JP2020186646A - 粉砕されたタイヤゴム粒子に由来する相互侵入エラストマーネットワーク - Google Patents

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Abstract

【課題】リサイクルタイヤから得られるクラムラバーを連結置換法に供する。【解決手段】密粒度凝集物を含み、前記凝集物が結晶質構造を有し、並びに密粒度凝集物の衝突点に関連するエネルギー移動領域において混合されたアスファルト分子及びナノカーボンクラスターの膜を含み、前記ナノカーボンクラスターが、舗装材料の圧延荷重によってエネルギー移動領域において生成されるポラリトン放出のエネルギーからアスファルト分子を遮蔽し、及び／又は安定にするように適合される、舗装材料。【選択図】図１

Description

（関連出願の相互参照）
出願データシート又はその修正において特定されたあらゆる優先権の主張は、３７ ＣＦＲ １．５７の下、参照により本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１８年４月２０日に出願された国際出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２８６５６号明細書の一部継続出願であり、２０１７年８月４日に出願された米国特許仮出願第６２／５４１，６１０号明細書、２０１７年１０月５日に出願された米国特許仮出願第６２／５６９，３７４号明細書、２０１８年１月４日に出願された米国特許仮出願第６２／６１３，７４４号明細書、及び２０１８年１月２４日に出願された米国特許仮出願第６２／６２１，４６５号明細書の利益を主張する。本出願は、２０１８年７月２５日に出願された米国特許仮出願第６２／７０３，３６６号明細書の利益を主張する。前述の出願はそれぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、それぞれが明示的に本明細書の部分を構成する。
リサイクルタイヤから得られるクラムラバーを位相網状化により誘導された硫化メタセシス（ｐｈａｓｅ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｕｌｆｉｄｉｃ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ）を伴う方法に供する。この方法は、スルフィド結合を干渉する反応成分を使用する。得られるゴムは、連結置換（ｉｎｔｅｒｌｉｎｋｅｄ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ）に供され、造粒される前の未使用の複合ゴム構造又はその他のポリマー材料と同様の特性を示し、新しいタイヤ、設計されたゴム物品、及び防水及び舗装用途に使用されるアスファルト用ゴムの製造に使用するのに適する。
２０１５年にエンドユーズ市場は、米国で生じたスクラップタイヤの８７．９重量％を消費した。米国のエンドユーズ市場で消費されたスクラップタイヤの総量は、約３５５．１万トンのタイヤに達した。ＲＭＡは、タイヤの約４０３万８０００トンが２０１５年に米国で製造されたと推定している。このタイヤのうち、２５．８％が粉砕ゴムを製造するために使用され、４８．６％がタイヤ由来燃料に、１１．４％が埋立処分され、７．０％が土木工学に使用され、７．１％が種々の用途に供された（アーク炉に０．７％、埋立プロジェクトに１．３％、２．６％が輸出され、２．６％が他の用途に使用された）。１９９０年には、タイヤベースで、タイヤのたったの１１％しか消費されなかった。前向きなエンドユーズ市場は、２０１５年には主に、高いレートのＴＤＦ使用及び輸出の減少となった。長期間、スクラップタイヤの経済的に利用可能で環境に配慮した市場を拡大する必要性が依然としてある。スクラップタイヤは、タイヤ由来燃料、土木工学及び粉砕ゴム用途を含む様々なスクラップタイヤ市場によって消費された。その他のより小さい市場及び合法的な埋立は、残りの毎年作られるタイヤを消費した。
キーとなるスクラップタイヤ市場として、タイヤ由来燃料、粉砕ゴム、土木工学及びその他の市場が挙げられる。タイヤ由来燃料の用途において、スクラップタイヤはクリーナーとして使用され、セメントキルン、パルプ及び紙製造業及び産業的及び実用ボイラーにおいて、燃料としてよりきれいでより経済的な石炭の代替物である。粉砕ゴム用途は、約１０２万トンのスクラップタイヤが使用され、毎年スクラップタイヤの容量の２５％超が作られた。粉砕ゴムは、スクラップタイヤを決められたサイズの片に粉砕することによって製造される。粉砕ゴムの用途として、新しいゴム製品、遊び場、及びその他のスポーツ用表面及びゴム変性アスファルトが挙げられる。粉砕ゴムとして、造園用マルチ及びバラ詰め遊び場材料として使用されるより大きい片のゴムも挙げられる。遊び場及び造園用マルチ市場は、この期間、粉砕ゴム市場の最も活力のあるセグメントであった。アスファルト市場は、粉砕ゴムを使用して、道路舗装に使用されるアスファルトバインダーを変性し
、より静かで、より耐久性のある道路にした。土木工学市場は、１年間に約２７万４０００トンのタイヤを消費し、市場に対して総タイヤの約７．７％を占め、道路及び埋立て地建設、汚水浄化槽浸出分野、代替の即日覆土及びその他の建築用途に使用されるタイヤ破片から構成される。年間で生じるスクラップタイヤの約７％を消費するスクラップタイヤの追加のより小さい市場が存在する。この市場は、アーク炉（製鋼業）、専門的に設計されるタイヤベール及びスクラップタイヤから叩かれ、圧力が加えられ、又は打ち出された製品に消費されるタイヤを含む。粉砕ゴム市場で消費足されるタイヤゴム総量は、約１３億６０００万ポンドである。この粉砕ゴム市場に転用されるスクラップタイヤの総量は、約１０２万トン（６２００万トン）である。２０１５年に市場で消費された粉砕ゴムの合計ポンドの内訳は、スポーツ用表面２５％、遊び場マルチ２２％、成型／押出し製品３５％、アスファルト１５％、自動車用途２％、及び輸出１％である。
歴史的には、スクラップタイヤの備蓄は、タイヤが埋め立て処分地から転用された１９６０年代及び１９７０年代ごろから始まったが、タイヤのリサイクル市場は機能していなかった。この備蓄は、大気及び水質汚染を起こす大火事を起こしやすいことを証明した。
世界的なゴム製タイヤの生産は、耐用年数を終えた（ＥＯＬ）タイヤスクラップの世界の約９９％を占める。約１１億のスクラップタイヤが毎年発生し、これは大雑把に１２００万トンのスクラップタイヤに対応する。新しいタイヤに必要とされる厳しい物理的特性のために、タイヤは、鋼及び繊維コードを、全て高度に頑強な構造と架橋された鉱物及び炭素を充填したゴムブレンドと一緒にして慎重に設計されたウィービングを具現する。ＥＯＬタイヤは、本来の基本要素に分解することが困難である。可能性として最も高い価値の要素のゴムは、ゴムの加硫工程のために再生利用することが特に困難である。結果として、摩耗又は修復不能な損傷のために、車両用にはもはや適さないＥＯＬタイヤは、通常、熱分解（例えば、セメント製造に使用されるエネルギーを生み出す）されるか、研削して（例えば、アスファルト舗装、新しいタイヤ、建築又は造園用材料の）充填剤として使用されるかの何れかである。
加硫ゴム、例えばタイヤゴムを脱硫する方法を開発するために鋭意研究がおこなわれてきたが、タイヤゴムを未使用の複合ゴムと同様の特性を有する市販可能な製品に修復又は変形する方法は、未だ開発されていない。
廃棄タイヤ及びその他の加硫ゴムスクラップの天然又は合成ゴムを抽出し、使用し、又は変形する連結置換法は、高品質の天然又は合成ゴムの低コスト源としての可能性がある。このように再生利用された材料は、この材料が由来する製品と同様の、又はさらに優れた特性を示し得る。本明細書に記載の方法に供されたゴムは、本明細書では、「処理ゴム」、「活性化ゴム」、「連結置換ゴム」、「ＰＴＲゴム」、「ポストリアクター（ｐｏｓｔ ｒｅａｃｔｏｒ）粉砕タイヤゴム」「ＥＯＬタイヤゴムクラム由来（ｃｒｕｍｂ−ｄｅｒｉｖｅｄ）のゴム」等の様々な呼ばれ方をする。
本明細書に記載の方法の目的の１つは、例えば、耐用年数を終えた（ＥＯＬ）ゴムタイヤに見られるように、加硫ゴム製品又はその他の架橋ゴムを含む製品を、通常、加硫に供される未使用のゴム、例えば、新しいタイヤ又はその他の加硫ゴム製品から製造される製品を製造する原材料として使用するのに適した形態に加工することである。本明細書に記載の方法に供される加硫ゴムは、概して、通常使用可能な３０メッシュ、耐用年数を終えた、粉砕ゴム粒子（ＧＴＲＰ）として提供される。本明細書に記載の方法に供される加硫ゴムは、架橋再配列された５〜１０ミクロン部分に変形される方法に供され、マイクロ部分は、３０メッシュの粒子にサイズ減少される前に、本来のＥＯＬタイヤゴムのマクロ構造特性に実質的に類似する物理特性を示す相互侵入エラストマーネットワークを特徴とす
るモノリシック、マクロ構造に再加工され得る。
２つの相互依存、平行、およびほぼ同時の相互作用する加工システムは、本明細書に記載の方法の様々な目的の１つ以上を達成するために正常に実行される。望ましい最終結果を得るために、プロセスマネジメントは、任意に、ミクロン部分を最終産物であるマクロ構造に統合するリアルタイム及び／又はポストプロセス分析によるデータ駆動であり得る。
第１のシステムにおいて、粒子を浸す水性化学溶液が提供される。水性化学溶液は、続く再配列及び架橋のペンダント部位を予め核形成するように、ペンダントエラストマー結合から横断性硫酸架橋を分離するように作用する。この分離は、実質的に、本来固定されていた（例えば、加硫された）コンパニオン、平行非ペンダント骨格に未変性で結合された「テザー（ｔｅｔｈｅｒ）」として、スルフィド架橋を保存する。
第２のシステムでは、粒子をサブヒステリシス、歪み閾値に応力で歪ませる電磁気−機械的システムを使用する。これは、最大限に、エラストマー架橋部位を水性化学溶液に暴露し、水性化学溶液の化学物質がピコ秒の速度で作用して、第１システムに記載の分離置換を行うことができる。
完全に加硫されたＧＴＲＰは、３つの全ての軸に沿った歪みに対して実質的な弾性を示す。この弾性は、外部の力が圧縮機械力、引っ張り機械力、ねじれ機械力、又は本質的に電磁気力であるのかどうかに関係なく観察される。この弾性は、ゴムの次元及び誘電性粉砕状態（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｇｒｏｕｎｄ ｓｔａｔｅ（ｓ））への急速な回復に現れる。弾性歪みは、前述の２つの相互依存的加工システムの相互作用的産物であり、適切に調和させることを含む歪緩和サイクルよりも速い。
欧州委員会（ＥＣ）の共同研究センター（Ｊｏｉｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｕｎｃｉｌ（ＪＲＣ））は、供給途絶、すなわち、経済的持続性に多大な損失になり得る途絶をもたらす対象となる２７個の材料を挙げたＣｒｉｔｉｃａｌ Ｒａｗ Ｍａｔｅｒｉａｌ（ＣＲＭ）研究を２０１７年１２月に発行した。天然ゴム（ＮＲ）が２７個の材料の１つとして挙げられた。本明細書に開示される方法は、ＣＲＭ研究に示された天然ゴムの不足（ｇａｐ）を最大７０％提供することができる。
第１の態様では、改質ゴムを調製する方法を提供し、この方法は、加硫ゴム粒子を含む水性スラリー及び有機金属化合物を、キャビテーションで位相空間を作るように構成された電気機械的反応器に導入して、スルフィド結合の破壊と調和して、加硫ゴム粒子のゴムマトリックスのデラミネーションを誘導する。
第１の態様の一実施形態において、方法は、さらに、スルフィド結合を再構築して、マトリックススルフィド架橋の内部に、架橋され、再配列された積層体を構築することを含む。
第１の態様の一実施形態において、デラミネーションは、加硫ゴム粒子の剛直なスルフィド架橋部分に結合し、元のアリルカルボカチオンに係留されたままで、元のメチルカルボカチオンに結合しなくなる。
第１の態様の一実施形態において、有機金属化合物は、八面体形分子構造を有する金属を含む。
第１の態様の一実施形態において、有機金属化合物は、Ｃｏ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋
、Ｚｎ２＋及びＭｎ２＋から成る群から選択される金属イオンを含む。
第１の態様の一実施形態において、有機金属化合物は、金属イオンに対するリガンドとして、有機アニオンを含む。
第１の態様の一実施形態において、有機アニオンは、酢酸イオンを含む。
第１の態様の一実施形態において、有機金属化合物は、酢酸銅である。
第１の態様の一実施形態において、有機金属化合物は、１００〜１５０℃の範囲で固体から液体又は蒸気に位相変化する金属塩である。
第１の態様の一実施形態において、電気機械的反応器の温度は、冷却ジャケット又は冷却コイルを使用することで周囲温度に維持される。
第１の態様の一実施形態において、加硫ゴムクラム（ｖｕｌｃａｎｉｚｅｄ ｒｕｂｂｅｒ ｃｒｕｍｂ）は、２００メッシュよりも大きい粒径を有する。
第２の態様において、電気機械的反応器が提供され、複数のスロットを有するローター及びステーターを有し、電気機械的反応器は、混入空気、有機金属化合物及び粉砕タイヤゴム粒子の混合物を、キャビテーション（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ）を受ける液体中で生成することによって位相空間環境を作るように構成される。
第３の態様において、ゴムベースの不均一マトリックスを提供し、２つ以上のエラストマーの相互侵入ネットマークを含み、このネットワークは、１０ｎｍ〜５ミクロンの平均間隔を有するスルフィド架橋され、再配列された、混在した積層体を含み、それぞれの積層体は２つ以上のエラストマーの１つを含む。
第３の態様の一実施形態において、カーボンブラック粒子が積層体に分散される。
第３の態様の一実施形態において、２つ以上のエラストマーは、未使用の天然ゴム及び粉砕タイヤゴムに由来するエラストマーを含む。
第３の態様の一実施形態において、２つ以上のエラストマーは、未使用のスチレンブタジエン／ブタジエンゴム及び粉砕タイヤゴムに由来するエラストマーを含む。
第３の態様の一実施形態において、２つ以上のエラストマーの２つは、異なる骨格化学構造を有する。
第３の態様の一実施形態において、異なる骨格化学構造を有する２つ以上のエラストマーの２つは、一緒に織られて、次いで、互いに別々に架橋される。
第４の態様では、第３の態様の又はその実施形態の何れかのゴムベースの不均一マトリックスのシートを提供する。
第４の態様の一実施形態において、シートは、幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性を示し、幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性は、１．１：１〜３：１である。
第５の態様において、第４の実施形態の複数のシートを含む積層体が提供される。
第５の態様の一実施形態において、それぞれのシートは、１０〜７０ミクロンの厚みを有する。
第５の態様の一実施形態において、それぞれのシートは、隣接するシートに真空熱融合し、架橋される。
第５の態様の一実施形態において、それぞれのシートは、隣接するシートの異方性粒子に対して３０〜４５°配向する。
第６の態様において、結合されていない、レプテーション（ｒｅｐｔａｔｅｄ）された内部形態を有する粉砕タイヤゴム複合体構造が提供され、その剛直なスルフィド結合の部分はそれぞれ、元のアリルカルボカチオンに係留され、元のメチルカルボカチオンに結合しない。
第７の態様において、加硫ゴムが提供され、その剛直なスルフィド結合の部分はそれぞれ、元のアリルカルボカチオンに係留され、元のメチルカルボカチオンに結合しなく、加硫ゴムの内部のポリマー骨格の部分は、アセテート部分によって置換される。
第８の態様において、タイヤの３重量％〜１５重量％のゴムが本明細書に記載の方法によって実質的に調製されるゴムタイヤが提供される。
第９の態様において、タイヤの１５重量％〜１００重量％のゴムが本明細書に記載の方法によって実質的に調製されるゴムタイヤが提供される。
第１０の態様において、１０重量％〜５０重量％の本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムを含むタイヤトレッドが提供される。
第１１の態様において、１０重量％〜１００重量％の本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムを含むタイヤサイドウォールが提供される。
第１２の態様において、５重量％〜９５重量％の本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムを含むアスファルト−ゴムバインダーが提供される。
第１３の態様において、５重量％〜９５重量％の本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムを含むアスファルト乳化液が提供される。
第１４の態様において、５重量％〜９５重量％の本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムを含むアスファルトルーフィング材料が提供される。
第１５の態様において、本明細書に記載の実質的に連結置換されたゴムが提供される。
第１６の態様において、本明細書に記載の連結置換されたゴム産物を含む、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバライニング、トレンチライニング、橋下葺材、ワイヤーハーネスラップ、自己結合性ワイヤーハーネスラップ、靴底、ゴム長靴、絶縁テープ、防水下地、防水駐車場ガレージ、ホース、ベルト、又は成形物が提供される。
第１〜第１６の態様の実施形態の特徴の何れも本明細書に示される態様及び実施形態の全てに適用することができる。さらに、第１〜第１６の態様の実施形態の特徴の何れも、
例えば、１、２又は３つ以上の実施形態を全体として、又は部分的に組み合わせることができるように、本明細書に記載のその他の実施形態と、部分的に又は全体として、独立して組み合わせることができる。さらに、第１〜第１６の態様の実施形態の特徴の何れも、その他の態様又は実施形態に対して任意に作製することができる。方法の態様又は実施形態は、別の態様又は実施形態のシステム又は装置によって実施することができ、システム又は装置の態様又は実施形態は、別の態様又は実施形態の方法を実施するように構成することができる。
粉砕タイヤゴム粒子（ＧＴＲＰ）スラリーフローパターン１０４を生成するように協働するローター１０１、ステーター１０２、及びスロット／キャビテーションポータル１０３を含む電気機械的反応器環境（ＥＭＲＥ）を図示する。 混合タンク２０１に沈められたＥＭＲＥ上部（ｈｅａｄ）２０２を使用した図１のＥＭＲＥのＧＴＲＰスラリーを調製する工程を図示する。 差周期的機械的応力及び立体場分極が適用される「位相空間トンネル」を横断するＧＴＲＰの工程を図示する。 ＥＭＲＥローター３０１と圧縮ゲート３０２の間の位相空間トンネル３０３を示す。 ＧＴＲＰの急速な圧縮引張減圧の影響を示す。 混入空気４０６、ＧＴＲＰ４０５、水性有機金属マトリックス４０７が圧縮ゲートを通過するときに、ＥＭＲＥローター４０１及び圧縮ゲート２０３によって生じるキャビテーションのプロセスを図示する。 位相空間トンネル領域の条件を制御するためのプロセス制御変数を含む。 ＧＴＲＰスラリー制御変数を列挙した表を提供する。 ＥＭＲＥプロセス制御変数を列挙した表を提供する。 走化性スルフィド架橋テザー効果（ｃｈｅｍｏｔａｃｔｉｃ ｓｕｌｆｉｄｉｃ ｂｒｉｄｇｅ ｔｅｔｈｅｒ ｅｆｆｅｃｔ）を模式的に図示する。 カルボカチオン安定性を説明する。 ＧＴＲＰスラリー形成の概要を示す。 実施形態のプロセスでリガンドを発現する有機金属化合物のプロセスを図示する。 粉砕状態加硫化ＧＴＲＰ、ＥＭＲＥ状態のＧＴＲＰ及び処理されたゴムの再生成された相互侵入エラストマーネットワークの形態を図示する。 再生成された相互侵入エラストマーネットワークを含むモノリシックゴムマクロ構造を作製するフローチャートを提供する。 平行な連続フローマイクロ合成反応器（Ｐａｒａｌｌｅｌ，Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−Ｆｌｏｗ，Ｍｉｃｒｏ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｒｅａｃｔｏｒ）（ＰＣＭＲ）を図示する。 例えば、ＰＣＭＲで使用する空間節約型管構造を図示する。 適用される衝突圧力がある場合とない場合の両方の連結置換反応についてのエネルギー対反応座標のグラフを提供する。 水平圧縮反応器の実施形態の上から見た図及び端面図を提供する。 図１０Ａの水平圧縮反応器の分解立体図を提供する。 図１０Ａの水平圧縮反応器の上から見た図を提供する。 図１０Ａの水平圧縮反応器の端面図を提供する。 水平圧縮反応器のプレコートＥＬＴゴムクラムを圧縮する工程の概要図を提供する。 図１２Ａは、ツインカウンター回転スクリューを組み込んでいるマイクロコンパウンディング反応器の実施形態の図を提供する。バレルの図を提供する。 図１２Ｂは、ツインカウンター回転スクリューを組み込んでいるマイクロコンパウンディング反応器の実施形態の図を提供する。エンドプレートの図を提供する。 図１２Ｃは、ツインカウンター回転スクリューを組み込んでいるマイクロコンパウンディング反応器の実施形態の図を提供する。回転スクリューの１つの図を提供する。 舗装用アスファルトＰＧ６４−１０Ｐｒｏｄｕｃｔ２１８５の仕様を提供する。 連結置換される産物を含むアスファルトについてＣａｌｔｒａｎｓ ＰＧ仕様試験の結果を提供する。 連結置換される産物を含むアスファルトについての複合応力クリープ回復（ＭＳＣＲ）のデータを含む。 連結置換される産物を含むアスファルトについての分離試験のデータを含む。 未使用ポリマー、ターミナルブレンド／未使用ポリマー、ＧＴＲ／未使用ポリマー及びＰＴＲについての緩和された応力単位（ワット／グラム／秒）として、耐疲労性（回復可能な歪み）を示す。データが示すように、ＰＴＲは、通常の材料に比べて優れた耐疲労性を示し、より長い使用可能寿命（使用可能年数で）を提供する。 圧延荷重下の非常に高いエネルギー伝達領域における混合されたアスファルト／ナノカーボンの高エネルギー断片化および放散の工程を図示する。 図１７Ａは、シャフトカラー１７０１、４つのスラスト軸受１７０２、１／２インチのシャフト１７０３、オイライト軸受１７０４、１／２インチのステンレス鋼（ｓｓ）収容蓋１７０５、シャフトカラー１７０６、３／８インチのステンレス鋼ローター１７０７、シム１７０８（必要な場合）、３／８インチのステンレス鋼スペーサー１７０９、３／８インチのステンレス鋼ステーター１７１０、オイライトブッシング１７１１、および１／２インチのブッシングプレート１７１２を組み込んでいる混合反応器１７００の図を図示する。 図１７Ｂは、シャフトカラー１７０１、４つのスラスト軸受１７０２、１／２インチのシャフト１７０３、オイライト軸受１７０４、１／２インチのステンレス鋼（ｓｓ）収容蓋１７０５、シャフトカラー１７０６、３／８インチのステンレス鋼ローター１７０７、シム１７０８（必要な場合）、３／８インチのステンレス鋼スペーサー１７０９、３／８インチのステンレス鋼ステーター１７１０、オイライトブッシング１７１１、および１／２インチのブッシングプレート１７１２を組み込んでいる混合反応器１７００の図を図示する。
以下の記述及び例は、本発明の実施形態を詳細に示す。当業者は、本発明の多くの変化例及び修正例があり、それらが本発明の範囲に含まれることを理解する。したがって、実施形態の記述は、本発明の範囲を限定するものではない。
導入
約６００ミクロン（３０メッシュ）の大きさ範囲の、周囲温度の耐用年数を終えた（ＥＯＬ）粉砕タイヤゴム（ＧＴＲ）粒子は、古いタイヤトレッド又はタイヤサイドウォール又はその２つの組み合わせの何れかから成る横断面を有する。概して、周囲温度の耐用年数を終えた（ＥＯＬ）粉砕タイヤゴム（ＧＴＲ）粒子は、無機物質、特に炭素で満たされた相互侵入、架橋エラストマーネットワークの不均一マトリックスとして特徴付けられ得る。本来、タイヤトレッドであるのか、サイドウォールであるのかによって、もつれた一次エラストマーは、天然ゴム（ＮＲ）又はスチレンブタジエン／ブタジエンゴム（ＢＲ Ｓ−ＢＲ）であり、ＢＲ及びＳ−ＢＲは、通常、より良い摩耗のためにトレッドに質量の大きい成分を有し、サイドウォールは、改善された弯曲した性質に偏ったＮＲを有する。
架橋は、概して、元素硫黄及び／又は元素として硫黄を組み込んでいる複合化合物、例えば、ポリスルフィド化学物質として記述され得る。
優勢なエラストマー（ＮＲ又はＳ−ＢＲ）の連続した架橋、次に二次的エラストマーの架橋を使用して、相互侵入エラストマーネットワークのタイヤ構成を形成している間に、二次的エラストマーは、「折り曲げられ」て、既に加硫され、より強度のある一次エラストマーに従う。この技術は、個別のＧＴＲ粒子に保持される機械的特性を与える。
１つの車両用タイヤから、鋼及び繊維強化材を剥がされた後に、約１６ポンド（１６ｌｂｓ）の再利用可能なＧＴＲが産出され、トラック用タイヤであればより多く産出される。年間、１０億個以上のＥＯＬタイヤが生じる。約５０％が低価の燃料として消費される。可能な場合、その証明された機械特性についてこの原材料を最大限に再利用することが実質的な課題であるが、達成される範囲で、熱量単位（ＢＴＵ）量について、炉で消費される新しいタイヤの構成に可能な再利用と比較して、２００：１もの資源回収価が観察される。
なお、最大化したＥＯＬ−ＧＴＲ使用の逆転といった環境利点の最近の詳細な研究は、大気中の炭素貢献（ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）が１４個の石炭火力プラント（３００，０００台の石炭鉄道車両）を閉鎖する、又は道路から６００万台の車両を無くす、又は追加で６，２００万エーカーを植林する（アリゾナ州の面積に相当）ことと等価に減少し得ることを予測している。したがって、本明細書で検討される方法及び組成物の１つの目的は、類似の粒子又は材料を世界で製造される産業用ゴム製品の全スペクトルに統合され得るモノリシックユニットに再結合することができるように、ＧＴＲ粒子を調製することである。
個別の複雑な不均一の架橋部分を元のＧＴＲから実質的に構成される再びもつれたモノリシック構造に構築するように、造粒工程の前のゴムマトリックスのタイヤ特性と少なくとも等価な均一な機械的特性を有するＧＴＲ粒子を調製し、増大し、再結合する目的を達成することができる方法を提供する。この目的の達成は、新しいタイヤ及び産業用ゴム製造のフィードストックとして競合的に再導入される最終産物によって実証される。
粉砕タイヤゴム粒子のマクロ特徴は、スクランブルエッグに少し似ている観点から見ることができ、従って、元に戻すことさえできない。同様に、リサイクルヤードでつぶされた古い自動車のように見ることができ、本来の設計通りにまっすぐにすることはできない。いくらかこの両方のメタファーはメリットを有する。しかしながら、よく調べてみると、普通ではない機械的品質及び条件の一覧が明白になり、利用される場合、この複雑な資源を商業的、技術的に利用可能な方法で回収する機会を提供し、それによって完全な資源回収が現れる。
ＧＴＲにおいて、品質及び機会の条件は以下を含む。結合されていない８つの辺を有する硫黄環の実質的な一覧表が存在する。以前の促進剤化学副産物は、さらなる架橋工程を妨害しないように、軽減され得るように分解される。既存の架橋密度及びスルフィド結合長は、化学プローブで正確に評価することができる。１つの分子骨格内のループ架橋によって、実質的な、修復可能な、無効な弾性が相互侵入密度の中に存在する。本来の新しいタイヤの形態は、残りの構造がアニールされる厳しい物理的課題を経験した。周囲の研削工程の結果として、非常に高い粒子面の海岸線が示される。実質的に未使用のアリル水素及び炭素部位は、もつれたポリマー構造に残る。伝統的な横断性スルフィド架橋が良好に検証され、資源回収に取り組むための焦点を定めた機械的モデルを提供する。
これらの品質及び条件を使用して戦略的な努力は、１）密集したＧＴＲ複合体構造を穏
やかに解き、２）エラストマー分子又はスルフィド架橋を消極的に変えることなく、横断架橋の少なくとも安定した付着点を転位し、３）未使用の補助ポリマー受容体を転位した部位に設置し、その後、４）エラストマー骨格に沿って、影響を受けやすい転位部位に、元のヒンジ付きのスルフィド架橋のリーフィング（ｌｅａｆｉｎｇ）、再架橋を機械的に誘導されたサブ粒子の後に続くことである。
単独の元素硫黄は、機能的ゴムポリマーにゆっくりと架橋するが、そのプロセスは非常に遅く、産業上成功した加硫に対する産業上現実的な代替物になるには困難な最終性質が多すぎる。本明細書で検討される加硫は、産業的加硫で実施される加速的な硫黄加硫工程に関する。
硫黄加硫は１８３９年にＣｈａｒｌｅｓ Ｇｏｏｄｙｅａｒによって発見された。開発から１７８年後、隣接する相互侵入ゴムポリマー間で、横断性スルフィド架橋を形成するこの方法が複雑であることが広く認められている。これらの架橋は、文明に欠かせない弾性材料の機械的特性を次に生み出す。しかし、大きく進歩し、進歩の多くの決定的要素が充分に確立した。
フリーラジカルの機構は、長い間、制御する現象と考えられてきたが、より最近では、慎重なプロセスの特徴化のより発展した方法の出現と共に、この機構を検証するのに必要な一級の理論的ラジカルの確かな存在は検出されていない。対照的に、イオン機構が同様の発展した特徴化方法を使用して予測され、検証されている。現代の加硫工程は、それぞれ（組み合わせ）がそれ自体に化学反応経路を有するプロセスの最初に、一緒に混合される多くの化学成分を伴うため、ラジカルとイオン機構の両方は活性であるが、分析によって、イオン機構が優勢であることが明らかになっている。
ＮＲ−ＢＲタイヤ化合物の一般的な例は（重量％で）、ＮＲ８０％、ＢＲ２０％、ＺｎＯ５％、ステアリン酸２％、シリカ−タルク３％、カーボンブラック５５％、芳香油１０％、元素硫黄１．７％、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ‐促進剤）１．２％、２−（４−モルフォリノチオ）−ベンゾチアゾール（ＭＢＳ‐促進剤）１．１％、及びＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ‐促進剤）１．１％である。
工程は、加熱された型で始まり、その後、タイヤレシピ成分が徹底的に分配され、分散された。加硫工程は、３つの連続するイベント、１）促進剤複合化学物質の形成、２）架橋前駆体の形成、及び３）架橋の完成で見られ得る。
促進剤の形成
例として、良く知られている２−メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）促進剤モデルを使用して、硫黄の存在下で、スルホンアミド促進剤が、ＭＢＴ及びそれぞれのアミンに加熱されて分解するという共通認識がある。徐々に、ＭＢＴは残りのスルフェンアミド分子と反応して、自動触媒的に、２，２’−ジチオベンゾチアゾール（ＭＢＴＳ）を形成し、それによって、アミン分子を放出する。ＭＢＴＳは、その後、元素硫黄と反応し、ポリスルフィド活性硫化剤（ペルスルホニウムイオン源）を形成する。前駆体の形成の可能な反応機構は以下である。
架橋前駆体の形成
この第２ステージの反応では、新しく形成された促進剤中間体の供給を止め、形成している硫黄鎖の両端に結合し、硫化剤がイソプレン又はブタジエンエラストマー分子に付着したペンダント構造に反応して、ペルスルホニウムイオン（Ｉ）を形成する。得られたペルスルホニウムイオンは、アリル水素の掃気によって第２のイソプレン又はブタジエン分
子と反応して、ポリマーメチルカルボカチオンを生成する。ポリチオ−メルカプベンゾチアジル基とも呼ばれる形成された中間体は、モノマー硫黄をペンダント基の結合位置に導入し、新しいカルボカチオンによって、アニオン添加による二重結合に転換される。この最終的な二重結合の形成によって、究極的には、反応部位の近くの特徴付けられていない異性体にスルフェンアミド分解が生じる。
架橋の形成
最後のステップにおいて、隣接するゴムポリマー鎖の骨格は、元素硫黄鎖の残りの「端」に結合されるポリスルフィド基によってカルボカチオンの影響を受けやすいアリル炭素位置で攻撃される。最終の架橋形態の硫黄鎖は、最大２０原子長であり得るが、通常は、７原子を超えない。スルフィド架橋は、個別の原子を含み得るが、通常、１又は数個の元素、八面硫黄環（Ｓ８）を含む。架橋が完了しても、又はそれに伴うアニール処理の間に、硬化時間が延長し及び温度が増加すると、より長い鎖が短くなる場合がある。分離するまでスルフィド鎖は形成することができず、硫黄化合物「ｍａｗ」が前駆体部位に付着することに留意することが重要である。移動ダイレオメトリー（ＭＤＲ）曲線に、架橋形成の最後のステップだけが検出される。
最後の架橋の特徴付け
架橋密度及び種類は、それぞれ、化学的膨潤方法及び化学プローブ、又は分光法によって決定される。
弾性的に有効なネットワーク鎖の架橋密度は、データが経験的に確認されると、Ｆｌｏｒｙ−Ｒｅｈｎｅｒ式によって計算され得る。次に、架橋密度を測定するために使用される同局所化サンプルは、スルフィド架橋（Ｓ＞３）比率を決定するピペリジン−プロパン−２−チオール化学プローブ（ＰＰＴＣＰ）に供される。さらに、処理された同ＰＰＴＣＰサンプルは、ピペリジン−ヘキサン−１−チオール化学プローブを使用して、ジ−スルフィド及びモノ−スルフィドの比率を明らかにし得る。本来の架橋密度の割合によって、それぞれの割合が計算され、有益にＭＤＲ曲線と比較され得る。
Ｃ ＭＡＳ ＮＭＲスペクトルは、それぞれ、５７．５ｐｐｍ及び５０．４ｐｐｍのポリスルフィド及びモノスルフィド共鳴ピーク（例えば、Ｂ２タイプ構造）、並びにこれらの領域の和の２分の１を使用して、３７．３、４４．７、４８．２、４９．６、５０．６、５２．５、５４．８及び５７．５ｐｐｍの共鳴ピークで、化学プローブ法によって相互検証されて、架橋密度が産出される。
ループ形成確率の推定
隣り合うポリマー鎖間に架橋が発生すると、ゴム複合体に弾性及び剛性率が提供される。しかしながら、同ポリマー鎖に架橋が形成されるときはいつでも、ループが形成され、これは弾性的に非効率的であり、加硫ゴムマトリックスの構造に、欠陥又は弱いスポットとして特徴付けられ得る。ループ形成確率の詳細な分析によって、この望ましくない条件が、所与の市販の加硫ゴムにおいて、架橋の総数の５〜１５％の範囲で生じることが明らかになる。望ましくない架橋の位置に依存して、ループされたポリマー分子鎖は、ゴムポリマーの５％〜２０％を非効率的な環状炭化水素に追放することができる。実施形態の方法によって加工されたＧＴＲＰの反復されるエラストマー形態が、この現象の発生率を減少させることに留意されたい。
タイヤのスクラップゴムの通常の使用
新しいタイヤの最終的な加熱及び架橋の前に生成されるゴムトリミングを除外し、全てのＥＯＬタイヤの０．０００４％未満が新しいタイヤのマスターバッチに再び取り込まれることが推測される。このような再取り込みは、ＥＯＬタイヤから得られる極めて細かい、極低温で処理された粉砕ゴムを使用して、最大３重量％のマスターバッチ充填で見事に達成した。これより多くのＥＯＬタイヤ由来の加工された粉砕ゴムの充填は、新しいタイヤの用途に必要とされる物理特性がより高い充填レベルでは見合わない点において、未だ実現できていない。タイヤ製造は、通常、成分の基本配合から始まり、この基本配合は、原材料の選択によって生じる。この成分の基本配合は、高せん断混合装置でマスターバッチになる。一般的に、マスターバッチは２つの相：マスターパス及びフィニッシュパスで行われる。マスターパスは、小さなベール又はシートとして導入される様々なゴム種を合わせて、カーボンブラック及び鉱物の微粉末並びに少量の加工油と混合される。このステップは、ゴム要素の粘度を低くするために必要とされる高温で行われ、耐流動性粉末要素は、充分に小さいクラスター又はパケットに均一に分配することができる。これらのクラスター又はパケットは、次に最小粒径に分散することができる。フィニッシュパスは、低温で、通常、異種要素のスミアリング作用をもっと起こす処理条件下で行われる。フィニッシュパスでは、ゴムポリマーは、マスターパスのように、高温によってさらに分解されず、均一に分配された粉末成分の集塊物は、ゴム要素の自由な分子空間に分散される小さい物理的大きさになる。フィニッシュパスが終了すると、マスターバッチのベールは、ミキサーから排出され、薄いシートに巻かれる（ミリングと呼ばれる）。ミリングされたシートを使用して、特別な形成器具でタイヤカーカスを成層（ｌａｙ ｕｐ）し、その後、熱的及び／又は化学的方法によって、最終の架橋のために、圧縮成型プレスに配置される。
架橋促進剤として、メルカプト基又は硫黄ベース（例えば、元素硫黄及び／又はＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）の促進剤誘導体）が挙げられる。硫黄ベースの架橋剤は、前述の温度又はそれを上回る温度で、マスターバッチの部位に反応し、マスターパスとフィニッシュパスの両方に部分的に導入され得る。タイヤカーカスの最終的な加熱の間に架橋が様々なゴム要素の反応部位で発生して、充分な架橋密度を形成して、タイヤが供されるサステンド負荷及び熱環境を満たすのに必要とされる最終の物理特性が達成される。
ＥＯＬタイヤの連結置換を可能にする架橋前駆体部位を標的にする方法が開発され、機
能的に再配列され、再架橋可能なサブミクロンの粒子ゴムを得ることができる。このゴムは、次の新しいタイヤのマスターバッチ製造の最大１００重量％のレベルで、新しいタイヤ製造に再導入するのに適している。このようなＥＯＬタイヤを改質したフィードストックを使用した新しいタイヤは、全て未使用の材料を使用した場合に達成される性能品質と同等又は同様の性能品質を示す。
ＥＯＬタイヤスクラップからのゴム
ゴムを含むクラムを２つの主要なフィードストック：タイヤバフ、タイヤリトレッドの副産物、全タイヤ及びスクラップタイヤゴムから製造する。スクラップタイヤゴムは、乗用自動車のタイヤ、トラックのタイヤ及びオフロード用タイヤの３種類のタイヤから生じる。これらのタイヤの種類のそれぞれの最終産物の収率は、タイヤの構成、強度及び重量の影響を受ける。平均して、１台の乗用自動車から、１０〜１６ポンドの耐用年数を終えたタイヤのクラムが生じ得る。ゴムを含むクラムのその他の資源として、リサイクルゴムを含むクラムを使用して含まれる又は作製される産物、例えば、新しいゴム製品、遊び場用表面、ゴムマルチ、排水性凝集物、建築用盛土材、製造物から生じるスクラップ等が挙げられる。
タイヤは、いくつかの成分を含む複合構造である。タイヤカーカスは、トレッド、ビード、サイドウォール、ショルダー及びプライから構成される。タイヤは、天然及び／又は合成ゴム、コード及び充填剤等の成分から形成される。トレッド及びコードの収容（ｅｎｃａｓｅｍｅｎｔ）に最も多く使用されるポリマーは、ＮＲ及びＳ−ＢＲコポリマーのブレンドである。コードはタイヤのプライ及びビードを形成し、タイヤ圧を含むのに必要な引っ張り力を提供する。コードは、鋼、綿又は絹等の天然繊維及びナイロン又はケブラー等の合成繊維を含み得る。充填剤は、シリカ及びカーボンブラックを含み得る。代表的なタイヤは、合成ゴム、天然ゴム、硫黄及び硫黄含有化合物、シリカ、フェノール樹脂、油（芳香族、ナフテン系及び／又はパラフィン系）、繊維（ポリエステル、ナイロン等）、石油ワックス、顔料（酸化亜鉛、二酸化チタン）、カーボンブラック、脂肪酸、種々の不活材料、及び鋼線の１つ以上を含み得る。
典型的な乗用自動車のタイヤは、１４％の天然ゴム、２７％の合成ゴム、２８％のカーボンブラック、１４〜１５％の鋼、１６〜１７％の繊維、充填剤、促進剤、オゾン劣化防止剤及びその他の種々の成分を含む。新しい乗用自動車用タイヤの平均重量は２５ｌｂｓであり、スクラップの乗用自動車用タイヤは２２ｌｂｓである。トラック用タイヤは、通常、２７％の天然ゴム、１４％の合成ゴム、２８％のカーボンブラック、１４〜１５％の鋼、１６〜１７％の繊維、充填剤、促進剤、オゾン劣化防止剤及びその他の種々の成分を含む。新しいトラック用タイヤの平均重量は１２０ｌｂｓであり、スクラップのトラックタイヤは１１０ｌｂｓである。その他の種類のタイヤは、より多くの量の合成及び／又は天然ゴム、例えば、７０重量％のゴム、１５重量％の鋼、３重量％の繊維、１２重量％の不活充填剤等のその他の材料を含み得る。トレッド、インナーライナー、ビーズ、ベルト等を含むタイヤ要素にゴムが見られる。新しい乗用自動車のゴムの重量パーセントは通常以下の通りである。トレッドに３２．６％、ベースに１．７％、サイドウォールに２１．９％、ビードエイペックスに５．０％、ビードインシュレーションに１．２％、繊維インシュレーションに１１．８％、鋼線のインシュレーションに９．５％、インナーライナーに１２．４％、及びアンダークッションに３．９％。
