JPH01158094A - 廃棄物から炭素資材を再生利用する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は捨てられた廃物から有用な資材を再生利用する
方法に関する。さらに詳細に述べれば、本発明はくずま
たは廃棄ゴム材料からカーボンブラックを再生利用する
ことに関する。

背理 近年石油価格の上昇と増大する廃棄物問題への認識の向
上と共に、廃棄製品の中から有用な廃物の再生利用に関
心が高まってきた。近年において熱分解法が、速やかな
分解と廃物中に含まれるｈ様物質の回収を行うことによ
り廃物か・らいろいろな資材を再生利用するために使用
されていた。この方法は炭素系材料、例えば、プラスチ
ック、木材、紙、ボール紙、くずゴム、石炭、コークス
、コールタール、家畜肥料、およびその他の生ごみと固
体廃物など、に使用すれば有用な有機物質の再生利用を
可能にするであろう。

今日世界における大きな廃棄物問題の一つは自動車およ
びその他の乗物のタイヤの廃棄である。

アメリカ合衆国だけで毎年国中で２ｖ１個のタイヤが捨
てられると推測されている。現在乗物から取はずされる
タイヤの２０％以下は回収して再販のため再生されてお
り、そして僅かに１０％がその他の用途のため再生利用
されていると推定される。

廃タイヤの残りの７０％が廃棄物問題である。

過去において、タイヤの処分のために、タイヤは焼かれ
るかまたは土地の埋立てに捨てられた。

タイヤの焼却は、燃える際に発生するかなり多量の有毒
ガスのために古くから嫌われていた。タイヤはまた容易
に劣化しないので埋立てに捨てることも望ましくない。

さらにまた、埋め立てに使われたスクラップタイヤは昆
虫、ねずみおよびその他の害虫のための不健膚な繁殖地
を形成する。

近年にタイヤの最使用および熱分解の使用によるスクラ
ップタイヤからの有用な炭化水素類の再生利用において
若干の成功があった。熱分解法により若干のタイヤは有
利に加工されて燃料およびその他の炭化水素化合物を回
収した。この燃料は８０〜２０００ＢＵＴ／立方フイー
トの範囲の発熱通を有する高芳香族油および／またはガ
スの形で抽出される。この熱分解法の副生成物は処理の
後に残る灰または炭化物である。過去においてこの灰ま
たは炭化物は、充てん剤または低級カーボンブラックと
して産業によりどうにか再使用され得なければ、回収す
る価値なしと一般に考えられた。

あるいは使われたとしても石炭の補助燃料としてぐらい
のことであった。

産業界はこの炭化物を低級のカーボンブラックとして使
用しようと試みたことがある。その使用は、その炭化物
のコンシスチンシーが極めて小さな粒子から極めて大き
な粒子までランダム分布を含むことが知られているので
一般に不利であると判った。これらの粒子は１ミクロン
以下から１０００ミクロン以上の大きさの範囲に亘る。

この微粉体は、その粗炭化物の形態内で、工業上の使用
のためには除去しなければならないタイヤまたはゴム原
料からの！ＩＮおよび鋼の不純物と混合しており、また
充てん剤としての使用のため望ましくない砂のような粒
子から成っている。

そのような再生炭化物はこれらの不純物の存在のために
、またこのような副産物を充てん剤または着色剤として
加工製品中に使用することにより産業において直面する
実際の問題のゆえに産業には一般に受け・入れられなか
った。この炭化物中に残る鋼、繊維および灰を機械的分
離方法により選別して取り除くためにいろいろな試みが
なされたが、これらの方法は適当な製品を得るために一
般に十分ではなかった。その上、比較的大きな砂状粉粒
子を現在の方法により所望のカーボンブラック粒子から
選別または分離することは不可能であった。

したがって、過去の熱分解法は十分な品位のカーボンブ
ラックを１！Ｊ造するものとして一般に産業に受【プ入
れられなかった。それはこれまで得られた最小の粒子の
大きさがほぼ１８メツシユ（１゜０００ミクロン）の炭
化物またはカーボンブラック製品であったからである。

この粗製品をカーボンブラックとして材料中に使用する
こともまた、これらの型の粒子から製造された製品が、
商業的に製造されたカーボンブラックにより製造された
同じ製品よりも構造的に不安定であることが判ったので
、評判が悪かった。それゆえ、この炭化物を生産する古
がその炭化副産物に着色用添加剤、またはカーボンブラ
ック濾材としての市場を見いだすことは極めて困難であ
った。

過去において、もつと商業的に受は入れられる品位のカ
ーボンブラックが得られるように炭化物粒子の大きさを
減少させる試みがしばしばなされた。流体エネルギー粉
砕法が、炭化物中のすべての粒子を破裂させることによ
り一層微細な粒子の大きさを造りだすように炭化物粒子
を微粉化するために用いられたことがある。そのような
一つの方法が、Ｇｏｔｓｈａｌｌに発行された米国特許
用３，６４４．１３１＠に見られる。これらの方法は１
〜１０ミクロン範囲の炭化物粒子を製造するであろう。

