JPH01241999A - 音響ウインドーと音響ウインドー用材料 - Google Patents
音響ウインドーと音響ウインドー用材料Info
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- JPH01241999A JPH01241999A JP63329489A JP32948988A JPH01241999A JP H01241999 A JPH01241999 A JP H01241999A JP 63329489 A JP63329489 A JP 63329489A JP 32948988 A JP32948988 A JP 32948988A JP H01241999 A JPH01241999 A JP H01241999A
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- B29C70/021—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material
- B29C70/025—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material with particular filler
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
- C08J5/046—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with synthetic macromolecular fibrous material
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は水中環境下で使用する音響装置とこのような音
響装置の部分を形成するための材料に関する。より詳し
くは、本発明はソナードームおよびソナーウィンドーと
、このようなソナードームあるいはソナーウィンドーを
形成するための材料に関する。特に本発明はその中に繊
維製強化材を有するエラストマーから形成されたソナー
ウィンドーとこのようなソナーウィンドーを製造するの
に有用な材料に関する。
響装置の部分を形成するための材料に関する。より詳し
くは、本発明はソナードームおよびソナーウィンドーと
、このようなソナードームあるいはソナーウィンドーを
形成するための材料に関する。特に本発明はその中に繊
維製強化材を有するエラストマーから形成されたソナー
ウィンドーとこのようなソナーウィンドーを製造するの
に有用な材料に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕液体環境
下で音響波形状の信号を透過したり、受けるための音響
ウィンドーが知られている。伝統的なこれらウィンドー
はスチールのような一枚の所定の厚さを有する金属から
成り、この金属は殺生剤のような生物学的に活性な物質
を含有するゴムによって任意にカバーされているとよい
。これらの殺生剤を含有するゴムは、ウィンドーの表面
上への海中生物の付着を妨げる傾向を有する。
下で音響波形状の信号を透過したり、受けるための音響
ウィンドーが知られている。伝統的なこれらウィンドー
はスチールのような一枚の所定の厚さを有する金属から
成り、この金属は殺生剤のような生物学的に活性な物質
を含有するゴムによって任意にカバーされているとよい
。これらの殺生剤を含有するゴムは、ウィンドーの表面
上への海中生物の付着を妨げる傾向を有する。
このような海中生物の付着は音響波形の透過や受領の機
能を失わしめると共に、このようなウィンドーを用いる
ことになる船や他の目的物の水中環境下を通しての伝播
の間に機能喪失させる水中妨害を与えることになる。
能を失わしめると共に、このようなウィンドーを用いる
ことになる船や他の目的物の水中環境下を通しての伝播
の間に機能喪失させる水中妨害を与えることになる。
外側表面上でのこのような典型的なウィンドーは海洋、
湖あるいはタンクのような自由液体に接触することにな
る。このようなウィンドーの内側表面は、通常水又は他
の液体で充たされたチャンバーで少くとも部分的に規定
されている。このようなウィンドーを音響的に「クリヤ
ー」にするため、すなわち音波エネルギーがウィンドー
を透過する際に音波エネルギーのひずみや減衰を希望す
る程度に低くすることおよびウィンドーに対する音波エ
ネルギーの衝突を特徴とする角度の湾曲を希望する程度
に低くすることのために各種の努力がなされている。
湖あるいはタンクのような自由液体に接触することにな
る。このようなウィンドーの内側表面は、通常水又は他
の液体で充たされたチャンバーで少くとも部分的に規定
されている。このようなウィンドーを音響的に「クリヤ
ー」にするため、すなわち音波エネルギーがウィンドー
を透過する際に音波エネルギーのひずみや減衰を希望す
る程度に低くすることおよびウィンドーに対する音波エ
ネルギーの衝突を特徴とする角度の湾曲を希望する程度
に低くすることのために各種の努力がなされている。
このようなウィンドーはある種の望ましくない特性を有
する。例えばスチールのような剛直な材料から作られた
ウィンドーは、ウィンドー上を流れる水流によって相当
量の音響ノイズを発生し、且つその上にウィンドーが形
成されている目的物あるいは船内の機械の作動による振
動周波数から生する音響ノイズの相当量を透過すること
になる。
する。例えばスチールのような剛直な材料から作られた
ウィンドーは、ウィンドー上を流れる水流によって相当
量の音響ノイズを発生し、且つその上にウィンドーが形
成されている目的物あるいは船内の機械の作動による振
動周波数から生する音響ノイズの相当量を透過すること
になる。
加えて比較的剛直なウィンドーは、ウィンドー表面上に
衝突する音響波形エネルギーに対する相当量のバウンド
すなわち反射効果を発生することになる。このようなバ
ウンドすなわち反射は、ウィンドーを通過して伝達され
る信号に相当な減衰を生することになる。ウィンドーに
よって輪郭が規定されるチャンバ内から音響波形の伝達
