(57)【要約】  本発明は、タイヤ、チューブ、靴底または他の全てのゴム含有製品からのゴムを含むゴム材料を処理するための方法、システムおよび装置を提供するものである。化学組成並びに／または製造者、型式および製造日などのゴム材料の特性は同定可能である。同定は人手によっても、自動化しても、あるいはこれらを組み合わせて行うことができる。ゴム材料の特性は、ゴム製品を分類するために使用することができる。特定の最終製品に適したゴム材料は、その後の処理を考慮して選択される。そのような処理には、サイズの縮小、物質分離、化学的および物理的処理、脱加硫、またはこれらの組み合わせが含まれる。処理されたゴム材料は製品仕様書とともに、保管されるあるいはユーザーまたは製造現場に送られる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の最終製品を得るための廃ゴム材料のリサイクル方法であって、
ａ．廃ゴム材料の組成を同定するために作業員を訓練する工程、
ｂ．前記廃ゴム材料の組成を同定する工程であって、前記同定が前記作業員によって行われる工程；
ｃ．前記廃ゴム材料を所望の最終製品に基づいて分離し、それによって所望のリサイクルゴムを得る工程；
ｄ．前記リサイクルゴムをユーザーに配送する工程
を含む、リサイクル方法。
【請求項２】
ａ．廃ゴム材料を当該材料の組成により評価する工程；
ｂ．少なくとも１種の前記廃ゴム材料を、工程ａ）で評価した特定の組成の処理のために選択する工程であって、前記材料は目的物の製造のために選択される工程；
ｃ．工程ｂ）で選択された前記廃ゴム材料を分離する工程；
ｄ．前記分離された廃ゴム材料を、前記目的物の製造のための材料に処理する工程を含む、ゴムのリサイクル方法。
【請求項３】
ゴムリサイクルシステムであって、
ａ．ユーザーによって選択された最終製品を製造するためのゴム粒子の基準を含む、少なくとも１つの選択システム；
ｂ．細断された材料のサイズを決定するグリッドを備える、廃ゴム材料を細断する少なくとも１つの細断装置；
ｃ．細断された材料を前記システムを通って搬送する少なくとも１つのコンベヤ；
ｄ．前記細断されたゴム材料から金属を除去する少なくとも１つの金属除去装置
を含み、
ユーザーによって選択された前記最終製品に基づいて所定のサイズおよび品質を有するゴム粒子を生成するシステム。
【請求項４】
前記廃ゴム材料に、同定情報を備えたタグが付される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記分離工程は、磁気特性に基づく分離工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記分離工程は、密度に基づく分離工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記リサイクルゴムに、前記リサイクルゴムに関する情報を含む仕様書が添付される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記廃ゴム材料の評価工程は、前記廃ゴム材料の組成を分析する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記分離工程は、有毒物質を除去する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記分離工程は、金属を除去する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記ゴム粒子の基準には、約４〜５ｍｍの粒子が含まれる、請求項３に記載のシステム。
【請求項１２】
前記ゴム粒子は約９５％が金属を含まない、請求項３に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ゴム粒子は約９９％が金属を含まない、請求項３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本願は、２００８年６月２日に出願した米国仮特許出願第６１／０５８，１２２号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その開示の全ては本明細書中に参照により組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
自動車用タイヤや他のゴム製品は廃棄の際にしばしば困難を伴う。さらに、これらのゴム材料を処理するために多くのリサイクル手順が提案されており、使用されている。しかしながら、これらの手順の殆どは、元のゴム材料より品質が劣る最終製品を提供するものである。そうしたものとして、多くのリサイクルゴムが、遊び場の床、陸上競技用トラック、および各種のパッドまたはゴム製の構造体または装置などの代替的使用のために使用されている。
【０００３】
