JP2012001698A - Manufacturing method of carbide - Google Patents

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正徳 川村
Takaharu Asazuma
敬治 朝妻
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing apparatus of a carbide which can efficiently obtain a carbide in which quality does not deteriorate, interaction with a rubber can be fully expressed when blended with a rubber component, and which can demonstrate performance sufficient as an alternative of a carbon black for rubber reinforcement.SOLUTION: The manufacturing method of a carbide includes a process in which the thermal decomposition of a predetermined waste material is carried out, wherein the predetermined waste material includes a peeling rubber and/or a buff powder.

Description

本発明は、炭化物の製造方法に関し、特には、品質が劣化せず、ゴム成分に配合した場合にゴムとの相互作用を十分に発現でき、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することが可能な炭化物を、効率的に得ることができる炭化物の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing carbide, and in particular, the quality is not deteriorated, and when mixed with a rubber component, the interaction with rubber can be sufficiently expressed, and the performance sufficient as an alternative to carbon black for rubber reinforcement is provided. The present invention relates to a method for producing a carbide capable of efficiently obtaining a carbide that can be exhibited.

従来、機能性の材料を開発する目的で、ゴム材料や樹脂材料への補強剤、充填剤を配合した複合材料等、様々な高分子系材料の工業化がなされているが、他方で、高分子工業の発展は、汎用材料の大量生産、大量消費をもたらし、高分子系廃棄物の処理は早急に解決すべき重要課題となっている。そして、この課題を解決するためには、高分子系材料の再利用化、リサイクル化等の技術的進展が肝要となる。例えば、代表的な配合剤添加ゴム製品であるタイヤは、モータリゼーションの発展と共に自動車必需部材として大量生産、大量消費がなされ、使用済みタイヤの数が膨大になっていることから、使用済みタイヤのリサイクル化・有効利用の研究が進められ、特に有用材料の回収が大きな課題となっている。   Conventionally, for the purpose of developing functional materials, various polymer materials such as rubber materials and resin materials, reinforcing materials, and composite materials containing fillers have been industrialized. Industrial development has led to the mass production and consumption of general-purpose materials, and the treatment of polymer waste has become an important issue to be solved as soon as possible. In order to solve this problem, technological progress such as reuse and recycling of polymer materials is essential. For example, tires, which are typical compounded rubber products, have been mass-produced and consumed as a necessary component for automobiles with the development of motorization, and the number of used tires has become enormous. The research on making and effective use is advanced, and the recovery of useful materials is a big issue.

例えば、特許文献1では、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を鱗片状に破砕した後、実質的に非酸性雰囲気下にて300〜1000℃の温度範囲で乾留するか、乾留した後、鱗片状に破砕することで炭素繊維塊が得られ、該炭素繊維塊が、炭素繊維強化熱可塑性プラスチック(CFRTP)製品や炭素繊維強化セメント(CFRC)成形体等を製造するときに補強材として利用できることが報告されている。   For example, in Patent Document 1, after carbon fiber reinforced plastic (CFRP) is crushed into a scaly shape, it is carbonized in a temperature range of 300 to 1000 ° C. in a substantially non-acidic atmosphere, or after carbonizing, and then into a scaly shape. It is reported that a carbon fiber lump is obtained by crushing, and the carbon fiber lump can be used as a reinforcing material when producing a carbon fiber reinforced thermoplastic (CFRTP) product, a carbon fiber reinforced cement (CFRC) molded body, or the like. Has been.

また、特許文献2では、窒素のような不活性ガスの存在下、テトラヒドロナフタレンのような水素供与性溶媒を用いて加硫ゴムを加熱分解することで、化学原料等として使用することができるような高純度の液状炭化水素、及び元の高次集合構造に近いためにゴム製品用補強材等として使用することができるような高レベルのカーボンブラックとを、効率よく簡便に製造する方法が開示されている。   Further, in Patent Document 2, it can be used as a chemical raw material or the like by thermally decomposing vulcanized rubber using a hydrogen donating solvent such as tetrahydronaphthalene in the presence of an inert gas such as nitrogen. And high-purity liquid hydrocarbons and high-level carbon black that can be used as a reinforcing material for rubber products because it is close to the original higher-order aggregate structure is disclosed. Has been.

一方、廃棄物材料材料の熱処理についても、様々な研究が進められており、例えば、特許文献3では、廃タイヤから油成分を抽出し、残った廃タイヤ乾留チャーを原料として活性炭を製造する方法が開示されている。   On the other hand, various researches have also been made on heat treatment of waste material materials. For example, in Patent Document 3, an oil component is extracted from waste tires, and activated carbon is produced using the remaining waste tire dry distillation char as a raw material. Is disclosed.

また、特許文献4では、廃ゴム等の熱分解又は接触分解によって、ディーゼル油及びカーボンブラックを製造する方法が報告されている。さらに、特許文献5では、材料を前記反応器中において熱分解温度まで加熱し、このようにして得られる熱分解ガスを前記反応器に連結した凝縮器中において凝縮する熱分解処理により、廃棄タイヤ又は類似の重合体材料からカーボンおよび炭化水素混合物を回収する方法が開示されている。   Patent Document 4 reports a method for producing diesel oil and carbon black by thermal decomposition or catalytic decomposition of waste rubber or the like. Further, in Patent Document 5, a waste tire is obtained by a pyrolysis process in which a material is heated in the reactor to a pyrolysis temperature and the pyrolysis gas thus obtained is condensed in a condenser connected to the reactor. Or a method for recovering a mixture of carbon and hydrocarbons from a similar polymeric material.

特開平7−118440号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-118440 特開平7−310076号公報JP 7-310076 A 特開平6−144819号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-144819 特開平11−504672号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-504672 特表2002−523552号公報Special table 2002-523552 gazette

しかしながら、本発明者らが検討したところ、特許文献1〜5に開示の廃棄物材料の熱分解処理では、熱分解反応の反応効率と、該熱分解反応により得られる炭化物の酸化防止効果とを十分に満足できるレベルにすることができず、依然として改良の余地があることが分かった。   However, when the present inventors examined, in the thermal decomposition treatment of the waste material disclosed in Patent Documents 1 to 5, the reaction efficiency of the thermal decomposition reaction and the antioxidant effect of the carbide obtained by the thermal decomposition reaction are obtained. It was found that the level could not be sufficiently satisfied and there was still room for improvement.

さらに、特許文献1〜5に開示の廃棄物材料の熱分解処理では、廃棄物材料の形状等の問題によって、効率的に熱分解炉を使用することができず、生産性が低くなるため、さらに生産性の高い炭化物の製造方法の開発が望まれていた。   Furthermore, in the thermal decomposition treatment of the waste material disclosed in Patent Documents 1 to 5, due to problems such as the shape of the waste material, it is not possible to efficiently use the thermal decomposition furnace, the productivity is reduced, In addition, development of a method for producing carbide with high productivity has been desired.

そこで、本発明の目的は、廃棄物材料の適正化を図ることで、品質が劣化せず、ゴム成分に配合した場合にゴムとの相互作用を十分に発現でき、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することが可能な炭化物を、従来の製造方法に比べて効率的に得ることができる炭化物の製造方法を提供することにある。   Therefore, the object of the present invention is to optimize the waste material so that the quality does not deteriorate and the interaction with the rubber can be fully expressed when blended with the rubber component. An object of the present invention is to provide a method for producing carbide capable of efficiently obtaining a carbide capable of exhibiting sufficient performance as a product as compared with a conventional production method.

本発明者らは、所定の廃棄物材料を熱分解させる工程を具える炭化物の製造方法について、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、前記所定の廃棄物材料に、ピーリングゴム及び/又はバフ粉を用いること、特に合計で25質量%以上含有させることで、熱分解反応の反応効率を向上させつつ、生成される炭化物の酸化を大幅に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive investigations for achieving the above object, a method for producing a carbide comprising a step of thermally decomposing a predetermined waste material, the present inventors have found that the predetermined waste material includes a peeling rubber and / or It was found that by using buff powder, in particular containing 25% by mass or more in total, the oxidation efficiency of the generated carbide can be significantly suppressed while improving the reaction efficiency of the thermal decomposition reaction, and the present invention has been completed. It was.

