JP6688265B2 - 輸送機器用断熱吸音材 - Google Patents
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Description
1.無機繊維からなる多孔体を有する輸送機器用断熱吸音材。
2.前記多孔体が、気孔であるセルと、前記セルを囲む無機繊維からなるセル壁とを含み、前記セルと前記セル壁が多数連なっている1記載の輸送機器用断熱吸音材。
3.前記多孔体の嵩密度が、2kg/m3〜18kg/m3である1又は2記載の輸送機器用断熱吸音材。
4.前記多孔体が耐火性フィルムに包装されている1〜3のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材。
5.輸送機器の胴体の外板と内板の間に設置されるための1〜4のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材。
6.1〜4のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材を、胴体の外板と内板の間に設置した輸送機器。
一般に嵩密度を大きくすると、圧縮応力は高くなる。一方、輸送機器に使用する部材は軽量であることが求められる。多孔体の嵩密度は、好ましくは2〜18kg/m3であり、より好ましくは3〜17kg/m3である。さらに好ましくは4〜16kg/m3である。
さらに、圧縮率30%で圧縮した後の復元率は好ましくは90%以上であり、より好ましくは95%以上である。
圧縮応力と復元率が高い程、挟持されて設置される場所において位置がずれない。
生理食塩水溶解率は、例えば、次のようにして測定される。すなわち、先ず、無機繊維を200メッシュ以下に粉砕して調製された試料1g及び生理食塩水150mLを三角フラスコ(容積300mL)に入れ、40℃のインキュベーターに設置する。次に、三角フラスコに、毎分120回転の水平振動を50時間継続して加える。その後、ろ過により得られた濾液に含有されている各元素(主要元素でよい)の濃度(mg/L)をICP発光分析装置により測定する。そして、測定された各元素の濃度と、溶解前の無機繊維における各元素の含有量(質量%)と、に基づいて、生理食塩水溶解率(%)を算出する。すなわち、例えば、測定元素が、ケイ素(Si)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びアルミニウム(Al)である場合には、次の式により、生理食塩水溶解率C(%)を算出する;C(%)=[ろ液量(L)×(a1+a2+a3+a4)×100]/[溶解前の無機繊維の質量(mg)×(b1+b2+b3+b4)/100]。この式において、a1、a2、a3及びa4は、それぞれ測定されたケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの濃度(mg/L)であり、b1、b2、b3及びb4は、それぞれ溶解前の無機繊維におけるケイ素、マグネシウム、カルシウム及びアルミニウムの含有量(質量%)である。
SiO2とZrO2とAl2O3とTiO2の合計 50重量%〜82重量%
アルカリ金属酸化物とアルカリ土類金属酸化物との合計 18重量%〜50重量%
SiO2 50〜82重量%
CaOとMgOとの合計 10〜43重量%
カップリング剤の例として、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等が挙げられる。シランカップリング剤としてメチルトリエトキシシラン等が挙げられる。
平均繊維径0.22μmのマイクロガラス繊維(融点400℃以上)を、pH10のアンモニア水に濃度0.5重量%となるように分散させて繊維表面のゼータ電位を−55mVに調整して処理した。次に、カチオン性界面活性剤(ラウリルトリメチルアンモニウムクロリド(商品名;コータミン24P、花王株式会社製))を、繊維100重量部に対して、界面活性剤の固形物換算で0.5重量部添加して、撹拌混合した。このときノズルを用いて空気を取り込み発泡させた。ノズルから出る泡の量を変えることにより発泡体の嵩密度を変えた。得られた湿潤発泡体を乾燥させ、電気炉を用いて450℃にて1時間処理し、発泡体に付着している界面活性剤を除去した。次に、カップリング剤を付与した。カップリング剤はメチルトリエトキシシラン(商品名;KBE−13、信越化学工業製)を用い、密閉容器内にシランカップリング剤を入れ、160℃程度に加熱し、シランカップリング剤の蒸気を発生させ、発泡体を4時間処理した。次に、カップリング剤の反応を進行させるため、閉鎖容器内へ水を8g添加し、水蒸気を発生させ、発泡体を2時間処理した。さらに閉鎖容器内にて、発泡体重量1gあたり10g程度のカップリング剤を直接塗布し、105℃にて4時間加熱した。その後、上記と同様にカップリング剤の半分の質量に相当する水を容器にいれ、105℃にて2時間処理した。発泡体はセル構造を有していた。平均セル径は約170〜約240μmであった。
