高性能超音波によるタイヤゴムのリサイクル

廃タイヤゴムは毒性があり、生分解性のない材料であるため、その処分は環境面および経済面で問題となります。超音波脱硫は、廃タイヤゴムを迅速かつ効率的にリサイクルし、廃タイヤの再利用を可能にする方法です。超音波によるタイヤゴムのリサイクルは比較的簡単なプロセスであり、試験で成功が確認されています。超音波によるタイヤリサイクルはプロセスを線形にスケールアップできるため、産業規模で大量の廃タイヤを経済的なコストで処理できます。

廃ゴムの問題

廃タイヤゴムは、毒性と非分解性により、重大な環境問題を引き起こします。加硫された架橋炭素構造と毒性により、その処分は環境負荷となります。従来のゴムリサイクル技術は不経済で環境に優しくなく、廃ゴムの主要なポリマー鎖が変化して弱くなるため、再生ゴムを使用して製造される新しいゴム材料の品質は低くなります。
タイヤは最も問題の多い廃棄物源の一つであるため、環境に優しく経済的なリサイクル方法が必要です。熱分解と脱硫は、タイヤのリサイクルで最も成功しているプロセスです。廃タイヤのリサイクルの進展は、タイヤゴムによる環境負荷を止めるために不可欠であり、埋立地へのタイヤ投棄の削減にも役立ちます。

超音波処理は、現代のタイヤリサイクルプロセスである熱分解と脱硫の両方を強化し、改善できます。

廃ゴムの脱硫用超音波システム

タイヤゴムの超音波脱硫

超音波脱硫では、タイヤ中の硫黄–硫黄および硫黄–炭素の化学結合による架橋が切断され、柔らかいゴム溶融物が得られます。超音波によって生成されたこのゴム溶融物は、再加工して、新しいタイヤなどの新しいゴム製品に成形できます。超音波脱硫の大きな利点は、必要な熱が大幅に少ないことです。まず、廃タイヤの断片を約400ºFまたは200ºCに加熱し、スクリューフィーダーでフローセルに送り込みます。そこで廃ゴムに、高圧下で高性能超音波による超音波処理を施します。超音波脱硫中に、ゴムは元の固体状態から高粘度の物質に変化します。強力な超音波処理は、加硫エラストマーの三次元ネットワークを迅速に破壊します。化学結合による架橋を切断する超音波処理は、わずか数秒で完了します。超音波処理されたゴム溶融物は、硬化剤や充填剤で補強し、新しいゴム製品に成形できます。

超音波による熱分解残渣の高付加価値化

熱分解残渣を塩酸およびフッ化水素酸中で超音波処理することで、熱分解カーボンブラックを得るための高付加価値化が可能です。超音波処理によって、廃タイヤ由来の熱分解残渣を高付加価値の商用カーボンブラックへと高付加価値化できます。このように、熱分解後の超音波処理は、廃タイヤの熱分解全体の効率を大幅に向上させます。

高性能超音波処理装置

Hielscher Ultrasonicsは、高性能超音波プロセスにおける経験豊富なパートナーです。超音波脱硫には、高圧・高温条件下で稼働できる高出力の産業用超音波処理装置が必要です。非常に高い振幅を実現できることも前提条件となります。最大200µmの振幅で、24時間・週7日の連続運転を容易に行えます。さらに高い振幅に対応するため、特注の超音波ソノトロードも用意されています。Hielscherの高圧・高温用ソノトロードは、脱硫プロセスの厳しい条件に合わせて製造・調整されています。特注のダイを使用して、超音波ホーン（ソノトロード）を押出機のバレルに挿入します。Hielscherの超音波装置は堅牢であるため、高負荷および厳しい環境で24時間・週7日の運転が可能です。高性能と信頼性により、Hielscherの超音波処理装置はゴム再生の主力装置となります。
以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。