JPH05319952A - 連通多孔質体 - Google Patents

連通多孔質体

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JPH05319952A
JPH05319952A JP14875292A JP14875292A JPH05319952A JP H05319952 A JPH05319952 A JP H05319952A JP 14875292 A JP14875292 A JP 14875292A JP 14875292 A JP14875292 A JP 14875292A JP H05319952 A JPH05319952 A JP H05319952A
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soft
curable fluid
porous body
granular material
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JP14875292A
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Eiji Takahashi
英二 高橋
Hideo Motoki
英男 元木
Hirotaka Ogawa
宏隆 小川
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SK Kaken Co Ltd
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SK Kaken Co Ltd
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  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】吸音材料等に有効な連通多孔質体を簡便な方法
により得る。 【構成】連通多孔質体の骨格をなす硬化性流動物質の粘
性を、せん断応力、粘度、せん断速度から得られる特定
の値(n値)により表現し、該n値が特定数値範囲にお
ける場合に、軟質粒状体の数粒と硬化性流動物質とを均
一に混合し、型枠に流し込み、余剰の硬化性流動物質を
除去しつつ、軟質粒状体が面接触するまで加圧し、この
状態で硬化、乾燥後に脱型し成形体を得る。該成形体中
の軟質粒状体を溶剤浸漬又は加熱により除去することで
連通多孔質体が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は吸音材や熱交換材、気液
混合装置等に利用可能な連通多孔質体、すなわち、その
内部に含有する気孔のそれぞれが連続する構造を有する
成形体を形成する方法に係るものである。
【0002】
【従来技術】従来より成形体に多数の孔を形成して、そ
の機能を利用したものとして断熱材、吸音材、軽量体等
がある。これら多孔質体を形成する方法は、 (1) 気泡発生による方法 硬化前の成形体スラリーに、金属粉末(Al、Mg、Z
n、Ba、Al合金)やカーバイトを添加して水と反応
させたり、過酸化水素と次亜塩素酸カルシウムを反応さ
せたりして、ガスを発生させそのガスにより気泡を形成
する。 (2) 泡かみによる方法 硬化前成形体スラリーに、蛋白質およびその誘導体、ゼ
ラチン、カゼイン、アルブミン、サポニン、表面活性
剤、動植物性膠質等の起泡剤を添加することにより、泡
かみを起こさせる。 (3) 多孔質骨材の混合 中空骨材、膨張パーライト、膨張バーミキュライト、シ
ラスバルーン、膨張スラグ、ガラスバルーン等の多孔質
骨材を硬化前成形体スラリーに混合する。 (4) 可燃性、あるいは溶解性骨材を混合し、後でその骨
材を取り除く方法 等の各種の手段が用いられている。しかし、これらの方
法により形成された多孔体は、比較的独立性の高い気孔
を有するものが多い。このように比較的独立性の高い気
孔を有する材料は、断熱性、軽量性には優れているが、
吸音性においては不十分である場合が多い。一般に吸音
材に使用できる材料は、グラスウール、ロックウール等
繊維質系の材料が使われている。しかしながら、これら
は軟質で自立性に乏しい面があり、また繊維の飛散等が
問題となる。したがって、自立性のある硬質の吸音材料
が望まれていた。さらに、吸音作用は入射した音のエネ
ルギーが、材料内の粘性や材料素地の振動により、熱エ
ネルギーに変わるものであるため、材料内の各部へ音が
入射できる構造のものがより効果が高く、連通気孔の材
料が適しているとされている。以上のことから硬質で連
通気孔を有する多孔質体が吸音材料として最適であり、
また、それらを簡単に形成する方法が望まれていた。こ
れに対して本発明者らは、気孔径や連通度合いを比較的
容易に調整できる方法として、加圧すると変形する粒
状体を、硬化性組成物と混合し、加圧した状態で硬化さ
せ、あるいは、粒状体を予め加圧した状態で、空隙に
硬化性組成物を注入硬化させ、それぞれの硬化体を脱型
したのち、加圧粒状体を溶解等で除去して、連通体を得
る方法を発明し、既に特開平4−104974号として
提案した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの方法において、特にの加圧すると変形する粒状体
