(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃ゴムを１０〜４０メッシュのゴム粉に砕いて、一定比率の賦活剤と軟化剤を入れて、均一に混ぜてから、１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化を行い、冷却することによって可塑化済み可塑化ゴム粉が得られることを特徴とする自動化のゴム粉可塑化プロセスであって、  
そのプロセスは、次のとおりのステップ：
ステップ１−材料の混合：廃ゴムを１０〜４０メッシュに砕いたゴム粉に賦活剤と軟化剤を入れるが、その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：８〜１８％で、均一に混合すること、
ステップ２−脱硫可塑化：ステップ１にて調製された混合材料を１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化処理を行い、これによって本発明の可塑化ゴム粉が得られること、
ステップ３−冷却：可塑化処理済み可塑化ゴム粉を８０℃およびそれ以下に冷却することによって、直接使用されるか、或いは包装して使用に備えることを含み、
前記賦活剤が、２，４，６−ｔ−ブチルフェノールジチオ化合物、及び２，２’−ジチオビス（６−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール）からなる群から選択されるものであり、
前記軟化剤が、石炭タール及び松のタールからなる群から選択されるものであり、
自動化ゴム粉可塑化が、攪拌装置（１）、フィーディング装置（２）、熱反応装置（３）および冷却装置（４）を含み、熱反応装置（３）には加熱装置（５）が設置され、冷却装置（４）には冷却循環装置（６）が設置され、攪拌装置（１）の出口はフィーディング装置（２）の入口と連通され、フィーディング装置（２）の出口は熱反応装置（３）入口と連通され、熱反応装置（３）出口は冷却装置（４）の入口と連通されている可塑化プロセス装置によって行われ、
そこで、前記フィーディング装置（２）はスクリュー輸送装置Ｉとなっており、
前記熱反応装置（３）はスクリュー輸送装置ＩＩとなっており、スクリュー輸送装置ＩＩの外側には加熱装置（５）が設置されており、当該加熱装置（５）は熱伝導オイル加熱循環装置となっており、
前記冷却装置（４）はスクリュー輸送装置ＩＩＩとなっており、スクリュー輸送装置ＩＩＩの外側には冷却循環装置（６）が設置されており、当該冷却循環装置（６）は循環水冷却装置となっており、
前記自動化ゴム粉可塑化プロセス装置上には電気制御装置も設置されており、攪拌装置（１）や、フィーディング装置（２）、熱反応装置（３）および冷却装置（４）は電気制御装置に接続されており、
前記フィーディング装置（２）の出口は、このフィーディング装置（２）の入口と比べて、鉛直方向においてより高い位置に配されている、
上記自動化ゴム粉可塑化プロセス。
【請求項２】
請求項１に記載のプロセスにおいて、攪拌装置（１）、フィーディング装置（２）、熱反応装置（３）および冷却装置（４）を含み、熱反応装置（３）には加熱装置（５）が設置され、冷却装置（４）には冷却循環装置（６）が設置され、攪拌装置（１）の出口はフィーディング装置（２）の入口と連通され、フィーディング装置（２）の出口は熱反応装置（３）入口と連通され、熱反応装置（３）出口は冷却装置（４）の入口と連通されていることを特徴とする自動化ゴム粉可塑化プロセス装置であり、
そこで、前記フィーディング装置（２）はスクリュー輸送装置Ｉとなっており、
前記熱反応装置（３）はスクリュー輸送装置ＩＩとなっており、スクリュー輸送装置ＩＩの外側には加熱装置（５）が設置されており、当該加熱装置（５）は熱伝導オイル加熱循環装置となっており、
前記冷却装置（４）はスクリュー輸送装置ＩＩＩとなっており、スクリュー輸送装置ＩＩＩの外側には冷却循環装置（６）が設置されており、当該冷却循環装置（６）は循環水冷却装置となっており、
前記自動化ゴム粉可塑化プロセス装置上には電気制御装置も設置されており、攪拌装置（１）や、フィーディング装置（２）、熱反応装置（３）および冷却装置（４）は電気制御装置に接続されており、
