(57)【要約】【課題】多数の空隙を形成して透水性を高めるとともに、ゴムチップ材間の結合強度を維持して引張り強度および耐久性を維持した衝撃吸収材とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  粒状ゴムチップ材を結合して得られた衝撃吸収材の製造方法において、粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物を熱圧縮成形して固形物にした後、前記固形物を水溶処理することで前記粒状水溶性物質を水に溶出させて空隙部を設け、前記空隙部を連通させて透水性にしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状ゴムチップ材を結合して得られた衝撃吸収材であり、粒状ゴムチップ材の間に空隙部を設け、該空隙部を連通させて透水性にしたことを特徴とする衝撃吸収材。
【請求項２】
粒状ゴムチップ材を結合して得られた衝撃吸収材の製造方法において、粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物を熱圧縮成形して固形物にした後、前記固形物を水溶処理することで前記粒状水溶性物質を水に溶出させて空隙部を設けたことを特徴とする衝撃吸収材の製造方法。
【請求項３】
粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物に接着剤がバインダーとして添加される請求項２記載の衝撃吸収材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は下地面に敷設し、遊具で遊んでいる児童の落下または転倒した場合における衝撃を吸収し、ケガを防止する衝撃吸収材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
児童が学校や公園の遊具から落下または転倒することでケガをするという事故が多発しており、これを未然に防ぐため遊具の下に衝撃吸収材を敷くことが多くなってきている。そのため最近では、主にゴムの廃材から衝撃吸収材が製造され、広く利用されている。例えば、廃棄タイヤなどのゴムチップ材から製造した衝撃吸収材などが挙げられる。即ち、従来の衝撃吸収材は、廃棄タイヤなどのゴムチップ材をバインダーで結合して製造しているものが多い。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１４７７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしこれらの衝撃吸収材は、各チップ材間の空隙が小さく、透水性が乏しいため、降水時に公園の遊具の下に水たまりができるという問題があった。またこの問題を解決するために、衝撃吸収材に排水用の穴を設けることで透水性を高めた場合や、ゴムチップ材の密度を下げることで衝撃吸収材内に多数の空隙を形成して透水性を高めた場合には、ゴムチップ材間の結合強度が低下するため強度および耐久性が低下し、その結果衝撃吸収材が欠損しやすく、摩耗も早いという問題があった。
【０００４】
本発明では、上記の問題点を改善するものであり、多数の空隙を形成して透水性を高めるとともに、ゴムチップ材間の結合強度を維持して引張り強度および耐久性を維持した衝撃吸収材とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
即ち、本願請求項１記載の発明は、粒状ゴムチップ材を結合して得られた衝撃吸収材であり、粒状ゴムチップ材の間に空隙部を設け、該空隙部を連通させて透水性にした衝撃吸収材にある。
【０００６】
本願請求項２記載の発明は、粒状ゴムチップ材を結合して得られた衝撃吸収材の製造方法において、粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物を熱圧縮成形して固形物にした後、前記固形物を水溶処理することで前記粒状水溶性物質を水に溶出させて空隙部を設けた衝撃吸収材の製造方法にある。本発明では、粒状ゴムチップ材を結合する際に粒状の水溶性物質を添加し、熱圧縮成形することで固形物にし、次にこの固形物の水溶処理を行うことで水溶性物質を溶解し、内部に連通した空隙を形成することにより、本発明の課題を解決した。
【０００７】
本願請求項３記載の発明は、粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物に接着剤がバインダーとして添加される衝撃吸収材の製造方法にある。これにより、ゴムチップ材間の結合強度を維持して引張り強度および耐久性を維持した衝撃吸収材を得ることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、粒状ゴムチップ材から衝撃吸収材を製造する際に水溶性物質を添加し、次に衝撃吸収材内に含まれる水溶性物質の水溶処理を行うことで衝撃吸収材内に空隙が形成されたことにより、従来の衝撃吸収材よりも高い透水性を示すことが確認された。また、必要により粒状ゴムチップ材にバインダーを添加することでチップ材間の結合を強めて引張り強度および耐久性を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態である衝撃吸収材について説明する。図１は本発明に係る衝撃吸収材の断面図であり、衝撃吸収材１では粒状ゴムチップ材２が互いに３次元的に集合して結合し、しかも粒状ゴムチップ材２の間に空隙部３がランダムに形成され、かつ前記空隙部３同士では連通した水路４を形成している。
