DE3242609A1

DE3242609A1 - Verfahren zur rueckgewinnung vulkanisierten gummis

Info

Publication number: DE3242609A1
Application number: DE19823242609
Authority: DE
Inventors: Keizo Nagoya Aichi Hayashi; Tomio Nishi Mizuhodai Fuzimi Saitama Minobe; Teruo Niiza Saitama Murayama; Atsushi Inazawa Aichi Sumida
Original assignee: Micro Denshi Co Ltd; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Micro Denshi Co Ltd; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1982-11-18
Publication date: 1983-06-01
Also published as: JPS5887035A; US4469817A; DE3242609C2; JPS6223973B2

Description

Durch die Rückgewinnung soll Gummi für die erneute Ver-15 Wendung bereitgestellt werden. Es soll ein wirtschaftlich vertretbares Verfahren zum Erzeugen von vielseitig einsetzbarem rückgewonnenen Gummi geschaffen werden, indeui pulverisierter vulkanisierter Abfallgummi durch Einsatz von Mikrowellenenergie mit hohem Wirkungsgrad entschwe™ 20 feit wird. Durch die Erfindung wird daher eine Qualitätsverbesserung des rückgewonnenen Gummis erreicht.

Als Maßnahmen, vulkanisierten Abfallgummi wiederverwenden zu können, sind bisher verschiedene Verfahren vorgeschla-

25 gen worden. Nach einem Verfahren wird vulkanisierter Abfallgummi fein pulverisiert, und das gewonnene Pulver aus vulkanisiertem Gummi wird als Füllstoff für nichtvulkanisierten Gummi verwendet. Ein anderes Verfahren vereinigt vulkanisierten Abfallgummi mit einem Regenerativmittel und

erhitzt die sich ergebende Mischung, um die Mischung zu entschwefeln und in rückgewonnenen Gummi umzusetzen. Ein weiteres Verfahren erreicht die Rückgewinnung von Gummi durch einfaches Entschwefeln vulkanisierten Abfallgummis bei erhöhten Temperaturen durch die Wirkung von Mikrowellen.

Wird jedoch vulkanisierter Abfallgummi zur Verwendung als Füllstoff fein pulverisiert, so sind die Kosten der Pulverisierung beträchtlich, und der erhaltene Füllstoff ist häufig nur begrenzt einsetzbar. Das Verfahren, nach dem die Rückgewinnung durch Verwendung eines Regenerativmittels erreicht wird, wirft insofern ein Problem auf, als das hierbei zum Einsatz gelangende Regenerativmittel die Kosten der Rückgewinnung erhöht und dem rückgewonnenen Gummi verunreinigende, toxische und Geruchskomponenten hinzufügt. Wird die vereinfachte Rückgewinnung durch den Einsatz von Mikrowellen erreicht, so verursacht selbst nach Beendigung der Entschwefelung durch· Erhitzung die während des Entschweflungsvorgangs aufgestaute Hitze, daß die thermische Zersetzung des entschwefelten Gummis weiter fortschreitet, und daß die hierdurch erfolgende Oxidation (exothermische Reaktion) von Gummimolekülen einen Bruch der Hauptketten und die thermische Zersetzung sowie Karbonisation von Gummi und zusätzlichen Komponenten induziert. Wird der nach diesem Verfahren zurückgewonnene Gummi mit frischem Gummi gemischt, weist der aus der erhaltenen Mischung gewonnene pulverisierte Gummi eine schwerwiegende Beeinträchtigung seiner Eigenschaften auf und findet häufig nur sehr beschränkte Einsatzmöglichkeiten.

In der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung SHO 54(1979) 126761 (Gebrauchsmuster-Veröffentlichung

SHO 56 (1981) - 44117), die von der Anmelderin der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde, ist ein Verfahren beschrieben, wie es in dem in Fig. 1 gezeigten Blockdiagramm

30 veranschaulicht ist.

