JP2020180604A - 排気管用減音構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
自動車の車外騒音については上記ECEの規則51(ECE R51)に規制値が定められ、同規制値を定めたRegulation EU No.540/2014によれば、2016年7月迄に72dB(フェーズ1)、2020年7月迄に70dB(フェーズ2)、2024年7月迄に68dB(フェーズ3)と段階を追って厳しくなる基準が施行され、車外騒音の規制レベルを最終的には2016年7月迄の基準に対して4dB低減すること、すなわち音圧エネルギーとして約1/2.5に低減することが求められている。
(1)内管および外管の同軸二重円筒構造を有する自動車用排気管の前記内管および外管間に配置された無機繊維含有マットを有する排気管用減音構造体であって、
前記無機繊維含有マットが、無機繊維成形体からなる基材中に無機バインダーが分散されてなるとともに、前記ガラス繊維成形体からなる基材の片側主表面上に、通気抵抗が1.8〜2.6kPa・s/mである無機多孔質膜を有し、
前記ガラス繊維成形体からなる基材が、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合が80〜100%である無機繊維のニードル加工物からなり、
前記無機繊維含有マットが、固形分換算したときに、前記無機繊維成形体からなる基材95.0〜99.5質量%中に前記無機バインダー0.5〜5.0質量%が分散されてなるものであるとともに、前記無機多孔質膜が設けられた面が前記内管に面するように配置された、厚さ5〜30mmのものである
ことを特徴とする排気管用減音構造体、
(2)前記無機繊維成形体からなる基材の通気抵抗が0.7〜1.5kPa・s/mである上記(1)に記載の排気管用減音構造体、
(3)前記無機繊維含有マットがガラス繊維含有マットである上記(1)または(2)に記載の排気管用減音構造体、
(4)前記無機多孔質膜がベントナイト含有膜である上記(1)〜(3)のいずれかに記載の排気管用減音構造体、
を提供するものである。
このため、本発明によれば、厚さが薄くても特に1kHz以下の低周波音に対して十分な減音性能を有するとともに耐熱性および断熱性に優れた新規な排気管用減音構造体を提供することができる。
本発明に係る排気管用減音構造体は、内管および外管の同軸二重円筒構造を有する自動車用排気管の前記内管および外管間に配置された無機繊維含有マットを有する排気管用減音構造体であって、前記無機繊維含有マットが、無機繊維成形体からなる基材中に無機バインダーが分散されてなるとともに、前記ガラス繊維成形体からなる基材の片側主表面上に、通気抵抗が1.8〜2.6kPa・s/mである無機多孔質膜を有し、前記ガラス繊維成形体からなる基材が、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合が80〜100%である無機繊維のニードル加工物からなり、前記無機繊維含有マットが、固形分換算したときに、前記無機繊維成形体からなる基材95.0〜99.5質量%中に前記無機バインダー0.5〜5.0質量%が分散されてなるものであるとともに、前記無機多孔質膜が設けられた面が前記内管に面するように配置された、厚さ5〜30mmのものであることを特徴とするものである。
図1は、本発明に係る排気管用減音構造体1の実施形態例を示す断面図であり、図1(a)は排気管用減音構造体1の長手方向に対して直角方向の垂直断面図であり、図1(b)は排気管用減音構造体1の長手方向に沿った垂直断面図である。
本出願書類において、内管とは、内部を排気ガス(燃焼ガス)が流通する排気用配管を意味し、内管としては、内部を流通する排気ガスの温度等に対応した材質からなり、目的とする温度特性や吸音特性を発揮し得るものから適宜選択することが好ましい。
上記内管としては耐熱性を有するものが好適であり、具体的には、金属管や耐熱性樹脂からなる樹脂管を挙げることができ、金属管であることが好ましい。
なお、本出願書類において、内管の平均厚みは、ノギスにより10箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、内管の外径は、20〜90mmであることが適当であり、30 〜80mmであることがより適当であり、40〜70mmであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、内管の外径は、ノギスにより測定した値を意味する。
また、内管は、その長手方向の側壁に複数の孔が設けられてなるものであってもよく、例えばパンチングメタルによって形成されてなるものであってもよい。
なお、本出願書類において、外管の平均厚みは、ノギスにより10箇所の厚みを測定したときの算術平均値を意味する。
また、外管の外径は、24〜114mmであることが適当であり、34〜104mmであることがより適当であり、44〜94mmであることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、外管の外径は、ノギスにより測定した値を意味する。
例えば、図2に示すように、本発明に係る排気管用減音構造体において、外管3は、筒状物を半割状にした上部遮熱板3aと、同じく筒状物を半割状にした下部遮熱板3bとの接合物からなるものであってもよい。
外管3が半割状の上部遮熱板3aと半割状の下部遮熱板3bとからなるものであることにより、無機繊維含有マットを内管に巻き付けた後、その外周に上部遮熱板3aおよび下部遮熱板3bを介装し、両者を接合することにより、本発明に係る排気管用減音構造体を容易に作製することができる。
