JPS58129486A - 吸音材の製造方法 - Google Patents
吸音材の製造方法Info
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- JPS58129486A JPS58129486A JP57013813A JP1381382A JPS58129486A JP S58129486 A JPS58129486 A JP S58129486A JP 57013813 A JP57013813 A JP 57013813A JP 1381382 A JP1381382 A JP 1381382A JP S58129486 A JPS58129486 A JP S58129486A
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- JP
- Japan
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- absorbing material
- sound absorbing
- sound
- exhaust gas
- porous
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Catalysts (AREA)
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。
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。
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、老ラミック、金属などからなる１ｊＪＡ
雑状、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
が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。
ガラスウール、老ラミック、金属などからなる１ｊＪＡ
雑状、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
が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、上記目詰まりでの排気
ガス流の乱れによって、上記タール形成成分が排気ガス
とともに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
上記付着境域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。
ガス流の乱れによって、上記タール形成成分が排気ガス
とともに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
上記付着境域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。
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
な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
れば良く、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。
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
な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
れば良く、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五つ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絢
滑材を使用した場合には、排気ガスによってその表面が
１６０〜６００℃にまで昇温されてそれらの低表面エネ
ルギ性が失なわれたり、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
物であるぶつ化水素（クラファイトフルオライド）を使
用すると上記し／、：、ｉうな不都合を生しないことが
判明しｔこ。
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五つ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絢
滑材を使用した場合には、排気ガスによってその表面が
１６０〜６００℃にまで昇温されてそれらの低表面エネ
ルギ性が失なわれたり、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
物であるぶつ化水素（クラファイトフルオライド）を使
用すると上記し／、：、ｉうな不都合を生しないことが
判明しｔこ。
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、粘度を高めておけば
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。
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、粘度を高めておけば
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。
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、
ふつ化黒鉛と、燃料の燃焼残置を燃焼装置から排出され
る排気ガス温度で酸化分解する低温酸化触媒金属と、こ
れとは種類の異なる金属とを同時にめっきするものであ
る。
された高分子有機被膜の表面を炭素化してなる基材に、
ふつ化黒鉛と、燃料の燃焼残置を燃焼装置から排出され
る排気ガス温度で酸化分解する低温酸化触媒金属と、こ
れとは種類の異なる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、この発明の詳細な説明する
。
。
多孔質骨格として、Ｔ １０２− Ａ １２（Ｊ、−Ｍ
ｇＯ系ヤチャラミック多孔体いた。この表面に、溶剤に
溶解させてペースト吠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８５０°Ｃで予備加熱後、８００ ’Ｃで焼成
した。これにより１、セラミック表面に炭素質被膜を有
