JP6099087B2 - 未加硫ゴム組成物の分離方法 - Google Patents
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Description
本発明は、未加硫ゴム組成物の分離方法に関する。
スチールラジアルタイヤは、世界規模で大量に生産されている。
スチールラジアルタイヤの生産工程では、不可避的に大量の切断屑や不良ゴム製品等の未加硫ゴム組成物が発生する。このため、そのリサイクルや資源再利用化が求められている。しかし、未加硫ゴム成分とスチールワイヤの分離が完全に行えないという問題がある。特に、ゴムとの密着性と防錆耐久性を高めるためにニッケルメッキやクロムメッキなど表面処理がなされているスチールワイヤについては、スチールワイヤと未加硫ゴム成分の分離がより困難である一方で高価金属であるメッキされたスチールワイヤ成分の回収が求められる。また、未加硫ゴムについても併せて回収再利用化を進めるために、未加硫ゴム
とスチールワイヤ成分の完全分離が求められている。
スチールラジアルタイヤの生産工程では、不可避的に大量の切断屑や不良ゴム製品等の未加硫ゴム組成物が発生する。このため、そのリサイクルや資源再利用化が求められている。しかし、未加硫ゴム成分とスチールワイヤの分離が完全に行えないという問題がある。特に、ゴムとの密着性と防錆耐久性を高めるためにニッケルメッキやクロムメッキなど表面処理がなされているスチールワイヤについては、スチールワイヤと未加硫ゴム成分の分離がより困難である一方で高価金属であるメッキされたスチールワイヤ成分の回収が求められる。また、未加硫ゴムについても併せて回収再利用化を進めるために、未加硫ゴム
とスチールワイヤ成分の完全分離が求められている。
スチールワイヤと未加硫ゴム成分を分離する方法、言い換えれば未加硫ゴム組成物の分離方法として、溶媒溶解、超低温冷却あるいは高分子凝集剤等の何らかの固化材を用いることで、スチールワイヤとの分離を行うよう試みがなされてきた。しかし、いずれも満足のいく結果が得られず、且つ費用対効果も極めて悪い方法であった。
これに対して、過酸化物を０．０１〜５０質量％含む有機溶剤に未加硫ゴム組成物を浸漬し、未加硫ゴム組成物を液状化させ分離する方法が開示されている（特許文献１参照）。
しかし、有機溶剤の廃液処理は問題点が多い。また、高価な過酸化物を用いることは処理コストの増大につながり、さらには、酸化された金属表面の触媒作用により反応が暴走し制御が困難となるおそれもある。また、実施例によれば、有機溶剤の種類や過酸化物の量によって異なるものの液状化に３〜１１日間を必要とするとされており、処理操作として煩雑である。
しかし、有機溶剤の廃液処理は問題点が多い。また、高価な過酸化物を用いることは処理コストの増大につながり、さらには、酸化された金属表面の触媒作用により反応が暴走し制御が困難となるおそれもある。また、実施例によれば、有機溶剤の種類や過酸化物の量によって異なるものの液状化に３〜１１日間を必要とするとされており、処理操作として煩雑である。
このため、未加硫ゴム組成物については、現在のところ、例えばギロチンカッターと呼ばれる大型機械式カッターで適当な寸法に切断して手作業で袋詰めし、セメントメーカーで熱源として利用しているのが実情である。この場合、セメントメーカーに対して処理手数料を支払う。また、ギロチンカッター刃の取り換え頻度も極めて高く、前処理としてもコストがかかり非効率的である。
本発明で解決しようとする問題点は、安価で効率的にスチールワイヤと未加硫ゴムを分離できない点である。
本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、未加硫ゴムと、少なくとも鋼材を含む未加硫ゴム組成物を、潤滑油（但し、水グリコール系潤滑油を除く）または食用油中で攪拌することを特徴とする。
また、本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、好ましくは、０〜１００℃の温度下で攪拌することを特徴とする。
