JP4579671B2

JP4579671B2 - 微粉砕ゴムの製法

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Publication number: JP4579671B2
Application number: JP2004368810A
Authority: JP
Inventors: 秀雄國奥; 博樹徳井; 晴乙池田; 秀樹秋元; 英治矢野; 哲也冨安
Original assignee: Bridgestone Corp; Kotobuki Sangyo Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Corp; Kotobuki Sangyo Co Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006176558A

Description

本発明は、廃タイヤなどの使用済みゴムを粉末化するための微粉砕ゴムの製法に関するものである。

例えば廃タイヤ（古タイヤ）、廃棄された各種工業用ゴム製品などから分離したゴム材料を再生するために粉末処理することが行われている。廃タイヤを破砕・粉砕して生じたゴム片を粒状・粉状にしたものを総称して「ゴム粉」と言われており、このゴム粉は一般的に粒子径が０．３〜５ｍｍ程度のものがマテリアルリサイクルとして使用されている。
従来のゴムの粉末処理方法として、特公昭６１−９９７３号公報、特開平１０−８０９０１号公報及び特開２００１−３１５１２１号公報及び特開平６−１７９２１５号公報にそれぞれ記載のもの（以下それぞれ「従来例１」、「従来例２」、「従来例３」及び「従来例４」という。）が提案されており、これらの製造方法は次のとおりである。
従来例１は、２００〜１５００μｍ（０．２〜１．５ｍｍ）の粒径及び７重量％より少ない粉末化剤含量を有するゴム粉末の製造方法に関するものである。この製造方法は、ゴムを粒径低減機によって表面に孔の多い粒子に転換し、粉末化剤（シリカの誘導体、炭酸カルシウムなど）をゴム粒子の空気圧による供給流中に噴霧し、ゴムの流動が妨げられかつ粉砕によって形成されるゴム粉末の表面にくぼみの多い構造が損なわれないように、ゴム粒子を低温で粉砕し、再粉末化剤処理後にゴム粉末をゴム温流が起こらない程度まで冷却装置で冷却するものである。
従来例２は、表面に多数の中空部を備え、２００〜７００μｍ（０．２〜０．７ｍｍ）の粒径及び０．１５〜０．３ｇ／ｃｍ^３未満である嵩比重を有する粉末ゴムの製造方法に関するものである。この製造方法は、原料となるゴムの塊を混練機に投入して、混練を開始し、ゴムの温度がある程度上昇したら加硫剤、加硫促進剤を投入して混練を継続すると、ゴム粉体に変換され、混練の途中から微粉化が始まり中空粉末ゴムが得られるものである。
従来例３は、公報第６頁の段落００３７〜段落００３９に記載されているように、まず、古タイヤを周知のクラッカーロールを用いてある程度の粒径をもつように揃えながら粗砕する。粗砕工程では３メッシュ以下のメッシュを用いる。ついで、粗砕物を所定のメッシュを設けて粒径を揃えながら、細砕ロールにより細砕する。細砕後の粉砕物の粒径が約５．０×１０^−４（ｍ）程度となるように微粉砕する。その後、微粉砕物に固結抑制材となるタルクをタンブラーミキサーを用いて配合する。そして得られた粉末ゴムの検査を行い、所定のとおりに得られていたかどうかを確認する。得られた粉末ゴムは粉砕物の粒径が微細な場合においても、粉末ゴム同士が互いに固結したりすることがなく、流動性が十分でハンドリング性が良好である。
従来例４は加硫ゴム系材料の微粉化方法に関するものである。これは、公報第３頁段落００１４〜第５頁段落００２６に記載されているように、実施例１においては、まずタイヤの廃材を粉砕機を用いて約２０ｍｍ粒径に粗粉砕し、ついで得られた粗粉末をスクリュー径Ｄが３０ｍｍ、スクリュー長さＬに対するスクリュー径Ｄの比Ｌ／Ｄが２４である二軸押出機のホッパーに投入し、投入後にスクリューの回転数を１００ｒｐｍとし、シリンダを４分割したそれぞれの領域１〜４に下記のような温度設定をし、シリンダ内に送り込み、押出機内でせん断力を付与して平均粒径１０〜７０μｍ（０．０１〜０．０７ｍｍ）の微粉末を得るものである。
領域１：１３０°Ｃ
領域２：１５０°Ｃ
領域３：１７０°Ｃ
領域４：１７０°Ｃ
特公昭６１−９９７３号公報特開平１０−８０９０１号公報特開２００１−３１５１２１号公報特開平６−１７９２１５号公報