なお、本願における「炭化物」とは、有機物を含む物質を原料とし、この原料を加熱による熱分解反応によって原料中のガス体及び液体成分を放出した後に、生成されて残った固体を指し、灰分として無機物を含むこともある。   “Carbide” in the present application refers to a solid that is produced and left after a substance containing an organic substance is used as a raw material, and the raw material is released from a gas body and a liquid component by a thermal decomposition reaction by heating. It may contain an inorganic substance.

本発明は、このような知見に基づきなされたもので、その要旨は以下の通りである。
(1)所定の廃棄物材料を熱分解させる工程を具える炭化物の製造方法であって、前記所定の廃棄物材料が、ピーリングゴム及び/又はバフ粉を含むことを特徴とする炭化物の製造方法。
The present invention has been made based on such findings, and the gist thereof is as follows.
(1) A method for producing carbide comprising a step of thermally decomposing predetermined waste material, wherein the predetermined waste material contains peeling rubber and / or buff powder. .

(2)前記ピーリングゴム及び/又は前記バフ粉を、前記廃棄物材料中に合計で25質量%以上含むことを特徴とする上記(1)に記載の炭化物の製造方法。 (2) The method for producing carbide according to (1) above, wherein the waste rubber and / or the buff powder are contained in a total of 25% by mass or more in the waste material.

(3)前記廃棄物材料の熱分解は、廃棄物材料を熱分解炉内に収容し、加熱された無酸素ガスを該熱分解炉内へ連続的に供給し、前記廃棄物材料を該無酸素ガスと直接に接触させることにより熱分解し、熱分解ガスを発生させることを特徴とする上記(1)に記載の炭化物の製造方法。 (3) The pyrolysis of the waste material is performed by storing the waste material in a pyrolysis furnace, continuously supplying heated oxygen-free gas into the pyrolysis furnace, and supplying the waste material to the pyrolysis furnace. The method for producing carbide according to (1) above, wherein pyrolysis is generated by direct contact with oxygen gas to generate pyrolysis gas.

(4)さらに、熱交換器で前記無酸素ガスを加熱する工程と、前記熱分解ガスを冷却し、凝縮した油分を回収する工程と、前記油分を回収した後の残ガス中に含まれる粉塵を回収する工程と、前記廃棄物材料の熱分解後の熱分解炉内に残る炭化物を回収する工程とを具え、前記油分を前記熱分解炉内へ循環供給させることを特徴とする上記(1)に記載の炭化物の製造方法。 (4) Furthermore, the step of heating the oxygen-free gas with a heat exchanger, the step of cooling the pyrolysis gas and recovering the condensed oil, and the dust contained in the residual gas after recovering the oil And a step of recovering carbide remaining in the pyrolysis furnace after thermal decomposition of the waste material, and the oil component is circulated and supplied to the pyrolysis furnace (1) ).

本発明によれば、品質が劣化せず、ゴム成分に配合した場合にゴムとの相互作用を十分に発現でき、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することが可能な炭化物を、効率的に得ることができる炭化物の製造方法の提供が可能となった。   According to the present invention, a carbide that does not deteriorate in quality, can sufficiently exhibit interaction with rubber when blended with a rubber component, and can exhibit sufficient performance as a substitute for carbon black for rubber reinforcement. It is possible to provide a method for producing carbide that can be obtained efficiently.

本発明の製造方法を実施するのに好適な熱分解装置の一実施態様についての概略図である。It is the schematic about one embodiment of the thermal decomposition apparatus suitable for implementing the manufacturing method of this invention.

以下に、図を参照しながら、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明の実施に好適な廃棄物材料の熱分解装置の概略図である。図1に示す熱分解装置は、無酸素ガスを加熱するための熱交換器1と、内部に廃棄物材料5を収容する熱分解炉2及び該熱分解炉2を外部から加熱する外部加熱手段7を有し、該廃棄物材料5を前記熱交換器1で加熱した無酸素ガスと直接接触させることにより熱分解させて熱分解ガスを発生させるための分解装置6と、前記分解装置6で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するための油分回収装置11と、前記油分回収装置11で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして前記熱交換器1に供給するための循環路4と、前記熱分解炉2中に導入する無酸素ガスを生成するためのガス発生器3と、熱分解装置系内の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出器8とを備える。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a waste material pyrolysis apparatus suitable for the practice of the present invention. The pyrolysis apparatus shown in FIG. 1 includes a heat exchanger 1 for heating oxygen-free gas, a pyrolysis furnace 2 containing waste material 5 therein, and external heating means for heating the pyrolysis furnace 2 from the outside. A decomposition apparatus 6 for generating pyrolysis gas by thermally decomposing the waste material 5 by direct contact with the oxygen-free gas heated by the heat exchanger 1, The generated pyrolysis gas is cooled to recover the condensed oil component, and the residual gas after the oil component is recovered by the oil component recovery device 11 is returned to the heat exchanger 1 as an oxygen-free gas. A circulation path 4 for supplying, a gas generator 3 for generating oxygen-free gas introduced into the pyrolysis furnace 2, and an oxygen concentration detector 8 for detecting the oxygen concentration in the pyrolysis system. With.

本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法においては、熱交換器1で加熱した無酸素ガスを熱分解炉2に供給することで、熱分解炉2内の廃棄物材料5が熱分解される。ここで、無酸素ガスは、酸素及び酸化物以外のガス体であり、例えば、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスや、水素、メタン、プロパン等の可燃性ガス等が挙げられ、該無酸素ガスを使用することで、廃棄物材料5の熱分解後の熱分解炉2内に残る炭化物残渣の酸化を防止することができる。なお、本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法において、熱交換器1は、特に限定されるものではないが、スパイラル式熱交換器、プレート式熱交換器、渦巻き式熱交換器等の液−液式熱交換器や、空冷式熱交換器等を使用することができる。また、熱交換器1に無酸素ガスを供給するには、例えば、後述する循環路4を介して、油分回収装置11で油分を回収した後の残ガスを無酸素ガスとして熱交換器1に循環させる。   In the pyrolysis method used in the method for producing carbide according to the present invention, the oxygen-free gas heated by the heat exchanger 1 is supplied to the pyrolysis furnace 2 so that the waste material 5 in the pyrolysis furnace 2 is pyrolyzed. Is done. Here, the oxygen-free gas is a gas body other than oxygen and oxide, and examples thereof include inert gases such as nitrogen, argon and helium, and combustible gases such as hydrogen, methane and propane. By using oxygen gas, the oxidation of the carbide residue remaining in the pyrolysis furnace 2 after the pyrolysis of the waste material 5 can be prevented. In the pyrolysis method used in the carbide production method according to the present invention, the heat exchanger 1 is not particularly limited, but a spiral heat exchanger, a plate heat exchanger, a spiral heat exchanger, and the like. A liquid-liquid heat exchanger, an air-cooled heat exchanger, or the like can be used. Further, in order to supply the oxygen-free gas to the heat exchanger 1, for example, the residual gas after the oil content is recovered by the oil content recovery device 11 is supplied to the heat exchanger 1 as an oxygen-free gas via the circulation path 4 described later. Circulate.

