NO823029L - Fremgangsmaate til regenerering av gummi - Google Patents

Description

Innen gummiindustrien anvender man en stor mengde regenerert gummi som fremstilles ved nedbrytning av vrakgummi, f.eks. gamle bildekk. Nedbrytningen av vrakgummien foregår i konvensjonelle tilfeller under innvirkning av varme, mekanisk bearbeidelse og kjemikalier, hvorved man samtidig fjerner inngående tekstil-

og metallmaterialer ad mekanisk eller kjemisk vei. Som uvulkani-sert gummi er regenerert gummi et plastisk materiale som kan bearbeides og vulkaniseres på samme måte som denne.

Regenerering av vrakgummi er i konvensjonelle tilfeller blitt gjennomført på mange forskjellige måter. Den eldste metode er kjel- eller autoklavprosessen hvor vrakgummien oppvarmes i vanndamp under trykk. Ved autoklavprosessen anvendes høytrykks-damp med en temperatur på ca. 200°C. En fremgangsmåte av denne type er kjent fra britisk patentskrift 591.787. En annen konven-sjonell prosess er syreprosessen hvor all vevnad som følger med vrakgummien løses opp ved koking i syrer, hvoretter resten plas-tiseres i vanndamp og jevnes ut på et valseverk. En tredje kon-vensjonell metode er alkalimetoden hvor natronlut anvendes istedenfor syre for å løse opp tekstilmaterialet. Denne metode medfører dessuten en fjerning av fritt svovel. Denne metode er ikke egnet i forbindelse med kjemiske regenereringsmidler og har av den grunn nå avtatt i betydning med økende forekomst av syntetisk gummi i gummiavfallet. Man har også benyttet den så-kalte nøytralprosessen hvor metallklorider anvendes istedenfor alkali for å løse opp tekstilmaterialet. Nøytralprosessen utføres vanligvis i store kokere i dampoppvarmet vann (temperatur ca. 200°C), hvorved tekstilmaterialet vanligvis løses opp ved hjelp av kalsiumklorid. En femte metode er den termomekaniske eller termokjemiske prosess hvor vrakgummi bearbeides ved høy temperatur i en lukket blander, vanligvis en skrueblander eller gummisprøyte etter at tekstilmaterialet er fjernet på mekanisk måte. Eksempler på slike prosesser finnes i US-patentskrifter 2.653.915 og 3.873.474 samt GB-patentskrift 577.829.

Man har også forsøkt å svette overflaten på pulverisert gummi enten med åpen flamme eller med oppvarmet gass. Denne metode er nærmest en type pyrolyse som utføres ved høy temperatur, f.eks. 900°C. Et eksempel på en slik regenereringsmetode er kjent fra GB-patentskrift 1.501.865.

I Chemical Abstract Vol 84 (1976) spalte 45783h beskrives det en ytterligere metode til regenerering av vrakgummi. Denne metode kan beskrives som direkte regenerering i fast fase og omfatter to arbeidsmomenter, et første hvor en blanding av natur-vrakgummipulver, prosessolje, fenylhydrazin, jern-II-klorid og metylalkohol omrøres i 4 timer, og et andre hvor den således dannete blanding oppvarmes ved 100°C i 60 minutter. Denne kjente regenereringsmetode krever således en forholdsvis lang behandlingstid på 5 timer. I EP-off.skrift 0.006.834 og tilsvarende svensk patentsøknad 7807479-6 beskrives det en ytterligere direkte regenereringsmetode hvor man anvender en spesiell blanding av reduksjonsmiddel, jernklorid og mykner, for i et kortvarig omrøringstidsrom i fast fase i luft ved en temperatur på høyst 100°C å frembringe en direkte nedbrytning av dobbeltbindingene

i gummien. Som reduksjonsmiddel er nevnt fenylhydrazin eller difenylguanidin, og jernkloridet er fortrinnsvis jern-II-klorid.

Som mykner skal det anvendes sulfatbek og/eller dipenten, hvorved mykneren også kan være en blanding av minst en av disse og en annen mykner, såsom mineralsk prosessolje. Den kjemiske direkte regenerering ifølge denne kjente fremgangsmåte har store fordeler, men har en ulempe som ligger i at man kan få en benzendannelse, som kan være besværlig fra arbeidsmiljøteknisk syns-vinkel .

For samtlige kjente regenereringsmetoder gjelder at råmaterialet (^vrakgummien) først deles opp og finmales. Ved autoklavprosessen, den termokjemiske prosess og nøytralprosessen gjelder dessuten at materialet etter varmebehandlingen må underkastes en intens mekanisk bearbeidelse i valseverk og ekstruder, en behandling som benevnes "raffinering". Denne behandling er meget energi- og arbeidskrevende, idet materialet oppvarmes kraf-tig ved bearbeidelsen i raffineringsvalseverket og ekstruderen. Atskillig varmeenergi må således fjernes ved vannkjøling. Videre er det nødvendig med en overvåkning av raffineringsvalseverket, hvorved det kreves stor dyktighet ved innstillingen av valse-verket for at det skal oppnås best resultat.

