JP2974721B2 - 吸音耐熱材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （利用分野） 本発明は発熱を伴う機器の周囲を取り囲む吸音耐熱材
に関するものである。

（従来技術） 従来、吸音断熱材としてグラスウール、ロックウー
ル、石綿等が使用されてきたが、有害な粉塵や繊維くず
等が発生し、一方では取り付け時の裁断等も容易ではな
く、近年では合成樹脂発泡体に置き換わりつつある。

この種合成樹脂発泡体は吸音性、断熱性に優れるだけ
でなく、加工性もよく、公害源となるような粉塵も発生
しないためかかる目的に広く使用されるようになってき
ている。

しかし、これら合成樹脂発泡体の欠点は耐熱性、耐熱
老化性が十分でないことである。即ち、合成樹脂発泡体
の種類や使用条件にもよるが、一般には連続可使温度は
70〜100℃近辺が限度であり、これ以上の温度になると
合成樹脂発泡体が軟化、変形し、場合によっては次第に
老化が進みついにはぼろぼろに劣化してしまうことにも
なる。

（目的） 本発明は、通常では合成樹脂発泡体の使用に耐えない
70〜100℃以上の高温条件化で使用可能とした、軟質ポ
リウレタンフォーム（以下、単にフォーム材という）を
基材とした吸音耐熱材を提供することを目的としてい
る。

（構成） 本発明は上記の目的を達成するために次の構成を採用
する。

即ち、無機質繊維材料よりなる耐熱層と、フォーム材
よりなる吸音層と、前記耐熱層の少なくとも一方面に金
属箔反射層を備えてこれらを一体に貼り合わせたことを
特徴とする吸音耐熱材である。

本発明で使用される耐熱層の基材としては無機質繊維
材料よりなるものであって、無機繊維の不織布や織布等
が好んで用いられ、その素材はガラス繊維やロックウー
ル材であって、かかる層の厚さは50μ〜2mm、好ましく
は100μ〜500μとするものである。

即ち、耐熱層を厚くすればする程吸音材としてのフォ
ーム材の保護効果は大きくなるが、逆にそれだけ後加
工、例えば裁断や打ち抜き加工時の粉塵や繊維くずの飛
散等が生じやすくなるので、この点でその厚さは一定の
限度であり、吸音材の保護効果が確保できるだけの厚さ
があれば十分である。

そして、材料もガラス繊維が品質の安定性から見て現
状では最も好ましく、作業中に粉塵も飛散しにくくまた
繊維層から容易に層間剥離を起こさないようにこれを不
織布又は織布として加工したものが望まれるものであ
る。

一方、吸音層としては、フォーム材が採用され、場合
によってはこのフォーム材に無機難燃剤、例えば水酸化
アルミニウム粉末等をバインダーと共に含浸し、乾燥付
着させたいわゆる後処理難燃フォーム材も使用される。

かかるフォーム材は吸音性に優れ、また加工性、作業
性もよく、有害な粉塵やくず等の飛散もなく好適に使用
されるが、とりわけ後処理された難燃フォーム材がその
吸音性、加工性等に優れているため、吸音層として好ま
しいものである。この吸音層の厚さは、5mm以上好まし
くは10mm以上である。

また、金属箔の反射層を前記無機質繊維材料よりなる
耐熱層に接して貼り合せるが、一般にはアルミ箔又はア
ルミ蒸着フィルムが使用されるもので、かかる箔の厚さ
は100μ以下、好ましくは30μ以下である。

そして、この反射層は耐熱層の表面に貼り合わされて
最外表面層を形成することもあるが、場合によっては耐
熱層と吸音層との間に介在させる構造とすることも可能
である。かかる金属箔の反射層を構造の一部に加えるこ
とによって熱が輻射され、吸音材としてのフォーム材へ
の保護効果が高められることになる。特に、反射層とし
てのアルミ箔はその反射率が高く、また裁断加工等の容
易さ、耐熱層との複合化の容易さ及びコスト的な面から
も好適な材料であるといえる。

この反射層の構造上の位置は前記した通りであるが、
無機質繊維材料からなる耐熱層の表面に貼り合わせる、
言い換えれば吸音層の反対側に位置させることによっ
て、取り扱いにやや不便である無機質繊維材料の耐熱層
を露出させない構造の方が、その後の裁断や打ち抜き加
工更には運搬の容易性、機壁等への貼り付け作業にとっ
ても望ましいいものといえる。

本発明において、これら各層間の一体化については接
着剤や粘着剤を用いればよく、また材料の組み合わせに
よってはフォーム剤の表面にフレーム（火炎）を当てて
フォーム材を若干溶融させて接着に供するいわゆるフレ
ームラミネート法を採ってもよい。また、かかる接着剤
又は粘着剤においては使用目的に応じて耐熱性に優れた
材料を使用すべきであり、粘接着タイプといわれる貼付
後に反応硬化するタイプのものも用いられ得る。

