JPH09204187A

JPH09204187A - アルミニウム多孔質吸音材

Info

Publication number: JPH09204187A
Application number: JP8010801A
Authority: JP
Inventors: Toru Morimoto; 本徹森
Original assignee: Unix Co Ltd
Current assignee: Unix Co Ltd
Priority date: 1996-01-25
Filing date: 1996-01-25
Publication date: 1997-08-05

Abstract

(57)【要約】【課題】結露等による水滴の付着など防ぎ、結露に起因
する腐食等を好適に防止することができ、長寿命で初期
吸音特性を長期に渡って発揮することができるアルミニ
ウム多孔質吸音材を提供する。【解決手段】アルミニウム系エクスパンドメタルとアル
ミニウム系金属繊維不織布との積層体を圧着してなる多
孔率３０〜４０％のアルミニウム多孔質材の表面の少な
くとも一部を、フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂
で被覆することにより、あるいは更にアルカリ珪酸塩で
被覆することにより、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多孔質吸音材の技
術分野に属し、詳しくは、耐候性および結露等に起因す
る腐食に対する耐蝕性に優れ、あるいはさらに抗菌およ
び抗カビ性に優れたアルミニウム多孔質吸音材に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、吸音材としては多孔質材が利
用されており、特に、グラスウールが多用されている。
一方で、軽量で、機械的特性、加工性、耐久性に優れ、
しかもグラスウール等に比して薄くても好適な吸音特性
を得ることができる吸音材として、アルミニウム多孔質
吸音材が知られており、各種の建築物等に利用されてい
る。

【０００３】ところが、アルミニウムは中性元素である
ため、アルミニウム製品は酸にもアルカリにも侵され易
い。しかも、アルミニウム多孔質吸音材は、多孔質材で
あるので、屋外に使用された場合には雨や雪等で、また
屋内でも空気中の水分の結露により、気孔内にまで水滴
が付着してしまい、それが大気中の酸化窒素等と反応し
て腐食がより進行し易い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような問題点を解
決するために、アルミニウム多孔質材の表面にセラミッ
クコーティング、例えば、メチルトリメトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン等のオルガノアルコキシシラ
ンをコーティングしたアルミニウム多孔質材吸音材が提
案されている（特開平６−３７６８１号公報参照）。こ
の方法によれば、アルミニウム多孔質吸音材の耐蝕性を
向上することはできる。しかしながら、結露等による気
孔内の水滴付着を防止することはできず、これに起因す
る前述の腐食を防止することはできない。しかも、水滴
が大量になると、結果的に吸音材の多孔率を変化させる
ことになり、吸音特性が変化して、所望の吸音特性を発
揮することができないという問題点もある。

【０００５】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決することにあり、通常の耐蝕性のみならず、結露等
による水滴の付着など防ぎ、屋外、屋内プールやアイス
アリーナ等の結露し易い場所に利用した際においても、
結露に起因する腐食等を好適に防止することができ、長
寿命で初期吸音特性を長期に渡って発揮することができ
るアルミニウム多孔質吸音材、および、このような耐食
性に加え、優れた抗菌および抗カビ性を有するアルミニ
ウム多孔質材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明者は鋭意検討を重ねた結果、アルミニウム多
孔質吸音材の表面をフッ素系樹脂もしくはシリコーン系
樹脂で被覆（コーティング）することにより、アルミニ
ウム多孔質吸音材の多孔率を殆ど低下させることなく、
気孔内まで好適な撥水性を付与することができ、これに
より、耐蝕性のみならず優れた結露対策をも施した吸音
材を実現できることを見出し、本発明を成すに至った。
しかも、フッ素系樹脂に染料や含量等の着色剤を混合し
てコーティングを行うことにより、アルミニウム多孔質
吸音材の表面を美しく着色することができ、美麗で装飾
性に優れる吸音材が実現できることも同時に見出した。

【０００７】さらに、前記吸音材の樹脂被覆の上および
／または非樹脂被覆部（すなわちアルミニウム表面）
を、水溶性アルカリ珪酸塩で被覆することにより、前記
結露対策および耐蝕性に加え、優れた抗菌および抗カビ
性をも発現することができ、極めて衛生的な吸音材を実
現できることも見出した。

【０００８】すなわち、本発明は、アルミニウム系エク
スパンドメタルとアルミニウム系金属繊維不織布との積
層体を圧着してなる多孔率３０〜４０％のアルミニウム
多孔質材の表面の少なくとも一部を、フッ素系樹脂もし
くはシリコーン系樹脂で被覆してなることを特徴とする
アルミニウム多孔質吸音材を提供する。

