JP2001060091A - 防音材の製造方法 - Google Patents
防音材の製造方法Info
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Abstract
み成形する際の成形型への均一な充填密度を確保する。 【構成】繊維状バインダと軟質ウレタンフォーム等のチ
ップ状固形物とを混合した処理材を成形型又はプリフォ
ーム型へ吹き込む際、吹き込み抵抗の増大を検知し、こ
れに対応して吹き込み風量を低減させる。
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
して処理材を調製し、この処理材を加熱プレス方式の成
形型へ吹き込んで防音材のプレス成形を行う、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式の成形型に導入
し、防音材のプレス成形を行う方式がある。
形物として、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。
混合物(処理材)を成形型に導入する代表的な方式とし
て、例えば特開平8−112584号公報に見られるよ
うに処理材をシート状に堆積して成形型の上型/下型間
に搬入する方式と、処理材を成形型に吹き込み充填する
方式とが挙げられるが、製造効率が高い点や所望形状を
作成し易い点から、後者の方式が有利であると考えられ
る。
込み充填用の成形型においては、通常、型の中央部に吹
き込み口を設けて型の少なくとも側面周囲はメッシュ板
で取り囲み(成形型の成形面もメッシュ板で構成するこ
ともある)、処理材を型内に止めると共に吹き込みエア
をメッシュ板より逃がすようになっており、処理材は型
の端部より型の中央部に向かって順次充填されて行く。
された処理材は、型の端部(メッシュ板近傍部分)にお
いて粗に充填され、型の中央部(吹き込み口近傍部)に
おいて密に充填されると言う傾向があり、ひいては、製
造された防音材も端部と中央部とで材料密度の相違に基
づく強度や防音性能のバラツキを生じ易いと言う不具合
があった。そして、かかる不具合を生じる原因が良く分
からないため、有効な対策が確立していなかった。
込み充填における上記不具合の原因を究明し、その有効
な対策を講じることにより、材料密度が全体にわたって
均一な優れた防音材を製造可能とすることを、解決すべ
き課題とする。
原因は、処理材の主成分である圧縮変形性の大きなウレ
タンフォーム断片や繊維状バインダ等が、吹き込み充填
において特殊な挙動を示す点にあることが分かった。
れて行くに従って、メッシュ板よりエアが抜け難くなっ
て吹き込み抵抗が次第に増大し、充填が進行しつつある
部分の充填圧(風圧)が高まる。この時、その部分に充
填された軟質ウレタンフォーム断片や繊維状バインダ
は、自らが圧縮変形することで充填圧を受け止めるた
め、その部分では充填密度が高くなる一方、型内の端部
へはその充填圧が伝達されない。従って型内端部は充填
密度が相対的に低いままで、型の中央部に向かうほど充
填密度が高くなると言う現象を来すのである。
が型内端部にまで伝達されるため、型内における均一密
度の充填のためには充填圧の増大がむしろ好ましいと考
えられるが、処理材の圧縮変形による充填圧伝達の遮断
と言う上記の特殊なメカニズムから、本発明のような特
殊な処理材の場合には、これと異なる内容の対策を講ず
る必要がある。
課題を解決するための本願第1発明(請求項1に記載の
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の混合物で
ある処理材を成形型内に吹き込み充填し、充填された前
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防音材の製造方法において、前
記成形型への処理材の吹き込み充填における吹き込み風
量を、処理材の充填に伴う吹き込み抵抗の増大に対応し
て低減させる、防音材の製造方法である。
めの本願第2発明(請求項2に記載の発明)の構成は、
前記第1発明における吹き込み抵抗の増大に対応する吹
き込み風量の低減が、以下(1),(2)のいずれかの
方法で行われる、防音材の製造方法である。 (1)吹き込み抵抗の増大を経時的に検知し、検知した
値に基づいて吹き込み風量及び処理材吹き込み量の調節
手段をフィードバック制御する。 (2)経時的な吹き込み抵抗の増大量と、これに対応す
べき吹き込み風量及び処理材吹き込み量との標準的なデ
ータを予め取得しておき、このデータに基づいて前記調
節手段を見込み制御する。
への吹き込み風量を同一レベルに維持する場合、前記し
たように、処理材が型内の端部から順次充填されて行く
に従って、充填が進行しつつある部分の充填圧が高ま
る。
に伴う吹き込み抵抗の増大に対応して成形型への吹き込
み風量を低減させるので、型の端部(エア抜き部近傍部
分)から型の中央部(吹き込み口近傍部分)に至るま
で、常に同一の充填圧、つまり、充填過程で材料に加わ
る圧力で処理材が充填される。従って、処理材の充填密
度が全体にわたって均一となり、材料各部における強度
や防音性能のバラツキのない優れた防音材を吹き込み成
形することができる。
処理材の吹き込み量も結果的に低減する。しかし、処理
材吹き込み量の低減は上記の作用・効果を確保するため
の要件ではない。従って、吹き込みエア中の処理材密度
を増減調節可能であって、かつ低風量の吹き込みエアに
よっても処理材を良好に混合分散させて吹き込める場合
には、吹き込み風量を低減させつつ吹き込みエア中の処
理材密度を任意に増減させることも可能である。
て、第1発明の好適な実施形態が提供される。即ち、第
2発明の(1)の方法では、成形型への吹き込み抵抗の
増大を経時的に検知して吹き込み風量の低減をフィード
バック制御するので、処理材の充填密度が常に正確に調
節される。第2発明の(2)の方法でも、信頼性のある
標準データを取得しておくことにより、上記(1)の方
法と実質的に同等の効果を確保できる。
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。