Bei diesem Verfahren erfolgt in einem Schritt (a) eine Sonderung vulkanisierten Abfallgummis nach seiner Art, in einem Schritt (b) wird der separierte vulkanisierte Gummi pulverisiert, in einem Schritt (d) wird das vulkanisierte Gummipulver in einer Mikrowellen-Heizkammer bei

erhöhter Temperatur entschwefelt, und zwischen dem Schritt (b) und dem Schritt (d) wird in einem Schritt (c) dem pulverisierten vulkanisierten Gummi ein Gummi-Verarbeitungsöl beigemengt. Aufgrund der Zugabe des Gummi-Verarbeitungsöls und der Berührung mit dem Gummi-Verarbeitungsöl wird die Berührung von Gummimolekülen mit Sauerstoff derart gehemmt, daß die erwähnte Oxidation von Gummimolekülen aufgehalten wird. Selbst bei diesem Verfahren wird, wenn das Volumen des zu behandelnden vulkanisierten Abfallgummis groß ist, vom Inneren der behandelten Gummimasse nach Beendigung des Schritts (d) der Erhitzung durch Mikrowellen oder eines Schritts (e) zur Nacherhitzung und dem Beginn eines Schritts (g) zur Endbehandlung durch Rollen nicht ohne weiteres eine umfassende Wärmemenge freigesetzt. Aufgrund der durch die demzufolge nach und nach fortschreitende Oxidation erzeugten Wärme bleibt die überwiegende Menge des behandelten Gummis in einem überhitzten Zustand und hat daher die Neigung, Brüche von Gummimolekülen, eine Zersetzung zusätzlicher Komponenten (einschließlich des

20 Gummi-Verarbeitungsöls) und eine Karbonisation von Gummi und zusätzlichen Komponenten hervorzurufen. In dieser
Hinsicht hat das Verfahren keine vollkommene Lösung des oben erläuterten Problems geschaffen« Das im Schritt (e) erfolgende Nachheizen soll zum Verbessern des Gesamtwir-

kungsgrads des Aufheizens bei diesem Verfahren dienen und ist nicht immer unerläßlich.

Das erfindungsgemäße Verfahren, nach dem vulkanisierter Gummi durch Erhitzen rückgewonnen wird, ist dadurch ge-

kennzeichnet, daß vulkanisierter Gummi auf eine Entschwefelungstemperatur erhitzt wird, um dadurch den vulkanisierten Gummi zu entschwefeln, und daß der entstehende entschwefelte Gummi nach Beendigung des Entschwefelungsvorgangs' rasch auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der praktisch keine Oxidation vonstatten gehen kann. Aufgrund dieser Besonderheit vermeidet das erfindungsgemäße Verfah-

ren nicht nur die Notwendigkeit, zusätzliche Komponenten wie z.B. das zum Hemmen der Oxidation verwendete Verarbeitungsöl einzusetzen, sondern das Verfahren stellt auch die Herstellung von solchem rückgewonnenen Gummi sicher, das, mit neuem Gummi gemischt und vulkanisiert, bei dem vulkanisierten Gummi nur eine geringfügige Beeinträchtigung der Materialeigenschaften bewirkt und daher einen großen Anwendungsbereich findet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte Erhitzen des vulkanisierten Gummis durch Mikrowellen-Heizung erfolgt. Aufgrund dieses Merkmals kann das Anheben der Temperatur des vulkanisierten Gummis auf die Entschwefelungstemperatur gleichförmig und rasch erfolgen, und das Entschwefeln kann innerhalb kurzer Zeit beendet werden.

Weiterhin sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, daß das erwähnte Kühlen des entschwefelten Gummis durch Zugäbe von Wasser erfolgt. Hierdurch kann der entschwefelte Gummi gleichförmig und rasch auf die Temperatur abgekühlt werden, bei der im wesentlichen keine Oxidation des ent- ., schwefelten Gummis vonstatten geht. Diese Kühlung erfordert keine besonderen Kosten und ist daher äußerst wirtschaftlich.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das ein herkömmliches Verfahren zum Rückgewinnen vulkanisierten Gummis durch Einsatz von Mikrowellen veranschaulicht,

Fig. 2 ein Blockdiagramm, das das erfindungsgemäße Verfahren zum Rückgewinnen vulkanisierten Gummis

durch Einsatz von Mikrowellen veranschaulicht,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer typischen Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Rückgewinnung vulkanisierten Gummis,

Fig. 4 eine Querschnittansicht entlang der Linie IV-IV in der Darstellung nach Fig. 3„

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Kühlgeschwxndxgkeit und dem eingestellten Druck veranschaulicht, und

Fig. 6 eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Temperatur nach dem Kühlen und dem eingestellten Druck veranschaulicht.