本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法において、分解装置6は、内部に廃棄物材料5を収容する熱分解炉2及び該熱分解炉2を外部から加熱する外部加熱手段7を備える。ここで、廃棄物材料5を収容する熱分解炉2内に熱交換器1で加熱された無酸素ガスを導入し、該廃棄物材料5を該無酸素ガスと直接接触させ、熱分解ガスを発生させる。廃棄物材料2を無酸素ガスと直接に接触させることで、無酸素状態での熱分解が可能となる。熱分解炉2は、特に限定されるものではないが、通常の釜式熱分解炉、流動床式熱分解炉、キルン式熱分解炉等が使用される。また、廃棄物材料5は、主として有機系廃棄物を指し、具体的には、タイヤ廃棄物(例えば、スピュー、バフ粉、4〜32分割されたタイヤ、ピーリングゴム)、ゴムホース、チューブ、コンベアベルト等のゴム材料廃棄物や、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ナイロン等の樹脂材料廃棄物等が挙げられるが、本発明では、前記所定の廃棄物材料として、前記ピーリングゴム及び/又は前記バフ粉を合計で25質量%以上含有することを特徴とする。   In the pyrolysis method used in the method for producing carbide according to the present invention, the cracking device 6 includes a pyrolysis furnace 2 containing the waste material 5 therein and an external heating means 7 for heating the pyrolysis furnace 2 from the outside. . Here, the oxygen-free gas heated by the heat exchanger 1 is introduced into the pyrolysis furnace 2 containing the waste material 5, the waste material 5 is brought into direct contact with the oxygen-free gas, and the pyrolysis gas is supplied. generate. By bringing the waste material 2 into direct contact with oxygen-free gas, thermal decomposition in an oxygen-free state is possible. The pyrolysis furnace 2 is not particularly limited, but a normal kettle type pyrolysis furnace, fluidized bed type pyrolysis furnace, kiln type pyrolysis furnace or the like is used. Moreover, the waste material 5 mainly refers to organic waste, and specifically, tire waste (for example, spew, buff powder, 4-32 divided tires, peeling rubber), rubber hoses, tubes, conveyor belts. And the like, and resin material wastes such as polyethylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, and nylon. In the present invention, as the predetermined waste material, the peeling rubber and / or the buff It contains 25% by mass or more of the powder in total.

更に、分解装置6は、外部加熱手段7を備えることで、熱分解炉2内の廃棄物材料5を熱分解炉2の外側から間接的に加熱することができるため、無酸素ガスのガス流量を低減することが可能となる。これによって、熱分解炉2内から舞い上げられガス中に混入して該ガスと共に装置内を循環する固形ダスト分(廃棄物材料の微細浮遊物)の発生を抑え、窒素酸化物等の発生をも抑制することができる。外部加熱手段7は、特に限定されるものではないが、例えば、熱分解炉2を囲んで配設される外熱炉等が好ましい。また、外部加熱手段7に使用される熱媒体は、廃棄物材料5を熱分解炉2の外側から間接的に加熱するため、無酸素ガスに限定されず、種々の物質を利用することができる。   Furthermore, since the decomposition apparatus 6 includes the external heating means 7, the waste material 5 in the pyrolysis furnace 2 can be indirectly heated from the outside of the pyrolysis furnace 2. Can be reduced. This suppresses the generation of solid dust (fine suspended matter of waste material) that is swollen from the pyrolysis furnace 2 and mixed in the gas and circulates in the apparatus together with the gas, thereby reducing the generation of nitrogen oxides, etc. Can also be suppressed. The external heating means 7 is not particularly limited, but for example, an external heating furnace disposed around the pyrolysis furnace 2 is preferable. Moreover, since the heat medium used for the external heating means 7 indirectly heats the waste material 5 from the outside of the pyrolysis furnace 2, it is not limited to oxygen-free gas, and various substances can be used. .

本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法においては、分解装置6で発生した熱分解ガスを冷却して、凝縮した油分を回収するため、一つ又はそれ以上の油分回収装置11を備えるのが好ましい。図1に示すように、複数の油分回収装置11を利用すれば、分解装置6内で発生した熱分解ガスを、その沸点に応じて回収される油分に分けることができる。
詳細には、ガス流路の上流側にある第一の油分回収装置11aと、その下流側にある第二の油分回収装置11bは、同様な構成をとるが、第二の油分回収装置11bは、第一の油分回収装置11aが対象とする油分の沸点と比べて低い領域の沸点を有する油分を回収する。このように、複数の油分回収装置11を設置することで、組成が一定で品質の安定した油分を高い回収率で回収することができる。また、各油分回収装置11は、例えば、その下部で配管を通して回収タンク12に接続され、回収した油分を貯蔵することができる。更に、油分回収装置の下流側に凝縮装置等を設け、該凝縮装置内で凝縮される油分を回収することもできる。
In the thermal decomposition method used in the method for producing carbide according to the present invention, one or more oil content recovery devices 11 are provided for cooling the pyrolysis gas generated in the decomposition device 6 and recovering the condensed oil content. Is preferred. As shown in FIG. 1, if a plurality of oil component recovery devices 11 are used, the pyrolysis gas generated in the decomposition device 6 can be divided into oil components recovered according to the boiling point.
Specifically, the first oil recovery unit 11a on the upstream side of the gas flow path and the second oil recovery unit 11b on the downstream side have the same configuration, but the second oil recovery unit 11b The first oil component recovery device 11a recovers an oil component having a lower boiling point than the target oil component. In this way, by installing a plurality of oil component recovery devices 11, oil components having a constant composition and stable quality can be recovered with a high recovery rate. Moreover, each oil content collection | recovery apparatus 11 is connected to the collection | recovery tank 12 through piping, for example in the lower part, and can store the collect | recovered oil content. Furthermore, a condensing device or the like can be provided on the downstream side of the oil content recovery device, and the oil content condensed in the condensing device can be recovered.

本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法において、循環路4は、油分回収装置11で油分を回収した後の残ガスを、無酸素ガスとして前記熱交換器1に供給するため、例えば、油分回収装置11と熱交換器1とを配管で接続してなる。循環路4を通して熱交換器1に供給される残ガスは、熱交換器1へ直接供給することもできるが、熱風炉(図示せず)で加熱してから熱交換器1に供給してもよい。なお、図1では、第二の油分回収装置11bのみに循環路6が接続されているが、本発明においては、これに限定されず、第一の油分回収装置11aに循環路6を接続してもよい。また、本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法において、余剰のガスは、排風機13を介して排ガス処理装置14で処理された後、大気中に放出することができる。   In the thermal decomposition method used in the method for producing carbide according to the present invention, the circulation path 4 supplies the residual gas after the oil is recovered by the oil recovery device 11 to the heat exchanger 1 as an oxygen-free gas. The oil content recovery device 11 and the heat exchanger 1 are connected by piping. The residual gas supplied to the heat exchanger 1 through the circulation path 4 can be supplied directly to the heat exchanger 1, or even if heated in a hot stove (not shown) and then supplied to the heat exchanger 1. Good. In FIG. 1, the circulation path 6 is connected only to the second oil recovery unit 11b. However, the present invention is not limited to this, and the circulation path 6 is connected to the first oil recovery unit 11a. May be. Moreover, in the thermal decomposition method used in the method for producing carbide according to the present invention, surplus gas can be discharged into the atmosphere after being treated by the exhaust gas treatment device 14 via the exhaust fan 13.

