JPH0772836B2 - Method for manufacturing acoustic wave absorber - Google Patents
Method for manufacturing acoustic wave absorberInfo
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- JPH0772836B2 JPH0772836B2 JP60255423A JP25542385A JPH0772836B2 JP H0772836 B2 JPH0772836 B2 JP H0772836B2 JP 60255423 A JP60255423 A JP 60255423A JP 25542385 A JP25542385 A JP 25542385A JP H0772836 B2 JPH0772836 B2 JP H0772836B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 比較的硬い材質のポリマーに対して比較的軟らかい材質
のポリマーを海島の状態に、しかも、該第２のポリマー
によって無機粉末の粒子が包含されて硬化されるように
し、或る程度の硬度が得られ、かつ、音波の減衰の大き
な音波吸収体を製造するようにしたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] A polymer of a relatively soft material is made into a sea-island state relative to a polymer of a relatively hard material, and particles of an inorganic powder are included and cured by the second polymer. In this way, a sound wave absorber having a certain degree of hardness and a large sound wave attenuation is manufactured.
本発明は超音波が発生する装置などから外部に超音波が
放射されないように覆う構造体として、または、トラン
スデューサ素子の音波放射側の反対側に固着されるバッ
キング層として用いられる音波吸収体の製造方法に係
り、特に、無機粉末が分散される母材は硬い材質のポリ
マーと軟らかい材質のポリマーとの混合体を硬化させる
ようにした音波吸収体の製造方法に関する。INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to the production of a sound wave absorber used as a structure for covering a device to generate ultrasonic waves so as not to radiate the ultrasonic wave to the outside, or as a backing layer fixed to the opposite side of the transducer element from the sound wave radiating side. More particularly, the present invention relates to a method for producing a sound wave absorber in which a matrix in which an inorganic powder is dispersed cures a mixture of a polymer made of a hard material and a polymer made of a soft material.
例えば、超音波診断装置などに用いられる超音波探触子
は、一般的にトランスデューサ素子の音波放射側には被
検体の媒体との整合をとるための音響整合層が形成さ
れ、その反対側には不要な音波を吸収するための音波吸
収体によるバッキング層が形成されている。For example, in an ultrasonic probe used in an ultrasonic diagnostic apparatus or the like, an acoustic matching layer for matching with a medium of a subject is generally formed on the sound wave emitting side of a transducer element, and the acoustic matching layer is formed on the opposite side. Has a backing layer formed of a sound wave absorber for absorbing unnecessary sound waves.
このようなバッキング層に用いられる音波吸収体として
は超音波の良好な応答特性を得るには、音波の減衰率α
を大にし、音響インピーダンスＺをトランスデューサ素
子の変換効率とパルス幅を最適にするようすることが重
要である。As a sound absorber used for such a backing layer, in order to obtain good response characteristics of ultrasonic waves, the sound wave attenuation factor α
It is important to make the acoustic impedance Z large and optimize the conversion efficiency and pulse width of the transducer element.
このような音響インピーダンスＺを合わせることはタン
グステンや酸化鉄あるいは酸化タングステン粉末のよう
な真比重の大きな粉末を樹脂などの母材に分散させるこ
とで行うことができる。Such matching of the acoustic impedance Z can be performed by dispersing powder having a large true specific gravity such as tungsten, iron oxide, or tungsten oxide powder in a base material such as resin.
しかし、このような構成では音響インピーダンスＺを合
わせることは、容易であるが、音波の減衰率αを大にす
ることは困難である。そこで、音波の減衰率αを大きく
することはバッキング層の厚さを厚くすること、また
は、母材を軟質化することで、大きくすることが行われ
ているが、バッキング層を厚くすることは超音波探触子
の外形を大きくし、また、母材を軟質化することは加工
精度が悪くなり、いづれの場合でも好ましくない。However, in such a configuration, it is easy to match the acoustic impedance Z, but it is difficult to increase the sound wave attenuation rate α. Therefore, increasing the attenuation factor α of the sound wave is performed by increasing the thickness of the backing layer or by softening the base material, but it is not possible to increase the thickness of the backing layer. Enlarging the outer shape of the ultrasonic probe and softening the base material deteriorates the processing accuracy and is not preferable in any case.