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・粉砕したものを原材料と
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。
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。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の使用量は限定されないが、重量比
で例えばX:Y=8:2〜9:1程度とすることができ
る。
合)チップ状固形物と繊維状バインダとを混合して処理
材とする工程は、公知の任意の混合装置を利用して行う
ことができる。
拘束されたチップ状固形物と繊維状バインダとの粗混合
物もしくは積層体を、例えば周面に針状突起を有する回
転シリンダーのような掻取り用突起部材により少量ずつ
掻取ると言う解繊混合処理によって混合する方法であ
る。とりわけ、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の状態で、圧縮状態に拘束し
て少量ずつ掻取る方法が好ましい。これらの方法による
場合は、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
混合するため、後の加熱プレス工程においてチップ状固
形物がより均一かつ良好に結着される。
うに混合された処理材は、そのまま成形型への吹き込み
充填に供しても良いし、一旦ホッパー等に集積してか
ら、必要量を吹き込み充填工程へ供給するようにしても
良い。その際、ホッパー等の供給口には処理材の供給量
を調節可能な供給口開度調節機構を設けても良い。
ばブロアー等の送風機で発生させた圧送気体に処理材を
乗せて成形型へ吹き込む方法による。この場合の成形型
は、通常、上型と下型からなる型開き可能な成形型の特
定部分(通常は、上型の中央部)にエアの吹き込み口を
設け、型の少なくとも側面周囲は型開きスペースを覆う
ようにメッシュ板で取り囲んだ構成となっており、処理
材を型内に止めると共に吹き込みエアをメッシュ板より
逃がすようになっている。なお、上下成形型の成形面も
メッシュ板で構成しても良い。
近傍部分より吹き込み口近傍部分に向かって順次充填さ
れ、その充填の進行に伴って吹き込み抵抗が漸次増大す
る。これを放置しておくと前記のように成形型への充填
密度が不均一となるので、本発明においては、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。
種の方法が可能であるが、(1)吹き込み抵抗の増大を
適宜なセンサで経時的に検知し、検知した値に基づいて
吹き込み風量の調節手段をフィードバック制御する方
法、又は、(2)同一条件の実施形態における経時的な
吹き込み抵抗の増大値と、これに対応すべき吹き込み風
量の低減値との標準的なデータを予め取得しておき、こ
のデータに基づいて前記調節手段を見込み制御する方
法、が特に好ましい。上記(1),(2)のいずれの方
法においても、吹き込み風量の低減調節を自動制御によ
って行うこともできるし、いわゆるマニュアル制御によ
って行うことも可能である。
ブロアー等の送風機の回転数を調節することで行われる
が、その際、吹き込み風量の低減によって成形型に対す
る処理材の吹き込み量も併せて低減する結果となっても
構わないし、吹き込み風量の低減に対応して、例えば処
理材供給ホッパー等の供給口の開度を大きくすることに
より処理材供給量は一定に保つことにより、充填速度の
低下を避ける方法を採用しても構わない。
その処理材を加熱プレスして、繊維状バインダの熱溶融
によるチップ状固形物の結着と、防音材のプレス成形と
を行う。従って、成形型を2基以上設け、一方の成形型
に対する処理材の充填が行われている間に、他方の成形
型では既に充填された処理材の加熱プレスを行う、と言
う生産効率の良いシステムとすることもできる。
は、防音材の成形を行う通常の本成形型であっても良い
が、本成形の前処理としてのプリフォーム成形を行うた
めに本成形型のライン上流に設けられたプリフォーム成
形型であっても良い。
音材の複雑形状を備えない簡素な形状(例えば、平坦な
又はこれに近い形状)の成形面のプリフォーム成形型と
して、吹き込み充填のスピードアップと充填密度の一層
の均一化とを図り、プリフォーム形成型での弱い加熱プ
レスによりプリフォーム体を形成した後に、これを本成
形型へ搬入して強い加熱プレスを与えることにより、目
的とする防音材の結着強度と複雑形状とを与える、と言
う方法も好ましい。
いては、成形サイクルに伴う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成形
型にそれぞれ付設した加熱冷却箱A,Bに連通させ、型
の加熱時には加熱冷却箱Aから型通気孔を経由して加熱
冷却箱Bに熱気を送り、型の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に冷気を送を送
る、と言う方法も好ましい。
音材は、次いで端材を切除するトリム工程で仕上げられ
る。この工程で生じるトリム端材(あるいは、たまたま
生じた成形不良品)は、これをまず解繊し、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、良好に再生できる。
して示す図1に基づいて、本発明の一実施例を説明す
る。
3は、積層体を構成して搬送するためのベルトコンベア
4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、いずれも搬送ベルト1a,2
a,3aと、針状突起を有する対の回転シリンダ1b,
2b,3bと、ホッパ1c,2c,3cとを備えてい
る。
の原料供給サイト3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5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6が供給され
る。
ダストの集合体5(X)の合計供給量と、繊維状バイン