Ved en videreutvikling av den konvensjonelle nøytralpro-sess er det autoklavbehandlete gummimateriale etter varmluft-tørkingen istedenfor blitt utsatt for en kryomaling i en mølle, f.eks. vibrasjonsmølle eller roterende knivmølle, hvorved materialet holdes nedkjølt til under -60°C ved tilførsel av et kjøle-medium, særlig flytende nitrogen eller karbondioksyd. Riktignok oppnår man ved denne kryomaling en betydelig energibesparelse, men også denne kjente variant av nøytralprosessen medfører et høyt energiforbruk.

Ulempene med de fem førstnevnte kjente konvensjonelle regenereringsmetoder er således først og fremst høye fremstil-lingskostnader i form av høye lønnskostnader og energiforbruk. En annen ulempe med disse metoder er at vrakgummien etter den egentlige regenerering, dvs. nedbrytningen av dobbeltbindinger i gummimaterialet, må underkastes et spesielt raffineringsfor-løp for å kunne bli anvendbar som råvare for nye vulkaniserte gummiprodukter.

Den direkte regenerering ifølge den ovennevnte sjette metode (Chemical Abstract, Vol 84) innebærer riktignok en for-bedring av de øvrige kjente regenereringsmetoder, men krever fremdeles en forholdsvis lang behandlingstid og unødvendige arbeidsmomenter. Ved den andre kjemiske direkte regenereringsmetode (EP 0.006.834) kan man riktignok unnvære den kostbare og energikrevende raffineringen og i høy grad dessuten gjøre regenereringsmetoden enklere og billigere, men den i den kjemiske direkte regenerering anvendte, spesielle kombinasjon av mykner og redoks-system med en spesiell katalysator kan i visse situa-sjoner medføre en ufordelaktig benzendannelse med påfølgende arbeidsmiljøproblemer.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe en fremgangsmåte til regenerering hvor dobbeltbindinger i gummien spaltes ved at gummien utsettes for høyere temperatur uten behov av høyere trykk i nærvær av regenereringshjelpemidler, noe som medfører færre, om overhodet noen, arbeidsmiljøtekniske problemer av typen benzendannelse, hvorved denne regenerering kan gjennom-føres halvkontinuerlig eller kontinuerlig.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes det, slik som ved kjente direkte regenereringsmetoder, en malt eller oppdelt vrakgummi, som har form av gummikorn med en kornstørrelse på høyst 1 mm, helst høyst 0,6 mm, og som er befridd for hoved-parten av sine tekstil- og metallforurensninger. Disse gummikorn blandes med regenereringshjelpemidler, som omfatter myknere og eventuelt også peptiseringsmidler, og utsettes i fast fase for økt temperatur for spalting av dobbeltbindinger i gummien. Ifølge oppfinnelsen skal gummikornene i form av en kornmasse med en temperatur på 130-200°C under omrøring utsettes for en gassatmosfære som består av inertgass og eventuelt inneholder oksygen,

og gassatmosfærens oksygeninnhold og tilførselsmengde og kornmassens temperatur reguleres slik at gummikornenes oksygenopptak ved reaksjonen begrenses til høyst 10, fortrinnsvis 0,5-5 liter C^/kg gummikorn. Det angitte oksygengassvolum vedrører mengden oksygen ved NTP, dvs. 20°C og atmosfærestrykk. Det kjennetegnende for oppfinnelsen er angitt i patentkravene.

Gassatmosfæren med regulert oksygeninnhold kan bestå av ren, inert gass, hvorved nødvendig oksygen utgjøres av restoksy-gen i gummipulvermassen. Den inertgassatmosfære som anvendes for oppvarmingen og regenereringen, kan utgjøres av luft, men har fortrinnsvis et oksygeninnhold på opp til 12,4 volum%, helst høyst 6 volum%. Det er konstatert at en økning av oksygeninnholdet i oksygeninnholdområdet må ledsages av en senkning av temperaturen i det angitte temperaturområde for at den etterstrebete begrensning av oksygenopptaket til høyst 10, helst 0,5-10 liter C^/kg gummikorn skal oppnås.

Som nevnt kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennom-føres halvkontinuerlig eller kontinuerlig. I begge tilfeller blandes gummikornene med regenereringshjelpemidlene til en stort sett homogen kornmasse, hvorigjennom man deretter leder gassatmosfæren, helst under stadig omrøring. Ved den kontinuerlige fremgangsmåte kan omrøringen gjennomføres i en gjennomløpsreaktor der en ny blanding av gummikorn og regenereringshjelpemidler tilføres oventil, og der ferdigregenererte gummikorn føres ut ved den nedre ende. I gjennomløpsreaktoren anvendes det i dette tilfelle fortrinnsvis en omrører med et antall omrørerblad i forskjellig høyde, mens gassatmosfæren innføres gjennom et rør-ledningssystem i denne omrører, slik at gassatmosfæren tilføres på forskjellige nivåer i reaktoren.

Den mengde mykner, som tilsettes til gummikornene ved frem gangsmåten ifølge oppfinnelsen, er fortrinnsvis 5-30 vektdeler mykner/100 vektdeler gummipulver^ Den mest foretrukne mengde mykner er 10-20 vektdeler/100 vektdeler gummi. Som mykner anvendes det fortrinnsvis sulfatbek eller aromatiske eller nafteniske mineraloljer. Også tall- og harpiksoljer samt tre- og stenkull-tjærefraksjoner som har høyere kokepunkt enn prosesstemperaturen (130-200°C) kan anvendes. Dipenten er av den grunn ikke egnet, idet den koker ved en lavere temperatur enn prosesstemperaturen. Kumaron-, tre- og petroleumharpikser er også anvendbare.