したがって、厚さを厚くしたり、母材を軟質化したりす
ることなく音波の減衰率αを大にすることが望まれてい
る。Therefore, it is desired to increase the attenuation rate α of sound waves without increasing the thickness or softening the base material.
このように音波吸収体は、一般的に、比較的に軟質体で
あったり、内部に空気孔が形成されており、機械的強度
の圧縮強さおよび曲げ強さなどが小さくなるため、特
に、構造体として用いられる場合は、これらの機械的強
度の向上が要求されている。As described above, the sound wave absorber is generally a relatively soft body or has air holes formed therein, so that the compressive strength and bending strength of the mechanical strength are reduced, When used as a structure, it is required to improve their mechanical strength.
従来は第４図の従来の説明図のように製造されていた。
第４図の（ａ）は製造工程の説明図，（ｂ）は音波吸収
体の断面図である。Conventionally, it was manufactured as shown in the conventional explanatory view of FIG.
4A is an explanatory view of the manufacturing process, and FIG. 4B is a sectional view of the sound wave absorber.
（ａ）に示すように、タングステン粉末などの無機粉末
４の粒子の表面にゴムなどの弾性部材10をコーテイング
12を行い、弾性部材10による被膜を有する粒子を形成す
る。更に、この粒子を樹脂材11に混入撹拌13を行うこと
で無機粉末４を分散させて硬化14を行うことで製造が行
われていた。As shown in (a), an elastic member 10 such as rubber is coated on the surface of the particles of the inorganic powder 4 such as tungsten powder.
Step 12 is carried out to form particles having a coating by the elastic member 10. Further, the production was carried out by mixing the particles into the resin material 11 and stirring 13 to disperse the inorganic powder 4 and cure 14.
このように製造することで（ｂ）に示すように樹脂材11
には弾性部材10の被膜を形成した所定量の無機粉末４が
分散されて構成されていた。By manufacturing in this way, as shown in FIG.
Was formed by dispersing a predetermined amount of the inorganic powder 4 on which the coating of the elastic member 10 was formed.
このような構成では、無機粉末４の粒子が弾性部材10の
被膜によって覆われているため、矢印A1の音波は粒子に
当接することでその振動エネルギーが樹脂材11と弾性部
材11の被膜との界面および被膜と粒子との界面のそれぞ
れの２つの箇所によって摩擦熱となって吸収される。In such a configuration, since the particles of the inorganic powder 4 are covered with the film of the elastic member 10, the sound wave of the arrow A1 comes into contact with the particles, so that the vibration energy is generated between the resin material 11 and the film of the elastic member 11. Friction heat is absorbed by the two points at the interface and the interface between the coating and the particles.
従って、一部が吸収され摩擦熱になり弱められた音波が
反射し、その反射波がA11,A12とつぎつぎ反射され音波
の減衰率αが高められるように配慮されている。Therefore, consideration is given so that the sound waves weakened by being partly absorbed and turned into frictional heat are reflected, and the reflected waves are reflected one after another from A11 and A12 to increase the attenuation rate α of the sound waves.
しかし、このような製造では、無機粉末の混入量には限
界があり、前述のインピーダンスＺを広範囲に設定する
ことはできない問題を有していた。However, in such manufacturing, there is a limit to the amount of the inorganic powder mixed in, and there is a problem that the above-mentioned impedance Z cannot be set in a wide range.
また、無機粉末のそれぞれの粒子に弾性部材をコーテイ
ングすることにより、被膜を形成する作業が困難となる
問題を有していた。Further, there is a problem in that the work of forming a coating becomes difficult by coating each particle of the inorganic powder with the elastic member.
第１図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.
