JPS58102997A - 吸音材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、内燃機関用の排気消音装置などに用いられ
る吸音材のａａ方法に関するものである。

従来から、内燃機関用排気消音装置ｌｉに用いる吸音材
としては、ガラスウール、七テミツタ多孔体あるいは金
属多孔体などがあった。しかし、これらのものをそのま
ま吸音材として用いた場合、内燃機関の運転時に、ガソ
リン等の燃料の燃焼残渣であるタールや１寸がその表面
に付着して比較的短期のうちに１結ま９を起こして吸音
性能の低Ｆをきたし、騒音が激化したシ内燃機関の燃費
にも悪影響を及ばずことが多かった。また、吸音材とし
て金属多孔体を使用した場合、消音装置内の排気ガス温
度が４００〜８００°０と高（、しかも排気ガス中に腐
食性のイオウ酸化物や窒素酸化物が含まれている関係上
、特殊な耐熱合金を用いない限り、高温酸化による腐食
劣化が著しくなり、上記燃料燃焼残渣とともにその腐食
生成物によ°る１結まりを起した沙、また金属多孔体の
骨格が腐食消滅してしまってやはり吸音材として役に立
たなくなることが避けられなかった。加えて、金属多孔
体の基本的特性して空孔径が比較的大きいため一良好な
吸音性能を有するものが存在しないというような不都合
があった。

従来の吸音材は、いずれの材料によるものであっても、
上記のような大きな欠点があったため、その改善が望ま
れていた。

そこで、この出願の発明者らは、燃料の燃焼残渣を醸化
分解したり、燃焼残渣の重合を抑止したり、さらには燃
焼残渣の重合物を中和あるいはケン化させることによっ
て吸音材の目詰りや腐食を防止することができる点に着
目して種々調査を重ね−その結果、燃料燃焼残渣の低温
酸化触媒、固体酸触媒、還元剤およびアルカリ剤のうち
から選ばれる一種または二種以上の材料を結合剤を用い
て金属多孔体に保持させてなる数種の吸音材を、先に提
案することができた。

この発明は、王妃した数種の吸音材を如何に効果的に製
造するかを基本目的としてなされたものである。

すなわちこの発明は、燃料の燃焼残渣の低温酸化触媒、
固体酸触媒、還元剤およびアルカリ剤のうちから選ばれ
る一種または二種以上の材料を耐熱多孔性結合剤中に混
練する工程と一混練物をその比表面積が５０〜１０００
ｍ’／ｇの範囲にある被覆層となるように耐熱性多孔体
に塗着する工程と、塗着物を焼成して硬化させる工程と
を有し、実使用に際しての優れた諸性能を具備する吸音
材を得るものである。

この発明において使用することができる耐酸〜性多孔体
としては、発泡金属、焼結金属、金属繊維あるいは無機
繊維強化金属などの市販汎用材料があり、それらの材質
としてＭＬ、Ｏｕ、ムＪ、Ｎｉ−０ｒ。

１１ｍ　−Ｏｒ、ｒｅ−１ｉ１−Ｏｒ、’１１ｍ−０ｒ
−ムｌなとの合金材質が適当である。その他の多孔体と
して、プラスウールなどのガラス系あるいはセラミック
糸などのものを用いることができる。また、吐瀉酸化触
媒トｅノ。

として、Ｍｌｌｏｌ　、Ｏｕｏ、１１０，０ＯＯｓＯＯ
１０４，０ｒｌＯ１。

△ Ａｇ＊Ｏ，ＺｎＯ，ＰｂＯ，その他の金属酸化物や、Ｍ
ｎ１ｓ１０４　、Ｍｎ０ｒ１０４　、Ｍｎ０ｒ１０４．
０ｕＯｒ１０４その他の複合金属酸化物や、Ｐｔ、Ｐａ
、Ｒｈ、Ｒｕ、ムｇその他の責金編単体を使用すること
ができる。さらに、固体酸触媒として、天然ゼオライト
、合成ゼオライト、活性白土、酸性白土、シリカジルコ
ニア、シリカマグネシア、活性アルミナ、シリカアルミ
ナ、五酸化バナジウム、アルミナボリアその他の固体酸
触媒を使用することができる。さらにまた、還元剤とし
て、銀粉末、亜硫酸ナトリウム、金属粉、炭素粉、亜硫
酸塩、第一鉄塩、すず塩、硝酸第１すず、硫酸第１すす
、シェラ酸塩その他の還元剤を使用することができる。

