專利名稱：：廢舊輪胎及橡膠化合物再處理的制作方法廢舊輪胎及橡膠化合物再處理相關(guān)串請的交叉引用本申請要求提交于2009年12月I日的美國專利申請序列號12/628，947的權(quán)益，該專利申請是提交于2009年6月I日的美國專利申請序列號12/476，211的部分繼續(xù)申請，該美國專利申請序列號12/476，211要求提交于2008年6月2日的美國臨時專利申請序列號61/058，122的優(yōu)先權(quán)，這些申請通過引用整體并入于此。
背景技術(shù)：
：汽車輪胎和其他橡膠產(chǎn)品往往難以處置。另外，已提出了或者正在使用許多再生程序來處理這些橡膠材料。然而，許多這些程序中所提供的最終產(chǎn)品與原始的橡膠材料相比質(zhì)量較低。因此，許多再生橡膠都被改用作其他用途，比如操場地面、跑道以及各種墊料或橡膠結(jié)構(gòu)或設(shè)備。如果廢橡膠(諸如舊汽車輪胎)的再生過程提供具有確定組成并能夠用來制造需要橡膠質(zhì)量非常好的新產(chǎn)品的最終產(chǎn)品，則將會是本領(lǐng)域的重大進步。例如，在本領(lǐng)域中期望開發(fā)能夠重復(fù)利用用過的汽車輪胎以供部分地制造新汽車輪胎的方法。由再生橡膠來提供高質(zhì)量橡膠終產(chǎn)品的目標(biāo)已經(jīng)證明是困難的，然而，在此所描述的方法提供了由再生橡膠制造高質(zhì)量產(chǎn)品的新穎途徑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了用于對包括來自輪胎、管子、鞋底或任何其他含橡膠產(chǎn)品的橡膠在內(nèi)的橡膠材料進行處理的方法、系統(tǒng)和設(shè)備?？梢员孀R橡膠材料的特性，諸如化學(xué)組成和/或產(chǎn)品制造商、型號和制造日期等。辨識可以由人員來進行，可以是自動的，或者可以是其組合。橡膠材料的特性可以用于對橡膠產(chǎn)品進行分類?？梢赃x擇適合于特定最終產(chǎn)品的橡膠材料用于進一步的處理，所述進一步的處理可以包括尺寸縮減、材料分離、物理化學(xué)過程、脫硫或者其組合。經(jīng)處理的橡膠材料可隨產(chǎn)品規(guī)格加以存儲或者送交用戶或制造場所?？梢詫Ρ孀R輸入材料和/或監(jiān)管辨識過程的人員進行培訓(xùn)，以遵循監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)和/或任何其他標(biāo)準(zhǔn)?？梢耘嘤?xùn)所述人員使用多種分析技術(shù)中的任何技術(shù)來辨識輸入材料的組成。所述分析技術(shù)可以是本領(lǐng)域中技術(shù)人員所知曉的任何分析技術(shù)。可以對橡膠材料進行處理，從而消除污染物、有毒材料、金屬或者任何其他不期望的材料?？梢詫ο鹉z材料進行處理，從而使經(jīng)處理的橡膠產(chǎn)品可以在選定的過程中使用，或者用于選定的產(chǎn)品。在本發(fā)明的一些實施方式中，對橡膠進行處理，從而使產(chǎn)品滿足選定的規(guī)范。這些規(guī)范可以包括尺寸、組成、機械性能或者在此所描述的任何其他特性。用于處理橡膠材料的設(shè)備可以包括旋轉(zhuǎn)剪切機、輸送機、槽式出料輸送機、分料槽、分料輸送機、預(yù)粉碎機、磁臺(magnetictable)、造粒機、磁選機(overbandmagnet)、提升輸送機、曲折器(zigzag)、旋風(fēng)器、柵格和篩網(wǎng)。亦可使用在此所描述的或本領(lǐng)域中技術(shù)人員所知曉的其他用于處理橡膠材料的設(shè)備來處理橡膠材料。榜引并入本說明書中提及的所有出版物和專利申請均通過引用而并入于此，其程度等同于每個單獨出版物或?qū)＠暾埍幻鞔_地和個別地指出要通過引用而并入于此。