JP2549154B2 - 廃棄物から炭素資材を再生利用する方法 - Google Patents

廃棄物から炭素資材を再生利用する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は捨てられた廃物から有用な資材を再生利用す
る方法に関する。さらに詳細に述べれば、本発明はくず
または廃棄ゴム材料からカーボンブラツクを再生利用す
ることに関する。
背景 近年石油価格の上昇と増大する廃棄物問題への認識の
向上と共に、廃棄製品の中から有用な廃物の再生利用に
関心が高まつてきた。近年において熱分解法が、速やか
な分解と廃物中に含まれる有機物質の回収を行うことに
より廃物からいろいろな資材を再生利用するために使用
されていた。この方法は炭素質材料（carbonaceous mat
erial）、例えば、プラスチツク、木材、紙、ボール
紙、くずゴム、石炭、コークス、コールタール、家畜肥
料、およびその他の生ごみと固体廃物など、に使用すれ
ば有用な有機物質の再生利用を可能にするであろう。
今日世界における大きな廃棄物問題の一つは自動車お
よびその他の乗物のタイヤの廃棄である。アメリカ合衆
国だけで毎年国中で２億個のタイヤが捨てられると推測
されている。現在乗物から取はずされるタイヤの20％以
下は回収して再販のため再生されており、そして僅かに
10％がその他の用途のため再生利用されていると推定さ
れる。廃タイヤの残りの70％が廃棄物問題である。
過去において、タイヤの処分のために、タイヤは焼か
れるかまたは土地の埋立てに捨てられた。タイヤの焼却
は、燃える際に発生するかなり多量の有毒ガスのために
古くから嫌われていた。タイヤはまた容易に劣化しない
ので埋立てに捨てることも望ましくない。さらにまた、
埋め立てに使われたスクラツプタイヤは昆虫、ねずみお
よびその他の害虫のための不健康な繁殖地を形成する。
近年にタイヤの再使用および熱分解の使用によるスク
ラツプタイヤからの有用な炭化水素類の再生利用におい
て若干の成功があつた。熱分解法により若干のタイヤは
有利に加工されて燃料およびその他の炭化水素化合物を
回収した。この燃料は700〜1800kcal/m3（80〜2000BTU/
ft3の範囲の発熱量を有する高芳香族油および／または
ガスの形で抽出される。この熱分解法の副生成物は処理
の後に残る灰またはチャー材（Char material,炭化物）
である。過去においてこの灰または炭化物は、充てん剤
または低級カーボンブラツクとして産業によりどうにか
再使用され得なければ、回収する価値なしと一般に考え
られた。あるいは使われたとしても石炭の補助燃料とし
てぐらいのことであつた。
産業界はこの炭化物を低級のカーボンブラツクとして
使用しようと試みたことがある。その使用は、その炭化
物の構造が極めて小さな粒子から極めて大きな粒子まで
ランダム分布を含むことが知られているので一般に不利
であると判つた。これらの粒子は１ミクロン以下から10
00ミクロン以上の大きさの範囲に亘る。この微粉体は、
その粗炭化物の形態内で、工業上の使用のためには除去
しなければならないタイヤまたはゴム原料からの繊維お
よび鋼の不純物と混合しており、また充てん剤としての
使用のため望ましくない砂のような粒子から成つてい
る。
そのような再生炭化物はこれらの不純物の存在のため
に、またこのような副産物を充てん剤または着色剤とし
て加工製品中に使用することにより産業において直面す
る実際の問題のゆえに産業には一般に受け入れられなか
つた。この炭化物中に残る鋼、繊維および灰を機械的分
離方法により選別して取り除くためにいろいろな試みが
なされたが、これらの方法は適当な製品を得るために一
般に十分ではなかつた。その上、比較的大きな砂状粒粒
子を現在の方法により所望のカーボンブラツク粒子から
選別または分離することは不可能であつた。
したがつて、過去の熱分解法は十分な品位のカーボン
ブラツクを製造するものとして一般に産業に受け入れら
れなかつた。それはこれまで得られた最小の粒子の大き
さがほぼ18メツシユ（1,000ミクロン）の炭化物または
