Резиновая крошка

Что такое резиновая крошка? Для многих обывателей этот термин позволяет только догадываться о его смысле. Недавно, разговаривая с новым знакомым о том, кто где работает, я долго смеялся, когда тот выдвинул свою версию. Этот человек наивно предположил, что резиновая крошка — это что то связанное с игрушками из секс-шопа, что-то надувное)). Потом знакомый долго смущался, когда я ему объяснил, с чем связана моя работа.

Попробую дать свое определение резиновой крошки: резиновая крошка - это гранулы резины различных фракций, полученные методом механической переработки резиновых изделий, в том числе Б/У автомобильных покрышек. Шины во всем мире являются самым многотоннажным резиновым материалом, требующим утилизации после того, как они отслужили свой срок.

Резиновая крошка имеет различные синонимы: гранулят, резиновая крупка, резина дробленая, резиновая пыль и крупка, помол, гранулы резины, РД дробленка, резиновое зерно. Также есть более крупные резиновые фрагменты: плоские чипсы, Г и П-образные сегменты.

В основном, в этом разделе речь пойдет о промышленных масштабах производства резинового гранулята. Хотя резиновый помол может получаться и путем естественного механического износа при эксплуатации автомобиля. Остановимся ненадолго на этом не промышленном способе образования шинной крошки. Про такую резиновую крошку, а если быть точнее, мелкодисперсная пыль, мало где упоминается.

Автомобильные тапки изнашиваются в процессе эксплуатации как расходный материал, когда колеса автомобиля взаимодействуют с твердым и шероховатым покрытием дорожного полотна. Как правило, такую тонкую резиновую летучую взвесь никто не видит, потому, что она распределяется равномерно на протяжении всей сетки дорог, разносится ветром на значительные расстояния от дороги. По количеству это около 5% от всего тоннажа выпускаемых колес.  В данном случае речь идет в основном о резиновой пыли, образовавшейся от естественного износа протекторной части — беговой дорожки . Сотни тонн такого материала оседает на обочинах дорог и уносится ветрами на значительное расстояние. Стоит так же сказать, что в крупных городах, такая резиновая взвесь попадает в легкие жителей и очень трудно выводится из организма. Есть специалисты, которые утверждают что этот вред сопоставим с ущербом организма от загазованности отработанными выхлопными газами. В общем, жизнь в большом городе сопряжена с дополнительными рисками для здоровья. Но не будем отвлекаться.

Теперь рассмотрим уже изношенные шины, вышедшие из эксплуатации и составляющие от изначального веса новых шин около 95%. Шины выходят из строя по 2 причинам: 

• естественный износ протектора — беговой дорожки после длительной эксплуатации и, как следствие, уменьшение остатка рисунка протектора и снижение его сцепления с дорогой. 
• выход из строя каркасов по причине механических или иного рода повреждений. Самые распространенные причины преждевременного выхода из строя: проколы, порезы, не поддающиеся ремонту; отслоение слоев корда; появление грыж; взрыв покрышки в следствии перегруза и (или) недостаточного/избыточного давления .

Для переработчика именно эта шинная масса представляет интерес, так как требует дальнейшей утилизации надлежащим образом. В большинстве стран мира, в т.ч. России и СНГ, запрещено захоронение цельных шин в земле, их сжигание, складирование на обычных полигонах и свалках для ТБО. Самый популярный способ утилизации резины — это ее механическая переработка при нормальных температурах. Чаще всего утилизируют шины, перемалывая их до размера крошки 2-4 мм. Это самая популярная фракция на сегодняшний день. Но, при полном дроблении шины, неизбежно и образуются более мелкие фракции крошки, в т.ч. и пыль до 1 мм как побочный продукт. Что из этой крошки делают? В основном, 2-4; 4-8 и даже до 15  мм фракцию резины дробленой применяют для производства цветных резиновых напольных покрытий в виде матов и сегментов или в виде монолитного бесшовного цветного покрытия, формуют рулонные материалы.
Также стоит учитывать факт, что основной объем шин, требующих утилизации, это в большинстве своем каркас покрышки с частично изношенной протекторной частью. Это означает, что кроме чистой резины в составе будет корд — включения металла и (или) текстиля. Армирующий каркас шины — тканевый или металлический тонкий корд, значительно усложняет технологии переработки внутренних предпротекторных частей и боковин. Об этом факте много полезной дополнительной информации в разделе «Важная информация». Если вы планируете стать переработчиком изношенных покрышек в крошку, информация в данном разделе будет для вас незаменимой.

