JPS58132295A

JPS58132295A - 吸音材の製造方法

Info

Publication number: JPS58132295A
Application number: JP57014485A
Authority: JP
Inventors: 英晴田中; 睦生関谷; 英興内川
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-01-29
Filing date: 1982-01-29
Publication date: 1983-08-06
Also published as: JPH0139597B2

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、内燃機関用排気消音装置などのようにター
ルやすすを同伴する排ガス路中に介在される吸音材に関
するものである。

ｘｉに、吸音材としてはその用途や使用条件に応じてグ
ラスウール、ロックウール、セラミックあるいは金ｍｓ
ｉの多孔質基材のはか、有機質系基材などが使用されて
いる。これらのうち、内燃機関用排気消音装置における
ような高温条件下では、グラスウール、ロックウール、
七ラミツタおよび金１１纒の多孔質基材が用いられる。

しかし、これらのものをそのまま吸音材として用いた場
合には、内燃機関の運転時に、ガソリンなどの燃焼残渣
であるタールやすすがその表面に付着したり一内部へ侵
入して目詰まりを生じさせるため、比較的短期間で吸音
性能の低下をきたして排気騒音が激化する。加えて、排
気ガスに接触する吸音材表面の粗度が大きいために、吸
音材表面に沿って流れる排気ガス流の流れ抵抗が大きく
なり、それが内燃機関の背圧上昇を招いて内燃機関の効
率全低下させる要因となっていた。さらに、従来の吸音
材が具備している低周波帯域での吸音特性は、高周波帯
域でのものに比べて急激に低下したものであるため、低
周波帯域での消音能力が重視される内燃機関用排気消音
装置用としては満足のいくものではなかった。

そこで、この出願の発明者らは、上記した線種の不都合
のない吸音材′に４るために、檎膚ｓ査の結果、多孔質
基材の表面に薄膜を形成することが吸音性能の低下防止
および内燃機関の効率の低下防止と囲周波帯域での吸音
特性の改善に有効であ）、８口えて、そのｍｓ上にある
種の触媒を含有する結合剤層ｔ−影形成せておくことが
、さらにその効果を助長させることを見出し−その結果
−この発明ｒ完成させるに至った。

すなわち−この発明は、多孔質基材の表面に形成された
薄膜上に固体酸触媒を含有する耐熱性結合剤ノーを形成
したものである。

この発明において使用することができる多孔質基材とし
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４などの市販汎用材料があわ、それらの材質とし
てｌｉｉ、Ｏｕ、Ｍｉ−Ｏｒ、１１ｍ−０ｒ。

ＩＦ　ｍ−ＩＪ　ｉ−Ｏｒ　、　１１　＠−ＩＪ　ｒ−
ム４．舅Ｌ−１１ｍ−Ｏｒ−ム１　などの合金のほか、
グラスウールやロックウールなトｔ−用いることもでき
るが、内燃機関用排気消音ｍｄｉには、その排気ガス温
度（４００〜８００′″０）や運転中に発生する振動な
どを考慮すれば、耐衝撃性があり、かつ、高温に耐える
金属系のものを用いることが４ましい。

この発明では一上掲した多孔質基材の表面に薄膜が形成
されるが−その形成面は、排気ガスが接触する表面であ
る。干して−”その形成方法としては一多孔質基材上に
薄膜素材を重合させて加熱溶着させる場合のほか、両者
を皿圧した状態で加熱圧着させる方法、多孔質基材が金
属材料である場合にはダラインダなどを用いてその１面
を摩潰して基材と一体の膜を形成させる方法、さらには
、多孔質基材表面に耐熱塗料をスプレー法などによって
塗着する方法がある。また、薄膜の材料は、１掲した多
孔質基材の構成材料のはかに、耐熱性塗料の材料となる
結合材としてのほうろう、ガラス質フリット、アルカリ
金４ヤイ酸塩、コａイダルシリ力、コロイダルアルミナ
、金４リン酸塩、七メント―、シリコン樹脂（フェス）
、ナイ酸ナトリウム、アルミニウムホスフェート、メチ
ルフェニルシリコン、リン酸フリット、カルシウムホス
フェート、アル１＝ウム粉入プ水ガラスなど、および添
加剤としてのアルミナ、ベントナイト、水、ナイ石、酸
化カルシウム、炭酸カルシウム、４４ｍベントナイト、
炭酸マグ本シウム、シンナー、マグ本シウムケイｍｊｊ
［（タルク）などである。

