【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、排水処理施設から生成する汚泥を利
用した制振材料に係り、特に自動車のフロアー等
にシート状物として加熱融着せしめて防振効果を
発揮させる制振材料に関するものである。
近年、公害防止の観点から産業界において総合
排水処理施設等の公害防止設備の普及はめざまし
いものがある。一方、排水処理後、沈殿槽に推積
した汚泥又は集塵機より生成するダストなどは、
若干、再利用されているものの、そのほとんどは
そのままあるいはプレスなどして埋立、廃棄され
ており、廃棄場所の狭少化、該廃棄物は運搬中や
投棄後において風により飛散し二次公害を起す恐
れがあるなどから大きな問題となつている。
一方、自動車の防振処理の一つとして特にドア
ー内部、天井内側あるいはフロアーなどに瀝青質
基材に無機物及び合成樹脂などを加えてなる制振
材料が用いられているが、防振特性、密封性にお
いてまだみるべきものはない。
本発明者らは、係る実情に鑑み鋭意研究を重ね
た結果、瀝青質基材を主成分とする制振材料に前
記排水処理施設から生成する廃棄物の焼成により
得られる粉粒体と特定粒度の雲母とを添加するこ
とによつて、防振特性、密封性の優れた制振材料
が得られることを見出し、本発明を完成するに至
つた。
本発明の制振材料は、自動車や鋼製ドアーなど
の共振を吸収する目的で広く用いられるもので、
主成分である瀝青質基材にアスベスト、タルク、
合成樹脂、ゴム等の充填材を加え、更にこれに排
水処理汚泥を焼却炉によつて焼成したポーラスな
粉粒体と特定粒度の雲母とを添加し、これをニー
ダーなどで混練せしめ、押出しあるいはカレンダ
ー加工でシート状となし、熱融着又は接着剤で被
制振部材に施行されるものである。
制振材料における重要な特性は、その制振の程
度を表わす損失係数（ηで示す）であるが、一般
に短冊型に作つた試験片の一端を固定して励振
し、共振点における減衰曲線をとる一点支持（片
持梁）共振法により算出することができる（自動
車規格JASO M306−70に規定されている。）制
振材料としてはη＝0.05以上であることが要求さ
れ、従来の市販品では常温においてη＝0.05〜
0.08程度である。
前記の廃棄物のうち、排水処理汚泥は含有水分
が多いこと、比較が大きいこと、悪臭があること
などからそのままでは実用に供し難いが、これを
ロータリーキルンなどの焼却炉によつて700℃〜
800℃で焼成することにより、脆いが非常にポー
ラスで嵩比重の小さな粉粒体（以下、キルン灰と
称する）を得ることができる。このキルン灰は無
臭で嵩比重は0.5〜0.7で、粒径は40〜1400μ（中
心粒径420μ）にわたつてほぼ平均化しており、
有害な重金属の溶出もほとんどない。またポーラ
スであるため、吸油量も40〜45mg／100ｇと一般
の無機充填材に比べて大きく、高温時における瀝
青質基材の流れ出し防止の効果がある。
本発明で使用されるキルン灰は、前述したよう
に粒径が40〜1400μの範囲のものが利用できるこ
とはもちろんであるが、瀝青質基材との混練性を
考慮にいれた場合には100μ〜1000μの範囲が望
ましく、300μ〜700μの範囲が最も適している。
また瀝青質基材に対するキルン灰の添加量は、該
瀝青質基材100重量部に対し、キルン灰を15重量
部〜60重量部の範囲において添加可能であり、特
に25重量〜50重量部が適している。瀝青質基材に
対するキルン灰の添加量が15重量部以下である場
合は他の充填材の添加量が多くなりキルン灰を使
用するメリツトが薄く、60重量部以上では瀝青質
基材に対するキルン灰の添加量が多くなり制振材
料としての強度が劣るばかりか希望とする防振効
果は得られない。
また、本発明で使用される雲母粉末としては、
白雲母（マスコパイト）、金雲母（フロコパイ
ト）、合成クロロフロゴパイトなどから広く選ぶ
ことができるが、キルン灰との接触摩擦及び内部
剪断応力による制振効果を顕著にするためにフレ
ーク形状を保つことが重要であるため、瀝青質基
材との混練時あるいは制振材料としての加工時に
おいて結晶の破壊しない粒度及び強度のもの、及
び制振材料として被制振部材に溶融接着させる温
度領域において結晶水の離脱しないものを選択す
ることが望ましい。上記で選択された雲母粉末の
粒度は５メツシユ〜50メツシユの範囲にあること
が必要であり、この内特に望ましい範囲は、10メ
ツシユ〜40メツシユである。雲母粉末の粒度が５
メツシユ以下である場合には添加されるキルン灰
とマイカとの相乗効果である防振特性の所定とす
る数値が得られないほか、制振材料としての弾性
率、強度、熱的性質が不満足となることがあり、
50メツシユ以上になるとたとえ他の充填材を用い
ても防振性及び密封性において満足し得る値を確
保することは困難である。また瀝青質基材に対す
る雲母粉末の添加量は、該瀝青質基材100重量部
に対し、上記粒度の雲母粉末を５重量部〜30重量
部の範囲において添加可能であり、特に10重量部
〜20重量部が適している。添加量が５重量部以下
である場合にはキルン灰と同様他の充填材の添加
量が多くなり希望とする防振効果が得られず、30
重量部以上においては制振材料としての強度が劣
るほか、添加した割には防振効果は向上しない。
本発明で使用される瀝青質基材及び充填材は、
従来から一般に用いられている例えば、ストレー
トアスフアルト、ブローンアスフアルト、タル
ク、炭酸カルシウム、クレー、ケイソウ土、アス
ベスト、合成樹脂、ナイロン繊維などを適宜選択
して使用することができる。
本発明によれば、排水処理汚泥から得られた粉