しかし、そのような方法を製造に使用するためには、設
備と操業のための資金、経費および操業費、さらにまた
多鑞のエネルギーコストが要求されるので、その結果得
られる製品を通常の規模の製造にとって余りにも費用の
かかり過ぎるもににする。この方法は、炭化物が所望の
カーボンブラックであろうと望ましからぬ砂状粒子であ
ろうと、全部の炭化物を粉砕することを要求する。それ
はこの方法が炭化物中に含まれる物質の形が何であろう
と問題にせずにすべての粒子の大きさを減少させること
を目的とするからである。これは結果として、カーボン
ブラック材料の粒子の大きさの減少と同時に若干の望ま
しからぬ砂状物質のの粉砕をもたらす。したがってこの
方法は、包含される製造コストと最終製品中に含まれる
不純物のために現在のカーボンブラックの価格では商業
用上利用することができなかった。そのような方法を利
用し得る唯一の潜在的応用の道は大規模な設備、例えば
、毎日約１００トンのタイヤを加工することのできるよ
うな設備、においてである。

したがって、この方法により製造された材料を使用する
製品についての実験は以前の粗炭化物製品より以上に改
良されたゴム補強特性を有するように見えたが、この方
法のコストとエネルギー有効性は極めて禁止的である。

炭化物を精製するその他の試みにおいて、石炭粒子を燃
焼などのための微粒子に粉砕するために使用される型に
似たローラー粉砕機が炭化物粒子を小さくすることに使
用された。しかし、この々法によると粒子の大きさは約
３２５メツシユまたは４５ミクロンの大きさの製品に限
定される。これらの３２５メツシュ炭化物粉砕製品は配
合に使われて改良されたゴム補強特性を示したことがあ
った。しかし、この方法もまた、そのような方法により
所望の製品を製造するために消費される過剰コストと多
聞のエネルギーのために・商業的に実用化できないこと
が判った。この使用された方法もまたすべての炭化物粒
子の大きさを減少させる縮小法である。これは結果とし
て最終製品の中に含まれる若干の望ましからぬ物質を生
成させる。

それゆえ、従来の技術において必要であった過剰の製品
コストを伴なわずにそのような高品位のカーボンブラッ
クを製造することは当技術分野における目標であった。

工業的用途に適当でありかつその市販′の相等品と全く
同様に使用されるが、かかる製品を真に製造可能にする
ような低いコストで使用されるようなカーボンブラック
材料を製造する若干の試みがなされたが、現在までこれ
らの試みは一般に不成功であった。

未加工の炭化物を使用した人々は、そのような粗製炭化
配合物を使用するエラストマー／ゴムフオーミュラが期
待されたものと実質的に異なる特性を有することを知っ
た。炭化物を使用するこれらの配合物は慣用のカーボン
ブラックを使用するものよりも構造的に不安定であるこ
とが判った。

これらの結果は当業界の他の人々により認められたが、
そのような現像の理由は追跡されなかった。

本発明者はその際、炭化物がエラストマー／ゴム配合中
に使用されるときのこの問題の原因をあえて見いだすこ
とにした。いろいろな炭化物試料からの配合ゴムおよび
炭化物粒子の化学、構造、および物理的性質の広範な研
究および分析により、炭素系材料の熱分解から残る炭化
物の大部分は実際に小さなかつミクロン以下のカーボン
ブラックと充てん剤粒子の集塊または集団であることが
発見された。また炭化物は硬い砂状の単独粒子も含んで
おり、これが使用可能なカーボンブラック材料中にある
ことは望ましくないことも判った。集塊または集団粒子
は求められているカーボンブラック粒子を含有している
こと、および硬い単独微粒子物質はカーボンブラック中
に望ましからぬものであることが判った。

かくして、本発明者の発見したことは、−従来は硬い砂
状の単独粒子と想像されかつそういうものとして受は入
れられ、そしてその単独粒子を小さく摩砕または粉砕す
るために多聞のトネルギーを必要とさせた炭化物は、実
はそれが配合されたときに材料中に初めから使用されて
いた硬い砂状の単独粒子および多くの小さいカーボンブ
ラックと充てん剤粒子の集塊または集団粒子の混合物で
あるということであった。発明者は、良品質のカーボン
ブラックを製造しかつ単独粒子をそのままに残すために
は集塊または集団粒子を分散させるために十分なだけの
エネルギーを消費する必要があることを発見した。

それゆえ、この発見を工業的用途に使用するため発明者
は、これらの集団または集塊粒子の選択的分散によりお
よび残りの砂状単独粒子からカーボンブラックの分離に
より廃棄されたゴムから使用可能なカーボンブラック微
粒子材料を再生利用するための新しい有用な方法を発見
した。この方法は工業的に実施可能でありかつより少な
い消費エネルギーを必要とするので、したがってこの炭
化物を商業上実際に使用することを可能にする。

発明の要約 本発明によれば、廃物から炭素系資材を再生利用するた
めの方法が与えられ、その方法は次の各工程から成る。

第１に廃物は熱分解された炭化物を生成する。次にその
炭化物を撹拌して、その炭化物中の集塊粒子を選択的に
分散させて炭化物の微細な成分とする。集塊から分散さ
れた成分粒子は次に前記の撹拌工程により作用を受けず
に残る単独粒子から分離される。

本発明の一つの目的は、集塊粒子の選択的分散および残
りの砂状単独粒子を最終製品から分離するためにそのま
ま残させることにより廃棄物からカーボンブラックを再
生利用する際に以前に必要とされたエネルギーの量を減
少させることである。

したがって、従来技術の方法よりも実質的に少ないエネ
ルギーを使用する方法により従来使用不可能であった炭
化物の形から微粒子物を与えることが本発明の一つの目
的である。

