(57)【要約】ゴムの未加硫化に対しての機械的/化学的方法とその構成物質は、高分子を維持し、後の再加硫化に対して硫黄の活動を非活性なものへと変化させる。さらに、表1において表示されているように、この方法と構成物質は、コストを削減し、さらに環境に優しく、天然ゴムに代替する非常に高い品質を有した未加硫化ゴムを製造するものとされる。廃棄ゴムは細かくされて、粉砕され、鉄分が除去される。ここにおいて、細かくされたゴムがさらに粉砕され、細かい粒子へと変容する目的で、2つのローラー間の領域に注入される際、修正的構成物質が付加されるものとする。この修正的構成物質は、プロトン供与体、有機酸、抑制剤、摩擦作用因子などの混合物である。この粒子は少なくともそのローラーを10回通過するものとされている。
2004527403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属を取り除き、廃棄ゴム中では硫黄原子間の硫黄同士の結合、硫黄と炭素原子間の硫黄と炭素との結合および炭素原子間の炭素同士の結合があり、ポリマー高分子のネットワークから構成される廃棄ゴムの未加硫化の方法として、次の手順から構成される。
（A）廃棄ゴムを既知の方法を使って、廃棄ゴムを粒子に分解する。上述の既知の方法とは一般的に、廃棄ゴムを縮めて粉末にし廃棄ゴムの粒子を作るものである。
（B）修正的構成物質を廃棄ゴムの粒子に追加する一方で、廃棄ゴムの粒子は、粒子を粉末にする第1回転粉砕機のローラー間の領域に注入され、その後、修正的粒子を生成する。上記の修正的構成物質は、（1）硫黄同士の結合を粉末にし、非活性硫黄を追加するプロトン供与体、（2）未加硫化後の高分子間の新しい結合を構築する酸化金属、（3）酸化金属と反応し、未加硫化後の高分子間に新しい結合を構築する有機酸、（4）プロトン供与体が硫黄に付着する前に、互いに硫黄過激物の再付着を防止する加硫化の抑制剤、および（5）第1回転粉砕機のローラー間および第2回転粉砕機と追加した回転粉砕機間の廃棄ゴムのすべりを防止する摩擦作用因子
（C）廃棄ゴムの修正的粒子を、廃棄ゴムの修正的粒子を粉末にする第2回転粉砕機に注入する。
（D）廃棄ゴムの修正的粒子を8つの追加回転粉砕機のローラー間の領域に注入して、手順（C）を繰り返す。
（E）手順（A）から（D）の結果である廃棄ゴムの修正的粒子の一貫性をチェックし、必要な一貫性を維持するのに必要な追加回転粉砕機のローラー用に手順（C）を繰り返す。
廃棄ゴムの高分子の統合を維持し、未加硫化用の硫黄非活性原子を提供する方法、上記の方法は、コスト効率がよく、環境に優しく、高い品質を有した未加硫化機能のゴムを製造するものとされる。
【請求項２】
ポリマー高分子を本質的に保持し続ける、請求項1の方法。
【請求項３】
少なくとも硫黄同士の結合の約70パーセントが粉末にされ、炭素同士の結合の約10から15パーセントほどが分解される、請求項1の方法。
【請求項４】
炭素同士の結合を本質的に保持し続け、硫黄同士の結合はほぼ分解されている、請求項1の方法。
【請求項５】
修正的構成物質が、大きさが約１０Åにも満たない活性粒子を生成する、請求項１の方法。
【請求項６】
修正的構成物質が、約10から100ミリ秒の活動を維持する活性粒子を生成する、請求項1の方法。
【請求項７】
修正的構成物質が生成した活性粒子が、ポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が分解され、修正的構成物質が、破壊された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が出現する妨げとなっている、請求項1の方法。
【請求項８】
廃棄ゴム粒子重量の修正的構成物質の重量が約3パーセントから6パーセントの間になっている、請求項1の方法。
【請求項９】
修正的構成物質の重量が廃棄ゴム粒子の重量の約5パーセントになっている、請求項1の方法。
【請求項１０】
修正的構成物質が同方法を完了後に廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項1の方法。
【請求項１１】
硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが破壊され、炭素同士の結合の約10から15パーセントが破壊されており、修正的構成物質の重量が廃棄ゴムの粒子の約3パーセントおよび6パーセントであり、修正的構成物質が同方法の完了後、廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項1の方法。
【請求項１２】
修正的構成物質が大きさ10Åに満たない活性粒子を生成し、修正的構成物質が約10および100ミリ秒間で活動を維持する活性粒子を生成し、修正的構成物質が生成する活性粒子がポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が分解された後、修正的構成物質が粉末にされた硫黄同士の結合に代わって、化学構造が現れるのを防ぎ、一方で、硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが壊れ、炭素同士の結合の約10~15パーセントが分解され、また、修正的構成物質の重量は廃棄ゴム粒子の重量の約3パーセントおよび6パーセントの間にあり、修正的構成物質は、同方法が完了後、変形し粉末にした廃棄ゴムの中に残存する、請求項1の方法。
【請求項１３】
硫黄原子間の硫黄同士の結合、硫黄原子と炭素原子間の硫黄と炭素の結合および炭素原子間の炭素同士の結合があるポリマー高分子のネットワークから構成される未加硫化廃棄ゴムの方法は、次の手順から構成される。
（A）廃棄ゴムを、既知の方法を使って、廃棄ゴム粒子に変換するが、上述の既知の方法は、一般的に廃棄ゴムを縮めて粉末にし、廃棄ゴムを作る。
（B）上述の金属を廃棄ゴムから、磁気を使って分離させることで、金属を取り除く。
（C）修正的構成物質を廃棄ゴムの粒子に追加する一方で、廃棄ゴムの粒子は、粒子を分解する最初の回転粉砕機のローラー間の領域に注入され、その後、修正的粉末にした粒子を生成する。上記の修正的構成物質は、（1）硫黄同士の結合を分解し、非活性硫黄を追加するプロトン供与体、（2）未加硫化後の高分子間の新しい結合を構築する酸化金属、（3）酸化金属と反応し、未加硫化後の高分子間に新しい結合を構築する有機酸、（4）プロトン供与体が硫黄に付着する前に、互いに硫黄過激物の再付着を防止する加硫化の抑制剤、および（5）第1回転粉砕機のローラー間および第2回転粉砕機と追加する回転粉砕機間の廃棄ゴムのすべりを防止する摩擦作用因子
（D）廃棄ゴムの修正的粒子を、廃棄ゴムの修正的粒子を分解する第2回転粉砕機に注入する。
（E）廃棄ゴムの修正的粒子を8つの追加回転粉砕機のローラー間の領域に注入されて、手順（D）を繰り返す。
（F）手順（A）から（E）の結果である廃棄ゴムの修正的粒子の一貫性をチェックし、必要な一貫性を維持するのに必要な追加回転粉砕機のローラー用に手順（D）を繰り返す。
廃棄ゴムの高分子の統合を維持し、未加硫化用の硫黄非活性原子を提供する方法、上記の方法は、コスト効率がよく、環境に優しく、上記の方法は、高品質な未加硫化ゴムを生成する。
【請求項１４】
ポリマー高分子は本質的に保持し続けている、請求項13の方法。
【請求項１５】
少なくとも硫黄同士の結合の約70パーセントが分解され、炭素同士の結合の約10から15パーセントほどが分解される、請求項13の方法。
【請求項１６】
炭素同士の結合を本質的に保持し続けており、硫黄同士の結合がほぼ分解されている、請求項13の方法。
【請求項１７】
修正的構成物質が、大きさが約10Åにも満たない活性粒子を生成する、請求項13の方法。
【請求項１８】
修正的構成物質が、約10から100ミリ秒の活動を維持する活性粒子を生成する、請求項13の方法。
【請求項１９】
修正的構成物質が生成した活性粒子が、ポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が破壊され、修正的構成物質が、破壊された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が出現する妨げとなっている、請求項13の方法。
【請求項２０】
廃棄ゴム粒子重量の修正的構成物質の重量が約3パーセントから6パーセントの間になっている、請求項13の方法。
【請求項２１】
修正的構成物質の重量が廃棄ゴム粒子の重量の約5パーセントになっている、請求項13の方法。
【請求項２２】
修正的構成物質が同方法を完了後に廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項13の方法。
【請求項２３】
硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが分解され、炭素同士の結合の約10から15パーセントが分解されており、修正的構成物質の重量が廃棄ゴムの粒子の約3パーセントおよび6パーセントであり、修正的構成物質が同方法の完了後、廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項13の方法。
