JPH05148470A - ゴムチツプ弾性体構成用バインダー及びゴムチツプ弾性体の調製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般に入手できるコムチップを利用し、ゴム
チップの種類、メーカー、ロットによるバラツキなどを
考慮しないで、硬化物（ゴムチップ弾性体）に充分な強
度及び耐久性を発現させるための手段を提供すること。 【構成】 本発明のゴムチップ弾性体構成用バインダー
は、リン酸エステルを0.1 〜10重量％含有し、かつ、分
子末端にイソシアネート基を含有するウレタンプレポリ
マーよりなる。このバインダーをゴムチップと共に混練
することにより、充分な機械的強度を持つゴムチップ弾
性体が構成される。なお、ゴムチップとバインダーの配
合割合は、重量比として、95／５〜60／40、殊に、85／
15〜75／25の範囲が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴム又はポリウレタン
エラストマーの粉砕物を結合して弾性体とするためのゴ
ムチップ用バインダー及び該バインダーを利用するゴム
チップ弾性体の調製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】

（１）発明の背景 タイヤ屑などの廃ゴムの有効利用は省資源的に重要な問
題である。このため、既に種々の提案が行われており、
その一つとして廃ゴムをチップ状に粉砕したのち、バイ
ンダーにより結合して弾性体を作り、床材、舗装材等に
利用する方法が実施されている。そして、ここに廃ゴ
ム、再生ゴム等の粉砕物（チップ）を結合させるための
バインダーとしては、ゴムラテックス、エポキシ樹脂以
外に種々のものがあるが、分子末端にイソシアネート基
を有するプレポリマーもその一つである。このウレタン
プレポリマーは、湿気により硬化し、自体弾性体となる
と同時に、ゴム粉砕物を結合させるための接着層を形成
する。

【０００３】（２）従来技術の問題点 ところで、（１）で述べたゴムやポリウレタンエラスト
マーのチップを結合させて弾性体を形成する方法には、
(イ) 工場内で型枠を使用してインターロッキング材等を
作り、これを施工場所で敷施するプレハブ法と、(ロ) 施
工場所において直接ゴムチップを結合させる現場施工法
とかある。

【０００４】しかし(ロ) の現場施工の場合は、ゴムチッ
プの種類、メーカー、ロットによるバラツキ等の原因で
ゴムチップ硬化物の強度が発現しない場合があることが
問題であった。そこで、ゴムチップ等を分子末端にイソ
シアネート基を有するプレポリマー（バインダー）を湿
気により硬化させることにより得られる結合弾性体に一
定以上の物性を発現する方法として、ゴムチップの種類
を限定する方法、特定のゴムチップを配合したものを使
用する方法、ゴムチップを表面処理する方法等が採られ
ているが、いずれにしても施工上、大きな制約を受ける
のを免れない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、一般
に入手できるコムチップを利用しながら、即ち、ゴムチ
ップの種類、メーカー、ロットによるバラツキなどを考
慮しないで、硬化物に充分な強度及び耐久性を発現させ
るための手段を提供するのを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

（１）概要 以上の目的を達成するため、本発明は、ゴム又はポリウ
レタンエラストマーの粉砕物を弾性体に結合させるため
のバインダーが、リン酸エステルを0.1 〜10重量％含有
し、かつ、分子末端にイソシアネート基を含有するウレ
タンプレポリマーよりなることを特徴とするゴムチップ
弾性体構成用バインダーを要旨とするものである。以
下、発明を構成する諸要素、実施条件などにつき項別し
て説明する。

【０００７】（２）有機ポリイソシアネート 本発明における結合剤である分子末端にイソシアネート
を有するウレタンプレポリマーの製造に使用する有機ポ
リイソシアネートは、例えば、２，４−トリレンジイソ
シアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、これ
ら両イソシアネートの80/20 又は65/35 重量比の混合
物、ジフェニルメタンジイソシアネート、特公昭38-457
6 公報等に記載の従来公知の種々の方法で液状化した、
液状ジフェニルメタンジイソシアネート、トリレンジイ
ソシアネートの粗製物、ポリメチレンポリフェニルポリ
イソシアネート（ジフェニルメタンジイソシアネートの
粗製物）など、従来公知の芳香族ポリイソシアネート；
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロン
ジイソシアネートなどの従来公知の脂肪族イソシアネー
トの一種又は二種以上の混合物が挙げられる。