このように、多孔質基材上に薄膜ｔ−影形成れば、＃＄
鼠ガスに１４伴されるタールやすすなどの燃料残渣が多
孔質基材中に侵入して目詰まりを起こすことが元金に防
止されるが、その一方で一多孔質基材への吸音率も低下
する。しかし、この吸音率の低下ａ％ｍｍの厚さなどの
＊ａにより、薄膜と多孔−１ｔ４材の空孔なとで形成さ
れるａｉｍ−ｇ響インピーダンス系の固有値ｔ−ａｉ吸
音率が望まれる低膚波帝域に設定することによ〕、内燃
機関用排気消音装置＆：用いる吸音材としては有利に作
用することになる。具体的な適当な膜厚は、上述の加熱
溶着、加熱圧４および摩潰の各方決による場合は一５０
μ重以下の４１１で調整し、また、塗着法による場合は
、２５０声臘以下の１ｉＩＩでｉｇｓすれば良いことが
判明している。

この発明において使用することのできる固体酸触媒とし
ては、天然ゼオライシ、合成（オライド、活性白土、−
性白土、シリカジルコニア、シリカ！ダ本シア、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
ざリアその他のものが掲げられる。これらの固体酸触媒
は−いずれも排気ガス温度である４００〜ａ　ｏ　ｏ＠
ａのａＦ！１で活性化されるものであって、排気ガス中
のタールやすすを形成する成分の酸化重合（高分子化）
１に阻止し、かつ、その成分ｔ−低分子化して気化しや
すくする作用を呈する。そのため、これらの粒子層を薄
膜上に形成させておくと、排気ガスに同伴したタールや
すすの成分を、この成分が付着した吸音材表面でタール
化を阻止して自動的に気化（浄化）′１ｉせる。したが
って、薄膜や多孔質基材が金−材料で構成゛されている
場合であっても、それらが早期に高温酸化されることか
ら保護される。

固体酸触媒とは陽子（ｉｌ　）の放出作用か電子対の慢
容作用を有する物質であ如、１紀のような触媒作用は一
石油化学工業において、高沸点（高温気化物質）の重質
油ｔ−接触分解して低沸点（低温気化物質）の軽質油に
かえるいわゆるクララヤングとしてよく知られているも
のである。

つざに−この発明の代表的な実施例を説明する。

天―例多孔ｍｍ材として、日本ダイアタレバイ＞ｍｍ粉末悦結
金ｌｌ４（商品名カルム）を用い、この表面（片面）に
、厚ｇ　５ｆｉＮのＭＬ−Ｏｒ＠１に載置し、これｔ−
磁気加熱すに入れ、アルゴンガス雰囲気で約１、３００
′″Ｏに加熱して両者を溶着接合した。つぎに、ド記組
成例ｄ組成物をボールミルにて約６０分間混合した混練
物を上記Ｍｉ−ｏｒ膜上にスプレーにて均一に塗布した
。ざらに、このちのｔ　ａ　ｏ”ａで６０分間乾煽した
後５５０”Ｏで３０分間焼成して硬化させた。混線物′
ｉｋｍ布する際に、塗布量を多くしすぎると、かえって
吸音特性が低下するので性悪を要する・組成例固体酸触媒剤：天然ゼオライト　　８０重量部なお添加
剤は、塗布物としての塗着性や皮膜性能を良好にする作
用を成し、被−皮膜形成後の強度および下地多孔質材へ
の付着性能′ｆ：高めるとともに皮膜を多孔質化する性
質を有するものである。

こうして得られた吸音材の断面層を光学顕微鏡で観察し
、その結果を第１図に示した６図中、（１）は金属多孔
質基材の骨格、（３）は空孔、（３）は溶着した薄膜、
（４）は低温酸化触媒層をそれぞれ示す。

つぎに、上記発泡金属多孔質基材のみ（従来品）、上記
焼結金属多孔質基材表面に上記薄［を溶着形成させたち
の（比較量）および上記実施例によって得られたちの（
発明品）との６櫨の性能比較試験を行なった。

耐食性能試験電気・灯を用い、二酸化いおう５ｐｐｍを含有する４０
０〜８００′″０の空気中に７２時間放置した場合の腐
食による慮處変化率を調査したものである。

第２１１！！Ｉにその結果を示し、ムは発明品−Ｂは比
較量およびａは従来品の各特性自機を示す、こ−れから
明らかなように、発明品は内燃機関の排気消音装置と同
一温度条件である４００〜８００＠Ｏで・加えてニー化
いおりを含む腐食性雰囲気中においても４食がほとんど
進行せず、良好な耐食性を発揮する。これに対して一従
来品と比較量とは腐食による慮−変化が着しく、目視観
察では表面に黄緑色の生成物の付着がみられた。