【請求項２４】
修正的構成物質が大きさ10Åに満たない活性粒子を生成し、修正的構成物質が約10および100ミリ秒間で活動を維持する活性粒子を生成し、修正的構成物質が生成する活性粒子がポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が分解された後、修正的構成物質が分解された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が現れるのを防ぎ、一方で、硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが壊れ、炭素同士の結合の約10~15パーセントが分解され、修正的構成物質の重量は廃棄ゴム粒子の重量の約3パーセントおよび6パーセントの間にあり、修正的構成物質は、同方法が完了後、変形し粉末にした廃棄ゴムの中に残存する、請求項13の方法。
【請求項２５】
金属を取り除き、廃棄ゴム中では硫黄原子間の硫黄同士の結合、硫黄と炭素原子間の硫黄と炭素との結合および炭素原子間の炭素同士の結合があるポリマー高分子のネットワークから構成される廃棄ゴムの未加硫化の方法。次の手順から構成される。
（A）修正的構成物質を廃棄ゴムの粒子に追加する一方で、廃棄ゴムの粒子は、粒子を分解する第1回転粉砕機のローラーの間の領域に注入され、その後、修正的粒子を生成する。上記の修正的構成物質は、（1）硫黄同士の結合を分解し、非活性硫黄を追加するプロトン供与体、（2）未加硫化後の高分子間の新しい結合を構築する酸化金属、（3）酸化金属と反応し、未加硫化後の高分子間に新しい結合を構築する有機酸、（4）プロトン供与体が硫黄に付着する前に、互いに硫黄過激物の再付着を防止する加硫化の抑制剤、および（5）第1回転粉砕機のローラー間および第2回転粉砕機と追加の回転粉砕機間の廃棄ゴムのすべりを防止する摩擦作用因子
（B）廃棄ゴムの修正的粒子を、廃棄ゴムの修正的粒子を分解する第2回転粉砕機に注入する。
（C）廃棄ゴムの修正的粒子を8つの追加回転粉砕機のローラー間の領域に注入されて、手順（B）を繰り返す。
（D）手順（A）から（C）の結果である廃棄ゴムの修正的粒子の一貫性をチェックし、必要な一貫性を維持するのに必要な追加回転粉砕機のローラー用に手順（B）を繰り返す。
廃棄ゴムの高分子の統合を維持し、未加硫化用の硫黄非活性原子を提供する方法、上記の方法は、コスト効率がよく、環境に優しく、上記の方法は、高品質な未加硫化ゴムを生成する。
【請求項２６】
ポリマー高分子は本質的に保持され続けている、請求項25の方法。
【請求項２７】
少なくとも硫黄同士の結合の約70パーセントが分解され、炭素同士の結合の約10から15パーセントほどが分解される、請求項25の方法。
【請求項２８】
炭素同士の結合は保持され続けており、硫黄同士の結合がほぼ分解されている、請求項25の方法。
【請求項２９】
修正的構成物質が、大きさが約10Åにも満たない活性粒子を生成する、請求項25の方法。
【請求項３０】
修正的構成物質が、約10から100ミリ秒の活動を維持する活性粒子を生成する、請求項25の方法。
【請求項３１】
修正的構成物質が生成した活性粒子が、ポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が破壊され、修正的構成物質が、破壊された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が出現する妨げとなっている、請求項25の方法。
【請求項３２】
廃棄ゴム粒子重量の修正的構成物質の重量が約3パーセントから6パーセントの間になっている、請求項25の方法。
【請求項３３】
修正的構成物質の重量が廃棄ゴム粒子の重量の約5パーセントになっている、請求項25の方法。
【請求項３４】
修正的構成物質が同方法を完了後に廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項25の方法。
【請求項３５】
硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが破壊され、炭素同士の結合の約10から15パーセントが破壊されており、修正的構成物質の重量が廃棄ゴムの粒子の約3パーセントおよび6パーセントであり、修正的構成物質が同方法の完了後、廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項25の方法。
【請求項３６】
修正的構成物質が大きさ10Åに満たない活性粒子を生成し、修正的構成物質が約10および100ミリ秒間で活動を維持する活性粒子を生成し、修正的構成物質が生成する活性粒子がポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が分解された後、修正的構成物質が破壊された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が現れるのを防ぎ、一方で、硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが分解され、炭素同士の結合の約10~15パーセントが分解され、修正的構成物質の重量は廃棄ゴム粒子の重量の約3パーセントおよび6パーセントの間にあり、修正的構成物質は、同方法が完了後、変形し粉末にした廃棄ゴムの中に残存する、請求項25の方法。
【請求項３７】
金属を取り除き、廃棄ゴム中では硫黄原子間の硫黄同士の結合、硫黄と炭素原子間の硫黄と炭素との結合および炭素原子間の炭素同士の結合がある。ポリマー高分子のネットワークから構成される廃棄ゴムの未加硫化の方法は、次の手順から構成される。
（A）上述の金属を廃棄ゴムから、磁気を使って分離させることで、金属を取り除く。
（B）修正的構成物質を廃棄ゴムの粒子に追加する一方で、廃棄ゴムの粒子は、粒子を破壊する第1回転粉砕機のローラー間の領域に注入され、その後、修正的粒子を生成する。上記の修正的構成物質は、（1）硫黄同士の結合を分解し、非活性硫黄を追加するプロトン供与体、（2）未加硫化後の高分子間の新しい結合を構築する酸化金属、（3）酸化金属と反応し、未加硫化後の高分子間に新しい結合を構築する有機酸、（4）プロトン供与体が硫黄に付着する前に、互いに硫黄因子の再付着を防止する加硫化の抑制剤、および（5）第1回転粉砕機のローラー間および第2回転粉砕機と追加の回転粉砕機間の廃棄ゴムのすべりを防止する摩擦作用因子
（C）廃棄ゴムの修正的粒子を、廃棄ゴムの修正的粒子を分解する第2回転粉砕機に注入する。
（D）廃棄ゴムの修正的粒子を8つの追加回転粉砕機のローラー間の領域に注入して、手順（C）を繰り返す。
（E）手順（A）から（D）の結果である廃棄ゴムの修正的粒子の一貫性をチェックし、必要な一貫性を維持するのに必要な追加回転粉砕機のローラー用に手順（C）を繰り返す。
廃棄ゴムの高分子の統合を維持し、未加硫化用の硫黄非活性原子を提供する方法、上記の方法は、コスト効率がよく、環境に優しく、上記の方法は、高品質な未加硫化ゴムを生成する。
【請求項３８】
ポリマー高分子が本質的に保持され続ける、請求項37の方法。
【請求項３９】
少なくとも硫黄同士の結合の約70パーセントが破壊され、炭素同士の結合の約10から15パーセントほどが破壊される、請求項37の方法。
【請求項４０】
炭素同士の結合は保持されており、硫黄同士の結合がほぼ破壊されている、請求項37の方法。
【請求項４１】
修正的構成物質が、大きさが約10Åにも満たない活性粒子を生成する、請求項37の方法。
【請求項４２】
修正的構成物質が、約10から100ミリ秒の活動を維持する活性粒子を生成する、請求項37の方法。
【請求項４３】
修正的構成物質が生成した活性粒子が、ポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が破壊され、修正的構成物質が、破壊された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が出現する妨げとなっている、請求項37の方法。
【請求項４４】
廃棄ゴム粒子重量の修正的構成物質の重量が約3パーセントから6パーセントの間になっている、請求項37の方法。
【請求項４５】
修正的構成物質の重量が廃棄ゴム粒子の重量の約5パーセントになっている、請求項37の方法。
【請求項４６】
修正的構成物質が同方法を完了後に廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項37の方法。
【請求項４７】
硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが破壊され、炭素同士の結合の約10から15パーセントが破壊されており、修正的構成物質の重量が廃棄ゴムの粒子の約3パーセントおよび6パーセントであり、修正的構成物質が同方法の完了後、廃棄ゴムの修正的粒子の中に残存する、請求項37の方法。
【請求項４８】
