JPS58224389A - 吸音材の製造方法 - Google Patents

吸音材の製造方法

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JPS58224389A
JPS58224389A JP57109220A JP10922082A JPS58224389A JP S58224389 A JPS58224389 A JP S58224389A JP 57109220 A JP57109220 A JP 57109220A JP 10922082 A JP10922082 A JP 10922082A JP S58224389 A JPS58224389 A JP S58224389A
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JP
Japan
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porous body
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sound
thin film
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JP57109220A
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英晴 田中
睦生 関谷
英興 内川
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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の排気消音装置などに用いる吸音材
に関するものである。
内燃機関用排気消音装置に用いる吸音材としては、従来
より、グラスウールや金属多孔体などがあった。しかし
、これらのものを吸音材として使用した場合、内燃機関
運転時にガソリンなどの燃料の燃焼残漬であるススやタ
ールが吸音材内部に付着して比較的短時間のうちに吸音
材が目詰まυを起こして吸音性能が低下し、排気消音装
置から放射される騒音が増大される欠点があった。また
、吸音材の表面粗度が大きいため、吸音材表面にそって
流れる排気ガスに対して流れ抵抗が大きく、それが内燃
機関の背圧上昇を招き、内燃機関の出力、および効率を
低下させる要因となっていた。
さらに、従来の吸音材の吸音率は低周波領域で急激に低
下するため、低周波での消音性能が重視される内燃機関
の排気消音装置用として不都合があった。
この発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
ススやタールの目詰まシによって生じる吸音特性の劣化
を防止し、さらに、良好な吸音特性を有する吸音材を提
供するものである。
ススやタールによる吸音材の目詰まり現象は、ススやタ
ールが混入した排気ガス流れの一部が吸音材内部に流入
し、それに伴ってススやタールが吸音材内部に堆積する
ために生じることになる。
、したがって、吸音材内部にススやタールが流入、堆積
するのを防止するには排気ガスが吸音材内部に流入しな
い吸音材構造が最適であり、その手段として、吸音材の
表面に通気性のない薄膜を形成すれば排気ガスの流入を
速断することができる。
しかし、薄膜を形成することは音波自身も吸音材内部に
伝搬しにくくなり、吸音率の低下を招くことになるが、
薄膜の厚さなどの調節により膜と吸音材の空孔などで形
成される機械−音響インピーダンス系の固有値を高吸音
率が望まれる低周波領域に設定することにより、従来の
吸音材より低周波領域の吸音率を向上させることが可能
となる。
なお、内燃機関の排気消音装置の吸音材として用いる場
合、最高800℃程度までの耐熱性が要求される。しか
も、通常の内燃機関運転時の排気ガス温度は数百度Cの
範囲にわたって変動するので、薄膜は繰り返えし大きな
ヒートストレスを受ける。
さらに、排気ガスの流体力も加わるので、それに耐えう
る機械的強度が要求される。特に、薄膜と多孔質吸音基
材(以下、多孔体と称する)との結合状態が問題となり
、その結合力が弱いと、と−トストレスや流体力により
、薄膜が多孔体よりはく離し、飛散してしまうことにな
る。
上記の観点から、発明者は種々の方式について検討した
結果、耐熱性、機械的強度の面から薄膜は金属、あるい