粉末ゴムの製造方法によって得られるゴム粉末は、従来例１では粒径２００〜１５００μｍ（０．２〜１．５ｍｍ）であり、従来例２では粒径２００〜７００μｍ（０．２〜０．７ｍｍ）であり、従来例３では粒径約５．０×１０^−４（ｍ）程度ものであり、ゴム粉として利用されるものの、通常のゴムと同様にタイヤの原材料にするなどその利用範囲を広げるためにはより一層粒径が小さいことが要求され、各従来例には改善の余地がある。また従来例４では、得られるゴム粉末の平均粒径１０〜７０μｍ（０．０１〜０．０７ｍｍ）の微粉末であるから、上記要求を満たすものであるが、押出機のシリンダを４分割したそれぞれの領域において２４０°Ｃ以下の加熱温度を設定する必要があり、温度管理が容易ではなく、作業効率の低下を招く課題があった。
本発明の目的は、効率的により一層粒径を小さくすることできる微粉砕ゴムの製法を提供することにある。

本発明の第１の特徴は、破砕したゴム原材料を粗粉砕手段によって粗粉砕ゴムに加工する粗粉砕工程と、上記粗粉砕ゴムを細粉砕ロールによって細粉砕ゴムに加工する細粉砕工程と、上記細粉砕ゴム中に含まれかつ互いに連なっているゴム粒体に対して分離機によって衝撃力を付与して強制的に分離して微粉砕ゴムにする分離工程とを具備していることにある。
本発明の第２の特徴は、上記第１の特徴を前提として、破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、隣接する粉砕刃がなす角度は８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることにある。
本発明の第３の特徴は、上記第１の特徴を前提として、破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粉砕ロールの回転数は８０ｒｐｍ以上、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、隣接する粉砕刃がなす角度θは８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることにある。
本発明の第４の特徴は、上記第１の特徴を前提として、破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粉砕ロールの回転数は８０ｒｐｍ以上、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチＰは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、上記粉砕刃の高さはＰ／２．５〜３．５、隣接する粉砕刃がなす角度は８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることにある。
本発明の第５の特徴は、上記第１乃至第４のいずれかの特徴を前提として、細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段を有し、対の粉砕ロールの表面を平滑面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であることにある。
本発明の第６の特徴は、上記第１乃至第４のいずれかの特徴を前提として、細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段を有し、対の粉砕ロールの表面を微細な凹凸面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であることにある。
本発明の第７の特徴は、上記第１乃至第４のいずれかの特徴を前提として、細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段有し、対の粉砕ロールの表面を微細な凹凸面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であり、上記凹凸面の突起の高さが０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下であることにある。
本発明の第８の特徴は、上記第１乃至第７のいずれかの特徴を前提として、分離機における分離室に投入される細粉砕ゴムの充填率は、３０％〜４０％であることにある。
本発明の第９の特徴は、上記第１乃至第８のいずれかの特徴を前提として、分離工程を経た微粉砕ゴムに混合機によって固着防止剤を添加しながら混合する混合工程を備えていることにある。
本発明の第１０の特徴は、上記第１乃至第８のいずれかの特徴を前提として、分離工程を経た微粉砕ゴムに混合機によって固着防止剤を添加しながら混合する混合工程と、この混合工程における微粉砕ゴムを分級機によって分級して微粉末ゴム製品として回収する分級回収工程を備えていることにある。

本発明によれば、ゴム原材料を粗粉砕工程から細粉砕工程を経ることにより、表面に孔を有し、縮れた形態の粒径が極めて小さい細粉砕ゴムが得られ、さらに分離機によって細粉砕ゴムにおける連なっているゴムの粒体に対して衝撃力を付与してこれを強制的に分離させることによって微粉砕ゴムを効率的に生産することができる。

