JPH06337681A

JPH06337681A - 吸音材

Info

Publication number: JPH06337681A
Application number: JP5151484A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Otaki; 靖史大瀧; Hideyuki Hanaoka; 秀行花岡; Kinji Yamada; 欣司山田
Original assignee: Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明のアルミ多孔質吸音材は、特定の無機
コーティング材で塗装されているため耐蝕性、耐候性、
耐熱性、曲げ加工性に優れ、また吸着塗装による吸音特
性の低下はなく、かつ外観上の色むらもなく、屋内外の
防音壁に有用な材料である。【構成】アルミニウム多孔質材の表面を一般式ＲＳｉ
（ＯＲ′）₃〔式中、Ｒは炭素数１〜８の有機基、Ｒ′
は炭素数１〜５のアルキル基を示す。〕で表わされるオ
ルガノアルコキシシランの加水分解部分縮合物を含有す
る無機コーティング材で塗装していることを特徴とする
吸音材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速道路、橋梁、鉄
道、一般道路、その他の屋外構築物に付設される防音
壁、または公会堂、音楽堂、体育館、室内プール、劇場
などにおける屋内防音壁などに使用して有用な吸音材に
係るものである。

【０００２】

【従来の技術】屋外防音壁や屋内防音壁に板状や塊状を
なすアルミニウム多孔質材（以下、これをアルミ多孔質
材と略記することがある。）が使用されている。このア
ルミ多孔質材を使用するに当たっては、着色用顔料を混
和した有機系コーティング材をこの多孔質材表面に比較
的厚目に塗布し、多孔質材表面に耐蝕性、耐候性を付与
している。しかし、アルミ多孔質材は表面が平坦でな
く、また多孔質材の密度が不均一であることに基づい
て、有機系コーティング材を塗布した場合、色むらが生
じたり、コーティング材が気孔を部分的に閉塞させ、吸
音率の低下を起こすという問題がある。また、耐候性に
おいても、色あせ、白化などを起こすという問題があ
る。そのため、アルミ多孔質材の吸音率を低下させず、
塗装の色むらが発生しない耐候性に優れたコーティング
材の開発が望まれている。

【０００３】例えば、特開平３−１３１９００には、テ
トラアルコキシシランとチタニウムテトラアルコキシド
の加水分解部分縮合物を含有するコーティング材を被覆
することにより、吸音性能の低下、外観上の色むらのな
いアルミ多孔質材からなる吸音材が開示されている。し
かしながら、前記特開平３−１３１９００に記載された
方法では、塗膜厚みが薄いため、隠ぺい力の弱い色調
（白色などの淡彩色）では色むらが生じやすい。また、
厚く塗装するとクラックが入り、かつ曲げ加工によりク
ラックが成長しやすく、耐蝕性に問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記状況を鑑
み、吸音性能の低下がなく、外観上の色むらがなく、耐
蝕性、耐候性に優れ、かつ曲げ加工性に優れたアルミ多
孔質材からなる吸音材を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミ多孔質
材の表面を特定のオルガノアルコキシシラン加水分解部
分縮合物を含有するコーティング材で被覆することによ
り、吸音性能の低下、外観上の色むらがなく、曲げ加工
性に優れ、耐蝕性、耐候性に優れたアルミ多孔質材から
なる吸音材を得ようとするものである。

【０００６】すなわち、本発明は、ＲＳｉ（ＯＲ′）₃ ………………………………… （Ｉ）〔式中、Ｒは炭素数１〜８の有機基、Ｒ′は炭素数１〜
５のアルキル基を示す。〕で表わされるオルガノアルコ
キシシランの加水分解部分縮合物を含有するコーティン
グ材で被覆したアルミ多孔質材を用いることを特徴とす
る吸音材に関するものである。