本発明のさらに一つの目的は、廃棄されたゴム材料から
カーボンブラックを再生利用し、そのカーボンブラック
がその再生した形のままで直接使用できるものでありか
つ商業的に実用・可能なものである方法を提供すること
である。

本発明のさらにもう一つの目的は、物理的撹拌により、
そして炭化物全体の摩砕または粉砕の高価なかつエネル
ギーを消費する方法によらずに集塊または集団粒子を選
択的に分散させることである。

本発明のさらに追加の目的、利点および特徴は添付の特
許請求における以下の記述ならびに付属の図面から明ら
かになるであろう。

好ましい実施態様の説明 本発明によれば、廃物から炭素系資材を再生利用するた
めの方法が与えられ、その方法は廃物を熱分解して炭、
化物を生成させる第１工程を含む。

その結果生成する炭化物は、比較的小さな粒子の集団ま
たは集塊である集塊粒子と、容易に壊れないそして最終
製品中にあることを望まれない砂状単独粒子から成る。

第２に、この炭化物中の集塊粒子は次に選択的に分散さ
れて微粒子物になり、単独粒子をそのままに残す。第３
に、かくして生ずる集塊から分散された製品は単独粒子
製品から分離される。

好ましくは、本発明の方法はタイヤなどのようなくずゴ
ムからカーボンブラックを取り除くために使用される。

しかし、本発明の方法を用いてその他の物質が回収され
、および／またはその他の物質がカーボンブラックを回
収するために使用されることができる。

本発明の方法においてくずタイヤのような炭素材料はま
ず当業者に知られているような従来慣用の方法により熱
分解させられる。熱分解工程は一般に酸素を含まない雰
囲気内で材料の上に多山の熱を与えることによる材料の
分解であり、その結果初めからゴム材料を製造するため
に使用された有機物が放出され、それらはその後回収さ
れそして再使用される。かくして生成する本丸用におい
て使用される製品は炭化物の形をしており、それは熱分
解の前にタイヤゴムの中に含まれていた鋼およびその他
の不純物を含有する。これらの炭化物はほぼ１〜１００
０ミクロンの大きさであり、そして比較的小さい粒子の
集塊（それら粒子の多くはカーボンブラックである）並
びに砂状単独粒子から成っている。カーボンブラックは
本発明の方法により再生されかつ再使用される望ましい
物質である。単独粒子はざらざらしたまたは砂状の粒子
であって、本発明において用いられる撹拌による作用を
受けないものである。集塊粒子は容易に成分粒子に分解
されるが、単独粒子はその粒子を大きさを小さくするた
めに本当の摩砕または粉砕を必要とする。それゆえ本発
明はこれらの単独　′粒子の大きざを減少させる試みを
せずに集塊を分散させるため十分なだけのエネルギーを
必要とするので、流動粉砕機の使用または摩砕により、
全物質の粒子の大きさの減少に努力を集中してきた従来
技術の方法に優って実質的なエネルギーの節約をもたら
す。

この点で炭化物は、例えば、磁気ふるいのような装置に
より、あるいは当業者に知られているようなその他の分
離方法により不純物から分離されることが好ましい。第
５図に示されるように１８メツシユのふるいが、熱分解
工程により製造された炭化物を選別するために使用され
る。

炭化物中の集塊粒子は第２工程において選択的に塊より
分散される。これは、粒子を撹拌して、それらの粒子を
集塊状態より機械的に解放させる装置により行われる。

本発明の分散工程において使用される装置は第３図に示
されている。この装置は改造された通気衝撃式粉砕機１
０であり、流体を粉砕しかつ分級するために便利に使用
される。しかし、本発明の適用においてこの粉砕機はそ
の粉砕性能において使用されないで、むしろ撹拌のみを
与えてカーボンブラック微粒子体をより大きな集塊粒子
から解放させ、そして炭化物中に含まれる単独粒子を粉
砕または粒子の大きさを減少させるために働かないよう
に再調整および改造されている。第３図に示されている
ようにペリメータビータ１２を有するビータブレード１
４は通常は粒体を粉砕するために使用されるものである
が、ここでは点１６゜１７において最大クリアランスを
再調整されており、したがってエネルギーを消費する粉
砕の働きを殆どしないかまたは全くしない。代表的なビ
ータブレード１４が第４図に説明のため示されている。

再分級ブレード１８（第３図に仮想線で示されている）
は炭化物の最大の撹拌を与えるために除去されており、
また残りくず循還用ハウジング２０は扉２２により閉じ
られている。したがって、そのように改造された機械の
使用により炭化物はフィーダ２６に導入され、そのフィ
ーダは材料を撹拌機構へ導く。撹拌機構はそれにより炭
化物を物理的に撹拌して分解しかつ微粉カーボンブラッ
ク材料をその集塊状態から物理的に分離する。加工の際
炭化物はフィーダ２６で投入され、そしてビータ１２に
より撹拌される。撹拌の間に粉体はさらに排出ハウジン
グ２４を通って吹き流され、それから捕集またはフィル
ター装置（図示されていない）で捕集される。その結果
得られる材料は次に空気選別されて極めて上質な品位の
カーボンブラック材料（これは市販級のカーボンブラッ
クとして使用に適する）を生産し、または作用を受けな
かった単独粒子を分離する。