さらにまた、アルカリ剤として、乍イ酸カリウム、アル
ミン酸ナトリウム乍イ酸ナトリウム、ケイ醸リチウム、
炭酸すＦリウム、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属ケ
イ酸塩、水酸化物、塩基性酸化物その他のアルカリ剤を
使用することができる。

この発明では、１掲した低温酸化触媒、固体酸触媒、還
元剤およびアルカリ剤のうちから選ばれる一種または二
種以上の材料が用いられるが、その場合に、同種材料と
して掲げた一群の物質を単味使用することも、複数の物
質を混合して使用することも自由である。

さらに、この発明において使用される耐熱多孔性結合材
として、はうろう、ガラス質フリット、アルカリ金属ケ
イ酸塩、コロイダルシリカ、コロイダルアルミナ、金属
リン醗塩、セメント類、シリコン樹脂（フェス）、ケイ
酸ナトリウム、アルミニウムホス７エーＦ５メチルフエ
ニルシリコン、リン酸フリット、カルシウムホスフェー
ト、アルミニウム粉入静水ガラスなどがある。

さらに、この発明では、低温酸化触媒、固体酸触媒−還
元剤およびアルカリ剤のうちから選ばれる一種または二
種以上の材料を耐熱多孔性結合剤中に混練する工程が含
まれるが、この混線工程では、混線物の耐熱性多孔体へ
の塗着性やその皮膜性能を良好なものとするために、あ
る種の添加剤が添加される。この種の添加剤として、・
アルミナ、ベントナイト、水、ナイ石、酸化カルシウム
、炭酸カルシウム、有機ベントナイト、炭酸マグネシウ
ムシンナー、マグネシウムケイ酸塩（タルク）などがあ
る。

この発明では、比表面積が５０〜１０００ｍ’／ｇであ
る被覆層を耐熱性多孔体表面に形成しなる吸音材が得ら
れるが、被覆層の比表面積を５０〜１０００ｍ’／ｇと
したのは、この発明の吸音材を自動車用などＱ内燃機関
の消音装置に用いた場合に、使用目的に応じてその消音
特性の極大点を維持するためである。すなわち、比表面
積が５０ｆｆ／７ｇ以下であれば自動車用内燃機関の消
音装置に使用しても良好な消音特性を期待することがで
きず、１０００Ｉ？／／ｇ以上では実際上、製作に無理
がある。

つぎに、この発明の代表的な実施例を説明する。

〔実施例〕

（ｌｕｏ−ＮｉＯ系複合酸化璃触媒とシリコン樹脂と添
加剤とを混練した後、この混線物をスプレーにてＳｔＯ
，−ムｔ、　Ｏｓ系セラミック多孔体の表面にスプレー
にて塗布し、比表面積１８０Ｗ！／ｇの被覆層を形成し
た。つぎにこれを６８０′″０で６０分間焼付は硬化さ
せた。

結ｅ剤：メチルフェニルシリコーンワニス；６０重量部 添加剤：けい石、シンナー、タルク；６５重量部 低温酸化触媒：　ＯｕＯ−ＭｉＯ：　４５重量部また一
同様の方法で、比表面積５０ｍ’／ｇおよび１０００ｒ
ｒ？／ｇの被覆層を表面に有する二つの吸汗材を得た。

このようにして得られた三種の吸音材の１＆＃特性を金
属からなる多孔体のみによって構成された吸音材のもの
と比較した。第１図は身内法（Ｊ工Ｓム１４０５）によ
って同一条件で測定した酊四者の垂直入射吸音率を示し
たものである１曲４１１Ａが比表面積５０ｔ／／ｇの被
覆層を有するもの、曲ａＢが比表面積１８０ｉ／ｇの被
覆層を有するもの、曲線０が比表面積１０００ｉ／ｇの
被覆層を有するもの・そして曲ＭＩＤが酸化銅皮膜を宥
しない多孔体のみの特性を示す１本図から、この発明に
よる吸音材は、従来品に比べてかなり高い吸音特性を示
すことがわかる。これは、多孔体表面に金−酸化物層が
形成されてその多孔度が増加したからである。すなわち
、金属酸化物自体が多孔質であるため、それ自身が吸音
体の一部を構成し、かつこれが多孔体表面に付着される
ことによってその多孔度を高めるからである。このこと
から、止揚した他の金属酸化物もそれ自体が多孔質であ
るので、ＯｕＯ−ＭＬＯ系複合酸化春触媒のかわりにこ
れらのうちの一つまた二つ以上を用いても同様の結果が
得られることは自明である。また、それらの塗着量を増
減調節することによって吸音率をａ４１！Ｌ得ることも
自明である。