【０００７】（Ｉ）式のオルガノアルコキシシラン中の
Ｒは、炭素数１〜８の有機基であり、例えば、メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基などの
アルキル基、その他γ−クロロプロピル基、ビニル基、
３，３，３−トリフロロプロピル基、γ−グリシドキシ
プロピル基、γ−メタクリルオキシプロピル基、γ−メ
ルカプトプロピル基、フェニル基、３，４−エポキシシ
クロヘキシルエチル基、γ−アミノプロピル基などが挙
げられる。また、オルガノアルコキシシラン中のＲ′
は、炭素数１〜５のアルキル基であり、例えば、メチル
基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−
ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔ−ブチル基などが挙げ
られる。

【０００８】これらのオルガノアルコキシシランの具体
例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリ
エトキシシラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ
−プロピルトリエトキシシラン、ｉ−プロピルトリメト
キシシラン、ｉ−プロピルトリエトキシシラン、γ−ク
ロロプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピル
トリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニ
ルトリエトキシシラン、３，３，３−トリフロロプロピ
ルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピル
トリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルト
リエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェ
ニルトリエトキシシラン、３，４−エポキシシクロヘキ
シルエチルトリメトキシシラン、３，４−エポキシシク
ロヘキシルエチルトリエトキシシランなどが挙げられ
る。

【０００９】これらのオルガノアルコキシシランは１種
単独で使用することも、また２種以上を併用することも
できる。また、一般式ＲＳｉ（ＯＲ′）₃で表示される
オルガノアルコキシシランのうち、５０モル％以上がＣ
Ｈ₃Ｓｉ（ＯＲ′）₃であることが好ましい。さらに、
必要に応じて種々のジアルキルジアルコキシシラン、テ
トラアルコキシシランなどを併用し、共縮合することも
可能である。かかるオルガノアルコキシシランは、加水
分解によってアルコールを遊離すると共に、重縮合を生
起し、オルガノポリシロキサンを生成する。

【００１０】本発明に使用されるオルガノポリシロキサ
ンのポリスチレン換算重量平均分子量は５００〜５０，
０００であり、好ましくは６００〜３０，０００であ
る。５００未満では得られるコーティング被膜にクラッ
クが生じやすく、一方、５０，０００を超えると同被膜
の硬化が不十分となる。

【００１１】本発明のコーティング材は、前記オルガノ
ポリシロキサン単独でも、またコロイド状シリカおよび
／またはコロイド状アルミナを併用することもできる。
かかるコロイド状シリカ、コロイド状アルミナは、前記
オルガノポリシロキサンのゲル化防止、増粘および必要
に応じて使用されるその他の充填剤の分散性の向上、ま
た得られるコーティング材によって形成される塗膜の密
着性、耐クラク性、曲げ加工性、硬度および耐熱性向上
を目的に使用するものである。

【００１２】コロイド状シリカおよび／またはコロイド
状アルミナのコーティング材中における割合は、オルガ
ノポリシロキサン固形分１００重量部に対して、固形分
換算で好ましくは５〜５０重量部、特に好ましくは８〜
４０重量部である。５重量部未満では、本発明における
コーティング材のゲル化防止、増粘、さらに必要に応じ
て使用されるその他の充填剤の分散性が十分でなく、ま
た得られるコーティング材によって形成される塗膜の硬
度が十分でなく、しかもクラックが入りやすくなる。一
方、５０重量部を超えると相対的にその他の成分量が多
くなり、増粘しすぎたり、塗膜の密着性が低下する。コ
ロイド状シリカ、コロイド状アルミナを併用すると、本
発明のコーティング材の必要に応じて使用される充填剤
による着色性を損なうことなく、すなわち着色顔料など
の色彩を変えることなく、コーティング材によって形成
される塗膜のクラック防止、密着性および曲げ加工性を
向上することができる。

