JP2007152218A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】廃ゴムのゴムチップを微粉砕して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、回転ロールと該回転ロールに対向配置した固定刃とからなり、前記回転ロールは、その周面に回転軸方向に延在した等間隔の溝を備え、かつ、前記固定刃は前記回転ロールの外周円に対応した円周面に等間隔に形成された複数条の刃を形成する溝を有する破砕機の前記回転ロールと前記固定刃間に前記ゴムチップを投入し、前記回転ロールを回転させることによって前記ゴムチップを微粉砕して得られた粉末ゴムであることを特徴とする。
【選択図】図1
Description
ここで、破砕機10で破砕する廃ゴムのゴムチップとして、廃タイヤなどの使用済みゴム製品や、ゴム製品の製造過程で生じたゴム屑などを周知のチップ化設備でチップ化したものを用いることができ、該廃ゴムのゴムチップの粒径は2mm〜4mmが好ましい。
ここで、1個の固定刃14による破砕処理で発生する破砕ゴムチップGは大小さまざまであり、図3に示すように、比較的大きな破砕ゴムチップGは固定刃14を離れると直ちに落下し、また、比較的小さな破砕ゴムチップGは、回転ロール12の溝12(1)に挟まり回転ロール12と共に回転を続け、固定刃14と略対称位置に配置されたブラシ18によって掻き落とされる。これらの回転ロール12と固定刃14との間から排出された破砕ゴムチップGを、該回転ロールと該固定刃の間に再投入して破砕処理を繰り返す。このようにして再投入して破砕処理を繰り返すことによってゴムチップGを微粉砕して、最終的に#200以下の粒径を有する粉末ゴムを得ることができる。
当該構成の破砕機の一例として、図1に示すように、荒破砕用回転ロールとして荒仕上げ用の溝ピッチR(図2)[例えば#20(0.9mm)]を有する溝を備えた回転ロールを備える破砕機10aと、仕上げ破砕用回転ロールとして溝ピッチRが前記荒破砕用回転ロールの溝ピッチRよりも狭い[例えば#40(0.9mm)]溝を備えた回転ロールを備える破砕機10bとを2段配置したものが挙げられ、前段の当該破砕機10aで、破砕ゴムチップGの粒径が#100(0.14mm)程度となるまで荒破砕を繰り返し行い、次に、荒破砕したゴムチップGを後段の当該破砕機10bで、破砕ゴムチップGの粒径が#200(0.07mm)程度となるまで仕上げ破砕を繰り返し行って、十分に微細化された粉末ゴムを得ることができる。
ただし、前記荒破砕と前記仕上げ破砕とをそれぞれ所定回数繰り返すことが可能な破砕機の構成はこれに限定されず、例えば、荒仕上げ用と仕上げ用にそれぞれ複数段数の破砕機を用いても、或いはその間にふるい機を配置して破砕ゴムチップGを分級し、その粒径に応じて以前の破砕機に再投入して破砕を繰り返すように構成してもよい。また、複数段数の破砕機を用いる場合、それぞれの破砕機の回転ロールの溝幅を順次狭くなるように変化させて破砕を行うこともでき、このように溝幅を変化させることによって、より微細化された粉末ゴムを得ることができる。
なお、設備を小型化し、製造コストを抑え、より効率良く小さい粒径の粉末ゴムを得るという観点から、上記荒仕上げ用回転ロールを備える破砕機と、上記仕上げ用回転ロールを備える破砕機とを2段配置して、それぞれの破砕機で荒破砕と仕上げ破砕を繰り返すことが好ましい。
図1に示す製造設備を用いて、粉末ゴムを製造した。なお、ゴムチップとしては、粒径が3mmのゴムチップを使用し、また、固定刃14の回転ロール12に対する刀巾Pは1.25mm、固定刃14の溝間ピッチQは6mmである。更に、破砕機10による破砕処理中に、凝集防止材としてカーボンブラックを粉末ゴム100質量部に対して20質量部の割合で添加した。得られた粉末ゴムを200メッシュのふるいに掛け、当該ふるいを通過したもののみを含む粉末ゴムAを得た。
新材のゴム成分としてのスチレンブタジエンゴム(油展SBR)137.5質量部に対して、下記表1に示す配合割合で上記廃ゴム成分及び各種配合剤を配合し、90ccのプラストミルを用いて混練することにより、各ゴム組成物を得た。なお、廃ゴム成分及び粉末硫黄の配合量は、表2及び表3に示す通りである。また、混練は、以下のように2工程に分けて実施した。即ち、まず、第1工程で、廃ゴム成分を、油展SBR、カーボンブラック、ステアリン酸及び老化防止剤と共に最高温度160℃で混練し、次に、第2工程にて、第一工程で得られたゴム組成物と、亜鉛華、加硫促進剤A、加硫促進剤B、加硫促進剤C及び粉末硫黄とを、最高温度105℃で混練した。なお、新ゴムのみを配合した比較例1についても、廃ゴム成分を添加しなかった以外は、同様の手法にて混練を行った。
