Gumový granulát z pneumatik

Opotřebované pneumatiky jsou významnou součástí stále stoupajícího množství odpadu z automobilů. Gumovou drť a granulát však lze využít v širokém spektru výrobků, výhodných environmentálně i ekonomicky.

Pro další využití pneumatik jako druhotné suroviny se vyrábí gumový granulát aplikací technologií na redukci velikosti, zejména mechanického drcení nebo kryogenní redukce. Cílem je získat drť s velikostí zrna až do 600 mikronů. Nejjemnější granule mají velikost zrn menší než 0,2 mm, pro výrobu asfaltových chodníků se nejčastěji používá frakce od 2,0 mm do 0,5 mm. Gumový granulát má množství specifických termomechanických a fyzikálně-chemických vlastností, má nízkou objemovou hmotnost a je trvanlivý. Jde rovněž o materiál netoxický a inertní.

VÝROBA GRANULÁTU

Nejčastěji používanou technologií je mechanické drcení. Ocelové součásti se oddělí magnetickými separátory nebo jinými konvenčními způsoby separace. Větší pneumatiky (z traktorů, nákladních automobilů) je před drcením potřebné zbavit lan. Ta mohou mít průměr až 8 milimetrů, což by znamenalo značné ovlivnění životnosti nožů a celé drticí linky. Drcení se opakuje několikrát na různých drtičích, až je dosaženo požadované velikosti zrna. Zrno získané klasickou metodou má bohatě členěný povrch.

Kryogenní proces drcení je založen na zmrazení částečně rozdrcených pneumatik na extrémně nízkou teplotu. Takto získaný materiál se velmi lehko rozpadá na drobné částice. Vlákna a ocel se z drti odstraní podobným způsobem jako při mechanickéch drcení. Výhodou takového způsobu získávání granulátu je rychlejší a čistější získávání velmi jemné frakce. Nevýhodou jsou zvýšené náklady na chladicí proces, kde se využívá tekutý dusík.

Produktem obou postupů drcení je gumový granulát různé velikosti zrna, gumový prášek, posekaný ocelový kord, podrcený textil a částice gumy spojené s textilem (takzvaná neuvolněná frakce) . Podíl této neuvolněné frakce se zvyšuje s velikostí zrna gumového granulátu a závisí od způsobu drcení. Pro některé průmyslové aplikace se vyžaduje vysoká čistota granulátu, který nesmí obsahovat žádná textilní vlákna, ani textil spojený s gumou.

Odstraňování těchto nežádoucích částic se provádí několika metodami. Běžně používaná v recyklačních provozech je kombinace třídění na vibračních sítech a odsávání textilních vláken. Pokud je v granulátu guma dokonale uvolněná od textilních vláken a zrnitost granulátu je maximálně 3-5 mm, je vhodná elektrostatická separace, u níž je však nevýhodou relativně vysoká cena technologického zařízení a náročnost na obsluhu. Třetí způsob oddělovaní textilu od gumy využívá kombinaci rozdružovaní ve fluidní vrstvě a vibrační techniky na nakloněné rovině. Tento způsob separace je založený na rozdílu měrné hmotnosti textilu a gumy, na tvarové charakteristice částic textilu (vlákna, jemné příze) a gumy (granulát) a také na absolutní hmotnosti zrn.

Gumový granulát se po separaci může použít na výrobu regenerátu (devulkanizované gumy), gumových kompozitů nebo modifikovaného asfaltu. Granulát je i surovinou pro výrobu různých předmětů z gumy, jako je gumová zámková dlažba, izolační desky, tlumiče, kde se uplatňují vynikající mechanické, izolační a tlumicí vlastnosti. Ve sportu se používá na sportovní povrchy, obrubníky dětských hřišť, ruční tělocvičná nářadí apod. Byly provedeny i pokusy s využitím jemné frakce jako kypřiče půdy v zemědělství. Granulát se může využívat jako podklad pro dostihové dráhy, na zpevňování břehů nebo na izolování skládek. Granulát je možné rozpustit v chemických rozpouštědlech a výsledný produkt potom použít jako nátěrovou hmotu na ochranu střech a dalších předmětů.