Fig. 2 zeigt anhand eines Blockdiagramms die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte. Die dem anhand von Fig. 1 erläuterten bekannten Verfahren entsprechenden Schritte sind durch entsprechende Bezugszeichen kenntlich gemacht. Bei

dem Verfahren nach der Erfindung kann das Erhitzen des vulkanisierten Gummis durch Verwendung von Mikrowellen/ einer elektrischen Heizung, unter Druck stehendem Dämpf, oder dergleichen erfolgen. Diese Mittel können entweder unabhängig voneinander oder kombiniert eingesetzt werden.

Die Mikrowellenaufheizung zeichnet sich von den anderen. Heizmethoden dadurch als besonders vorteilhaft aus, daß sie ein gleichförmiges und rasches Erhitzen des vulkanisierten Gummis in dessen gesamtem Volumen gestattet. Anschließend an das Aufheizen durch Mikrowellen sieht die Erfindung einen Schritt (g) oder (g¹) zum Kühlen des erhitzten vulkanisierten Gummis vor, beispielsweise durch die Zugabe von Wasser. Wenn der im Schritt (d) durch Mikrowellen erhitzte Gummi in einem Schritt (e) zum Nachheizen anschließend in seinem erhitzten Zustand gehalten werden soll, wird der Gummi im Schritt (g) durch Besprühen mit Wasser abgekühlt, nachdem er im Schritt (e) zum

Nachheizen im erhitzten Zustand gehalten wurde. Soll der Gummi für den Schritt (e) zum Nachheizen nicht im erhitzten Zustand belassen werden/ so wird er, nachdem er im Schritt (d) durch Mikrowellen erhitzt wurde, im Schritt (g¹) direkt anschließend gekühlt. Im Schritt (e) des Nachheizens wird das Halten des Gummis im erhitzten Zustand erreicht durch den separaten oder kombinierten Einsatz von Mikrowellen, einer elektrischen Heizvorrichtung, unter Druck stehendem Dampf oder dergleichen, oder durch Isolieren des heißen Gummis von der Umgebungsluft. Im Äbkühlungsschritt (g) erfolgt ein rasches Abkühlen entweder durch Abgabe von Verdampfungswärme an eine so inerte Flüssigkeit wie Wasser, Freon oder verflüssigtes Kohlendioxid, oder durch das Ableiten von Wärme durch Zirkulieren eines Kühlmittels.

15

Im Schritt (d) des Erhitzens durch Mikrowellen wird der behandelte vulkanisierte Gummi auf eine Temperatur im Bereich zwischen etwa 18O°C und 35O°C erhitzt, obschon die Temperatur abhängig von der speziellen Gummiart variiert.

Durch dieses Aufheizen wird der vulkanisierte Gummi auf eine solche Temperatur gebracht, die für die Depolymerisation (Entschwefelung) des Gummis notwendig ist. Während der erhitzte Gummi anschließend im nachfolgenden Schritt des Nachheizens im erhitzten Zustand belassen wird, werden die Bindungen von Kohlenstoff-Schwefel und Schwefel-Kohlenstoff zur Entschwefelung getrennt, und außerdem wird ein Teil der polymeren Moleküle getrennt. Nach dem Erhitzten durch Mikrowellen und dem Nachheizen bewirkt die in dem in oben beschriebener Weise behandelten Gummi angestaute Wärme im allgemeinen, daß der Gummi weiter oxydiert wird und aufgrund der Oxidation Wärme abstrahlt. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der durch diese Wärmebehandlung entschwefelte Gummi beispielsweise mit Wasser schnell abgekühlt wird, können das Brechen von Hauptketten der Gummimoleküle, eine thermische Zersetzung zusätzlicher Komponenten und die Karbonisierung von Gummi

