JP2006075711A - ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来の再生ゴムおよび粉ゴムに比して高い破壊特性を維持し、これにより廃ゴムのマテリアルリサイクル率を向上することのできるゴム組成物および空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物である。粉末ゴムが、ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕工程Ａと、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収工程と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕工程と、二次粉砕工程で微粉化したものを吸塵して回収する二次微粉砕回収工程と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程と、を含み、かつ、粗粉砕工程および二次粉砕工程がダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃による粉砕を含むゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなる。
【選択図】 図１
【解決手段】 ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物である。粉末ゴムが、ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕工程Ａと、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収工程と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕工程と、二次粉砕工程で微粉化したものを吸塵して回収する二次微粉砕回収工程と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程と、を含み、かつ、粗粉砕工程および二次粉砕工程がダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃による粉砕を含むゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなる。
【選択図】 図１
Description
本発明はゴム組成物および空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、特には、高い破壊特性を維持し、使用済みタイヤ等のゴム製品から得られる廃ゴムのリサイクル率を向上し得る粉末ゴム含有ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関する。
廃タイヤは一般のプラスチック製品と比較しても回収率が高く、特にセメント工場を中心として、燃料として再利用されている。しかし、近年、環境問題の高まりとともに、タイヤゴム片あるいはゴム粉末をそのまま使用するいわゆるマテリアルリサイクル率の向上が求められている。特に、ゴム粉末を得るための代表的な手法として、ロール粉砕が挙げられるが、従来法では粉砕時の熱履歴が大きいことに加え、微粒径化が基本的に困難であり、この手法により得られたゴム粉末を新ゴムに単に添加するのみでは、ゴム特性（特に破壊特性）の低下は避けられないという問題があった。一方で、加工性の悪化を防止するための手法として、オイルパン法によるゴム粉末の加熱脱硫処理が知られているが、この方法では、ロール粉砕後のゴム粉末に対して、そのまま処理を施すのが通常手法であるために、物性の低下はやはり避けられなかった。
これに対し、例えば、特許文献１には、従来の再生ゴムおよび粉ゴムに比べ、加工性を損ねることなく、高い破壊特性を維持し、使用済みタイヤ等のゴム製品のリサイクル化を向上し得る再生ゴム含有のゴム組成物を得ることを目的として、微粒径化処理を施し、１４５メッシュのふるいを通過したものを２５％以上含有するように調製された粉ゴムを、さらにオイルパン処理して得られた再生ゴムを含有してなるものとした再生ゴム含有ゴム組成物が記載されている。
上述のように、近年の使用済みゴム製品のマテリアルリサイクル率向上の要請の下、使用済みゴム製品から得られる廃ゴムを使用したゴム組成物において、十分なゴム特性、特には、破壊特性を確保することにより、従来に比しより有用なゴム組成物を得るための技術が求められていた。
そこで本発明の目的は、従来の再生ゴムおよび粉ゴムに比して高い破壊特性を維持し、これにより、使用済みタイヤ等のゴム製品から得られる廃ゴムのマテリアルリサイクル率を向上することのできるゴム組成物および空気入りタイヤを提供することにある。