されている間に、反射がウィンドーの内側表面中ずる場
合には、エコーの存在および位置のにせのあるいは間違
った決定がなされることになる。
衝突する音響波形エネルギーに対する相当量のバウンド
すなわち反射効果を発生することになる。このようなバ
ウンドすなわち反射は、ウィンドーを通過して伝達され
る信号に相当な減衰を生することになる。ウィンドーに
よって輪郭が規定されるチャンバ内から音響波形の伝達
されている間に、反射がウィンドーの内側表面中ずる場
合には、エコーの存在および位置のにせのあるいは間違
った決定がなされることになる。
ソナードームのようなウィンドーは、約５００ Ｉｔ
ｚから５００ Ｋ ＩＩ ｚの間にある周波数を有する
音響エネルギーを透過することを要求される。これらの
周波数は海水中で約３ｍから約０．００３ｍの波長に対
応し、これら波長は、それを通って波形が通る液体飼料
に応じたある変動を、受ける。金属あるいは強化プラス
チック技術分野で知られる材料から作られた従来のドー
ムにおいて、それからドームが作られる材料の厚さが、
ドームを通って透過される音響周波数の１／２波長だけ
実質的にそれている場合に、通し挿入ロス、すなわちＰ
。を波の入射圧とし、Ｐアを透過圧とした時の、２０１
ｏｇ（Ｐａ／Ｐア）のような減少は許容することができ
なくなる。
ｚから５００ Ｋ ＩＩ ｚの間にある周波数を有する
音響エネルギーを透過することを要求される。これらの
周波数は海水中で約３ｍから約０．００３ｍの波長に対
応し、これら波長は、それを通って波形が通る液体飼料
に応じたある変動を、受ける。金属あるいは強化プラス
チック技術分野で知られる材料から作られた従来のドー
ムにおいて、それからドームが作られる材料の厚さが、
ドームを通って透過される音響周波数の１／２波長だけ
実質的にそれている場合に、通し挿入ロス、すなわちＰ
。を波の入射圧とし、Ｐアを透過圧とした時の、２０１
ｏｇ（Ｐａ／Ｐア）のような減少は許容することができ
なくなる。
ソナードームあるいはソナーウィンドーは、構造的に特
定の荷重に耐られるように構築されなければならない。
定の荷重に耐られるように構築されなければならない。
このような構造物は、剛直な材料が用いられている場合
には、構造材料として固有の厚さを必要とすることにな
る。この厚さが透過される波長の１／２から実質的それ
ている場合には、ある音響周波数に対して効果を表すブ
ラインドネスが材料の厚さ方向を透過する波形エネルギ
ーの単純な減少によって生することになる。
には、構造材料として固有の厚さを必要とすることにな
る。この厚さが透過される波長の１／２から実質的それ
ている場合には、ある音響周波数に対して効果を表すブ
ラインドネスが材料の厚さ方向を透過する波形エネルギ
ーの単純な減少によって生することになる。
比較的小さなウィンドーあるいはソナードームは無強化
のゴムによって形成されることが多い。
のゴムによって形成されることが多い。
このようなゴムは希望する波長範囲における音響周波数
の透過に対していちぢるしく透明である。
の透過に対していちぢるしく透明である。
無強化のゴムから形成されたこれらウィンドーは、しか
しながら、ウィンドーが作動される環境によってウィン
ドーに加えられる流体静力学的および流体動力学的力か
らの変形に敏感である。例えばこのようなウィンドーを
海洋水に対して用いるような潜水艦が行動する際には、
ウィンドーの下側にソナーセットが接触して配置されて
いた場合でも、ウィンドーはウィンドーを変形するのに
充分な流体動力学的力にさらされることになる。又逆に
ウィンドーを用いる潜水艦の作動深さを変えることによ
ってウィンドーの上に与えられる流体静力学的圧力の単
純な変化がウィンドーへの同様な湾曲を生する流体静力
学的力を与える。この湾曲現象は無強化ゴムの有する比
較的低いモジュラスと原理的に関連する。
しながら、ウィンドーが作動される環境によってウィン
ドーに加えられる流体静力学的および流体動力学的力か
らの変形に敏感である。例えばこのようなウィンドーを
海洋水に対して用いるような潜水艦が行動する際には、
ウィンドーの下側にソナーセットが接触して配置されて
いた場合でも、ウィンドーはウィンドーを変形するのに
充分な流体動力学的力にさらされることになる。又逆に
ウィンドーを用いる潜水艦の作動深さを変えることによ
ってウィンドーの上に与えられる流体静力学的圧力の単
純な変化がウィンドーへの同様な湾曲を生する流体静力
学的力を与える。この湾曲現象は無強化ゴムの有する比
較的低いモジュラスと原理的に関連する。
多様な提案がゴム製のソナーウィンドーを強化するため
に行われている。布帛やコードを用いてゴムを強化する
ような従来の技術はある程度の限定された成功しか得ら
れない。布帛あるいはコードによる強化を用いることの
１つの欠点は、強化するためにゴムの中に組合す時に、
布帛やコード中の空気が内部に含有されることである。
に行われている。布帛やコードを用いてゴムを強化する
ような従来の技術はある程度の限定された成功しか得ら
れない。布帛あるいはコードによる強化を用いることの
１つの欠点は、強化するためにゴムの中に組合す時に、
布帛やコード中の空気が内部に含有されることである。
このように内部に含有された空気は容易に解消されず、
得られたウィンドー中に捕捉されたままになる。
得られたウィンドー中に捕捉されたままになる。
これら含有された空気は、多くの音波周波数に対して実
質的なバリヤーすなわち反射体として作動し、得られた
ソナーウィンドーあるいはソナードームの機能を材料面
から弱くする。
質的なバリヤーすなわち反射体として作動し、得られた
ソナーウィンドーあるいはソナードームの機能を材料面
から弱くする。
極く最近では、シスポリブタジェンを用いて作られ、そ
の中にポリビニルアルコール繊維から成る強化材を含む
ソナーウィンドーが、音響清浄度を有し、２００ＫＨｚ
から５００ＫＨｚの範囲で利用されるソナーウィンドー
を作るための用途を発見している。
の中にポリビニルアルコール繊維から成る強化材を含む
ソナーウィンドーが、音響清浄度を有し、２００ＫＨｚ
から５００ＫＨｚの範囲で利用されるソナーウィンドー
