(57)【要約】【課題】  不用タイヤをそのまゝ丸ごとに処理して含有炭素成分を焼結させてグラファイトとしてリサイクル製造することができる安価にして高収率の乾留式グラファイト製造方法を提供する。【解決手段】  不用タイヤを破砕せずに原型のまゝ耐熱性の炉内で無酸素状態で高温加熱することにより、当該タイヤを熱分解して気化する混合ガス成分と気化せずに炉内に残留する混合固形成分とに分離した後、残留した前記混合固形成分にはバーナーで火炎を放射して可燃性固形成分を燃焼除去し、次いで、炉内に残った不燃成分から軽量な灰成分と、金属成分を分離除去して、残った炭素成分を焼結する。【選択図】  図１
2006076801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不用タイヤを破砕することなくタイヤ形状のまゝ耐熱性の炉内において無酸素の状態で高温加熱することにより、当該タイヤを組成する成分を熱分解して気化する混合ガス成分と気化しないで炉内に残留する混合固形成分とに分離した後、気化しないで残留した混合固形成分にはバーナーから火炎を放射して可燃性固形成分を燃焼除去し、次いで、燃焼せずに炉内に残った不燃成分から軽量な灰成分、および金属成分を分離除去して、残った炭素成分を焼結してグラファイトを得ることを特徴とする不用タイヤを原料とする乾留式グラファイト製造方法。
【請求項２】
不用タイヤを破砕することなくタイヤ形状のまゝ耐熱性の一次炉内において１３００〜１５００℃前後の温度で無酸素の状態で加熱することにより混合ガス成分と混合固形成分とを分離し、次いで、前記混合固形成分を耐熱性の二次炉内に移送しバーナーから火炎を放射して燃焼性の固形成分を燃焼除去し、当該二次炉内に残った不燃性の固形成分から灰成分と金属成分とを除去した後、残った炭素成分は成形型に充填して電気焼結炉内に収容し、グラファイトとして焼結させて取り出すことを特徴とする不用タイヤを原料とする乾留式グラファイト製造方法。
【請求項３】
混合ガス成分は脱硫処理する一方、分離された混合固形成分には外気を接触させることにより当該タイヤゴム成分の着火点以下の液相温度にまで降温させて混合固形成分を比重により沈降分離せしめ、次いで、降温された当該混合固形成分にバーナーから火炎を放射して可燃性固形成分を燃焼除去することを特徴とする請求項１又は２記載の、不用タイヤを原料とする乾留式グラファイト製造方法。
【請求項４】
脱硫処理された混合ガス成分は副産物として燃料ガス流路に送出して再利用することを可能にした請求項１〜３の何れか一つに記載の、不用タイヤを原料とする乾留式グラファイト製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不用タイヤを原料とする乾留式グラファイト製造方法、詳しくは、廃棄物として処理の困難な不用タイヤ（例えば、古タイヤ、欠陥タイヤなど）を原料として、この不用タイヤに多量に含まれる炭素成分を良質のグラファイトとして再利用することができる産業廃棄物の合理的な活用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、古タイヤなどの不用タイヤには有用成分である炭素が高濃度に含まれているのであって、例えば、トラック・バス用のスチールラヂアルタイヤにあっては１５〜２５wt% 、ライトトラック用スチールラヂアルタイヤにあっては２０〜３０wt% 、乗用車用ラヂアルタイヤにあっては２０〜３０wt% の炭素分が含有されている（日本廃タイヤリサイクル協働組合調べ：http://www.j-sra.jp/materials/参照）。
【０００３】
しかして、このような  不用タイヤから有用成分である黒鉛や可燃性ガスを取り出して再利用しようとする提案としては、特開2003−211140号公報に開示された「廃タイヤ分解処理方法および装置」が知られている。こゝに提案される公知技術は、廃タイヤを細片に破砕し、この細片を溶融塩分解槽の溶融塩に直接浸して不活性ガス雰囲気下で溶融温度以上の温度において熱分解し、熱分解により生成したガス成分からコールドラップやフィルターを介して可燃性ガスを回収し、水洗槽で溶融塩から炭素を回収するものである（特許文献１参照＝以下、「公知方法」と称する）。