und zusätzlicher Komponenten schwerlich vonstatten gehen. Wird der durch das erfindungsgemäße Verfahren rückgewonnene Gummi mit neuem Gummi gemischt, wird also der erhaltene vulkanisierte Gummi vor einer ansonsten möglichen Beeinträchtigung seiner Eigenschaften bewahrt. Das" Abkühlen des erhitzten Gummis soll so rasch wie möglich erfolgen» Die Kühlgeschwindigkeit muß wenigstens 10 C/min (vorzugsweise 90°C/min) betragen. Beträgt die Kühlgeschwindigkeit " weniger als 10°C/min_f erhöht sich die Kühlzeit derart, daß das Oxidieren des Gummis während des Kühlvorgangs weiter fortschreitet und das Ziel der Erfindung nicht erreicht wird. Zum Kühlen erweist sich die Zugabe von Wasser vorteilhaft hinsichtlich Geschwindigkeit und Gleichförmigkeit des Abkühlens, der leichten Durchführbarkeit, der Geruchsfreiheit und der Kosten der Anlage. Die Menge des zugegebenen Wassers muß nur ausreichen, um die Temperatur des erhitzten Gummis auf einen Wert zu senken, bei dem praktisch keine Oxidation des Gummis vonstatten geht, mit der Bedingung, daß die eingesetzte Wassermenge keine Gewichtsänderung des Gummis in dem Erzeugnis verursacht. Ein Fortschreiten der Oxidation der Gummimoleküle findet nicht statt, wenn die Temperatur des Gummis unter einen Wert im Bereich von etwa 15O°C bis 2OO°C abgefallen ist, obschon die Temperatur mit der speziellen Art des behandelten

25 Gummis variiert. Soweit die Temperatur des Gummis nach dem Kühlen durch Zugabe von Wasser 1OO°C überschreitet, wird jegliches von dem Gummi aufgenommene Wasser voll- . ständig verdampft und auf einfache Weise aus dem Gummi getrieben. Hierdurch wird erreicht, daß in dem Endpro-

30 dukt keine Gewichtsänderung des Gummis durch Wasser zu bemängeln ist. Dies bedeutet, daß die Menge des zum Kühlen beizugebenden Wassers so groß sein sollte, daß der Kühlvorgang die Temperatur des erhitzten Gummis nicht nennenswert unter 100 C absenkt. Wird eine derart große

35 Menge an Kühlwasser hinzu gegeben, daß die Temperatur des erhitzten Gummis auf einen beträchtlich unterhalb

ί 100 C liegenden Wert gesenkt wird, so verbleibt ein Teil des beigegebenen Wassers unverdampft in dem Gummi. Wird dieser Gummi anschließend vulkanisiert, um vulkanisierten Gummi zu erhalten, verursacht das verbliebene Wasser ein Aufschäumen des Gummis und hat nachteilige Auswirkungen auf die Qualität des Gummis. Daher sollte die zum Kühlen eingesetzte Wassermenge so niedrig angesetzt werden, daß in dem gekühlten Gummi kein Wasser zurückbleibt, so daß zurückgebliebenes Wasser keine Gewichtsänderung des fertigen Gummis verursachen kann. Trotzdem muß die Menge des zugegebenen Wassers ausreichen zum Abkühlen des erhitzten Gummis auf eine Temperatur in der Nähe von 150°C bis 200⁰C, bei der praktisch keine Oxidation der Gummimoleküle vonstatten geht, mit der Bedingung, daß kein Anteil des Kühlwassers irgendeine Gewichtsänderung des hergestellten Gummis hervorrufen sollte.

Die Wassermenge (A), die die obige Bedingung erfüllt/ kann durch folgende Formel berechnet werden: 20

α = !rVVV

wobei R_n die Menge des behandelten vulkanisierten Gummis, C_r die spezifische Wärme vulkanisierten Gummis (0,35 cal* g *°C~ ), T. die durch das Erhitzen <zu erreichende Temperatury T₂ die durch das Kühlen zu erreichende Temperatur, C die spezifische Wärme von Wasser (1 cal'g "⁰C )/ θ die Temperatur des Kühlwassers und 1 die Verdampfungswärme von Wasser (539 cal'g ) bedeutet. Mit W = 10 kg, T₁ = 35O°C, T₂ = 200°C und θ = 20°C beispielsweise ermittelt man die Wassermenge (A) wie folgt:

δ - 1OxIO³XO,35x(350-200) _ _ß__

^A - ~1x(1OO-2O)+539 " ⁸⁵°

35

In Worten ausgedrückt,bedeutet dies: man benötigt 0,85 1

Wasser zum Kühlen von 10 kg pulverisiertem vulkanisiertem Gummi einer Temperatur von 35O°C auf 2OO°C. ■

Im folgenden soll eine typische Vorrichtung zum Rückgewinnen pulverisierten vulkanisierten Gummis durch Kühlen mit Wasser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben werden. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht der Rückgewinnungsvorrichtung, und Fig. 4 zeigt diese Vorrichtung in einer Ansicht von rechts. Eine Mikrowellen-Heizkammer

