JPH113082A

JPH113082A - 金属製吸音材

Info

Publication number: JPH113082A
Application number: JP9172822A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Sasaki; 敏彦佐々木; Ichiro Yamagiwa; 伊知郎山極; Akio Sugimoto; 明男杉本; Naofumi Itano; 直文板野; Masakatsu Odajima; 正勝小田嶋; Hayao Kabashima; 速生椛嶋
Original assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Nihon Tokushu Toryo Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-06-12
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 1999-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】金属繊維を用い、構造が簡単で、かつ吸音率
の高い吸音材を得る。【解決手段】幅０．２〜５．０ｍｍ、厚さ０．０２〜
０．１ｍｍ、長さ２００ｍｍ以下の長さ方向にカールし
たアルミ切削屑等の金属繊維を、熱硬化性樹脂をバイン
ダーとして圧縮成形し、見かけ密度を０．２〜１ｇ／ｃ
ｍ³、空気流れ抵抗を１０〜４００ｄｙｎ・ｓｅｃ／ｃ
ｍ³とした金属製吸音材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は道路用防音壁、自動
車用マフラーやコンプレッサー用吸音材、工場用防音
材、スタジオの吸音材などの広範な用途に用いることが
できる金属製吸音材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これらの用途には、ロックウール、グラ
スウールなどの吸音材が従来から使用されているが、最
近では、金属繊維からなる多孔質板を利用した吸音材も
出現している。例えば、特開平１−２９６２９７号公報
には、金属切削屑（アルミ切削屑）を樹脂をバインダー
として圧縮成形した吸音材が記載されている。しかし、
この吸音材は金属切削屑による吸音特性を補うため、グ
ラスウールなどを圧縮して中間層として用いるという複
雑な構造となっており、また、そのような複雑な構造の
割には十分な吸音率が得られていない（吸音率０．４以
下）。

【０００３】そのほか、特開平４−１０７１３５号公報
には、鉱物質繊維吸音材（ガラス繊維、ロックウール）
の表面に、金属質繊維（直径３０〜１５０μｍのアルミ
繊維等）からなるマット状物を密着させた吸音材が記載
されているが、これも積層体となっていて構造が複雑で
あり、また、ガラス繊維等は雨濡れすると水分を吸収し
吸音性が低下するという問題がある。

【０００４】また、特開昭６３−１０３２９９号公報、
特開昭６３−３００１５１号公報、特開平２−２６３６
３１号公報には、アルミ繊維等の金属繊維をエキスパン
ドメタルで挟み、これを加圧圧縮してなる吸音材が記載
されている。しかし、これらも積層体となっていて構造
が複雑であるとともに、エキスパンドメタルは高価であ
り、開口率が低下して吸音率が低下するという問題もあ
る。さらに、特開平４−３３３８９７号公報には、アル
ミ繊維をエキスパンドメタルで挟みこれを加圧圧縮して
成形した吸音材とグラスウール等の吸音材層からなる積
層体が記載されているが、これにも上記と同様の問題が
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
金属繊維を用いた吸音材の問題点に鑑みてなされたもの
で、構造が簡単で、かつ吸音率の高い吸音材を得ること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】従来の金属繊維の圧縮成
形体を用いた吸音材において、金属繊維の圧縮成形体を
グラスウール等と積層させているのは、金属繊維の圧縮
成形体のみでは吸音性が十分でないことによる（特に特
開平１−２９６２９７号公報）と思われるが、本発明者
らは、その原因が金属繊維自体の形態が最適化されてい
ないためではないかと考え、種々の形態の金属繊維につ
いて研究し、吸音特性に優れた吸音材を得ることができ
た。すなわち、本発明に係る吸音材は、幅０．２〜５．
０ｍｍ、厚さ０．０２〜０．１ｍｍ、長さ２００ｍｍ以
下の長さ方向にカールした金属繊維をバインダー樹脂を
用いて圧縮成形したことを特徴とする。

【０００７】本発明の吸音材は、金属繊維として長さ方
向にカールした金属繊維、例えばアルミニウム等の切削
屑を使用するので、樹脂をバインダーとして圧縮成形し
たとき、金属繊維同士の絡みが良くなり、多孔質体で軽
量であるにもかかわらず、強度の大きい吸音材を得るこ
とができる。

