改性再利用炭黑的制造方法和改性再利用炭黑与流程

本发明涉及表面状态得到改性的再利用炭黑、其制造方法、和使用其的橡胶组合物。

背景技术：

1、近年来为了减少对地球环境的负荷，碳中和、可持续之类的措施正盛行。而且，在炭黑业界，作为可持续活动的一环，还研究了将废旧轮胎进行热裂解而得到的再利用炭黑的利用。

2、作为基于废旧轮胎等的热裂解的再利用炭黑的制造方法，例如专利文献1中公开了，使氮气循环，在约500℃下使废旧轮胎进行热裂解的内容，专利文献2中公开了，对废橡胶以2个阶段的热裂解工序进行处理，将得到的物质进行粉碎的内容。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本专利第5813985号公报

6、专利文献2：wo2013/095145a1

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、然而，以橡胶碳化物为主成分的橡胶残渣附着在通过将废旧轮胎等橡胶制品进行热裂解而得到的再利用炭黑的表面，该橡胶残渣混合在橡胶组合物中时，再妨碍利用炭黑与橡胶成分的吸附。

3、因此，再利用炭黑中，与橡胶成分的结合弱，因此，存在橡胶制品的加强性低的问题。

4、因此，寻求橡胶制品的加强性高的再利用炭黑。进而，从工业的观点出发，需要连续地而不是以间歇式制造橡胶制品的加强性高的再利用炭黑的方法。

5、因此，本发明的目的在于，提供：能有效地去除附着于再利用炭黑的表面的橡胶残渣且能连续地进行的改性再利用炭黑的制造方法。

6、用于解决问题的方案

7、本发明人等进行了深入研究，结果发现：向使燃料燃烧而产生火焰的主燃烧器中连续地供给主燃烧器用燃料、含氧气体和附着有碳化物的再利用炭黑，进行该主燃烧器用燃料的燃烧，从而在该主燃烧器中连续地产生火焰，且向该火焰中导入该附着有橡胶碳化物的再利用炭黑，并通过该火焰时，附着于再利用炭黑的表面的橡胶残渣被高温的火焰迅速地氧化分解，至此完成了本发明。

8、即，本发明提供如下方案：

9、(1)一种改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下主燃烧器改性工序：向使燃料燃烧而产生火焰的主燃烧器中连续地供给主燃烧器用燃料、含氧气体和附着有橡胶碳化物的再利用炭黑，进行该主燃烧器用燃料的燃烧，在该主燃烧器中连续地产生火焰，且向该火焰中导入该附着有橡胶碳化物的再利用炭黑，并通过该火焰，

10、使下述式(1)所示的主燃烧器总碳燃烧率低于100.0％：

11、主燃烧器总碳燃烧率(％)＝(a/(b+c))×100 (1)

12、(式(1)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

13、(2)根据(1)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，前述主燃烧器改性工序为使下述式(2)所示的主燃烧器火焰燃烧率为100.0％以上的主燃烧器改性工序(1)：

14、主燃烧器火焰燃烧率(％)＝(a/c)×100 (2)

15、(式(2)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

16、(3)根据(1)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，前述主燃烧器改性工序为使下述式(2)所示的主燃烧器火焰燃烧率低于100.0％的主燃烧器改性工序(2)：

17、主燃烧器火焰燃烧率(％)＝(a/c)×100 (2)

18、(式(2)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

19、(4)根据(2)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下辅助燃烧器改性工序：在比前述主燃烧器还靠近后段设置使辅助燃烧器用燃料燃烧而产生火焰的辅助燃烧器，在该辅助燃烧器中使火焰连续地产生，且向在该辅助燃烧器中产生的火焰中导入进行了前述主燃烧器改性工序(1)后的再利用炭黑，并通过该火焰，

20、该辅助燃烧器改性工序为使下述式(3)所示的辅助燃烧器火焰燃烧率为100.0％以上、且使下述式(4)所示的全部燃烧器总碳燃烧率低于100.0％的辅助燃烧器改性工序(1)：

21、辅助燃烧器火焰燃烧率(％)＝(d/e)×100 (3)

22、(式(3)中，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)

23、全部燃烧器总碳燃烧率(％)＝((a+d)/(b+c+e))×100 (4)

