(57)【要約】【課題】広い周波数領域で吸音性能が高いゴム構造体を提供する。【解決手段】ゴムチップ１と、カット糸２と、カット糸凝集体３が、これらの間に空隙４が形成された状態で、接着剤によって結合されている。ゴムチップ１とその間の空隙４の作用、さらに空隙４に露出するカット糸２やカット糸凝集体３の作用で、広い周波数領域で高い吸音特性を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムチップと、カット糸と、カット糸凝集体が、これらの間に空隙が形成された状態で、接着剤によって結合されていることを特徴とするゴム構造体。
【請求項２】
空隙は、体積分率で３０〜６５％の範囲になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム構造体。
【請求項３】
ゴムチップとして、粒径が異なる２種類以上のものを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸音材等として用いられるゴム構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴム構造体からなる吸音材として、ゴムチップに接着剤を混合し、これを成形することによって、ゴムチップを接着剤で結合すると共にゴムチップ間に空隙を形成したものが提案されている（特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００３】
またゴムチップの他に繊維を混合して用い、同様に作製したゴム構造体も提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−６５５７１号公報
【非特許文献１】K.V.Horoshenkov.M.J.Swift“The effect of consolidation on the acoustic properties of looserubber granulates”Applied Acoustic,62,(2001)P665-690）
【特許文献２】特許第３８６０６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のようなゴム構造体からなる吸音材にあっては、ゴムチップ間に形成される空隙によって一定の吸音効果はあるが、吸音する周波数領域が狭く、特に５０００Ｈｚ程度以上の高音周波数領域での吸音率が低いという問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、広い周波数領域で高い吸音性能を有するゴム構造体を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るゴム構造体は、ゴムチップと、カット糸と、カット糸凝集体が、これらの間に空隙が形成された状態で、接着剤によって結合されていることを特徴とするものである。
【０００７】
この発明によれば、ゴムチップとその間の空隙の作用、さらに空隙に露出するカット糸やカット糸凝集体の作用が総合して、広い周波数領域で吸音する吸音特性を示すものであり、特に高音領域において高い吸音率を達成することができるものである。
【０００８】
また本発明は、上記の空隙は、体積分率で３０〜６５％の範囲になるように形成されていることを特徴とするものであり、この構成により、上記の吸音性能をより高く得ることができるものである。
【０００９】
また本発明は、上記のゴムチップとして、粒径が異なる２種類以上のものを用いることを特徴とするものであり、この構成により、上記の吸音性能をより高く得ることができるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ゴムチップとその間の空隙の作用、さらに空隙に露出するカット糸やカット糸凝集体の作用が総合して、広い周波数領域で吸音する吸音特性を有するものであり、特に高音領域において高い吸音率を達成することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１２】
本発明においてゴムチップ、カット糸、カット糸凝集体としては、ゴム製品の廃材を粉砕して得られるものを用いることができる。例えば、伝動用や搬送用に用いられるＶベルトやＶリブドベルトなどにおいては、Ｖ型にカットする際にカット屑が廃材として多量に発生し、この廃材にはゴムの他に補強用の繊維が含有されている。従って、このような繊維が含有されているゴムの廃材を粉砕することによって、ゴムチップ、カット糸、カット糸凝集体を得ることができるものであり、廃材を有効再利用することができるうえで、有用である。