を、硬化性組成物と混合する場合においては、必ずしも
使用された硬化性組成物について、すべてが連通化する
ものとは言えないことがわかった。すなわち、一部の配
合物において、上記方法を行っても粒状体の圧縮界面部
に硬化物の膜が残留する場合が観察された。本発明はこ
のような連通気孔形成過程における欠陥を解決し、硬化
性組成物の種別に影響されない普遍的な形成方法を提示
するものである。
【0004】
【問題点を解決するための手段】このような問題点を解
決するため、本発明者らは、加圧すると変形する粒状体
を、硬化性組成物と混合し、その粒状体同士が面接触す
るまで加圧し、その状態で硬化させ、硬化体を脱型した
のち、加圧粒状体を溶解等で除去して、連通体を得ると
いう本発明者らの先の方法を発展させ、硬化性組成物の
流動粘性に着目し、その流動特性をコントロールするこ
とにより、軟質粒状体との加圧過程下で生じる、加圧界
面部での材料の排斥による連通化の効果を高めることを
発明した。すなわち、本発明の連通多孔質体を形成する
にあたり、成形過程におけるその硬化性材料のまだ固ま
らない状態の流動物質の粘性を下記の式1で表される粘
性式において、そのn値が0.28以上であるように調
整するものである。 τ=kDn ・・・(式1) ここで、τはせん断応力、kは粘度、Dはせん断速度、
nは流動曲線の形を表すもので、nの値が1の場合はそ
の流体はニュートン流動を、また、nの値が1より大き
い場合はダイラタント流動を、nが1より小さい場合は
擬塑性流動を示す。このように、n値が0.28以上で
あるような硬化性流動物質を、 (1) 加圧すると変形する溶剤可溶または熱溶融可能な軟
質粒状体を、硬化性流動物質と共に均一に混合する工
程。 (2) 混合物を型枠中に流し込み静置する工程。 (3) 該混合物を、該軟質粒状体のそれぞれが少なくとも
3個以上の他の軟質粒状体と隣接し、点接触を越え面接
触する状態まで、余剰の硬化性流動物質を除去しつつ加
圧する工程 (4) 硬化性流動物質が硬化するまで加圧状態を保持する
工程。 (5) 硬化性流動物質が硬化後に、該混合物の成形体を型
枠より脱型する工程。 (6) 脱型した成形物を溶剤中に浸漬または加熱して、軟
質粒状体を溶解する工程 により連通多孔質体とするものである。ここで本発明に
用いられる軟質粒状体とは、発泡ポリスチレン、樹脂ビ
ーズ等、加圧により変形する溶剤可溶または熱溶融可能
な軟質粒状体であれば特に限定はされない。また、硬化
性流動物質としてはセメント、石膏、アルカリ金属珪酸
塩とその硬化剤、硬化性合成樹脂等があげられ、使用す
る溶剤に溶解しないものまたは溶融温度が軟質粒状体の
溶融温度よりかなり高いものがあげられる。当然、これ
ら硬化主成分に対して、グラスファイバー、ロックウー
ル、珪砂、炭酸カルシウム、酸化チタン、セルロース等
の充填材、増粘材、補強材を含有しても良い。本発明に
おいて、なぜその成形過程に用いられる硬化性流動物質
の流動特性を、式1のn値で0.28以上に調整した場
合にのみ、軟質粒状体の加圧界面での残留膜が認められ
なくなるのかについては明確ではないが、現時点の結果
から類推すれば、軟質粒状体と硬化性流動物質との混合
物を加圧した場合、始めは硬化性流動物質中で、お互い
直接接触することなく、存在していた粒状体同士が、加
圧過程の中で、粒状体間の硬化性流動物質を排斥しなが
ら、次第に接近していく。そして、ついには、お互いに
粒状体同士が接触し始め、更に加圧界面で潰れ合い、そ
の状態で固定され硬化を待つことになる。この過程で、
粒状体同士の加圧界面での硬化性流動物質に対しては、
接近時、及び粒状体の潰れの過程で、一定の力が加わる
ことになる。その際、その硬化性流動物質の流動粘性
が、上記式1のn値で0.28未満を示すような流体で
ある場合、つまり、そのことは擬塑性流動の特性が強い
流体であることを表しているのだが、そうした流体の場
合には、ある一定以上の力、つまりある一定以上までせ
ん断応力が作用しないと、流動性を示さない、若しくは
流動しにくいことを表している。そのため、軟質の粒状
体の場合、粒間の擬塑性流動物質を排斥するだけの力が
作用する以前に、粒状体自体が潰れ合うことになり、そ
の圧縮界面部に、その擬塑性流動物質が残存してしまう
こととなるものと考えられる。
【0005】
【実施例】
(実施例1)まず、表1に示した配合比率のセメントペ
ーストを調合した。一方、発泡スチロールとして、粒状
原料を蒸気で加熱しながら約90倍に発泡させたものの
中から、粒径が8.2〜8.5mmの粒を選別した。次
に、図1のように、平滑な塩化ビニル製の板上に内径1
8mm、高さ30mmの透明なアクリル管を接着剤で固
定し、その管内低部中央に一個の発泡スチロール粒を固
定した。そしてあらかじめ計量され、混合攪拌されたセ
メントペーストをその管内に約15mmの高さまで流し
込み、混合開始から10分後に、インストロン型の試験
機に取り付けた押さえ棒下端に固定した、もうひとつの
発泡スチロール粒を降下させ、所定の条件で発泡スチロ
ール同士を押し付けた。このとき、圧縮比率は10%
で、圧縮速度は6mm/分、実験温度は20℃であっ
た。圧縮された試験体はセメントペーストの硬化(約4