図１及び図２に示す本発明に係る微粉砕ゴムの製法は下記の５工程を備えているものである。
粗粉砕工程：ゴムチップを粗粉砕機１で粗粉砕ゴムに加工する。
細粉砕工程：上記粗粉砕ゴムを細粉砕機２によって細粉砕ゴムに加工する。
分離工程：上記細粉砕ゴムの互いに連なっている細粉砕ゴムの粒体に対して分離機
３によって衝撃力を付与して強制的に分離して微粉砕ゴムにする。
混合工程：混合機４により上記微粉砕ゴムに固着防止剤を添加しながら混合する。
分級回収工程：分級機５により固着防止剤が添加された上記微粉砕ゴムを所定の粒径を
有する微粉末ゴム製品とそれ以外のものに分級（選別）して回収する。

粗粉砕工程においては、図２に示すように例えば廃タイヤ（ビートワイヤなどタイヤ補強材除去処理済）を幾つかに切断したカットタイヤを所定の大きさに破砕したゴムチップ（タイヤチップ）をゴム原材料として粗粉砕機１のホッパー１ａに供給塔６から投入し、粉砕室内に設けられている粗粉砕手段７（図３）によって粗粉砕ゴムに加工する。投入するゴムチップの粒径は例えば１ｍｍ〜８ｍｍ範囲内のものである。
粗粉砕ゴムは表面に孔を備え、縮れたような形態でかつ柔軟性を有するゴム（以下「粗ちぢれゴム」という。）である。
粗ちぢれゴムを効率良く製造可能とするために、図３に示す粗粉砕手段７は固定刃７ａと粉砕ロール７ｂとを組み合わせたものを一段又は図上下方向に複数段（図では２段）配置して構成されている。
なお、固定刃７ａと粉砕ロール７ｂとを組み合わせたものを複数組横方向に並べ、横方向に複数段配置したものであっても良い。
対向する固定刃７ａと粉砕ロール７ｂとの間には隙間Ｗ（図３）があけられている。投入する上記ゴムチップの粒径をＤとすると、隙間ＷはＤ／３０〜３５であることが好ましい。
一方の固定刃７ａにおいて、図４及び図５に示すように粉砕ロール７ｂと対向する側には、内側（図４左側）に凹となる円弧面７ａ１を形成してあり、この円弧面には粉砕ロールの外周面が嵌め込まれている。固定刃７ａの円弧面７ａ１には図５左右方向に伸びる複数の溝７ａ１１が上下方向に間隔を置いて設けられている。
他方の粉砕ロール７ｂにおいて、図３及び図６に示すように粉砕ロールの外周面には粉砕刃７ｂ１が設けられている。図６では、粉砕刃７ｂ１の方向が粉砕ロール７ｂの中央部から左右両側でかつ斜め上方に向けて傾斜され、この中央部を中心として「Ｖ」字となっている。図７に示すように、粉砕刃７ｂ１のピッチＰは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲が望ましい。ピッチＰの値が上記範囲外であると、期待する粗ちぢれゴムが製造できにくく、約１．０未満である場合には粗粉砕処理に時間がかかり、１．５ｍｍを越えると次の細粉砕工程の段階で作業効率に悪影響を与える
。また隣接する粉砕刃７ｂ１がなす角度θは８５°〜９５°の範囲が望ましい。角度θが上記範囲外であると、期待する粗ちぢれゴムの生産効率が低下し、角度θ＜８５°である場合には刃先の耐久性が低下し、角度θ＞９５°である場合には粗粉砕処理に時間がかかる。粉砕ロール７ｂの回転数は８０ｒｐｍ以上が望ましい。回転数が８０ｒｐｍに達しない場合には、期待する粗ちぢれゴムの生産効率が低下するおそれがある。粉砕刃７ｂ１の高さｄはピッチＰ／２．５〜３．５であることが好ましい。
粗粉砕時に、固定状態にある固定刃７ａに対して粉砕ロール７ｂを回転させながら粉砕作業を行うので、せん断力を主にして圧縮力や摩擦力の複合作用によって、ある程度の大きさの粗ちぢれゴムの製造が可能になり、また粉砕刃７ｂ１の方向が粉砕ロール７ｂの中央部を中心として「Ｖ」字となっているため、粗ちぢれゴムが粉砕ロール７ｂの中央部に移動され、粗粉砕作業が能率的に行われる。
粗粉砕工程で処理された粗ちぢれゴムは、圧縮力や摩擦力の複合作用が粗粉砕の対象物であるゴム内の粒内を伝播し、ゴム粒内により小さな境界線を発生させて、小さい塊を形成しつつも粉砕状態にある。
粗粉砕工程では、粗ちぢれゴムのゴム粒体が結合されて凝集状態にあっても、一つの粒子（ゴム粒体）が粒径０．５ｍｍ以下に粉砕可能にするために、粉砕ロール７ｂの回転数、粉砕刃のＰ（ピッチ）、θ（角度）、ｄ（高さ）、固定刃７ａと粉砕ロール７ｂとの隙間Ｗなどの各条件を調整する。
なお、粉砕刃７ｂ１の方向も必ずしも「Ｖ」字を形成するものでなくても良い。
粗粉砕手段７は対のロールを対向方向に回転させかつその回転数を異にする二軸のものを使用しても良い。この場合には対のロールの粉砕刃同士によるせん断力及び摩擦力の作用によってある程度の大きさの粗ちぢれゴムの製造が可能になる。