・平均繊維径
ランダムに選択した繊維400本について繊維径を測定し、平均値を求めた。
発泡体のサンプルを圧縮しない状態で嵩密度を測定した。寸法計測装置(例えばノギス)を用いて、サンプルの縦、横、高さの寸法を計測した。次に、サンプルの重量を計測し、以下の式により嵩密度を算出した。結果を表1に示す。
嵩密度=重量÷縦寸法÷横寸法÷高さ
発泡体からサンプルを切断し、X線マイクロCTスキャナ(BRUKER社製SkyScan1272)を用いて、解像度5μm/pixelにて線透過像を撮影した。得られたX線透過像から、付属のソフト(NRrecon及びDATAVIEWER)を用いて3次元像を合成し、サンプル内部の断面像を作成した。得られた断面像の全細孔を計測し円相当径の平均を算出した。
以下の式に示すように、サンプル圧縮時の荷重値を、サンプル寸法計測により求めた面積(縦寸法と横寸法)で除算して算出した。圧縮率は、圧縮前のサンプルの厚さを100%としたとき70%の厚さとなる30%とした。圧縮時の荷重は、材料試験機(オートグラフ、島津製作所)を用いて圧縮率30%まで圧縮(2mm/min)した際の荷重値とした。結果を表1に示す。
圧縮応力N/m2=荷重(N)÷サンプル面積(m2)
圧縮応力の測定と同様に、サンプルを圧縮率30%の厚さまで圧縮した後解放した。圧縮解放後のサンプルの厚さを計測し、以下の式から復元率を算出した。結果を表1に示す。
復元率(%)=圧縮解放後の厚さ÷圧縮前の厚さ×100
発泡体の代わりに、航空機用に市販されているガラス繊維マット(製品名:Microlite(登録商標) AA Premium NR Blankets、JohnsManville社(US)製)を用いて、実施例と同様に評価した。結果を表1に示す。
平均繊維径0.4μmの繊維を用いた他は、実施例1と同様にして、発泡体(嵩密度9.0kg/m3)を作製した。
この発泡体の厚さ10.3mmのサンプルについて、JIS A 1405−2(垂直入射吸音率、背面空気層無し)に準じて吸音率測定システム(ブリュエル・ケアー社測定システム)を用いて吸音率を測定した。比較として、比較例1と同様のJohnsManville社のガラスマット(嵩密度9.8kg/m3)の厚さ10.6mmのサンプルについて、同様に吸音率を測定した。実施例5のサンプルは、1/3オクターブ周波数3000〜5000Hzにおいて80%以上の吸音率が示され、比較例1のサンプルより3〜19%高かった。
Claims (6)
- 無機繊維と結合剤からなる多孔体を有する輸送機器用断熱吸音材であって、
前記多孔体の嵩密度が、2kg/m3〜18kg/m3であり、
圧縮率30%で圧縮した際の、圧縮応力は100N/m2以上であり、
輸送機器の胴体の外板と内板の間に、挟持された状態で設置される、輸送機器用断熱吸音材。 - 前記多孔体が、気孔であるセルと、前記セルを囲む無機繊維からなるセル壁とを含み、前記セルと前記セル壁が多数連なっている請求項1記載の輸送機器用断熱吸音材。
- 前記多孔体が耐火性フィルムに包装されている請求項1又は2記載の輸送機器用断熱吸音材。
- 前記結合剤が、カップリング剤及び無機結合材から選択される1以上である請求項1〜3のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材。
- 前記多孔体が無機繊維、界面活性剤及び結合剤、又は無機繊維及び結合剤のみからなる請求項1〜4のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材。
- 前記多孔体が発泡体である請求項1〜5のいずれか記載の輸送機器用断熱吸音材。
Priority Applications (2)
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