JPS58129484A - 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に用いる吸音材
の製造方法に胸するものである。

従来から、内燃機関用排気消音装置に用いる吸音材とし
ては、ガラスウール、セラミック多孔体、金鵬多孔体な
どの繊維状、発泡状、粒子状等の形状をなすいわゆる多
孔質基材がそのまま使用されていた。しかし、これらの
ものをそのまま吸音材として使用した場合、内燃！Ｍ関
運転時にガソリン等の燃料の燃焼残渣であるすすなどが
表面および多孔質基材の内部にまで侵入付着して、比較
的短期のうちに目詰まりを起こすため膜量性能が低下し
てしまい、騒音が醸化したり、内燃機関の効率を低下さ
せてその燃−にも悪影勧を及ぼしてしまうことが鮒けら
れない問題であった。

発明者らは、すすが多孔質基材の表面および内部に付着
する理由について各種の検討を行って死明したところ、
ガソリンの燃焼によって生じた水（蒸気）もしくはその
燃焼残漬やその重合物であるタール状の物質が主原因で
あることがわかった。

すなわち、エンジン排気口から排出されるすすは、平均
粒径数１００Ａ程度の粒子であるが、それに付着されて
いるか、もしくは、多孔質基材表面に付着している水ま
たはタールによって付着力（表面エネルギ）が大となる
ために、その表面全体および内部にもびっしりと付着さ
れてしまう。したがって、すすの付着を防止するために
は、多孔質基材の表面を、低表面エネルギを有する物質
で被覆して表面への付着ならびに内部への侵入を抑止す
ればよいことがわかった。そこで、発明者らは神々の低
表面エネルギを有する物質を用いて多孔質基材の表面を
被覆して吸音材としたものを、実際に内燃機関用の排気
消音装置として使用したところ、ふっ素樹Ｂ汀をはじめ
とする有機物は、排気消音装置内の吸首材の表面温度が
１５０〜５００°Ｃとなるために分解してしまい低表面
工率ルキー性が失なわれてしまうという不都合のあるこ
とが判明した。

しかしながら、その一方では、上記有機物は、その粘度
を容易に調節することができるため、多孔質基材表面で
の被膜形成が容易であり、しかも、粘性を貢めでおけば
被膜形成時に多孔質基材内部へのその有機物の侵入を生
じないという長所を有する。このことは、被膜形成に伴
なう消音性能の低下を生じさせないという観点からは、
捨てがたいものである。

そこで、発明者らは、上記有機物のもつ長所を生かしつ
つその短所を解消するために、有機高分子材料を被膜材
料とすることを基本として研死を惠ねた結果、この発明
を完成させるに至った。

この発明は、上記のような不都合が全く生じず、なおか
つ従来の吸音材のもつすすの付着を大幅に抑制できる新
しい吸音材を製造する方法を提供したものである。

すなオ）ち、この発明は、多孔質基材の表面に疑゛　　
　　　有機高分子材料を塗着し、その後、上記有機高分
子材料の表面を炭素化するものであり、このようにして
得られる吸音材は、その表面が炭素散液ｆｆ１Ｍで覆わ
れるので静電気を缶びず、表面エネルギが小さいもので
ある。

以下、実施例にしたがってこの発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

多孔質基材としで、Ｔｉｅ、　−Ａｌ□０．−　Ａｄｇ
Ｏ系セラミック多孔体を用いた。この表面に、溶剤に溶
解さセテヘースト状としたポリアクリロニトリルヲ塗布
し１００°Ｃで溶剤な揮発させた後、アルゴンガス中に
おいて３６０℃で予備加熱後、８００°Ｃで焼成した。

これにより、基材セラミック表面に尿累貞被膜が得られ
た。

この被膜の拡大断面図を第１図に示した。

第１図において、（ｌ）はセラミック多孔体の粒子、（
２）はポリアクリロニトリルの塗布にまって、多孔′ｊ
ｉ４４材の表面および内部に付着′＆透している跣分子
有機物１１１．（３）は炭素化された表面被膜である。

このようにしてこの発明の方法により製造した吸音材と
、８ｉ（Ｊ？−Ａｌ□０３系セラミック多孔体よりなる
従来の吸音材とについて、吸音率およびすす付層性と、
それに伴う消音性能の経時変化についてｍ食した。