カーボンブラツク製品であつたからである。この粗製品
をカーボンブラツクとして材料中に使用することもま
た、これらの型の粒子から製造された製品が、商業的に
製造されたカーボンブラツクにより製造された同じ製品
よりも構造的に不安定であることが判つたので、評判が
悪かつた。それゆえ、この炭化物を生産する者がそのチ
ャー副生（Char by product）に着色用添加剤、または
カーボンブラツク濾材としての市場を見いだすことは極
めて困難であつた。
過去において、もつと商業的に受け入れられる品位の
カーボンブラツクが得られるように炭化物粒子の大きさ
を減少させる試みがしばしばなされた。流体エネルギー
粉砕法が、炭化物中のすべての粒子を破裂させることに
より一層微細な粒子の大きさを造りだすように炭化物粒
子を微粉化するために用いられたことがある。そのよう
な一つの方法が、Gotshallに発行された米国特許第3,64
4,131号に見られる。これらの方法は１〜10ミクロン範
囲の炭化物粒子を製造するであろう。しかし、そのよう
な方法を製造に使用するためには、設備と操業のための
資金、経費および操業費、さらにまた多量のエネルギー
コストが要求されるので、その結果得られる製品を通常
の規模の製造にとつて余りにも費用のかかり過ぎるもに
にする。この方法は、炭化物が所望のカーボンブラツク
であろうと望ましからぬ砂状粒子であろうと、全部の炭
化物を粉砕することを要求する。それはこの方法が炭化
物中に含まれる物質の形が何であろうと問題にせずにす
べての粒子の大きさを減少させることを目的とするから
である。これは結果として、カーボンブラツク材料の粒
子の大きさの減少と同時に若干の望ましからぬ砂状物質
の粉砕をもたらす。したがつてこの方法は、包含される
製造コストと最終製品中に含まれる不純物のために現在
のカーボンブラツクの価格では商業用上利用することが
できなかつた。そのような方法を利用し得る唯一の潜在
的応用の道は大規模な設備、例えば、毎日約100トンの
タイヤを加工することのできるような設備、においてで
ある。したがつて、この方法により製造された材料を使
用する製品についての実験は以前の粗炭化物製品より以
上に改良されたゴム補強特性を有するように見えたが、
この方法のコストとエネルギー有効性は極めて禁止的で
ある。
炭化物を精製するその他の試みにおいて、石炭粒子を
燃焼などのための微粒子に粉砕するために使用される型
に似たローラー粉砕機が炭化物粒子を小さくすることに
使用された。しかし、この方法によると粒子の大きさは
約325メツシユまたは45ミクロンの大きさの製品に限定
される。これらの325メツシユ炭化物粉砕製品は配合に
使われて改良されたゴム補強特性を示したことがあつ
た。しかし、この方法もまた、そのような方法により所
望の製品を製造するために消費される過剰コストと多量
のエネルギーのために商業的に実用化できないことが判
つた。この使用された方法もまたすべての炭化物粒子の
大きさを減少させる縮小法である。これは結果として最
終製品の中に含まれる若干の望ましからぬ物質を生成さ
せる。
それゆえ、従来の技術において必要であつた過剰の製
品コストを伴なわずにそのような高品位のカーボンブラ
ツクを製造することは当技術分野における目標であつ
た。工業的用途に適当でありかつその市販の相等品と全
く同様に使用されるが、かかる製品を真に製造可能にす
るような低いコストで使用されるようなカーボンブラツ
ク材料を製造する若干の試みがなされたが、現在までこ
れらの試みは一般に不成功であつた。
未加工の炭化物を使用した人々は、そのような粗製チ
ャー化合物（Char compound）を使用するエラストマー
／ゴムフオーミユラが期待されたものと実質的に異なる
特性を有することを知つた。炭化物を使用するこれらの
配合物は慣用のカーボンブラツクを使用するものよりも
構造的に不安定であることが判つた。これらの結果は当
業界の他の人々により認められたが、そのような現象の
理由は追跡されなかつた。本発明者はその際、炭化物が
エラストマー／ゴム配合中に使用されるときのこの問題