24、(式(4)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

25、(5)根据(2)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下辅助燃烧器改性工序：在比前述主燃烧器还靠近后段设置使辅助燃烧器用燃料燃烧而产生火焰的辅助燃烧器，在该辅助燃烧器中使火焰连续地产生，且向在该辅助燃烧器中产生的火焰中导入进行了前述主燃烧器改性工序(1)后的再利用炭黑，并通过该火焰，

26、该辅助燃烧器改性工序为使下述式(3)所示的辅助燃烧器火焰燃烧率低于100.0％、且使下述式(4)所示的全部燃烧器总碳燃烧率低于100.0％的辅助燃烧器改性工序(2)：

27、辅助燃烧器火焰燃烧率(％)＝(d/e)×100 (3)

28、(式(3)中，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)

29、全部燃烧器总碳燃烧率(％)＝((a+d)/(b+c+e))×100 (4)

30、(式(4)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

31、(6)根据(3)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下辅助燃烧器改性工序：在比前述主燃烧器还靠近后段设置使辅助燃烧器用燃料燃烧而产生火焰的辅助燃烧器，在该辅助燃烧器中使火焰连续地产生，且向在该辅助燃烧器中产生的火焰中导入进行了前述主燃烧器改性工序(2)后的再利用炭黑，并通过该火焰，

32、该辅助燃烧器改性工序为使下述式(3)所示的辅助燃烧器火焰燃烧率为100.0％以上、且使下述式(4)所示的全部燃烧器总碳燃烧率低于100.0％的辅助燃烧器改性工序(1)：

33、辅助燃烧器火焰燃烧率(％)＝(d/e)×100 (3)

34、(式(3)中，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)

35、全部燃烧器总碳燃烧率(％)＝((a+d)/(b+c+e))×100 (4)

36、(式(4)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

37、(7)根据(3)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下辅助燃烧器改性工序：在比前述主燃烧器还靠近后段设置使辅助燃烧器用燃料燃烧而产生火焰的辅助燃烧器，在该辅助燃烧器中使火焰连续地产生，且向在该辅助燃烧器中产生的火焰中导入进行了前述主燃烧器改性工序(2)后的再利用炭黑，并通过该火焰，

38、该辅助燃烧器改性工序为使下述式(3)所示的辅助燃烧器火焰燃烧率低于100.0％、且使下述式(4)所示的全部燃烧器总碳燃烧率低于100.0％的辅助燃烧器改性工序(2)：

39、辅助燃烧器火焰燃烧率(％)＝(d/e)×100 (3)

40、(式(3)中，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)

41、全部燃烧器总碳燃烧率(％)＝((a+d)/(b+c+e))×100 (4)

42、(式(4)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量，d是指向辅助燃烧器中供给的氧量，e是指使向辅助燃烧器中供给的辅助燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

43、(8)根据(2)或(3)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，具备如下辅助燃料热裂解工序：在比前述主燃烧器还靠近后段设置燃料喷嘴，从该燃料喷嘴向在前述主燃烧器中产生的火焰或其附近导入辅助燃料，从而使该辅助燃料进行热裂解，

44、所述辅助燃料热裂解工序为使下述式(5)所示的全部反应总碳燃烧率低于100.0％的辅助燃料热裂解工序：

45、全部反应总碳燃烧率(％)＝(a/(b+c+f))×100 (5)

46、(式(5)中，a是指向主燃烧器中供给的氧量，b是指使向主燃烧器中供给的附着有橡胶碳化物的再利用炭黑完全燃烧所需的理论氧量，c是指使向主燃烧器中供给的主燃烧器用燃料完全燃烧所需的理论氧量，f是指使从燃料喷嘴供给的辅助燃料完全燃烧所需的理论氧量。)。

47、(9)根据(1)的改性再利用炭黑的制造方法，其特征在于，在进行前述主燃烧器改性工序前，具备将前述附着有橡胶碳化物的再利用炭黑进行粉碎和/或分级的粒度调整工序。

48、(10)一种改性再利用炭黑，其是进行(1)～(9)中任一项的改性再利用炭黑的制造方法而得到的。

49、发明的效果

50、根据本发明，可以提供：能有效地去除附着于再利用炭黑的表面的橡胶残渣且能连续地进行的改性再利用炭黑的制造方法。