(57)【要約】  【課題】再生ゴム押出成形品の原料として、それ単独で実用に耐え得るだけのゴム特性を有する再生ゴムを製造できる方法を提供する。  【解決手段】密閉式混練機に入れた加硫ゴムの粉砕片にせん断力を加えることにより流動性と可塑性を与えて再生化処理を施す。加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値に基づいて練り仕上げ時間を予め設定しておく。再生化処理中における密閉式混練機の負荷トルクがピークを過ぎた後であって且つこのピーク時を始期とする上記練り仕上げ時間が経過するまでの間に再生ゴムを密閉式混練機から取り出す。  【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉式混練機に入れた加硫ゴムにせん断力を加えることにより流動性と可塑性を与えて再生化処理を施す一方、
上記加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値に基づいて練り仕上げ時間を予め設定しておき、
再生化処理中における密閉式混練機の負荷トルクがピークを過ぎた後であって且つこのピーク時を始期とする上記練り仕上げ時間が経過するまでの間に再生ゴムを密閉式混練機から取り出すことを特徴とする再生ゴムの製造方法。
【請求項２】
上記加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａ0とし、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａとしたとき、
再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーＥａが０．８×Ｅａ0≦Ｅａ≦Ｅａ0の関係を満たすタイミングをもって上記練り仕上げ時間の終期を設定してあることを特徴とする請求項１に記載の再生ゴムの製造方法。
【請求項３】
密閉式混練機に対し加硫ゴムの粉砕片を７０〜９０％の体積充填率をもって投入した上で再生化処理を施すことを特徴とする請求項１または２に記載の再生ゴムの製造方法。
【請求項４】
再生化処理工程では、少なくとも練り仕上げ時間を含む再生化処理条件について予め設定された条件のもとで再生化処理を施すようになっていて、
再生化処理により得られた未加硫状態の再生ゴムの粘弾性測定を行ってその再生ゴムの見かけの活性化エネルギーの値を求め、
その求めた見かけの活性化エネルギーの値と予め設定されている設定許容範囲とを比較，照合した結果、求めた見かけの活性化エネルギーの値が設定許容範囲を満たさない場合には、練り仕上げ時間を含む再生化処理条件を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の再生ゴムの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法にて製造された再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の評価を行う方法であって、
未加硫状態の再生ゴムにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて再生ゴムの複素粘性率を求める測定工程と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）として、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて再生ゴムの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程と、
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（ＫＪ／ｍｏｌ）
を含み、
上記見かけの活性化エネルギーＥａの値に基づいて再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の評価を行うことを特徴とする再生ゴムの特性評価方法。
【請求項６】
再生前の加硫ゴムの配合が異なる複数種類の再生ゴムのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａの値の許容範囲を予め設定しておき、
算出した見かけの活性化エネルギーＥａの値と該当する再生ゴムの上記設定許容範囲との比較，照合をもって、再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の適否判定を行うことを特徴とする請求項５に記載の再生ゴムの特性評価方法。
【請求項７】
上記見かけの活性化エネルギーＥａの値に基づいて再生ゴムの物性および押出加工性の適否判定を行うようになっていて、
物性に関する判定項目が引張強度および伸びのうちの少なくともいずれかであり、また押出加工性に関する判定項目が押出吐出量ばらつきおよび再生ゴム押出成形品の外観見栄えのうちの少なくともいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の再生ゴムの特性評価方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法にて製造された再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の評価を行う装置であって、
未加硫状態の再生ゴムにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて再生ゴムの複素粘性率を求める測定手段と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）として、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて再生ゴムの見かけの活性化エネルギーＥａの値を算出する演算手段と、
