JP2002201204A

JP2002201204A - 再生ゴムおよびそれを用いた弾性成形物

Info

Publication number: JP2002201204A
Application number: JP2000402177A
Authority: JP
Inventors: Takaharu Izumimoto; 隆治泉本; Mitsuaki Maeda; 光明前田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2002-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】脱硫処理を改良することにより廃棄ゴムの脱
硫状態を制御することで、加硫ゴムとしての特性を損な
わず、かつ、ゴム表面の接着力を向上した再生ゴムを提
供する。【解決手段】加硫ゴムを脱硫処理することにより得ら
れる再生ゴムにおいて、全体におけるゲルの割合が７０
〜９５％であり、ゲルの膨潤度が２〜１５である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みタイヤ等
から発生する廃棄加硫ゴムを有効にマテリアルリサイク
ルする技術に関し、詳しくは、かかる廃棄加硫ゴムをリ
サイクルすることにより得られる再生ゴム並びにそれを
用いた弾性成形物、舗装材および舗装体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、廃タイヤ等の加硫ゴムを有効にリ
サイクルするために、種々のリサイクル方法が提案され
ている。かかる廃棄ゴムのリサイクル方法としては、
（１）サーマルリサイクル（セメント焼成用燃料として
利用）、（２）リユース（更生タイヤ）、（３）マテリ
アルリサイクル（粉体状にし、必要に応じて脱硫処理等
を施した再生ゴムの新品タイヤへの再利用、チップ状ゴ
ムを舗装に適用した低騒音弾性舗装等）、（４）ケミカ
ルリサイクル（加硫ゴムに何らかの処理を施し、未加硫
ゴムやオイルといった原材料として再利用）等が挙げら
れる。

【０００３】これらのリサイクル方法の中で、現在もっ
とも利用割合が高いのはサーマルリサイクルによる燃料
としてのリサイクル方法であるが、近年、燃料としてで
はなく、材料としての廃棄ゴムの再利用の途が模索され
ている。しかし、更生タイヤは新品と同等の性能を出す
ことが難しく、ケミカルリサイクルへの取り組みも、近
年行われているが、コスト性を伴った工業的技術は確立
されていない。このような中で、期待されているのがマ
テリアルリサイクルである。

【０００４】マテリアルリサイクルには、脱硫処理によ
る方法として、リクレーム法（タイヤへのリサイクル
方法として国内で主流を占める方法）、剪断法（特開
平９−２２７７２４号、特開２０００−１２８９０１号
公報等、近年多くの出願がなされている）、マイクロ
波法（特開平５−１３３５１４号公報等に記載）、超
音波法（特表平８−５０１２５８号公報等に記載）等が
あり、また、加硫ゴムをチップ状、粉体状にして利用す
るものとして、低騒音弾性舗装（接着バインダーとし
てウレタン、エポキシを使用（特許２８６９４５９号、
特許２８６９４５８号公報等に記載））、粉体ゴムの
小粒径化によるタイヤへの再利用（タイヤへのリサイク
ル法としてアメリカでは主流を占める（特開平１０−１
２８７５２））等がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、脱硫処
理によるマテリアルリサイクルは有効な処理方法ではあ
るが、従来はタイヤ等に再利用するために廃棄ゴムをで
きるだけ完全に脱硫することが必要とされていたため、
処理自体に大きなエネルギーを要するという問題があっ
た。また、従来の脱硫処理では、弾性等の加硫ゴム特有
の特性を活かしたマテリアルリサイクルには不向きであ
るという難点もあった。

【０００６】一方、加硫ゴムをチップ状や粉体状にして
使用する場合の最大の問題点は加硫ゴム表面での接着力
をどう高めるかである。しかし、この点に関しては、加
硫ゴムのまま再利用するという技術は、上記の脱硫処理
ほどには十分な技術開発がされていないのが現状であ
る。例えば、近年技術開発が進められている舗装分野に
おいては、ウレタン、エポキシ等の硬化性バインダーを
適用した技術が実現されているが、十分な接着力は得ら
れていない。また、アスファルト系バインダーではウレ
タン、エポキシほどの接着力が得られないため、従来の
アスファルトバインダーを使用することができず、適用
範囲が狭いという問題もあった。