【００１０】
前記衝撃吸収材１の製造方法では、粒状ゴムチップ材と粒状水溶性物質の混合物が金型に投入されるが、この場合混合物は金型容積１に対して１．５〜３程度である。金型温度を１４０〜１７０℃、３〜３０分、面圧０．１〜１ＭＰａの条件で混合物を加圧加熱処理され、固形物にする。この場合、混合物には接着剤がバインダーとして添加され、これによりゴムチップ材間の結合強度を維持して引張り強度および耐久性を維持した衝撃吸収材を得ることができる。尚、熱圧縮を行う際、より低温、または短時間で行った場合にはゴム組成物が結合せず衝撃吸収材としての強度や耐久性が低下するため、衝撃吸収材として用いるには適していない。
【００１１】
ここで使用する粒状ゴムチップ材は、ゴム廃棄物を用いることができる。ゴム廃棄物は、ゴム組成物を加硫する前の廃棄物であっても、ゴム組成物を加硫した後の廃棄物であっても、いずれでもよい。伝動ベルトの廃棄物を用いる場合、ゴム組成物には短繊維や帆布として、上記の綿、ナイロン６、パラ系アラミド、メタ系アラミド、ビニロンなどが含有されており、心線として上記のポリエステルなどが含有されている。このようにゴム廃棄物を用いることによって、廃棄物を有効再利用して省資源化することができるものであり、また材料コストが殆どかからずより安価な衝撃吸収材を提供することができるものである。
【００１２】
粒状ゴムチップ材の粒径は、衝撃吸収材の引張り強度、耐久性を示しながら高い透水性を示すためにも重要であり、０．３〜１０．０ｍｍが好ましく、より好ましくは３〜６ｍｍである。粒状ゴムチップ材の破砕粒径が０．３ｍｍ未満の場合では、水溶性物質の水溶処理を行っても衝撃吸収材内に空隙が形成しないため透水性を得ることができず、一方１０．０ｍｍを越えるとゴムチップ材間の結合強度が低いため、欠損しやすく、摩耗も早くなる結果となる。
【００１３】
粒状ゴムチップ材のゴム成分は、特に限定されるものではなく、クロロプレン系ゴム、ＥＰＤＭ系ゴム、天然ゴム系ゴム、ブタジエン系ゴム、スチレンブタジエン系ゴム、水素化ニトリル系ゴム、ＡＣＳＭ（アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン）系ゴムなど、任意である。
【００１４】
本発明に用いる水溶性物質としては、塩化カルシウムのほかに、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化鉄、臭化ナトリウム、臭化ルビジウム、ヨウ化カリウム、ヨウ化セシウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸マグネシウム、リン酸カリウム、リン酸二水素一ナトリウム、スクロース、酒石酸、ギ酸ナトリウム、クエン酸、グルコン酸ナトリウム、シュウ酸カリウム、マロン酸などが挙げられる。また、バインダーを用いてゴム組成物の結合を行うことでより強い結合示すことが確認された。
【００１５】
前記水溶性物質の含有量は、粒状ゴムチップ材１００質量部に対して５〜３５質量部にすることで、空隙率５〜３５％の衝撃吸収材を得ることができる。水溶性物質の含有量が５質量部未満では、衝撃吸収材内に形成される空隙が少なくなり透水性が低くなるため、屋外で用いる衝撃吸収材には適していない。また水溶性物質の含有量が３５質量部を越えると、衝撃吸収材内に形成される空隙が多くなり過ぎ、ゴムチップ材間の結合強度が低下するため強度および耐久性が低下するという結果になる。
【００１６】
また水溶性物質の粒径は、０．３〜３ｍｍが好ましく、０．３ｍｍ未満の場合では、水溶性物質の水溶処理を行っても衝撃吸収材内に空隙が形成しないため、透水性を得ることができず、一方３ｍｍを越えると衝撃吸収材の空隙が多いため、欠損しやすく、摩耗も早くなる結果になる。
【００１７】
前記接着剤としては、粒状ゴムチップ材をＮＣＯ末端プレポリマーが主成分である１液性のウレタンバインダーで結合することにより、衝撃吸収材の強度および耐久性を高める効果がある。他の接着剤として、エポキシ樹脂系やアクリル樹脂系のバインダーを使用することができる。
【実施例】
【００１８】
次に、本発明を実施例により具体的に説明する。
【００１９】
実施例１
表１にゴム配合を示す加硫済みのゴム組成物を６ｍｍの粒径になるように粉砕し、このゴム組成物１００質量部に粒径２．０ｍｍの塩化カルシウムを３０質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、３０分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出し、室温の水中に２０分間浸けて、塩化カルシウムを溶かした。試験に用いた成形品の寸法は、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、厚み９ｍｍとした。
【００２０】
尚、得られた成形品の上層部を切り取って試料とし、嵩密度、引張強度、耐摩耗性、衝撃吸収性、そして透水性について測定した。その結果を表３に併記する。尚、測定方法は以下の通りである。
【００２１】
嵩密度は、成形品の質量（ｇ）／成形品の体積（ｃｍ３）の式より算出した。
【００２２】