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（ＫＪ／ｍｏｌ）
再生前の加硫ゴムの配合が異なる複数種類の再生ゴムのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａの値の許容範囲が予め設定，記憶されている記憶手段と、
演算手段にて算出した見かけの活性化エネルギーＥａの値と記憶手段に設定，記憶されている該当する再生ゴムの許容範囲との比較，照合をもって、再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の適否判定を行う判定手段と、
を備えていること特徴とする再生ゴムの特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄加硫ゴムを再利用するための再生ゴムの製造方法とそれに関連する特性評価方法および特性評価装置に関し、特に未加硫再生ゴムの見かけの活性化エネルギーをパラメータとして用いて、再生化（脱硫もしくは解重合）のための条件管理等を行うようにした再生ゴムの製造方法と特性評価方法および特性評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
廃棄加硫ゴム、例えば自動車の古タイヤ、ウエザーストリップ等の加硫ゴムよりなるゴム成形品、それらのゴム成形品の製造工程で発生する端材もしくは不良品等の廃棄加硫ゴムのリサイクルに際しては、廃棄加硫ゴムを粉砕した後にそれらの硫黄架橋を切断する脱硫処理を施して再生化するのが一般的である。そして、その後に再生ゴムを用いて加硫剤との混練、加硫、成形等を行って再生ゴム成形品としている。
【０００３】
この種の廃棄加硫ゴムの再生化技術としては、古くからのパン再生方法のほかに例えば特許文献１記載のものが提案されている。
【０００４】
この特許文献１に記載の技術では、カーボンブラックを含むかもしくは予め添加した廃棄加硫ゴムを特定の温度条件および特定のせん断応力下で再生化（脱硫）処理を行うことによりいわゆる溶融状態とすることを基本としている。
【特許文献１】特許第３２７２６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、カーボンブラックを含むことを前提とした加硫ゴムであっても、特定の温度条件および特定のせん断応力のもとで脱硫化のためのいわゆる練りを行っただけでは、必ずしも実用に耐え得るだけの再生ゴムを得ることは困難である。そのため、実用に耐え得るだけの再生ゴム成形品を成形するためには、多くの場合に再生ゴムに多かれ少なかれ新材未加硫ゴムを混ぜる必要があり、廃棄加硫ゴムの消費量に限界があるだけでなく、真の意味での廃棄加硫ゴムの再生化を達成することができず、再生ゴムの製造技術としてはなおも改善の余地を残している。
【０００６】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、再生ゴム成形品の原料として、それ単独で実用に耐え得るだけのゴム特性を有する再生ゴムを製造でき、特に再生ゴム単独で押出成形品の原料として再利用可能とした再生ゴムの製造技術を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、再生ゴムの製造方法として、密閉式混練機に入れた加硫ゴムにせん断力を加えることにより流動性と可塑性を与えて再生化処理を施す一方、上記加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値に基づいて練り仕上げ時間を予め設定しておき、再生化処理中における密閉式混練機の負荷トルクがピークを過ぎた後であって且つこのピーク時を始期とする上記練り仕上げ時間が経過するまでの間に再生ゴムを密閉式混練機から取り出すことを特徴とする。
【０００８】
この場合、請求項２に記載のように、上記加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａ0とし、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａとしたとき、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーＥａが０．８×Ｅａ0≦Ｅａ≦Ｅａ0の関係を満たすタイミングをもって上記練り仕上げ時間の終期を設定してあることが望ましい。
【０００９】
また、加硫ゴムにせん断力を加えることにより流動性と可塑性とを効率良く付与するためには、密閉式混練機に投入する加硫ゴムが少なすぎても多すぎても好ましくなく、請求項３に記載のように、密閉式混練機に対し加硫ゴムの粉砕片を７０〜９０％の体積充填率をもって投入した上で再生化処理を施すことが望ましい。
【００１０】
見かけの活性化エネルギーとは、後述するように粘弾性材料の粘度の温度依存性から導かれるパラメータであることから、ここではゴムコンパウンドの混練による構造変化を表す指標としてその見かけの活性化エネルギーを利用する。
【００１１】
その一方、加硫ゴムの再生化処理過程において、密閉式混練機の負荷トルクに着目した場合、処理開始後の初期段階ではその負荷トルクはきわめて低く比較的一定したものとなるものの、所定時間が経過するとその負荷トルクが急激に上昇してピーク値に達し、そのピーク値に達した以降は再び負荷トルクが次第に低下して、後述するように最終的にはピーク値の３０％程度の負荷トルクをもって安定化するようになる。
【００１２】
そして、本発明者は上記の負荷トルクのピーク時からの経過時間と先の見かけの活性化エネルギーとの間に大きな相関関係があることを見出し、種々実験を行ってみた。
【００１３】