一般的なタイヤに使用されるゴム化合物を関連する材料と共に、表１に記載する。本明細書に記載の方法は、タイヤトレッド、ベース、サイドウォール及びインナーライナーを加工するのに適しており、また、加硫（又は架橋）天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、及びイソブチレン−イソプレンゴムを含むその他の材料を加工するのに適している。本明細書にさらに記載されるように、その他の成分、例えば、カーボンブラックは、ＥＯＬ
タイヤ又はその他の加硫ゴムを含む製造物品に存在し、いくつかの実施形態において、その他の成分の特性又は量に影響を与えるように実施された加工を含まずに、本明細書に記載の工程に供されるゴムにある。その他の実施形態において、ゴムは、さらなる工程に供されて、これらの追加の成分を富化又は最小化し、又はその特性を変化させ得る。

＊ＰＨＲ＝Ｐｅｒ Ｈｕｎｄｒｅｄ Ｒｕｂｂｅｒ、重量に基づく部数
＊カーボングレード＝ＡＳＴＭグレーディング：炭素の粒径及び構造は異なる。
乗用自動車のタイヤでは、約２．５ポンドの鋼ベルト及びビードワイヤがある。この材料は、２７５０ＭＮ／ｍ２の名目上の引っ張り強度を有する高い炭素鋼から作製される。一般的なタイヤの鋼タイヤコード組成を表２に記載する。
全てのタイヤを粉砕して、ゴム粒子を産出し、タイヤのその他の成分と混合することができる。ゴムを含む粒子をタイヤから製造する方法は当該技術分野で知られている。使用したタイヤ（又はその破片又は粒子）を任意の洗浄ステップ（水による洗浄）に供することができる。タイヤは、最初の細断ステップに供し、その後、その破片を造粒工程に供して、１〜３ｃｍの大きさを有する最初の造粒物を産出することによって、再利用することができる。周囲条件下（例えば、造粒機又は破砕機ミルで）又は低温条件下で粉砕することができる。
周囲粉砕は、一連の機械（通常、３つ）を使用して、タイヤのゴム、金属及び繊維成分を分離する多段階加工技術である。造粒装置又は破砕機ミルを使用して、第１の加工ステップは、本来のフィードストックを小さいチップに変える。一連のステップの第２の機械は、チップを粉砕して、ゴムを金属及び繊維から分離する。その後、仕上げのミルは材料を必要とされる産物の仕様に粉砕する。それぞれの加工ステップの後に、材料は、オーバーサイズの片をさらに加工するために造粒機又はミルに戻すふるいにかけることによって分類される。加工ステージにわたって磁石を使用して、ワイヤー及びその他の金属汚染物を取り除く。
最後のステージでは、繊維を空気分離装置によって取り除く。造粒工程で作製されたゴム粒子は、概して、切断縁と同じ寸法を有する切断面形状及び粗いテクスチャを有する。
破砕機ミルはセレーションを有する２つの大きな回転ローラーを使用し、ローラーの一方又は両方に切断する。ロール構成は、異なる。これらのローラーは、異なる速度で、精密公差で対面して作動する。産物のサイズは、ローラー間の隙間によって制御される。粉砕機ミルは、約３０〜５０ＲＰＭで作動する低速の機械である。ゴムは通常、２〜３個のミルを通過して、様々な粒径に小さくなり、さらに鋼及び繊維成分を解放する。これらのミルは、ミルに設置されるスクリーンを有さず、ミル自体が最終的な粒子を制御しない。スタンドアローンの選別システムは、ミルの後にオーバーサイズの粒子から「所定の大きさ」の粒子を分離し、オーバーサイズの産物を再循環させる。粉砕機ミルによって作られる粒子は、通常、形状が長く、狭く、高表面積を有する。
低温加工は、液体窒素又はその他の材料／方法を使用して、タイヤチップ又はゴム粒子をサイズ減少の前に凍結する。多くのゴムは、−８０℃以下で脆性化又は「ガラスのように」なる。低温の使用は、スクラップタイヤのサイズ減少の任意のステージで適用することができる。通常は、供給材料のサイズは、名目上、２インチのチップ又はそれより小さい。材料は、トンネル型のチャンバーで冷却し、液体窒素の「浴」に浸し、又は液体窒素
を噴霧し、ゴム又はタイヤチップの温度を低下させることができる。冷却したゴムは、衝撃式削減ユニット、遠心分離又はハンマーミルでサイズ減少する。この工程は、ゴムを１／４インチマイナスから３０メッシュにまでサイズ減少し、多くを１／４インチマイナスから２０メッシュの粒子分布にする。一般的なスループプットは１時間あたり４，０００〜６，０００ポンドである。低温粉砕は、ゴムの熱劣化を回避し、ほぼ全ての繊維又は鋼を含まない高収率の産物を製造し、加工中に解放される。
湿式粉砕は、４０メッシュ及びより微細な粒子を製造するために使用される加工技術である。湿式粉砕工程は、部分的に、精製されたクラムラバー粒子を水と混合し、スラリーを形成する。このスラリーは、サイズ減少および分類装置によって送られる。所望のサイズになった場合、スラリーは、水の大部分を取り除くために装置に送られ、その後、乾燥する。水の使用とは別に、周囲工程で使用される同基本原理を湿式粉砕工程で使用する。湿式粉砕工程の大きな利点は、微細なクラムラバーを作製する能力である。４０メッシュほどの粗い産物が作られるが、粒子の多くは６０メッシュ及びそれより細かい。全体のスループットの割合は、２００メッシュより細かい。湿式粉砕の別の利点は、作られるクラムラバーの清浄度及び均一性である。この工程は、クラムラバー粒子を洗浄する。湿式工程は、繊維の微細粒子をクラムラバーから取り除き、非常に清浄度の高い産物を作製する。
最初の粒子は、鋼、ゴム及び繊維成分を含む。鋼は、多段階磁気分離工程を使用して回収されて、ゴムのロスを最小にする。これには、粒子を含む金属を取り除くために、高強度ツインポールオーバーバンドベルトマグネットセパレーターを使用する第１ステップが必要とされる。第２ステップは、高強度レアアース磁石を利用した磁気ドラムセパレーター又は磁気プーリーを使用する。軸方向磁界は、粒子を含む金属が回転し、捕捉されたゴムが解放される。粉末グラインダーに供給される微細なゴム材料について、コンベヤーによって産物の近くに吊るされたプレートマグネットは、微細なワイヤー断片を持ち上げ、取り除くことができる。例えば、磁力計を使用することで金属含量を決定するために試験を行うことができる。
繊維は、繊維業界で知られている改修されたジンニング機（ｇｉｎ ｍａｃｈｉｎｅｒｙ）を使用して回収することができる。２つのステップ工程が通常使用され、改修されたジンシリンダークリーナー（実綿から異物を取り除くために繊維業界で使用される）を使用して、ＥＯＬタイヤクラムからきれいな繊維を取り除く。部分的にきれいなクラムは第２ステップに供され、いくつかのゴム粒子に依然として含まれる可能性のある繊維を取り除く。結果として得られる洗浄されたＥＯＬタイヤクラムは、包装又はその他の使用のために回収される。例えば、Ｗ．Ｓｔａｎｌｅｙ Ａｎｔｈｏｎｙ、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ、Ｖｏｌ．２２（４）：５６３−５７０を参照されたい。
米国材料試験協会（ＡＳＴＭ）は、３０メッシュ又は８０メッシュ等の異なる大きさ範囲のクラムラバーを特定する標準を有する。粒径の範囲は、特定の時間、特定の数の試験ふるいによって、クラムラバーサンプルの測定された量を揺らす及び軽くたたくことから構成されるふるい分折によって決定することができる。それぞれのスクリーンに残るサンプルの量を秤量し、その結果は、それぞれのスクリーンに残るサンプルの割合として提供される。Ｒｏｔａｐ法を使用したふるい分析の推奨される手順は、ＡＳＴＭ５６４４に提供される。特定の産物及び用途に対する通常のクラムラバーのサイズは、成型物及び押出し物４〜１００メッシュ、アスファルト改質材１６〜４０メッシュ、スポーツ用表面１／４”〜４０メッシュ、自動車製品１０〜４０メッシュ、タイヤ８０〜１００メッシュ、ゴム及びプラスチックブレンド１０〜４０メッシュ、及び建造物１０〜４０メッシュを含む。
ＥＯＬタイヤゴムクラムの加工の統一された米国標準は存在しないが、連結置換に使用される適切なＥＯＬタイヤゴムクラムは、通常、繊維含量が少なく（総量の０．０２％未満）、金属含量が少なく（総量の０．０１％未満）、均一性が高く、粒子は、好ましくは、１６メッシュを１００％通過する程の大きさである。いくつかの実施形態において、より大きなサイズの粒子、例えば、１４、１２、又は１０メッシュも許容され得る。例えば、１０〜４０メッシュのクラムラバー（例えば、３０メッシュ又は２５〜３５メッシュ）は、本明細書に記載の方法に従って加工する場合、満足のいく結果を生み出す。より小さな粒子、例えば、４１〜２００メッシュも使用することができ、より効率的な連結置換を可能にし得るが、粒径の減少は、特定の大きさのクラムの製造により大きなコストが生じる。より大きな粒子、例えば１０メッシュ未満（４〜９メッシュ）も、粒子サイズの減少のために、この方法に供することができる。
ゴム配合材料−再利用される加硫ゴム粒子についてのＡＳＴＭ Ｄ５６０３標準分類は、最大粒径、サイズ分布、全タイヤを含む親材料、タイヤピール、トレッド及びショルダーから生じるバッフィング、タイヤトレッド、ショルダー及びサイドウォールから生じるバッフィング、並びに非タイヤゴムに従って加硫ゴム粒子を分類する。
加硫ゴムを含み、所望の粒径を有する耐用年数を終えたタイヤクラム特徴化ＥＬＴクラムは、製造、又は適切な市販元から得ることができる。
ＥＬＴクラムは、通常、１６メッシュスクリーンを１００％通過することができる大きさであり、狭いサイズ分布を有し得る（２０メッシュ以上、１６メッシュ以下）、又はより大きいサイズ分布（例えば、かなりの量の微粒子及び１６メッシュ未満の様々な他の粒径）を有し得る。クラムラバーは、通常、９９．５重量％（すなわち、０．５重量％以下の繊維およびワイヤー）の純度まで繊維およびワイヤーが取り除かれる。
ＥＬＴクラムの硫黄含有量が分からない場合、ＥＬＴクラムの代表的なサンプルに試験を行って、硫黄含有量を決定し（通常、１００重量あたりの部を測定する）、抽出工程において制御された量の反応物質を使用することができ、それによって、反応物質の過剰使用又は過小使用を回避する。通常、硫黄に対する反応物質の化学量が使用されるが、より多く又は少ない量を有利に使用することもできる。任意の適切な方法を使用して、硫黄化合物を決定することができるが、ニトロ化合物抽出工程を有利に使用することができる。ＡＳＴＭ Ｄ４５７８は、硫黄の割合を決定するためのゴム化学物質に適用する標準の試験方法を記載している。これらの試験方法は、硫黄含有サンプルの溶媒不溶性材料の決定を網羅している。２つの試験方法として、（１）試験方法Ａ、二硫化炭素による抽出及び（２）試験方法Ｂ、トルエンによる抽出が挙げられる。硫黄含有サンプルにその他の溶媒不溶性材料が存在しない場合、この試験方法は、不溶性硫黄含有量を直接的に決定する。その他の材料が存在する場合、不溶性物質のどの部分（例えば、カーボンブラック、シリカ又はその他の不活充填剤）が不溶性硫黄なのかを判定するために、追加の試験が必要になる。
ゴムのスルフィド架橋
元素硫黄は、室温で環状８原子分子を有する。促進剤及び活性剤の存在下で、元素硫黄は、連結置換の工程におけるゴムの反応基と反応する硫黄断片を生成して、以下のような架橋を形成する。
ＥＯＬタイヤゴムクラムは、反応物質とともに化学処理に供され、連結置換を誘導する。反応物質は、八面体形分子構造を有する金属塩及び１００〜１５０℃の融点を含む。適切な反応物質の例として、酢酸コバルト（ＣＡＳ６１４７−５３−１；Ｃｏ（ＯＡｃ）２，）、酢酸銅（ＣＡＳ６０４６−９３−１；Ｃｕ（ＯＡｃ）２，）が挙げられるが、本明細書の他で検討するように、その他の反応物質も使用することができる。反応物質は、通常、加硫ゴム１００部（重量に基づく）につき、０．１〜５．０部で使用されるが、特定の実施形態において、より多く又は少ない量を使用することもできる。使用する反応物質の量は、処理するＥＯＬタイヤゴムクラムにおける硫黄の含量、又は得られる所望の連結置換度に依存して増減することができる。例えば、スルフィド結合に対する反応物質の分子の比は、１：１、４：６、１：２であり、又は任意の他の適切な比を使用して、事前に選択した連結置換度を達成することができる。
粉砕されたタイヤゴム粒子からの相互侵入エラストマーネットワークの再生
一実施形態において、粉砕されたタイヤゴム粒子からモノリシック、マクロ構造、相互侵入エラストマーネットワーク形態を再生するために、進行性の要素を使用する。要素１は、電気機械式反応器環境（ＥＭＲＥ）を提供して、ＧＴＲＰを解き、最後の配合についてスルフィド架橋鎖を再配列するＢｏｌｔｚｍａｎ「位相空間」媒介物を支持することを伴う。要素２は、ＥＭＲＥ加工のためのＧＴＲＰスラリーを調製することを伴う。要素３は、ＧＴＲＰを差周期的機械的応力及び立体電子分極化に供することを伴う。要素４は、ＧＴＲＰスラリーを設計されたキャビテーション誘導熱（ｃａｖｉｔａｔｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｔｈｅｒｍａｌ）及び音響衝撃波動（ａｃｏｕｓｔｉｃ ｓｈｏｃｋｗａｖｅ
ｅｘｃｕｒｓｉｏｎ（ｓ））に供することを伴う。要素５は、走化性スルフィド架橋テザー効果を発生させることを伴う。要素６は、化学反応産物の生成及びタイムライン（ｔｉｍｅｌｉｎｅ）を伴う。要素７は、再生成されたＧＴＲＰを完全統合、モノリシック、マクロ構造エラストマー材料に配合することを伴う。
要素１において、電気機械的反応器環境（ＥＭＲＥ）は、効率的な「位相空間」環境を提供して、１）ＧＴＲＰを解き、加硫前駆体をリセットし、２）次にスルフィド架橋の再配列を行い、３）未変性のエラストマー充填剤マトリックスに最小変化する。図１は、ＥＭＲＥの上部である。この上部は、可変先端速度及び最大１５，０００ｆｐｍを有する１６インチステンレス鋼１０１を含む。１１０個のスロット（キャビテーションポータル）１０３を有する１７インチステンレス鋼ステーター１０２も使用する。この部品は、図１に示されるＧＴＲＰスラリー流動パターン１０４を作製する。図１において、線「Ａ」に
沿った断面の詳細を提供する。図１に示されるＥＭＲＥは、有利に使用することができ、その他の機械的プラットフォームは、実施形態の方法、例えば、プログレッシブキャビティポンプ、ねじポンプ、押出し機等に使用される反応器として、構成することができる。
要素２において、ＧＴＲＰスラリーを調製する。図２は、沈められたＥＭＲＥ上部２０２を含むステンレス鋼混合タンク２０１を伴うこの工程についての概要の工程を図示する。作動時、タンクは、通常、使用可能なタンク容量の約７０％まで充填されている。スラリーがＥＯＬ全タイヤから調製され、金属及び線維を取り除くための通常の工程に供され、粉砕されて、３０メッシュ（６００ミクロン）のふるいを通過する。図２に記載の例としての工程において、３００ガロンのステンレス鋼混合タンクを使用して、１．０３の比重を有する２００ガロンのバッチのＥＯＬタイヤゴムスラリーを生成する。ステンレス鋼タンクは、ＥＭＲＥエネルギー（熱エネルギー）を放散することができるように、非絶縁であり得る。特定の実施形態において、コイルを冷却して、バッチの温度を沸騰温度以下に保持することができ、又は、あるいは、処理タンクを密封して、加圧条件下で、より高温で操作することができる。ＥＯＬタイヤゴムスラリーのバッチの重量は、ＧＴＲＰに対する水の比が３：１である場合、１７１６ｌｂｓである。図２のスラリーの成分として、約１５２ガロンの逆浸透法（ＲＯ）水、約４００ｌｂｓのＧＴＲＰ、及び約４０ｌｂｓのＲＯ水に予め溶解された約８ｌｂｓの酢酸銅（有機金属化合物又はＯＭＣと呼ばれる）が挙げられる。前のバッチから回収されたろ過水は、ろ過ケーキから絞りだされた水を含み、バッチを調製するために使用される約１５２ガロンの水の部分として使用することができる。概して、ＯＭＣを溶解するために、新鮮なＲＯ水を使用することが好ましいが、いくつかの実施形態において、回収された水を有利に使用することもできる。
要素３では、スラリーのＧＴＲＰは、「位相空間トンネル」を横断し、差周期的機械的応力及び立体場分極がＧＴＲＰに適用される。本明細書に記載の「位相空間」（トンネルと呼ばれることもある）の概念は、Ｂｏｌｔｚｍａｎにより「箱」として最初に提示され、箱の「中身」が外部の影響を受ける場合に、分子構造及び速度が時間間隔に対して定量化される。「箱」環境が、短い、時間−振動−間隔で、エントロピー−エンタルピー−エントロピー相変化で誘導される場合、莫大なエネルギー力（速度）が「箱」の内部に解放される。この工程を、直線距離、ＧＴＲＰジオメトリー、速度、０．０００秒〜０．００１９秒で延長するタイムラインにおいて時間の関数として記述される加速特性と共に図３Ａに模式的に示す。時間０．０００は、粒子がＥＭＲＥローター３０１に衝突する時間である。ＧＴＲＰは、ステーター（圧縮ゲート３０２）において圧縮され、ステーターを退出し、再循環パターンに進入する。図３Ｂに示されるように、ＥＭＲＥローター３０１と圧縮ゲート３０２の出口の間の空間は、位相空間トンネル３０３と呼ばれる。調整されたＡＣ電流を圧縮ゲートで加えて、工程を容易にしてもよい。調整されたＡＣ電流を導入する電極３０４が提供される。０（又は振動なし）〜１００Ｈｚの振動を加えることができ、又は周波数制御器を使用することで最大１０００Ｈｚ以上の振動を加えることができる。最大３００Ｖ以上の電圧を加えて、スラリー媒体に電流を誘導することができ、極性の急な反転によって、位相空間トンネルのゴム粒子の表面に電子を堆積する効果を有する。ステーターの圧縮のプロセスは、ＧＴＲＰを歪め、長さに対する幅の比が６：１に増加する。ステータースロットを流れる調整されたＡＣ電流によって補助される急速な圧縮−伸長−減圧の「トランポリン」効果は、図３Ｃに示されるように、重なりあう電子雲の間の反発作用の立体効果を強め、次に、ＧＴＲＰ結合マトリックスのデラミネーションを加速させる。約１２００の横断性スルフィド架橋を有する６００ミクロンの粒子について、ステーターを通過するごとに、６０個の転位し、再増強された加硫された前駆体部位が再生成される。要素１に記載されるＥＭＲＥは、本明細書の他の場所で記載されるＰａｒａｌｌｅｌ Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｆｌｏｗ Ｍｉｃｒｏ−ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ Ｒｅａｃｔｏｒ（ＰＣＭＲ）ハードウェアの一実施形態であり、原理的に実施形態の工程を実施するための圧力容器を構築及び証明する必要性を回避する。しかしながら、ＰＣＭＲは、水
から蒸気への曲線に沿った固定温度で作動し、戦略的に配置された機械的に大きい直径の開口部（例えば、調節可能なアイリス弁）にＧＴＲＰスラリーを押し通すことによって、図３Ａに示される「タイムライン」、「直線距離」、「ＧＴＲＰジオメトリー」、「速度」及び「加速特性」の５つの量子における要素１のＥＭＲＥ実施形態と同様のＧＴＲＰの「位相空間」粒子の開梱結果を生み出すことができる。蒸気−液体−蒸気サイクルの、及びその周期から振動するように誘導されるスラリー温度対圧力について、ＧＴＲＰ開梱の有効性が等価である。それぞれがローターを通過すると、粒径が減少する。２００メッシュ（７０ミクロン）までサイズ減少すると、架橋結合の約６５％が崩壊し、粒子は、薄い、機械的に葉のようにパンケーキの様な構造になり得る（例えば、１０ミクロンの膜に「スミアアウト」される）。さらなるサイズ減少は、通常、求められない。５〜６０ミクロンまで減少すると、カーボンブラックが粒子マトリックスから出現し始める。５ミクロンまで減少すると、炭素の減少が始まる。２００メッシュ（７０ミクロン）の粒径は、概して、多くの用途、例えば、タイヤ、ルーフィング及び舗装用途に有用であるが、いくつかの実施形態では、１０ミクロンまでのサイズ減少が望ましい場合がある。
要素４では、設計された、キャビテーションを誘導する音響衝撃波がＧＴＲＰに適用される。図４Ａに示されるように、ＥＭＲＥローター４０１と圧縮ゲート４０２との間の位相空間トンネルでは、ＧＴＲＰ４０５、混入空気４０６及び水性有機金属化合物マトリックス４０７の混合物が速度及び容量で存在する。圧縮ゲート４０２を通過して退出すると、空気泡圧縮及び粒子加速がキャビテーション進行４０８を発生する。スラリーが存在しているため、低圧が空気空洞の内破で、キャビテーションサイクルを完了する。通常、キャビテーションの間に、バルク相の変化は、スラリーの連続する水相の内部で生じない。したがって、温度及び圧力の差示的エクスカーションが原子スケールで起こる。この工程は、ナノ領域で極端な温度及び圧力差示的変動、温度１０２°Ｆ〜１０１５°Ｆのキャビテーションコーン（ｃｏｎｅ）、６０ｍ／秒〜１８０ｍ／秒の音波速度を発生し、これらは全て１０３秒−１〜１０８秒−１の時間間隔で生じる。ＥＭＲＥローター及び／又はスラリー粘度及び／又はステーターギャップの回転速度を変化することによって、位相空間トンネルのエネルギー「影響（ｌｅｖｅｒａｇｅ）」の操作を達成することができる。図４Ｂは、ＧＴＲＰスラリー及びＥＭＲＥについてのプロセス制御変数を示す。比例積分微分コントローラー（ＰＩＤコントローラー又は３つのコントローラー）は、産業制御システム及び連続して調整される制御を必要とする様々なその他の適用に広く使用される制御ループフィードバック機構であり、温度、開口サイズ、スラリーの容量、及び蒸気と液体との振動を制御するために使用される。例えば、ＰＩＤコントローラーによって調節され、反応物質に関係する可能性のあるその他の要因として、水に対するゴムの比、加えられるＯＭＣ（量、計量、断続的又は連続的計量の割合）、ＯＭＣ残渣の量、減少率が挙げられる。装置は、例えば、ＰＩＤコントローラーによって調節することができる装置に関連する要因であり、ローター先端速度、ＥＭＲＥと圧縮ゲートとの間のギャップサイズを含む。図４Ｃは、選択されたＧＴＲＰスラリー制御変数のリスト及びそれらの改質結果を含む表を提供する。図４Ｄは、選択されたＥＭＲＥプロセス制御変数のリスト及びそれらの改質結果を含む表を提供する。
要素５は、走化性スルフィド架橋テザー効果（ＳＢＴＥ）力学を示す。図５Ａは、元のスルフィド架橋を模式的に示し、メチルカルボカチオンで優勢に生じるペンダント加硫ゴム前駆体の形成（本来は、約１４０℃で形成する）及びアリルカルボカチオンで主に生じる完全加硫（次に約１６０℃で形成する）を含む。図５Ｂは、最も安定した第３カルボカチオン、安定性に欠ける第２カルボカチオン、さらに安定性に欠ける第１カルボカチオン、及び少なくとも安定したメチルカルボカチオンの順番で、（カルボカチオンに付着する炭素原子の数が変化している）カルボカチオンの種類を示す。正電荷密度が拡がると、共鳴がアリルカルボカチオンに安定性を加え、図５Ｂに示される第２カルボカチオンよりもっと安定にする。スルフィド架橋転位のプロセスは、したがって、アリルカルボカチオン
よりメチルカルボカチオンで生じるほうが好ましい。転位の結果は、剛直なスルフィド架橋が、元のアリルカルボカチオンで接続されるテザーになり、メチルカルボカチオンに結合しなくなる。
要素６では、化学反応がタイムラインに沿って発生する。２０％の溶液濃縮物中のＲＯ水及びＯＭＣ（この場合、酢酸金属又はＭＯＡｃ）が混合され、図６Ａに記載されるように、ＧＴＲＰスラリー（１８０°Ｆ、ＧＴＲＰに対するＲＯ水の重量比３：１）に計量される。得られる化学反応を図６Ｂに示す。水に溶解する有機金属化合物は、リガンドに結合し、一時的な水和金属形成を含む。図６Ｂにおいて、ｋは、Ｂｏｌｔｚｍａｎ「位相空間」ＥＭＲＥトンネル反応機構−速度論（ｍｅｃａｎｉｓｔｉｃ−ｋｉｎｅｔｉｃｓ）を指し、Ｍ２＋は金属イオンを指し、ＮＨｎ、ＣＨｎ、Ｚｎｎ及びＳｎは、本来のゴム配合工程の副産物である前駆体部位の近くで、異性体「デブリ」になると考えられるものを指し、ＯＡＣ−２は酢酸イオンを指す。本来のタイヤ硫化前駆体、アリル水素は、前述のＭＢＴＳアミン基によって除去され、反応副産物を形成する。窒素−硫黄化合物は、二硫酸アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ２Ｏ８分子（ＡＤＳ）又はそのラジカルを含み、メチルカルボカチオンの近位に、デブリ異性体として存在し、密集する。これらの窒素−硫黄異性体は、隣接するポリマー鎖におけるスルフィド架橋の第１級のカルボカチオンで、本来のスルフィド加硫の最終ステップの間に顕著には作製されず、水に非常に可溶性であり、強力な酸化剤になって、メチルカルボカチオン置換硫化メタセシスを駆動する。活性ＯＭＣ、金属配位複合体は、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）を形成するＡＤＳの水和作用を活性にする、及び／又はメチルカルボカチオンにおいて酸化剤として標的にされたメタセシス作用の反応を強める促進剤になる。メチルカルボカチオンにおける硫化メタセシス変換率は、反応部位の温度閾値が２４０°Ｆ超である場合、これは硫黄が位相変化で不安定になる温度であって、任意の過酸化物及び／又はその他の酸化剤がなくても推定される。これは、水から蒸気への加圧される位相変化振動、又はハイパーエネルギーの破裂で、突然の位相空間キャビテーションの内破の何れかによって誘導され得、結果的に、メチルカルボカチオン標的部位の硫黄とＯＭＣ化合物の両方の固体−液体−固体相の変化が生じる。内破しているキャビテーションコーンによって放出される莫大なエネルギーをもっと完全に理解するために、対象への最近のＣＥＲＮ研究は、電磁波プラズマのもつれがピコ秒の変形中に形成され、これは太陽の表面より３００倍高い太陽コロナ温度に関連する現象にかなり類似する。この類似性に従って、位相空間トンネルを通過する１８０°ＦのＧＴＲＰスラリーについて、標的メチルカルボカチオン部位のピンポイントのキャビテーション温度は、とても短い瞬間、最小で５４０００°Ｆになると予想される。
いかなる理論に縛られることを望まないが、反応において、酢酸金属イオンの解離性置換がメチルカルボカチオンで生じると考えられる。これは、加硫前駆体を破壊し、その後のスルフィド架橋の再配列について、エラストマーペンダント構造に新しい機能的部位を形成する。このプロセスでは、位相空間粒子を負荷された炭素凝集物で、Ｏ２−がＣＯ２に変換される。Ｍ２＋とＳ２−の強力な相互作用が、沈殿物を形成し、剛直なスルフィド架橋を「テザー」状態に解放し、元のアリルカルボカチオンにのみ結合する。様々な金属イオンが使用に適しており、限定されないが、Ｃｏ２＋（３×１０６のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｃｕ２＋（５×１０９のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｎｉ２＋（３×１０４のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｚｎ２＋（２×１０７のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、及びＭｎ２＋（２×１０７のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）が挙げられる。実質的なデータは文献にあり、銅ベースの有機金属分子は、加熱された水環境で、最大１０の配位数を示すことができる。この配位能力は、スーパーフロッピーマトリックスの中間体の形成をもたらして、メチルカルボカチオン反応部位の近くの阻害異性体「デブリ」からリガンドを捕捉することによって、このプロセスを補助する。リガンドの捕捉及び解放速度は、多くの回数で、その他の金属よりも
速い。これらの魅力的な能力によって、可能性として、様々な銅ベースの反応異性体が、ＧＴＲＰ開梱メタセシスシーケンスの間に存在する分子の不均一ｍａｗから作製され得る。元素硫黄の温度に近い温度で位相変化を示す有機金属化合物を選択することによって、メタセシス反応を促すことが可能であり得るが、異なる位相変化温度を有する有機金属化合物も使用することができる。
要素７において、モノリシック、ゴムマクロ構造が作製される。図７Ａは、粉砕状態の加硫ＧＴＲＰ（ステージ１）のマクロ構造、結合していない、レプテーションされる前の内部形態を含むＥＭＲＥ条件下のＧＴＲＰ（ステージ２）及び１０ｎｍ〜５ミクロン離れた混在した積層体を含む再生された相互侵入エラストマーネットワーク（ステージ３）を示す。実施形態の方法の特徴の１つは、カーボンブラックを乱されない状態にする穏やかな方法によって、相互侵入エラストマーネットワークに架橋が再確立することである。これは、引っ張り力が僅かに減少するが、反発力を改善する。
図７Ｂに示されるように、作製プロセスにおいて、処理されたＧＴＰＲスラリーをポンプで汲み上げ、ろ過ケーキプレスに通し、スピン乾燥して、水分量を１重量％未満にする。得られた処理されたＧＴＲＰをタンブル乾燥機でオーブン乾燥して、水分量を０．１重量％未満にして、乾燥したＥＭＲＥ条件下のＧＴＲＰを得ることができる。プレスろ過ステップとタンブル乾燥機の間、選択される水性又は液化性熱可塑性未使用ポリマーを処理されたＧＴＲＰに湿式混合してもよい。乾燥したＧＴＲＰを内部ミキサー（例えば、Ｂａｎｂｕｒｙミキサー、シグマブレード等）及び／又はマイクロラミネートのためのロールミルに供することができ、乾燥する場合、ＥＭＲＥ条件下ＧＴＲＰをポリマー及び架橋添加物と混合する。得られた産物は、ペレット、ロール、ブロック、フェストゥーンシート等としてパッケージになり得る。特定の実施形態において、処理されたＧＴＲＰスラリーは、さらなる処理ステップを必要としない使用の価値がある産物である。ＧＴＲＰをアスファルトと混合して、ロール及びシーティングを形成する、又は溶融して、凝集物と結合する、又は乳化液を形成することができる。同様に、要素７の中間ステップのいずれかの産物は、プレスろ過、タンブル乾燥、湿式混合、内部混合、及びパッケージングを含み、それ自体、価値のある産物であり得る。したがって、要素７のステップのいずれかは、様々な実施形態において任意であると考えられ得る。ロールミルを使用するとき、得られるＧＴＲＰは、葉のように薄いパンケーキの様な構造になり、次の真空形成の間に形成され、得られるＧＴＲＰシートに異方性を与える。内部ミキサーを使用するとき、そこから作製される得られるシートは実質的に等方性である。
アスファルト及びＧＴＲＰの混合物は、様々な方法によって調製することができる。第１のステップとして、ＧＴＲＰを「葉状」又は「完全に葉のようにレプテーションされた（ｆｕｌｌｙ ｌｅａｆｅｄ−ｒｅｐｔａｔｅｄ）」形態が得られるまで（例えば、最小寸法の約１０μｍ以下の粒子厚を有する）、仕上げロールミルに通し、その後、ロールミル又は内部ミキサーを通過し、アスファルトと合わせる。通常、粘着性のＧＴＲＰシート（「葉状」形態を示す）は、コールドロールで仕上げロールミルに１０回通すと得ることができ、又はホットロールで仕上げロールミルに２回通すと得ることができる。粘着性のＧＴＲＰシートが形成されると、アスファルトと合わせることができる。一実施形態において、仕上げロールミル上でアスファルトを粘着性のＧＴＲＰシートに加え、その後、仕上げロールミルの作用によって混合して、連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートの形態の９２重量％のＧＴＲＰ及び８重量％のアスファルトの混合物が得られる。ＩＶ型アスファルトを有利に使用することができるが、５ｐｅｎ〜２００ｐｅｎのアスファルトも使用することができる。アスファルトに架橋剤を加えてもよい（例えば、連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートの０．００５ｐｈｒ（１００分率））。有利なこととして、加工中に、シートが容易に均一な分布になることができる。粘着性ＧＴＲＰシート（「葉状」）又は連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートは、例えば、粒子、乳化液又はホットミックス
の形態で、ホットメルトとして、アスファルトとさらに合わせることができる。ＧＴＲＰ／アスファルトブレンドがｉｎ ｓｉｔｕに設置された後、再加硫を有利に達成することができる。
舗装道路の用途において、例えば、粘着性ＧＴＲＰシート又は連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートをアスファルトに溶融して、例えば、凝集物のバインダーとして使用するのに適した約２０〜５０重量％のＧＴＲＰを含む組成物を得ることができる。別の例では、連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートをシート形状で損傷した舗装道路に適用し、通常のホットミックスを行い、凝集することができ、又は、凝集物及びバインダーの混合物を連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートの上層として適用することができる。架橋及びＧＴＲＰの結合を誘導するために、照射を有利に適用することができる。バインダーとして、連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートを含むアスファルト又は葺材に使用する場合、エミッターシステム、関連装置及び以下の米国特許に記載の方法を使用して、道路面の適所でＧＴＲＰを有利に硬化させることができる。米国特許第８，９９２，１１８号明細書、米国特許第９，１６９，６０６号明細書、米国特許第９，０７４，３２８号明細書、米国特許第９，３４７，１８７号明細書、米国特許第９，４８１，９６７号明細書、米国特許第９，５５１，１１７号明細書、米国特許第９，５５１，１１４号明細書、米国特許第９，６２４，６２５号明細書、米国特許第９，６３７，８７０号明細書、米国特許第９，１２７，４１３号明細書、及び米国特許第９，０５７，１６３号明細書であり、その内容はそれぞれ、参照により全体が本明細書に組み込まれる。アスファルト／コンクリートの舗装道路に照射するためのこのようなエミッターシステムは、通常、１０００〜１００００ｎｍの照射のピーク波長を放出するように構成されたエミッターパネルを保持する構造フレームを含んで、アスファルト／コンクリート舗装道路のアスファルトの流動を達成する。本明細書で使用される用語「流動」又は「流動する」は広義であり、当業者に一般的及び通例の意味で提供し（特別又はカスタマイズされた意味に限定されない）、限定することなく、流体の本体に対して最小圧力を加えることによって置換可能な流体を記述することを意味する。１９０°Ｆ〜２９０°Ｆ（８８℃〜１４３℃）の温度、例えば、２５０°Ｆ〜２９０°Ｆ（１２１℃〜１４３℃）が、アスファルトの流動を誘導するために有利に使用することができる。架橋を誘導するためにＧＴＲＰを照射することについて、３５０ｎｍ〜７００ｎｍのピークのピーク波長を有する照射を有利に使用することができ、さらに１０００ｎｍ〜１００００ｎｍのピーク波長を有する照射を使用することができる（例えば、２つのピーク波長）。架橋は、架橋剤を添加していない状態である程度発生するが、追加の架橋剤が加工の速度及び効率を高めることができる。ＤＩＢＰを架橋剤として使用する場合、１７０°Ｆの温度が架橋を誘導し、安定性及び制御された架橋が望ましい場合にＧＴＲＰ／アスファルトシートへの使用に有利であることに留意されたい。ジクミルペルオキシドを架橋剤として使用する場合、熱を加えなくとも架橋が急速に生じる。ジクミルペルオキシドは、ＧＴＲＰ／アスファルトが液体形態（例えば、乳化液）である場合に、架橋剤として有利に使用することができる。ＧＴＲＰを含む舗装材は、任意の処理の施されていない粉砕タイヤゴムを含む舗装材に比べて、寿命の観点から優れた特性を示す。
連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートは、耐候性又はルーフィング用途のためのロール及びシーティングの形態で使用することができる。あるいは、粘着性ＧＴＲＰシート（「葉状」）又は連続したＧＴＲＰ／アスファルトシートをアスファルト又は別の溶剤に溶融し、得られた混合物を噴霧によって表面に塗布し、密封された防水性の表面を作ることができる。固体形態の反応物質は２５０°Ｆの温度に余熱することができる（例えば、好ましくは、ＥＬＴゴムクラムの融点または周囲温度を上回る）。例えば、反応物質は、任意に攪拌又は混合下で、ＥＬＴゴムクラムに噴霧、ミスト、振りかける又は注ぐことができ、任意に、攪拌または混合下で、ＥＬＴゴムクラムに、反応物質の均一な被覆及び分布を達成し、活性化したＥＬＴゴムクラムを得る。ＥＬＴゴムクラムに直接加える場合、反
応物質は、細かく粉砕された粉末の形状で有利に提供することができる。反応物質及びＥＬＴゴムの組み合わせは、その後、例えば、圧力下で混合に供されて、位相網状化により誘導された硫化メタセシス（ｐｈａｓｅ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｕｌｆｉｄｉｃ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ）を誘導する。クラムラバーおよび反応物質を混合に供される組み合わせの単一の成分として合わせることができ、ゴム製品又は成分としてゴムを含有する製品若しくは材料に組み込むために、その他の成分、例えば、加工油、溶剤、水、アスファルト、フィラー（酸化チタン粒子、追加のカーボンブラック、グラフェン、顔料、又は本明細書に他で開示されるようなその他のドーパント）、又は当該技術分野で知られているその他の成分の１種以上も存在することができる。ローラーミル、例えば、円筒型ローラーの反対側の対は、通常のゴムの加工に使用されるローラーミルと類似して、位相網状化により誘導された硫化メタセシス（ｐｈａｓｅ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｎｄｕｃｅｄ ｓｕｌｆｉｄｉｃ ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ）のための反応器として使用することができる。弾性（ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ及び／又はｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ）を示す均一な産物が得られるまで、混合物はローラーの間を通過する。本明細書に記載の特定の実施形態において、成功した反応の徴候の１つは、混合物がローラーの間を通過するときに、パチンとする音又はパチパチする音である。通常、反応が成功した製造物は、ローラーの１０回転以下から１００回転以上のローラーについて、または約１分以下から６０分以上の時間で、混合物がローラー（１ｃｍ以下１００ｃｍ以上の直径及び１ｍｍ以下１０ｍｍ以上の間隔）の間を通過した後に得られる。
［０１３７］ 別の実施形態において、水又は別の適切な溶剤（例えば、メタノール若しくはエタノール等のアルコール、又はエーテル若しくはグリセロール）又は溶剤の混合物中の反応物質の溶液又は部分溶液（懸濁液）が提供され、その後加熱され（例えば、１５０°Ｆから溶液又は懸濁液の沸点に）、余熱されたＥＬＴゴムクラムに加えられる。溶液を調製するために使用される水の量は、ＥＬＴゴムクラムに対する溶液の特定の比を提供するように選択することができる。同量の反応剤について、１重量部のＥＬＴゴムクラムに対する２重量部の反応溶液の比で、活性されたＥＬＴゴムクラムの容易に吸い上げられたスラリーが得られ、１重量部のＥＬＴゴムクラムに対する１重量部の反応溶液の比で、より濃縮された反応物質を含有するより濃いスラリーが得られる。適切な溶液の量を選択することによって、装置のコストを削減することができ、例えば、攪拌器の使用を避けることができ、またはスループットが増加し、例えば、バッチ反応器の構成の代わりに連続的な反応器の構成を容易に使用することができる。使用に適した水は、典型的な水道水又は蒸留水又は脱イオン水を含むことができるが、いくつかの実施形態において、１００ｐｐｍ以下の粒子レベルが好まれ得る。溶液又は懸濁液の形態において反応物質を使用する利点は、効率性及び得られた活性化されたＥＬＴクラムラバーの取り扱いが非常に容易であることを含み、反応器で作業を行う場合、流動状態又はより処理可能な状態にあることができ、反応器の時間を最大２０％以上減少させることができる。いかなる特定の理論に縛られることを望まないが、反応物質の溶液は、ＥＬＴゴムクラム粒子の水際を湿潤することを補助し、それによって、乾燥した反応物質粒子の場合よりも、より多くの反応物質をＥＬＴゴムクラム粒子の表面に接触させる。反応器による機械的作業は、エアポケットを崩壊するように作用し、さらに、ＥＬＴゴムクラム粒子を被覆する。８０〜１００ｐｓｉの反応器の圧力では、乾燥した反応物質の粒子を使用する場合よりも均一な反応をもたらす溶液から蒸気相が生成される。これは、反応溶液を使用する場合、反応器の稼働時間が乾燥した反応物質の粒子に比べて５０％以上減少し、同程度の連結置換が達成される。
活性化されたＥＬＴゴムクラム（例えば、クラムラバー、反応物質、及び任意の追加の成分）は、特定の実施形態において、反応器、例えば、ローラーミル又は水平圧縮反応器に移動することができる。反応器は、周囲温度又は最大２５０°Ｆ以上の温度、例えば、２４２°Ｆ〜２４８°Ｆ（又はそれより高温若しくは低温、特定の実施形態では、例えば、２２５°Ｆ〜２６５°Ｆ又は２３５°Ｆ〜２５５°Ｆ又は２４０°Ｆ〜２５０°Ｆ）で