粒体と特定粒度の雲母とを、瀝青質基材と混合す
ることにより制振材料としての防振効果、熱伝導
率を向上し得るものであり、しかも公害防止及び
省資源の点からも有用な産業廃棄物の利用方法で
ある。
以下、本発明の制振材料を実施例及び比較例に
よつて具体的に説明するが、当然のことながら本
発明は以下の実施例のみに限定されるものでない
ことを付言する。
実施例
ストレートアスフアルト40重量部を加熱溶融
し、これにタルク10重量部、重質炭酸カルシウム
10重量部、再生ゴム５重量部、アスベスト５重量
部、合成樹脂10重量部、白雲母（平均粒度25メツ
シユ）７重量部及びキルン灰（平均粒径600μ）
13重量部を加え均一に分散混合した後、該混合物
をカレンダーロールで厚さ1.5ｍ／ｍのシート状
とした。ついでこのシート状物を自動車規格
JASO M306−70に基づく所定形状に裁断して本
発明の制振材料を得た。
尚、本実施例で使用したキルン灰は自動車製造
工場における排水処理場から生成した活性汚泥を
ロータリーキルンで焼却処理したものであり、メ
ツキスラツジ、廃グリスなど有害金属成分を含む
廃棄物は含まれておらず、その一般性状は次の通
りであつた。
The present invention relates to a vibration damping material using sludge generated from wastewater treatment facilities, and particularly to a vibration damping material that is heat-fused to the floor of an automobile or the like in the form of a sheet to exhibit a vibration damping effect. In recent years, from the viewpoint of pollution prevention, pollution prevention equipment such as integrated wastewater treatment facilities has become widespread in industry at a remarkable rate. On the other hand, after wastewater treatment, sludge accumulated in a settling tank or dust generated from a dust collector, etc.
Although a small amount of waste is reused, most of it is disposed of as is or in a pressed state in landfills, which reduces the space available for disposal and causes secondary pollution as the waste is blown away by the wind during transportation or after being dumped. This has become a big problem because of the possibility of this happening. On the other hand, as one of the anti-vibration treatments for automobiles, vibration-damping materials made of a bituminous base material to which inorganic substances and synthetic resins are added are used especially for the inside of doors, the inside of ceilings, and floors. There is nothing worth seeing yet in terms of sex. As a result of extensive research in view of the actual situation, the present inventors have found that a vibration damping material containing a bituminous base material as a main component is produced by using powder and granules obtained by burning the waste generated from the wastewater treatment facility and having a specific particle size. The inventors have discovered that a vibration damping material with excellent vibration damping properties and sealing properties can be obtained by adding mica. The vibration damping material of the present invention is widely used for the purpose of absorbing resonance in automobiles, steel doors, etc.