は無機材料(特にセラミック)が好ましく、さらに、多
孔体との接合力を向上させるには、多孔体表面に薄膜材
料を溶融噴射コーテング(溶射)して薄膜を形成する方
法が実用化できることを見出した。なお、多孔体に直接
溶射した場合、溶射材料が多孔体内部まで浸透し、多孔
体表面に任意の厚さの薄膜を形成することは不可能であ
ることが発覚した。その対応策として、溶射前に適当な
充填材で多孔体の目つぶしを行い。
溶射皮膜形成後、その充填材を取り除くならば、溶射法
によシ多孔体の表面に平滑な任意の厚さの薄膜を形成す
ることが可能になることを発見した。
上記のようにこQ発明は多孔体内部に充填材を充填後、
その表面に金属あるいは無機材料を溶融噴射コーテング
し、その後、充填材を取り除き、多孔体の表面に薄膜を
形成することKよす、タールやススによる吸音材の目詰
まりを防止し、低周波領域での吸音特性を向上させ、耐
熱性、機械強度的にも良好な吸音材を提供するものであ
る。
この発明において使用することができる多孔体としては
1発泡金属、焼結金属、金属繊維、焼結無機材、無機繊
維などがあり、それらの材質としてNi−Cu%Ni−
Cr5 Fe−Cr%Fe−N1−Cr5Fe−Cr−
At、N%−Fe−Cr−Atなどの合金のほか、グラ
スウール、ロークウール、セラミックウール、焼結ガラ
ス、焼結セラミックなどを用いることができる。溶射す
る薄膜材料としては上記の多孔体基材の構成材料などを
用いることができる。
充填材に要求される特性としては、多孔体に充填しやす
く、さらに、溶射時加熱されることによる充填材からの
ガス放出が少ないものが望まれる。
つまり、ガス放出が多量になると溶射皮膜が多孔体表面
に形成されにくくなるからである。まだ、溶射後、多孔
体から充填材を取り除くことが必要となるので、除去し
やすい性質のものが要求される。
上記の点から、充填材としては充填時に液体状で、充填
後置体化でき、溶射加熱によるガス゛放出が少なく、さ
らに化学的処理などにより容易に除去できるものが望ま
しい。発明者は上記の要求を満足する材料を実験的に究
明した結果、硫酸カル7ュームやケイ酸ナトリウムなど
の脱水硬化性無機化合物、亜鉛やアルミノ・ノダなどの
低融点余興、アクリルやポリエチレンなどの重合硬化性
有機高分子化合物などが有効であり、それらの充填材の
除去法としては、脱水硬化性無機化合物および低融点金
属に対しては希薄酸液で、重合硬化性有機高分子化合物
に対しては溶剤による溶解が除去速度の面から効果的で
あることを見出した。
以下、実施例にしたがってとの発明の詳細について説明
する。
〔実施例1〕 多孔体として、金属多孔体(商品名セルメット、N1−
Cr製、厚さ8■)を用い、多孔体をアセトン洗浄で脱
脂後、硫酸カルシュームの水溶液を多孔体に充填し、1
20℃の炉中で80分間乾燥、硬化後、第1図に示すよ
うに、溶射すべき多孔体(1)の表面を研摩することに
より、表面に付着した硫酸カルシューム(5)を除去し
、多孔体(1)の骨格面(2)が、表面に露出するよう
に処理した。つぎに、研摩した多孔体(1)の表面にN
i−Crの粉末をプラズマ溶射装置で膜厚が約80μm
になるよう溶射した。
溶射後の多孔体(1)を温度100℃の5−の塩酸水溶
液中に入れ、20分間浸漬し、多孔体(1)中の硫酸ア
ンモニューム(5)を除去後、水洗し60℃の乾燥炉で
乾燥した。
上記のようにして製作したこの発明の吸音材の断面を電
子顕微鏡で拡大観察した結果を第2図に示す。すなわち
、(2)は金属多孔体(1)の骨格、(3)は空孔、(
4)は溶射によって形成された薄膜である。
空孔(3)中に硫酸カルシュームの残存は見られず、溶
射による薄膜(4)と骨格(2)とは完全な接合状態に
あることが確認された。さらに、この発明の吸音゛′。
材と溶射皮膜の処理していない金−多孔体のみのものと
比較しながら諸性能を調べた。
第8図ゆ定在波管法(JISA1405)によって背面
空気層50簡の場合の垂直入射吸音率の比較を示したも
のである。図中曲線囚はこの発明の吸音材、曲線の)は
金属多孔体のみの吸音材の特性である。第8図から明白
のように、この発明による吸音材は内燃機関の排気装置
として問題となるlKH2以下の低周波領域での吸音率
がかなシ向上することがわかる。
つぎに、上記2種の吸音材を筒状に成形して、市販の国
産乗用車(排気量taoocc)の排気消音装置内に組
み込み、約1万りの実走行を行った後に、JISD16