稼働することができ、ゴム様状態に練られる又は素練りされる。練られた産物のサンプリングは、間隔をおいて任意に行って、粒径（例えば、膜厚によって示されるような効果的な粒径）を決定することができ、粒径は硫化メタセシスの程度を示すと考えられる。追加の反応剤は、所望の粒径の目標に到達されるまで、練られた産物に滴定することができる。図９は、活性化されたＥＬＴゴムクラムに対する水平圧縮反応器の駆動ロールの衝突効果を示す。エネルギー対反応座標のプロットに示されるように、衝突領域において加えられる圧力は、連結置換についての活性エネルギーを減少し、反応中に放出されるエネルギーは、衝突条件下の連結置換に必要とされる活性エネルギーを上回る。
目標の粒径は、硫化メタセシスの程度を制御することによって、例えば、反応器の処理時間を制御する（より大きい粒径については短時間に、より小さい粒径については長時間に）ことによって、又はＥＬＴゴムクラムに加えられる反応剤の量によって得ることができる。９５重量％のＥＬＴゴムクラムに対する５重量％の反応物質において、通常のＥＬＴゴムクラムに存在するスルフィド結合の量について過剰な反応物質が存在する。化学量の反応物質は、硫化メタセシスを最大化する場合、使用することができる。高い程度の連結置換、例えば、９０％超の連結置換は、９６％のＥＬＴゴムクラムに対する４重量％の反応物質の混合物が使用される場合に通常観察される。９７％のＥＬＴゴムクラムに対する３重量％の反応物質の混合物は、相当量のスルフィド結合をそのままにする。特定の実施形態において、特定の程度の本来の加硫（例えば、スルフィド結合の約半分又は４分の１がインタクトなままである）を保持することが望ましく、特定の適用（例えば、ゴム引きされたアスファルト又は専門のゴム製品）に使用される場合、所望の特性（例えば、強靱性、弾性等）を得られる製品に与える。これらの適用において、９８％のＥＬＴゴムクラムに対する２重量％の反応物質の混合物を適用することができる。得られる連結置換ゴム材料は、１μｍ以下の粒径を有しながら良好な強靭性を示し、重要な特性に影響を与えることなくブラックマスターバッチに均一に混合することができる。
反応溶液が使用される場合の工程の最終ステップのように、硫化メタセシスに供される産物は、任意に、２５０°Ｆ以下に加熱することによって脱水ステップに供することができる。活性化されたＥＬＴゴムクラムにおける微粒化水の存在は、スルフィド結合のメタセシスを阻害し得る。２８５°Ｆの温度でさらに加熱することは、この微粒化水を除去し、いくらかのさらなる量の硫化メタセシスを達成し得る。あるいは、それにある程度の水を含む産物は、例えば、２５０°Ｆ〜２９０°Ｆの温度で処理するために、所望の最終産物になり得る。
所望の粒径の目標が達成されると、練られた又は素練りされた産物は、任意に、任意の未反応の反応物質を中和する薬剤で処理することができる。任意の適切な中和剤を使用することができるが、通常、末端ヒドロキシル化ポリエチレン（例えば、ポリエチレングリコール、ＣＡＳ２５３２２−６８−３）又はヒドロキシアリル側鎖機能性を有するポリエチレンコポリマー又はその誘導体を使用することが好まれる。中和剤は、通常、ゴム１００部（重量に基づく）につき、０．０５〜０．１部で使用されるが、特定の実施形態において、より多く又は少ない量を使用することもできる。未使用のゴムを例えばグラフト化に供して、その他のポリマー鎖を組み込んで熱硬化性、サーモトロピック又は熱可塑性産物を得るその他の方法を含むその他の後処理方法も実施することができる。
実施形態の連結置換方法は、ゴムの再利用について有利な点を提供する。例えば、方法の間、又はサブミクロンの大きさの粒子の形態であった連結置換産物において、ガス放出又はｐＨ変化は観察されず、加硫を可能にする安定的な連結置換産物が得られたことを示す。この方法は、任意の危険又は有害な化学物質を使用又は生成しない点、及び未使用のゴムが通常使用される適用において、得られた産物の有用性に著しく影響する外来物質が生成されない点において有利な点を提供する。適用に応じて、より高いまたはより低い程
度の連結置換が望まれ得る。例えば、屋外のカーペット裏地、道路及び屋根等の用途において、より低い程度の連結置換（部分的な連結置換）は、許容される産物を生み出すことができ、自動車のタイヤ等の高性能な物品における用途については、より高い程度の連結置換を有する産物が望まれ得る。実施形態の方法は、部分的に連結置換され、高度に連結置換され、未使用のゴムと性能が類似する産物を製造するように適合することができる。
反応器の設計
図１、８Ａ−Ｂ、１０Ａ−Ｄ及び１２Ａ−Ｃに記載される反応器は、特定の実施形態において有利に使用することができる。
例えば、水平圧縮反応器は、図１０Ａ−Ｄ又は１２Ａ−Ｃに記載される形態であってもよい。図１０Ａは、小規模の反応器およびそのギヤ１０００の上面図及び側面図を描写する。１００８として提供されるギヤは、鋼であり、ピッチのルートに対する加工溝１０１０を含むように加工される。作動時に、両方のギヤの溝は、ギヤがかみ合い、エンドプレートを配置する約０．０４０インチの隙間１００７（ノックピンの配置を有するギヤと筐体との間）を保持する場合に適合する。等しい長さ（例えば、１個の部分歯車、例えば、最大１０、２０、３０、４０、５０以上の任意の所望の複数のセグメント）の１０個の部分歯車が、等しく間隔の空いた９と１／８インチの溝で使用される。溝の数及び溝の構成又は深さは、加工条件に依存して調整することができる。ギヤは、ねじ穴１００３を有する分割されたステンレス鋼管１００４に配置され、ノックピン１００２を含むステンレス鋼プレート１００１に溶接される。ヒンジ組立体１００６に適合される取り外し可能なピン１００５は、作動のために装置を固定する。図１０Ｂは、図１０Ａのギヤ１０００の詳細を示す水平圧縮反応器の分解立体図を提供する。図１０Ｃの上図に示されるように、ギヤは、各部分歯車について、２４個の溝９４０及び０．２００”の圧縮軽減１０１４を有する部分歯車１０３０の１１個の組を含む。図１０Ｄは、タップ１０１６及びタップ１０１７を含むプレート１０１５を含むエンドプレート１０１３の図（及び背後のギヤの詳細を示すエンドプレートの透視図）を示す。図に描写される装置は、加硫ゴム及び酢酸銅（又はその他の反応物質）の混合物に圧力を提供するために使用することができ、当業者に理解されるように、その他の構成、例えば、乳鉢及び乳棒、リボン型ミキサー、高せん断分散機等も想定される。一実施形態において、反対の構成において噛み合うギヤの代わりに、平滑ローラーを使用することができる。ローラー構成を有する反応器は、「乾燥」工程、例えば、水又は別の担体の液体を使用しない工程において、使用に適している。対照的に、図１は、水又は別の担体の液体を使用する工程において使用に適した反応器を示す。
図１１は、作動における駆動ロールの噛み合うギヤの詳細を描写する。このギヤは、ＥＬＴクラムラバーの側方流動１１０６を可能にする機械加工された軽減を有する圧縮ロールを収束している。反応物質１１０３でプレコートされた２０メッシュのＥＬＴクラムラバーは、５ｐｓｉ未満の圧力でギヤ間の空間を充填する。ギヤ１１０１メッシュのように、プレコートされたＥＬＴクラムラバー１１０５は、約１００ｐｓｉ（反応条件に依存して、５０ｐｓｉ〜２００ｐｓｉ、又は７５ｐｓｉ〜１５０ｐｓｉ、又は８０ｐｓｉ〜１２５ｐｓｉ又はそれ以上若しくはそれ以下）まで圧縮される。ギヤの１０回の回転（圧縮を１０回適用すること）は、（粒子のメッシュサイズによってスクリーニングすることによって決定されるように）粒径を２０メッシュから２００メッシュ未満１１０７に減少する。ギヤの５０回の回転（圧縮を５０回適用すること）は、粒径を２０メッシュから約２μｍに減少する。駆動ロールは、ダイナミックブレーキを組み込んで、背圧を制御する。得られた産物は、最初のＥＬＴクラムラバーの粒径よりも小さい所望の粒径、例えば、３０メッシュ、４０メッシュ、５０メッシュ、１００メッシュ、２００メッシュ、１０μｍ、５μｍ、２μｍ、１μｍ又は１μｍ未満が得られるまで加工することができる。
別の反応器の設計は、ツインカウンター回転スクリューを組み込む。ツインスクリューは、閉インターメッシュ構成にあり、接合された部分バレルの対に位置する。図１２Ａは、バレル１２００の１つの側面図を示す。描写されるバレルは、３インチの外径及び２インチの内径を有し、３０インチの長さであり、ローター１２０２を含む。図１２Ｂは、ホールドホール１２２０、１２２１を有する２つのエンドプレート１２１３の１つを示し、閉インターメッシュツインカウンター回転スクリューを取り囲むように構成される結合されたバレルを示す。限界寸法１２２２は、ボストンギヤピッチ直径に基づく。スクリューのローターとバレル壁との間に、約０．０１０インチの隙間が提供される。図１２Ｃは、スクリューの１つ、冷延鋼ネジを有するａ．５００Ｒｏｔｏｎ Ｓｃｒｅｗ １２３２を描写する。図１２Ｃは、スラスト面１２３０、青銅軸受ジャーナル１２３５及びＡＮＳＩキー溝１２３４を描写する。図１２Ａ−Ｃに描写される反応器は、特定の寸法又は材料を含むが、この寸法は、必要に応じて減少又は増加して、より大きい又はより小さい反応器を提供することができ、その他の適切な材料を置き換えることができる。
処理されたゴム製品
結果として得られるゴム粒子は、続く工程のためのフィードストックとして直接使用することができ、貯蔵又は輸送のために備蓄又は包装することができる。ゴム粒子は、様々な適用についてその特性及び適合性を決定するために試験することができる。試験として、１６０℃でＡＳＴＭ Ｄ５２８９によるローターのない加硫計ＭＤＲ２０００レオメータを使用したゴム特性−加硫について標準的な試験方法、張力、伸長並びにＡＳＴＭ Ｄ４１２による年数を経ていない及びオーブン老化された係数、ＡＳＴＭ Ｄ６２４ Ｔによる年数を経ていない及びオーブン老化された引裂き強さ、反跳された標本におけるＡＳＴＭ Ｄ２２４０ Ｔｙｐｅ ＡによるＲｅｘデジタルデュロメータを使用したデュロメータ硬度、ＡＳＴＭ Ｄ６２３、Ｍｅｔｈｏｄ ＡによるゴムＢＦ Ｇｏｏｄｒｉｃｈフレクソメーターの圧縮における熱生成及び屈曲疲れ、ＡＳＴＭ Ｄ７１２１によるＳｃｈｏｂ Ｔｙｐｅ反跳振子−Ｚｗｉｃｋ反跳を使用した弾性、ＡＳＴＭ Ｄ５９６３、Ｍｅｔｈｏｄ ＡによるＺｗｉｃｋ回転ドラム摩擦試験機を使用したゴム耐摩耗性、ＡＳＴＭ
Ｄ５１８、Ｍｅｔｈｏｄ Ａによるゴム劣化−表面割れ及び静的な戸外暴露（２０％の張力）、又はＡＳＴＭ Ｄ１１４９によるオゾン制御環境におけるゴム劣化−割れが挙げられる。
得られたゴム粒子は、また、家の屋根板及びロールルーフィングの使用に適した品質であり、雹害抵抗、改善された低温柔軟性（例えば、少なくとも−４０°Ｆまでの柔軟性）、高外気温における軟化、ブリードアウト及び汚れの減少を提供する。ゴム粒子を含むロールルーフィングを乾燥し、その後、照射に供し、シートを溶融し、適合し、架橋し、下地基材（例えば、絶縁体又は古いルーフィング）に接着することができる。ＧＴＲＰを含む液体混合物を照射に供して、架橋を誘導することができる。舗装道路用途のために前述と同様のエミッターシステムを使用して照射することができる。米国特許第８，９９２，１１８号明細書、米国特許第９，１６９，６０６号明細書、米国特許第９，０７４，３２８号明細書、米国特許第９，３４７，１８７号明細書、米国特許第９，４８１，９６７号明細書、米国特許第９，５５１，１１７号明細書、米国特許第９，５５１，１１４号明細書、米国特許第９，６２４，６２５号明細書、米国特許第９，６３７，８７０号明細書、米国特許第９，１２７，４１３号明細書、及び米国特許第９，０５７，１６３号明細書であり、その内容はそれぞれ、参照により全体が本明細書に組み込まれる。事前に選択したピーク波長の電磁気照射をルーフィング又は防水シートに適用する、又は適所に噴霧することができる。熱照射は、所望の波長を排出するようにエミッターを改修することによって作り出すことができる。加熱するために使用される電磁気照射の波長は、ロールルーフィングに存在する材料に基づいて選択される。ロールルーフィングのゴムをターゲットにする好ましいピーク波長は、１０ワット／ｉｎ２以下のワット密度で、３５０ｎｍ〜７００ｎｍである。ロールルーフィングに適用される照射エネルギーは、基材の加熱を最小に
しながら、ロールルーフィングのゴムを加熱する。エミッター機器は、コストを最小にするように製造することができ、この分野での使用に適している。金属フレーム内に備えられた１つ以上のエミッターパネルに電気的に接続された、例えば、Ｔｉｅｒ４ディーゼルエンジンの携帯型発生器を使用して装置に電源供給することによって、野外での使用を達成することができる。エミッターは、例えば、高密度セラミックで絶縁することができ、パネルは、ロールルーフィングの平面に向かう点まで、フレームのセラミックライナーの内部に入れ子にすることができる。
ポストリアクターＧＴＲＰブレンドの乾燥は、任意の所望の程度まで実施することができる。水分をゆっくり又は素早く取り除くことができる。穏やかな乾燥は、エラストマーネットワーク形態の構造に最小限の影響しか有しない。せん断による乾燥により、通常、より小さい粒径及び水分の素早い蒸発が生じる。
ポストリアクターＧＴＲＰブレンドの硬化は、化学硬化剤の使用、又は照射によって（例えば、本明細書の他で検討されるエミッターシステムによって）ゆっくり又は素早く実施することができる。
いくつかの実施形態において、乾燥混合により、乾燥したポストリアクターＧＴＲＰを固形ポリマー（例えば、未使用のゴム）に合わせることが望ましいことがあり、その後、さらなる処理に供して成分を混合する。あるいは、指定された数の反応部位を有するラテックスをポストリアクターＧＴＲＰに合わせて、さらなる処理に供することができる。水は、例えば、圧搾することによって取り除くことができる。ポストリアクターＧＴＲＰは、例えば、熱可塑性、サーモトロピック又は熱硬化性として、様々な用途に改変することができる。ポリマー骨格は加硫化しやすい。ポストリアクターＧＴＲＰは疎水性であるため、親水性を材料に付与して、コロイダル状懸濁液に乳化又は形成することができる。骨格を機能化するためにホモポリマーを加えることによって特性を改変することができる。熱硬化特性を付与するために、粒子を（例えば、ノニルフェノールエトキシレートで）被覆することができる。熱可塑性特性を付与するために、親水性部位を（例えば、第四級アミンで）挿入することができる。
本明細書で検討されるように、ＧＴＲＰを蒸発／水相を経て振動させることで、粒子の空洞に液体を吸い上げる。これは、例えば１分未満で、かなり素早く粒子を飽和することができる。反応器の工程の間、粒子に水を充満することができ、遊離分子空間が大幅に増加する、例えば、５００％以上、例えば５倍の増加が観察される。乾燥した粒子は、「ふわふわした」ものと形容することができる。乾燥したＧＴＲＰは、液体を収容することができる「空洞」、内部空間（遊離分子空間）を有する。せん断力をＧＴＲＰに適用することで、これらの空洞を崩壊することができる。ＧＴＲＰが混合された材料のコロイダル状懸濁液として提供される場合、空洞が存在することで、ＧＴＲＰの空洞内の液体の材料の内部移行を容易にする。このような材料は、水媒介性ポリマーを含むことができる。このことにより、固体混合の通常の固体に比べて、優れたポリマー分散特性が生じ、結果として得られる粒子、例えば、優れた引っ張り力、ヒステリシス及びせん断についてのタイヤ業界のポリマーブレンドの第１の方法と同様である。物理的力が２００〜３００％以上改善し、この改善は、タイヤ業界で通常使用されるゴムに観察することができる。
少量の未使用のスチレン、１，４−シスポリブタジエンポリマーを有するポストリアクターＧＴＲＰブレンドから成るサンプルの物理特性の分析に基づいて、未使用のタイヤグレードのブラックマスターバッチ化合物に比べて、２４０°Ｆで２時間で硬化するジクミルペルオキシド（ＤＣＰ）触媒を使用して、約８０％よりも大きい架橋密度を決まって達成することができる。ＤＣＰは、２４０°Ｆ以下で反応性架橋結合を提供するが、その閾値を上回る硬化温度は、テザー硫化物鎖を液化し、その不安定な状態は、より効率的に再
配列を完了する。別の効果的な促進剤は、ジ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン（ＣＡＳＮｏ．２５１５５−２５−３、ＤＢＰＩとも呼ばれる）である。
１，２−高ビニルブタジエンホモポリマー機能性で繋がれたシリコーンゴム（ＳｉＲ）は、メルカプト基触媒と架橋され得る。このようなブレンドは、両方のゴム群で知られている優れたハイブリダイズ特性を示す領域を相互侵入する、高架橋密度の均一なエラストマーになる。再生したＥＯＬ粒子を使用するＮＲ／ＳＢＲブラックマスターバッチＳｉＲハイブリッドは、新しい、コストのかからない革新である。
別の実施形態では、ＧＴＲＰ粒子は、サイズ減少し、無水環境で再配列される架橋である。一実施形態において、反応物質は、周囲条件下又は高温、例えば、約２５０°Ｆ（例えば、２３０°Ｆ〜２７０°Ｆ、又は２４０°Ｆ〜２６０°Ｆ又は２４５°Ｆ〜２５５°Ｆ）の条件下で、３軸垂直ミキサー、ローラーミル、押出機、Ｂａｎｂｕｒｙミキサー又はその他の適切な混合器具において合わされる。固形形態の反応物質（例えば、酢酸銅又は本明細書に記載のその他の金属）は、２５０°Ｆ（例えば、好ましくは金属塩の融点以上、例えば、最大２５０°Ｆ以上、例えば、２３０°Ｆ〜２７０°Ｆ又は２４０°Ｆ〜２６０°Ｆ又は２４５°Ｆ〜２５５°Ｆ）まで、不活性雰囲気下（例えば、窒素ブランケット）で、別々の容器に余熱されて、その後、クラムラバーに加えられ、又は雰囲気条件下でクラムラバーに直接加えられる。特定の実施形態において、不活性雰囲気は任意である。加熱された反応物質は、余熱されたＥＯＬタイヤゴムクラムと合わせられる。例えば、加熱された反応物質を、攪拌しながら、余熱されたＥＯＬタイヤゴムクラムに噴霧、ミスト又は注ぐことができ、余熱されたＥＯＬタイヤゴムクラムに、反応物質の均一な被覆及び分布を達成し、活性化したＥＯＬタイヤゴムクラムを得る。余熱されたＥＯＬタイヤゴムクラムに直接加える場合、反応物質は、細かく粉砕された粉末の形状で有利に提供することができる。
特定の実施形態において、実施形態のＰＴＲ材料を含む材料を以下の米国特許明細書に記載されるエミッターを使用して照射に供することが有利な場合があり、米国特許第８，９９２，１１８号明細書、米国特許第９，１６９，６０６号明細書、米国特許第９，０７４，３２８号明細書、米国特許第９，３４７，１８７号明細書、米国特許第９，４８１，９６７号明細書、米国特許第９，５５１，１１７号明細書、米国特許第９，５５１，１１４号明細書、米国特許第９，６２４，６２５号明細書、米国特許第９，６３７，８７０号明細書、米国特許第９，１２７，４１３号明細書、及び米国特許第９，０５７，１６３号明細書であり、その内容はそれぞれ、参照により全体が本明細書に組み込まれる。特定の実施形態において、細長い（例えば、導波路パターンの巻き付けられた、真っ直ぐな、管状、又はその他の構造）の半導体（例えば、炭化ケイ素、無方向性炭素繊維、ドープされた窒化硼素）又は抵抗導体（例えば、鉄−ニッケル）がエミッターに使用することができ、特に好ましい実施形態において、パネルはエミッターとして蛇行したワイヤーを含む。蛇行の構成の利点は、間隔の空いたコイルによって示される高抵抗性を有しないことである。したがって、より多くのエネルギーが所望の波長の照射として放出される。コイルは、抵抗を最小限にするために間隔が空いており、放射エネルギーは、非常に低い誘電率を有し、本質的には、下方の蛇行したワイヤーからの反射エネルギーの方向を変える高密度セラミックによって上側に反跳された「サンドイッチ状」空間の内部に放射される。
支持または自立して有利に組み込むことができるワイヤーの下側に、薄い雲母質のパネルがある。層状珪酸塩（フィロケイ酸塩）鉱物の雲母群は、いくつかの密接に関係する材料を含み、完璧に近い底面劈開を有する。全てが単斜晶であり、疑六方晶系結晶の傾向であり、化学組成が類似している。ほぼ完璧な劈開は、雲母の最も顕著な特徴であり、その原子の六角形のシート様の配置によって説明される。雲母質特性を示す雲母又はその他の材料は、複屈折性又は三屈曲性（ｔｒｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）（２軸の複屈折性）を
生成する多くの数の層を含むことができる。複屈折性は、光の極性化及び入射方向に依存する屈折率を有する材料の光学的特性である。これらの光学的異方性材料は、複屈折と言われる。複屈折性は、材料の内部の屈折率の最大差によって定量化されることが多い。複屈折性は、複屈折（ｄｏｕｂｌｅ ｒｅｆｒａｃｔｉｏｎ）の同義語として使用されることも多く、複屈折材料を通過する場合、光線を２つの光線に分解する。異方性結晶構造を有する結晶は、機械的応力下で複屈折及びプラスチックであることが多い。２軸の複屈折性は、異方性の１つ以上の軸を有する異方性材料を記載する。このような材料について、屈折率テンソールｎは、概して、ｎα、ｎβ及びｎγと標識することができる３つの別個の固有値を有する。蛇行したワイヤーからの放射エネルギーと導電エネルギーの両方は、雲母素子に送られる。雲母材料の複屈折特徴は、その他の波長を除去しながた、蛇行したワイヤーによって生成された波長のサブセットを送るために使用することができる。特定の実施形態のエミッターは、雲母材料を損傷から保護するステンレス鋼のシースを使用する。この導電性シースは、重要ではない波長の移動で、エネルギーを輸送する。この成分の組み合わせ（例えば、蛇行したワイヤー、雲母材料、ステンレス鋼シース）を使用することによって、約２μｍのピーク波長を有する蛇行したワイヤーによって生成されたエネルギーは、約２０μｍをとるピーク波長を有することができる。雲母材料の厚み又はその他の特徴は、表面に目標の波長又は波長範囲を提供するように調整することができる。
一実施形態において、装置は、幅２フィート、長さ１フィートの空洞間寸法を有し、セラミック絶縁体が設置されるフードと同じように構成される。エミッター素子は、有利なことに、１フィート×１フィートであり、さもなくば都合のよい大きさである（例えば、ロールルーフィングの幅、又は例えば１６インチの建築構造に使用される標準的な幅）。このような素子は、完全エネルギーで、１平方インチあたり最大１４ワットのワット密度を有し、例えば、２５０ｋＷを送ることができる生成器によって動くことができる。いくつかの実施形態において、エミッター組立体は、構造フレーム、動力源、動力断続機構、電磁放射エミッター、及び位置決めシステムを含み得る。エミッター組立体は、数フィートの幅、数フィートの長さ、及び数フィートの高さであってもよく、又は１名のオペレーターによって使用することができるようにより小さくてもよい（例えば、オペレーターによって押すことができ、又はワンド若しくはアームの端に設置することができるローリングフレームにおける小型のエミッター）。エミッター組立体は、その他のサイズであってもよい。フレームは、その他の部品の１つ以上を支持することができる。
フレームは、金属支持体、ビーム、レール又はその他の構造等の構造的に充分な部材を含み得る。フレームは、使用若しくは輸送又は現場で使用される場合、大きな変形を防ぐように構成され得る。フレームは、様々な部品の重量の少なくとも一部を支持するように設計され得る。いくつかの実施形態において、フレームは、１つ以上のビームを含む。ビームは、部品の重量を十分に支持することができる金属、木又はその他の材料を含み得る。ビームは、アルミニウム又は鋼を含み得、いくつかの実施形態において、軽量で強い材料を使用することが有利になり得る。１つ以上のビームは、フレームの何れかの側、及びフレームの何れかの端に配置され得る。その側にあるビームは、ブラケット、プレート又はその他の取り付け機構によって垂直に接続することができる。小片は一緒に溶接することができ、又は小片を接続するためにボルトを使用してもよい。１つ以上のビームは、一方の側から他方の側へ、又は前方から後方へフレームを横断し得、その他の部品に支持又は取り付け機構を提供するように構成され得る。フレームを横断する１つ以上のビームは、１つ以上の電磁気照射エミッターがビームに取り付け可能なようにフレームの下部の近くに配置され得る。フレームを１つ以上のホイールに直接的又は間接的に取り付けることができ、ロールルーフィングを横切って輸送され、又は移動して加熱されるようにフレームを補助することができる。
いくつかの実施形態において、フレームは、不均一な地形を横断していても、折り曲げ
、たるみ又は捻じれが生じないように構成することができる。フレームは、組立体の１つ以上の部品を支持する頑健な構造を提供し得る。組立体は様々な環境で使用され得るため、フレーム及び組立体が輸送され、使用される場合に、変形及び劣化に耐えられることが有利なことがある。例えば、組立体は、不均一な屋根の上で使用されることがある。フレームが不均一な表面の上での輸送に耐えられることが有利なことがある。別の例として、フレーム及び組立体は、遠隔地の野外で使用され得る。フレーム及び組立体は、遠隔地に輸送中に損傷に耐えられるだけではなく、フレーム及び組立体は、その場所にある場合に天候の影響に耐えられることが有利なことがある。悪条件及び長時間の移動及び輸送の間であっても、フレームの下部表面は、組立体が設置され得るロールルーフィングから概して一貫した距離にあることが有利なことがある。したがって、フレームは、充分に頑健であり、様々な条件において変形又は損傷に耐えることができる。
ゴム、例えば、本明細書に記載される粉砕タイヤフィラー又はＰＴＲ材料は、高エネルギー吸収材料である。ゴムが過剰に多くのエネルギーを素早く吸収する場合、燃焼源になり、エミッターユニットを損傷し、又は雰囲気に煙霧を排出する可能性がある。したがって、いくつかの実施形態において、エミッターの特定の設定におけるエネルギー密度及びロールルーフィングに対するその効果を連続的にモニタリングするように、エミッターパネルにフィードバックループを含むことが望ましい。
例示的用途
実施形態の方法に従って製造される連結置換ゴムは、未使用のゴムを使用する適用、及びリサイクルゴム、例えば、クラムラバーを使用する適用に使用することができ、又は部分的に加硫された／部分的な連結置換ゴム製品から利益を得る。連結置換の程度を制御することによって、所望の特性のセット（例えば、硬度、展延性、可溶性、繋がる能力、粒径等）を有するゴム製品を製造することができる。例えば、特定の実施形態において、例えば、耐用年数を終えたタイヤ又はその他の加硫ゴム源から得られるように、クラムラバーの粒径を減少することが望ましい。実施形態の方法は、例えば、遠心分離の使用等の低温方法に比べて、クラムラバーの平均粒径を減少する効率的及びコストのかからない方法、すなわち、ゴムポリマーの化学修飾によって付与される任意の反応又はその他の特性とは別の利点を提供する。
ゴム化アスファルト
実施形態のゴム材料の１つの例示的使用は、例えば、舗装、ルーフィング又はコーティングに使用されるアスファルトの添加剤又は機能剤としての使用である。
アスファルトの舗装は、経時的な酸化的硬化に見舞われる。この酸化的硬化によって、舗装のひび割れ、くぼみ、及び表面のゆるい砂利が生じる。リサイクルの自動車用タイヤからのクラムラバー等のゴムをアスファルトバインダーに加えることは、実質的に、アスファルト舗装の酸化的硬化の割合を減少し、道路の耐用年数を長くする。このアスファルト−ゴム混合物は、通常、アスファルト−ゴムバインダー（ＡＲＢ）と呼ばれる。
ＡＲＢ及び凝集物は、通常、一緒に混合され、道路の表面に散布されてアスファルト舗装を形成する。先行技術のＡＲＢは非常に温度に感受性であるため、特定の表面温度及び天候条件下でしか道路に適用することができない。このことは、同様に、米国の多くの地域において、道路の舗装活性がその年の数か月にのみ限定される。さらに、混合物を自由に流し、均一にするために、現場で特別な加熱／ブレンディング装置が必要とされることが多い。いくつかの場合では、添加剤がアスファルト−ゴムホットミックス材料に加えられて、クラムラバーの分離、クラスト形成又はランピングを減少させる。しかし、これらの添加剤は、混合物のその他の特性に有害な影響を有することがある。したがって、環境条件に対する感受性が少なく、混合物を自由に流し、均一にするために費用、複雑な器具
又は添加剤を必要とせずに、表面に容易に適用することができる改善されたＡＲＢシステムが現在必要とされている。実施形態の方法及び組成物は、高性能ＡＲＢシステムにおける使用に適合される連結置換ゴムを提供する。
舗装保存システムのためのアスファルト−ゴムバインダーの乳化は、クラムラバー及びアスファルトを含む混合物を乳化することが困難であるため、達成することができないと多くの人によって考えられている。例えば、ゴム粒子がコロイドミルにおいて混合している間に、アスファルト−ゴムマトリックスの層流を崩壊するため、アスファルト−ゴムバインダーは、通常、容易に乳化することができない。本発明の方法および実施形態の連結置換ゴムは、最終の乳剤に容易に分散するように、連結置換ゴムをプレコンパウンドすることによって、これらの困難を克服する。いくつかの実施形態において、プレコンパウンドは、コロイドミルの方法によって、バインダーを乳化する場合に生じ得る層流の崩壊を取り除くことができる。理論によって任意の実施形態を限定することはないが、混合中に、連結置換クラムラバーはアスファルト乳剤のアスファルト液滴に実質的に均一にされ、そのため、平滑で均一なアスファルト−ゴムバインダーを形成する。
いくつかの実施形態において、実施形態の工程に供される微細に粉砕されたタイヤゴムは、アスファルトに浸漬されて、ホットゴム接着剤を形成する。例えば、いくつかの方法は、安定的な攪拌の下、水のない状態で、最大約３５０°Ｆのポリマー改質アスファルトにおいて、連結置換及び約８０〜１４０メッシュの大きさに供された微細に粉砕されたゴム（クラムラバー）を浸漬し、それによって、連結置換粉砕タイヤゴムは膨張し、反応し、それにより、個々の連結置換クラムラバー部分を「コーティング」してホットゴム接着剤を形成することを含む。反応したホットゴム接着剤は、その後、アスファルト乳剤で高せん断下でコンパウンドされ得、コーティング剤、シーリング剤及び／又は接着剤として調合することができる。得られるアスファルトゴム乳剤は、非トラッキング、耐水性アスファルトゴムバインダー又は酸化的硬化、天候若しくは機械的摩耗に優れた抵抗性を有する表面要素に素早く硬化する。得られるアスファルトゴム乳剤は、４０°Ｆにまで下がる慣習的ではない冬の温度及び夜間に硬化するように配合することもできる。得られるアスファルト−ゴムバインダー乳剤は、周囲で硬化される構造的防水及び舗装保存システムにおいて使用される場合、改善された接着、粘着、初期グリーン強度及び水抵抗性を有する。
これらの方法のいくつかは、連結置換クラムラバーをアスファルト組成物で処理して、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物を形成し、その後、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物をアスファルト乳剤と混合して、乳化されたアスファルト−ゴムバインダーを形成することを含む。様々なアスファルト乳剤を使用して、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供してもよい。例えば、いくつかの実施形態において、アスファルト乳剤は、第１のアスファルトを水及び界面活性剤と混合して、第１の乳剤を形成する産物であり得る。アスファルト乳剤の作製に関して、アスファルト乳剤は、好ましくは、第１のアスファルト、界面活性剤及び水を含み得る。
様々なアスファルトコーティングされたクラムラバー組成物は、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供するために使用してもよい。例えば、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物は、複数の連結置換クラムラバー粒子を有効量の第２のアスファルトと混合して、粒子を被覆する産物であってもよく、第２のアスファルトは、粒子を膨張させる。アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物の構造は変化しながら、１つの例は、複数の連結置換クラムラバー粒子及び第２のアスファルトを含み得、粒子は、第２のアスファルトで実質的に被覆され、粒子は第２のアスファルトの存在下で膨張している。
したがって、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を調製する１つの方法は、第１のアスファルト乳剤をアスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物と混合して、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供し、第１のアスファルト乳剤は、第１のアスファルトを水及び界面活性剤と混合する産物であり、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物は、複数の連結置換クラムラバー粒子を有効量の第２のアスファルトと混合して、粒子を被覆し、第２のアスファルトは粒子を膨張させることを含む。
別の態様は、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を調製する方法に関し、第１のアスファルト乳剤をアスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物と混合して、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供し、第１のアスファルト乳剤は、第１のアスファルト、界面活性剤及び水を含み、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物は、複数の連結置換クラムラバー粒子及び有効量の第２のアスファルトを含んで粒子を被覆し、粒子は、第２のアスファルトで実質的に被覆され、粒子は第２のアスファルトの存在下で膨張することを含む。
アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を調製する方法は、第１のアスファルトを水及び第１の界面活性剤と混合して、第１の乳剤を形成し、複数の連結置換クラムラバー粒子を有効量の第２のアスファルトと混合して、粒子を被覆して、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物を提供し、粒子を膨張させ、第１のアスファルト乳剤をアスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物と混合して、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供することを含む。
いくつかの実施形態は、本明細書に記載の方法によって調製されるアスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供する。別の態様は、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤に関し、乳剤の全ての不揮発性成分の総重量の約３０％〜約５０％を示し、アスファルト存在下で膨張する連結置換クラムラバー、カチオン界面活性剤及び水を含み、乳剤は約７以下のｐＨで安定である。
アスファルト乳剤も提供され、約０ｄｍｍ〜約３０ｄｍｍのｐｅｎ値を有するアスファルト、アミドアミン界面活性剤、そのアンモニウム塩又はその組み合わせ、及び乳剤の重量の約３０％〜約５０％を示す水を含む。
いくつかの実施形態は、アスファルトコーティングされたゴム組成物を提供し、アスファルト、連結置換クラムラバー、添加されるカチオン界面活性剤を有しないことを除いて同一である組成物に比べて、組成物の親水性を増加するのに効果的なある量のカチオン界面活性剤を含む。
一実施形態において、本発明は、ＡＳＴＭ Ｄ８−０２又は時々、指定機関によって確立され得るその偏差に記載されるアスファルトゴムバインダーについての定義を満たすアスファルト−ゴム組成物を調製する方法を提供する。好ましい実施形態において、この方法は、乳剤としてアスファルト−ゴムバインダーを提供する。この方法は、概して、異なる浸透グレードのアスファルトを得て、各グレードのアスファルトを事前に選択された化学物質と合わせて、別の予め混合された成分を形成し、予め混合された成分を所定の条件下で一緒に混合して、硬化すると、ＡＳＴＭ Ｄ８−０２に記載されるようなアスファルト−ゴムバインダーの特定の物理的要件を満たすアスファルト−ゴム組成物を形成することを含む。有利なこととして、得られるアスファルト−ゴム組成物は、道路の舗装に使用されるＡＲＢの物理的要件を満たすだけでなく、アスファルトの水中油乳剤におけるゴムの分散等のゴムの分散も改善した。
これらのアスファルト−ゴム組成物は、バインダー、コーティング剤、シーラント、接着剤、又はその組み合わせとして使用することもでき、道路の舗装、ルーフィング、及びその他の関係する適用に適合することができる。例えば、特定の実施形態において、アスファルト−ゴムバインダー組成物及び／又はアスファルト−ゴムバインダー乳剤は、ＨＭＡプライマー、ＳＡＭＩプライマー、ＳＡＭＩ（応力吸収膜中間層）チップバインダー、活性シーラー（ｒｅｊｕｖｅｎａｔｉｎｇ ｓｅａｌｅｒ）、フォッグシール、耐スキッド性車線シーラント−表面バインダー、シールコートバインダー、ＩＳＳＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｌｕｒｒｙ Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）Ｉ型、ＩＩ型又はＩＩＩ型マイクロスラリーバインダー、又はＲＡＰを含むコールドミックス接着剤、Ｄ１２２７ＩＩＩ型屋根膜、浸水膜ライナー、フラッシングセメント（ｆｌａｓｈｉｎｇ ｃｅｍｅｎｔ）、鋼又はコンクリートパイプコーティング剤、防水性マスチック（複数可）等、又はその組み合わせとして使用することができる。
好ましい実施において、３つの異なる浸透グレードのアスファルトが選択され、約０ｄｍｍ〜約５０ｄｍｍ、又は約０ｄｍｍ〜約９０ｄｍｍのｐｅｎ値を好ましくは有する硬いアスファルト、又は約９０ｄｍｍ〜約２００ｄｍｍ又は約１５０ｄｍｍ〜約２００ｄｍｍのｐｅｎ値を好ましくは有する中間アスファルト、及び約２００ｄｍｍ〜約３００ｄｍｍのｐｅｎ値を好ましくは有する軟性アスファルトを含む。硬いアスファルトは、好ましくは、特定の界面活性剤及び水と混合されて、硬いｐｅｎアスファルト乳剤を形成する。軟性アスファルトは、好ましくは、ポリマーによって改質され、その後、特定の界面活性剤及び水と混合されて、軟性のｐｅｎ−ポリマー改質アスファルト乳剤を形成する。中間アスファルトは、好ましくは、連結置換クラムラバーと約３５０°Ｆで混合及び反応されて、アスファルト−ゴムブレンドを形成し、その後、特定の界面活性剤及び任意に水と合わされて、マスチックを形成する。硬いｐｅｎアスファルト乳剤、軟性のｐｅｎ−ポリマー改質アスファルト乳剤及びマスチックは、その後、異なる比で続いて混合されて、様々な水性アスファルト−ゴム組成物（複数可）を形成する。１つの実施において、硬いｐｅｎアスファルト乳剤及び軟性のｐｅｎ−ポリマー改質アスファルト乳剤は最初に一緒に混合されて、乳剤プレブレンドを形成し、続いて、マスチックと混合されて、実質的に、様々な温度で道路の表面に適用することができる均一で、自由に流れる水性アスファルト−ゴム乳剤ブレンドを提供する。連結置換クラムラバーマスチックは、水性組成物の任意の相に、溶解又は分散され得る。例えば、ゴムマスチックは、乳剤の１つ以上の液相に分散される別の固体相であり得、ゴムマスチックは、乳剤の１つ以上の液相に分散される別の液相であり得、又はゴムマスチックは、乳剤の１つ以上の液相に溶解され得る。特定の好ましい実施形態において、硬化した最終化合物は、ＡＳＴＭ Ｄ６１１４−９７に記載されるゴム／アスファルト比に従って、アスファルト舗装のための適切なアスファルト−ゴムバインダーを提供する。別の実施形態において、このアスファルト−ゴム乳剤ブレンドは、約３２°Ｆ〜約１００°Ｆ又は約１３０°Ｆで凝集物と混合されて、アスファルト舗装を提供する。いくつかのアスファルト−ゴムバインダー乳剤は、冬又は夜間に硬化することができる。例えば、いくつかのアスファルト−ゴムバインダー乳剤は、約４０°Ｆ〜約３２°Ｆの低温で完全に効果することができる。