自動車の古タイヤなどの廃ゴムをリサイクルする方法が、所定の組成を有し、かつ非常に良好なゴム品質が求められる新製品の製造に使用できる最終製品を提供することができるならば、この技術分野における大きな進歩になるであろう。この技術分野では、例えば、新しい自動車用タイヤの一部を製造するために、使用済み自動車用タイヤをリサイクルすることができる方法を開発することが望まれる。リサイクルゴムから高品質の最終ゴム製品を供給することの困難さが立証されてきているが、ここに記載する方法はリサイクルゴムから高品質の製品を製造する新規なアプローチを提供するものである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、タイヤ、チューブ、靴底または他の全てのゴム含有製品からのゴムを含むゴム材料を処理するための方法、システムおよび装置を提供するものである。化学組成並びに／または製造者、型式および製造日などのゴム材料の特性は同定可能である。同定は人手によっても、自動化しても、あるいはこれらを組み合わせても行うことができる。ゴム材料の特性は、ゴム製品を分類するために使用することができる。特定の最終製品に適したゴム材料は、サイズの縮小、物質分離、化学的および物理的処理、脱加硫、またはこれらの組み合わせを含み得るさらなる処理を考慮して選択される。処理されたゴム材料は、製品仕様書とともに、保管したり、あるいはユーザーまたは製造現場に送ることができる。
【０００５】
投入材料の同定および／またはプロセスを監視する作業員には、規制基準および／またはその他のあらゆる基準に従う訓練を行うことができる。作業員には多くの分析技術のいずれかを使用して投入材料の組成を同定する訓練を行うことができる。分析技術には、当業者に知られる任意の分析技術を使用することができる。
【０００６】
ゴム材料は汚染物質、有毒物質、金属または他の望ましくない全ての物質が除去されるよう処理することができる。ゴム材料は、処理後のゴム製品が選択されたプロセスで使用されるか、または選択された製品のために使用されるように処理することができる。本発明のいくつかの実施形態では、ゴムは、その製品が選択された仕様を満たすように処理される。これらの仕様には、サイズ、組成、機械的特性、または本明細書中に記載する他の全ての特性が含まれる。
【０００７】
ゴム材料の処理に使用する装置には、回転剪断機、コンベヤ、トラフ型アウトフィードコンベヤ（troughed out feed conveyors)、分割シュート(dividing chutes)、分割コンベヤ(dividing conveyors)、プレシュレッダー、マグネチックテーブル、グラニュレータ、オーバーバンドマグネット（overband magnets）、エレベーティングコンベヤ、ジグザグ(zig zags）、サイクロン、グリッド（grids）、メッシュが含まれる。本明細書中に記載されているか、または当業者に知られている、ゴム材料の処理に使用される他の装置も、ゴム材料の処理に使用することができる。
【０００８】
参照による組み込み
本明細書に記載されている刊行物および特許出願は全て、個々の刊行物または特許出願が明示的かつ個別に参照により組み込まれると示されているのと同程度に参照により本明細書中に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳述されている。本発明の原理を利用した実施形態を記載する以下の詳細な説明と、それに付随する図面を参照すれば、本発明の特徴および有利性がより理解されるであろう。
【００１０】
【図１】図１はリサイクルゴムから新しい製品を製造するための評価および選択の手順を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、廃ゴムまたは余剰ゴムなどの原料が熟練した作業員により本発明の方法にしたがって選択された後、その特定の原料を第１の細断プロセス（shredding process）に送り、処理させるシステムの例を示す。図２Ａの最後は、図２Ｂの最初に続く。
【図２Ｂ】図２Ｂは、廃ゴムまたは余剰ゴムなどの原料が熟練した作業員により本発明の方法にしたがって選択された後、その特定の原料を第１の細断プロセスに送り、処理させるシステムの例を示す。図２Ｂの最後は図２Ｃの最初に続く。
【図２Ｃ】図２Ｃは、廃ゴムまたは余剰ゴムなどの原料が熟練した作業員により本発明の方法にしたがって選択された後、その特定の原料を第１の細断プロセスに送り、処理させるシステムの例を示す。図２Ｃの最後は図２Ｄの最初に続く。
【図２Ｄ】図２Ｄは、廃ゴムまたは余剰ゴムなどの原料が熟練要員により本発明の方法にしたがって選択された後、その特定の原料を第１の細断プロセスに送り、処理させるシステムの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
発明の詳細な説明
ここでは、余剰の、またはリサイクルされたゴムから、新しいゴムを代替する材料および／またはタイヤの製造に使用される材料などの目的物を製造するのに有用な方法およびプロセスを記載する。一態様において、方法は、廃材のコンパウンド配合にしたがって余剰のタイヤおよび／または廃ゴム材料を評価する工程と；廃材から分離すべき材料を選択する工程であって、その材料は目的物を製造するために選択される工程と；選択したタイヤおよび／または廃ゴム材料を分離する工程であって、前記分離は、選択した余剰タイヤの特定の品質を考慮して予め決められた特定の最終用途に向けて分離した材料を処理するためである工程とを含む。
