JP3273188B2 - 熱硬化性ポリウレタン軟質フォームの再利用方法 - Google Patents

熱硬化性ポリウレタン軟質フォームの再利用方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は熱硬化性ポリウレタン軟
質フォームの再利用方法及びこの方法で製造される材料
及び素材を、例えば自動車製造における特に防音材とし
て利用する利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術並びに発明が解決しようとする課題】原材
料の資源を節約するため及び処理を要するプラスチック
材料の量を減らすために、数多くの再利用方法が調査検
討されている。これまでは、熱可塑性材料から射出成形
によって物品を製造するには、元の製品と比較して材質
を大きく低下させることなく、一般的に同種の再利用材
料を何パ−セントか追加することが通常行われてきた。
熱可塑性材料はこのような再利用方法に用いるには非常
に適しているが、熱硬化性プラスチック［デューロプラ
スチック（duroplastic）］及びデューロマー（durome
r）は適していない。熱硬化性プラスチックは、その化
学構造から、熱可塑性材料と同様な方法で再利用し材料
循環回路に戻すことが可能であるとは現時点では考えら
れていない。熱硬化性プラスチックは、原則として、無
定形の合成材料であり、その分解温度まで強度を保持す
る。加熱によってもたらされる化学反応は、通常不可逆
架橋へと導かれる。それ以上の温度では熱硬化性プラス
チックは分解する。さらに、デューロマー及びポリウレ
タン軟質フォームは、定義によれば、十分な反応が行わ
れ、それ以上の処理を行うことが可能であるとは一般的
に考えられていない。従って、これらの材料を経済的に
再利用し、特に、防音材という形で直接再利用すること
が可能であるとはこれまで考えられていなかった。
【０００３】しかしながら、ブラント（Brandt）によっ
て複雑で高価な再利用方法がいくつか記載されている
［クンスツストッフ ジャーナル（Kunststoff-Journa
l)９（１９７５)，No．５，２２〜２４ページ参照］。
例えば裁断したフォームスラブからとれる破砕又は粉砕
した廃材フォ−ムに対して、グリコールに混入したジア
ルカノールアミン（dialkanolamine）から成る１８５〜
２１０℃に加熱した溶剤が添加され、この混合物を約２
０時間放置する。この処理作業中に起る化学反応は、原
料の合計重量を基準にした場合、非常に高率の歩留りで
再生ポリオール（polyol）を生成する。しかしながら、
この製法は経済的な理由から実行可能ではない。ＯＨ基
が温度と圧力により他の分子との結合を起こす、加水分
解によるフォームの分解（cracking）も知られている。
しかしながら、その結果生じるポリオールの混合物は、
フォーム製造の出発原料として使用されるポリオールと
は同一ではない。
【０００４】例えばポリエーテル−ポリオール（polyet
her-polyol）及びイソシアネート（isocyanate）から成
る裁断したフォームを、加熱圧縮し、形状のある物品に
する製法も知られている。この製法は、殆どフォームス
ラブ材料から裁断された細片に適用される。従って、本
発明の目的は、簡単で且つ経済的な熱硬化性ポリウレタ
ン軟質フォームの再利用方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段並びに作用、効果】本発明
によれば、廃熱硬化性ポリウレタン軟質フォームの再利
用方法は、１５〜１０００kg／ｍ 3 の範囲の密度を有す
る廃熱硬化性ポリウレタン軟質フォームをその元の形状
及び構造に無関係に粉砕して粒子にする工程と、この粉
砕した軟質フォームを型内で５０〜１５０バールの圧力
及び１８０〜２１０℃の温度下で最終厚みに圧密する工
程と、ポリマーバインダを添加することなく、３〜５分
の所定の圧縮時間圧縮して高強度シート材に成形する工
程とから構成される。この再利用方法では、各種の処方
及び異なる製造方法で製造され、結果的に異なる密度と
構造を有する粉砕済みのポリウレタン軟質フォームは、
従来の複合フレークフォームで異なる構造のシート材を
形成する場合に必要とされるポリマーバインダを添加す
ることなしに加工処理される。これらの構造はコルクマ
ットに類似している。
【０００６】
【実施例】次に、本発明の廃熱硬化性ポリウレタン（Ｐ
Ｕ）軟質フォームの再利用方法を図表に示す添付図面を
参照しながら、更に詳細に説明する。所望の値の密度を
有する出発原料１は、例えばひらまめ（lentil）の大き
さ程度の粒子にまでミル２で粉砕される。再利用される
フォームの密度は１５〜１０００kg／ｍ3 の範囲にあ
る。これらの材料は元の製造方法又は用途に基づいて概
略分類することが可能である。このように、裁断したフ
ォームはセグメントが１５〜４０kg／ｍ3 の範囲にな
り、座席緩衝用フォームは約４０〜６０kg／ｍ3 に、防