本發(fā)明的新穎特征特別地在隨附權(quán)利要求書中闡述。通過參考對利用了本發(fā)明原理的示例說明性實施方式加以闡述的以下詳細(xì)描述和附圖，將獲得對本發(fā)明特征和優(yōu)勢的更好的理解，在附圖中圖I顯示了用于由再生橡膠制造新產(chǎn)品的評估與選擇程序。圖2闡述了對本發(fā)明實施方式的受控處理系統(tǒng)的高度概括。圖3A、圖3B、圖3C和圖3D顯示了示例系統(tǒng)，其中在受訓(xùn)人員根據(jù)本發(fā)明方法對諸如廢棄或廢舊橡膠之類原材料進行選擇之后，特定的原材料被遞送和加載用于第一粉碎過程。圖3A的底部延至圖3B的頂部。圖3B的底部延至圖3C的頂部。圖3C的底部延至圖3D的頂部。具體實施例方式在此描述的方法和過程用來從廢舊的或再生的橡膠來生成物品，所述廢舊的或再生的橡膠可以是例如要用新橡膠加以替換的材料和/或在輪胎制造中的舊橡膠。在一個方面，一個過程包括根據(jù)廢棄材料的化合物配方來評估廢舊輪胎和/或廢棄橡膠材料；以及選擇要從廢棄材料中分離的材料，其中所述材料被選擇用于物品的制造；以及分離所選擇的輪胎和/或廢棄橡膠材料，其中所述分離是根據(jù)所選廢舊輪胎的特定質(zhì)量而預(yù)先確定的具體最終用途來對經(jīng)分離的材料進行處理。這個過程可以使用電子辨識系統(tǒng)的新穎方式，依據(jù)輪胎的已知組成對其進行選擇。在此描述的過程和系統(tǒng)用于生成再生橡膠材料所需的能量(例如熱能)、冷卻以及化學(xué)品添加可能顯著少于已有的橡膠再生方法。在實施方式中，所述過程和系統(tǒng)可以減少碳足跡并且改善橡膠再生方法的可持續(xù)性。在實施方式中，當(dāng)廢棄材料已被評估、選擇和分離后，取決于最終用戶，可以混合兩種或更多種類型的廢棄材料來獲得最終產(chǎn)品配方。在進一步的實施方式中，可以在納入處理過程之中的控制步驟對混合進行監(jiān)控，以調(diào)控和管理最終產(chǎn)品生產(chǎn)。Am在實施方式中，履行評估與選擇職責(zé)的人員必須已完成定制的培訓(xùn)課程，以使操作者充分了解選擇方法和過程而獲資格。這些培訓(xùn)課程可能獲國際公認(rèn)。人員還可以了解違反所制定的選擇程序的負(fù)面后果。另外的過程安全性可由檢驗員通過檢驗樣品而對選擇程序執(zhí)行連續(xù)審核來執(zhí)行。評估和選擇過程可以在任何經(jīng)核準(zhǔn)和認(rèn)可的適合于工作的場所進行，只要所選擇的產(chǎn)品不會在處理廠受控環(huán)境中處理產(chǎn)品或材料之前再被干擾即可。在實施方式中，合適的場所由在本發(fā)明的過程中得到培訓(xùn)的人員來核準(zhǔn)。在實施方式中，為了對廢舊材料的選擇進行質(zhì)量控制，由適當(dāng)培訓(xùn)的人員履行評估與選擇職責(zé)。在另一實施方式中，該職責(zé)由計算機系統(tǒng)基于來自產(chǎn)品本身或與其相關(guān)聯(lián)的標(biāo)準(zhǔn)或輸入來履行評估與選擇職責(zé)。所述過程可以符合ISO標(biāo)準(zhǔn)?？梢詫β男性诖怂雎氊?zé)的人員或者對控制履行所述職責(zé)的計算機系統(tǒng)的人員進行培訓(xùn)、測試和反復(fù)的考核，以保證對過程的高質(zhì)量控制，這對于在此所述的許多過程而言通常是很重要的。還可以基于產(chǎn)品詳情或產(chǎn)品變更，對人員提供一致的更新。在示例性實施方式中，培訓(xùn)執(zhí)行本發(fā)明的過程或選擇過程的人員，以基于材料的多種特性對廢舊、再生或者廢棄的材料進行評估。舉例而言，所述特性可以包括但不限于針對經(jīng)處理材料的特定最終應(yīng)用的材料類型(例如，樣式和尺寸)、金屬提取、來自材料的線纜或纖維、處理尺寸、形狀和顆粒類型，針對最終應(yīng)用的不同特性的處理材料混合物，以及處理體積和重量。