JP6340195B2 - 廃ラバーマットの再利用方法及び床敷物用裏材の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ラバーマットの廃棄物を再利用する方法及びカーペットなどの床敷物の裏側に用いられる裏材に関する。

靴底等に付着した戸外のダスト類を屋内に侵入するのを防止するため、ダストコントロール用マットが広く使用されている。ダストコントロール用マットには、ラバー製の型押しマット、パイルのあるマットの裏側にラバーシートを固着させた一体化型のものが多く使用されており、店舗や事務所等の出入口付近で使用された後、回収、洗濯等により再生され、再び需要者に貸与されるというシステム、すなわちレンタルシステムが採られている。
このようなレンタルシステムにおいて、従来、繰り返し使用され寿命を向かえたラバーマットは廃棄処分されることが通常であり、その廃棄物を有効活用されていないのが現状である。

一方、従来、プラスチック廃棄物はその殆どが埋立処分又は焼却処理されており、資源として有効活用されていなかった。近年、地球環境問題がクローズアップされるようになってから、限りある資源の有効利用やゴミ問題、焼却時の有害ガスや灰の発生防止等の観点から、使用済みプラスチックを有効活用するための技術が脚光を浴びている。
このような状況の下、近年、プラスチック廃棄物を再資源化することが試みられており、その一つの方法として、プラスチックの廃棄物を油化し、生成した油分を燃料などに再利用する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜２参照）。

上記のようなダストコントロールマットのようなラバーマットの廃棄物も、プラスチック廃棄物と同様に再資源化することができれば有用であるが、そのような再資源化はほとんど行われていないのが現状である。

特開２００６−３２１８５１号公報 特開２００２−２６５９５７号公報

本発明の目的は、ラバーマットの廃棄物を有効活用することができる廃ラバーマットの再利用方法、及び該再利用方法により生じた残渣を含んでなる床敷物用裏材を提供することにある。

前記課題を解決する手段は以下の通りである。
（１）ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化する工程と、
前記油化する工程において生じた残渣を回収する工程と、を含み、
前記回収した残渣を床敷物用裏材の原料として再利用する廃ラバーマットの再利用方法。

（２）前記油化する工程において得られた油を燃料として再利用する前記（１）に記載の廃ラバーマットの再利用方法。

（３）前記油化により得られた油をラバーマットのクリーニング装置の燃料として再利用する前記（１）に記載の廃ラバーマットの再利用方法。

（４）前記混合物が、プラスチックの廃棄物をさらに含む前記（１）〜（３）のいずれかに記載の廃ラバーマットの再利用方法。

（５）前記油化する工程において触媒を用いる前記（１）〜（４）のいずれかに記載の廃ラバーマットの再利用方法。

（６）前記床敷物用裏材における前記回収した残渣の含有率を３．０〜７０質量％とする前記（１）〜（５）のいずれかに記載の廃ラバーマットの再利用方法。

（７）前記（１）〜（６）のいずれかに記載の廃ラバーマットの再利用方法により得られた残渣を含む床敷物用裏材。

（８）樹脂廃棄物を油化した後に得られた残渣を含む床敷物用裏材。

（９）ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化した後に得られた残渣を含む床敷物用裏材。

（１０）前記残渣の含有率が３．０〜７０質量％である前記（８）又は（９）に記載の床敷物用裏材。

本発明によれば、ラバーマットの廃棄物を有効活用することができる廃ラバーマットの再利用方法、及び該再利用方法により生じた残渣を含んでなる床敷物用裏材を提供することができる。

本発明の廃ラバーマットの再利用方法は、ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化する工程（以下、「油化工程」とも呼ぶ。）と、前記油化する工程において生じた残渣を回収する工程（以下、「回収工程」とも呼ぶ。）と、を含み、前記回収した残渣を床敷物用裏材の原料として再利用することを特徴としている。
以下に、本発明の廃ラバーマットの再利用方法の各工程について順次説明する。

［油化工程］
油化工程においては、ラバーマットの廃棄物を含む混合物を準備し、当該混合物を油化装置などを用いて油化する。当該混合物を調製するに当たり、ラバーマットの廃棄物は、切断、粉砕などを行い、フレーク状、チップ状、ビーズ状、粒状、ペレット状などとすることが好ましい。また、必要に応じて、不純物除去や、脱塩処理などを施してもよい。