する基材を得たべ ＼ つぎに、ぶつ化黒鉛と、ＭｎＯ，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ｃｕ、ＩＩ極に基材の炭素質被膜ｉ接続し
て、この炭素質被膜の表面にふり化黒鉛とＭｎＯ！とＣ
ｕとを同時にめっきして、それらの複合被膜を形成させ
た。
ｇＯ系ヤチャラミック多孔体いた。この表面に、溶剤に
溶解させてペースト吠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８５０°Ｃで予備加熱後、８００ ’Ｃで焼成
した。これにより１、セラミック表面に炭素質被膜を有
する基材を得たべ ＼ つぎに、ぶつ化黒鉛と、ＭｎＯ，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ｃｕ、ＩＩ極に基材の炭素質被膜ｉ接続し
て、この炭素質被膜の表面にふり化黒鉛とＭｎＯ！とＣ
ｕ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
機物ノー、（３）は炭素化された被膜、（４）はぶつ化
黒鉛と、Ｍｎ０ｚと、Ｃｕとの複合被膜である。
。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
機物ノー、（３）は炭素化された被膜、（４）はぶつ化
黒鉛と、Ｍｎ０ｚ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ト、８ｉ
０□−ム１２０３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。
０□−ム１２０３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、１管内法（ＪＩＳム１４０５）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。
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、市販の国産乗用率（
排気ｊ１２０００ｏｃ）内に組み込み、約１万一の実°
走行を行った後にＪＩ８Ｄ１６１６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。
ようにして排気消音装置を構成し、市販の国産乗用率（
排気ｊ１２０００ｏｃ）内に組み込み、約１万一の実°
走行を行った後にＪＩ８Ｄ１６１６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ンは排気ガスの入口管、（７）は排気カス通路、
（りは吸音材、（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Ｉ）およびｒｙ
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１万ム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電に付着して撤しい目詰まりを起
こしていた。
、（６ンは排気ガスの入口管、（７）は排気カス通路、
（りは吸音材、（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Ｉ）およびｒｙ
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１万ム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電に付着して撤しい目詰まりを起
こしていた。
この点に関し、この発明の製造方法にまる吸音材にあっ
ては、多孔質骨格が非４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
表向が炭素化され′Ｃ等電性となっているために静電気
を帯びないこと、また、この炭素質被膜表向にめっきに
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
さな衣凹エネルギしかもっていないこと、さらに、Ｍｎ
Ｏ２のもつタール化抑制作用との相乗作用により、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膜管材表面に付着しにくくなり、す
すが付着されないか、もしくは、付着されても、排気ガ
スの流れによって容易に吠き飛ばされてしまったものと
考えられる。
ては、多孔質骨格が非４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
表向が炭素化され′Ｃ等電性となっているために静電気
を帯びないこと、また、この炭素質被膜表向にめっきに
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
さな衣凹エネルギしかもっていないこと、さらに、Ｍｎ
Ｏ２のもつタール化抑制作用との相乗作用により、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膜管材表面に付着しにくくなり、す
すが付着されないか、もしくは、付着されても、排気ガ
スの流れによって容易に吠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）、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℃の温度で焼成す
るかもしくは、この後に７００〜１２００℃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。また、低部酸化触媒として、Ｍ
ｎ（Ｊ２． Ｆｅ２０３（７）ほかに、ＣｕＯ、ＮｉＯ
、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４゜Ｃｒ２Ｏ，、Ａｇ２Ｏ、ＺｎＯ
、ＰｂＯその他の金属酸化物や、ＭｎＦｅ２Ｏ，、Ｎｉ
０ｒ、Ｕ４． ＭｎＣｒ、０４． Ｃｕ０ｒ、０４その
他の複合曾ｍｈ化物やＰｔ 、 Ｐｄ 、Ｒｈ 、 Ｒ
ｕ 、ムｇその他の賞金属単体を使用することができる
。この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、上記燃焼残金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で、自動的に酸化
分解（表面燃焼）させて浄化除去してしまう作用を成す
。
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℃の温度で焼成す