細粉砕工程は、上記粗ちぢれゴムを細粉砕機２によって細粉砕ゴムに加工する。
図２に示すように、粗粉砕機１で処理された粗粉砕ゴムはスクリューコンベア１ｂ及びベルトコンベア８によって細粉砕機２まで搬送されて、この細粉砕機のホッパー２ａに投入され、粉砕室内に設けられている細粉砕手段９（図８）よって細粉砕ゴムに加工される。
細粉砕ゴムは粗ちぢれゴムと比較してさらに表面に孔を備えた、より一層粒径が小さくて縮れ形態で極めて柔軟性のあるゴム（以下「細ちぢれゴム」という。）である。
細粉砕手段９は、細ちぢれゴムを効率良く製造可能にするために、対の粉砕ロール９ａ，９ｂを組み合わせたものを図８に示すように上下方向に複数段（図では６段）配置して構成されている。
なお、対の粉砕ロール９ａ，９ｂを組み合わせたものを複数組横方向に並べ、横方に複数段配置したものであっても良い。
粉砕ロール９ａと粉砕ロール９ｂとは互いに回転数が異なっている。そして粉砕ロール９ａ，９ｂによって、粗ちぢれゴムをさらに細かく粉砕して（粗ちぢれゴムの粒径を小さくしてその径の分布を狭くして）細ちぢれを製造可能とするためには、各粉砕ロールの表面を平滑面又は微細な凹凸面とすることが好ましい。粗ちぢれゴムから細ちぢれゴムへ転換製造する細粉砕工程では、対向する粉砕ロール９ａ，９ｂ間の隙間をできるだけ狭く、例えば０．０５ｍｍ以下に設定することによって粉砕ゴムが粉砕ロール間に導かれながら徐々に圧縮され、さらに粉砕ロール間の隙間に近づくにしたがって圧縮力が増大すると共に、粉砕ロールの回転比の異なる相対的速度差により、粉砕ゴムに対して圧縮力と摩擦力がかけられつつ、上記隙間において、最終的にはせん断力が加わり、その粉砕が実現される。
細ちぢれゴムの粉砕効率は粉砕ロール９ａ，９ｂの相対的な回転比率に大きく依存している。低速側の粉砕ロール９ａと高速側の粉砕ロール９ｂとの回転比率は１：１５〜３０（１／３０〜１／１５）の範囲が望ましい。回転比率が上記範囲外であると、期待する細ちぢれゴムの生産効率が低下するおそれがある。回転比率が１：３０すなわち１／３０未満の場合には高速側の粉砕ロール９ｂの回転が低速側の粉砕ロール９ａのそれと比較してかなり速くなるので粉砕ゴムの発熱により細ちぢれゴムの品質が低下するおそれがあり、１：１５すなわち１／１５を越えると、粉砕効率の低下を招くおそれがある。
また低速側及び高速側の各粉砕ロールの表面を微細な凹凸面（図９では、粉砕ロール１９ａの表面に所定の高さｈを有する突起１９ａ１を密に配した粗面）とした場合、細ちぢれゴムの粒径を小さくするために、凹凸面における突起１９ａ１の高さｈが０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下に設定するのが良い。このように設定されることにより、細ちぢれゴムは結合されて凝縮状態にはあるが、一つのゴム粒径を０．１５ｍｍ以下にすることが可能となり、実験例では得られた細ちぢれゴム全体の約９０％がゴム粒径０．１５ｍｍ以下のもので占められた。
細粉砕工程では、粗ちぢれゴムをさらに細かく粉砕するためには、上述したように粉砕ロール９ａ，９ｂの回転比率、粉砕ロールの表面（平滑面、微細な凹凸面、突起の高さｈ）及び粉砕回数（一段、複数段）などの各条件を調整する。
細粉砕工程で得られた細ちぢれゴムはゴム粒体が結合された塊（凝縮状態）を形成しているものの、一つのゴム粒子（ゴム粒体）の粒径が小さく、また表面は微細な凹凸面を有し、表面積が大きく、原料として使用する場合、他の原料との反応面が大きくなり、結果としてゴム強度が保たれる。