つぎに、比表面積１８０ｇ／ｍ’の金４酸化物皮膜を有
する吸音材と多孔体のみの吸音材とをそれぞれ筒状に成
形して、市販の国産乗用車（排気量１．８００ａｏ）の
排気消音装置内に組み込み、約１万一の実走行を行なっ
た後に、ｒｚｓｎ１６１６によって消音性能を測定し、
実走行前の初期値と比較した特性図を第２図に示す。曲
線ｌおよびに′は本発明の吸音材を用いた場合のそれぞ
れ初期ならびに実走行後の特性であり、曲ｍｙおよびｌ
′は、従来の金属多孔体のみの吸音材を用いた場合のそ
れぞれ初期ならびに実走行後の特性である。第２図から
れかるように、この発明の吸音材を用いたものは初期消
音性能が良好であることはもちろん、実走行１万す後も
ほとんど初期性能が低下していないのに対し、金属多孔
体のみの吸音材を用いたものは実走行１万−後にはすべ
ての測定周波数帯において消音性能が著しく氏上してし
まった。また、消音性能測定後に、両者の吸音材を取り
出して目視観察を行なったところ、この発明の吸音材は
、初期と同様にほとんど清浄であったが、金属多孔体の
みのものは、表１面全体に黒色のタール状およびすオ状
の燃焼残渣ならびに黄緑色の腐食生成物が多量に付着し
て激しい目詰まりを起こしていた。すなわち、この結果
かられかるように、この発明の吸音材中に分散されてい
る低温酸化触媒粒子は、排気ガスの温度によって活性化
され、上記燃焼残渣を、実際にそれが燃え去ってしまう
温度よりも低い排気ガス温度において、自動的に酸化分
解（表面燃焼）させて浄化除去してしまったため初期の
消音性能が持続したものと考えられる。

他の低温酸化触媒について排気ガス４１Ｊｊにおける上
記燃焼残渣の酸化分解の有無を調べたが、いずれの低温
酸化触媒についても酸化分解が起こり一同−目的を達成
し得ることが判明した。

なお、固体酸触媒、還元剤およびアルカリ剤についても
同様の実験調査を行なった結果、上記とほぼ同様の結果
を得た。

これは、固体酸触媒の場合・固体酸触媒粒子が排気ガス
温度によって活性化され、上記燃焼残渣が吸音材表面に
付着した場合にその酸化重合を阻止し、かつ、その成分
を低分子化して気化しやすくしたために、これが排気ガ
ス温度で気化（浄化）されたからであると思われる。他
の固体酸触媒についても、上記酸化重合を阻止する作用
を坐することが調査の結果わかっている。また−還元剤
やアルカリ剤の場合には、還元剤が燃焼残渣の酸化重合
による高分子化を抑止し一アルカリ剤が燃焼残渣の重合
によって生成した物質を中和もしくはケン化することに
より重合反応の通行を阻止するからである。

この結果から、還元剤やアルカリ土類金属多孔体表面の
孔中へ付着させることによって、実施例１と同等の吸音
特性ならびに目詰まり防止効果が得られることは自明で
ある。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、吸
音性、耐食性などに優れた吸音材を容易カッ安価にｉａ
することができる上、吸音特性を動車の排気消音装置や
工場設備においてダクトなどに使用−される吸音材とし
て、それぞれ経済上および性能面からして好適なものを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明方法によって得られた吸
音材および従来品の吸音特性図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１）燃料の燃焼残渣の付着を抑制する低温酸化触媒、
   固体酸触媒、還元剤およびアルカリ剤のうちから選がれ
   る一檻または二種以上の材料を耐熱多孔性結合剤中に混
   練する工程と、混練物をその比表面積が５０〜１０００
   ｉ／ｇの範囲にある被覆層トなるように耐熱性多孔体に
   塗着する工程と一塗着物を焼成して硬化させる工程上を
   有する吸音材の製造方法。