【０００７】そこで本発明の目的は、マテリアルリサイ
クルとしての脱硫処理を改良することにより廃棄ゴムの
脱硫状態を制御することで、加硫ゴムとしての特性を損
なわず、かつ、ゴム表面の接着力を向上した再生ゴムお
よびそれを用いた弾性成形物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】脱硫処理に関する従来の
出願（特開２０００−１２８９０１号公報）は、図２に
示すように、加硫ゴムを全体的に均一に脱硫してペース
ト状態にするものであり、通常、加硫ゴム全体を脱硫し
た場合には脱硫したゾル成分の分子量が小さくなってし
まうため、いかに分子量を低下させずに、かつ、均一に
脱硫を行うかがこの出願の基本思想であった。そこで本
発明者らは鋭意検討した結果、従来とは異なる思想の
下、図１に示すように、脱硫を加硫ゴムの表面層１に対
して集中的に行い、内部２は加硫ゴムの状態のままにす
ることで、加硫ゴムの特性を活かし、従来の欠点を有し
ない、ゴムチップ舗装等に適した再生脱硫ゴムを実現す
ることができることを見出して、本発明を完成するに至
った。即ち、本発明は、以下の通りである。

【０００９】（１）加硫ゴムを脱硫処理することにより
得られる再生ゴムにおいて、全体におけるゲルの割合が
７０〜９５％であり、ゲルの膨潤度が２〜１５であるこ
とを特徴とする再生ゴムである。

【００１０】（２）上記（１）の再生ゴムにおいて、前
記脱硫処理を、混練りによる剪断作用により行った再生
ゴムである。

【００１１】（３）上記（１）または（２）の再生ゴム
を一体成形してなることを特徴とする弾性成形物であ
る。

【００１２】（４）硬質骨材、弾性骨材およびバインダ
ーを含有する舗装材において、該弾性骨材が、上記
（１）または（２）の再生ゴムであることを特徴とする
舗装材である。

【００１３】（５）硬質骨材、弾性骨材およびバインダ
ーを含有する舗装体において、該弾性骨材が、上記
（１）または（２）の再生ゴムであることを特徴とする
舗装体である。

【００１４】本発明における所定のゲルの割合およびゲ
ルの膨潤度によれば、脱硫後のゴムの内部が加硫された
状態に維持されるため、加硫ゴムの弾性特性としてのク
ッション性を活用でき、かつ、表面の接着性が高められ
る。よって、本発明の再生ゴムは、弾性成形物として有
用に再利用することができ、特には、舗装材または舗装
体としての用途に好適に使用することができる。尚、本
発明の再生ゴムを得るためには、従来のリクレーム法よ
りも、二軸押出、バンバリーミキサー、ニーダー等の混
練機による剪断作用を利用した処理法が好ましい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照しつ
つ、詳細に説明する。本発明の再生ゴムは、加硫ゴムを
脱硫することにより得られるものであり、図１に示すよ
うに、脱硫の度合いが高い表面層１と、脱硫の度合いが
低い内部２とからなる二重構造的な状態を呈している。
かかる本発明の再生ゴムにおいては、全体におけるゲル
の割合が７０〜９５％、好ましくは７５〜９０％であ
り、７０％未満であると脱硫成分が多過ぎて加硫ゴムの
特徴であるゴム弾性を十分引き出すことができず、９５
％を超えると脱硫成分が少な過ぎて脱硫効果が十分得ら
れない。また、ゲルの膨潤度が２〜１５、好ましくは３
〜１０であり、２未満であると加硫ゴムの硬度が硬くな
り過ぎて弾性特性が十分に得られず、１５を超えるとゲ
ルの網目密度が低過ぎて、従来の脱硫ゴムのように加硫
ゴムとしての弾性機能が得られない。

【００１６】本発明において脱硫処理の対象となる加硫
ゴムには特に制限はなく、ポリマーに、硫黄または硫黄
化合物を混合し、炭素主鎖間にモノスルフィド結合、ジ
スルフィド結合、ポリスルフィド結合等の多種の硫黄架
橋結合を形成させ、ゴム弾性を示すようにしたものであ
る。

【００１７】かかるポリマー成分としては、天然ゴム、
ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、エチレ
ン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ＥＰ
ＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）、アク
リルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等を挙げ
ることができる。

【００１８】尚、かかる加硫ゴムは、ゴムタイヤ、ウェ
ザーストリップ、ホース類等の使用済み廃材、成形の際
に生成する不要の端材、成形不良品等から得られる。

【００１９】また、本発明においては、加硫ゴムに加え
て所望に応じ添加剤を用いてもよく、例えば、硫黄、加
硫促進剤、老化防止剤等、一般にゴム工業に使用されて
いるものを適宜使用することができる。