前記フィーディング装置（２）の出口は、このフィーディング装置（２）の入口と比べて、鉛直方向においてより高い位置に配されている、
上記自動化ゴム粉可塑化プロセス装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は廃ゴムの回収加工利用中、ゴム粉に対して可塑化を行う、自動化ゴム粉可塑化プロセスに関するもので、本発明では当該可塑化プロセスに可塑化処理装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ゴムは重要な戦略物資として、各国ではいずれもゴムに対して厳しく規制している。我が国はゴムの使用大国であると同時に、ゴム資源が極めて欠乏し、廃ゴムを極めて多く発生させる国でもある。我が国のゴム資源欠乏の問題を解決するために、我が国では廃ゴムの再生利用と再生ゴムの生産を継続して唱え・激励・救助している。
【０００３】
ゴム粉は廃ゴム再生利用中の中間産物であり、再生ゴム生産の重要な資源である。そのため、その品質によって再生ゴム品質が決められる。
【０００４】
目下、ゴム粉に対する脱硫処理には、主にダイナミック硫化法が使われているが、次の欠点がある。
１．圧力が大きく、脱硫の際の作業圧力が２．２〜４．０ＭＰａで、ダイナミック脱硫サイロはＩＩ類の圧力容器を使用しなければならず、長い期間の使用又は使用不当の場合は、サイロ壁が薄くなるなどの安全上の危険性があり、ひいては設備と人身事故の原因にもなる。
２．水を加えると廃ガスが排出されるが、高温条件の下で、ゴム粉が不均一の熱を受けて炭化されることを防ぐために、脱硫の際は一定量の水を入れて蒸気を形成させるか、或いは水蒸気を入れて熱伝導の媒質とする。しかし、水蒸気は加えられる軟化剤と煩雑な反応が発生して、臭い排ガスを発生し、厳重な環境汚染を引き起こす。目下一定の処理を行っているものの、汚染問題を根本的に解決するにはまだまだである。
３．生産プロセスは間歇性生産であり、しかも、人工による加工で、連続的な生産ができず、生産能率が低く、労働の負荷が高く、きつくて時間がかかる。
４．エネルギー消耗が高く、間歇性生産であるため、高圧蒸気が無駄に排出され、生産コストが高くなる。
５．品質が不安定で、コントロールし難い。間歇性生産であるため、ロット別の品質にむらが大きく、コントロールし難い。しかも、高温・高圧・高湿度の生産条件の下で、煩雑な反応が発生し、ロット別の品質は圧力を下げ、蒸気を排出した場合のみ検知できるので、ロット別の品質もコントロールし難くなる。
６．処理済みのゴム粉は、必ず脱水処理を行ってから再生ゴム製品の生産に使えるが、脱水処理プロセスは煩雑で、多くの設備を必要とするだけでなく、投資額が高く、エネルギー消耗が大きく、コストも高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ゴム粉の硫化処理に自動化ゴム粉可塑化プロセスを提供することである。当該プロセスはシンプルで、自動化の連続生産が実現でき、圧力、廃ガスの排出や、汚染がなく、安全で信頼性が高く、品質が安定でコントロールし易く、処理後の可塑化ゴム粉は脱水の必要がなく、直接ゴム製品の生産に使え、省エネ、投資節減、ローコストが実現できる。本発明は当該プロセス可塑化処理を満足させることができる装置も提供する。当該装置は自動化の連続生産が実現でき、構造がシンプルで、操作が便利で、コントロールし易く、コストが低い。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明では次の技術を使用している。つまり、廃ゴムを１０〜４０メッシュのゴム粉に砕いて、一定比率の賦活剤と軟化剤を入れて、均一に混ぜてから、１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化を行い、冷却することによって可塑化済み可塑化ゴム粉が得られる（ダイナミック硫化法によって作られるゴム粉と区分するために、可塑化ゴム粉と呼ぶ）。
【０００７】
そのプロセスは次のとおりである。
【０００８】
ステップ１−材料の混合：廃ゴムを１０〜４０メッシュに砕いたゴム粉に賦活剤と軟化剤を入れるが、その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：８〜１８％で、均一に混合する。
