JP2552968B2 - 水中超音波吸収材 - Google Patents
水中超音波吸収材Info
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- JP2552968B2 JP2552968B2 JP3232188A JP23218891A JP2552968B2 JP 2552968 B2 JP2552968 B2 JP 2552968B2 JP 3232188 A JP3232188 A JP 3232188A JP 23218891 A JP23218891 A JP 23218891A JP 2552968 B2 JP2552968 B2 JP 2552968B2
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- JP
- Japan
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- silicone rubber
- ultrasonic
- upper layer
- silica
- lower layer
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- Laminated Bodies (AREA)
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は超音波吸収材に関し、特
に水中の超音波を吸収減衰させる水中超音波吸収材に関
する。
に水中の超音波を吸収減衰させる水中超音波吸収材に関
する。
【０００２】
【従来技術】近年目覚ましい発展をとげた超音波診断装
置の性能測定は、性能測定法通則（ＪＩＳ Ｔ １５０
１）に従って水槽中で行われる。この場合に使用する水
槽は、不必要な超音波の反射を防止し得る構造とする必
要がある。そこで、従来不要な超音波の反射を防止する
ために、水槽の内壁面に水中超音波吸収材を装着するこ
とが行われている。
置の性能測定は、性能測定法通則（ＪＩＳ Ｔ １５０
１）に従って水槽中で行われる。この場合に使用する水
槽は、不必要な超音波の反射を防止し得る構造とする必
要がある。そこで、従来不要な超音波の反射を防止する
ために、水槽の内壁面に水中超音波吸収材を装着するこ
とが行われている。
【０００３】このような水中超音波吸収材（以下単に吸
音材という）には、一般に水中の超音波の反射を防止し
て超音波診断装置の性能の測定精度を高める必要から、
音響インピーダンスを水と同程度にすること（水と吸音
材の界面における超音波の反射を防止するため）、及び
吸音材の単位厚さ当たりの超音波の減衰率を大きくする
ことが要求される。
音材という）には、一般に水中の超音波の反射を防止し
て超音波診断装置の性能の測定精度を高める必要から、
音響インピーダンスを水と同程度にすること（水と吸音
材の界面における超音波の反射を防止するため）、及び
吸音材の単位厚さ当たりの超音波の減衰率を大きくする
ことが要求される。
【０００４】従来、このような吸音材としては、平均粒
子径が０．５〜２０μｍのシリカを５３〜６５重量％含
有するシリコーンゴムが用いられていた（例えば、特公
昭６０ー１８６８９４号公報）。
子径が０．５〜２０μｍのシリカを５３〜６５重量％含
有するシリコーンゴムが用いられていた（例えば、特公
昭６０ー１８６８９４号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな吸音材は音響インピーダンスが水に非常に近いもの
の、減衰率が十分でないために厚くしなければならず、
不経済となるという欠点があった。
うな吸音材は音響インピーダンスが水に非常に近いもの
の、減衰率が十分でないために厚くしなければならず、
不経済となるという欠点があった。
【０００６】本発明者等は係る欠点を解決すべく鋭意検
討した結果、各々、水と略同一の音響インピーダンスを
有する２枚のシリコーンゴムを上下２層に積層すると共
に、上層の超音波減衰率を下層より小さくすることによ
り、吸音材としての全体の減衰率を従来の吸音材の２倍
近くに高めることができるということを見出し本発明に
到達した。従って、本発明の目的は音響インピーダンス
が水に近い上、超音波減衰率に優れた水中超音波吸収材
を提供することにある。
討した結果、各々、水と略同一の音響インピーダンスを
有する２枚のシリコーンゴムを上下２層に積層すると共
に、上層の超音波減衰率を下層より小さくすることによ
り、吸音材としての全体の減衰率を従来の吸音材の２倍
近くに高めることができるということを見出し本発明に
