JP2003201369A - 架橋ゴムのリサイクル方法 - Google Patents

架橋ゴムのリサイクル方法

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JP2003201369A
JP2003201369A JP2001400790A JP2001400790A JP2003201369A JP 2003201369 A JP2003201369 A JP 2003201369A JP 2001400790 A JP2001400790 A JP 2001400790A JP 2001400790 A JP2001400790 A JP 2001400790A JP 2003201369 A JP2003201369 A JP 2003201369A
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recycling
alcohol
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Takashi Ishikawa
隆司 石川
Hisashi Sato
久 佐藤
Tomonori Saito
智則 斎藤
Toshiharu Goto
敏晴 後藤
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Hitachi Cable Ltd
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Hitachi Cable Ltd
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】効率よく再生ゴムが得られるとともに、得られ
た再生ゴムに物性低下の少ない架橋ゴムのリサイクル方
法を提供する。 【解決手段】リサイクル対象の架橋ゴムとして炭素−炭
素結合以外の架橋結合部を有する架橋ゴムを選択し、こ
れに、超臨界あるいは亜臨界状態の流体を接触させるこ
とによって架橋結合部に熱分解を起こさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、架橋ゴムのリサイ
クル方法に関し、特に、効率よく再生ゴムが得られると
ともに、得られた再生ゴムに物性低下の少ない架橋ゴム
のリサイクル方法に関する。
【0002】
【従来の技術】架橋ゴムは、自動車用部品をはじめとす
る多くの分野で利用されているが、3次元化された網目
構造の分子構成を有するため、熱によって溶融軟化せ
ず、従って、再利用の難しい代表的な材料とされてい
る。
【0003】このため、架橋ゴムの廃材を処理するに際
しては、地中への埋め立てあるいは焼却処分が主流であ
り、比較的リサイクル化の進んでいるタイヤの分野にお
いても、焼却時の熱エネルギーを利用する、いわゆるサ
ーマルリサイクルの程度にとどまっている。
【0004】しかし、世界的な地球環境保全に対する意
識の高まり、あるいは資源の枯渇問題の観点から、真の
意味でのリサイクルが望まれており、架橋ゴムより再利
用可能なゴムを回収するためのマテリアルリサイクル技
術の確率が強く望まれている。
【0005】従来、架橋ゴムより再生ゴムを回収する技
術としては、粉砕した架橋ゴムに適量の再生剤とオイル
を添加し、これを高温高湿下において脱硫する方法が知
られており、相応の評価を受けている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のリサイ
クル方法によると、脱硫完了までに長時間を要するため
に非効率的であるとともに、得られた再生ゴムの物性低
下が大きく、充分な利用価値を有していない。
【0007】従って、本発明の目的は、効率よく再生ゴ
ムが得られるとともに、得られた再生ゴムに物性低下の
少ない架橋ゴムのリサイクル方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、架橋ゴムより非架橋の再生ゴムを回収す
る架橋ゴムのリサイクル方法において、リサイクル対象
の前記架橋ゴムとして炭素−炭素結合以外の架橋結合部
を有する架橋ゴムを選択し、選択された前記架橋ゴムに
超臨界あるいは亜臨界状態の流体を接触させることによ
って前記架橋結合部に熱分解を起こさせることを特徴と
する架橋ゴムのリサイクル方法を提供するものである。
【0009】本発明に適した上記の流体としては、水あ
るいはアルコールを挙げることができる。また、本発明
にいう超臨界とは、たとえば、流体がメチルアルコール
であるならば、このものの臨界温度239.6℃と臨界
圧力8.09Mpaを超えた領域の状態をいい、また、
亜臨界とは、臨界点の近傍であって、臨界点より低い温
度および圧力を有した状態をいう。
【0010】超臨界あるいは亜臨界状態にされた流体
は、気体分子と同等の大きな運動エネルギーと液体に匹
敵するような分子密度とを兼ね備え、温度および圧力の
制御によってイオン積、誘電率および溶解度等を大幅に
変化させ得る特異な性質を有するようになる。
【0011】なかでも、超臨界水は、ヘキサンに匹敵す
る非極性と強い酸性を有しており、従って、有機物を容
易に分解する性質を備える点で特徴的であり、また、超
臨界あるいは亜臨界アルコールは、有機物を選択的に分
