다공성 재료의 흡음특성은 다공도, 기종의 크기, 기공의 형태(opem cell 함량) 및 굴곡도(tortuosity), 재료 표면에서 기공이 차지하는 분율, 재료의 두께, 재료의 체적 탄성율 및 손실계수등에 관계되며 이러한 변수들은 각각 독립적이기 보다는 서로 종속 관계에 있기 때문에 몇개의 변수를 묶어서 흐름 저항과 구조 계수등의 parameter로 흡 음특성을 나타낸다. 이들 변수 중 흐름 저항이 가장 중요한 변수로 간주된다. 본 연구에서는 각종 다공성 재료의 수직 입사음에 대한 흡음 특성을 연구하였다. 이미 상업화되어 있는 다공성 소재 glass wool, polyurethane (PU) foam등) 및 당 연구팀 에서 제조한 다공성 소재(polyvinylalcohol(PVOH)계 foam, polystyrene(PS)계 foam)에 대하여 위에 열거된 각각의 연수가 흡음 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 또한, 당 연구팀에서 제조한 다공성 소재에 대해서 함수율등의 사용환경 변수에 의한 흡음 특성 변화를 검토하였다. 알려진 바와 같이 open cell 구조의 다공성 재료가 closed cell 구조의 재료보다 우수한 흡음 특성을 나타내었다. 열린 연속 기공구조를 갖는 다공성 재료의 흡음 특성은 시료의 두께가 두꺼워질수록, 후면 공기층의 두께가 두꺼워질수록 대체로 흡음율이 증가되었다. 흡음특성을 결정짓는 흐름저항은 기공 크기 및 다공도 (및 두께)에 가장 크게 영향을 받으며, 최대 흡음율을 나타내는 최적 흐름 저항이 존재하는데, 이는 입사음의 주파수에 따라 달라진다. 상기 3개의 인자는 서로 종속 관계에 있어서 독립적으로 결정할 수는 없었으나 대표적인 흐름 저항 값에 의거한 소재의 기공 크기를 결정할 수 있었으며, 이는 차후 본격적으로 개발될 흠음 소재의 개발 지표로 사용될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 PVOH계 foam은 제조공정상 밀도와 기공크기가 연관되어 변환되었으나 대체로 밀도가 0.05 - 0.08 /㎠ 정도이면 45㎜ 정도의 비교적 얇은 두께에서도 1.0kHz 이상의 주파수에서 0.9 이상의 우수한 흡음 특성을 나타내었다. 또한 PVOH foam은 압축강도 및 충격강도등의 기계적 특성도 우수하며 Tg가 100℃ 정도이어서 큰 하중이 걸리지 않는 용도에서 구조재로서 도 사용될 수 있을 것으로 생각된다. 다만 흡수성이 뛰어나기 때문에 물에 접촉되는 용도에서 부적합하나 함수율이 130%인 경우에도 흡음율 변화가 거의 없으므로 다습한 환경에서도 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼

Sound absorption is known to be affected by structural factors of the material such as porosity, pore size, tortuosity of the pore, the content of the open cell, areal fraction of the pore in the surface, bulk modules and loss factor, and so on and the thickness of the porous layer. Since those fact

Sound absorption is known to be affected by structural factors of the material such as porosity, pore size, tortuosity of the pore, the content of the open cell, areal fraction of the pore in the surface, bulk modules and loss factor, and so on and the thickness of the porous layer. Since those factors are dependent each other, sound absorption characteristics are generally described by lumped parameters such as flow resistance, structure factor, etc. Sound absorption characteristics of various porous materials were analyzed in this study. In this study, sound absorption properties of commercial porous materials(glass wool and PU foam) and the material(PVOH foam and PS foam) synthesized in the laboratory were analyzed through the above-mentioned factors. In addition, the change in the sound absorption by the water absorption was also evaluated. The porous materials with open and interconnected pore showed much better sound absorption property than the materials with closed cell, as expected. As the thickness of the porous layer and the air cavity behind the porous layer increased, sound absorption was increased. Optimum pore size could not be determined independent of the other factors because the optimum flow resistance was dependent upon the pore size, the porosity and the thickness of the porous layer. However, the pore size was determined from the typical flow resistance of commercial sound absorbing materials such as a PVOH foam. PVOH foam synthesized in the laboratory showed excellent sound absorption property in the frequency range above 1.0kHz when the foam had the density of 0.05-0.08g/㎤. PVOH foam also showed excellent mechanical properties such as compressive strength and impact strength. Due to those excellent mechanical and acoustical properties, PVOH foam is expected to be used for the structural sound absorbing material. Even though PVOH foam is good water absorbing material, its sound absorbing capability is retained in the wet state upton the water content of 130%, which is expected to be used in the humid condition as a sound absorbing material.

목차 Contents

• 제1장 서론...12
• 제2장 실험...29
• 제1절 시료...29
• 제2절 음향특성...33
• 제3절 기타특성...35
• 제3장 연구 결과 및 검토...38
• 제1절 흡음율...38
• 제2절 기계적특성...73
• 제4장 결론...78
• 참고문헌...80