8時間)後に脱型、溶剤(トルエン系)に浸漬して発泡
スチロール粒を溶解除去後、押し付けあっていた粒同士
の界面を観察した。さらに、JIS Z 8803に基づいたレオ
メーター(HAKKE 社製 Rotovisco RV20)により得られた
流動曲線からn値を求めた。結果を表1並びに、図2、
図3に示した。
【表1】
【図1】
【図2】
【図3】(実施例2)実施例1の表1で、実験No.4
の、n値が0.34である配合物5kgに対し、約60
倍に発泡させた平均粒径5.5mmの発泡スチロール粒
を、70g配合したものを、 内寸300×300m
m、厚み60mmの鋼製の型枠型枠の底から約40mm
の高さまで充填した。そして、その上より、直径2mm
の孔を多数あけた鋼製の内蓋をのせ、その時点の厚み1
00に対し、その約85%になるまで、上部よりプレス
機で加圧した。その過程で、硬化性流動物質の一部が、
その押さえ内蓋の孔より排出された。前述材料をこのよ
うな状態のままで固定し、室内に一昼夜放置後、翌日そ
の硬化体を脱型し、さらに1週間放置後、溶剤浴に浸漬
して、内部の発泡スチロール粒を除去した。これを乾燥
してできた軽量硬化体は、均一な気孔径を有し、気孔相
互が連通化した嵩比重0.35の軽量な連通多孔板であ
った。 (比較例1)実施例1の表1で、実験No.5の、n値
が0.27である配合物を用いたこと以外は、実施例2
と同様にして、多孔板を作製した。こうして完成した軽
量硬化体は、均一な気孔径を有した軽量板であったが、
その気孔同士の間は隔膜が残存しており、連通性の多孔
板を得ることができなかった。以上の結果より明白なよ
うに、n値が0.28未満の場合は、発泡スチロール粒
の界面は連通にはならなかった。したがって、本願の発
明に規定する特定のn値において、すなわち特定の粘
性、流動特性において連通気孔が形成されることが明白
である。
【0006】
【発明の効果】本発明の方法により、吸音特性に優れる
連通気孔を有する多孔体を、硬化性流動物の粘性を一定
の状態にするだけで簡便に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の試験方法を示した説明図である
【図2】硬化性組成物におけるメチルセルロースの添加
量とn値の相関を示した図である。
【図3】硬化性組成物における水の添加量とn値の相関
を示した図である。
【符号の説明】
1 塩化ビニル性板 2 アクリル管 3 発泡スチロール粒 4 セメントペースト 5 押さえ棒 A メチルセルロース(セメント:100g/水:50
g/MC:Xg) B n値 C 水(セメント:100g/水:Xg/MC:0.2
5g)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】式1で表される粘性式においてn値が0.
    28以上であるような硬化性流動物質を、 τ=kDn ・・・(式1) (但し、τはせん断応力、kは粘度、Dはせん断速度を
    示す。) (1) 加圧すると変形し、かつ溶剤または加熱処理で除去
    可能な軟質粒状体を、硬化性流動物質と共に均一に混合
    する工程 (2) 混合物を型枠中に流し込み静置する工程 (3) 該混合物を、該軟質粒状体のそれぞれが少なくとも
    3個以上の他の軟質粒状体と隣接し、点接触を越え面接
    触する状態まで、余剰の硬化性流動物質を除去しつつ加
    圧する工程 (4) 硬化性流動物質が硬化するまで加圧状態を保持する
    工程 (5) 硬化性流動物質が硬化後に、該混合物の成形体を型
    枠より脱型する工程 (6) 脱型した成形物を溶剤中に浸漬または加熱して、軟
    質粒状体を除去する工程 により製造される連通多孔質体の形成方法。
  2. 【請求項2】加圧すると変形する軟質粒状体が、発泡倍
    率2〜150倍の発泡ポリスチレンビーズであることを
    特徴とする請求項第1項に記載の連通多孔質体の形成方
    法。
JP14875292A 1992-05-14 1992-05-14 連通多孔質体 Pending JPH05319952A (ja)

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DE1993607386 DE69307386T2 (de) 1992-05-14 1993-05-14 Ständereinheit eines Flachmotors
EP19930303727 EP0570231B1 (en) 1992-05-14 1993-05-14 Stator unit of flat motor

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JP (1) JPH05319952A (ja)
DE (1) DE69307386T2 (ja)

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DE69307386D1 (de) 1997-02-27
EP0570231B1 (en) 1997-01-15
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