JP2002292795A - 防音断熱材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、防音性を維持しつつ、低価格で、且
つ、基材層の主成分である無機繊維等の熱劣化により生
ずる繊維微粉末の飛散を防止することが可能な防音断熱
材を提供することを目的とする。 【解決手段】無機繊維などの耐熱繊維から成る基材表面
に鱗片状鉱物の水性ディスパージョンを、刷毛、スプレ
ー、ロールコーター、ディッピング、シャワー方式など
の方法により塗布し、乾燥して鱗片状鉱物被覆層を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、防音断熱材に関
し、詳しくは主成分が耐熱繊維からなる基材の表面に鱗
片状鉱物の被覆層を形成してなる防音断熱材およびその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車等のエンジン周りに用いら
れるエンジンカバーや、エキゾーストマニホールドカバ
ー等の内面には、エンジンやエキゾーストマニホールド
からの熱や音や振動を遮蔽、吸収するために防音断熱材
が貼付されている。かかる防音断熱材としては、無機繊
維などの耐熱繊維を、シリカクロスで外装したもの、金
属繊維織物で外装したもの、穴あき鋼板で外装したも
の、アルミ箔やアルミガラスクロスで外装したもの、あ
るいはポリエチレン織物またはポリプロピレン織物等で
外装したものが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
防音断熱材は、中でもシリカクロスで外装したもの、金
属繊維織物で外装したもの等は素材が著しく高価であ
る。また、アルミ箔やアルミガラスクロスで外装したも
の、あるいはポリエチレン織物またはポリプロピレン織
物等で外装したものは、耐熱性が不十分であり、高温環
境となる場合は使用することが出来ない。また、エンジ
ンの周りやエキゾーストマニホールド周りの用に高温環
境下に配置される場合、基材を構成する耐熱繊維は長期
間使用するにつれて熱により劣化して微粉化する傾向が
あるが、金属繊維織物で外装したもの、穴あき鋼板で外
装したものは表面に大きな穿孔または間隙を有している
ため、振動によりにより微粉化物がそれらの外装材料を
経て飛散して種々のトラブルの原因となるなどの欠点を
有する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の防音断熱材は、
耐熱繊維製基材の表面に鱗片状鉱物被覆層を形成してな
り、該防音断熱材の製造方法は、耐熱繊維製基材の表面
に鱗片状鉱物の水性ディスパージョンを塗布し、乾燥し
て鱗片状鉱物被覆層を形成する。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、前記の課題を解決する
ため、鋭意検討した結果、無機繊維等の耐熱繊維を主成
分とする基材の表面に鱗片状鉱物の水性ディスパージョ
ンを塗布し、乾燥して形成される被覆層が意外にも基材
表面に強固に密着し、かつ、その被覆層が微細繊維の通
過を遮断しうることを見い出し、完成されたものであ
り、すなわち、 本発明において使用される基材層は、
主成分として耐熱性繊維からなる防音性材料であり、通
常、織布、不織布、マット状などのシート状、あるい
は、不定形の立体形状を有する。上記の耐熱性繊維とし
ては、特に限定されるものではないが、例えば、ロック
ウール、ガラス繊維、シリカ繊維、シリカアルミナ繊
維、セラミック繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、お
よび、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリベンズイミ
ダゾール、シリコーン、金属キレート重合体等の耐熱性
有機繊維が挙げられるが、本発明は中でも加熱環境にお
いて使用した場合に微粉化しやすい無機繊維を使用した
場合に効果が顕著である。

【０００６】前記の基材表面に形成される被覆層に使用
される鱗片状鉱物としては、例えば、マイカ、セリサイ
ト、バーミキュライト等が挙げられる。中でもバーミキ
ュライトがより好ましい。上記のバーミキュライトは、
通常結晶水を含むが、結晶水を含む物は高温に曝される
場合、被覆層が変形または崩壊しやすいため、例えば６
００〜９００℃で焼成たものがさらに好ましい。なお、
この被覆層および必要によりさらにその上に被覆される
層には可燃性或いは耐熱性が乏しい素材は可能な限り使
用しないのが好ましい。