【０００９】
ステップ２−脱硫可塑化：ステップ１にて調製された混合材料を１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化処理を行う。これによって本発明の可塑化ゴム粉が得られる。
【００１０】
ステップ３−冷却：可塑化処理済み可塑化ゴム粉を８０℃およびそれ以下に冷却することによって、直接使用されるか、或いは包装して使用に備える。
【００１１】
良く使われる賦活剤としては、４５０Ｂや、５１０、４２０などが含まれる。
【００１２】
良く使われる軟化剤としては、石炭タールや松のタールなどが含まれる。
【００１３】
ゴム粉は硫化ゴムに属し、その三次元網状架橋構造によって、ゴム製品は弾力およびその他の性能を有する。廃ゴムの再生利用は、先ず元のゴムの網状架橋構造を壊さなければならないが、その方法として、その一は機械作用、つまり、機械で粉砕する（ゴム粉作りプロセス）。その二は熱酸化作用、つまり、ゴムの熱酸化作用による連鎖切断反応を通じて、網状架橋構造の破壊目的に達成する。その三は再生剤の添加、つまり、賦活剤と軟化剤を添加して、硫化済みゴムを膨張化・柔軟化・可塑性を増強させるが、再生剤は硫化ゴムの分解を加速化する。硫化ゴムの架橋構造は、通常のゴムの場合は、主に硫黄を架橋剤として、架橋結合（架橋結合には、モノスルフィド結合や、ジスルフィド結合およびマルチスルフィド結合が含まれる）構造が形成されるが、一般硫化システムにとってはマルチ硫黄結合の場合が多い。そのため、磁性ゴムの構造破壊は、実際上架橋結合の遮断となる。マルチスルフィド結合はゴム分子のメインチェーン（Ｃ−Ｃ結合）に比べて小さいので、マルチスルフィド結合が遮断される確率が大きいが、これこそ、いわゆる「脱硫の原因」となる。しかし、事実上硫黄の分子が離脱される訳ではなく、小さな硫黄含有のゴム分子が形成されるだけである。また、硫化ゴムの架橋密度は比較的小さく、２つの架橋ポイントとの間のゴム分子チェーンは依然として自由に熱運動でき、しかも、未架橋の不飽和および二重結合が存在するので、脱硫ゴム粉又は再生ゴムは可塑性と再架橋機能を有する。
【００１４】
本発明は上記ゴム粉の可塑化プロセスを実現するための自動化可塑化処理装置を提供するが、中には攪拌装置や、熱反応装置および冷却装置が含まれる。熱反応装置には加熱装置が設置され、冷却装置には冷却循環装置が設置されている。攪拌装置の出口はフィーディング装置（供給装置）の入口と連通され、フィーディング装置の出口は熱反応装置の入口と連通され、熱反応装置の出口は冷却装置の入口と連通されている。
【００１５】
フィーディング装置の構造形式はかなり多いが、スクリュー輸送装置Ｉ又はその他の輸送装置を使用することができる。
【００１６】
熱反応装置の構造形式はかなり多いが、スクリュー輸送装置ＩＩを使用することもでき、スクリュー輸送装置ＩＩの外側には加熱装置が設置されている。加熱装置の構造形式はかなり多いが、電気加熱装置又は熱伝導オイル循環装置などを使用することができる。
【００１７】
冷却装置の構造形式はかなり多いが、スクリュー輸送装置ＩＩＩを使用することができ、スクリュー装置ＩＩＩの外側には冷却循環装置が設置されている。冷却循環装置は空気冷却、又は水冷却などを使用することができる。
【００１８】
攪拌装置や、フィーディング装置、熱反応装置および冷却装置は電気制御装置と接続され、自動制御と連続生産が実現できる。
【００１９】
可塑化処理を必要とするゴム粉は、賦活剤や軟化剤とともに、攪拌装置に入れて攪拌し、均一に攪拌してからフィーディング装置に送られ、フィーディング装置はさらに攪拌して、熱反応装置に輸送して、脱硫・可塑化処理を行ってから、冷却装置に送って冷却を行い、冷却後の可塑化ゴム粉は冷却装置の出口から吐き出され、包装に備えるか、或いは直接再生ゴム製品の加工生産に輸送される。
【００２０】