【特許文献１】特開２００３−２１１１４０（段落[0011]〜[0015]参照）  しかしながら、不用タイヤ（廃タイヤ）から有用成分を取り出そうとする上記公知方法にあっては、タイヤを小さく細片に粉砕しなければならず、しかも塩化リチウムや塩化カリウムを多量に使用するところから、ランニングコストの負担が大きくなるのに加えて、処理過程で生成されるガス成分は幾段階ものトラップから構成されるコールドトラップやフィルターを経由しなければならないために多額の固定費用と多くの処理時間を要するという難点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、不用タイヤから有用成分を取り出してリサイクル利用せんとする上記の公知方法に前述のごとき難点があったのに鑑みて為されたものであり、不用タイヤをそのまゝ丸ごとに処理して含有炭素成分を焼結させてグラファイトとしてリサイクル製造することができる安価にして高収率の方法を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明の他の目的は、基本的には熱処理だけで高能率に不用タイヤを原料としてグラファイトを製造することのできる乾留式グラファイト製造方法を提供するにある。
【０００６】
さらに要すれば、本発明は、不用タイヤを熱分解する過程で副産物として生成される混合ガスから有毒な硫黄成分を除去して、燃料ガスとして再利用できる不用タイヤを原料とする乾留式グラファイトの製造方法を提供することを副次的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
しかして、本発明が上記技術的課題を解決するために採用した手段は、基本的には不用タイヤを破砕することなくタイヤ形状のまゝ耐熱性の炉内において無酸素の状態で高温加熱することによって、当該タイヤを組成する成分を熱分解して気化する混合ガス成分と気化しないで炉内に残留する混合固形成分とに分離した後、気化しないで残留した混合固形成分にはバーナーから火炎を放射して可燃性固形成分を燃焼除去し、次いで、燃焼せずに炉内に残った不燃成分から軽量な灰成分、および金属成分を分離除去して、残った炭素成分を焼結してグラファイトを得ることを特徴とする。
【０００８】
そしてまた、本発明は、上記技術的課題を解決するために複数の炉を逐次的に利用する方法も提案しており、その構成は次のとおりである。
【０００９】
即ち、本発明は、不用タイヤを破砕することなくタイヤ形状のまゝ耐熱性の一次炉内において１３００〜１５００℃前後の温度で無酸素の状態にて加熱することにより混合ガス成分と混合固形成分とを分離し、次いで、前記混合固形成分を耐熱性の二次炉内に移送しバーナーから火炎を放射して燃焼性の固形成分を燃焼除去し、当該二次炉内に残った不燃性の固形成分から灰成分と金属成分とを除去した後、残った炭素成分は成形型に充填して電気炉内に収容し、グラファイトとして焼結させて取り出すことを特徴とする。
【００１０】
なお、上記の発明方法においては、分離された混合固形成分を、外気に接触させることにより当該タイヤゴム成分の着火点以下の液相温度にまで降温させて混合固形成分を比重により沈降分離せしめ、次いで、降温された当該混合固形成分にバーナーから火炎を放射して可燃性固形成分を燃焼除去するという処理が採用される。
【００１１】
他方、本発明は、不用タイヤを熱分解処理して副産物として生成される混合ガス成分については脱硫処理を施して燃料ガス流路に送出して再利用することも可能である。
【発明の効果】
【００１２】
以上のとおり、本発明方法にあっては不用タイヤを破砕することなくタイヤ形状のまゝ耐熱性の炉内において無酸素の気密状態で高温加熱することによって、当該タイヤを組成する成分を熱分解して気化する混合ガス成分と気化しないで炉内に残留する混合固形成分とに分離するという乾留手段を採用しているので、上記公知方法よりも準備段階が簡素であって、能率的でランニングコストも大幅に低減化することができる。
【００１３】
また、本発明にあっては、耐熱性の炉の中において不用タイヤからグラファイトを焼結して製造することができ、前述の公知方法のようにコールドトラップやフィルターを使用しなくてよいので、製造時間の短縮化を図ることができ、しかも設備費などの固定費用も大幅に低減化することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最も好ましい実施の形態を例示して、本発明を更に詳しく説明してゆくことにする。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明方法（実施例方法）を実施する際に使用する装置の一例を図示したものであり、符号１で指示するものは耐火煉瓦製の一次炉、符号２で指示するものは耐火煉瓦製の二次炉、符号３で指示するものは焼結電気炉である。
【００１６】