Получается, что цельные Б/У автомобильные шины в классическом варианте переработки мы перерабатываем механическим способом на следующие составляющие:
• резиновая крошка;
• металл в виде пучка толстой бортовой проволоки и тонкой проволоки из армирующего шину корда около 5% от веса цельной конструкции;
• тканевый корд в виде полураспушенной нити и (или) в виде распушенной массы ( ваты). В среднем из 100% подлежащих утилизации шин, только 70- 60% это очищенные резиновые гранулы. В своих расчетах производства товарной резиновой крупки это следует учитывать переработчику. При крупном дроблении диагональных бубликов в РД более 6 мм нить может оставаться в структуре частиц полимера.
Существует и альтернативный способ переработки грузовых и крупногабаритных покрышек, разработанный специалистами нашей компании, при котором до 70% от входящей в состав автомобильной шины резины (или 50-55% от изначального веса) перерабатывается в крошку за одну стадию на специальной машине фрезерного типа УПШС, УПШ, УПШК, а малочисленные остатки резины, заключенные в кордовых слоях, дробятся на чипсы и имеют различные сферы применения. В этом случае производство крошки недорогое и себестоимость продукции низкая, нет необходимости в сепарации корда. Существует так же вариант фрезерного полного  дробления каркаса до посадочных колец. Этот вариант подходит для деструкции легковых и грузовых колес, диаметром до 1200 мм.

Рассмотрим форму резиновой крошки. По типу поверхности дробленка делится на 3 основных вида

Кубовидная резиновая крошка.

Или гранулы резины правильной рубленой формы. В основном, такая поверхность получается методом дробления на ножевых грануляторах или ножевых дробилках. Ножи таких устройств имеют острый угол заточки менее 90 градусов. Главное достоинство такой крошки заключается в том, что при производстве из нее резиновых покрытий тратится значительно меньше резинового связующего чем при использовании гранулята того же размера рваного вида. За счет этого достигается экономия в себестоимости цветного покрытия до 20 и даже 30%. Это возможно благодаря тому, что удельная поверхность такой частицы будет меньше, чем у частицы рваной формы такого же диаметра. Следовательно, клея (связующего) для связывания частиц уйдет меньше на их обволакивание и заполнение микроскопических пустот, пор и трещин. Покрытия из зерна кубической формы, по сравнению с покрытиями из крошки с «рваной» формой более прочные при добавлении одинакового количества связующего. Поверхности из рубленой кубической рд немного жесткие, чем из крошки «шершавой» фактуры. Это связанно с меньшим количеством микропор самой частицы. Такой тип отлично подходит при производстве качественных бесшовных резиновых покрытий и имеет ряд преимуществ перед другими разновидностями. Форма частичек «граненный бриллиант» идеально подходит для любого типа резинового покрытия и является самой универсальной.

Резиновая крошка по форме удлиненная « стружка»

Получается в основном методом шероховки обуви . В общих чертах технология такая: покрышка зажимается в специальный посадочный патрон. Раскручивается в среднем до 30-50 оборотов в минуту. К вращающейся покрышке подводится режущая коронка, которая вращается в обратную покрышке сторону уже со скоростью 2500 -3500 об/мин и срезает гранулы вытянутой формы . Главное достоинство крошки средних и крупных фракций «иголка» в том, что упругие поверхности, выполненные методом холодного и горячего формования, получаются более прочные, чем при использовании других типов порошка. Частицы РД вытянутой в поперечнике накладываются друг на друга, что значительно улучшает их адгезию при склеивании. Также такая крошка чаще всего имеет более низкую себестоимость изготовления по сравнению с другими видами резинового гранулята. Более низкий расход клея по сравнению с гранулами рваной формы того же сечения связан с тем, что длина «елочной иглы» в несколько раз больше округлых частичек, следовательно и клея для сшивки (обволакивания) частиц требуется меньше. Также «елочная игла» может конкурировать с гранулами кубической формы той же толщины за наименьший расход связующего. И бесспорно меньше связующего тратится при использовании «елочной иглы», если она по сечению в 1.5-2 раза больше граненых зерен. 
Такая кроха подходит лучше всего для формования плиточных изделий . Из этой резины дробленой можно делать и «бесшевку» типа искусственная трава, однако фактура покрытия будет специфической, так как некоторые вытянутые частицы могут торчать. Поэтому елочную иглу в бесшовных цветных покрытиях чаще всего используют в качестве нижнего слоя — дешевой подложки под верхний цветной слой. Либо в качестве имитации подстриженного газона.

Резиновая крошка рваной сложной формы.

