JPS588716B2 - 加硫ゴムの処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、加硫ゴムの新規な処理方法に関し、更に詳し
くは、加硫ゴムから優れた物性を有する燃料油、ピッチ
およびコークスを製造しうる加硫ゴムの処理方法に関す
る。

但し本発明にいう加硫ゴムとは、加硫ゴムだけでなく合
成繊維が混入したゴムタイヤ等も包含する。

現在産業廃棄物の処理及びその再利用は、緊急な技術的
課題となっており、その一つとして使い古したゴムタイ
ヤ０処理が挙げられる。

廃棄ゴムタイヤをそのまま利用する場合には、その利用
面がごく一部に限られるので、加工利用法が種々提案さ
れている。

例えば廃棄ゴムタイヤ（以下必要でない限り単にタイヤ
と略記する）を一定寸法に切断し軌道用防振材として利
用する物理的方法が提案されている。

また化学的処理を伴う利用方法としては、タイヤには合
成繊維が入っているのでタイヤを粉砕または特殊な機械
で加硫ゴムの部分だけを分別し、それをアルカリと共に
加熱することなどにより脱硫処理を行い再生ゴムを得る
方法、タイヤ粉砕物を石炭と共に１０００℃程度の高温
で乾留しコークスを得る方法、或いはタイヤ粉砕物だけ
を流動床法により５００℃以上の高温で分解しガス・炭
化物及び油分を回収する方法等が試みられている。

石炭と共に乾留する場合は製品コークスの強度に問題が
あり、また流動床で処理する場合はその分解過程で粘着
性成分が生じるために流動化が困難となり、トラブルの
原因となる。

このようにこれらの方法は、いずれも種々の技術的制約
やコスト高等の理由から、今後廃棄物の厳重な規制に伴
って処理量の増大が予測されるタイヤの処理方法として
は極めて不充分なものであり、新たな処理方法の完成が
望まれている。

しかるに、タイヤの如き加硫ゴムにおいてはゴム分子が
硫黄により３次元的に架橋結合されているため、いかな
る溶剤を使用しても溶解が不可能であるとされているし
、また加硫ゴムを単独で溶解させるべく加熱を行なって
も溶融よりも分解熱重合が厳しくおこってコーキングト
ラブルが生じるので、これ等の方法は、前記流動床法、
コークス炉での処理と同様に満足すべき処理方法ではな
い。

そこで本発明者は、加硫ゴムの分解中に生成する粘着性
成分を適当な液体に溶解させながら分解することにより
、粘着性生成物によるトラブルを解消する方法について
検討を行なった。

その適当な液体としては原油またはその同等物質が考え
られるが、その液体自体の熱分解重合によるトラブルを
回避しながら加硫ゴムの分解を行なわなければならない
。

その回避方法として先願特許（特公昭５２−３５６８１
号）に記載されている如《、原油およびその同等物質に
炭素質粒子を添加すればよいことが判っているので、本
発明者はその反応系を用いて加硫ゴムの熱処理を試みた
。

その結果、加硫ゴムを原油またはその同等物質と共に３
９０〜４８０℃という特定の温度範囲で且つ炭素質微粒
子を共存させて加熱処理すると、加硫ゴムが原油または
その同等物質中に溶解あるいは分解しつつ熱処理を受け
るために、加硫ゴムの熱分解中に起るコーキングトラブ
ルがなく、且つ上記のようなかなりの低温（石炭と共に
乾留する場合に比し）でほぼ完全に加硫ゴムを分解出来
ること、しかも得られる反応生成物から分離して得られ
る油は、原油またはその同等物質の蒸留によって得られ
る燃料油に比しイオウ濃度が低下し、性質が向上するこ
と、更に同時に生成するピッチやコークスも原油または
その同等物質から蒸留によって得られるアスファルトに
比べて、コークス配合用原料等として使用する場合の性
状が優れているのみならず、加硫ゴムを添加しない場合
に得られるピッチやコークスに比してもすぐれた性状を
有していることが判った。