なお、本出願書類において、無機繊維の平均繊維径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察画像において任意に抽出した400箇所の断面径を測定したときの算術平均値を意味する。
なお、本出願書類において、無機繊維の平均繊維長は、任意に抽出した400本の無機繊維の繊維長をピーコック社製ダイヤルシックネスゲージで測定したときの算術平均値を意味する。
上記無機繊維成形体を製造する場合、具体的には、厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、無機繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針)を高速で上下に往復動させ、無機繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状の成形体を得ることができる。
また、本出願書類において、全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合(%)は、上記方法により100箇所のニードル加工孔の孔径を測定したときに、下記式により算出される値を意味する。
孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合(%)=(孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の数/100)×100
上記内管と外管との距離(上記内管と外管との間に規定される隙間の幅)に対する上記無機繊維成形体の厚みの割合((無機繊維成形体の厚み(mm)/内管と外管との距離(mm))×100)は、100〜400%であることが好ましく、100〜300%であることがより好ましく、100〜200%であることがさらに好ましい。
上記無機繊維成形体の厚みは、具体的には、5〜15mmが好ましく、6〜12mmがより好ましく、8〜10mmがさらに好ましい。
なお、本出願書類において、無機繊維成形体の厚みは、無機繊維成形体の任意に抽出した10箇所の厚みをピーコック社製ダイヤルシックネスゲージで測定したときの算術平均値を意味し、上記内管と外管との距離も、ピーコック社製ダイヤルシックネスゲージにより測定した値を意味する。
本出願書類において、無機繊維成形体の嵩密度は、100mm×100mmに切り出した無機繊維成形体の厚みをノギス等で測定して容積を求め、別途電子天秤により測定した重量を上記容積で除すことによって求めた値を意味する。
上記固体伝搬音の減衰効果(機械エネルギー減衰効果)は、上述した無機繊維間の空隙を排気音が粗密波として伝搬する際に空隙壁と摩擦を生じて音圧エネルギーが熱エネルギーに変換される空気伝搬音の減衰効果と比較した場合、1kHz以下の低周波数領域における減衰効果が高く、特に300〜500Hzの範囲では支配的な減衰効果を示すと考えられる。
ベントナイト(Bentonite)は、モンモリロナイトを主成分とし、石英、α-クリストバライト、オパール等の珪酸鉱物を副成分として、長石、マイカ、ゼオライト等の珪酸塩鉱物、カルサイト、ドロマイト、ジプサム等の炭酸塩鉱物や硫酸塩鉱物、パイライト等の硫化鉱物を含み得る弱アルカリ性粘土鉱物である。
また、本発明に係る排気管用減音構造体において、無機多孔質膜の開孔径は、0.1〜400.0μmであることが好ましく、0.1〜100.0μmであることがより好ましく、0.1〜10.0μmであることがさらに好ましい。
無機多孔質膜の通気抵抗は、無機バインダー含有液に含まれる無機バインダーの濃度を調整すること等により容易に制御することができる。
c :音速(m/s)
p :無機多孔質膜の開孔率
t :無機多孔質膜の厚み(m)
d :無機繊維含有マットの開孔径(m)
L :無機繊維含有マットの厚さ(m)
である。)
(但し、d:無機繊維含有マットの開孔径(m)
Tr:無機多孔質膜の通気抵抗(kPa・s/m)
Tr0:無機繊維成形体の通気抵抗(kPa・s/m)
である。)
c :音速(m/s)
p :無機多孔質膜の開孔率
t :無機多孔質膜の厚み(m)
Tr :無機多孔質膜の通気抵抗(kPa・s/m)
Tr0 :無機繊維成形体の通気抵抗(kPa・s/m)
L :無機繊維含有マットの厚さ(m)
である。)
従って、本発明に係る排気管用減音構造体においては、無機多孔質膜の通気抵抗Trを所定範囲内に制御することにより、無機繊維含有マットの構造共振周波数f0を1kHz以下の周波数に制御して、1kHz以下の低周波領域における吸音特性(減音特性)を効果的に向上し得ると考えられる。
無機バインダー含有液としては、無機バインダーを含有する水溶液を挙げることができる。無機バインダー含有液中の無機バインダー濃度は、0.5〜5.0質量%であることが好ましい。
無機バインダー含有液の塗布方法は特に制限されず、スプレー塗布または刷毛塗りおよびローラー塗布等の方法を挙げることができる。
このため、本発明によれば、厚さが薄くても特に1kHz以下の低周波音に対して十分な減音性能を有するとともに耐熱性および断熱性に優れた新規な排気管用減音構造体を提供することができる。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が10質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率0.5%、通気抵抗2.3kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