本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法は、装置系内の酸素濃度を一定値以下に制御するため、熱分解炉3中に導入する不活性ガスを生成するためのガス発生器3と、熱分解装置系内の酸素濃度を検出するための酸素濃度検出器8とを備える。ここで、ガス発生器3と酸素濃度検出器8とを併用することで、熱分解装置系内の酸素濃度を監視し、その検出結果に応じて熱分解炉2中に不活性ガスを導入することが可能となり、熱分解後の熱分解炉2内に残る炭化物の酸化を抑制し、ゴム用配合物として好適な炭化物を回収することができる。
ここで、熱分解装置系内の酸素濃度と全酸性度との関係を説明する。回収炭化物の酸化の度合いを評価する指標として「全酸性度」があり、この値が大きいと、該炭化物の表面が酸化されていることを意味し、該炭化物はゴム用配合剤として適さないことを意味する。本発明者らが検討したところ、回収炭化物の全酸性度が0.1meq/g以下であれば、その回収炭化物を純カーボンブラック(100%カーボンブラック)に混合した場合、ゴム組成物の物性低下を5%以内に抑えることができ、回収した炭化物をゴム補強用充填剤として再利用することが可能であることが分かった。そして、図2に示す通り、全酸性度を0.1meq/g以下に抑えるためには、熱分解装置系内の酸素濃度を1.0容量%以下に制御することが好ましい。そこで、本発明による炭化物の製造方法に用いられる熱分解方法では、更に、酸素濃度検出器8によって検出された前記熱分解装置系内の酸素濃度に基づき、不活性ガスの流量制御手段9に信号が伝達され、この信号によりガス発生器3が稼動して不活性ガスを発生させ、この不活性ガスは前記信号により開度が変更される流量制御手段9を経て熱分解装置系内に導入される。
In the pyrolysis method used in the method for producing carbide according to the present invention, the gas generator 3 for generating an inert gas to be introduced into the pyrolysis furnace 3 is used to control the oxygen concentration in the apparatus system to a certain value or less. And an oxygen concentration detector 8 for detecting the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus system. Here, by using the gas generator 3 and the oxygen concentration detector 8 together, the oxygen concentration in the pyrolysis apparatus system is monitored, and an inert gas is introduced into the pyrolysis furnace 2 according to the detection result. It becomes possible to suppress oxidation of carbides remaining in the pyrolysis furnace 2 after pyrolysis, and to recover carbides suitable as a rubber compound.
Here, the relationship between the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus system and the total acidity will be described. There is “total acidity” as an index for evaluating the degree of oxidation of the recovered carbide. If this value is large, it means that the surface of the carbide is oxidized, and the carbide is not suitable as a compounding agent for rubber. Means. As a result of investigations by the present inventors, when the total acidity of the recovered carbide is 0.1 meq / g or less, the physical properties of the rubber composition are reduced when the recovered carbide is mixed with pure carbon black (100% carbon black). It was found that it was possible to keep it within 5%, and that the recovered carbide could be reused as a rubber reinforcing filler. And as shown in FIG. 2, in order to suppress total acidity to 0.1 meq / g or less, it is preferable to control the oxygen concentration in a thermal decomposition apparatus system to 1.0 volume% or less. Therefore, in the thermal decomposition method used in the method for producing carbide according to the present invention, a signal is further sent to the inert gas flow rate control means 9 based on the oxygen concentration in the thermal decomposition system detected by the oxygen concentration detector 8. The gas generator 3 is activated by this signal to generate an inert gas, and this inert gas is introduced into the thermal decomposition system through the flow rate control means 9 whose opening degree is changed by the signal. The

なお、上記全酸性度の測定方法は、次のとおりである。まず、カーボンブラック1gを精秤し、これを平底フラスコに移して0.002NのNaOH水溶液50mlを加え、超音波で分散させる。その後、該平底フラスコに冷却管を付け、還流させながら2時間煮沸する。該分散液を冷却し、定溶した後、その一部を0.002NのNaOH水溶液で滴定し、反応せずに残ったNaOHの残量からカーボンブラック1gにつき中和反応に使用されたNaOH量を求める。単位は、単位質量当たりのミリ当量(meq/g)で表される。   In addition, the measuring method of the said total acidity is as follows. First, 1 g of carbon black is precisely weighed, transferred to a flat bottom flask, added with 50 ml of 0.002N NaOH aqueous solution, and dispersed with ultrasonic waves. Then, a condenser tube is attached to the flat bottom flask and boiled for 2 hours while refluxing. The dispersion was cooled and solubilized, and a portion thereof was titrated with 0.002N NaOH aqueous solution, and the amount of NaOH used in the neutralization reaction per 1 g of carbon black was determined from the remaining amount of NaOH left unreacted. Ask. The unit is expressed in milliequivalents (meq / g) per unit mass.

上記酸素濃度検出器8があらかじめ設定された基準値を超えた酸素濃度を検出した場合には、この検出結果に連動して不活性ガスを供給するためのガス発生器7が作動し、同時に流量制御手段13の開度を調節させて不活性ガスが循環路6内に導入される。この不活性ガスの導入により、酸素濃度検出器8で検出される酸素濃度は低下され、熱分解装置系内の酸素濃度は基準値以下に制御することができる。具体的には、酸素濃度検出器8によって検出される熱分解装置系内の酸素濃度が1.0容量%を超えたところでガス発生器9が作動し、同時に流量制御手段13を介して循環路6内に不活性ガスが供給され、熱分解装置系内の酸素濃度は低下される。次いで、循環路6内の酸素濃度が0.2容量%まで低下したところで各装置(ガス発生器7及び流量制御手段13)に対して停止信号が出され、不活性ガスの供給は停止される。これにより、熱分解装置系内の酸素濃度を基準値以下に制御することができる。なお、熱分解炉3内に不活性ガスを供給する場合、酸素濃度を0容量%まで低減させることが理想的であるが、不活性ガスを供給するコストの面から、熱分解装置系内の酸素濃度が0.2容量%まで低下したところで、熱分解炉3への不活性ガスの供給を停止するのが好ましい。なお、酸素濃度検出器8としては、例えば、固体電解質ジルコニアベースの酸素濃度セルを用いたジルコニア式酸素センサー等が用いられる。また、ガス発生器7としては、例えば、P.S.A(Pressure Swing Adsorption)方式を用いた窒素ガス発生器等が用いられる。   When the oxygen concentration detector 8 detects an oxygen concentration exceeding a preset reference value, the gas generator 7 for supplying an inert gas operates in conjunction with the detection result, and at the same time the flow rate Inert gas is introduced into the circulation path 6 by adjusting the opening of the control means 13. By introducing the inert gas, the oxygen concentration detected by the oxygen concentration detector 8 is lowered, and the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus system can be controlled to a reference value or less. Specifically, the gas generator 9 operates when the oxygen concentration in the thermal decomposition system detected by the oxygen concentration detector 8 exceeds 1.0 vol%, and at the same time, in the circulation path 6 via the flow rate control means 13. An inert gas is supplied to the gas, and the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus system is lowered. Next, when the oxygen concentration in the circulation path 6 is reduced to 0.2% by volume, a stop signal is issued to each device (the gas generator 7 and the flow rate control means 13), and the supply of the inert gas is stopped. Thereby, the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus system can be controlled to a reference value or less. When supplying an inert gas into the pyrolysis furnace 3, it is ideal to reduce the oxygen concentration to 0% by volume. However, from the viewpoint of the cost of supplying the inert gas, When the oxygen concentration is lowered to 0.2% by volume, it is preferable to stop the supply of the inert gas to the pyrolysis furnace 3. As the oxygen concentration detector 8, for example, a zirconia oxygen sensor using a solid electrolyte zirconia-based oxygen concentration cell is used. As the gas generator 7, for example, P.I. S. A nitrogen gas generator using the A (Pressure Swing Adsorption) method is used.

また、本発明による炭化物の製造方法では、ピーリングゴム及び/又はバフ粉を、前記廃棄物材料5中に、合計で25質量%以上含有することが好ましい。前記ピーリングゴム及びバフ粉は、従来の炭化物の製造に用いられる廃棄物材料に比べて、粒子の体積が小さいため、熱分解に要する時間が短くなるという利点があり、加熱ガスとの接触時間を小さくできるため、生成した炭化物の酸化機会を減少させることができ、炭化物の全酸性度をさらに低下させ、カーボンブラックのもつ性能にさらに近い特性を得ることができる。また、前記廃棄物材料5中のピーリングゴム及び/又はバフ粉の含有量を合計で25%以上としたのは、25%未満の場合、熱分解に要する時間の短縮化及び熱分解炉2の炉内充填率の向上が望めず、本願発明の効果を十分に発揮できないためである。特に、前記廃棄物材料5中の全量がピーリングゴム及び/又はバフ粉という場合には、廃棄物材料5中にゴム以外の成分は含有されていないので、従来のような生成炭化物からの金属成分等との分離工程を省略することができ、作業効率の大幅な工場を図れるというメリットがある。   In the method for producing carbide according to the present invention, it is preferable that a total of 25 mass% or more of peeling rubber and / or buff powder is contained in the waste material 5. The peeling rubber and buff powder have the advantage that the time required for thermal decomposition is shortened because the volume of the particles is small compared to the waste material used in the production of conventional carbides. Since it can be made smaller, the oxidation opportunity of the generated carbide can be reduced, the total acidity of the carbide can be further reduced, and characteristics closer to the performance of carbon black can be obtained. Further, the total content of peeling rubber and / or buff powder in the waste material 5 is 25% or more. When the content is less than 25%, the time required for thermal decomposition is shortened and the pyrolysis furnace 2 This is because an improvement in the filling rate in the furnace cannot be expected and the effects of the present invention cannot be fully exhibited. In particular, when the total amount in the waste material 5 is peeling rubber and / or buff powder, no component other than rubber is contained in the waste material 5, so that the metal component from the conventional generated carbide is not included. There is an advantage that a separation process with the above can be omitted, and a factory with a large work efficiency can be achieved.