また更にカーボンブラックが含まれるゴムタイヤの粉砕
物を原油またはその同等物質とともに熱処理する場合に
は、カーボンブラック自身が上記炭素質粒子の動きをす
るために、炭素質粒子を添加しな《てもコーキングトラ
ブルな《加硫ゴムの熱処理を行ない得ることが判った。

本発明は、これ等の新しい知見に基すいて完成されたも
のである。

本発明に於いては、実質的に炭素質粒子の存在下で原油
またはその同等物質と加硫ゴムとを加熱処理することを
必須としており、特に３９０〜４８０℃の範囲で加熱処
理を行なうことが必要である。

加熱温度が３９０℃に達しない場合には、加硫ゴムを原
油またはその同等物質に溶解させることは出来るものの
、加硫ゴムを充分に分解することが出来ないので、得ら
れるピッチおよびコークスの性質が加硫ゴムを添加しな
い場合に比し特に向上しない。

また逆に４８０℃よりも高温で処理すると、たとえ炭素
質微粒子を共存させてもコーキングトラブルが生じる傾
向があり、望ましくない。

本発明者の研究によれば、加硫ゴムを原油またはその同
等物質とともに加熱すると、３８０℃前後を変曲点とし
て加硫ゴムは急激に分解して架橋構造が切断されるばか
りでなく、ゴムの主鎖構造も分解されることが判明した
。

例えば加硫ゴムを実際にアスファルトに添加し、これを
加熱したときの加硫ゴムからの生成油分を測定した図面
からも明らかな通り、３８０℃を変曲点として油の生成
量が著し《増大している。

これはこの温度でゴムが完全にその主鎖から分解してい
ることを示している。

但し、この図面に示す結果の測定方法は、以下の通りで
ある。

先ずアスファルト１００重量部に加硫ゴム２０重量部と
カナダ無煙炭７重量部を添加・混合し、所定の温度で１
時間加熱したものを、夫々５ｍｍＨｇ３００℃の一定蒸
留条件で蒸留し、留出して来る油の量を測定する。

一方アスファルト１００重量部にカナダ無煙炭７重量部
を添加混合し、同様に処理して留出する油の量を測定す
る。

そして上記加硫ゴムを添加した場合の留出油から加硫ゴ
ムを添加しない場合の留出油を引いたものを加硫ゴムか
らの生成油として表わした。

本発明に於いて使用する原油またはその同等物質とは、
原油、その蒸留残渣油、その蒸留々出油であって反応系
内に於いて液体として存在しうる成分が５０重量％以上
含有されたものを意味する。

本発明に於いて使用する加硫ゴムとしては、加硫ゴムそ
のものまたはカーボンブラックが混入したゴムタイヤを
代表的なものとして例示出来るが、その他加硫ゴムであ
れば広く各種のものが使用される。

本発明に於いては、加硫ゴムは粉砕して使用するのが望
ましい。

尚、この際ゴムタイヤに含有されている合成繊維類は、
特に分別する必要はな《、そのままゴムとともに原油ま
たはその同等物質に添加される。

また本発明に於いて使用される炭素質微粒子としては、
各種のものが有効に使用され、代表的なものとして各種
石炭粉並びにコークス粉を例示出来るが、その他チャー
、黒鉛、炭化樹脂、カーボンブラック、活性炭等も使用
出来る。

本発明法実施に際しては、石油またはその同等物質と加
硫ゴムとを、０〜１００ｋ９／ｃｒ２Ｇ望ましくは５〜
５０ｋｇ／ｃｄ２Ｇの圧力で且つ３９０〜４８０℃望ま
し《は４００〜４５０℃の温度で、加硫ゴムの粒度によ
り異なるが、通常０．５〜２０時間程度加熱処理する。