本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す新規な製法を用いて廃ゴムのゴムチップからゴム粉末を得ることにより、これを用いたゴム組成物において高い破壊特性が得られることを見出して、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明のゴム組成物は、ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕工程と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収工程と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕工程と、該二次粉砕工程で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕工程に送り込む二次微粉砕回収工程と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程と、を含み、かつ、前記粗粉砕工程および二次粉砕工程がダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃による粉砕を含むゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなることを特徴とするものである。
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕工程と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収工程と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕工程と、該二次粉砕工程で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕工程に送り込む二次微粉砕回収工程と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程と、を含み、かつ、前記粗粉砕工程および二次粉砕工程がダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃による粉砕を含むゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなることを特徴とするものである。
本発明においては、前記粗粉砕工程、二次粉砕工程および製品工程が、分離材、例えば、炭酸カルシウムやカーボンブラック等を混入させる付加的工程を含むことが好ましい。
また、本発明のゴム組成物は、ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕機構と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収機構と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕機構と、該二次粉砕機構で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕機構に送り込む二次微粉砕回収機構と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品機構と、を備えるゴムチップ微粉砕処理装置を用いて製造された粉末ゴムを含有することを特徴とするものである。
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕機構と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収機構と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕機構と、該二次粉砕機構で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕機構に送り込む二次微粉砕回収機構と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品機構と、を備えるゴムチップ微粉砕処理装置を用いて製造された粉末ゴムを含有することを特徴とするものである。
本発明においては、前記粗粉砕機構および二次粉砕機構が、駆動回転自在なドラム周面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着回転ドラムと、前記ドラム周面に所定の間隙を有して対面する円弧面を備え、その円弧面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着固定刃と、を有することが好ましい。