第１図は、熱分解と１８メツシユにふるい分けの後の炭
化物（図中破線で示される）と本発明の集塊分散工程の
後の材料との間の粒度分布を説明している。これらの試
料は本発明の代表的な実験から採取され、そしてレーザ
ー回折法を使用らで分析された。第１図に示されている
ように粒度分布は集塊分散の前の１．０００ミクロンま
でに亘る粒度から、分散の後の９０％の粒子が１５０ミ
クロン以下の大きさである分布に劇的に減少された。第
１図の底部に示されている棒グラフは材料中の粒度分布
を示すが、それはまた本発明の集塊分散の後に比較的小
さい粒子の分布が増すことを証明する。

この点で空気分級装置が使用されて、カーボンブラック
微粒子をより大きな単独粒子から分離し、後者は集塊分
散工程により実質的に作用を受けない。かくしてカーボ
ンブラック最終製品か形成され、それから捕集されるこ
とができる。このように捕集された最終製品は市販可能
なカーボブラック製品である。

第２図に、本発明の空気分級工程の後に捕集された製品
の粒度分布分析を示しており、これは集塊分散工程より
さらに最終的粒子の大きさの減少したことを示す。この
データを分析すると、結果として得られる製品は３３．
１ミクロン以下の大きさの粒子を９０％含みかつ平均の
粒子の大ぎさは２２．２ミクロンであることが明らかに
なる。

かくして、空気分級工程を通して、第１工程において選
択的に集塊より分散された所望のカーボンブラック材料
は、その選択的分散工程により作用を受けなかった望ま
れない単独粒子から分離される。

それゆえ、本発明−において発明者は炭化物を粉体化し
て微細なカーボンブラック粒子を得るために従来技術の
方法における教示から本発明の方法へと逸脱したのであ
って、本発明の方法においては炭化物は物理的に撹拌さ
れて集塊の炭化物粒子から微粒子を解放させ、そして単
独粒子を作用を受けずに残すのである。

かくして本発明では、改造通気式粉砕機が多系列のイン
ペラー羽根として働き、これらの羽根は集塊粒子の物理
的撹拌を起す。この撹拌は、小さな個々の粒子の集塊ま
たは集団である炭化物中の集塊粒子を、それを構成する
より小さい個々の粒子に分裂させると信じられる。した
がって、前記のような改造をした通気式粉砕機はこれら
の粒子を集塊から分散する一つの機構として開示される
が、その他の機械も、前記の撹拌によると同様に、炭化
物中に含まれる個々の粒子を集塊粒子から分散させる材
料の撹拌を与えるものであれば、有利に使用されること
ができる。

さて、第５図を参照すると、本発明の全工程系列を示す
フローチャートが与えられる。そこに示されているよう
に、くずゴムの熱分解からの１８メツシユにふるい分け
された炭化物２８は容器３０に移されてから再生装置へ
輸送される。その塊状炭化物は次に通気衝撃式粉砕８１
１０に投入され、そして前記のように選択的に塊から分
散される。

結果として生ずる材料はバルブ３４を通って容器３２に
貯蔵されてからペレット化されるか袋詰めされて低級カ
ーボンブラックとして使用されるか、あるいはバルブ３
４．３６を通って空気分級機へ送られてさらに精製され
ることもできる。一般に、分散された炭化物は次にホッ
パー３８へ送られてから空気分級機４０の中に投入され
る。空気分級１！４０はそれから材料を分別して、約１
〜約１００ミクロンの大きさの粒子を除去する。この材
料は次にサイクロン装は４１を通って容器４２に捕集さ
れてから、ペレタイザー４４でペレット化され、ベレッ
トは次に乾燥されてから袋詰めまたはばら包装されるか
、あるいはこの材料は貞接最終製品として袋詰めされる
。

空気分級機・４０からの過大粒体は次に第２のサイクロ
ン４６へ送られてから容器４８の中に入れられる。この
過大粒体はそれから空気分級ｉ１４０へ送られて、最初
の処理工程で除去されなかった残りの使用可能なカーボ
ンブラック材料をすべて取り除く。第２の処理工程から
回収された製品は次に容器５０に送られ、そして最終製
品としてペレットまたは袋詰めの形に加工される。この
工程からの過大粒体はそれからサイクロン４６を通って
容器５２に送られる。その材料は本質的に炭化物中に含
まれる不要の単独粒子から成っている。

これはその後廃物として捨てられる。

ＵＬＭ　　　　　− 本発明は次の実施例を参照することにより一層十分に理
解されるであろう。これらの実施例は単に発明を例証す
るものと考えられるべきである。

実施例　１ スクラップタイヤを高温乾留式の方法を用いて熱分解さ
せる。生成する炭化物はＮＬＩ７ＴＥＣＨ炭化物と名づ
けられ、これをドラムに収容する。

通気式微粉砕機を再分級板を除去することにより一部改
変し、機械のすき間を最小の粉砕のために調整してすべ
てのあり得る粉砕または微粉化作用を最小に保つ。この
場合には１／８インチのチップクラ７ランス１６が用い
られ、また１／８インチのバッククリアランス１７が用
いられた。

次に炭化物を通気式微粉砕６１１ｏの中に入れる。

この機械を炭化物をできるだけ速く供給しながら毎分最
大回転で稼働させる。炭化物をその機械の中で撹拌して
炭化物粒子を個々の粒子に分散させる。かくして得られ
る製品はカーボンブラックであって、その装置から空気
により吹き出され、製品濾過捕集機（図示されていない
）で除かれる。