【００１３】
そしてまず、繊維が含有されているゴムを粉砕する。ここで、ゴムの種類としては、クロロプレンゴムなど任意である。またゴムに補強用に含有されている繊維は、繊維長１〜１２ｍｍ、繊維径１〜１０μｍ程度の短繊維が一般的であり、綿、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維など繊維の種類は任意である。さらにベルトに帆布がカバーされている場合には、この帆布の繊維も含むものである。このように繊維が含有されているゴムを粉砕することによって、ゴム粒子であるゴムチップと、繊維が切断されたカット糸が得られる。
【００１４】
次にこのようにして得られたゴムチップとカット糸からなる粉砕物をメッシュに通して粒径が大きいゴムチップを除く。ゴムチップの粒径が大きいと、得られたゴム構造体においてゴムチップ間に形成される空隙が大きくなり、吸音特性が低下する。このために本発明では、メッシュとして目開きが６ｍｍのものを用い、メッシュを通過した粒径が６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸を用いるのが好ましい。目開きが６ｍｍのメッシュを通過したゴムチップは粒径が６ｍｍ以下であるが、２〜６ｍｍの粒径のものが大半であり、２〜６ｍｍの粒径のゴムチップは粒径が大きいためにカット糸が埋入されていることが多い。
【００１５】
このように目開きが６ｍｍのメッシュを通過させることによって、粒径が６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸の混合物を得ることができるが、さらにこれを目開きが０．５ｍｍのメッシュに通過させ、粒径が０．５ｍｍ以下のゴムチップと、微細なカット糸を除く。このようにして、目開き６ｍｍパス且つ目開き０．５ｍｍオンの、粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸との混合物を得ることができる。この混合物においてゴムチップとカット糸の質量比率は、特に限定されるものではないが、４０：６０〜６０：４０（合計１００）の範囲であることが好ましい。
【００１６】
一方、このように目開き０．５ｍｍのメッシュに通過させることによって、粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップと、微細なカット糸が得られるが、この微細なカット糸は静電気等によって集合して絡み合って凝集し、カット糸凝集体となる。例えば、目開き０．５ｍｍのメッシュを通過したものを容器に受ける際に、微細なカット糸は、静電気等の作用で容器の壁面に付着して凝集し、またこれを自然落下や吸引によって収納箱に集める際に、微細なカット糸同士の擦れ合いによる静電気等の作用で凝集するものであり、このようにしてカット糸凝集体が生成されるものである。このようにして得られるカット糸凝集体は直径が１〜５ｍｍ程度である。また粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップは粒径が小さいために一般にカット糸は埋入していない。この目開き０．５ｍｍパスで得られる、粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップとカット糸凝集体の混合物において、ゴムチップとカット糸凝集体の質量比率は、特に限定されるものではないが、４０〜６０：６０〜４０（合計１００）の範囲であることが好ましい。
【００１７】
そして、上記のように目開き６ｍｍパス且つ目開き０．５ｍｍオンの、粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸との混合物と、目開き０．５ｍｍパスの、粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップとカット糸凝集体との混合物を、混合して成形用混合材料を得る。
【００１８】
ここで、上記のように繊維が含有されているゴムを粉砕したものを目開き６ｍｍと０．５ｍｍのメッシュに通すことによって、目開き６ｍｍパス且つ目開き０．５ｍｍオンとして得られる混合物（これを材料Ａとする）と、目開き０．５ｍｍパスとして得られる混合物（これを材料Ｂとする）との質量比率は、材料Ａ：材料Ｂ＝８５〜９５：１５〜５（合計１００）程度であり、材料Ａの比率が圧倒的に多いが、本発明ではこの比率よりも材料Ｂの比率が大きくなるように、材料Ａと材料Ｂとを混合するものであり、従って材料Ａと材料Ｂを混合して得られる成形用混合材料には、繊維が含有されているゴムを粉砕したものを目開き６ｍｍのメッシュに通して得られる材料Ａと材料Ｂの比率よりも、材料Ｂが大きな比率で含有されているものである。材料Ａと材料Ｂの混合比率は、質量比率で５０〜８０：５０〜２０（合計１００）の範囲が好ましい。