また、前記ダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃は、それぞれ冷却手段を有することが好ましく、前記粗粉砕機構、二次粉砕機構および製品機構が、分離材、例えば、炭酸カルシウムやカーボンブラック等を混入させる付加的機構を有することも好ましい。
さらに、本発明のゴム組成物は、好適には、前記粉末ゴムとして、１００メッシュのフィルターを通過したものを７５重量％以上含有する。
また、本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のゴム組成物を用いたことを特徴とするものである。
本発明に係るゴムチップ微粉砕処理方法によれば、ダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃にて初期に掻き取られたゴムチップが、繰り返しダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃に送られて、あたかも石臼で挽くが如く繰り返して擦り潰されるようにしたので、常温下で確実かつ迅速にゴムチップの微粉化を行うことができ、しかも、得られた微粉を吸塵して採集する構成としたので、粒度の一定した極めて高品質な微粉化されたゴム粉末を得ることができる。従って、このゴム粉末を含有させた本発明のゴム組成物は従来に比し極めて破壊特性に優れるので、使用済みタイヤ等のゴム製品のマテリアルリサイクル率の向上に寄与することができ、また、かかる本発明のゴム組成物を用いた本発明の空気入りタイヤは、新ゴムのみを用いたタイヤに比しても十分な耐久性を備えるものである。なお、本発明に係る粉末ゴムは、ゴム組成物製造時のポリマーや充填剤を混練する工程において、問題なく添加することが可能である。
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
本発明のゴム組成物は、使用済みタイヤ等のゴム製品から得られる廃ゴムのゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、かかる粉末ゴムが、後述するゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなる点に特徴を有する。
本発明のゴム組成物は、使用済みタイヤ等のゴム製品から得られる廃ゴムのゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、かかる粉末ゴムが、後述するゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなる点に特徴を有する。
本発明に係る粉末ゴムの原料となる廃ゴムのゴムチップのゴム種は、特に限定されるものではなく、天然ゴムおよび合成ゴムの中から選ばれる少なくとも１種を含むものであればよい。合成ゴムとしては、ジエン系ゴムが好ましく、例えば、シス−１，４−ポリイソプレン、スチレン・ブタジエン共重合体、低シス−１，４−ポリブタジエン、高シス−１，４−ポリブタジエン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、クロロプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等を例示できる。
粉末ゴムの原料となる加硫ゴムには、ゴム工業で通常使用されているシランカップリング剤、硫黄、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロセス油、亜鉛華（ＺｎＯ）、ステアリン酸、過酸化物等が配合されている。
本発明においては、かかる加硫ゴムからなる廃ゴムタイヤ・チューブ等のゴムチップから得られる粉末ゴムに限らず、タイヤ製造時に発生する未加硫スクラップ物、タイヤ加硫時に発生するスピュー片などのゴムチップから得られる粉末ゴムも使用できる。
本発明に係るゴムチップ微粉砕処理方法は、ゴムチップの粗粉砕工程、粗粉砕されたものの微粉砕回収工程、回収されたものの二次粉砕工程、二次粉砕されたものの二次微粉砕回収工程、および、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程を含む。また、粗粉砕工程および二次粉砕工程は、駆動回転自在なドラム周面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着回転ドラムと、そのドラム周面に所定の間隙を有して対面する円弧面を備え、その円弧面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着固定刃とによる粉砕を含む。