図1に示すように、内管(排気用配管)2として、長手方向の側壁全体に複数の開口部が設けられたパンチングメタル状になっているSUS管(内径38mm、外径40mm)を用意するとともに、外管(筒上の遮熱板)3として、SUS管(内径60mm、外径62mm)を用意した。
上記内管2と外管3とを同軸状に配置したとき、両者間には幅10mmの隙間が形成される。
図1に示すように、実施例1で得られたガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
上記排気管用減音構造体1の吸音特性を、図5に示す方法により測定した。
すなわち、図5に示すように、上記排気管用減音構造体1の両端部に、内径が内管2の内径と同径の筒状体T1およびT2を内管2と同軸状に配置するとともに、筒状体T1およびT2に音入射側A,B/音透過側C,Dの2本づつコンデンサーマイクMを配置した。この状態で、筒状体T1の端部にスピーカー(Fostex社製103E)Sを配置し、排気管用減音構造体1の内管2内に向けてランダムノイズを発生させたときの、排気管用減音構造体1の前後に配置したコンデンサーマイクM、M間の音圧レベルを四端子法で測定し、別途測定したマット材挿入前における音圧レベルとの差分を各周波数毎の透過損失として求めた。
周波数800Hz〜2000Hzにおける透過損失を図3に示す。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.85 mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合20%以下)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、0.3kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が5.0質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で5.0質量%になるように調整した上で、断面直径が60mmとなるように円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた全体形状が円筒形状を有する厚さ10mmの無機バインダー含有ガラス繊維成形体を得た。
(3)無機バインダー含有ガラス繊維成形体の充填工程
実施例1の(4)において、ガラス繊維含有マットに代えて上記(3)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体を内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された比較用排気管用減音構造体を作製した。
実施例1記載の吸音性評価において、排気管用減音構造体1に代えて上記比較用排気管用減音構造体を用いた以外は、実施例1と同様にして吸音性を評価した。
周波数800Hz〜2000Hzにおける透過損失を図3に示す。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が8.5質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率0.7 %、通気抵抗1.5kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が9質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率0.6%、通気抵抗1.75kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58 mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が9.5質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.17mm、開孔率0.55%、通気抵抗1.83kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が10質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.18mm、開孔率0.55 %、通気抵抗1.9 kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が10質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.19mm、開孔率0.55 %、通気抵抗2.05kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が10質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.18mm、開孔率0.5%、通気抵抗2.1 kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が5.0質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率2.5%、通気抵抗1.2kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を複数枚積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が7.5質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率2.1%、通気抵抗1.4kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
