专利名称：：废旧轮胎及橡胶化合物再处理的制作方法废旧轮胎及橡胶化合物再处理相关串请的交叉引用本申请要求提交于2009年12月I日的美国专利申请序列号12/628，947的权益，该专利申请是提交于2009年6月I日的美国专利申请序列号12/476，211的部分继续申请，该美国专利申请序列号12/476，211要求提交于2008年6月2日的美国临时专利申请序列号61/058，122的优先权，这些申请通过引用整体并入于此。
背景技术：
：汽车轮胎和其他橡胶产品往往难以处置。另外，已提出了或者正在使用许多再生程序来处理这些橡胶材料。然而，许多这些程序中所提供的最终产品与原始的橡胶材料相比质量较低。因此，许多再生橡胶都被改用作其他用途，比如操场地面、跑道以及各种垫料或橡胶结构或设备。如果废橡胶(诸如旧汽车轮胎)的再生过程提供具有确定组成并能够用来制造需要橡胶质量非常好的新产品的最终产品，则将会是本领域的重大进步。例如，在本领域中期望开发能够重复利用用过的汽车轮胎以供部分地制造新汽车轮胎的方法。由再生橡胶来提供高质量橡胶终产品的目标已经证明是困难的，然而，在此所描述的方法提供了由再生橡胶制造高质量产品的新颖途径。
发明内容本发明提供了用于对包括来自轮胎、管子、鞋底或任何其他含橡胶产品的橡胶在内的橡胶材料进行处理的方法、系统和设备。可以辨识橡胶材料的特性，诸如化学组成和/或产品制造商、型号和制造日期等。辨识可以由人员来进行，可以是自动的，或者可以是其组合。橡胶材料的特性可以用于对橡胶产品进行分类。可以选择适合于特定最终产品的橡胶材料用于进一步的处理，所述进一步的处理可以包括尺寸缩减、材料分离、物理化学过程、脱硫或者其组合。经处理的橡胶材料可随产品规格加以存储或者送交用户或制造场所。可以对辨识输入材料和/或监管辨识过程的人员进行培训，以遵循监管标准和/或任何其他标准。可以培训所述人员使用多种分析技术中的任何技术来辨识输入材料的组成。所述分析技术可以是本领域中技术人员所知晓的任何分析技术。可以对橡胶材料进行处理，从而消除污染物、有毒材料、金属或者任何其他不期望的材料。可以对橡胶材料进行处理，从而使经处理的橡胶产品可以在选定的过程中使用，或者用于选定的产品。在本发明的一些实施方式中，对橡胶进行处理，从而使产品满足选定的规范。这些规范可以包括尺寸、组成、机械性能或者在此所描述的任何其他特性。用于处理橡胶材料的设备可以包括旋转剪切机、输送机、槽式出料输送机、分料槽、分料输送机、预粉碎机、磁台(magnetictable)、造粒机、磁选机(overbandmagnet)、提升输送机、曲折器(zigzag)、旋风器、栅格和筛网。亦可使用在此所描述的或本领域中技术人员所知晓的其他用于处理橡胶材料的设备来处理橡胶材料。榜引并入本说明书中提及的所有出版物和专利申请均通过引用而并入于此，其程度等同于每个单独出版物或专利申请被明确地和个别地指出要通过引用而并入于此。本发明的新颖特征特别地在随附权利要求书中阐述。通过参考对利用了本发明原理的示例说明性实施方式加以阐述的以下详细描述和附图，将获得对本发明特征和优势的更好的理解，在附图中图I显示了用于由再生橡胶制造新产品的评估与选择程序。图2阐述了对本发明实施方式的受控处理系统的高度概括。图3A、图3B、图3C和图3D显示了示例系统，其中在受训人员根据本发明方法对诸如废弃或废旧橡胶之类原材料进行选择之后，特定的原材料被递送和加载用于第一粉碎过程。图3A的底部延至图3B的顶部。图3B的底部延至图3C的顶部。图3C的底部延至图3D的顶部。具体实施例方式在此描述的方法和过程用来从废旧的或再生的橡胶来生成物品，所述废旧的或再生的橡胶可以是例如要用新橡胶加以替换的材料和/或在轮胎制造中的旧橡胶。