Som nevnt ovenfor kan man ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvende et peptiseringsmiddel sammen med mykneren.

Som peptiseringsmiddel anvendes fortrinnsvis et diaryldisulfid, men også andre stoffer, såsom tiofenoler og deres sinksalter (inklusive kirholdige tiofenoler og deres sinksalter), aromatiske og alifatiske merkaptaner samt modifiserte diaryldisulfider som polyalkylhydroksyaryldisulfider er anvendbare.

Som nevnt ovenfor skal gummikornenes oksygenopptak ved reaksjonen begrenses til høyst 10, fortrinnsvis 0,5-10 og helst 0,5-5 liter G^/kg gummikorn. De beste resultater er hittil oppnådd ved et oksygenopptak på under 4 liter C^/kg gummikorn. Køyt syreinnhold i det angitte området krever lavere temperaturer i området 130-200°C. Dersom man velger å begrense gummikornenes oksygenopptak ved å tilføre utelukkende en inertgass, kreves det en høyere temperatur i det angitte temperaturområdet. Dersom reaksjonen således utføres utelukkende ved hjelp av det oksygen som blir igjen i massen av gummikorn, kan man anvende en temperatur på ca. 180°C, mens en temperatur på ca. 130°C kan benyttes dersom oksygenopptaket bringes til å bli ca. 5 liter 0~/kg gummi eller noe lavere. Et foretrukket temperaturområde er 150-175°C.

Oppholdstiden i reatoren er ikke særlig kritisk, idet kor-nenes oksygenopptak ved reaksjonen for det meste kan styres ved hjelp av en regulering av temperaturen og inertgassatmosfærens sammensetning. Vanligvis foretrekkes imidlertid oppholdstider på 3-90 minutter, helst 15-45 minutter i reaktoren.

Spaltningsgraden av dobbeltbindingene i gummipulveret er avhengig av forskjellige parametre, såsom utgangsmaterialet, f.eks. om det er naturgummi- eller styrenbutadiengummiavfall, temperaturen for behandlingen, konsentrasjonen av nærværende oksygen og dettes strømningshastighet, tiden hvor oksygenet får innvirke på gummipulveret, noe som også kan uttrykkes i den mengde oksygen som opptas av gummipulveret, og tilsetning av regenereringshjelpemidler.

En stor fordel med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er

at den kan gjennomføres ved atmosfærestrykk, slik at autoklaver og høytrykksbeholdere ikke behøves. Det foretrukne trykk er der-for stort sett atmosfærestrykk under reaksjonsforløpet.

Regenereringsprosessen foregår i fire trinn, nemlig blanding av gummipulveret med mykneren og det eventuelle peptiseringsmiddel, oppvarming av denne blanding til den angitte temperatur, reaksjon med gassatmosfæren samt en avsluttende avkjøling av det regenererte pulver til under 90°C. Disse fire trinn kan helt eller delvis overlappe hverandre, f.eks. ved at man varmer opp pulveret samtidig som dette blandes med mykner og eventuelt peptiseringsmiddel eller under reaksjonen mellom oksygen og gummipulver. Man må imidlertid nøye regulere syreopptaket dersom re-genereringsresultatet skal bli det beste. Også under kjølingen av det regenererte pulver til en temperatur på under 90°C må

man regulere mengden oksygen i gummipulveret, og først etter at gummipulveret er avkjølt til under 90°C kan man ta ut gummipulveret i fri luft uten fare for at gummipulveret skal selv-antennes. Imidlertid bør gummipulveret avkjøles til under 50°C

så snart som mulig etter regenereringsforløpet.

Ved kontinuerlig regenerering kan man under oppstartingen av fremgangsmåten tilføre varm gassatmosfære for senere under det kontinuerlige forløp å tilføre kald gassatmosfære for reaksjonen .

For å lette det blivende regenerats anvendelse og også lagringen og håndteringen av regeneratet, kan man minske gummi-

j

pulverets tilbøyelighet til å klebe seg sammen ved at man til gummipulveret tilsetter et antiklebemiddel, f.eks. vanlig kaolin, talkum, silisiumdioksyd eller liknende. Tilsetningen kan foregå samtidig med eller i tilknytning til innblandingen av mykneren og det eventuelle peptiseringsmiddel.

På den medfølgende tegning er det vist skjematisk et for-søksanlegg som ble anvendt i det etterfølgende eksempel 10.

Forsøksanlegget omfatter to blandere 10, 11, som begge

var av fabrikat Lødige og begge omfattet et liggende rørverk med skovler (ca. 200 omdr./min.), og en hurtiggående, tverrstilt knivblander (ca. 300 omdr./min.). Begge blandere har tilkoplinger 12 for tilførsel av henholdsvis oppvarmingsmedium og kjølemedium.