到達した。従って、本発明の目的は音響インピーダンス
が水に近い上、超音波減衰率に優れた水中超音波吸収材
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
上下２層に積層したシリコーンゴムからなる水中超音波
吸収材であって、上層と下層の音響インピーダンスが略
同一であると共に、上層のシリコーンゴムの超音波減衰
率が下層のシリコーンゴムの超音波減衰率より小さいこ
とを特徴とする水中超音波吸収材によって達成された。
上下２層に積層したシリコーンゴムからなる水中超音波
吸収材であって、上層と下層の音響インピーダンスが略
同一であると共に、上層のシリコーンゴムの超音波減衰
率が下層のシリコーンゴムの超音波減衰率より小さいこ
とを特徴とする水中超音波吸収材によって達成された。
【０００８】一般に、物質界面における超音波の反射
は、界面における各々の物質の音響インピーダンスの差
が大きくなるにしたがって大きくなるので超音波の反射
を防止し吸音効果を大きくするためには、界面を形成す
る各々の物質の音響インピーダンスを等しくすることが
望まれる。
は、界面における各々の物質の音響インピーダンスの差
が大きくなるにしたがって大きくなるので超音波の反射
を防止し吸音効果を大きくするためには、界面を形成す
る各々の物質の音響インピーダンスを等しくすることが
望まれる。
【０００９】従って本発明の吸音材においては、水と吸
音材の界面における超音波の反射を防止し吸音効果を大
きくする観点から、水の音響インピーダンスと同等にす
ることのできるシリコーンゴムを使用する。
音材の界面における超音波の反射を防止し吸音効果を大
きくする観点から、水の音響インピーダンスと同等にす
ることのできるシリコーンゴムを使用する。
【００１０】音響インピーダンスとは、物質中を伝わる
音波の速度（音速：Ｖｍ／秒）と物質の密度（ρ：Ｋｇ
／ｍ3 ）との積で表される、物質の性質の一つであり、
例えば水の音響インピーダンスは、２０〜４５℃の範囲
では（１．４８〜１．５２）×１０6 （Ｋｇ／ｍ2 ・
秒）である。
音波の速度（音速：Ｖｍ／秒）と物質の密度（ρ：Ｋｇ
／ｍ3 ）との積で表される、物質の性質の一つであり、
例えば水の音響インピーダンスは、２０〜４５℃の範囲
では（１．４８〜１．５２）×１０6 （Ｋｇ／ｍ2 ・
秒）である。
【００１１】本発明の吸音材においては、後記する如
く、吸音材の減衰率（単位厚さ当たりの超音波の減衰量
（吸音量））を大きくするために、上下２層構造のシリ
コーンゴムとするが、水と接する上層の音響インピーダ
ンスを水の音響インピーダンスと同等にするためにシリ
コーンゴムにシリカを含有させる。含有させるシリカの
量は、使用する温度の水の音響インピーダンスに合わ
せ、５０〜６５重量％の範囲で適宜調整する。
く、吸音材の減衰率（単位厚さ当たりの超音波の減衰量
（吸音量））を大きくするために、上下２層構造のシリ
コーンゴムとするが、水と接する上層の音響インピーダ
ンスを水の音響インピーダンスと同等にするためにシリ
コーンゴムにシリカを含有させる。含有させるシリカの
量は、使用する温度の水の音響インピーダンスに合わ
せ、５０〜６５重量％の範囲で適宜調整する。
【００１２】本発明においては、上層と下層の界面にお
ける超音波の反射を防止するために上層と下層の音響イ
ンピーダンスを略等しくする。この調整は、上層のシリ
コーンゴムの音響インピーダンスをＡとし、下層のシリ
コーンゴムの音響インピーダンスをＢとした場合に、Ａ
／Ｂ＝０．９７〜１．０３の範囲となるように下層のシ
リコーンゴムにシリカを含有させることにより容易に行
うことができる。特に超音波の反射を完全に防止する観
点からＡ／Ｂ＝１とすることが好ましい。
ける超音波の反射を防止するために上層と下層の音響イ
ンピーダンスを略等しくする。この調整は、上層のシリ
コーンゴムの音響インピーダンスをＡとし、下層のシリ
コーンゴムの音響インピーダンスをＢとした場合に、Ａ
／Ｂ＝０．９７〜１．０３の範囲となるように下層のシ
リコーンゴムにシリカを含有させることにより容易に行
うことができる。特に超音波の反射を完全に防止する観
点からＡ／Ｂ＝１とすることが好ましい。
【００１３】本発明に使用するシリコーンゴムは特に限
定されるものではなく、公知のシリコーンゴムを適宜選
択して使用することができる。シリコーンゴムは有機基
としてメチル基及びビニル基を有するポリオルガノシロ
キサンのベースポリマーにシリカを配合し、硬化させる
ことにより容易に得ることができる。
定されるものではなく、公知のシリコーンゴムを適宜選
択して使用することができる。シリコーンゴムは有機基