在一个方面，一个过程包括根据废弃材料的化合物配方来评估废旧轮胎和/或废弃橡胶材料；以及选择要从废弃材料中分离的材料，其中所述材料被选择用于物品的制造；以及分离所选择的轮胎和/或废弃橡胶材料，其中所述分离是根据所选废旧轮胎的特定质量而预先确定的具体最终用途来对经分离的材料进行处理。这个过程可以使用电子辨识系统的新颖方式，依据轮胎的已知组成对其进行选择。在此描述的过程和系统用于生成再生橡胶材料所需的能量(例如热能)、冷却以及化学品添加可能显著少于已有的橡胶再生方法。在实施方式中，所述过程和系统可以减少碳足迹并且改善橡胶再生方法的可持续性。在实施方式中，当废弃材料已被评估、选择和分离后，取决于最终用户，可以混合两种或更多种类型的废弃材料来获得最终产品配方。在进一步的实施方式中，可以在纳入处理过程之中的控制步骤对混合进行监控，以调控和管理最终产品生产。Am在实施方式中，履行评估与选择职责的人员必须已完成定制的培训课程，以使操作者充分了解选择方法和过程而获资格。这些培训课程可能获国际公认。人员还可以了解违反所制定的选择程序的负面后果。另外的过程安全性可由检验员通过检验样品而对选择程序执行连续审核来执行。评估和选择过程可以在任何经核准和认可的适合于工作的场所进行，只要所选择的产品不会在处理厂受控环境中处理产品或材料之前再被干扰即可。在实施方式中，合适的场所由在本发明的过程中得到培训的人员来核准。在实施方式中，为了对废旧材料的选择进行质量控制，由适当培训的人员履行评估与选择职责。在另一实施方式中，该职责由计算机系统基于来自产品本身或与其相关联的标准或输入来履行评估与选择职责。所述过程可以符合ISO标准。可以对履行在此所述职责的人员或者对控制履行所述职责的计算机系统的人员进行培训、测试和反复的考核，以保证对过程的高质量控制，这对于在此所述的许多过程而言通常是很重要的。还可以基于产品详情或产品变更，对人员提供一致的更新。在示例性实施方式中，培训执行本发明的过程或选择过程的人员，以基于材料的多种特性对废旧、再生或者废弃的材料进行评估。举例而言，所述特性可以包括但不限于针对经处理材料的特定最终应用的材料类型(例如，样式和尺寸)、金属提取、来自材料的线缆或纤维、处理尺寸、形状和颗粒类型，针对最终应用的不同特性的处理材料混合物，以及处理体积和重量。在初步评估之后，可以由人员或计算机系统针对过程的日期和时间、经处理材料的体积或者对于最终应用中使用的最终处理材料的特性而言所期望的任何其他项目，对生成新产品或最终应用所必要的所有过程进行监控。必要的过程可由人员和/或自动系统基于期望的最终应用或产品来加以确定。举例而言，给定废弃橡胶材料，受训人员可以确定处理设备的性能特性。处理设备可以是可变和可编程的。举例而言，可以改变(例如，增/减)和/或保持一件处理设备的操作速度、旋转速度、输送速度、时间、温度、强度、功率量、处理用化学品以及/或者任何其他性能特性，以产出期望的最终应用或产品。处理设备可以包括在此所述的任何设备和/或装置，包括但不限于旋转剪切机、输送机、槽式出料输送机、分料槽、分料输送机、预粉碎机、磁台、造粒机、磁选机、提升输送机、曲折器、旋风器、栅格和筛网。在一些备选实施方式中，自动系统，诸如计算机系统，可以基于所接收的废弃橡胶材料和/或最终产品的期望特性来确定一个或多个处理设备的性能特性。在一些实施方式中，可以向人员提供这样一组控件或让人员与其进行交互——该组控件可以使人员能够履行评估或选择职责以及/或者执行在此所述的任何步骤。所述控件可以作为任何用户交互式界面来提供，所述界面包括但不限于计算机界面、一个或多个屏幕、按钮、旋钮、开关、手柄或者任何其他界面连接设备套件。用户交互式界面可被设置用于接收来自受训人员的输入。此类输入可以包括但不限于分类、材料特性、材料辨识、期望最终产品的辨识或特性或者处理设备性能特性相关的输入。