の原因をあえて見いだすことにした。いろいろな炭化物
試料からの配合ゴムおよび炭化物粒子の化学、構造、お
よび物理的性質の広範な研究および分析により、炭素質
材料の熱分解から残る炭化物の大部分は実際に小さなか
つミクロン以下のカーボンブラツクと充てん剤粒子の集
塊または集団であることが発見された。また炭化物は硬
い砂状の単独粒子も含んでおり、これが使用可能なカー
ボンブラツク材料中にあることは望ましくないことも判
つた。集塊または集団粒子は求められているカーボンブ
ラツク粒子を含有していること、および硬い単独微粒子
物質はカーボンブラツク中に望ましからぬものであるこ
とが判つた。
かくして、本発明者の発見したことは、従来は硬い砂
状の単独粒子と想像されかつそういうものとして受け入
れられ、そしてその単独粒子を小さく摩砕または粉砕す
るために多量のエネルギーを必要とさせた炭化物は、実
はそれが配合されたときに材料中に初めから使用されて
いた硬い砂状の単独粒子および多くの小さいカーボンブ
ラツクと充てん剤粒子の集塊または集団粒子の混合物で
あるということであつた。発明者は、良品質のカーボン
ブラツクを製造しかつ単独粒子をそのままに残すために
は集塊または集団粒子を微細化する（de-agglomerate）
ために十分なだけのエネルギーを消費する必要があるこ
とを発見した。
それゆえ、この発見を工業的用途に使用するため発明
者は、これらの集団または集塊粒子を選択的に微細化す
ることによって、および残りの砂状単独粒子からカーボ
ンブラツクの分離により廃棄されたゴムから使用可能な
カーボンブラツク微粒子材料を再生利用するための新し
い有用な方法を発見した。この方法は工業的に実施可能
でありかつより少ない消費エネルギーを必要とするの
で、したがつてこの炭化物を商業上実際に使用すること
を可能にする。
発明の要約 本発明によれば、廃物から炭素質材料を再生利用する
ための方法が与えられ、その方法は次の各工程から成
る。第１に廃物は熱分解された炭化物を生成する。次に
その炭化物を撹拌して、その炭化物中の集塊粒子を選択
的に微細化して炭化物の微細な成分とする。集塊から微
細化された成分粒子は次に前記の撹拌工程により作用を
受けずに残る単独粒子から分離される。
本発明の一つの目的は、集塊粒子を選択的に微細化
し、次いで、残りの砂状単独粒子を無傷のままにして最
終生成物から分離することによって、廃材からカーボン
ブラックを再生するために従来必要とされていたエネル
ギー量を削減することにある。
したがつて、従来技術の方法よりも実質的に少ないエ
ネルギーを使用する方法により従来使用不可能であつた
炭化物の形から微粒子物を与えることが本発明の一つの
目的である。
本発明のさらに一つの目的は、廃棄されたゴム材料か
らカーボンブラツクを再生利用し、そのカーボンブラツ
クがその再生した形のままで直接使用できるものであり
かつ商業的に実用可能なものである方法を提供すること
である。
本発明のさらにもう一つの目的は、物理的撹拌によ
り、そして炭化物全体の摩砕または粉砕の高価なかつエ
ネルギーを消費する方法によらずに集塊または集団粒子
を選択的に微細化することである。
本発明のさらに追加の目的、利点および特徴は添付の
特許請求における以下の記述ならびに付属の図面から明
らかになるであろう。
好ましい実施態様の説明 本発明によれば、廃物から炭素質材料を再生利用する
ための方法が与えられ、その方法は廃物を熱分解して炭
化物を生成させる第１工程を含む。その結果生成する炭
化物は、比較的小さな粒子の集団または集塊である集塊
粒子と、容易に壊れないそして最終製品中にあることを
望まれない砂状単独粒子から成る。第２に、この炭化物
中の集塊粒子は次に選択的に微細化されて微粒子物にな
り、単独粒子をそのままに残す。第３に、かくして生ず
る集塊から微細化された製品は単独粒子製品から分離さ
れる。
好ましくは、本発明の方法はタイヤなどのようなくず
ゴムからカーボンブラツクを取り除くために使用され
る。しかし、本発明の方法を用いてその他の物質が回収