引張強度は、成形品から試験片（ＪＩＳ３号）を切り取り、その試験片の引張試験をＪＩＳＫ６２５１に準じて行うことにより確認した。
【００２３】
耐摩耗性は、成形品に４．９Ｎ（５００ｇ）の荷重をかけ、テーバ摩耗試験を行うことにより確認した。また摩耗率は、摩耗量（ｇ）／試験前の成形品の質量（ｇ）×１００の式より算出した。
【００２４】
衝撃吸収性（Ａ硬度）は、ＪＩＳＫ６２５３に準じ、ＪＩＳＡ硬度計により測定した。
【００２５】
透水性は、成形品上に直径５ｃｍの開口部を有する筒を置き、この筒内に５００ｍｌの水を入れ、すべての水が透過するまでの時間を測定した。
ここで、引張強度、耐摩耗性、衝撃吸収性、そして透水性の評価において、◎は優、○は良、△は可、そして×は不可を示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
実施例２〜３
表１に示す加硫済みのクロロプレンゴム組成物を所定の粒径になるように粉砕し、このクロロプレンゴム組成物１００質量部にバインダー（１液性のウレタンバインダー：三井化学ポリウレタン社製タケネートＦ−１８８Ｐ）を１６質量部、所定の粒径の塩化カルシウムを１０質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、７分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出し、室温の水中に２０分間浸けて、塩化カルシウムを溶かした。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００２８】
実施例４
表１に示す加硫済みのクロロプレンゴム組成物を所定の粒径になるように粉砕し、このゴム組成物１００質量部にバインダー（１液性のウレタンバインダー：三井化学ポリウレタン社製タケネートＦ−１８８Ｐ）を１６質量部、０．５ｍｍ粒径の炭酸ナトリウムを１０質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、７分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出し、室温の水中に２０分間浸けて、炭酸ナトリウムを溶かした。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００２９】
実施例５
表２に示す加硫済みのＥＰＤＭゴム組成物を６ｍｍの粒径になるように粉砕し、このゴム組成物１００質量部に粒径２．０ｍｍの塩化カルシウムを３０質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、３０分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出し、室温の水中に２０分間浸けて、塩化カルシウムを溶かした。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
実施例６
表２に示す加硫済みのＥＰＤＭゴム組成物を６ｍｍの粒径になるように粉砕し、このゴム組成物１００質量部にバインダー（１液性のウレタンバインダー：三井化学ポリウレタン社製タケネートＦ−１８８Ｐ）を１６質量部、２．０ｍｍ粒径の塩化カルシウムを１０質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、７分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出し、室温の水中に２０分間浸けて、塩化カルシウムを溶かした。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００３２】
比較例１
表１にゴム配合を示す加硫済みのゴム組成物を６ｍｍの粒径になるように粉砕し、これを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、３０分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出して成形体を得た。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００３３】
比較例２
表１にゴム配合を示す加硫済みのゴム組成物を６ｍｍの粒径になるように粉砕し、このゴム組成物１００質量部にバインダー（１液性のウレタンバインダー：三井化学ポリウレタン社製タケネートＦ−１８８Ｐ）を１６質量部添加したものを金型に入れて熱プレスによって１６０℃、７分で加熱加圧した後、金型を冷却して、成形品を取り出した。得られた成形体の物性値を表３に併記する。
【００３４】
【表３】
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この結果、実施例の成形品は、引張強度、耐摩耗性、衝撃吸収性、そして透水性において良好であり、衝撃吸収材として適用可能であることが判る。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る衝撃吸収材の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  衝撃吸収材
２  粒状ゴムチップ材
３  空隙部
４  水路
【図１】
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