なお、前記ピーリングゴムとは、タイヤトレッド部から削ぎ取ったトレッドからなるくずゴムの一種をいう。米国再生ゴム協会の標準規格によれば、No.1ピーリング:布のついていないもの、No.2ピーリング:カーカスの布が丸々1プライ以上ついていないもの、No.3ピーリング:トレッドの一部分が欠如していること以外はNo.2ピーリングと同程度のもの等である。   In addition, the said peeling rubber means a kind of waste rubber which consists of a tread scraped off from the tire tread part. According to the standards of the American Recycled Rubber Association, No.1 peeling: No cloth, No.2 peeling: Carcass cloth with no more than one ply, No.3 peeling: Part of tread is missing Other than that, it is the same as No. 2 peeling.

また、前記バフ粉とは、高速で回転する研削砥石又はこれと同等のものによって擦りおろして得られるゴム粉末のことをいう。配合剤又は打ち粉として使用するために製造されるものと、加工中の副産物として得られるものとがある。本発明では、主に後者のバフ粉を対象とし、特に、タイヤ更生の際に得られるトレッド粉末が対象となる。   The buff powder refers to rubber powder obtained by rubbing with a grinding wheel rotating at high speed or an equivalent thereof. Some are manufactured for use as compounding agents or dusting powders, while others are obtained as by-products during processing. In the present invention, the latter buff powder is mainly targeted, and in particular, tread powder obtained at the time of tire rehabilitation is targeted.

ここで、前記ピーリングゴム及び前記バフ粉は、いずれも、トレッド部を再度張り付けて加硫される更生タイヤ製造時にトレッド部から削ぎ取るか又は擦りおろしたゴムである。タイヤ構成部材の側面であるカーカス部材を用いる場合では、回収炭化物配合時に十分な硬度を維持することができず、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することができないおそれがあるからである。   Here, both the peeling rubber and the buff powder are rubbers scraped off or rubbed off from the tread portion during the manufacture of a retread tire that is vulcanized with the tread portion pasted again. In the case of using a carcass member that is a side surface of a tire constituent member, sufficient hardness cannot be maintained when the recovered carbide is blended, and sufficient performance as a substitute for rubber reinforcing carbon black may not be exhibited. Because.

さらに、前記ピーリングゴム及び前記バフ粉中の前記カーボンブラックの含有量が、合計で25質量%以上であることがより好ましい。25質量%未満の場合、前記カーボンブラックの含有量が少なすぎるため、十分な硬度を維持することができず、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することができない恐れがあるからである。   Furthermore, the carbon black content in the peeling rubber and the buff powder is more preferably 25% by mass or more in total. If the amount is less than 25% by mass, the carbon black content is too low, so that sufficient hardness cannot be maintained and sufficient performance as a substitute for carbon black for rubber reinforcement may not be exhibited. Because.

ここで、本発明では、前記熱分解炉2内に導入される無酸素ガスのガス流量を0.0015m3/s[ntp]〜0.0095m3/s[ntp]の範囲内に制御することが好ましい。これは、熱分解後の熱分解炉2内に残る炭化物の酸化を抑制し、ゴム用配合物として好適な炭化物を回収するために好適であるからである。 In the present invention, it is preferable to control the gas flow rate of oxygen-free gas to be introduced into the pyrolysis furnace 2 in the range of 0.0015m 3 /s[ntp]~0.0095m 3 / s [ntp ] . This is because it is suitable for suppressing the oxidation of the carbide remaining in the pyrolysis furnace 2 after the thermal decomposition and recovering a carbide suitable as a rubber compound.

また、この廃棄物材料5と無酸素ガスとから熱分解ガスを発生させる工程においては、熱分解時の温度を300〜600℃に制御するのが好ましい。熱分解時の温度が上記特定した範囲内にあれば、廃棄物材料が溶融工程を経ずに、安定で且つ連続的な熱分解を行うことができる。もし、廃棄物材料を溶融した場合には、無酸素ガスとの接触機会が溶融物表面に限定されるため、熱分解速度が低下する。該熱分解時の温度が300℃未満では、熱分解反応が十分に進行せず、これによって、分解されるべき成分が完全に除去されない炭化物を生成するおそれがあるので好ましくなく、一方、600℃を超えると、上述の溶融現象の発生の可能性があり、また、生成した炭化物とガス中に含まれ得る成分(例えば、酸化物)との間で望ましくない改質反応や賦活反応が起こり、炭化物中の全酸性度を上昇させたり、又は多孔性でゴムへの補強効果に悪影響を及ぼし得る炭化物を生成するおそれがある。ここで、熱分解時の温度を制御するには、熱交換器1内で加熱される無酸素ガスや、熱分解炉4を外部から加熱する外部加熱手段7等を利用すればよい。   In the step of generating pyrolysis gas from the waste material 5 and oxygen-free gas, the temperature during pyrolysis is preferably controlled to 300 to 600 ° C. If the temperature at the time of thermal decomposition is within the above specified range, the waste material can be subjected to stable and continuous thermal decomposition without undergoing a melting step. If the waste material is melted, the rate of contact with the oxygen-free gas is limited to the melt surface, so the thermal decomposition rate is reduced. If the temperature during the pyrolysis is less than 300 ° C., the pyrolysis reaction does not proceed sufficiently, and this is not preferable because there is a possibility of generating a carbide in which the components to be decomposed are not completely removed. Exceeding the above, there is a possibility of occurrence of the above-described melting phenomenon, and an undesirable reforming reaction or activation reaction occurs between the generated carbide and a component (for example, oxide) that can be contained in the gas, There is a possibility that the total acidity in the carbide is increased, or a carbide which is porous and may adversely affect the reinforcing effect on the rubber may be generated. Here, in order to control the temperature at the time of thermal decomposition, oxygen-free gas heated in the heat exchanger 1 or external heating means 7 for heating the thermal decomposition furnace 4 from the outside may be used.

さらに、本発明による炭化物の製造方法は、さらに、熱交換器で前記無酸素ガスを加熱する工程と、前記熱分解ガスを冷却し、凝縮した油分を回収する工程と、前記油分を回収した後の残ガス中に含まれる粉塵を回収する工程と、前記粉塵を回収した後の残ガスを清浄化する工程と、前記廃棄物材料の熱分解後の熱分解炉内に残る炭化物を回収する工程とを具え、前記油分を前記熱分解炉内へ循環供給させることが好ましい。上記油分回収手段11によって回収された油分を熱分解炉2へ循環供給することで、前記油分が触媒として役目を果たす結果、さらに熱分解効率を向上させることができるからである。   Furthermore, the method for producing carbide according to the present invention further includes a step of heating the oxygen-free gas with a heat exchanger, a step of cooling the pyrolysis gas, and recovering the condensed oil, and after recovering the oil Recovering dust contained in the residual gas, cleaning the residual gas after recovering the dust, and recovering carbide remaining in the pyrolysis furnace after thermal decomposition of the waste material It is preferable to circulate and supply the oil component into the pyrolysis furnace. This is because the oil content recovered by the oil content recovery means 11 is circulated and supplied to the thermal cracking furnace 2 so that the oil content serves as a catalyst, and as a result, the thermal decomposition efficiency can be further improved.