上記のようにして得られたゴム組成物を160℃で13分間加圧加硫することにより、加硫ゴムサンプルを作製し、各加硫ゴムサンプルに対して下記の方法で破壊特性(Tb)を測定・評価した。また、下記の方法に従って各ゴム組成物を用いた空気入りタイヤの実地耐摩耗性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
JIS K6301に準拠して破壊強度(Tb)を測定し、比較例1(廃ゴム成分を配合せず、新ゴムのみを使用)の値を100として、指数表示した。指数値が大きい程、破壊特性が良好であることを示す。
各ゴム組成物をトレッドゴムとして適用し、サイズ195/65R15の乗用車用空気入りタイヤ(PSR)をそれぞれ作製し、実地で各タイヤの耐摩耗性を評価した。結果は、比較例1の値を100として指数表示した。指数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
*2 シースト7HM[東海カーボン株式会社製].
*3 ノクラック6C[大内新興化学工業株式会社製].
*4 ノクセラーDM−P[大内新興化学工業株式会社製].
*5 ノクセラーNS−P[大内新興化学工業株式会社製].
*6 ノクセラーD[大内新興化学工業株式会社製].
*8 24メッシュ品[村岡ゴム工業株式会社製].
12 回転ロール
12(1) 溝
14 固定刃
14(1) 溝
16 ふるい機
18 ブラシ
G ゴムチップ又は破砕ゴムチップ
P 刃先の巾
Q 溝のピッチ
S テーパー面
T1 ストレージタンク
T2 ストレージタンク
T3 ストレージタンク
Claims (12)
- 廃ゴムのゴムチップを微粉砕して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、回転ロールと該回転ロールに対向配置した固定刃とからなり、前記回転ロールはその周面に回転軸方向に延在した等間隔の溝を備え、かつ、前記固定刃は前記回転ロールの外周円に対応した円周面に等間隔に形成された複数条の刃を形成する溝を有する破砕機の前記回転ロールと前記固定刃間に前記ゴムチップを投入し、前記回転ロールを回転させることによって前記ゴムチップを微粉砕して得られた粉末ゴムであることを特徴とするゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記固定刃を前記回転ロールの外周に沿って複数個配置したことを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記回転ロールと前記固定刃とは互いの対向端面間に実質上隙間が生じないように配置されていることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記固定刃の溝は該固定刃の前記回転ロール側外周面から、該固定刃と該回転ロール間に投入されたゴムチップが推進される方向に向かってその深さを増すとともに前記回転ロールの中心を通る方向に形成された壁面で終わる断面形状を有することを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記固定刃の前記回転ロールに対向する刃巾がその溝間ピッチよりも短いことを特徴とする請求項4記載のゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記刃巾は0.5〜5mmであり、前記溝間ピッチは1〜20mmであることを特徴とする請求項5記載のゴム組成物。
- 前記破砕機において、前記回転ロールと前記固定刃との間から排出された破砕ゴムチップを、該回転ロールと該固定刃の間に再投入して破砕処理を繰り返すことを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
- 前記再投入と破砕処理の繰り返しは、荒破砕用の溝幅の溝を備えた荒破砕用回転ロールと、仕上げ破砕用の溝幅が前記荒破砕用溝幅よりも狭い溝を備えた仕上げ破砕用回転ロールとからなり、前記荒破砕と前記仕上げ破砕とをそれぞれ所定回数繰り返す破砕機によって行うことを特徴とする請求項7記載のゴム組成物。
- 前記破砕処理において、更に凝集防止材を添加することを特徴とする請求項7又は8に記載のゴム組成物。
- 前記破砕処理によって得られた粉末ゴムを更に分級し、貯留する請求項7又は8記載のゴム組成物。
- 前記粉末ゴムが200メッシュのフィルターを通過したものを75質量%以上含有することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のゴム組成物。
- 請求項1〜11のいずれか1項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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