分離工程は、上記細ちぢれゴムの互いに連なっている細粉砕ゴムの粒体に対して分離機３によって衝撃力を付与して細粉砕ゴムの粒体を強制的に分離して微粉砕ゴムにする。
図２に示すように、細粉砕機２によって処理された細ちぢれゴムはスクリューコンベア２ｂによって分離機３まで搬送されて、この分離機の投入口部３ａに投入され、分離室内に設けられているピン付き回転ディスクの回転によって細粉砕ゴムに加工される。ピン付き回転ディスクは駆動モータ３ｂの駆動力によって回転し、この回転に伴ってピンが分離室内を円周方向に回転移動し、移動するピンに投入された細ちぢれゴムが繰り返し衝突し、その衝撃力と、高速回転するピンによって生じる気流に乗った細ちぢれゴム同士の摩擦力とが分離に寄与する。ピン付き回転ディスクの周速度５０ｍ／ｓ以上が好ましいが、この周速度の範囲はピン付き回転ディスクの大きさ及び容積率並びに求める粒径に応じて適宜設定する。
また分離機３への細ちぢれゴムの投入量は分離室の容積に対する充填率の大小によって分離効率が変化するが、実験例によれば充填率３０％〜４０％の範囲が最大効率を得るためには好ましい。この事実は、単に上記ピンへの細ちぢれゴムの衝突力のみではなく、細ちぢれゴム同士の衝突と摩擦により効率的に分離されるものと考えられる。
分離効率の低下を抑えるために、分離機３における分離室の室温（処理温度領域）が４０°Ｃ〜１６０°Ｃであることが好ましい。１６０°Ｃを超えると、細ちぢれゴムの粘着性が増して分離効果を低下させ、４０°Ｃより低温の場合にはゴムが硬化に伴い分離機に負荷をかけることとなり、生産効率の低下を招くおそれがある。

混合工程では、分離工程を経た微粉砕ゴムに固着防止剤を混合機４によって添加混合する。
図２に示すように、分離機３で処理された微粉砕ゴムは搬送ダクト３ｃによって混合機４のタンク４ａまで圧送されて、このタンクの下部に設けられている混合室４ｂ内に供給される。混合室４ｂには固着防止剤の供給タンク４ｃが接続されており、この供給タンク４ｃから固着防止剤が混合室内へ供給される。混合室４ｂ内へ供給された微粉砕ゴムと固着防止剤とは混合室内に設けられている撹拌スクリューなどからなる混合手段４ｄによって攪拌され混合される。
固着防止剤としては、充填材（炭酸カルシウム、アルミナなど）や補強材（カーボンブラック、タルク、シリカなど）が適当である。
固着防止剤として炭酸カルシウムを選択した場合には、その添加量は細ちぢれゴムの７％〜１５％が良い。７％未満の場合には固着防止機能が低下し、１５％を越えると製品化した場合の利用の分野が制限される。
微粉砕ゴムに固着防止剤を添加することによって微粉砕ゴムの表面がコーティングされ、微粉砕ゴムが再び付着結合することを防止することができると共に、ゴムの用途によっては所定の粒径が要求される場合には、簡易な分級機によって要求される粒径を分級（選別）することができる利点がある。この種の利点を確保しながらも、固着防止剤の添加量が少ないことがコストダウンに寄与し、タイヤの原料として再利用するのに好都合である。このため、混合手段４ｄよって混合する速度は、一度コーティングされたものが微粉砕ゴムの表面から剥離しない程度に、また表面の微細な孔に入り込み固着防止機能が不能とならない程度に低速域であることが好ましい。

