JPH0511768A

JPH0511768A - 防音材料とその製造方法

Info

Publication number: JPH0511768A
Application number: JP3185470A
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】無機繊維が５〜２５重量％、有機結合材が１
〜５重量％、無機結合材が１〜５重量％、金属繊維不織
布が７０〜９０重量％からなる防音材であって、無機繊
維、有機結合材、無機結合材を湿式混合して製造された
シート組成物で金属繊維不織布を挟設した防音材。

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、一般産業機器、家庭電化製品
及び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
を混合したシート状物と、不織布状の金属繊維と積層す
ることにより、防音材を製造がなされている。

【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
材を混合したシート状物と金属繊維不織布を複合するこ
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、前述のシート状物は有機結合材１００重量部
に対し、無機物質を１５０〜６００重量部とした物であ
るため、室温から有機結合材が軟化し始める領域（４０
０℃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、
さらに金属繊維不織布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。

【０００７】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、無機及び有機結合材からなる配
合物を湿式混合してから抄造型内へ投入後、型と同寸法
の金属繊維不織布を型内へ投入したのち、さらに前記配
合物スラリーを型内へ投入後、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、工程が簡易にな
り、しかも、湿潤状態で複合させるため、無機繊維と金
属繊維不織布との絡み合いが良くなり、剥離しにくいシ
ート状物が得られ易い。

【０００８】又、湿潤状態で、複合されるため、脱水プ
レス時に、無機繊維の折損が起こりにくいため、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。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を混
合したシート状物を金属繊維不織布と積層する工程が省
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。

【０００９】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と金属繊維不織
布を同時に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、金属繊維不織布を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。

【００１０】

【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と、
金属繊維不織布を同時に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。

【００１１】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。

【００１２】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、金属繊維不織布の配合
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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】

【化１】

【００１６】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。

【００１７】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
る有機結合材の配合比率は、高温時に燃焼もしくは炭化
して特性悪化するので、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。

【００１８】次に本発明においては金属繊維不織布を配
合する。かかる金属繊維の材料としては、Ｐｂ、Ｆｅ、
Ｎｉ、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、かかる金属繊維不織布の配合量については７０〜
９０ｗｔ％の範囲内で用いられる。この金属繊維不織布
の配合量が７０ｗｔ％より少ないと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％より多いとシート状物の気孔率
が増加し、性能が著しく低下するばかりでなく、この防
音材自身が騒音の発生源になる可能性がある。

【００１９】さて、上述のような配合比率で配合した組
成物のスラリーと金属繊維不織布を抄造、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２．０
ｇ／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／ｃｍ³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。

【００２０】

【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を前記の水４
０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１５６２、日本ゼオン株
式会社製、濃度４１％のもの）を１８ｇ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。

【００２１】次に前記スラリーの半分を３５０ｍｍ×３
５０ｍｍの手抄機に供給し、次に鉛繊維不織布２９４ｇ
を投入後残りのスラリーを供給して抄造し、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３
００Ｋｇ／ｃｍ²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、３００ｍｍ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】（比較例１）実施例１と同様ではあるが、
鉛繊維不織布を使用せず、セラミックファイバーの配合
量を３４９ｇ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。このシート状物の過損失測定結果を
表１に示す。

【００２３】（比較例２）厚さ１．０ｍｍ、３００ｍｍ
角、密度３．００ｇ／ｃｍ³の鉛繊維不織布の透過損失
測定結果を表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】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不織布を所定の範囲内で複合さ
せたシート状物は、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
シート厚みもしくは、気孔率が増加し、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
維不織布はそれぞれ５〜２５ｗｔ％、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。

【００２６】

【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％からなる配合物で
金属繊維不織布７０〜９０ｗｔ％を挟設し、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たスラリーと金
属繊維不織布とを同時に抄造工程内で複合することを特
徴とする防音材料の製造方法。