【０００８】そして、本発明では使用する金属繊維の断
面形状を偏平（幅ｗと厚さｔの比がｗ／ｔ≧２）とした
ため、圧縮成形時、金属繊維間に隙間ができやすく、見
かけ密度の調整が容易になる。また、本発明で使用する
金属繊維の大きさを上記のように規定したのは、金属繊
維の形状が余り小さいと、圧縮成形後の密度が上がりす
ぎて吸音率が落ち、一方、大きすぎても吸音性能が悪く
なるためである。

【０００９】さらに、本発明の吸音材は、素材として使
用する金属繊維がある程度の大きさを有するため排水性
が良く、雨濡れしてもロックウールやグラスウールのよ
うに水分を吸着して吸音性が低下することがない。そし
て、ロックウール、グラスウールに比較すると熱伝導性
が良く、接着樹脂に蓄熱しにくいため吸音材としての耐
熱性が高い。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の吸音材は、パネルや部品
に圧縮成形して使用することができるが、見かけ密度が
０．２〜１ｇ／ｃｍ³の範囲内になるように圧縮成形す
るのがよい。それは、見かけ密度が０．２ｇ／ｃｍ³よ
り低いと音波が容易に貫通するため吸音性能が全周波数
領域にわたって低下し、また、１ｇ／ｃｍ³を越えると
音波の反射率が増加して吸音性能が低下するためであ
る。また、本発明の吸音材は、空気流れ抵抗を１０〜４
００ｄｙｎ・ｓｅｃ／ｃｍ³とするのがよい。それは、
空気流れ抵抗が１０ｄｙｎ・ｓｅｃ／ｃｍ³より低いと
音波が容易に貫通するため吸音性能が全周波数領域にわ
たって低下し、４００ｄｙｎ・ｓｅｃ／ｃｍ³を越える
と音波の反射率が増加して吸音性能が低下するためであ
る。なお、本発明の吸音材は、背面に空気層を用いるこ
とによりより一層の吸音効果が期待できる。

【００１１】本発明の吸音材は、金属繊維にバインダー
樹脂を分散し、任意の形状の成形型に入れ、加圧圧縮し
て成形する。このバインダー樹脂としては、有機系樹脂
と無機系樹脂のいずれでも使用でき、配合率は例えば１
０〜５０％の範囲で適当な強度が得られる配合率とす
る。耐熱性のよいバインダー樹脂を用いれば、金属繊維
の耐熱性を活かして耐熱性に優れた吸音材を得ることが
できる。

【００１２】有機系樹脂としては、エポキシ樹脂、フラ
ン樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、グアナミン樹脂、
ジアリルフタレート樹脂、キシレンホルムアルデヒド樹
脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、不飽和ポリエス
テル樹脂等の熱硬化性樹脂を例示できる。これらは耐熱
性にも優れているため、金属繊維の耐熱性を活かすこと
ができる。好ましくは、キシレンホルムアルデヒド樹
脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂であり、特に好ま
しくはフェノールホルムアルデヒド樹脂である。

【００１３】フェノールホルムアルデヒド樹脂の場合の
使用例を説明すると、この樹脂はフェノール類とアルデ
ヒド類の縮合反応により生成される合成樹脂であり、ア
ルコールに可溶であるので、適当なアルコール（メチル
アルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール
等）により希釈して使用することが望ましい。希釈率と
しては、フェノールホルムアルデヒド樹脂１に対して
０．５〜１．５、特に好ましくは、１：０．８〜１．２
の希釈率であり、希釈方法は公知の方法でよい。この希
釈されたフェノールホルムアルデヒド樹脂を、金属繊維
材料に混合分散する。続いて、樹脂が分散された金属繊
維混合物を、任意の形状の金属成形型、樹脂成形型など
に入れ、型締め、加圧、加熱成形を行う。成形条件は吸
音成形物の大きさ、形状などにより任意に決定される
が、加圧力１０〜１００ｋｇ／ｃｍ²、１００〜３５０
℃で１〜１０分成形という条件が例示できる。