修正的構成物質が大きさ10Åに満たない活性粒子を生成し、修正的構成物質が約10および100ミリ秒間で活動を維持する活性粒子を生成し、修正的構成物質が生成する活性粒子がポリマー高分子に付着し、硫黄同士の結合が分解された後、修正的構成物質が分解された硫黄同士の結合に代わって、化学構造が現れるのを防ぎ、一方で、硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが分解され、炭素同士の結合の約10~15パーセントが分解され、修正的構成物質の重量は廃棄ゴム粒子の重量の約3パーセントおよび6パーセントの間にあり、修正的構成物質は、同方法が完了後、変形し粉末にした廃棄ゴムの中に残存する、請求37の方法。
【請求項４９】
廃棄ゴムの未加硫化用の構成物質で、重量別に成分の混合で構成され、成分は次のとおりである。
（1）廃棄ゴムの硫黄同士の結合を分解するプロトン供与体のうち、約76パーセントおよび94パーセントの間
（2）酸化金属のうち、約1パーセントと5パーセントの間
（3）分子ごとに16から24炭素原子の間で有機酸のうち、約1パーセントと5パーセントの間
（4）加硫化の抑制剤のうち、約2パーセントと10パーセントの間、および
（5）摩擦作用因子のうち、約2パーセントと10パーセントの間
【請求項５０】
プロトン供与体を8から12の炭素原子を有する一塩基の有機酸、芳香性の酸素を含む炭素酸、混合フェノール、フェノールホルムアルデヒド樹脂およびシアヌル酸から構成されるグループから選択する、請求項49の構成物質。
【請求項５１】
加硫化の抑制剤をヒドロキノン、ポリフェノールおよびフェノチアジンから構成されるグループから選択する、請求項49の構成物質。
【請求項５２】
摩擦作用因子がテルペンである、請求項49の構成物質。
【請求項５３】
その構成物質が埃を形成しない粉末である、請求項49の構成物質。
【請求項５４】
その構成物質がほとんど水に対して不溶解性である、請求項49の構成物質。
【請求項５５】
成分が非揮発性で、成分のうちどれもが可燃液ではない、請求項49の構成物質。
【請求項５６】
成分に不快な匂いが含まれない、請求項49の構成物質。
【請求項５７】
成分が安価ですぐに手に入るものである、請求項49の構成物質。
【請求項５８】
成分が安全であり、かつ人体に有害ではなく、環境に安全である、請求項49の構成物質。
【請求項５９】
その構成物質が少なくとも6ヶ月間使用可能な形で持続する、請求項49の構成物質。
【請求項６０】
その構成物質が埃を形成しない粉末であり、構成物質がほとんど水に対して不溶解性であり、一方、成分が非揮発性であり、かつその成分のうちには、可燃液が含まれないず、また、成分は安価で手に入りやすく、安全で人体に有害ではなく、環境に安全であり、少なくとも6ヶ月間使用可能な形で持続する、請求項49の構成物質。
【請求項６１】
プロトン供与体を8から12の炭素原子を有する一塩基の有機酸、芳香性の酸素を含む炭
素酸、混合フェノール、フェノールホルムアルデヒド樹脂およびシアヌル酸から構成されるグループから選択し、加硫化の抑制剤をヒドロキノン、ポリフェノールおよびフェノチアジンから構成されるグループから選択する、請求項49の構成物質。
【請求項６２】
摩擦作用因子がテルペンである、請求項61の構成物質。
【請求項６３】
廃棄ゴムの未加硫化用の構成物質で、重量別に成分の混合で構成され、成分は次のとおりである。
（1）廃棄ゴムの硫黄同士の結合を破壊するプロトン供与体のうち、約76パーセントおよび94パーセントの間
（2）酸化金属のうち、約1パーセントと5パーセントの間
（3）分子ごとに16から24炭素原子の間で有機酸のうち、約1パーセントと5パーセントの間
（4）加硫化の抑制剤のうち、約2パーセントと10パーセントの間、および
（5）摩擦作用因子のうち、約2パーセントと10パーセントの間
【請求項６４】
プロトン供与体を8から12の炭素原子を有する一塩基の有機酸、芳香性の酸素を含む炭素酸、混合フェノール、フェノールホルムアルデヒド樹脂およびシアヌル酸から構成されるグループから選択する、請求項63の構成物質。
【請求項６５】
加硫化の抑制剤をヒドロキノン、ポリフェノールおよびフェノチアジンから構成されるグループから選択する、請求項63の構成物質。
【請求項６６】
摩擦作用因子がテルペンである、請求項63の構成物質。
【請求項６７】
その構成物質が埃を形成しない粉末である、請求項63の構成物質。
【請求項６８】
その構成物質がほとんど水に対して不溶解性である、請求項63の構成物質。
【請求項６９】
成分が非揮発性で、成分のうちどれもが可燃液ではない、請求項63の構成物質。
【請求項７０】
成分に不快な匂いが含まれない、請求項63の構成物質。
【請求項７１】
成分が安価ですぐに手に入るものである、請求項63の構成物質。
【請求項７２】
成分が安全であり、かつ人体に有害ではなく、環境に安全である、請求項63の構成物質。
【請求項７３】
その構成物質が少なくとも6ヶ月間使用可能な形で持続する、請求項63の構成物質。
【請求項７４】
その構成物質が埃を形成しない粉末であり、構成物質がほとんど水に対して不溶解性であり、一方、成分が非揮発性であり、かつその成分のうちには、可燃液が含まれず、成分は安価で手に入りやすく、安全で人体に有害ではなく、環境に安全であり、少なくとも6ヶ月間使用可能な形で持続する、請求項63の構成物質。
【請求項７５】
プロトン供与体を8から12の炭素原子を有する一塩基の有機酸、芳香性の酸素を含む炭素酸、混合フェノール、フェノールホルムアルデヒド樹脂およびシアヌル酸から構成されるグループから選択し、加硫化の抑制剤をヒドロキノン、ポリフェノールおよびフェノチアジンから構成されるグループから選択する、請求項63の構成物質。
【請求項７６】
摩擦作用因子がテルペンである、請求項75の構成物質。
【請求項７７】
未加硫化廃棄ゴムを含み、少なくとも廃棄ゴムの未加硫化前に存在した硫黄同士の結合の約70パーセントを分解したゴム加硫化の原材料で、廃棄ゴムの未加硫化前に存在した炭素同士の結合の10パーセントから15パーセント以下を分解し、少なくとも6ヶ月間は安定し、かつ他の成分を追加せずに、摂氏約140℃に熱を加えることで、再加硫化することができる。
【請求項７８】
熱を加える際に再加硫化しない、請求項77の原材料。
【請求項７９】
廃棄ゴムを含む加硫化の原材料における廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した硫黄同士の結合の少なくともおよそ70パーセントが分解されて、廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した炭素同士の結合のおよそ10パーセントから15パーセント未満が分解され、少なくとも6ヶ月間は安定し、かつ硫黄、カーボンブラック、タール、ミネラルオイル、および／または天然ゴムを追加せずに、摂氏約140℃に熱を加えることで、再加硫化することができる。
【請求項８０】
熱を加える際に再加硫化しない、請求項79の原材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
当該発明考案の分野に関しては、ゴムの未加硫化がその分野として包括されており、とりわけ、そのような未加硫化の機械的、かつ化学的な過程やその構成物質が含まれている。
【背景技術】
【０００２】
当該発明考案に関しての背景
不用のゴムに対して未加硫化機能を包括させるという必要性は、少なくとも2つの考慮すべき問題から成り立っている。その第一の問題としては、廃棄ゴム、すなわち廃タイヤなどは、国際的な環境問題、または環境保護に関する問題、商業上の問題に直接的に関連している。特に、毎年少なくとも2000万個の自動車に使用されるタイヤが世界で不用になっている。この2000万個のタイヤの中で再利用のために処理されるタイヤは、30パーセントから40パーセント未満である。従って、その残りのタイヤ、すなわち少なくとも1200万個から1400万個の自動車に使用されるタイヤは、廃棄物として残存するか、もしくはゴミ焼却炉で処理されて環境汚染を活動的に発生させるかのどちらかである。タイヤの廃棄場におけるその不用になったタイヤから生じるゴムの腐敗に関して、そのゴムの腐敗から生ずる環境に対しての危険性は、一般的に知られたものとなっている。この危険性とは、水や土壌の汚染、または蚊の増殖などの問題を包括している。
【０００３】
これに関する第二の問題としては、ゴムを含む製品に対してそのゴムを使用する以前に、第1次的原料としてその不用になったゴムに未加硫化機能を含ませるということが必要となっていることである。この理由としては、実際に加硫化された状態のゴムは、タール、ミネラルオイル、合成ゴム、硫黄などのような過去にゴム製品に使用された原料とは効果的には結合しないからである。さらに、この理由としては、実際に加硫化された状態のゴムは、最終的なゴム製品に対して必要とされる形状には効果的に作られないことがその理由として列挙される。それ故、ゴム製品に対しての第一次天然素材として天然ゴム(加硫化されていないゴム)、もしくは未加硫化されたゴムを使用することが必要となってくる。未加硫化の過程を運用すること、またはゴム製品の製造における使用のために、経済的な天然素材を用いることに対しての広く承認された必要性が存在するにもかかわらず、現在行なわれている未加硫化の過程は多くの不利益を有しており、ゴムの製造の原料として天然ゴムを一般的に使用することは、不必要に高価であることが明らかとなっている。