を作るための用途を発見している。
しかしながらシスポリブタジェンは、前述のウィンドー
を形成する作業において若干困難なエラストマーであっ
て、且つ比較的に高価である。又これらのウィンドーは
約１０Ｋｔ（ｚから約１００ＫｆｌｚＯ間での希望する
音波周波数の範囲において重要な応用を見出すことがで
きない。
を形成する作業において若干困難なエラストマーであっ
て、且つ比較的に高価である。又これらのウィンドーは
約１０Ｋｔ（ｚから約１００ＫｆｌｚＯ間での希望する
音波周波数の範囲において重要な応用を見出すことがで
きない。
したがって、水存在の環境下において、約１０ＫＨ２と
約１００Ｋｆｌｚの間の周波数の範囲で利用することが
でき、無強化ゴムの音波透明性を実質的に示し、且つ２
．０ＯＯｐｓｉから４０，０００ｐｓｉ （１３７９０
〜２７５８００ＫＰａ）の望ましい曲げ率を有する音波
ウィンドーが音波ウィンドーの製造において実質的な利
用を見（１３〉 出すことができることになり、本発明はかかるウィンド
ーとその製造方法を提供することを目的とする。
約１００Ｋｆｌｚの間の周波数の範囲で利用することが
でき、無強化ゴムの音波透明性を実質的に示し、且つ２
．０ＯＯｐｓｉから４０，０００ｐｓｉ （１３７９０
〜２７５８００ＫＰａ）の望ましい曲げ率を有する音波
ウィンドーが音波ウィンドーの製造において実質的な利
用を見（１３〉 出すことができることになり、本発明はかかるウィンド
ーとその製造方法を提供することを目的とする。
本発明はエラストマーと繊維製強化材から成るシート状
音響ウィンドーを提供する。エラストマーは天然ゴム、
合成天然ゴム、塩化ゴムおよびシリコンゴムから成るグ
ループ、アクリロニトリルブクジエン共重合体、スチレ
ンブタジェン共重合体、ポリウレタンおよびそれらの混
合物の中から選択され、さらに充填材や熱硬化性タイプ
が非熱硬化性タイプの何れかの樹脂を含有してもよい。
音響ウィンドーを提供する。エラストマーは天然ゴム、
合成天然ゴム、塩化ゴムおよびシリコンゴムから成るグ
ループ、アクリロニトリルブクジエン共重合体、スチレ
ンブタジェン共重合体、ポリウレタンおよびそれらの混
合物の中から選択され、さらに充填材や熱硬化性タイプ
が非熱硬化性タイプの何れかの樹脂を含有してもよい。
繊維製強化材はスチール、ポリエステル、ポリアミド、
ポリアラミド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニルアル
コールおよびナイロンを含むグループから選択され、シ
ート状音響ウィンドーに捕捉された空気が音響ウィンド
ーの容積の０．１０％を越えないようにされた材料のチ
ョツプド繊維あるいはフィブリルから選択される。空気
が捕捉される（１４〉 範囲はシート状音響ウィンドーの容積の０．０５％を越
えないことが望ましく、より望ましくは０．０１０％を
越えないとよい。
ポリアラミド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニルアル
コールおよびナイロンを含むグループから選択され、シ
ート状音響ウィンドーに捕捉された空気が音響ウィンド
ーの容積の０．１０％を越えないようにされた材料のチ
ョツプド繊維あるいはフィブリルから選択される。空気
が捕捉される（１４〉 範囲はシート状音響ウィンドーの容積の０．０５％を越
えないことが望ましく、より望ましくは０．０１０％を
越えないとよい。
繊維強化材、エラストマー、適切な充填材および適切な
樹脂が、目的とし且つ効果的な割合で均一に混合されて
与えられる。これらの原料からシート状音響ウィンドー
は目的とする物理的寸法を有するように形成されて硬化
され、且つ音波ウィンドーとして用いられた時に、効果
的な強度を提供する形状に作られている。
樹脂が、目的とし且つ効果的な割合で均一に混合されて
与えられる。これらの原料からシート状音響ウィンドー
は目的とする物理的寸法を有するように形成されて硬化
され、且つ音波ウィンドーとして用いられた時に、効果
的な強度を提供する形状に作られている。
充填材は通常粒状物として存在する。粒状充填材は通常
シート状音響ウィンドーの重量に対して約０．０％以上
、５０％以下含有させる。もっとも代表的な充填材は粒
状炭質材料である。
シート状音響ウィンドーの重量に対して約０．０％以上
、５０％以下含有させる。もっとも代表的な充填材は粒
状炭質材料である。
本発明のシート状音響ウィンドーに用いられる樹脂はフ
ェノールホルムアルデヒド、レソルシノールホルムアル
デヒド、クマロン・インデン、オクチルフェノールホル
ムアルデヒドおよびそれらの混合物のような熱硬化性あ
るいは非熱硬化性樹脂の両方から構成されているグルー
プから選択され、その量は通常シート状音響ウィンドー
の重量に対して約０．０％以上、約６％以下である。も
し樹脂が非熱硬化性樹脂の場合は、本発明の実施に際し
て、その樹脂の軟化点以下の温度で用いられる。
ェノールホルムアルデヒド、レソルシノールホルムアル
デヒド、クマロン・インデン、オクチルフェノールホル
ムアルデヒドおよびそれらの混合物のような熱硬化性あ
るいは非熱硬化性樹脂の両方から構成されているグルー
プから選択され、その量は通常シート状音響ウィンドー
の重量に対して約０．０％以上、約６％以下である。も
し樹脂が非熱硬化性樹脂の場合は、本発明の実施に際し
て、その樹脂の軟化点以下の温度で用いられる。
繊維製強化材は好ましくはポリビニルアルコール、ポリ
アラミドあるいはポリエステルのフィブリル又は繊維で
ある。
アラミドあるいはポリエステルのフィブリル又は繊維で
ある。
本発明の前述およびその他の特徴および利点は本発明の
好ましい実施例および関連する図面に基づいた下記説明
により、より明らかにされる。
好ましい実施例および関連する図面に基づいた下記説明
により、より明らかにされる。
第１図は本発明により製造されたシート状音響ウィンド
ー１０を示す。第１図において、音響ウィンドー１０は
長方形シート形状で示されているが、−本の曲線を具備
した形状あるいは複合した曲面を具備した形状に形成さ
れていてもよい。シート状ウィンドーはモールディング