なお、本発明の吸音耐熱材の最外表面、即ち使用され
る状態によって異なるが、無機質繊維材料からなる耐熱
層とフォーム材からなる吸音層とのいずれか一方の表面
に、粘着剤層及びこれに剥離紙を備えておくことによ
り、機器への貼付時に剥離紙をはがして粘着剤層を露出
させ、貼付に供する構造とするのが現場での作業性もよ
く好んで使用される。この場合、無機質繊維材料の面に
予め粘着剤層を設けておくことにより、かかる無機質繊
維材料の飛散防止に役立ち、かかる面での作業性の向上
も大きな効果の一つである。勿論、耐熱層の表面に金属
箔による反射層が形成されている場合には、この反射層
上に粘着剤層が適用されることになる。

また、外観上の問題、表面保護或は低周波域吸音率向
上を目的として、フィルム、アルミ箔、不織布、織布等
の表面材をこれに貼り付けることも可能であり、使用場
所によっては高温に耐え得る材質のものが望ましい。

かかる表面材も予め本発明の吸音耐熱材に貼り付けて
おくことも可能である。

（具体例） 第１図〜第２図は本発明の吸音耐熱材構造を示す各断
面図である。

第１図はガラスクロスＡとフォーム材Ｂとを貼着した
構造のものであって、このクロスＡを高温側に対向せし
めるものである。そして、この例にあっては、ガラスク
ロスＡとフォーム材Ｂとの間にアルミ箔Ｃを介在させて
三層として一体化したものである。そして、この一体化
にあっては難燃性を有する粘着剤（綜研化学株式会社製
・アクリル系二液タイプ難燃粘着剤SKダイン1717N）を
用いたものである。

この吸音耐熱材は使用方法が二通りあり、例えば発熱
体である恒温槽における鉄製の扉上に耐熱性のある粘着
剤（綜研化学株式会社製・アクリル系二液タイプ粘着剤
SKダインBSHS）をもってガラスクロスＡ面を貼り付けて
使用に供されることとなり、一方、発熱体に対向した周
囲の壁等においては、フォーム材Ｂ側をこの壁に同様な
粘着剤をもって貼り付け、従ってガラスクロスＡ面を発
熱体に向けることも可能であって、その使用方法には特
に制限はない。

この場合、箔Ｃの存在により熱の反射が十分であり、
吸音材としてのフォーム材Ｂへの熱の影響を極く小さく
することが可能となったものである。

勿論、この箔Ｃは第２図のようにガラスクロスＡの表
面に一体に貼り付けてもよく、この場合にはガラスクロ
スＡをフォーム材Ｂと箔Ｃとで挟む状態となり、このた
め裁断加工性が向上する。

第３図は発熱体への粘着を容易ならしめるために、第
２図で示す吸音耐熱材のアルミ箔Ｃの表面に耐熱性の粘
着剤層Ｄを塗工したもので、勿論その表面には剥離紙Ｅ
が供されている例である。

これら吸音耐熱材の使用に際しては、かかる吸音耐熱
材を適当な大きさに裁断し、その上でこの剥離紙をはが
して発熱体表面に貼りつけることになる。この粘着材層
Ｄおよび剥離紙Ｅは、場合によってはフォーム材Ｂ側の
表面に備えられていてもよいことは前述の使用例からも
明らかである。

なお、本発明の吸音耐熱材は、粘着剤をもって機壁等
に貼り付けること以外に、ビス等によって固定されるこ
とは勿論である。

（実験） 以下本発明による吸音耐熱材について各種実験を行っ
た結果を示す。

（実験例１） この実験に使用した供試体は次の各種である。即ち、
使用されるフォーム材は見掛け比重0.035、25％圧縮強
さが10Kg/314cm2のポリエーテル系フォーム材であっ
て、厚さ10mmのものを用いた。

供試体・１は、かかるフォーム材単体である。

供試体・２は、第１図に示す吸音耐熱材であって、ガ
ラスクロスの表面に厚さ70μのアルミ箔を貼り付け、フ
ォーム材に日本無機（株）製のガラスクロスを難燃性の
接着剤をもって一体化したものである。