【００１２】
本明細書に記載した方法およびシステムによれば、リサイクルゴム材料を生成するのに必要な熱エネルギーなどのエネルギー、冷却、および化学薬品の添加量を、現状のゴムリサイクル方法よりかなり低減することができる。一実施形態において、方法およびシステムは、二酸化炭素排出量を削減することができ、ゴムのリサイクル方法の持続性を改善することができる。
【００１３】
一実施形態においては、廃材を評価し、選択し、分離した後、最終ユーザーによる最終製品の配合を達成するため、２種以上の廃材を混合することができる。さらに別の実施形態においては、最終製品の製造を管理し実施するプロセスに組み込まれた各種コントロールの範囲内で混合を監視することができる。
【００１４】
作業員
一実施形態においては、評価と選択の作業を行う者は、その作業員に選択の方法とプロセスを十分に熟知させるトレーニングコースを履修していなければならない。彼らはまた定められた選択手順を遵守しなかった場合の不利な結果についても知ることができよう。検査員がサンプル検査を通して選択手順を常に監査することにより、プロセスの信頼性をさらに確保することができる。
【００１５】
評価および選択のプロセスは、選択した製品が邪魔にならない限り、作業に適したいかなる場所においても、処理プラント内の管理された環境で行われる製品または材料の処理に先立って実施することができる。一実施形態においては、適切な場所は本発明のプロセスに熟練した者によって決定される。
【００１６】
一実施形態においては、適切に訓練された者が、余剰材料選択の品質管理のために評価と選択を行う。別の一実施形態においては、これらの機能は、基準またはユーザーからの入力に基づきコンピュータシステムにより行われる。このプロセスはＩＳＯのプロセス順守を有することができる。本明細書に記載された機能を実施する、またはその機能を実施するためのコンピュータシステムを制御する者は、本明細書に記載されたプロセスの多くでしばしば重要となる、プロセスの高度な品質管理を保障するために、トレーニングを受け、試験され、繰り返し調査される。作業員には、また、製品の詳細、または製品の変化に基づく一貫した最新情報が提供される。
【００１７】
一つの代表的な実施形態では、本発明のプロセスまたは選択プロセスを実施する作業員は、余剰の、リサイクルされた、または廃棄された材料を、その複数の特性に基づいて評価できるようトレーニングを受ける。特性には、例えば、材料のタイプ（例えば、種類およびサイズ）、その材料からの金属、ワイヤ、または繊維の抽出性、特定の最終用途に向けた処理後の材料の処理サイズおよび粒状タイプ、最終用途のための異なる特性の処理材料の混合性、並びに処理体積および重量が含まれるが、これらに限定されるものではない。最初の評価の後、新しい製品または最終用途品を製造するために必要なプロセスは全て、人、またはコンピュータによって、処理日時、処理した材料の重量、または最終用途で使用するための最終処理材料の特性に関して必要とされる他の全ての項目について、監視が行われる。
【００１８】
投入原料および同定
余剰のタイヤおよびゴムコンパウンド材料がプロセス制御の管理下に入った時点から、選択されたバッチおよびプロセスに適さないことが判明した材料は、最終製品が梱包され使用または出荷の準備が整うまでバッチとともにプロセスシステム内を移動する追跡可能なタグをつけて分けておくことができる。一実施形態においては、全ての最終製品に、内容物を記載した構成成分の組成ラベルの付いた明確かつ簡潔な追跡可能タグが付けられる。例えば最終製品にバーコードを付けたり、あるいはＲＦＩＤで管理してもよい。最終製品の組成がリサイクルプロセスで明確に定義される結果、最終製品は再び、そして繰り返しリサイクルすることができる。例えば、リサイクル材料を追跡することにより、それらの材料が適した最終用途を知り、かつ理解することができ、また材料の欠陥や、健康および安全性の問題を回避するか、または最小限に抑えることができる。別の一例を挙げれば、プロセスでは、リサイクルをより容易にかつ正確に管理するために、製造された全てのタイヤの組成を同定する必要がある。ゴム材料は、イソプレン、硫黄、エボナイト、３‐メチルイソプレン（２，３‐ジメチル‐１，３‐ブタジエン）、チオコール、ジビニルアセチレン、ネオプレン、イソブチレン（２‐メチルプロペン）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、シス‐１，２‐ポリイソプレン、シス‐１，４‐ポリブタジエン、ポリウレタン、エチレン‐プロピレンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、金属、スチール、顔料、およびカーボンブラックを含む、様々な成分から構成される。さらに別の成分は、米国特許第４２４０５８７号、同５１５７１７６号、同５２３６９９２号、同５３７５７７５号、同５６３４５９９号、同５８８３１３９号、同６４０７１８０号、および同６７５２９４０号に記載されており、これらに開示された内容は全て参照により本明細書中に組み込まれる。表Ｉは、各種ゴム組成物において同定され得る各種成分を列挙したものである。