【００１３】ここでコロイド状シリカとは、高純度の無
水ケイ酸を水または親水性有機溶媒に分散した分散液で
あり、平均粒子径が５〜３０ｍμ、固形分濃度が１０〜
４０％程度のものである。このようなコロイド状シリカ
としては、例えば、日産化学工業（株）製、スノーテッ
クス、イソプロパノールシリカゾル、メタノールゾル；
触媒化成工業（株）製、カタロイド、オスカル；米国デ
ュポン社製、Ｌｕｄｏｘ；米国モンサント社製、Ｓｙｔ
ｏｎ；米国ナルコケミカル社製、Ｎａｌｃｏａｇなどを
挙げることができる。

【００１４】次に、コロイド状アルミナとは、通常、水
を分散媒とするｐＨ２．５〜６の範囲のアルミナゾル、
または親水性有機溶媒に分散したアルミナゾルであり、
アルミナ、擬ベーマイト、ベーマイトなどを５〜３０重
量％程度含有したもので、通常その平均粒径が５〜２０
０ｍμ、好ましくは１０〜１００ｍμ程度のものであ
る。このようなコロイド状アルミナとしては、例えば、
日産化学工業（株）製のアルミナゾル−１００、アルミ
ナゾル−２００、アルミナゾル−５２０などを挙げるこ
とができる。

【００１５】本発明のコーティング材には、必要に応じ
てその他の充填剤を添加することができる。かかる充填
剤は水に不溶性のものであり、例えば無機系着色顔料
（白色顔料および体質顔料も含まれる。）が挙げること
ができる。

【００１６】また、顔料以外の粒子状もしくは繊維状の
金属および合金ならびにこれらの酸化物、水酸化物、炭
化物、窒化物、硫化物など、具体例として、粒子状もし
くは繊維状の鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、銀、亜
鉛、鉛、クロム、フェライト、カーボンブラック、ステ
ンレス綱、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウ
ム、酸化マンガン、酸化鉄、酸化ジルコニウム、酸化コ
バルト、酸化スズ、酸化銅、合成ムライト、ジルコン
（ケイ酸ジルコニア）、水酸化アルミニウム、水酸化
鉄、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、二硫化モリ
ブデンなどを挙げることができるが、これらに限定され
るものではない。

【００１７】必要に応じて使用される、その他の充填剤
の本発明におけるコーティング材中における割合は、オ
ルガノポリシロキサン固形分１００重量部に対して、好
ましくは５０〜５００重量部、特に好ましくは８０〜３
００重量部であり、５０重量部未満であると充填剤がコ
ーティング材に付与する性能を十分に発揮することがで
きず、一方、５００重量部を超えると得られるコーティ
ング材がゲル化することがあり、コーティング材によっ
て形成される塗膜の硬度が悪化すると共に、アルミ多孔
質材への密着性が悪化する。また、かかるその他の充填
剤を使用せず、クリヤーコートとして、すなわちアルミ
多孔質材の金属光沢を損なうことなく耐蝕性を向上させ
ることもできる。

【００１８】さらに、本発明におけるコーティング材を
より速く硬化させるに当たっては、硬化条件により硬化
促進剤を使用してもよく、比較的低い温度で硬化させる
ためには、硬化促進剤を併用する方が効果的である。か
かる硬化促進剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カ
リウムなどのアルカリ性化合物、アルキルチタン酸、リ
ン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、フタル酸などの酸化合
物、エチレンジアミン、ヘキサンジアミン、ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレン
ペンタミン、ピペリジン、ピペラジン、メタフェニレン
ジアミン、エタノールアミン、トリエチルアミン、エポ
キシ樹脂の硬化剤として用いられる各種変性アミンなど
のアミン化合物、γ−アミノピロピルトリエトキシシラ
ン、γ−（２−アミノエチル）−アミノプロピルトリメ
トキシシラン、γ−（２−アミノエチル）−アミノプロ
ピルメチルジメトキシシラン、γ−アニリノプロピルト
リメトキシシランなどのアミン系シランカップリング
剤、また、特願平５−４４４３３に記載されたカルボン
酸型有機スズ化合物、メチルカプチド型有機スズ化合
物、スルフィド型有機スズ化合物、（Ｃ₄Ｈ₉）₂Ｓｎ
Ｏ、（Ｃ₈Ｈ₁₇）₂ＳｎＯ、（Ｃ₄Ｈ₉）ＳｎＯ、（Ｃ
₈Ｈ₁₇）ＳｎＯなどの有機スズオキサイドとエチルシリ
ケート、エチルシリケート４０、マレイン酸ジメチル、
マレイン酸ジエチル、フタル酸ジオクチルなどのエステ
ル化合物との反応生成物などの有機スズ化合物などが使
用される。

