カーボンブラック（ virgin Carbon black, vCB ）は、炭素から成る微細な粉末状の物質で、主に高温での不完全燃焼や熱分解によって製造されます。その黒色の粉末は非常に細かく、粒子径がナノメートルサイズであり、表面積が大きいため、さまざまな工業用途に活用されます。
最も一般的な用途は、タイヤの製造においてゴムの強化剤として使用されることです。カーボンブラックはゴムに加えることで、耐摩耗性や耐紫外線性、耐熱性を向上させるため、タイヤの寿命を延ばし、性能を向上させます。また、カーボンブラックはプラスチックや塗料にも利用され、これらの材料に黒色を付与するとともに、強度や耐久性を向上させる役割も果たします。
さらに、カーボンブラックはその導電性により、電子機器や導電性材料の製造にも使用されます。これにより、カーボンブラックはさまざまな産業で不可欠な素材となっています。製造方法としては、アセチレン法、炉法、ボイラー法などがあり、それぞれの方法によってカーボンブラックの特性や粒子のサイズが異なり、用途に応じたカスタマイズが可能です。

カーボンブラックの主な特徴としては、以下の点が挙げられます。
非常に細かい粒子: ナノメートル単位の微粒子で構成されており、肉眼では確認できません。
高い黒色度: 黒色の色合いが非常に濃く、様々な製品に深みのある黒色を与えます。
耐熱性・耐光性: 高温や光に強く、変色しにくい性質を持っています。
導電性: 電気をよく通すため、電子部品などに使われます。
補強効果: ゴム製品に混ぜることで、強度や耐摩耗性を向上させます。

カーボンブラックの特徴と製造方法
非常に細かい粒子: 直径が数ナノメートルから数百ナノメートルと非常に小さく、顕微鏡でないと見ることができません。
高い黒色度: 黒色の色合いが非常に濃く、様々な製品に黒色の着色料として使用されます。
製造方法: 天然ガス、石油、石炭などを不完全燃焼させることで作られます。この際、燃焼条件を調整することで、粒子の大きさや形状をコントロールし、様々な特性を持つカーボンブラックを製造することができます。

カーボンブラックの主な用途
ゴムの補強剤: タイヤやゴム製品に混ぜることで、強度や耐摩耗性を向上させます。
着色剤: 印刷インキ、プラスチック、塗料などに黒色の色素として使用されます。
導電材: 電気をよく通す性質があるため、電池や電子部品などに使われます。
紫外線吸収剤: 紫外線を吸収する性質があるため、プラスチックや塗料の劣化を防ぐために使用されます。

カーボンブラックが私たちの生活に身近な例
タイヤ: 自動車や自転車のタイヤに必ずと言っていいほど含まれています。
印刷物: 新聞や雑誌のインクに含まれており、文字や画像を黒く表現しています。
プラスチック製品: プラスチック製品の黒色に着色に使われています。
塗料: 建物の外壁や自動車の塗装に使われています。

カーボンブラックのメリット
高い黒色度: 黒色の色合いが非常に濃く、鮮やかな黒色を表現できます。
耐熱性・耐光性: 高温や光に強く、変色しにくい性質を持っています。
導電性: 電気をよく通すため、様々な電子部品に使用できます。
補強効果: ゴム製品に混ぜることで、強度や耐摩耗性を向上させます。

カーボンブラックのデメリット
粉塵爆発の危険性: 非常に細かい粉末であるため、空気中に浮遊すると爆発の危険性があります。
人体への影響: 吸い込むと呼吸器系に悪影響を及ぼす可能性があります。

まとめ
カーボンブラックは、私たちの身の回りにある多くの製品に使用されている非常に重要な物質です。その高い黒色度、耐熱性、導電性などの特性を生かして、様々な分野で活用されています。

カーボンブラック

出典：Wiki カーボンブラック

2024年9月4日

Vow ASA（ETIA社の親会社）は、本日、子会社Scanship ASが、廃タイヤリサイクルのリーディングカンパニーである Murfitts Industries とのFEED（基本設計）契約を締結したと発表しました。

