JP2008144117A

JP2008144117A - 再生脱硫ゴムの製造方法および再生ゴム含有成形品の製造方法

Info

Publication number: JP2008144117A
Application number: JP2006336181A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Inoue; 良弘井上; Shiro Honna; 四郎本名
Original assignee: SORUTEKKU KK
Current assignee: SORUTEKKU KK
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】実用的で優れたゴム特性を有する再生ゴム成形品の再生ゴム原料として使用することが可能な再生脱硫ゴムの製造方法およびこれを用いた再生ゴム含有成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】加硫ゴムを粉砕する工程と、粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を添加し、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程とを含む再生脱硫ゴムの製造方法により再生脱硫ゴムを製造する。この製造方法により製造された再生脱硫ゴムは、フラーレンが均一に分散されており、これを原料として再生ゴム含有成形品を製造することにより、実用的で優れたゴム特性を有する再生ゴム含有成形品を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、古タイヤ等の廃棄加硫ゴムを再利用するための再生脱硫ゴムおよび再生脱硫ゴムを用いた再生ゴム含有成形品の製造方法に関する。

廃棄加硫ゴム、例えば自動車の古タイヤ、ウェザーストリップ等の加硫ゴムよりなるゴム成形品、それらのゴム成形品の製造工程で発生する端材もしくは不良品等の廃棄加硫ゴムのリサイクルに際しては、廃棄加硫ゴムを細かく粉砕した後にそれらの架橋を切断する脱硫処理を施して可塑化させるのが一般的である。そして、脱硫処理された再生脱硫ゴムをゴム用原材料の一部として使用し、混練、加硫、成形等を行って再生ゴム含有成形品としている（例えば、特許文献１参照。）。

廃棄加硫ゴムの再生化技術を確立させることは、自動車用タイヤのように多量に排出される廃棄加硫ゴムの消費量を上げ、不法投棄などによる環境への悪影響を小さくすることにつながる。そこで、これまでにさまざまな再生化技術が研究されている。

米国特許第２４６１１９２号公報

しかしながら、再生脱硫ゴムをゴム用原材料の一部として製造される再生ゴム含有成形品の破壊特性や弾性率は、廃棄加硫ゴムの脱硫の程度に影響されることから、一般的に再生ゴムは、新規原材料を用いて製造される新材ゴムと比較して機械的強度が低く、耐熱性や圧縮永久ひずみ性、反発弾性などのゴム特性が劣り、ゴム用原材料としての使用量が限られているのが現状である。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みて、実用的で優れたゴム特性を有する再生ゴム含有成形品のゴム用原材料として使用することが可能な再生脱硫ゴムの製造方法および再生ゴム含有成形品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の再生脱硫ゴムの製造方法は、加硫ゴムを粉砕する工程と、粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を添加し、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程とを含むことを特徴とする。

また、本発明の再生ゴム含有成形品の製造方法は、加硫ゴムを粉砕する工程と、粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を添加し、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程と、脱硫した再生脱硫ゴムをゴム用原材料とし、当該ゴム用原材料を混練、加硫、成形する工程とを含むことを特徴とする。

フラーレン型の炭素をゴム組成物に適用することで、比重が小さく転がり抵抗や反発特性、耐摩耗性などのゴム特性を向上させることが可能となることは、既に特開平１０−１６８２３８号公報や特開２００５−１７９６２４号公報などに開示されているように、周知の技術である。しかし、フラーレンは凝集力が非常に強いため、ゴム成分中への分散が難しく不十分であり、実際には所望の物性や性能が得られていない。そこで、本発明者は、フラーレンの再生ゴム含有成形品への適用に関して鋭意研究した結果、廃棄加硫ゴムの脱硫処理段階でフラーレンを適用することが、ゴム用原材料として使用される再生脱硫ゴムに対するフラーレンの分散性を最も向上させることができ、また、再生ゴム含有成形品のゴム特性が実用的なレベルまで向上することを明らかにし、上記本発明をなすに至った。

