JP2001060090A - 防音材の製造方法 - Google Patents
防音材の製造方法Info
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- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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Abstract
音材を製造する。 【構成】繊維状バインダとその上下側のチップ状の固形
物とのサンドイッチ状の3層集積体を圧縮状態で拘束し
つつ、掻取り用突起部材を用いて少量ずつ掻取ることに
より、解繊された繊維状バインダとチップ状の固形物と
を細かくかつ極めて均一に混合分散させ、これを防音材
の加熱成形に供する。
Description
関し、更に詳しくは、主として軽量材質のチップ状固形
物からなる原材料と熱可塑性の繊維状バインダとを混合
し、混合された処理材を加熱プレスして、繊維状バイン
ダの熱溶融によりチップ状固形物を互いに結着させると
共に防音材を成形する方式の、防音材の製造方法に関す
る。
の廃材よりなる非金属性シュレッダーダストを原材料と
してリサイクルする防音材、又、用途の面からは、例え
ばダッシュサイレンサーやフロアサイレンサー等の車両
用途に用いる防音材、等に特に好ましく適用される。
自動車用ダッシュサイレンサー,フロアサイレンサー等
の防音材を製造するための有力な技術の一つとして、軽
量材質のチップ状固形物からなる原材料と熱可塑性の繊
維状バインダとを混合して加熱プレスする方法がある。
て、例えば車両の廃材より抽出された非金属性シュレッ
ダーダストを有効に利用する場合には、経済的であると
共に材料リサイクルの観点からも有意義である。
状複合材料とその製造方法」においては、シュレッダー
ダストに由来するウレタン,プラスチック,ゴム等の軽
量材質のチップ状固形物を、繋ぎ材としての繊維状熱可
塑性樹脂と混合し、この混合物を加熱、固化して所定形
状の固形体とする複合材料二次加工体の製造方法が開示
されている。
出願人の出願に係る特願平10−589号の願書に添付
した明細書では、チップ状固形物と熱可塑性の繊維状バ
インダとの集合体を圧縮状態に拘束して、これを少量ず
つ掻取る解繊混合処理により両者を良好に混合させ、繊
維状バインダの熱溶融によりチップ状固形物を互いに結
着させる防音材の製造方法を提案している。
形物からなる原材料を熱可塑性の繊維状バインダで良好
に結着させ、しかも防音材の各部分において均一な材質
を維持するためには、チップ状固形物と繊維状バインダ
とが互いに細かくかつ均一に分散して混合されている事
が要求される。
された技術は、発明の主眼が「各種チップ状固形物のサ
イズや嵩密度を管理して、シュレッダーダストに処理上
の一様性を与える」と言う点にあり、「チップ状固形物
と繊維状バインダとを互いに細かく均一に分散して混合
する」と言う要求に関しては、特段に注目すべき技術を
開示していない。
添付した明細書に記載された防音材の製造方法は、繊維
状バインダの細かい解繊と、そのチップ状固形物との混
合が、同時にしかも少量ずつ行われるために、両者を互
いに細かくかつ均一に分散して混合させる点で、優れた
効果が得られる。
の出願後、本願発明者が更に研究を進めた結果、繊維状
バインダがチップ状固形物に比較して著しく比重が小さ
い点から、圧縮状態に拘束して掻取り処理に供されるチ
ップ状固形物と繊維状バインダとの集合体の供給形態
に、更に工夫の余地があることを見出した。
性の繊維状バインダを介して互いに結着させる方式の防
音材の製造方法において、チップ状固形物と繊維状バイ
ンダとを一層理想的に細かく均一に分散・混合させ得る
技術を提供することを、その解決すべき課題とする。
の本発明の構成は、主として軽量材質のチップ状固形物
からなる原材料と熱可塑性の繊維状バインダとを混合し
て処理材とする混合工程と、処理材を加熱プレスして繊
維状バインダの熱溶融によりチップ状固形物を互いに結
着させると共に防音材のプレス成形を行う成形工程とを
含む防音材の製造方法において、前記混合工程は、チッ