Asbestos, talc, and bituminous base material, which is the main component,
Fillers such as synthetic resin and rubber are added, and porous powder obtained by burning wastewater treatment sludge in an incinerator and mica of a specific particle size are added to this, and this is kneaded with a kneader etc., and then extruded or processed. It is calendered into a sheet and applied to the damped member using heat fusion or adhesive. An important characteristic of damping materials is the loss coefficient (denoted by η), which indicates the degree of damping. Generally, one end of a test piece made in the form of a strip is fixed and excited, and the attenuation curve at the resonance point is determined. It can be calculated using the one-point support (cantilever beam) resonance method (specified in the automobile standard JASO M306-70).The damping material is required to have η = 0.05 or more, and conventional commercially available products Then, η=0.05~ at room temperature
It is about 0.08. Of the wastes mentioned above, wastewater treatment sludge is difficult to put to practical use as it is because it contains a lot of water, is relatively large, and has a bad odor, but it is heated to 700°C or more in an incinerator such as a rotary kiln.
By firing at 800°C, it is possible to obtain a powdery material (hereinafter referred to as kiln ash) that is brittle but extremely porous and has a small bulk specific gravity. This kiln ash is odorless, has a bulk specific gravity of 0.5 to 0.7, and has an almost average particle size ranging from 40 to 1400μ (center particle size 420μ).
There is almost no elution of harmful heavy metals. Furthermore, since it is porous, the oil absorption amount is 40 to 45 mg/100g, which is larger than that of general inorganic fillers, and is effective in preventing the bituminous base material from flowing out at high temperatures. As mentioned above, the kiln ash used in the present invention can of course have a particle size in the range of 40 to 1,400μ, but if kneading with the bituminous base material is taken into consideration, A range of ~1000μ is desirable, and a range of 300μ to 700μ is most suitable.
Further, the amount of kiln ash added to the bituminous base material can be in the range of 15 parts by weight to 60 parts by weight, particularly 25 parts by weight to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the bituminous base material. Are suitable. If the amount of kiln ash added to the bituminous base material is 15 parts by weight or less, the amount of other fillers added will be large and the merits of using kiln ash will be diminished, and if the amount of kiln ash added to the bituminous base material is 60 parts by weight or more If the amount of addition is large, not only will the strength as a vibration damping material be inferior, but the desired vibration damping effect will not be obtained. In addition, the mica powder used in the present invention includes:
A wide variety of materials can be selected from muscovite (muscovite), phlogopite (phlogopite), synthetic chlorophlogopite, etc., but it is important to maintain a flake shape to make the damping effect due to contact friction with kiln ash and internal shear stress noticeable. is important, so the grain size and strength are such that the crystals do not break when kneaded with the bituminous base material or processed as a vibration damping material, and the crystals must have a particle size and strength that will not break during kneading with the bituminous base material or processing as a vibration damping material, and crystals in the temperature range where they will be melted and bonded to the vibration damping material as a vibration damping material. It is desirable to choose one that does not allow water to escape. The particle size of the mica powder selected above must be in the range of 5 to 50 meshes, and a particularly desirable range is 10 to 40 meshes. Particle size of mica powder is 5
If it is less than mesh, it will not be possible to obtain the specified value of the vibration damping property which is the synergistic effect of added kiln ash and mica, and the elastic modulus, strength and thermal properties as a vibration damping material will be unsatisfactory. It may happen,
When the number of meshes exceeds 50, it is difficult to secure satisfactory values for vibration isolation and sealing performance even if other fillers are used. Furthermore, the amount of mica powder added to the bituminous base material can be in the range of 5 parts by weight to 30 parts by weight, particularly 10 parts by weight to 100 parts by weight of the bituminous base material. 20 parts by weight is suitable. If the amount added is less than 5 parts by weight, the amount of other fillers added like kiln ash will be too large and the desired vibration damping effect will not be obtained.
If the amount exceeds 1 part by weight, the strength as a vibration damping material will be poor, and the vibration damping effect will not improve even if added. The bituminous base material and filler used in the present invention are:
Conventionally commonly used materials, such as straight asphalt, blown asphalt, talc, calcium carbonate, clay, diatomaceous earth, asbestos, synthetic resin, and nylon fiber, can be appropriately selected and used. According to the present invention, the vibration damping effect and thermal conductivity of a vibration damping material can be improved by mixing powder and granules obtained from wastewater treatment sludge and mica of a specific particle size with a bituminous base material. Moreover, it is a useful method of using industrial waste from the viewpoint of pollution prevention and resource conservation. Hereinafter, the vibration damping material of the present invention will be specifically explained using Examples and Comparative Examples, but it should be noted that the present invention is not limited only to the following Examples. Example 40 parts by weight of straight asphalt is heated and melted, and 10 parts by weight of talc and heavy calcium carbonate are added to this.
