JP2012001702A - ゴム補強用炭素材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高分子系廃棄物の熱分解又は不完全燃焼により得られる炭化物(A)と、カーボンブラック(B)とを混合する工程を含むことを特徴とするゴム補強用炭素材料の製造方法である。ここで、前記炭化物(A)と前記カーボンブラック(B)との混合質量比(A/B)が10/90〜50/50の範囲内であることが好ましい。また、前記炭化物(A)と前記カーボンブラック(B)とをそれぞれ独立に造粒してから混合することが好ましい。
【選択図】なし
Description
図1に示す熱分解装置を用いて、廃トラック用タイヤから炭化物を回収した。
なお、図1に示す熱分解装置は、炭化物(A)の製造に好適な熱分解装置であり、無酸素ガスを加熱するための熱交換器1と、内部に高分子系廃棄物6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8を有し、該高分子系廃棄物6を熱交換器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7と、分解装置7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5と、油分回収装置5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に供給するための循環路4と、熱交換器1に無酸素ガスを供給するための無酸素ガス供給源3とを備える。また、図1に示す熱分解装置は、無酸素ガス供給源3から無酸素ガスを供給するために無酸素ガス供給源3と熱交換器1とを接続する配管中に、流量計9、ダンパ10及び送風機11を備え、油分回収装置5で回収した後の残ガスを無酸素ガスとして熱交換器1に循環させるための循環路4中に、流量計9、ダンパ10、送風機11及び熱風炉14を備える。更に、図1に示す油分回収装置5は、回収される油分をその沸点に応じて分けるため、複数の乾留搭12a,12bを備え、ここで、各乾留塔12は、その下部で配管を通して回収タンク13に接続されており、回収した油分を貯蔵することができる。また更に、図1に示す熱分解装置において、余剰のガスは、排風機15を介して排ガス処理装置16で処理された後、大気中に放出することができる。
このゴム配合用微細炭化物は、表1に示すように窒素吸着比表面積(N2SA)が81.6m2/g、DBP吸収量が85.2ml/100gの特性を有していた。
(ゴム補強用炭素材料の製造)
特開昭61−34071号公報(出願人:旭カーボン株式会社)に開示のソフト系カーボンブラック製造装置を用い、特開昭61−34071号公報の請求項1に記載された製造条件を適用して、GPF級カーボンブラックを製造した。上記製造条件によるGPF級カーボンブラックの生産収率は150kg/hrであった。このGPF級カーボンブラック及び上記製造例で得られたゴム配合用微細炭化物を各々別個にピン型造粒装置にて造粒処理し、その後、得られた湿潤造粒物をカーボンブラック製造プロセスの常法に従って乾燥工程により乾燥させた。次に、これら二つの造粒物をそれぞれ500gずつV型混合機に入れ、20rpmで5分回転させて混合し、ゴム補強用炭素材料Iを得た。
炭化物(A)とカーボンブラック(B)との混合質量比(A/B)を20/80(炭化物200g、GPF800g)に変更した以外は、実施例1と同様にしてゴム補強用炭化物IIを得た。
炭化物(A)とカーボンブラック(B)との混合質量比(A/B)を10/90(炭化物100g、GPF900g)に変更した以外は、実施例1と同様にしてゴム補強用炭化物IIIを得た。
炭化物(A)とカーボンブラック(B)との混合質量比(A/B)を60/40(炭化物600g、GPF400g)に変更した以外は、実施例1と同様にしてゴム補強用炭化物IVを得た。
上記GPF級カーボンブラック製造プロセス中の製造工程において、上記製造例で得られたゴム配合用微細炭化物500kgを、ピン型造粒装置内の粉体供給口から一定量ずつ定量フィーダーを用いてGPF級カーボンブラック粉末に添加し、造粒機の回転軸のトルクを検出して添加する水量を制御しながら両者を混合し、造流処理を実施した。生成した混合湿潤造粒物をカーボンブラック製造プロセスの常法に従って乾燥工程に移行させて乾燥を行い、ゴム補強用炭化物材料Vを得た。
JIS K 6217−2:2001に準拠して、窒素吸着比表面積(N2SA)を測定した。
(2)ジブチルフタレート(DBP)吸油量
JIS K 6217−4:2008に準拠して、ジブチルフタレート(DBP)吸油量を測定した。
*2 JSR(株)製,商品名:BROMOBUTYL 2255.