解させる特質を有する点において、好ましいリサイクル
用流体といえる。
【0012】メチルアルコール以外の他の好適なアルコ
ールとしては、エチルアルコール、n−プロピルアルコ
ール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコー
ル、i−ブチルアルコール、n−ペンチルアルコールお
よびi−ペンチルアルコールが挙げられ、これらは、単
独、あるいは2種以上の混合体として使用される。
【0013】本発明において、リサイクル対象の架橋ゴ
ムとして、炭素−炭素結合以外の架橋結合部を有するゴ
ムを選択する理由は、炭素−炭素結合を架橋結合部とす
るゴムが、超臨界あるいは亜臨界流体によって架橋結合
部に選択的熱分解を生起させないことによる。
【0014】但し、炭素−炭素結合を含む架橋ゴムであ
っても、炭素−炭素結合以外の架橋結合部を有するもの
であれば、この架橋結合部の存在が熱分解による再生に
寄与することになるため、本発明への適用は可能であ
る。なお、本発明が、炭素−炭素結合以外の2種以上の
架橋結合部を有する架橋ゴムのリサイクルに適用できる
ことはいうまでもない。
【0015】架橋ゴムの構成ベースとなるゴム成分とし
ては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエン
ゴム(以下、SBRという)、ブタジエンゴム、エチレ
ンプロピレンジエンゴム(以下、EPDMという)、ブ
チルゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、クロロス
ルホン化ポリエチレン、ヒドリンゴム、アクリルゴム、
塩素化ポリエチレン(以下、CPEという)、シリコー
ンゴム、フッ素ゴムあるいはこれらの混合物等を挙げる
ことができる。
【0016】また、本発明に特に適した架橋ゴムとして
は、モノスルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィド、
環状スルフィドおよびペンダントスルフィドより選択さ
れる1種以上の架橋結合部を含む硫黄架橋ゴム類を挙げ
ることができる。トリアジンチオールやビスマレイミド
等が架橋剤として作用した含ハロゲン系ゴム等も好適な
例といえる。
【0017】本発明において、架橋結合部に熱分解を起
こさせる温度は、回収される再生ゴムの主鎖の分解と、
それによる分子量の低下を防ぐ意味から、架橋結合部を
除く共有結合に熱分解を起こさせる温度よりも低温に設
定することが好ましく、このことが、高品質の再生ゴム
を確保するための好ましい条件となる。
【0018】本発明に適用される架橋ゴムが、補強剤、
充填剤、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤あるい
は着色剤等の各種の配合剤を含むことは、そのことが熱
分解を阻害しないかぎり差し支えない。また、熱分解促
進のために、架橋ゴムを粉砕してペレット化やパウダー
化したり、あるいは2種以上の流体を併用したり、さら
には、酸またはアルカリを触媒として添加することも、
許される実施の態様である。
【0019】本発明の実施のために使用される設備とし
ては、バッチ式の圧力容器が最も簡易であるが、シリン
ダ内部に保圧機構を備えた2軸押出機が特に好適であ
り、これを使用するときには、作業が連続化するため、
高い生産性を確保することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】次に、本発明による架橋ゴムのリ
サイクル方法の実施の形態を説明する。表1は、本発明
の実施例および比較例の内容と、これらの実施結果をま
とめたものである。
【0021】
【表1】
【0022】表1の実施例1〜10と比較例1、2に示
される架橋ゴムを平均粒径0.5〜5mm角のペレット
状に加工し、その各5gを200ml容量のオートクレ
ーブ反応装置内に充填し、これに、表1の各例ごとに示
される流体を100gずつ加えた。
【0023】次いで、反応装置内を不活性ガスのアルゴ
ンで置換し、各例に示される温度および圧力のもとで3
0分間反応させた後、反応装置を冷却して装置内の固形
成分(再生ゴム)を回収し、そのムーニー粘度を測定し
た。
【0024】表1によれば、いずれの実施例による再生
ゴムも、リサイクル対象の架橋ゴムのベースとなった初
期ゴムに比べ、ほぼ同等のムーニー粘度特性を示してい
ることが認められる。これは、水あるいはアルコール等
の超臨界流体によるリサイクルが、架橋結合部の優先分
解に有効であること、しかも、これが短時間のうちに行
われることを示しているものである。
【0025】なお、表1において、メチルアルコールの
温度と圧力を実施例2と同じに設定した比較例1、およ
びこれより高温高圧に設定した比較例2のムーニー粘度
が測定不可の結果を示しているのは、これらの例におい
て対象とする架橋ゴムが過酸化物架橋によるものであ
り、従って、架橋結合部が炭素−炭素結合によって構成
されているためである。本発明がリサイクル対象として
炭素−炭素結合によらない架橋結合部を含む架橋ゴムを
選択する理由が、これらの比較例によって実証されてい
る。
【0026】表2は、表1の実施例2、9および10に
よって得られた再生ゴムをベースにしてコンパウンドを