別の実施形態において、水性アスファルト−ゴムバインダー組成物が提供される。この組成物は、バインダー、コーティング剤、シーラント、接着剤、又はその組み合わせとして使用することができ、道路の舗装、ルーフィング、及びその他の関係する適用に適合することができる。例えば、特定の実施形態において、アスファルト−ゴムバインダー組成物及び／又はアスファルト−ゴムバインダー乳剤は、ＨＭＡプライマー、ＳＡＭＩプライマー、ＳＡＭＩ（応力吸収膜中間層）チップバインダー、活性シーラー（ｒｅｊｕｖｅｎａｔｉｎｇ ｓｅａｌｅｒ）、フォッグシール、耐スキッド性車線シーラント−表面バインダー、シールコートバインダー、ＩＳＳＡ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｌｕｒｒｙ Ｓｕｒｆａｃｉｎｇ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）Ｉ型、ＩＩ型又はＩＩＩ型マイクロ
スラリーバインダー、又はＲＡＰを含むコールドミックス接着剤、Ｄ１２２７ＩＩＩ型屋根膜、浸水膜ライナー、フラッシングセメント（ｆｌａｓｈｉｎｇ ｃｅｍｅｎｔ）、鋼又はコンクリートパイプコーティング剤、防水性マスチック（複数可）等、又はその組み合わせとして使用することができる。１つの実施において、組成物は、アスファルト、連結置換クラムラバー、エポキシ化不飽和トリグリセリド、溶媒分散化ウッドロジンエステル、機能的植物油誘導体、又はその組み合わせ、界面活性剤及び任意に水を含む。別の実施において、組成物は、アスファルト、連結置換クラムラバー、エポキシ化不飽和トリグリセリド、溶媒分散化ウッドロジンエステル、機能的植物油誘導体、又はその組み合わせ、不飽和脂肪酸、１つ以上の界面活性剤、任意に置換されたスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー、１つ以上の架橋剤及び任意に水から本質的に成る。別の実施において、組成物は、アスファルト、連結置換クラムラバー、エポキシ化不飽和トリグリセリド、溶媒分散化ウッドロジンエステル、機能的植物油誘導体、又はその組み合わせ、不飽和脂肪酸、１つ以上の界面活性剤、任意に置換されたスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー、１つ以上の架橋剤、グリコールエーテル及び任意に水から本質的に成る。
実施形態の連結置換ゴム材料を含むアスファルト材料の乳剤は、例えば、ホットミックスアスファルト混合物、コールドパッチアスファルト混合物、シールコート（フォッグシール、チップシール、又はスラリーシール）、又は既存の基剤（例えば、土、粘度、砂、貝、セメント、ライムストーン、フライアッシュ、アスファルト材料、リサイクルアスファルト舗装、リサイクルコンクリート、凝集物、既存の道路表面（例えば、ダート、砂利、アスファルト舗装、コンクリート）及びその混合物）と新規のアスファルト舗装層との間に接着タックコートを提供するように調製することができる。
アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を調製する方法は、少なくとも２つの異なるアスファルトを選択し、又は同アスファルト又はアスファルトの種類の２つの別々の量を処理し、１つのアスファルトを乳化し、その他のアスファルトを連結置換クラムラバーと合わせ、その後組成物を再結合して、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供することを含むことができる。
アスファルトの１つは、単純に、これらの工程を記載する場合の混同を避けるために便宜上、概して、「第１のアスファルト」と呼ぶことができ、その他のアスファルトは、概して、「第２のアスファルト」と呼ぶことができる。その他の命名は、便宜上又はアスファルトの特性に関係する記載を提供するために使用され得る。
アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を調製する方法において、第１のアスファルトは、予め混合された界面活性剤と水の組み合わせ及び任意の添加物等の水及び界面活性剤と合わされて、第１のアスファルト乳剤を提供する。好ましくは、第１のアスファルトは、第１のアスファルト乳剤の約５０％（ｗ／ｗ）〜約７０％（ｗ／ｗ）又は６０％（ｗ／ｗ）であり、界面活性剤／水は約３０％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）又は約４０％（ｗ／ｗ）である。界面活性剤／水は、好ましくは、水及び界面活性剤（複数可）を混合することによって別々に調製される。１つの実施において、水は、第１のアスファルト乳剤の総重量の約３５％〜約４０％又は約３７％であり、界面活性剤（複数可）は、約０．５％〜約４％又は約２．２％である。別の実施において、界面活性剤は、乳剤の重量に基づいて、約１．１％のＰｒｉｍｅ Ｐｌｅｘ ＥＲ５８２界面活性剤及び約１．１％のＩｎｄｕｌｉｎ Ｗ−５界面活性剤から本質的に成る。
第１のアスファルトは、好ましくは、界面活性剤／水と予め混合するときに、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆの温度であり、界面活性剤／水は、約７０°Ｆ〜約９０°Ｆの温度である。好ましい実施において、第１のアスファルト及び界面活性剤／水の混合は、得られる乳剤が混合した後に約１９０°Ｆ〜約２１０°Ｆであるような割合で実施される。いく
つかの実施形態において、アスファルト及び界面活性剤／水は、コロイドミルによって共粉砕することによって混合することができる。
別のシステム又は容器において、第２のアスファルトは連結置換クラムラバー並びに界面活性剤及び／又は添加物等の任意の成分と合わされて、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物を提供する。アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物は、第２のアスファルトで被覆される複数の連結置換クラムラバー粒子を含む。いくつかの実施形態において、任意の水を加えることなく、第２のアスファルトを連結置換クラムラバーと混合する前、間、又は後に、無水界面活性剤が加えられる。しかしながら、この方法は、加えられる水のない状態で、及び任意の加えられる界面活性剤のない状態で任意に実施されてもよい。第２のアスファルト及び連結置換クラムラバーを混合する前、間、又は後の何れかに含まれ得るその他の添加物として、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪酸、ウッドロジン等のロジン、ミネラルスピリット等の高引火点の有機溶剤、追加の界面活性剤等が挙げられる。いくつかの実施形態において、ステアリン酸、又はオレイン酸、脂肪アミン界面活性剤、アミン界面活性剤のアンモニウム塩又はその組み合わせの存在下で連結置換クラムラバー粒子及び第２のアスファルトの混合の少なくとも一部分が生じる。いくつかの例示の方法において、ウッドロジン、ミネラルスピリット、第２の界面活性剤、アミン官能基を含む第３の界面活性剤、アンモニウム塩又はその組み合わせの存在下で連結置換クラムラバー粒子及び第２のアスファルトの混合の少なくとも一部分が生じる。
第２のアスファルトは、いくつかの例において、連結置換クラムラバーと混合される場合、周囲温度以上であり得る。例えば、第２のアスファルトは約３２５°Ｆ〜約３７５°Ｆ又は約３５０°Ｆまで加熱され得、連結置換クラムラバーがその第２のアスファルトに加えてもよい。
いくつかの異なる種類のアスファルトコーティングされたクラムラバー組成物があるが、アスファルトコーティングされたクラムラバー組成物の２つの種類は、マスチック及び親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバーを含む。
親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバーについて、連結置換クラムラバー粒子は、組成物の不揮発性成分の総重量の約６０％〜約９０％であり得る。好ましくは、第２のアスファルトは、親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバーの重量の約２５％であり、連結置換クラムラバーは、約７５％である。例えば、親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバーは、残りのアスファルト及びその他の成分と共に、約２０〜８０重量％又は２５〜７５重量％、又は６０〜８０重量％の連結置換クラムラバーを含むことができる。不揮発性成分は、最終的な接着剤のｉｎ ｓｉｔｕの硬化工程の間にほとんど蒸発しない成分を含む。いくつかの実施形態において、親水性アスファルト連結置換コーティングされたクラムラバーは、熱い第２のアスファルトを連結置換クラムラバーの表面に噴霧し、その後、加熱された混合容器内の被覆されたゴムをクラムラバーの充分な膨張が生じるまで攪拌することによって調製することができる。界面活性剤又はその他の添加物を連結置換クラムラバーに噴霧する前に、第２のアスファルトに加えてもよく、又はアスファルトが加えられた後に加えてもよい。
マスチックについて、第２のアスファルトは、組成物の全ての不揮発性成分の総重量の約６０％〜約８０％であり得、連結置換クラムラバー粒子は、約２０％〜約４０％であり得る。好ましくは、第２のアスファルトはマスチックの重量の約６０％であり、連結置換クラムラバーは約３０％であり、又はアスファルトは約７５％であり、クラムラバーは約２５％である。例えば、マスチックは、残りのアスファルト及びその他の成分と共に、約２０〜８０重量％又は２５〜７５重量％、又は６０〜８０重量％の連結置換クラムラバー
を含むことができる。別の実施において、連結置換クラムラバー粒子は、６５０ミクロン（μｍ）〜約７５μｍ、例えば７５μｍ〜１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ又は６００μｍの直径を有する。いくつかの実施形態において、より大きい又は小さい粒子の直径を許容することができ、例えば、６００μｍ〜７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ又は１０００μｍ以上、又は７５μｍ〜６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ又は１０μｍ以下である。
いくつかの実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の第２のアスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水、及び約１．５％の界面活性剤を含む。その他の実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の第２のアスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水、及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。別の実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の第２のアスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水及び／又はグリコールエーテル、及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。さらに別の実施形態において、マスチックは、約５５％（ｗ／ｗ）の中間アスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約１１％（ｗ／ｗ）のウッドロジンエステルに溶解される高引火点溶剤、約２．５％（ｗ／ｗ）の水及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。いくつかの実施形態において、揮発性成分をマスチックに加えることは連続的である。例えば、最初のアスファルトクラムラバー反応は、高温（３２５〜３７５°Ｆ）で生じてもよい。高温での反応の後、混合物は、続く添加物の引火点以下にまで放冷し、添加物は、混合物に混合することができる。
第１のアスファルト乳剤は、マスチック又は親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー等のアスファルトコーティングされたクラムラバー組成物と合わせて、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供することができる。いくつかの実施形態において、アスファルト乳剤は、混合物が完全に均一になるまで、高速せん断下で、アスファルトコーティングされたクラムラバー組成物と合わせてもよい。
これらの方法のいくつかは、さらに、第３のアスファルトをポリマーと混合して、ポリマー改質アスファルトを提供し、ポリマー改質アスファルトを水及び第４の界面活性剤と混合して、第２のアスファルト乳剤を提供し、第２のアスファルト乳剤を第１のアスファルト乳剤、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物、及びアスファルト−ゴムバインダーの乳剤の少なくとも１つと混合することを含む。いくつかの実施形態において、第３のアスファルトは、第１のアスファルトより軟性でもよい。
前述で概要を示した方法の基本的な方法に従うアスファルト−ゴムバインダーシステムを調製する方法は、追加のステップを含むことができる。このプロセスは、また、第１のアスファルト及び第２のアスファルトより異なる硬度を有する第３のアスファルトを使用する。例えば、これらの方法において、第１のアスファルトは「硬いアスファルト」と呼ばれ、第２のアスファルトは「中間アスファルト」と呼ばれ、第３のアスファルトは「軟性アスファルト」と呼ばれる。この方法は、概して、異なる浸透グレードのアスファルトを選択し、それぞれのグレードのアスファルトを別々に化学物質と混合して、異なる特性で構成された予め混合された複数のフィードストックを形成し、その後、予め混合されたフィードストックを合わせて、硬化するとアスファルト−ゴム組成物を形成することを含み、このアスファルト−ゴム組成物は、ＡＳＴＭ Ｄ６１１４−９７（２００２）又は時々、指定機関によって確立され得るその偏差に従って調製されるアスファルト−ゴムバインダー（複数可）と等価な物理特性を示す。
この方法は、約０ｄｍｍ〜約５０ｄｍｍ、又は約０ｄｍｍ〜約９０ｄｍｍのｐｅｎ値を好ましくは有する硬いアスファルト、約９０ｄｍｍ〜約３００ｄｍｍ、又は２００ｄｍｍ〜約３００ｄｍｍの約のｐｅｎ値を好ましくは有する軟性アスファルト、約１５０ｄｍｍ〜約２００ｄｍｍのｐｅｎ値を好ましくは有する中間アスファルトを提供することによって開始される。
一実施形態において、この方法は、硬いアスファルトを界面活性剤／水又はセッケン系と予め混合して、乳剤「Ｈ」を形成することを含む。好ましくは、硬いアスファルトは、乳剤「Ｈ」の約６１％（ｗ／ｗ）であり、界面活性剤／水は約３９％（ｗ／ｗ）である。界面活性剤／水は、好ましくは、水及び界面活性剤（複数可）を混合することによって別々に調製される。１つの実施において、水は、乳剤「Ｈ」の総重量の約３７％であり、界面活性剤（複数可）は約２．２％である。別の実施において、界面活性剤は、約１．１％のＰｒｉｍｅ Ｐｌｅｘ ＥＲ５８２界面活性剤及び約１．１％のＩｎｄｕｌｉｎ Ｗ−５界面活性剤から本質的に成る。
硬いアスファルトは、好ましくは、界面活性剤／水と予め混合するときに、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆの温度であり、界面活性剤／水は、約７０°Ｆ〜約９０°Ｆの温度である。好ましい実施において、硬いアスファルト及び界面活性剤／水の混合は、得られる乳剤が混合した後に約１９０°Ｆ〜約２１０°Ｆであるような割合で実施される。アスファルト及び界面活性剤／水は、コロイドミルによって共粉砕することによって混合される。
一実施形態において、この方法は、さらに、軟性アスファルトを界面活性剤／水又はセッケン系と予め混合して、乳剤「Ｈ−１」を形成することを含む。あるいは、別の実施において、軟性アスファルトは、好ましくは、約３５０°Ｆで任意に置換されるスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）エラストマーと最初に混合されて、ポリマー改質アスファルトを形成する。このポリマー改質アスファルトは、コロイドミルによって界面活性剤／水と混合されて、乳剤「Ｓ」を形成する。
１つの実施において、軟性アスファルト又はポリマー改質アスファルトは、乳剤「Ｓ」の総重量の約６１％であり、界面活性剤／水は約３９％である。界面活性剤／水は、乳剤「Ｓ」の総重量の約３７％の水及び約２％の界面活性剤を含み得る。一実施形態において、界面活性剤は、約１．１％（乳剤「Ｈ」のｗ／ｗ）のＰｒｉｍｅ ＰｌｅｘＥＲ ５８２界面活性剤及び約１．１％（乳剤「Ｈ」のｗ／ｗ）のＩｎｄｕｌｉｎ Ｗ−５界面活性剤から本質的に成る。
軟性アスファルト又はポリマー改質アスファルトは、ステアロールファミリーからのオレフィンを含む不飽和脂肪酸等の改質を含む。一実施形態において、ポリマー改質アスファルトは、５８％（乳剤「Ｈ」のｗ／ｗ）の軟性アスファルト、１．２２％（乳剤「Ｈ」のｗ／ｗ）の改質剤、及び２％（乳剤「Ｈ」のｗ／ｗ）のＳＢＳエラストマーから本質的に成る。別の実施形態において、アスファルト及び改質剤は３２５°Ｆで混合され、ＳＢＳが加えられ、ＳＢＳが溶解するまで混合物は高せん断を通過する。
１つの実施において、軟性アスファルト又はポリマー改質アスファルトは、界面活性剤／水と予め混合するときに、約３００°Ｆ〜約３５０°Ｆの温度であり、界面活性剤／水は、約７０°Ｆ〜約９０°Ｆの温度である。別の実施において、軟性アスファルト及び界面活性剤／水の混合は、得られる乳剤が混合した後に約１９０°Ｆ〜約２１０°Ｆであるような割合で実施される。別の実施において、軟性アスファルト及び界面活性剤／水の最初の組み合わせが最初に合わされた後、追加の混合が１時間〜約４時間行われる。別の実施において、アスファルト及び界面活性剤／水は、コロイドミルによって共粉砕される。軟性アスファルト乳剤がコロイドミルで形成された後、このアスファルト乳剤は攪拌され
、貯蔵の間にエネルギーを１７５°Ｆ以下に消失する。
別の実施形態において、この方法は、さらに、中間アスファルトを連結置換クラムラバーと予め混合して、アスファルト−ゴムブレンドを形成することを含む。いくつかの実施形態において、アスファルト−ゴムブレンドは、界面活性剤／水又はセッケン系と合わされて、マスチックを提供する。あるいは、任意の水を加えることなく、中間アスファルトを連結置換クラムラバーと混合する前、間、又は後に、界面活性剤が加えられる。しかしながら、いくつかの実施形態において、水も界面活性剤も加えられない。１つの実施において、中間アスファルトは、約３２５°Ｆ〜約３７５°Ｆに加熱され、連結置換クラムラバーがこのアスファルトに加えられる。別の実施において、中間アスファルトは、約３５０°Ｆに加熱され、連結置換クラムラバーがアスファルトに加えられる。別の実施において、連結置換クラムラバーが加えられると、中間アスファルト及び連結置換クラムラバーは、Ｄ６１１４の表１によって必要とされる適切な粘度が達成されるまで、約１５分間混合されて、アスファルト−ゴムブレンドを提供する。好ましくは、粘度は、約９００〜約１５００ｃｐｓである。１つの実施において、アスファルトはマスチックの重量の約６０％であり、クラムラバーは約３０％であり、又はアスファルトは約７５％であり、クラムラバーは約２５％である。別の実施において、クラムラバー粒子は、６５０ミクロン（μｍ）〜約７５μｍの直径を有する。
いくつかの実施形態において、界面活性剤／水またはセッケン系は、水及び界面活性剤（複数可）を混合することによって、別々に調製される。一実施形態において、水は、マスチックの重量の約４％であり、界面活性剤（複数可）は約１．５％である。別の実施形態において、アスファルト−ゴムブレンドは、その後、約１８０°Ｆ〜約２１０°Ｆの温度に冷却され、改質剤及び界面活性剤／水は、完全に混合されて、重いマスチック本体の粘度を提供する。
いくつかの実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の中間アスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水、及び約１．５％の界面活性剤を含む。他の実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の中間アスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水、及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。別の実施形態において、マスチックは、約６０．５％（ｗ／ｗ）の中間アスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約４％（ｗ／ｗ）のエポキシ化大豆油、約４％（ｗ／ｗ）の水及び／又はグリコールエーテル、及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。さらに別の実施形態において、マスチックは、約５５％（ｗ／ｗ）の中間アスファルト、約３０％（ｗ／ｗ）の連結置換クラムラバー、約１１％（ｗ／ｗ）のウッドロジンエステルに溶解される高引火点溶剤、約２．５％（ｗ／ｗ）の水及び約１．５％の界面活性剤から本質的に成る。
いくつかの実施形態において、乳剤「Ｈ」及び乳剤「Ｓ」が加えられて、乳剤プレブレンドを提供する。マスチックはその後、混合物が完全に均一になるまで、高速せん断下で混合されて、アスファルト−ゴム乳剤ブレンドを提供する。別の実施形態において、乳剤「Ｈ」及び乳剤「Ｓ」の混合の間に架橋剤が加えられて、アスファルト接着剤又は舗装に架橋アスファルト−ゴムバインダーを提供する。別の実施形態において、架橋剤は乳剤プレブレンド及びマスチックの混合の間に加えられて、接着剤又はアスファルト舗装に架橋アスファルト−ゴムバインダーを提供する。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載の組成物及び方法を使用して調製されるアスファルト舗装は、硬化するとアスファルト−ゴムバインダーを含み、ＡＳＴＭ Ｄ６１１４−９７仕様書に従って調製されたアスファルト−ゴムバインダーの物理特性と等価
である。
本明細書で使用する場合、「アスファルト」という用語は、広義の用語であり、通常の意味を有し、限定されないが、優位を占める構成要素は、天然又は石油の加工で得られるビチューメンである。
ビチューメンは、黒又は暗い色（固体、半固体又は粘稠性）セメント混合物質であり、天然又は製造され、主に、高分子量の炭化水素から構成される。
本明細書で使用する場合、「界面活性剤」という用語は、広義な用語であり、通常の意味を有し、限定されないが、１つの分子に１つ以上の疎水性又は親油性部分及び１つ以上の親油性部分の両方を有する化合物又は化合物の混合物である。界面活性剤は、非イオン性、陰イオン性、陽イオン性又は両性であり得る。ｐＨ等の要因に依存して、所与の界面活性剤は、これらのクラスの１つ以上に属し得る。
非イオン性界面活性剤は、分子に形式電荷を有しない。非イオン性界面活性剤の非限定的な例として、ノニルフェノールエトキシレート又はオクチルフェノールエトキシレート等のアルキルフェノールエトキシレートであって、３０〜１００個のエチレンオキシド単位を含み、Ｃ８−１８エトキシル化アルコールであって、１〜約１０、〜約２０、〜約３０又は〜約５０個のエチレンオキシド単位を含むエトキシル化脂肪アルコール等のエトキシル化直鎖又は分岐鎖アルコールを含み、１〜約１０、〜約２０、〜約３０又は〜約５０個のエチレンオキシド単位を含むエトキシル化脂肪酸等のエトキシル化直鎖又は分岐鎖カルボン酸を含む、Ｃ８−１８エトキシル化カルボン酸を含み、エトキシル化直鎖又は分岐鎖カルボン酸アルキルエステル、例えば、１〜約１０、〜約２０、〜約３０又は〜約５０個のエチレンオキシド単位を含むエトキシル化脂肪酸メチルエステル等のエトキシル化脂肪酸アルキルエステルを含むＣ８−１８エトキシル化カルボン酸アルキルエステルを含み、約１，０００〜約１０，０００の範囲の平均分子量を有するエチレンオキシドプロピレンオキシドコポリマー、エチレンオキシドプロピレンオキシドブロックコポリマー等のエチレンオキシド系コポリマー及びブロックコポリマーを含み、約５〜約１０、〜約２０、〜約３０又は〜約５０個のエチレンオキシド単位を含む獣脂アミン等のエトキシル化脂肪アミンを含み、約５〜約１０、〜約２０、〜約３０又は〜約５０個のエチレンオキシド単位を含む獣脂ジアミン等のエトキシル化脂肪ジアミンを含むエトキシル化ジアミン及びその組み合わせが挙げられる。
アミン界面活性剤は、アミン部分又は官能基を含む任意の界面活性剤である。アミン部分は、２つの形態又はサブセットを有する。第１のサブセット又は中性の形態において、窒素原子が炭素及び水素から選択される３個の独立した原子に直接的に結合される。アンモニウム又はアンモニウム塩の形態、又はアンモニウム官能基において、窒素原子が炭素及び水素から選択される４個の独立した原子に直接的に結合され、陽性の形式電荷を運ぶ。アンモニウムが水素に結合される窒素を含む場合、ｐＨが充分に高ければ、中性形態に容易に変換される。
脂肪アミンは、ｐＨが充分に高い（すなわち塩基）場合非イオン性界面活性剤であって、窒素原子を脱プロトン化し続け、脂肪アミンは、中性形態にある。脂肪アミンは、Ｈ又は炭化水素から独立して選択される３つの部分に結合される窒素である。いくつかの実施形態において、窒素は、Ｈ又は不飽和（すなわちアルキル）であるか、１、２、３、４、５、６、７、又は８個の二重結合を有するか何れかであるＣ８−２２炭化水素に結合される。例として、限定的されないが、獣脂アミン、獣脂ジアミン、大豆ジアミン、トール油ジアミン、獣脂トリアミン、獣脂テトラアミン、オレイルジアミン、ココジアミン、直鎖Ｃ８−１８石油由来ジアミン、分岐鎖Ｃ８−１８石油由来ジアミン、直鎖Ｃ１２−１８ア
ルキルエーテルジアミン、分岐鎖Ｃ１２−１８アルキルエーテルジアミン又はその組み合わせ等が挙げられる。
アミドアミン、イミダゾリン、イミドアミン、イミン、アミドアミン、アミド、イマダゾール、イミダゾレン等の界面活性剤を含むその他の窒素は、また、アミンに類似する中性、陽イオン性形態を有する。界面活性剤を含む窒素は、ｐＨが充分に高い（すなわち塩基）限り、非イオン性界面活性剤である。
陰イオン性界面活性剤は、分子に１つ以上の陰性の形式電荷を有する。例として、Ｃ６−３０カルボン酸であって、限定されないが、直鎖及び分岐鎖カルボン酸を含み、アラキン酸、アラキドン酸、ベヘン酸、エイコサペンタエン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、オレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸等の脂肪酸を含み、Ｃ６−３０カルボン酸スルホン酸塩であって、限定されないが、前述に挙げたカルボン酸の何れかのスルホン酸塩、Ｃ６−３０アルキルスルホン酸塩、Ｃ６−３０アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェノールエトキシル酸塩スルホン酸塩等が挙げられる。
陽イオン性界面活性剤は、分子に１つ以上の陽性の形式電荷を有する。前述の脂肪アミンは、充分に低いｐＨ（すなわち酸性条件）によってアンモニウム形態にある場合、又は窒素が４個の炭素原子に結合される場合、陽イオンである。アミン、又はアンモニウム塩、アミドアミン、イミダゾリン、イミドアミン、イミン、アミドアミン、アミド、イマダゾール（ｉｍａｄａｚｏｌｅ）、イミダゾレン等の窒素化合物は、ｐＨが充分に低い限り、又は窒素が第四級であるに限り、すなわち４個の非窒素原子に結合される限り、陽イオン性界面活性剤でもある。
両性界面活性剤は、組成物のｐＨに依存して陽性又は陰性の形式電荷の何れかを有する。例えば、スルホベタインである。
その他の実施形態において、界面活性剤はリグニンと合わされる。リグニンは、ヒドロキシフェニルプロパン骨格を含むポリマー物質である。リグニンは、セルロース又はその他の植物構成要素と結合される植物及び野菜組織に見られる。パルプ及び製紙産業において、木、藁、トウモロコシの茎バガス及びその他の適切な植物組織等のリグニン含有材料は、加工されてセルロース及びパルプを回収することができる。残りの蒸解廃液は、テクニカルリグニンの主要源である。いくつかの実施形態において、リグニンの有用な例として、針葉樹クラフトリグニン、広葉樹クラフトリグニン、バガスリグニン、オルガノゾルリグニン、脱スルホン化（ｄｅｓｕｌｆｏｎａｔｅｄ）リグノスルホン酸塩及びその組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、窒素含有界面活性剤又はアミン及びリグニンを含む。
本明細書で使用する場合、「改質剤」という用語は広義の用語であり、通常の意味を有し、アスファルトの接着性、粘着性及び可溶性のパラメーターを有利に増加させる植物由来樹脂質物質を含む。例として、官能基植物油誘導体及び不飽和カルボン酸が挙げられる。
第１のアスファルトをアスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物と混合することで、アスファルト−ゴム−バインダーの乳剤が提供される。これらの組成物は、大きく変化し得、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤は、アスファルト、アスファルトの存在下で膨張した連結置換クラムラバー、陽イオン性界面活性剤等の界面活性剤及び水を含み得る。好ましくは、連結置換クラムラバーは、乳剤の全ての不揮発性成分の総重量の約１５％〜約４５％、又は約３０％〜約４５％であり、例えば、組成物の１０〜８
０重量％が、組成物の残りを構成するその他の成分を有する連結置換クラムラバーを含む。いくつかの実施形態において、ｐＨは、約７以下、又は約２〜約６であるべきである。
アスファルト−ゴムバインダーの１種類の乳剤は、３つの別々のアスファルト組成物：アスファルト−ゴム組成物、硬いアスファルト乳剤、軟性アスファルト乳剤から得られ、１つの組成物に合わされて、アスファルト−ゴム乳剤ブレンドを提供することができる。これらの別々のアスファルト組成物のそれぞれが大きく変化し得、アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物は、中間の硬さのアスファルト、連結置換クラムラバー、界面活性剤及び水を含み得、硬いアスファルト乳剤は、硬いアスファルト、界面活性剤及び水を含み得、軟性アスファルトは、軟性アスファルト、界面活性剤及び水を含み得る。
乳剤ブレンドにおける異なるアスファルト組成物の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、限定することを意図しないが、アスファルト−ゴム組成物の量は、約２５％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）、又は好ましくは約３０％（ｗ／ｗ）〜約４０％（ｗ／ｗ）であり得、硬いアスファルト乳剤の量は、約３０％（ｗ／ｗ）〜約６０％（ｗ／ｗ）、又は好ましくは約４０％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）であり得、軟性アスファルト乳剤の量は、約１０％（ｗ／ｗ）〜約３０％（ｗ／ｗ）、又は好ましくは約１５％（ｗ／ｗ）〜約２５％（ｗ／ｗ）である。
３つの乳剤を混合する様式は異なっていてもよい。１つの非限定的例において、乳剤ブレンドは、硬いアスファルト乳剤及び軟性アスファルト乳剤を完全に混合し、次に、アスファルトコーティングされたクラムラバー組成物に混合することによって調製することができる。いくつかの実施形態において、アスファルトコーティングされたクラムラバー組成物は、混合物が完全に均一になるまで、高速せん断下で混合される。乳剤ブレンドに使用される硬いアスファルト乳剤、軟性アスファルト乳剤及びアスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー組成物のそれぞれは、本明細書に記載の方法の何れかによって調製することができる。
好ましい実施形態において、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤は、アスファルト、連結置換クラムラバー、エポキシ化不飽和トリグリセリド、界面活性剤及び水を含み、この組成物は、アスファルト−ゴムバインダーについてのＡＳＴＭ国際標準仕様に従う。
架橋剤は、アスファルトゴムバインダーの乳剤に存在し得る。架橋剤は、アスファルト乳剤、アスファルトコーティングされた連結置換ゴム組成物、又は最終的な乳剤に組み込まれる別の任意の成分の部分であるため、存在し得る。例えば、架橋剤は、本明細書に記載の軟性アスファルト乳剤（例えば、乳剤「Ｓ」）の一部であり得、ブレンドに組み込まれる。あるいは、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤は、さらに、最終的な乳剤を形成するために組み合わされる任意のアスファルト成分に存在しない架橋剤を含んでもよい。または、乳剤を調製するために組み合わされるアスファルト成分の１つ、例えば、軟性アスファルト乳剤は、架橋剤を含み得、追加の量の架橋剤が最終的な乳剤に加えられてもよい。架橋剤は、アスファルト成分を混合している間の任意の時点で加えることができ、アスファルト舗装に架橋アスファルト−ゴムバインダーを提供するのに有用であり得る。
架橋剤は、当該技術分野で知られる多くの架橋剤の何れかであり得、陰イオン性、陽イオン性又は遊離ラジカル機構によって機能する架橋剤を含む。いくつかの実施形態において、架橋剤は、硫黄又はチオール、チオエーテル、ジスルフィド等の硫黄化合物である。好ましくは、架橋剤は、０〜１０００個の炭素原子及び１〜１０００個の硫黄原子を含む。一実施形態において、架橋剤は陰イオン性架橋剤である。有用な陰イオン性架橋剤のいくつかの非限定的な例は、‐ＣＲ２‐Ｏ‐、‐ＣＲ２‐Ｓ‐、−ＣＲ２‐ＣＲ２‐及び‐
ＣＲ２‐ＮＲ‐から独立して選択される１つ以上の官能基を含み、各Ｒは、独立してＨ、炭化水素、又は＝Ｃを形成する追加の結合である。
限定することを意図しないが、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤は、乳剤ブレンドを凝集物と混合し、混合物を乾燥することを含む方法によって、周囲温度でアスファルト舗装を調製するために使用することができる。一実施形態において、アスファルト舗装における乾燥したアスファルト−ゴムバインダーは、連結置換クラムラバーの約１５％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）、約４％〜約１２％、約１２％（ｗ／ｗ）〜約２２％（ｗ／ｗ）、又は約１５％（ｗ／ｗ）〜約２２％（ｗ／ｗ）を含む。
いくつかの実施形態において、乳剤ブレンドは、陽イオン性又は陰イオン性であってもよい。いくつかの陽イオン性乳剤について、ｐＨは約２．５〜約４．５であり得る。いくつかの陰イオン乳剤について、ｐＨは約８〜約１０であり得る。
本明細書に記載の組成物及び方法は、未処理のクラムラバーを使用する通常の組成物及び方法に比べて、様々なアスファルト乳剤の特徴において、改善を提供することができる。例えば、いくつかの組成物及び方法は、周囲で硬化される、構造的防水及び舗装保存システム等の様々なアスファルトシステムに使用される場合、改善された接着、粘着、初期グリーン強度及び／又は水抵抗性を提供することができる。これらの乳剤は、また、酸化的硬化又は酸化的脆化に対する抵抗性、天候又は機械的摩耗に対する抵抗性、舗装の耐用年数の改善、凝集物とバインダーとの間の改善された荷重分布、改善されたスキッド抵抗性等のアスファルト舗装及びその他の適用に改善された性能を提供することができる。
本明細書に記載の乳剤のいくつかの別の使用は、通り又は高速道路のシールとしてであり得る。例えば、シールは、ラベリング及びミクロフィッシャー（複数可）を安定にし、及び／又は修復することができ、進行性の酸化的脆化を妨げ、消失された表面摩擦を元に戻し、又はタイヤノイズを減少することができる。
本明細書に記載のいくつかの乳剤は、また、駐車場の舗装及び低速の交通面のメンテナンスのために、適切な凝集物で駐車場のシールとして使用することができる。例えば、シールは、舗装表面の特性を改修し、進行性の酸化的脆化を妨げ、耐油性バリアを形成し、トラッキングを排除し、再舗装サイクルを延長し、タイヤノイズを減少し、又は消失された表面摩擦を再確立することができる。
アスファルトコーディングされたクラムラバー組成物は、第２のアスファルト及びクラムラバー及び任意に界面活性剤を含み得る。親水性アスファルトコーティングされた連結置換クラムラバー等のいくつかのアスファルトコーディングされたクラムラバー組成物について、連結置換クラムラバーは、アスファルトコーディングされたゴム組成物の全ての不揮発性成分の重量の約６０％〜約８０％であってもよい。マスチック等のいくつかのその他のアスファルトコーディングされたクラムラバー組成物について、連結置換クラムラバーは、アスファルトコーディングされたゴム組成物の全ての不揮発性成分の重量の約２０％〜約４０％であってもよい。アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物は、アスファルト（中程度の固さのアスファルト）、連結置換クラムラバー、界面活性剤及び任意に水を含み得る。いくつかの実施形態において、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物は、アスファルト（中程度の固さのアスファルト）、連結置換クラムラバー、界面活性剤を含み得、水を含んでいなくてもよく、又はあるいは約２％（ｗ／ｗ）未満の水、約１．５％（ｗ／ｗ）未満の水、約１％（ｗ／ｗ）未満の水、約０．５％（ｗ／ｗ）未満の水、約０．１％（ｗ／ｗ）未満の水、又は約０．０１％（ｗ／ｗ）未満の水を含んでいてもよい。限定することを意図しないが、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物は、さらに機能的植物油誘導体等の改質剤
を含み得る。
第２のアスファルトの量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、中程度の固さのアスファルトは、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物の約４０％（ｗ／ｗ）〜約８０％（ｗ／ｗ）、約５０％（ｗ／ｗ）〜約７０％（ｗ／ｗ）、又は約６０％（ｗ／ｗ）である。
いくつかの実施形態において、第２のアスファルトは、第１のアスファルトよりも軟性でもよい。例えば、第２のアスファルトは中程度のアスファルトでもよい。中程度の固さのアスファルトは、アスファルト舗装道路での使用に適し得る固さを有するアスファルトを指す。好ましい実施形態において、中程度の固さのアスファルトは、約５０ｄｍｍ、約１００ｄｍｍ、又は約１５０ｄｍｍ〜約２００ｄｍｍのＡＳＴＭ Ｄ５に記載の貫入値を有する。あるいは、中程度の固さのアスファルトは、約８５°Ｆ〜約１００°ＦのＡＳＴＭ Ｄ３６に記載の環球式軟化点を有する。化学組成物について、中程度の固さのアスファルトは、Ｃ８−２４炭化水素を含み得る。例えば、限定することを意図しないが、中程度の固さのアスファルトの炭化水素部分は、Ｃ８−２４炭化水素から本質的になり得る。
クラムラバーは、粉砕された再利用タイヤゴムであってもよく、可視の非鉄の金属粒子（例えば、約０．０１重量％以下の金属粒子）を含まず、本明細書に記載の連結置換工程に供される。連結置換クラムラバーの粒子は、アスファルトコーディング連結置換クラムラバー組成物に分散するのに適した任意のサイズであってもよい。いくつかの実施形態において、連結置換クラムラバーの粒子は、約７５μｍ〜約６５０μｍの平均直径を有する。あるいは、連結置換クラムラバーは、約８０メッシュ〜６００メッシュ、約１００〜約６００メッシュ、約２０〜約２００メッシュ、約１４０メッシュ（例えば、約７５μｍ〜約１００μｍ）又は約１５０メッシュであり得る。１つの非限定的な例において、連結置換クラムラバーは、ＭＩＣＲＯ−ＶＵＬＫ ＧＴＲに由来する約１００メッシュ〜約６００メッシュであり、ＰｒｉｍｅＰｌｅｘ、ＬＬＣ又はタイヤ由来クラムラバーのその他のサプライヤーから入手可能である。連結置換クラムラバーは、状況に依存して変化し得る。例えば、クラムラバーは、全てのアスファルト−ゴムバインダーの乳剤の全ての不揮発性成分の少なくとも約１５％（ｗ／ｗ）、例えば約１５％（ｗ／ｗ）〜約３０％（ｗ／ｗ）、約２０％（ｗ／ｗ）〜約４０％（ｗ／ｗ）、又は約２５％（ｗ／ｗ）〜約３５％（ｗ／ｗ）であり、例えば、この組成物は、その他の成分を含む残りを有する１０〜９０％の連結置換クラムラバーを含むことができる。