第２図は、管内法（ＪＩ８Ａ１４０５　）によって同一
条件で測定した垂直入射吸音率を示したものである。曲
線ムはこの発明に係る吸音材、曲線Ｂはセラミック多孔
体よりなる従来の吸音材の特性である。第２図から、こ
の発明の方法による吸音材は、従来のものに比べて、吸
音率が高く良好な吸音特性をもつことがわかる。

つぎに、上記２８ｍの吸音材を筒状に成形して、第８図
のようにして排気消音装置を構成し、市販の国産乗用車
（排気Ｊｉ２０００ｃｃ）内に組み込み、約１万一の実
走行を行った後にコｌ８Ｄ１６１６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。

第８図において、（４）は排気消音装置を構成する筐体
、（５）は排気ガスの入口管、（６）は排気ガス通路、
（７）は吸音材、（８）は排気ガスの出口官である。第
４図に消音性能の周波数特性を示す。曲線ＣおよびＣ′
はこの発明の方法による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、曲線りおよび伊は
従来のセラミック多孔体からなる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４図か
られかるように、この発明の方法による吸音材を用いた
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ｋｘｍもほとんど初期性能が低下していないのに
対し、セラミック多孔体からなる吸音材を用いたものは
実走行後にはすべての周波数帯において消音性能が著し
く低下してしまった。また、消音性能測定後に、両者の
吸音材を取り出して組視観察を行ったところ、この発明
による吸音材は初期と同様にほとんど鉤浄であり、多孔
体質基材の表面に形成されている有機物層表面に存在す
る炭素質被覆層が有する優秀なすす付着抑止効果が実証
されたのに対して、セラミック多孔体からなる従来のも
のは、表面全体に黒色のすすが多−に付着して激しいｈ
詰まりを起こしていた。

このことから、この発明の製造方法による吸音材がもつ
良好なすす付層抑制効果は、この炭素質被覆層がもつ低
表面エネルギー性によるものであり、すす付着の主原因
である水（蒸気）やタールなどの液体状の燃料の燃焼残
留物がこれによって、吸音材表面に付着しにくいため、
すすも付着されないか、もしくは、付着されても、排気
ガスの流れによって容易に吹き飛ばされてしまったもの
と考えられる。

ところでこの発明において、多孔質基材として使用する
多孔性材料としては、実施例で用いたようなセラミック
多孔体のほかに、金属多孔体（発泡金−１焼結金属、金
属繊維など）、グラスウール、無機ＩｉＡ紬強化金属な
どのうち、５００〜６００°Ｃ以上の耐熱性を有するも
のであれば用いることができる。また、これら多孔質基
材に塗着させる有機高分子材料としては、実施例のポリ
アクリロニトリルのほかに、ピッチ、セルロース（レー
ヨン）ポリヒニルアルコールその他の樹脂を中心とする
有機高分子材料をＪ１４−便用することができ、これら
を炭素化するためには、不活性ガス中で２００〜５００
°Ｃの温度で焼成するかもしくは、この後に７００〜１
２００°Ｃの温度で焼成すると多少の有機物が残存する
炭素質となることが実験により確かめられた。

以上説明、したように、多孔質基材の表面に有機高分子
材料を塗着し、その後、この有機高分子材料の表面を炭
素化するこの発明の吸音材の製造方法であれば、良好な
消音性能を有し、かつ内燃機関用排気消音装置の吸音材
として使用した場合、すすによる目詰まりによって起こ
る消音性能の劣化を防止して初期の良好な消音性能を持
続させることができる吸音材の提供が可能となる。しｆ
コがって、この発明の製造方法による吸音材は高性能か
つ長寿命であるため、自動車をはじめとする内燃機関用
の排気消音装置を製作するにあたり、広く適用できろも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法による吸音材の構成を示す
拡大＃ｌｒ［ＩＯ図、第２．第４図はこの発明の製造方
法による吸音材の性能を示す特性図、第３図はこの発明
の製造方法による吸音材の応用例を示す断面図である。 （１１・・・多孔体の粒子、（２）・・・炭素質被復層
、（３）・・・炭素′Ｉｉ彼債、（７）・・・吸音材。 代　埋　人　　葛　　野　　信　　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔賀＆何の表向に　　　　　　　　有機高分子
   材料を墜看し、その後、この有機高分子材料の表面を次
   系化する吸音材の製造方法。