この製品を次に空気分級して、不純物と比較的大きい単
独粒子を除いて最終用途のための代表的試料を得る。

本実施例の目的のための次のパラメーターが使用された
。Ｓｃｈｗａｒｔｚ　−０°Ｎｅ１ｌ　Ｍｏｄｅｌ　１
６、ＡｉｒＳｗｅｐｔ　Ｐｕ１ｖｅｒｉｚｅｒ　（通気
式微粉砕機）が次のパラメーターをもって本実施例のた
めに使用された。

この通気式粉砕機はほぼ１／８インチのチップクリアラ
ンスと　１／８インチのバッククリアランスに調整され
ている。この機械を２０馬力エンジンを用いて４６９０
８ＰＨで空気速度５４５立方フイ一ト／分をもって作動
させ、そして炭化物を１゜０００ボンド／時の速度で投
入した。

空気分級機を使用する数回の実験を実施し、その結果得
られた製品はＡＴＲＯ７７、Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ５Ｆ、
　Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　７Ｆ、　Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　
５ＡＦおよびＰｙｒｏｂｌａｃｋ　３Ｓと名づけられた
。旧Ｃｒｙ−８ｉｓＯｒＭＳ−２０Ａｉｒ　Ｃ１ａｓｓ
ｉｆｉｒｅ系が使用されたが、これは＾ｎｖｅｓｔ　Ｐ
ｒｏｇｓｅｓｓｉｖｅ　ＩｎｄｕＳｔｒｉｅＳ　、Ｉｎ
ｃ、により製作されている。これらの実験のためのパラ
メーターを第１表に示す。

第工表 空気分級機のパラメーター ＡＴＲＯ７７５Ｆ　　　７Ｆ★★　５ＡＦ　　　３３★
ファン速度（ＲＰｔ４）　　　　４６００　　　４６０
０　　　４０００　　　４６００　　　−実験時間（分
：秒）　　　　８：００　　　８：００　　　９：００
　　　４８：２５　　−供給速度（ボンド／時）　　　
７１２　　　７１２　　　８０７　　　４７８　　　−
ローター速度（ＲＰＨ）　　　２６００　　　２６００
　　　１６００　　　２６００　　　−全供給重量（ボ
ンド）　　　　９５　　　　９５　　　１２１　　　３
８６　　　−★　３Ｓは改造通気式粉砕機からの粗製品
である（空気分級されていない）。

★★　５Ｆ実験から残りの継続期間の製品がここでさら
に分級するため使用されている。

ＡＴＲＯ７７試料はＮ−７７０シリーズの商業生産カー
ボンブラックと類似の補強特性を有することが見いださ
れた。ＡＴＲＯ７７の粒子の大きさをＨａｌＶｅｒｎレ
ーザービーム回折装置を使用して分析した。これは５−
１００ミクロンの範囲の粒子の大きさであり、４０−５
０ミクロンの平均粒子の大きさを有することを示した。

本発明のＡＴＲ０７７の補強は、０．０５〜０．１ミク
ロンの粒子の大きざを有する市販のカーボンブラックに
相当することが判った。本発明のＡＴＲ０７７カーボン
プラツクはタイヤ、ホース、ベルト、成形品および押出
品に半補強充填剤として使用に適するであろうと信じら
れる。ＡＴＲＯ７７をベレット化してから分析した。こ
の材料の諸特性の分析結果が第■表に要約されている。

策−ｊＬＩ ＡＴＲＯ７７の代表的特性 形態　　　　　　　　　　黒色ベレット比１　　　　　
　　　　　１．８３ かさ密度　　　　　　　　３１　ｌｂ、／ｆｔ３ｐＨ７
，８ 灰分　　　　　　　　　　１３％ 揮発分　　　　　　　　　０．２５駕 炭素含宣　　　　　　　　８１，０％ 全硫黄（非反応性）　　　　　２．８％粒子の大きさ、
測定　　　４Ｇ−５０ミクロン粒子の大きさ、有効　　
　０．０５−０．１ミクロン実施例　■ 実施例１からのＡＴＲ０７７カーボンブラツクを使用す
る天然ゴム配合物を本発明のカーボンブラックの試験の
ためにＡＳＴＭ　　Ｄ３１９２に記載の配合表を用いて
調製した。また２種の対照用配合ゴムをＭＴ　　Ｎ−９
９０カーボンブラツクとＩＲＢ＃６カーボンプラツクを
用いて調製した。

かくして得られた配合ゴムを試験した。その試験結果は
第■表に要約されている。

第　　■　　表 天然ゴム ＡＴＲ０７７Ｎ−９９０１８Ｒ＄６ 充てん　　　　　　　　５０ｐｈｒ　　５０ｐｈｒ　　
５０ｐｈｒレオメータ−０２９３°Ｆ 最大トルク　ｌｂｆ、ｉｎ　　　　７４．８　６９．５
　　８８．７最小トルク　ｌｂｆ、ｉｎ　　　　２１．
１　１５．４　　２４．１加硫時間９０％、分　　　　
２５．０　２５．７５　２９．７５スコ一チ時間ｔｓ２
．分　　　１Ｇ、０　９．５０　１０．２５物理的特性 １５’／２９３　”Ｆ 引張強さ、ＤＳｉ　　　　３６０Ｇ　　３４８０　　３
９９０３００％引張応力、ＤＳｉ　　１３２Ｇ　　７３
０　　１８７Ｇ伸び％　　　　　　　　５６０　６６０
　　５５０硬さ　　　　　　　　　　５７　　５０　　
　６５３Ｇ’／２９３下 引張強さ、１）Ｓｉ　　　　３３３Ｇ　　３２５０　　
３９５０３００％引張応力、ＤＳｉ　　１５６０　９５
０　　２１７Ｇ伸び駕　　　　　　　　５１０　６１０
　　５１Ｇ硬さ　　　　　　　　　　６０　　５２　　
　６９上記の結果は、本発明のＡＴＲＯ７７カーボンブ
ラツクを使用する天然ゴム材料が市販グレードＭＴ　　
Ｎ−９９０カーボンブラツクを使用する配合ゴムに優り
かつＮ−７７０グレードカーボンブラツクを使用する配
合ゴムに類似の得性を有する配合天然ゴムに結果として
なることを示す。したがって、天然ゴムにＡＴＲＯ７７
配合物の使用は、そのようなカーボンブラックが配合天
然ゴムに使用されるとＮ−９９０グレードとＩＲＢ＃６
グレードとの間にあることを意味する特徴を与える。

