(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーバッグ基布の端材および廃材を小片に粉砕し、該小片を溶融混練してペレット化する再生ペレットの製造法において、前記小片に粉砕する際、凹形状の可動刃と固定された平刃からなる裁断機であって、裁断する織物の両端が凹形状の可動する上刃の両端と接触して固定された後に裁断することを特徴とする再生ペレットの製造法。
【請求項２】
小片が５×５ｃｍ角以下でペレット化するスクリュー径よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【請求項３】
エアーバッグ基布がポリアミド織物である請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【請求項４】
エアーバッグ基布がナイロン６６織物である請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【請求項５】
エアーバッグ基布がポリアミド織物とオレフィン系シートからなる積層複合シートである請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【請求項６】
エアーバッグ基布がポリアミド織物に樹脂をコーテングした複合シートである請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【請求項７】
エアーバッグ基布が自動車用である請求項１記載の再生ペレットの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主にポリアミド織物からなるエアーバッグの基布から製品を打ち抜いた後の端材や廃棄されたエアーバッグの基布材料を再利用するため、効率的にそれらの基布を粉砕、溶融混練し再生ペレットを製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エアーバッグ、特に自動車用エアーバッグは運転者や助手席に乗っている人の安全を確保するために、新車には全て装着されはじめた。これらのエアーバッグ材料は当初種々の材料で開発されてきたが、最近ではポリアミド織物、特にナイロン６６織物をベースとした基布に統一されつつある。ナイロン６６織物の優れた強靭性や耐熱性がエアーバッグ材料として最適であると認識されたためである。大量に使われ始めたエアーバッグ用のナイロン６６の織物をベースにした基布はエアーバッグの製造工程で沢山の端材が廃棄物として出るため、その再資源化が課題であった。また使用済みの自動車用エアーバッグのも今後多量に発生すると予想され、その処理も今後大きな問題となる。そのため強靭なポリアミド織物をベースとしたエアーバック基布の再資源化が必要である。
【０００３】
これまで強靭で柔軟性のある合繊繊維からなる織物の工業的粉砕は極めて困難であった。プラスチック成形品を粉砕するのによく利用される回転刃と固定刃との間に発生する剪断力を主粉砕力とする多くの粉砕機でこれらの織物を粉砕すると繊維を完全に切断することが出来ず繊維が延伸されて糸鞠状や綿状に塊り粉砕機から排出することが困難であった。またこれらの綿状の塊りは極めて嵩だかなため押出機等のホッパーで食い込み不良が起き溶融、再生ペレット化が不可能であった。
【０００４】
また冷凍粉砕のように液体窒素等で冷却し、ナイロン６６織物が脆性破壊できる低温にすれば自動車用エアーバッグの基布も粉砕可能であるが、液体窒素等の冷媒が高価なため工業的な製造は不可能である。
一方、布を裁断する従来の裁断機としては、二枚の平刃の間に布を入れて裁断しているが、二枚の平刃が閉じる時、浮いている布が固定されていない方向に徐々に逃げるため、何らかの方法で布を抑えながら切断する必要がある。また切断する布が強靭になれば益々布が逃げて動く力が大きくなる。このような裁断機では強靭な織物を細かな小片に連続的に切断することが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこれら従来技術の課題を背景になされたもので、強靭な自動車用エアーバッグ基布の端材や廃棄物を小片に連続粉砕し、押出機等のホッパーでの食い込み性を改良し、連続した溶融・混練・ペレット化によって廃棄物から再生ペレットを安価に製造することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明者らは上記課題を解決するため鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。即ち本発明は（１）エアーバッグ基布の端材および廃材を小片に粉砕し、該小片を溶融混練してペレット化する再生ペレットの製造法において、前記小片に粉砕する際、凹形状の可動刃と固定された平刃からなる裁断機であって、裁断する織物の両端が凹形状の可動する上刃の両端と接触して固定された後に裁断することを特徴とする再生ペレットの製造法。（２）小片が５×５ｃｍ角以下の小片であって、小片がペレット化するスクリュー径よりも小さいことを特徴する（１）の再生ペレットの製造法。（３）エアーバッグ基布がポリアミド織物である（１）の再生ペレットの製造法。（４）エアーバッグ基布がナイロン６６織物である請求項１記載の再生ペレットの製造法。（５）エアーバッグ基布がポリアミド織物とオレフィン系シートからなる積層複合シートである（１）の再生ペレットの製造法。（６）エアーバッグ基布がポリアミド織物に樹脂をコーテングした複合シートである（１）の再生ペレットの製造法。（７）エアーバッグ基布が自動車用である（１）の再生ペレットの製造法である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下本発明を具体的に説明する。