'" 1 wird gebildet durch einen rohrförmigen Zylinder 1a, der einen Heizraum umgibt, und einen unter dem Zylinder 1a befindlichen Mischbehälter 1b. Um das Warten und überprüfen des Inneren der Kammer 1 zu erleichtern, kann der Mischbehälter 1b mittels eines als Drehpunkt dienenden Schar- niers 2 bezüglich des Zylinders 1a geöffnet und mit diesem verschlossen werden. Normalerweise sind Mischbehälter 1b und Zylinder 1a mittels einer Klammer 3 dicht zusammengefügt. Um ein gutes Umrühren zu ermöglichen, hat der Mischbehälter 1b die Form einer Halbkugel oder

20 einer Schale. An seinem unteren Abschnitt besitzt der

Mischbehälter 1b eine Tür 4, die bei der Behandlung vulkanisierten Gummis verschlossen bleibt. Am Ende dieser Behandlung wird diese Tür 4 in die in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie angedeutete Stellung geöffnet, um die

25 Entnahme rückgewonnenen Gummis zu ermöglichen= In dem Mischbehälter 1b befinden sich an einer Drehwelle 5 befestigte Rührarme 6. Die Drehwelle 5 ist an ihrem oberen Ende mit der Welle eines auf einer Abdeckplatte 7 des Zylinders montierten Motors M verbunden.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist an der Seitenwand des Zylinders 1a über ein Kugelventil 8 ein Trichter 9 zum Zuführen von Gummi als Ausgangsmaterial angeordnet. An der die Oberseite des Zylinders 1a dicht abschließenden Abdeclcplatte 7 ist über ein Ventil 10 ein Flüssigkeitsbehälter 11 angeschlossen. Dieser Flüssigkeitsbehälter 11 dient zum

■\ Speichern von Zusatzstoffen wie beispielsweise Prozeßöl. An eine in der Abdeckplatte 5 ausgebildete Energiezuführungsöffnung 12 ist über ein Wellenleiterrohr 13 ein Mikrowellengenerator 14 angeschlossen. An ein ebenfalls in die Abdeckplatte 7 mündendes Gasauslaßrohr 15 ist ein Gebläse 16 angeschlossen. Über das Rohr 15 werden Dampf und andere innerhalb der Heizkammer 1 entstehende Gase von dem Gebläse.16 abgeführt.

In die Seitenwand des Zylinders 1a mündet ein Lufteinlaß 17. An den Lufteinlaß 17 kann wahlweise ein Heißluftgenerator wie beispielsweise eine elektrische Heizvorrichtung angeschlossen sein, um heiße Luft in die Heizkammer 1 einzuspeisen. Die Seitenwand des Zylinders ist weiterhin mit einem Sichtfenster 18 ausgestattet, durch das das Innere des Zylinders betrachtet werden kann. Normalerweise ist dies Fenster von einer Tür verschlossen.

Um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren das Einleiten von Kühlwasser in das Innere des Mischbehälters 1b zu gestatten, ist an die Seitenwand des Zylinders 1a ein Wasserrohr 23 angeschlossen. An das Wasserrohr 23 ist über eine Sprühpistole 24 ein Wasserbehälter 25 angeschlossen. Der Wasserbehälter 25 ist mit einem von einem Schwimmer 26 betätigten Schwimmer-Schalter ausgestattet. Er besitzt weiterhin ein von dem Schwimmer-Schalter gesteuertes Wasserzufuhr-Elektromagnetventil. Wenn das Wasser in dem Wasserbehälter 25 knapp wird, öffnet der Schwimmer-Schalter das Elektromagnetventil, um Wasser in den Wassertank 25 ein-.

zulassen. Dies kann beispielsweise von einem Wasserleitungsnetz aus geschehen. Wenn der Wasserspiegel in dem Wasserbehälter auf eine vorbestimmte Höhe angestiegen ist, schließt der Schwimmer-Schalter das Elektromagnetventil. Auf diese Weise speichert der Wasserbehälter 25 die optimale Kühlwassermcnge, die durch die obige Formel berechnet wurde. Wenn die Sprühpistole 24 betätigt wird, wird die

10/11/12

gesamte in dem Wasserbehälter 25 gespeicherte Wassermenge in den Mischbehälter 1b eingegeben. Die Sprühpistole 24 kann entweder von Hand oder automatisch betätigt werden.