【００１９】
この材料Ａと材料Ｂからなる成形用混合材料に、さらに接着剤を混合する。接着剤としては特に限定されるものではなく任意のものを用いることができるが、クロロプレン系接着剤（例えばコニシ株式会社「Ｇ１７」）、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤（例えばコニシ株式会社「ネダボンド」等）、ウレタン樹脂系接着剤（例えばコニシ株式会社「ボンド床職人」等）、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン接着剤（例えばコニシ株式会社「ボンド木工用速乾」等）などを使用することができる。接着剤の混合量は特に限定されるものではないが、材料Ａと材料Ｂの混合物に対して、接着剤の固形分が５〜１２質量％程度の範囲になるように設定するのが好ましい。材料Ａと材料Ｂと接着剤（固形分）の３成分で配合の質量比率を規定する場合には、４６〜７６：２０〜４６：４〜１０（合計１００）の範囲が好ましい。
【００２０】
上記のように材料Ａと材料Ｂと接着剤とを混合した後、これを金型内に充填して成形することによって、ゴムチップと、カット糸と、カット糸凝集体が接着剤によって結合されたゴム構造体を得ることができるものであり、このゴム構造体には、ゴムチップ、カット糸、カット糸凝集体の間において、ゴム構造体の表面で開口する微小な空隙が形成されているものである。図１にこのようにして得られるゴム構造体を模式的に図示する。図１において１はゴムチップ、２はカット糸、３はカット糸凝集体であり、１ａは粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップ、１ｂは粒径が０．５ｍｍ以下のゴムチップである。そしてこれらの間に空隙４が形成されている。
【００２１】
この空隙は、ゴム構造体の見掛けの体積（空隙を含む体積）に対する空隙の体積分率、すなわち空隙率が、３０〜６５％となるように形成されているのが好ましい。空隙の空隙率は、材料Ａと材料Ｂの混合比率や量、接着剤の配合量、ゴム構造体を成形する際の加圧圧力などで、調整することができる。
【００２２】
本発明に係るゴム構造体は、ゴムチップとその間の空隙の作用、さらに空隙に露出するカット糸やカット糸凝集体の作用によって、広い周波数領域で吸音することができるものであり、特に高温領域においても高い吸音率を示すものである。そして空隙の占める割合が３０〜６５％の範囲であることによって、このような吸音特性を高く得ることができるものである。
【００２３】
尚、本発明のゴム構造体は、上記のように吸音材として用いる他に、制振材や断熱材などとして用いることもできるものである。
【実施例】
【００２４】
次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００２５】
（実施例１）
クロロプレンゴムに、繊維長０．１〜６ｍｍ、繊維径０．５〜１０μｍの綿短繊維が５〜１０質量％程度含有されている、繊維含有ゴムを粉砕した。
【００２６】
そしてこの粉砕物と目開き６ｍｍの開口を有するメッシュに通過させ、さらに目開き０．５ｍｍの開口を有するメッシュに通過させた。このようにして、目開き０．５ｍｍのメッシュの上に残った、粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸との混合物からなる材料Ａと、目開き０．５ｍｍのメッシュを通過した、粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップとカット糸凝集体との混合物からなる材料Ｂを得た。この材料Ａにおいて、粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップとカット糸との質量比率は１：１であり、また材料Ｂにおいて、粒径０．５ｍｍ以下のゴムチップとカット糸凝集体との質量比率は１：１であった。
【００２７】
一方、接着剤としてクロロプレンゴム接着剤（コニシ株式会社「Ｇ１７」：溶剤アセトンとｎ−ヘキサン、不揮発分３０質量％）を用い、アセトンとｎ−ヘキサンの混合溶媒で希釈した。
【００２８】
そして、材料Ａと、材料Ｂと、接着剤（固形分換算）を、質量％の比率で７４％：２０％：６％となるように配合して、これらを混合した。
【００２９】