実施例■ ＡＴＲＯ７７製品を含む配合合成ブチルゴムを調製し、
またＮ−９９０カーボンブラツクを使用する第２のＳＢ
Ｒ対照用配合ゴムを次のコンシスチンシーを含む配合表
を用いて調製した。すなわち、５ＢＲ１５０２−１００
：ＺｎＯ−３，０ニステアリンＭ１．Ｏ：硫黄１．７５
：サントキュア−ＮＳ−１，０；ＡＴＲＯ７７またはＮ
−９９０カーボンブラック５０．０゜これらの配合ゴム
を試験した。その結果を第■表に示す。

第　　■　　表 充てん　　　　　　　　ＡＴＲＯ７７Ｎ−９９０レオメ
ータ−〇３２０°Ｆ　　５０ｐｈｒ　　　　５０ｐｈｒ
最大トルクｌｂｆ、　ｉｎ、　　　　　８５．９　　　
　７４．０最小トルクｌｂｆ、　ｉｎ、　　　　　１４
．８　　　　９．８加硫時間９０％分　　　　　１７．
８　　　　１９．３スコ一チ時間、ｔＳ２分　　６，４
　　　　８．５物理的特性 引張強さ、ＤＳｉ　　　　２２５０　　　　１４２０３
００ｘ引張応力、ｐｓ！　　１５６０　　　　６６０伸
び％　　　　　　　４４０　　　　５８Ｇ硬さ　　　　
　　　　　　６４５５ 引裂き、Ｃ，ｐＤｉ　　　　　２０１　　　　１５１圧
縮永久ひずみＨｔｈＢ　　　１９．０　　　　１９．３
したがって、ＡＴＲＯ７７製品は合成ブチルゴム配合に
使用されるとＮ−９９０カーボンブラツクに同等かまた
はこれに優るように見える。

実施例　■ 実施例１で調製されたＰｙｒｏｂｌａｃｋ配合物の残り
を用いて若干の配合天然ゴムを、またＭＴＮ−９９０カ
ーボンブラツクを使用して対照用配合ゴムを調製した。

これらの配合ゴムは第Ｖ・表に示すような成分構成で調
製された。

１］し１ 配合天然ゴム ＨＴ　Ｎ−９９０ＰＹＲＯＢＬＡＣＫＳＲｓｓｌｌ　天
然ゴム１Ｇ０．０　　１０Ｇ、０　　１００．０　　１
Ｇ０．０　　１００．０酸化亜鉛　　　　　　　５．０
　　　５．０　　　５．０　　　５．０　　　５．０ス
テアリン酸　　　　　２．０　　　２．０　　　２．０
　　　２．０　　　２．０硫黄　　　　　　　　　２．
２５　　　２．２５　　　２．２５　　　２．２５　　
−サントキュアーＮＳ　　　　１．２　　　１．２　　
　１．２　　　１．２　　　１．２ＨＴＮ−９９０５０
，０−、＋　　　−−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ５　　　　　
５Ｇ、０　−　　−　　−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ７Ｆ　　
　−−５０，０−−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ５ＡＦ　　　−
−−５０，０−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ３Ｓ　　　−−−−
５０，０合計　　　　　　　　　１６０．４５　　１６
０．４５　　１６Ｇ、４５　　１６０．４５これらの配
合ゴムを次に第■表に要約された方法を用いて試験した
。

第　　■　　表 試験方法 レオメータ−ＡＳＴＨ０２０８４ ２９０Ｆ、３０分、クロック、　１００Ｃｐｌ。

３アーク、１００レンジ 伸び、引張強さ、ＡＳＴＨ０４１２ 引張応カ　　　　ダイＣダンベル　テスト２０インチ／
分 デュロメーター　ＡＳＴＨ０２２４０ 瞬間ショアＡ 引製強さ　　　　ＡＳＴＨ０２６４，ダイＣ比重　　　
　　　ＡＳＴＨＤ２９７ 静水法 バショア反発　　ＡＳＴＨ０２６３２ ７５Ｆで試験 圧縮永久ひずみ　ＡＳＴＨ３９５、方法８２２１１ｉ　
ｆｆａ　、　１５８Ｆ、２５％　　曲げたわみ１／２時
間　回復 分散度　　　　　顕微鏡検査（３０倍）（０−１０等級
づけ、１０＝最良） これらの試験の結果は第■表に要約されている。