【００１９】これらの硬化促進剤のコーティング材中に
おける割合は、本発明におけるコーティング材１００重
量部に対して、通常、１５重量部以下、好ましくは１０
重量部以下で用いられる。

【００２０】なお、本発明におけるコーティング材に
は、各種界面活性剤、前記以外のシランカップリング
剤、チタンカップリング剤、またナフテン酸、オクチル
酸、亜硝酸、亜硫酸、アルミン酸、炭酸などのアルカリ
金属塩、染料などの従来公知のその他の添加剤を添加す
ることもできる。

【００２１】本発明のアルミ多孔質材は、例えば次のよ
うなものが使用される。アルミ繊維不織布法；アルミニウム製の網状のもの
でアルミニウム繊維不織布をその両面からはさみ、また
は片面のみにあてがい、ロールの間を通して圧力を加え
成形する。かかるアルミニウムエクスパンドメタルを不
織布の形体保持材として圧延成形したものは、（株）ユ
ニックスから商品名「ポアル」の名称で市販されてい
る。発泡法；溶融したアルミニウムを処理して、内部に
気孔が分散したものを作り、これを圧延して開気孔を形
成させる。かかる発泡アルミニウムは、神鋼鋼線（株）
から商品名「アルポラス」の名称で市販されている。粉末治金法；アルミニウム粉末をプレス、焼結さ
せ、成形する。かかるアルミニウム多孔質材は、（株）
エヌ・ディー・シーから商品名「カルム」の名称で市販
されている。

【００２２】本発明におけるアルミ多孔質材としては、
アルミニウム単体からなるもののほか、アルミニウム合
金からなるものも包含される。

【００２３】本発明の吸音材を製造するには、上記に挙
げたアルミ多孔質材を用意する。一方、本発明にかかる
オルガノアルコキシシラン加水分解部分縮合物を含有す
るコーティング材を調整し、上記アルミニウム多孔質材
の表面に刷毛塗り、またはスプレーガンなどの塗装手段
により、厚さ１０〜３０μｍ程度の塗膜を形成し、室温
〜３００℃程度の温度で１０分〜１２時間程度加熱し乾
燥する。このようにして得られたアルミ多孔質材の表面
は、化学的に安定な強固な塗膜が被覆しており、耐蝕
性、耐候性、耐熱性に優れ、また曲げ加工性に優れた吸
音材となる。

【００２４】

【実施例】次に、実施例を挙げて説明する。実施例１アルミ多孔質材として、１００μｍ径のアルミニウム繊
維からなる不織布の両面をアルミニウムからなるエクス
パンドメタルではさみ、押圧成形したもので厚さ１．６
ｍｍ、不織布面密度（ｇ／ｍ²）１，６５０の物を用い
た。かかるアルミ多孔質材は、（株）ユニックスより商
品名「ポアルＣ−１」として市販されている。これに塗
布する塗料として、メチルトリメトキシシラン加水分解
部分縮合物およびアルミナゾルからなる固形分２５％の
ワニスを合成した。かかるワニスのポリスチレン換算重
量平均分子量は約１０，０００であった。このワニス１
００重量部に無機系白色顔料「金生興業（株）製、ケイ
酸ジルコニアＡ−ＰＡＸ４５Ｍ、および石原産業
（株）製、酸化チタンタイペックＲ６８０」を１７重
量部添加し、これをボールミルで１時間混合して均一な
着色塗装液を調製した。この塗装液を上記アルミ多孔質
材の片面にスプレーガンで均一に吹き付け、乾燥、硬化
後に形成されるアルミ多孔質材表面の着色塗装膜厚が各
々１０、２０、３０μｍになるよう塗装した。上記のよ
うにして塗装液を吹き付けたアルミ多孔質材は、吹き付
け後、乾燥器内に２００℃、１０分間保持して硬化さ
せ、３種の着色塗装膜厚の製品を得た。