【０００４】
未加硫化に関しては、これについての様々な方法が列挙されるが、一般的には、熱処理、超音波処理、機械的な処理、化学的/熱処理、生物工学、マイクロ波による処理などの方法がここに包括されている。(参照、 アメリカ合衆国特許番号、6,129,877, 6,095,440, 5,955,035, 5,891,926, 5,799,880, 5,798,394, 5,731,358, 5,683,498, 5,602,186, 5,284,625, 5,275,948, 5,258,413, 4,506,034, 4,459,450, 4,161,464, 4,129,768, または4,104,205) これらの一般的な方法は、膨大なエネルギーの消費、高価な天然素材、複雑化した設備、毒性を伴った反応物、そして/もしくは毒性を有した副生成物を含み、産業的に容認されていない未加硫化物質を有している。もしくは、これらの一般的な方法は、一般的なタイヤを含まない特別なゴムのタイヤに対してのみ利用されている。その結果として、この未加硫化に関する一般的な方法に対してのコストは、1トンに値する完成品につき500ドルから600ドルと推定されており、このコストに関しては、より発展した方法によって本質的に削減されるものと推定される。
【０００５】
副次的使用法のために、未加硫化機能を有した廃棄ゴムを製造する1トン当たりのコストは、その製品の種類に従って相違する。つまり、当該するコストは、その不用になったゴムが最初にどのように使用されて、どのように未加硫化の過程で処理されたか、という要因に従って相違するものとされる。未加硫化機能を有したゴムの最も低価なものについては、50ミリまでの粉状のゴムや小さなゴムの破片などが列挙される。未加硫化機能を有したゴムの最も高価なものについては、最新技術が使用された、または高度な品質を有したゴム製品からの再生ゴムが含まれる。この再生ゴムのコストに関しては、一般的な方法に従うと1トン当たり600ドルから650ドルまでそのコストがかかるものとされている。
【０００６】
これに関してのさらなる欠点は、一般的に未加硫化処理がなされたその完成品が、ゴム製品の製造における第1次的原料として利用できるような高い品質を有していない、ということであり、さらに、この完成品が一時的代用品として使用されるということである。ゴム製品に対しての第1次的原料は、自然なゴムであり、この自然なゴムは加硫化されていなく、天然ゴムと言及されている。しかしながら、この天然ゴムは、多くの素材、すなわち硫黄、タール、カーボンブラック、ミネラルオイルなどの付加物質によってゴム製品を使用可能なものにするということを要求している。これは、加硫化の過程で熱の条件に従って実行される。もし未加硫化機能を有したゴムがより経済的に製造され、品質が高いものとなれば、未加硫化機能を有したゴムは、多くの素材、すなわち硫黄、タール、カーボンブラック、ミネラルオイルなどの物質を付加することなく、天然ゴムの代替となるゴム製品の第1次的過程として使用されると思われる。
【０００７】
さらに、未加硫化に関してのもう一つの欠点は、硫黄が常温においての作用を継続するという理由から、この未加硫化機能が長い期間継続することに対しての疑問が生ずるということである。この結果として、日光やその他の熱に面した場合に、未加硫化機能を有したゴムの発送や保管の過程で、その目的に問題を生ずることが想定される。
【０００８】
ここにおいて必要なことは、不用になったゴム、すなわち不用になったタイヤに未加硫化機能を含ませる過程である。つまり、ここにおいて必要な過程とは、以下に記述されたものを包括している。未加硫化に関しての一般的な方法よりも1トン当たりのコストが本質的に削減されているものさらに、この過程は、非常に高度な品質のゴムを有した完成品を製造し、そのゴムがあらゆるゴム製品の製造において天然ゴムに対しての代替的な自然の素材として使用されるもの毒性を有した反応物や副生成物を生じないものであり、環境に優しいもの未加硫化を急速に行なわない十分な安全性を有する完成品を製造するものこれは、ゴム製品を製造するコストに関しての概念を根本的に変更し、環境保護を非常に強化させるものとなる。現在の発明考案の方法と構成によって、これらの目的や他の事項が達成されるものと推定される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
当該発明考案の概要
当該発明考案の方法に関して、この方法論は、ゴムの未加硫化のための機械的/化学的な方法やその構成物質を示唆しており、このゴムの未加硫化は、不用になったゴムの高分子を維持し、後の再加硫化に対しての硫黄の活動を非活性なものへと変容させる。さらに、この発明考案の方法は、コスト効率がよく、環境に優しく、天然ゴムの代替として利用できる高い品質を有した未加硫化されたゴムを製造するものである。廃棄ゴムは小さく切り刻まれ、粉砕されて、鉄分が除去される。細かく切り刻まれたそのゴムの粒子がさらに細かくされる目的で、2つの回転粉砕機の間に流される時、修正的構成物質が付加される。この修正的構成物質は、以下の5つのものから構成される混合物とされている。（１）硫黄の結合を選択的に分解し、その硫黄の活動を非活性なものとするプロトンの供与体（２）金属の酸化物（３）後の再加硫化のために高分子の間の新しい結合に作用を与える有機酸（４）プロトンの供与体が硫黄因子に対して付着する以前に、硫黄の構成物質の再付着を防止する抑制物質（５）回転粉砕機でのそのゴムのすべり止めのための摩擦作用因子この粒子は、少なくともその回転粉砕機において10組のローラーによって細かくされて、その一貫性が検査されて、もし必要な場合には、さらに回転粉砕機により作業が行なわれるものとする。ここにおいて、シングルマルチローラーの粉砕機は、一組のローラーに対しての別々のローラーが組み合わされているシステムをもった粉砕機であることが理解されている。この構成物質に関しては、炭素同士の結合を完全にそのまま残すことによってゴムの高分子の統合性を維持しながら、この構成物質が硫黄同士の結合を選択的に分解する機能を有している。
【００１０】
重要性を有した目的とその利点
現在の発明考案に関しての重要性を有した目的とその利点は、以下に記述された事項を包括している。
【００１１】
（１）廃棄ゴムの未加硫化によって毒性を伴った廃棄物の使用やそのような廃棄物の生成なしで、廃タイヤを自然なゴムにリサイクルするために、環境に優しく廃棄ゴム、すなわち廃タイヤの未加硫化の方法論を提供すること
（２）廃棄ゴムの十分な粉砕が不必要である場合に廃棄ゴムの未加硫化の方法論を提供すること
（３）摂氏50度や70度のような温度にさらされた場合に、早期に再加硫化されない十分な完成品を製造する未加硫化の方法論を提供すること
（４）現在の方法論よりも1トン当たりの本質的なコストを削減することで完成品を製造できる未加硫化の方法論を提供すること
（５）高い品質を有したゴム製品を供給する未加硫化の方法論を提供すること
（６）構成物質がかすかな香りで、不快でない香りを伴った原料を供給するという点で、未加硫化の方法論や構成物質を提供すること
（７）構成物質が水に対してほとんど不溶解性を有している原料を供給するという点で、未加硫化の方法論や構成物質を提供すること
（８）構成物質が引火性を有していない原料を供給するという点で、未加硫化の方法論や構成物質を提供すること
（９）構成物質がコストの削減による原料を供給するという点で、未加硫化の方法論や構成物質を提供すること
（１０）構成物質が十分に安定した性質を有しており、少なくとも半年の間利用できる形状で残存するという点で、未加硫化の方法論や構成物質を提供すること
（１１）構成要素が人間と環境に対して環境的に安全性を有しているという点で、未加硫化に対しての構成物質を提供すること
（１２）細かくされた廃棄ゴムの粒子に対してある一定の比率で付加されるゴムの未加硫化に対しての構成物質を提供すること。ここにおける一定の比率に関しては、廃棄ゴムの重量値100に対しての構成物質の重量値3という数値となっており、ここにおける理想的な比率に関しては、廃棄ゴムの重量値100に対しての構成物質の重量値5数値となっている。
【００１２】
（１３）硫黄の結合からのクロスリンケージが分解されるが、その非活性硫黄がゴムの
中に残存し、さらに再加硫化の過程において熱にさらされる際に、そのクロスリンケージが再作用することによってその再加硫化の過程において付加されるべき硫黄を除去するか、もしくは非常にその量を減少させるかが可能となるという点で、ゴムの未加硫化に関する方法論を提供すること。
【００１３】
（１４）結合における化学的、または機械的な手段を使用する非加熱化の方法論を提供すること。
【００１４】
（１５）廃棄ゴムに対して付加される際に、化学物質を包括した使用原料が瞬間的に反応を示し、その後の検査によって探知されないという点で、未加硫化の方法論を提供すること。
【００１５】
（１６）物質の付加なしで再加硫化の完成品に至る未加硫化の方法論を提供すること。
【００１６】