表ＩＩは、ＥＵでトラックおよび乗用車に使用される余剰タイヤと、カナダからのタイヤ用ゴムで同定され得る各種成分を列挙したものである。乗用車のタイヤ重量の約８０％およびトラックのタイヤの約７５％が、ゴムコンパウンドである。異なる製造者が製造したタイヤの組成は、時には、類似していることもあり、あるいは類似していないこともある。タイヤは、表ＩＩＩに示すように、約１．５重量％の有害廃棄化合物を含み得る。これらの化合物は、ゴムコンパウンド中に包含されているか、あるいは合金元素として存在する。これらの化合物はいずれも、人手または自動化プロセスにより同定することができ、処理すべきゴム材料を識別するために使用され、選択された最終製品を識別するために使用され、処理過程でゴム材料を分離するために使用され、あるいは処理過程でゴム材料を分離する基準として使用される。
【００１９】
【表１】
2011523607.tif 000002
【００２０】
【表２】
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【００２１】
【表３】
2011523607.tif 000004
【００２２】
ゴム材料は、どのようにゴム材料が製造されたかといった特性あるいはゴム材料が暴露されていた環境のタイプに基づいて分類することもできる。例えば、熱硬化させたゴム材料は、熱硬化させていないゴム材料とは異なるグループに分類し得る。別の例として、砂漠におけるような高温変動および／またはＵＶ暴露を受けたタイヤは、温和な気候および／または低いＵＶ暴露を受けたタイヤとは異なる分類とすることができる。あるいは、ゴム材料は、有害放射性物質、有毒化学薬品、もしくは有害廃棄化合物などの有毒もしくは有害な物質の含有量、またはそれらへの暴露に基づいて分類することもできる。
【００２３】
一実施形態においては、評価プロセスの手法は、選択し、バッチを作るために、タイヤまたは他の材料などのゴム材料を目視により検査することに基づく。例えば、ゴム材料を目視検査することにより、製造者、製造日、または製品型式に関する情報が得られる。目視検査により、類似もしくは実質的に同じ組成を有するゴム製品を分類する簡単な方法が提供される。類似もしくは実質的に同じ組成を有すると確認されたこれらの物質の成分を同定するために、さらに分析を行うことができる。本発明のいくつかの実施形態においては、製造者、製造日、または製品型式を確認する目視検査は要求されない。この情報は、本明細書中に記載された、自動認識を含む、方法、システムおよび装置により得ることができる。
【００２４】
別の実施形態においては、本明細書に記載されるプロセスは、異なるバッチまたは最終製品を電子的または自動的に認識するよう導くことができる。本発明のいくつかの実施形態においては、ゴム材料の特性を調べるために、光学的な、磁気に基づく、および／または機械的な分析を利用する自動システムを使用することができる。例えば、ゴム材料は、その１種以上の成分を同定する分光光度法を使用して調べることができる。あるいは、ゴム材料のデジタル画像を作成し処理して、製造者またはゴム材料に関する情報を得ることができる。
【００２５】
図１は、リサイクルゴムから新しい製品を製造するための評価および選択の手順を示す。例えば、古いまたは使用済みのタイヤを、品質管理システム下の選択手順に利用することができる。例えば、管理システムは、訓練された専門家によるマニュアル管理、あるいは自動化し、コンピュータ管理とすることができる。一実施形態においては、タイヤに電子タグを付けるか、あるいはＲＦＩＤによりマーキングし、その後、本発明の選択手順へ導入するためにコンピュータシステムで読み取ることができる。適切な余剰タイヤがシステム（例えば、訓練された作業員）により識別された後、余剰タイヤは本明細書中に記載されたプラント処理などのプラント処理へ導入するために、バッチとされ、タグが付けられる。図１は、タイプ、サイズ、または最終用途により決定されているような信頼できる他の任意の基準により、選択手順の中でゴム材料をさらに評価する工程も示している。例えば、遊び場に使用される余剰ゴムと比べて新しいタイヤの製造に部分的に使用される余剰ゴムについて基準を異なるものとすることができる。一実施形態においては、本発明のプロセスによるリサイクルゴムの最終製品は、フォークリフトまたは自転車用タイヤなどの低速タイヤの製造に使用することができる。別の一実施形態においては、リサイクルゴムの最終製品は、一部に、自動車用タイヤなどの高速タイヤ製造原料として使用することができる。
【００２６】
材料の分類と分離