Im folgenden sollen die Arbeitsweise dieser Vorrichtung

zur Rückgewinnung vulkanisierten Gummis nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und das entsprechende Verhalten der Vorrichtung beschrieben werden. Der Trichter 9 wird vorab vollständig mit pulverisiertem vulkanisiertem Gummi (der

Teilchendurchmesser beträgt nach der Tyler-Skala 5 bis 15 Maschenbreiten) gefüllt. Durch gesteuertes öffnen des Ventils 8 kann eine erforderliche Menge pulverisierten vulkanisierten Gummis aufgrund der Schwerkraft in den schalenförmigen Mischbehälter 1b der Mikrowellen-Heizkammer fallen, bis der Haufen des vulkanisierten Gummis die durch eine gestrichelte Linie 19 angedeutete Höhe erreicht.

Dann wird der Mikrowellengenerator 14 in Gang gesetzt. Die

20 hierdurch erzeugte Mikrowellenenergie wird über das Wellenleiterrohr 13 übertragen und durch die Energiezuführöffnung 12 in die Mikrowellen-Heizkammer 1 abgegeben, um gemäß dem Verfahrensschritt (e) den pulverisierten vulkanisierten Gummi 9 durch Mikrowellen zu erhitzen. Hierbei

25 dreht der Motor M .die Rührarme 6, um den durch Mikrowellen erhitzten pulverisierten vulkanisierten Gummi umzurühren. Die Drehzahl der Rührarme 6 wird so eingestellt, daß ein möglichst gleichförmiges Erhitzen des pulverisierten vulkanisierten Gummis 19 erreicht wird.

Durch das gleichzeitige in oben beschriebener Weise erfolgende Rühren und Mikrowellenerhitzen wird der pulve-· risierte vulkanisierte Gummi 19 auf die vorgeschriebene Temperatur (T8O°C - 35O°C) aufgeheizt, bei welcher die Depolymerisation (oder teilweise Depolymerisation) des vulkanisierten Gummis beginnt. Diese Temperatur kann

mittels eines Temperaturfühlers 20, der um die am tiefsten gelegene Seite des Rührbehälters Ib herum angeordnet ist, beliebig eingestellt werden. Der Fühler erfaßt dauernd die Temperatur des pulverisierten vulkanisierten Gummis 19 und steuert automatisch die Betriebszeit (Heizzeit) des Mikrowellengenerators 14. Wenn das der Mikrowellenerhitzung ausgesetzte Gummi durch Nachheizen behandelt werden soll, wird nach der Beendigung der Mikrowellenzufuhr über eine bestimmte Zeit noch heiße Luft über den Lufteinlaß 17 zugeführt, während von dem Luft-Abfuhrgebläse 16 verbrauchte Luft abgeführt wird. Während dieses Zeitraums wird der Gummi auf der Nachheiztemperatur gehalten.

Auf diese Weise erfolgt die Rückgewinnung des vulkanisierten Gummis durch gleichmäßiges Erhitzen. Wenn die Wand des Mischbehälters 1b, mit der der pulverisierte vulkanisierte Gummi in Berührung kommt, auf ihrer Außenseite eine Heizvorrichtung 21 besitzt oder mit einem heißen Medium wie z.B. Dampf oder heißem öl beaufschlagt wird, und gleichzeitig eine Wärmeisolierschicht 22b aufweist, während der Zylinder 1a ebenfalls auf seiner Außenwand eine Wärmeisolierschicht 22a aufweist, wird ein Abkühlen des behandelten Gummis innerhalb des Mischbehälters wirksam verhindert, wobei die Zufuhr von Heißluft durch den Lufteinlaß 17 einen beitragenden Faktor darstellt. Also erfolgt das gleichförmige Erhitzen noch ruhiger. Da das Luftabführgebläse 16 die verbrauchte Luft gleichzeitig mit der Zufuhr von Heißluft entfernt, wird das aus dem pulverisierten vulkanisierten Gummi entweichende Gas sicher abgeführt, bevor es Zeit hat, die Temperatur des behandelten Gummis zu verringern.