输入材料与辨识从废旧轮胎和橡胶化合物材料被置于工艺规程的控制时起，通过随批次一同移动经过处理系统的可追踪标签或其他装置来辨识选定的批次以及被证明不宜处理的材料，直到最终产品被包装妥当以供使用或装运。在实施方式中，所有的最终产品均携带清晰而简明的可追踪标签，该标签具有成分构成配方的标注用于描述内含物。例如，最终产品可具有条码、RFID标签或者具有其他可电子辨识的器件。标签可以辨识出批次和/或材料，而所述标识物可以被交叉参考，或者所述标识物可以提供对可能具有材料附加信息的数据库或任何其他记录集的访问。此类附加信息可以包括材料特性、年限、特征、既定最终产品、既定最终产品的特性以及/或者设备性能参数的信息。或者，标签本身可以包含关于批次和/或材料的信息，这可能包括或者可能不包括在此讨论的附加信息。在再生过程中对最终产品成分提供的清晰限定，这样的结果是，最终产品可以再次和反复地被再生。举例而言，可以针对被追踪的再生材料所适合的最终用途了解该材料，这还可以避免材料失效以及健康和安全问题或使这些问题最小化。在另一示例中，所述过程可以针对重复利用而要求对所制造的每个轮胎的组成进行辨识，以便更容易和准确的进行控制。橡胶材料可包含多种组分，包括异戊二烯、硫、硬质橡胶、3-甲基异戊二烯(2，3-二甲基-1，3-丁二烯)、聚硫橡胶、二乙烯基乙炔、氯丁橡胶、异丁烯(2-甲基丙烯)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、顺式1，2_聚异戊二烯、顺式1，4_聚丁二烯、聚氨酯、乙烯-丙烯三元共聚物橡胶(EPDM)、金属、钢、色素和炭黑。额外的组分可在各自通过引用而整体并入于此的美国专利号4240587、5157176、5236992、5375775、5634599、5883139、6407180和6752940中找到。表I列出了可在各种橡胶组合物中辨识出的多种组分。表II列出了可在欧盟内使用的卡车和乘用车的废旧轮胎以及来自加拿大的轮胎橡胶中辨识出的多种组分。客车轮胎重量的大约80%和卡车轮胎的75%可以是橡胶化合物。在一些实例中，由不同制造商所生产的轮胎的组成可能相似或不相似。如表III中所示，轮胎可能含有按重量计大约为I.5%的有害废弃化合物。这些化合物可能包裹在橡胶化合物中或者作为合金元素而存在。这些组分中的任何组分均可由人员辨识或由自动过程加以辨识，并且被用于辨识待处理的橡胶材料，用于辨识选定的最终产品，用于在处理期间分离橡胶材料，或者用作在处理期间对橡胶材料进行分离的标准。表I组合物A:SBR组合物B:EPDM组合物C:SBR橡胶I橡胶__WM__^_SBREPDMSBR1712N-330炭黑N-330炭黑顺式-1,4BRSundex790璧化_炭黑塑化削Flexon766油(Sundex790)氧化锌氧化锌氧化锌氧化硬脂酸氧化硬脂酸耐aft改良型稳定剂抗氧化剂抗氣化5I1丨Wingstay100SantoctireSaniocure石更月旨frlTMTD__TMTD__硫硫N-环己基-2-苯并噻唑次碘酰胺2-巯基苯并噻唑___A_j表II权利要求1.一种用于针对期望的最终产品对废弃橡胶材料进行再生的方法，包括a.接收废弃橡胶材料；b.辨识所述废弃橡胶材料的组成，其中所述辨识由受训人员进行；以及c.使用分离设备按所述废弃橡胶材料的组成对所述废弃橡胶材料进行分离，从而生成期望的再生橡胶，其中所述分离基于制造的期望最终产品；d.将所述再生橡胶送交用户。2.根据权利要求I所述的方法，其中所述废弃橡胶材料标注有辨识信息。3.根据权利要求I所述的方法，其中所述辨识包括向所述受训人员呈现用户交互界面。4.根据权利要求I所述的方法，其中所述分离步骤包括基于磁性质进行分离。5.