【０００７】上記の鱗片状鉱物被覆層の厚さは、特に限
定されないが、通常、固形分換算で２０ｇ／ｍ²以上、
好ましくは５０ｇ／ｍ²以上とされる。厚さが薄すぎる
場合は被覆層としての強度が十分でなく、微粉化繊維の
飛散を十分に遮蔽出来ない。また、厚さの上限は特に制
限されないが、コストの割には微粉化繊維の遮断効果が
向上しないため、３００ｇ／ｍ²以上は実用的でなく、
実用的には２００ｇ／ｍ²以下で十分である。

【０００８】上記の鱗片状鉱物被覆層が基材層の表面に
形成される部分は、それを含む防音断熱材が使用される
形態により適宜決定され、通常、基材の片側全表面また
は表裏の両全面とされるが、必要により基材の側面にも
形成することが出来る。防音断熱材の使用形態によって
は、外部空間に露出しない表面部分には形成を省略する
ことも出来る。

【０００９】以下、本願発明の防音断熱材を製造する方
法を説明する。前記の基材層の表面に鱗片状鉱物を含む
被覆層を形成する方法は、特に限定されないが、例え
ば、前記の鱗片状鉱物を水中に分散させて水性ディスパ
ージョンとしたものを基材層表面に塗布し、その後、乾
燥させることにより行うことが出来る。

【００１０】上記の水性ディスパージョンは、水中に主
成分として鱗片状鉱物（例えば、バーミキュライト鱗
片）を分散させることにより調製することが出来る。上
記の水性ディスパージョンとしては、通常、固形分が５
〜３０重量％の濃度のものが好適に使用される。固形分
が５重量％未満であると十分な厚みのバーミキュライト
層を被覆することが困難であり、逆に固形分が３０重量
％を超えるとディスパージョンの粘度が高くなって塗布
時に伸び難くなる。

【００１１】上記の水性ディスパージョン調製に際し
て、必要により分散剤、造粘剤などの助剤を併用するこ
とが出来る。これらの助剤としてはそれぞれ公知のもの
から適宜選択して使用することが出来が、具体的には、
上記の分散剤としては例えばリグニンスルホン酸、オキ
シ有機酸塩、アルキルアリルスルホン酸塩、ポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテル、ポリオール複合塩、
高級多価アルコールスルホン酸塩などを主成分とする物
ものが挙げられる。上記の造粘剤としては例えばメチル
セルロース、デンプンなどがあげられる。しかし、これ
らの助剤の使用量は、耐熱性などの観点から最少量と
し、例えば、固形分換算で３重量％以下が望ましい。多
すぎる場合は、耐熱性が低下したり、助剤が基材部分の
空隙を塞ぎ基材による吸音効果を低下させ、また、発
煙、発臭の原因ともなる。

【００１２】、上記の水性ディスパージョンの塗布方法
としては、刷毛、スプレー、ロールコーターを使用する
方法、またはディッピング、シャワー方式などの方法な
ど、公知の方法を用いることが出来る。基材を予め他の
物品表面に耐熱性接着剤などを使用して接着した後、個
別に基材の表面及び側面などの露出表面に塗布する場合
は、刷毛による方法、スプレーによる方法などの塗布方
法が実用的である。なお、上記の耐熱性接着剤として
は、特に限定するものではないが、アクリル系接着剤、
シリコーン系接着剤、シリカ系接着剤等を挙げることが
出来る。

【００１３】また、上記の水性ディスパージョンの塗布
量は、目的とする飛散防止効果の程度により適宜決定さ
れるが、前記のように、通常、固形分換算で２０ｇ／ｍ
ｍ²以上になるように管理される。塗布量の上限は特に
限定する必要はないが、コストの観点から３００ｇ／ｍ
²以上は必要が無く、実用的な塗布量としては固形分換
算で５０〜２００ｇ／ｍ²で十分である。

【００１４】上記の水性ディスパージョン塗布層は、乾
燥させることによって鱗片状鉱物（バーミキュライト
等）の被覆層となり、基材の表面に強固に密着して基材
表面を被覆する。上記の乾燥する方法は特に限定されな
いが、通常、温度１４０〜２００°Ｃの熱風条件下又は
静置条件下で、３０分〜９０分程度で乾燥することがで
きる。