I blanderen 10 munner det ut et tilførselsrør for tilførsel av gummipulver, en tilførselstrakt 14 for tilførsel av regenererings-hjelpemiddel og en tilførselsanordning 15 for antiklebemiddel. Blanderens 10 utløp 16 er forbundet med et lagerkammer 17 som skal funksjonere som buffertlager. Lagerkammerets nedre ende er forbundet med en som doseringsanordning benyttet mateskrue 18, hvis utløp via en cellemater 19 munner ut i et transportrør 20 i et pneumatisk transportsystem. Transportrøret 20 munner ut nedentil i et virvelkammer 21, som har et bunnavløp 22 med en cellemater 23. Virvelkammeret har oventil et gassoverstrøm-ningsrør 24 som munner ut i den øvre ende av en støvavskiller 25 i form av en syklon. Støvavskillerens nedre ende er forbundet med en cellemater 26. Støvavskillerens gassutløp 27 fører til en vifte 28, hvis utløp 29 munner ut i en oppvarmingsanordning 30 hvor transportrøret 20 begynner.

De to cellematere 23, 26 munner ut i den øvre ende av en reaktor 31 som inneholder en omrører 32 med et antall omrører-skovler eller -armer 33 på forskjellige nivåer. Omrøreren 32

er utformet slik at gass kan tilføres via et innløp 34 og mates ut gjennom hensiktsmessig fordelte utmatingshull 35 i de forskjellige omrørerarmer eller -skovler. Reaktoren har nedentil en bunn med en utmatingssliss 36 hvorigjennom det regenererte materiale faller ned i en utmatingstrakt 37, som via en cellemater 38 er forbundet med blanderens 11 innløp. Blanderen 11 har et utløp 39 .

Reaktoren 31 har en motor 41 for drift av omrøreren 32

og har også en nivåføler 42 for avføling av materialnivået i reaktoren og for styring av inn- og utmatingsventilene 23, 26

og 38.

I de etterfølgende utførelseseksempler ble de forskjellige regeneratpulver vurdert ved hjelp av følgende gummiblandings-resept:

Ved vurderingen av de forskjellige regenererte gummipulver ble de ovenfor angitte bestanddeler blandet i to trinn, nemlig et første trinn i en 1,5 drn"^ laboratorie-Banbury-blander ved temperaturen ca. 50°C, og et andre trinn i et laboratorievalseverk med temperaturen ca. 50°C. Ved blandingen i Banbury-blanderen ble regeneratet tilført først, og etter 2 minutter blandingstid ble sinkoksydet og stearinsyren tilført. Etter ytterligere 0,5 minutter ble svovelet og akseleratoren tilført, og materialet ble matet ut av blanderen etter totalt 3 minutter blandingstid. Trinn 2 i laboratorievalseverket ble gjennomført med 1,5 mm valsgap, hvorved den fra Banbury-blanderen utmatede gummiblanding ble bearbeidet i 5 minutter. Under denne bearbeidelse ble tiden til bånddannelse iakttatt og notert. Gummiblan-dingen ble formet til prøvelegemer og vulkanisert ved 160°C i 10 minutter.

Oppfinnelsen vil i det etterfølgende bli nærmere belyst

ved hjelp av noen utførelseseksempler, der eksemplene 1-9 ble utført satsvis og eksempel 10 henholdsvis halvkontinuerlig og kontinuerlig.

I samtlige tilfeller ble det anvendt to blandere av fabrikat Lødige, hvorved den ene ble anvendt for blanding av gummipulveret med regenereringshjelpemidlet og eventuelt antiklebemiddel og der den andre ble anvendt for å avkjøle det ferdige regenerat til under 90°C. Blanderen som ble anvendt for tilbe-redelse av råmaterialet ble oppvarmet i eksempel 1-9 med varm olje for å øke reaksjonsblandingens temperatur til regenererings-temperaturintervallet under blandeforløpet. Utstyret omfattet også tilførselsanordninger for tilførsel av den ved regenereringen anvendte gassatmosfære og oppvarming av denne.

Eksempel 1

I dette eksempel ble det anvendt et gummipulver som hovedsakelig stammet fra lastebildekkbaner og hadde relativt høyt innhold av naturgummi samt var malt ned til kornstørrelse på under 0,4 mm. Dette pulver ble blandet med sulfatbek (mykner)

og diaryldisulfid (peptiseringsmiddel) i blanderen, som var utstyrt med et liggende røreverk med skovler (bedrevet med ca.

200 omdr./min.) og en hurtiggående tverrstilt knivblander (ca. 3000 omdr./min.). Både skovl- og knivblanderdelene ble kjørt under oppvarmingsforløpet for at man skulle oppnå beste blandings-resultat_.

Før innføringen av gummipulveret i blanderen ble hele utstyret spylt med nitrogengass, slik at oksygeninnholdet lå under ca. 0,2%. Under hele forløpet ble det blåst inn nitrogen i ut-styrets forskjellige deler for at man skulle opprettholde en inert atmosfære og virkelig kunne regulere gummipulverets oksygen-1 opptak på forutsatt måte. Ved innføringen av gummipulveret i blanderen som ble anvendt for å blande gummipulver og regenerer-ingshjelpemiddel, ble det innblåst ekstra nitrogen for å drive ut mesteparten av medfølgende oksygen.

I utførelseseksemplet ble 100 vektdeler (=33,6 kg) gummipulver blandet med 15 vektdeler sulfatbek og 0,5 vektdeler diaryldisulfid. Blandeforløpet ble utført i 60 minutter, og blandingen ble derved oppvarmet til ca. 180°C. Noen minutter før temperaturen var blitt så høy ble det tilsatt 3,5 vektdeler findelt silisiumdioksyd for å motvirke sammenklebing av gummipulveret.