（１７）ゴムを基礎とした製品、すなわちアスファルト混合物、ビチューメンコーティング、防水ペイント、ゴム接着剤、さび止め混合物、コンベヤーのベルト、トラクター、重工業施設、トラック、トラクターの車輪タイヤ、弾力性コーティング、密閉式混合物、舗装道路、スポーツアリーナ、子供用の遊戯場、自動車のタイヤなどの製造においてこの方法論を有したゴム製の完成品が重要性を有した原料であるという点で、未加硫化の方法を提供すること
（１８）炭素同士の間の結合をそのまま保持し、ゴムの高分子の統合性を維持するために構成物質を使用する未加硫化に関する方法論を提供すること。
【００１７】
（１９）10ストロングオーム未満の範囲を有した活性粒子を発生し、100分の1から10分の1秒の間において活動する未加硫化に対しての構成物質を提供すること。
【００１８】
（２０）硫黄同士の間の結合、または炭素と硫黄の結合に関して化学的反応を発生させるため未加硫化に対しての構成物質を提供すること。
【００１９】
（２１）活性粒子がゴムのポリマー高分子と結合した後に、化学的な組織物が分解された硫黄同士の結合部分に発生しないことを目的として、活性粒子を生成する未加硫化に対しての構成物質を提供すること
（２２）構成物質を含む未加硫化機能を有した廃棄ゴムを包括するゴムの加硫化のための高い品質を有した自然な素材を提供すること。この構成物質に関しては、廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した硫黄同士の結合の少なくとも約70パーセントが分解されたものであり、さらに廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した炭素同士の結合のおよそ10パーセントから15パーセント未満が分解されるものとする。また、この構成物質に関しては、少なくと6か月間安定しており、硫黄、カーボンブラック、タール、ミネラルオイル、そして/もしくは天然ゴムを付加することなしでおよそ摂氏140度の熱を加えることによって加硫化されることが想定されるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
優先組織に関しての詳細な説明
加硫化されたゴムは、硫黄同士の結合を通して結ばれた炭化水素のチェーンネットワークを包括しており、ポリマー高分子のネットワークを形成すると一般的に知られている。加硫化されたゴムのネットワークは、その連鎖自体が硫黄同士の結合によって結ばれるという点で、多数の長い炭化水素の連鎖を有するものとして考慮されている。この結果、加硫化されたゴムのネットワークは、炭素同士の化学的な結合、炭素と硫黄の化学的な結合、硫黄同士の化学的な結合を包括している。炭素同士の結合に関する1モル当たりのキロカロリーにおいて測定されたその強度は、1モル当たり82、6キロカロリーである。さらに、炭素と硫黄の結合に関する強度は1モル当たりで65キロカロリーであり、硫黄同士の結合は、1モル当たり54キロカロリーという結果となっている。これら3つの結合に関しては、無極性の性質を有している。つまり、これらは双極子モーメントが零ということを示唆している。従って、未加硫化に関する化学的な方法論は、第1に加硫化されたゴムのネットワークにおける硫黄同士の結合を分解し、第2に炭素と硫黄の結合を、第3に炭素同士の結合を分解するものとされる。
【００２１】
加硫化されたゴム組織のネットワークは、その範囲においてオングストローム(A)の数値を有した粒子が分子間の空間に拡散されることが推定される、ということに対して限定を付加していないものとする。加硫化されたゴム組織のネットワークにおける分子間の距離は、適切な化学的、または機械的な未加硫化の方法論に基礎を置いて決定する際に考慮されなくてはならないものである。この分子間の距離は、機械的効力のために拡大されたり、縮小されたりするものである。それ故、加硫化されたゴム組織のネットワークは、未加硫化に関する化学的な方法を促進させることが可能であり、この結果として、硫黄同士の結合が機械的作用により補われた化学反応とともにさらに効果的に分解される。しかしながら、機械的未加硫化は、選択的ではないものであり、機械的な単一的未加硫化、もしくは十分に抑制や限定がなされない機械的な未加硫化によって、炭素同士の結合が機械的な切断因子のために分解される結果となることが推定される。この加硫化されたゴム組織のネットワークの統合性に関して、その破壊的な分解は、後の再加硫化における自然な素材として、未加硫化されたゴムの効力を限定化するものとされる。
【００２２】
未加硫化されたゴムの商業上の価値を最大限に利用するために、未加硫化の方法において使用される化学反応(機械的作用)に対しては、以下の基準が設定されるものとする。
【００２３】
１）オングストロームの数値が10未満である大きさの物質が、イオン、もしくは遊離基であるかどうかにかかわらず、化学的な構成物質は活性粒子を生成しなくてはならないものとする。その結果として、ゴムの組織のネットワークに全て拡散させることが可能となる。オングストロームが10という数値は、硫黄同士の結合が分解されていない場合に高分子の間での最大限の空間を示唆している。回転粉砕機によって生じた廃棄ゴムの粒子に関する機械的な切断因子が存在する場合には、2つの高分子の間の距離は、最大となり、およそオングストローム10に等しい数値を示唆するものとされる。オングストロームが10という数値は、加硫化されたゴムの組織のネットワークにおける高分子を結ぶ硫黄同士の結合に関しての妥当な長さである。
【００２４】
２）活性粒子は、その粒子が加硫化されたゴムの組織のネットワークへと完全に拡散するために、およそ100分の1から10分の1秒までの間、その活動を維持しなくてはならないものとする。
【００２５】
３）この活性粒子は、硫黄同士の結合(1モル当たり54、0キロカロリーの強度を有する)に対して、または硫黄と炭素の結合(1モル当たり65、0キロカロリーの強度を有する)に対して反作用し、分解しなくてはならないものとする。しかしながら、この活性粒子は、炭素同士の結合(1モル当たり82、6キロカロリーの強度を有する)を分解してはならないものとする。
【００２６】
４）この活性粒子が物理的にポリマー高分子へと完全に拡散し、ポリマー高分子へと付着し、硫黄同士の結合が分解される後、修正的構成物質は、化学的組成物が分解されたその硫黄同士の結合の空間に生ずることを防止するものとされる。この理由としては、当該修正的構成物質が後の再加硫化を防止するか、もしくはそのような再加硫化された素材のもつ特殊な性質を減少させるからである。
【００２７】
さらに後に記述されているように、現在の発明考案の構成物質は、4つのそれぞれの基準を満たし、さらにその基準を達成している。また、これに加えて、ポリマーの結合の顕著な分解なしで未加硫化を行なうことが可能である。
【００２８】
図1は、現在の発明考案に関する方法の模造された写実的描写を例証するものであり、実際に行なわれる物理的手段に関する正確な描写を意図したものではないとされている。図1において描写されているように、当該発明考案に関する方法は、廃タイヤなどのような物質からの第1次的原料として、廃棄ゴムを採取するという作業を包括している。廃タイヤからの廃棄ゴムは、重合されたゴムについての加硫化された巨大な連鎖的高分子を示唆している。ゴムを加硫化させる過程が硫黄の付加を含むようになって以来、商業上製造されたゴムから構成される廃タイヤは硫黄を包括している。硫黄の原子との間の化学的な結合は、ここにおいて、「硫黄結合」として参照されるものとする。さらに、タイヤにおけるゴムは、そのタイヤの強度のために鉄分が散在している。従って、第1次的製品は、鉄分を含んでいるものとされる。
【００２９】
その代替として、当該発明考案に関する方法の第1次的製品は、鉄分が一般的な方法により既に除去された廃棄ゴムである。この場合においては、その廃棄ゴムから鉄分を除去することに関する以下に記述される手段、すなわち磁気による分離などは省略されるものとする。
【００３０】
当該発明考案の未加硫化に関する第1次的手段には、その廃棄ゴムをゴムの粒子へと変化させる一般的な過程を使用することが包括されている。一般的には、この手段はゴムの粒子を作るために廃棄ゴムを細かく刻んだり、粉砕(もしくはグラインディング)することによって行なわれる。この廃棄ゴムを細かくし、粉砕する特定な方法は一般的によく知られているものである。第2次的手段は、廃棄ゴムの粒子から鉄分を磁気の使用により分離させることにより、鉄分を除去することである。この過程は、この方法による開始以前に既に行なわれるものと想定される。これに加えて、この鉄分除去の手段が廃棄ゴムを細かくしたり粉砕したりする過程の以前、もしくは以後に行なわれるかどうかは、当該発明考案に関する方法に対しては重要性を有さないものとされる。
【００３１】
その代替として、当該発明考案に関する方法は、最初の2つの過程を省略する。つまり、その方法に関しては、この方法論は、鉄分が既に除去された廃棄ゴムの粒子(廃棄ゴムは既に粒子に変化させられる)から開始されている。この粒子に関しては、単に購入可能なものであり、この場合には、この方法論は、以下の過程から開始されるものとする。
【００３２】