また、本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、好ましくは、３〜３０時間攪拌することを特徴とする。
また、本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、好ましくは、前記未加硫ゴム組成物がスチールラジアルタイヤ廃材であることを特徴とする。
また、本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、好ましくは、前記潤滑油がエンジンオイルまたはミッションオイルの廃油であることを特徴とする。
本発明に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、未加硫ゴムと、少なくとも鋼材を含む未加硫ゴム組成物を、潤滑油（但し、水グリコール系潤滑油を除く）または食用油中で攪拌するため、短時間で効率的に未加硫ゴムと鋼材を分離することができる。
本発明の実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について以下に説明する。
本実施の形態例に係る未加硫ゴム組成物の分離方法は、未加硫ゴムと、少なくとも鋼材を含む未加硫ゴム組成物を、潤滑油（但し、水グリコール系潤滑油を除く）または食用油中で攪拌することで、鋼材と未加硫ゴムを分離する。
未加硫ゴムは、不完全な加硫状態にあるもの、部分的に加硫されたものおよび加硫が全くされていないものを含む。言い換えれば、業界において未加硫屑ゴムと呼ぶものを指す。未加硫ゴム組成物は、製品化されなかったスチールラジアルタイヤの廃棄物（廃材）を含む。
未加硫ゴムのゴム種は、特に限定するものではなく、天然ゴム、合成ゴムおよびこれらの混合物を挙げることができる。
未加硫ゴム組成物は、原料ゴムのほかに、少なくとも鋼材を含む。鋼材は、未加硫ゴムがタイヤ用途の場合、一般的にスチールラジアルタイヤのスチールワイヤであるが、これに限定するものではなく、タイヤ以外の用途において鋼材を用いるものを含む。なお、一般的に、未加硫ゴムは、加硫剤および充填剤を含み、さらに、他の配合剤やゴム資材を含む。
未加硫ゴム組成物は、原料ゴムのほかに、少なくとも鋼材を含む。鋼材は、未加硫ゴムがタイヤ用途の場合、一般的にスチールラジアルタイヤのスチールワイヤであるが、これに限定するものではなく、タイヤ以外の用途において鋼材を用いるものを含む。なお、一般的に、未加硫ゴムは、加硫剤および充填剤を含み、さらに、他の配合剤やゴム資材を含む。
潤滑油は、機械の機械要素間に働く摩擦を軽減するために利用される油全般を指す。ただし、潤滑性やゴム溶解性が相対的に低い水グリコール系のものを除く。
潤滑油は、鉱物油、合成油、部分合成油等のいずれの種類であってもよい。これらの中でもエンジンオイルやミッションオイルはきわめて高い浸潤性、潤滑性とゴム溶解性を有するので好適である。
食用油（食用油脂）は、菜種油やサラダ油等の常温で液体の脂肪油およびパーム油や硬化油等の常温で固体の脂肪を広く指す。
食用油に比べて潤滑油の方がより好適である。
潤滑油または食用油は、廃油を用いると、分離処理コストを大幅に低減できて好適である。
潤滑油または食用油は、未加硫ゴム組成物１００質量部に対して好ましくは２０〜４００質量部、より好ましくは５０〜３００質量部配合する。潤滑油または食用油の配合量は、２０質量部未満であるとゴムが潤滑油に十分に溶解しないおそれがあり、一方、４００質量部を超えて配合することは潤滑油または食用油を無駄に過剰に用いることになる。
潤滑油は、鉱物油、合成油、部分合成油等のいずれの種類であってもよい。これらの中でもエンジンオイルやミッションオイルはきわめて高い浸潤性、潤滑性とゴム溶解性を有するので好適である。
食用油（食用油脂）は、菜種油やサラダ油等の常温で液体の脂肪油およびパーム油や硬化油等の常温で固体の脂肪を広く指す。
食用油に比べて潤滑油の方がより好適である。
潤滑油または食用油は、廃油を用いると、分離処理コストを大幅に低減できて好適である。
