JPS58129485A - 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、内燃機関やその他の各種の燃焼装置の排気
ガス流路中に介在される排気消音装置に装着して用いら
れるセラミック骨格を有する吸音材の製造方法に関する
ものである。

従来から、この種の用途に利用される吸音材としては、
ガラスウール、セラミック、金属などからなる繊維状、
発泡状、粒子層状の多孔質材料がある。しかし、これら
のものをそのまま吸音材として使用すると、排気ガス中
に含まれるタールやすすを形成する成分がその表面や内
部の空孔壁面に付着してタール化し、さらにこれか成長
して比較的短期間のうちに吸音材に目詰まりを起こさせ
、つた。

そこで、この出願の発明者らは、上記目詰まりの排気ガ
ス流の乱れによって、上記タール形成成分が排気ガスと
とも吸音材内部へ侵入して、その表面および空孔壁面に
付着し、こうして付着したタール形成成分が排気ガス温
度で重合してタール化し、生成したタール状物質が上記
付着現象をさらに助長させて、結局、吸音材の全表面お
よび内部にびっしりとタールやすすが付着する１、した
がって、吸音性能の初期特性を長期にわたって持続させ
るためには、吸音材の表面エネルギを小さくしてタール
形成成分の付着を抑制し、また、吸音材表面の粗度を小
さくして排気ガス流の乱れを少なくすることが有効であ
る。この場合において、吸音材の表面エネルギを小さく
するためには、導電性物質で吸音材の表層を形成すれば
よく、また、吸音材の表面粗度は、上記表層表面の平滑
度を増大させれば良い。

このような観点から、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することにより上記課題の解決を
はかることを基本として、さらに研究を重ねた。その結
果、多孔質基材の被覆物質として、一般に低表面エネル
ギを有するものとされているふっ素樹脂をはじめとする
有機物や、黒鉛、二硫化モリブデンなどの無機質固体潤
滑材を使用した場合には、排気ガスによってその表面が
１６０〜５００°Ｃにまで昇温されてそれらの低表面エ
ネルギー性が失なわれたり、被覆物質自体が分解するな
どの不都合があるが、ふっ素と炭素との共有結合による
化合物であるふ−、化水素（グラファイトフルオライド
）を使用すると上記したような不都合を生じないことが
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、粘性を高めておけば
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、高分子有機物とぶつ化黒鉛とが本
来的に具備している長所を生かすために種々の調査を行
ない、この発明を完成させるに至った。

すなわち、この発明は、セラミック製多孔質骨格に塗着
された高分子有機被膜の表面を炭素化してなる基材に、
ぶつ化黒鉛と金属とを同時にめっきするものである。

以下、実施例にしたがって、発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

多孔質骨格として、Ｔ　ｉ　Ｏ２Ａ１２０３Ｍ　ｇ　Ｏ
系セラミック多孔体を用いた。この表面に、溶剤に溶解
させてペースト状としたポリアクリロニトリルを塗布し
１００°Ｃで溶剤を揮発させた後、アルゴンガス中にお
いて８６０℃で予備加熱後、８００℃で焼成した。これ
により、セラミック表面に炭素質被膜を有する基材を得
た。

つぎに、ぶつ化黒鉛と分散剤としての界面活性剤を含む
電解液中に、上記基材とＣｕ電極とを挿入し、陽極にＣ
ｕ、陰極に基材の炭素質被膜を接続して、この炭素質被
膜の表面にぶつ化黒鉛とＣｕとを同時にめっきして、そ
れらの複合被膜を形成させた。

こうして得られた吸音材の拡大断面図を第１図に示した
。第１図において、（１）はセラミック多孔質骨格の粒
子、（２）はポリアクリロニトリルの塗布によって、多
孔質基材の表面および内部に付着浸透している高分子有
機物層、（３）は炭素化された被膜、（４）はぶつ化黒
鉛とＣｕとの複合被膜である。

つぎに、この発明の方法により製造した吸音材と、Ｓｉ
　Ｏ？　　Ａ１２０３糸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着性と、それ
に伴う消音性能の経時変化について調査した。

第２図は、管内法（ＪＩＳＡ１４０５　）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Ａはこの発明に係る吸音材、曲４１Ｂ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２種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（
排気量２０００　ＣＣ）内に組み込み、約１万ヒの実走
行を行った後にＪ　Ｉ　５ｌ）１６１６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、（５）は排気消音装置を構成する筐体、（６）は
排気ガスの人口管、（７）は排気ガス通路、（８）は吸
音材、（９）は排気ガスの出口管である。

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Ｄ
′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１万胱後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目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清浄であったの
に対して、セラミツ゛り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量に付着して激しい目詰まり
を起こしていた、 この点に関し、この発明の製造方法による吸音材にあっ
ては、多孔質骨格が非導電性のセラミック製であるにも
かかわらず、この骨格に塗着された高分子有機物被膜の
表面が炭素化されて導電性となっているために静電気を
帯びず、また、この炭素質被膜表面にめっきによって付
着されているぶつ化黒鉛が本来的にきわめて小さな表面
エネルギしかもっていないため、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（レーヨンフ、ポリビ
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
料を単独で使用することができ、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
成する逅もしくは、この後に７００〜１２００°Ｃの温
度で焼成すると多少の１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。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、き
わめて平滑で、かつ、表面エネルギの小さい吸音材が得
られるので、その吸音材は良好な消音性能を有し、しか
も、内燃機関用排気消音装瓢の排気ガス流路中に介装し
て使用した場合でも、長期にわたり、すすによる目詰ま
りを生じす、消音性能の低下を生じない。したがって、
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、広く適用できるものである。

【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
拡大断面図、第２．４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８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。 ）、　（１）・・・セラミック多孔質骨格、（２）・・
・高分子有機物Ｊｌｉ、（３）・・・炭素質被膜、（４
）・・・複合被膜、（８）・・・吸音材代理人　　　葛
　野　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック製多孔質骨格に塗着された高分子有機
   物被膜の表面を炭素化してなる基材に、ふり化黒鉛と金
   属とを同時にめっきする吸音材の製造方法。