図１は、また、選択した材料をサンプル検査のためのプラントへ移送する代表的なプロセスを示している。例えば、最終使用に適した品質を有する材料を検査するための訓練を受けた者が、サンプル検査を行う。一実施形態においては、ユーザーから提供された基準に基づいて材料を識別するようプログラムされた機械がサンプル検査を行う。図１に示すように、処理すべき材料を選択後、前処理の手順を実施することができる。例えば、前処理手順には、金属ビードの抽出、余剰ゴム材料の切断、または、当業者には明らかであろう、特定の最終用途により決められた他の処理が含まれる。材料が選択された後、一実施形態においては材料が調製された後、例えば以下に記載するようなプラントにより処理される。選択されなかった材料は、代替的な使用または異なる基準を有する最終用途での調製のために分類され、および／またはバッチとされる。図１に示す別の一実施形態においては、ビードまたは金属等の選択された物質から抽出された物質は、他の工業的プロセスのためにマーキングし、分類し、かつ／またはバッチにすることができる。材料を選択するための施設は、図１に示すように、貯蔵設備を含むことができる。一実施形態においては、貯蔵は、プラント導入前の材料を搬送するのに要する時間と関連させることができる。例えば、新しい材料のバッチがプロセスに入る前に、プラントを前のバッチの処理による汚れを除き、清浄にしなければならないとき、手順を順守することで他の材料との混合の危険性を最小限に抑えることができる安全な貯蔵エリアに材料を保管しておくことができる。
【００２７】
材料サイズの縮小
一例としてのゴム粒子調製プラントは、乗用車用、商業車用、およびトラック用タイヤを含む様々な品質のコンパウンドからなる投入タイヤを１５”〜１６”幅のスーパーシングルサイズに１時間当たり最高で１５トン処理するよう設計され、さらに、切断サイズを処理装置に合わせた大きさとすることもできる。製品の仕上がりサイズは、定寸台に基づく最終粒子のグリッド穴径に依存し、例えば、供給される基本の仕上がり製品粒子は約４／５ｍｍである。本発明のいくつかの実施形態においては、製品粒子の仕上がりサイズは、約０．０１、０．１、０．５、０．８、１、２、４、５、１０、２０もしくは５０ｍｍ未満か、それより大きいか、またはほぼその値である。仕上がった製品は、約０．５〜１０ｍｍ、１〜７ｍｍ、３〜６ｍｍまたは４〜５ｍｍのサイズを有することができる。
【００２８】
本明細書中に記載する余剰ゴム製品を製造するプロセスの間に、廃ゴムまたは使用済みゴムを、廃材を裂断、剪断または細断するシステムまたは装置に供給することができる。代表的な一実施形態においては、タイヤは回転剪断ホッパー（rotary shear hopper）に供給される。粒状または粉状製品は最終用途向けに設計されるものであることから、余剰またはリサイクルゴムの細断装置には、プロセスに要求されるサイズ、形状および密度を達成するために様々なタイプのものがある。
【００２９】
一つの例では、回転剪断機は、保護円盤の間に在るフックタイプのナイフを装着した２本の低速で逆回転するシャフトからなる。個々の油圧モーターは、各々に減速ギアボックスが装備され、シャフトを駆動することができる。全てのベアリングにはオイルが満たされ、機械とケースは有害な液体が入り込まないようシールされている。油圧モーターには、オイルクーラーおよび電気制御機器を備えた別置きの内蔵型パワーパックから油圧オイルが供給される。この装置は供給ホッパーと排出シュートを備えた独立型のスチール製構造物の上に設置される。
【００３０】
廃材を裂断、剪断または細断するシステムまたは装置を出た処理済材料は、コンベヤで搬出することができる。一つの例では、コンベヤはゴム製のシェブロン型ベルトコンベヤである。処理済材料をプロセスのある部分から次へ移動させるコンベヤは、任意のコンベヤまたはシステムであってよく、当業者には明らかであろう。
【００３１】
一実施形態においては、コンベヤの先端部分で処理済材料が分けられ、少なくとも１つのプレシュレッダーへ処理済材料を運ぶ２つのコンベヤに載せられる。第１段（first stage)プレシュレッダーは、穴径が約５０ｍｍのグリッドを備え、プレシュレッダーのローターは約１９０ｒｐｍで回転することができる。本発明の別の実施形態では、グリッドは、約１０、２０、５０、７５、１００もしくは１５０ｍｍ未満か、それより大きいか、またはほぼその値の穴径を有することができる。プレシュレッダーは、また、約５０、１５０、２００、２５０、３００もしくは３５０ｒｐｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大きい回転数で運転することができる。一実施形態においては、プレシュレッダーは、スチール製ボディ上で回転する、Ｖ字型配置でナイフを装着したローターを含む。代表的な一実施形態では、ボディは、２列の固定した調節可能なナイフと、高摩耗部分に耐摩耗性ライナーとを備えることができる。別の一実施形態では、第１段プレシュレッダーは、約１０〜５００ｍｍの穴径のグリッドを備える。グリッドは、また、約１、５、１０、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、７５０もしくは１０００ｍｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大きい穴径を有することができる。穴径は、約１〜１０００、５〜７５０、１０〜５００、２０〜２５０または４０〜１２５ｍｍとすることができる。グリッドは油圧降下装置などにより容易に取り外すことができる。さらに別の一実施形態では、プレシュレッダーのローターは、約１０〜１０００、２０〜７５０または５０〜４００ｒｐｍで回転させることができる。材料は、機械の底部にあるグリッドから排出され、振動コンベヤで搬出することができる。振動コンベヤは、多くの場合、金属で構成され、したがって、本発明のシステムに損傷を与えずに、処理済材料に存在し得る任意の加熱されたスチール成分を収容することができる。振動コンベヤは、また、火災の危険性を相応に減少させることができる。別の一実施形態では、摩擦を減少させるためにミスト噴霧システムがプレシュレッダーに設けられており、それにより切断性が改善されるとともに、火災の危険性が減少する。この例では、仕上がり製品が濡れたものにならないように水の流量を制御することができ、粉塵の発生を制御するためにろ過を行うことができる。