臂　　　　　　−６ｃＳＪ　　　　　　６Ｃう　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ｃＳＪ　　　　　　　　　　　ＰＮ　　　　
　　　　　　Ｐ＋　　　　　　　　　　Ｃつこれらの結
果から要約されることは、 Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　５　Ｆと５ＡＦはＭＴ　　Ｎ−９
９０カーボンブラツクを使用する同様の配合より幾分良
いこと、およびＮ−７７０級カーボンブラックとほぼ同
等なことである。したがって、こ、れらの配合ゴムは以
前にＮ−９９０市販品級のカーボンブラックを使用して
いた配合ゴムに使用するに適すると信じられる。その上
、これらの試験から、Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　７　Ｆが配
合天然ゴムに使用するためにＮ−９９０と同等であるこ
とが明らかである。

実施例　■ 代表的な合成ブヂルゴム配合物を第１表に示ずように調
製した。

第１表 ＳＢＲ配合物 ＩＴ　Ｎ−９９０ＰＹＲＯＢＬＡＣＫＳＳＢＲｔ５０２
ゴム　　　　１００．０　　１０Ｇ、０　　１００．０
　　１０Ｇ、０　　１００．０酸化亜鉛　　　　　　３
．０　　　３．０　　　３．０　　　３．０　　　３．
０ステアリン酸　　　　１．０　　　１．０　　　１．
０　　　１．０　　　１．０硫黄　　　　　　　　１．
７５　　　１．７５　　　１．７５　　　１．７５　　
　１．７５サントキユアー８８　　１．０　　　１．０
　　　１．０　　　１．０　　　１．０ＨＴＮ−９９０
５０，０−−−− Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　５Ｆ　　　　　　　　　　５０．
０　　　−　　　　−　　　　−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ７
Ｆ　　　　　−−５０，０−−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ５Ａ
Ｆ　　　　−−−５０，０−Ｐｙｒｏｂｌａｃｋ　３３
　　　　−　　　　−　　　　−　　　　−　　　　５
０．０これらの配合ゴムは第Ｖ表の手順と方法を用いて
試験された。その試験結果は第１Ｘ表に要約されている
。

口の −の 二 Ｃ 彎　　　　　　−６ｃＩ５　　　　　６ａｏ　　　？”
　− 一　　　　　　−〇 したがって、上記のデータから、本発明のＰｙｒｏｂｌ
ａｃｋ試料は市販のカーボンブラックの代りに天然およ
びＳＢＲ配合ゴム中に容易に使用できることを推測する
ことができる。

これらの炭化粒子が実際に比較的小・さいカーボンブラ
ックの集塊およびその他の望ましからぬ単独の粒子であ
るという発見から、発明者はこれらの炭化粒子の撹拌に
より炭化物より精製されたカーボンブラックを得ること
ができる。その撹拌は単独粒子の粒子の大きさを減少さ
せることなしに集塊粒子からより微細な粒子を分離させ
るものである。この方法は炭化粒子を粉砕または摩砕す
るよりも実質的に少ないエネルギーを必要とする。

したがって本発明において、集塊粒子は粉砕機により与
えられる撹拌により、粉砕機の作動部分との接触により
、そして加圧下の２つの摩砕表面の間での粒子の摩砕よ
りむしろ粒子自身の間の衝撃により、あるいは従来の技
術に゛おいて教示されたような流体粉砕により、選択的
に塊を分散するのである。それ故、本発明においては優
れた品質等級のカーボンブラック材料がゴムまたはエラ
ストマー配合物から、従来の方法により製造されるカー
ボンブラックと比較されたときそれに競争しかつ有利な
価格で再生利用されることができる。

本発明はこれまでカニポンプラックを再生利用するため
の方法として開示されたが、当業者は本発明の方法と発
見が上記に開示されたようなもの以外の廃棄物より他の
使用可能な資材を再生利用するに際して役立つであろう
ことを認めるであろう。それ故、本発明は添付の特許請
求の範囲によるものとしてのみ限定されるべきである。

本発明の限定の言葉よりもむしろ説明の言葉を用いて例
証的方法で述べられてきた。本発明の多くの変形と変更
が上記の教示に照して可能である。

したがって、添付の特許請求の範囲内において本発明が
特に述べられたもの以外の方法により、本発明の範囲か
ら逸脱することな〈実施できることは理解されるべきで
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の集塊分散工程の後における粒子の大き
さと対照して熱分解工程の後における材料の粒子の大き
さを示すグラフである。 第２図は本発明の分級工程の後における粒子の大きさの
範囲を示すグラフである。 第３図は本発明の集塊分散工程に使″用されるような改
造通気衝撃式粉砕機の断面図である。 第４図は本発明の改造通気衝撃式粉砕機に使用されるよ
うなビータブレードを示す斜視図（部分的に分離されて
いる）刃ある。 第５図は本発明の方法を示すフローチャートである。 １０・・・通気衝撃式粉砕機 １２・・・ペリメータビータ １４・・・ビータブレード １６．１７・・・クリアランス １８・・・再分級ブレード ２０・・・循還用ハウジング ２２・・・扉 ２４・・・排出用ハウジング ２６・・・フィーダ ２８・・・炭化物 ３０．３２・・・容器 ３４．３６・・・バルブ ３８・・・ホッパー ４０・・・空気分級機 ４１・・・サイクロン ４２・・・容器 ４４・・・ペレタイザー ４６・・・サイクロン ４８．５０・・・容器