プ状固形物を上下層とし繊維状バインダを中間層とする
積層体を圧縮状態に拘束しつつ、掻取り用突起部材によ
り少量ずつ掻取る解繊混合処理を含む、防音材の製造方
法である。
て、圧縮状態に拘束されたチップ状固形物と繊維状バイ
ンダとの積層体を準備し、掻取り用突起部材を用いて積
層体を少量ずつ掻取ると、その掻取りの度に、少量の繊
維状バインダが強制的に千切られて細かく解繊された状
態で掻取られ、これと同時に少量のチップ状固形物も掻
取られるために、個々のチップ状固形物に対して解繊さ
れた繊維状バインダがまとわり着く状態となる。
これを「解繊混合処理材」と言う)においては、個々の
チップ状固形物に解繊された繊維状バインダがまとわり
着いた状態で、両者が細かくかつ均一に分散して混合し
ている。
バインダとは、著しく比重の小さい繊維状バインダを中
間層とし、その上下層をチップ状固形物とした積層体と
して供給されるので、掻取られたチップ状固形物と繊維
状バインダとが、比重差による分布密度の勾配を生ずる
ことなく、極めて均一に分散して混合される。
(a)は解繊混合処理前のチップ状固形物1と繊維状バ
インダ2との積層体を示し、繊維状バインダ2は解繊さ
れていてシート状の中間層2aを構成し、その上下両側
にはチップ状固形物1からなる上下層1aが構成されて
いる。これらの中間層2a及び上下層1aは、実際には
密に圧縮された状態に拘束されて掻取られる。
し、掻取り処理により中間層2aの繊維状バインダ2が
強制的に細かく解繊されると共に、これが上下層1aを
構成していたチップ状固形物1に個々にまとわり着き、
両者が極めて細かくかつ均一に分散混合している。
供することにより、設計通りの防音性能、強度、保形性
等を備え、かつ部分毎に設計外の品質のバラツキを伴わ
ない防音材を製造することができる。
状固形物と繊維状バインダとが、繊維状バインダの未解
繊シートの上にチップ状固形物が散布された2層構造の
集合物であったとした場合でも、チップ状固形物と繊維
状バインダの両者は細かく均一に分散混合されるが、こ
の場合には繊維状バインダの上側層を構成するチップ状
固形物が存在しないために、その均一な分散混合の程度
は図1(a)に示す積層体の場合には及ばない。
量材質のチップ状固形物からなる。その代表的な実施形
態の一つが、車両の廃材よりなるシュレッダーダストか
ら金属,ガラス片,ワイヤハーネス等を除外した非金属
性シュレッダーダストである。特に好ましい原材料とし
て、車両廃材から抽出したウレタン,繊維を主とする良
質のシュレッダーダストを挙げることができる。
ては、ウレタンフォーム等のプラスチックフォームの断
片が過半量を占め、その他繊維とで主体をなす。この繊
維とは、車両のシート表皮等を構成していた織物の断片
や繊維屑等が混入したものである。原材料中には、防音
材の製造工程及び防音材製品の品質を阻害しない限度に
おいて、金属,ガラス等の微小な断片が若干混入するこ
とも許される。
のトリム端材や不良品を解繊・粉砕して原材料として再
使用することもできるし、車両廃材に由来する非金属性
シュレッダーダスト以外の、他の産業分野に由来する廃
材を本発明の原材料としてリサイクルしても良く、場合
によってはプラスチック,ゴム,木材等の新材を用いて
チップ状固形物を調製し、これを原材料としても良い。
ない。但し、処理効率の向上及び好ましい防音材の形成
のためには、極端にアスペクト比の大きな形状(膜状,
繊維状等)でないこと、チップの平均粒子径が20mm
程度以下であること等が、より好ましい。
繊維状バインダとしては、通常は、繊維状の熱可塑性樹
脂が用いられる。樹脂以外の熱可塑性材料、例えば熱可
塑性ゴム等からなる繊維状バインダも用いることができ
る。又、防音材の加熱成形時に溶融する低融点の鞘部
と、防音材の加熱成形時に溶融しない高融点の芯部とか
らなる芯鞘構造の繊維状バインダは、特に好ましく利用
できる。
維長は限定されない。繊維の代表的な形態の例として、
比較的長い繊維が交絡して毛玉状になった綿毛状繊維
や、比較的短い繊維が束になった集束状繊維などがあ
る。なお、繊維状バインダが結着すべきチップ状固形物
のサイズとの関係においては、混合性の向上及びそれに