【００２５】この製品について以下に示す試験方法で各
種物性試験を行なった。１）表層部着色塗膜厚さ；渦電流式膜厚計にて測定。２）着色塗膜の外観；着色塗膜の外観目視による。３）密着性；幅１８ｍｍ、長さ５０ｍｍのセロテープを
着色塗装面に強く押し付けて接着し、剥離状態を調べ
る。４）硬度；ＪＩＳＫ−５４００の鉛筆硬度に準拠す
る。５）耐熱性；４００℃に１時間保持し、着色塗膜の状態
を観察する。６）耐沸騰水性；沸騰する水道水中に１２０時間保持
し、着色塗膜の状態を観察する。７）耐蝕性；ＪＩＳＫ−５４００の耐塩水噴霧性に準
拠し、３３６時間保持後の着色塗膜の状態を観察する。８）耐候性；ＪＩＳＫ−５４００のサンシャインウェ
ザメーターに準拠し、５，０００時間保持後の着色塗膜
の状態を観察する。９）曲げ加工性；着色塗膜面を外面に向け、内径１５０
ｍｍの円筒となるよう曲げ加工し、着色塗膜の状態を３
０倍のルーペで観察する。 10）曲げ加工後の耐蝕性；９）の曲げ加工後、７）の耐
蝕性を実施。 11）吸音特性；ＪＩＳＡ−１４０５の垂直入射吸音率
測定法に準拠し、背後空気層５０ｍｍで行なう。

【００２６】

【表１】

【００２７】この製品について行なった各種物性試験結
果を表１に示す。表１から明らかなように、実施例１で
得られた製品は、耐蝕性、耐候性、耐熱性に優れ、着色
塗装による吸音特性の低下はなく、外観上の色むらもな
く、また曲げ加工性にも優れている。

【００２８】実施例２アルミ多孔質材としては、実施例１と同じ物を使用し
た。これに塗布する塗料として、メチルトリエトキシシ
ラン加水分解物部分縮合物およびコロイダルシリカから
なる固形分２５％のワニスを合成した。かかるワニスの
ポリスチレン換算重量平均分子量は、約１，０００であ
った。このワニス１００重量部に、実施例１の無機系白
色顔料を１７重量部添加し、これをボールミルで１時間
混合して均一な着色塗装液を調整した。この塗装液を実
施例１と同型のスプレーガンを用い、実施例１と同条件
にて塗装、硬化を行ない、塗装製品を得た。

【００２９】この製品について行なった各種物性試験結
果を表１に示す。実施例１と同様、表１から明らかなよ
うに、実施例２で得られた製品は、耐蝕性、耐候性、耐
熱性に優れ、着色塗装による吸音特性の低下はなく、外
観上の色むらもなく、また曲げ加工性にも優れている。