この契約は、両社が商業規模で廃タイヤから原材料を回収し再利用するプロセスの開発に協力してきたプログラムの最新のステップです。このプログラムの主な目的は、メーカーが回収した材料を新しいタイヤの生産に使用できるようにすることであり、これにより、製品のライフサイクルを完結させることができます。
この新しいFEED契約により、大規模な熱分解プラントの設計と建設計画が策定され、2026年の稼働開始が予定されています。このプラントでは、回収カーボンブラック(rCB)が生産され、新しいタイヤの生産に使用されます。また、タイヤ熱分解油(TPO)は精製して持続可能な燃料を生産することができ、合成ガスはエネルギーに変換できます。
このプロセスに関する広範な試験により、回収された材料がメーカーが製品に求める高い基準を満たしていることが示されました。特に、バージン素材に代えて二次素材を製品に再利用することで、自社の持続可能性を向上させたいと考える企業にとって魅力的なものです。
マーク・マーフィット氏 (Murfitts Industries最高経営責任者) は次のように述べています。「当社は長年にわたりVowと協力してきましたが、今回のFEED契約は、当社の協力関係における重要なマイルストーンとなります。当社は、使用済みタイヤの持続可能な再生処理において業界をリードするプログラムの開発に重点的に取り組んできました。次の段階への投資により、商業規模でメーカーのニーズに応えることができる工場が実現します。これは、再生材料の品質と量について、メーカーに確実性、予測可能性、信頼性を提供するために不可欠なことです。」

Murfitts Industriesは英国最大のタイヤリサイクル企業であり、European Tyre Enterprise Limited (ETEL) のグループ企業です。ETELグループには、英国、オランダ、イタリアで事業を展開する大手タイヤ小売企業、およびタイヤ卸売・流通ネットワークを傘下に置いています。ETELの親会社は東京証券取引所に上場している伊藤忠商事です。

原文のプレリリースは下記VOW社のサイトのページをご覧ください。
Feed contract with tyre recycling partner Murfitts Industries | Vow

廃タイヤの熱分解による 回収カーボンブラック（rCB）とタイヤ熱分解油（TPO）の製造 / 熱分解装置 Biogreen / 炭化, 油化

タイヤ回収カーボンブラック（ recovered Carbon Black, rCB ）は、廃タイヤを熱分解して得られるカーボンブラックの一種です。廃タイヤには多くのカーボンブラックが含まれており、これをリサイクルすることで、環境への負荷を減らしながら貴重な素材を再利用することができます。タイヤは、長期間の使用により劣化するため、廃棄物として処理されることが多いですが、その中に含まれるカーボンブラックは、タイヤの強度や耐久性を高める重要な成分です。
rCBは、廃タイヤを高温で処理する熱分解プロセス（またはピロリシス）によって製造されます。この過程でタイヤのゴム成分が分解され、カーボンブラック、油、ガスといった副産物が生成されます。得られたrCBは、新たなカーボンブラックとしてさまざまな用途に利用されます。特に、タイヤやゴム製品、プラスチック、塗料などに使用されることが多いです。
rCBの利点は、従来のカーボンブラックに比べて環境への影響を抑え、廃棄物のリサイクルを促進する点にあります。廃タイヤからのrCBの再利用は、資源の有効活用やCO2排出の削減にも貢献し、持続可能な循環型経済の一環として注目されています。また、rCBは新たなカーボンブラックに比べてコストが抑えられるため、経済的な利点もあり、今後さらに広く利用されることが期待されています。

タイヤ回収カーボンブラック（rCB），または再生カーボンブラックは、廃棄されたタイヤやその他のゴム製品から熱分解によって得られるカーボンブラックの代替品です。

製造方法
rCBは、廃タイヤを熱分解するプロセスを通じて製造されます。具体的には、廃タイヤを高温（約300～400℃）で熱分解し、生成されたガスと固体成分を分離します。この過程で、カーボンブラック、鉄鋼、石油などの成分が回収されます。熱分解されたガスは冷却・凝縮されて油として回収され、固体成分からカーボンブラックが抽出されます。

特性と用途
再生カーボンブラック（rCB）は、バージンカーボンブラック（vCB）と同等の特性を持ちます。主な用途は以下の通りです：

ゴム製品の補強材: タイヤ、自動車部品、工業用ゴム製品などに使用され、材料の強度と耐久性を向上させる。
黒色顔料: 印刷インク、塗料、プラスチックの調色などに使用される。
環境への影響: rCBの製造プロセスは、vCBよりも大幅にCO2排出量が少ないため、環境に優しい材料として注目されています。例えば、vCBと比較して、生成されるカーボンブラック1トンあたりのCO2排出量が80％以上削減されることが報告されています。

環境への貢献
rCBの使用は、環境保護に大きく貢献します。廃タイヤの熱分解により、従来の埋め立てや焼却による環境負荷を減少させることができ、また、化石燃料の使用を減らすことで二酸化炭素排出量も削減されます。例えば、ブリヂストン・アメリカは、既に7万本以上の廃棄タイヤに相当する約235メートルトンのrCBを購入し、vCBを使用した場合と比較して約76万トンのCO2排出量削減を達成しています。