分級回収工程は、混合工程における固着防止剤が添加された微粉砕ゴムを分級機５によって分級して回収する工程である。
分級回収工程において、混合機４で固着防止剤が添加された上記微粉砕ゴムは搬送ダクト４ｅによって分級機５の一次貯蔵タンク５ａに貯蔵され、そしてこの一次貯蔵タンク５ａから二次貯蔵タンク５ｂに貯蔵される。二次貯蔵タンク５ｂに貯蔵された上記微粉砕ゴムは徐々に下部出口から篩５ｃに落下して、この篩によって所定の粒径の微粉砕ゴムと、とそれ以外すなわち所定粒径を超えた微粉砕ゴムとに選別され、所定粒径の微粉砕ゴムは微粉末ゴム製品として回収タンク５ｄに回収され、所定粒径を超えた微粉砕ゴムは微粉末ゴム製品として回収タンク５ｄとは別の回収タンクに回収され、必要に応じて細粉砕機２に戻して所定粒径を有する微粉砕ゴムを得るための処理を行う。
所定粒径を有する微粉砕ゴムとしては、例えば粒径０．１５ｍｍ（♯１００）以下のものであり、それ以外の微粉砕ゴムは粒径０．１５ｍｍ（♯１００）を超えるものである。

第１実施例について説明する。
３ｍｍゴムチップを二段に配置した固定刃及び粉砕ロールを備えた粗粉砕機１を用いて、しかも固定刃７ａ及び粉砕ロール７ｂの隙間Ｗを３／３１、粉砕ロールの回転数を８２ｒｍ、Ｐ＝１．２０に設定して、その粉砕室によって粗ちぢれゴムに加工した。
６段に配置した低速側粉砕ロール９ａ及び高速側粉砕ロール９ｂを備えた細粉砕機２を用いて、しかも高低各側の粉砕ロールの回転比率を１：１５に設定して粗ちぢれゴムを細ちぢれに加工した。
分離機の分離室内への細ちぢれゴムの充填率を３５％に設定し、ピン付き回転ディスクの周速度６０ｍ／ｓとして、分離加工して微粉砕ゴムを得た。微粉砕ゴムには、粒径０．１５ｍｍ（♯１００）以下のものが約９０％、残りが粒径０．１５ｍｍを超えるものであった。
混合機４の混合室に固着防止剤として炭酸カルシウム８％を細ちぢれゴムに添加して混合し、その後分級した。粒径０．１５ｍｍ（♯１００）以下の微粉砕ゴムを製品として回収し、上記粒径を超えた微粉砕ゴムを細粉砕機２に戻した。

上述した本発明の微粉砕ゴムの製法では、粗粉砕工程では、粗粉砕手段７によりゴムチップの表面に摩擦力や圧縮力を加えながらせん断により粉砕するためにゴムチップの表面に孔が形成され、ちぢれた形態を有するものに加工され、その上細粉砕工程では、細粉砕手段９により粗ちぢれゴムの表面に摩擦力や圧縮力を加えながら粉砕するために、粗粉砕工程と比較してより一層その表面に凹凸が形成され、ちぢれた形態を有する細ちぢれゴムに加工され、分離工程では細ちぢれゴムに対して衝撃力が加えられるので結合状態にある粒体が強制的に分離され粒径０．１５ｍｍ（♯１００）より小さい微粉砕ゴムを量産することができる。
粗粉砕手段７及び細粉砕手段９の加工条件を調整して、微粉砕領域である０．１５ｍｍ（♯１００）〜０．０７５ｍｍ（♯２００）又はその範囲の粒径以下の微粉末ゴムを機械的粉砕で量産を可能とするものである。
分離工程では、細ちぢれゴムのうちゴム粒体が連なった凝集状態にある細ちぢれゴムに対して強制的に分散させるものであるが、分離後の細ちぢれゴムを混合工程を経ることなく分級回収工程に移行させて、例えば風力利用の分級機によって所定粒径の微粉末ゴムとそれ以外のものとに選別するものであってもよく、必ずしも固着防止剤を添加する混合工程を要しない。