Ved oppvarmingsforløpets slutt ble materialet tømt ned

i et oppvarmet lagerkammer som var spylt med nitrogengass. I lagerkammeret fantes det oppvarmet nitrogengass, og gummipulverets temperatur ble holdt på ca. 180°C i 60 minutter. Deretter ble materialet tømt ned i den andre blander for i denne å avkjøles til romtemperatur, noe som krevde ca. 2 0 minutter.

Det regenererte gummipulver forelå fremdeles i pulverform, og ved blanding med vulkaniseringsmiddel i en kammerblander av laboratoriestørrelse (1,5 1 Banbury-laboratorieblander) og etter-følgende valsing i et laboratorievalseverk ble det umiddelbart oppnådd en sammenhengende, myk gummimatte.

Det dannete gummiregenerats egenskaper ble undersøkt. Mooney-viskositeten ved 100°C ble utført på blandingen med vulkaniseringsmiddel. Øvrige fysikalske egenskaper ble undersøkt på 2 mm vulkaniserte plater. Resultatet av testene fremgår av tabell 1.

Eksempel 2

Dette forsøk ble utført i samme apparatur som eksempel

1. Materialet ble i dette tilfelle ikke forvarmet i lagerkammeret, men ble tømt direkte fra den første blander, hvori blandingen ble oppvarmet til reaksjonstemperaturen, til blanderen som ble anvendt for kjølingsforløpet. Som utgangsmateriale ble det anvendt gummipulver med kornstørrelse på under 0,4 mm.

Dette gummipulver var fremstilt ved maling av en blanding av dekkbaner fra personbildekk og lastebildekk og hadde et tekstilinnhold på ca. 0,4%.

Under hele oppvarmings- og reaksjonstiden i den første blander ble det innblåst en atmosfære som besto av nitrogengass og luft og hadde ca. 17% oksygeninnhold. Innblåsingen ble utført i en mengde på ca. 1000 l/h i blanderen. Reaksjonsblandingen besto av 100 vektdeler gummipulver, 15 vektdeler sulfatbek (forvarmet til ca. 60°C) og 0,5 vektdeler diaryldisulfid.

Blanderen ble oppvarmet ved at varm olje med en temperatur på ca. 185°C ble matet gjennom blanderens varmekappe, og oppvarmings- og blandeforløpet foregikk inntil en temperatur på ca. 160°C var oppnådd i gummimaterialet etter 27 minutter. Reaksjonen fikk deretter fortsette i ytterligere 3 minutter ved en temperatur på ca. 160°C.

En tydelig minskning av oksygeninnholdet i blanderen kunne iakttas allerede ved en materialtemperatur på 100°C, som ble oppnådd etter 5 minutter. Reaksjonen med oksygen ble kraftigere jo høyere temperaturen steg, og ved tømmingen ble det målt bare 1,7% oksygen i den passerende gassblanding. Den opptatte oksygenmengde ble målt til ca. 1 l/kg gummipulver.

Etter reaksjonstidens slutt ble regeneratet tømt ned i blanderen som ble anvendt for avkjølingen. Samtidig ble det tilsatt 3,5 vektdeler findelt silisiumdioksyd for å motvirke sammenklebing av gummipulveret. Under tilsetningen av silisiumdioksydet og 2 minutter deretter ble blanderens knivblanderdel kjørt for å oppnå en bra fordeling av silisiumdioksydet. Under hele kjøl-ingsforløpet ble skovlblanderdelen drevet, og blanderens kjøle-kappe ble matet med kjølevann (ca. 10-15°C).

Det regenerat som ble dannet i dette utførelseseksempel hadde noe høyere viskositet enn regeneratet i eksempel 1, og tiden til bånddannelse på valse var ca. 1 minutt, mens bruddgrensen var uvanlig høy (10 MPa) for et regenerat. De forskjellige testresultater er angitt i tabell 1.

Eksempel 3

Dette eksempel ble utført i samme utstyr som eksempel 1

og 2. Oppvarming og reaksjon ble utført i den første blander, slik som i eksempel 2. Som utgangsmateriale ble det anvendt gummipulver som hadde en kornstørrelse på under 0,8 mm og som stort

sett var dannet av kasserte personbildekk. Gummipulverets tekstilinnhold var ca. 0,2%.

Under hele oppvarmings- og reaksjonsforløpet i blanderen ble det blåst inn luft med en hastighet på 800 l/h. Reaksjonsblandingen var dannet av 100 vektdeler gummipulver, 15 vektdeler sulfatbek og 1 vektdel diaryldisulfid. Blandingen ble oppvarmet til ca. 130°C ved at varm olje med en temperatur på ca. 150°C

ble matet inn i blanderens varmekappe. Oppvarmingen tok 25 minutter, hvoretter den varme oljes temperatur ble regulert slik at temperaturen i materialet ble bibeholdt på ca. 130°C i ytterligere 90 minutter. Blanderens knivblanderdel ble kjørt utelukkende under oppvarmingsforløpet.

Under reaksjonen ved 130°C tok gummipulveret opp ca. 55%

av det oksygen som ble tilført. Det totale opptak av oksygen ble målt til ca. 3,7 l/kg gummipulver.