この際の原油またはその同等物質と加硫ゴムとの混合比
は、通常前者１００重量部に対し後者１〜１００重量部
望ましくは３〜６０重量部程度である。

またこの反応時に共存する炭素質粒子としては、原油ま
たはその同等物質に対し通常原油またはその同等物質の
コンラドソンカーボン値（ＣＣＲ値）の１／１０〜１０
倍程度望ましくは１／５〜５倍程度存在せしめる。

特に加硫ゴムとしてカーボンブラックが含有されている
もの、例えばタイヤを使用する場合は、あえて別途に炭
素質粒子を添加する必要はない。

本発明に於いて生成する反応物は、油分、ピッチおよび
コークスの混合物となるが、使用する原油またはその同
等物質の種類やその量、加硫ゴムの種類、反応条件就中
原油またはその同等物質の種類により、これ等油分、ピ
ッチおよびコークスの生成割合が異なる。

例えば原油を使用すると、大部分は油分即ち燃料油とな
り、また原油の蒸留残渣油を使用するときには、コーク
スの生成量が多くなる。

本発明の特に大きな利点は、単に加硫ゴムを有効に分解
しうるだゆではなく、加硫ゴムと共に原油またはその同
等物質を熱処理するので、得られる油分（即ち燃料油）
、ピッチおよびコークスいずれもが、加硫ゴムを添加し
ない場合に得られる燃料油、ピッチおよびコークスに比
し、更に優れた物性を有することである。

即ち加硫ゴムが完全に分解され、かなりの硫黄分がガス
となって揮散する。

その結果、加硫ゴムの一部が燃料油に変化した場合、こ
の加硫ゴムからの生成油により希釈されて硫黄濃度の低
い燃料油となる。

また加硫ゴムから生成するコークス状重質分は、比較的
硫黄含量が低く且つコークス配合用として良い性質を有
しているので、原油またはその同等物質から生成する硫
黄含量が比較的多い（加硫ゴムから生成するコークス状
重質分に比し）コークス状重質分と混合され、この結果
硫黄含量が従来の原油等から得られるコークス状重質分
に比し低《、更に優れた物性を有するコークス状重質分
が収得出来る。

また生成したコークスは、原油またはその同等物質から
の生成コークスと加硫ゴムからの生成物質とが混在して
おり、これ等両者は水蒸気に対する反応性が異なってい
るため、本発明で生成するコークスを水蒸気賦活するこ
とにより更に優れた吸着能を有する活性炭が収得出来る
。

また本発明に於いてはこの他に次の様な利点も存在する
。

（１）古タイヤの如き廃棄物をコーキングトラブルな《
処理出来るばかりでなく、この古タイヤを有用なる燃料
油、ピッチ、コークスに転化出来るので、工業的並びに
経済的に極めて有利である。

（２）従来の石炭とともに乾留する固体プロセスに比し
、原油またはその同等物質を使用するので、液体プロセ
スとなるその操作並びに装置が極めて簡単且つ容易とな
る、（３）従来の石炭共存下の乾留処理に比しその処理
温度が極めて低いので、熱経済的に有利である。

以下に実施例および比較例を挙げて、本発明法を具体的
に説明する。

但し、各実施例に於いて、部又は％とあるは、特に説明
しないかぎり重量部又は重量％を示す。

実施例 １ 加硫ゴム破砕物（粒径約５ｍｍ、硫黄含量１．７５％）
１００部、マーバン原油抜頭油（常圧２００℃での蒸留
残渣油）９００部およびカナダ無煙炭（粒度１００〜２
００メッシュ、硫黄含量０．７５％）７０部をオートク
レープに仕込み、Ｎ２ガスで２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇに加圧
して、攪拌しながら４１０℃で５時間熱処理を行なった
。