本発明において、フラーレンの分散性を向上させる要因の詳細な点は未だ明らかにはなっていないが、次のように推定される。本発明において再生剤とは、加硫ゴムにおける硫黄架橋結合の切断を促進する再生油や、加硫ゴムを軟化させて加工を容易にするために加えられる軟化剤のことを指すが、このような再生剤を溶媒とすることで、まず、フラーレンを再生剤中に均一に分散させた状態とすることができる。そして、この再生剤を粉砕された廃棄加硫ゴムに加え、混練りしながら高温加圧条件下で脱硫することによって、フラーレンが、脱硫ゴムの分子間の隙間に入り込んでいくとともに、溶媒の作用により脱硫ゴムの分子に対して物理的に安定した状態で固着し、ゴム用原材料となる再生脱硫ゴムに、凝集することなく均一に分散していくものと考えられる。

また、上記方法により製造された再生脱硫ゴムを単独で用いるか、または再生脱硫ゴムと未加硫ゴムとを混合してゴム用原材料とし、このゴム用原材料を混練、加硫、成形していく過程において、ゴム用原材料はさらに何度も繰り返し混練されていくことから、フラーレンの分散性がさらに向上し、成形された再生ゴム含有成形品には、フラーレンが均一に分散することとなる。従って、本発明によれば、再生ゴム含有成形品で見受けられやすい機械的強度の低下を小さくすることができ、耐熱性や圧縮永久ひずみ性、反発弾性などのゴム特性を実用的なレベルまで向上させた再生ゴム含有成形品を製造することができる。

ここで、フラーレンは再生剤に対して０．１〜２０質量％添加されているとよい。

フラーレンを再生油や軟化剤などの再生剤に対して０．１〜２０質量％添加することにより、溶媒となる再生油や軟化剤に対してよく溶け、廃棄加硫ゴムと非常によく混合させることができる。ここで、フラーレンの再生剤に対する割合が０．１質量％より小さいと、所望とする再生ゴム含有成形品のゴム特性が得られなくなり、２０質量％より大きいと、フラーレンの凝集が見られ、分散性が悪くなる。

なお、再生油としては、例えば、パラフィン系プロセスオイルやナフテン系プロセスオイル等などを用いることができる。また、軟化剤としては、石油系軟化剤やプロセスオイル等の鉱物油系軟化剤や、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油等の植物油系軟化剤を用いることができる。

本発明は、加硫ゴムを粉砕する工程と、粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を添加し、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程とを含むことにより、フラーレンが均一に分散した再生脱硫ゴムを得ることができる。また、これを原料として再生ゴム含有成形品を製造することにより、実用的で優れたゴム特性を有する再生ゴムを得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本実施の形態における再生脱硫ゴムの製造工程を含む再生ゴム含有成形品の製造方法を示すフロー図である。

本実施の形態における再生脱硫ゴムの製造方法は、古タイヤ、ウェザーストリップ等の廃棄ゴム成形品を細切れにするスクラップ工程１０と、細切れにした廃棄加硫ゴムを粒度の細かい微粒子状に粉砕する粉砕工程１１と、粉砕した廃棄加硫ゴムに再生剤を加えて高温加圧下で脱硫する脱硫工程１２と、圧延・ストレーニング工程１３とを有する。この製造方法により製造された再生脱硫ゴムは、再生ゴム含有成形品の原料として使用される。

再生ゴム含有成形品は、上記方法で製造された再生脱硫ゴムを原材料とし、その他ゴム成形に必要な材料を配合する原料配合工程１４と、配合された再生ゴム原料を精錬加工するミキシング工程１５と、精錬加工された再生ゴム原料を予備成形する予備成形工程１６と、予備成形された再生ゴムの分子間を架橋する加硫・成形工程１７と、仕上げ加工工程１８とを経ることによって得られる。

以下、各工程について詳細に述べる。本実施の形態では、廃棄ゴム成形品として廃タイヤを例に説明する。
（スクラップ工程）
まず、廃タイヤからビードワイヤを引抜き、残りを１０〜２０ｃｍ角程度の任意の大きさに切断する。