16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4図に示す。
図中、曲線0とO)とは金属多孔体のみの吸音材を用い
た場合とこの発明の吸音材を用いた場合との、初期値か
ら低減した減音度を示す。図かられかるように、この発
明の吸音材を用いたものは実走行1万−後もほとんど初
期性能から低下していないが、金属多孔体のみの吸音材
を用いたものは実走行1万り後にほとんどの周波数帯域
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1両者の吸音材を取り出し目視観察を行
なったところ、この発明の吸音材は表面に薄くススが付
着しているのみであったが、金属多孔体のみのものはス
スが内部まで浸透し激しい目詰まりを起こしていた。ま
た、薄膜も完全に多孔体に接合しており、薄膜のはく離
や破損はまったく見られなかった。
〔実施例2〕 多孔体として、金属多孔体(商品名セルメット、N1−
Cr製、厚さ3 m )を用い、多孔体をアセトンで洗
浄し脱脂後、溶射(クロロホルム)で溶解し作成したア
クリル溶液を多孔体に充填し、溶剤が蒸発し硬化した後
、溶射すべき多孔体の表面を多孔体の骨格が露出するま
で研摩し、その表面にN1−Crの粉末をプラズマ溶射
装置で膜厚が約80μmになるように溶射した。溶射後
の多孔体を700ホルムの溶剤中に約5時間浸漬し、多
孔体中のアクリルを除去後、乾燥させた。吸音材の緒特
性を測定した結果、実施例1の場合とほぼ同じ特性を示
した。
ところで、上記実施例では薄膜の厚さが80μmの場合
を示したが、より低周波の領域の吸音率の領域の吸音率
を向上させるには厚さを厚くする方が良く、よシ高周波
の領域の吸音率を向上させるには薄い方が良いことが実
験的に確認された。
したがって所要の吸音特性に合せて薄膜の厚さを調節す
ることによって吸音率の向上が達成される。
この発明の吸音材は内燃機関用の排気消音装置に用いる
ことが前提であるが、使用の仕方によっては、燃焼器な
どの他の機器における吸音材として用いてもさしつかえ
ない。また、塵埃やセメントなどの粉体の多い環境での
使用も可能となる。
以上説明したように、この発明の溶融噴射コーティング
によって薄膜を形成した吸音材は消音性能の劣化がなく
、さらに溶射時間の選定によって任意の膜厚さが選定で
きるため、吸音特性の向上が容易・に達成でき、さらに
溶射前に溶射すべき多孔体面の内部に溶射時の加熱によ
るガス放出が少なく、溶射後の′除去処理が容易な充填
材を充填しておくことにより、薄膜の形成をよシ確実圧
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はこの発明の一実施例にかかる吸音材の
拡大断面図、第8図、第4図はこの発明の一実施例にか
かる吸音材の特性図である。 (1)・・・多孔体、(4)・・・薄膜、(5)・・・
充填材。 なお、図中同一符号は同、−または相当部分を示す。 代理人葛膏信−(外1名) 第1図 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶融噴射コーテングによって多孔体の表面に薄膜
    を形成したことを特徴とする吸音材。
  2. (2)溶融噴射コーテング前に多孔体内部に充填材を充
    填し、溶融噴射コーテング後に充填材を除去した特許請
    求の範囲第1項記載の吸音材。
  3. (3)充填材として脱水硬化性無機化合物、重合硬化性
    有機高分子化合物および低融点金属を用いた特許請求の
    範囲第2項記載の吸音材。
JP57109220A 1982-06-23 1982-06-23 吸音材の製造方法 Granted JPS58224389A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62172036U (ja) * 1986-04-21 1987-10-31

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS632003A (ja) * 1986-06-23 1988-01-07 Komei Tei 薄いシ−ト状の面光源板

Patent Citations (1)

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