【００３０】比較例１アルミ多孔質材としては、実施例の物と同じ物を使用し
た。これに塗布する塗料として、テトラエトキシシラン
およびチタニウムテトラ−ｎ−ブトキシドの加水分解部
分縮合物からなるワニスを合成した。かかるワニスの固
形分は２５％であった。このワニス１００重量部に、実
施例１の無機系白色顔料を１７重量部添加し、これをボ
ールミルで１時間混合して均一な着色塗料液を調整し
た。この塗料液を、上記アルミ多孔質材の片面に実施例
１と同型のスプレーガンを用い、同条件にて均一に吹き
付ける。乾燥、硬化後に形成されるアルミ多孔質材表面
の着色塗膜厚が各々５、１０μｍとなるように塗装し
た。上記のようにして塗装液を吹き付けたアルミ多孔質
材は、吹き付け後、室温に１時間保持して自然乾燥させ
てから、乾燥器内に１５０℃、１時間保持して硬化し、
塗装製品を得た。この製品について行なった各種物性試
験結果を表１に示す。表１から明らかなように、比較例
１で得られた製品は、着色塗膜にクラックが入りやす
く、また曲げ加工性に弱く、クラックが増加、成長する
ため耐蝕性に問題がある。

【００３１】比較例２アルミ多孔質材としては、実施例１と同じ物を使用し
た。これに塗布する塗料として、産業機械部品の塗装用
として市販されている白色顔料入りの標準焼き付け型メ
ラミン−アルキド樹脂塗料１００重量部に合成樹脂塗料
用シンナー２０重量部を添加して均一に混合し、有機系
着色塗料を調整した。これを上記アルミ多孔質材の片面
に実施例１と同型のスプレーガンを用い、均一に吹き付
ける。乾燥、硬化後に形成されるアルミ多孔質材表面の
着色塗膜厚が各々５、１０μｍとなるように塗装した。
上記のようにして塗装液を吹き付けたアルミ多孔質材
は、吹き付け後、乾燥器内で１３０℃にて２０分間焼き
付けた。この製品について行なった各種物性試験結果を
表１に示す。

【００３２】表１から明らかなように、比較例２で得ら
れた製品は塗料が気孔内に侵入し、部分的に気孔の閉塞
を起こし、吸音特性の低下が確認された。また、有機系
塗膜のため耐候性が悪いという問題がある。表１におけ
る吸音特性の測定結果を図１に示す。

【００３３】図中Ａは、実施例１で用いたアルミ多孔質
材と同じものであって、塗装を全く行なわないものにつ
いて測定した。Ｂは実施例１で塗装された着色塗膜厚１
０μｍのアルミ多孔質材の吸音特性を示す。曲線Ｃは、
比較例２で塗装された着色塗膜厚５μｍのアルミ多孔質
材の吸音特性を示す曲線である。この図により、実施例
１の着色塗膜厚１０μｍのものは、未塗装のアルミ多孔
質材と吸音特性において実質的に変化がないが（実施例
１の他の着色塗膜厚のもの、実施例２および比較例１も
未塗装品と大きな違いはなかった。）、比較例２のもの
では、吸音特性が著しく低下したことが明らかである。

【００３４】

【発明の効果】本発明の着色塗装されたアルミ多孔質吸
音材は、その表面が耐蝕性、耐候性、耐熱性に優れてい
るのに併せ、着色塗装による吸音特性の低下はなく、か
つ外観上の色むらもなく、また曲げ加工性にも優れ、屋
内外の防音壁に用いて極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明品および比較例品の吸音特性を示
す。

【符号の説明】

Ａ本発明品および比較例品に用いたものと同じアルミ
多孔質材であって、表面塗装を施していないものについ
ての吸音特性を示す曲線である。Ｂ本明細書実施例１で塗装されたアルミ多孔質材の吸
音特性を示す曲線である。Ｃ比較例２で塗装されたアルミ多孔質材の吸音特性を
示す曲線である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム多孔質材の表面を一般式Ｒ
Ｓｉ（ＯＲ′）₃〔式中、Ｒは炭素数１〜８の有機基、
Ｒ′は炭素数１〜５のアルキル基を示す。〕で表わされ
るオルガノアルコキシシランの加水分解部分縮合物を含
有する無機コーティング材で塗装していることを特徴と
する吸音材。