その結果、例えば請求項２に記載のように、加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａ0とし、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値をＥａとしたとき、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーＥａが０．８×Ｅａ0≦Ｅａ≦Ｅａ0の関係を満たすタイミングをもって練り仕上げ時間の終期を設定しておき、再生化処理中における密閉式混練機の負荷トルクがピークを過ぎた後であって且つこのピーク時を始期とする上記練り仕上げ時間が経過するまでの間に再生ゴムを密閉式混練機から取り出せば、それ単独で十分に実用に耐え得るだけの物性を有する再生ゴムが得られることが判明した。
【００１４】
同時に、上記の見かけの活性化エネルギーと再生ゴムの物性および押出加工性との間にも相応の相関関係があり、この見かけの活性化エネルギーをもってすれば先の製造方法にて得られた再生ゴムの常態物性である引張強度や伸び、さらには押出加工性である押出吐出量ばらつきや再生ゴム押出成形品の外観見栄えまでも評価してその適否判定を行えることが判明した。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、この見かけの活性化エネルギーに基づく再生ゴムの評価手法を利用した製造方法として特定したものであって、請求項１〜３のいずれかに記載の再生ゴムの製造方法を前提としている。
【００１６】
その上で、再生化処理工程では、少なくとも練り仕上げ時間を含む再生化処理条件について予め設定された条件のもとで再生化処理を施すようになっていて、再生化処理により得られた未加硫状態の再生ゴムの粘弾性測定を行ってその再生ゴムの見かけの活性化エネルギーの値を求め、その求めた見かけの活性化エネルギーの値と予め設定されている設定許容範囲とを比較，照合した結果、求めた見かけの活性化エネルギーの値が設定許容範囲を満たさない場合には、練り仕上げ時間を含む再生化処理条件を変更することを特徴とする。
【００１７】
したがって、この請求項４に記載の発明では、先に述べたようにそれ単独で実用に耐え得るだけの物性を有する再生ゴムがより確実に得られるようになり、再生ゴムの物性の信頼性が一段と高いものとなる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、先の見かけの活性化エネルギーに基づく再生ゴムの評価方法をより具体的に特定したものであって、下記（ａ），（ｂ）の要件を備えた再生ゴムの特性評価方法とする。
【００１９】
（ａ）請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法にて製造された未加硫状態の再生ゴムにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて再生ゴムの複素粘性率を求める測定工程。
【００２０】
（ｂ）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）として、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて再生ゴムの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程。
【００２１】
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（ＫＪ／ｍｏｌ）
その上で、上記見かけの活性化エネルギーＥａの値に基づいて再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の評価を行うことを特徴とする。
【００２２】
この場合には、請求項６に記載のように、再生前の加硫ゴムの配合が異なる複数種類の再生ゴムのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａの値の許容範囲を予め設定しておき、算出した見かけの活性化エネルギーＥａの値と該当する再生ゴムの上記設定許容範囲との比較，照合をもって、再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の適否判定を行うことが望ましい。
【００２３】
より望ましくは、請求項７に記載のように、上記見かけの活性化エネルギーＥａの値に基づいて再生ゴムの物性および押出加工性の適否判定を行うようになっていて、物性に関する判定項目が引張強度および伸びのうちの少なくともいずれかであり、また押出加工性に関する判定項目が押出吐出量ばらつきおよび再生ゴム成形品の外観見栄えのうちの少なくともいずれかであることとする。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明は、請求項５に記載の技術を物性評価装置として特定特定したものであって、下記（ａ１）〜（ｄ１）の手段を備えていることを特徴とする。
【００２５】
（ａ１）請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法にて製造された未加硫状態の再生ゴムにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、再生ゴムの複素粘性率を求める測定手段。
【００２６】
（ｂ２）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）として、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて再生ゴムの見かけの活性化エネルギーＥａの値を算出する演算手段。
【００２７】
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（ＫＪ／ｍｏｌ）
