JP4104031B2 - 再生ゴム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃タイヤ等の加硫ゴムを再利用するためにこれらを脱硫処理をして得られる再生ゴムに関し、再生処理されたゴムはタイヤへの再利用、あるいはアスファルト等の改質材としての利用等に供される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、廃タイヤ等の加硫ゴムの架橋構造を破壊することによって再生させ、未加硫ゴムと同様の目的に使用可能とする方法は種々提案されている。例えば、日本において加硫ゴムの再生法として広く普及しているＰＡＮ法は、高圧蒸気で数時間脱硫処理を施すものである。また、一軸押出機による連続再生法であるリクラメータ法は、剪断力による連続脱硫処理として知られている。かかる剪断力と熱により加硫ゴムを再生脱硫する最新技術としては、例えば、特開平９−２２７７２４号および特開平１０−１７６００１号公報に開示されたものが知られている。
【０００３】
また、その他の加硫ゴムの再生処理方法として、高速混合脱硫、マイクロ波脱硫（（ＳｉＲ，ＦｉＸ；Elastomerics，１１２（２）３８（１９８０）、特公平２−１８６９６号公報）、放射線脱硫および超音波脱硫等が提案され、一部実施化されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、加硫ゴムの再生処理方法は種々提案されているが、かかる処理方法により得られる再生ゴムはその性能の面で十分とはいえず、再生ゴムの性能面からの研究が十分になされているとはいえないのが現状であった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、脱硫処理により得られる再生ゴムにおいて、常に優れた性能を有する再生ゴムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく再生ゴムのゲルとゾルの割合に着目して鋭意検討した結果、ゲルに対するゾルの割合等を特定範囲内とすることにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明の再生ゴムは、加硫ゴムを脱硫処理することにより得られる再生ゴムにおいて、ゲルに対するゾルの割合が１０〜８０％であり、前記ゾルのゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による重量平均分子量（Ｍｗ）が２００００〜３０００００の範囲内であり、かつ前記ゲルの膨潤度が３．０〜２０．０であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、前記割合が２０〜６０％であることが好ましく、また前記ゾルのゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による重量平均分子量（Ｍｗ）が３００００〜２５００００の範囲内であることが好ましい。更に、前記ゲルの膨潤度が４．０〜１５．０であることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、発明の具体的な実施の形態について説明する。
本発明において、再生の対象とする加硫ゴムとは、ポリマーに、硫黄または硫黄化合物を混合し、炭素主鎖間にモノスルフィド結合、ジスルフィド結合、ポリスルフィド結合等の多種の硫黄架橋結合を形成させ、ゴム弾性を示すようにした物質である。
【００１０】
上記ポリマー成分としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンターポリマー）、アクリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等を挙げることができる。
【００１１】
かかる加硫ゴムは、ゴムタイヤ、ウェザーストリップ、ホース類等の使用済み廃材、成形の際に生成する不要の端材、成形不良品等から得られる。
【００１２】
本発明において、加硫ゴムの脱硫処理は化学試薬法の他に剪断応力を加える等により行うことができ、特に制限されるべきものではない。
【００１３】
廃棄加硫ゴムに剪断応力を加える際には、剪断応力を加えると同時に、廃棄加硫ゴムを加熱することができる装置を使用することが好ましく、かかる装置としては、例えば、二軸押出機、バンバリーミキサ等が挙げられる。また、脱硫処理時間も、特に制約はないが、例えば１〜５分間行うことができる。
【００１４】
上述の脱硫処理により得られる本発明の再生ゴムは、ゲルに対するゾルの割合が１０％以上８０％以下、好ましくは２０％以上６０％以下である。この割合が１０％未満だとゲル分が多過ぎて、硫黄等の後添加剤が十分練り込めず、再生ゴムの性能が低下する。一方、８０％を超えると逆にゾル分が多過ぎて、硫黄添加による架橋構造を付与しても十分その効果が得られない。また、本発明の再生ゴムは、ゾルのＧＰＣによる重量平均分子量（Ｍｗ）が２００００以上３０００００以下、好ましくは３００００以上２５００００以下、より好ましくは５００００以上２０００００以下である。Ｍｗの値が２００００未満だと架橋構造のネットワーク形成が不十分で、良好な性能が得られない。一方、３０００００を超えると処理材料の粘性が高過ぎて、作業性が大幅に低下する。
【００１５】
さらに、本発明の再生ゴムは、ゲル膨潤度が３．０以上２０．０以下、好ましくは４．０以上１５．０以下である。ゲル膨潤度が３．０未満だとゲルのネットワークの解離が不十分で、再生ゴムとして加硫した際、ゲルが異物として作用し、ゴムとしての良好な性能が得られない。一方、２０を超えるとゲル内部における主鎖切断が著しく、そのため再加工した加硫ゴムの性能が低下する。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
試料の調製を下記（１）〜（３）に示す各種脱硫法を採用して、下記の配合内容のゴム組成物を１５０℃で４０分加硫したものを５ｍｍ×５ｍｍに切断し、脱硫処理することにより行った。
【００１７】