図１は本発明方法を実施する際に用いる一実施形態の裁断機のポイントである切断刃の部分を示す正面図である。
図１において１は可動する上刃であり、２は固定刃を示す。可動する上刃は切断する織物の幅によって、可動範囲を変化させることが出来る。織物を切断する時、織物の両端が凹形状の可動する上刃の両端と接触して固定されるため、切断時織物に加わる力によって織物が動こうとしても、その動きが固定されてしまう。たとえ織物が刃の中心部に挿入されなくても、凹形状の上刃が下に可動すると織物の一端に接触して織物は押されて横方向に移動し織物の両端が凹形状の上刃の両端に接触し固定される。
即ち常に切断開始時には織物の両端が固定されているため、織物は決められた寸法で自由に切断することが可能となる。
なお、本発明において、凹形状としては特に限定されるものでもなく、織物が、まず凹形状刃の両端により固定される形状であれば何でもよい。例えば図１では円弧状になっているが、その他三角形でも台形でもよい。
また裁断機の切断刃の後ろに駆動ロールを取り付けて可動する上刃と連動するように切断する織物を連続的に前に移動させることにより、小片の裁断を連続的に行うことが可能となる。
【０００８】
本発明においてはポリアミド織物を主体とした基布の切断寸法は５×５ｃｍ角以下の小片にするのが好ましい。切断した小片の寸法がこれ以上大きくなると溶融混練する押出機等のホッパーの中でブリッジを起こすと共に押出機のスクリューの食い込みが悪くなり、安定した溶融混練が困難となる。押出機の種類やスクリューの大きさにも関連するが、安定した再生ペレットを製造するには５×５ｃｍ角以下、特に４×４ｃｍ角以下の裁断寸法で小片に粉砕するのが好ましい。
【０００９】
本発明における主にポリアミド織物を主体としたエアーバッグ基布とはポリアミド織物を数枚重ねた基布やポリアミド織物とポリエチレンやポリエチレン/ポリオレフィン共重合体等からなる薄いシートを積層した積層複合シートからなる基布およびポリアミド織物の網目を覆うように表面に樹脂、例えばシリコーン樹脂やウレタン樹脂、酢酸ビニル樹脂等の樹脂でコーテングした基布等である。また自動車用エアーバッグは各自動車に設置した後数年が経過しても適正に作動する必要があり、事故の際エアーバッグが正しく膨らむように基布にはシリコーン等の滑材が使われているのが一般的である。
本発明ではこれらの全ての種類のポリアミド織物を主体としたエアーバッグ基布を使うことが出来る。
【００１０】
本発明におけるポリアミド織物を構成するポリアミド樹脂としては、分子中に酸アミド結合（−ＣＯＮＨ−）を有するものであり、具体的には、ε−カプロラクタム、６−アミノカプロン酸、ω−エナントラクタム、７−アミノヘプタン酸、１１−アミノウンデカン酸、９−アミノノナン酸、α−ピロリドン、α−ピペリドンなどから得られる重合体または共重合体：ヘキサメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミンなどのジアミンとテレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸などのジカルボン酸とを重縮合して得られる重合体または共重合体もしくはこれらのブレンド物等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
なお、本発明においてはε−カプロラクタムから得られるナイロン６およびヘキサメチレンジアミンとアジピン酸から得られるナイロン６６が好ましく、特にナイロン６６が好ましい。
【００１１】
本発明におけるエアーバッグ基布は、自動車用、オート二輪用、その他種々の用途で用いられるエアーバッグ基布が挙げられるが、本発明においては強靭な自動車用エアーバッグ基布が好ましい。
【００１２】
本発明におけて粉砕されたエアーバッグ基布の小片を溶融、混練およびペレット化する装置としては単軸押出機、二軸押出機、ニーダー、加圧ニーダー、バンバリーおよび圧縮摩擦熱による圧縮成形機等を挙げることが出来る。
これらの装置のうち特に好ましいのは単軸押出機または二軸押出機である。単軸または二軸押出機では再生ペレットを連続的に製造することが出来るため、人件費が安く最も効率的な製造法である。これらの押出機を使って安定した操業をするためには、自動車用エアーバッグ基布の粉砕した小片の大きさと押出機のスクリュー径の最適化が必要である。粉砕小片に比較してスクリュー径が小さいとスクリューへの食い込みが不安定となり、操業トラブルが発生する。使用する押出機の大きさによって、裁断する小片の大きさを決めるのが一般的である。先に記載したように使用する押出機が大きくても５×５ｃｍ角以上の小片ではホッパーでのブリッジやスクリューへの食い込みが不安定となり好ましくない。