【０００９】また、前記フッ素系樹脂もしくはシリコー
ン系樹脂が着色剤を含有するのが好ましい。

【００１０】さらに、本発明の別の態様は、前記本発明
のアルミニウム多孔質吸音材において、前記フッ素系樹
脂もしくはシリコーン系樹脂表面、もしくは前記樹脂に
被覆されないアルミニウム多孔質材表面、あるいは両表
面を、水溶性アルカリ珪酸塩で被覆してなるアルミニウ
ム多孔質吸音材を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のアルミニウム多孔
質吸音材について詳細に説明する。本発明のアルミニウ
ム多孔質吸音材（以下、吸音材とする）は、基材となる
アルミニウム多孔質材として、図１の概略断面図に示さ
れるような、アルミニウム系エクスパンドメタル（以
下、エクスパンドメタルとする）１２とアルミニウム系
繊維不織布（以下、アルミニウム不織布とする）１４と
の積層体、好ましくは、エクスパンドメタル１２で金属
不織布１４を挟持してなる積層体を、ロールプレス等で
圧着してなる板状のアルミニウム多孔質材（以下、多孔
質材とする）１０を用いる。なお、このような多孔質材
は、本出願人による特公平４−１３１４２号公報に詳述
されている。

【００１２】エクスパンドメタルは、図２の概略斜視図
に示されるように、金属薄板に多数の切込みを入れ、切
込みを略直角方向に引張って全体を網状にしたものであ
る。本発明においては、アルミニウムもしくはアルミニ
ウム系合金製のエクスパンドメタル１２を用いる。この
ようなエクスパンドメタル１２は、金属網のように金属
細線を編んだ物ではないため、金属薄板の切込み断面が
引張り力によってねじれ、金属薄板平面と直角方向のみ
ならず平行方向、斜方向等にずれているねじれ部分１６
を有する。そのため、アルミニウム不織布１４を積層し
て圧着すると両者のからみ合いが良い。本発明で用いる
多孔質材１０は、このようなエクスパンドメタル１２の
形状特性を利用したものである。

【００１３】エクスパンドメタル１２の板厚は特に制限
はないが、通常０．２mm〜１mmのものが好適に用いられ
る。また、金属薄板に入れる切込み、引張り等の加工程
度、すなわちエクスパンドメタル１２の開口１８の長目
および短目の中心距離や両者のバランスを、金属繊維の
形状と種類に応じて適切に選択すれば、エクスパンドメ
タル１２とアルミニウム不織布１４との圧接状態が良好
な多孔質材１０が得られる。なお、本発明に用いる多孔
質材においては、エクスパンドメタルの代わりにアルミ
ニウム系金網を用いてもよい。

【００１４】本発明においては、このようなエクスパン
ドメタル１２とアルミニウム不織布金属１６との積層体
を圧着してなる多孔質材１０を用いる。アルミニウム不
織布１６としては、公知の方法で製造あるいは市販され
たアルミニウム製もしくはアルミニウム系合金製の金属
繊維不織布が各種利用可能であり、特に溶融アルミニウ
ムから紡糸されたアルミニウム不織布を用いると、アル
ミニウム繊維が細く柔軟で、エクスパンドメタルとのか
み合いが良く、利用に際して曲げ加工等を行っても細か
い金属が欠け落ちることなく、環境衛生上も安全であ
る。また、原料として用いるアルミニウム不織布１４の
面密度には特に限定はないが、後述する多孔質材１０の
多孔率や厚さ等を考慮すると、面密度５５０g/m²〜２０
００g/m²、特に、６００g/m²〜１６５０g/m²のアルミニ
ウム不織布が好適に用いられる。

【００１５】本発明に用いる多孔質材１０は、このよう
なエクスパンドメタル１２およびアルミニウム不織布１
４を用いて以下のように製造される。まず、アルミニウ
ム不織布１４の片面あるいは両面にエクスパンドメタル
１２を張り、アルミニウム不織布１４とエクスパンドメ
タル１２との積層体を作製する。この積層体をプレスあ
るいはロール圧延により圧着する。この圧着により、エ
クスパンドメタル１２がアルミニウム不織布１４に噛み
込み、また、両者がアルミニウムの展延性により密着
し、多孔質材１０となる。なお、圧着の際の力には特に
限定はなく、後述する多孔質材１０の多孔率や厚さを考
慮して、目的に応じたものとすればよいが、通常、３０
０Kg/cm²〜２０００Kg/cm²程度である。