(1)ガラス繊維成形体の作製工程
厚み調整ローラにより厚みを調整しながら、平均繊維径10μm、平均繊維長100mmのガラス繊維をニードルパンチ装置に導入し、バーブ(突起)を有する多数のニードル(針径0.58mm)を高速で上下に往復動させ、ガラス繊維同士を絡み合わせる(交絡させる)ことにより、多孔質形状を有するフェルト状のガラス繊維成形体(厚さ6mm、嵩密度100kg/m3、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合95%)を得た。
また、上記ガラス繊維成形体を積層し、加圧して、厚さ15mm、嵩密度130kg/m3で通気抵抗を測定したところ、1.0kPa・s/mであった。
(2)無機バインダーの含浸工程
上記厚さ6mmのガラス繊維成形体に対し、ベントナイト含有濃度が2.5質量%である水分散液を含浸させ、フェルトローラーで絞ることで含浸量を固形分換算で2.5質量%になるように調整した後、乾燥処理して、内部にベントナイトを含浸、分散させた無機バインダー含有ガラス繊維成形体(ガラス繊維成形体の含有割合97.5質量%、ベントナイトの含有割合2.5質量%)を得た。
(3)ベントナイト含有膜の形成工程
次いで、(2)で得られた無機バインダー含有ガラス繊維成形体の片側主表面上に、ベントナイト濃度が12.5質量%である水分散液をローラ塗布し、塗布面を内周面側として円筒状に巻き付け処理した後乾燥処理することにより、ガラス繊維成形体の内側主表面にベントナイト含有膜(厚さ0.2mm、開孔率0.005%、通気抵抗2.7kPa・s/m、ベントナイト含有率100質量%)を形成した、全体形状が円筒形状を有するガラス繊維含有マット(厚さ10mm、内径40mm、外径60mm)を得た。
(4)ガラス繊維含有マットの充填工程
上記(3)で得られたガラス繊維含有マットを用い、実施例1(4)と同様にして、ガラス繊維含有マットを内管2および外管3との隙間に挿入することにより、内管および外管の同軸二重円筒構造を有し、内管および外管間にマット材が配置された排気管用減音構造体1を作製した。
なお、上記ガラス繊維含有マットを内管2および外管3間の隙間に挿入する際、ベントナイト含有膜が設けられた面が内管に面するように配置した。
実施例1記載の吸音性評価において、実施例2〜実施例5のいずれかで得られた排気管用減音構造体1(通気抵抗が、各々、1.83kPa・s/m(実施例2)、1.9kPa・s/m(実施例3)、2.05kPa・s/m(実施例4)、2.1kPa・s/m(実施例5)であるベントナイト含有膜を有するガラス繊維含有マットを使用)を用いた以外は、実施例1と同様にして吸音性を測定した。
その上で、実施例1〜実施例5における800Hz-1.25kHz間における透過損失のOA値(dB和)を各々求めた。
上記方法により各々測定した、各排気管用減音構造体1を構成するガラス繊維含有マットの透過損失のOA値(dB和)を、各ガラス繊維含有マットの表面に設けたベントナイト含有膜の通気抵抗に対してプロットした結果を図4に示す。
また、実施例1記載の吸音性評価において、比較例2〜比較例6のいずれかで得られた排気管用減音構造体1(通気抵抗が、各々、1.5kPa・s/m(比較例2)、1.75kPa・s/m(比較例3)、1.2kPa・s/m(比較例4)、1.4kPa・s/m(比較例5)および2.7kPa・s/m(比較例6)であるベントナイト含有膜を有するガラス繊維含有マットを使用)を用いた以外は、実施例1と同様にして、吸音性を測定して、800Hz-1.25kHz間における透過損失のOA値(dB和)を各々求めた。
上記方法により各々測定した、各排気管用減音構造体1を構成するガラス繊維含有マットの透過損失のOA値(dB和)を、各ガラス繊維含有マットの表面に設けたベントナイト含有膜の通気抵抗に対してプロットした結果を図4に示す。
2 内管(排気用配管)
3 外管(筒状の遮熱板)
3a 上部遮熱板
3b 下部遮熱板
4 ガラス繊維含有マット
Claims (4)
- 内管および外管の同軸二重円筒構造を有する自動車用排気管の前記内管および外管間に配置された無機繊維含有マットを有する排気管用減音構造体であって、
前記無機繊維含有マットが、無機繊維成形体からなる基材中に無機バインダーが分散されてなるとともに、前記ガラス繊維成形体からなる基材の片側主表面上に、通気抵抗が1.8〜2.6kPa・s/mである無機多孔質膜を有し、
前記ガラス繊維成形体からなる基材が、表面における全ニードル加工孔に占める孔径0.05〜0.70mmのニードル加工孔の割合が80〜100%である無機繊維のニードル加工物からなり、
前記無機繊維含有マットが、固形分換算したときに、前記無機繊維成形体からなる基材95.0〜99.5質量%中に前記無機バインダー0.5〜5.0質量%が分散されてなるものであるとともに、前記無機多孔質膜が設けられた面が前記内管に面するように配置された、厚さ5〜30mmのものである
ことを特徴とする排気管用減音構造体。 - 前記無機繊維成形体からなる基材の通気抵抗が0.7〜1.5kPa・s/mである請求項1に記載の排気管用減音構造体。
- 前記無機繊維含有マットがガラス繊維含有マットである請求項1または請求項2に記載の排気管用減音構造体。
- 前記無機多孔質膜がベントナイト含有膜である請求項1〜請求項3のいずれかに記載の排気管用減音構造体。
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