機能的植物油誘導体は、植物油又はその他の脂肪性物質、又は物質の由来に関わらず同様の組成を有する物質である。いくつかの実施形態において、機能的植物油誘導体は、エポキシ化不飽和トリグリセリドである。エポキシ化不飽和トリグリセリドは、グリセリンのトリ−エステルである。グリセリンは、３つの直鎖又は分岐鎖カルボン酸に結合し、カルボン酸の少なくとも１つは、エポキシド部分を含む。例えば、エポキシ化不飽和トリグリセリドは、植物性又は動物性脂肪又は油等の不飽和脂肪酸トリグリセリドの誘導体であり得、親不飽和脂肪酸トリグリセリドのＣ＝Ｃ部分の少なくとも１つは、エポキシド部分に置換される（すなわち、酸素を含む３員環）。親不飽和脂肪酸トリグリセリドが１つより多くのＣ＝Ｃ部分を有する場合、Ｃ＝Ｃ部分の１つ、部分又は全ては、エポキシド部分によって置換され得る。植物性又は動物性脂肪又は油の例として、ココナッツ油、コーン油、綿実油、オリーブ油、パーム油、ピーナッツ油、ナタネ油、キャノーラ油、ベニバナ油、ゴマ油、大豆油、ヒマワリ油、ヒマシ油、獣脂をつぶして得られる動物油等が挙げられる。一実施形態において、植物油は大豆油である。
ウッドロジンエステルを分散させる溶媒は、機能的植物油誘導体又はエポキシ化不飽和トリグリセリドに追加して、又は代替として使用することができる。ウッドロジンエステ
ルを分散させるための一般的な溶媒として、ミネラルスピリット、トルエン、キシレン及びナフタ溶媒（例えば、ＶＭ＆Ｐ）を含む炭化水素等の有機溶媒が挙げられる。
エポキシ化飽和トリグリセリド等の改質剤の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、エポキシ化不飽和トリグリセリド等の改質剤は、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物の約１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約２％（ｗ／ｗ）〜約６％（ｗ／ｗ）又は約４％（ｗ／ｗ）であり得る。
アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物の界面活性剤は、前述に記載の可能性の何れかを含む任意の界面活性剤であり得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、陽イオン性又は陰イオン性界面活性剤を含む。その他の実施形態において、界面活性剤は、脂肪アミン等の窒素含有界面活性剤、又はアンモニウム塩形態のアミン界面活性剤等の窒素含有陽イオン性界面活性剤を含む。
界面活性剤の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、界面活性剤は、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物の約０．１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）〜約４％（ｗ／ｗ）又は約１．５％（ｗ／ｗ）〜約３％（ｗ／ｗ）である。
アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物における水の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、水は、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物の約１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約２％（ｗ／ｗ）〜約６％（ｗ／ｗ）又は約４％（ｗ／ｗ）であり得る。周囲温度でアスファルト舗装の敷設を伴う等のいくつかの適用について、少ない量の水が望ましい。例えば、いくつかのアスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物において、本質的には、水は含まれず、又はあるいは、組成物の水含有量は、約２％（ｗ／ｗ）以下、例えば、０．００００１％（ｗ／ｗ）〜約２％（ｗ／ｗ）、約０．００００１％（ｗ／ｗ）〜約１％（ｗ／ｗ）、又は約０．００００１％（ｗ／ｗ）〜約０．５％（ｗ／ｗ）である。好ましくは、アスファルトコーディングされた連結置換クラムラバー組成物は、連結置換クラムラバーが膨張又は反応するまで、クラムラバー及びアスファルトを一緒に加熱することによって、調製される。加熱の温度は、任意の都合のよい温度であってもよく、例えば、約２５０°Ｆ〜約４５０°Ｆ、約３００°Ｆ〜約４００°Ｆ又は約３５０°Ｆである。状況に依存して、加熱は任意の時間量で行うことができる。いくつかの実施形態において、加熱は、約５分〜約９０分、約１０分〜約６０分、又は約１５分行われる。加熱することによって、アスファルト−クラムラバーの組み合わせに、ある範囲の粘度が生じ得る。好ましくは、粘度は、約５００ｃｐｓ〜約３０００ｃｐｓ、約７００ｃｐｓ〜約２０００ｃｐｓ、又は約９００ｃｐｓ〜約１５００ｃｐｓである。
限定することを意図しないが、エポキシ化不飽和トリグリセリドは、連結置換クラムラバーが膨張した後に、アスファルト−クラムラバーの組み合わせに添加され、混合することができる。この混合は任意の温度で行うことができる。例えば、混合は、約１００°Ｆ〜約３００°Ｆ、約１５０°Ｆ〜約２５０°Ｆ又は約２００°Ｆで完全に混合され得る。
いくつかの実施形態において、水及び界面活性剤は、界面活性剤が溶解するまで、アスファルト−クラムラバーブレンドから別々に混合される。界面活性剤溶液は、その後、前記の調製されたアスファルト−クラムラバーブレンドに混合される。いくつかの好ましい実施形態において、界面活性剤は、水に溶解することなくアスファルト−クラムラバーブレンドに直接的に加えられる。
いくつかの実施形態において、アスファルトコーディングされたクラムラバー組成物に
おけるより少ない量の又は含まない水分は、より急速に硬化しうるアスファルト舗装になることができる。例えば、アスファルト舗装から作製される道路は、アスファルト舗装が敷設された後直ぐに開通することができる。しかしながら、留意すべきことは、アスファルトコーディングされたクラムラバー組成物が調製されると、例えば、連結置換クラムラバーがアスファルトの存在下で膨張又は反応した後に、アスファルトコーディングされたクラムラバー組成物は、本明細書に記載の任意の乳剤組成物中の水等の水性化合物と、本来の乳剤に比べて実質的に硬化時間が遅くなることなく、混合することができることである。
第１のアスファルト組成物は、第１のアスファルト、界面活性剤及び水を含み得る。いくつかの実施形態において、第１のアスファルトは、第２のアスファルトより固くてもよい。例えば、第１のアスファルトは、約０ｄｍｍ〜約１００ｄｍｍの範囲のｐｅｎ値を有し得る。第１のアスファルト組成物が、乳剤「Ｈ」等の固いアスファルト乳剤である場合、アスファルトは固いアスファルトであってもよい。固いアスファルトは、通常、道路で使用されるアスファルトよりも実質的に固い。例えば、固いアスファルトは、約０ｄｍｍ〜約５０ｄｍｍ、又はあるいは約０ｄｍｍ〜約１０ｄｍｍの貫入値を有することができる。その他の実施形態において、固いアスファルトは、約１５５°Ｆ〜約１６５°Ｆの環球式軟化点を有する。化学組成について、固いアスファルトは、少なくとも２４個の炭素原子を有する炭化水素を含み得る。例えば、固いアスファルトの炭化水素部分は、Ｃ２４−５００炭化水素から本質的に成ることができる。
第１のアスファルトの量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、第１のアスファルトは、第１の固いアスファルト乳剤の約４０％（ｗ／ｗ）〜約８０％（ｗ／ｗ）、約５０％（ｗ／ｗ）〜約７０％（ｗ／ｗ）、又は約６０％（ｗ／ｗ）である。
第１の界面活性剤又は第１のアスファルトの界面活性剤は、前述に記載の可能性の何れかを含む任意の界面活性剤であり得る。いくつかの実施形態において、第１の界面活性剤は、陽イオン性又は陰イオン性界面活性剤を含む。例えば、界面活性剤は、脂肪アミン等の窒素含有界面活性剤、アンモニウム塩形態のアミン界面活性剤等の窒素含有陽イオン性界面活性剤、アミドアミン界面活性剤、そのアンモニウム塩又はその組み合わせ、並びにリグニンアミン界面活性剤、すなわち、アミンと合わされるリグニンを含み得る。いくつかの実施形態において、第１の界面活性剤は、アミン又はアンモニウム官能基を含む。
界面活性剤の量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、第１のアスファルト乳剤の約０．１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）〜約５％（ｗ／ｗ）、又は約２％（ｗ／ｗ）である。
第１のアスファルト乳剤における水の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、水は、第１のアスファルト乳剤の約２５％（ｗ／ｗ）〜約８０％（ｗ／ｗ）、約３０％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）、又は約３０％（ｗ／ｗ）〜約４０％（ｗ／ｗ）であり得る。
いくつかの実施形態において、第１のアスファルト乳剤は、第１のアスファルト乳剤のその他の成分と混合する前に、別の容器で固いアスファルトを加熱することによって、調製される。加熱は、約３００°Ｆ〜約４００°Ｆ、又は約３２５°Ｆ等の混合についてアスファルトを軟化するのに充分な任意の温度であってもよい。
水及び界面活性剤は、界面活性剤が溶解して石鹸液を形成するまで、別々に混合され得る。石鹸液は、その後、加熱された第１のアスファルトと合わされ、コロイドミルに貫流してもよい。適切な高せん断コロイドミルの例として、限定されないが、Ｄａｈｌｗｏｒ
ｔｈ、Ｓｕｐｅｒｔｏｎ又はＣｈａｒｌｏｔｔｅ高せん断コロイドミルが挙げられる。
ホットアスファルト及びコールドソープの組み合わせは、水の沸点以下の混合温度、例えば、約１８０°Ｆ〜約２１０°Ｆ、又は約１９０°Ｆ〜約２００°Ｆで生じることがある。高せん断コロイドミルで連続的に混合することによって、油滴が水に懸濁される乳剤を作製することができる。
方法が軟性アスファルト乳剤、例えば、乳剤「Ｓ」に関する場合、軟性アスファルト乳剤は、軟性アスファルト、界面活性剤及び水を含み得る。その他の実施形態において、軟性アスファルト乳剤は、ステアロールファミリーからのオレフィン等の不飽和カルボン酸等の改質剤をさらに含む。
軟性アスファルトは、道路に通常使用されるアスファルトよりも実質的に軟性であるアスファルトである。例えば、軟性アスファルトは、約２００ｄｍｍ超の貫入値を有し得る。軟性アスファルトは、約６０°Ｆ〜約８５°Ｆの環球式軟化点を有するものとして特徴付けることもできる。化学組成について、軟性アスファルトは、Ｃ２−８炭化水素を含み得る。例えば、アスファルトの炭化水素部分は、Ｃ２−８炭化水素から本質的に成ることができる。
軟性アスファルトの量は、状況に依存して変化し得る。例えば、軟性アスファルトは、軟性アスファルト乳剤の約４０％（ｗ／ｗ）〜約８０％（ｗ／ｗ）、約５０％（ｗ／ｗ）〜約７０％（ｗ／ｗ）、又は約６０％（ｗ／ｗ）であり得る。
任意の不飽和カルボン酸は、軟性アスファルト乳剤に使用され得る。いくつかの実施形態において、不飽和カルボン酸は、Ｃ６−３０カルボン酸を含み、限定されないが、直鎖及び分岐鎖カルボン酸を含み、脂肪酸又はステアロールファミリーからのオレフィン、例えば、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、リノール酸、α−リノール酸、γ−リノール酸、オレイン酸、パルミトレイン酸及びその組み合わせを含む。
不飽和カルボン酸の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、不飽和カルボン酸は、軟性アスファルト乳剤の約０．１％（ｗ／ｗ）〜約５％（ｗ／ｗ）、約０．５％（ｗ／ｗ）〜約２％（ｗ／ｗ）、又は約１％（ｗ／ｗ）〜約１．５％（ｗ／ｗ）であり得る。
軟性アスファルト乳剤の界面活性剤は、前述に記載の可能性の何れかを含む任意の界面活性剤であり得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、陽イオン性又は陰イオン性界面活性剤を含む。例えば、界面活性剤は、窒素含有界面活性剤、アミン又はアンモニウム官能基を含む界面活性剤等、脂肪アミン等、アンモニウム塩形態のアミン界面活性剤等の窒素含有陽イオン性界面活性剤、アミドアミン界面活性剤、並びにリグニンアミン界面活性剤、すなわち、アミンと合わされるリグニンの１つ以上を含み得る。
界面活性剤の量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、界面活性剤は、軟性アスファルト乳剤の約０．１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）〜約５％（ｗ／ｗ）、又は約２％（ｗ／ｗ）である。
軟性アスファルト乳剤における水の量は、状況に依存して変化し得る。例えば、水は、軟性アスファルト乳剤の約１０％（ｗ／ｗ）〜約８０％（ｗ／ｗ）、約２０％（ｗ／ｗ）〜約５０％（ｗ／ｗ）、又は約３０％（ｗ／ｗ）〜約４０％（ｗ／ｗ）であり得る。
軟性アスファルト乳剤は、任意に置換されるスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）をさらに含み得る。ＳＢＳは、任意にアルキル置換されるポリブタジエ
ン鎖を含むブロックコポリマーであり、２つの固有の独立した任意に置換されるポリスチレン鎖に結合され、ポリブタジエンの各端の１つである。任意に置換されるポリブタジエン鎖は、非置換であり得るブタジエンから形成されるポリマー鎖であり、又は鎖を形成するために使用されるモノマーの全て若しくは部分は、モノマーの任意の位置に対応する１つ以上のＣ１−５アルキル基を含む。任意に置換されるポリスチレンは、非置換であり得るスチレンから形成されるポリマー鎖であり、又は鎖を形成するために使用されるモノマーの全て若しくは部分は、モノマーの任意の位置に対応する１つ以上のＣ１−５アルキル基を含む。
その他の実施形態において、ポリスチレン鎖及びポリブタジエン鎖の１つ以上は、モノマー総量の最大約５％、約１０％、又は約５０％のゲストモノマー単位を有し得る。ゲストモノマー単位は、任意に置換されるポリスチレン鎖の１つ若しくは両方に組み込まれる任意に置換されるスチレンではないモノマー、又はポリブタジエン鎖に組み込まれる若しくは分岐若しくは放射状の分岐基に組み込まれる任意に置換されるブタジエンではないモノマーである。ゲストモノマーの例として、任意に置換されるエチレン、任意に置換されるアクリル酸塩等が挙げられる。いくつかの実施形態において、ＳＢＳは、分岐され得る。その他の実施形態において、ＳＢＳは、放射状に分岐され得る。
軟性アスファルト乳剤におけるＳＢＳの量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、ＳＢＳは、軟性アスファルト乳剤の約０．１％（ｗ／ｗ）〜約１０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）〜約５％（ｗ／ｗ）、又は約２％（ｗ／ｗ）である。
その他の実施形態において、ＳＢＳは架橋される。架橋は、前述のように、当該技術分野で知られている多くの架橋剤の何れかを使用して実施することができる。軟性アスファルト乳剤における架橋剤の量は、状況に依存して変化し得る。いくつかの実施形態において、架橋剤は、軟性アスファルト乳剤の約０．０００１％（ｗ／ｗ）〜約１％（ｗ／ｗ）、約０．００５％（ｗ／ｗ）〜約０．２％（ｗ／ｗ）、又は約０．０８％（ｗ／ｗ）である。
軟性アスファルト乳剤は、いくつかの異なる方法によって調製することができる。例えば、軟性アスファルトは、高温で不飽和脂肪酸と混合して、軟性アスファルト脂肪酸組成物を形成してもよい。この混合は、充分な混合を提供するのに有用な任意の高温で生じ得る。いくつかの実施形態において、混合温度は、約２００°Ｆ〜約４５０°Ｆ、約３００°Ｆ〜約４００°Ｆ、又は約３２５°Ｆである。好ましい実施形態において、水及び１つ以上の界面活性剤の組み合わせは、完全に混合され、この界面活性剤の液体は、軟性アスファルト−脂肪酸の組み合わせと合わされて、軟性アスファルト乳剤を提供する。
水及び界面活性剤の混合は、このような混合を可能にする任意の温度で行うことができる。いくつかの実施形態において、混合は、約３２°Ｆ〜約１５０°Ｆ、約７０°Ｆ〜約９０°Ｆ、又は約８０°Ｆで行われる。
界面活性剤の液体を軟性アスファルト脂肪酸の組み合わせと混合することは、充分な混合を可能にする任意の温度で行われ得る。いくつかの実施形態において、約２００°Ｆ〜約４５０°Ｆ又は約２８０°Ｆ〜約３５０°Ｆ、好ましくは、約３００°Ｆの温度を有する軟性アスファルト−脂肪酸の組み合わせ、並びに約３２°Ｆ〜約１５０°Ｆ、又は約７０°Ｆ〜約１１０°Ｆ、好ましくは約８０°Ｆの温度を有する水／界面活性剤の組み合わせ、又は石鹸系で混合が行われる。その加熱がより温かい材料からより冷たい材料まで移動されると、温度は、混合が連続するにつれて、約１８０°Ｆ〜約２１０°Ｆになり得る。
任意に置換されるＳＢＳは、好ましくは、アスファルト又はアスファルト−脂肪酸組成物に加えられ、ＳＢＳが溶解されてポリマー改質軟性アスファルトを提供するまで混合される。ポリマー改質軟性アスファルトは、アスファルト−脂肪酸組成物と同じように、界面活性剤の液体と合わされて、軟性アスファルト乳剤のその他の実施形態を提供することができる。
その他の実施形態において、架橋剤がポリマー改質アスファルト乳剤に加えられ、混合されて、濃縮すると、架橋ポリマー改質軟性アスファルトを提供する。架橋剤は、架橋剤が適切に分散される適切な条件下で混合され得る。
組成物Ａは、連結置換クラムラバー濃縮物の調製の一実施形態をまとめる。アスファルト（約６０．５ｌｂｓ、約９０〜２００ｐｅｎ、環球式（Ｒ＆Ｂ）軟化温度＝約８５〜１００°Ｆ）は、約３５０°Ｆに加熱される。クラムラバー（約３０ｌｂｓ、加硫粉砕スクラップタイヤ、約６５０−７５ミクロン範囲）がその後加えられ、この組み合わせは約１５分間混合され、クラムラバーが膨張し、アスファルト媒体において、約９００〜１５００ｃｐｓの粘度範囲まで反応する。エポキシ化大豆油は、その後、改質剤として加えられ（約４ｌｂｓ）、この混合物は、約２００°Ｆで完全に混合される。
水（約４ｌｂｓ）及び脂肪アミン界面活性剤（Ａｚｋｏ Ｎｏｂｅｌ Ｒｅａｄｉｃｏｔｅ４８１９、約１．５ｌｂｓ）は、界面活性剤が溶解されるまで別々に混合される。この界面活性剤溶液は、その後、重いマスチック本体の粘度が達成されるまで、前記の調製されたアスファルト−クラムラバーに混合される。
組成物Ｂは、硬いｐｅｎのアスファルト乳剤の調製の一実施形態をまとめる。アスファルト（約６１．３ｌｂ、約０〜１０ｐｅｎ、Ｒ＆Ｂ＝約１５５〜１６５°Ｆ）は、別々の容器で約３２５°Ｆに加熱される。石鹸は、アミドアミン界面活性剤（ＥＲ５８２界面活性剤、約１．１ｌｂｓ、ＰｒｉｍｅＰｌｅｘで入手可能）、及びＷ−５界面活性剤（約１．１ｌｂｓ、リグニンアミン、Ｍｅａｄｅ Ｗｅｓｖａｃｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）を水（約３６．５ｌｂｓ）に溶解し、又は分散することによって別々に調製される。
アスファルト及び石鹸は、高せん断コロイドミルの混合チャンバーに吸い上げられる。ホットアスファルト及びコールドソープは、２００°Ｆ以下の混合温度で合わせられる。高せん断コロイドミルで連続的に混合することによって、油滴が水に懸濁される乳剤を作製する。
組成物Ｃは、ポリマー改質アスファルト乳剤の調製の一実施形態をまとめる。アスファルト（約５８ｌｂｓ、約２００＋ｐｅｎ、Ｒ＆Ｂ＝約６０−８５°Ｆ）は、約３２５°Ｆで不飽和脂肪酸改質剤（約１．２ｌｂｓ）と合わされて、組成物が完全に均一になるまで
混合される。放射状に分岐されるスチレンブタジエンスチレンブロックコポリマー（Ｋｒａｔｏｎ１１１８、約２ｌｂｓ）がその後加えられ、ポリマーが溶解するまで高せん断ミキサーを通過し、組成物は、約３００°Ｆで、少なくとも約８時間混合される。
水（約３６．５ｌｂ）ＥＲ５８２（約１．１ｌｂ）及びＷ−５（約１．１ｌｂ）の組み合わせは、約８０°Ｆで完全に混合される。その後、架橋結合ポリマー改質アスファルトと約３００°Ｆで共粉砕される。
組成物Ｄは、ＡＳＴＭ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ８−０２について、合計の「きちんとした」バインダーの重量に基づいて、約１５％のクラムラバーの最小値を提供するアスファルト−ゴムバインダー乳剤の調製の一実施形態をまとめる。組成物Ｂ（約４５重量％）及び組成物Ｃ（約１９重量％）は完全に混合され、組成物Ａ（約３５重量％）は、混合物が、完全に均一になるまで、高速せん断下で加えられる。
組成物Ａ〜Ｄの手順は実施されるが、但し、組成物Ａの調製は以下のように修正される。
組成物Ａ−１は、クラムラバー濃縮物の調製の一実施形態をまとめる。アスファルト（約６０．５ｌｂｓ、約９０〜２００ｐｅｎ、環球式（Ｒ＆Ｂ）軟化温度＝約８５〜１００°Ｆ）は、約３５０°Ｆに加熱される。連結置換クラムラバー（約３０ｌｂｓ、加硫粉砕スクラップタイヤ、約６５０−７５ミクロン範囲）がその後加えられ、この組み合わせは約１５分間混合され、連結置換クラムラバーが膨張し、アスファルト媒体において、約９００〜１５００ｃｐｓの粘度範囲まで反応する。エポキシ化大豆油は、その後、改質剤として加えられ（約４ｌｂｓ）、この混合物は、約２００°Ｆで完全に混合される。脂肪アミン界面活性剤（Ａｚｋｏ Ｎｏｂｅｌ Ｒｅａｄｉｃｏｔｅ ４８１９、約１．５ｌｂ
ｓ）は、その後、重いマスチック本体の粘度が達成されるまで、アスファルト−クラムラバーブレンドに混合される。
別の変化例において、組成物Ｂ（約４５重量％）及び組成物Ｃ（約２０重量％）は完全に混合され、その後、組成物Ａ（約３５重量％）が、混合物が完全に均一になるまで、高速せん断下で加えられる。最後に、架橋剤が加えられる（１．０％のＰｏｌｙｃｕｐ（登録商標）４５００ポリマー樹脂、製品データシートに記載、ＰｒｉｍｅＰｌｅｘ，ＬＬＣで入手可能）。
クラムラバー濃縮物は、組成物Ａ及びＡ１に前述に記載されるように調製することができる。使用される連結置換クラムラバーは、細かく粉砕されたタイヤ（８０〜１４０メッシュ）である。約２．５〜約４．５のｐＨを有する陽イオン性乳剤が、組成物Ａ及びＡ１に記載のクラムラバー濃縮物を使用して、その後調製される。乳剤は、蒸留によって約５０％〜約５５％の固体、約１５％〜約２２％の粉砕されたタイヤゴムを有し、約１００未満のセーボルト秒を有するように配合される。粘度における秒の単位は、当業者によって理解され、セーボルト秒、６０ｃｍ３の油が、制御された温度３８℃で、較正された管を流れるのにかかる時間として規定される動粘度の測定値を指す。
調製された乳剤は、約５０％に希釈され、約０．１０ｇａｌ／ｙｄ２の拡散速度で、通り又は高速道路のアスファルトに噴霧される。
平滑な円石の古い舗装、角度のついた古い舗装及び新しい舗装について、処理された道路のスキッド係数（ＡＳＴＭ Ｅ２７４−０６による）及び濡れた表面でロックした車輪の停止距離が、未処理の道路のスキッド係数と比較される。全ての場合において、スキッド係数及び停止距離は、処理された舗装のほうが著しく良好であった。
ある範囲の破砕された凝集物が前述で調製された乳剤に加えることができる。（濃縮されたバインダーの）最大５ｌｂｓ／ｇａｌが使用される。これは、スキッド係数、停止距離、及び道路性能のその他の指標をさらに改善する。
クラムラバー濃縮物は、組成物Ａ又はＡ１に記載されるように調製される。使用される連結置換クラムラバーは、細かく粉砕されたタイヤ（８０〜１４０メッシュ）である。約２．５〜約４．５のｐＨを有する陽イオン性乳剤が、組成物Ａ又はＡ１に記載のクラムラバー濃縮物を使用して、その後調製される。乳剤は、蒸留によって約５０％〜約６５％の固体、約４％〜約１２％の粉砕されたタイヤゴムを有し、約１００未満のセーボルト秒を有するように配合される。
調製された乳剤は、約２５％〜約４０％に希釈され、約０．１５ｇａｌ／ｙｄ２〜約０．３０ｇａｌ／ｙｄ２の拡散速度で、駐車場のアスファルト舗装に噴霧又は拡散される。
アスファルト（約１１８ｌｂ、約０〜１０ｐｅｎ、Ｒ＆Ｂ＝約１５５〜１６５°Ｆ）は、別々の容器で約３２５°Ｆに加熱される。石鹸は、アミドアミン界面活性剤（ＥＲ５８２界面活性剤、約２ｌｂｓ、ＰｒｉｍｅＰｌｅｘで入手可能）、を水（約８０ｌｂｓ）に溶解し、又は分散することによって別々に調製される。アスファルト及び石鹸は、高せん断コロイドミルの混合チャンバーに吸い上げられる。ホットアスファルト及びコールドソープは、２００°Ｆ以下の混合温度で合わせられる。高せん断コロイドミルで連続的に混合することによって、油滴が水に懸濁される乳剤を作製する。塩酸（約０．６ｌｂｓ）が組成物に混合されて、約２のｐＨになる。
アスファルト（約３０ｌｂｓ、約９０〜２００ｐｅｎ、環球式（Ｒ＆Ｂ）軟化温度＝約
８５〜１００°Ｆ）が約３５０°Ｆに加熱され、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸（１０／６０／３０ｗ／ｗ／ｗ；約２０ｌｂｓ）、及び脂肪アミン界面活性剤（約０．６ｌｂｓのＲｅｄｉＣｏａｔ４８１９、Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製）と混合される。この混合物の部分（約２５ｌｂｓ）は、その後、ＰｒｉｍｅＰｌｅｘ，ＬＬＣによって供給されるＴｈｅｒｍａｌ Ｔｕｒｂｏ Ｉｎｔｅｇｒａｔｏｒによって、連結置換クラムラバー（約７５ｌｂｓ）の表面に噴霧される。
ベースアスファルト乳剤配合物（約４重量部）が、親水化されたアスファルトコーディングされたゴム（約１重量部）と混合されて、アスファルトゴムバインダーの乳剤を提供し、クラムラバーは、乳剤の不揮発性成分の約２２重量％である。
ウッドロジン（３．５ｌｂｓ）、ミネラルスピリット（３．５ｌｂｓ）及び界面活性剤（Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌで入手可能な１．４ｌｂｓのＲｅｄｉＣｏａｔ Ｅ−７０００）の混合物は、アスファルト（約６０．９ｌｂｓ、約１５０〜２００ｐｅｎ、環球式（Ｒ＆Ｂ）軟化温度＝約８５〜１００°Ｆ）と約３５０°Ｆで混合される。脂肪アミン界面活性剤（Ａｋｚｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌで入手可能な約０．７ｌｂｓのＲｅｄｉＣｏａｔ
４８１９）及び粉砕されたタイヤゴム（約３０ｌｂｓ、８０メッシュ）は、高せん断下で混合物に混合されて、８７％の不揮発性成分及び約３０重量％の粉砕されたタイヤゴムを有するマスチックを提供する。
マスチック（２５ｌｂｓ）は、高せん断下で、ベースアスファルト乳剤配合物（１５ｌｂｓ）及び水（２．５ｌｂｓ）と合わされて、乳剤の不揮発性成分の重量に基づいて約１６％の粉砕されたタイヤゴムを有するアスファルトバインダーの乳剤を提供する。
ゴム化アスファルトは、通常、リサイクルタイヤから作製されるクラムラバーと混合された通常のアスファルトを含む。ゴム化アスファルトコンクリート（ＲＡＣ）は、再粉砕されたリサイクルタイヤをアスファルトと混合することによって作製される道路舗装材料であり、通常の凝集物材料と混合されるバインダーを作製する。この混合は、その後、道路表面に置かれ、圧縮される。ＲＡＣについて２つの主要な種類のバインダー、アスファルト−ゴム及びターミナルブレンドがある。アスファルト−ゴムは、必要に応じて舗装の建設におけるバインダーとして使用される、舗装グレードのアスファルトセメント、粉砕されたリサイクルタイヤ（加硫される）ゴム及びその他の添加物のブレンドとしてＴｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（ＡＳＴＭ）Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄ６１１４の米国の学会によって規定される。ゴムは、使用する前にゴム粒子を膨張させるのに充分なホットアスファルトセメントにおいて、混合され、相互作用される。アスファルト−ゴムバインダーは、ホットミックスプラントで混合される分野であり、製造するために特定の小型の混合器具を必要とする。アスファルト−ゴムについての一般的なクラムラバー改質剤（ＣＲＭ）の含有量は、１８〜２２％の範囲である。アスファルト−ゴムで使用されるクラムラバー改質剤は、１０〜１６メッシュ範囲にある。アスファルト−ゴムは、３０年以上、カリフォルニアで使用されている。ターミナルブレンドは、最終的に細かく粉砕された（３０メッシュ未満）クラムラバー改質剤を使用し、アスファルト精製所で通常混合されるバインダー材料である。ターミナルブレンドバインダーは、１０％以下、いくつかの用途では、１５〜２０％程度のクラムラバー改質剤を含むことができる。ターミナルブレンドは、２０年間カリフォルニアで使用されている。通常のＲＡＣは、経済的で環境に優しい伝統的な道路舗装材料の代替物として促進されている。しかしながら、通常のＲＡＣは、未変性のゴムを使用して作製される伝統的な道路舗装材料と比べた場合、耐久性の低さ、長期間の性能特性の管理の低さを含む特定の短所に悩まされる。
本明細書で検討されるように、反応剤の量を調整することによって、クラムラバーの連結置換の程度を最小の連結置換（例えば、クラムラバーのフィードよりも１０％以下のス
ルフィド結合の減少）又は最大連結置換（クラムラバーのフィードよりも９０％以上のスルフィド結合の減少）まで調整することができる。あるいは、反応剤又は反応条件を調整することによって、粒径の減少の程度、例えば、１０％以上、例えば、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％又は９０％以上粒径を減少させ、例えば、平滑で、識別可能な粒子の特徴を有しない均一な物質に調整することができる。したがって、特定の適用、例えば、ホットミックスアスファルト混合物、コールドパッチアスファルト混合物、シールコート（フォッグシール、チップシール、又はタックシール又はスラリーシール）に合わせて作製される予め選択された連結置換の程度及び／又は予め選択された粒径を有する連結置換ゴム製品を調製することができる。
ゴム化アスファルト乳剤を調製するための任意の適切な方法を使用することができる。通常、ゴム化製品は、溶液の形態（例えば、いくつかの懸濁された固体を有する部分溶液）で提供され、水中のアスファルトの乳剤と合わされて、アスファルト−ゴムバインダーの乳剤を提供する。適切な溶媒として、アスファルト自体、又は当該技術分野で知られているその他の炭化水素溶媒を含むことができる。
本明細書に記載の乳剤のいくつかの別の使用は、通り又は高速道路のシールとしてであり得る。例えば、シールは、ラベリング及びミクロフィッシャー（複数可）を安定にし、及び／又は修復することができ、進行性の酸化的脆化を妨げ、消失された表面摩擦を元に戻し、又はタイヤノイズを減少することができる。
本明細書に記載のいくつかの乳剤は、また、駐車場の舗装及び低速の交通面のメンテナンスのために、適切な凝集物で駐車場のシールとして使用することができる。例えば、シールは、舗装表面の特性を改修し、進行性の酸化的脆化を妨げ、耐油性バリアを形成し、トラッキングを排除し、再舗装サイクルを延長し、タイヤノイズを減少し、又は消失された表面摩擦を再確立することができる。連結置換ゴム材料が舗装アスファルトの適用に使用される場合、カッターストックを使用して、最終的なブレンドのＰＧグレードを制御することができる。Ｒａｆｆｅｘ２００は、約７．５重量％のゴムで９９重量％を上回る可溶性を生じさせる。粘度がより低い重質留出油は、カッターストックに使用することができる。カッターストックの連結置換ゴム材料の４０〜５０重量％のストック溶液は、多くの舗装の適用についてアスファルト改質剤として使用するのに適している。
例示的な加工油として、Ｒａｆｆｅｘ１２０およびＲａｆｆｅｎｅ７５０が挙げられる。カリフォルニア州、ベーカースフィールドのＳａｎ Ｊｏａｑｕｉｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．で製造されるＲａｆｆｅｘ１２０は、芳香油である。これもカリフォルニア州、ベーカースフィールドのＳａｎ Ｊｏａｑｕｉｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．で製造されるＲａｆｆｅｎｅ７５０Ｌは、ナフテン油である。Ｒａｆｆｅｘ１２０及びＲａｆｆｅｎｅ７５０Ｌ、並びに関係する芳香油及びナフテン加工油の特性は以下の表に提供される。
連結置換ゴム材料の適用
本明細書で検討するように、実施形態の連結置換ゴム材料は、前述のタイヤ及び舗装道路用途、又は未使用のゴムが使用されるその他の用途を含む様々な用途の使用に適している。様々な反応接着性マトリックス、例えば、ホットメルト（例えば、アスファルト、ＳＢＲ、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）及びポリエチレン（ＰＥ））及び多成分系反応物（例えば、脂肪酸系ポリオール）、人工産物が作製され、その特性が評価されている。これらの特性は、配合された連結置換ゴム材料が、コストの面で非常に高額なシリコーン、ウレタン、エポキシ、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）系材料と効率的に競合することができることを示唆する。配合された連結置換ゴム材料は防水であり、軽量な構造特性を示し、摩耗抵抗であり、塩、多くの化学物質及び炭化水素系燃料に対する暴露に抵抗し、優れた熱及びＵＶ耐性を示す。特定の適用に合わせた特性を有する連結置換ゴム材料は、連結置換ゴム材料であるもつれたポリマーナノ粒子複合体に関連するプロセス動力学を調節することによって得ることができる。例えば、いくつかの例では、より小さい粒径は必ずしも要求されないが、未使用のゴムより優れた性能を提供することができる本明細書に記載の特定の形態学的特徴がある。ナノ粒子は、ポリマーの機械特性により深い影響を有し、そのため、全ての時間スケールで、ホストポリマー鎖動作（制約及び緩和）の動作中のエントロピー−エンタルピー相互作用を制御することは、多くの利点を提供することができる。
連結置換ゴム材料の性能属性は、ホストポリマーのランダムコイル半径より約５〜１０倍小さい寸法以下の粒径の減少と共に急速に低下する可能性があることが観察される。これは、粉砕されたタイヤの本来の化合物が、概して、１．０：１．０を超える（ポリマーのための）ランダムコイルバイアス比のナノ粒子クラスター：ポリマーを有するモデルに基づく。
タイヤを構成する２００以上の要素が、個別のＧＴＲ粒子の質量の（要素の数につき）９０％超を示し得、連結置換ゴム材料の均一性を特徴付けができないかもしれないが、そうではないことを示唆する。実施形態の方法のように、硫化物の影響を抑制する信頼できる方法は、化学物質を崩壊させるときに故意に「穏やか」であり、均一性を分類するための複合体及びシステムのインターメカニカルな特性は開発中である。Ｅｉｎｓｔｅｉｎ−Ｂａｔｃｈｅｌｏｒ粘性法則に矛盾する複合性の粘度観察の問題は、加硫物成分が影響しなくなると、部分的な解決を有する。最適な、加工強度及び明瞭度を相互作用することによって得られる工程の収率を特徴付ける単純な方法が現れると、連結置換ゴム材料を高性能な用途を含む様々な産物に使用することができることが予想される。高性能の適用の例として、ｉｎ ｓｉｔｕの、モノリシック、構造的、自己絶縁、発泡パネルが挙げられる。乾燥し粉砕された、常在の炭素質、セルロースが豊富な草木は、（高負荷で）主要なバインダーとして再生されたＧＴＲと共に、小さい、恒久的な耐震性生息域にチョッパーガン形成され得る。第２の格納容器スプレーが適用される膜は、タンク及び船舶に設置され得る。ロボットスプレー、複数の成分、化学耐性及び圧力が安定したライニングは、掘削しなくても古い下水管及び水道管に設置され得る。ＵＢＣ対応のモノリシックルーフィング膜は、工場で製造される膜であり得、又は適所で噴霧され得る。新しい市民の基盤地下配管は、連結置換ゴム材料に由来するより耐久性のあるコーティング剤で保護され得る。全種類の海洋構造物は、防汚、ＰＴＲベースの複合コーティング剤で防食され得る。現在、製造され、昆虫及び害虫、燃料、カビ及び細菌、日光及び塩から保護されなければならない物品の多くは、連結置換ゴム材料ベースのシェルで、優れた性能で製造することができる。
再設計されたエラストマーポリマーの合成
以前に硫化物化合物で架橋された再設計されたエラストマーポリマー（ＲＥＥＰ）は、ＲＥＥＰを必須元素として標的化する組成物の最終特性を向上させる場合、スルフィド結合の破壊及び代わりの化学物質の挿入を必要とする。このようなポリマーとして、例えば、粉砕タイヤゴム、別のソースのゴム、シス−１，４−ポリイソプレン、トランス−１，４−ポリイソプレン、天然ポリイソプレン、合成ポリイソプレン、ポリブタジエン、クロロプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、非ハロゲン化ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、水素化ニトリルゴム、非水素化ニトリルゴム、又はその他の不応和ゴム等のその他のエラストマーが挙げられ、硫黄加硫によって硬化することができ、又は例えば、−Ｃ−Ｓｎ−Ｃ、ｎは２以上の整数である、のようなポリマーの骨格に炭素−硫黄結合を有することができる。再架橋は、酸化耐性及び機械特性を向上し、それにより応力緩和及び／又は性能スペクトルを改善する。ＲＥＥＰの最終の再架橋特性は、有利に、熱硬化（剛性）又はサーモトロピック（弾性）特徴を完成した組成物に付与することができる。ＲＥＥＰを加工中の有益なレプテーション（エラストマーポリマーの緩和）が、同様に（例えば、本明細書に記載の連結置換と合わせて）内部架橋操作ステージの間にもっと容易に達成される。
硫黄加硫されたＲＥＥＰは、約１５０ｋＪ／ｍｏｌの結合エネルギーを有するポリスルフィド架橋から優位になる。これらの架橋をモノ又はジ−スルフィド状態に還元することによって、モノ又はジ−スルフィド架橋の結合エネルギーが約２７０ｋＪ／Ｍｏｌであるとき、ホストエラストマーの酸化耐性を実質的に改善する。スルフィド結合がハイブリダイズされるワンステップ「クリック」メタセシスを使用することは、エラストマー含有産
物の最終配合のためにＲＥＥＰを調製する望ましいステップである。
平行な連続フロー、マイクロ合成反応器（ＰＣＭＲ）を使用して、ＲＥＥＰのシングルパス、分子再構築を実施することは、所望のポストリアクター、動的機械分析結果が生じる場合、発生しているポリマー形態内部の還元−置換の有効性をリアルタイムに洞察することに基づくことができる。外部の調節された電界に対する、反応器のフローの薄い、「動作中の」ループ遅延横断面内部のポリマーの双極子モーメントの相互作用は、誘電率と電界、回転勾配偏差（ｃｕｒｌ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ）を獲得しながら、上流の投薬点の結果として生じる変化についてのピンポイントの差示的データを提供する。この作用は、また、ポリマーがＰＣＭＲ進行を完了するときに、どのような追加の電気化学的「入力メニュー」が所望の最終特性を達成するのに必要とされ得るのかについて、本質的な介在指示を提供する。回転勾配増幅（ｃｕｒｌ ｇｒａｄｉｅｎｃｅ ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ）（ＣＧＡ）技術を使用することによって、ＰＣＭＲ環境の内部で同様の利点を確認することができる。
