(57)【要約】【課題】ゴム組成物や空気入りタイヤの製造時の火災等を防止することが可能な粉末ゴム系の難燃性材料を提供する。【解決手段】粉末ゴムに対して、難燃化剤を配合してなる粉末ゴム組成物である。前記難燃化剤としては、水酸化化合物、ハロゲン化炭化水素及び金属酸化物が好ましい。また、前記水酸化化合物としては、金属水酸化物が好ましく、該金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムが好ましい。更に、前記難燃化剤の含有量は、5〜50質量％の範囲が好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末ゴムに対して、難燃化剤を配合してなる粉末ゴム組成物。
【請求項２】
前記難燃化剤が、水酸化化合物、ハロゲン化炭化水素及び金属酸化物からなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の粉末ゴム組成物。
【請求項３】
前記水酸化化合物が金属水酸化物であることを特徴とする請求項２に記載の粉末ゴム組成物。
【請求項４】
前記金属水酸化物が水酸化アルミニウムであることを特徴とする請求項３に記載の粉末ゴム組成物。
【請求項５】
前記難燃化剤の含有量が5〜50質量％であることを特徴とする請求項１に記載の粉末ゴム組成物。
【請求項６】
前記粉末ゴムが、200メッシュのふるいを通過したものを75質量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載の粉末ゴム組成物。
【請求項７】
新ゴムに対して、請求項１〜６のいずれかに記載の粉末ゴム組成物を配合してなるゴム組成物。
【請求項８】
請求項７に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末ゴム組成物、並びに該粉末ゴム組成物を配合したゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関し、特にゴム組成物及び空気入りタイヤの製造時の火災等を防止することが可能な難燃性の粉末ゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃タイヤは、一般のプラスチック製品に比べて回収率が高く、特にセメント工場を中心に燃料として再利用されている。しかしながら、近年、環境問題の高まりと共に、タイヤのゴム片又はゴム粉末をそのまま使用する、所謂、マテリアルリサイクル率の向上が求められている。
【０００３】
従来、廃タイヤのマテリアルリサイクルは、廃タイヤを粉砕して粉末ゴムを製造し、該粉末ゴムをタイヤ等用のゴム組成物に配合する等して実施されている。そして、従来、粉末ゴムの研究開発は、主として、新ゴムのゴム物性の改良に主眼が置いて行なわれている。
【０００４】
例えば、特開２００１−３１５１２１号公報（特許文献１）には、古タイヤ等を粉砕して得た粉砕物に、タルク等の固結抑制材を配合して、流動性、ハンドリング性を改良した粉末ゴムが開示されている。
【０００５】
また、特開平７−３１４４４７号公報（特許文献２）には、廃タイヤ等の使用済みゴムから粒径100μm以下の加硫ゴム粉を高い収率で製造する技術が開示されており、粒径100μm以下の加硫ゴム粉を使用することで、製品の表面に凹凸が発生するのを防止できるとされている。
【０００６】
更に、特開平１０−１２８７５２号公報（特許文献３）には、使用済みタイヤゴムを微粉砕し、粒径100μm以下のものが90％以上の粉砕粉末ゴムに、ゴム薬品、有機配合剤等を配合する使用済みタイヤゴムの再生方法が開示されており、該方法によって再生されたゴムは、品質に優れ、且つ品質が安定しているとのことである。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−３１５１２１号公報
【特許文献２】特開平７−３１４４４７号公報
【特許文献３】特開平１０−１２８７５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、廃タイヤから製造された粉末ゴムが、火災等の際に着火する可能性を否定することはできない。これに対して、従来の技術は、上記のように、廃タイヤのマテリアルリサイクル率の向上のために、粉末ゴムに種々の改良を施しているものの、粉末ゴム自体の燃焼に着目して研究開発を行なっている例はなく、火災への安全対策が実施されていない。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、ゴム組成物や空気入りタイヤの製造時の火災等を防止することが可能な粉末ゴム系の難燃性材料を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる粉末ゴム系の難燃性材料を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、粉末ゴムに難燃化剤を配合して得た組成物を用いることで、廃タイヤのマテリアルリサイクルを達成しつつ、ゴム組成物や空気入りタイヤの製造時の火災等の可能性を低減できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