【００１６】本発明の吸音材に用いられる多孔質材１０
としては、後述するフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂に
よる被覆性（すなわち、多孔質材１０の多孔率の低減が
少なく、かつ気孔内のアルミニウム不織布１４表面まで
好適にコーティングできること）と吸音特性とのバラン
スを考慮すると、多孔率３０〜４０％のものを用い、特
に多孔率３３％〜３９％の多孔質材１０が好適に用いら
れる。なお、多孔質材１０の厚さには特に限定はない
が、多孔率と同様の理由で、０．８mm〜１．６mmのもの
が好適に用いられる。

【００１７】本発明の吸音材の第１の態様は、このよう
な多孔質材１０をフッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹
脂で被覆（コーティング）、好ましくは、多孔質材１０
の多孔率をほとんど低下させることなくコーティングし
てなるものである。

【００１８】用いられるフッ素系樹脂としては、四フッ
化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フ
ッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレ
ン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂
（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂
（ＥＴＦＥ）、三フッ化塩化エチレン樹脂（ＣＴＦ
Ｅ）、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）、三フッ化塩
化エチレン−ビニルエーテル共重合樹脂（ＦＥＶＥ）
等、分子中にフッ素原子を含有する高分子物質が各種利
用可能である。また、このようなフッ素系樹脂として
は、市販品を用いてもよく、例えば、ノバフッソＰＦ
−２５０（フッ化ビニリデン三元重合体樹脂大日本色
材工業社製）等が好適に例示される。

【００１９】シリコーン系樹脂としては、ジクロロシラ
ンおよびトリクロロシランから生成される２官能性もし
くは３官能性シロキサンの二次元もしくは三次元の重合
体が例示される。また、これを含有する塗料であるスト
レートシリコーンワニスＫＲ３１１（信越化学工業社
製）等も好適に利用される。また、共重合成分としてエ
ポキシ、アルキド、ポリエステル、ウレタン、アクリル
等を用い、あるいはこれらで変性してなるシリコーン系
樹脂も好適に使用可能である。なお、フッ素系樹脂およ
びシリコーン系樹脂は、必要に応じて複数を併用しても
よい。

【００２０】前述の多孔質材１０の表面を、このような
フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂でコーティング
する方法には特に限定はなく、例えば、これらの樹脂
（あるいはその組成物）を、粉体、水性ディスパージョ
ン、水性エマルジョン、有機溶剤溶液、有機溶剤分散液
等の形態として、スプレー塗布、浸漬塗布、刷毛塗布等
により多孔質材１０の表面（片面でも可好ましくは両
面）に塗布し、多孔質材１０の表面に適当量を付着させ
た後、乾燥することによって行うことができる。なお、
乾燥は、常温で放置して行ってもよいが、好ましくは、
乾燥中および／または乾燥後に４０℃〜４００℃で加熱
処理を行う。水あるいは有機溶剤を用いて、塗料として
フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂を多孔質材１０
に塗布する際の樹脂濃度は、目的とするコーティング層
の厚さや塗布方法等に応じて適宜決定すればよい。

【００２１】フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂に
よるコーティング層（被覆層）の厚さには特に限定はな
いが、十分な結露対策（気孔内外の水滴付着防止）を施
すことができ、かつ多孔質材１０の多孔率の低減が小さ
く所定（すなわち多孔質材１０が有する）の吸音特性を
発揮できる等の点で、０．５μｍ〜２μｍ、特に、１μ
ｍ〜１．５μｍとするのが好ましい。なお、コーティン
グ層厚の調整は、例えば、前述の塗料を用いる場合であ
れば塗布量を調整する方法等、公知の方法によればよ
い。

【００２２】また、フッ素系樹脂あるいはシリコーン系
樹脂（あるいは、これを含有する塗料）に染料や顔料、
着色塗料等の着色剤を混合し、これを多孔質材１０に塗
布してコーティング層を形成することにより、本発明の
吸音材を着色してもよい。これにより、装飾性に優れる
美麗な吸音材を実現することができ、特に、プールやア
イスアリーナ等の装飾性と結露防止性との両者を要求さ
れる用途に好適に利用可能である。

【００２３】ここで、アルミニウム多孔質材のみなら
ず、多孔質材全般が有する問題点として、多孔質材であ
るが故に、気孔の中に雑菌やカビ等が繁殖し易く、衛生
面で不利であるという問題がある。これに対し、本発明
の吸音材の第２の態様においては、前述の本発明の第１
の態様の吸音材のフッ素系樹脂コーティング層もしくは
シリコーン系樹脂コーティング層上（以下、両者をまと
めて樹脂層と称する）、もしくは樹脂に被覆されていな
い部分すなわち多孔質材１０表面、あるいは樹脂層およ
び非樹脂被覆部の両者を、水溶性アルカリ珪酸塩（以
下、アルカリ珪酸塩とする）でコーティングする。本態
様の吸音材によれば、このアルカリ珪酸塩層を有するこ
とにより、前述の結露対策に加え、優れた抗菌および抗
カビ性を発揮することができ、極めて衛生的な吸音材を
実現することができる。