【００２０】本発明に係る脱硫処理は、化学試薬法の他
に、剪断応力を加えるなどの方法で行うことができ、特
に制限はないが、特には、剪断応力法により、効果的に
処理を行うことができる。剪断力は加硫ゴムの表面に集
中して生ずるため、結果として加硫ゴム表面の集中的な
脱硫が可能となるのである。このような剪断作用を発生
させる装置としては、二軸押出機、バンバリーミキサ
ー、ニーダー等の混練機が挙げられ、これら装置を用い
た混練りによる剪断作用により脱硫処理を行うことが好
ましい。また、脱硫処理時間についても特に制約はない
が、例えば、１〜１０分間行うことができる。

【００２１】本発明の再生ゴムは、上述のように、良好
な表面の接着力と加硫ゴムの弾性的特性とを兼ね備えて
いることから、加熱圧縮等によりゴム同士を良好に接着
することができ、一体成形して、弾性成形物として使用
することが可能である。一体成形の方法には特に制限は
ないが、例えば、バインダーを適用し、加熱を行うこと
により、本発明の再生ゴムから、所望の形状の弾性成形
物を得ることができる。かかる弾性成形物の用途には特
に制限はないが、例えば、弾性タイル、テニスコート、
陸上競技場、歩径路等に使用することができる。

【００２２】また、本発明の再生ゴムは、車道等の道路
舗装用、特には排水性舗装用の舗装材または舗装体に好
適に適用することができる。上述のように、本発明の再
生ゴムは従来の脱硫ゴムに比して接着性に優れているた
め、バインダーの使用により道路の舗装用の材料として
好適に適用可能であるとともに、その弾性的特性から
も、舗装材料に好適である。

【００２３】排水性舗装用の舗装材および舗装体は、一
般に、タイヤ騒音の低減効果を得るために、通気性や吸
音性を備えた多孔質で形成するため、硬質骨材、弾性骨
材およびバインダーを含有する。本発明においては、か
かる弾性骨材として、本発明の上記再生ゴムを用いる。
尚、各材料の含有比率については、慣用に従い所望に応
じ定めればよく、特に制限されない。

【００２４】本発明の舗装材および舗装体に使用される
バインダーとしては、特に限定されないが、排水性舗装
用の高粘度のものを使用することが好ましく、例えば、
（株）ブリヂストン製の「セナファルト」等を好適に使
用することができる。

【００２５】硬質骨材としては、一般的には、例えば川
砂利、川砂等の天然石からなる天然骨材と、砕石を始め
スラグ、セラミックス等からなる人工骨材とを含み、特
に制限はない。この骨材に使用する石材、砂等は、完成
した舗装の強度、耐摩耗性を確保し、表面に露出して防
滑作用を得るためのものである。石材は互いに噛み合っ
て荷重を分散させる機能を持つことが好ましく、このた
め、砕石のような尖った形状で硬い物が適当である。ま
た、粒径０．５〜３０ｍｍの粗粒骨材に対して、粒径
０．５ｍｍ以下の細粒骨材を５体積％以上混合すること
が好ましい。粗粒骨材は、主として通水性を得るために
多孔質構造を形成するものであり、互いに噛み合って隙
間を形成するような砕石のような尖った形状で硬いもの
が適当である。一方、細粒骨材は、大型の粗粒骨材の表
面に付着してタイヤ等に対して防滑作用（サンドペーパ
ーのような研磨効果）をもたらすこととなる。

【００２６】舗装材または舗装体の施工方法としては、
硬質骨材および弾性骨材を混合しているところへ所望に
応じ着色剤等の添加材を加え、バインダーを添加して、
舗装材または舗装体用混合物を調製する。舗装体用混合
物の場合、例えば、金型に流し込んで、所望に応じ加熱
した後、脱型することにより舗装体を得ることができ
る。

【００２７】

【実施例】以下、実施例により、本発明をより詳細に説
明する。廃棄加硫ゴム（グレード名：２０５０、村岡ゴ
ム（株）製、ＴＢＲ使用済みタイヤから作製したもの、
粒径２〜５ｍｍ）について、東洋精機（株）製のラボプ
ラストミルＢＲ−２５０（２５０ｃｃ容量）を使用し、
温度１５５℃、充填率９０％、回転数８０ｒｐｍにて、
混練時間を下記表１に示すように変化させて、脱硫処理
を行った。この脱硫により得られた再生ゴムの測定を、
以下のようにして行った。