され、および／またはその他の物質がカーボンブラツク
を回収するために使用されることができる。
本発明の方法においてくずタイヤのような炭素材料は
まず当業者に知られているような従来慣用の方法により
熱分解させられる。熱分解工程は一般に酸素を含まない
雰囲気内で材料の上に多量の熱を与えることによる材料
の分解であり、その結果初めからゴム材料を製造するた
めに使用された有機物が放出され、それらはその後回収
されそして再使用される。かくして生成する本発明にお
いて使用される製品は炭化物の形をしており、それは熱
分解の前にタイヤゴムの中に含まれていた鋼およびその
他の不純物を含有する。これらの炭化物はほぼ１〜1000
ミクロンの大きさであり、そして比較的小さい粒子の集
塊（それら粒子の多くはカーボンブラツクである）並び
に砂状単独粒子から成つている。カーボンブラツクは本
発明の方法により再生されかつ再使用される望ましい物
質である。単独粒子はざらざらしたまたは砂状の粒子で
あつて、本発明において用いられる撹拌による作用を受
けないものである。集塊粒子は容易に成分粒子に分解さ
れるが、単独粒子はその粒子を大きさを小さくするため
に本当の摩砕または粉砕を必要とする。それゆえ本発明
はこれらの単独粒子の大きさを減少させる試みをせずに
集塊を分散させるため十分なだけのエネルギーを必要と
するので、流動粉砕機の使用または摩砕により、全物質
の粒子の大きさの減少に努力を集中してきた従来技術の
方法に優つて実質的なエネルギーの節約をもたらす。
この点で炭化物は、例えば、磁気ふるいのような装置
により、あるいは当業者に知られているようなその他の
分離方法により不純物から分離されることが好ましい。
第５図に示されるように18メツシユのふるいが、熱分解
工程により製造された炭化物を選別するために使用され
る。
炭化物中の集塊粒子は第２工程において選択的に塊よ
り微細化される。これは、粒子を撹拌して、それらの粒
子を集塊状態より機械的に解放させる装置により行われ
る。
本発明の微細化工程において使用される装置は第３図
に示されている。この装置は改造された通気衝撃式粉砕
機10であり、流体を粉砕しかつ分級するために便利に使
用される。しかし、本発明の適用においてこの粉砕機は
その粉砕性能において使用されないで、むしろ撹拌のみ
を与えてカーボンブラツク微粒子体をより大きな集塊粒
子から解放させ、そして炭化物中に含まれる単独粒子を
粉砕または粒子の大きさを減少させるために働かないよ
うに再調整および改造されている。第３図に示されてい
るようにペリメータビータ12を有するビータブレード14
は通常は粒体を粉砕するために使用されるものである
が、ここでは点16,17において最大クリアランスを再調
整されており、したがつてエネルギーを消費する粉砕の
働きを殆どしないかまたは全くしない。代表的なビータ
ブレード14が第４図に説明のため示されている。再分級
ブレード18（第３図に仮想線で示されている）は炭化物
の最大の撹拌を与えるために除去されており、また残り
くず循環用ハウジング20は扉22により閉じられている。
したがつて、そのように改造された機械の使用により炭
化物はフイーダ26に導入され、そのフイーダは材料を撹
拌機構へ導く。撹拌機構はそれにより炭化物を物理的に
撹拌して分解しかつ微粉カーボンブラツク材料をその集
塊状態から物理的に分離する。加工の際炭化物はフイー
ダ26で投入され、そしてビータ12により撹拌される。撹
拌の間に粉体はさらに排出ハウジング24を通つて吹き流
され、それから捕集またはフイルター装置（図示されて
いない）で捕集される。その結果得られる材料は次に空
気選別されて極めて上質な品位のカーボンブラツク材料
（これは市販級のカーボンブラツクとして使用に適す
る）を生産し、または作用を受けなかつた単独粒子を分
離する。
第１図は、熱分解と18メツシユにふるい分けの後の炭
化物（図中破線で示される）と本発明の集塊微細化工程
の後の材料との間の粒度分布を説明している。これらの
試料は本発明の代表的な実験から採取され、そしてレー
ザー回折法を使用して分析された。第１図に示されてい