Wenn das Entschwefeln des vulkanisierten Gummis durch dieses gleichförmige Erhitzen beendet ist, geht der Betrieb zu dem Verfahrensschritt (g) oder (g¹) gemäß Fig. 2 über, bei dem gekühlt wird. Die Sprühpistole 24 wird betätigt,

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um das Einleiten von Kühlwasser aus dem Wasserrohr 23 in die Mikrowellen-Heizkammer 1 zu beginnen, so daß das Wasser auf den innerhalb des Mischbehälters 1b gehaltenen, entschwefelten Gummi gesprüht wird. Auch hierbei werden die Rührarme 6 gedreht, um den entschwefelten Gummi zu rühren, während er von der Sprühpistole 24 fortlaufend mit Kühlwasser besprüht wird, so daß sich der Gummi gleichförmig und rasch abkühlt.

Nachdem der Gummi auf eine Temperatur von etwa 10O⁰C bis 200°C abgekühlt ist, wird die Tür 4 am Auslaß geöffnet, um den Gummi zu entnehmen. Wenn während der Entnahme des Gummis die Rührarme weiter gedreht werden, kann der an der Wand des Mischbehälters haftende Teil des Gummis auf einfache Weise vollständig entfernt werden. Der entnommene Gummi wird anschließend mit einer Walze endbehandelt, um rückgewonnenen Gummi zu gewinnen.

Im folgenden soll die Wirkung der Erfindung anhand von Beispielen erläutert werden, wobei zum Vergleich ein nach einem bekannten Verfahren durchgeführter Versuch durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren einerseits und das herköxnmliche Verfahren andererseits wurden unter variierenden Bedingungen, wie sie in Tabelle 1 aufgeführt sind, durchgeführt, um rückgewonnene Gummis mit unterschiedlichen Eigenschaften, die ebenfalls in Figur 1 dargestellt sind, zu erzeugen.

Bei jedem der Versuche gab es etwa 10 kg vulkanisierten Gummis EPDM (Äthylen-Propylen-Dien-Terpolymer). Der ■ Ansatz des vulkanisierten Gummis war ähnlich wie bei dem unten dargestellten neuen Gummi.

(Gewichtsteil)

EPDM (hergestellt von Mitsui
Petrochemical Co., Ltd. und
5 vertrieben unter der Handelsbezeichnung EPT 4045 von

Mitsui) 100

Zinkoxid 5

Stearinsäure 1

10 FEP schwarz 60

Schwefel - 1,5

Vulkanisationsbeschleuniger TS 1,5

Vulkanisationsbeschleuniger M 0,5

Prozeßöl. 20

Bei dem zum Mikrowellenheizen verwendeten Mikrowellengenerator handelt es sich um ein Gerät mit 5 kW Ausgangsleistung und einer Frequenz von 2 450 MHz, und der Elektroofen besaß Innenabmessungen von 50 χ 50 χ 50 mm und eine Heizleistung von 1,5 kW. Die Heizzeit betrug 15 Minuten, während mit Mikrowellen geheizt wurde, und 30 Minuten, während mit dem Elektroofen geheizt wurde. Die in der Tabelle angegebene Temperatur nach dem Kühlen war diejenige Temperatur, die durch erzwungenes Kühlen erreicht wurde. Nachdem diese Temperatur erreicht wurde, konnte der Gummi von selbst auf Zimmertemperatur abkühlen.

Der auf diese Weise bei jeder Durchführung des Verfahrens (oder einem Vergleichsversuch) erhaltene rückgewonnene Gummi wurde mit einer neuen Gummiverbindung gemeinsam mit Beschleunigern und Schwefel in den angegebenen Verhältnissen gemischt. Die sich ergebende Mischung wurde in einer Pressform unter den Bedingungen 300 kg/cm χ 160°C χ 15 Minuten behandelt, um ein geformtes vulkanisiertes Gummi herzustellen. Das geformte vulkanisierte Gummi wurde bezüglich seiner unten angegebenen Eigenschaften ent-

sprechend den japanischen Industrie-Standards K-6301 geprüft.

(1) Härte - ein Feder-Härteprüfer vom Typ C (es wurde an fünf Punkten des Prüflings

gemessen). .

(21 Zugfestigkeit und Dehnung - ein Prüfling vom Hanteltyp 3 in einem Prüfgerät vom Shoppertyp (vier Prüflinge für jeweils

eine Probe).

(3) Bleibende Verformung bei Druck -. ein Prüfling wurde nach 22 Stunden Aufheizung bei 70 + 1°C geprüft (drei Prüflinge bei jeder

Probe).