としてメチル基及びビニル基を有するポリオルガノシロ
キサンのベースポリマーにシリカを配合し、硬化させる
ことにより容易に得ることができる。
【００１４】上記の硬化法としては、重合度５，０００
〜１０，０００のベースポリマー（ミラブル型シリコー
ンゴム）に有機過酸化物を作用させる方法又は重合度５
０〜２，０００のベースポリマー（液状シリコーンゴ
ム）とポリオルガノハイドロジェンシロキサンとを白金
触媒の存在下に反応させる方法等を挙げることができ
る。
〜１０，０００のベースポリマー（ミラブル型シリコー
ンゴム）に有機過酸化物を作用させる方法又は重合度５
０〜２，０００のベースポリマー（液状シリコーンゴ
ム）とポリオルガノハイドロジェンシロキサンとを白金
触媒の存在下に反応させる方法等を挙げることができ
る。
【００１５】本発明において使用するシリカは、音響イ
ンピーダンスを調整し或いは減衰率を大きくする観点か
ら、乾式シリカ、湿式シリカ、石英粉末等を使用するこ
とが好ましい。特に、上層に含有させるシリカは、シリ
コーンポリマーとシリカの界面における超音波の反射を
防止する観点から０．５〜５μｍの粒子径のシリカを使
用する。又、下層に含有させるシリカは、超音波の減衰
率を上層より大きくする観点から２５〜５０μｍの粒子
径のものを使用する。
ンピーダンスを調整し或いは減衰率を大きくする観点か
ら、乾式シリカ、湿式シリカ、石英粉末等を使用するこ
とが好ましい。特に、上層に含有させるシリカは、シリ
コーンポリマーとシリカの界面における超音波の反射を
防止する観点から０．５〜５μｍの粒子径のシリカを使
用する。又、下層に含有させるシリカは、超音波の減衰
率を上層より大きくする観点から２５〜５０μｍの粒子
径のものを使用する。
【００１６】下層ではシリコーンポリマーとシリカの界
面において超音波の反射が生じるため上層と下層の界面
において超音波の反射が生じることとなるが、反射され
た超音波は上層によって吸収されるので、再度水中に伝
播することがなく、吸音材全体の減衰率を大きくするこ
とができる。
面において超音波の反射が生じるため上層と下層の界面
において超音波の反射が生じることとなるが、反射され
た超音波は上層によって吸収されるので、再度水中に伝
播することがなく、吸音材全体の減衰率を大きくするこ
とができる。
【００１７】シリカをシリコーンゴムに含有させる方法
は、硬化反応をさせる前にベースポリマーに添加し混合
すること等によって容易に行うことができる。本発明の
吸音材は、ベースポリマーとしてミラブル型シリコーン
ゴムを使用した場合には、前記ベースポリマーにシリカ
及び必要に応じてアルコキシシラン、シロキサン類等の
湿潤剤或いはその他の添加剤を加えて混練した後、有機
過酸化物等の架橋剤を加えて混合し、押し出し成形等に
よってシート状に成形して室温で硬化させることにより
容易に得ることができる。
は、硬化反応をさせる前にベースポリマーに添加し混合
すること等によって容易に行うことができる。本発明の
吸音材は、ベースポリマーとしてミラブル型シリコーン
ゴムを使用した場合には、前記ベースポリマーにシリカ
及び必要に応じてアルコキシシラン、シロキサン類等の
湿潤剤或いはその他の添加剤を加えて混練した後、有機
過酸化物等の架橋剤を加えて混合し、押し出し成形等に
よってシート状に成形して室温で硬化させることにより
容易に得ることができる。
【００１８】一方、ベースポリマーとして前記の液状シ
リコーンゴムを使用した場合には、前記ベースポリマー
にシリカ及びビニル基含有シリコーンレジン等の補強剤
或いはその他の添加剤を加えて混練した後、白金触媒等
の触媒を添加して混合し、上記同様にシート状に成形し
て加熱硬化させることにより、本発明の吸音材を得るこ
とができる。又、上下２層構造とすることは、下層をシ
ート状に成形して硬化させた後、更に、該下層の上に上
層をシート状に成形させて硬化させることにより、接着
剤を使用することなく、容易に行うことができる。
リコーンゴムを使用した場合には、前記ベースポリマー
にシリカ及びビニル基含有シリコーンレジン等の補強剤
或いはその他の添加剤を加えて混練した後、白金触媒等
の触媒を添加して混合し、上記同様にシート状に成形し
て加熱硬化させることにより、本発明の吸音材を得るこ
とができる。又、上下２層構造とすることは、下層をシ
ート状に成形して硬化させた後、更に、該下層の上に上
層をシート状に成形させて硬化させることにより、接着
剤を使用することなく、容易に行うことができる。
【００１９】上記の如く、上層と下層の間に接着剤を使
用しない場合には、接着剤層と上層等との界面における
超音波の反射が生じない。本発明においては、吸音材と