（ｃ１）再生前の加硫ゴムの配合が異なる複数種類の再生ゴムのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａの値の許容範囲が予め設定，記憶されている記憶手段。
【００２８】
（ｄ１）演算手段にて算出した見かけの活性化エネルギーＥａの値と記憶手段に設定，記憶されている該当する再生ゴムの許容範囲との比較，照合をもって、再生ゴムの物性および押出加工性のうち少なくともいずれか一方の適否判定を行う判定手段。
【００２９】
したがって、これらの請求項５〜８に記載の発明では、再生ゴムを素材とするいわゆる再生ゴム押出成形品の物性や押出加工性をより的確に評価できることになる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１に記載の発明によれば、再生ゴムの再生化処理時間を実質的に見かけの活性化エネルギーに基づいて管理することにより、新材ゴム材料を混ぜることなしにそれ単独で十分に実用に耐え得るだけの物性を有する再生ゴムが得られるようになり、再生ゴムそのものも物性の信頼性が高いものとなることはもちろんのこと、再生ゴムの使用用途もしくは活用範囲が飛躍的に広がることとなり、ゴム材料資源の一層の有効活用が図れる。
【００３１】
特に請求項２に記載のように、加硫ゴムの元の状態である未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値と、再生ゴムの未加硫状態での見かけの活性化エネルギーの値との関係を特定範囲のものに限定したり、あるいには請求項３に記載のように、加硫ゴムの粉砕片の体積充填率を特定範囲のものに限定することにより、再生ゴムそのものの品質向上と併せて物性の信頼性が一段と高いものとなる。
【００３２】
請求項４に記載の発明によれば、再生化処理により得られた再生ゴムの見かけの活性化エネルギーの値が設定許容範囲を満たさない場合には、再生化処理条件を変更することにより、請求項１〜３に記載の発明と同様の効果に加えて、再生ゴムそのものも物性の信頼性が一段と高いものとなる。
【００３３】
請求項５〜８に記載の発明によれば、評価パラメータとして見かけの活性化エネルギーを用いたことで、得られた再生ゴムの物性や押出加工性を正確且つ高信頼度で予測もしくは評価することができ、評価結果の信頼性向上と併せて再生ゴムの生産性の向上および再生ゴム押出成形品の品質向上に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
表１には、例えば加硫ゴムであるＥＰＤＭ配合押出成形品を原料とするＮｏ．１〜７の再生ゴムコンパウンドＡの試料を製造した上で、さらにそれらのＮｏ．１〜７の再生ゴムコンパウンＡドの試料を実際に再生ゴム押出成形品として所定形状に押出成形し、その再生ゴム押出成形品の常態物性および押出加工性（押出成形性）の評価を行った結果を示す。
【００３５】
ここで、表１におけるコンパウンドＡとは、再生の原料となるＥＰＤＭ配合材の未加硫および加硫状態でのコンパウンドを言い、再生ゴムコンパウンドＡとは、コンパウンドＡ押出成形品（加硫状態ゴム）を原料として再生化処理により得られた再生ゴムのコンパウンドを言う。そして、再生ゴムコンパウンドＡは、先に述べたようにその再生化処理時の条件に応じてＮｏ．１〜Ｎｏ．７の再生ゴムコンパウンドＡの試料として細分類される。
【００３６】
なお、Ｎｏ．１〜７の再生ゴムコンパウンドＡの試料のうち本発明の条件を持たすＮｏ．１〜Ｎｏ．５の試料を実施例とし、それ以外の本発明の条件の満たさないＮｏ．６，７の試料を比較例としてある。
【００３７】
【表１】
2005231091.tif 000002
【００３８】
本実施の形態で基本としている再生ゴムの製造方法をより具体化するべく、先ず再生ゴムコンパウンドＡについて以下のような実験を行った。
【００３９】
先ず、廃棄加硫ゴムであるＥＰＤＭ配合押出成形品を予め粉砕した上で、その粉砕加硫ゴムを密閉式混練機（例えば、（株）東洋精機製  ラボプラストミル  １０Ｃ  １００型，  Ｂ６００（ブレード形状はバンバリー型））のチャンバー内に投入した。そして、混練機の起動によりチャンバー内部の粉砕加硫ゴムにせん断力をかけて流動化と可塑化を進行させることによって再生化処理（脱硫処理）を施す。所定時間経過後、得られた再生ゴムコンパウンドＡをチャンバーから取り出して冷却した。なお、せん断力を受けて材料自体が自己発熱するため、それ以外の積極的な加熱は行っていない。以上の操作によって再生脱硫ゴムすなわち再生ゴムコンパウンドＡを得た。なお、チャンバー温度は室温、混練機の回転数は１００ｒｐｍとした。
【００４０】
このような加硫ゴムの再生化処理過程において、温度変化とともに密閉式混練機の負荷トルクに着目した場合、図１に示すように、処理開始後の初期段階ではその負荷トルクはきわめて低く一定したものとなるものの、所定時間が経過するとその負荷トルクが急激に上昇してピーク値Ｔ1に達し、そのピーク値Ｔ1に達した以降は再び負荷トルクが次第に低下して、最終的にはピーク値Ｔ1の３０％程度の負荷トルクＴ2（＝０．３×Ｔ1）をもって安定化するようになる。
【００４１】
そこで、表１にＮｏ．１〜Ｎｏ．７として示す再生ゴムコンパウンドＡの試料を製造するに際しては、図１のような温度・トルクチャート等を用いてその負荷トルクをリアルタイムで監視し、負荷トルクがピークＴ1を過ぎた後、そのピークＴ1時点より所定時間（３〜２０ｍｉｎ）経過してからＮｏ．１〜Ｎｏ．７の再生ゴムコンパウンドＡの試料を混練機のチャンバーから取り出すものとする。ここに言うピークＴ1時点からの所定時間とは、図１の負荷トルクのピーク時を始期とする練り仕上げ時間と定義される。
【００４２】
続いて、得られたＮｏ．１〜Ｎｏ．７の再生ゴムコンパウンドＡの各試料に対しオープンロールにてコンパウンドＡと同じ加硫系として例えばチアゾール系促進剤１．７ｐｈｒ、チラウム系促進剤２．５ｐｈｒ、イオウ１ｐｈｒをそれぞれ投入した。そして、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料についてプレス成形とともに加硫を施し、再生ゴム押出成形品として厚さ２ｍｍで且つ３０ｃｍ×３０ｃｍの大きさのシートを作製した。