Площадь поверхности такой крошки больше, чем у первых двух вариантов. В основном, такую крошку получают на установках типа «вальцы», на конусных дробилках или шнековых грануляторах. «Рваная» крошка может иметь относительно кубических частичек низкую себестоимость. Покрытия из резины с применением такого гранулята более мягкие, чем из кубовидной крошки. В России на сегодняшний момент выпускается большинство именно такой разновидности крошки на вальцах, роторных дизентеграторах.
На таком типе крохи повышенный расход связующего (грубо говоря стоимость ПУ в 10 раз может быть выше РК)  при формовании плитки и производстве бесшовных монолитов, что отрицательно сказывается на их себестоимости. Экономия на связующем при использовании таких частиц зерна негативно сказывается на качестве и долговечности таких резиновых цветных изделий.
шершавая гранула подходит как для пр-ва бесшовных покрытий, так и для формования плиточных изделий.

Подробную информацию о применении резиновой крошки вы можете найти здесь: Сферы применения резиновых гранул.

Выводы, аксиомы

Наилучшей по универсальности и совокупности других свойств является крошка кубической рубленой правильной формы. На втором месте для плитки крошка «елочная игла» благодаря прочности изделий и низкому расходу связующего. На третьем месте для плитки на  втором для монолитов-  гранулят рваной округлой формы.

Более 90% перерабатываемой в России резины идет на производство резиновых напольных покрытий в виде плитки , рулонных и бесшовных резиновых ковров. Остальные объемы идут на производство резинобитумных смесей, регенерата резины и пр. Другими словами, самая распространенная сфера применения крошки — это производство резиновых покрытий .

Для производства резиновых покрытий из крошки используется фракция от 2 до 12 мм гранул округлого рваного типа или кубического рубленого гранулята. Как более дешевый альтернативный вариант используется крошка «елочная игла». 

Из всего объема производимой в России резиновой крошки для резиновых напольных покрытий на бесшовные идет большая часть (по нашим данным около 60%) и около 40% идет на производство блочных плиток типа маты. В каждом регионе свои предпочтения. Так, в регионах, где мало теплых дней в году, более популярна плитка резиновая. В регионах, где относительно длинный теплый период времени с хорошей погодой, преобладают бесшовные покрытия.

По виду сырья, из которого была произведена РК, выделим основные: 

1. Изношенные автомобильные покрышки. Это основное самое много тоннажное  утильсырье. Чаще всего переработчики шин не делят перерабатываемые каркасы по типам и дробят все вперемешку. Однако очевидно, что существуют шины из более качественной и менее качественной резины. Так КГШ и СКГШ изготавливаются из более дорогих марок резиновых смесей, чем стандартные. Их протекторная часть шины более качественная, чем боковины той же самой покрышки. Или известен факт: импортная резина более качественная, чем отечественная, так как в ней меньше дешевых наполнителей. 
   При производстве напольных покрытий все эти факторы не имеют большого значения, поэтому пока производители не требуют от поставщиков крошки такой сортировки. Куда важнее тип частиц, их однородность и минимум посторонних включений.
2. РД , полученная из камер, флипперов. Имеет иной состав, нежели шинная крошка. Отличается она даже по запаху. Такая крошка более подходит для резинобитумных смесей. Однако часто переработчики , дробят камеры и шинные флипперы смешанно вместе с покрышками. 
3. Резиновые транспортерные ленты. Это третий вид отходов резины по тоннажу. Часто такие изделия находят вторую и третью жизнь в качестве подложек в кузова грузовиков, как напольное покрытие и т.д. Чаще всего транспортерные ленты имеют текстильный или металлический корд.
4. Резиновые подошвы обуви, отслужившей свой срок.
5. Резиновые отбойники, кранцы и подобные изделия для морского флота. 
6. Нашпальные полимерные прокладки
7. Обшивка с утилизированных подводных лодок
8. Другие РТИ, вышедшие из эксплуатации.

Как-то к нам на утилизацию попало 400 тонн резины в виде обшивки атомных подводных лодок в виде пластин до 1500 мм в длину и ширину, толщиной до 200 мм. С порами цилиндрического вида в нутрии. Полимерная крупа  на выходе сильно отличалась от шинной и была более жесткой и зольной. При горячем формовании плитки плохо себя проявила. Решили вопрос смешиванием в пропорции 70/30 шинной крошки 2-4 мм и такой крошки 5-15 мм. Использовали этот микс в качестве нижнего слоя резиновой брусчатки. Верхний слой делали цветным из крошки 2-5 мм.
На утилизацию попадали и противогазы около 30 тонн, гранулят получил сбыт в резинобитумные смеси для производства мастик. Также из такого утильсырья  можно делать упругие маты и брусчатку методом холодного формования.