音材用の粘弾性フォームは６０〜８０kg／ｍ3 の範囲に
わたり、上限として空気伝播音用防音材が５００〜１０
００kg／ｍ3 の範囲になる。粉砕された軟質フォーム
は、硬い異物が存在しないという確信がない限り、サイ
クロン分級３にかけられて硬い異物が除去される。分級
３後、粉砕した軟質フォームは圧密（consolidation）
工程４に進められる。この圧密工程では、材料は一般的
にそれ以上の処理なしに型に投入され、圧力と温度をか
けて徐々に圧密され、最終厚み数mmに、好ましくは１〜
７mmのシート材に圧密される。圧密工程の一例では、プ
レスの型閉速度は１mm／秒であった。最終厚みに達した
後、圧力平衡でプレスを停止した。使用した典型的な圧
力及び圧縮時間を一例として表１及び表２に示す。表１
は非粘着性板状部材の製造に関し、表２は粘着性シート
材の製造に関するものである。
【０００７】
【表１】
【０００８】
【表２】
【０００９】これらの表には被加工物の温度、すなわち
シート材の表面温度が示されている。温度の限界は、生
じる物理的、化学的工程によって決定される。鎖状分子
の分解は温度と圧力を高めることにより可能になる。２
１０℃以上の温度では分子の鎖が非常に短くなり、材料
は最早適切な凝集力を持たず、表面に油性分解物の油脂
状膜が形成される。圧縮されるべき材料は溶融点が１５
０℃以下の成分を含んでいてはならない。
【００１０】本発明の製造工程で得られた再生フォーム
プラスチック製品は防音材に適している。これらの製品
は粘着性の表面を有するように加工処理をして、例えば
自動車車体パネルに堅固に結合することにより、固体伝
播音を大きく減衰することが可能である。約４００〜２
０００kg／m3の密度と、適切な厚みの層を使用すること
及び柔軟性によって、空気伝播音も同時に減衰される。
粉砕したポリウレタン軟質フォームは、従来の防音材用
厚手層及びカ−ペット積層材から得られる粘着性の熱可
塑性プラスチックと同時に加工処理することも可能であ
る。再利用のための製品として得られるシート材は１〜
５mmの厚みを有する。製造方法及び材料の密度により、
再利用のための製品として得られる、例えば引張強度の
点で驚く程に良好な機械的性質を有するシート材は、粘
着性表面をもたせて製造することも可能である。このよ
うな材料は、次に、型内で加工処理し、緩衝材、すなわ
ち材料全体をシートメタルに堅固に粘着し、全ての場
合、増大された防音効果につながるような方法で公知の
防音用質量緩衝装置（acousticmass-spring system）を
製造することが可能である。このようなシート材を振動
がかかる、例えば自動車車体用のシートメタルとして単
独に使用すると、固体伝播音及び空気伝播音両方に対し
て同様に遮断する効果をもたらす。
【００１１】ポリウレタン軟質フォーム再利用を更に進
める方法としては、例えばフリース（fleece）又はシー
トでできた座布団状の予め裁断済みの素材中に粉砕した
材料を詰込むことである（工程５)。このフリース又は
シートは詰込んだ後周囲をシール止めされる。この工程
５には、例えば、厚手層から生じる粒子を分離するため
の前記分級３を行う必要はない。再利用した材料を使用
して製造した製品は、驚く程に良好な空気伝播音吸収特
性を有する。使用する詰込み物の量を調節することによ
り、流れ抵抗、結果的に音の吸収能力に影響を与えるこ
とができる。分級３については、例えば、緩衝材付座席
を有する廃車から出される出発原料又は素材が金属繊維
又は他の硬い異物成分を含んでいる場合には、再利用材
料を製造する前に分級３を行い、これらの異物を分離す
べきである点に留意する必要がある。一方、ジュートな
どの天然繊維は従来の充填材と同様の粒度、すなわち、
ミリ単位にまで粉砕する必要があり、粉砕後再生製品中
に取入れることができる。最終製品の密度は製造方法で
直接決定される。アルミ箔で積層すると１７０℃までの
耐熱性が達成可能になる。従って、こうした製品は排気
システムから生じる比較的高温の熱、エンジンからの熱
及び触媒コンバータからの熱放射を考慮しなければなら
ない場所の被覆に使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の廃熱硬化性ポリウレタン軟質フォー
ムの再利用法を示す図表。
フロントページの続き (72)発明者 ディーセル コルネリア ドイツ連邦共和国 デー−3108 ヴォル トオイゼンアルテ ドルフストラーセ ２ (72)発明者 ビュラク ゲルハルト ドイツ連邦共和国 デー−3101 アーデ ルハイツドルフ ヴァルトストラーセ 22 (72)発明者 ブリューメル エーレンフリート ドイツ連邦共和国 デー−3101 アーデ ルハイツドルフ エンゲルカンプ ５ (72)発明者 クリヴェル カルステン ドイツ連邦共和国 デー−3101 ニーン ハーゲン ザントフェルト 62 (56)参考文献 特開 昭49−75672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−144787（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−36952（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 17/00 B29B 13/10 B29B 17/02 B29K 75:00 B29K 105:04