図８Ａは、回転勾配増幅によるループ分子集団伝搬（Ｌ−ＭＡＰ）プロセスを使用する一実施形態のＰＣＭＲを記載する。本明細書に記載のＬ−Ｍａｐプロセスは、ＣＧＡ技術を、新規の再設計されたポリマーを作製する無比の能力を有する先進的なモジュールＰＣＭＲプラットフォームに統合する。反応器は、測定される成分８０１が追加されるターボインテグレーター８０２を含む。これらの成分は、モノマー、ホモポリマー、ポリマー及び／又はその他の成分を含むことができる。記載の実施形態において、連結置換されたゴムを、連結置換されたゴムの改質のためのその他の成分と共に、ターボインテグレーターに加えることができ、その他の成分として、例えば、１つ以上のモノマー、オリゴマー又は連結置換されたゴムに繋がれたポリマー、又は連結置換されたゴムを機能化する１つ以上の反応物（例えば、ポリマー鎖のエンドキャッピング、イオン置換等）がある。記載の実施形態において、成分の混合物を１８０°Ｆに加熱し、特殊ポンプ８０３（特殊ポンプ＃１）に供給する。記載のポンプは、圧力を１００ｐｓｉ以下、温度を３６０°Ｆ以下に操作するように構成されるが、加工される成分の特定の混合物にとって、高圧及び／又は高温が望ましい場合、必要とする圧力及び温度仕様を満たす異なるポンプに交換することができる。その後、混合物はポンプによってパイプ８０４のバンクに供給される。バンクのフットプリントを最小にするために、パイプは曲がりくねった構造に形成され、全長８００インチを有する。記載の実施形態は、直径４インチのステンレス鋼のパイプを含み、１０個のループ上パイプセグメントの１２０インチの長さを有するバンクに構成される。混合物がパイプを通過するとき、混合物の成分が反応し、事前に選択された組成及び特性を有する再設計されたエラストマーポリマーが生じる。パイプの出力は、第２のポンプ８０５（特殊パイプ＃２）に関し、反応混合物を（例えば２０５°Ｆで）液体の回収のために乾燥タンク８０６に汲み上げる。実施形態に記載の構成は、２つのバンクの組を使用する場合、７８３ｇａｌ／時のスラリー８０７を出力することができる。反応器の大きさは、任意の適切な構成に定めることができる。例えば、加熱又は冷却能力、加圧又は不活性雰囲気の維持を任意に有する当該技術分野で周知の１つ以上のターボインテグレーター又はその他の混合装置を使用することができる。単純なターボインテグレーターは、１つ以上のバンクを供給することができ、複数のターボインテグレーターは、１つのバンクを供給することができる。１つ以上のポンプは、１つのバンクと連続して、又は１つのバンクと平行して使用することができ、又は１つのポンプは、適切なパイピング又は弁を有する複数のバンクを提供することができる。前述のように、ポンプは汲み上げられる混合物の所望の特性（温度、圧力等）に基づいて選択することができる。特定の実施形態において、バンクからの混合物は、続く構成で直接的に使用され得る（例えば、特殊ポンプ＃２及び／又は乾燥タンクの反応器からの脱落）。４インチのステンレス鋼のパイプをバンクに使用して、その他の直径、例えば、０．２５インチ以下〜６インチ以上の直径を有利に使用することができ、混合物の成分が充分な滞留時間で事前に選択された産物を生成するこ
とができ、例えば、５０インチ以下〜２５００インチ以上の適切なパイプ長を使用することができる。いくつかの実施形態において、連続構成の複数のバンクを動作させることが望ましく、任意に、バンクの間に設置されるポンプを備えていてもよく、例えば、より長い滞留時間又は減圧下で動作することができるポンプを使用することができる。パイプは、戦略的な静的混合及び化学物質注入点に適合して、反応８０４Ａ（図８Ａ、注１）及び統合された回転勾配増幅（ＣＧＡ）ポート８０４Ｂ（図８Ａ、注２）を促進することができる。パイプは、また、部分的又は全体的に、制御された熱的空間、例えば、加熱又は冷却ジャケット又は温度制御された浸漬浴を使用することができる。あるいは、パイプ（複数可）を雰囲気条件に曝すことができる。
図８Ｂは、空間節約型管構造を図示する。この構造では、管８１１はらせん状であり、制御された熱空間８１０にあり得る。このらせん状の管構造は、入口端８１１Ａから出口端８１１Ｂまで軸に沿って伸長することができ、又はらせん状管の曲がりくねった構造にさらに構成されて、バンクのフットプリントをさらに減少させる。
実施形態のＰＣＭＲは、未使用のゴムが反応し又は機能化される方法と同様に、本明細書に記載の連結置換される産物を機能化又は反応させることができる。グラフト重合、鎖端機能化等を実施することができる。得られた産物は、アスファルトバインダー、特にゴム製品等に使用するのに適して作製することができる。
実施例１−ベンチスケール試験
出発材料は、１００ｇの３０メッシュの全タイヤ冷却粉砕タイヤゴム（ＧＴＲ）であった。通常のタイヤ組成に基づく計算によって、出発材料は、約４０重量％のゴム及び約２．５重量％のゴム質量の元素硫黄（約２．５ｇの硫黄、分子量３２．０６５ｇ／ｍｏｌ）を含むことが推定された。加硫ゴムにおけるポリイソプレン鎖間の硫黄鎖が、平均して８原子長であると仮定する場合、２５％の硫黄（０．６２５ｇ；０．０１９５ｍｏｌ）がポリイソプレン鎖に直接結合するように推定され、これらの結合される硫黄原子のそれぞれについて、結合された硫黄原子を置換するために１つの酢酸塩部分（ＯＡｃ）が必要とされる。５．０ｇの酢酸銅（ＩＩ）（分子量１８１．６３ｇ／ｍｏｌ）が連結置換（０．０５５０ｍｏｌ酢酸塩イオンに対応する０．０２７５ｍｏｌのＣｕ（ＯＡｃ）２）に提供され、（架橋硫黄鎖における２つのその他の硫黄原子に結合される硫黄と対照的に）ポリイソプレン鎖に直接結合される硫黄に対する酢酸塩の余剰であった。「ゴム質状態」に対する反応時間は、約２０秒であった。ホットプレートに設置された加熱された乳鉢−乳棒装置及び１５０ＲＰＭのドリルプレス組立体で較正された圧力を使用して、熱及び圧力が生成された。
２７５°Ｆ及び約１００ｐｓｉで５０サイクル行った後、ＡＳＴＭ Ｄ ２０４２に従って測定したとき、粒径が９０％減少し、１．０μｍを通過した。得られた粒子は、その他の粒子に接着することが観察され、膜を形成し、硫化物掃気工程から得られる修復された側鎖機能性（連結置換）を示した。得られた膜の厚みは、膜厚ゲージ０〜０．００１ｍｍのＹａｓｕｄａ Ｍｏｄｅｌ１２８又は等価物を使用して測定したとき、１．０μｍ未満であった。全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムの蒸留水の１０重量％の溶液は、連結置換産物の蒸留水の１０重量％の溶液として調製された。ｐＨの比較変化は観察されなかった。
ＳＨＲＰ／ＡＡＳＨＴＯプロトコルに従う最初の試験が実施され、連結置換産物が加えられた場合、実質的な可撓性がＰＧ６７−１０アスファルトバインダー基材に付与された。１０％の連結置換産物（１．０μｍ未満）は、ＰＧ６７−１０アスファルトバインダー基材に加えられ、高せん断Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎミキサーの下で混合された場合、ＰＧ８２−２２アスファルトバインダー基材の特徴に対して（動的せん断レオメーターによって測
定される場合）動的せん断が生じた。
実施例２−水平圧縮反応器
出発材料は、３０メッシュの全タイヤ冷却粉砕ゴム（ＧＴＲ）であった。出発材料は、約４０重量％のゴムおよび約２．５重量％の元素硫黄のゴム質量を含むと推定された。粉末形態の酢酸銅（ＩＩ）が連結置換に提供された。粉砕タイヤゴム及び酢酸銅は一緒に混合され（９６％の全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムに対して４重量％の酢酸銅（ＩＩ））、その後、図１１Ａ〜Ｃの水平圧縮反応器に供給された。
２７５°Ｆ及び約１００ｐｓｉで、反応器による合計１０サイクルを行った後、粒径が２００メッシュ未満に減少し、２７５°Ｆ及び約１００ｐｓｉで、反応器による合計５０サイクルを行った後、粒径が約１．０μｍに減少した。得られた粒子は、その他の粒子に接着することが観察され、膜を形成し、硫化物掃気工程から得られる修復された側鎖機能性を示した。
ＳＨＲＰ／ＡＡＳＨＴＯプロトコルに従う最初の試験が実施され、連結置換産物が加えられた場合、実質的な可撓性がＰＧ６７−１０アスファルトバインダー基材に付与された。１０％の連結置換産物（１．０μｍ未満）は、ＰＧ６７−１０アスファルトバインダー基材に加えられ、高せん断Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎミキサーの下で混合された場合、ＰＧ８２−２２アスファルトバインダー基材の特徴に対して（動的せん断レオメーターによって測定される場合）動的せん断が生じた。
実施例３−マイクロコンパウンダー−乾燥反応物質
出発材料は、３０メッシュの全タイヤ冷却粉砕ゴム（ＧＴＲ）であった。出発材料は、約４０重量％のゴムおよび約２．５重量％の元素硫黄のゴム質量を含むと推定された。乾燥粉末形態の酢酸銅（ＩＩ）が連結置換に提供された。粉砕タイヤゴム及び酢酸銅は一緒に混合され（９６％の全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムに対して４重量％の酢酸銅（ＩＩ））、その後、図１２Ａ〜Ｃに記載されるマイクロコンパウンダーに供給され、９６％の全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムに対して４重量％の酢酸銅（ＩＩ）の混合物が得られた。
混合物は、約１時間、２５０°Ｆ及び約８０〜１００ｐｓｉでマイクロコンパウンダーで処理され、ゴム質粒子から成る約７５０ｇの産物が得られた。粒子塊の１つの弾性が、この塊が伸縮することによって実証された。
実施例４−マイクロコンパウンダー−反応物質の水溶液
出発材料は、３０メッシュの全タイヤ冷却粉砕ゴム（ＧＴＲ）であった。出発材料は、約４０重量％のゴムおよび約２．５重量％の元素硫黄のゴム質量を含むと推定された。酢酸銅（ＩＩ）を溶解する充分な量の水が酢酸銅（ＩＩ）と混合された。酢酸銅（ＩＩ）の最も効果的な分布は、１５０°Ｆで５％の溶液で、温かい蒸留水（Ｈ２Ｏ）に予め溶解することによって達成される。その後、乾燥した粉砕タイヤゴムに混合し、このブレンドは注入可能又は吸い上げ可能なスラリーになる。４重量部の酢酸銅（ＩＩ）が９６重量部の全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムに提供された。粉砕タイヤゴム及び酢酸銅の溶液は一緒に混合され、その後、図１２Ａ−Ｃに記載されるマイクロコンパウンダーに供給された。
スラリーは、約３０分間、２５０°Ｆ及び約８０〜１００ｐｓｉでマイクロコンパウンダーで処理され、ゴム質粒子から成る約７５０ｇの産物が得られた。得られた産物は、得られる粒径及び連結置換について、酢酸銅（ＩＩ）及び全タイヤ冷却粉砕タイヤゴムの乾燥混合物から得られるものと類似し、完了にそれほど多くの反応器の時間を要しなかった。
ＧＴＲ／酢酸銅（ＩＩ）スラリーの加工の間、反応器の容器ヘッドスペース、温度及び圧力は、水の液体相が気相−液体相曲線に沿って、ネズミイルカのように上下に変動（ｐｏｒｐｏｉｓｅ）するような点に保持された。この点は、２６５°Ｆ〜３０５°Ｆの温度範囲で、７０〜１００ｐｓｉになるように決定された。この工程の技術は、実質的に、酢酸銅化学物質が粉砕タイヤゴム断片の内部範囲に浸透することを改善する。
実施例５−アスファルト改質剤
実施例３の産物（「試験用ＰＴＲ」）のアスファルト改質剤としての使用、例えば、ホットミックスにおけるバインダーとしての使用及び舗装適用についての乳剤基材としての使用について試験を行った。舗装アスファルトのサンプルは、カリフォルニア州、ベーカースフィールドのＳａｎ Ｊｏａｑｕｉｎ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．から入手された。舗装アスファルトＰＧ６４−１０、製品２１８５（「試験アスファルト」）の仕様は図１３に提供される。
最初の可溶性及び分離試験は、Ｒａｆｆｅｘ２００加工油（「試験加工油」）における試験用ＰＴＲを分散することによって実施されて、５０重量％の混合物を得た。このブレンドは、マイクロコンパウンダーを通って、室温で容易に流れやすい。試験用ＰＴＲ及び試験用アスファルトの得られた混合物は、９９％超の可溶性を示し、ＰＧ６４−１０標準についての最小限以上で残っている分離が達成された。
試験用加工油は、４０重量のモーターオイルと同様の周囲粘度を有し、試験用ＰＴＲ及び試験用アスファルトの混合物は、アスファルトをかなり希釈し、高温の性能を与えることが予想される。４０重量部の試験用ＰＴＲ、４０〜１０重量部のＲａｆｆｅｎ、２００〜５０重量部の試験用アスファルトの混合物は、例えば、ＰＧ７６に対する高温の性能を改善するが、許容可能な低温特性を維持するためにポリマーに対する調整を必要とし得ることが予想される。
実施例６−アスファルト改質剤
試験用アスファルトのサンプルは、２７５°Ｆ以下の温度で１時間未満温められ（「試験ベース」又は「ＳＪＲ ＰＧ６４−１０Ｂａｓｅ」と呼ばれる）、その後、１５部の試験用ＰＴＲ及び８５部の試験用アスファルトの重量比で試験用ＰＴＲと混合されて、混合物が生じる（「試験混合物」、「ＰＴＲ ＰＧ６４−１０」、又は「Ｐｒｉｓｍ ＰＧ６４−１０」と呼ばれる）。試験ベース及び試験混合物は、特定の重力及び複合応力クリープ回復（ＭＳＣＲ）を含むＰＧ６４−１０アスファルトについてのＣａｌｔｒａｎｓ仕様適合性を決定するために試験に供された。試験混合物は、分離試験にも供された。ベースサンプルは、ＡＡＳＨＴＯ Ｍ３２０によって示される仕様適合性を決定するために試験が行われた。Ｃａｌｔｒａｎｓ ＰＧ仕様によって必要とされる追加の試験も実施された。試験混合物は、Ｓｉｌｖｅｒｓｏｎ Ｍｉｘｅｒを使用して、３００°Ｆで１０分間攪拌されて、確実に均一にした。試験混合物は、ＡＡＳＨＴＯ Ｒ２９についてのグレード決定について試験が行われた。図１４Ａのデータに示されるように、Ｃａｌｔｒａｎｓ ＰＧ仕様によって必要とされる追加の試験も実施された。図１４Ｂのデータに示されるように、ＡＡＳＨＴＯ Ｔ３５０についてのＭＳＣＲ試験が実施された。分離試験は、サンプルをシガーチューブに注ぎ、このサンプルを３２５°Ｆ（１６３℃）で４８時間保管することによって実施された。上部及び下部の３番目のチューブは、図１４Ｃのデータに示されるように、動的せん断レオロジー（ＳＤＲ）について試験が実施された。試験化合物は、アスファルト改質剤として使用することに適していると決定され、Ｃａｌｔｒａｎｓ
ＰＧ仕様の適合性を示した。
実施例７−ＰＴＲの形態
攪拌圧力容器を使用して、交互のバッチモード工程で実施される方法によって生成され
る産物ストリームは、多くの実行の後に観察される。可変長の約０．００２インチ〜０．００５インチの横断面を有する小さな黄色の繊維が、連結置換ゴム材料の内部に存在することが観察された。繊維は、過剰な熱（本明細書に記載の連結置換工程で使用されるものより高く、及びホットミックス工程の特徴より高い温度）によって破壊されるだけであり、トリクロロエチレン（ＴＣＥ）に溶解しないことが予想される。
繊維の存在は、サブミクロンの連結置換ゴム材料の不溶性成分にそれほど質量を加えないことが予想され得るが、１ミクロンのろ過孔を塞ぎ、実際のろ過材の孔を小さくし、それによって、ろ液濃縮量を読み間違えが生じることが予想される。スラリーの形態の連結置換ゴム材料のサンプルは、高温高圧ピストンダイヤフラムポンプ及び１．０ミクロンの開口部によって最大５０，０００ｐｓｉまで操作することができる高強度焼結フィルタを通過した。このさらなる処理は、繊維の全長を減少すると考えられ、１ミクロンのろ過孔を通過することができる滑らかな混合物を産生する。さらなる処理は、カーボンブラックのいくらかの放出で、ゴムを容易に分散可能なサブミクロン部分に容易に分解した。
リサイクルタイヤから生じたこの繊維成分は、（例えば、バインダー又は接着剤として）連結置換ゴム材料が加えられるアスファルトと凝集物の間の結合の強化をかなり改善し得、それによって、全体の舗装道路の性能を改善し、未使用のゴムを含む凝集物及びアスファルトから調製された舗装道路より優れた舗装道路を生み出す。
ブラックマスターバッチのＰＴＲ
連結置換ゴム材料は、図２の記載と同様の条件下で、図１に記載の装置と類似した実験室規模の装置を使用して生成され、（連結置換ゴム材料の充填材材料を調節した後で）１０重量％の未使用ゴムの周知の属性ベースのブラックマスターバッチに加えられた。得られた１０重量％の混合物は、温度の比重測定法分析及びその他の試験に供した。得られた１０重量％の混合物は、未使用ゴムの周知の属性ベースのブラックマスターバッチに均一化可能な物理特性にほぼ等価であることが観察され、新しいタイヤの最終性能に影響せず、又は、小粒子（２００メッシュ）、完全硫化、粉砕されたタイヤゴムに古くから使用されてきた上限の３重量％より高い負荷でベースブラックマスターバッチに使用することができる。言い換えれば、連結置換ゴム材料は、底用ゴム源としてタイヤを加工する際に使用されるのに適していると考えられ、又は３％、例えば、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０若しくは９５重量％以上の負荷で、ベースブラックマスターバッチと組み合わせて使用することができる。
連結置換ゴム材料は、元素硫黄をほぼ含まず、カーボンブラックの実質的なエラストマー保持で、５０ミクロン以下の粒径の複合未使用のゴムと同様の形態を有することが観察された。材料は、新しい、軽トラック及び自動車用タイヤのサイドウォールの少なくとも２０％、及び最大５０、６０％、７０、８０、９０％以上（例えば、１００％ほど）の使用に適している。このような連結置換ゴム材料は、また、膜及び産業用ゴム製品の使用に適している。
ＩＰＲＥＸゴムポリマー
ＩｎｔｅｒＰｅｎｅｔｒａｔｉｎｇ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ Ｅｌａｓｔｏｍｅｒ
Ｘｌｉｎｋ（ＩＰＲＥＸ）ゴムポリマー（ＩＲＰ）は、マイクロラミネートされた、異方性構造ゴムシートである。これは、複数の真空熱融合及び架橋された層から構成され、それぞれ、１０〜７０ミクロンの厚みである。この材料は、横断性スルフィド架橋によって再生され、再配列される炭素の詰まったポリイソプレン−ポリブタジエンエラストマー鎖を含む。個別の薄膜は、ゼロに近いループ確率を示し、バイアス方向、平行レプテーションされた（ｐａｒａｌｌｅｌ−ｒｅｐｔａｔｅｄ）、絡み合ったエラストマー骨格構造
を示し、それぞれの前述の薄膜の異方性「粒」に対して、３０〜４５°で、構築中に進行してレイアップされる場合、優れたねじり強度及び同様の材料の比較可能な等方性シートの弾性及び横断面厚示す完成されたシートを生成する。架橋前のフィードストックは、様々なニップ、高圧ロールミルによって、薄膜に加工される。ＩＰＲＥＸゴムは、タイヤ又はその他の設計されたゴム製品のために調製された前述の架橋されたブラックマスターバッチ未使用フィードストック、及び／又は小さいゴム粒子（通常、３０メッシュ、周囲粉砕されたタイヤゴム）に続いて付与されたＥＯＬホールタイヤスクラップから２つのステップで作製され得、その後、本明細書に記載の所定のＰＲＩＳＭ反応器プロセスパラメーターに従って、再び配合される。ＩＰＲＥＸゴムは、配合されて、増強された化学及び熱抵抗性について、機能化ＳｉＲ等のその他のエラストマーと共に、相互侵入した架橋エラストマーネットワークを形成し得る。ＩＰＲＥＸゴムは、タイヤウォールの構築、コードコンプライアント絶縁テープ及び埋込用樹脂、産業用ベルト材料及びホース、高温布及びガスケット、ジオライナー、ルーフィング、及び防水膜、産業用添加剤のコロイダル状懸濁液、並びにｓｕｐｅｒ−ｐａｖｅ、ＰＧホットメルト、アスファルト改質の使用に適している。
ポストリアクターＧＴＲＰ含有車両用タイヤの性能
ポストリアクターＧＴＲＰは、反応器から排出される塊状の均一ではない外観を有する。架橋剤及びその他の任意のハイブリッドエラストマーと乾燥及び配合された後、ツインアームＢａｎｂｕｒｙ又はシグマブレードミキサー等の高せん断、内部ミキサーで通常達成され、ＧＴＲＰは、狭いロールミルニップを通過し、薄いシートになる。この薄いシートは、同じように加工される通常の未使用のブラックマスターバッチ（ＶＢＭＢ）エラストマー複合化合物と異なり、幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力が最大約３：１の異方性を示し得る。異方性の程度に寄与し得る要因として、反応器制御ループ確率の減少、架橋転位の程度の操作、及び／又は内部混合時間の減少が挙げられる。
反応器制御ループ確率の減少
この要因は、同骨格のメチルカルボカチオン前駆体結合されたスルフィド架橋が転位するのと同様に、平均１２．５重量％の追加の効果的なエラストマーを得られたマトリックスに統計的に追加することができ、エラストマーは、（ロールミルニップの面に垂直な）圧力−移動の横方向軸に沿って、レプテーションバイアス（ｒｅｐｔａｔｉｏｎ−ｂｉａｓ）として、動的に方向づけられる（そこにい続ける）ように放出される。
架橋転位の程度の操作
残りのＥＯＬタイヤ架橋の弾性は、配合及び最終のシート調製の最中に、サイズ減少に対して、可変の残留抵抗を誘導し、完全に転位されていない粒子は、ロールミルの圧力によって平坦になることに抵抗する。この付属物は、アンカーとして作用し、レプテーション様動力（ｒｅｐｔａｔｅ−ｌｉｋｅ ｄｙｎａｍｉｃｓ）をさらに容易に達成するエラストマーマトリックスの部分によって、薬剤になる。この影響は、ロール間の圧縮−移行の横方向のレプテーションバイアスである。
内部混合時間の減少
ポストリアクターＧＴＲＰ粒子の最終粒径の減少は、粒子がミキサー（例えば、ツインアームミキサー）の内部に留まる粒子のワイピングサイクルの数と相関している。通常、少量の添加物のみを使用して、多くの適用について、シートにミルするためのＧＴＲＰを調製するように使用されるため、余剰な高せん断は、塊を進行的に小さい寸法にする必要がある場合を除いて、必要とされない。混合時間の操作は、本明細書に前述したものと同様であるがそれほど明らかではない引きずり−アンカー効果を有し得る。
等方性が有利である場合、ＧＴＲＰは、これらの３つの弁別器と逆に操作することがで
きる。しかし、ＶＢＭＢと異なり、異方性は、一貫して屈曲し、車両用タイヤのサイドウォールのように、寸法的に安定していなければならない構造において、大きな利点を有し得る。
タイヤ用途のための処理されたゴム
車両用タイヤのロール抵抗を克服するときの業界平均は、約１５％の車両の作動燃料消費である。抵抗の多くが、それぞれの回転のタイヤのよじれに起因し、トレッド部分が舗装道路に接触すると、トレッドは、移動方向に対して、不規則な正弦波パターンで前後にふらつく。この歪みは、車両のソリッドリム及びサスペンションに送られるタイヤサイドウォールの弾性のねじれ特性によって制限される。タイヤ製造設計及び構築は、補強用布を使用し、垂直な回転するタイヤ面に対して１５〜９０°に位置し、等方性ＶＢＭＢ間に積層されて、安全で効率的な回転構造を維持する複合構造を達成する。しかし、可変速度で、様々な表面条件を移動することに関連する広範囲のねじり力学を克服するためには多大なエネルギーを必要とする。
４０ｍｉｌ（約１ｍｍ）厚のマイクロラミネート状のＧＴＲＰシートは、４つのマイクロプライ組立体としてレイアップされた４つの０．０１０”厚のシートから成り、それぞれのサブプライが次の積層物に対して約４５°で配置され、同じように調製されたＶＢＭＢマイクロラミネートに比べてねじれた湾曲に抵抗して、約３０％以上の増加を示す。フィート重量ポンドを使用して、ねじれた機械モデル、この異方性マイクロラミネート、特にタイヤ構成の最外層の２つの積層体の成分として使用するタイヤ構成は、歪みの次元半径からの応力が最大である場合、９．５％〜１６％のタイヤカーカスの重量単位につき、転がり抵抗の減少が予想される。タイヤ転がり抵抗の１０％の減少は、現在の世界的な燃料消費に基づいて、６０億ガロン（６，０００，０００，０００ｇａｌ）以上の燃料の節約に相当する。したがって、実施形態の処理されたゴムは、特にタイヤサイドウォールの適用に使用されるマイクロラミネートされたシート（例えば、２〜１００以上のシート、例えば、２〜２０、２〜２０又は２〜５の共に積層されたシート）として、タイヤ用途に特に有用である。
高性能な用途のための処理されたゴム
様々な実施形態のゴム及びゴム含有材料は、以下の仕様の１つ以上を満足するために製造され得る。特定の実施形態において、以下に挙げるＭＩＬ−Ｒ仕様の１つ以上を満足するゴム及びゴム製品を提供する。限定されないが、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバーライニング、トレンチライニング、橋下葺材、防水下地、防水駐車場ガレージ、ホース、ベルト、形成物、又は成型ゴム又はゴムシーティング（例えば、ガスケット、管、衝撃吸収材料、車両のためのフロアマット及びベッドライナー、市販及び住宅建築のための床材、床用葺材、デッキ及びコンクリート、防音等）その他のゴム製品が挙げられる。その他の製品として、洋服及び髪留め、食器洗い用グローブ、遊具、ジャーシール及びタイヤ、ウェルカムマット、庭用ホースが挙げられる。その他の家庭用ゴム項目として、ブーツ、レインコート、池の中敷きマットレス及びクッション、枕、庭用道具のグリップ、バスタブプラグ、ドアストップ、耳栓、温水ボトル、水族館の管材、蛇口ウォッシャー、及び絨毯の裏材が挙げられる。実験用フラスコ及びバイアルの栓、化学物質耐性マット及びパッド、人工補綴具及びその他の特定の製品及び器具は、実施形態のゴムから作製することができ、ゴム製の食器及び水器、噛む遊具及びボール、フォームラバーマットレスパッド、小仕切りマット、伸縮性のベットラップ、ノミよけ首輪、撥水手袋（ｓｈｅｄ ｍｉｔｔｓ）及びゴム製櫛、マウスパッド、キーボード、接着剤及び回転チェアースタンプ、疲労軽減マット、カーペット葺材、ヘッドフォンパッド及びゴムスタンプ、キャンプ用インフレータブルベッド、遊び場タイル、ゴム製アヒル、スポーツウェア、スキューバスーツ、一般用及び軍事用車両部品、ボート、船及び一般用及び軍事用船舶部品、鉄道車両及び列車のエンジン
部品、住宅向け及び市販用建築製品、工場、産業又は製造部品、洋服及び靴部品も作製することができる。
実施形態の処理されたゴムは、以下のＡＳＴＭ仕様書、軍事仕様書（ＭＩＬ）、航空宇宙材料規格（ＡＭＳ）及び／又はその他の仕様書の１つ以上を満足する又は超えるゴム製品に使用することができ、ゴム製品を使用する様々な産業でも使用される。
ASTM C542 (ASTM C 1166 Procedure) - Low Smoke, Low Flame, Low Toxicity Neoprene
ASTM E662 - Low Smoke, Low Flame, Low Toxicity Neoprene
ASTM D1330 Grade 1 - Premium SBR - Style 22
ASTM D1330 Grade 2 - Red Rubber SBR - Style 20
ASTM D2000 1AA 430 - Natural Rubber - Style 28
ASTM D2000 1AA 704 Z1 (Z1 = 75 ± 5デュロメータ) - Red Rubber SBR - Style 20
ASTM D2000 M1AA 407 - Butyl
ASTM D2000 M1AA 417 -Natural Rubber, Pure Gum Floating Natural Rubber, EZ Cut Non-Floating Gum Natural Rubber, Protein Free (Synthetic Polyisoprene) Natural Rubber
ASTM D2000 M1AA 503 - Commercial EPDM
ASTM D2000 M1AA 507 - Butyl
ASTM D2000 M1AA 517 - Natural Rubber
ASTM D2000 M1AA 606 - Commercial EPDM
ASTM D2000 M1AA 607 - Butyl
ASTM D2000 M1AA 617 - Natural Rubber
ASTM D2000 M1AA 703 Z1 (Z1 = 75 ± 5デュロメータ) - Specification Grade SBR (Red)
ASTM D2000 M1AA 706 - Commercial EPDM
ASTM D2000 M1AA 710 - Butyl
ASTM D2000 M4AA 407 A13 B13 C12 F17
ASTM D2000 M4AA 421 F17 G21 - Tuff-Stuff(R) Natural Rubber
ASTM D2000 M4AA 510 A13 B13 C12 F17 - ASTM D2000 M4AA Specification Grade (EPD
M)
ASTM D2000 M4AA 610 A13 B13 C12 F17
ASTM D2000 M4AA Specification Grade (EPDM)
ASTM D2000 M4AA 710 A13 B13 C12 F17
ASTM D2000 M4AA Specification Grade (EPDM)
ASTM D2000 M2BA 407 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
ASTM D2000 3BA 508 C12 - Commercial EPDM - Style 40
ASTM D2000 3BA 515 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
ASTM D2000 3BA 608 C12 - Commercial EPDM - Style 40
ASTM D2000 3BA 615 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
ASTM D2000 3BA 708 C12 - Commercial EPDM - Style 40
ASTM D2000 3BA 715 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
ASTM D2000 3BA 815 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
ASTM D2000 1BC 408 - Commercial Neoprene - Style 10
ASTM D2000 1BC 508 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
ASTM D2000 1BC 515 - Mid-Grade Neoprene - Style 15
ASTM D2000 1BC 609 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
ASTM D2000 1BC 615 - Mid-Grade Neoprene - Style 15
ASTM D2000 1BC 710 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
ASTM D2000 1BC 715 - Mid-Grade Neoprene - Style 15
ASTM D2000 1BC 810 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
ASTM D2000 M1BC 303 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 403 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Neoprene Molded Slabs
ASTM D2000 M1BC 407 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 507 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Neoprene Molded Slabs
ASTM D2000 M1BC 510 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 607 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Neoprene Molded Slabs
ASTM D2000 M1BC 610 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 707 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Neoprene Molded Slabs
ASTM D2000 M1BC 710 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 807 - Mid-Grade Neoprene - 5100 Series, Neoprene Molded Slabs
ASTM D2000 M1BC 810 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M1BC 907 - Premium Neoprene
ASTM D2000 M2BC 407 A14 B14 C12 F17 Z1 - (Z1 = MIL STD 810, Method 508に従った耐かび性), Anti-Microbial Neoprene
ASTM D2000 M2BC 410 A14 B14 C12 EO34 F17
ASTM D2000 M2BC Specification Grade (Neoprene)
ASTM D2000 M2BC 510 A14 B14 C12 F17 Z1 - (Z1 = MIL STD 810, Method 508に従った耐かび性), Anti-Microbial Neoprene
ASTM D2000 M2BC 510 A14 B14 C12 EO34 F17
ASTM D2000 M2BC Specification Grade (Neoprene)
ASTM D2000 M2BC 610 A14 B14 C12 F17 Z1 - (Z1 = MIL STD 810, Method 508に従った耐かび性), Anti-Microbial Neoprene
ASTM D2000 M2BC 610 A14 B14 C12 EO34 F17
ASTM D2000 M2BC Specification Grade (Neoprene)
ASTM D2000 M2BC 710 A14 B14 C12 EO34 F17
ASTM D2000 M2BC Specification Grade (Neoprene)
ASTM D2000 M1CA 410 - Peroxide Cure EPDM
ASTM D2000 M1CA 510 - Peroxide Cure EPDM
ASTM D2000 M1CA 610 - Peroxide Cure EPDM
ASTM D2000 M1CA 710 - Peroxide Cure EPDM
ASTM D2000 M1CA 810 - Peroxide Cure EPDM
ASTM D2000 1BF 408 Z1 (Z1 = BF材料の基本要件を満足する), Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
ASTM D2000 1BF 508 Z1 (Z1 = BF材料の基本要件を満足する), Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
ASTM D2000 1BF 609 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
ASTM D2000 1BF 710 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
ASTM D2000 1BF 810 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
ASTM D2000 1BG 610 - FDA Nitrile (Buna-N) - Style 37
ASTM D2000 M1BG 407 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 503 Z1 (Z1 = 45 ± 5デュロメータ), WARCO White(R) FDA Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 507 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 607 Z1 (Z1 = 55 ± 5デュロメータ), WARCO White(R) FDA Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 610 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 707 Z1 (Z1 = 65 ± 5デュロメータ), WARCO White(R) FDA Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 710 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 803 - WARCO White(R) FDA Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 810 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M1BG 910 - Premium Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 5BG 613 A14 B14 EO14 F17 - Premium Nitrile (Buna-N) - Style 36
ASTM D2000 5BG 620 A14 B14 EO34 - Transformer Oil Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 5BG 720 A14 B14 EO34 - Transformer Oil Nitrile (Buna-N)
ASTM D2000 M5BG 407 A14 B14 EO14 EO34 F17 - ASTM D2000 M5BG Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
ASTM D2000 M5BG 507 A14 B14 EO14 EO34 F17 - ASTM D2000 M5BG Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
ASTM D2000 M5BG 610 A14 B14 EO14 EO34 F17 - ASTM D2000 M5BG Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
ASTM D2000 M5BG 710 A14 B14 EO14 EO34 F17 - ASTM D2000 M5BG Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
ASTM D2000 M1HK 607 - Premium Viton(R) A:66% Fluorine
ASTM D2000 M1HK 707 - Premium Viton(R) A:66% Fluorine, Premium Viton(R) B:68% Fluorine
ASTM D2000 M1HK 807 - Premium Viton(R) A:66% Fluorine
ASTM D2000 M1HK 807 Z1 (Z1 = 75 ± 5デュロメータ), Premium Viton(R) B:68% Fluorine
MIL-R-900 - MIL-R-900 Specification Grade
MIL-G-1149 - MIL-G-1149 Type 1 Class 1 Grade 50 - MIL-R-1149 Specification Grade (Neoprene)
MIL-G-1149 Type 1 Class 2 Grade 50 - MIL-R-1149 Specification Grade (SBR)
MIL-G-1149 Type 1 Class 5 Grade 50 - MIL-R-1149 Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-2765 - MIL-R-2765 Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SB 410 F2 - MIL-R-3065 SB Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SB 515 F2 - MIL-R-3065 SB Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SB 615 F2 - MIL-R-3065 SB Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SB 715 F2 - MIL-R-3065 SB Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SB 815 F2 - MIL-R-3065 SB Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-3065 SC 310 F1 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 SC 408 Z1 (Z1 = 350%最小伸長), Commercial Neoprene - Style 10