るように粒度分布は集塊微細化の前の1,000ミクロンま
でに亘る粒度から、微細化の後の90％の粒子が150ミク
ロン以下の大きさである分布に劇的に減少された。第１
図の底部に示されている棒グラフは材料中の粒度分布を
示すが、それはまた本発明の集塊微細化の後に比較的小
さい粒子の分布が増すことを証明する。
この点で空気分級装置が使用されて、カーボンブラツ
ク微粒子をより大きな単独粒子から分離し、後者は集塊
微細化工程により実質的に作用を受けない。かくしてカ
ーボンブラツク最終製品か形成され、それから捕集され
ることができる。このように捕集された最終製品は市販
可能なカーボンブラツク製品である。
第２図に、本発明の空気分級工程の後に捕集された製
品の粒度分布分析を示しており、これは集塊微細化工程
よりさらに最終的粒子の大きさの減少したことを示す。
このデータを分析すると、結果として得られる製品は3
3.1ミクロン以下の大きさの粒子を90％含みかつ平均の
粒子の大きさは22.2ミクロンであることが明らかにな
る。
かくして、空気分級工程を通して、第１工程において
選択的に集塊より微細化された所望のカーボンブラツク
材料は、その選択的微細化工程により作用を受けなかつ
た望まれない単独粒子から分離される。
それゆえ、本発明において発明者は炭化物を粉体化し
て微細なカーボンブラツク粒子を得るために従来技術の
方法における教示から本発明の方法へと逸脱したのであ
つて、本発明の方法においては炭化物は物理的に撹拌さ
れて集塊の炭化物粒子から微粒子を解放させ、そして単
独粒子を作用を受けずに残すのである。
かくして本発明では、改造通気式粉砕機が多系列のイ
ンペラー羽根として働き、これらの羽根は集塊粒子の物
理的撹拌を起す。この撹拌は、小さな個々の粒子の集塊
または集団である炭化物中の集塊粒子を、それを構成す
るより小さい個々の粒子に分裂させると信じられる。し
たがつて、前記のような改造をした通気式粉砕機はこれ
らの粒子を集塊から微細化する一つの機構として開示さ
れるが、その他の機械も、前記の撹拌によると同様に、
炭化物中に含まれる個々の粒子を集塊粒子から微細化さ
せる材料の撹拌を与えるものであれば、有利に使用され
ることができる。
さて、第５図を参照すると、本発明の全工程系列を示
すフローチヤートが与えられる。そこに示されているよ
うに、くずゴムの熱分解からの18メツシユにふるい分け
された炭化物28は容器30に移されてから再生装置へ輸送
される。その塊状炭化物は次に通気衝撃式粉砕機10に投
入され、そして前記のように選択的に塊から微細化され
る。結果として生ずる材料はバルブ34を通つて容器32に
貯蔵されてからペレツト化されるか袋詰めされて低級カ
ーボンブラツクとして使用されるか、あるいはバルブ3
4,36を通つて空気分級機へ送られてさらに精製されるこ
ともできる。一般に、微細化された炭化物は次にホツパ
ー38へ送られてから空気分級機40の中に投入される。空
気分級機40はそれから材料を分別して、約１〜約100ミ
クロンの大きさの粒子を除去する。この材料は次にサイ
クロン装置41を通つて容器42に捕集されてから、ペレタ
イザー44でペレツト化され、ペレツトは次に乾燥されて
から袋詰めまたはばら包装されるか、あるいはこの材料
は直接最終製品として袋詰めされる。
空気分級機40からの過大粒体は次に第２のサイクロン
46へ送られてから容器48の中に入れられる。この過大粒
体はそれから空気分級機40へ送られて、最初の処理工程
で除去されなかつた残りの使用可能なカーボンブラツク
材料をすべて取り除く。第２の処理工程から回収された
製品は次に容器50に送られ、そして最終製品としてペレ
ツトまたは袋詰めの形に加工される。この工程からの過
大粒体はそれからサイクロン46を通つて容器52に送られ
る。その材料は本質的に炭化物中に含まれる不要の単独
粒子から成つている。これはその後廃物として捨てられ
る。
実施例 本発明は次の実施例を参照することにより一層十分に
理解されるであろう。これらの実施例は単に発明を例証
するものと考えられるべきである。