潤滑油または食用油は、未加硫ゴム組成物１００質量部に対して好ましくは２０〜４００質量部、より好ましくは５０〜３００質量部配合する。潤滑油または食用油の配合量は、２０質量部未満であるとゴムが潤滑油に十分に溶解しないおそれがあり、一方、４００質量部を超えて配合することは潤滑油または食用油を無駄に過剰に用いることになる。
未加硫ゴム組成物を、潤滑油または食用油中で好ましくは０〜１００℃の温度下で攪拌する。これにより、ゴムの大部分あるいは全てが潤滑油または食用油中に溶解する。溶解されないゴムが付着した鋼材については、油分がゴムと鋼材の間に浸潤しているため、ゴムから鋼材を容易に引き抜くことができる。鋼材の引き抜きには、例えば表面欠き取り装置（スクレイパー）で鋼材に付着したゴムを欠き落とし、あるいは引き抜き装置でゴムから鋼材を引き抜く等の機械的処理を行うことが好ましい。なお、ゴムが溶解した潤滑油または食用油と溶解されないゴムが付着した鋼材を攪拌終了後直ちに分離することなく例えば２０℃の温度で２４時間程度放置しても、溶解したゴムが、ゴムが付着した鋼材に再付着するおそれは少ない。
攪拌時の温度は、０℃未満であると、溶解性が低下し、かつ潤滑油または食用油の粘度が上昇し不都合となるおそれがある。一方、攪拌時の温度は、１００℃を超えると、特に潤滑油または食用油として廃油を用いた場合、含有している水分が気化時に油分を伴ってミスト化し、あるいは突沸し不都合となるおそれがある。
なお、ゴムと鋼材との間への潤滑油または食用油の浸透性を増して浸潤性を増加させるために攪拌時に超音波照射を併用してもよい。
攪拌時の温度は、０℃未満であると、溶解性が低下し、かつ潤滑油または食用油の粘度が上昇し不都合となるおそれがある。一方、攪拌時の温度は、１００℃を超えると、特に潤滑油または食用油として廃油を用いた場合、含有している水分が気化時に油分を伴ってミスト化し、あるいは突沸し不都合となるおそれがある。
なお、ゴムと鋼材との間への潤滑油または食用油の浸透性を増して浸潤性を増加させるために攪拌時に超音波照射を併用してもよい。
以下、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
未加硫ゴム組成物として、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊５ｋｇを用いた。未加硫ゴムスチールワイヤ接着物は、ブリジストン社製鉱山ダンプトラック用スチールラジアルタイヤに用いられるものであり、その主要組成は、以下のとおりである。
○ゴム １００質量部
○鋼材 クロムめっきスチールワイヤ 線径０．５ｍｍ、撚り数約１００ ５０質量部
○カーボンブラック 約８質量部
未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊を裁断等することなくそのまま攪拌装置（スリーワンモーター社製ＢＬＷ６００型高速高トルク混練撹拌装置）に入れ、そこへ廃油脂性液体５Ｌ（比重０．９５）を流し込んだ。廃油脂性液体は、コスモ石油ルブリカンツ社製エンジンオイル等各メーカーの廃潤滑油が混じった廃油であり、その基油は、鉱物油と部分合成油である。
内部温度を７０℃に保持した撹拌装置で毎分１２０回程度の回転速度で１２時間撹拌した。
その後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、ゴムが溶解した廃油脂性液体と、ゴムの付着がないクロムメッキスチールワイヤと、ゴムが付着したスチールワイヤの混合物が確認できた。なお、目分量で、ゴムが廃油脂性液体へほとんど全量溶解し、クロムメッキスチールワイヤへのゴムの付着量はわずかであることが確認できた。
未加硫ゴム組成物として、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊５ｋｇを用いた。未加硫ゴムスチールワイヤ接着物は、ブリジストン社製鉱山ダンプトラック用スチールラジアルタイヤに用いられるものであり、その主要組成は、以下のとおりである。
○ゴム １００質量部
○鋼材 クロムめっきスチールワイヤ 線径０．５ｍｍ、撚り数約１００ ５０質量部
○カーボンブラック 約８質量部