【００４３】
ここで、ゴムコンパウンドに代表されるような粘弾性物質の混練による構造変化を表す指標として見かけの活性化エネルギーという概念が存在し、この見かけの活性化エネルギーは、粘弾性物質の粘度の温度依存性から求まるパラメータであることから、上記のような加硫ゴムの再生化処理において、再生ゴムの物性と見かけの活性化エネルギーおよび先に述べた密閉式混練機の負荷トルクとの間には相関があることになる。
【００４４】
そこで、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料について、加硫前および加硫後の状態ごとに後述する粘弾性測定を行って、各試料ごとに見かけの活性化エネルギーＥａを算出した。表１には、加硫前および加硫後のＮｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の見かけの活性化エネルギーＥａの値ととともに、再生の原料となるゴムコンパウンドＡの加硫前および加硫後の見かけの活性化エネルギーＥａ0，Ｅａの値のほか、ともに未加硫状態でのＥａ／Ｅａ0の値を示してある。
【００４５】
表１における見かけの活性化エネルギーＥａ（Ｅａ0を含む、以下同じ）の値の算出は、粘弾性測定機として「アルファーテクノロジーズ社製  ＲＰＡ２０００」を使用して、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７各試料の複素粘性率η＊（η）を測定する。そして、その値を下記の（１）式に代入して見かけの活性化エネルギーＥａの値を算出する。
【００４６】
算出方法：  アレニウス型（アンドレードの式）
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
η：粘度
Ｅａ：（流動の）見かけの活性化エネルギー（ＫＪ／ｍｏｌ）
Ｔ：温度
Ｒ：気体定数
とする。
【００４７】
同様に、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の未加硫状態でのムーニー粘度（Ｖｍ）を測定するとともに、先に述べたようにシート状に加硫成形された再生ゴム押出成形品たるＮｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料につき、再生ゴムの規格であるＪＩＳ  Ｋ  ６３１３（天然ゴムおよびタイヤ以外の再生ゴムの規格）のＣ２グレードに基づき引張試験を行い、常態物性として引張強度（ＭＰａ）および伸び（最高伸び）（％）の値を測定した。
【００４８】
また、表１の押出吐出量ばらつき（押出吐出量ばらつき率）（％）は、例えばφ７５の一軸押出機を用い、スクリュー回転数２０ｒｐｍ、図２に示すような形状の押出口１ａを有する口金を用いてＮｏ．１〜７の各試料すなわち再生ゴム押出成形品を押出成形したときの１分間の吐出重量（サンプル数ｎ＝１００）の重量ばらつきを下記の式（２）により求めた。
【００４９】
押出吐出量ばらつき率（％）＝｛（最大吐出量（ｇ）−最小吐出量（ｇ））／平均吐出量（ｇ）｝×１００‥‥（２）
なお、図１における押出形状の各部の寸法は、ａ＝６ｍｍ、ｂ＝２ｍｍ、ｃ＝１１ｍｍ、ｄ＝１１ｍｍ、ｅ＝３ｍｍ、ｆ＝７ｍｍ、ｇ＝７ｍｍ、ｈ＝４ｍｍである。そして、押出吐出量ばらつき率（％）が３％以下を「ＯＫ」とした。
【００５０】
同時に、Ｎｏ．１〜７の各試料の押出加硫後の外観見栄えを目視および感触にて官能評価した。
【００５１】
図４のグラフは、表１におけるＮｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の負荷トルクのピーク時からの時間（ｍｉｎ）と、加硫状態での見かけの活性化エネルギーＥａの値との関係をプロットしたものである。同様に、図３のグラフは、表１におけるＮｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の負荷トルクのピーク時からの時間（ｍｉｎ）と、未加硫状態でのＥａ／Ｅａ0の値との関係をプロットしたものである。Ｅａ／Ｅａ0というパラメータは、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の再生ゴム材料の性質が再生の原料となるゴム材料にどれだけ近付いているかの度合いを表していることにほかならない。
【００５２】
図３，４から明らかなように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７の各試料の負荷トルクのピーク時からの時間と、見かけの活性化エネルギーＥａとの間には大きな相関関係があることがわかる。すなわち、表１の比較例であるＮｏ．６，７の試料に見られるように、Ｅａ／Ｅａ0の値が１よりも大きい場合には、元の新材よりも温度依存性が高いということになり、押出吐出量ばらつきが極端に悪化し、押出成形には不向きとなる。したがって、再生ゴムコンパウンドを押出成形のための材料（コンパウンド）として用いるためには、再生化処理中の再生ゴムコンパウンドのＥａ／Ｅａ0の値が１を越える前に再生処理をやめて混練機のチャンバーから取り出さなければならないことを意味している。
【００５３】
実際には、表１および図３から明らかなように、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８〜１となる範囲、すなわちＮｏ．３，５の試料では、引張強度が元の材料すなわち再生の原料となるゴム材料のおよそ８０％であり、表１に示したようにＪＩＳ  Ｋ  ６３１３（天然ゴムおよびタイヤ以外の再生ゴムの規格）のＣ２のグレードを満足することから、その再生ゴム単独で再生ゴム押出成形品を成形したとしても十分に実用に値するものとなる。