【００１８】
試料の調製
（１）バンバリー法
東洋製機（株）製のプラストミルＢＲ−２５０使用、最高温度領域の温度：１００〜２５０℃、回転数：３０〜１００ｒｐｍ
（２）二軸押出法
池貝鉄工（株）製の二軸押出機ＰＣＭ４５使用、最高温度領域の温度：１００〜３００℃、回転数５０〜１５０ｒｐｍ
（３）化学試薬法
ｏ−ジクロロベンゼンに浸漬させた後、加熱処理 温度：１００〜２００℃、浸漬時間：１〜１０時間
以上、３つの処理法を用いて、その条件を変化させて処理を行った。かかる処理により得られた再生ゴムに対し、下記の表１に示す各種値を求めた。
【００１９】
表中、ゲルの測定は次のようにして行った。
先ず、再生ゴム約０．５ｇを小数点以下４桁まで秤量し、その値を（Ａ）とした。次いで、秤量したゴムを１００ｍｌの三角フラスコ中にて約１００ｍｌのトルエンに浸漬し、一昼夜静置した。
【００２０】
予め小数点以下４桁まで秤量した２００メッシュのステンレス製金網（Ｂ）にてトルエン溶液とゴムを濾過し、分離した。濾過後、約５分（金網の目のトルエンが揮発するまで）の間、風乾し、トルエンを含んだ状態のゴムと金網を秤量し、その値を（Ｃ）とした。秤量後、金網ごと真空乾燥機に入れ、７０℃で一昼夜真空乾燥し、乾燥後の重量を同じく下４桁まで秤量し、その値を（Ｄ）とした。このようにして求めた（Ａ）〜（Ｄ）から次式に従いゲル量（％）および膨潤度を求めた。

上述の操作で濾過によりゴムと分離したトルエン溶液をＧＰＣの展開溶液に希釈し、ＧＰＣ測定を行い、標準ポリスチレン試料で作製した検量線より重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた。
【００２１】
ゴム破壊エネルギーは、処理した再生ゴム１００重量部に硫黄１．４重量部を添加し、１５０℃で４０分間再生加硫した後、得られた加硫ゴムを引張り試験に供し、評価したものである。結果は、比較例１の再生ゴムの破壊エネルギーを１００として指数にて表示した。数値が大なる程結果が良好である。また、ランボーン耐摩耗性能は、同様の試料をランボーン摩耗試験機にて評価し、比較例１の再生ゴムの値を１００として指数にて表示した。数値が大なる程結果が良好である。得られた結果を下記の表１に併記する。尚、比較例１はＰＡＮ法により再生したゴムである。
【００２２】
【表１】

【００２３】
上記表１から明らかなように、実施例の再生ゴムはいずれも良好な性能を示している。尚、本実施では脱硫処理したゴム１００％の結果を示すが、新ゴムと混ぜて使用しても良好な効果が得られ、また処理するゴムは単体だけでなく、数種のゴムを混ぜたものの処理でもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の再生ゴムは、良好に再利用し得る優れた性能を発揮する。

Claims (4)

1. 加硫ゴムを脱硫処理することにより得られる再生ゴムにおいて、ゲルに対するゾルの割合が１０〜８０％であり、前記ゾルのゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による重量平均分子量（Ｍｗ）が２００００〜３０００００の範囲内であり、かつ前記ゲルの膨潤度が３．０〜２０．０であることを特徴とする再生ゴム。
2. 前記割合が２０〜６０％である請求項１記載の再生ゴム。
3. 前記ゾルのゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）による重量平均分子量（Ｍｗ）が３００００〜２５００００の範囲内である請求項１または２記載の再生ゴム。
4. 前記ゲルの膨潤度が４．０〜１５．０である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の再生ゴム。