本発明に係る微粉砕ゴムの製法のフローチャートである。本発明に係る微粉砕ゴムの製法を実施するための製造システムを示す構成図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の粗粉砕工程で使用する破砕手段の拡大正面図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の粗粉砕工程で使用する破砕手段の固定刃の拡大正面図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の粗粉砕工程で使用する破砕手段の固定刃の拡大側面図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の粗粉砕工程で使用する粉砕ロールの主要部を示す拡大正面図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の粗粉砕工程で使用する粉砕ロールの刃の一部を示す拡大構成図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の細粉砕工程で使用する細粉砕手段の粉砕ロールを示す拡大正面図である。本発明に係る微粉砕ゴムの製法の細粉砕工程で使用する細粉砕手段における他の例の粉砕ロールの外周部の一部を示す拡大正面図である。

符号の説明

１粗粉砕機
２細粉砕機
３分離機
４混合機
５分級機
７粗粉砕手段
７ａ固定刃
７ａ１円弧面
７ａ１１溝
７ｂ粉砕ロール
７ｂ１粉砕刃
９細粉砕手段
９ａ，９ｂ粉砕ロール
１９ａ粉砕ロール
１９ａ１突起
Ｐ粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチ
Ｗ対向する固定刃と粗粉砕ロールとの隙間
ｄ粗粉砕ロールの粉砕刃の高さ
ｈ突起の高さ
θ 隣接する粉砕刃がなす角度

Claims

破砕したゴム原材料を粗粉砕手段によって粗粉砕ゴムに加工する粗粉砕工程と、
上記粗粉砕ゴムを細粉砕ロールによって細粉砕ゴムに加工する細粉砕工程と、
上記細粉砕ゴム中に含まれかつ互いに連なっているゴム粒体に対して分離機によって衝撃力を付与して強制的に分離して微粉砕ゴムにする分離工程と
を具備していることを特徴とする微粉砕ゴムの製法。
破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、隣接する粉砕刃がなす角度は８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることを特徴とする請求項１記載の微粉砕ゴムの製法。
破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粉砕ロールの回転数は８０ｒｐｍ以上、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、隣接する粉砕刃がなす角度θは８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることを特徴とする請求項１記載の微粉砕ゴムの製法。
破砕したゴム原材料はゴムチップであってこのゴムチップ粒径Ｄが１ｍｍ〜８ｍｍであり、粗粉砕手段は固定刃と粗粉砕ロールとを有し、上記粉砕ロールの回転数は８０ｒｐｍ以上、上記粗粉砕ロールの粉砕刃のピッチＰは１．０ｍｍ〜１．５ｍｍであり、上記粉砕刃の高さはＰ／２．５〜３．５、隣接する粉砕刃がなす角度は８５°〜９５°であり、対向する上記固定刃と粗粉砕ロールとの隙間がＤ／３０〜３５であることを特徴とする請求項１記載の微粉砕ゴムの製法。
細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段を有し、対の粉砕ロールの表面を平滑面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。
細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段を有し、対の粉砕ロールの表面を微細な凹凸面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。
細粉砕手段は互いに対向する方向に回転する低速側粉砕ロールと高速側粉砕ロールとを対として複数段有し、対の粉砕ロールの表面を微細な凹凸面とし、低速側と高速側の粉砕ロールの回転比率は１：１５〜３０であり、上記凹凸面の突起の高さが０ｍｍより大きく０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。
分離機における分離室に投入される細粉砕ゴムの充填率は、３０％〜４０％であることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。
分離工程を経た微粉砕ゴムに混合機によって固着防止剤を添加しながら混合する混合工程を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。
分離工程を経た微粉砕ゴムに混合機によって固着防止剤を添加しながら混合する混合工程と、この混合工程における微粉砕ゴムを分級機によって分級して微粉末ゴム製品として回収する分級回収工程を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の微粉砕ゴムの製法。