【００５４】
一方、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８〜１の範囲を逸脱する場合、すなわちＮｏ．１，２の試料のようにＥａ／Ｅａ0の値が０．８を下回る場合には、物性が低下することになるものの、例えばＮｏ．１の試料のようにＥａ／Ｅａ0＝０．６６９であっても引張強度は３．５ＭＰａとなって、先に述べたＪＩＳ  Ｋ  ６３１３のＣ２のグレードを満足することになる。
【００５５】
これに対して、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８〜１の範囲を逸脱する場合であって、且つＮｏ．６，７の試料のようにＥａ／Ｅａ0の値が１を大きく上回る場合には、物性である引張強度が極端に悪化する。例えばＮｏ．６の試料のようにＥａ／Ｅａ0＝１．１８５となると引張強度は２．５ＭＰａとなって、先に述べたＪＩＳ  Ｋ  ６３１３のＣ２のグレードを満足しなくなる。
【００５６】
以上のことから、本実施の形態では、上記のようにＥａとＥａ0との関係を０．８Ｅａ0≦Ｅａ≦Ｅａ0の関係を満たすことを絶対条件とする。
【００５７】
また、物性である伸びに関しては、表１に示す全ての試料、すなわちＮｏ．１〜７の各試料ともにＪＩＳ  Ｋ  ６３１３のＣ２のグレードを満足することになるが（１２０％以上）、押出成形品の代表的なものとされる自動車用ウエザーストリップやドアグラスランに要求される伸びは一般的に２００％以上であり、表１に実施例として示した試料Ｎｏ．１〜５のものであれば要求特性を十分に満足することになる。
【００５８】
表１に示した押出吐出量ばらつきについても先に述べたＥａ／Ｅａ0の値と相関があり、Ｅａ／Ｅａ0の値が１を上回ると押出吐出量ばらつきが極端に悪化し、３％以下が「ＯＫ」範囲であるにもかかわらず、例えばＥａ／Ｅａ0の値が１．１８５であるＮｏ．６の試料では５．１％、Ｅａ／Ｅａ0の値が１．３１８であるＮｏ．７の試料では１０．３％にもなり、両者の間に歴然とした相関関係があることがわかる。
【００５９】
さらに再生ゴム押出成形品である各試料の外観見栄え評価については、表１から明らかなように、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８を下回ると、Ｎｏ．１，２の試料のように押出成形品の表面のざらざら感が顕著となり、一部に完全に可塑化されていない粉体の混入が認められ、逆にＥａ／Ｅａ0の値が１を上回ると、Ｎｏ．６，７の試料のように押出成形品の表面がべたついていて、いわゆるオイルのブリードが認められた。
【００６０】
これらの結果から表１のＮｏ．１〜７の各試料を総合評価すると、実施例として示したＮｏ．１，２の試料ように、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８を下回ると、加硫後の再生ゴム押出成形品の表面にざらざら感が認められたり、一部に完全に可塑化されていない粉体の混入が認められて、いわゆる加硫後の外観見栄えが若干悪化することになるものの、引張強度や押出吐出量ばらつきについては要求特性を満足し、他方、Ｎｏ．６，７の試料ように、Ｅａ／Ｅａ0の値が１を上回ると、引張強度、押出吐出量ばらつきおよび加硫後の外観見栄えともに要求特性を満足しない。言い換えるならば、先に述べたＥａ／Ｅａ0の値が０．８〜１の範囲内にあるＮｏ．３，４，５の試料の場合に、引張強度、押出吐出量ばらつきおよび加硫後の外観見栄えともに要求特性を全て満足して、最も好ましいものとなる。
【００６１】
図５は加硫済みのＮｏ．１〜７の試料における見かけの活性化エネルギーＥａと引張強度との関係を示したもので、先に述べたようにＥａ／Ｅａ0の値が０．８〜１の範囲内にあるもの、すなわち最も好ましいとされるＮｏ．３〜５の試料ほど引張強度が高くなっており、Ｅａ／Ｅａ0の値に基づいた物性および押出加工性の評価が適正であることが理解できる。
【００６２】
このように、見かけの活性化エネルギーの値をもって、再生ゴムがそれ単独で実用に値するまでに十分に再生されているかどうかを判断することができ、同時にその再生ゴムが押出成形用のコンパウンドとして使用可能であるかどうか判断できることになる。
【００６３】
表２には、表１と同様に加硫ゴムであるＥＰＤＭ配合押出成形品を原料とするＮｏ．８〜１０の再生ゴムコンパウンドＢの試料を製造した上で、さらにそれらのＮｏ．８〜１０の再生ゴムコンパウンドＢの試料を実際に再生ゴム押出成形品として所定形状に押出成形し、その再生ゴム押出成形品の常態物性および押出加工性（押出成形性）の評価を行った結果を示す。
【００６４】
ここで、表２におけるコンパウンドＢとは、表１の場合と同様に再生の原料となるＥＰＤＭ配合材の未加硫および加硫状態でのコンパウンドを言い、再生ゴムコンパウンドＢとは、コンパウンドＢ押出成形品（加硫状態ゴム）を原料として再生化処理により得られた再生ゴムのコンパウンドを言う。そして、再生ゴムコンパウンドＢは、先に述べたようにその再生化処理時の条件に応じてＮｏ．８〜１０の再生ゴムコンパウンドＢの試料として細分類される。
【００６５】
なお、Ｎｏ．８〜１０の再生ゴムコンパウンドＢの試料のうち本発明の条件を持たすＮｏ．８，９の試料を実施例とし、それ以外の本発明の条件の満たさないＮｏ．１０の試料を比較例としてある。
【００６６】
【表２】
2005231091.tif 000003
【００６７】
先ず、廃棄加硫ゴムであるＥＰＤＭ配合押出成形品を予め粉砕した上で、その粉砕加硫ゴムを密閉式混練機（例えば、三菱重工業（株）製  ＧＫ−５Ｅ  インターナルミキサ）のチャンバー内に投入した。そして、混練機の起動によりチャンバー内部の粉砕加硫ゴムにせん断力をかけて流動化と可塑化を進行させることによって再生化処理（脱硫処理）を施す。所定時間経過後、得られた再生ゴムコンパウンドＢをチャンバーから取り出して冷却した。なお、この場合にもせん断力を受けて材料自体が自己発熱するため、それ以外の積極的な加熱は行っていない。以上の操作によって再生脱硫ゴムすなわち再生ゴムコンパウンドＢを得た。なお、チャンバー温度は室温、混練機の回転数は７０ｒｐｍとした。