伴う防音特性の均一性と言う理由から、繊維長とチップ
の平均粒子径が同程度の寸法であることが、より好まし
い。
ダッシュサイレンサを製造する場合、チップ状固形物か
らなる原材料Xに対する繊維状バインダYの使用量は、
重量比でX:Y=8:2程度、もしくはYの使用量を更
に多くする必要があると考えられるが、本発明において
は繊維状バインダが良好に解繊されてチップ状固形物と
極めて細かく分散混合されるため、繊維状バインダYの
使用量が、重量比でX:Y=9:1程度で足りる。但
し、繊維状バインダの使用量は限定されない。
質のチップ状固形物からなる原材料と、熱可塑性の繊維
状バインダとを混合する工程である。この工程には少な
くとも、チップ状固形物を上下層とし前記繊維状バイン
ダを中間層とする積層体を準備する工程と、後述する解
繊混合処理とが含まれる。
ンダに対してチップ状固形物からなる上下層が構成され
ていれば良く、例えば前記図1(a)に示すような3層
のサンドイッチ構造であっても良いし、同様な構成の5
層又はそれ以上の奇数層のサンドイッチ構造であっても
良い。必要な混合量、原材料の種類によって、これらの
積層構成を変化させることができる。
て、シュレッダーダストのかたまりとして供給されたチ
ップ状固形物を、周面に針状突起を有する回転シリンダ
等により予め分散させておいたり、繊維状バインダを解
繊機で予め解繊しておくことも好ましいが、かかる前処
理は不可欠ではない。
ば、積層体を解繊混合処理工程へ送り込むためのベルト
コンベア等の搬送手段を作動させつつ、その最上流側の
搬送面上に位置するホッパ等からまずチップ状固形物を
供給して堆積させることにより下層を構成し、次いでそ
の下流側の搬送面上に位置するホッパ等から繊維状バイ
ンダを供給して堆積させることにより中間層を構成し、
更にその下流側の搬送面上に位置するホッパ等からチッ
プ状固形物を供給して堆積させることにより上層を構成
する、と言う方法等により、簡易に形成することができ
る。
態に拘束されたチップ状固形物と繊維状バインダとの上
記積層体を、掻取り用突起部材により少量ずつ掻取る処
理である。
態は、その目的を達する限りにおいて限定されない。そ
の代表的な例が、適宜な搬送手段により搬送される積層
体を対の回転ローラ間に送り込んで、圧縮しつつ押し出
すことである。この実施形態においては、回転ローラ間
より押し出される積層体を順次掻取って行けばよいか
ら、解繊混合処理を連続して効率的に行うことができ
る。
式の対の押圧体に横送り機構を備えさせ、積層体をその
一部がはみ出す状態で押圧体間に圧縮状態に拘束しては
み出した部分を掻取る操作と、積層体の拘束を解除して
横送りすることにより再度積層体の一部をはみ出させる
操作とを繰り返すような間欠方式等も可能である。
も、その目的を達する限りにおいて限定されない。その
代表的な例が、周面に針状突起を有する回転シリンダに
向けて圧縮状態に拘束された積層体を送り、針状突起に
よって少量ずつ掻取る方式である。この方式を前記の回
転ローラ送り方式と組み合わせると、非常に優れた解繊
混合処理を行うことができる。
突起を備えた往復動する(いわゆるレシプロ方式の)掻
取り用突起部材により、圧縮状態に拘束されて送られる
積層体を順次少量ずつ掻取る方式等も可能である。
いては、チップ状固形物と強制的に細かく解繊された繊
維状バインダとが極めて細かくかつ均一に分散して混合
した状態となっているので、これをそのまま一時ストッ
クに供しても良く、直ちに防音材製造のための次工程に
供しても良い。
ば以下(1)〜(3)のような必要又は有益な任意の工
程を含むことができる。
処理材をシート状として成形型へ搬送し、あるいは成形
型へ吹き込み充填する搬送/充填工程。
が、例えば、前者としては解繊混合処理材をシート状に
堆積して加熱プレス式成形型の上型と下型との間に搬送
する方法、後者としては解繊混合処理材を圧送気体に乗
せて加熱プレス式成形型へ吹き込む方法が好適である。
て吹き込み抵抗が漸次増大し、結果的に成形型への充填
密度の均一性を確保できない恐れもあることから、吹き
込み抵抗の増大に対応して吹き込み風量を低減させるこ
とも好ましい。