実施例１ スクラツプタイヤを高温乾留式の方法を用いて熱分解
させる。生成する炭化物はNU-TECH炭化物と名づけら
れ、これをドラムに収容する。
通気式微粉砕機を再分級板を除去することにより一部
改変し、機械のすき間を最小の粉砕のために調整してす
べてのあり得る粉砕または微粉化作用を最小に保つ。こ
の場合には3.2mm（1/8インチ）のチツプクラアランス16
が用いられ、また3.2mm（1/8インチ）のバツククリアラ
ンス17が用いられた。
次に炭化物を通気式微粉砕機10の中に入れる。この機
械を炭化物をできるだけ速く供給しながら毎分最大回転
で稼働させる。炭化物をその機械の中で撹拌して炭化物
粒子を個々の粒子に分散させる。かくして得られる製品
はカーボンブラツクであつて、その装置から空気により
吹き出され、製品濾過捕集機（図示されていない）で除
かれる。この製品を次に空気分級して、不純物と比較的
大きい単独粒子を除いて最終用途のための代表的試料を
得る。
本実施例の目的のための次のパラメーターが使用され
た。Schwartz-O′Neil Model16、Air Swept Pulverizer
（通気式微粉砕機）が次のパラメーターをもつて本実施
例のために使用された。この通気式微粉砕機はほぼ3.2m
m（1/8インチ）のチツプクリアランスと3.2mm（1/8イン
チ）のバツククリアランスに調整されている。この機械
を20馬力エンジンを用いて4690RPMで空気速度15.4m3／
分（545ft3／分）をもつて作動させ、そして炭化物を45
4kg/時（1,000ポンド／時）の速度で投入した。
空気分級機を使用する数回の実験を実施し、その結果
得られた製品はATRO77、Pyroblack 5F,Pyroblack 7F,Py
roblack 5AFおよびPyroblack 3Sと名づけられた。Micro
-Sizer MS-20 Air Classifire系が使用されたが、これ
はAnvest Progsessive Industries,Inc.により製作され
ている。これらの実験のためのパラメーターを第Ｉ表に
示す。
ATRO77試料はN-770シリーズの商業生産カーボンブラ
ツクと類似の補強特性を有することが見いだされた。AT
RO77の粒子の大きさをMalvernレーザービーム回折装置
を使用して分析した。これは5-100ミクロンの範囲の粒
子の大きさであり、40-50ミクロンの平均粒子の大きさ
を有することを示した。本発明のATRO77の補強は、0.05
〜0.1ミクロンの粒子の大きさを有する市販のカーボン
ブラツクに相当することが判つた。本発明のATRO77カー
ボンブラツクはタイヤ、ホース、ベルト、成形品および
押出品に半補強充填剤として使用に適するであろうと信
じられる。ATRO77をペレツト化してから分析した。この
材料の諸特性の分析結果が第II表に要約されている。
実施例１からのATRO77カーボンブラツクを使用する天
然ゴム配合物を本発明のカーボンブラツクの試験のため
にASTM D3192に記載の配合表を用いて調製した。また２
種の対照用配合ゴムをMT N-990カーボンブラツクとIRB
♯６カーボンブラツクを用いて調製した。かくして得ら
れた配合ゴムを試験した。その試験結果は第III表に要
約されている。
上記の結果は、本発明のATRO77カーボンブラツクを使
用する天然ゴム材料が市販グレードMT N-990カーボンブ
ラツクを使用する配合ゴムに優りかつN-770グレードカ
ーボンブラツクを使用する配合ゴムに類似の特性を有す
る配合天然ゴムに結果としてなることを示す。したがつ
て、天然ゴムにATRO77配合物の使用は、そのようなカー
ボンブラツクが配合天然ゴムに使用されるとN-990グレ
ードとIRB♯６グレードとの間にあることを意味する特
徴を与える。
実施例III ATRO77製品を含む配合合成ブチルゴムを調製し、また
N-990カーボンブラツクを使用する第２のSBR対照用配合
ゴムを次のコンシステンシーを含む配合表を用いて調製
した。すなわち、SBR1502-100;ZnO-3.0;ステアリン酸1.