、キャスティング、あるいは弾性製品又はゴム製品を形
成する（１６〉 のに用いられる他の適切な従来公知の成形技術によって
成形される。
ー１０を示す。第１図において、音響ウィンドー１０は
長方形シート形状で示されているが、−本の曲線を具備
した形状あるいは複合した曲面を具備した形状に形成さ
れていてもよい。シート状ウィンドーはモールディング
、キャスティング、あるいは弾性製品又はゴム製品を形
成する（１６〉 のに用いられる他の適切な従来公知の成形技術によって
成形される。
ウィンドー１０は繊維製強化材を用いて強化されたゴム
弾性材料から作られる。ウィンドーを形成する材料は希
望する形状に形成されている主に熱硬化性、熱可塑性あ
るいは未硬化の材料として最初に利用可能なものである
と好ましい。
弾性材料から作られる。ウィンドーを形成する材料は希
望する形状に形成されている主に熱硬化性、熱可塑性あ
るいは未硬化の材料として最初に利用可能なものである
と好ましい。
エラストマーすなわちゴム弾性材という用語で意味する
材料は、室温で低応力下元の長さの少くとも２倍に引延
ばすことのでき、且つ応力を除去すると直ぐに復帰力に
よってほぼ元の長さに戻る材料である。本発明のウィン
ドーを形成する材料に用いられるエラストマーは、天然
ゴム、合成天然ゴム、塩化ゴムおよびシリコンゴムから
成るグループ、アクリロニトリルブタジェン共重合体、
スチレンブタジェン共重合体、ポリウレタンおよびそれ
らの混合物の中から選択される。発明の実現のために用
いられる特定のエラストマーの選択は、最終的に硬化さ
れたウィンドー１０で望ましい曲げ率の機能を考慮して
行われる。曲げ率は約２、０００ｐｓｉから約４０．０
００ｐｓｉ （１３，７９０〜２７５’、 ８００ＫＰ
ａ）の間であることが望まれる。特定のエラストマーの
選択は硬化したウィンドー１０において望まれる内部特
性を考慮して行われる。
材料は、室温で低応力下元の長さの少くとも２倍に引延
ばすことのでき、且つ応力を除去すると直ぐに復帰力に
よってほぼ元の長さに戻る材料である。本発明のウィン
ドーを形成する材料に用いられるエラストマーは、天然
ゴム、合成天然ゴム、塩化ゴムおよびシリコンゴムから
成るグループ、アクリロニトリルブタジェン共重合体、
スチレンブタジェン共重合体、ポリウレタンおよびそれ
らの混合物の中から選択される。発明の実現のために用
いられる特定のエラストマーの選択は、最終的に硬化さ
れたウィンドー１０で望ましい曲げ率の機能を考慮して
行われる。曲げ率は約２、０００ｐｓｉから約４０．０
００ｐｓｉ （１３，７９０〜２７５’、 ８００ＫＰ
ａ）の間であることが望まれる。特定のエラストマーの
選択は硬化したウィンドー１０において望まれる内部特
性を考慮して行われる。
望まれる内部特性は、硬化したウィンドーを経て通過し
ている音響波形のための長手方向速度伝播特性を含み、
その値は音響ウィンドー１０が浸漬される液体媒体の値
とはＸ′等しいが、あるいは低い。−例として液体媒体
が水の場合では、このようなウィンドー１０で望まれる
長手方向速度伝播特性は約１４５０ｍ／ｓｅｃがら約１
７００ｍ／ｓｅｃの間である。 同様に、ウィンドー１
０を形成する材料の好ましい曲げ率は約２０００ｐｓ
ｉ と約４０．０００ｐｓｉ 、すなわち約１３．７
９０ＫＰａ と約２７５．８００ＫＰａの間のヤング率
を含む。ウィンドー１０を形成する材料が有する静的剪
断率は最終段階で約６６０ｐｓｉと約１３．０００ｐｓ
ｉ の間、すな〜わち約４５４７ＫＰａ と約８９，５
７０ＫＰａ Ｏ）間である。ウィンドーを形成する材料
は、その硬化段階すなわち最終段階において、少くとも
約５％の破断伸度を有する。
ている音響波形のための長手方向速度伝播特性を含み、
その値は音響ウィンドー１０が浸漬される液体媒体の値
とはＸ′等しいが、あるいは低い。−例として液体媒体
が水の場合では、このようなウィンドー１０で望まれる
長手方向速度伝播特性は約１４５０ｍ／ｓｅｃがら約１
７００ｍ／ｓｅｃの間である。 同様に、ウィンドー１
０を形成する材料の好ましい曲げ率は約２０００ｐｓ
ｉ と約４０．０００ｐｓｉ 、すなわち約１３．７
９０ＫＰａ と約２７５．８００ＫＰａの間のヤング率
を含む。ウィンドー１０を形成する材料が有する静的剪
断率は最終段階で約６６０ｐｓｉと約１３．０００ｐｓ
ｉ の間、すな〜わち約４５４７ＫＰａ と約８９，５
７０ＫＰａ Ｏ）間である。ウィンドーを形成する材料
は、その硬化段階すなわち最終段階において、少くとも
約５％の破断伸度を有する。
ここに云う技術用語「ヤング率」の意味するところは、
ウィンドー１０ （最終段階）を形成する材料に与えら
れた引張り応力の得られた張力に比例した歪に対する比
である。ヤング率は又材料に対する弾性率の尺度であり
、この弾性率は弾性係数ともいわれる。
ウィンドー１０ （最終段階）を形成する材料に与えら
れた引張り応力の得られた張力に比例した歪に対する比
である。ヤング率は又材料に対する弾性率の尺度であり
、この弾性率は弾性係数ともいわれる。
ここで用いられる技術用語「静的剪断率」の意味すると
ころは、剪断における弾性率、すなわち最終のウィンド
ー１０を形成する材料に固有の剪断応力に対する抵抗の
尺度であり、ラヂアンで示された変形の角で割られた剪
断応力に等しい。この静的剪断率は剪断係数又は剪断弾
性率ともいわれる。
ころは、剪断における弾性率、すなわち最終のウィンド
ー１０を形成する材料に固有の剪断応力に対する抵抗の
尺度であり、ラヂアンで示された変形の角で割られた剪
断応力に等しい。この静的剪断率は剪断係数又は剪断弾
性率ともいわれる。
ウィンドー１０を形成する材料の代表例は天然ゴムある
いは合成天然ゴムである。天然ゴムあるいは合成天然ゴ
ムの使用は、この種ゴムは比較的容易に成形可能である
ということから本発明を実施するに際して極めて好まし
い。又このようなゴムは音響内部特性の観点から好まし
い。合成天然ゴムはゴムの実質的に少くとも半分がポリ
イソプレン、好ましくはシス１，４ポリイソプレンから
形成されている。
いは合成天然ゴムである。天然ゴムあるいは合成天然ゴ
ムの使用は、この種ゴムは比較的容易に成形可能である
