JPH0511767A

JPH0511767A - 防音材料とその製造方法

Info

Publication number: JPH0511767A
Application number: JP3185468A
Authority: JP
Inventors: Keiji Yamada; 啓二山田; Keiichi Sakashita; 敬一阪下
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-22

Abstract

(57)【要約】【目的】室温から高温域まで広い温度範囲で優れた吸
音、制振、遮音性を有する防音材とすること。【構成】無機繊維を５〜２５重量％、有機結合材を１
〜５重量％、無機結合材を１〜５重量％、金属繊維を７
０〜９０重量％湿式混合してなる組成物を原料とする。
防音材は、前記原料組成物の抄造工程、脱水プレス工
程、乾燥工程を経て製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、防音材料及びその製造
方法に関し、優れた遮音性及び吸音性を有するものであ
って、自動車のエンジン及び一般産業機器、家庭電化製
品、消音器等に好適に用いられる防音材料についての提
案である。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述した用途に用いられる防音材
料としては、ロックウールやガラス繊維をマット状にし
たものが多く用いられている。しかし、これらの防音材
は、吸音性及び制振性は優れているが、マット状物の面
密度が小さいための音源の反射を防止する効果（遮音
性）が欠けており不満足なものであった。

【０００３】そこで近年、遮音性の向上をめざし、非金
属繊維及び／または非金属鱗片状無機物質と有機結合材
を混合物とした後、不織布状の金属繊維と積層したり、
あるいは、短繊維状の金属繊維とを混練することによ
り、防音材を製造する試みがなされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】上述のように、非金
属繊維状及び／または非金属鱗片状無機物質と有機結合
材を混合物としたのち金属繊維と複合することにより製
造工程が多くなり著しいコスト高につながる。また、前
述の混合物は有機結合材１００重量部に対し、無機物質
を１５０〜６００重量部とした混合物であるため、室温
から有機結合材が軟化し始める領域（４００℃近傍）ま
では優れた制振性を示すが、有機結合材の軟化に伴い著
しく制振性が劣化するため、自動車のエンジン及び消音
器等のように温度が４００〜７００℃に到達する部位へ
の使用は不可能である。

【０００５】従って、本発明の目的は、高温域でも優れ
た吸音、遮音、制振性を有し、且つ安価に製造できる防
音材を提供することにある。

【０００６】

【問題点を解決するための手段】本発明は、室温から高
温域まで広い範囲で使用することができる防音材につい
て、無機繊維を配合することにより防音材の耐熱性、吸
音性、制振性を向上させることとし、無機結合材を用い
ることにより、高温域での耐振動性及び強度を補償し、
さらに金属繊維を用いることにより遮音特性を付与した
点に特徴を有するものである。また、このような防音材
を製造するに当たっては、前記無機繊維、無機結合材、
有機結合材及び金属繊維からなる配合物を湿式混合して
から抄造し、脱水プレスしたのち乾燥する工程にて製造
されるため、比較的厚みが小さく且つ密度の高いシート
状物が得られ易い。

【０００７】この厚みに関しては、遮音特性を規定する
要因であるコインシデンス効果と相関があり、一般的に
遮音性能は低周波ほど効果が得られにくいが、厚みが大
きいほどコインシデンス効果が低周波側で発生するた
め、更に遮音性能を低下させてしまう。従ってコインシ
デンス効果を高周波側へ移行する手段としてシート状物
の厚みは可能な限り小さい方が望ましい。特に１．０〜
１．５ｍｍの厚みが好適である。加えて無機物質と有機
結合材の混合物を金属繊維不織布と積層したり、金属短
繊維と混練したりする工程が省略されるため製造コスト
が著しく低減されることを特徴としている。

【０００８】このような構想の下に開発した本発明は、
繊維や結合物質からなる混合物スラリーを抄造し積層成
形してなる防音材を、前記無機繊維を５〜２５ｗｔ％、
無機結合材を１〜５ｗｔ％、有機結合材を１〜５ｗｔ％
さらに、金属繊維を７０〜９０ｗｔ％で構成したことを
特徴とする防音材とその製造方法に関するものである。

【０００９】

【作用】本発明にかかる防音材は、無機繊維、無機及び
有機結合材と金属繊維を水溶液中に分散させたもの、す
なわち有機結合材を混合することにより得られるエマル
ジョンを抄造機によって抄造し、一定の厚みに積層する
ことにより得られる防音材である。

【００１０】さて、本発明防音材を構成する主体の１つ
は、無機繊維であり、ロックウール、ガラス繊維、シリ
カ−アルミナ及びアルミナ繊維等を使用することが可能
であるが、自動車エンジンや石油及びガス給油器等の高
温域で用いる場合にはシリカ−アルミナ及びアルミナ繊
維が有効である。