【０００８】（３）ポリオール 上記の有機ポリイソシアネートと反応させてウレタンプ
レポリマーを製造する際に使用するポリオールとして
は、例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリトリット等の多価アルコール類；水；エチレン
グリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペン
タエリトリット、ソルビット、蔗糖等の多価アルコール
若しくは類似化合物に、プロピレンオキサイド又はプロ
ピレンオキサイドとエチレンエキサイドとを付加重合さ
せて得られるポリエーテルポリオール類；ポリテトラメ
チレンエーテルグリコール類、ポリカプロラクトンポリ
オール類、ポリエチレンアジペートのようなポリエステ
ルポリオール類；ポリブタジエンポリオール類；ひまし
油のようなヒドロキシ基を含む高級脂肪酸エステル類；
ポリエーテルポリオール及びポリエステルポリオールに
ビニルモノマーをグラフトして得られるたポリマーポリ
オール類が例示される。

【０００９】（４）ポリウレタンプレポリマー 以上のイソシアネート化合物とポリオール化合物とを反
応させてポリイソシアネートとポリオールを反応させた
分子末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリ
マーを製造する。この際、ポリイソシアネートを当量よ
りも過剰に使用し、得られたウレタンプレポリマー中の
イソシアネート基含有量を２〜20重量％（以下％は、特
定の場合を除き重量％を示す）とするのが好ましく、特
に５〜15％が好ましい。

【００１０】イソシアネート基含有量が上記範囲より低
いとゴムチップの結合力が弱くなり、またこの範囲より
高くなるとバインダー層が発泡し易くなると共に、結合
物が硬くなり過ぎ、脆さが出る等の問題が起きる。

【００１１】（５）リン酸エステル 本発明に使用するリン酸エステルの具体例としては、例
えば、メチルリン酸、エチルリン酸、ブチルリン酸など
の脂肪族リン酸エステル、イソプロピルリン酸、第二級
−ブチルリン酸などの異性体リン酸エステル、フェニル
リン酸エステル、アルコールのアルキレンオキシド付加
物のリン酸エステル等の１種又は２種以上の混合物を例
示することができ、これらリン酸エステルは、モノ、
ジ、又はトリエステルの単独又は混合物でもよい。

【００１２】これらのリン酸エステルを分子末端にイソ
シアネート基を有するウレタンプレポリマーに添加、混
合する際の使用量は、プレポリマーに対し0.1 〜10％が
適当で、一般に0.1 ％以下では効果がなく、10％以上で
はゴムチップ結合体の強度が弱くなり実用上不適とな
る。上記ウレタンプレポリマーとの配合物の粘度が高す
ぎる場合には、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エ
チルなどの溶剤を添加することができ、また必要に応じ
て充填剤、着色剤、触媒などを添加することもできる。

【００１３】（６）ゴムチップ弾性体の調製法 本発明のゴムチップ弾性体を調製するには、天然ゴム、
ネオプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ア
クリルゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、エ
チレン・プロピレン・ジエン三元共重合ゴム等の廃ゴ
ム、再生ゴム、廃ポリウレタンエラストマー等のゴムチ
ップを、所定量の末端イソシアネート基含有ウレタンプ
レポリマー及びリン酸エステルと共にモルタルミキサー
等の混合撹拌機中で撹き混ぜて均一に混合した後、施工
箇所に所定の厚さに散布後、熱ローラー等で転圧し、数
時間〜１夜放置し空気中の湿気により硬化させて弾性体
を得る。但し、リン酸エステルは予め廃ゴム、再生ゴ
ム、ポリウレタンエラストマー等のゴムチップと混合し
ても、或はゴムチップと末端イソシアネート基含有ウレ
タンプレポリとの混練過程中で添加されてもよい。な
お、ゴムチップとバインダーの配合割合は、95／５〜60
／40重量比が好ましく、殊に、85／15〜75／25重量比が
好ましい。

【００１４】

【作用】本発明において、リン酸エステルの併用により
イソシアネート基含有ウレタンプレポリマーがゴムチッ
プ粒子相互間の結合を高める機作の詳細は不明である
が、恐らく、リン酸エステルがゴム表面の親水性を高め
る結果、未反応のプレポリマーがチップの表面と強固に
結合することに因るものと推定される。