0;硫黄1.75;サントキユア−NS-1.0;ATRO77またはN-990
カーボンブラツク50.0。これらの配合ゴムを試験した。
その結果を第IV表に示す。
したがつて、ATRO77製品は合成ブチルゴム配合に使用
されるとN-990カーボンブラツクに同等かまたはこれに
優るように見える。
実施例IV 実施例１で調製されたPyroblack配合物の残りを用い
て若干の配合天然ゴムを、またMTN-990カーボンブラツ
クを使用して対照用配合ゴムを調製した。これらの配合
ゴムは第Ｖ表に示すような成分構成で調製された。
これらの配合ゴムを次に第VI表に要約された方法を用
いて試験した。
これらの試験の結果は第VII表に要約されている。
これらの結果から要約されることは、Pyroblack 5Fと
5AFはMT N-990カーボンブラツクを使用する同様の配合
より幾分良いこと、およびN-770級カーボンブラツクと
ほぼ同等なことである。したがつて、これらの配合ゴム
は以前にN-990市販品級のカーボンブラツクを使用して
いた配合ゴムに使用するに適すると信じられる。その
上、これらの試験から、Pyroblack 7Fが配合天然ゴムに
使用するためにN-990と同等であることが明らかであ
る。
実施例IV 代表的な合成ブチルゴム配合物を第VIII表に示すよう
に調製した。
これらの配合ゴムは第Ｖ表の手順と方法を用いて試験
された。その試験結果は第IX表に要約されている。
したがつて、上記のデータから、本発明の加工処理済
みチャー材試料は市販のカーボンブラツクの代りに天然
およびSBR配合ゴム中に容易に使用できることを推測す
ることができる。
これらのチャー粒子（Char particles炭化粒子）が実
際に比較的小さいカーボンブラツクの集塊およびその他
の望ましからぬ単独の粒子であるという発見から、発明
者はこれらの炭化粒子の撹拌により炭化物より精製され
たカーボンブラツクを得ることができる。その撹拌は単
独粒子の粒子の大きさを減少させることなしに集塊粒子
からより微細な粒子を分離させるものである。この方法
は炭化粒子を粉砕または摩砕するよりも実質的に少ない
エネルギーを必要とする。したがつて本発明において、
集塊粒子は粉砕機により与えられる撹拌により、粉砕機
の作動部分との接触により、そして加圧下の２つの摩砕
表面の間での粒子の摩砕よりむしろ粒子自身の間の衝撃
により、あるいは従来の技術において教示されたような
流体粉砕により、選択的に塊を分散するのである。それ
故、本発明においては優れた品質等級のカーボンブラツ
ク材料がゴムまたはエラストマー配合物から、従来の方
法により製造されるカーボンブラツクと比較されたとき
それに競争しかつ有利な価格で再生利用されることがで
きる。
本発明はこれまでカーボンブラツクを再生利用するた
めの方法として開示されたが、当業者は本発明の方法と
発見が上記に開示されたようなもの以外の廃棄物より他
の使用可能な資材を再生利用するに際して役立つであろ
うことを認めるであろう。それ故、本発明は添付の特許
請求の範囲によるものとしてのみ限定されるべきであ
る。
本発明の限定の言葉よりもむしろ説明の言葉を用いて
例証的方法で述べられてきた。本発明の多くの変形と変
更が上記の教示に照して可能である。したがつて、添付
の特許請求の範囲内において本発明が特に述べられたも
の以外の方法により、本発明の範囲から逸脱することな
く実施できることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の集塊微細化工程の後における粒子の大
きさと対照して熱分解工程の後における材料の粒子の大
きさを示すグラフである。 第２図は本発明の分級工程の後における粒子の大きさの
範囲を示すグラフである。 第３図は本発明の集塊微細化工程に使用されるような改
造通気衝撃式粉砕機の断面図である。 第４図は本発明の改造通気衝撃式粉砕機に使用されるよ
うなビータブレードを示す斜視図（部分的に分離されて
いる）である。 第５図は本発明の方法を示すフローチヤートである。 10……通気衝撃式粉砕機 12……ペリメータビータ 14……ビータブレード 16,17……クリアランス 18……再分級ブレード 20……循環用ハウジング 22……扉 24……排出用ハウジング 26……フイーダ 28……チャー材（炭化物） 30,32……容器 34,36……バルブ 38……ホツパー 40……空気分級機 41……サイクロン 42……容器 44……ペレタイザー 46……サイクロン 48,50……容器

Claims (18)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】廃棄物タイヤの熱分解によって、粉砕済み
    成分粒子から成る炭素質材料を再生する方法において、 a.廃棄物タイヤを熱分解して、集塊粒子と単独粒子とを
    含有するチャー材を形成する工程と、 b.前記チャー材を撹拌して、前記チャー材中の前記集塊