るかもしくは、この後に７００〜１２００℃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。また、低部酸化触媒として、Ｍ
ｎ（Ｊ２． Ｆｅ２０３（７）ほかに、ＣｕＯ、ＮｉＯ
、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４゜Ｃｒ２Ｏ，、Ａｇ２Ｏ、ＺｎＯ
、ＰｂＯその他の金属酸化物や、ＭｎＦｅ２Ｏ，、Ｎｉ
０ｒ、Ｕ４． ＭｎＣｒ、０４． Ｃｕ０ｒ、０４その
他の複合曾ｍｈ化物やＰｔ 、 Ｐｄ 、Ｒｈ 、 Ｒ
ｕ 、ムｇその他の賞金属単体を使用することができる
。この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、上記燃焼残金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で、自動的に酸化
分解（表面燃焼）させて浄化除去してしまう作用を成す
。
この発明において、上掲したふつ化黒鉛、低温酸化触媒
は、多孔質基材に対する付着力が本来的にはあまり大き
いものではないが、これは、多孔質基材に対する付着力
の大きな他の種類の金属単体とともに多孔質基材上にめ
っきされるため、これらは多孔質基材に対して強固に結
合される。そのため、機械的強度、すなわち耐振性や耐
細論性にすぐれたものとなる。また、ぶつ化黒鉛はそれ
自体が微視的には積層状構造を備え、低温酸化触媒自体
も多孔質であるため、得られる吸音材は、特に低周波帯
域においてすぐれた吸音性能を示す。
は、多孔質基材に対する付着力が本来的にはあまり大き
いものではないが、これは、多孔質基材に対する付着力
の大きな他の種類の金属単体とともに多孔質基材上にめ
っきされるため、これらは多孔質基材に対して強固に結
合される。そのため、機械的強度、すなわち耐振性や耐
細論性にすぐれたものとなる。また、ぶつ化黒鉛はそれ
自体が微視的には積層状構造を備え、低温酸化触媒自体
も多孔質であるため、得られる吸音材は、特に低周波帯
域においてすぐれた吸音性能を示す。
この場合、ぶつ化黒鉛や低温酸化触媒の含有菖磁率は、
５〜９６％の範囲でその用運および便用条件に応じ°ｒ
２化させることができ、この電ｍ調節とめつき時間の調
賃６とによって最大の吸音率を示す周波数帯域を調節す
ることができる。なお、ぶつ化黒鉛および低温酸化触媒
の各電域率を５〜９５優としたのは、それぞれが６％以
下の場合は添加目的が実用上達成されないからである。
５〜９６％の範囲でその用運および便用条件に応じ°ｒ
２化させることができ、この電ｍ調節とめつき時間の調
賃６とによって最大の吸音率を示す周波数帯域を調節す
ることができる。なお、ぶつ化黒鉛および低温酸化触媒
の各電域率を５〜９５優としたのは、それぞれが６％以
下の場合は添加目的が実用上達成されないからである。
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、き
わめて平清で、かつ、表面二不ルキの小さい吸音材が得
られるので、その吸音杓は艮好な消音性能を有し、しか
も、内燃機関用排気消首装置の排気カス流路中に介装し
て使用した場合でも、長期にわたり、すすによる目詰ま
りを生じず、消音性能の低Ｆ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。
わめて平清で、かつ、表面二不ルキの小さい吸音材が得
られるので、その吸音杓は艮好な消音性能を有し、しか
も、内燃機関用排気消首装置の排気カス流路中に介装し
て使用した場合でも、長期にわたり、すすによる目詰ま
りを生じず、消音性能の低Ｆ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。
第１図はこの発明の製造方法にまる吸音材の構成を示す
拡大断面図、第２図、第４−はこの発明の製通法による
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
子有機物騰、（３＞・・・炭素質被膜、（４）・・・複
合被膜、（８）・・・吸音材。 代理人 島 野 信 − 第２図 周 波 数 （Ｍ） 第３図 第４図 周 波 数（Ｈ，）
拡大断面図、第２図、第４−はこの発明の製通法による
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
子有機物騰、（３＞・・・炭素質被膜、（４）・・・複
合被膜、（８）・・・吸音材。 代理人 島 野 信 − 第２図 周 波 数 （Ｍ） 第３図 第４図 周 波 数（Ｈ，）
Claims (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、ぶつ化黒鉛と、
燃料の燃焼残渣を燃焼装置から排出される排気ガス温度
で酸化分解する低温酸化触媒金属と、これとは種類の異
なる金鵬単体とを同時にめっきする吸音材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57013813A JPS58129486A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 吸音材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57013813A JPS58129486A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 吸音材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58129486A true JPS58129486A (ja) | 1983-08-02 |
Family
ID=11843708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57013813A Pending JPS58129486A (ja) | 1982-01-28 | 1982-01-28 | 吸音材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58129486A (ja) |
-
1982
- 1982-01-28 JP JP57013813A patent/JPS58129486A/ja active Pending
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