本発明においては、図示しないが、ガス流量を制御するため、ガス流量を測定するための流量計、その開度でガス流量を調整するためのバルブ、ガス流量を一定に保つための送風機(図示せず)等を設置することができる。また、前記炭化物の製造装置は、装置内の酸素濃度を1容量%以下に制御することが好ましい。該製造装置内の酸素濃度が1容量%以下であれば、熱分解後の熱分解炉内に残る炭化物の酸化をより確実に抑制でき、品質が劣化せず、ゴム成分に配合してもゴム特性を十分に維持できる炭化物をより確実に得ることができる。なお、製造装置内の酸素濃度は、例えば、固体電解質ジルコニアベースの酸素濃淡セルを用いるジルコニア式酸素センサー等により測定できる。   In the present invention, although not shown, in order to control the gas flow rate, a flow meter for measuring the gas flow rate, a valve for adjusting the gas flow rate at the opening degree, and a blower for keeping the gas flow rate constant (FIG. (Not shown) can be installed. In the carbide production apparatus, the oxygen concentration in the apparatus is preferably controlled to 1% by volume or less. If the oxygen concentration in the production apparatus is 1% by volume or less, oxidation of carbides remaining in the pyrolysis furnace after pyrolysis can be more reliably suppressed, quality does not deteriorate, and even if blended with a rubber component, rubber Carbide that can sufficiently maintain the characteristics can be obtained more reliably. The oxygen concentration in the production apparatus can be measured by, for example, a zirconia oxygen sensor using a solid electrolyte zirconia-based oxygen concentration cell.

上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。   The above description is merely an example of the embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.

(実施例1)
図1に示す熱分解装置を用いて、更生用トラック用タイヤを材料として熱分解により炭化物を回収した。なお、熱分解装置は、図1に示すように、熱交換器1、熱分解炉2、ガス発生器3、循環路4、廃棄物材料5、外部加熱手段7、酸素濃度検出器8、不活性ガス流量制御手段9、第一の油分回収装置11a、第二の油分回収装置11b、回収タンク12、排風機13及び排ガス処理装置14を備える。
詳細には、熱分解炉2(容量0.5 m3)内に更生用トラック用タイヤトレッド部の削りゴム(ピーリングゴム)(廃棄物材料5)を約15kg投入し、熱分解炉2内を窒素ガスで置換した後、熱分解装置系内の窒素ガスを循環させながら熱交換器1によりガス温度を約500℃まで上昇させて、この温度を保持した。なお、熱分解炉2内に導入される窒素ガスのガス流量は0.005m3/s[ntp]に設定され、0.0045m3/s[ntp]〜0.0055m3/s[ntp]の範囲に制御し、熱分解装置系内での酸素濃度は1容量%以下の範囲に制御された。ここで、熱分解装置内の酸素濃度の測定には、ジルコニア式酸素センサー等を用いた。
熱交換器1による加熱を開始してから30分で、熱分解ガスが油分回収装置11aに溜出し始め、熱交換器1による加熱の開始から約2時間後に溜出が止まった。溜出の停止は熱分解反応が完了したことを示し、熱交換器1を止めて約12時間放置冷却した。その後、熱分解炉2から炭化物を取り出した。
該炭化物中には、タイヤ材料であるスチールコード等が含まれるため、余分なタイヤ材料をマグネットセパレーターで除去した。余分なタイヤ材料が除去された炭化物をハンマー式の粉砕機で粒径が1mm以下の細粉に粉砕し、この粉砕物を、回転羽を有する風力分級機により分級することにより、粒径が50μm以上の粗粉を除去し、ゴム配合用微細炭化物を回収した。
次に、回収したゴム配合用微細炭化物に対して、全酸性度を上記の方法により測定したところ、0.0918 meq/gであった。
Example 1
Using the thermal decomposition apparatus shown in FIG. 1, carbides were recovered by thermal decomposition using a retreading truck tire as a material. As shown in FIG. 1, the pyrolysis apparatus includes a heat exchanger 1, a pyrolysis furnace 2, a gas generator 3, a circulation path 4, a waste material 5, an external heating means 7, an oxygen concentration detector 8, An active gas flow rate control means 9, a first oil content recovery device 11a, a second oil content recovery device 11b, a recovery tank 12, an exhaust fan 13 and an exhaust gas treatment device 14 are provided.
Specifically, about 15 kg of scraping rubber (peeling rubber) (waste material 5) of the tire tread for rehabilitation trucks is put into the pyrolysis furnace 2 (with a capacity of 0.5 m 3 ), and nitrogen gas is put into the pyrolysis furnace 2 After the replacement, the gas temperature was raised to about 500 ° C. by the heat exchanger 1 while circulating the nitrogen gas in the thermal decomposition apparatus system, and this temperature was maintained. The gas flow rate of nitrogen gas introduced into the pyrolysis furnace 2 is set to 0.005m 3 / s [ntp], controlled in the range of 0.0045m 3 /s[ntp]~0.0055m 3 / s [ntp ] However, the oxygen concentration in the pyrolyzer system was controlled within a range of 1% by volume or less. Here, a zirconia oxygen sensor or the like was used for measuring the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus.
30 minutes after the start of heating by the heat exchanger 1, the pyrolysis gas started to be accumulated in the oil recovery unit 11a, and the distillation stopped about 2 hours after the start of the heating by the heat exchanger 1. Stopping the distillation showed that the thermal decomposition reaction was completed, and the heat exchanger 1 was stopped and the system was left to cool for about 12 hours. Thereafter, the carbide was taken out from the pyrolysis furnace 2.
Since the carbide includes a steel cord as a tire material, excess tire material was removed with a magnetic separator. Carbide from which excess tire material has been removed is pulverized into fine powder with a particle size of 1 mm or less with a hammer-type pulverizer, and this pulverized product is classified with an air classifier having rotating blades, resulting in a particle size of 50 μm. The above coarse powder was removed, and fine carbide for rubber compounding was recovered.
Next, when the total acidity of the recovered fine carbide for rubber compounding was measured by the above method, it was 0.0918 meq / g.