    粒子を選択的に微細化し、微細化済み成分粒子にする工
    程と、 c.工程ｂの生成物中の前記単独粒子から、得られた微細
    化済み成分粒子を分離する工程と から成る、上記方法。
  2. 【請求項２】チャー材粒子の攪拌を、その材料の攪拌用
    の羽根車装置を使用することにより行う請求項１記載の
    方法。
  3. 【請求項３】羽根車装置がさらに通気粉砕機を含む請求
    項２記載の方法。
  4. 【請求項４】攪拌を密閉ハウジング内で羽根車により行
    い、前記羽根車は前記のハウジング内で回転可能であ
    り、前記ハウジングはチャー材がそのハウジング内に置
    かれるためのものであり、そして羽根車はチャー材中の
    集塊粒子を微細化させるために攪拌を起す請求項１記載
    の方法。
  5. 【請求項５】廃物ゴムの熱分解によって、カーボンブラ
    ックを再生する方法において、 a.前記廃物ゴムを熱分解して、カーボンブラック粒子と
    単独粒子との集塊を含有する集塊粒子から成るチャー材
    を形成する工程と、 b.前記チャー材中の前記集塊粒子を選択的に微細化し
    て、成分カーボンブラック粒子にする工程と、 c.前記単独粒子から前記成分カーボンブラック粒子を分
    離する工程とから成る、上記方法。
  6. 【請求項６】チャー材の集塊の微細化がそのチャー材を
    物理的攪拌して個々のカーボンブラック粒子を集塊粒子
    から切り離すことにより行われる請求項５記載の方法。
  7. 【請求項７】物理的攪拌が回転する羽根車装置を使用す
    ることにより行われる請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】物理的攪拌が通気粉砕機により行われる請
    求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】チャー材の集塊粒子が、前記チャー材を複
    数の回転羽根車の羽根を有する容器に入れることにより
    選択的に微細化し、前記羽根車の羽根がチャー材を物理
    的に攪拌して前記の微細化を起すためのものである請求
    項６記載の方法。
  10. 【請求項１０】ゴムの熱分解によって得られるチャー材
    （このチャー材は、微細なカーボンブラック粒子と単独
    粒子との集塊粒子を含有する。）からカーボンブラック
    を再生する方法において、 a.前記チャー材を物理的に攪拌することによって前記集
    塊粒子を壊して、前記チャー材中の前記集塊粒子を選択
    的に微細化し、成分カーボンブラック粒子にする工程
    と、 b.前記チャー材中の前記単独粒子から前記成分カーボン
    ブラック粒子を分離する工程と から成る、上記方法。
  11. 【請求項１１】集塊粒子の選択的微細化がチャー材の攪
    拌用の羽根車装置により行われる請求項10記載の方法。
  12. 【請求項１２】羽根車装置がさらに通気衝撃式粉砕機を
    含む請求項11記載の方法。
  13. 【請求項１３】カーボンブラック粒子が空気分級機によ
    り単独粒子から分離される請求項10記載の方法。
  14. 【請求項１４】約100μｍ以下の範囲内のカーボンブラ
    ッグ粒子がチャー材から分離されかつ捕集される請求項
    10記載の方法。
  15. 【請求項１５】廃棄物タイヤを熱分解したチャー材（こ
    のチャー材は、個々のカーボンブラック粒子と単独粒子
    との集塊から成る集塊粒子を含有する。）からカーボン
    ブラック材を単離する方法において、 a.ふるい分けによって、前記チャー材から金属及び不純
    物を分離する工程と、 b.攪拌手段の中に前記チャー材を入れて、前記チャー材
    を物理的に攪拌することによって、前記集塊粒子から個
    々のカーボンブラック粒子を選択的に微細化する工程
    と、 c.前記の微細化した生成物を収集する工程と、 d.前記生成物を空気分級して、前記単独粒子からカーボ
    ンブラック粒子を分離し、約１μｍ〜約100μｍの範囲
    の大きさのカーボンブラック粒子と、特大の集塊物とを
    得る工程と から成る、上記方法。
  16. 【請求項１６】攪拌装置がさらにチャー材の攪拌用の羽
    根車を含む請求項15記載の方法。
  17. 【請求項１７】攪拌装置がさらに通気衝撃式粉砕機を含
    む請求項15記載の方法。
  18. 【請求項１８】さらに e.カーボンブラック粒子と特大の集塊物とを別々の容器
    に捕集する工程、 f.前記特大の集塊物について前記空気分級を繰返し行う
    工程、 上記の工程を含む請求項15記載の方法。
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