MIL-R-3065 SC 410 F2 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 SC 508 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
MIL-R-3065 SC 515 F2 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 SC 609 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
MIL-R-3065 SC 615 F2 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 SC 710 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
MIL-R-3065 SC 715 F2 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 SC 810 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
MIL-R-3065 SC 815 F1 - MIL-R-3065 SC Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-3065 RS 508 C1 - Commercial EPDM - Style 40
MIL-R-3065 RS 515 C1 F1 - Premium EPDM - Style 45
MIL-R-3065 RS 608 C1 - Commercial EPDM - Style 40
MIL-R-3065 RS 615 C1 F1 - Premium EPDM - Style 45
MIL-R-3065 RS 708 C1 - Commercial EPDM - Style 40
MIL-R-3065 RS 715 C1 F1 - Premium EPDM - Style 45
MIL-R-3065 RS 815 C1 F1 - Premium EPDM - Style 45
MIL-R-6855 Class 1 Grade 40 - MIL-R-6855 Class 1 Fuel Resistant Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-6855 Class 1 Grade 50 - MIL-R-6855 Class 1 Fuel Resistant Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-6855 Class 1 Grade 60 - MIL-R-6855 Class 1 Fuel Resistant Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-6855 Class 1 Grade 70 - MIL-R-6855 Class 1 Fuel Resistant Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-6855 Class 1 Grade 80 - MIL-R-6855 Class 1 Fuel Resistant Specification Grade (Nitrile/Buna-N)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 30 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 40 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 50 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 60 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 70 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-6855 Class 2, Grade 80 - MIL-R-6855 Class 2 Oil Resistant Specification Grade (Neoprene)
MIL-R-21252 - MIL-R-21252 Specification Grade (EPDM)
MIL-R-83248C Type 2 Class 1 - Fluorozone(R) Mil-Spec Performance FKM, Military
Specification Grade Viton(R) A, MIL-R-83285
MIL-R-83285 Grade 80 - MIL-R-83285 Grade 80 Specification Grade (EPDM)
AMS 3205 - Aerospace Material Specification (AMS) Grade Low Temperature (Neoprene)
AMS 3208 - Aerospace Material Specification (AMS) Grade Weather Resistant (Neoprene)
AMS 3215 - Aerospace Material Specification (AMS) Grade
Fuel Resistant (Nitrile/Buna-N)
AMS 3216 - Fluorozone(R) Mil-Spec Performance FKM, Military Specification Grade Viton(R) A
AMS 3301 - INFINISIL(TM) Spec-Grade Performance Silicone
AMS 3302 - INFINISIL(TM) Spec-Grade Performance Silicone
AMS 3303 - INFINISIL(TM) Spec-Grade Performance Silicone
AMS 3304 - INFINISIL(TM) Spec-Grade Performance Silicone
FDA Approved Ingredients per 21 CFR 177.2600 - FDA Neoprene, WARCO White(R) FDA Nitrile, Natural Rubber - Style 28, Pure Gum Floating Natural Rubber, Fluorozone(R) FDA Performance FKM, FDA Viton(R) A:66% Fluorine, FDA Red Silicone, FDA White Silicone, FDA Approved Grade TPE (Black), FDA Approved Grade TPE (Neutral)
NSF 51 - NSF 51 & NSF 61 Approved Grade TPE
NSF 61 - NSF 51 & NSF 61 Approved Grade TPE
A-A-59588 2A & 2B - INFINISIL(TM) Spec-Grade Performance Silicone
SAE J200 1AA 430 - Natural Rubber - Style 28
SAE J200 3BA 508 C12 - Commercial EPDM - Style 40
SAE J200 3BA 515 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
SAE J200 3BA 608 C12 - Commercial EPDM - Style 40
SAE J200 3BA 615 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
SAE J200 3BA 708 C12 - Commercial EPDM - Style 40
SAE J200 3BA 715 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
SAE J200 3BA 815 A14 B13 C12 F17 - Premium EPDM - Style 45
SAE J200 1BC 408 - Commercial Neoprene - Style 10
SAE J200 1BC 508 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
SAE J200 1BC 609 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
SAE J200 1BC 710 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
SAE J200 1BC 810 - Commercial Neoprene - Style 10, Matte Finish Neoprene - Style 12
SAE J200 1BF 608 Z1 (Z1 = 40 ± 5デュロメータ) -Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
SAE J200 1BF 608 Z1 (Z1 = 50 ± 5デュロメータ) -Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
SAE J200 1BF 609 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
SAE J200 1BF 710 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
SAE J200 1BF 810 - Commercial Nitrile (Buna-N) - Style 35
AASHTO Grade 2 - AASHTO Unsupported Neoprene Bearing Pads - Style 71, AASHTO Unsupported Calendered Neoprene Bearing Pads, AASHTO Unsupported Molded Neoprene Bearing Pads, AASHTO Unsupported Neoprene Bearing Pads - Style 72
AASHTO Grade 3 - AASHTO Unsupported Calendered Neoprene Bearing Pads, AASHTO U
nsupported Molded Neoprene Bearing Pads
Caltrans 51-1.14 Waterstops - Cal-Trans Strip Water Stops
Boeing BSS 7239 - Low Smoke, Low Flame, Low Toxicity Neoprene
Bombardier SMP 800-C - Low Smoke, Low Flame, Low Toxicity Neoprene
GMP.E/P.002 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
GMP.E/P.003 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
GMP.E/P.004 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
GMP.E/P.005 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
GMP.E/P.006 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
GMP.E/P.007 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR20A - General Purpose Grade TPE (Black)
MSAR20B - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR20C - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR20D - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR20E - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR30A - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR30B - General Purpose Grade TPE (Neutral)
MSAR40A - Flame Retardant Grade TPE
MSAR40B - Flame Retardant Grade TPE
WSD-M2D379-A1 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
WSD-M2D380-A1 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
WSD-M2D381-A1 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
WSD-M2D382-A1 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
WSD-M2D441-A - General Purpose Grade TPE (Neutral)
WSD-M2D712-A1 - General Purpose Grade TPE (Neutral)
HHP-151F - HHP-151F Cloth-Inserted (CI), 耐かび性, Anti-Microbial Neoprene
General Electric EA12C11E7 - Transformer Oil Nitrile (Buna-N)
ASTM D 178-93 Type 1 Class 2 - ASTM Switchboard Type 1 Rubber Matting
ASTM D2000 1AA - Corrugated Matting, Heavy Corrugated Matting, Lightweight KleenRite(R) Matting, Molded Slabs
AASHTO Grade 2 - AASHTO Unsupported Molded Neoprene Bearing Pads
AASHTO Grade 3 - AASHTO Unsupported Molded Neoprene Bearing Pads
ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマー
特定の実施形態の処理されたゴムは、ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマー、位相網状化により誘導された硫化メタセシス（Ｐｈａｓｅ Ｒｅｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｕｌｆｉｄｉｃ Ｍｅｔａｔｈｅｓｉｓ、ＰＲＩＳＭ）を組み込んだポリブタジエン−ブチルゴムハイブリッドマスターバッチ材料に使用され得る。ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマーは、混合される８つの追加のポリマー、通常は、最終使用に応じて、３つ以下の追加のポリマー（例えば、ＳＢＲ、天然ゴム、及び／又はＥＰＤＭ）に配合され得る。ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマーは、２つの特に異なる骨格の化学物質が一緒に織られて、互いから別々に架橋される相互侵入、二重エラストマーネットワークを組み込む。この工程は、全ての用途における優れた安定性について、通常のマスターバッチに比べて、優れた三軸及びねじれの機械的特性を達成する。ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマーの利点として、コスト比に対する高性能、改善された機械的、化学的及び機械的特性、優れた酸化抵抗、カーボンフットプリントの著しい減少、持続可能なポリマー化学が挙げられる。ＰＲＩＳＭ（商標）ゴムポリマーは、タイヤサイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバライニング、トレンチライニング、橋下葺材、防水下地、防水駐車場ガレージ、ゴムホース、ゴムベルト及びゴム成型に適している。
ＧＴＲポリマー／補助ポリマー
個別の複雑な不均一の架橋部分が、再びもつれた、モノリシック構造に構築され、実質的に、本来のＧＴＲ及びポリマー（「ポリマーマトリックス」）から成り、本来のＧＴＲから生じる炭素成分を内包する（「内包された炭素」）ように、ＧＴＲ粒子（複数可）のポリマー（「ＧＴＲポリマー」）及び別のポリマー（「補助ポリマー」）を調製し、増大し、再結合する目的を達成することができる方法を提供する。
本明細書に記載の方法は、１）密集したＧＴＲ複合体構造を優しく解き、２）エラストマー分子又はスルフィド架橋を消極的に変えることなく、ＧＴＲポリマーの横断架橋の少なくとも安定した付着点を転位し、３）補助ポリマー受容体を転位した部位に設置し、その後、４）エラストマー骨格に沿って、影響を受けやすい転位部位に、本来のヒンジ付きの硫黄架橋のリーフィング、再架橋を機械的に誘導されたサブ粒子の後に続いて、架橋ＧＴＲ由来ポリマー及び補助ポリマー及び内包された炭素を含むポリマーマトリックスを得ることを伴う。
隣り合うポリマー鎖間に架橋が発生すると、ポリマーマトリックス（本明細書では「フリールーピング」と呼ばれる）に弾性及び剛性率が提供される。しかしながら、同ポリマー鎖に架橋が形成されるときはいつでも、ループが形成され、これは弾性的に非効率的であり、ゴムマトリックス（「閉じられたルーピング」）の構造に、欠陥又は弱いスポットとして特徴付けられ得る。ループ形成確率の詳細な分析によって、この望ましくない条件
が、所与の市販の加硫ゴムにおいて、架橋の総数の５〜１５％の範囲で生じることが明らかになる。望ましくない架橋の位置に依存して、ループされたポリマー分子鎖は、ゴムポリマーの５％〜２０％を非効率的な環状炭化水素に追放することができる。実施形態の方法によって加工されたＧＴＲＰの反復されるエラストマー形態が、この現象の発生率を減少させる。
粉砕されたタイヤゴム粒子からの相互侵入エラストマーネットワークの再生
一実施形態において、粉砕されたタイヤゴム粒子からモノリシック、マクロ構造、相互侵入エラストマーネットワーク形態、例えば、ポリマーマトリックスを再生するために、進行性の要素を使用する。
２０１８年４月２０に出願されたＰＣＴ国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０２８６５６号明細書であり、その内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、に記載される水性加工方法は、ポリマーマトリックスの製造に使用することができる。しかし、乾式加工方法も有利に使用することができる。乾式加工方法は、クラムラバー粒子、有機金属化合物及び補助ポリマーを合わせ、並びにこれらの成分の混合物を例えば、ローラーミル、押出し機等のスタッフィングボックスにおいて圧力に供することを伴う。このような方法では、クラムラバーは、有機金属化合物及び反応部位を有する補助ポリマーと合わされる。適切な補助ポリマーとして、水酸基、水酸基（例えば、脂肪酸エステル等のエステル、例えば、グリセロール又はその他のポリオール）の源になることができる基、又は有機金属化合物に対する反応性は低いが、それ自体又はＧＴＲポリマーと架橋する、又は結合を形成することができるその他の官能基を挙げることができる。ワイピング力の下で合わせられる場合、ＧＴＲポリマーのスルフィド結合鎖は、カルボカチオン部位においてアンプラグになり、水酸基又は補助ポリマーのその他の基と相互作用することができる反応部位を形成して、ＧＴＲポリマー鎖及びクラムラバーに由来する炭素を内包する補助ポリマー鎖の相互侵入ネットマークを形成する。ポリマーマトリックスは、ペレット状になることができ、シートに形成することができ、又は得られる形態（例えば、成型されたゴム製品又は例えばアスファルトへの添加物として）に使用するように成型され、又はさらに加工することができる（例えば、基材に適用され、又はその他の材料、例えば、希釈形態、又はドープ形状、又は複合体形態と合わせされる）。得られる材料は、エラストマー特性及びポリマーマトリックスの内部にカーボンブラックを保持する能力を維持しながら、さらなるポストプロセッシングに供することができる点において、有利な点を提供する。
クラムラバー粒子
クラムラバー粒子は、リサイクルＥＯＬタイヤから通常得られ、実施形態の方法に有利に使用することができる。これらの粒子は、通常、３０メッシュの大きさである。クラムラバー粒子は、得られるポリマーマトリックスの成分として、カーボンブラック及び／又はグラフェンを寄与する。
得られるポリマーマトリックスは、少なくとも６０重量％のタイヤゴム由来ポリマーを含むことが概して好ましいが、特定の実施形態において、少ないタイヤゴム由来ポリマーしか使用することができない場合がある。９０％のタイヤゴムが使用される場合、通常のブラックマスターバッチより優れた系が得られる。残りの未使用のポリマーを有する８０〜９０重量％のタイヤゴムを含む混合物は、ブラックマスターバッチの適切な代わりであると考えることができる。
有機金属化合物
有機金属化合物は、クラムラバーポリマーの結合点を転位する反応成分として使用される。有機金属化合物は、八面体形分子構造を有する金属を含む。例として、有機金属化合
物は１１５〜１５０℃の範囲で固体から液体に位相変化する金属塩、例えば、酢酸銅の形態で提供することができる。反応物質は、通常、加硫ゴム１００部（重量に基づく）につき、０．１〜５．０部で使用されるが、特定の実施形態において、より多く又は少ない量を使用することもできる。いかなる理論に縛られることを望まないが、反応において、酢酸金属イオンの解離性置換がメチルカルボカチオンで生じると考えられる。これは、加硫前駆体を破壊し、その後のスルフィド架橋の再配置について、エラストマーペンダント構造に新しい機能的部位を形成する。このプロセスでは、位相空間粒子を負荷された炭素凝集物で、Ｏ２−がＣＯ２に変換される。Ｍ２＋とＳ２−の強力な相互作用が、沈殿物を形成し、剛直なスルフィド架橋を「テザー」状態に解放し、元のアリルカルボカチオンにのみ結合する。様々な金属イオンが使用に適しており、限定されないが、Ｃｏ２＋（３×１０６のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｃｕ２＋（５×１０９のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｎｉ２＋（３×１０４のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、Ｚｎ２＋（２×１０７のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）、及びＭｎ２＋（２×１０７のＨ２Ｏ金属配位マトリックスについてのリガンド交換率）が挙げられる。実質的なデータは文献にあり、銅ベースの有機金属分子は、加熱された水環境で、最大１０の配位数を示すことができる。この配位能力は、スーパーフロッピーマトリックスの中間体の形成をもたらして、メチルカルボカチオン反応部位の近くの阻害異性体「デブリ」からリガンドを捕捉することによって、このプロセスを補助する。リガンドの捕捉及び解放速度は、多くの回数で、その他の金属よりも速い。これらの魅力的な能力によって、可能性として、様々な銅ベースの反応異性体が、ＧＴＲＰ開梱メタセシスシーケンスの間に存在する分子の不均一ｍａｗから作製され得る。元素硫黄の温度に近い温度で位相変化を示す有機金属化合物を選択することによって、メタセシス反応を促すことが可能であり得るが、異なる位相変化温度を有する有機金属化合物も使用することができる。金属は、有機アニオン、例えば、酢酸塩を有するイオン形態で提供することができる。酢酸銅は、実施形態の方法において、有機金属化合物として使用することに適している。
補助ポリマー
補助ポリマーは、ヒドロキシル含有ポリマー又は有機金属化合物と限定された反応性を有するその他のポリマーであり得る。このようなポリマーとして、限定されないが、トリグリセリド、ポリヒドロキシル化ポリマー（分岐鎖及び／又は直鎖のポリオール）、多糖類（キサンタンガム、グアーガム、ルボキシメチル化多糖類、ヒドロキシプロピル多糖類、カルボキシメチル、ヒドロキシプロピル多糖類、セルロース、アラビアゴム、グアーガム、ローカストビーンガム、タラガム、カシアガム、寒天、アルギン酸塩、カラゲナン、キトサン、スクレログルカン、デュータン、又はｎ−オクテニルコハク酸スターチ等の加工デンプン、多孔質化デンプン、ヒドロキシプロピル−及び／又はカルボキシメチル誘導体）、炭水化物、部分加水分解ポリビニルアルコール、及びポリセリン等のポリアミノ酸が挙げられる。その他の適切な補助ポリマーとして、ビニルアルコール若しくはヒドロキシ置換された側鎖を含むモノマーを含むコポリマー、又はポリエステル、ポリカーボネート、ポリカプロラクトン、ポリエーテル、ポリチオエーテル、ポリエステルアミド、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸塩、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアセタール、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、又はそのコポリマー等のポリマーのヒドロキシルを含むバージョンが挙げられる。使用に適したポリマーは、２０以下〜５００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ以上のＯＨ数（ＤＩＮ５３２４０−２に従って決定される）、及び２５０以下〜１００００ｇ／ｍｏｌ以上の平均分子量を有し得る。
補助ポリマーとして使用に特に適するものは、エステル類、例えば脂肪酸エステル類、例えば、植物油である。植物油は、通常トリグリセリドの形態で植物に由来する脂質（エステル）である。適切な植物油として、限定されないが、ココナッツ油、コーン油、綿実油、オリーブ油、パーム油、ピーナッツ油、ナタネ油、ベニバナ油、大豆油、ヒマワリ油
、アーモンド油、ヒマシ油、カシュー油、ヘーゼルナッツ油、マカダミア油、モンゴンゴナッツ油、ペカン油、松の実油、ピスタチオ油、ウォルナット油、ユウガオ油、バッファローカボチャ油、カボチャ種子油、スイカ種子油、アサイー油、カシスオイル、ボラージオイル、メマツヨイグサ油、アマランス油、アプリコット油、リンゴ油、アルガンオイル、アーティチョーク油、アボガド油、ババスオイル、ベン油、テンカワン油、カロデンドルム・カペンセ油、キャロブオイル、カッシア油、ココアバター油、オナモミ油、コフネヤシ油、コエンドロの実油、ディカ油、アマナズナ油、フラックスシードオイル、グレープシードオイル、ヘンプオイル、ケナフ種子油、ラレマンティア油、亜麻仁油、マルラオイル、メドウフォーム種子油、カラシ油、ナツメグバター、オクラ種子油、パパイヤ種子油、しその実油、ペキ油、松の実油、ケシ油、プルーン核油、キノアオイル、ニガシードオイル（ｒａｍｔｉｌ）、米ぬか油、Ｒｏｙｌｅ油、サチャインチオイル、茶油、アザミ油、タイガーナッツオイル、トマトシードオイル、麦芽油、藻類油、コパイバ、ｈｏｎｇｅ油、ヤトロファ油、ホホバ油、緑珊瑚及び石油ナッツ油が挙げられる。このような植物油は、その原産国で使用することができ、又は水素化等のその他の方法に供することができる。また、動物由来油、例えば、ラード由来の油がある。植物から得られる天然の植物油又は動物源は、有利に使用されるが、このような油の合成バージョンも考慮される。
ヒドロキシル含有補助ポリマーは、有利に使用することができるが、その他のポリマーも使用することができる。これらのポリマーは、ポリマーマトリックスに架橋を形成することができ、有機金属化合物に対して最小の反応性を示す。カーボンブラックを含まないポリマー材料、例えば、未使用ゴムのように、特定の加工油が使用に適している。これらの材料として、限定されないが、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン−スチレン、例えば、放射状に分岐されるＳＢＳ、シリコーンポリマー、及びブタジエンホモポリマーが挙げられる。例として、ポリアルキルシロキサン、ポリアリールシロキサン、ポリアルコキシシロキサン及びポリアリールオキシシロキサン油及びシリコーンオイルが挙げられる。ポリシロキサンの特定の例として、メチルフェニルシリコーン、メチルトリルシリコーン、メチルエチルフェニルシリコーン、エチルフェニルシリコーン、プロピルフェニルシリコーン、ブチルフェニルシリコーン、及びヘキシルプロピルフェニルシリコーン、又はアルキルフェニルシリコーン等のシリコーンが挙げられる。アルキルフェニルシリコーンについてのアルキル基として、脂肪族基、例えば、メチル、プロピル、ペンチル、ヘキシル、デシル等；脂肪族環基、例えば、シクロヘキシル、シクロペンチル等；アリール基、例えば、フェニル、ナフチル等；アラルキル基；並びにアルカリール基、例えば、トリル、キシリル等；ハロゲン化、ハロゲン化アリール基、アルキル及びアリールエーテル基、脂肪酸エステル基、有機酸基、シアノアルキル基等のハロゲン化酸素含有及び窒素含有オルガニル基が挙げられる。アルキル基は、１〜約３０個以上の炭素原子を含むことができる。
補助ポリマーの任意の適切な量、通常、１〜９９重量部のクラムラバーに対して約１重量部の補助ポリマー、又は２〜２０重量部のクラムラバーに対して１重量部の補助ポリマー、又は４〜９重量部のクラムラバーに対して１重量部の補助ポリマー、又はこの間の任意の比を使用することができる。特定の実施形態において、しかしながら、前述に示される比以外の比を使用することができる。「補助ポリマー」という用語を本明細書で使用する場合、この用語は、純粋なポリマー材料又は１つのポリマー又は異なる化学及び／又はサイズ分布のポリマーの組み合わせを含むポリマー材料のいずれかを指すために使用される。例えば、１つの例示的な補助ポリマーは、１５０ｋ〜２００ｋダルトンの範囲のピーク分子量を有する成分を含むことができる。
例示的な乾燥反応プロセス
一緒に挟む円筒状ローラーを有するローラーミルにおいてＣｕ（Ａｃ）２及びヒマシ油がクラムラバーに加えられた。混合物は、周囲条件下で、ミルを通って循環される。３０
サイクルの後、材料はそれ自体に固着した。得られる材料は、かなり弾性があり（例えば、裂ける又はその静止長を変化せずに、静止長の２倍以上伸展することができる）、伸展される場合、半透明であることが観察された。
特定の実施形態において、クラムラバー及び有機金属反応物質が使用され、混合物は、１．５〜２．５重量％の有機金属反応物質を含み、しかしながら、特定の実施形態において、より多い又は少ない量の有機金属反応物質を使用することもできる。この混合物は、補助ポリマーに加えることができ、又は加えないこともできる。任意のグループ分けにおいて、有利に成分を任意の順序で加えることもできる。
ポリマーマトリックスの形態
前述に記載の方法によって調製されるポリマーマトリックスは、クラムラバーに由来するカーボンブラックを内包するように機能し、それによってポリマーマトリックスのカーボンブラックを維持する。この形態は、ポリマーマトリックスに分布される組織化され、内包された炭素成分（例えば、カーボンブラック及び／又はＥＯＬタイヤ由来のグラフェン）として記載することができる。内包は、カーボンブラックについて腸管エンベロープ（ｅｎｔｅｒｉｃ ｅｎｖｅｌｏｐｅ）として見ることができ、カーボンブラックがポリマーマトリックスから放出されないようにする。
これは、すなわち、補助ポリマーがない状態で、同プロセスに供される単独のポリマー材料としてのＧＴＲポリマーと対照的である。ＧＴＲがポリマーマトリックスにおいて単独のポリマーである場合、効果的な粒径が５ミクロンに近づく場合、マトリックスからカーボンブラックを失うことが観察される。したがって、マトリックスにカーボンブラックを保持するために、より高いレベル（５ミクロン以上、例えば、６、７、８、９、又は１０ミクロン以上）の効果的な粒径を保持する必要がある。材料は、厚み１０ミクロンに至る開かれた架橋マトリックスを有する複数の積層体を含む純粋なＧＴＲポリマーから作製することができる。より小さい厚みで、「こすりつけることができる」構造は、結果として、カーボンブラックの対応する放出で、相互侵入構造の破壊を示す。理論に縛られることを望まないが、純粋なＧＴＲポリマー含有マトリックスがエラストマー特性を示すために、いくつかの程度の自由なループが必要であると考えられる。この５ミクロンの効果的な粒径の下、純粋なＧＴＲポリマー含有マトリックスの自由なループの半径が影響され、カーボンブラックはマトリックスにおける架橋ＰＴＲのループから自由になることができる。
カーボンブラックがポリマーマトリックスから放出され始める時点で、ＧＴＲポリマーの薄い膜を補助ポリマーに統合することによって、補強効果が観察される。理論に縛られることはないが、補助ポリマーがＧＴＲポリマーの開かれた部位に結合して、優れたエラストマー特性を提供すると考えられる。加工の間に本明細書に記載されるような補助ポリマーを加えることによって、さらに小さい効果的な粒径（すなわち、５ミクロン未満、例えば、４、３、２、又は１ミクロン以下）で、カーボンブラックが保持されることを観察することができる。効果的な粒径を５ミクロン以下に減少することによって、ポリマーマトリックスが過剰なミリングをせずに、得られる反応部位の表面積及び数で繋がることができ、満足のいく材料を産出する。したがって、クラムラバーと結合した補助ポリマーを使用することで、通常のブラックマスターバッチと比較して、５ミクロン未満の効果的な粒径を有するポリマーマトリックスを製造することができる。
実施形態のかなり小さい等価な粒径のポリマーマトリックスは、特に、アスファルトを有する均一な混合物の形成において、いくつかの利点を提供する。タイヤゴムは、約１．１の比重を示し、アスファルトは、約１．０２の比重を示す。したがって、タイヤクラムラバーは、アスファルトを有する懸濁液から沈殿することができる。アスファルトのタイ
ヤクラムラバーの通常の混合物とは対照的に、実施形態のポリマーマトリックスは、アスファルトの懸濁液を保持する。理論に縛られることを望まないが、懸濁液を保持するこの能力は、通常のタイヤクラムラバー又は補助ポリマーの非存在下で本明細書に記載される処理に供される純粋なＧＴＲポリマーに比べて、ポリマーマトリックスについて得ることができるより小さい効果的な粒径（５ミクロン未満）に関係する。このプロセスは、１ミクロンの繊維を通過することができ、及び弾性回復を示す点において、アスファルトの混合に適した材料を産出する。
前述のように、加えられる補助ポリマーは、当該技術分野で知られている加工油を含むことができる。適切な量、例えば、１〜２０重量％の混合物で、得られる材料は、より大きい強度を示し、軟化がなく、例えば、改善された引っ張り力及び伸長を示す。理論に縛られることを望まないが、加工油は、ＰＴＲにおける膨張を誘発し、架橋することができる表面の反応部位に開口すると考えられる。得られる引っ張り力の高い材料は、未使用のゴムと同様の、又はそれより優れた強度特性を示す。例えば、優れたエラストマー特性を示す極めて薄い膜は、９０％のＰＴＲ及び１０％のポリマーの混合物から調製することができる。このような材料は、カーボンブラックの存在により黒色であることを除いて、未使用のゴムと同様の特性を示す。
ＰＴＲと共に含まれるコポリマーを選択することによって、架橋ポリマーマトリックスの得られる特性を選択することができる。例えば、例えば、分子当たり２．７反応単位を有するトルエンジイソシアネート架橋剤を有する補助ポリマーとしてポリウレタンを使用し、熱可塑性材料を得ることができる。分子当たり２．４反応単位が存在する場合、得られる材料は、熱硬化性特性を示す。このような補助ポリマーに存在するＮＣＯ基の量を減少させることによって、可塑剤として使用に適した材料が得られる。ポリオールを架橋剤（例えば、トルエンジイソシアナート）と予備反応することによって、ＧＴＲポリマーとの架橋を容易にすることができる。その他のポリマー材料、例えば、スチレン−ブタジエンゴムも同様に組み込んで、所定の特性を有する設計されたゴム製品を産出する。
実施形態のポリマーマトリックスは、放射線遮蔽材料に作製することができる。組織化され、内包された炭素成分（例えば、カーボンブラック及び／又はグラフェン）は放射線遮蔽を提供する。組織化され、内包された炭素成分として、カーボンブラック及び／又はグラフェンの他にドーパント、例えば、重晶石、ホウ酸塩、炭化ホウ素、バリウム、遷移金属等の金属類、タングステン、銅、バナジウム、金、鉛、ドープポリピロール、二酸化チタン、放射線遮蔽ガラス粒子、例えば、ＣｅＯ２、ＰｂＯ、Ｔｍ３＋等のドーパント及び放射線遮蔽（例えば、高周波照射及び／又は熱放射線遮蔽）に使用される当該技術分野で知られているその他のドーパントを含むガラス微小中空球を挙げることができる。
ポリマーマトリックスの放射線遮蔽特性は、エージングが、例えば、舗装又はルーフィングにおいて課題を示すことができる適用において、有利である。経時的に、未使用のポリマー、又はカーボンブラックを含まないその他のポリマーを含む通常の舗装又はルーフィング材料は、熱及び高周波照射を含む素子に暴露されると、エージングが進む。舗装の例において、実施形態のポリマーマトリックスにおいて、出発材料として５重量％のクラムラバーの存在は、カーボンブラックの存在によって、ポリマーマトリックスを含む舗装材料の耐老化性を著しく改善する。出発材料として１０重量％のクラムラバーが使用される場合、舗装の寿命は実質的に増加することができる（すなわち、４０年以上まで）。例えば、アスファルトに出発材料として２０重量％のクラムラバーが使用される場合、放射線遮蔽に適した材料が得られる。このような材料は、シート形態単独又はその他の材料の複合体の形態で、噴霧又は重ねることによって表面に有利に適用することができる。
放射線遮蔽についての一実施形態は、支持、絶縁、又はその他の下地材料（例えば、膜
又は繊維（織布又は不織布）に適用されるポリマーマトリックスの層を使用し、ポリマーマトリックスは、噴霧、液浸、積層又はその他の技術によって適用される。例えば、支持材料に適用される０．２５〜１ｍｍの厚みを有するポリマーマトリックスの層は、エレクトロニクスにおいて放射線遮蔽材料として使用するのに適している。このような層は、特に携帯電話を遮蔽するのに有用であり、使用において、身体の近くにあるため、ユーザーへの放射線暴露を最小限にすることが望ましい。放射線遮蔽が望ましい場合のその他の用途として、ファラデーケージとして実施する構造が挙げられ、例えば高周波照射の進入若しくは退出、プライバシー、セキュリティー又は保護入口又は出口を防ぐことができる。材料の追加の利点として、衝撃吸収能力及び耐水性が挙げられる。このような実施形態において、放射線遮蔽材料にシリコーン材料、例えば、シリコーン系加工油を使用することが望ましい。
図１５は、未使用ポリマー、ターミナルブレンド／未使用ポリマー、ＧＴＲ／未使用ポリマー及びＰＴＲについての緩和された応力単位（ワット／グラム／秒）として、耐疲労性（回復可能な歪み）を示す。データが示すように、ＰＴＲは、通常の材料に比べて優れた耐疲労性を示し、より長い使用可能寿命（使用可能年数で）を提供する。
舗装の脆化の軽減
柔軟な道路は、９５重量部の凝集物（例えば、石）マトリックスに対して、約８重量部の瀝青質バインダーを通常含むアスファルトコンクリート（ＡＣ）から成る。ＡＣ舗装は、通常、安全性の問題及び過剰なひび割れ及び石の喪失、すなわち脆くなっているバインダーに起因する喪失に関係する補修費用の増加によって、１５〜２０年で通常被覆され、又は摩耗する。ＡＡＳＨＴＯ ＰＧ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ａｇｉｎｇ Ｖｅｓｓｅｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ（ＰＡＶ Ｒ２８Ｔｅｓｔ）は、増加した大気圧および温度で、２０時間から最大６０時間の間隔で、新しいビチューメン混合物を人工的に老化させるように設計され、その後、延性測定を実施して、予想の耐用年数を決定する。