【００１１】さて、防音材は、吸音及び制振性に優れた
ものでなければならないから、本発明の防音材には無機
繊維を５〜２５ｗｔ％配合させた。かかる無機繊維の配
合量が５ｗｔ％より少ないと吸音及び制振性が低下す
る。一方２５ｗｔ％より多いと、金属繊維の配合量が少
なくなり、防音材の面密度を増加することが困難になり
遮音性が低下する。また、吸音及び制振性を向上させる
ためには、繊維量を多くすることが必要であるため、無
機繊維の繊維径については１２μｍ以下が望ましい。と
りわけ１〜３μｍの範囲内のものがより好適である。
尚、セラミック系繊維を使用するさいには、非繊維状物
（通称ショット）を２０％以下にすることが望ましい。

【００１２】次に、本発明においては、無機質結合材を
配合する。この無機質結合材の配合比率は、要求性能及
び製法により制限されるものであるが、この無機質結合
材の量が不足すると、強度等が得られないばかりか抄造
されたシートが不均一になる。一方、あまり多量に使用
すると、水に対する膨潤性のために、ゴムラテックスな
どの凝集不良を導いて、ろ水性を悪くし、シート状物の
製造を困難にする。しかも、繊維物質の配合比も制限さ
れるので、強度や弾性にも悪影響が出るので、多量使用
には制限がある。このようにして決められる該無機結合
材の量は、１〜５ｗｔ％の範囲が適当である。

【００１３】かかる無機質結合材としては、モンモリロ
ナイト、クレー、タルク、カオリナイト、合成四ケイ化
弗素型雲母などが好適である。それらのうち、モンモリ
ロナイトは水に膨張しやすいうえ、結合力も優れている
ため、４００℃以上における強度維持に有効であり好適
である。このモンモリロナイトは、通常、天然に産出す
るベントナイト原鉱の主成分であり、大別すると、Ｎａ
イオンに富み多量の水を吸収して高い膨潤性を示すＮａ
−モンモリロナイトと、ＣａイオンやＭｇイオンに富み
膨潤性の低いＣａ−モンモリロナイトとがある。その他
に該Ｃａ−モンモリロナイトをソーダ処理して活性化さ
せたＮａ−モニモリロナイトもある。しかしながら、ど
のモンモリロナイトにおいても、他の含水ケイ酸塩アル
ミニウム鉱物であるカオリナイト、タルクなどとは異な
り、程度の差はあるが、いずれも膨潤性を示す。なかで
も活性化されたＮａ−モンモリナイトは膨潤性と結合性
が特に優れており、本発明の目的によく適合するもので
あり、その化学式は次のように表される。

【００１４】

【化１】

【００１５】その他、膨潤性を示す無機結合材として
は、前記モンモリロナイトと同様の性能を示すものとし
てセピオライトや合成四ケイ化弗素型雲母、ボールクレ
ーなどが、知られており、これらをモンモリロナイトの
代わりに使用することができる。

【００１６】次に本発明においては有機結合材を用い
る。この物質は、防音材組成物としてとりわけ有用であ
り、例えば、天然ゴムのエマルジョンやＮＢＲ・ＳＢＲ
等の合成ゴムラテックスバインダーが好適である。かか
る有機結合材は配合比率が高いと、高温時に燃焼もしく
は炭化して特性が悪化するので、少ない方が好ましい
が、シート成形の必要性から、１〜５ｗｔ％が好まし
い。

【００１７】次に本発明においては金属繊維を配合す
る。かかる金属繊維の材料としては、Ｐｂ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、Ａｌ、Ｃｒ等が用いられ、これらは互いに合金でも
良く、さらに他の成分を少量含む合金であっても良い。
ところで、本発明の防音材では優れた遮音性能を付与さ
せるために、防音材の面密度を上げる必要があるため、
使用する金属繊維は比重の高いものほど、有効である。
従って、鉛及び鉛合金が好適である。但し、自動車エン
ジン等の高温部位に使用する場合には、より耐熱性が高
いステンレス繊維等で代替することが好適である。ま
た、かかる金属繊維の配合量については７０〜９０ｗｔ
％の範囲内で用いられる。この金属繊維の配合量が７０
ｗｔ％より少ないと相対的に無機繊維の量が多くなり、
所定の厚み（密度）が得られにくくなり、コインシデン
ス効果が低周波側で発生し遮音性能力が著しく低下す
る。又、９０ｗｔ％より多いと製造が著しく困難になる
ばかりでなく、この防音材自身が騒音の発生源になる可
能性がある。なお、金属繊維の径については、抄造性を
良くし、繊維量を多くするために２００μｍ以下、好適
には１０μｍ以下が望ましい。