前記混合物には、ラバーマットの他に、必要に応じて、プラスチックの廃棄物、タイヤ廃棄物等を添加することができる。
プラスチックの廃棄物及びタイヤ廃棄物は、上述のラバーマットの廃棄物と同様に、切断、粉砕などを行い、フレーク状、チップ状などの形状として用いることが好ましい。

また、効率良く油化を行うには、触媒を用いることが好ましい。触媒は、前記混合物の調製時にラバーマットの廃棄物と混合してもよいし、油化する際に前記混合物に添加してもよい。
触媒としては、ＦＣＣ（fluid catalyst cracking）触媒、鉄系触媒などを用いることができる。ＦＣＣ触媒は、石油の流動接触分解プロセスで用いられる、４０〜８０μｍの粒粉状に造粒された合成ゼオライト系の固体酸触媒が好ましい。
触媒の添加量としては、その種類により異なるが、例えば、上記のようなＦＣＣ触媒を用いる場合、混合物全体に対して２〜２０質量％とすることができる。

前記混合物において、ラバーマットの廃棄物の含有率は、他の添加物の有無により変動するが、１０〜１００質量％とすることができ、効率良く再利用する観点から、４０〜８０質量％とすることが好ましい。
また、プラスチックの廃棄物を用いる場合、その含有率は特に制限はなく、ラバーマットの廃棄物の量に応じて適宜設定することができる。他の添加物の含有率も、本発明の効果を損なわない範囲において適宜設定することができる。

前記混合物の調製に当たり、ラバーマットの廃棄物、及び必要に応じて触媒やプラスチックの廃棄物、タイヤ廃棄物などを所定の容器内に投入し、公知の撹拌手段により撹拌混合することが好ましい。

油化工程における油化は、熱分解、接触分解、などにより行うことができる。具体的には、公知のプラスチック廃棄物の油化装置を用いることができ、例えば、特許第４４７４５１０号公報に記載の廃プラスチックの接触分解装置を用いることができる。

油化工程において、前記のようにして得られた混合物を、油化装置の反応炉内に投入し、当該混合物を加熱して油化する。このときの加熱温度としては、３００〜５００℃とすることが好ましく、４００〜４８０℃とすることがより好ましい。加熱時間としては、加熱温度にもよるが、１〜４時間とすることが好ましく、２〜３時間とすることがより好ましい。
また、加熱時における反応炉内の酸素濃度が高いとラバーマットの廃棄物などが燃焼するため、酸素濃度としては１〜２０％とすることが好ましい。

［回収工程］
以上の油化工程を経ることで、ラバーマットの廃棄物を含む混合物が分解され、油（主として重油）が得られるとともに、上記混合物の分解に伴う残渣が生じる。本回収工程においては、この残渣を回収する。

本発明においては、前記回収工程において回収した残渣を床敷物用裏材の原料として再利用する。回収した残渣はそのまま用いてもよいし、不純物を除去して用いてもよい。特に、触媒を使用した場合は、残渣中の触媒を除去することが好ましい。
前記残渣は床敷物用裏材の原料として使用するのであるが、着色剤及び／又は脱臭剤として使用することができる。

床敷物用裏材における残渣の含有率は、製品物性及び経済性の観点から、３．０〜７０質量％とすることが好ましく、５．０〜５０質量％とすることがより好ましく、８．０〜３０質量％とすることがさらに好ましい。

一方、油化工程において得られた油は、燃料として再利用することができる。中でも、油をラバーマットのクリーニング装置の燃料として用いると、ラバーマットのレンタルシステム全体として効率的な運用をすることができる。つまり、ラバーマットのレンタルシステムは、ラバーマット製造後、レンタル→クリーニング→レンタル・・・というサイクルを繰り返し、製品寿命到来後に廃棄するのであるが、ラバーマットの廃棄物を本発明の再利用方法により処理することで、残渣は新たな床敷物用裏材の原料として再利用し、油は上記クリーニングの燃料として再利用することができる。その結果、ラバーマットのレンタルシステム全体として効率良く運用することが可能となる。
また、油化工程において得られた油は油化装置の加熱手段に用いる燃料として使用してもよい。あるいは、自家発電装置の燃料や、船舶、貨物輸送手段（例えば、貨物自動車や貨物船）等の燃料として使用することもできる。