【００１５】以下に実施例により、本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００１６】実施例１ 市販のバーミキュライト（０号、ニチアス株式会社製）
を８００°Ｃで１時間焼成して結晶水を除去した後、そ
の１５０ｇを蒸留水１リットルに投入し、均一に分散し
て固形分１３重量％のバーミキュライトの水性ディスパ
ージョンを調製した。別にシリカアルミナ繊維から成る
厚さ６ｍｍ、平均嵩密度：０．１３ｇ／ｃｍ ³のマット
状基材（ファインフレックス１３００ブランケット、ニ
チアス株式会社製）から１００ｍｍ×２００ｍｍの大き
さのシートを切り出して基材１とし、その両表面および
四周の側面に上記の焼成済みバーミキュライトの水性デ
ィスパージョンを、刷毛を使用して乾燥後のバーミキュ
ライト層が厚さ１００ｇ／ｍ²となるように塗布した。
その後、オーブン中１６０°Ｃで１時間加熱して乾燥し
て被覆層２を形成して、本発明の防音断熱材を得た。同
様にして防音断熱材を３０枚製造した。 得られた防音
断熱材について断熱性能、耐熱性能、騒音減衰特性、制
振性、耐飛散性を測定し、その結果を表１に示した。

【００１７】なお、上記の各性能の測定は以下に示す方
法によった。 断熱性能： あらかじめ、試験片の防音断熱材の片面上
にシリカ系接着剤を使用して０．６ｍｍ厚のアルスター
鋼板を接着する。ニクロム線ヒーター熱源から３０ｍｍ
離れ、雰囲気温度８００°Ｃの位置に、上記試験片をそ
のアルスター鋼板が接着されていないバーミキュライト
被覆層面に対して前記熱源が垂直位置となるように置
き、その１時間後のアルスター鋼板上の温度を測定す
る。

【００１８】耐熱性能： 電気炉を使用して、６００°
Ｃ、８時間の条件で熱処理を行い、熱処理後の試験体の
引張り強度を測定する。

【００１９】騒音減衰特性： ０．６ｍｍ厚のアルスタ
ー鋼板製の長さ３００ｍｍ、曲率半径１００ｍｍの半円
筒型容器の内側全面に防音断熱材を貼り付けて円曲面を
上方に向け、容器の円筒部分の上方１００ｍｍの位置に
マイクを向けて設置し、上記の半円筒型容器を長さ方向
に１０００Ｈｚから４０００Ｈｚの間の周波数で振動さ
せて発生する騒音を上記のマイクで拾って騒音特性（ｄ
ｂ）を測定し、その平均値を求め、下記の式により騒音
減衰特性を算出する。 騒音減衰特性（ｄｂ）＝騒音特性（ｄｂ、防音断熱材あ
り）−騒音特性（ｄｂ、防音断熱材なし）

【００２０】制振性： ０．６ｍｍ厚、２４０ｍｍ×１
５ｍｍのアルスター鋼板と２４０ｍｍ×１５ｍｍの防音
断熱材をシリカ系接着剤で貼り付け、次に説明する機械
インピーダンス法により、ＪＩＳ Ｇ０６０２に準拠
し、−２０℃〜１００℃の温度範囲で１０００Ｈｚにお
ける制振性能を測定する。

【００２１】機械インピーダンス法 矩形の試料の中央部にインピーダンスヘッドを装着し、
これをランダム信号で加振し、得られた加速度及び力の
応答を高速フーリエ変換し、周波数応答関数を求める。
１０００Ｈｚの共振周波数に対するインピーダンスのピ
ークから３ｄｂ下がったところの周波数幅（半置幅）を
共振周波数で除した値を損失係数とする。

【００２２】耐飛散性： 吸音特性で用いた試験体を
６００°Ｃ、８時間焼成したものを振動試験機に組み付
け、２０Ｇ，１００Ｈｚ、１０００万回という条件で加
振試験を行い、加振試験前後での重量変化率（減量、重
量％）を測定する。

【００２３】比較例１ 実施例１において使用したシリカアルミナ繊維のマット
状基材を使用し、バーミキュライト被覆層を形成しない
他は実施例１と同様にして、断熱性能、耐熱性能、吸音
特性、制振性、耐飛散性を測定し、その結果を表１に示
した。

【００２４】比較例２ 実施例１において使用したシリカアルミナ繊維のマット
状基材の表面に、バーミキュライトを含む層を被覆しな
い代わりに、線径が０．１８ｍｍ、網目が５０メッシュ
の金属製織網によって被包した防音断熱材を製造した以
外は、実施例１と同様にして断熱性能、耐熱性能、吸音
特性、制振性、耐飛散性を測定し、その結果を表１に示
した。