図１は、本発明の一好適実施形態を示す工程図であり、図中の符号Ａは粗粉砕機構を有する粗粉砕工程を、Ｂは微粉砕回収機構を有する微粉砕回収工程を、Ｃは二次粉砕機構を有する二次粉砕工程を、Ｄは二次微粉砕回収機構を有する二次微粉砕回収工程を、Ｅは製品工程を、それぞれ示すものである。
粗粉砕工程Ａにおいて、符号１はカップをベルトに適宜間隔で複数固定し、エンドレスに回転させてバラ物を搬送する昇降機等からなるチップ供給機を示し、その昇降機に付属するホッパ２にゴムチップＧを投入すると、ゴムチップＧは昇降機の上部から供給管３を介して粗粉砕機構４のホッパ５に投入される。ここで、ゴムチップＧとしては、廃タイヤからビードを抜き去り、かつ、こま切れにした状態のものの他、先に挙げた廃ゴムチューブ、未加硫スクラップ物、タイヤ加硫時に発生するスピュー片などから金属部材等を抜き取って、同様にこま切れにしたものなどを用いることができる。
粗粉砕機構４は、図２にも詳細を示すように、チップ供給機１に近接して配置された枠台６等の上に、ホッパ５と送出管７とを接続した粉砕機外箱８と、これに内蔵されるダイアモンド電着回転ドラム９を回転させるための駆動用モータ１０とを固定するとともに、枠台６の側部にはホッパ５と粉砕機外箱８の下部とを結ぶスクリューコンベア１１を設けて構成される。
スクリューコンベア１１は、上端部側に駆動用モータを有するスクリュー軸を収納した管体からなり、粉砕機外箱８の下部に接続した排出管１２から排出されるゴムチップＧを上昇移動させて再びホッパ５に供給するものである。また、管体の下端部側にはスクリューコンベアからなる炭酸カルシウム供給機１３が接続されており、この炭酸カルシウム供給機１３はタンク１４から適量の炭酸カルシウムをスクリューコンベア１１内に供給する。炭酸カルシウムはカーボンブラック等に変更してもよく、これらは微粉相互の結合または粘着力を低下させる分離材となる。
ダイアモンド電着回転ドラム９は、図３の平面図および図４の側面図に示すように、所定軸長と直径を有するドラムの周面に、例えば８０メッシュのダイアモンド粒を電着固定した構造を有し、その軸１５を軸方向に冷却用管１６が挿通してなる。軸１５には適宜のスプロケットが枢着されてそのスプロケットと駆動用モータ１０の減速軸に枢着したスプロケット間にチェーンベルト１７をエンドレスに掛け回すことで、ダイアモンド電着回転ドラム９は粉砕機外箱８内で回転する。
また、粉砕機外箱８内には、このダイアモンド電着回転ドラム９に所定の間隙Ｓを有して対面するダイアモンド電着固定刃１８が、取付板１９にて位置調節可能に固定されている。ダイアモンド電着固定刃１８は、ダイアモンド電着回転ドラム９とほぼ同じ軸長を有する断面略長方形のブロック体であって、所定の間隙Ｓ側はダイアモンド電着回転ドラム９の周面に沿う円弧面２０として形成されており、その円弧面２０には、例えば８０メッシュのダイヤモンド粒が電着固定されている。このダイアモンド電着固定刃１８にも冷却用管２１が長手方向に挿通されている。なお、符号２２は固定ボルトであって、ダイアモンド電着固定刃１８に穿設した長孔２３に挿入し、粉砕機外箱８内に固定された取付板１９に螺合している。また、図２および図４に示すように、間隙Ｓを調節するため、ダイアモンド電着固定刃１８に当てたストッパギルト１９ａが取付板１９にネジ調節可能に固定されている。
粉砕機外箱８内において、ホッパ５からダイアモンド電着回転ドラム９とダイアモンド電着固定刃１８との間に落下したゴムチップＧは、ダイアモンド粒により挽かれ、かつ、潰されて細粒化し、かつ、微粉化される。このとき、ダイアモンド電着回転ドラム９とダイアモンド電着固定刃１８とは、それぞれ冷却用管１６、２１に冷却用媒体を流通させることで冷却して、ゴムチップＧが溶融し、かつ、その表面に付着することを防止する。微粉化したゴムチップＧは送出管７に設けた風量調節式ブロア２４により生じている吸引作用にて吸塵され、風量調節式ブロア２４からスクリューまたはコンベア等の適宜の移送器２５にて微粉砕回収工程Ｂに送られる。一方、吸塵、回収されない粗粉砕物は、粉砕機外箱８の底部の排出管１２からスクリューコンベア１１にてホッパ５内に移送されて、再びダイアモンド電着回転ドラム９とダイアモンド電着固定刃１８との間に落下する。
微粉砕回収工程Ｂは、所要の高さに保持して移送器２５と接続されたサイロ２６の上部にサイクロン２７を、下部に排出口２８を設けてなり、排出口２８にはスクリューコンベア１１とほぼ同じ構造のスクリューコンベア２９が接続された微粉回収機構を有する。スクリューコンベア２９は二次粉砕工程Ｃに接続される。従って、粗粉砕されたゴムチップＧはスクリューコンベア２９を介してタンク２６から第２のホッパ５ａに送出されて、二次粉砕工程Ｃにおける微粉砕機構４ａに供給される。