【００２４】本発明に用いられるアルカリ珪酸塩とは、
一般式Ｍ₂０・ｎＳｉＯ₂［上記式において、ＭはＬ
ｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ等のアルカリ金属を、ｎは１〜５の
整数をそれぞれ示す。］で示される物質を主構成分とす
るものであり、珪酸リチウム（Ｌｉ₂Ｏ・ｎＳｉ
Ｏ₂）、珪酸ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂）、珪
酸カリウム（Ｋ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂）、珪酸セシウム（Ｃ
ｓ₂Ｏ・ｎＳｉＯ₂）等が知られている。特に、珪酸リ
チウムおよび珪酸ナトリウムは好適に利用され、中でも
特に、被覆性および抗菌・抗カビ性の点で、ｎ＝３〜４
のものが好適に利用される。

【００２５】前述の本発明の第１の態様の吸音材の表面
に、浸漬塗布、刷毛塗り等の公知の方法でアルカリ珪酸
塩の水溶液、好ましくは、３〜４倍程度に希釈した水溶
液を塗布し、自然乾燥するか、好ましくは１００℃〜３
００℃で加熱乾燥することにより、本発明の第１の態様
の吸音材の表面にアルカリ珪酸塩層を形成する。これに
より、特にアルカリ珪酸塩のアルカリの作用によって優
れた抗菌および抗カビ性を有する吸音材を実現すること
ができる。なお、アルカリ珪酸塩をコーティングする際
には、複数のアルカリ珪酸塩の混合物を用いてもよい
し、多種類のアルカリ珪酸塩の多層被膜としてもよい。

【００２６】また、樹脂被覆部分はアルカリ珪酸塩の水
溶液の濡れ性が悪いので、必要に応じて、樹脂被覆部分
を、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エス
テル、これらのポリエチレンオキシド付加物等のいわゆ
る防曇剤で処理して、樹脂被覆の濡れ性を確保してもよ
い。この場合、前述の結露対策性は低下するものの、樹
脂層とアルカリ珪酸塩層との作用により、非常に優れた
腐食防止性を確保でき、前記結露対策性に優れた本発明
の第１の態様と同等の耐蝕性を得ることができる。他
方、例えば、多孔質材１０の一方の面に樹脂層を形成し
他方の面にアルカリ珪酸塩層を形成する、樹脂層とアル
カリ珪酸塩層とをランダムに形成する、樹脂層を表面に
形成してアルカリ珪酸塩層を気孔内に形成する等、非樹
脂被覆部分にアルカリ珪酸塩層を形成した場合には、多
孔質材１０の表面にＡｌ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂の強固な化合
物が生成し、優れた耐蝕性を発現できると共に、アルカ
リ珪酸塩が有するアルカリ酸化物が微粒子となって多孔
質材１０表面に分散され、空気中の水分等と反応して水
酸化アルカリが生成し、優れた抗菌および抗カビ性を発
現すると考えられる。

【００２７】アルカリ珪酸塩層の厚さには特に限定はな
いが、多孔質材１０の多孔率の低減が小さく所定（すな
わち多孔質材１０が有する）の吸音特性を発揮でき、優
れた抗菌および抗カビ性を得られる等の点で、１〜５μ
ｍ程度とするのが好ましい。

【００２８】以上、本発明のアルミニウム多孔質吸音材
について説明したが、本発明はこれに限定はされず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良およ
び変更を行ってもよいのは勿論である。

【００２９】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をより詳細に説明する。［実施例］下記の３種の吸音材を用意した。＜吸音材Ａ（比較例）＞繊維径１００μｍで面密度１６
５０g/m²のアルミニウム不織布１４を、（アルミニウ
ム）エクスパンドメタル１２（短目方向の中心距離３mm
×長目方向の中心距離４mm、板厚０．５mm）で挟持した
積層体を作製し、この積層体をプレスローラを用いて８
００Kg/cm²で圧着してなる、サイズが８０mm×１２０m
m、厚さ１．６mmで、多孔率３７％の、図１に示される
ような吸音材（多孔質材１０）。＜吸音材Ｂ（発明例）＞前記吸音材Ａの片面に、ノバフ
ッソＰＦ−２５０（フッ化ビニリデン三元重合体樹脂
大日本色材工業社製）をシンナー系溶剤に溶解してなる
有機溶剤型塗料をスプレー塗布し、３５０℃で加熱乾燥
することにより、表面に１μｍのフッ素系樹脂層を形成
してなる吸音材（多孔率は、ほぼ変化なく約３７％）。＜吸音材Ｃ（発明例）＞前記吸音材Ａの片面に、ストレ
ートシリコーンワニスＫＲ３１１（信越化学工業社製）
をキシレンに溶解してなる有機溶剤型塗料をスプレー塗
布し、３５０℃で加熱乾燥することにより、表面に１μ
ｍのフッ素系樹脂層を形成してなる吸音材（多孔率は、
ほぼ変化なく約３７％）。これらの吸音材を用い、下記
の各試験を行った。