実験はフォーム材の耐熱老化及び断熱テストであっ
て、恒温槽内の温度を160℃に設定し、恒温槽のドアに
当たる鉄板の面（1mm厚）に供試体に貼り付けた。

この状態で54日間連続の耐熱老化促進テストを行っ
た。外気はこの間23〜25℃であった。

各供試体におけるフォーム材の物性変化の測定を行っ
た。

フォーム材の物性は、引張強度（Kg/cm2）及び伸び
（％）の保持率（保持率＝促進後の値／初期値×100
（％）を測定したものである。

この結果、供試体・１の場合、フォーム材の熱老化が
激しく、引張強度の保持率は61％に低下し、一方、伸び
も53％に落ちていた。

これに対し、本発明の構造を取る供試体２において
は、引張強度及び伸び共に供試体・１に比べて保持率は
高く、20％以下の低下に留まっていることが判明した。

このように、本発明の構造を採るものは、フォーム物
性の初期値に対する変化が少なく、フォーム材の物性に
大きな影響を与えないことが明らかになった。共に、供
試体・２においてはアルミ箔の効果が大きくフォーム性
状は良好であった。

したがって、本発明による吸音耐熱材によれば、フォ
ーム材の性状に変化はなく、吸音効果においても劣るこ
とがないことが判明した。

一方、断熱効果の面についても供試体・１のそれに比
べて供試体・２の吸音耐熱材はかなり優れた結果となっ
た。

（実験例２） 次に、以下の実験にて、本発明による吸音耐熱材の各
種効果を更に確認した。

供試体として20mm×100mm×100mmのサンプルを準備す
る。これを190±４℃に保温した鉄板製ホットプレート
の上に載せ、更に、サンプルとホットプレートとの密着
度を確保するために40mm×40mmの面積を持つ200gの重り
を乗せる。

一定時間後、サンプルを取り出し、ホットプレートに
接した側から2mm分をスライスして捨て、これより5mm分
をスライスして測定用テストピースを得た。テストピー
スはJISダンベル１号形状に打ち抜き、インストロン型
万能試験機で300mm/分の速度で引張り及び破断時強度を
測定する。

供試体・３、供試体・１にて使用したフォーム材と同
種の材質である。

供試体・４は、供試体・１の片面に日本無機（株）製
グラスクロスWK3025（厚さ約100μ、メッシュ縦30、横2
5（25mm内の打込数）、テッシュ33.7g（使用繊維の1000
m当たりのｇ数）を、アクリル系粘着剤65g/m2（dry）で
接着し、更に、グラスクロスの外側に厚さ15μのアルミ
箔をクロロプレン系接着剤30g/m2（dry）を用いて接着
し、アルミ箔面をホットプレート面に接するように置い
て試験した。

供試体・５は、供試体・４と同質体に、グラスクロス
の内側（フォームとグラスクロスとの間）に厚さ15μの
アルミ箔を供試体・４にて使用したクロロプレン接着剤
を用いて接着し、グラスクロス面がホットプレート面に
接するようにして試験した。

熱老化性 熱老化性にあっては、初期のフォーム材の引張強度保
持率が半分に低下するのに、供試体・３にあっては10日
以内で半減してしまうが、供試体４〜５にあってはいず
れも25日以上であり、熱老化性に優れていることが分か
る。

加工時の作業環境性 供試体・４は、繰り返し折り曲げたり、こすったりす
ることによって、毛羽立ちやグラス短繊維、粉の発生が
若干見られるが、これは通常のグラスウール断熱材に比
べるとはるかに発生率が少なく、作業環境が著しく改善
された。

供試体・５は、グラスクロスがフォーム材とアルミ箔
でサンドイッチされているため、毛羽立ちやグラス短繊
維、粉等の発生が実質上なくなり、作業環境上全く問題
のないことが判明した。

（効果） 本発明の吸音耐熱材は、吸音性能に優れたフォーム材
の持つ欠点を、無機質繊維材料からなる耐熱層及びかか
る層の少なくとも一方面に金属箔反射層を備えてこれら
を一体に貼り合わせることより、かかるフォーム材の持
つ優れた性能を損なうことなく吸音耐熱材として利用で
きるようになったもので、このため今までかかるフォー
ム材では不可能であった高温域においても、十分使用で
きるのでその利用価値は著大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の吸音耐熱材を示す各断面図
であり、第１図はガラスクロスＡとフォーム材Ｂと更に
この間にアルミ箔Ｃを介在させて三層としたもの、第２
図はアルミ箔をガラスクロスＡの表面に一体に貼り付け
たもの、第３図は第２図で示す吸音耐熱材のアルミ箔Ｃ
の表面に耐熱性の粘着剤層Ｄを塗工したもので、その表
面には剥離紙Ｅが供されている例である。 Ａ……ガラスクロス（無機質繊維の断熱層） Ｂ……フォーム材 Ｃ……アルミ箔（反射層） Ｄ……粘着剤層 Ｅ……剥離紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−16643（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18039（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18038（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−89546（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−118852（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無機質繊維材料よりなる耐熱層と、軟質ポ
   リウレタンフォームよりなる吸音層と、前記耐熱層の少
   なくとも一方面に金属箔反射層を備えてこれらを一体に
   貼り合わせたことを特徴とする吸音耐熱材。