即ち、本発明の粉末ゴム組成物は、粉末ゴムに対して、難燃化剤を配合してなることを特徴とする。
【００１２】
本発明の粉末ゴム組成物の好適例においては、前記難燃化剤が、水酸化化合物、ハロゲン化炭化水素及び金属酸化物からなる群から選択される少なくとも一種である。ここで、前記水酸化化合物としては、金属水酸化物が好ましく、該金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムが好ましい。
【００１３】
本発明の粉末ゴム組成物の他の好適例においては、前記難燃化剤の含有量が5〜50質量％である。
【００１４】
本発明の粉末ゴム組成物の他の好適例においては、前記粉末ゴムが、200メッシュのふるいを通過したものを75質量％以上含有する。
【００１５】
また、本発明のゴム組成物は、新ゴムに対して、上記の粉末ゴム組成物を配合してなることを特徴とし、本発明の空気入りタイヤは、かかるゴム組成物を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、粉末ゴムに難燃化剤を配合してなり、廃タイヤのマテリアルリサイクルを達成しつつ、ゴム組成物や空気入りタイヤの製造時の火災等を防止できる難燃性の粉末ゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、かかる難燃性の粉末ゴム組成物を含むゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の粉末ゴム組成物は、粉末ゴムに対して、難燃化剤を配合してなることを特徴とし、難燃性が高く、ゴム組成物や空気入りタイヤの製造時の火災等を防止しつつ、廃タイヤのマテリアルリサイクルを達成することができる。
【００１８】
本発明の粉末ゴム組成物に用いる粉末ゴムの原料となる廃ゴムのゴム種は、特に限定されるものではなく、天然ゴム及び合成ゴムの中から選ばれる少なくとも一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−ブタジエンゴム等が挙げられる。
【００１９】
なお、通常、粉末ゴムの原料となる廃ゴム（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。
【００２０】
本発明においては、かかる加硫ゴムからなる廃タイヤ、チューブ等を従来の方法で粉砕して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等を粉砕して得た粉末ゴムを使用することもできる。
【００２１】
本発明の粉末ゴム組成物に用いる粉末ゴムは、特に限定されるものではないが、ゴム物性、特にゴムの破壊特性及び耐摩耗性の観点から、平均粒子径が小さい方が好ましい。より具体的には、上記粉末ゴムは、200メッシュのふるいを通過したものを75質量％以上含有することが好ましく、200メッシュのふるいを通過したものが100質量％であることが特に好ましい。粉末ゴムが200メッシュのふるいを通過したものを75質量％以上含有する場合、粉末ゴム組成物を配合していないゴム組成物と比較して、ゴム組成物の破壊強力への影響が殆ど無くなる。
【００２２】
一方、本発明の粉末ゴム組成物に用いる難燃化剤としては、水酸化化合物、ハロゲン化炭化水素及び金属酸化物が好ましい。これら難燃化剤は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、難燃化剤の粒子径は、特に限定されるものではないが、微粒径であるほど、ゴム特性としては好ましい。
【００２３】
上記水酸化化合物としては、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物が好ましく、これらの中でも、難燃化効果の点で、水酸化アルミニウムが特に好ましい。また、上記ハロゲン化炭化水素としては、塩素化パラフィンが好ましく、上記金属酸化物としては、三酸化アンチモンが好ましい。
【００２４】
上記金属水酸化物等の水酸化化合物、化学組成の中に結晶水や水酸基を含み、熱によって多量の遊離水を放出し、該遊離水が熱量を吸収して自己消火性を発揮する効果を有する。また、上記ハロゲン化炭化水素は、燃焼反応における活性基、例えば、ＨＯ・ラジカルを失活させて燃焼の連鎖反応を停止させ、且つポリマー分子の炭化等による自己消火性と遅燃性とを付与することができる。更に、上記金属酸化物は、上記ハロゲン化炭化水素と協同して自己消火性と遅燃性に相乗効果を付与する作用を有する。
【００２５】