しての減衰率を大きくするという観点から、上層と下層
の厚さの比（上層／下層）を０．２〜１となるようにす
ることが好ましい。
用しない場合には、接着剤層と上層等との界面における
超音波の反射が生じない。本発明においては、吸音材と
しての減衰率を大きくするという観点から、上層と下層
の厚さの比（上層／下層）を０．２〜１となるようにす
ることが好ましい。
【００２０】
【発明の効果】本発明の吸音材は、各層が異なる粒子径
のシリカを含有するシリコンゴムからなる２層構造を有
しているので、音響インピーダンスが水に近い上水槽内
における超音波の減衰率を極めて大きくすることができ
る。
のシリカを含有するシリコンゴムからなる２層構造を有
しているので、音響インピーダンスが水に近い上水槽内
における超音波の減衰率を極めて大きくすることができ
る。
【００２１】
【実施例】以下に本発明を実施例によって更に詳述する
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、添加量を示す「部」は「重量部」を示す。
が、本発明はこれによって限定されるものではない。
尚、添加量を示す「部」は「重量部」を示す。
【００２２】実施例１．分子鎖両末端がジメチル基で封
鎖されていると共に、粘度が６００ｃｐであり、ビニル
基含有量が０．０１５ｍｏｌ／１００ｇであるジメチル
ポリシロキサン９６部に、分子鎖両末端がトリメチルシ
リル基で封鎖されていると共にハイドロジェン基含有量
が０．００５ｍｏｌ／ｇのメチルハイドロジェンポリシ
ロキサン４部を混合してベース材を調整した。
鎖されていると共に、粘度が６００ｃｐであり、ビニル
基含有量が０．０１５ｍｏｌ／１００ｇであるジメチル
ポリシロキサン９６部に、分子鎖両末端がトリメチルシ
リル基で封鎖されていると共にハイドロジェン基含有量
が０．００５ｍｏｌ／ｇのメチルハイドロジェンポリシ
ロキサン４部を混合してベース材を調整した。
【００２３】得られたベース材１００部に平均粒子径
１．４μｍの石英粉末１３１部（５６．７重量％）を加
え、混練して上層用のベースコンパウンドを調製した。
更に、前記ベース材１００部に平均粒子径３４．５μｍ
の石英粉末１１９部（５４．３重量％）を加え、混練し
て下層用のベースコンパウンドを調製した。
１．４μｍの石英粉末１３１部（５６．７重量％）を加
え、混練して上層用のベースコンパウンドを調製した。
更に、前記ベース材１００部に平均粒子径３４．５μｍ
の石英粉末１１９部（５４．３重量％）を加え、混練し
て下層用のベースコンパウンドを調製した。
【００２４】得られた下層用のベースコンパウンド及び
上層用のベースコンパウンドの各々に白金触媒を添加し
て混合した後、各々のベースコンパンドを真空容器に入
れ、減圧脱泡して各々の成形用コンパウンドを調製し
た。次いで、得られた下層用の成形コンパウンドを縦１
００ｍｍ、横１００ｍｍ及び深さ３ｍｍの金型に注入
し、１２０℃で５分間プレスしてシート状に成形した。
上層用のベースコンパウンドの各々に白金触媒を添加し
て混合した後、各々のベースコンパンドを真空容器に入
れ、減圧脱泡して各々の成形用コンパウンドを調製し
た。次いで、得られた下層用の成形コンパウンドを縦１
００ｍｍ、横１００ｍｍ及び深さ３ｍｍの金型に注入
し、１２０℃で５分間プレスしてシート状に成形した。
【００２５】次いで、得られたゴムシートを縦１００ｍ
ｍ、横１００ｍｍ及び深さ４ｍｍの金型の中に置き、そ
の上から上層用の成形コンパウンドを注入して、再度１
２０℃で１５分間プレスし成形した後、１５０℃で１時
間加熱硬化させて２層構造のゴムシートからなる吸音材
を作製した。
ｍ、横１００ｍｍ及び深さ４ｍｍの金型の中に置き、そ
の上から上層用の成形コンパウンドを注入して、再度１
２０℃で１５分間プレスし成形した後、１５０℃で１時
間加熱硬化させて２層構造のゴムシートからなる吸音材
を作製した。
【００２６】３０℃における上層と下層の密度をＪＩＳ
Ｃ−２１２３に従って求め、次に３０℃における上層と
下層の音速を音速測定装置（シングアラウンド式音速測
定装置ＵＶＭ−２型：超音工業株式会社製の商品名）に
よって測定し、得られた密度と音速の積から上層と下層
の音響インピーダンスを求めたところ、上層は１．５１
×１０6 （Ｋｇ／ｍ2 ・秒）下層は１．５０×１０
6 （Ｋｇ／ｍ2 ・秒）であった。
Ｃ−２１２３に従って求め、次に３０℃における上層と
下層の音速を音速測定装置（シングアラウンド式音速測
定装置ＵＶＭ−２型：超音工業株式会社製の商品名）に
よって測定し、得られた密度と音速の積から上層と下層
の音響インピーダンスを求めたところ、上層は１．５１