【００３２】
一実施形態においては、第１段プレシュレッダーから振動コンベヤにしたがって排出された細断済材料を、第１段プレシュレッダーに設けられたグリッドより穴径の小さいグリッドを有する第２段(second stage）プレシュレッダーへ、コンベヤで運び上げることができる。例えば、第２段プレシュレッダーに設けられたグリッドは、直径１０〜５００ｍｍの穴を有することができる。グリッドは、また、約１、５、１０、５０、７５、１００、２００、３００、４００、５００、７５０もしくは１０００ｍｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大きい穴径を有することができる。穴径は、約１〜１０００、５〜７５０、１０〜５００、２０〜２５０、または４０〜１２５ｍｍとすることができる。さらに別の一実施形態では、第２段プレシュレッダーのローターを、約１０〜１０００、２０〜７５０、または５０〜４００ｒｐｍで回転させることができる。
【００３３】
第２段プレシュレッダーは、ナイフを備えた高速回転シャフトから構成することができる。第２段プレシュレッダーは、約０．５、１、５、１０、２０、３０、５０、７５、１００または１５０ｍｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大きいサイズの材料を製造することができる。処理済材料を第２段プレシュレッダーで細断後、プレシュレッダーから排出して別のコンベヤに載せることができる。一実施形態においては、材料は第２段プレシュレッダーを出て金属製ベルトの振動コンベヤに載せられる。摩擦を減少させるために、噴霧システムをシュレッダーに設けることができ、これにより切断性を改善し、かつ火災の危険性を減少させることができる。さらに別の一実施形態では、仕上がりの製品が濡れたものにならないように、水の流量が制御される。
【００３４】
処理済材料は、少なくとも１つのプレシュレッダーを通過後にコンベヤに供給することができる。処理済材料は直径が約１０００〜１、５００〜５または１００〜１０ｍｍ以下の粒子であることが好ましい。一実施形態においては、コンベヤは、材料を攪拌し、これによりマグネチックテーブルによるスチールの除去を最大にするための偏心ローラーをベルトの下に備えたゴムベルトコンベヤである。粒状の処理済材料は、その後、別のコンベヤ、例えばゴムベルトエレベーティングコンベヤに移送することができる。一実施形態においては、マグネチックテーブルは、処理済ゴム材料からスチール物質を除去するためにコンベヤ上のスチール製フレームから吊り下げられたオーバーバンドマグネットユニットである。
【００３５】
磁気分離
細断後、処理済材料を、さらなるコンベヤへの供給速度を制御する貯蔵ホッパーへ搬送することができる。一実施形態においては、コンベヤは、シェブロン型のゴムベルトのエレベーティングコンベヤである。一実施形態においては、貯蔵ホッパーは、スチール製構造体であり、摩耗を減らすためにフレキシブルに設置されている。貯蔵ホッパーは、材料の流れを制御するための調節可能なゲートを含むことができる。
【００３６】
処理済材料は、その後、直径約１２ｍｍの穴を有するグリッドを備えたリカバリーグラニュレータを最初に含むグラニュレータセクションへ供給することができる。穴の直径は、また、約１、２、４、６、８、１０、１５、２０、２５、５０、７５もしくは１００ｍｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大とすることができる。グラニュレータセクションは、典型的には、供給ホッパーと、造粒済ゴムを搬出するグリッド下の振動コンベヤを含む。スチール粒子を除去するため、オーバーバンドマグネットが振動トレー上に設置される。ゴム粒状物は振動機の端から直接バケットエレベータに落ちる。プレシュレッダーの場合と同様にして、ろ過を行う。
【００３７】
一実施形態においては、グラニュレータセクション後の処理済材料は、約９５％が金属を含まない。別の一実施形態では、処理済材料は約９９％が金属を含まない。さらに別の一実施形態では、処理済材料は金属物質を含有しない。一実施形態においては、グラニュレータセクション後の処理済材料は、約９５％が磁性物質を含まない。別の一実施形態では、処理済材料は約９９％が磁性物質を含まない。さらに別の一実施形態では、処理済材料は金属物質を含有しない。一実施形態においては、グラニュレータセクションを出た処理済材料は、約９５％がスチールを含まない。別の一実施形態では、処理済材料は約９９％がスチールを含まない。さらに別の一実施形態では、処理済材料はスチールを含有しない。処理済材料が所与の物質を含まないパーセントは、重量基準、体積基準、またはこれらの組み合わせで求めることができる。