＜床敷物用裏材＞
本発明の第１の態様による床敷物用裏材は、ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化した後に得られた残渣を含むことを特徴としている。一例として、既述の本発明の廃ラバーマットの再利用方法により得られた残渣を含む床敷物用裏材が挙げられる。
また、本発明の第２の態様による床敷物用裏材は、樹脂廃棄物を油化した後に得られた残渣を含むことを特徴としている。
前記第１の態様及び前記第２の態様は、残渣の由来が、ラバーマットの廃棄物であるか、あるいは樹脂廃棄物であるかにおいて異なり、それ以外は同様である。残渣の由来がラバーマットの廃棄物の場合は既に説明したので、ここでは残渣の由来が樹脂廃棄物の場合について説明する。
樹脂廃棄物としては、種々の樹脂成形品の廃棄物、タイヤなどのゴム製品、などが挙げられる。そして、樹脂廃棄物を油化した後に得られた残渣は、既述のラバーマットの廃棄物と同様にして油化した後に得られた残渣である。

本発明の床敷物用裏材は、上記の通り、いずれの態様においてもラバーマットの廃棄物又は樹脂廃棄物を油化した後に得られた残渣を含む。具体的には、本発明の床敷物用裏材は、ラバー材と、残渣とを少なくとも含む組成物（以下、「ラバー組成物」とも呼ぶ。）を成形して得られる。以下に各成分について説明する。

（ラバー材）
ラバー材としては、天然ゴム、合成ゴム等、加硫剤や加硫促進剤等で加硫が可能なものならばどのようなものでもよい。合成ゴムとしては、ブタジエンラバー（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンラバー（ＳＢＲ）、クロロプレンラバー（ＣＲ）、ブタジエン−アクリロニトリルラバー（ＮＢＲ）、イソブチレン−イソプレンラバー（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレンラバー（ＥＰＲ、ＥＰＤＭ）等が挙げられるが、上記ラバー製の型押しマットや一体化レンタルマットのバッキング材に使用されているラバーとして、耐久性の点からＮＢＲが多く用いられていることから、特にＮＢＲが好適である。

本発明において、ラバー組成物におけるラバー材の含有量は５０質量％以下であり、好ましくは１５〜３５質量％である。ラバー材の含有量が５０質量％を超えると、加熱、加硫後におけるラバーマットの強度が低下する。

（残渣）
本発明の床敷物用裏材には、前記残渣を含むのであるが、当該残渣は黒色の着色剤及び／又は脱臭剤として機能する。
床敷物用裏材における残渣の含有率は、３．０〜７０質量％であることが好ましく、５．０〜５０質量％であることがより好ましく、８．０〜２０質量％であることがさらに好ましい。

ラバー組成物は、上記成分以外に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤、充填剤、滑剤、分散剤等の通常の添加剤、必要に応じて抗菌剤等が配合される。なお、本発明に係る残渣は黒色の着色剤として機能することから、別途着色剤を配合する必要はないが、必要に応じて、カーボンブラックなど別の着色剤を併用することもできる。

本発明の床敷物用裏材は、上記ラバー組成物を加熱、加硫したものである。加熱、加硫は、特に１３０〜１７０℃の温度範囲で行うのが好ましい。
また、本発明の床敷物用裏材の厚さとしては０．５〜２．５ｍｍの範囲とすることが好ましい。

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１〜５］
（ラバーマットの廃棄物の油化）
各実施例において、表１に「原料量」として示す質量のラバーマットの廃棄物を用い、破砕機により粉砕して得たチップ状の廃棄物と、廃プラスティックとを、油化装置（楽しい（株）製、接触分解油化装置）の原料ホッパーに投入し、撹拌混合し混合物を調製した。また、各実施例において、ＦＣＣ触媒を添加した混合物をも調製した。
次いで、上記油化装置により、上記各混合物を、４３０℃、酸素濃度３％の条件の下、２時間かけて油化処理を行った。また、油化処理により生じた残渣を回収した。各実施例において生成した油量と残渣量を表１に示す。