本発明はゴムの脱硫原理を利用し、既存のダイナミック硫化法プロセスを改進し、圧力や、水を要することなく、ゴム粉に対する脱硫可塑化処理を行うことができる。そのため、エネルギー消耗を大きく節減するだけでなく、廃ガスも排出しない。そして、プロセスがシンプルで、人件費が節減でき、コストが低い。また、コントロールし易く、品質が安定しており、連続生産が可能で、効率が高い。脱硫可塑化済み可塑化ゴム粉は、直接再生ゴム製品の生産に提供することができ、脱水処理の必要がなく、脱硫済みゴム粉の再生ゴム製品生産のために、大量のエネルギーを節約し、プロセスをシンプルにし、大量の人力や物力（物質）および資金を節約し、社会的利益と効果が著しい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】添付図は本発明装置の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の目的は、ゴム粉の硫化処理に自動化のゴム粉可塑化プロセスを提供し、当該プロセスに可塑化処理装置を提供することである。
【００２３】
廃ゴムを１０〜４０メッシュのゴム粉に砕いて、一定比率の賦活剤と軟化剤を入れて、均一に混ぜてから、１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化を行い、冷却することによって可塑化済み可塑化ゴム粉が得られる。
【００２４】
その具体的なプロセスは次のとおりである。
【００２５】
ステップ１−材料の混合：廃ゴムを１０〜４０メッシュに砕いたゴム粉に賦活剤と軟化剤を入れるが、その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：８〜１８％で、均一に混合する。
【００２６】
ステップ２−脱硫可塑化：ステップ１にて調製された混合材料を１８０〜３２０℃に加熱し、８〜１５分間保温し、脱硫・可塑化処理を行う。これによって本発明の可塑化ゴム粉が得られる。
【００２７】
ステップ３−冷却：可塑化処理済み可塑化ゴム粉を８０℃およびそれ以下に冷却することによって、直接使用するか、或いは包装して使用に備える。
【００２８】
良く使われる賦活剤としては、４５０Ｂや、５１０、４２０などが含まれる。
【００２９】
良く使われる軟化剤としては、石炭タールや松のタールなどが含まれる。
【実施例】
【００３０】
［実施例１］
１０〜２０メッシュの廃ゴムのゴム粉の中に賦活剤と軟化剤を入れるが、賦活剤として良く使われるのは４５０Ｂや５１０、４２０など賦活剤のいずれかであり、軟化剤として良く使われるのは石炭タールや松のタールなどのいずれかである。その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：８〜１０％で、攪拌装置１の中で均一に混合される。フィーディング装置２によって熱反応装置３に送られ、２８０〜３００℃まで加熱し、スクリュー輸送装置ＩＩにて攪拌しながら、１３〜１５分間保温し、ゴム粉が均一に熱を受けるようにし、ゴム粉が高温の中で、賦活剤と軟化剤の作用によって十分脱硫・可塑化されるようにする。それから、冷却装置４の中に送られて、８０℃およびそれ以下に冷却され、冷却装置４から送り出され、再生ゴム製品の生産に使われる。
【００３１】
［実施例２］
３０〜４０メッシュの廃ゴムのゴム粉の中に賦活剤と軟化剤を入れるが、賦活剤と軟化剤は実施例１と同様である。その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：１６〜１８％で、攪拌装置１の中で均一に混合される。フィーディング装置２によって熱反応装置３に送られ、２００〜２２０℃まで加熱し、スクリュー輸送装置ＩＩにて攪拌しながら、８〜１０分間保温し、ゴム粉が均一に熱を受けるようにし、ゴム粉が高温の中で、賦活剤と軟化剤の作用によって十分脱硫・可塑化されるようにする。それから、冷却装置４の中に送られて、８０℃およびそれ以下に冷却され、冷却装置４から送り出され、再生ゴム製品の生産に使われる。
【００３２】
［実施例３］
２０〜３０メッシュの廃ゴムのゴム粉の中に賦活剤と軟化剤を入れるが、賦活剤と軟化剤は実施例１と同様である。その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：１２〜１４％で、攪拌装置１の中で均一に混合される。フィーディング装置２によって熱反応装置３に送られ、２４０〜２６０℃まで加熱し、スクリュー輸送装置ＩＩにて攪拌しながら、１０〜１２分間保温し、ゴム粉が均一に熱を受けるようにし、ゴム粉が高温の中で、賦活剤と軟化剤の作用によって十分脱硫・可塑化されるようにする。それから、冷却装置４の中に送られて、８０℃およびそれ以下に冷却され、冷却装置４から送り出され、再生ゴム製品の生産に使われる。