在初步評估之后，可以由人員或計算機系統(tǒng)針對過程的日期和時間、經(jīng)處理材料的體積或者對于最終應(yīng)用中使用的最終處理材料的特性而言所期望的任何其他項目，對生成新產(chǎn)品或最終應(yīng)用所必要的所有過程進行監(jiān)控。必要的過程可由人員和/或自動系統(tǒng)基于期望的最終應(yīng)用或產(chǎn)品來加以確定。舉例而言，給定廢棄橡膠材料，受訓(xùn)人員可以確定處理設(shè)備的性能特性。處理設(shè)備可以是可變和可編程的。舉例而言，可以改變(例如，增/減)和/或保持一件處理設(shè)備的操作速度、旋轉(zhuǎn)速度、輸送速度、時間、溫度、強度、功率量、處理用化學(xué)品以及/或者任何其他性能特性，以產(chǎn)出期望的最終應(yīng)用或產(chǎn)品。處理設(shè)備可以包括在此所述的任何設(shè)備和/或裝置，包括但不限于旋轉(zhuǎn)剪切機、輸送機、槽式出料輸送機、分料槽、分料輸送機、預(yù)粉碎機、磁臺、造粒機、磁選機、提升輸送機、曲折器、旋風(fēng)器、柵格和篩網(wǎng)。在一些備選實施方式中，自動系統(tǒng)，諸如計算機系統(tǒng)，可以基于所接收的廢棄橡膠材料和/或最終產(chǎn)品的期望特性來確定一個或多個處理設(shè)備的性能特性。在一些實施方式中，可以向人員提供這樣一組控件或讓人員與其進行交互——該組控件可以使人員能夠履行評估或選擇職責(zé)以及/或者執(zhí)行在此所述的任何步驟。所述控件可以作為任何用戶交互式界面來提供，所述界面包括但不限于計算機界面、一個或多個屏幕、按鈕、旋鈕、開關(guān)、手柄或者任何其他界面連接設(shè)備套件。用戶交互式界面可被設(shè)置用于接收來自受訓(xùn)人員的輸入。此類輸入可以包括但不限于分類、材料特性、材料辨識、期望最終產(chǎn)品的辨識或特性或者處理設(shè)備性能特性相關(guān)的輸入。輸入材料與辨識從廢舊輪胎和橡膠化合物材料被置于工藝規(guī)程的控制時起，通過隨批次一同移動經(jīng)過處理系統(tǒng)的可追蹤標(biāo)簽或其他裝置來辨識選定的批次以及被證明不宜處理的材料，直到最終產(chǎn)品被包裝妥當(dāng)以供使用或裝運。在實施方式中，所有的最終產(chǎn)品均攜帶清晰而簡明的可追蹤標(biāo)簽，該標(biāo)簽具有成分構(gòu)成配方的標(biāo)注用于描述內(nèi)含物。例如，最終產(chǎn)品可具有條碼、RFID標(biāo)簽或者具有其他可電子辨識的器件。標(biāo)簽可以辨識出批次和/或材料，而所述標(biāo)識物可以被交叉參考，或者所述標(biāo)識物可以提供對可能具有材料附加信息的數(shù)據(jù)庫或任何其他記錄集的訪問。此類附加信息可以包括材料特性、年限、特征、既定最終產(chǎn)品、既定最終產(chǎn)品的特性以及/或者設(shè)備性能參數(shù)的信息?；蛘?，標(biāo)簽本身可以包含關(guān)于批次和/或材料的信息，這可能包括或者可能不包括在此討論的附加信息。在再生過程中對最終產(chǎn)品成分提供的清晰限定，這樣的結(jié)果是，最終產(chǎn)品可以再次和反復(fù)地被再生。舉例而言，可以針對被追蹤的再生材料所適合的最終用途了解該材料，這還可以避免材料失效以及健康和安全問題或使這些問題最小化。在另一示例中，所述過程可以針對重復(fù)利用而要求對所制造的每個輪胎的組成進行辨識，以便更容易和準(zhǔn)確的進行控制。橡膠材料可包含多種組分，包括異戊二烯、硫、硬質(zhì)橡膠、3-甲基異戊二烯(2，3-二甲基-1，3-丁二烯)、聚硫橡膠、二乙烯基乙炔、氯丁橡膠、異丁烯(2-甲基丙烯)、丁苯橡膠(SBR)、丁腈橡膠(NBR)、順式1，2_聚異戊二烯、順式1，4_聚丁二烯、聚氨酯、乙烯-丙烯三元共聚物橡膠(EPDM)、金屬、鋼、色素和炭黑。