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. （１）ａ、廃棄物を熱分解させて炭化物を生成せしめ、
   その炭化物が集塊を作る粒子と単独の粒子を含むものと
   なる工程、 ｂ、前記炭化物を撹拌して、炭化物中の集塊粒子を選択
   的に分散させて、分散成分粒子にする工程、 ｃ、かくして生成する分散成分粒子を工程ｂの製品中の
   前記単独粒子から分離する工程、上記の工程を含む廃棄
   物から炭素資材を再生利用する方法。
2. （２）炭化物粒子の攪拌を、その材料の攪拌用の羽根車
   装置を使用することにより行う請求項１記載の方法。
3. （３）羽根車装置がさらに通気粉砕機を含む請求項２記
   載の方法。
4. （４）撹拌が密閉ハウジング内で羽根車により行われ、
   前記羽根車は前記のハウジング内で回転可能であり、前
   記ハウジングは炭化物がそのハウジング内に置かれるた
   めのものであり、そして羽根車は炭化物中の集塊粒子を
   分散させるために撹拌を起す請求項１記載の方法。
5. （５）分離工程が空気分級機の機構により行われる請求
   項１記載の方法。
6. （６）請求項１記載の方法により製造される製品。
7. （７）請求項２記載の方法により製造される製品。
8. （８）請求項３記載の方法により製造される製品。
9. （９）請求項４記載の方法により製造される製品。
10. （１０）請求項５記載の方法により製造される製品。
11. （１１）ａ、くずゴムを熱分解させて炭化物を生成させ
    、炭化物がカーボンブラック粒子の集塊と単独の粒子を
    含むものとなる工程、 ｂ、前記炭化物中の集塊粒子を選択的に分散させて、成
    分カーボンブラック粒子にする工程、 ｃ、前記成分カーボンブラック粒子を前記単独粒子から
    分離する工程、 上記の工程を含むくずゴムからカーボンブラックを再生
    利用する方法。
12. （１２）炭化物の集塊の分散がその炭化物を物理的撹拌
    して個々のカーボンブラック粒子を集塊粒子から切り離
    すことにより行われる請求項１１記載の方法。
13. （１３）物理的撹拌が回転する羽根車装置を使用するこ
    とにより行われる請求項１２記載の方法。
14. （１４）物理的撹拌が通気粉砕機により行われる請求項
    １２記載の方法。
15. （１５）炭化物の集塊粒子が、前記炭化物を複数の回転
    羽根車の羽根を有する容器に入れることにより選択的に
    分散され、前記羽根車の羽根が炭化物を物理的に撹拌し
    て前記の分散を起すためのものである請求項１２記載の
    方法。
16. （１６）請求項１１記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
17. （１７）請求項１２記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
18. （１８）請求項１３記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
19. （１９）請求項１４記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
20. （２０）請求項１５記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
21. （２１）ゴムを熱分解することにより得られる炭化物か
    らカーボンブラックを再生利用する方法であつて、前記
    炭化物が比較的微細なカーボンブラツク粒子の集塊をな
    す粒子と単独の粒子を含み、前記の方法が ａ、前記炭化物を物理的に撹拌することにより炭化物中
    の集塊粒子を選択的に分散させて、その集塊粒子を成分
    カーボンブラック粒子に分解する工程、および ｂ、前記カーボンブラック粒子を炭化物中の単独粒子か
    ら分離させる工程、 上記の工程を含むカーボンブラックを再生利用する方法
    。
22. （２２）集塊粒子の選択的分散が炭化物の撹拌用の羽根
    車装置により行われる請求項２１記載の方法。
23. （２３）羽根車装置がさらに通気衝撃式粉砕機を含む請
    求項２２記載の方法。
24. （２４）カーボンブラック粒子が空気分級機により単独
    粒子から分離される請求項２１記載の方法。
25. （２５）約１００ミクロン以下の範囲内のカーボンブラ
    ック粒子が炭化物から分離されかつ捕集される請求項２
    １記載の方法。
26. （２６）請求項２１記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
27. （２７）請求項２２記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
28. （２８）請求項２３記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
29. （２９）請求項２４記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
30. （３０）請求項２５記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
31. （３１）熱分解された炭化物からカーボンブラック材料
    を単離する方法であつて、前記炭化物が個々のカーボン
    ブラック粒子の集合から成る集塊粒子と単独粒子を含み
    、前記の方法が ａ、炭化物からふるい分けにより金属および不純物を分
    離させる工程、 ｂ、炭化物を撹拌装置に入れて、炭化物の物理的撹拌に
    より前記の集塊から個々のカーボンブラツク粒子を選択
    的に分散させる工程、 ｃ、前記の分散された製品を捕集する工程、および ｄ、前記の製品を空気分級することによりカーボンブラ
    ック粒子を前記単独粒子から分離させて、約１ミクロン
    から約１００ミクロンまでの範囲の大きさのカーボンブ
    ラック粒子および過大な塊状物を得る工程、 上記の工程を含むカーボンブラック材料を単離する方法
    。
32. （３２）撹拌装置がさらに炭化物の撹拌用の羽根車を含
    む請求項３１記載の方法。
33. （３３）撹拌装置がさらに通気衝撃式粉砕機を含む請求
    項３１記載の方法。
34. （３４）さらに ｅ、カーボンブラック粒子と特に大きい塊を別々の容器
    に捕集する工程、 ｆ、前記の過大の塊状物について前記空気分級を繰返し
    行う工程、 上記の工程を含む請求項３１記載の方法。
35. （３５）請求項３１記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
36. （３６）請求項３２記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
37. （３７）請求項３３記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。
38. （３８）請求項３４記載の方法により製造されるカーボ
    ンブラック製品。