Etter reaksjonen ble regeneratet overført til den avkjølte blander hvori det ble tilsatt 3,5 vektdeler findelt silisiumdioksyd, slik som i eksempel 2. Etter nedkjølingen ble regeneratet testet, hvorved det ble konstatert at regeneratet ble bundet umiddelbart på valseverk. Bruddgrensen ble imidlertid forholdsvis lav. Testresultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 4

Oppvarmingen og reaksjonen ble utført på samme måte som

i eksempel 2 og 3. Som utgangsmateriale ble det anvendt gummipulver som hadde en kornstørrelse på under 0,6 mm og hovedsakelig besto av avfall fra personbildekk. Tekstilinnholdet var ca. 0,3%.

Oppvarmingen ble utført i nitrogenatmosfære med mindre

enn 0,2% oksygen, og en blanding av luft og oksygen med ca. 8% oksygeninnhold ble blåst inn først etter at reaksjonstemperaturen var oppnådd. Innblåsingen av denne blanding ble utført med en hastighet på ca. 1500 l/h. 100 vektdeler gummipulver ble blandet med 15 vektdeler sulfatbek og 0,5 vektdeler diaryldisulfid og oppvarmet til ca. 170°C i 45 minutter. Reaksjonen ble deretter brakt til å fortsette i 12 minutter ved ca. 170°C, hvorved nevnte blanding av luft og nitrogen ble matet inn. Deretter ble regeneratet overført til en annen blander hvori det ble tilført silisiumdioksyd, og regeneratet ble avkjølt på samme måte som i eksempel 2 .

Under reaksjonsforløpet tok materialet opp ca. 0,5 1 oksygen pr. kg. Regeneratet dannet umiddelbart bånd på valseverk, og resultatene fra de forskjellige tester fremgår av tabell 1.

Eksempel 5

Dette eksempel ble utført på samme måte som eksempel 2

og 3. Som mykner ble det imidlertid anvendt 7,5 vektdeler sulfatbek. Som tidligere ble det tilsatt 0,5 vektdeler diaryldisulfid. Utgangsmaterialet var hovedsakelig personbildekkavfall med mindre enn 0,4 mm kornstørrelse og med et tekstilinnhold på ca. 0,3%. Både under oppvarmingen.og reaksjonen ble det innblåst ca. 1000 l/h gassblanding av luft og nitrogen med ca. 8% oksygeninnhold. Gummipulveret og regenereringshjelpemidlene ble oppvarmet til

ca. 160°C, og deretter fikk reaksjonen fortsette ved denne temperatur i 30 minutter. Kjølingen og silisiumdioksydtilsetningen ble utført på samme måte som i eksempel 2. Det totale oksygenopptak ble ca. 1,6 l/kg materiale.

Regeneratet ble bundet på valseverk etter ca. 1 minutt, men viskositeten ble noe høyere enn normalt som følge av den lave myknertilsetning, og bearbeidelsesegenskapene var noe dår-ligere. Resultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 6

Dette forsøk ble utført på samme måte som eksempel 5, men herved ble det anvendt 15 vektdeler sulfatbek. Utgangsmateriale og øvrige betingelser var de samme som i eksempel 5. I dette tilfelle dannet regeneratet umiddelbart bånd, og viskositeten ble lavere enn i eksempel 5, hvor det ble tilsatt bare 7,5 vektdeler mykner. Øvrige resultater er angitt i tabell 1.

Eksempel 7

Dette eksempel er en gjentagelse av eksempel 5 og 6, hvorved 15 vektdeler høyaromatisk olje ("MOBILSOL 30" med et anilin-punkt på 44,8°C) ble anvendt som mykner. Utgangsmateriale og øvrige betingelser var de samme som i eksempel 5 og 6. Oksygenopptaket ble det samme som i eksempel 5 og 6, dvs. ca. 1,6 l/kg. Mooney-viskositeten ble høyere enn i eksempel 6, noe som viser at nedbrytningen ble kraftigere med sulfatbek enn med den nå anvendte høyaromatiske olje. Hardheten ble også betydelig lavere med den høyaromatiske olje. Testresultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 8

Dette eksempel ble utført på samme måte som eksemplene

2, 3 og 5-7. Som utgangsmateriale ble det anvendt oppmalte personbildekk. Gummipulveret hadde en kornstørrelse på under 0,5 mm,

og tekstilmaterialet var fraskilt ved sikting.

I dette utførelseseksempel ble myknerinnholdet økt til

25 vektdeler sulfatbek, og peptiseringsmiddel ble ikke tilsatt.

En inertgasstrøm med ca. 6% oksygen ble blåst inn i blanderen med en hastighet på ca. 1000 l/h under oppvarmingsforløpet og deretter i ytterligere 30 minutter etter at reaksjonstemperaturen på ca. 160°C var oppnådd. Ved denne regulering av prosess-betingelsene ble materialet brakt til å oppta ca. 1,4 1 oksygen pr. kg.

Det oppnådde regenerat dannet bånd direkte på valseverk, Mooney-viskositeten ble ganske lav, og bruddgrensen ble normal for heldekksregenerat til tross for det forholdsvis høye mykner-innhold. Forsøket viser at peptiseringsmiddel ikke behøves dersom myknerinnholdet økes noe.