（粉砕工程）
次に、切断された廃タイヤを２０〜３０ｍｍ程度の大きさまで粉砕しながらゴムチップと細ワイヤに分離する分離粉砕を行う。粉砕されたゴムチップを磁気選別にかけて微細ワイヤを取り除き、２次粉砕を行うことで最終的に１〜３ｍｍ程度のゴムチップとする。そして、粒状選別を行い、廃棄加硫ゴムと補強系材料とを分別する。

（脱硫工程）
粉砕工程で１〜３ｍｍ程度の大きさに粉砕された廃棄加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を加えて混練する。そして混練した原料を容器に詰める。再生剤として、パインタール、トール油、石油系可塑剤、粘着付与剤、しゃっ解剤等から２〜３種類を併用し、この再生剤に対してフラーレンを０．１〜２０質量％程度添加する。使用する再生剤の添加量は、スクラップの種類や脱硫条件、廃棄加硫ゴムの粒度、耐熱性や圧縮永久ひずみ等の要求されるゴム特性等により異なるが、廃棄加硫ゴムに対して３〜２０質量％程度添加される。容器を再生脱硫缶の中に入れ、直接蒸気を吹き込む。脱硫条件は、ボイラー圧力との関係によって異なるが、本実施の形態では１７０℃、１５ｋｇ／ｃｍ²の蒸気圧で５〜６時間行う。

（圧延・ストレーニング工程）
脱硫工程を経た再生脱硫ゴムに含まれる粒子をなくすために、精砕して押し出し機（ストレーナー）にかける機械的処理を行う。精砕では、再生脱硫ゴムを精砕ロールに繰り返し通し、粒状のゴムがなくなるまですりつぶすとともに、これにより再生脱硫ゴムに可塑性と粘着性を付与する。また、前工程までに除去できなかった金属片、木片、土砂等の異物を、押し出し機に通すことによって取り除く。

（原料配合工程）
上記工程で得られた再生脱硫ゴムを再生ゴム含有成形品のゴム用原材料の一部として用いる。なお、再生脱硫ゴムは、ゴム用原材料全体量に対して５〜５０質量％程度配合する。これに、所望とするゴム特性を得るために必要な加硫剤や促進剤、補強剤等の他の原料を配合する。

（ミキシング工程）
配合された原料をバンバリーミキサー等の密閉式混練機とゴムロール等を用いて混練り、ミキシングを行う。
（予備成形工程）
さらに、ゴムロール、ゴム押出機等のゴム加工機を用いて、ゴム用原材料をリボン状、ペレット状などの成形機の要望に合わせた形状に加工する。

（加硫・成形工程）
次に、金型やオートクレーブ等を使用し、加熱して所望とする形状に加硫成形する。
（仕上げ加工工程）
最後に、成形された再生ゴム含有成形品のバリ取りや端末カットなどの加工を行い仕上げる。

このようにして製造された再生ゴム含有成形品は、フラーレンが均一的に分散していることにより、実用的なゴム特性を有する。

本発明は、再生脱硫ゴムの製造方法および再生ゴム含有成形品の製造方法として有用である。特に、フラーレンの分散性を向上させることができることから、実用的で優れたゴム特性を有する再生ゴム含有成形品の製造方法として好適に用いられる。

本実施の形態における再生脱硫ゴムの製造工程を含む再生ゴム含有成形品の製造方法を示すフロー図である。

符号の説明

１０スクラップ工程
１１粉砕工程
１２脱硫工程
１３圧延・ストレーニング工程
１４原料配合工程
１５ミキシング工程
１６予備成形工程
１７加硫・成形工程
１８仕上げ加工工程

Claims

加硫ゴムを粉砕する工程と、
粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を加え、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程と
を含む再生脱硫ゴムの製造方法。
前記フラーレンは前記再生剤に対して０．１〜２０質量％添加されていることを特徴とする請求項１記載の再生脱硫ゴムの製造方法。
加硫ゴムを粉砕する工程と、
粉砕された加硫ゴムに、フラーレンを添加した再生剤を加え、混練しながら高温加圧処理を施すことにより脱硫する工程と、
前記脱硫した再生脱硫ゴムをゴム用原材料とし、当該ゴム用原材料を混練、加硫、成形する工程と
を含む再生ゴム含有成形品の製造方法。