*3 表1に示す各試料を使用した.
*4 フレキシス社製,商品名:サントフレックス 6PPD.
*5 大内新興化学工業(株)製,商品名:ノクセラー DM−P.
*6 大内新興化学工業(株)製,商品名:ノクラック 224.
*7 大内新興化学工業(株)製,商品名:ノクセラー D.
*8 大内新興化学工業(株)製,商品名:ノクセラー NS.
(a)ムーニー粘度
JIS K6300−1:2001に準拠し、ムーニー粘度計を用いて、130℃でのムーニー粘度[ML1+4(130℃)]を測定した。表1に示したGPF級カーボンブラックが配合されたゴム組成物を比較対照として、この組成物のムーニー粘度を100として表3に指数表示した。指数値が小さい程、加工性に優れることを示す。
(b)スコーチタイム
JIS K6300−1:2001に準拠し、ムーニー粘度計を用いて、ムーニー粘度−時間曲線を測定し、ムーニー粘度の最低値(Vm)から5ポイント上昇した時間(t5)を求め、これをスコーチタイム(分)とした。表1に示したGPF級カーボンブラックが配合されたゴム組成物を比較対照として、この組成物のスコーチタイムを100として表3に指数表示した。指数値が100に近い程、加硫時間が適正で、作業性に優れることを示す。
(a)引張応力
140℃で30分間加硫して得た加硫ゴムに対して、JIS K6251:2004に準拠し、100℃で200%伸び時及び常温(23℃)で300%伸び時における引張応力を測定した。表1に示したGPF級カーボンブラックが配合されたゴム組成物を比較対照として、この組成物の引張応力を100として表3に指数表示した。指数値が大きい程、引張応力が大きく、弾性率が高いことを示す。
(b)引張強さ
140℃で30分間加硫して得た加硫ゴムに対して、JIS K6251:2004に準拠し、常温(23℃)及び100℃での引張強さ(Tb)を測定した。表1に示したGPF級カーボンブラックが配合されたゴム組成物を比較対照として、この組成物の引張強さを100として表3に指数表示した。指数値が大きい程、破壊に対する耐性が高く、補強性に優れることを示す。
2 熱分解炉
3 無酸素ガス供給源
4 循環路
5 油分回収装置
6 高分子系廃棄物
7 分解装置
8 外部加熱手段
9 流量計
10 ダンパ
11 送風機
12 乾留搭
13 回収タンク
14 熱風炉
15 排風機
16 排ガス処理装置
Claims (5)
- 高分子系廃棄物の熱分解又は不完全燃焼により得られる炭化物(A)と、カーボンブラック(B)とを混合する工程を含むことを特徴とするゴム補強用炭素材料の製造方法。
- 前記炭化物(A)と前記カーボンブラック(B)との混合質量比(A/B)が10/90〜50/50の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のゴム補強用炭素材料の製造方法。
- 前記炭化物(A)と前記カーボンブラック(B)とをそれぞれ独立に造粒してから混合することを特徴とする請求項1に記載のゴム補強用炭素材料の製造方法。
- 高分子系廃棄物の熱分解又は不完全燃焼により得られる炭化物(A)とカーボンブラック(B)とからなるゴム補強用炭素材料。
- 前記炭化物(A)と前記カーボンブラック(B)との質量比(A/B)が10/90〜50/50の範囲内であることを特徴とする請求項4に記載のゴム補強用炭素材料。
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