Eksempel 9

Forsøket ble utført på samme måte som eksempel 2, 3 og

5-8. Som utgangsmateriale ble det anvendt oppmalte personbildekk med forholdsvis høyt innhold av styrengummi. Gummipulveret hadde en kornstørrelse på under 0,4 mm, og tekstilen var fraskilt ved sikting, slik at tekstilinnholdet var ca. 0,15%.

Som reaksjonsblanding ble det anvendt 100 vektdeler gummipulver, 20 vektdeler sulfatbek og 0,5 vektdeler diaryldisulfid. Ved kjølingen ble det tilsatt 3,5 vektdeler findelt silisiumdioksyd som antiklebemiddel.

Under oppvarming og reaksjon ble det innblåst en gassblanding av luft og nitrogen med et oksygeninnhold på ca. 13%. Til-førselshastigheten var ca. 1000 l/h.

Under oppvarmingen til ca. 160°C tok materialet opp ca.

0,7 1 oksygen/kg, og ved reaksjonen under etterfølgende 30 minutter ved ca. 160°C ble ytterligere ca. 1,5 1 oksygen/kg tatt opp av materialet. Det totale oksygenopptak var således ca. 2,2 1 oksygen/kg.

Regeneratet viste seg å ha gode bearbeidelsesegenskaper,

og også de fysikalske egenskaper for øvrig var tilfredsstillende. Resultatene er angitt i tabell 1.

Forsøket viser at aet ogsa gar ora a regenerere gummimateriale med forholdsvis høyt innhold av styrengummi, f.eks. ved en justering av myknertilsetningen.

Eksempel 10

Dette eksempel ble utført som en kontinuerlig regenereringsmetode under anvendelse av det på den medfølgende tegning viste anlegg, hvor blanding og kjøling ble utført satsvis, mens innmating, oppvarming, regenerering og utmating foregikk kontinuerlig .

I utførelseseksemplet ble det anvendt samme reseptur som

i eksempel 1, hvorved gummipulveret stort sett besto av oppmalte personbildekk og hadde en kornstørrelse på mindre enn 0,4 mm og et tekstilinnhold på mindre enn 1%.

De to blandere 10 og 11 var 130 dm^ Lødige-blandere. Den kontinuerlige metode kan deles inn i trinnene 1) blanding, 2) lagring og innmating, 3) oppvarming, 4) regenerering i reaktor, samt 5) kjøling.

I trinn 1 blandes gummipulver med mykner, peptiseringsmiddel og antiklebemiddel ved romtemperatur. Blandingen ble ut-ført satsvis i ca. 6 minutter. Blanderens hurtiggående knivblanderdel ble anvendt i de to siste minutter for å oppnå bra fordeling av bestanddelene. I dette utførelseseksempel ble blande-forløpet utført uten varmetilførsel, hvorved en inert atmosfære (i dette tilfelle nitrogengass) ble opprettholdt i blanderen. Blandeforløpet kan imidlertidpogså gjennomføres i en kontinuerlig blander som mater frem materialet.

I trinn 2 ble det blandete materiale lagret i lagerbehol-deren 17, hvorfra materialet ble utmatet ved hjelp av doserings-transportøren 18. Lagerkammeret 17 er således et buffertlager for å muliggjøre kontinuerlig innmating i oppvarmingssystemet 20-30. I både lagerkammeret 17 og transportskruen 18 ble det opprettholdt en inert atmosfære.

I trinn 3 ble det gjennomført kontinuerlig oppvarming av materialet til ønsket temperatur under anvendelse av en regulert gassatmosfære, som i utførelseseksemplet hovedsakelig besto av nitrogen. Varmesystemet omfatter således transportledningen 20, virvelkammeret 21, syklonen 25, viften 28 samt den elektriske varmeveksler 30. Materialet ble "hurtig oppvarmet til ca. 160°C

i nitrogengassatmosfære, som inneholdt under 0,6% oksygen.

En fordel med å varme opp gummipulveret ved hjelp av den sirkulerende nitrogengasstrøm viste seg å være at det ble oppnådd en meget hurtig oppvarming (10-20 s), og at det ikke opptrådte noen egentlig nedbrytning av gummien før enn i reaktoren. Dette gjorde at det endelige oksygenopptak og regenereringsgraden kunne styres bedre.

Fra virvelkammeret 21 og syklonen 25 ble det oppvarmete materiale matet kontinuerlig ned i reaktoren 31 via de to cellematere 23, 26.

I trinn 4 ble det således utført en regenerering i reaktoren 31, som i dette utførelseseksempel hadde en sylindrisk overdel med en diameter på 800 mm og en høyde på 2 m. Ved den nedre ende av den sylindriske del var der en med omrøreren roterende bunn med en utmatingssliss. En stillestående, ikke vist rake var anordnet like over bunnen for å medvirke til utmatingen av materialet. Materialnivået i den sylindriske del ble holdt konstant ved regulering av omrørerens omløpshastighet avhengig av det materialnivå som ble avfølt ved hjelp av nivå-føleren 42. Oppholdstiden i reaktoren kunne varieres ved varia-sjon av doseringsskruens 18 hastighet i kombinasjon med en regulering av omrørerens omløpshastighet. Den opptatte oksygenmengde kunne reguleres'ved å variere kvantiteten av og/eller oksygeninnholdet i den gassblanding som ble blåst inn i reaktoren, hvorved disse to variabler ble anpasset til materialets gjennom-strømningshastighet, temperatur og oppholdstid.