【００１３】
本発明においては必要に応じてポリアミド樹脂と混入している他の樹脂との相溶性を良くするために相溶化剤を添加しても良い。例えばナイロン６６織物とオレフィン系シートからなる基布ではマレイン酸変性オレフィン系樹脂を少量押出工程で添加すれば、ナイロン６６とオレフィン樹脂との相溶性が向上し、均一性の優れた再生ペレットが製造出来る。
【００１４】
また必要に応じて押出工程で樹脂に強化用無機物類を配合できる。例えばガラス繊維、炭素繊維、セラミックス繊維、各種ウイスカー等の繊維状強化材。シリカ、アルミナ、タルク、カオリン、石英、マイカ、粉状ガラス等の粉末状の無機強化材などが挙げられる。またこれら強化用無機物類は表面処理剤としてシランカップリング剤を処理しても良い。更にまた通常のナイロン樹脂に用いられる耐候性改良剤である
カーボンブラックや銅酸化防止剤および/またはハロゲン化アルカリ金属、光または熱安定剤としてフェノール系酸化防止剤やリン系酸化防止剤、難燃剤、離型剤、滑材、帯電防止剤、顔料、染料等を配合できる。
【００１５】
本発明においては強靭性のある主としてポリアミド織物からなる自動車用エアーバッグ基布の端材や廃棄物を小片に粉砕し、押出機等のホッパーやスクリューでの食い込み性を改良し、安定した溶融、混練、ペレット化が可能となり、廃棄物から再生ペレットを安価に製造出来るようになった。
【００１６】
【実施例】
次に実施例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
自動車用エアーバッグ基布として｛ナイロン６６織物/高密度ポリエチレン(HDPE)シート/ナイロン６６織物/HDPEシート/ナイロン６６織物｝の５層積層シートからなる基布を用い、自動車用エアーバッグを打ち抜いた後の基布の端材幅は約３０〜５０ｃｍ幅の長尺サンプルであった。
【００１７】
使用した基布裁断機は「繊維切断機ＨＰ−６００」（（株）辻製作所製）であり、これらの裁断機を二台使用した。基布の裁断方法はまず上記裁断機で４×３０〜５０ｃｍに一次裁断した後一次裁断基布をコンベアベルトで搬送し、９０度方向を変えた次のコンベアベルトに一次裁断基布を落とし、このコンベアベルトの先端にある二台目の裁断機で約４×３ｃｍ角の小片に基布を切断した。これら二台の裁断機の基布切断状況は極めて順調に推移し、一時間当たりの基布小片の裁断量は約１００kgであった。
また切断した基布の小片から、ナイロン６６とHDPEとの重量比率を測定するとナイロン６６：９２重量％、HDPE:８重量％であった。
【００１８】
次いで６０φ二軸押出機で溶融混練、ペレット化の実施を行った。
自動車用エアーバッグ基布にはHDPEが８重量％も混在しているため、ナイロン６６とHDPEの相溶化剤としてマレイン酸変性エチレン/プロピレン樹脂を基布１００重量部当たり４重量部添加し、二軸押出機のホッパーに投入した。
二軸押出機の温度条件は２５０℃〜２９０℃のシリンダー温度で溶融混練した。基布小片のホッパー詰まりもなく、またスクリューの食い込みも良好で二軸押出機のノズルからは安定した均一なストランドが得られた。再生ペレットは約2.5mmφ×３mmの形状であった。またこの二軸押出機の吐出量は約１５０kg/Hであった。
【００１９】
次に得られたナイロン６６を主体とした再生ペレットの物性評価を行った。
射出成形機でＡＳＴＭに準じた物性評価用テストピースを成形し、主要な物性値の測定を行った。尚テストピースの成形条件はシリンダー温度：２９０℃、金型温度：８０℃である。
物性値引張り強度：60MPa、引張り伸度：110%、
曲げ強度：80MPa、曲げ弾性率：1.8GPa
衝撃強度：180J/m
これらの物性値はいずれもバージンのナイロン６６とほぼ同等、又は同等以上であり、極めて優れた再生ペレットである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明はこれまで再利用されずに廃棄されていた自動車用エアーバッグ基布の端材や今後大量に廃棄されると考えられる使用済みの自動車用エアーバッグの再資源化を図るため、エアーバッグ基布端材を小片に粉砕し、溶融、混練、再生ペレット化の検討を行い、工業的な製造法を確立した。この再生ポリアミドペレットは物性的にもポリアミド、特にナイロン６６のバージンペレットと同等又は同等以上であり、エンプラ材料として建築、電気、電子、自動車、スポーツ雑貨等の多くの分野で利用することができるので、産業界に寄与すること大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法を実施する際に用いる一実施形態の切断刃の部分を示す正面図である。
【符号の説明】
１：凹形状の可動刃（上刃）
２：固定された平刃（下刃）
【図１】
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