微粉砕機構４ａは、前述の粗粉砕機構４とほぼ同じ構成であり、第２の粉砕機外箱８ａにはホッパ５ａと第２の送出管７ａを接続し、これに内蔵される第２のダイアモンド電着回転ドラム９ａを回転させるための第２の駆動用モータ１０ａとを固定するとともに、第２の枠台６ａの側部には第２のスクリューコンベア１１ａを設けて構成される。第２のスクリューコンベア１１ａは、上端部側に駆動用モータを有するスクリュー軸を収納した管体からなり、第２の粉砕機外箱８ａの下部に接続した排出管１２ａから排出されるゴムチップを上昇移動させて再び第２のホッパ５ａに供給するものである。前記管体の下端部側にはスクリューコンベアからなる第２の炭酸カルシウム供給機１３ａが接続されており、第２の炭酸カルシウム供給機１３ａは第２のタンク１４ａから適量の炭酸カルシウムを第２のスクリューコンベア１１ａ内に供給する。炭酸カルシウムはカーボンブラック等に変更してもよく、これらは微粉相互の結合または粘着力を低下させる分離材となる。
ここで、第２のダイアモンド電着回転ドラム９ａおよび第２のダイアモンド電着固定刃１８ａの構成は、図３および図４に基づき説明した前記ダイアモンド電着回転ドラム９およびダイアモンド電着固定刃１８の構成と全く同じであって、ただ一つ異なるのは、電着したダイアモンド粒の大きさを１２０メッシュとした点である。粗粉砕機構４におけるダイアモンド電着回転ドラム９およびダイアモンド電着固定刃１８におけるダイアモンド粒の大きさが８０メッシュであるのに対し、微粉砕機構４ａにおける第２のダイアモンド電着回転ドラム９ａおよび第２のダイアモンド電着固定刃１８ａにおけるダイアモンド粒の大きさを１２０メッシュとすることで、最終的に極めて高度の微粉化が可能となる。
従って、粉砕機外箱８ａ内において、ホッパ５ａからダイアモンド電着回転ドラム９ａとダイアモンド電着固定刃１８ａとの間に落下したゴムチップは、ダイアモンド粒により挽かれ、かつ、潰されて細粒化し、かつ、微粉化される。このとき、ダイアモンド電着回転ドラム９ａおよびダイアモンド電着固定刃１８ａは、それぞれ冷却用管１６ａ、２１ａ（図示せず）に冷却用媒体を流通させることで冷却して、ゴムチップが溶融し、かつ、付着することを防止する。微粉化したゴムチップは送出管７ａに設けた風量調節式ブロア２４ａにより生じている吸引作用にて吸塵され、風量調節式ブロア２４ａからスクリューまたはコンベア等の適宜の移送器２５ａにて二次微粉砕回収工程Ｄに送られる。一方、吸塵、回収されない二次粉砕物は、粉砕機外箱８ａの底部の排出管１２ａからスクリューコンベア１１ａにてホッパ５ａ内に移送されて、再びダイアモンド電着回転ドラム９ａとダイアモンド電着固定刃１８ａとの間に落下する。
二次微粉砕回収工程Ｄは、所要の高さに保持して移送器２５ａと接続されたサイロ２６ａの上部にサイクロン２７ａを、下部に排出口２８ａを設けてなり、排出口２８ａにはスクリューコンベア２９とほぼ同じ構造のスクリューコンベア２９ａが接続された二次微粉砕回収機構を有する。スクリューコンベア２９ａは製品工程Ｅに接続される。
製品工程Ｅは、スクリューコンベア２９ａから排出される微粉を受ける取出容器３０が遠心分離機を形成する製品機構を有するものであって、この取出容器３０の側面の開口部には、例えば１００〜３００メッシュのフィルター３１が設けられている。取出容器３０内には遠心分離機３２が収容され、この遠心分離機３２は取出容器３０を固定する枠台３３に固定した電動モータ３４で回転する。また、取出容器３０は、冷却タンク３５に包囲された構造を有する。また、炭酸カルシウムやカーボンブラック等の分離材を取出容器３０に供給する第３の炭酸カルシウム供給機１３ｂと第３のタンク１４ｂとが設けられている。
従って、スクリューコンベア２９ａから排出される微粉化したゴムチップＧは取出容器３０に収容されるため、第３の炭酸カルシウム供給機１３ｂにより第３のタンク１４ｂ内の炭酸カルシウムやカーボンブラック等の分離材を取出容器３０内に適量混入し、この状態で遠心分離機を駆動することにより、その混合物はフィルター３１側に送られてこれを通過し、取出容器３０から製品ボックス３６内に送出される。その結果、製品としては１００メッシュ以上のフィルターを通過する微粉の粉末ゴムが得られるものである。
尚、上記炭酸カルシウムまたはカーボンブラック等の分離材を混入させる工程および機構については、製品工程および機構にあっては不可欠事項となる可能性があるものの、粗粉砕工程および機構並びに二次微粉砕工程および機構にあっては必ずしも不可欠事項ではない。