次にこの成形用混合材料を、１３５ｍｍ×１９５ｍｍ×厚み２０ｍｍのキャビティを有する金型に充填し、離型紙を介して金属板を重ねて、５〜７４ＭＰａ範囲で圧力を調整して油圧プレス機で加圧した状態で５時間維持し、脱型した後に２時間乾燥することによって、板状のゴム構造体を得た。
【００３０】
（実施例２〜６）
材料Ａと材料Ｂと接着剤の比率を、表１のように変えるようにした他は、実施例１と同様にして板状のゴム構造体を得た。
【００３１】
（実施例７，８）
材料Ｂをメッシュに通してゴムチップを除去し、カット糸凝集体のみを取り出して用いるようにした。そして材料Ａと材料Ｂ中のカット糸凝集体と接着剤を表１の量で混合し、後は実施例１と同様にして板状のゴム構造体を得た。
【００３２】
（比較例１）
材料Ｂを用いないようにした他は、実施例１と同様にして板状のゴム構造体を得た。
【００３３】
【表１】
2009265156.tif 000003
【００３４】
上記のようして得たゴム構造体について、密度（見掛け密度）と空隙の空隙率を測定した。空隙率の測定は、ゴムチップの密度＝１．１ｇ／ｃｍ３（試料数１０個について測定した値の平均値）とゴム構造体の密度との差から近似して算出した。結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
2009265156.tif 000004
【００３６】
また上記のようして得たゴム構造体について、垂直入射吸音率を測定した。垂直入射吸音率の測定は、音響管を用いた２マイクロホン法により行ない、音響管はBruel Kjaer Type 4206の大型管及び小型管を使用した。測定範囲は大型管で１００〜５００Ｈｚ、小型管で５００〜６４００Ｈｚであり、上記のように作製したゴム構造体を大型管用に直径１００ｍｍの円板に、小型管用に直径２０ｍｍの円板に打ち抜き加工して、音響管にセットした。結果を図２〜図３に示した。
【００３７】
表１のように比較例１ではカット糸凝集体が含有されていないので、図３（ｅ）にみられるように、４２００〜６０００Ｈｚの高音領域で吸音率が０．６を下回るものであり、良好な吸音特性を得ることができないものであった。
【００３８】
一方、ゴムチップと、カット糸と、カット糸凝集体を含有する各実施例のものでは、図２（ａ）〜（ｄ）及び図３（ａ）〜（ｄ）にみられるように、高音領域を含む広い周波数範囲で吸音率が０．６を超えるものであり、良好な吸音特性を有するものであった。
【００３９】
特にゴムチップとして粒径が異なる２種類のものを用いた実施例１〜６においては、実施例１では図２（ａ）のように１８８６〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．７以上の値を示し、実施例２では図２（ｂ）のように１７４４〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．７以上の値を示し、実施例３では図２（ｃ）のように１８４８〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．７以上の値を示し、実施例４では図２（ｄ）のように１５３８〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．６５以上の値を示し、実施例５では図３（ａ）のように１７４６〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．７以上の値を示し、実施例６では図３（ｂ）のように１８６８〜６４００Ｈｚの高音領域で吸収率が０．７以上の値を示すものであり、いずれも高音領域において高い吸収率を有するものであった。
【００４０】
尚、ゴムチップとして直径０．５〜６ｍｍのものだけを用いた実施例７，８では、これらの実施例１〜６と比較して、高音領域での吸音率が劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ゴム構造体を拡大して示す模式図である。
【図２】吸音率と周波数の関係を示すグラフであり、（ａ）は実施例１、（ｂ）は実施例２、（ｃ）は実施例３、（ｄ）は実施例４である。
【図３】吸音率と周波数の関係を示すグラフであり、（ａ）は実施例５、（ｂ）は実施例６、（ｃ）は実施例７、（ｄ）は実施例８、（ｅ）は比較例１である。
【符号の説明】
【００４２】
１  ゴムチップ
１ａ  粒径が０．５ｍｍを超え６ｍｍ以下のゴムチップ
１ｂ  粒径が０．５ｍｍ以下のゴムチップ
２  カット糸
３  カット糸凝集体
４  空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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