額外的組分可在各自通過引用而整體并入于此的美國專利號4240587、5157176、5236992、5375775、5634599、5883139、6407180和6752940中找到。表I列出了可在各種橡膠組合物中辨識出的多種組分。表II列出了可在歐盟內(nèi)使用的卡車和乘用車的廢舊輪胎以及來自加拿大的輪胎橡膠中辨識出的多種組分?？蛙囕喬ブ亓康拇蠹s80%和卡車輪胎的75%可以是橡膠化合物。在一些實例中，由不同制造商所生產(chǎn)的輪胎的組成可能相似或不相似。如表III中所示，輪胎可能含有按重量計大約為I.5%的有害廢棄化合物。這些化合物可能包裹在橡膠化合物中或者作為合金元素而存在。這些組分中的任何組分均可由人員辨識或由自動過程加以辨識，并且被用于辨識待處理的橡膠材料，用于辨識選定的最終產(chǎn)品，用于在處理期間分離橡膠材料，或者用作在處理期間對橡膠材料進行分離的標(biāo)準(zhǔn)。表I組合物A:SBR組合物B:EPDM組合物C:SBR橡膠I橡膠__WM__^_SBREPDMSBR1712N-330炭黑N-330炭黑順式-1,4BRSundex790璧化_炭黑塑化削Flexon766油(Sundex790)氧化鋅氧化鋅氧化鋅氧化硬脂酸氧化硬脂酸耐aft改良型穩(wěn)定劑抗氧化劑抗氣化5I1丨Wingstay100SantoctireSaniocure石更月旨frlTMTD__TMTD__硫硫N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次碘酰胺2-巰基苯并噻唑___A_j表II權(quán)利要求1.一種用于針對期望的最終產(chǎn)品對廢棄橡膠材料進行再生的方法，包括a.接收廢棄橡膠材料；b.辨識所述廢棄橡膠材料的組成，其中所述辨識由受訓(xùn)人員進行；以及c.使用分離設(shè)備按所述廢棄橡膠材料的組成對所述廢棄橡膠材料進行分離，從而生成期望的再生橡膠，其中所述分離基于制造的期望最終產(chǎn)品；d.將所述再生橡膠送交用戶。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述廢棄橡膠材料標(biāo)注有辨識信息。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述辨識包括向所述受訓(xùn)人員呈現(xiàn)用戶交互界面。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述分離步驟包括基于磁性質(zhì)進行分離。5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述分離步驟包括基于密度進行分離。6.于所述再生橡膠的信息。7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述分離設(shè)備包括旋風(fēng)機或造粒機中的至少一個。8.一種用于對橡膠進行再生的方法，包括a.根據(jù)廢棄橡膠材料的組成對所述材料進行評估；b.選擇至少一種具有步驟a中所評估的某種組成的廢棄橡膠材料以進行處理，其中所述材料被選擇用于物品的制造；c.分離步驟b所選定的一種或多種廢棄橡膠材料；以及d.將所述分離的一種或多種廢棄橡膠材料處理成用于所述物品的所述制造的材料。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述對廢棄橡膠材料進行評估包括分析所述廢棄橡膠材料的組成。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述分離步驟包括清除有毒材料。