(実施例2)
図1に示す熱分解装置を用いて、更生用トラック用タイヤを材料として熱分解により炭化物を回収した。なお、熱分解装置は、図1に示すように、熱交換器1、熱分解炉2、ガス発生器3、循環路4、廃棄物材料5、外部加熱手段7、酸素濃度検出器8、不活性ガス流量制御手段9、第一の油分回収装置11a、第二の油分回収装置11b、回収タンク12、排風機13及び排ガス処理装置14を備える。
詳細には、熱分解炉2(容量0.5 m3)内に更生用トラック用タイヤトレッド部の擦りおろしたゴム粉末(バフ粉)(廃棄物材料5)を約15kg投入し、熱分解炉2内を窒素ガスで置換した後、熱分解装置系内の窒素ガスを循環させながら熱交換器1によりガス温度を約500℃まで上昇させて、この温度を保持した。なお、熱分解炉2内に導入される窒素ガスのガス流量は0.005 m3/s[ntp]に設定され、0.0045 m3/s[ntp]〜0.0055 m3/s[ntp]の範囲に制御し、熱分解装置系内での酸素濃度は1容量%以下の範囲に制御された。ここで、熱分解装置内の酸素濃度の測定には、ジルコニア式酸素センサー等を用いた。
熱交換器1による加熱を開始してから40分で、熱分解ガスが油分回収装置11aに溜出し始め、熱交換器1による加熱の開始から約2時間後に溜出が止まった。溜出の停止は熱分解反応が完了したことを示し、熱交換器1を止めて約12時間放置冷却した。その後、熱分解炉2から炭化物を取り出した。
該炭化物中には、タイヤ材料であるスチールコード等が含まれるため、余分なタイヤ材料をマグネットセパレーターで除去した。余分なタイヤ材料が除去された炭化物をハンマー式の粉砕機で粒径が1mm以下の細粉に粉砕し、この粉砕物を、回転羽を有する風力分級機により分級することにより、粒径が50μm以上の粗粉を除去し、ゴム配合用微細炭化物を回収した。
次に、回収したゴム配合用微細炭化物に対して、全酸性度を上記の方法により測定したところ、0.0934 meq/gであった。
(Example 2)
Using the thermal decomposition apparatus shown in FIG. 1, carbides were recovered by thermal decomposition using a retreading truck tire as a material. As shown in FIG. 1, the pyrolysis apparatus includes a heat exchanger 1, a pyrolysis furnace 2, a gas generator 3, a circulation path 4, a waste material 5, an external heating means 7, an oxygen concentration detector 8, An active gas flow rate control means 9, a first oil content recovery device 11a, a second oil content recovery device 11b, a recovery tank 12, an exhaust fan 13 and an exhaust gas treatment device 14 are provided.
Specifically, about 15 kg of rubber powder (buff powder) (waste material 5) rubbed off from the tire tread for rehabilitation trucks is put into the pyrolysis furnace 2 (with a capacity of 0.5 m 3 ). After the gas was replaced with nitrogen gas, the gas temperature was raised to about 500 ° C. by the heat exchanger 1 while circulating the nitrogen gas in the thermal decomposition apparatus system, and this temperature was maintained. The gas flow rate of nitrogen gas introduced into the pyrolysis furnace 2 is set to 0.005 m 3 / s [ntp] , controlled in the range of 0.0045 m 3 /s[ntp]~0.0055 m 3 / s [ntp] However, the oxygen concentration in the pyrolyzer system was controlled within a range of 1% by volume or less. Here, a zirconia oxygen sensor or the like was used for measuring the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus.
Forty minutes after the start of heating by the heat exchanger 1, the pyrolysis gas started to be accumulated in the oil recovery device 11a, and the distillation stopped about 2 hours after the start of the heating by the heat exchanger 1. Stopping the distillation showed that the thermal decomposition reaction was completed, and the heat exchanger 1 was stopped and the system was left to cool for about 12 hours. Thereafter, the carbide was taken out from the pyrolysis furnace 2.
Since the carbide includes a steel cord as a tire material, excess tire material was removed with a magnetic separator. Carbide from which excess tire material has been removed is pulverized into fine powder with a particle size of 1 mm or less with a hammer-type pulverizer, and this pulverized product is classified with an air classifier having rotating blades, resulting in a particle size of 50 μm. The above coarse powder was removed, and fine carbide for rubber compounding was recovered.
Next, the total acidity of the collected fine carbide for rubber compounding was measured by the above method and found to be 0.0934 meq / g.

(実施例3)
図1に示す熱分解装置を用いて、更生用トラック用タイヤを材料として熱分解により炭化物を回収した。なお、熱分解装置は、図1に示すように、熱交換器1、熱分解炉2、ガス発生器3、循環路4、廃棄物材料5、外部加熱手段7、酸素濃度検出器8、不活性ガス流量制御手段9、第一の油分回収装置11a、第二の油分回収装置11b、回収タンク12、排風機13及び排ガス処理装置14を備える。
詳細には、熱分解炉2(容量0.5 m3)内に更生用トラック用タイヤトレッド部の削りゴム(ピーリングゴム)及び擦りおろしたゴム粉末(バフ粉)(廃棄物材料5)をそれぞれ約8kg投入し、熱分解炉2内を窒素ガスで置換した後、熱分解装置系内の窒素ガスを循環させながら熱交換器1によりガス温度を約500℃まで上昇させて、この温度を保持した。なお、熱分解炉2内に導入される窒素ガスのガス流量は0.005 m3/s[ntp]に設定され、0.0045 m3/s[ntp]〜0.0055 m3/s[ntp]の範囲に制御し、熱分解装置系内での酸素濃度は1容量%以下の範囲に制御された。ここで、熱分解装置内の酸素濃度の測定には、ジルコニア式酸素センサー等を用いた。
熱交換器1による加熱を開始してから40分で、熱分解ガスが油分回収装置11aに溜出し始め、熱交換器1による加熱の開始から約2時間後に溜出が止まった。溜出の停止は熱分解反応が完了したことを示し、熱交換器1を止めて約12時間放置冷却した。その後、熱分解炉2から炭化物を取り出した。
該炭化物中には、タイヤ材料であるスチールコード等が含まれるため、余分なタイヤ材料をマグネットセパレーターで除去した。余分なタイヤ材料が除去された炭化物をハンマー式の粉砕機で粒径が1mm以下の細粉に粉砕し、この粉砕物を、回転羽を有する風力分級機により分級することにより、粒径が50μm以上の粗粉を除去し、ゴム配合用微細炭化物を回収した。
次に、回収したゴム配合用微細炭化物に対して、全酸性度を上記の方法により測定したところ、0.0918 meq/gであった。
(Example 3)
Using the thermal decomposition apparatus shown in FIG. 1, carbides were recovered by thermal decomposition using a retreading truck tire as a material. As shown in FIG. 1, the pyrolysis apparatus includes a heat exchanger 1, a pyrolysis furnace 2, a gas generator 3, a circulation path 4, a waste material 5, an external heating means 7, an oxygen concentration detector 8, An active gas flow rate control means 9, a first oil content recovery device 11a, a second oil content recovery device 11b, a recovery tank 12, an exhaust fan 13 and an exhaust gas treatment device 14 are provided.
Specifically, about 8 kg each of scraping rubber (peeling rubber) and rubbed rubber powder (buffing powder) (waste material 5) in the tire tread portion for rehabilitation trucks in the pyrolysis furnace 2 (capacity 0.5 m 3 ) Then, after the inside of the pyrolysis furnace 2 was replaced with nitrogen gas, the gas temperature was raised to about 500 ° C. by the heat exchanger 1 while circulating the nitrogen gas in the pyrolysis apparatus system, and this temperature was maintained. The gas flow rate of nitrogen gas introduced into the pyrolysis furnace 2 is set to 0.005 m 3 / s [ntp] , controlled in the range of 0.0045 m 3 /s[ntp]~0.0055 m 3 / s [ntp] However, the oxygen concentration in the pyrolyzer system was controlled within a range of 1% by volume or less. Here, a zirconia oxygen sensor or the like was used for measuring the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus.
Forty minutes after the start of heating by the heat exchanger 1, the pyrolysis gas started to be accumulated in the oil recovery device 11a, and the distillation stopped about 2 hours after the start of the heating by the heat exchanger 1. Stopping the distillation showed that the thermal decomposition reaction was completed, and the heat exchanger 1 was stopped and the system was left to cool for about 12 hours. Thereafter, the carbide was taken out from the pyrolysis furnace 2.
Since the carbide includes a steel cord as a tire material, excess tire material was removed with a magnetic separator. Carbide from which excess tire material has been removed is pulverized into fine powder with a particle size of 1 mm or less with a hammer-type pulverizer, and this pulverized product is classified with an air classifier having rotating blades, resulting in a particle size of 50 μm. The above coarse powder was removed, and fine carbide for rubber compounding was recovered.
Next, when the total acidity of the recovered fine carbide for rubber compounding was measured by the above method, it was 0.0918 meq / g.