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １５〜１０００kg／ｍ3 の範囲の密度を
    有する廃熱硬化性ポリウレタン軟質フォームをその元の
    形状及び構造に無関係に粉砕して粒子にする工程と、こ
    の粉砕した軟質フォームを型内で５０〜１５０バールの
    圧力及び１８０〜２１０℃の温度下で最終厚みに圧密す
    る工程と、ポリマーバインダを添加することなく、３〜
    ５分の所定の圧縮時間圧縮して高強度シート材に成形す
    る工程とからなる廃熱硬化性ポリウレタン軟質フォーム
    の再利用方法。
  2. 【請求項２】 硬い異物が前記粉砕工程の前に前記ポリ
    ウレタン軟質フォームから除去されることを特徴とする
    請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記粉砕したポリウレタン軟質フォーム
    が、従来の熱可塑性厚手防音材層及びカーペット積層材
    から選ばれるソースから生じる付着性粒子と共に加工処
    理されることを特徴とする請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 初期密度が１００ｋｇ／ｍ 3 未満で、付
    着異物を含まない未充填フォームを処理し、最終厚みが
    １．５ｍｍを超えずかつ最終密度が１０００ｋｇ／ｍ 3
    以上である粘着性表面を有するシート材を形成すること
    を特徴とする請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記型内の充填高さが約３０ｍｍである
    ことを特徴とする請求項１記載の方法。
  6. 【請求項６】 最終製品の密度が４００〜２０００ｋｇ
    ／ｍ 3 であることを特徴とする請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記シート材がコルクマット状の粗雑な
    構造を有するシート材、微細孔を有するシート材、緊密
    なシート材、及び粘着性表面を有するシート材から選ば
    れた形態であることを特徴とする請求項１記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記粉砕された軟質フォームを１〜７ｍ
    ｍの最終厚さに圧密することを特徴とする請求項１記載
    の方法。
  9. 【請求項９】 前記粉砕工程の前にフォームから除去さ
    れた硬い異物が金属及び硬質ＰＶＣから選ばれた１つ以
    上の異物であることを特徴とする請求項２記載の方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の方法で製造したシート
    材を騒音の大きな場所に空気伝播音用防音材として使用
    する使用方法。
  11. 【請求項１１】 空気伝播音用防音効果増強のために、
    請求項４記載の方法で製造したシート材を防音用質量緩
    衝装置の挿入部材として使用する使用方法。
  12. 【請求項１２】 固体伝播音用防音のためと空気伝播音
    用防音効果増強のために、請求項４記載の方法で製造し
    たシート材を、振動するメタルシートに堅固に結合する
    ための防音用質量緩衝システムの挿入部材として使用す
    る使用方法。
  13. 【請求項１３】 請求項４記載の方法で製造したシート
    材を振動するメタルシートの固体伝播音減衰用として使
    用する使用方法。
  14. 【請求項１４】 請求項３記載の方法で製造した粉砕ポ
    リウレタン軟質フォームを空気伝播音防音用の詰込み物
    として使用する使用方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の方法で製造したシート
    材を自動車の空気伝播音用防音材として使用する使用方
    法。
  16. 【請求項１６】 請求項４記載の方法で製造したシート
    材を自動車車体構造の振動するメタルシートの固体伝播
    音減衰用として使用する使用方法。
  17. 【請求項１７】 請求項３記載の方法で製造した粉砕ポ
    リウレタン軟質フォームを、座布団状をし、予め裁断済
    みで後に端部がシールされるシート素材中に、空気伝播
    音防音用の詰込み物として使用する使用方法。
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