熱処理終了後、反応物を冷却して沢過し、コークス分と
反応液に分離し、反応液は蒸留により５ｍｍＨｇ３００
℃で油とピッチとに分離した。

コークス分は反応時留出油で洗浄し、乾燥した。

洗浄液と乾燥時の回収油は、前記反応液の蒸留の前に反
応液に混ぜて蒸留を行なった。

熱処理後のオートクレープの内面には、コーキング物は
全く生じていなかった。

熱処理による物質収支および各生成物の性状は、後記第
１表に示した。

実施例 ２ ゴムタイヤの切断物（１０ｍｍ立方体、硫黄含量１．４
８％）５００部とマーバン原油抜頭油（実施例１と同じ
もの）９００部とをオートクレープに仕込み、以後実施
例１と同様に処理した。

但し、反応圧力を４０ｋｇ／ｃｍ２Ｇに変えた。

熱処理後のオートクレープの内面には、実施例１の場合
と同じように、コーキング物は全く生じていなかった。

また熱処理による物質収支および各生成物の性状は、後
記第１表に示す通りであった。

比較例 マーバン原油抜頭油９００部とカナダ無煙炭（粒度１０
０〜２００メッシュ）７０部とをオートクレープに仕込
み、以後実施例１と同様に処理なした。

この場合の物質収支と各生成物の性状は下記第１表の通
りであった。

上記実施例１、実施例２および比較例から次のことが明
らかである。

即ち（１）加硫ゴム又はゴムタイヤを混合すると、生成
油の硫黄含有量がやや低下している。

この硫黄含有量の低下は、加硫ゴム中の硫黄化合物が原
油またはその同等物質の存在下では分解しやすく、硫黄
化合物はガスとなって揮散するためであると考えられる
。

事実実施例１および２で使用したマーバン原油（硫黄含
有量１．０％）の代りに硫黄含有量１６９３％のガレチ
サラン原油を用い且つ加硫ゴムを２０％添加した以外は
すべて実施例１と同様に処理したところ、生成油の硫黄
含有量は、１．０％に低下していた。

これに対し同じガツチサラン原油を用い加硫ゴムをまっ
たく添加しな（場合の生成油の硫黄含有量は、１．４％
であった。

（２）また生成したピッチについて２は、加硫ゴムまた
は合成繊維入り加硫ゴム（ゴムタイヤ）を使用した実施
例１および実施例２では、これ等加硫ゴムを使用しない
比較例に比し、同一蒸留条件で得られるピッチの軟化点
が高く且つＣ．Ｃ．Ｒ値が増加し、芳香族性が改善され
ていることが判る。

（３）生成するコークスについては、実施例１および実
施例２の生成コークスを炭化処理後水蒸気賦活して活性
炭とし、その炭化賦活時の収率とメチレンブルー吸着能
を測定したところ、比較例に比し収率が増加し、メチレ
ンブルーの吸着能も増加していることが明らかである。

これは、本発明で得られるコークスが活性炭用原料とし
て極めて好適なものであることを示している。

コークス配合用としての性状を調べるためにコークス化
性と相関があると言われているローガ（Ｒｏｇａ）乾留
試験を各生成コークスについて行なった場合は、実施例
１および２は比較例に比し優れており、コークス化性能
も優れていることが判る。

また生成コークスの硫黄含有量についても、やはり実施
例１および実施例２のものは比較例のものに比し少くな
っている。

この事実は、加硫ゴム中に含有されている硫黄化合物が
、原油またはその同等物質の存在下では比較的容易に分
解され易いことを示し、加硫ゴムから生成した硫黄含有
量の少ないコークスにより希釈されたものと考えられる
。

【図面の簡単な説明】

添附図面は加硫ゴムの分解生成油と温度との関係を示す
グラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 加硫ゴムまたはそれ等の粉砕物を、原油またはその
   同等物質と共に実質的に炭素質粒子の共存下に３９０〜
   ４８０Ｃで加熱して燃料油、ピッチおよびコークスを製
   造することを特徴とする加硫ゴムの処理方法。