本発明のゴム組成物は、上記ゴムチップ微粉砕処理方法または装置により製造されてなる粉末ゴムを含有するものであればよいが、好適には、上記ゴムチップ微粉砕処理方法または装置により得られる粉末ゴムのうち、１００メッシュのフィルターを通過した粉末ゴムを７５重量％以上とすることが好ましく、より好ましくは、１００メッシュのフィルターを通過した粉末ゴムのみを含有するものとする。１００メッシュのフィルターを通過した粉末ゴムは、破壊核となる可能性が非常に少なく、破壊強力の低下抑制に対して特に効果大である。
本発明のゴム組成物における粉末ゴムの含有量としては、新ゴム１００重量部に対し好ましくは４０重量部以下、より好ましくは１〜３０重量部である。粉体ゴムの含有量が４０重量部を超えると、微粒径化の程度にもよるが、所望の破壊特性が確保しにくくなる。
本発明のゴム組成物に用いる新ゴムとしては、特に制限されるものではなく、前記粉末ゴム中のゴム成分と同様の天然ゴムや合成ゴムなどの各種のゴムを用いることができる。また、本発明のゴム組成物中には、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウムなどの充填剤を含有させることができる他、本発明の目的が損なわれない範囲内で、通常ゴム工業界で用いられる各種薬品、例えば、加硫剤、加硫促進剤、プロセスオイル、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを適宜含有させることが可能である。
本発明のゴム組成物は、新ゴムに対し、所定の配合割合で上記粉末ゴム成分および各種配合剤を配合して、混練、熱入れ、押出、加硫等を順次行うことにより、製造することができる。
混練は、最初に本発明に係る粉末ゴムを新ゴムや老化防止剤等とともに混練した後、加硫剤、加硫促進剤等を添加して再度混練する二段階混練にて行なうことが好適である。それ以外の条件としては、特に制限されるものではなく、混練装置への投入体積、ローターの回転速度、ラム圧、混練温度、混練時間、混練装置の種類等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。混練装置としては、例えば、通常ゴム組成物の混練に用いられるバンバリーミキサー、インターミックス、ニーダー等が挙げられる。
熱入れの条件としては、特に制限されるものではなく、熱入れ温度、熱入れ時間、熱入れ装置等の条件について目的に応じて適宜選択することができる。熱入れ装置としては、例えば、通常ゴム組成物の熱入れに用いるロール機等が挙げられる。
押出の条件としては、特に制限されるものではなく、押出時間、押出速度、押出装置、押出温度等の諸条件について目的に応じて適宜選択することができる。押出装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム装置の押出に用いる押出機等が挙げられる。押出温度は、適宜決定することができる。
加硫を行う装置、方式、条件等については、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができる。加硫を行う装置としては、例えば、通常タイヤ用ゴム組成物の加硫に用いる金型による成形加硫機などが挙げられる。押出温度は、通常１００〜１９０℃程度である。
また、本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のゴム組成物を、例えば、トレッドゴム等として用いたものであればよく、タイヤの種類やその具体的な構造、材料等については、特に制限されるものではない。空気入りタイヤの一例としては、図示はしないが、一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状をなして連なるカーカスと、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルトと、該ベルト上に配設されるトレッドゴムとを有してなるタイヤなどが挙げられる。本発明のタイヤは、ラジアル構造を有していてもよいし、バイアス構造を有していてもよい。また、その製造方法についても、特に制限されるものではなく、常法に適宜従い行うことができる。
次に、実施例および比較例を用いて本発明を説明するが、本発明は下記実施例により何ら限定されるものではない。
実施例１〜６、比較例１〜６
廃ゴム成分として、図１に示す一連の工程（粗粉砕工程Ａ、微粉砕回収工程Ｂ、二次粉砕工程Ｃ、二次微粉砕回収工程Ｄおよび製品工程Ｅ）からなるゴムチップ微粉砕処理方法（装置）により製造した粉末ゴムＡ、これを１００メッシュのフィルターに掛けて通過したもののみを含む粉末ゴムＢ、市販の再生ゴムおよび市販の粉ゴムＡ、Ｂ（２４メッシュ品、８０メッシュ品）を夫々準備した。
実施例１〜６、比較例１〜６