（床敷物用裏材の作製）
ＮＢＲ１０ｋｇ及び上記残渣１ｋｇに、酸化亜鉛（加硫促進剤）、ステアリン酸（滑剤）、カーボンブラック（着色剤）、ＤＩＮＰ（可塑剤）、オクチル化ジフェニルアミン（老化防止剤）、２−メルカプトベンゾチアゾールシクロヘキシルアミン（加硫促進剤）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（加硫促進剤）、硫黄（加硫剤）及び分散剤を添加し、全量が２０ｋｇのラバー組成物を得た。当該ラバー組成物中の残渣の含有量は５質量％であった。十分に混合したラバー組成物から、厚さ１．４ｍｍのシートを作製し、１５０℃で１５分間、４９０ｋＰａの圧力でプレスすることにより加熱、加硫を行って、床敷物用裏材を作製した。
一方、バージンゴムと、配合剤とを用いて得たゴム組成物を調製し、上記実施例と同様にして比較用の床敷物用裏材を作製した。

<評価>
上記のようにして得られた床敷物用裏材に対して以下の評価試験を実施した。なお、以下のいずれの評価結果も、上記比較用の床敷物用裏材の評価結果を１００とする相対評価として表２に示す。いずれも、実使用下においては数値が９０〜１１０の範囲であれば好適に使用可能である。
（１）引裂き強度
東洋精機社製試験機を用いて、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準じて常温で引裂き強度試験を行い、ラバーの引裂き強度（単位：ＭＰａ）を測定した。
（２）引張強度
東洋精機社製試験機を用い、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じて常温で引張り強度試験を行い、ラバーの破断する強度（単位：ＭＰａ）を測定した。
（３）ラバー伸度
東洋精機社製試験機を用い、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じて常温で引張り試験を行い、ラバーの伸度（単位：％）を測定した。
（４）マット剥離強度
上述の床敷物用裏材の製造と同条件にて作製した試験片の一部を故意に剥離させておき、その部分を東洋精機社製試験機を用い、上記の引張強度を測定する要領でマットとカーペットとの接着力（単位：Ｋｇｆ）を測定した。
（５）屈曲試験
デマチヤ式試験機を用い、ＪＩＳ Ｋ６３０１に基づいて常温で屈曲性試験を行い、ラバー面が破壊する回数を測定した。
（６）オゾンクラック
ＪＩＳ Ｋ６２５９に準じて試験を実施し、オゾンに対する耐久性を評価した。
（７）床汚染性
ＪＩＳ Ｋ６２６７に準じて試験を実施し、ゴムのビニール床材への汚染性能を評価した。
（８）洗濯耐久性
稲本製作所製１００ｋｇ洗濯機を用いて、３０分１回の繰り返し試験を実施し、破れ・波打ち・パイル抜け等のマットへのダメージの有無を評価した。

表２より、実施例１〜５の床敷物用裏材はいずれの評価結果においても良好な結果が得られた。すなわち、本発明の廃ラバーマットの再利用方法により、ラバーマットの廃棄物を処理して得られた残渣を含む床敷物用裏材は、実使用下においても好適に使用可能であることが示された。

Claims (9)

1. ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化する工程と、
   前記油化する工程において生じた残渣を回収する工程と、を含み、
   前記回収した残渣を床敷物用裏材の原料として再利用する廃ラバーマットの再利用方法。
2. 前記油化する工程において得られた油を燃料として再利用する請求項１に記載の廃ラバーマットの再利用方法。
3. 前記油化により得られた油をラバーマットのクリーニング装置の燃料として再利用する請求項１に記載の廃ラバーマットの再利用方法。
4. 前記混合物が、プラスチックの廃棄物をさらに含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃ラバーマットの再利用方法。
5. 前記油化する工程において触媒を用いる請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃ラバーマットの再利用方法。
6. 前記床敷物用裏材における前記回収した残渣の含有率を３．０〜７０質量％とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の廃ラバーマットの再利用方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の廃ラバーマットの再利用方法により得られた残渣を配合する、床敷物用裏材の製造方法。
8. ラバーマットの廃棄物を少なくとも含む混合物を油化した後に得られた残渣を配合する、床敷物用裏材の製造方法。
9. 前記残渣の含有率が３．０〜７０質量％である請求項８に記載の床敷物用裏材の製造方法。