これは、＃膜表面の固体酸触媒層が薄膜および多孔質基
材に対する保護層として作用するためであると考えられ
る。

ｉ＆音性能試験倉内法（Ｊ工８ム１４０５）によって櫨々の周波数での
垂直入射吸音率をｍ定し、その結果を第５図に示した。

ム１は発明品、Ｉｌｌは比較量、Ｏｌは従来品の４＃性
曲４１１を示す、これから明らかなように、発明品は、
高層波特性および低周波特性がともに比較量よ〕も優九
ておシ、とくに従来品と比較すればその低周波特性は著
しく良好なものになっている。

こ１１は、空孔径が比較的大きな金属多孔質基材の場合
、その表面に適当な厚さの薄膜を形成させることにより
、薄膜と多孔質基材の空孔などにょつて形成される機械
−音響インピーダンス系の固有値が低肩波歇領域に設定
されるため、低周波領域の吸音特性が同上するものと考
えられる。また、上記薄膜上に固体酸触媒層が形成され
ている場合は、この触媒層自体が多孔質であるため、全
周波数領域での吸音特性が向上するものと考えられる。

吸音特性維持試験上起三檎の吸音材を筒状に成形し、市販の国産乗用車（
排気量１，８００ｏｏ）の排気消音装置内に同一の形態
で組込み、約１万一の実走行後、ＺＸＳＤ１６１６によ
って消音性能を漏電し、爽走行前の初期値と比較した。

その結果を第４図に示す、ム、。

Ｂ、および０嘗はそれぞれ発明品−比較量および従来品
の初期特性曲線、また、ａ、ｂお°゛よび・はそれぞれ
発明品、比較量および従来品の実走行後の特性曲線を示
す。

これから明らかなように、発明品は、初期消音性能〜が
良好であることはもちろん、１万一の東走打抜もほとん
ど初期消音性能が低下していないのに対し、従来品は、
初期消音性能が発明品の実走行儀の消音性能よ）も劣り
、また、１万一の実走行後にはすべての測定肩波歌帯に
おいて消音性能が着しく低下している。また比較品は、
初Ｊ＆ｌｊ消音性Ｉヒと実走行後の消音性能とに著しい
差は見られないものの、や＆碑り、発明品に比べると消
音性能に劣っている。また、消音性ｉｆ定後に、前二者
の１＆音材を取）出して目視観察を行なったところ、発
明品は、初期状態とほぼ同一の清浄な外観を保っていた
が、従来品は、その表面全体に黒色のタール状ないしす
す状の燃料燃１１ＩＩＩａ渣ならびに黄緑色の腐食生成
物が多量に付着して目−まりを起こしていた。一方、比
較品は、従来品はどではないが、その表面の薄膜層に薄
くタール状ないしすす状の燃料燃１１！ｌ残渣が付着し
ていた。しかし、この燃焼残渣は薄膜上に付着している
のみで、基材内部への侵入はなかった。

上記のように一発明品が吸音特性および実走行後の外観
に優れるのは、発明品では、多孔質基材７！−の４１１
１１上に形成されている１体鎧触媒粒子が排戒ガス！）
ＩＦによって活性化されるため、タールやスス゛を構成
する成分の酸化重合、すなわちタール化ｆ：ｌＩｉ止し
−これらの成分の低分子化が促進されて排気！ス流とと
もに気化されてしまったこと、ならびに−薄膜によって
燃焼残渣の多孔質基材中への侵入が阻止されたことの相
乗効果にょ′るものと思われる。

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、耐食性および機械的強度などに優れた吸音材を容
易かつ安価に製造することができる上−吸音特性を所望
に応じて調節することも容易であるので、自動車の排ｇ
ＩＩＬ消音装置や工場設備におけるダタＦ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図は吸音材の拡大断面図、第２図〜第４図は各種の
吸音性能をあられした特性図である。（１）・−骨格、（、Ｉ）−・・空孔、（！Ｉ）−・・
薄膜、（４）・・・固体−触媒。代理人葛舒信−（外１名）第２図１　！Ｌ　（７）第：ｌ＋第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）多孔質基材の表面に形成された薄膜上に、固体ｔ
ｌＩ触媒を含有する耐熱性結合剤層を形成してなる吸ｉ
材。
（２）多孔質基材と薄膜とが同質金属である時ｆｆ＃求
の蛇ｖ！ｉ第１項記載の吸音材。
（３）　４　ａｌｌが２５０声鳳以下の厚さを有する耐
熱塗料からなる特許請求の範囲第１項記載の吸音材。