【００２５】実施例２ 本実施例は自動車のエキゾーストマニホールド用カバー
の内側面に本発明の防音断熱材を被覆形成する方法を示
したものである。以下図２を参照して説明する。図１の
エキゾーストマニホールド用カバー５の内側全表面にシ
リカ系接着剤４を塗布し、その後、実施例１で使用した
ものと同じシリカアルミナ繊維のマット状基材１をカバ
ーの内側に密着するように貼り付けた。その後、そのシ
リカアルミナ繊維基材の露出表面に実施例１において調
製した焼成済みバーミキュライトの水性ディスパージョ
ンを、刷毛を使用して固形分重量が１００ｇ／ｍ²とな
るように塗布し、ついで１５０℃の熱風により１時間乾
燥してバーミキュライト被覆層２を形成させた。かくし
て得られた上記のマット状基材１とバーミキュライト被
覆層２とからなる本発明の防音断熱材３のバーミキュラ
イト被覆層２の厚さは０．１２ｍｍであった。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【発明の効果】本発明の防音断熱材は、使用する材料が
比較的安価であり、製造工程が比較的簡易であるため低
コストで製造が可能である。そして、その被覆層が鱗片
状鉱物の多層構造を形成しているために、耐飛散性が著
しく改善されて、長期間使用する間に基材を構成する耐
熱繊維が劣化して微粉化繊維が発生した場合でも、微粉
化繊維が被覆層を通過して外部に飛散することがない。
また、防音断熱材を構成する基材層が主として耐熱繊維
から成る織布、不織布またはマット等からなり、しかも
上記被膜層を形成する鱗片状鉱物が基材層には実質的に
浸透していないため基材層内の空隙を塞ぐことがなく、
優れた騒音減衰特性（防音性）を維持している。

【００２８】また、さらにエキゾーストマニホ−ルド用
カバー等本発明の防音断熱材を接着して使用する物品が
凹凸など複雑な形状を有する部位を含む場合には、予め
当該複雑な形状に合わせて耐熱性接着剤を用いて基材の
みを物品表面に接着した後、その基材表面に鱗片状鉱物
被覆層を形成することにより、被覆層の折損部分がなく
微粉化繊維が発生した場合でも微粉化繊維が被覆層を通
過して外部に飛散することがない防音断熱材層を形成す
ることが出来る。

【００２９】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１において製造された防音断熱材の横断
面を示す図である。

【図２】実施例２において実施された自動車のエキゾー
ストマニホールドのカバーに本発明の防音断熱材を積層
した部品の断面を示す。

【符号の説明】

１ 基材 ２ 鱗片状鉱物被覆層 ３ 防音断熱材 ４ 接着剤層 ５ カバー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真壁弘 横浜市神奈川区松見町４−1000 (72)発明者 福原一人 奈良県生駒郡斑鳩町竜田西２−２−15竜田 工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H036 AA09 AB12 AB24 AC01 AE01 AE04 AE08 4F100 AA01A AA19 AA20 AA20G AB03 AC00B AC06B AT00C BA02 BA03 BA07 BA10A BA10C CB10 DE02B DG01A EH462 EJ48B EJ862 JH01 JJ02 JJ03A JL02 JM01B 4L031 AB01 BA19 BA24 DA00 DA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 耐熱繊維製基材の表面に鱗片状鉱物被覆
   層を形成して成ることを特徴とする防音断熱材。
2. 【請求項２】 鱗片状鉱物が焼成されたバーミキュライ
   トであることを特徴とする請求項１に記載の防音断熱
   材。
3. 【請求項３】 耐熱繊維製基材の表面に鱗片状鉱物の水
   性ディスパージョンを塗布し、乾燥して鱗片状鉱物被覆
   層を形成することを特徴とする防音断熱材の製造方法。
4. 【請求項４】 物品表面に耐熱性接着剤を介して耐熱繊
   維製基材を貼付して被覆し、当該基材の露出表面に鱗片
   状鉱物の水性ディスパージョンを塗布し、乾燥して鱗片
   状鉱物被覆層を形成することを特徴とする防音断熱材の
   製造方法。
5. 【請求項５】 鱗片状鉱物が焼成されたバーミキュライ
   トであることを特徴とする請求項３又は４に記載の防音
   断熱材の製造方法。