産業での採用
rCBは、タイヤ製造業を含む多くの産業で採用が進んでいます。ブリヂストンなどの大手タイヤメーカーが、タイヤ市場で大規模にrCBを使用することで、環境に優しい製品の開発を推進しています。

このように、タイヤ回収カーボンブラック（rCB）は、持続可能な材料として、環境保護と資源の効率的な利用を促進する重要な役割を果たしています。

カーボンブラック（vCB）とタイヤ回収カーボンブラック（rCB）は、いずれもカーボンブラックという同じ基本的な物質に分類されますが、その製造方法や用途、環境への影響には顕著な違いがあります。

vCB（virgin Carbon Black）は、主に石油や天然ガスを原料にして高温で燃焼させることで製造されます。このプロセスでは、原料を精製し、厳密に制御された条件下でカーボンブラックを得るため、粒子サイズや表面積、形状などの特性が均一で高品質な製品が生産されます。そのため、vCBはタイヤやゴム製品、塗料、インクなど、品質が特に求められる用途に広く使用されます。製造過程では、石油などの化石燃料を使用するため、環境への負荷が高いという点が課題となります。また、vCBの生産には大量の資源が必要であり、石油資源の枯渇に伴う持続可能性の問題もあります。

一方、rCB（recovered Carbon Black）は、廃タイヤなどの廃棄物から回収されたカーボンブラックです。廃タイヤは高温で熱分解され、ゴム成分が分解される際にカーボンブラックが取り出されます。このプロセスはリサイクルの一環として行われ、廃タイヤの処理と環境負荷の軽減に貢献します。しかし、rCBは廃タイヤから回収されるため、その品質はvCBに比べてやや不均一であることがあります。タイヤに含まれるゴムやその他の不純物が残る場合があるため、rCBを製品に使用する際には、精製や品質調整が必要となることがあります。それでも、rCBはその製造過程において廃棄物のリサイクルを進めるため、環境への影響を抑えることができ、再利用による資源の節約にもつながります。

また、rCBの利用はコスト面でも有利です。vCBが高品質なカーボンブラックである一方、rCBはリサイクル原料を使用しているため、通常はvCBよりも低コストで提供されます。これにより、経済的な面でも魅力的な選択肢となります。rCBは主にタイヤやゴム製品、プラスチック、塗料などの分野で使用され、特に環境配慮型の製品やコスト削減を重視する製品に適しています。

このように、vCBとrCBの主な違いは、その製造方法、品質、環境への影響、コストの面にあります。vCBは高品質で均一な特性を持つため高機能製品に適していますが、rCBは廃タイヤなどのリサイクル素材から作られ、環境負荷の軽減やコスト削減に貢献する点が特徴です。

製造方法の違い
vCB（virgin Carbon Black）は、主に石油や天然ガスを原料にして、専用の炉で高温で燃焼させて作られます。このプロセスでは、石油やガスを完全に燃焼させ、精製されたカーボンブラックが得られます。vCBは通常、精密な制御の下で製造されるため、その特性は非常に均一で、高品質なカーボンブラックを提供します。
rCB（recovered Carbon Black）は、廃タイヤなどの廃棄物を熱分解またはピロリシスによって処理して得られるカーボンブラックです。廃タイヤにはゴム成分や他の不純物が含まれているため、rCBの製造には熱分解処理を行って素材を分解し、カーボンブラックを取り出します。このプロセスはリサイクルの一環として行われ、廃棄物の再利用を促進します。

品質と特性の違い
vCBは製造工程での精密な管理が行われるため、粒子サイズや形状、表面積などの特性が均一で、非常に高品質なカーボンブラックとなります。これにより、特にタイヤや高機能なゴム製品で要求される性能が安定しています。
rCBは廃タイヤから回収されたカーボンブラックであるため、その品質は原料によって異なり、vCBよりも若干不均一な場合があります。廃タイヤに含まれる不純物が残ることがあるため、rCBをそのまま使用する際には、精製や品質調整が必要になる場合があります。ただし、近年では技術が進歩し、rCBの品質も向上しています。