ということから本発明を実施するに際して極めて好まし
い。又このようなゴムは音響内部特性の観点から好まし
い。合成天然ゴムはゴムの実質的に少くとも半分がポリ
イソプレン、好ましくはシス１，４ポリイソプレンから
形成されている。
本発明のウィンドー１０を形成するための特定の材料の
選択は、ある程度は、望まれる水面下の行動特性を与え
るのに必要な望まれる内部音響特性および望まれる曲げ
率を有する前述のようなウィンドー１０を形成する硬化
された最終エラストマーを製造するためのトライアンド
エラーの実験の結果として得られる。
選択は、ある程度は、望まれる水面下の行動特性を与え
るのに必要な望まれる内部音響特性および望まれる曲げ
率を有する前述のようなウィンドー１０を形成する硬化
された最終エラストマーを製造するためのトライアンド
エラーの実験の結果として得られる。
なお本発明のウィンドー１０を形成する材料を含んで成
るエラストマーは充填材を含有してもよい。この充填材
は一般的に粒状形態であり、ウィンドー１０を形成する
材料への特定の強化特性を必ずしも提供しない。しかし
ながらある種の充填材は強化機能を果す。充填材は本発
明のウィンドーを形成する材料の重量に対して約０．０
％と約５０％の間の量で用いられ、好ましくは約１０％
から約３０％の量で用いられる。代表的な充填材は粒状
カーボンブラックであり、より詳しくは商業的に入手可
能なカーボンブラックｒＫＢＴＪＩＥＮｏ Ｊを、本発
明のウィンドー１０を形成するために用いられる天然ゴ
ムあるいは天然合成ゴムの１００重量部当り約２０部と
約４０部の間の量で用いると、天然ゴムあるいは天然合
成ゴムに対して好ましい結果を生する。
るエラストマーは充填材を含有してもよい。この充填材
は一般的に粒状形態であり、ウィンドー１０を形成する
材料への特定の強化特性を必ずしも提供しない。しかし
ながらある種の充填材は強化機能を果す。充填材は本発
明のウィンドーを形成する材料の重量に対して約０．０
％と約５０％の間の量で用いられ、好ましくは約１０％
から約３０％の量で用いられる。代表的な充填材は粒状
カーボンブラックであり、より詳しくは商業的に入手可
能なカーボンブラックｒＫＢＴＪＩＥＮｏ Ｊを、本発
明のウィンドー１０を形成するために用いられる天然ゴ
ムあるいは天然合成ゴムの１００重量部当り約２０部と
約４０部の間の量で用いると、天然ゴムあるいは天然合
成ゴムに対して好ましい結果を生する。
本発明を実施するに際して有用性を見出す他のエラスト
マーはスチレンブクジエンラバーおよびアクリロニトリ
ルをベースとしたラバーを含み、後者はニトリルゴムと
して市場で知られている。
マーはスチレンブクジエンラバーおよびアクリロニトリ
ルをベースとしたラバーを含み、後者はニトリルゴムと
して市場で知られている。
ネオプレン０のような塩化ゴムはポリウレタンと同様に
本発明のウィンドー１０を形成する際に有用性がある。
本発明のウィンドー１０を形成する際に有用性がある。
ここで云うゴムには、本発明を実施する際に適切に用い
られるラバーの特定の品種に改質されたものを含む。こ
れらの改質とは適切な公知の技術によって作られた加硫
されたすなわちクロスリンクされたエラストマーを意味
する。適切な公知の加硫剤すなわちクロスリンキング剤
を効果的な量で用いることは、用いられるエラストマー
に応じて好ましい。
られるラバーの特定の品種に改質されたものを含む。こ
れらの改質とは適切な公知の技術によって作られた加硫
されたすなわちクロスリンクされたエラストマーを意味
する。適切な公知の加硫剤すなわちクロスリンキング剤
を効果的な量で用いることは、用いられるエラストマー
に応じて好ましい。
繊維から成る強化材、すなわち繊維製強化材は複数の繊
維あるいは複数のフィブリルから形成される。本発明の
ウィンドー１０を形成するために用いられる材料中の繊
維製強化材を形成する繊維又はフィブリルが、ウィンド
ー１０の中に影響を与える量の空気を捕捉して持込むこ
とがないことが重要である。形成されて加硫される際に
、最終的にウィンドーを形成する材料を準備する間に、
ウィンドー１０を形成する材料の中に繊維又はフィブリ
ルを導入する作業に際して、捕捉される空気が容積を基
準として０．１０％以上含まれないことが重要である。
維あるいは複数のフィブリルから形成される。本発明の
ウィンドー１０を形成するために用いられる材料中の繊
維製強化材を形成する繊維又はフィブリルが、ウィンド
ー１０の中に影響を与える量の空気を捕捉して持込むこ
とがないことが重要である。形成されて加硫される際に
、最終的にウィンドーを形成する材料を準備する間に、
ウィンドー１０を形成する材料の中に繊維又はフィブリ
ルを導入する作業に際して、捕捉される空気が容積を基
準として０．１０％以上含まれないことが重要である。
最終的にウィンドーを形成する材料中に存在する繊維又
はフィブリルが供給源から供給され、その際にこれら繊
維又はフィブリルが束ねられたり、撚加工のように密接
して集められる場合に、ウィンドー１０の中に望ましく
ない多量な空気が導入される機会があることが受は入れ
難いことであることを本発明者等は見出した。密接して
集められた繊維又はフィブリルとは、繊維又はフィブリ
ルが本質的にモノフィラメントではなく、複数の単糸フ
ィラメントを撚加工したもの、複数の繊維をバンドル又
は糸にしたものを意味し、これらは編織物、コード、ケ
ーブル、メツシュ、スクリーンその他の構造物を作る際
に用いられる。
はフィブリルが供給源から供給され、その際にこれら繊
維又はフィブリルが束ねられたり、撚加工のように密接
して集められる場合に、ウィンドー１０の中に望ましく
ない多量な空気が導入される機会があることが受は入れ
難いことであることを本発明者等は見出した。密接して
集められた繊維又はフィブリルとは、繊維又はフィブリ
ルが本質的にモノフィラメントではなく、複数の単糸フ
ィラメントを撚加工したもの、複数の繊維をバンドル又
は糸にしたものを意味し、これらは編織物、コード、ケ
ーブル、メツシュ、スクリーンその他の構造物を作る際
に用いられる。
以上の事に関連して、それぞれの繊維又はフィブリルの