図1の描写から理解されるように、第2次的過程は、廃棄ゴムの粒子を採取し、その粒子が回転粉砕機に流される際に、現在の発明考案の特殊な構成物質をその粒子と混合させるものである。さらに、この過程は、そのゴムの粒子が粒子を粉砕する第1次電動回転粉砕機の2つの電動回転ローラーの間の領域に注入される粒子としてそこへ落下される際に、廃棄ゴムの粒子に対しての修正的構成物質を同時に付加するものとされる。これに関しては、都合によってこの過程の完成品は、「修正的粉砕粒子」と言及されるものとする。廃棄ゴムの粒子に対しての修正的構成物質の付加によって、その粒子の瞬間的な化学反応が発生する結果となり、その結果は、廃棄ゴムの「修正的粒子」と言及される。
【００３３】
この過程において、粉砕されたその廃棄ゴムの粒子に対して付加される修正的粒子の重量は、ゴムの重量に対しておよそ3パーセントから6パーセントとなっており、およそ5パーセントがその理想的な比率となっている。例えば、50グラムの修正的構成物質は、そのゴムの粒子1キログラムに対して付加されるべきである。さらに、最低比率3パーセントの限定が完成したゴム製品、すなわちタイヤなどに対して適用されるべきであると勧告されており、この比率は、高い品質を有する自然な素材に対しての条件となっている。しかしながら、その他の完成したゴム製品、すなわちラバーメーツやタイルなども存在し、これらの製品のゴムは必ずしも高い品質を有する必要がないものである。従って、これらの製品に関しては、この方法によって3パーセント以下の修正的粒子の使用により、第1次的原料が製造されるものと想定される。これに加えて、必要とされる品質のレベルは、ゴム製品の製造業者らに従って変化するものとされる。この理由のために、以下の図2には、構成物質の重量が3パーセント未満である未加硫化に関してのサンプルが包括されている。
【００３４】
当該発明考案に関して未加硫化の過程の後、化学反応のために、構成物質の一部、要素、一定の部分などは、相違した形状においてゴムの中に内在するものとされる。
【００３５】
回転粉砕機は、摂氏70度以下の温度による状況で運用される標準的な産業用電動回転ローラーを装備した粉砕機を示唆している。この回転粉砕機の一組のローラーのうちの1つは、もう1つのローラーと逆回転しているものとされる(もし1つのローラーが時計回りなのであれば、もう1つのローラーは、時計回りと逆に回転しており、その反対の場合にも同様である)。この理由としては、これによって、必要とされる粉砕する圧力を高めることが可能であるからで、さらに、2つのローラーが逆回転することによって機械的な切断因子が生ずるからである。図2に基礎を置いて詳細が以下に記述されているように、廃棄ゴムの粒子がその一組のローラーを通過する際、その作業における作用によってそのゴムの修正的粒子が平均して一定の形状に作られることが可能となる。従って、以下に記述される重量は、これらの作用を計算するための仮定にすぎないものとされる。それぞれのローラーは、半径が75センチあり、これはRと示唆される。さらに、フロントローラーは、1分間で18回転する機能(n1)を有し、線形スピードが1秒間に80センチという機能をもっている。この機能は、(v1)によって示されている。さらに、リアローラーは、反対方向に1分間に20回転する機能(n2)を有し、 線形スピードが1秒間に90センチという機能をもっている。この機能は、(v2)によって示されている。フロントローラーとリアローラーとの間に存在するニップ(m)は、100センチに等しいものとされている。廃棄ゴムの粒子は、その粒子のそれぞれの範囲、すなわちローラーを通過する以前の幅、長さ、高さにおいて1センチの10分の1(Q)である最少限の大きさとされている。
【００３６】
図2のグラフから理解できるように、"X"は、グラフ上において特定の距離を示唆している。ここにおいて、この"X"を計算するための方程式が設定される。
【００３７】
X/0.045センチメートル = 75センチメートル/X
それ故、Xは、1、8センチという結果となる。Xの計算に基礎を置いて、"t"を時間としてここに提起する場合には、その回転粉砕機を通過するのは、修正的粒子である。
【００３８】
それ故に、
t=2X/V1という方程式となり、時間に関しては、3、6/80もしくは0、04秒という結果となる。同様の修正的粒子が当該発明考案の未加硫化の方法の過程において、20組の粉砕機のローラーを通過すると仮定する場合には、均衡に形状された修正的粉砕粒子は、総合時間Tを費やすものとする。それ故、粉砕機のローラーを通過する時間に関しては、
T=0.04x20、もしくは0.8秒という結果となる。ここにおいて、この結果は平均的粒子に対しての数値であり、修正的粉砕粒子に対しては、その総合時間のTは0.5から1.5秒までの数値となる。
【００３９】
粉砕機のローラーの間を通過する平均に形状された修正的粒子の切断速度は、以下に記載される方程式により与えられるものとする。切断速度、Y=(V2 - V1)/(k x m)。この方程式に関しては、kがニップと粒子の大きさの間との相違を考慮に入れる共同作因であり、kが1.5から2.0の数値であるということがここにおける条件となっているものとする。従って、kが2である場合には、Y = (90 - 80)/(0.1x2)、もしくは500、すなわち0.5x103という計算の仮定が確立されるものとする。ここにおける単位は、秒-1(10分の1秒)である。さらに、修正的粒子の大きさの幅に対しては、Y = およそ0.5となり、0.67 x 103秒-1という結果 となる。
【００４０】
さらに、ゴムに関しての知識に基礎を置いて、廃棄ゴムの修正的粒子は、10の要因により大きさにおいて圧力が付加されると推定され、さらに、1から10x104単位の間、変化をもった速度で通過するものと推定される。その単位が 秒-1 x センチ-1 の場合には、その結果として修正的粒子 に対して切断力を発生させるものとされる。ここにおける切断力は、15から20メガパスカル(Mega Pascals - MP)に等しいものと想定され、もしくは修正的粒子が粉砕機のローラーを通過する際 、1平方センチメートル当たり150から200キログラムの重量に等しいものとされる。
【００４１】
修正的粒子はローラーの間で滑ることがないものと想定されている。この理由としては、以下に議論されるように、修正的構成物質に関する混合の一部を構成する摩擦作用因子のためである。
【００４２】
廃棄ゴムの修正的粉砕粒子は、さらに粉砕機の一組の回転ローラーに送られるものとする。ここにおいて、その一組の回転ローラーは、その粉砕機の第1次ローラーと同一なものになるとされている。さらに、廃棄ゴムの修正的粉砕粒子は、第2次粉砕機の第2次ローラーとの間の領域に注入されるものとする。ここにおける第2次ローラーは、その修正的粉砕粒子をさらに細かくする機能を有しているものとされる。このように、これと同様の作業が第8次ローラーまで継続し、これによってその粒子は少なくとも8回ローラーを通過する結果となる。
【００４３】
当該発明考案の方法の適用により必要とされる修正的粒子のローラーに対しての通過回数は、10回から20回という結果となっている。この修正的粒子がそのローラーを20回以上通過する場合には、その完成された製品の性質に関して生ずる相違は全く存在しないものとされている。結果的に、修正的粒子が少なくとも10回ローラーにより細かくされた後には、修正的粉砕粒子のサンプルが検査され、その一貫性が確認されるものとする。粉砕機のローラーによりさらに粉砕が必要な場合には、その必要とされる一貫性が獲得されるまで粉砕が行なわれるものとする。ここにおいて、この作業はおよそ20回、もしくはそれ以下の回数で行なわれる。
【００４４】
上記から理解できるように、未加硫化の方法論は、廃棄ゴムの機械的、または化学的な処理の組み合わせを示唆している。
【００４５】
当該発明考案の構成物質
当該発明考案の構成物質の原料は、副次的過程を抑制し、最小限なものとするために選択され、特に、構成物質や廃棄ゴムが電動ローラーの粉砕機の機械的効果と接触している際に生ずる加硫化過程を逆にさせるために選択されているものとされる。
【００４６】
以下の特性に関しては、これらの特性が5つの原料の混合物である当該発明考案の構成物質を説明している。
【００４７】
１）この混合物は、灰色と黄色の塵が形成されない粉末であり、これは、かすかな香りをもっている。さらに、水に対して不溶解性であり、反吸湿性の性質を有している。
【００４８】
２）この混合物は、不快な香りを有した液体状の揮発性可燃合成物を含んでいないものとする。
【００４９】
３）この混合物の原料は、低価で直ちに利用が可能なものとされている。
【００５０】
４）この原料は、原料の安全性に関するデータシート(MSDS)に従って、人間のみならず、環境に対しても安全性を有している。
【００５１】
５）この混合物は、少なくとも6か月間使用可能な形状で残存するような十分な安定性を有しているものとされる。
【００５２】
ゴムの混合物は、未加硫化の過程において廃棄ゴムの粒子の重量に対して4パーセントから6パーセントを超えないものとする。最も理想的な性質を有した完成ゴム製品を製造するための理想的な構成物質の比率は、5パーセントという結果となっている。