(比較例)
図1に示す熱分解装置を用いて、廃トラック用タイヤを材料として熱分解により炭化物を回収した。なお、熱分解装置は、図1に示すように、熱交換器1、熱分解炉2、ガス発生器3、循環路4、廃棄物材料5、外部加熱手段7、酸素濃度検出器8、不活性ガス流量制御手段9、第一の油分回収装置11a、第二の油分回収装置11b、回収タンク12、排風機13及び排ガス処理装置14を備える。
詳細には、熱分解炉2(容量0.5 m3)内に廃トラック用タイヤの32分割裁断品(廃棄物材料5)を約15kg投入し、熱分解炉2内を窒素ガスで置換した後、熱分解装置系内の窒素ガスを循環させながら熱交換器1によりガス温度を約500℃まで上昇させて、この温度を保持した。なお、熱分解炉2内に導入される窒素ガスのガス流量は0.005 m3/s[ntp]に設定され、0.0045 m3/s[ntp]〜0.0055 m3/s[ntp]の範囲に制御し、熱分解装置系内での酸素濃度は1容量%以下の範囲に制御された。ここで、熱分解装置内の酸素濃度の測定には、ジルコニア式酸素センサー等を用いた。
熱交換器1による加熱を開始してから40分で、熱分解ガスが油分回収装置11aに溜出し始め、熱交換器1による加熱の開始から約2時間後に溜出が止まった。溜出の停止は熱分解反応が完了したことを示し、熱交換器1を止めて約12時間放置冷却した。その後、熱分解炉2から炭化物を取り出した。該炭化物中には、タイヤ材料であるスチールコード等が含まれるため、余分なタイヤ材料をマグネットセパレーターで除去した。余分なタイヤ材料が除去された炭化物をハンマー式の粉砕機で粒径が1mm以下の細粉に粉砕し、この粉砕物を、回転羽を有する風力分級機により分級することにより、粒径が50μm以上の粗粉を除去し、ゴム配合用微細炭化物を回収した。
次に、回収したゴム配合用微細炭化物に対して、全酸性度を上記の方法により測定したところ、0.0989 meq/gであった。
(Comparative example)
Using the pyrolysis apparatus shown in FIG. 1, carbides were recovered by pyrolysis using a waste truck tire as a material. As shown in FIG. 1, the pyrolysis apparatus includes a heat exchanger 1, a pyrolysis furnace 2, a gas generator 3, a circulation path 4, a waste material 5, an external heating means 7, an oxygen concentration detector 8, An active gas flow rate control means 9, a first oil content recovery device 11a, a second oil content recovery device 11b, a recovery tank 12, an exhaust fan 13 and an exhaust gas treatment device 14 are provided.
Specifically, after putting about 15 kg of 32 truck cut waste products (waste material 5) into the pyrolysis furnace 2 (capacity 0.5 m 3 ) and replacing the pyrolysis furnace 2 with nitrogen gas, While circulating the nitrogen gas in the thermal decomposition apparatus system, the gas temperature was raised to about 500 ° C. by the heat exchanger 1, and this temperature was maintained. The gas flow rate of nitrogen gas introduced into the pyrolysis furnace 2 is set to 0.005 m 3 / s [ntp] , controlled in the range of 0.0045 m 3 /s[ntp]~0.0055 m 3 / s [ntp] However, the oxygen concentration in the pyrolyzer system was controlled within a range of 1% by volume or less. Here, a zirconia oxygen sensor or the like was used for measuring the oxygen concentration in the thermal decomposition apparatus.
Forty minutes after the start of heating by the heat exchanger 1, the pyrolysis gas started to be accumulated in the oil recovery device 11a, and the distillation stopped about 2 hours after the start of the heating by the heat exchanger 1. Stopping the distillation showed that the thermal decomposition reaction was completed, and the heat exchanger 1 was stopped and the system was left to cool for about 12 hours. Thereafter, the carbide was taken out from the pyrolysis furnace 2. Since the carbide includes a steel cord as a tire material, excess tire material was removed with a magnetic separator. Carbide from which excess tire material has been removed is pulverized into fine powder with a particle size of 1 mm or less with a hammer-type pulverizer, and this pulverized product is classified with an air classifier having rotating blades, resulting in a particle size of 50 μm. The above coarse powder was removed, and fine carbide for rubber compounding was recovered.
Next, the total acidity of the collected fine carbide for rubber compounding was measured by the above method and found to be 0.0989 meq / g.

上述の結果から明らかなように、熱分解を受ける廃タイヤの材料として少なくともトラック用タイヤトレッド部の削りゴム(ピーリングゴム)及び/又は擦りおろしたゴム粉末(バフ粉)を含有させることにより、熱分解により得られる炭化物の性質、特にゴム配合用炭素材料であるカーボンブラックとほぼ類似した特性を有し、カーボンブラック代替物として利用することができる。   As can be seen from the above results, heat can be obtained by including at least scraping rubber (peeling rubber) and / or rubbing rubber powder (buff powder) of the tire tread portion for trucks as a material of the waste tire subjected to thermal decomposition. It has properties almost similar to those of carbon black obtained by decomposition, particularly carbon black, which is a carbon material for rubber compounding, and can be used as a carbon black substitute.

本発明によれば、品質が劣化せず、ゴム成分に配合した場合にゴムとの相互作用を十分に発現でき、ゴム補強用カーボンブラックの代替品として十分な性能を発揮することが可能な炭化物を、効率的に得ることができる。また、本発明による製造方法により得られた炭化物を含有するタイヤ用ゴム組成物を製造することも可能である。   According to the present invention, a carbide that does not deteriorate in quality, can sufficiently exhibit interaction with rubber when blended with a rubber component, and can exhibit sufficient performance as a substitute for carbon black for rubber reinforcement. Can be obtained efficiently. Moreover, it is also possible to manufacture the rubber composition for tires containing the carbide obtained by the manufacturing method by this invention.

1 熱交換器
2 熱分解炉
3 ガス発生器
4 循環路
5 廃棄物材料
6 分解装置
7 外部加熱手段
8 酸素濃度検出器
9 不活性ガス流量制御手段
11 油分回収装置
12 回収タンク
13 排風機
14 排ガス処理手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat exchanger 2 Pyrolysis furnace 3 Gas generator 4 Circulation path 5 Waste material 6 Decomposition device 7 External heating means 8 Oxygen concentration detector 9 Inert gas flow control means 11 Oil content recovery device 12 Recovery tank 13 Exhaust machine 14 Exhaust gas Processing means

Claims (4)

所定の廃棄物材料を熱分解させる工程を具える炭化物の製造方法であって、
前記所定の廃棄物材料が、ピーリングゴム及び/又はバフ粉を含むことを特徴とする炭化物の製造方法。
A method for producing a carbide comprising a step of thermally decomposing a predetermined waste material,
The predetermined waste material contains peeling rubber and / or buff powder.
前記ピーリングゴム及び/又は前記バフ粉を、前記廃棄物材料中に合計で25質量%以上含むことを特徴とする請求項1に記載の炭化物の製造方法。   The said peeling rubber and / or the said buff powder | flour are included in the said waste material in total 25 mass% or more, The manufacturing method of the carbide | carbonized_material of Claim 1 characterized by the above-mentioned. 前記廃棄物材料の熱分解は、廃棄物材料を熱分解炉内に収容し、加熱された無酸素ガスを該熱分解炉内へ連続的に供給し、前記廃棄物材料を該無酸素ガスと直接に接触させることにより熱分解し、熱分解ガスを発生させることを特徴とする請求項1又は2に記載の炭化物の製造方法。   In the thermal decomposition of the waste material, the waste material is accommodated in a pyrolysis furnace, heated oxygen-free gas is continuously supplied into the pyrolysis furnace, and the waste material is combined with the oxygen-free gas. The method for producing carbide according to claim 1 or 2, wherein pyrolysis gas is generated by pyrolysis by direct contact. さらに、熱交換器で前記無酸素ガスを加熱する工程と、前記熱分解ガスを冷却し、凝縮した油分を回収する工程と、前記油分を回収した後の残ガス中に含まれる粉塵を回収する工程と、前記廃棄物材料の熱分解後の熱分解炉内に残る炭化物を回収する工程とを具え、前記油分を前記熱分解炉内へ循環供給させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の炭化物の製造方法。

Furthermore, the step of heating the oxygen-free gas with a heat exchanger, the step of cooling the pyrolysis gas, collecting the condensed oil, and collecting the dust contained in the residual gas after collecting the oil The method according to claim 1, further comprising a step of recovering carbide remaining in the pyrolysis furnace after pyrolyzing the waste material, and circulating and supplying the oil into the pyrolysis furnace. The manufacturing method of the carbide | carbonized_material of any one.

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