第１図に示すように、母材は硬化後ゴム硬度シヨアＤが
70以上となる第１のポリマー（１）と、第１のポリマー
（１）より極性が小さく硬化後ゴム硬度シヨアＤが60以
下となる第２のポリマー（２）とを混合させて、第１の
ポリマー（１）の海中に第２のポリマー（２）が微小単
位に分離して島状を形成した混合体（３）を作成し、こ
の混合体（３）に真比重が２以上で、かつ粒径が0.3μ
ｍ〜100μｍの無機粉末（４）を混入撹拌（５）させ、
該混入撹拌（５）後該第２のポリマー液（２）が該無機
粉末（４）の粒子を包含して粒状またはモザイク状にな
るよう硬化（６）をさせるようにしたものである。As shown in FIG. 1, the base material has a rubber hardness shear D after curing.
A first polymer (1) having a ratio of 70 or more is mixed with a second polymer (2) having a polarity smaller than that of the first polymer (1) and having a rubber hardness shear D after curing of 60 or less, and the first polymer (1) is mixed. The second polymer (2) is separated into minute units in the sea of the polymer (1) to prepare an island-shaped mixture (3), and the true specific gravity of the mixture (3) is 2 or more, And the particle size is 0.3μ
Inorganic powder (4) of m to 100 μm is mixed and stirred (5),
After the mixing and stirring (5), the second polymer liquid (2) is hardened (6) so as to include the particles of the inorganic powder (4) into a granular or mosaic shape.
このような製造方法によって前述の問題点は解決され
る。The above-mentioned problems are solved by such a manufacturing method.
即ち、第２のポリマーの方が第１のポリマーより極性が
小さいので、あくまでも両者は分離したままの混合状態
にあり、混合比率を選ぶことにより、第１のポリマーの
海中に微小単位に分離して島状に第２のポリマーを分散
形成させることができる。更に、この混合体に殆ど極性
が無いか小さい極性の無機粉末を混入し、撹拌すれば、
同じ極性の小さい第２のポリマーの島状に無機粉末の粒
子はどんどん入り込み、第１のポリマーの海中には単独
では無機粉末が存在しない状態にし得る。これにより、
前記従来例の製造方法より多量の無機粉末を分散させる
ことが出来る。更に、カプリング剤によって無機粉末を
表面処理することにより、無極性となり、極性の小さい
第２のポリマーにより入り易くし、多量に分散させるこ
とができ、音波減衰量を高めることができる。That is, since the second polymer has a smaller polarity than the first polymer, the two remain in a mixed state in which they are separated from each other, and by selecting the mixing ratio, the first polymer is separated into minute units in the sea. The second polymer can be dispersed and formed in an island shape. Furthermore, if this mixture is mixed with an inorganic powder having little or little polarity and stirred,
The particles of the inorganic powder are steadily entering the islands of the second polymer having the same small polarity, and the inorganic powder alone may not exist in the sea of the first polymer. This allows
It is possible to disperse a large amount of inorganic powder as compared with the conventional manufacturing method. Further, by surface-treating the inorganic powder with a coupling agent, it becomes non-polar and can be more easily incorporated into the second polymer having a small polarity, and can be dispersed in a large amount, and the sound wave attenuation can be increased.
したがって、所定の硬度と強度を有し、また、音波の減
衰率αの高い音波吸収体を形成することができる。Therefore, it is possible to form a sound wave absorber having a predetermined hardness and strength and a high sound wave attenuation rate α.
以下本発明を第２図によって詳細に説明する。第２図の
（ａ）（ｂ）は本発明による一実施例の製造工程図であ
る。全図を通じ、同一符号は同一対象物を示す。The present invention will be described in detail below with reference to FIG. 2 (a) and 2 (b) are manufacturing process diagrams of one embodiment according to the present invention. Throughout the drawings, the same reference numerals denote the same objects.
（ａ）に示すように第１のポリマー１としてエポキシ樹
脂20を用い、第２のポリマー２としてはポリブタジエン
21に10％のマレイン酸変成22を行ったものを用い、80g
のエポキシ樹脂20に対して20gのポリブタジエン21を混
合した混合液23を形成し、この混合液に対して、更に、
無機粉末４として粒径２μｍのタングステン粉末24を20
0g混入させ撹拌25を行う。As shown in (a), epoxy resin 20 is used as the first polymer 1, and polybutadiene is used as the second polymer 2.