×１０6 （Ｋｇ／ｍ2 ・秒）下層は１．５０×１０
6 （Ｋｇ／ｍ2 ・秒）であった。
【００２７】次に、水槽中に３０℃の水を満たし、超音
波発振器（ファンクションゼネレータ・ＦＧ−３５０：
岩通電子株式会社製の商品名）によって水中で５ＭＨｚ
の超音波を発生させ、超音波が吸音材を透過する前と後
の超音波の振幅の大きさを超音波受振器（オシロスコー
プ・ＶＰ−５２０４Ａ：松下電器産業株式会社製の商品
名）により測定したところ、３０℃の水中における超音
波の減衰率は−１．９ｄｂ／ｍｍ／ＭＨｚであった。
波発振器（ファンクションゼネレータ・ＦＧ−３５０：
岩通電子株式会社製の商品名）によって水中で５ＭＨｚ
の超音波を発生させ、超音波が吸音材を透過する前と後
の超音波の振幅の大きさを超音波受振器（オシロスコー
プ・ＶＰ−５２０４Ａ：松下電器産業株式会社製の商品
名）により測定したところ、３０℃の水中における超音
波の減衰率は−１．９ｄｂ／ｍｍ／ＭＨｚであった。
【００２８】比較例１．実施例１で調製した上層用の成
形コンパウンドを、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ及び深
さ４ｍｍの金型に注入し、１２０℃で１５分間プレスし
てシート状に成形した。得られたシートを更に１５０℃
で１時間加熱硬化させてシリコーンゴムシートを得た。
得られたシリコーンゴムシートについて、実施例１と全
く同様にして減衰率を測定したところ、−０．８ｄｂ／
ｍｍ／ＭＨｚであった。
形コンパウンドを、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ及び深
さ４ｍｍの金型に注入し、１２０℃で１５分間プレスし
てシート状に成形した。得られたシートを更に１５０℃
で１時間加熱硬化させてシリコーンゴムシートを得た。
得られたシリコーンゴムシートについて、実施例１と全
く同様にして減衰率を測定したところ、−０．８ｄｂ／
ｍｍ／ＭＨｚであった。
Claims (3)
- 【請求項１】 上下２層に積層したシリコーンゴムから
なる水中超音波吸収材であって、上層と下層の音響イン
ピーダンスが略同一であると共に、上層のシリコーンゴ
ムの超音波減衰率が下層のシリコーンゴムの超音波減衰
率より小さいことを特徴とする水中超音波吸収材。 - 【請求項２】 上層が、粒子径０．５〜５μｍのシリカ
を５０〜６５重量％含有するシリコーンゴムである請求
項１に記載の水中超音波吸収材。 - 【請求項３】 下層が、粒子径２５〜５０μｍのシリカ
を５０〜６５重量％含有するシリコーンゴムである請求
項１又は２に記載の水中超音波吸収材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232188A JP2552968B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 水中超音波吸収材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232188A JP2552968B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 水中超音波吸収材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0550560A JPH0550560A (ja) | 1993-03-02 |
| JP2552968B2 true JP2552968B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16935383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232188A Expired - Lifetime JP2552968B2 (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 水中超音波吸収材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2552968B2 (ja) |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP3232188A patent/JP2552968B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0550560A (ja) | 1993-03-02 |
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