【００６８】
そして、表２にＮｏ．８〜１０として示す再生ゴムコンパウンドＢの試料について、表１と同様の評価を行ってみた。
【００６９】
これらの結果から表２のＮｏ．８〜１０の各試料を総合評価すると、実施例として示したＮｏ．８の試料ように、Ｅａ／Ｅａ0の値が０．８を下回ると、加硫後の再生ゴム押出成形品の表面にざらざら感が認められたり、一部に完全に可塑化されていない粉体の混入が認められて、いわゆる加硫後の外観見栄えが若干悪化することになるのの、引張強度や押出吐出量ばらつきについては要求特性を満足し、他方、Ｎｏ．１０の試料ように、Ｅａ／Ｅａ0の値が１を上回ると、引張強度、押出吐出量ばらつきおよび加硫後の外観見栄えともに要求特性を満足しない。言い換えるならば、Ｅａ／Ｅａ０の値が０．８〜１の範囲内にあるＮｏ．９の場合に、引張強度、押出吐出量ばらつきおよび加硫後の外観見栄えともに要求特性を全て満足して、最も好ましいものとなることがわかる。
【００７０】
ここで、先の実験例で示したような密閉式混練機を用いてゴムの再生化処理を施す場合、密閉式混練機のチャンバーに対する材料の体積充填率（ｖｏｌ％）が再生度合いに大きく影響する。そこで、チャンバーに対する材料の体積充填率（ｖｏｌ％）が再生ゴムの物性および押出加工性等に実際にどのように影響するか実験を行ってみた。その結果を表３に示す。
【００７１】
【表３】
2005231091.tif 000004
【００７２】
ここで、表３の実施例であるＮｏ．３−３の試料は表１のＮｏ．３の試料（再生ゴムコンパウンドＡ）と全く同一であって、それ以外の実施例であるＮｏ．３−２，３−４および比較例であるＮｏ．３−１，３−５の試料については、Ｎｏ．３−３の試料に対し、再生化処理時の密閉式混練機のチャンバーに対する材料の体積充填率のみを異ならせ、且つ負荷トルクのピークからの時間を５分間で一定とした場合であって、それ以外の条件は表１の場合と同様である。また、実験に使用した混練機は、表１の実験で使用したものと同様の（株）東洋精機製  ラボプラストミル  １０Ｃ  １００型，  Ｂ６００（ブレード形状はバンバリー型））とした。
【００７３】
表３から明らかなように、材料の体積充填率が７０〜９０（ｖｏｌ％）の範囲にある場合、すなわち実施例として示すＮｏ．３−２，３−３，３−４では、先に述べたＥａ／Ｅａ0の値が０．８〜１の範囲内にあり、同時に引張強度も８ＭＰａ前後まであって、十分に実用に値する特性を示している。一方、体積充填率が６５（ｖｏｌ％）の場合、すなわちＮｏ．３−１の試料の場合には、密閉式混練機のチャンバー内の材料は粉体になるだけで再生されることはなかった。さらに、体積充填率が９５（ｖｏｌ％）の場合、すなわちＮｏ．３−５の試料の場合には、密閉式混練機のチャンバー内の特に上部の材料が滞留したままで、混ざることもなければ再生されることもなかった。
【００７４】
図６には、先に述べた見かけの活性化エネルギーを算出するための粘弾性試験装置の一例を示す。図６において、１は粘弾性測定機であり、この粘弾性測定機１は、測定対象となる試料を収容する温度調節された試料室と、試料に振動周波数と振動振幅をコントロールしてせん断力を与える駆動機構と、反作用トルクを検出して電気信号に変換する変換器とを備えている。試料室には、測定対象となる試料、すなわち先に述べた密閉式混練機にて製造された加硫前の再生ゴムコンパウンドが収容される（なお、本装置は例えば表１に示したように加硫状態でのゴムのＥａ値の測定も可能である）。
【００７５】
２は、粘弾性測定機１から出力される反作用トルクに相当するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。３は、Ａ／Ｄ変換器２からの信号を記憶し、測定終了後、記憶したデータを読み出して処理を行う情報処理装置である。
【００７６】
情報処理装置３のなかにはＥａ演算装置４があり、このＥａ演算装置ではＡ／Ｄ変換器２の出力を記憶したデータ（反作用トルクに相当するデータ）に基づいて複素粘性率η＊（η）を求め、このη＊（η）から前述した式（１）に基づいて見かけの活性化エネルギーＥａの値を演算する機能を有する。
【００７７】
５は、各材料毎に押出成形工程で成形可能なＥａ値の範囲として例えば先に述べた０．８Ｅａ0≦Ｅａ≦Ｅａ0の関係を設定許容範囲として予め記憶しておく記憶装置である。この記憶装置５には、再生の原料となるＥＰＤＭコンパウンドの配合が異なる再生ゴムコンパウンドごとに、特定の条件で押出成形を行ったと仮定した場合に、物性である引張強度や伸び、あるいは押出成形後の外観見栄えや押出吐出量ばらつき等の要求特性を満足するであろうＥａ値の設定許容範囲が、予め経験的もしくは実験的に求められた上で設定，記憶されている。
【００７８】
６は、Ｅａ演算装置４で演算されたＥａ値と記憶装置５に記憶されたＥａ値の設定許容範囲を比較し、引張強度や伸び等の材料の物性のほか、押出吐出量ばらつきや外観見栄え等の押出加工性（押出成形性）の適否判定を行う演算装置である。また、７は、演算装置６での演算結果をＥａ演算装置４での演算結果とともに記憶する記憶装置である。
【００７９】
図６の粘弾性試験装置での見かけの活性化エネルギーＥａの値の算出およびその適否判定は図７のフローチャートの手順で実行される。なお、このフローチャートは、図６に示す粘弾性試験装置のＣＰＵのプログラムとして実行されるものである。
【００８０】
図７において、まず準備段階として先の再生ゴム製造工程で製造された特定の試料すなわち未加硫状態の再生ゴムコンパウンド（ここでは、例えば試料ａとする）を試験機（図１の粘弾性測定機１）にセットし（ステップＳ1）、試料ａおよび粘弾性測定機１を予熱した後（ステップＳ2）、試験を開始する（ステップＳ3）。