調合し、これらを150℃×30分の条件で加熱加圧す
ることによって得られた架橋シートの引張特性を示した
ものである。
【0027】
【表2】
【0028】なお、各コンパウンドの組成は、以下の通
りであり、試験は、JIS K6251に準拠して実施
した。 ・実施例2の再生ゴムによるコンパウンドの組成 再生ゴム100重量部、酸化亜鉛5重量部、硫黄2重量
部、促進剤TT1.5重量部、促進剤M0.5重量部
【0029】・実施例9の再生ゴムによるコンパウンド
の組成 再生ゴム100重量部、酸化亜鉛5重量部、硫黄2重量
部、促進剤MSA1重量部 ・実施例10の再生ゴムによるコンパウンドの組成 再生ゴム100重量部、酸化マグネシウム10重量部、
トリアジンチオール2重量部、促進剤MDCA3重量部
【0030】表2によれば、いずれのコンパウンドも充
分な引張強さと伸び特性を示しており、従って、本発明
によるリサイクル方法がゴム分子の主鎖を分解せず、物
性低下の少ない良質の再生ゴムを回収するうえにおいて
有効であることを示している。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による架橋
ゴムのリサイクル方法によれば、リサイクル対象の架橋
ゴムとして炭素−炭素結合以外の架橋結合部を有する架
橋ゴムを選択し、これに、超臨界あるいは亜臨界状態の
流体を接触させて架橋結合部に熱分解を起こさせること
によってリサイクルを行うため、高い効率のもとに物性
低下の少ない再生ゴムを得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 智則 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 (72)発明者 後藤 敏晴 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 Fターム(参考) 4F301 AA03 BF31 CA09 CA13 CA23 CA24 CA72 CA73

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】架橋ゴムより非架橋の再生ゴムを回収する
    架橋ゴムのリサイクル方法において、 リサイクル対象の前記架橋ゴムとして炭素−炭素結合以
    外の架橋結合部を有する架橋ゴムを選択し、 選択された前記架橋ゴムに超臨界あるいは亜臨界状態の
    流体を接触させることによって前記架橋結合部に熱分解
    を起こさせることを特徴とする架橋ゴムのリサイクル方
    法。
  2. 【請求項2】前記架橋結合部に前記熱分解を起こさせる
    ステップは、前記流体として、水あるいはアルコールを
    使用することによって行われることを特徴とする請求項
    1項記載の架橋ゴムのリサイクル方法。
  3. 【請求項3】前記架橋結合部に前記熱分解を起こさせる
    ステップは、前記アルコールとして、メチルアルコー
    ル、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−
    プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、i−ブチ
    ルアルコール、n−ペンチルアルコールおよびi−ペン
    チルアルコールより選択される1種以上のアルコールを
    使用することによって行われることを特徴とする請求項
    2項記載の架橋ゴムのリサイクル方法。
  4. 【請求項4】前記架橋結合部に熱分解を起こさせるステ
    ップは、酸あるいはアルカリを含む前記流体を使用して
    行われることを特徴とする請求項1項記載の架橋ゴムの
    リサイクル方法。
  5. 【請求項5】前記架橋結合部に前記熱分解を起こさせる
    ステップは、炭素−炭素結合を架橋結合部として含むと
    ともに、炭素−炭素結合以外の架橋結合部を含む前記架
    橋ゴムを対象に行われることを特徴とする請求項1項記
    載の架橋ゴムのリサイクル方法。
  6. 【請求項6】前記架橋結合部に熱分解を起こさせるステ
    ップは、モノスルフィド、ジスルフィド、ポリスルフィ
    ド、環状スルフィドおよびペンダントスルフィドより選
    択される1種以上の結合を前記架橋結合部として有する
    前記架橋ゴムを対象に行われることを特徴とする請求項
    1項記載の架橋ゴムのリサイクル方法。
  7. 【請求項7】前記架橋結合部を熱分解させるステップ
    は、前記架橋ゴムの前記架橋結合部を除く共有結合が熱
    分解する温度より低温において行われることを特徴とす
    る請求項1項記載の架橋ゴムのリサイクル方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007063334A (ja) * 2005-08-29 2007-03-15 Daikin Ind Ltd 含フッ素ポリマーの製造方法
CN111216385A (zh) * 2020-01-09 2020-06-02 江苏安凯特科技股份有限公司 一种管道用橡胶垫片的再生环保制备工艺

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