【００３３】
［実施例４］
２０〜４０メッシュの廃ゴムのゴム粉の中に賦活剤と軟化剤を入れるが、賦活剤と軟化剤は実施例１と同様である。その重量比率は、ゴム粉：賦活剤：軟化剤＝１：０．３〜０．４％：１４〜１６％で、攪拌装置１の中で均一に混合される。フィーディング装置２によって熱反応装置３に送られ、２００〜２２０℃まで加熱し、スクリュー輸送装置ＩＩにて攪拌しながら、１０〜１２分間保温し、ゴム粉が均一に熱を受けるようにし、ゴム粉が高温の中で、賦活剤と軟化剤の作用によって十分脱硫・可塑化されるようにする。それから、冷却装置４の中に送られて、８０℃およびそれ以下に冷却され、冷却装置４から送り出され、再生ゴム製品の生産に使われる。
【００３４】
本発明のプロセスによって作られた可塑化ゴム粉の物理的性質は、試験の結果、次のとおりである。
【表１】
0005357978.tif 000002
【００３５】
本発明によって作られた可塑化ゴム粉で生産された再生ゴムの物理的性質は、試験の結果、次のとおりである。
【表２】
0005357978.tif 000003
【００３６】
上記から見れば、本発明によって作られた可塑化ゴム粉およびそれによって作られた再生ゴムはいずれも国家規格の規定を満たしている。
【００３７】
本発明は、本発明のプロセスに自動化可塑化装置を提供するが、中には攪拌装置１や、フィーディング装置２、熱反応装置３および冷却装置４が含まれる。熱反応装置３には加熱装置５が設置され、冷却装置４には冷却循環装置６が設置されている。攪拌装置１の出口はフィーディング装置２の入口に連通され、フィーディング装置２の出口は熱反応装置３の入口と連通され、熱反応装置３の出口は冷却装置４の入口と連通されている。
【００３８】
フィーディング装置２の構造形式はかなり多いが、本実施例ではスクリュー輸送装置Ｉを使っている。
【００３９】
熱反応装置３の構造形式はかなり多いが、本実施例ではスクリュー輸送装置ＩＩＩを使っており、スクリュー輸送装置ＩＩの外側には加熱装置５が設置されている。加熱装置５の構造形式はかなり多いが、電気加熱装置又は熱伝導オイル加熱循環装置などを使用できる。本実施例の加熱装置５は熱伝導オイル加熱循環装置を使っている。
【００４０】
冷却装置４の構造形式はかなり多いが、本実施例の冷却装置４はスクリュー輸送装置ＩＩＩを使っており、スクリュー輸送装置ＩＩＩの外側には冷却循環装置６が設置されている。冷却循環装置６は、空気冷却又は水冷却方式などを使えるが、省エネのために、余熱を十分利用するために、本実施例の冷却装置は循環水冷却装置を使用している。
【００４１】
自動制御と連続生産を実現するために、本実施例では電気制御装置も設置されているが、攪拌装置１や、フィーディング装置２、熱反応装置３および冷却装置４などは電気制御装置と接続され、自動制御と連続生産が実現できる。
【００４２】
本発明はゴムの脱硫原理を利用し、既存のダイナミック硫化法プロセスを改進し、圧力や、水を要することなく、ゴム粉に対する脱硫可塑化処理を行うことができる。そのため、エネルギー消耗を大きく節減するだけでなく、廃ガスも排出しない。そして、プロセスがシンプルで、人件費が節減でき、コストが低い。また、コントロールし易く、品質が安定しており、連続生産が可能で、効率が高い。脱硫可塑化済み可塑化ゴム粉は、直接再生ゴム製品の生産に提供することができ、脱水処理の必要がなく、脱硫済みゴム粉の再生ゴム製品生産のために、大量のエネルギーを節約し、プロセスをシンプルにし、大量の人力や物力および資金を節約し、社会的利益と効果が著しい。これから見れば、本発明は、プロセスがシンプルで、自動化の連続生産が実現でき、圧力、廃ガスの排出や、汚染がなく、安全で信頼性が高く、品質が安定でコントロールし易く、処理後の可塑化ゴム粉は脱水の必要もなく、直接ゴム製品の生産に使え、省エネ、投資節減、ローコストが実現できる。本発明は当該プロセス可塑化処理を満足させることができる装置も提供する。当該装置は自動化の連続生産が実現でき、構造がシンプルで、操作が便利で、コントロールし易く、コストが低いなどの特徴がある。
【図１】
0005357978.tif 000004