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述分離步驟包括清除金屬。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述處理由可變和可編程的處理設(shè)備進行。13.一種用于對橡膠進行再生的系統(tǒng)，包括a.至少一個選擇系統(tǒng)，其中所述選擇系統(tǒng)包括針對用于用戶所選擇的最終產(chǎn)品的制造的橡膠顆粒的標(biāo)準(zhǔn)；b.至少一個粉碎裝置，用于粉碎廢棄橡膠材料，其中所述至少一個粉碎裝置配備柵格，該柵格決定被粉碎材料的尺寸；c.至少一個輸送機，其中所述至少一個輸送機將被粉碎材料運輸經(jīng)過所述系統(tǒng)；以及d.至少一個金屬清除機，其中所述至少一個金屬清除機從所述被粉碎材料的橡膠中清除金屬，其中所述系統(tǒng)包括至少一個處理設(shè)備，所述處理設(shè)備可變并可編程用于基于用戶所選擇的所述最終產(chǎn)品而生成預(yù)定尺寸和質(zhì)量的橡膠顆粒。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述橡膠顆粒的標(biāo)準(zhǔn)包括介于大約4至5mm的顆粒。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中大約95%所述橡膠顆粒不含金屬。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中大約99%所述橡膠顆粒不含金屬。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述處理設(shè)備包括旋風(fēng)機、造粒機、所述至少一個粉碎裝置、所述至少一個輸送機或者所述至少一個金屬清除機之中的至少一個。18.一種用于對橡膠進行再生的系統(tǒng)，包括a.廢棄橡膠材料；b.處理配置，其被設(shè)置用于接受所述廢棄橡膠材料并產(chǎn)出期望的橡膠產(chǎn)品，其中所述處理配置包括一個或多個處理設(shè)備；c.控制器，其與至少一個處理設(shè)備進行通信并且控制所述至少一個處理設(shè)備的操作，從而致使所述處理配置產(chǎn)出所述期望的橡膠產(chǎn)品。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述處理配置包括以下各項中的至少一項分類設(shè)備、粉碎設(shè)備、分離設(shè)備、造粒設(shè)備或者混合設(shè)備。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中所述期望的橡膠產(chǎn)品具有以下各項中的至少一項期望的組成、期望的尺寸或者期望的形狀。全文摘要本發(fā)明提供了用于處理橡膠材料的方法、系統(tǒng)和設(shè)備，所述橡膠材料包括來自輪胎、管子、鞋底或任何其他含橡膠產(chǎn)品的橡膠?？梢员孀R橡膠材料的特性，諸如化學(xué)組成和/或產(chǎn)品制造商、型號和制造日期等。辨識可以由人員來進行，也可以是自動的，或者可以是其組合。橡膠材料的特性可以用于對橡膠產(chǎn)品進行分類?？梢赃x擇適合于特定最終產(chǎn)品的橡膠材料用于進一步處理，所述進一步處理可以包括尺寸縮減、材料分離、物理化學(xué)過程、脫硫或者其組合。經(jīng)處理的橡膠材料可隨產(chǎn)品規(guī)格加以存儲或者送交用戶或制造場所。文檔編號B29B17/00GK102762348SQ201080062700公開日2012年10月31日申請日期2010年12月1日優(yōu)先權(quán)日2009年12月1日發(fā)明者A·希金森,B·C·哈里森,D·希金森,R·奧科克申請人:恩蒂循環(huán)有限責(zé)任公司