外表面が顕微鏡レベルで実質的に平滑でなければならな
いことが見出されている。これによって繊維又はフィブ
リルの表面に存在し勝ちな極微の突起に沿って空気が捕
捉される機会を避けることができる。この理由のために
、羊毛や綿繊維に見られるような比較的に毛羽立った繊
維又はフィブリルは本発明を実施するに際して容易にそ
の有用性を見出し得ない。
外表面が顕微鏡レベルで実質的に平滑でなければならな
いことが見出されている。これによって繊維又はフィブ
リルの表面に存在し勝ちな極微の突起に沿って空気が捕
捉される機会を避けることができる。この理由のために
、羊毛や綿繊維に見られるような比較的に毛羽立った繊
維又はフィブリルは本発明を実施するに際して容易にそ
の有用性を見出し得ない。
ウィンドー１０に繊維製強化材を形成するためにモノフ
ィラメントあるいは集束されない状態で用いられる時に
は、スチール、ポリエステノペポリアミド、ポリアラミ
ド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニルアルコール、ナ
イロンおよびその混合物から形成された複数の繊維又は
フィブリルが、繊維又はフィブリルに対する空気の捕捉
量が０．１０％以下になることを提供する。このような
繊維又はフィブリルを用いれば空気の捕捉量を容積ベー
スで０，０５％以下、あるいは０．０１％以下にするこ
とができる。本発明を実施するに際してもっとも好まし
い繊維製強化材はポリビニルアルコール繊維、ポリアミ
ドフィブリルおよびポリエステル繊維である。
ィラメントあるいは集束されない状態で用いられる時に
は、スチール、ポリエステノペポリアミド、ポリアラミ
ド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニルアルコール、ナ
イロンおよびその混合物から形成された複数の繊維又は
フィブリルが、繊維又はフィブリルに対する空気の捕捉
量が０．１０％以下になることを提供する。このような
繊維又はフィブリルを用いれば空気の捕捉量を容積ベー
スで０，０５％以下、あるいは０．０１％以下にするこ
とができる。本発明を実施するに際してもっとも好まし
い繊維製強化材はポリビニルアルコール繊維、ポリアミ
ドフィブリルおよびポリエステル繊維である。
繊維製強化材として用いられる繊維又はフィブリルはウ
ィンドー１０の材料を形成するエラストマーの重量に対
して約５％から約３５％の間含有される。もっとも好ま
しい量は約５％から約２０％の間である。
ィンドー１０の材料を形成するエラストマーの重量に対
して約５％から約３５％の間含有される。もっとも好ま
しい量は約５％から約２０％の間である。
繊維又はフィブリルは、バンパＵ （Ｂａｎｂｕｒｙ
）機等の通常のゴム混合機のような適切且つ公知の技術
を用いて繊維製強化材として導入される。繊維又はフィ
ブリルは代表的には０．５ｄから８４０ｄのデニールと
０．１ ＋＋＋ｍから２．５ ｃｍの長さを有する。
）機等の通常のゴム混合機のような適切且つ公知の技術
を用いて繊維製強化材として導入される。繊維又はフィ
ブリルは代表的には０．５ｄから８４０ｄのデニールと
０．１ ＋＋＋ｍから２．５ ｃｍの長さを有する。
繊維又はフィブリルの特定の寸法は、ある程度繊維又は
フィブリル自身の性質の関数である、すなわちその製造
に伴って内在的に与えられるものである。そしてその寸
法はある程度はフィブリルを解消できない程からみ合さ
せる傾向を果し、それによってそれら繊維又はフィブリ
ルの取扱中すなわち工程中に節やもつれの形成を促進し
、その節やもつれが空気を捕捉するように機能し、得ら
れたウィンドー１０に有害な音波不透明性を作ることに
なる。
フィブリル自身の性質の関数である、すなわちその製造
に伴って内在的に与えられるものである。そしてその寸
法はある程度はフィブリルを解消できない程からみ合さ
せる傾向を果し、それによってそれら繊維又はフィブリ
ルの取扱中すなわち工程中に節やもつれの形成を促進し
、その節やもつれが空気を捕捉するように機能し、得ら
れたウィンドー１０に有害な音波不透明性を作ることに
なる。
本発明による繊維製強化材用繊維又はフィブリルの使用
は、純粋なエラストマー自体の内部特性から無視できる
程度でのみそれた、ウィンドーを形成するマトリックス
エラストマー〇望ましい内部特性を有するウィンドーを
作る。ウィンドー１０を形成する材料に加えられる繊維
の範囲はある程度硬化処理前のウィンドー１０における
望ましい曲げ率の関数である。
は、純粋なエラストマー自体の内部特性から無視できる
程度でのみそれた、ウィンドーを形成するマトリックス
エラストマー〇望ましい内部特性を有するウィンドーを
作る。ウィンドー１０を形成する材料に加えられる繊維
の範囲はある程度硬化処理前のウィンドー１０における
望ましい曲げ率の関数である。
本発明によって形成されたウィンドー１０の曲げ率を上
げるためおよび／又は加工性を改良するためにウィンド
ー１０を形成する材料は熱硬化性又は非熱硬化性タイプ
の樹脂を含むとよい。この樹脂はフェノールホルムアル
デヒド、オクチルフェノールホルムアルデヒド、レソル
シノールホルムアルデヒドおよびそのクマロン・インデ
ン混合物から成るグループから選択され、材料中のエラ
ストマーの重量に対して約９％より多くない量でウィン
ドー１０を形成する材料中に与えられる。
げるためおよび／又は加工性を改良するためにウィンド
ー１０を形成する材料は熱硬化性又は非熱硬化性タイプ
の樹脂を含むとよい。この樹脂はフェノールホルムアル
デヒド、オクチルフェノールホルムアルデヒド、レソル
シノールホルムアルデヒドおよびそのクマロン・インデ
ン混合物から成るグループから選択され、材料中のエラ
ストマーの重量に対して約９％より多くない量でウィン
ドー１０を形成する材料中に与えられる。
本発明の実施に際して特に好ましくは、ウィンドー１０
を形成するゴム弾性材料の重量に対して２％以上、６％
以下の範囲でＰ−オクチルフェノールホルムアルデヒド
を用いることである。
を形成するゴム弾性材料の重量に対して２％以上、６％
以下の範囲でＰ−オクチルフェノールホルムアルデヒド
を用いることである。