【００３８】
追加処理
一実施形態においては、バケットエレベータコンベヤは、材料を運び上げ、ロータリーバルブシステムを介して、ジグザグシステムの頂部へ排出する。ジグザグコンベヤは岩石や金属バルブなどの任意の重い物質を底部から排出することができる。さらなる処理を施された材料は、頂部から空気圧コンベヤシステムによりサイクロンへ排出され、そこで最終システムへ供給するためのスクリューエレベーティングコンベヤに排出される。第２段グラニュレータは、前出のグラニュレータに類似の機械であるが、穴の直径が約５ｍｍのグリッドを備えることができる。グリッドは、約０．０１、０．１、０．５、１、２、４、７．５、１０、１５もしくは２０ｍｍ未満か、ほぼその値か、またはそれより大きい穴径を有することができる。第２段グラニュレータは第１段と同様、ろ過を行うことができる。グラニュレータから出た材料は、金属製振動コンベヤによる排出の後、スクリューコンベヤで運び上げられ、分類機（classifier)に供給され、そこで綿毛のような細く軽い物質は空気で除去され、ろ過システムへ運ばれる。今やゴム粒子となった処理済材料は、振動トレーでサイズが揃えられ、サイズが揃えられた製品はスクリューコンベヤで運び上げられ、回転永久磁石に供給されて、残留スチールが除去される。最終ゴム製品は、スクリューエレベーティングコンベヤにより貯蔵システムへ移送されることになろう。
【００３９】
本発明のいくつかの実施形態においては、ゴム材料に脱加硫処理を行うことができる。脱加硫には、当業者に知られた、化学的もしくは物理的処理を含む方法、または「Evaluation of Waste Tire Devulcanization Technologies」, CalRecovery Inc., California Integrated Waste Management Publication, December 2004に記載されている方法（この開示の全ては本明細書中に参照により組み込まれる）を含む任意の脱加硫法が含まれる。例えば、脱加硫プロセスには、ゴムの熱分解、ゴムの極低温環境下での保持、またはゴムに対する超音波またはマイクロ波の照射が含まれる。
【００４０】
製品の梱包
本発明のいくつかの実施形態においては、ユーザーへ配送するため、処理済ゴムを梱包する。処理済またはリサイクルゴムには、粒子サイズ、組成、金属含有率、機械的特性、原料、原料組成、および原料の機械的特性を含む、製品仕様または仕様書を付けることができる。製品は、ＩＳＯ基準を含む任意の規制ガイドラインにしたがって標準化することができる。梱包された製品には、製品の品質および／または組成を保証するため、品質管理検査を行うことができる。
【００４１】
システム
処理システムを構成する各種ユニットは、MTB Recycling,Trept,France、およびEngineering Services(Brigand)Limited,Brigand,United Kingdomを含む多くの製造業者から提供を受けることができる。既述したように、上記システムは、停止および起動ボタンと電流計を備えた２つの制御ステーションおよびリレーパネルから制御することができる。各種ユニットは電気的に連結され、プラントを正しい順序で起動させ、かつ緊急時に正しい順序で停止させることが保証されている。
【００４２】
システムを構成する各種ユニットには、また、剪断機供給コンベヤ、スプリッター供給コンベヤ、スチール排出コンベヤ、スクリュー式供給コンベヤ、ドラムセパレータスクリュー式供給コンベヤ、ドラムセパレータ、空気清浄システム、および電気キャビネットが含まれる。剪断機供給コンベヤは、材料を剪断機へ搬送するために使用される。スチール排出コンベヤは処理装置からスチールを搬出するために使用される。ドラムセパレータは磁気分離または他の任意の分離に使用される。
【００４３】
本明細書に記載するシステムは、空気中の物質を除去する空気清浄システムを含むことができる。空気清浄システムは、空気中の粒子量および／または自然発火もしくは他の危険な状態の発生機会を減少させることができる。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態では、材料のグループまたはバッチ間で、各グループまたはバッチからの製品が他のグループまたはバッチからの製品と実質的に混じり合わないように、処理ユニットをクリーニングすることができる。グループ間でクリーニングを行うことにより、製品品質を向上させ、製品に望ましくない成分が混入する機会を低減することができる。クリーニングには、洗浄、ガスブロー、人手によるクリーニング、化学的洗浄、空気クリーニング、部品交換、部品の代替、処理ユニットの切り換え、またはこれらの任意の組み合わせが含まれる。
【実施例】
【００４５】
実施例１