環境への影響の違い
vCBは、石油や天然ガスを原料に使用しているため、製造過程での環境負荷が高いとされています。また、化石燃料を原料にするため、資源の枯渇やCO2排出といった環境問題に寄与する面があります。
rCBは、廃タイヤなどの廃棄物をリサイクルして製造されるため、廃棄物の削減と資源の再利用という観点で環境に優しいです。rCBの利用は、廃タイヤの処理とリサイクルを進めるとともに、CO2排出削減にも貢献します。

用途の違い
vCBは、その高品質な特性から、主にタイヤやゴム製品、塗料、インク、プラスチックなどの高性能な用途に使用されます。特に耐摩耗性や耐候性が要求される製品に適しています。
rCBは、vCBと同様にゴム製品やプラスチック、塗料に利用されますが、その特性が多少劣るため、低コストでの利用が進んでいます。rCBは主にリサイクル用途で使用され、環境配慮型の製品やコスト削減を重視する製品に使われることが多いです。

このように、vCBとrCBは製造方法や特性、環境への影響において異なりますが、どちらもカーボンブラックとして広く利用され、特にrCBはリサイクルの観点から注目されています。

Biogreen の熱分解処理は、化石燃料や火気を一切使用しない低圧電流のジュール熱で行われる電気での加熱です。このため、処理時に地球温暖化ガスCO2が発生しません。また、熱分解処理にとって非常に重要な温度と機内滞留時間の管理調整は、モニターで管理し、タッチパネル操作で簡単に実行できます。安全衛生面でも非常に優れています。
装置の設置面積は小さくコンパクトで、コンテナー内設置も可能です。連続式での運転のため、24時間連続運転が可能で、運転状況はモニターで監視し、運転管理操作はタッチパネルで簡単にできます。人手を必要としない自動化されたシステムです。

Biogreenは、国際特許技術を取得した他に類を見ない電気熱源の連続式熱分解装置で、構造が単純で部品数が少ないため、故障しにくくメンテナンスが容易で、長時間の使用にも耐えられます。化石燃料を使用するバーナーの直火加熱や熱風加熱による熱分解、ガス化、炭化装置と比較すると、Biogreenの熱分解装置は地球温暖化ガスを排出しない「脱炭素」であり、安全性、設置面積、操作性、メンテナンス性などで明らかな優位性を持っています。

熱分解は、無酸素状態で処理物を加熱することにより、ガスと炭を生成します。ガスを冷却することにより油が生成されます。ガス、炭、及び油は全て利活用ができ、それらを利活用することにより廃棄物が一切なくなるゼロエミッションが可能です。

熱分解処理は加熱温度によりその処理物から生成される割合が異なります。温度が高いほどガスが多く生成され、温度が低いほど炭が多く生成されます。高温での熱分解では、炭の生成割合が少なくなりますが、質の良い安定した炭が製造できます。オイルについては、ガスを冷却・凝縮することにより生成されますが、下記のグラフでは、加熱温度が約500℃の場合が最も多く製造できます。
Biogreenは、熱源が電気のため、熱分解処理にとって重要な加熱温度、滞留時間の調整がタッチパネル式で簡単にできるうえ、処理時にCO2の発生はありません。バーナー式等化石燃料の火気を使用した熱分解装置は温度調整が難しく熱分解時にCO2を大量に発生します。
熱分解によるバイオコークスの製造は、バイオ炭の製造時より高温で加熱し、品質の良い炭化物を生成しますが、Biogreenでは加熱温度の調整が容易にできます。

炭化、半炭化

Biogreen が熱分解装置として選ばれる理由は、その高い環境性能と効率性、そして操作性の良さにあります。まず、Biogreen は電気を熱源とするため、化石燃料を使用せずにCO2排出ゼロの運転が可能です。これにより、従来の熱分解装置に比べて環境負荷を大幅に低減します。また、電熱スクリューによる直接加熱方式を採用しており、高い熱効率を実現。エネルギー消費を最小限に抑えながら、原料を効率的に処理します。
さらに、この装置は温度や滞留時間を精密に制御できるため、バイオ炭やバイオコークス、回収カーボンブラックなど、用途に応じた高品質な製品を安定して生産できます。その一方で、コンパクトな設計により設置スペースを最小限に抑えることができ、工場環境への適応性も高いです。
Biogreen はまた、さまざまな原料、例えばバイオマス、廃棄物、プラスチック、タイヤなどに対応できる汎用性を備えており、ユーザーが特定の材料に縛られることなく幅広い用途に活用できる点も魅力です。そして、操作性にも優れ、自動化されたシステムと直感的なインターフェースにより、日常的な運用が容易でメンテナンスも簡単です。
これらの特徴を備えた Biogreen は、持続可能性、効率性、そして柔軟性を兼ね備えた次世代の熱分解装置として、多くの分野で選ばれています。