合、気体による圧送プロセスによって、チップ状固形物
と繊維状バインダとが更に細かく均一な混合分散状態に
なると考えられる。
プレスして、熱溶融した繊維状バインダによりチップ状
固形物を互いに結着させると共に、所定形状の防音材を
成形する成形工程。
合において、弱く加熱するプリフォーム体の成形工程
と、強く加熱する本成形工程とに分割し、前者において
はキャビティの複雑形状を避けて本成形より簡素な形状
を持つ板状(例えば、平坦な板状)のプリフォーム体を
形成することにより成形型への充填密度の均一性を確保
し、後者においてプリフォーム体に対して目的とする防
音材の複雑形状を与える、と言う方法も好ましい。
形型や本成形型の加熱と冷却の繰り返しを効率化するた
め、上下の成形型には成形面に開口した多数の通気孔を
設けると共にこれらの通気孔を上下の各成形型に付設し
た加熱冷却箱に連通させ、型加熱時には一方の加熱冷却
箱Aから型通気孔を経由して他方の加熱冷却箱Bへ熱気
を送り、型冷却時には逆に加熱冷却箱Bから型通気孔を
経由して加熱冷却箱Aへ冷気を送る、と言う方法も好ま
しい。
材(あるいは、成形不良品)をチップ状固形物の原材料
として再使用する工程。この再使用工程においては、上
記端材をまず解繊し、ついでシュレッダー処理すること
により、本発明におけるチップ状固形物の原材料とし
て、良好に再生することができる。
して示す図2に基づいて、本発明の一実施例を説明す
る。
5は、積層体を構成して搬送するためのベルトコンベア
6の搬送面上に、その搬送方向の上流側から下流側に向
かって順次位置しており、搬送ベルト3a,4a,5a
と、針状突起を有する対の回転シリンダ3b,4b,5
bと、ホッパ3c,4c,5cとを備えている。
の原料供給サイト5には、平均粒径が5mm程度の非金
属性シュレッダーダスト(プラスチックフォーム材、非
フォームプラスチック材、ゴム材の断片等からなる)の
集合体7が供給され、中間の原料供給サイト4には、平
均繊維長10mmの芯鞘構造のポリエステル短繊維から
なる未解繊状態の繊維状バインダの集合体8が供給され
る。
ダストの集合体7(X)の合計供給量と、繊維状バイン
ダの集合体8(Y)の供給量との比率は、重量比でX:
Y=9:1程度としている。
送ベルト3a,4a,5aによって回転シリンダ3b,
4b,5bに送られる。そしてシュレッダーダストの集
合体7はほぐされ(個別のチップ状固形物に分散さ
れ)、又、未解繊状態の集合体8は解繊されて、それぞ
れ前記ホッパ3c,4c,5cに供給され、ベルトコン
ベア6の搬送面上に順次下層9a,中間層9b,上層9
cとして堆積され、3層の積層体9を構成する。
り同期回転(いわゆる連れ回り)する対の回転ローラ1
0,10間に送られる。対の回転ローラ10,10間の
クリアランスは、ベルトコンベア6上の積層体9の堆積
厚さよりかなり小さく設定されているため、回転ローラ
10,10間を通過する際の積層体9は回転ローラ1
0,10によって圧縮状態で拘束されている。
し方向のすぐ先には、ほとんど隙間なく隣接する状態
で、周面に多数の針状突起を有する回転シリンダ11が
設置されて、図の矢印方向へ回転している。
は、回転ローラ10,10間を通過した直後、未だその
拘束を解除されていない状態において、回転シリンダ1
1の針状突起により順次少量ずつ掻取られて行く。
ダが少量ずつ強制的に千切られて細かく解繊された状態
で掻取られ、これと同時にその上下層9a,9cのチッ
プ状固形物も少量ずつ掻取られるために、個々のチップ
状固形物に対して解繊された繊維状バインダがまとわり
着く。従って、掻取られて下方に集積される解繊混合処
理材12においては、前記図1(b)のように、チップ
状固形物1と解繊された繊維状バインダ2が極めて細か
くかつ均一に分散して混合している。
の積層体9の堆積厚さ、ベルトコンベア6の送り速度、
回転ローラ10,10の回転速度あるいは回転シリンダ
11の回転速度を調節することにより、解繊混合処理材
12におけるチップ状固形物1と繊維状バインダ2との
「極めて細かくかつ均一に分散した混合状態」を任意に
かつ種々に微調整することができる。
積され、次いで、例えば集積槽13に設けた適宜な供給