Konstantholdelsen av materialnivået i blanderen ble i ut-førelseseksemplet utført ved hjelp av avfølingsverdiene fra nivåføleren 42, men vil også kunne utføres ved at reaktoren monteres på et veieutstyr, hvorved styringen av materialnivået foregår ved at materialmassen holdes konstant.

I dette utførelseseksempel ble reaktorens sylindriske del fylt til en høyde av ca. 900 mm, og denne høyde ble opprettholdt ved suksessiv tilførsel av nytt materiale etter at omrøreren 32 var startet. En blanding av 3000 1 luft/h og 15000 1 nitrogengass/h ble blåst inn i materialet gjennom omrørerens innmatings-huller 35. Denne gassblanding hadde omgivelsestemperatur, dvs. ca. romtemperatur, ved stabile driftsforhold. Materialet som var oppvarmet til reaksjonstemperaturen, sank således suksessivt ned gjennom reaktorens sylindriske del for under denne passasje å utsettes for gassatmosfæren.

I utførelseseksemplet ble materialstrømmen styrt på en slik måte at oppholdstiden i reaktoren ble ca. 45 minutter. Temperaturen i materialet steg som følge av reaksjonsvarmen fra den opprinnelige temperatur på ca. 160°C til ca. 167°C ved den nedre ende av reaktorens sylindriske del. Under regenereringen tok gummien opp ca. 1,3 1 C^/kg.

I det avsluttende trinn 5 ble det utført en kjøling ved

at materialet via utmatingstrakten 37 og cellemateren 38 ble matet inn i-den med kappe utstyrte blander 11, hvori det ble avkjølt til under 90°C. Kjølingen ble således utført satsvis i dette utførelseseksempel, hvorved en inert gassatmosfære ble opprettholdt ved innmating av nitrogengass i blanderen. Kjølingen kan imidlertid utføres i en kontinuerlig blander som er utstyrt med kappe, hvorved forløpet må styres slik at regeneratet ved utmatingen har en temperatur på under 90°C. Også andre kjølesys-temer kan anvendes, f.eks. et kjølesystem av typen pneumatisk transportsystem, hvor den ovenfor angitte oppvarmingsenhet 30 erstattes med et kjølesystem.

Det pulverformete regenerat som ble uttatt fra blanderen 11 dannet bånd direkte ved valsing på et laboratorievalseverk. Mooney-viskositeter ved 100°C ble bestemt på samme måte som tidligere og lå på 45-54 ved uttak av flere prøvesatser etter forskjellige tidsrom. Bruddgrensen var ca. 6,4 MPa, og det ble oppnådd en bruddtøyning på ca. 250%.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte til regenerering av gummi, hvor en malt eller oppdelt vrakgummi, som har form av gummikorn med en kornstørrelse på høyst 1 mm, helst høyst 0,6 mm, og som er befridd for hoved-parten av sine tekstil- og metallforurensninger, blandes med regenereringshjelpemidler, som omfatter mykner og eventuelt også peptiseringsmiddel, og utsettes i fast fase for økt temperatur for spalting av dobbeltbindinger i gummien, karakterisert ved at gummikornene i form av en kornmasse med en temperatur på 130-200°C under omrøring utsettes for en gassatmosfære som består av inertgass og eventuelt inneholder oksygen, og at gassatmosfærens oksygeninnhold og tilførselsmengde og kornmassens temperatur reguleres slik at gummikornenes oksygenopptak ved reaksjonen begrenses til høyst 10, fortrinnsvis 0,5-5 liter C^/ kg gummikorn.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at reaksjonen bringes til å vare i 3-90 minutter, fortrinnsvis 15-45 minutter, ved reaksjonstemperaturen.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at gassatmosfæren ledes gjennom kornmassen under reaksjonen.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at kornmassen omrøres ved hjelp av en omrører under regenereringsforløpet, hvorved gassatmosfæren fortrinnsvis tilføres gjennom utløp i omrørerens omrørerelementer.

5. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-4, karakterisert ved at gummikornene blandes med 5-30, fortrinnsvis 10-20, vektdeler mykner pr. 100 vektdeler gummikorn.

6. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-5, karakterisert ved at gummikornene blandes med høyst 1 vektdel peptiseringsmiddel pr. 100 vektdeler gummikorn.

7. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-6, karakterisert ved at sulfatbek eller aromatiske eller nafteniske mineraloljer tilføres som myknere.

8. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-7, karakterisert ved at et diaryldisulfid, en tiofenol eller en aromatisk eller alifatisk merkaptan tilføres som peptiseringsmiddel .

9. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-8, karakterisert ved at gummikornene etter nøye blanding med regenereringshjelpemidlene oppvarmes til reaksjonstemperaturen ved hjelp av en varm inert gass under transport til den øvre ende av et reaksjonskammer hvori gummikornene innføres for der å danne en suksessivt nedadsynkende kornmasse, som omrøres og gjennomblåses med den regulerte gassatmosfære og som ved reaksjonskammerets nedre ende mates til en kjøler hvori gummikornene kjøles til under 90°C før kornene tillates å komme i berøring med omgivende atmosfære.

10. Fremgangsmåte i samsvar med et av kravene 1-9, karakterisert ved at gummikornene etter regenereringen kjøles i en inert gassatmosfære.