【００１８】さて、上述のような配合比率で配合した組
成物を湿式混合・抄造、脱水プレス、乾燥してシート状
物としたもの（防音材）は密度２．０ｇ／ｃｍ³以上に
なり、優れた吸音、制振、遮音性を示す防音材となる。
一般に、防音材の遮音特性は、シート状物の面密度によ
って左右される。本発明の防音材については、シート厚
みを１ｍｍに限定した場合この面密度が４．０ｇ／ｃｍ
³より大きくなると無機繊維が折れてしまい、制振性が
低下してしまうおそれがある。本発明者らの研究では、
２．５〜３．５ｇ／ｃｍ³の密度範囲が好適であった。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）ＳｉＯ₂：５０ｗｔ％、Ａｌ₂Ｏ₃：５０
ｗｔ％組成比で平均繊維径が１．８μｍのシリカ−アル
ミナ系セラミックファイバー（商品名：イビウール、イ
ビデン株式会社製）を脱ショット加工することにより、
４４μｍ以上のショット含有率を２０％以下に低下させ
たものを、５５ｇ水４０リットルの中入れて解繊させ
た。次に、Ｎａ−モンモリロナイト１１ｇ、鉛繊維２９
４ｇを前記の水４０リットル中に加えてよく混合した
後、さらにＮＢＲ系ラテックス（商品名：ニポール１５
６２、日本ゼオン株式会社製、濃度４１％のもの）を１
８ｇを加えて硫酸バンドにて凝集させることによりスラ
リーを調整した。

【００２０】次に前記スラリーを３５０ｍｍ×３５０ｍ
ｍの手抄機に供給して抄造し、厚み６ｍｍの湿潤したシ
ート状物とした。このシート状物を面圧３００Ｋｇ／ｃ
ｍ²プレスし、１２０℃×１ｈｒの条件で乾燥させた。
このシート状物の端部を切断して厚さ１．０ｍｍ、３０
０ｍｍ角、密度３．００ｇ／ｃｍ³のシート状物を得
た。このシート状物の透過損失測定結果を表１に示す。

【００２１】（実施例２）実施例１と同様ではあるが、
セラミックファイバーの配合量を１８ｇ、鉛繊維の配合
量を３３１ｇとして実施例１同様、厚さ１．０ｍｍ、３
００ｍｍ角、密度３．００ｇ／ｃｍ³のシート状物を得
た。このシート状物の透過損失測定結果を表１に示す。

【００２２】（実施例３）実施例１と同様ではあるが、
セラミックファイバーの配合量を９２ｇ、鉛繊維の配合
量を２５７ｇとして実施例１同様、厚さ１．０ｍｍ、３
００ｍｍ角、密度３．００ｇ／ｃｍ³のシート状物を得
た。このシート状物の透過損失測定結果を表１に示す。

【００２３】（比較例１）実施例１と同様ではあるが、
セラミックファイバーを使用せず鉛繊維の配合量を３４
９ｇとして実施例１同様の製造工程にて製造を試みた
が、製造不可能であった。

【００２４】（比較例２）実施例１と同様ではあるが、
セラミックファイバーの配合量を１８４ｇ、鉛繊維の配
合量を１６５ｇとして実施例１同様の製造工程にて厚さ
２．０ｍｍ、３００ｍｍ角、密度１．５０ｇ／ｃｍ³の
シート状物を得た。このシート状物の透過損失測定結果
を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】以上の実施例、比較例の結果から、セラミ
ックファイバーと鉛繊維を所定の範囲内で併用した配合
原料は、防音材として安価に製造でき、且つ良好な性能
を有している。しかし、所定の範囲以外では製造が著し
く困難になるが、性能が著しく低下してしまう。従っ
て、セラミックファイバー及び鉛繊維はそれぞれ５〜２
５ｗｔ％、７０〜９０ｗｔ％の範囲で一緒に用いなけれ
ばならないことが判った。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の防音材
は、室温から高温まで広い範囲で優れた遮音性、制振
性、吸音性を有している。その結果、本発明において
は、次のような波及的効果がある。（１）自動車エンジン等のインシュレータ内に挾設する
ことにより、エンジンの振動により発生する騒音を防音
することができる。（２）ガス供給器及びファンヒーター等の排気トップへ
用いた場合でも、熱による性能劣化が起こらず、優れた
防音効果が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機繊維５〜２５ｗｔ％、無機結合材１
〜５ｗｔ％、有機結合材１〜５ｗｔ％、金属繊維７０〜
９０ｗｔ％からなる配合物について構成し、シート密度
が２．０以上を有することを特徴とする防音材料。
【請求項２】前記配合物を湿式混合してから抄造する
ことを特徴とする防音材料の製造方法。