【００８１】
試験開始後、フローチャートの右側に記載された試験機制御（ステップＳ4，Ｓ5）と、左側に記載されたデータ記憶（ステップＳ6，Ｓ7）とが並行して行われる。
【００８２】
ステップＳ4においては、図６の粘弾性測定機１が、試料ａに対して任意の温度、振動周波数、振動振幅におけるせん断力を入力し、反作用の出力トルクを検出する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ5）。また、ステップＳ6においては試験の採取データをＡ／Ｄ変換し記憶装置に記憶する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ7）。
【００８３】
データ採取が終了すると、ステップＳ8において、記憶したデータを読出し、出力トルクから複素粘性率η＊（η）を算出する。そして、次のステップＳ9において先に述べた式（１）に基づいて演算を行って見かけの活性化エネルギーＥａを算出する。
【００８４】
一方、ステップＳ10において、各材料（再生の原料となるＥＰＤＭコンパウンドの配合が異なる再生ゴムコンパウンド）毎に予め記憶されている押出成形可能なＥａ値の範囲（設定許容範囲）のなかから試料ａに該当するものを呼び出し、ステップＳ11において、試料ａについてのＥａの演算値と試料ａについての押出成形可能なＥａ値の設定許容範囲とを比較，照合し、実際に試料ａについて押出成形を行ったと仮定した場合の物性および押出加工性の評価判定を行う。
【００８５】
その結果、Ｅａの演算値が、予め記憶されている押出成形可能なＥａ値の設定許容範囲内のものであれば、Ｅａ値による試料ａの物性および押出加工性は「ＯＫ」と判定され（ステップＳ12）、他方、Ｅａの演算値が押出成形可能な設定許容範囲外のものであれば、Ｅａ値による試料ａの物性および押出加工性は「ＮＧ」と判定される（ステップＳ13）。すなわち、先に表１〜３のデータに基づいて説明したように、試料ａである特定の再生ゴムコンパウンドのＥａ値とその再生ゴムコンパウンドを素材とする再生ゴム押出成形品の物性である引張強度や伸びとの間には密接な相関があることから、ステップＳ11〜Ｓ13では試料ａの押出加工性の評価と同時に物性の適否判定が同時に行われることになる。
【００８６】
図８には本発明を適用した製造管理フローチャートを示す。
【００８７】
すなわち、図８は、再生ゴムの量産工程において、図６の情報処理装置３と再生処理のための密閉式混練機の制御装置８との間で情報の授受を行って、見かけの活性化エネルギーＥａに基づく判定結果を直ちに混練機側にフィードバックするようにした場合の例を示している。
【００８８】
先ず、ステップＳ21において、加硫ゴムの粉砕片を密閉式混練機のチャンバーに入れて、加硫ゴムの種別に応じ予め設定されている再生化処理条件にて再生化処理を行い、再生ゴムコンパウンド（ここでは試料ａとする）を得る（ステップＳ22）。なお、上記再生化処理条件とは、先に述べた負荷トルクのピーク時からの時間（練り仕上げ時間）や回転数を指す。
【００８９】
そして、例えば図６の粘弾性測定機１によって図７と同様の粘弾性測定を行い、Ｅａ値の演算に必要なデータを採取する（ステップＳ23）。次いで、ステップＳ24において先の式（１）に基づき見かけの活性化エネルギーＥａを演算する。
【００９０】
ステップＳ25では、ステップＳ24で求めたＥａの演算値と予め記憶しておいた試料ａのＥａ値の設定許容範囲とを比較，照合して、試料ａに関する物性および押出加工性の適否判定を行う。その結果、Ｅａの演算値が、予め設定されているＥａ値の設定許容範囲内のものであれば試料ａの物性および押出加工性は「ＯＫ」であると判定し（ステップＳ26）、そのまま押出材料としての採用と決定する（ステップＳ27）。
【００９１】
一方、ステップＳ25の比較，照合の結果、試料ａのＥａの演算値が設定許容範囲外のものであると判定された場合は、試料ａそのものの物性や押出加工性が押出成形には不適と判定され、再生化処理条件の変更の指示が出されることになる。そして、先に述べた負荷トルクのピーク時からの時間等の再生化処理条件を変更する。
【００９２】
このように、再生ゴムの物性および押出加工性の評価が可能となる見かけの活性化エネルギーＥａの値を利用して、再生ゴムコンパウンドを製造しつつ且つその再生ゴムコンパウンドを素材とする再生ゴム押出成形品を押出成形する際の製造管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】再生ゴムの製造過程における時間と負荷トルクおよび温度との関係を示すグラフ。
【図２】再生ゴムコンパウンドを使用して押出成形を行うに際して、押出吐出量ばらつきを評価するための押出口形状を示す説明図。
【図３】負荷トルクのピークからの時間と未加硫再生ゴムコンパウンドの見かけの活性化エネルギー（Ｅａ／Ｅａ0）との関係を示すグラフ。
【図４】負荷トルクのピークからの時間と加硫済み再生ゴムコンパウンドの見かけの活性化エネルギーＥａとの関係を示すグラフ。
【図５】加硫済み再生ゴムコンパウンドの見かけの活性化エネルギーＥａと引張強度との関係を示すグラフ。
【図６】粘弾性試験によって見かけの活性化エネルギーＥａを算出するためのブロック回路図。
【図７】図６での見かけの活性化エネルギーＥａを算出するための手順を示すフローチャート。
【図８】図６，７の機能および手順を再生ゴムの製造管理に適用したときのフローチャート。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005231091.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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