【００５３】
修正的構成物質は、以下に記述される物質から成り立つ混合物である。(1)選択的に硫黄の結合を分解し、非活性硫黄にさせるプロトン供与体(2)以後の再加硫化のために高分子の間での新しい結合を確立させる金属酸化物(3)分子当たりにつき16から24の炭素原子を有し、かつ金属酸化物と反応を起こし、以後の再加硫化のために高分子の間での新しい結合を確立させる有機酸(4)プロトン供与体が、硫黄自体に付着する以前に硫黄のそれぞれの因子が再付着することを防止する抑制剤(5)ローラーの間での廃棄ゴムの滑りを防止する摩擦作用
廃棄ゴムに関する未加硫化に対しての構成物質は、5つの原料の重量による混合物を包括しているものとする。第1次的原料は、酸のようなプロトン供与体を示唆しており、この酸によって、加硫化されたゴムにおける硫黄の原子/分子の間に存在する硫黄の結合が分解される。第1次的原料は、前記の特性に対して順応すべきであるものとされ、これによってその原料が無香性で、低価であり、安全性を有しているものとされる。毒性を有さない酸、もしくはプロトン供与体(そして他の4つの原料)に関する条件が絶対的な要件ではないが、理想的にはそれは非毒性である必要性を有している。例えば、それは低い毒性を有したものであり、低い毒性からの有害的効果を避けるために取り入れられる防御的な基準が存在する -  つまり、このような方法を行なうことによって、総合的に非毒性の素材を使用するよりもコストが削減されることが推定されるものとする。この(他の原料)の毒性に関しては、硫黄の重高分子への化学反応のために、当該発明考案で未加硫化する方法の後、この毒性が減少するものとされ、さらにその移動性も減少するものと想定される。
【００５４】
この混合物は、プロトン供与体の重量のおよそ76パーセントから94パーセントを示唆しており、この比率に関しての理想的な数値は、92パーセントである。
【００５５】
受容可能なプロトン供与体は、以下に記述されたものを包括している。(a)8から12の炭素原子を有する一塩基の有機酸(b)芳香性の酸素を含む炭素酸(c)混合フェノール (レゾルシン、ダイオキシンビフェニル、オルシノールなど)(d)フェノールホルムアルデヒド樹脂(ノボラークク、レソール)(e)シアヌル酸。経済的で、幅広く利用でき、非毒性の性質を有しているそのような酸の例は、ベンゾイン酸である。当該発明考案の修正的構成物質の混合物が回転粉砕機においてゴムの粒子に対して付加される際に、瞬間的な化学反応が生ずるものとされる。その活性粒子は、酸の残余であり、ここにおける活性粒子は、加硫化されたゴムの組織のネットワークを通して完全に拡散されるものとし、100分の1から10分の1秒までの間、その活動を維持するものとされる。例えば、ベンゾイン酸の酸の残りとされている活性ベンゾアートは、その大きさとしては、10オングストローム以下、すなわち加硫化されたゴム組織のネットワークにおける高分子間の妥当な距離より小さいものとされている。
【００５６】
当該発明考案の修正的構成物質の混合物において、ベンゾイン酸が廃棄ゴムの粒子に対して付加される場合には、ベンゾイン酸のCOOH基は、その廃棄ゴムの粒子における硫黄同士の結合を分解するものとされる。ここにおいて、ベンゾイン酸がCOOH基の水素を容易に与えるという理由から、COOH基の水素プロトンが不足しているベンゾイン酸は、硫黄原子とそれぞれ結合し、他の硫黄原子との化学反応や結合を防止する機能を有する。それ故、硫黄原子間の結合が分解されるが、硫黄は、ゴム組織からは除去されないものとなる。さらに、非活性硫黄間での結合は、摂氏140度を越える熱によって再作用を生じる可能性を有している。廃棄ゴムの粒子に関する後の再加硫化過程の間、そのゴムの粒子は、ゴム製品にとって不可欠な組成物、すなわちタール、カーボンブラック、ミネラルオイル、合成ゴムなどを保持することが可能であり、保持するものとされる(この機能は天然ゴムには包括されていない)。さらに、この粒子は必要に応じて形状を効果的に変化させることが可能である。
【００５７】
それ故、ここにおいて非活性硫黄はその廃棄ゴムの高分子に残存する。これは、活性硫黄であるという点で、現在の方法と相違している。さらに、これは、光や熱を伴った他の物質にさらされることによって、その活性硫黄が再加硫化され、望ましくない形状に変化するという理由のために、完成された製品がすぐに再加硫化されなくてはならないという点で、現在の方法と相違している。
【００５８】
当該発明考案の方法によって、廃棄ゴムの高分子の統合性が維持されており、これによって再加硫化が可能とされる。当該発明考案の構成物質により全てが達成された前記の設定基準に従い、炭素同士の結合の分解は10パーセントから15パーセント以下という結果を示唆しており、硫黄間の結合に関する分解は選択的に実行されている。さらに、当該発明考案の方法によって、硫黄と炭素との結合の分解はおよそ20パーセントから40パーセントという結果となっている。当該発明考案の方法による完成された製品の再加硫化に関しては、熱以外に特には付加されるものは存在しないものとされている。その中の一つは、硫黄、タール、カーボンブラック、ミネラルオイルなどを付加する必要性を有さないものである。この理由としては、これらが除去されているからである。
【００５９】
しかしながら、完成ゴム製品が非常に硬質の固体物質である理由から、非常に高濃度な硫黄物質を有したゴム製品に関しては、当然に、微量の硫黄が当該発明考案の方法により後の再加硫化の過程において付加されると推定されるものとする。
活性粒子、すなわち水素プロトンの不足した酸がポリマー高分子と付着し、硫黄の間の結合が分解される後、化学的な組成物は、その分解が行なわれた硫黄同士の結合の空間には生じないものとされる。この結果、後の再加硫化が害されることはないものとされる。
【００６０】
従って、当該発明の方法によるゴム製品は、ゴムを基盤とした製品の製造業において重要な構成要素となる。
【００６１】
この混合物の第2次的原料は、特に金属酸化物のような加硫化因子のおよそ1パーセントから5パーセント程を占めており、これによって、後の再加硫化のために廃棄ゴムの高分子の間に新しい結合を確立させる結果となる。この例として列挙されるのは、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化鉄などである。ここにおける理想的な比率に関しては、混合物の1.5パーセントという結果となっている。
【００６２】
この混合物における第3次的原料は、他の加硫化因子の重量に対して1パーセントから5パーセント程を占めるという結果となっている。つまり、有機酸は高分子当たり16から24の炭素原子を有している。この有機酸は、酸化鉄と化学反応を起こし、後の再加硫化のために廃棄ゴムの高分子の間に新しい結合を確立させるものとする。有機酸の例としては、ステリアン酸、パルメティック酸が列挙される。ここにおける理想的な比率に関しては、混合物の1.5パーセントという結果となっている。
【００６３】
この混合物における第4次的原料は、加硫化の抑制剤に対して2パーセントから10パーセント程を占有するという結果となっている。ここにおける抑制剤は、プロトン供与体が硫黄因子自体に付着する以前に、それぞれの硫黄因子が再付着することへの防止の機能を有しているものとされる。一般的な抑制剤は、ヒドロキノン、ポリフェノール、フェノチアジンとされている。最終的なこの混合物における第5次的原料は、摩擦作用因子に対しての2パーセントから10パーセント程を占有するという結果となっている。ここにおける摩擦作用因子は、廃棄ゴムが粉砕機の回転ローラーの間の領域に注入される際、そのゴムの滑りを防止する作用を有している。その滑りは、廃棄ゴムの粒子に対して電動回転粉砕機が加える機械的な圧力の効果を減少させるものとされている。この摩擦作用因子の例はテルペンが列挙される。テルペンは、オレオレジン、すなわちロジンやエッセンシャルオイルのような形状をしていると想定される。
【００６４】
該発明の構成物質は、選択的であり、これによって、炭素間の結合や炭素と硫黄の結合に対して硫黄間の結合による分解を促進している。この構成物質は、加硫化されたゴム組織のネットワークにおける硫黄間の結合の少なくとも約70パーセントを分解し、これはゴムを未加硫化させるために必要とされる最小限の比率を示唆している。これに対して、この構成物質は、主要なポリマー組織のネットワークにおける炭素間の結合への分解に関しては10パーセントから15パーセント以下という数値を有している。炭素間の結合に関しては、その本質的に保持され続け、硫黄間の結合は、本質的に分解されると推定される。この結果として、主な流動学的、物理的/化学的、または物理学的/機械的なゴムの性質は、後の再加硫化に対して十分に継続するものとされている。
【００６５】