【００１４】次に無機系樹脂としては、セメント等の水
硬性セメンティング材、酸性リン酸亜鉛等の酸性金属縮
合リン酸塩、コロイダルシリカ等のコロイダル金属酸化
物、水ガラス等の水溶性ケイ酸アルカリ、メチルシリケ
ート、エチルシリケート等のアルキルシリケート、オル
ガノシロキサン等が例示できるが、特に好ましくは、ア
ルコキシシラン、シリコン樹脂、変性シリコン等のオル
ガノシロキサンの使用が好ましい。

【００１５】オルガノシロキサンは、有機ケイ素化合物
として分類されるシロキサンのケイ素化合物であるシラ
ンの高分子化合物として知られている。その構造として
は、一般に無機化合物として分類されるシロキサンのケ
イ素に有機基（アルキル基、フェニル基、アリル基、ア
ルコキシ基等）が結合しているポリマーである。従っ
て、シラノール結合を有する無機化合物的な性質と、有
機化合物的な性質を兼ね備えている。硬化機構として
は、水との接触により官能性アルコキシ基が加水分解し
て脱アルコール反応を起こし、この縮合反応によりポリ
シロキサン結合によるポリマーを生成すると説明されて
いる。その使用方法としては、樹脂が分散された金属繊
維混合物を、任意の形状の金属成形型、樹脂成形型など
に入れ、型締め、加圧成形を行う。成形は常温で可能で
ある。成形条件は吸音成形物の大きさ、形状などにより
任意に決定されるが、加圧力１０〜１００ｋｇ／ｃ
ｍ²、５〜１０分成形という条件が例示できる。

【００１６】金属繊維と上記バインダー樹脂との分散方
法は、従来公知の分散機、例えばプラネタリーミキサ
ー、ニーダー、アトライター等が使用できる。また、オ
ムニミキサー（商品名）と呼ばれる分散機も使用可能で
ある。

【００１７】

【実施例】幅０．５〜２ｍｍ、厚さ約０．０２〜０．０
６ｍｍ、長さ５〜５０ｍｍで長さ方向にカールしたアル
ミニウムの切削屑に、重量比で３０％の熱硬化型樹脂
（フェノールホルムアルデヒド樹脂）を混合した後、加
圧力４０ｋｇ／ｃｍ²で、２００℃、７分加圧成形する
ことによって、厚さ５ｍｍと２５ｍｍの２種類の板状吸
音材を作製した。前者は見かけ密度０．５ｇ／ｃｍ³、
空気流れ抵抗１００ｄｙｎ・ｓｅｃ／ｃｍ³、後者は見
かけ密度０．２５ｇ／ｃｍ³、空気流れ抵抗１５０ｄｙ
ｎ・ｓｅｃ／ｃｍ³であった。

【００１８】この２種類の板状吸音材を使用し、背面に
空気層（厚さ３０ｍｍ）を設け公知の管内法を用いて吸
音特性を測定した。その結果をそれぞれ図１及び図２に
示すが、いずれも優れた吸音特性を示している。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、金属繊維を用いて、構
造が簡単で吸音率が高い吸音材を得ることができる。ま
た、切削屑等のカールした金属繊維を使用するので、金
属繊維同士が絡み合い強度の高い吸音材を得ることがで
き、さらに、切削屑の再利用ができるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸音材の吸音特性を示す図である。

【図２】同じく、吸音材の吸音特性を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 1/24 (72)発明者杉本明男兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内 (72)発明者板野直文東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内 (72)発明者小田嶋正勝東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内 (72)発明者椛嶋速生東京都北区豊島８丁目16番15号日本特殊塗料株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】幅０．２〜５．０ｍｍ、厚さ０．０２〜
０．１ｍｍ、長さ２００ｍｍ以下の長さ方向にカールし
た金属繊維をバインダー樹脂を用いて圧縮成形した金属
製吸音材。
【請求項２】見かけ密度が０．２〜１ｇ／ｃｍ³とな
るように圧縮成形した請求項１に記載の金属製吸音材。
【請求項３】空気流れ抵抗が、１０〜４００ｄｙｎ・
ｓｅｃ／ｃｍ³である請求項１又は２に記載の金属製吸
音材。