80 g of 21 with 10% maleic acid modification 22
Formed a mixed liquid 23 in which 20 g of polybutadiene 21 was mixed with the epoxy resin 20 of, and further, with respect to this mixed liquid,
Tungsten powder 24 having a particle size of 2 μm is used as the inorganic powder 4.
Mix 0 g and stir 25.
この撹拌25により不均一混合体が形成され、硬化26を行
うことで製造することができる。The stirring 25 forms a heterogeneous mixture, and curing 26 can be carried out to manufacture.
この場合の部材の内部には約３μｍのポリブタジエン21
の島が形成され、特性はゴム硬度シヨアＤは87となり、
音波の減衰率は3.2dB/mmMHzとなる。In this case, the inside of the member is about 3 μm of polybutadiene 21.
Islands are formed, and the characteristics are 87 for rubber hardness and D.
The sound wave attenuation rate is 3.2 dB / mmMHz.
この特性は、単にエポキシ樹脂にタングステン粉末を混
合して硬化した部材と比較すると硬度はほぼ同じで、ま
た、減衰率は約２倍となる。This characteristic is that the hardness is almost the same as that of the member obtained by simply mixing the epoxy resin with the tungsten powder and curing, and the attenuation rate is about double.
更に、このよな製造工程に於いて（ｂ）に示すように、
タングステン粉末24に対して混入，撹拌の前にメチルト
リエトキシシラン液またはイソプロピルトリイソステア
ロイルチタネート液などのカプリング剤によって表面処
理27を施すと粉末の粒子24の疏水性が促進され、硬化し
た部材の各島にはそれぞれタングステン粉末の粒子を確
実に分散させることができる。Further, in such a manufacturing process, as shown in (b),
When the surface treatment 27 is applied to the tungsten powder 24 with a coupling agent such as a methyltriethoxysilane liquid or an isopropyltriisostearoyl titanate liquid before mixing and stirring, the hydrophobicity of the powder particles 24 is promoted and the hardened member The particles of the tungsten powder can be surely dispersed in each island.
したがって（ａ）より更に減衰率αの向上が期待でき
る。Therefore, further improvement of the attenuation rate α can be expected compared to (a).
このように第１のポリマー１としては、エポキシ樹脂，
アクリル樹脂，ポリイミド，ジアリルフタレート樹脂な
どを用いることが可能で、硬化後ゴム硬度シヨアＤが70
以上であれば良い。Thus, as the first polymer 1, epoxy resin,
Acrylic resin, polyimide, diallyl phthalate resin, etc. can be used, and the rubber hardness after curing is 70.
If it is above, it is good.
また、第２のポリマー２としては、第１のポリマー１と
同じ樹脂材で、硬化後ゴム硬度シヨアＤが60以下の材質
および反応性可塑剤，ゴムなどを用いることが可能で、
更に、ポリウレタン，ポリスチレン，所定のシリコーン
ゴムなどの適用も可能である。Further, as the second polymer 2, it is possible to use the same resin material as the first polymer 1, a material having a rubber hardness shear D after curing of 60 or less, a reactive plasticizer, rubber, and the like,
Furthermore, application of polyurethane, polystyrene, predetermined silicone rubber, etc. is also possible.
したがって、第１と第２のポリマー1,2の組合せは非常
に多くなるが、いづれの場合でも第１のポリマー１の中
に第２のポリマー２の１μｍ〜100μｍの微小単位の分
離が起きていることが重要である。Therefore, the number of combinations of the first and second polymers 1 and 2 is very large, but in any case, the separation of minute units of 1 μm to 100 μm of the second polymer 2 occurs in the first polymer 1. Is important.
このような製造によって第３図の本発明の音波吸収体の
断面図に示す海島の構造を形成することができ、海に相
当する第１のポリマー１の硬化による硬度を損なうこと
なく、島に相当する第２のポリマー２によって音波減衰
が得られるようにすることができる。By such manufacturing, the structure of the sea island shown in the cross-sectional view of the sound absorber of the present invention in FIG. 3 can be formed, and the island can be formed without impairing the hardness due to the hardening of the first polymer 1 corresponding to the sea. Acoustic attenuation can be provided by the corresponding second polymer 2.