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Aus diesen Prüfergebnissen sieht man, daß die die rückgewonnenen

20 Gummis nach den Erfindungsbeispielen enthaltenden geformten vulkanisierten Gummis das den durch den Vergleichversuch rückgewonnenen Gummi enthaltende geformte vulkanisierte Gummi hinsichtlich Zugbelastung und bleibender Druckverformung übertreffen. Im Vergleich zu dem aus neuem

Gummi geformten vulkanisierten Gummi zeigten sie nur

eine geringfügige Beeinträchtigung dieser physikalischen Eigenschaften. Man erkennt, daß bei den Beispielen 1-4, bei denen nach dem Mikrowellenerhitzen mit Wasser gekühlt wurde, die Koeffizienten der bleibenden Druckverformung

30 kleiner waren, und daß die Größen der Zugbelastung in den¹ Beispielen 1 und 3, bei denen rascher abgekühlt wurde (70°C/min), höher lagen als bei den Beispielen 2 und 4, bei denen langsamer abgekühlt wurde (20°C/min) (siehe Fig.5). Man erkennt weiterhin, daß, wenn die Temperatur nach dem Abkühlen in den Bereich zwischen 1OO°C und 2OO°C fiel,kein Zusammenhang existierte zwischen der Temperatur

Io

nach dem Abkühlen und dem Koeffizienten der bleibenden Verformung unter Druck (siehe Fig. 6) .

10 15

25 30 35

Tabelle 1

	Vergleichs versuch	Beispiel 1	Beispiel 2	Beisp. 3	Beisp. 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel • 7	Neuer Gummi	* an	—
(Bedingungen für Her stellung von rückge- wonnenem Gummi)
Teilchendurchmesser des vulkanisierten Gummis (nach Tyler- Skala)	5 Maschen							15 Maschen		<-
Heizmethode erhöhte Tempera tur	Mikrowellen 320°	4-			<-			Elektro ofen	-
Haltezeit bei er höhter Temperatur	10 Minu ten	(r	-<-				«;	5 Minuten	—
Kühlmethode Kühlgeschwindig keit ( C/min)	Selbstab kühlung 5	Wasser sprühen 70	20	ir 70	20	Injektion v.verfl.CD₂ 20	Indirekte Kühlung m. Wasser 20	Injektion ν verflüssigt«
Temperatur nach Abkühlung	Zimmer temperatur	80	175	98	110	196	197	174
(Ansatz des rückgswonnenen Gummis)
neue GummiverblJi- dung (Teile)	300			4-				4-

rückgewonnenes Gurrmi (Teile)	60	72	4-	<-	71	70	<-	«-	-
Beschleuniger DM (Teile)	2	120,7	*-	4-	118,0	115,2	*		-
Schwefel (Teile)	15	517			503	498			-
(physikalische Ei genschaften des vul kanisierten Guntnis)		38,9			41,4	42,1
Härte (Hs, JIS C)	58		71	72			72	72	73
Zugfestigkeit (kg/oiT)	110,8	117,4	124,0		119,3	118,0	130,0
Dehnung (%)	574	493	483		516	493	487
bleibende Verfor	48,1	41,7	38,7		38,8	40,2	38,0
mung bei Druck

Bemerkung: unter "Teile" sind Gewichtsteile zu verstehen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Rückgewinnung vulkanisierten Gummis durch Anwendung von Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß pulverisierter vulkanisierter Gummi auf eine Temperatur zum Entschwefeln des vulkanisierten Gummis erhitzt wird, und daß nach Beendigung des Entschwefelns der entschwefelte Gummi schnell auf eine Temperatur abgekühlt wird, bei der im wesentlichen keine Oxidation des entschwefelten Gummis erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des vulkanisierten Gummis durch Mikrowellen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen des entschwefelten Gummis durch Beigeben von Wasser zu dem entschwefelten Gummi erfolgt.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. . W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nal. . E. Hoffmann Dipl.-ing. Wiebbadon: P. G. Blumbach Dip! ir,^. . P. Bergen Prof. Dr. Jur.Olpl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 ■ G. Zwirner Dipl.-Ing. Dlpl.-W.-lnQ.

1

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Menge des dem entschwefelten Gummi beizugebenden Wassers auf eine Menge begrenzt, wird, bei der das beigegebene Wasser keine Gewichts-

5 änderung des entschwefelten Gummis verursacht.

10 15 20 25 30 35