根据权利要求I所述的方法，其中所述分离步骤包括基于密度进行分离。6.于所述再生橡胶的信息。7.根据权利要求I所述的方法，其中所述分离设备包括旋风机或造粒机中的至少一个。8.一种用于对橡胶进行再生的方法，包括a.根据废弃橡胶材料的组成对所述材料进行评估；b.选择至少一种具有步骤a中所评估的某种组成的废弃橡胶材料以进行处理，其中所述材料被选择用于物品的制造；c.分离步骤b所选定的一种或多种废弃橡胶材料；以及d.将所述分离的一种或多种废弃橡胶材料处理成用于所述物品的所述制造的材料。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述对废弃橡胶材料进行评估包括分析所述废弃橡胶材料的组成。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述分离步骤包括清除有毒材料。11.根据权利要求8所述的方法，其中所述分离步骤包括清除金属。12.根据权利要求8所述的方法，其中所述处理由可变和可编程的处理设备进行。13.一种用于对橡胶进行再生的系统，包括a.至少一个选择系统，其中所述选择系统包括针对用于用户所选择的最终产品的制造的橡胶颗粒的标准；b.至少一个粉碎装置，用于粉碎废弃橡胶材料，其中所述至少一个粉碎装置配备栅格，该栅格决定被粉碎材料的尺寸；c.至少一个输送机，其中所述至少一个输送机将被粉碎材料运输经过所述系统；以及d.至少一个金属清除机，其中所述至少一个金属清除机从所述被粉碎材料的橡胶中清除金属，其中所述系统包括至少一个处理设备，所述处理设备可变并可编程用于基于用户所选择的所述最终产品而生成预定尺寸和质量的橡胶颗粒。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述橡胶颗粒的标准包括介于大约4至5mm的颗粒。15.根据权利要求13所述的系统，其中大约95%所述橡胶颗粒不含金属。16.根据权利要求13所述的系统，其中大约99%所述橡胶颗粒不含金属。17.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理设备包括旋风机、造粒机、所述至少一个粉碎装置、所述至少一个输送机或者所述至少一个金属清除机之中的至少一个。18.一种用于对橡胶进行再生的系统，包括a.废弃橡胶材料；b.处理配置，其被设置用于接受所述废弃橡胶材料并产出期望的橡胶产品，其中所述处理配置包括一个或多个处理设备；c.控制器，其与至少一个处理设备进行通信并且控制所述至少一个处理设备的操作，从而致使所述处理配置产出所述期望的橡胶产品。19.根据权利要求18所述的系统，其中所述处理配置包括以下各项中的至少一项分类设备、粉碎设备、分离设备、造粒设备或者混合设备。20.根据权利要求18所述的系统，其中所述期望的橡胶产品具有以下各项中的至少一项期望的组成、期望的尺寸或者期望的形状。全文摘要本发明提供了用于处理橡胶材料的方法、系统和设备，所述橡胶材料包括来自轮胎、管子、鞋底或任何其他含橡胶产品的橡胶。可以辨识橡胶材料的特性，诸如化学组成和/或产品制造商、型号和制造日期等。辨识可以由人员来进行，也可以是自动的，或者可以是其组合。橡胶材料的特性可以用于对橡胶产品进行分类。可以选择适合于特定最终产品的橡胶材料用于进一步处理，所述进一步处理可以包括尺寸缩减、材料分离、物理化学过程、脱硫或者其组合。经处理的橡胶材料可随产品规格加以存储或者送交用户或制造场所。文档编号B29B17/00GK102762348SQ201080062700公开日2012年10月31日申请日期2010年12月1日优先权日2009年12月1日发明者A·希金森,B·C·哈里森,D·希金森,R·奥科克申请人:恩蒂循环有限责任公司