【００２８】まず、再生ゴム約０．５ｇを小数点以下４
桁まで秤量し、その値を（Ａ）とした。次いで、秤量し
たゴムを１００ｍｌの三角フラスコ中にて約１００ｍｌ
のトルエンに浸漬し、一昼夜静置した。あらかじめ小数
点以下４桁まで秤量しておいた２００メッシュのステン
レス製金網（Ｂ）にてトルエン溶液とゴムを濾過し、分
離した。濾過後、約５分（金網の目のトルエンが揮発す
るまで）の間、風乾し、トルエンを含んだ状態のゴムと
金網を秤量して、その値を（Ｃ）とした。秤量後、金網
ごと真空乾燥機に入れ、７０℃で一昼夜真空乾燥し、乾
燥後の重量を同じく下４桁まで秤量して、その値を
（Ｄ）とした。このようにして求めた（Ａ）〜（Ｄ）か
ら、下記式に従い、ゲル量（％）および膨潤度を求め
た。

【００２９】１５℃伸度（破断伸び測定）マトリックス材料（排水性舗装用の高粘度バインダー、
ブリヂストン製「セナファルト」）を１８０℃に加熱し
て、全体に占めるゴムの割合が１０体積％になるように
再生ゴムを混合した後、舗装用バインダーの規格に従う
伸度試験サンプルの形状に成形して自然冷却を行い、１
５℃伸度評価用のサンプルを作製した。尚、比較例１に
ついてはゴムを添加せずにサンプルを作製した。得られ
た各サンプルについて、温度１５℃にて伸度試験を実施
して、そのときの破断伸び（１５℃伸度）を評価した。
試験は、同一種類のサンプルにつき３回ずつ行い、その
平均値を求めた。

【００３０】ゴルフボール反発係数測定本発明においては、ゴム弾性による衝撃吸収が得られる
ことが所期の効果を得るために重要である。そこでゴル
フボール反発係数についても測定を行った。上記と同
様のアスファルトバインダー、再生ゴム、骨材を用い
て、５重量％、１０重量％、８５重量％の配合比にて１
８０℃で３分間混合し、マーシャル突き固め機にてマー
シャル供試体を作製した。尚、比較例１については、ゴ
ムを添加せずにアスファルト５重量％、骨材９５重量％
とした。得られた各サンプルについて、ゴルフボールを
１００ｃｍ上からマーシャルに自然落下させて、跳ね返
った高さを測定し、反発係数とした。測定は同一種類の
サンプルにつき３回ずつ行い、その平均値を求めた。

【００３１】１５℃伸度の値は、比較例１を１００とし
て指数化した。また、反発係数の値は、ゴム無添加の比
較例１の値（７６）を基準として、十分有意差のある値
として６６以下を○とし、６７以上を×とした。これら
２評価とも良好なものについては総合評価を○、どちら
か一方、もしくは双方不良のものについては総合評価を
×とした。この結果を下記表１に併せて示す。なお、比
較例２、３として、夫々混練時間を３０秒、３０分にて
処理したサンプルについても上記の評価を行ったが、い
ずれも良好な結果は得られなかった。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、廃棄加硫ゴム表面に接着性能を持たせると同時に、
加硫ゴム特有の弾性特性を維持させることにより、特に
は弾性舗装用に適した再生脱硫ゴムを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の再生ゴムの脱硫状態を示す模式的断面
図である。

【図２】従来の再生ゴムの脱硫状態を示す模式的断面図
である。

【符号の説明】

１表面層２内部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｅ０１Ｃ 7/26 Ｅ０１Ｃ 7/26 // Ｃ０８Ｌ 17:00 Ｃ０８Ｌ 17:00 Ｆターム(参考） 2D051 AA02 AF01 AF05 AF07 AG01 AG03 AH02 DA01 EB05 4F070 AA04 AB06 AB26 BA02 BA05 BB05 4F301 AA03 CA09 CA32 CA41 CA53 CA68 4J002 AC13W AG00X DJ006 FD016 GL00 4J100 HA55 HA59 JA67

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加硫ゴムを脱硫処理することにより得ら
れる再生ゴムにおいて、全体におけるゲルの割合が７０
〜９５％であり、ゲルの膨潤度が２〜１５であることを
特徴とする再生ゴム。
【請求項２】前記脱硫処理を、混練りによる剪断作用
により行った請求項１記載の再生ゴム。
【請求項３】請求項１または２記載の再生ゴムを一体
成形してなることを特徴とする弾性成形物。
【請求項４】硬質骨材、弾性骨材およびバインダーを
含有する舗装材において、該弾性骨材が、請求項１また
は２記載の再生ゴムであることを特徴とする舗装材。
【請求項５】硬質骨材、弾性骨材およびバインダーを
含有する舗装体において、該弾性骨材が、請求項１また
は２記載の再生ゴムであることを特徴とする舗装体。