【００３０】＜結露試験＞図３に示されるように、デシ
ケータ２０内に、底板２２が浸されないように硫酸ソー
ダ飽和水溶液２４を充填し、底板２２の上に筐体２６を
載置して、その中に氷水を充填した袋２８を収容した。
このデシケータ２０の内部を２０℃に保持した。これに
より、内部雰囲気は湿度９３％、蒸気圧１６．１mmHgに
保持される（化学便覧参照）。この状態で、図３に示さ
れるように、筐体２６上に各吸音材Ａを載置し、３０分
毎に重量［ｇ］を測定した。各経化時間における重量
［ｇ］および重量の増加率［％］を下記表１に示す。

【００３１】

【００３２】表１に示される結果より明らかなように、
コーティングをしていない吸音材Ａは、結露による重量
増加が多く、９０分で１．３５％も増加しているのに対
し、コーティングを行った本発明の吸音材ＢおよびＣで
は、共に０．３％台の重量増加率であり結露による水滴
の付着が少ない。特に、フッ素系樹脂をコーティングし
た吸音材Ｂは増加率０．３％と極めて優れた結露対策と
なる。

【００３３】＜塩水噴霧試験＞前記吸音材Ｂを用いてＪ
ＩＳＺ２３７１に準拠して塩水噴霧試験を行い、３
３６時間経過後の垂直入射法吸音率（背後空気層５０m
m）をＪＩＳＡ１４０５に準拠して測定した。塩水
噴霧試験前および３３６時間経過後の吸音特性を図４に
示すが、本発明にかかる吸音材Ｂは、塩水噴霧試験前後
でほとんど吸音特性に変化が無く、耐蝕性に優れたもの
である。なお、塩水噴霧試験を行わない吸音材Ａと吸音
材Ｂの吸音特性はほぼ同様であった。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
アルミニウム多孔質吸音材は、通常の耐蝕性のみなら
ず、結露等による水滴の付着など防ぎ、屋外、屋内プー
ルやアイスアリーナ等の結露し易い場所に利用した際に
おいても、結露に起因する腐食等を好適に防止すること
ができ、長寿命で初期吸音特性を長期に渡って発揮する
ことができる。また、本発明の第２の態様のアルミニウ
ム多孔質吸音材は、前記第１の態様の吸音材が有する防
食性に加え、優れた抗菌および抗カビ性を有し、極めて
衛生的な吸音材を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアルミニウム多孔質吸音材に用いられ
る（アルミニウム）多孔質材の概略断面図である。

【図２】エクスパンドメタルの概略斜視図である。

【図３】本発明の実施例における結露試験を説明するた
めの概念図である。

【図４】本発明のアルミニウム多孔質吸音材の吸音特性
を示すグラフである。

【符号の説明】

１０（アルミニウム）多孔質材１２（アルミニウム）エクスパンドメタル１４（アルミニウム繊維）不織布１６ねじれ部分１８開口２０デシケータ２２底板２４硫酸ソーダ飽和水溶液２６筐体２８袋Ａ吸音材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ１０Ｋ 11/162 Ｇ１０Ｋ 11/16 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム系エクスパンドメタルとアル
ミニウム系金属繊維不織布との積層体を圧着してなる多
孔率３０〜４０％のアルミニウム多孔質材の表面の少な
くとも一部を、フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹脂
で被覆してなることを特徴とするアルミニウム多孔質吸
音材。
【請求項２】前記フッ素系樹脂もしくはシリコーン系樹
脂が着色剤を含有する請求項１に記載のアルミニウム多
孔質吸音材。
【請求項３】請求項１または２に記載のアルミニウム多
孔質吸音材において、前記フッ素系樹脂もしくはシリコ
ーン系樹脂表面、もしくは前記樹脂に被覆されないアル
ミニウム多孔質材表面、あるいは両表面を、水溶性アル
カリ珪酸塩で被覆してなるアルミニウム多孔質吸音材。