このＰＡＶ環境は、約２３５°Ｆで加熱された容器を使用し、約１，８００〜３，０００ｎｍのピーク波長を含み、アスファルトバインダーがＡＣ舗装の成分として機能する有害な電気化学的環境を充分に模擬しない。この分析方法に依存することは、ビチューメンの潜在的な長期性能についての最適以下の結果を不可避的に導く。
ＰＡＶ Ｒ２８又は通常の加速される老化方法を使用する同様の試験で模擬されるものよりも、運転中のさらにより強力な電気化学的力がある。舗装材料のアスファルトの老化において、動作中の機序のより良い理解を提供する新しい情報およびこの情報から生じる結論が得られた。これらの機序及びいかにしてこれらの機序が舗装の耐用年数を知らせる化学変化を増やすのかをより良く理解することは、柔軟な道路の有用な使用可能寿命を実質的に延長するアスファルトの老化に、目標とする解決を提供することができる。
凝集物の量子
アスファルトコンクリートに使用される粉砕凝集物は、舗装の産業で使用される「０．４５ Ｐｏｗｅｒ Ｇｒａｄａｔｉｏｎ Ｃｈａｒｔ」（ＰＧＣ）に従って等級が付けられる。承認された凝集物は、固く、安全であり、ＰＧＣに従って均一に混合されて、圧縮される場合、最小のエアボイドで入れ子になる。粉砕された表面の間の滑りを促進するアスファルトで被覆され、続いてバイブレートリーコンパクションによって高密度化し、５〜６容量％のエアボイド密度を達成することができる。
密粒度舗装ミックスの凝集物の表面積は、変化するが、Ａｓｐｈａｌｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ＭＳ−２ Ｍｏｄｅｌに従って計算される場合、ＰＧＣに従って等級が付けられるアスファルトコンクリートの２インチの浮上は、水平な完了した舗装駆動表面の１平方ヤードあたり約１１０００００平方インチの表面積を有する。粉砕された凝集物の表面は
、深い凹凸を示し、真応力伝送面（ＴＳＴＳ）が非常に少ない。注意深い測定によって、コンパクションネスト状の密粒度凝集物の間の接触領域が約１／１００００の理論領域、又は石あたり約１００平方インチ／平方ヤードの駆動面であり、荷重伝達面の２００平方インチに等しい石間カプレットがインターロック凝集物凹凸の間に挟まれる薄い吸着性アスファルト接着性結合膜を通って全ての圧延荷重応力を移動させることが明らかになる。
圧延荷重応力伝達マクロ動力学
ＡＣ舗装設計は、道路の使用可能寿命の間、予想される走行荷重（ＥＳＡＬ）及び車両の移動の周囲に構築される。等価単軸荷重（ＥＳＡＬ）は、１８０００ｌｂｓであり、又は４輪のおおよその単台車軸に等しい。舗装に触れる４つ（荷重）のトラックのタイヤのおおよその表面積は、舗装表面に約９０平方インチ又は約２００ｐｓｉの荷重である。移動速度に依存して、荷重接地面積は、最大平均４５°に広がり、この面積は、１インチの舗装深度で、タイヤと舗装との間の接触点で生じる約２倍又は大部分の移動領域の約１８０インチまで増加する。
１．０ｐｓｉは、１９５ジュールのエネルギーに対応する。そのため、１つの１８０００ポンドの回転する単台車軸の荷重（１ＥＳＡＬ）は、６０ｍｐｈの速度で移動し、表面２インチの駆動面に３９０００ジュールのエネルギーを連続的に送っている。
０．００５’’のＴＳＴＳ幅を仮定すると、６０ｍｐｈの表面速度で、それぞれのエネルギー移動点のドエルタイムは約１３ミリ秒である。ＴＳＴＳ指数（１／１００００）によって３９０００ジュールを変換すると、送られるエネルギーは３９０００００００ジュール（３９０メガジュール）である。１．０ジュール／秒＝１．０ワットであるため、放散エネルギー（電位）は、３０ワットの電球によって使用されるエネルギーに等しく、ヒトの髪の毛の直径未満のアスファルトポリマー膜の接触点によって全てなされる。別の方法で表現するとすれば、この単台車軸がそれぞれ３フィートの車両痕を移動するとき、６７０個の電球を点灯させるのに充分なエネルギーが、下地舗装接着剤を通って放散される。銅等の知られている導体を通って送られ、放散されるこの大きなエネルギーは、信頼できる金属構造を著しく過熱し、急速な燃え尽きを導くことが予想されるだろう。このエネルギー量子は、何年もかけて繰り返し送られ、アスファルトの有機構造を直ぐに溶融し、焦がし、破壊することが予想させる。この現象は、分子レベルで生じるが、分解及び不良メカニズムの出現は慢性的で、進行性の破壊であり、不良メカニズムを理解し、それによって軽減する革新を示すための調査を必要とする。
圧延荷重応力伝達原子スケール動力学
圧倒的多数の表面は原子的に平坦ではなく、２つのこのような表面が触れる場合、表面の間の接触が、インターロック凹凸においてのみ生じる。この結果は、エネルギー伝達が明白な（肉眼の）接触領域と独立していながら、実際には、真の接触面に比例する。放散エネルギーを評価することができる多くのレベルの幾何学的複雑性がありながら、石−バインダー石（ｓｔｏｎｅ−ｏｎ−ｂｉｎｄｅｒ−ｏｎ−ｓｔｏｎｅ）の根本的な理解が図１６に描写される。
隣接する荷重負荷接触との間の接触点において、荷重前から荷重後の位置は、微小な機械的歪みを生じるが、これらの点の間の柔軟な膜及び外側への発生は、不規則なトポロジーから成る不整合なインターフェースの開かれたニッチに転がる又は移動する粒子のようにふるまう。分子は、常に、局所エネルギー最小を見つける。したがって、舗装表面における圧延荷重の通過に関連する高い強度のエネルギー破裂が接触橋で通過し始めながら、周囲の溝の非常に大きい部分が活性化して、「仕事量」を拡散し、放散する。ここに、アスファルトの脆化に関連する不良メカニズムが最も理解され、及びこのメカニズムを軽減する機会が最適効果の最高の好機を有することが示される。
ＥＳＡＬ圧延荷重は、動いているフォノニック波の石結晶質構造の振動に機械的に移動する。この振動のエネルギーは、ＴＳＴＳによって、密に圧縮された凝集体構造の隣接する石に移動する。ＴＳＴＳは、ぎっしり詰まり始める蓄積されたフォノニック波について急速な移動になり、その後、その石部分に保存されたエネルギーに変換する、又は弾性波の形態で接着剤結合線に沿って、タワー波で隣接する石に渡るカウンター波が形成される石に密度が反射し戻る。道路表面及び下地基材が増加した太陽光線又は走行荷重を受けるとき、システム内のエネルギーが平衡状態を探し続ける。
アスファルトは、４つのカテゴリー：飽和物、芳香族化合物、樹脂及びアスファルテン（ＳＡＲＡ）に特徴付けることができる。道路アスファルトは、概して、以下の範囲：１〜４％の飽和物、１８〜３０％の芳香族化合物、１８〜３０％の樹脂及び８〜３５％のアスファルテンで、これらの分子要素から成る。ＳＡＲＡ組成物は、概して、連続位相として示されるＳＡＲ及び懸濁相であるマルテン相及びアスファルテン相を有する２相材料として検討される。ＴＳＴＳの非常に高いエネルギー移動領域において、フォノニック波は、プラズモンの形態で、ポラリトン前駆体を形成する。樹脂は、極性芳香族化合物及び本質的にナフテン系構造である芳香族化合物であり、及び非極性であり、実際には、アスファルテンコアの周囲に、マンテルの形態で超凝集体を形成する。アスファルテンが極性である場合、マントルの厚みを誘導し、保持することに対する影響が、その副凝集体の寸法を約２〜３倍小さくする。ＴＳＴＳの内部で作られる非常に高い圧力は、４５０〜５５０ナノメートル（ｎｍ）の領域にあるプラズモンの茂みから「強制波長」を送り、この波長を樹脂及び芳香族構造（複数可）の最も近い分子領域に送ることは、光照射（ｐｈｏｔｏｉｌｌｕｍｉｎａｔｅ）し、音子−ポラリトンカスケードを生じさせる。
直接の周囲の石アスファルトインターフェースに戻るこの最初の光照射は、予め増強されたプラズモン環境も有し、鎖反応を発生し、複数のポラリトン放出、短い期間であるが、これらのポラリトンの温度が１６００〜２０００°Ｆ以上にあると予想されるため、複数の同時発生的な落雷に類似するものを形成する。ポラリトンのピーク波長は、現在のＡＡＳＨＴＯ加速化酸化的老化プロトコルによって生成されるＰＡＶワット密度より指数関数的に大きいワット密度を有する７００〜９００ｎｍの範囲にある。
ポラリトン放出は、一度に２、３個の分子しかない場合、樹脂及び芳香族構造の延性の低分子量の炭化水素鎖を急速に脱水素化するのに充分なエネルギーを有する。１日あたり数千の車両の移動は、結果的に、舗装のバルク特性を持続的に喪失させる。舗装断面の上部から下部にかけて非対称のエネルギー放散によって、予想することができるように（及び実際の場合）、舗装の脆化が、道路表面の最上部領域で始まる。１０年で、上部１／２”が、表面のひび割れ及びラベリングで脆化する。１２年で、１”の深さまで進み、１５年で２”下の深さにまで拡がる。
アスファルトの接着剤及び可撓性の特徴の多くは、樹脂及び芳香族分子構造によって提供される。アスファルテンは、スーパーコイル化され、高分子量（５０，０００ダルトン超）であり、ポラリトン放出のエネルギーによる影響を受けない高度な炭素質構造である。この脱水素化が、これらの脆弱な樹脂及び芳香族分子を短くし、それによって、舗装の柔軟性の進行的喪失を誘導する。脱水素化のステージは、石間中間領域にトラップされた空気と組み合わせて、解放された水素原子の副産物として、Ｈ２Ｏの形成を含む。アスファルト−石境界層の深くの水の存在は、凝集物の金属酸化物化学で、−ＯＨ基を形成することによって、アスファルト−石間の接着統合性を進行的に分解する。カルボン酸及びスルホキシドイオンは、この工程の間にも生成される有害な副産物でもある。この工程は、酸化的脆化として特徴付けられる。
ポリマー改質剤
長期舗装プログラム（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｐａｖｉｎｇ Ｐｒｏｇｒａｍ（ＬＴＰＰ））は、「Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｆａｉｌｓ ｄｕｅ ｔｏ ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｅｍｂｒｉｔｔｌｅｍｅｎｔ」という項目で、２５年間の試験を要約している。ＳＢＳ、ＥＶＡ等の未使用ポリマーの導入は、２相のアスファルトの移入及び分離を安定化することを助けるが、概して、この酸化的脆化プロセスに対して充分な電気−化学的軽減を加えていない。
充分な密度のナノ−カーボンクラスターを含むアスファルト改質剤の導入は、実質的に酸化的脆化プロセスを軽減することができる。それによって、通常のポリマー改質アスファルト設計混合物を上回って、ＡＣ舗装の柔軟性及び耐疲労性を長年延長している。
ナノカーボンクラスター
ブラックマスターバッチ（ＢＭＢ−１）タイヤゴムは、特に、７００〜２００００ｎｍの範囲の赤外線エネルギーの効果的な高いエネルギー減衰効果を実証している昔から存在する材料である。ＢＭＢ−１は、通常、カーボンブラック：ゴムの３０：７０の組成である。カーボンブラックは、ゴムに粉砕され、シグマブレード又はＢａｎｂｕｒｙ設計等の高せん断力の内部ミキサーを使用することによって、天然ゴム及びスチレンブタジエンエラストマーのブレンドであることが多い。目標のクラスター構成は、１０〜５０ｎｍパケットまでの分散を有する完全な分布であり、相互侵入エラストマーネットワークに完全に組み込まれる。一次カーボンブラック加工が終了した後、架橋剤が添加されて、ＢＭＡ−２を達成する。
このように形成されたカーボンブラッククラスターの動作は、おおよそのナノカーボンクラスター（ＮＣＣ）物理学について理解する成長体に接着する。最も顕著なこととして、ＮＣＣは、特に、ＩＲ領域において、電磁気エネルギーがクラスターに送られる内部通路で、極めて高分子の表面領域を示し、飛行時間型がフェムト秒のスケールで中断され、遠いＩＲにおいて非常に少ないエネルギー波長として、マイクロ波バンド幅に再放射されるため、断片化される。
これは、樹脂及び芳香族の脱水素化に対する電磁駆動装置を軽減するためにまさに必要とされることである。しかし、アスファルト媒体とＢＭＢとの原子レベルでの分散的親密度が、最適なアスファルト応力遮断及び安定化（Ｓ３）を達成するために必要である。
ナノカーボンクラスターが考慮される場合、その他のナノクラスター、例えば、シリコンクラスター又はナノメートル寸法（例えば、１〜１０ｎｍ）のその他の固体クラスターも使用することができる。
加工方法
ＢＭＢ−１構造は軟化し、加熱されたアスファルト内部の懸濁相に分散する。ステーターとローター機構との間の極めて高い又は超高せん断は、これらの媒体を統合するための市販されている手段であるが、弾性のＢＭＢ−１材料は、約１００ミクロンの大きさで、粒子均衡状態に到達し、結果として、表面吸着が最も親密である。これは、効果的な結果を達成するのに不充分な親密性である。ＢＭＢ−１型の材料を加熱されたアスファルト等の低粘度材料に合わせる新しい方法が考案された。
この装置は、混合反応器（ＩＦＲ）として呼ばれる。２つの、さもなくば予想されない能力：１）オープンブレードミキサーの高速混合作用、及び２）混合押出機の衝突楔作用を有するように設計された。単段型装置が図１７Ａ及び１７Ｂに記載される。
ＮＮＣ及びＩＦＲはＳ３アスファルトを生み出す
２０：８０のＢＭＢ（ＰＴＲ）：アスファルトの分子混入は、樹脂−芳香族−アスファルテンを脱マンテル化（ｄｅ−ｍａｎｔｅｌｉｚｅ）し、ナノクラスターをマイクロリーフし、ＢＭＢを相互侵入し、このブレンドを、石間中間インターフェースによるエネルギー放散を均一に分布させるビチューメン充填エラストマーに完全に均一化／分散する。ポラリトン放出及びその他の高エネルギー濃度の損傷がビチューメン成分を攻撃することができないように、光ルミネセンス活性は崩壊する。酸化的脆化プロセスの崩壊は、１）ＡＣ舗装の耐疲労性、２）延長された維持サイクル、３）有用年数及び４）ライフサイクルコストの実質的な改善をもたらす。
例示的方法、装置及び組成物
方法１：加硫ゴム粒子を含む水性スラリー及び有機金属化合物を、キャビテーションを有する位相空間を生成するように構成された電気機械的反応器に導入して、スルフィド結合の破壊と調和するように加硫ゴム粒子のゴムマトリックスのデラミネーションを誘導する、改質ゴムを調製する方法。
方法２：転位されたスルフィド結合を最構築して、マトリックススルフィド架橋の内部に、架橋され、再配列された積層体を構築することをさらに含む、方法１に記載の方法。
方法３：デラミネーションが加硫ゴム粒子の剛直なスルフィド架橋部分に結合し、元のアリルカルボカチオンに係留されたままで、元のメチルカルボカチオンに結合しなくなる、方法１に記載の方法。
方法４：有機金属化合物が八面体形分子構造を有する金属を含む、方法１に記載の方法。
方法５：有機金属化合物がＣｏ２＋，Ｃｕ２＋，Ｎｉ２＋，Ｚｎ２＋及びＭｎ２＋から成る群から選択される金属イオンを含む、方法１に記載の方法。
方法６：有機金属化合物が金属イオンに対するリガンドとして、有機アニオンを含む、方法１に記載の方法。
方法７：前記有機アニオンが酢酸イオンを含む、方法６に記載の方法。
方法８：有機金属化合物が酢酸銅である、方法１に記載の方法。
方法９：有機金属化合物が１１５〜１５０℃の範囲で固体から液体に位相変化する金属塩である、方法１に記載の方法。
方法１０：電気機械的反応器内の温度が冷却ジャケット又は冷却コイルを使用することで周囲温度に維持される、方法１に記載の方法。
方法１１：加硫ゴムクラムが２００メッシュよりも大きい粒径を有する、方法１に記載の方法。
反応器１２：複数のスロットを有するローター及びステーターを含む電気機械的反応器であって、電気機械的反応器は、混入空気、有機金属化合物及び粉砕タイヤゴム粒子の混合物を、キャビテーションを受ける液体中で生成することによって位相空間環境を作るように構成される。
マトリックス１３：２つ以上のエラストマーの相互侵入ネットマークを含むゴムベースの不均一マトリックスであって、このネットワークが、１０ｎｍ〜５ミクロンの平均間隔を有し、スルフィド架橋され、再配列された、混在した積層体を含み、それぞれの積層体は２つ以上のエラストマーの１つを含む。
マトリックス１４：積層体内に分散されるカーボンブラックをさらに含む、マトリックス１３に記載のマトリックス。
マトリックス１５：２つ以上のエラストマーが未使用の天然ゴム及び粉砕タイヤゴムに由来するエラストマーを含む、マトリックス１３に記載のマトリックス。
マトリックス１６：２つ以上のエラストマーが未使用のスチレンブタジエン／ブタジエンゴム及び粉砕タイヤゴムに由来するエラストマーを含む、マトリックス１３に記載のマトリックス。
マトリックス１７：２つ以上のエラストマーの２つが異なる骨格化学構造を有する、マトリックス１３に記載のマトリックス。
マトリックス１８：異なる骨格化学構造を有する前記２つ以上のエラストマーの２つが一緒に織られて、次いで、互いに別々に架橋される、マトリックス１３に記載のマトリックス。
シート１９：マトリックス１３に記載のゴムベースの不均一マトリックスのシート。
シート２０：幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性を示し、幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性は、１．１：１〜３：１である、シート１９に記載のシート。
積層体２１：シート１９に記載のシートを複数含む積層体。
積層体２２：シートのそれぞれが１０〜７０ミクロンの厚みを有する、積層体２１に記載の積層体。
積層体２３：シートのそれぞれが隣接するシートに真空熱融合し、架橋される、積層体２１に記載の積層体。
積層体２４：シートのそれぞれが隣接するシートの異方性粒子に対して３０〜４５°配向する、積層体２１に記載の積層体。
構造２５：結合されていない、レプテーションされた内部形態を有する粉砕タイヤゴム複合体構造であって、この形態の剛直なスルフィド結合の部分がそれぞれ、元のアリルカルボカチオンに係留され、元のメチルカルボカチオンに結合しない。
加硫ゴム２６：剛直なスルフィド結合の部分がそれぞれ、元のアリルカルボカチオンに係留され、元のメチルカルボカチオンで結合しなく、加硫ゴムの内部のポリマー骨格の部分はアセテート部分によって置換される、加硫ゴム。
連結置換されるゴム２７：本明細書に実質的に記載の、連結置換されるゴム。
物品２８：本明細書に記載の連結置換されるゴム産物を含む、タイヤトレッド、タイヤ
サイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバライニング、トレンチライニング、橋下葺材、ワイヤーハーネスラップ、自己結合性ワイヤーハーネスラップ、靴底、ゴム長靴、絶縁テープ、防水下地、防水駐車場ガレージ、ホース、ベルト、又は成形物。
ゴムタイヤ２９：タイヤ中の３重量％〜１５重量％のゴムが本明細書に記載の方法によって実質的に調製されるゴムタイヤ。
ゴムタイヤ３０：タイヤ中の１５重量％〜１００重量％のゴムが、本明細書に実質的に記載の方法によって調製される、ゴムタイヤ。
タイヤトレッド３１：本明細書に実質的に記載の連結置換されるゴムを１０重量％〜５０重量％含むタイヤトレッド。
タイヤサイドウォール３２：本明細書に実質的に記載の連結置換されるゴムを５重量％〜１００重量％含むタイヤサイドウォール。
アスファルト−ゴムバインダー３３：本明細書に実質的に記載の連結置換されるゴムを５重量％〜９５重量％含むアスファルト−ゴムバインダー。
アスファルト乳化液３４：本明細書に実質的に記載の連結置換されるゴムを５重量％〜９５重量％含むアスファルト乳化液。
アスファルトルーフィング材料３５：本明細書に実質的に記載の連結置換されるゴムを５重量％〜９５重量％含むアスファルトルーフィング材料。
方法３６：ポリマーマトリックスを調製する方法であって、加硫ゴム粒子、補助ポリマー及び有機金属化合物を混合物に統合し、スルフィド結合の破壊と調和するように加硫ゴム粒子のゴムマトリックスのデラミネーションを誘導し、補助ポリマーのポリマーマトリックスへの架橋を誘導し、それによってポリマーマトリックスがカーボンブラック粒子を内包することを含む。
方法３７：統合は混合物に圧力を適用することを含む、方法３６に記載の方法。
方法３８：統合はローラーミルで合わせることを含む、方法３６に記載の方法。
方法３９：担体流体としての水の非存在下で、統合が行われる、方法３６に記載の方法。
方法４０：転位されたスルフィド結合を再構築して、マトリックススルフィド架橋の内部に、架橋され、再配列された積層体を構築することをさらに含む、方法３６に記載の方法。
方法４１：デラミネーションが加硫ゴム粒子の剛直なスルフィド架橋部分に結合し、元のアリルカルボカチオンに係留されたままで、元のメチルカルボカチオンに結合しなくなる、方法３６に記載の方法。
方法４２：有機金属化合物が八面体形分子構造を有する金属を含む、方法３６に記載の方法。
方法４３：有機金属化合物がＣｏ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋及びＭｎ２＋から成る群から選択される金属イオンを含む、方法３６に記載の方法。
方法４４：有機金属化合物が金属イオンに対するリガンドとして、有機アニオンを含み、任意に有機アニオンが酢酸イオンを含む、方法３６に記載の方法。
方法４５：有機金属化合物が酢酸銅である、方法３６に記載の方法。
方法４６：有機金属化合物が１１５〜１５０℃の範囲で固体から液体に位相変化する金属塩である、方法３６に記載の方法。
方法４７：電気機械的反応器内の温度が冷却ジャケット又は冷却コイルを使用することで周囲温度に維持される、方法３６に記載の方法。
方法４８：加硫ゴムクラムが２００メッシュ超の粒径を有する、方法３６に記載の方法。
ポリマーマトリックス４９：耐用年数を終えたタイヤ由来ゴム及び少なくとも１つの補助ポリマーの架橋ネットワークを含み、カーボンブラック及び／又はグラフェン粒子を内包するポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５０：補助ポリマーが未使用天然ゴムを含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５１：補助ポリマーがスチレン／ブタジエンゴムを含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５２：耐用年数を終えたタイヤ由来ゴム及び補助ポリマーが異なる骨格化学構造を有する、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５３：５ミクロン未満の効果的な粒径を有する、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５４：少なくとも１つの補助ポリマーがヒドロキシル含有ポリマーを含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５５：少なくとも１つの補助ポリマーが植物油を含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５６：少なくとも１つの補助ポリマーが大豆油、ヒマシ油、亜麻仁油、ヒマワリ油、又は水素化大豆油を含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
ポリマーマトリックス５７：少なくとも１つの補助ポリマーが未使用のスチレン−ブタジエン−スチレン又は未使用のブタジエンゴムを含む、ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックス。
物品５８：ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスのシート。
物品５９：幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性を示し、幅方向
の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性が、少なくとも１．１：１、任意に１．１：１〜３：１である、物品５８に記載のシート。
物品６０：物品５８に記載のシートを複数含む積層体。
物品６１：シートのそれぞれが１０〜７０ミクロンの厚みを有する、物品６０に記載の積層体。
物品６２：シートのそれぞれが隣接するシートに真空熱融合し、架橋される、物品６０に記載の積層体。
物品６３：シートのそれぞれが隣接するシートの異方性粒子に対して３０〜４５°配向する、物品６０に記載の積層体。
物品６４：ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスを含む、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバライニング、トレンチライニング、橋下葺材、ワイヤーハーネスラップ、自己結合性ワイヤーハーネスラップ、靴底、ゴム長靴、絶縁テープ、防水下地、防水駐車場ガレージ、ホース、ベルト、又は形成物。
物品６５：ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスを含む放射線遮蔽材料。
物品６６：ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスを含む舗装材料。
物品６７：アスファルトにおけるポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスの懸濁液。
物品６８：密粒度凝集物、並びに密粒度凝集物の衝突点に関連するエネルギー移動領域において混合されたアスファルト分子及びナノカーボンクラスターの膜を含む舗装材料であって、凝集物は結晶質構造を有し、ナノカーボンクラスターは、舗装材料の圧延荷重によってエネルギー移動領域において生成されるポラリトン放出のエネルギーからアスファルト分子を遮蔽し、及び／又は安定にするように適合される、舗装材料。
物品６９：密粒度凝集物の衝突点に関連するエネルギー移動領域において混合されたアスファルト分子及びナノカーボンクラスターの膜であり、ナノカーボンクラスターが耐用年数を終えたタイヤクラムラバーに由来し、任意に、膜が物品６７を含む、物品６８の舗装材料。
物品７０：ポリマーマトリックス４９に記載のポリマーマトリックスを含むブラックマスターバッチ。
図及び前述において本開示を詳細に説明してきたが、このような図及び説明は、説明又は例示であり、制限するものではないものと考えていただきたい。本開示は、開示される実施形態に限定されない。本開示の実施形態の変形例が理解され、図、本開示及び添付の請求項の研究から、請求の開示を実施において、当業者に影響を与える可能性がある。
本明細書に記載の参考文献は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる刊行物及び特許又は特許出願が本明細書に含まれる範囲開示に相反する範囲で、本明細書は、この相反する材料に取って変わる及び／又は先立つことが意図され
る。
他に断りの無い限り、全ての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、当業者にとって通常の慣例的な意味が与えられ、本明細書に明示的に示されない限り、特別又はカスタマイズした意味に限定されない。本開示の特定の特徴又は態様を記載する場合に、特定の用語の使用が、その用語が本明細書に再定義されて、その用語が関連する本開示の特徴又は態様の特定の特徴を含むように制限されることを意味しないことに留意されたい。特に添付の請求項の本出願で使用される用語並びにフレーズ及びその変形例は、他に明示的に示されない限り、限定に対立するものとして、オープンエンドとして考えられるべきである。前述の例として、用語「含む」（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）は、「限定せずに含む」、「限定されないが含む」等と読まれるべきであり、本明細書で使用される用語「含む」（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）は、「含む」（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」）、又は「〜によって特徴付けられる」（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ）と同義であり、包含又はオープンエンドであり、追加の、記載されていない要素又は方法ステップを除外せず、用語「有する」は、「少なくとも有する」として解釈されるべきであり、用語「含む」（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）は、「限定されないが含む」として解釈されるべきであり、用語「例」は、その網羅的又は限定リストではなく、「周知の」、「通常の」、「標準的な」等の形容詞、及び同様の意味の用語は、所与の期間又は所与の期間に利用可能な項目に、記載の項目を限定するものとして理解されるべきではないが、現在又は未来の任意の時に使用可能であり、又は周知であり得る周知の、通常の又は標準的な用語を包含すると読まれるべきであり、「好ましくは」、「好まれる」、「所望される」又は「望ましい」等の用語及び同様の意味の用語の使用は、特定の特徴が本発明の構造又は機能によって欠かせない、本質的又は非常に重要であることを意味するものとして理解されるべきではないが、本発明の特定の実施形態で使用されても、使用されなくてもよい代替又は追加の特徴を強調することを単に意図している。同様に、「及び」で連結される用語の群は、項目のそれぞれ及び全てがこのグループ分けに存在することを要求するものとして読まれるべきではなく、むしろ、他に明示的に断りの無い限り、「及び／又は」として読まれるべきである。同様に、「又は」で連結される用語の群は、そのグループで相互排他性を要求するものとして読まれるべきではなく、むしろ、他に明示的に断りの無い限り、「及び／又は」として読まれるべきである。
値の範囲が提供される場合、上限値及び下限値並びに範囲の上限値と下限値の間の値のそれぞれが実施形態に包含されることが理解される。
本明細書の実質的に複数及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、その内容及び／又は適用に適切であるように、複数から単数、及び／又は単数から複数に翻訳することができる。様々な単数／複数の順列が、明白性のために、本明細書に明示的に記載され得る。不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外しない。単一の処理装置又はその他のユニットは、請求項に記載のいくつかの項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実だけで、これらの手段の組み合わせが有利に使用することができないことを示さない。請求項の引用符号は、範囲を限定するものとして考えられるべきではない。
特定の数の導入される請求項を記載しようとする場合、その意図が請求項に明示的に記載され、このような記載がない場合、その意図が存在しないことがさらに理解される。例えば、理解するために、以下の添付の請求項は、請求項の記載を導入するために、請求項の「少なくとも１つ」及び「１つ以上」という導入句の使用を含み得る。しかしながら、このような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」によって請求項の記載の導入が、たった１つの記載を含む実施形態に対するこの導入された請求項の記載を含む特定の請求項を限定することを示すと解釈されるべきではなく、同請求項が「１つ以上」又は「少なく
とも１つ」といった導入句、及び不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」を含む場合であっても同様であり（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は、概して「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである）、請求項の記載を導入するために使用される不定冠詞の使用にも当てはまる。さらに、特定の数の導入される請求項の記載が明示的に示される場合であっても、当業者は、この記載が、概して、少なくとも記載される数を意味すると解釈すべきである（例えば、他に修飾子のない「２つの記載」という単なる記載は、通常、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ等」に類似の慣例的な言葉を使用する例では、概して、当業者がこの慣例的な言葉を理解するような意味で意図される（例えば、Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つを有するシステムは、限定されないが、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ及びＣを共に有するシステムを含む）。「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ等」に類似の慣例的な言葉を使用する例では、概して、当業者がこの慣例的な言葉を理解するような意味で意図される（例えば、Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つを有するシステムは、限定されないが、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、Ａ及びＢを共に、Ａ及びＣを共に、Ｂ及びＣを共に、及び／又はＡ、Ｂ及びＣを共に有するシステムを含む）。実質的に２つ以上の代替の用語を示す離接的な用語及び／又は句は、記述、請求項又は図の何れにおいても、用語の１つ、用語の何れか又は両方の用語を含む可能性があることが理解されるべきであることが、当業者によってさらに理解される。例えば、句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むことが理解される。
本明細書で使用される成分の量、反応条件等を示す数はすべて、「約」という用語によって、全ての例において修正されることが理解される。したがって、反対のことを示していない限り、本明細書に記載の数値は、得られようとする望ましい特性に応じて変化し得る近似値である。少なくとも、本出願に優先権を主張する出願の請求項の範囲に、同等の説の適用を限定することを意図しようとしないで、数値のそれぞれは、有効数字及び通常の丸め誤差の観点で解釈されるべきである。
さらに、明白性及び理解のために、図及び例で詳細に記載してきたが、特定の変化例及び変形例が実施され得ることは当業者に明らかである。したがって、記載及び例は、本発明の範囲を本明細書に記載の特定の実施形態及び例に限定すると理解されるべきではなく、むしろ、本発明の本来の範囲及び趣旨から生じる修正例及び代替例をすべて網羅する。

Claims (35)

  1. 密粒度凝集物を含み、前記凝集物が結晶質構造を有し、並びに
    密粒度凝集物の衝突点に関連するエネルギー移動領域において混合されたアスファルト分子及びナノカーボンクラスターの膜を含み、前記ナノカーボンクラスターが、舗装材料の圧延荷重によってエネルギー移動領域において生成されるポラリトン放出のエネルギーからアスファルト分子を遮蔽し、及び／又は安定にするように適合される、舗装材料。
  2. 前記ナノカーボンクラスターが耐用年数を終えたタイヤクラムラバーに由来する、請求項１に記載の舗装材料。
  3. 前記膜が、耐用年数を終えたタイヤ由来ゴム及び少なくとも１つの補助ポリマーの架橋ネットワークを含むポリマーマトリックスを含み、前記ポリマーマトリックスがカーボンブラック及び／又はグラフェン粒子を内包する、請求項１に記載の舗装材料。
  4. 耐用年数を終えたタイヤ由来ゴム及び少なくとも１つの補助ポリマーの架橋ネットワークを含み、カーボンブラック及び／又はグラフェン粒子を内包する、ポリマーマトリックス。
  5. 前記補助ポリマーが未使用天然ゴムを含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  6. 前記補助ポリマーがスチレンブタジエン／ブタジエンゴムを含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  7. 前記耐用年数を終えたタイヤ由来ゴム及び前記補助ポリマーが異なる骨格化学構造を有する、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  8. ５ミクロン未満の効果的な粒径を有する、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  9. 前記少なくとも１つの補助ポリマーがヒドロキシル含有ポリマーを含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  10. 前記少なくとも１つの補助ポリマーが植物油を含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  11. 前記少なくとも１つの補助ポリマーが大豆油、ヒマシ油、亜麻仁油、ヒマワリ油、又は水素化大豆油を含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  12. 前記少なくとも１つの補助ポリマーが未使用のスチレン−ブタジエン−スチレン又は未使用のブタジエンゴムを含む、請求項４に記載のポリマーマトリックス。
  13. 請求項４に記載のポリマーマトリックスのシート。
  14. 幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の異方性を示し、幅方向の引っ張り力に対する長さ方向の引っ張り力の前記異方性が、少なくとも１．１：１、任意に１．１：１〜３：１である、請求項１３に記載のシート。
  15. 請求項１３に記載のシートを複数含む積層体。
  16. 前記シートのそれぞれが１０〜７０ミクロンの厚みを有する、請求項１５に記載の積層
    体。
  17. 前記シートのそれぞれが隣接するシートに真空熱融合し、架橋される、請求項１５に記載の積層体。
  18. 前記シートのそれぞれが隣接するシートの異方性粒子に対して３０〜４５°配向する、請求項１５に記載の積層体。
  19. 請求項４に記載のポリマーマトリックスを含む、タイヤトレッド、タイヤサイドウォール、ルーフィング膜、高誘電性絶縁テープ、タンクライニング、リザーバライニング、トレンチライニング、橋下葺材、ワイヤーハーネスラップ、自己結合性ワイヤーハーネスラップ、靴底、ゴム長靴、絶縁テープ、防水下地、防水駐車場ガレージ、ホース、ベルト、又は形成物。
  20. 請求項４に記載のポリマーマトリックスを含む放射線遮蔽材料。
  21. 請求項４に記載のポリマーマトリックスを含む舗装材料。
  22. アスファルトにおける請求項４に記載のポリマーマトリックスの懸濁液。
  23. 加硫ゴム粒子、補助ポリマー及び有機金属化合物を混合物に統合し、スルフィド結合の破壊と調和するように加硫ゴム粒子のゴムマトリックスのデラミネーションを誘導し、補助ポリマーのポリマーマトリックスへの架橋を誘導し、それによって前記ポリマーマトリックスがカーボンブラック粒子を内包することを含む、ポリマーマトリックスを調製する方法。
  24. 統合は前記混合物に圧力を適用することを含む、請求項２３に記載の方法。
  25. 統合はローラーミルで合わせることを含む、請求項２３に記載の方法。
  26. 担体流体としての水の非存在下で、結合が行われる、請求項２３に記載の方法。
  27. 転位されたスルフィド結合を再構築して、マトリックススルフィド架橋の内部に、架橋され、再配列された積層体を構築することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
  28. デラミネーションが前記加硫ゴム粒子の剛直なスルフィド架橋部分に結合し、元のアリルカルボカチオンに係留されたままで、元のメチルカルボカチオンに結合しなくなる、請求項２３に記載の方法。
  29. 前記有機金属化合物が八面体形分子構造を有する金属を含む、請求項２３に記載の方法。
  30. 前記有機金属化合物がＣｏ２＋、Ｃｕ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋及びＭｎ２＋から成る群から選択される金属イオンを含む、請求項２３に記載の方法。
  31. 前記有機金属化合物が前記金属イオンに対するリガンドとして、有機アニオンを含む、請求項２３に記載の方法。
  32. 前記有機アニオンが酢酸イオンを含む、請求項３１に記載の方法。
  33. 前記有機金属化合物が酢酸銅である、請求項２３に記載の方法。
  34. 前記有機金属化合物が１１５〜１５０℃の範囲で固体から液体に位相変化する金属塩である、請求項２３に記載の方法。
  35. 前記加硫ゴム粒子が２００メッシュよりも大きい粒径を有する、請求項２３に記載の方法。
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