廃ゴム成分として、図１に示す一連の工程（粗粉砕工程Ａ、微粉砕回収工程Ｂ、二次粉砕工程Ｃ、二次微粉砕回収工程Ｄおよび製品工程Ｅ）からなるゴムチップ微粉砕処理方法（装置）により製造した粉末ゴムＡ、これを１００メッシュのフィルターに掛けて通過したもののみを含む粉末ゴムＢ、市販の再生ゴムおよび市販の粉ゴムＡ、Ｂ（２４メッシュ品、８０メッシュ品）を夫々準備した。
（１）ゴム組成物の調製
新材のゴム成分としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）１００重量部に対して、下記の表１に夫々示す配合割合で上記廃ゴム成分および各種配合剤を配合して、９０ｃｃプラストミルを用いて混練することにより、各ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１６０℃で１３分間加圧加硫することにより、各比較例および実施例の加硫ゴムサンプルを得た。また、廃ゴム成分および硫黄の使用量は、各比較例、実施例について下記の表２および表３に夫々示した通りである。
新材のゴム成分としてのスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）１００重量部に対して、下記の表１に夫々示す配合割合で上記廃ゴム成分および各種配合剤を配合して、９０ｃｃプラストミルを用いて混練することにより、各ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１６０℃で１３分間加圧加硫することにより、各比較例および実施例の加硫ゴムサンプルを得た。また、廃ゴム成分および硫黄の使用量は、各比較例、実施例について下記の表２および表３に夫々示した通りである。
混練は、以下のように二つの工程に分けて実施した。即ち、まず、第一工程にて、上記廃ゴム成分を、ＳＢＲ、カーボンブラック、軟化剤、ステアリン酸および老化防止剤とともに最高温度１６０℃にて混練した。続いて、第二工程にて、第一工程で得られたゴムと、亜鉛華、加硫促進剤Ａ、加硫促進剤Ｂ、加硫促進剤Ｃおよび硫黄とを、最高温度１０５℃にて混練した。なお、新ゴムのみを配合する場合（表２の比較例１）についても、廃ゴム成分を添加しなかった以外は、同様の手法にて混練を行った。
（２）測定方法
得られた各比較例および実施例の各加硫ゴムサンプルにつき、破壊特性（Ｔｂ）を下記の方法により測定して、各ゴム組成物を評価した。また、各ゴム組成物を用いた空気入りタイヤの実地耐摩耗性についても、下記に従い評価を行なった。得られた結果を、下記の表２および表３に夫々示す。
得られた各比較例および実施例の各加硫ゴムサンプルにつき、破壊特性（Ｔｂ）を下記の方法により測定して、各ゴム組成物を評価した。また、各ゴム組成物を用いた空気入りタイヤの実地耐摩耗性についても、下記に従い評価を行なった。得られた結果を、下記の表２および表３に夫々示す。
（破壊特性の評価方法）
ＪＩＳ Ｋ６３０１により、破壊強度（Ｔｂ）を測定し、比較例１（廃ゴム成分を含有せず、新ゴムのみを使用）の値を１００として、指数にて表示した。数値が大なるほど、破壊特性が良好である。
ＪＩＳ Ｋ６３０１により、破壊強度（Ｔｂ）を測定し、比較例１（廃ゴム成分を含有せず、新ゴムのみを使用）の値を１００として、指数にて表示した。数値が大なるほど、破壊特性が良好である。
（実地耐摩耗性）
各ゴム組成物をトレッドゴムとして適用して、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りタイヤ（ＰＳＲ）をそれぞれ作製し、実地耐摩耗性を評価した。結果は、比較例１の値を１００として、指数にて表示した。数値が大なるほど、結果が良好である。
各ゴム組成物をトレッドゴムとして適用して、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用空気入りタイヤ（ＰＳＲ）をそれぞれ作製し、実地耐摩耗性を評価した。結果は、比較例１の値を１００として、指数にて表示した。数値が大なるほど、結果が良好である。
＊２）カーボンブラック：シースト７ＨＭ（東海カーボン株式会社製）
＊３）軟化剤：アロマオイル
＊４）老化防止剤：ノクラック６Ｃ（大内新興化学工業株式会社製）
＊５）加硫促進剤Ａ：ノクセラーＤＭ−Ｐ（大内新興化学工業株式会社製）
＊６）加硫促進剤Ｂ：ノクセラーＮＳ−Ｐ（大内新興化学工業株式会社製）
＊７）加硫促進剤Ｃ：ノクセラーＤ（大内新興化学工業株式会社製）
＊８）硫黄：粉末硫黄
＊１０）市販粉ゴムＡ：２４メッシュ品（村岡ゴム工業株式会社製）
＊１１）市販粉ゴムＢ：８０メッシュ品（米国ＲＯＵＳＥ ＲＵＢＢＥＲ社製）
上記表２および表３の結果からわかるように、本発明に係るゴムチップ微粉砕処理方法（装置）により得られた粉末ゴムを含有させた実施例１〜６のゴム組成物は、新ゴムのみを用いた比較例１のゴム組成物と比較しても遜色のない優れた破壊特性を有することが確かめられた。また、かかるゴム組成物を用いた実施例のタイヤについても、比較例に比し遜色のない耐摩耗性を有することが確認できた。