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄは、本明細書に記載する代表的なシステムを示す。廃ゴムまたは余剰ゴムなどの原料が、熟練した作業員により実施された本発明のプロセスなどのプロセスにより選択された後、その特定の原料が第１の細断プロセスに送られ、投入される。細断プロセスは、回転剪断機がタイヤなどの材料を特定のサイズにすることにより開始される。細断された材料は、その後、トラフ型アウトフィードコンベヤにより運搬され、分割シュートおよびコンベヤにより分割され、そこから分割された材料が特定の細断サイズでプレシュレッダー供給コンベヤにより搬送される。特定のサイズに細断処理されたゴム材料は、第１プレシュレッダーにより小さくされる（細断された材料のサイズは、ユーザーにより選択されるかまたはプログラムされる）。その後、処理材料は、トラフ型搬送コンベヤにより、プログラムされたサイズにまでゴム材料をさらに細断する別のプレシュレッダーへ搬送され、さらに、スチール粒子を除去するためのマグネチックテーブルを備えた振動コンベヤにより搬送される。
【００４６】
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄに示すように、マグネチックテーブルの後、ゴムから除去されたスチール粒子は、トラフ型スチール搬出コンベヤにより、別の処理のためにその金属をリサイクルするかまたは選択するかを決定するエリアへ搬送される。「金属をほとんど含まない(most metal free)」処理済ゴム材料は販売用の最終製品であり、梱包および顧客への配送のために、別のコンベヤで貯蔵ホッパーへ搬送することができる。
【００４７】
図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄに示すように、処理済ゴム材料は、また、既述したプロセス、または貯蔵ホッパーから、コンベヤでさらに先に進ませることができる。その場合、作業員は、リカバリーグラニュレータへ搬送される最終製品材料の最終形状とサイズを決定することができる。形状およびサイズは、使用され、定められた仕様のグリッドに通過選択させることができる。製品がリカバリーグラニュレータを通過した後、材料に残留する金属をさらに除去するために、処理済材料はオーバーバンドマグネットを通過させることができる。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃおよび２Ｄに示すように、オーバーバンドマグネットを通過後、処理済材料はバケットコンベヤによりジグザクコンベヤの入り口ホッパーへ運び上げられる。
【００４８】
材料は、空気圧により一体型ホッパーからジグザグの頂部へ供給される。重い成分はジグザグを降下し、さらなる処理または別のリサイクルのために捕集され分離される。ジグザグからのゴム粒子はサイクロンで分離され、スクリューコンベヤへ排出され、リカバリーグラニュレータへ供給される。除塵はサイクロンの最上部でろ過することによりコントロールすることができる。重い成分は、さらなる処理または別のリサイクル用の容器またはコンベヤで搬出することができる。
【００４９】
プログラムされた材料は、スクリューエレベータによりサイクロンから第２のシリーズのグラニュレータへ排出される。スクリューエレベータは、目的とする最終製品に応じてグラニュレータに設けられた適切なグリッドサイズで調節される特定の最終製品の寸法の粒子にするために、プログラムされた材料を最終のリカバリーグラニュレータへ送ることができる。
【００５０】
プログラムされた材料は、グラニュレータから運び上げられ、スクリューエレベータコンベヤを使用して選別台へ排出される。繊維やダストは、選別台で製品から除去され、処理物は、最後に、最終製品の仕様に合わせて予めセットした振動篩を使用してサイズが揃えられる。選別台では、最終的なスチールのチェックおよび除去を行う磁気分離機を通るスクリューエレベータコンベヤが材料を搬送する。
【００５１】
製造され、磁気分離機により最終チェックがなされた最終製品は、スクリューエレベータコンベヤにより磁気分離機から搬出され、梱包され、製品在庫管理に入る。
【００５２】
特定の最終製品の使用に適していない材料は、分離機で除去され、さらなる処理または別の使用のために容器またはコンベヤで搬出される。
【００５３】
最終製品がこの代表的な方法で処理された後、訓練を受けた作業員またはコンピュータシステムは、検査ラベルの貼付および配送プロセスのための在庫管理を行うことができる。最終製品の詳細およびトレーサビリティの詳細を記録することができる。全ての情報を顧客に、例えば送り状で提供することができる。さらに、システムは、ＩＳＯ標準の項目を顧客に提供することもできる。
【００５４】
本発明の好ましい実施形態をここに示し説明してきたが、このような実施形態が例としてのみ提供されることは当業者には自明であろう。今、当業者は、本発明から逸れることなく、多くの変形、変更および置換を行うことが可能であろう。本発明を実施するにあたり、ここで説明した本発明の実施形態の種々の代替が使用可能であることは理解されるべきである。次の請求項は本発明の範囲を定めるものであり、これらの請求項の範囲内の方法および構成、並びにそれらの等価物がこの発明の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【国際調査報告】
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