なお、化学組成の中に結晶水や水酸基を含み、高温に熱せられることにより化学変化して遊離水を発生する物質としては、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムの他に、ホウ酸やホウ酸亜鉛等があり、いずれも、水分子Ｈ2Ｏや水酸基を多数含んでいて、加熱することにより化学変化して、水分子を放出する。
【００２６】
化学組成の中に結晶水や水酸基を保有する物質の一例として、水酸化アルミニウムの作用を説明する。水酸化アルミニウムはＡｌ(ＯＨ)3で表わされるが、外部から150℃以上の熱を加えられると熱分解して、１／２Ａｌ2Ｏ3＋３／２Ｈ2Ｏに変化し、遊離した水（Ｈ2Ｏ）分子３／２個が粉末ゴムの消火を助ける。
【００２７】
本発明の粉末ゴム組成物において、上記難燃化剤の含有量は、5〜50質量％の範囲が好ましい。難燃化剤の含有量が5質量％未満では、粉末ゴムの燃焼を抑制する効果が小さく、一方、難燃化剤を50質量％を超えて添加すると、廃タイヤのマテリアルリサイクル率向上という観点から考慮すると好ましくない。
【００２８】
また、本発明のゴム組成物は、新ゴムに対して、上述の粉末ゴム組成物を配合してなる。本発明のゴム組成物は、使用済みタイヤ等のゴム製品に由来する上述の粉末ゴム組成物を含むため、マテリアルリサイクル率を向上させることができる。また、上記粉末ゴム組成物をゴム組成物に用いる場合、従来の粉末ゴムを使用した場合に比べて、ゴム組成物の製造時における火災等の危険性を大幅に低減することができる。ここで、上記粉末ゴム組成物の配合量は、新ゴム100質量部に対して、0.1〜80質量部の範囲が好ましい。粉末ゴム組成物の配合量が新ゴム100質量部に対して、0.1質量部未満では、廃タイヤのマテリアルリサイクル率を十分に向上させることができず、一方、80質量部を超えると、ゴム組成物の破壊特性を十分に確保できないことがある。
【００２９】
本発明のゴム組成物に用いる新ゴムとしては、特に制限はなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等の合成ゴムが挙げられる。これら新ゴムは、一種単独で用いても、複数種を混合して用いてもよい。
【００３０】
本発明のゴム組成物には、上述の粉末ゴム組成物、新ゴムの他、充填材、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、軟化剤等のゴム業界で通常使用される配合剤を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。なお、本発明のゴム組成物は、新ゴムに対して、粉末ゴム組成物と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００３１】
本発明の空気入りタイヤは、上述したゴム組成物をいずれかの部材に適用したことを特徴とする。上述した粉末ゴム組成物を配合したゴム組成物は、十分な破壊特性を有しているため、トレッドを始めとしてタイヤの種々の部材に使用することができる。また、本発明の空気入りタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】
＜粉末ゴム組成物の調製及び評価＞
粉ゴムを200メッシュのフィルターに掛けて通過したもののみに、表１に示す量の炭酸マグネシウム［トクヤマ製］、シリカ［東ソーシリカ製ニップシールＡＱ］又は水酸化アルミニウム［昭和電工製ハイジライトＨ−４３Ｍ］を混合して、粉末ゴム組成物を調製した。次に、得られた粉末ゴム組成物に対して、下記の方法で着火試験を行った。結果を表１に示す。
【００３４】
（１）着火試験
試験皿上に対象サンプル10gを取り、市販の点火器具［チャッカマン（商品名）］を用いて、炎の先端をサンプルにあてて着火するまでの時間を５回測定し、その平均値を着火時間とし、難燃化剤を配合していない粉末ゴム（比較例１）の着火時間を100として指数表示した。指数値が大きい程、着火時間が長く、燃え難いことを意味する。なお、20秒間炎と接触しても着火しなかった場合は、表中に「着火せず」と記載した。
【００３５】
【表１】
2008169329.tif 000002
【００３６】
表１から、比較例２及び３のように、炭酸マグネシウムやシリカを配合した粉末ゴム組成物は、着火時間の遅延効果が小さいことが分かる。一方、水酸化アルミニウムを配合した実施例の粉末ゴム組成物は、水酸化アルミニウムの量が極少量でも効果があり、5質量％以上で着火時間が大きく延び、50質量％まで増加すると、20秒間炎と接触しても、着火しなくなった。なお、実施例１のように、水酸化アルミニウムの含有量が5質量％未満では、着火時間の遅延効果が小さく、一方、50質量％を超えると、着火の可能性が大きく低下するものの、粉末ゴム組成物中の粉末ゴムの割合が低下して、廃タイヤのマテリアルリサイクル率を十分に向上させることができないため、難燃化剤の含有量は、5〜50質量％の範囲が好ましい。