ダの集合体6(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1a,2a,3aによって回転シリンダ1b,
2b,3bに送られ、そこでシュレッダーダストの集合
体5はほぐされ(個別のチップ状固形物に分解され)、
又、未解繊状態の集合体6は粗解繊されて、それぞれ前
記ホッパ1c,2c,3cに供給され、ベルトコンベア
4の搬送面上に順次堆積され、3層の積層体7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
8,8間に送られる。対の回転ローラ8,8間のクリア
ランスは積層体7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8,8間を通過する際の積層体
7は圧縮状態で拘束されている。
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9が設置され
て、図の矢印方向へ回転している。このため、積層体7
は、回転ローラ8,8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9の針
状突起により順次少量ずつ掻取られて行く。従って、中
間層の繊維状バイン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ると同時にその上下層の
チップ状固形物も少量ずつ掻取られるため、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
り着き、、掻取られて下方に集積される解繊混合処理材
10においてはチップ状固形物と解繊された繊維状バイ
ンダが極めて細かくかつ均一に分散して混合している。
積され、次いで、例えば後述する吹き込み風量の大小、
又は集積槽11に設けた開閉弁等の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、充填工程及び成形工程に供され
る。
ブロア12、これに続くメインダクト13、メインダク
ト13から切替弁14を介して分岐した2本の分岐ダク
ト15,16、分岐ダクト15,16の各末端に設けた
2基の成形サイト17,18(成形サイト18は成形サ
イト17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14に対してダクトを以
て接続された冷熱風送出機19からなる。
な形状の成形面を備えたプリフォーム成形型20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2
1とが、ライン方向に沿って順次設けられている。
型21はそれぞれ、図2に示すように、型開き可能な上
型22aと下型22bからなり、上下型のいずれもが、
その外部に付設した図示省略の加熱冷却箱(図示省略)
と成形面との間で自由に通気できる多数の通気孔(図示
省略)を備えている。更に上型22aと下型22bの少
なくとも側面周囲は、型開きスペースを覆う金属メッシ
ュ板23で取り囲まれ、解繊混合処理材10を型内に止
めると共にエアを逃がすようになっている。なお、上型
22aと下型22bの成形面も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、キャビティ形状が複雑
になる分だけ困難になる。
比較的低度の加熱圧縮のもとに本成形より簡素な形状の
プリフォーム成形体24を一旦形成し、これを本成形型
21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。
には、風圧感知式の図示省略の吹き込み抵抗センサーが
設けられている。そしてプリフォーム成形型20への解
繊混合処理材の吹き込み充填の進行に伴い吹き込み抵抗
が漸次増大するのに対応して、前記吹き込み抵抗センサ
ーで検知された吹き込み抵抗値がブロア12にフィード
バックされ、これによってブロア12からの吹き込み風
量が漸次低減されるようになっている。
レベルに保たれ、プリフォーム成形型20への解繊混合
処理材の充填密度の均一性が確保される。
により気体圧送されて、切替弁14を介して2基の成形
サイト17,18のいずれかへ吹き込まれる。従って、
例えば成形サイト17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18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21におけるプ
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、これによって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。
る。
Claims (2)
- 【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の混合物であ
る処理材を成形型内に吹き込み充填し、充填された前記
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防音材の製造方法において、 前記成形型への処理材の充填に伴う吹き込み抵抗の増大
に対応して、成形型への吹き込み風量を低減させること
を特徴とする防音材の製造方法。 - 【請求項2】 前記吹き込み抵抗の増大に対応する吹き
込み風量の低減が、以下(1),(2)のいずれかの方
法で行われることを特徴とする請求項1に記載の防音材
の製造方法。 (1)吹き込み抵抗の増大を経時的に検知し、検知した
値に基づいて吹き込み風量の調節手段をフィードバック
制御する。 (2)経時的な吹き込み抵抗の増大値と、これに対応す
べき吹き込み風量の低減値との標準的なデータを予め取
得しておき、このデータに基づいて前記調節手段を見込
み制御する。
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JP23630599A JP3643267B2 (ja) | 1999-08-24 | 1999-08-24 | 防音材の製造方法 |
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