繊維、エラストマー、充填材および樹脂は適切なすなわ
ち従来からよく知られたゴム混合技術を用いて混合され
、願ましいウィンドー形状１０を作るために、成形処理
とクロスリンキング硬化処理又は加硫処理を含む硬化処
理によって形成されるとよい。
ち従来からよく知られたゴム混合技術を用いて混合され
、願ましいウィンドー形状１０を作るために、成形処理
とクロスリンキング硬化処理又は加硫処理を含む硬化処
理によって形成されるとよい。
第２図は横軸のＫＨｚで示した周波数（受入れゲ） ０
．２ ｍｓ、受入れゲート０．５＋ｎｓ、パルスへの遅
延０．１＋ｎｓ）に対して縦軸にデシベルで示した挿入
ロス（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ １ｏｓｓ）を示したグラフ
である。用いられた試料は外形６４ｃｍＸ６４ｃｍ、厚
さ１．４ｃｍを有し、６℃で３４５にパスカルの音波ウ
ィンドーであリ、天然ゴムエラストマーと、１００ｇ重
量のエラストマーに対して２６．８１ ｇのポリビニル
アルコールの繊維と、１００ｇ重量のエラストマーに対
して２３、０５ ｇのＫＥＴＪＥＮＯブラックの充填材
と、１００ｇ重量のエラストマーに対して４．６１ ｇ
のＰ−オフシルフェノールホルムアルデヒド樹脂から形
成されたものである。これらの各成分はバンバリー混合
機によって均一になる迄本発明によるウィンドー１０用
材料に形成され、１４９℃で５０分間、８００１］Ｓｉ
（５５１２ＫＰａ）以上の圧力で成形される。得られ
たウィンドーを通過する波形生長反応は５℃で秒間約１
６６０ｍである。
．２ ｍｓ、受入れゲート０．５＋ｎｓ、パルスへの遅
延０．１＋ｎｓ）に対して縦軸にデシベルで示した挿入
ロス（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ １ｏｓｓ）を示したグラフ
である。用いられた試料は外形６４ｃｍＸ６４ｃｍ、厚
さ１．４ｃｍを有し、６℃で３４５にパスカルの音波ウ
ィンドーであリ、天然ゴムエラストマーと、１００ｇ重
量のエラストマーに対して２６．８１ ｇのポリビニル
アルコールの繊維と、１００ｇ重量のエラストマーに対
して２３、０５ ｇのＫＥＴＪＥＮＯブラックの充填材
と、１００ｇ重量のエラストマーに対して４．６１ ｇ
のＰ−オフシルフェノールホルムアルデヒド樹脂から形
成されたものである。これらの各成分はバンバリー混合
機によって均一になる迄本発明によるウィンドー１０用
材料に形成され、１４９℃で５０分間、８００１］Ｓｉ
（５５１２ＫＰａ）以上の圧力で成形される。得られ
たウィンドーを通過する波形生長反応は５℃で秒間約１
６６０ｍである。
バンバリー混合機での混合は天然ゴム、ＫＥＴＪ８ＮＯ
ブラックおよび樹脂の順で加えることによって１２０’
Ｆ （４９℃）で始められ、８分３０秒続けられ、最
終時の温度は３７０’Ｆ （１８７℃）に達する。混合
物はミルにあけられ、ミルにおいて繊維製強化材が通常
の方法で加えられ、混合される。それからミル１回分の
材料は平滑な薄い層にシート化される。
ブラックおよび樹脂の順で加えることによって１２０’
Ｆ （４９℃）で始められ、８分３０秒続けられ、最
終時の温度は３７０’Ｆ （１８７℃）に達する。混合
物はミルにあけられ、ミルにおいて繊維製強化材が通常
の方法で加えられ、混合される。それからミル１回分の
材料は平滑な薄い層にシート化される。
第２図は約１０ＫＨｚから約１００ＫＨｚの周波数の範
囲での本発明のウィンドーの好ましい特性を示している
。
囲での本発明のウィンドーの好ましい特性を示している
。
多様な変更修正が、本出願の特許請求の範囲を逸脱する
ことなしに前記好ましい実施例に対して行い得ることは
明らかである。
ことなしに前記好ましい実施例に対して行い得ることは
明らかである。
第１図は本発明により製造されたシート状音響ウィンド
ーの斜視図であり、第２図は周波数に対する挿入ロスと
の関係を示すグラフである。 １０・・・シート状音響ウィンドー。
ーの斜視図であり、第２図は周波数に対する挿入ロスと
の関係を示すグラフである。 １０・・・シート状音響ウィンドー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．エラストマーと繊維製強化材から成るシート状音響
ウインドーであって、 該エラストマーが天然ゴム、合成天然ゴム、塩化ゴム、
シリコンゴムから成るグループ、アクリロニトリルブタ
ジエン共重合体、スチレンブタジエン共重合体、ポリウ
レタンおよびそれらの混合物の中から選択され、さらに
充填材および樹脂が含まれており、 前記繊維製強化材がスチール、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアラミド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニル
アルコール、ナイロンおよびそれらの混合物から成るグ
ループから選択され、且つシート状音響ウインドーに捕
捉された空気が音響ウインドーの容積の０．１０％を越
えないようにされた材料のチョップド繊維あるいはフィ
ブリルから選択され、 前記繊維製強化材、エラストマー、充填材および樹脂が
希望する効果的な割合でシート状音響ウインドーに実質
的に均一に混合されて存在し、希望する物理的寸法を有
するように形成されて処理され、且つ音波ウインドーと
して用いられた時に効果的な強度を提供する形状になっ
ているシート状音響ウインドー。 ２．繊維製強化材によって生する捕捉空気が前記シート
状音響ウインドーの容積に対して０．０５％以下である
請求項１記載のシート状音響ウインド３．前記充填材が
シート状音響ウインドーに存在するエラストマーの重量
に対して５０％以下の量で存在する粒状体である請求項
１記載のシート状音響ウインドー。 ４．前記充填材が粒状カーボンである請求項３記載のシ
ート状音響ウインドー。 ５．前記樹脂がフェノールホルムアルデヒド、オクチル
フェノールホルムアルデヒド、レソルシノールホルムア
ルデヒド、クロマン・インデンおよびそれらの混合物か
ら成るグループから選択され、シート状音響ウインドー