図１の一次炉１における上部のハッチ11を開き、其処から当該炉のチャンバー12の中に280/85 R 24 の乗用車用ラジアルタイヤＴを３０本投入して前記ハッチ11を閉じて炉内を密封し、付設の灯油バーナー13に点火して当該炉12の中を約１５００℃にまで加熱する。この加熱によってチャンバー12内の前記タイヤＴは炉内の存する酸素量の限度で一部燃焼するが、その後は無酸素状態になるので、当該投入タイヤの大部分は熱分解を起してタイヤ組成分に由来する混合ガスと混合固形成分に乾留され分離してゆく。約３０分ほどすると乾留が完了するので、前記バーナー13の燃焼を止める。このプロセスで生成された前記混合ガスはガス流路14を通り二次炉２の上部に配設された煙突筒22を上昇し、図示しない脱硫装置でチオヒ酸塩溶液と接触することにより、ガス中の硫化水素(H2 S)はヘキサチオヒ酸塩として分離除去される（タイロクス＝Thylox法）。図１の二次炉においては、脱硫処理されたガスはそのまゝ外界に放出廃棄する構成になっているが、煙突筒22を燃料ガス流路に繋いで送出してガスタンクに貯溜したり近隣の一般家庭に供給して燃料ガスとして再利用することも可能である。
【００１７】
一方、一次炉１において不用タイヤから乾留分離して生成された混合固形成分は高温度に帯熱した状態のまゝ二次炉２のチャンバー21に移送する。移送された混合固形成分には炭素成分の他、補強スチールワイヤとして用いられた金属成分、亜鉛華が含まれている。そこで、二次炉２のチャンバー21の中に外気（平均20℃）を導入して高温度に帯熱している当該混合固形成分をゴムの着火点以下の液相温度（本実施例では、200 ℃）にまで降温させて液相にある当該混合固形成分を比重により各成分ごとに大まかに沈降分離させる。しかる後、着火点の低い可燃性固形成分をバーナー23からの火炎放射によって除去する。      
【００１８】
ついで、可燃性固形分が燃焼除去された当該混合固形成分を取り出して、灰成分と金属成分（補強材としてのワイヤ由来の金属成分）を分離除去する。そして、残った固形成分を図２に示す焼結用の成形型４に収容し、成形型４に収容した固形成分を焼結電気炉３のチャンバー31の中に収納し２００℃前後の温度で30分間加熱して焼結する。すると、固形成分中に含まれていた水素、酸素、窒素などが除去され、図３および図４の電子顕微鏡写真に示す如き結晶構造のグラファイトが得られた。
【００１９】
こうして得られたグラファイトは、正方形状の板体であって、一辺が３００mm、厚さが３０mmのサイズに成形されており、これを３体 JIS A 1108 「コンクリートの圧縮強度試験方法」、および JIS A 5371 「プレキャスト無筋コンクリート製品の舗装用平板の曲げ試験方法」に準拠して強度試験に供したところ、下掲の表１および表２に記載するような試験結果が得られた。
【００２０】
【表１】
2006076801.tif 000003
【００２１】
【表２】
2006076801.tif 000004
また、上記グラファイトの遠赤外線放射性能について、温度１２℃の室内において当該グラファイト平板と同サイズの透明アクリル平板の上に各々６００ｇの“割り氷”を載せて融解速度を比較したところ、本実施例により製造されたグラファイト平板に載せた前記氷は２６分で完全に融解したのに対して、透明アクリル板に載せた“割り氷”は未だ 2/3の重量分が溶けずに残っていた（本件出願人の実験）。この実験結果によれば、本発明方法により製造したグラファイトの遠赤外線放射性能は非常に大きいものと云える。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上の説明からも明らかなとおり、本発明によれば従来廃棄処分に難渋した不用タイヤから簡易な設備で安価に良質で高性能のグラファイトを高収率に製造することが可能になるのでなって、産業廃棄物の処理においても、かつまた、リサイクル資源の開発の面においても、その産業上の利用価値は頗る大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の実施例方法を実施する際に使用した装置を表わす概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例方法を実施する際に使用した焼結用の成形型を表わす斜視図である。
【図３】図３は、本発明の実施例方法で製造されたグラファイト成形物の結晶構造を示す倍率1000倍の電子顕微鏡写真である。
【図４】図４は、本発明の実施例方法で製造されたグラファイト成形物の結晶構造を示す倍率5000倍の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００２４】
１        耐火煉瓦製の一次炉
11      ハッチ
12      チャンバー
13      バーナー
14      ガス流路
２        耐火煉瓦製の二次炉
21      チャンバー
22      煙突筒
23      バーナー
３        焼結電気炉
Ｔ        不用タイヤ
【図１】
2006076801.tif 000005
【図２】
2006076801.tif 000006
【図３】
2006076801.tif 000007
【図４】
2006076801.tif 000008