未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊を裁断等することなくそのまま攪拌装置（スリーワンモーター社製ＢＬＷ６００型高速高トルク混練撹拌装置）に入れ、そこへ廃油脂性液体５Ｌ（比重０．９５）を流し込んだ。廃油脂性液体は、コスモ石油ルブリカンツ社製エンジンオイル等各メーカーの廃潤滑油が混じった廃油であり、その基油は、鉱物油と部分合成油である。
内部温度を７０℃に保持した撹拌装置で毎分１２０回程度の回転速度で１２時間撹拌した。
その後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、ゴムが溶解した廃油脂性液体と、ゴムの付着がないクロムメッキスチールワイヤと、ゴムが付着したスチールワイヤの混合物が確認できた。なお、目分量で、ゴムが廃油脂性液体へほとんど全量溶解し、クロムメッキスチールワイヤへのゴムの付着量はわずかであることが確認できた。
（実施例２）
未加硫ゴム組成物として、実施例１で用いたものと同じ未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊８０ｇを用い、また、廃油脂性液体として日清オイリオグループ株式会社製食用油日清キャノーラ（菜種油）３００ｍＬ（比重０．９２）を用い、実施例１と同様の条件で攪拌処理した。
攪拌処理後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、ゴムが溶解した廃油脂性液体と、ゴムの付着がないクロムメッキスチールワイヤと、ゴムが付着したスチールワイヤの混合物が確認できた。なお、目分量で、ゴムが廃油脂性液体へほぼ半量溶解し、クロムメッキスチールワイヤへのゴムの付着量は半分程度であることが確認できた。
未加硫ゴム組成物として、実施例１で用いたものと同じ未加硫ゴムスチールワイヤ接着物塊８０ｇを用い、また、廃油脂性液体として日清オイリオグループ株式会社製食用油日清キャノーラ（菜種油）３００ｍＬ（比重０．９２）を用い、実施例１と同様の条件で攪拌処理した。
攪拌処理後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、ゴムが溶解した廃油脂性液体と、ゴムの付着がないクロムメッキスチールワイヤと、ゴムが付着したスチールワイヤの混合物が確認できた。なお、目分量で、ゴムが廃油脂性液体へほぼ半量溶解し、クロムメッキスチールワイヤへのゴムの付着量は半分程度であることが確認できた。
（実施例３）
実施例２の食用油日清キャノーラに代えて廃食用油（成分不明 比重０．９５）を用い、実施例２と同様の条件で処理した。
攪拌処理後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、実施例２とほぼ同様の結果を得た。
潤滑油を用いた系と比べてゴムの油への溶解量は全体の１０〜２０％へ落ちたが、ゴムの膨潤脱離能力は確認できた。
実施例２の食用油日清キャノーラに代えて廃食用油（成分不明 比重０．９５）を用い、実施例２と同様の条件で処理した。
攪拌処理後、未加硫ゴムスチールワイヤ接着物の分離状態を目視したところ、実施例２とほぼ同様の結果を得た。
潤滑油を用いた系と比べてゴムの油への溶解量は全体の１０〜２０％へ落ちたが、ゴムの膨潤脱離能力は確認できた。
Claims (5)
- 未加硫ゴムと、少なくとも鋼材を含む未加硫ゴム組成物を、潤滑油（但し、水グリコール系潤滑油を除く）または食用油中で攪拌することを特徴とする未加硫ゴム組成物の分離方法。
- ０〜１００℃の温度下で攪拌することを特徴とする請求項１記載の未加硫ゴム組成物の分離方法。
- ３〜３０時間攪拌することを特徴とする請求項１記載の未加硫ゴム組成物の分離方法。
- 前記未加硫ゴム組成物がスチールラジアルタイヤ廃材であることを特徴とする請求項１記載の未加硫ゴム組成物の分離方法。
- 前記潤滑油がエンジンオイルまたはミッションオイルの廃油であることを特徴とする請求項１記載の未加硫ゴム組成物の分離方法。
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