Ａ 粗粉砕工程
Ｂ 微粉砕回収工程
Ｃ 二次粉砕工程
Ｄ 二次微粉砕回収工程
Ｅ 製品工程
１ チップ供給機
２ ホッパ
３ 供給管
４ 粗粉砕機構
４ａ 微粉砕機構
５、５ａ ホッパ
６、６ａ 枠台
７、７ａ 送出管
８、８ａ 粉砕機外箱
９、９ａ ダイアモンド電着回転ドラム
１０、１０ａ 駆動用モータ
１１、１１ａ、２９、２９ａ スクリューコンベア
１２、１２ａ 排出管
１３、１３ａ、１３ｂ 炭酸カルシウム供給機
１４ タンク
１５ 軸
１６、２１ 冷却用管
１７、１７ａ チェーンベルト
１８、１８ａ ダイアモンド電着固定刃
１９ 取付板
２０ 円弧面
２４ 風量調節式ブロア
２５ 移送器
２６ サイロ
２７ サイクロン
２８ 排出口
３０ 取出容器
３１ フィルター
３２ 遠心分離機
３３ 枠台
３４ 電動モータ
３５ 冷却タンク
３６ 製品ボックス
Ｂ 微粉砕回収工程
Ｃ 二次粉砕工程
Ｄ 二次微粉砕回収工程
Ｅ 製品工程
１ チップ供給機
２ ホッパ
３ 供給管
４ 粗粉砕機構
４ａ 微粉砕機構
５、５ａ ホッパ
６、６ａ 枠台
７、７ａ 送出管
８、８ａ 粉砕機外箱
９、９ａ ダイアモンド電着回転ドラム
１０、１０ａ 駆動用モータ
１１、１１ａ、２９、２９ａ スクリューコンベア
１２、１２ａ 排出管
１３、１３ａ、１３ｂ 炭酸カルシウム供給機
１４ タンク
１５ 軸
１６、２１ 冷却用管
１７、１７ａ チェーンベルト
１８、１８ａ ダイアモンド電着固定刃
１９ 取付板
２０ 円弧面
２４ 風量調節式ブロア
２５ 移送器
２６ サイロ
２７ サイクロン
２８ 排出口
３０ 取出容器
３１ フィルター
３２ 遠心分離機
３３ 枠台
３４ 電動モータ
３５ 冷却タンク
３６ 製品ボックス
Claims (8)
- ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕工程と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収工程と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕工程と、該二次粉砕工程で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕工程に送り込む二次微粉砕回収工程と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品工程と、を含み、かつ、前記粗粉砕工程および二次粉砕工程がダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃による粉砕を含むゴムチップ微粉砕処理方法を用いて製造されてなることを特徴とするゴム組成物。 - 前記粗粉砕工程、二次粉砕工程および製品工程が、分離材を混入させる付加的工程を含む請求項１記載のゴム組成物。
- ゴムチップを微粉砕処理して得られる粉末ゴムを含有するゴム組成物であって、該粉末ゴムが、
前記ゴムチップを１回以上繰り返し粗粉砕して微粉化する粗粉砕機構と、粗粉砕して微粉化したものを吸塵して回収する微粉砕回収機構と、回収した微粉をさらに粉砕する二次粉砕機構と、該二次粉砕機構で微粉化したものを吸塵して回収するとともに、回収されない二次粉砕物を再び前記二次粉砕機構に送り込む二次微粉砕回収機構と、最終的に微粉化したものを所定メッシュのフィルターにかけて取り出す製品機構と、を備えるゴムチップ微粉砕処理装置を用いて製造された粉末ゴムを含有することを特徴とするゴム組成物。 - 前記粗粉砕機構および二次粉砕機構が、駆動回転自在なドラム周面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着回転ドラムと、前記ドラム周面に所定の間隙を有して対面する円弧面を備え、その円弧面にダイアモンド粒を電着固定してなるダイアモンド電着固定刃と、を有する請求項３記載のゴム組成物。
- 前記ダイアモンド電着回転ドラムおよびダイアモンド電着固定刃が、それぞれ冷却手段を有する請求項４記載のゴム組成物。
- 前記粗粉砕機構、二次粉砕機構および製品機構が、分離材を混入させる付加的機構を有する請求項３〜５のうちいずれか一項記載のゴム組成物。
- 前記粉末ゴムとして、１００メッシュのフィルターを通過したものを７５重量％以上含有する請求項１〜６のうちいずれか一項記載のゴム組成物。
- 請求項１〜７のうちいずれか一項記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
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