10 parts by weight, 5 parts by weight of recycled rubber, 5 parts by weight of asbestos, 10 parts by weight of synthetic resin, 7 parts by weight of muscovite (average particle size: 25 mesh), and kiln ash (average particle size: 600μ)
After adding 13 parts by weight and uniformly dispersing and mixing, the mixture was formed into a sheet with a thickness of 1.5 m/m using a calender roll. Next, this sheet-like material was made into an automobile standard.
The damping material of the present invention was obtained by cutting into a predetermined shape based on JASO M306-70. The kiln ash used in this example was activated sludge generated from a wastewater treatment plant in an automobile manufacturing factory and incinerated in a rotary kiln, and did not contain waste materials containing toxic metal components such as sludge and waste grease. First, its general properties were as follows.
【表】
(1)
また環境庁告示に準ずる溶出試験ではCu、Pb
はTr（痕跡）、Cr、Cd、Ｔ−CN、Ｔ−Hg、アル
キルHg、有機りん、Asはnd（検出されず）であ
り、有害成分は認められなかつた。
比較例 １
実施例に含有する白雲母にかえ、タルクを加え
た以外はすべて実施例に従つて制振材料を得た。
比較例 ２
実施例に含有するキルン灰にかえ、ナイロン繊
維を加えた以外はすべて実施例に従つて制振材料
を得た。
比較例 ３
実施例に含有する白雲母（平均粒度25メツシ
ユ）にかえ白雲母（平均粒度４メツシユ）を加え
た以外はすべて実施例に従つて制振材料を得た。
比較例 ４
実施例に含有する白雲母（平均粒度25メツシ
ユ）に代え白雲母（平均粒径100メツシユ）を加
えた以外はすべて実施例に従つて制振材料を得
た。
比較例 ５
実施例に含有するキルン灰（平均粒度600μ）
にかえ、キルン灰（平均粒度50μ）を加えた以外
はすべて実施例に従つて制振材粒を得た。
比較例 ６
実施例に含有するキルン灰（平均粒度600μ）
にかえ、キルン灰（平均粒度1300μ）を加えた以
外はすべて実施例に従つて制振材料を得た。
前記実施例及び比較例で得られた制振材料につ
いて代表的な特性を比較試験したので、その結果
を下記の表に示す。【table 1)
In addition, in the elution test according to the Environmental Agency notification, Cu, Pb
Tr (trace), Cr, Cd, T-CN, T-Hg, alkyl Hg, organic phosphorus, and As were ND (not detected), and no harmful components were observed. Comparative Example 1 A damping material was obtained in the same manner as in the example except that talc was added instead of the muscovite contained in the example. Comparative Example 2 A damping material was obtained in accordance with the same manner as in the example except that nylon fiber was added instead of the kiln ash contained in the example. Comparative Example 3 A damping material was obtained in accordance with all the examples except that muscovite (average particle size 4 mesh) was added instead of muscovite (average particle size 25 mesh) contained in the example. Comparative Example 4 A damping material was obtained in accordance with all the examples except that muscovite (average particle size 100 mesh) was added instead of muscovite (average particle size 25 mesh) contained in the example. Comparative Example 5 Kiln ash contained in Example (average particle size 600μ)
Instead, vibration damping material particles were obtained in accordance with all the examples except that kiln ash (average particle size: 50 μm) was added. Comparative Example 6 Kiln ash contained in Example (average particle size 600μ)
A damping material was obtained in accordance with all the examples except that kiln ash (average particle size 1300 μm) was added instead. Typical characteristics of the vibration damping materials obtained in the Examples and Comparative Examples were comparatively tested, and the results are shown in the table below.
【表】
上記表から明らかなように、本発明に係る制振
材料（実施例）においては、他の比較例及び市販
制振材料に比較して損失係数（防振効果）が飛躍
的に向上していることが理解でき、これはキルン
灰と雲母との相乗効果によるものが大きいと判断
される。また他の試験項目である熱伝導率、剪断
接着力、取扱作業性においても市販制振材料に比
較してかわりはなかつた。[Table] As is clear from the above table, the loss coefficient (vibration damping effect) of the vibration damping material (example) according to the present invention is dramatically improved compared to other comparative examples and commercially available damping materials. This is thought to be largely due to the synergistic effect between kiln ash and mica. In addition, there was no difference in other test items such as thermal conductivity, shear adhesive strength, and handling workability compared to commercially available damping materials.