CO2排出ゼロの熱源
Biogreen は電気を熱源として使用しており、化石燃料を使わないため、プロセス中のCO2排出がありません。

高い熱効率
加熱スクリューを用いることで、原料を直接効率的に加熱できます。この設計により、エネルギー消費が抑えられます。

精密な温度制御
加熱温度と滞留時間を正確に調整できるため、目的の製品特性（バイオ炭、バイオコークス、回収カーボンブラックなど）を達成しやすくなります。

コンパクトな設計
システムが省スペースで設置可能なため、工場内での柔軟な配置が可能です。

広い原料適応性
バイオマス、廃棄物、タイヤ、プラスチックなど、さまざまな原料に対応できる多用途性があります。

高品質な製品の一貫性
一貫した熱分解プロセスにより、得られる製品の品質が安定しています。

環境負荷の低減
排出ガスが最小限に抑えられ、持続可能なプロセスを実現します。

操作とメンテナンスの容易さ
自動化されたシステムと直感的な操作インターフェースにより、運用が簡単でメンテナンスの負担も軽減されます。

これらの理由により、Biogreen は熱分解プロセスにおける効率性と持続可能性を両立する選択肢として評価されています。

木くずのバイオ炭の製造

Biogreen BGR CM 600 mobile unit

電熱スクリュー Spriajoule

熱分解装置 Biogreen

Spirajouleは国際特許取得済みの熱分解装置です。Biogreenシステムの心臓部と言えます。最適な熱分解処理は滞留時間と加熱温度の調整で行います。この調整がこの装置では簡単に行えます。

熱分解装置 Spirajouleは 電気式です。火気、石油燃料を一切使用しないため、地球温暖化ガスが発生しない脱炭素装置です。しかも連続式です。
熱分解は 無酸素状態の密閉された Spirajoule 熱分解装置内のスクリューで行われます。スクリューへ電流を通しそのジュール熱で投入された原料を加熱し熱分解を行なっています。そのスクリューが回転することで原料を熱分解を行ないながら搬送しています。
熱分解の温度はジュール熱の大きさで調整し、原料の滞留時間はスクリューの回転数調整により行ないます。その調整はいずれも制御盤のタッチパネルで簡単にできます。熱分解で最も重要な温度と滞留時間の調整は電気式のため簡単に行なえるとも言えます。火気、石油燃料を使用する装置と比較しても非常に安全で衛生面で優れています。又、処理はバッチ式ではなく連続式ですので人を張り付ける必要がありません。

下記パンフレットはこちらをクリック頂ければダウンロードできます。

Spirajoule 連続式電気炉

Biogreen は投入された原料を無酸素での加熱、熱分解を行ないます。熱分解により原料より炭素分のみを残し、原料に含まれる可燃性ガス等の合成ガスを発散させます。投入原料を選ばず、熱分解処理でガス、炭、オイルを製造発生させそれぞれが利活用ができ、その廃棄物が持つエネルギーは最大限利活用され廃棄物はなくなります。
Biogreen の熱分解処理は化石燃料、火気は一切使用しない低圧電流のジュール効果で行なう電気での加熱そして連続式での運転のため、24時間連続運転が可能で運転状況はモニターで監視し、運転管理操作はタッチパネルで楽にでき、人手を必要としません。Biogreen は国際特許技術で他にはない独自の熱分解装置ですが、構造は単純で部品点数は少なく壊れにくくメンテナンスは楽で長持ちし長時間使用ができます。熱分解処理にとり非常に重要な温度、機内滞留時間の管理調整はモニターで管理しタッチパネル操作で簡単にでき、安全衛生面でもとても優れています。装置の設置面積は小さくコンパクトでコンテナー内設置も可能で移動もでき、場所を選びません。
Biogreen は熱分解時の加熱温度によりガス、炭化物を作り出す産出の割合が異なります。そのため、熱分解装置 Biogreen は炭化装置、炭化炉あるいはガス化装置、ガス化炉とも言えます。熱分解後のその産出製造物の利用目的に合わせ加熱温度の調整を行ないますが、その温度調整、管理は、Biogreenであれば電気加熱式ですので簡単に確実に行なえます。又、その加熱は石油燃料を一切使用せず火気は未使用のため安全衛生面、運転操作面で火気使用熱分解装置、炭化炉、ガス化炉と比較すると非常に優れていると言えます。

熱分解ガス化

油　化