を構成するエラストマーの重量に対して９％以下の量で
存在する請求項１記載のシート状音響ウインドー。 ６．前記繊維製強化材がシート状音響ウインドーを構成
するエラストマーの重量の５％以上、３５％以下の量で
存在する請求項１記載のシート状音響ウインドー。 ７．前記繊維製強化材がポリビニルアルコール、ポリア
ラミド、およびポリエステルの繊維又はフィブリルから
成るグループから選択される請求項６記載のシート状音
響ウインドー。 ８．エラストマーと繊維製強化材から成るシート状音響
ウインドーであって、 該エラストマーが天然ゴム、合成天然ゴム、塩化ゴム、
シリコンゴムから成るグループ、アクリロニトリルブタ
ジエン共重合体、スチレンブタジエン共重合体、ポリウ
レタンおよびそれらの混合物の中から選択され、さらに
粒状充填材および樹脂が含まれており、前記粒状充填材
がシート状音響ウインドーを構成するエラストマーの重
量に対して０．０％以上、５０％以下の量でシート状音
響ウインドーに存在し、前記樹脂がシート状音響ウイン
ドーを構成するエラストマーの重量に対して０．０％以
上、９％以下の量でシート状音響ウインドーに存在し、 前記繊維製強化材がスチール、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアラミド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニル
アルコール、ナイロンおよびそれらの混合物から成るグ
ループから選択され、且つシート状音響ウインドーに捕
捉された空気が音響ウインドーの容積の０．１０％を越
えないようにされた材料のチョップド繊維あるいはフィ
ブリルから選択され、且つ繊維製強化材がシート状音響
ウインドーを構成するエラストマーの重量に対して５％
以上、３５％以下の量でシート状音響ウインドーに存在
し、 前記繊維製強化材、エラストマー、充填材および樹脂が
希望する効果的な割合でシート状音響ウインドーに実質
的に均一に混合されて存在し、希望する物理的寸法を有
するように形成されて処理され、且つ音波ウインドーと
して用いられた時に効果的な強度を提供する形状になっ
ているシート状音響ウインドー。 ９．前記充填材が粒状カーボンである請求項８記載のシ
ート状音響ウインドー。 １０．前記樹脂がフェノールホルムアルデヒド、オクチ
ルフェノールホルムアルデヒド、レソルシノールホルム
アルデヒド、クロマン・インデンおよびそれらの混合物
から成るグループから選択される請求項８記載のシート
状音響ウインドー。 １１．前記繊維製強化材がポリビニルアルコール、ポリ
アラミドおよびポリエステルの繊維又はフィブリルから
成るグループから選択される請求項８記載のシート状音
響ウインドー。 １２．エラストマー、充填材、樹脂および繊維製強化材
から成るシート状音響ウインドーの形成に使用するのに
適した材料であって、 前記エラストマーが天然ゴム、合成天然ゴム、塩化ゴム
、シリコンゴムから成るグループ、アクリロニトリルブ
タジエン共重合体、スチレンブタジエン共重合体、ポリ
ウレタンおよびそれらの混合物の中から選択され、さら
に粒状充填材および樹脂が含まれており、前記粒状充填
材がエラストマーの重量に対して５０％以下の量で存在
し、前記樹脂がエラストマーの重量に対して９％以下の
量で存在し、 前記繊維製強化材がスチール、ポリエステル、ポリアミ
ド、ポリアラミド、ポリイミド、レーヨン、ポリビニル
アルコールおよびナイロンから成るグループから選択さ
れ、且つ材料に捕捉された空気が材料の容積の０．１０
％を越えないようにされた物質のチョップド繊維あるい
はフィブリルから選択され、繊維製強化材がエラストマ
ーの重量に対して５％以上、３５％以下の量で存在し、
前記繊維製強化材、エラストマー、充填材および樹脂が
希望する効果的な割合で実質的に均一に混合されて存在
するシート状音響ウインドーの形成に使用するのに適し
た材料。 １３．前記繊維製強化材によって生する捕捉空気が材料
の容積に対して０．０５％以下である請求項１２記載の
材料。 １４．前記充填材が粒状カーボンである請求項１３記載
の材料。 １５．前記樹脂がフェノールホルムアルデヒド、オクチ
ルフェノールホルムアルデヒド、レソルシノールホルム
アルデヒド、クロマン・インデンおよびそれらの混合物
から成るグループから選択される請求項１２記載の材料
。 １６．前記繊維製強化材がポリビニルアルコール、ポリ
アラミドおよびポリエステルの繊維又はフィブリルから
成るグループから選択される請求項１２から１５の何れ
か１項に記載の材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/168,211 US4820753A (en) | 1988-03-15 | 1988-03-15 | Acoustic window and material therefor |
| US168211 | 1988-03-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01241999A true JPH01241999A (ja) | 1989-09-26 |
Family
ID=22610566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63329489A Pending JPH01241999A (ja) | 1988-03-15 | 1988-12-28 | 音響ウインドーと音響ウインドー用材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4820753A (ja) |
| EP (1) | EP0332760B1 (ja) |
| JP (1) | JPH01241999A (ja) |
| CA (1) | CA1321828C (ja) |
| DE (1) | DE3850383T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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