Textilní podíl z pneumatik se v průběhu procesu drcení odsává, proto částečně obsahuje i gumový podíl. Je možné ho využít u výrobků zvukové izolace, pro konstrukci protihlukových bariér a pro spalování. Textilní produkt je možné využít i jako náhradu celulózy do živičných směsí.

POUŽITÍ GUMOVÉHO GRANULÁTU

Automobilový průmysl je schopný recyklovat gumový granulát na výrobu nárazníků, jako plnivo při výrobě nových pneumatik, na výrobu interiérových podlahových koberečků, na výrobu třecích častí mechanických brzd, těsnění automobilových oken a dveří a pod. Gumová drť s jemnou frakcí se může využit jako filtrační médium při biofiltraci prchavých organických látek (VOC) z ovzduší. Filtrační schopnost je porovnatelná s jinými filtračními médii.

Aplikace gumového granulátu jako mulčovacího materiálu pomáhá zachytávat vlhkost v zemině, působí jako tepelná izolace pro kořenový systém rostlin, omezuje růst plevelů, a tím redukuje použití pesticidů, potřebu zavlažovaní a hnojiv.

Mulč vyrobený z drcených pneumatik se velmi těžko rozkládá, a proto ho není potřebné vyměňovat tak často, jako biodegradovatelný materiál. V zemědělství je možné využit gumový granulát jako podsyp pro jezdecké areály, podestýlky nebo výběhy pro hospodářská zvířata. Předností je už vzpomínaná trvanlivost materiálu.

U tvárněných a extrudovaných produktů se přidává gumový granulát jako plnivo, které zpevňuje hmotu a redukuje rozpínání matrice. Výrobky získané tímto postupem jsou například dlaždice, rohožky, nárazníky, hadice, rampy, dopravní značení a kužele, bezpečnostní povrchy a protierozní rohože. Jako plnivo je možno granulát využít také při výrobě některých typů pneumatik.

Gumový granulát s přídavkem adheziv na bázi polymerů je možné použít na panely protihlukových bariér. Přítomnost gumového granulátu v bariéře zvyšuje absorpční vlastnosti a snižuje odrazivost zvuku od samotné bariéry. Proto jsou o mnoho výhodnější v porovnaní s jinými materiály. Schopnost zvukové pohltivosti a snížení odrazu hluku nejsou však jedinými výhodami - jsou to i nízké náklady na výrobu, montáž a údržbu a trvanlivost.

Gumové rohože vyrobené z vyztuženého granulátu vytvoří zpevněnou a trvanlivou plochu pro parkování automobilů a mohou tak nahradit mulč, písek nebo štěrk při neasfaltovaných parkovištích.

V posledních letech používají rohože vyrobené z gumového granulátu na zpevnění železničních přejezdů. Výhodou je bezpečnost, trvanlivost a plynulý přechod pro automobily. Gumové rohože vyrobené z gumového granulátu mohou na dětských hřištích nahradit povrchy z betonu, asfaltu, štěrku, písku nebo dřevěných hoblin. Při použití pro dětská hřiště je výhodou zejména to, že jde o materiál neabrazivní, netoxický, bezpečný, absorbující nárazy, nebarvící a nešpinivý, redukující prašnost.

Ing. Agáta Radvanská, PhD
Fakulta výrobních technologií,
Technická univerzita, Košice

Opotřebovaná pneumatika

se podle Katalogu odpadů zařazuje mezi odpady s označením "O" (ostatní odpad). Environmentální rizika souvisí hlavně se skládkovaním. Pneumatiky narušují stabilitu skládky, zvyšují riziko požáru se vznikem toxických plynů, riziko průsaku toxických látek a jsou těžko biodegradovatelné. Na výrobu pneumatik se používá 60 až 70 % z celkové spotřeby kaučuku. Využitím gumového odpadu je možné ušetřit asi 2 tuny ropy na výrobu 1 tuny gumových výrobků.

Článek vznikl na základe řešení projektu VEGA 1/3174/06 "Komplexný návrh možností materiálového zhodnotení autovrakov s důrazom na využitie plastov a pneumatik na prípravu izolačných materiálov".