【００１５】

【実施例】以下に実施例及び比較例を掲げて発明実施の
態様を具体的に述べるが、各例示は単に説明用のもの
で、発明思想の限定を意味するものではない。

【００１６】実施例１（ゴムチップ用バインダーの製
造；その１） 平均分子量3000のポリオキシプロピレングリコール630g
とジフェニルメタンジイソシアネート370gを窒素気流
中、80℃で２時間反応させ、プレポリマーを合成した。
このプレポリマーに第１表に記載したリン酸エステル50
g を添加、溶解させ、イソシアネート基含有量10％、粘
度2800mpa・s/25℃のゴムチップ用バインダーを得た。

【００１７】実施例２及び比較例１（ゴムチップ弾性体
の調製；その１） 実施例１で得たゴムチップ用バインダーとゴムチップ
（１〜３mm) ２種を１：４の重量比で撹拌機を用いて混
練し、ゴムチップ用バインダーをゴムチップの表面に均
一に付着させた。この混練物を型枠上に散布し、鏝を用
いて転圧し、厚さ８〜９mmのシートを作成し、23±１
℃、相対湿度60±５％で７日間養生させた後、硬化物の
物性を測定した。結果を下表１に示す。

【００１８】表から明らかなように、プレポリマーにリ
ン酸エステルを添加することにより、２種のゴムチップ
共、弾性体の物性（引っ張り強さ及び伸び）が向上して
いる。

【００１９】

【表１】

【００２０】実施例３（ゴムチップ用バインダーの製
造；その２） ジフェニルメタンジイソシアネート270gと平均分子量30
00のポリオキシプロピレングリコール730gを窒素気流中
80℃で２時間反応させてプレポリマーを得た。このプレ
ポリマーに、下表２に示した量のモノイソプロピルリン
酸とジイソプロピルリン酸との混合物を添加し、ゴムチ
ップ用バインダーを製造した。

【００２１】実施例４，５及び比較例２（ゴムチップ弾
性体の調製；その２） 実施例３で得たゴムチップ用バインダーとゴムチップ
（サイズ１〜３mm）２種を１：３の重量比で撹拌機を用
いて混練してゴムチップ用バインダーをゴムチップの表
面に均一に付着させた。

【００２２】以上の混練物を実施例１と同様に処理して
得られたシート状物の物性を測定し、下表２に示す結果
を得た。プレポリマーにリン酸エステルを0.1 〜10％添
加することにより、弾性体の物性が向上することは明白
である。

【００２３】

【表２】

【００２４】実施例６（ゴムチップ用バインダーの製
造；その３） ジフェニルメタンジイソシアネート300gと平均分子量30
00のポリオキシプロピレングリコールを窒素気流中＜80
℃で２時間反応させ、プレポリマーを合成した。

【００２５】実施例７及び比較例３（ゴムチップ弾性体
の調製；その３） リン酸エステルと廃ゴムチップ（１〜３mm) ２種とを
１：100 の重量比で撹拌機を用いて混合処理した廃ゴム
チップと混合処理していない廃ゴムチップに、実施例６
で得たプレポリマーを１：４の重量比で撹拌機を用いて
混合し、プレポリマーを廃ゴムチップの表面に均一に付
着させた。

【００２６】以上の混合物を実施例１と同様に処理して
シート状物の物性を測定し、下表１に示す結果を得た。
廃ゴムチップをリン酸エステルで処理することによっ
て、弾性体の物性が向上することは同表より明らかであ
る。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【発明の効果】以上説明し、かつ実証した通り、本発明
は、一般に入手できるコムチップを利用しながら、即
ち、ゴムチップの種類、メーカー、ロットによるバラツ
キなどを考慮しないで、硬化物に充分な強度及び耐久性
を発現させるための実用的な手段を提供できたことによ
り、廃ゴム製品の有効利用、延いては省資源の助長に貢
献しうる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴム又はポリウレタンエラストマーの粉
   砕物（ゴムチップ）を弾性体に結合させるためのバイン
   ダーが、リン酸エステルを0.1 〜10重量％含有し、か
   つ、分子末端にイソシアネート基を含有するウレタンプ
   レポリマーよりなることを特徴とするゴムチップ弾性体
   構成用バインダー。
2. 【請求項２】 ゴム又はポリウレタンエラストマーの粉
   砕物（ゴムチップ）と、分子末端にイソシアネート基を
   含有するウレタンプレポリマーと、該プレポリマーに対
   し0.1 〜10重量％リン酸エステルと共に混練することを
   特徴とするゴムチップ弾性体の調製法。 【０００１】