また、タングステン粉末などの無機粉末４の分散は従来
の被膜を形成して行う場合に比較して分散密度を高める
ことが容易となり、更に、均一な分散が行え品質の向上
が得られる利点がある。Dispersion of the inorganic powder 4 such as tungsten powder makes it easier to increase the dispersion density as compared with the case where a conventional coating is formed, and further there is an advantage that uniform dispersion can be performed and quality can be improved. .
以上説明したように、本発明によれば、硬度の高い、し
かも、音波の減衰率の大きいものを製造することができ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to manufacture a product having a high hardness and a large sound wave attenuation factor.
したがって、機械的強度が得られるため、構造体として
の使用が可能となり、また、加工性の向上が図れ、更
に、安価で品質の良い音波吸収体を得ることができ、実
用的効果は大である。Therefore, since mechanical strength can be obtained, it can be used as a structure, the workability can be improved, and an inexpensive and high-quality sound wave absorber can be obtained, which has a large practical effect. is there.
第１図は本発明の原理説明図， 第２図の（ａ）（ｂ）は本発明による一実施例の製造工
程図， 第３図は本発明の音波吸収体の断面図， 第４図は従来の説明図で（ａ）は製造工程の説明図，
（ｂ）は音波吸収体の断面図を示す。 図において、 １は第１のポリマー,2は第２のポリマー， ３は混合体,4は無機粉末， ５は混入撹拌,6は硬化， ７は表面処理を示す。FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of the present invention, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are manufacturing process diagrams of an embodiment according to the present invention, and FIG. 3 is a sectional view of a sound wave absorber of the present invention, FIG. Is a conventional explanatory diagram, (a) is an explanatory diagram of the manufacturing process,
(B) shows a sectional view of the sound wave absorber. In the figure, 1 is the first polymer, 2 is the second polymer, 3 is a mixture, 4 is an inorganic powder, 5 is mixing agitation, 6 is curing, and 7 is surface treatment.
Claims (2)
により形成され、超音波の伝播を減衰させる音波吸収体
の製造方法であって、 前記母材は硬化後ゴム硬度ショアＤが70以上となる第１
のポリマーと、該第１のポリマーより極性が小さく硬化
後ゴム硬度ショアＤが60以下となる第２のポリマーとを
混合させて、第１のポリマーの海中に第２のポリマーが
微小単位に分離して島状を形成した混合体を作成し、 該混合体に真比重が２以上で、かつ、粒径が0.3μｍ〜1
00μｍの前記無機粉末を混入撹拌させ、 該混入撹拌後該第２のポリマーが該無機粉末の粒子を包
含して粒状またはモザイク状になるよう硬化をさせるこ
とを特徴とする音波吸収体の製造方法。1. A method of manufacturing a sound wave absorber which is formed by dispersing a predetermined amount of inorganic powder in a base material and attenuates the propagation of ultrasonic waves, wherein the base material has a rubber hardness Shore D of 70 after curing. The first above
And a second polymer having a polarity less than that of the first polymer and having a rubber hardness Shore D of 60 or less after curing, are mixed to separate the second polymer into minute units in the sea of the first polymer. To form an island-shaped mixture, and the mixture has a true specific gravity of 2 or more and a particle size of 0.3 μm to 1 μm.
A method for producing a sound wave absorber, characterized in that the inorganic powder having a particle diameter of 00 μm is mixed and stirred, and after the mixing and stirring, the second polymer is hardened so as to include particles of the inorganic powder to form a granular or mosaic shape. .
よびチタネート系カプリング剤による表面処理が施され
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の音波吸
収体の製造方法。2. The method for producing a sound wave absorber according to claim 1, wherein the inorganic powder is surface-treated with a silanol coupling agent and a titanate coupling agent.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60255423A JPH0772836B2 (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Method for manufacturing acoustic wave absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60255423A JPH0772836B2 (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Method for manufacturing acoustic wave absorber |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62115198A JPS62115198A (en) | 1987-05-26 |
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