当該発明考案の構成物質とその方法は、再加硫化に対して高い品質を有した新しい自然な素材へと不用ゴムを再利用するという目的を達成するものとされる。ゴムの加硫化に対しての自然な素材は、未加硫化機能を有した廃棄ゴムから構成されており、ここにおける未加硫化機能を有した廃棄ゴムには、相違した形状において当該発明の構成物質の一部分が包括されている。前記の自然な素材に関する構成は、廃棄ゴムの粒子に対しての化学反応の後に行なわれるものとされており、ここにおける構成物質とは、廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した硫黄同士の結合の少なくともおよそ70パーセントが分解されて、さらに廃棄ゴムの未加硫化以前に存在した炭素同士の結合のおよそ10パーセントから15パーセント未満が分解されるものとされる。また、この粒子は少なくと6か月間安定してその性質を維持するものであり、他の原料を付加することなしでおよそ摂氏140度の熱を加えることによって再加硫化されることが想定されるものである。
【００６６】
当該発明考案における方法の結果として、この原料の混合物は、未加硫化の後にゴムの中に残存するものとされる。さらに、これによって未加硫化の過程から生ずる毒性の廃棄物の問題が避けられるものとされる。
【００６７】
当該発明考案における方法は、前記に説明された化学的構成物質の付加、または10回以上に及んで電動回転粉砕機が付加する機械的圧力の組み合わせを必要としている。ここにおける方法は、廃棄ゴムの高分子の統合性を維持するものとされ、さらに、この方法論によって硫黄非活性原子が再加硫化して、その方法自体をコスト効率がよく、環境に優しく、高い品質を有した未加硫化機能のゴムを製造するものとする。
【００６８】
例証に関しての説明
当該発明考案は、以下の例証を参照することによって十分に説明されるものである。この例証に関しては、特別に記載されていない限り、重量によって区分されているものとする。
【００６９】
例証1
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
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【００７０】
例証2
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
2004527403.tif 000004
【００７１】
例証3
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
2004527403.tif 000005
【００７２】
例証 4
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
2004527403.tif 000006
【００７３】
例証5
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
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【００７４】
例証6
修正的構成物質は、以下に羅列されているような固体粉末、もしくは細粒などの原料の混合物を示唆しているものとする。
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【００７５】
これらの1から6までの例証において、この混合物は、前記の5つの原料から構成されているものとする。さらに、この混合物は、廃棄ゴムの粒子が圧力と切断変形のために2つの回転粉砕機の間へと流される際、その廃棄ゴムに対して付加されるものとする。未加硫化された完成製品の結果は、非常に高い品質を有したゴム製品を示唆しており、このゴム製品には再加硫化の過程において何も付加されないものとされる。しかしながら、実際問題としては、微量の硫黄、ミネラルオイル、天然ゴムなど(天然ゴムを第1次的に使用する場合には必要する可能性がより少ない)がこの性質の高度化のために常に付加されるものとする。
【００７６】
当該発明考案の方法論と構成物質によって、ゴムを主要とする製品が製造され、ここにおける製品は比較的長期間に及んだ保管に対応でき、再加硫化の過程において混合物を必要としないものである。これによって、廃棄ゴムの廃棄場において置かれている多数の廃タイヤなどの価値が非常に増大する。この理由としては、これらの廃タイヤが未加硫化の過程に対して第1次原料となるからである。この結果として、当該発明考案の方法論と構成物質は、廃タイヤにさらなる機能的な魅力をもたせることによって、廃棄場に残っている廃タイヤの数の減少を導いているものとされる。この理由のために、当該発明考案の方法論と構成物質は、本質的に環境保護を強化するものである。当該発明考案の方法論と構成物質が本質的に環境保護を強化するという第2の理由に関しては、以前の論理的な方法論と構成物質の議論とは異なって、この方法論と構成物質が空気や水に毒性の副生成物を作ったり、毒性を有した物質を利用したりすることによって環境に危害を与えるのを避けるということである。
【００７７】
当該発明の方法論と構成物質が前記の目的に対して効果的であること、またはこの方法論を主要とした製品が再加硫化のために利用される優れた特性を達成するということを例証するために、表1から表4までがここに包括されている。
【００７８】
【表１】
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【００７９】
【表２】
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【００８０】
【表３】
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【００８１】
【表４】
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【００８２】
【表５】
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【００８３】
【表６】
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【００８４】
【表７】
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【００８５】
【表８】
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【００８６】
【表９】
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【００８７】
【表１０】
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【００８８】
【表１１】
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【００８９】
【表１２】
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【００９０】
表1は18種類に及んで試験が行なわれた組み合わせ、すなわち原料としての可能性を有する様々な物質と幅広い比率におけるD1からD18までの組み合わせを示唆している。さらに、ここにおける比率とは、当該発明考案の構成物質の混合物における5つの原料に対しての受容可能な比率を示唆している。表2に関しては、この表は前記の18の組み合わせ、または回転粉砕機の温度や摩擦作用、構成物質の重量の変化に関しての数値を示唆しており、結果的にはこれによってR1からR54までの54種類の未加硫化に関するサンプルを生ずるものとされる。表3は、前記の54種類の未加硫化されたサンプル、または再加硫化の過程において硫黄、ミネラルオイル、天然ゴムの付加の変化に関しての数値を示唆している。表3の下に例証されているように、これら3つの原料のおよそ10から20パーセントのみの組み合わせの全ては未加硫化の際に付加されているものとする。さらに、その未加硫化ゴムの性質については(例えば、統合的粘性率、100パーセントの伸長、抗張力、伸長、硬度での強度を意味する測定基準100パーセント)、既に試験が行なわれており、この性質に関する試験結果は表4で示唆されている。
【００９１】
ここにおいて、この発明考案の方法と構成物質は、詳細に説明され、かつ例証されているが、前記の具体的表現は単に当該発明考案の原則を例証したにすぎないものと理解されている。さらに、この発明考案の原則を体系化する専門知識の技術を有した人々やその専門知識に通じた人々が、この発明考案に関する様々な他の修正や変更を案出すると推定されるものとする。ここにおいて表示され、説明されたもののような正確な構造と運用に対して、この発明考案を限定することは非常に望ましくないものとされる。この発明考案の目的とその範囲は以下に記述される申請の目的とその範囲によってのみ限定づけることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】一つの回転粉砕機を描写し、他の回転粉砕機を省略した当該発明考案の方法への手段のシミュレーションである。
【図２】当該発明考案の方法への手段に従った回転粉砕機のローラーの間で細かくされるゴムの粒子についての描写である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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