量制御手段(図示省略)等によりコントロールされて、
必要量ずつが成形装置へ送られ、搬送/充填工程及び成
形工程に供される。
ブロア14、これに続くメインダクト15、メインダク
ト15から切替弁16を介して分岐した2本の分岐ダク
ト17,18、分岐ダクト17,18の各末端に設けた
2基の成形サイト19,20(成形サイト20は成形サ
イト19と同一の構成であるため、図示及び詳しい説明
を省略する)、及び前記切替弁16に対してダクトを以
て接続された冷熱風送出機21からなる。
略するが、本成形より簡素な成形面を備えたプリフォー
ム成形型22と、実際の防音材の形状に対応した成形面
を備えた本成形型23とが、ライン方向に沿って順次設
けられている。
型23はそれぞれ、型開き可能な上型と下型からなり、
上下型のいずれもが、型に付設された加熱冷却箱と成形
面と自由に通気させ得る多数の通気孔を備えている。更
に上型と下型の側面周囲は型開きスペースを覆う金属メ
ッシュ板で取り囲まれて、解繊混合処理材12を型内に
止めると共にエアを逃がすようになっている。上下型の
成形面をメッシュ板で構成しても良い。
吹き込み成形しようとする時、そのキャビティも複雑に
屈折した空間となるため、キャビティ内に多数のエアだ
まりを生じて、幅方向,厚み方向共に解繊混合処理材を
均一な密度で充填させることが困難である。
比較的低度の加熱圧縮のもとに本成形より簡素な板形状
のプリフォーム成形体24を一旦形成し、これを本成形
型23に持ち込んで必要な加熱圧縮のもとに本成形体を
成形することで、かかる問題を解消することができる。
繊混合処理材の吹き込み充填の際、充填の進行に伴って
吹き込み抵抗が漸次増大するのに対応して吹き込み風量
を漸次低減させ、結果的に吹き込み抵抗を一定のレベル
に保つことで、プリフォーム成形型22への解繊混合処
理材の充填密度の均一性を一層良好に確保して、より高
品質の防音材を製造することができる。
により気体圧送されて、切替弁16を介して2基の成形
サイト19,20のいずれかへ吹き込まれる。従って、
例えば成形サイト19においてプリフォーム成形及び本
成形が行われている時に、他方の成形サイト20におい
てプリフォーム成形型22への解繊混合処理材の吹き込
みを行うことが可能になる。
複数の成形型においてプロセスのフェーズが異なる同時
進行状態で搬送/充填工程及び成形工程を繰り返すこと
により、成形型の遊び時間を低減させ、成形サイクルを
向上させることができる。
において必要な加熱圧縮のもとに実際の防音材の形状に
対応した成形・固化を受け、本成形体25として図示省
略のトリム型にてトリミングされ、防音材26とトリム
端材27とに分かれる。なお、本成形型23における加
熱プレス成形の際に同時にトリミングを行うことも可能
であり、これにより製造効率が一層向上する。
投入して、針状突起を有する対の回転シリンダ29によ
りチップ状固形物を結着している繊維状バインダを解繊
し、次いで簡略図示するシュレッダー30に投入して、
例えば5mm程度の平均粒径のチップ状固形物に復元す
ることにより、良好なチップ状固形物原材料として再使
用できる。但し、トリム端材27を再生サイト28で解
繊処理せずにシュレッダーに投入しても、良好なチップ
状固形物原材料とはならない。
品も、トリム端材27と同様の上記の処理により、良好
なチップ状固形物原材料として再使用できる。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 主として軽量材質のチップ状固形物から
なる原材料と熱可塑性の繊維状バインダとを混合して処
理材とする混合工程と、前記処理材を加熱プレスして前
記繊維状バインダの熱溶融により前記チップ状固形物を
互いに結着させると共に防音材のプレス成形を行う成形
工程とを含む防音材の製造方法において、 前記混合工程は、前記チップ状固形物を上下層とし前記
繊維状バインダを中間層とする積層体を圧縮状態に拘束
しつつ、掻取り用突起部材により少量ずつ掻取る解繊混
合処理を含むことを特徴とする防音材の製造方法。
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