JP2007099179A - ゴムクローラの廃棄処理方法及び廃棄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建設機械に装着されて使い古したゴムクローラ廃棄物を金属部とゴム部に分離する処理装置であって、金属部とゴム部を経済的、効率的、かつ無公害で分離できるゴムクローラ廃棄処理装置の提供。
【解決手段】ゴムクローラ１を所定の大きさに切断する切断装置と、切断したゴムクローラ切断片８をゴムの低温脆化温度以下に冷却する冷凍装置と、該冷凍されたゴムクローラ切断片８を金型１７にて圧縮する圧縮装置からなり、ゴムクローラ切断片８を圧縮装置にてゴム部を破砕することで金属部とゴム部に分離する。
【選択図】 図６

Description

本発明は建設機械などに使用されている環状ゴムクローラ(走行用履帯)の劣化に伴って廃棄される場合、該ゴムクローラを金属部とゴム部に分離する廃棄処理方法及び廃棄装置に関するものである。

建設機械などが移動する手段として、一般に金属製のキャタピラーが装着されているが、該キャタピラーにて一般道路を走行するならば路面との接触にて振動や騒音を発生し、該路面は損傷してしまう。その為に、一般道路の走行が可能なようにゴム製のゴムクローラを装着する建設機械も多い。しかし、ゴムだけでゴムクローラを構成したのでは、その強度が不足する為に、一定間隔で芯金となる金属部をゴムに埋着し、また金属部の接地面側にはゴムクローラの張力を保持する為の補強用スチールワイヤーが埋着されている。

このように構成したゴムクローラは金属製のキャタピラーのように長持ちせず、ゴムが摩耗した際には新たなゴムクローラと交換され、古いゴムクローラは消耗品として廃棄される。廃棄方法は幾つか存在するが、
(１)ゴムクローラをそのままの状態で野積みして保管する方法。
(２)取扱いが容易な長さに切断し、金属部を埋着したままのゴムクローラ切断片を高温炉で焼却して金属部を回収する方法。
(３)誘導加熱によって加熱された金属部とゴム部を機械的に引き裂き、金属部とゴム部とを分離する方法。
(４)溶剤を用いて金属部とゴム部を分離する方法。
などが知られている。

このように、使用済みのゴムクローラを廃棄処分する方法は色々知られているが、環境の保全や資源の有効活用の観点に立てば問題があり、金属部とゴム部を無公害な方法にて分離する方が望ましい。しかし、現在のところ有効なゴムクローラ廃棄処分の方法は存在していない。

特開平１０−４４７号に係る「走行用履帯の廃棄処理装置」は、ゴム体と該ゴム体内に埋着された芯金とからなる走行用履帯の芯金を加熱する加熱手段と、該加熱手段によって加熱された芯金からゴム体を分離する分離手段とから成る、廃棄処理装置である。

特開平９−２２５４４２号に係る「走行用履帯の廃棄処理方法及びその装置」は、帯形状をなすゴム体内に複数個の芯金をそれぞれ間隔をもって埋設してなる走行用履帯を、該走行用履帯の長手方向で複数の履帯片に切断する切断工具と、切断された各履帯片毎にそれぞれの芯金を加熱する加熱工程と、芯金が加熱された各履帯片を芯金とゴム体とに分離する分離工程とを含んでなる走行用履帯の廃棄処理方法である。

さらには、金属部だけを取り出すために、ゴム部を焼却処理する方法も存在しているが(特開平５−１１１６８０号に係る「ゴムクローラ廃棄物中の芯金の再利用方法」)、この方法ではゴム部の有効リサイクルが出来なく、無公害焼却の為の高価な設備が必要となる。
特開平１０−４４７号に係る「走行用履帯の廃棄処理装置」 特開平９−２２５４４２号に係る「走行用履帯の廃棄処理方法及びその装置」 特開平５−１１１６８０号に係る「ゴムクローラ廃棄物中の芯金の再利用方法」

ゴムクローラは重量物であると共に形状が複雑な上に金属部を硬質なゴムで堅剛に被覆しており、また補強用スチールワイヤーがゴム内部に埋着されているために、常温状態で機械的に金属(芯金及びスチールワイヤー)とゴムを分離することは困難である。
また、高温炉に入れて加熱、焼却する方法では、回収された金属芯金が高温によって劣化してしまい、再利用の用途が限定されてしまう。
さらに、誘導加熱により金属芯金とゴムを機械的に引き剥がす方法では、加熱により悪臭が発生すると共に、温度が高くなりすぎると発煙する可能性があり、その対策に費用を要す。
一方、溶剤によりゴムを溶かし、金属とゴムを分離する方法では、溶解処理に時間を要すと共に、溶解後の二次廃棄物となる廃液の処理が厄介である。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ゴムクローラの解体に当り資源の有効活用の観点から、金属とゴムとを経済的、効率的、かつ無公害で分離できるゴムクローラ廃棄処理方法及び処理装置を提供する。

本発明に係るゴムクローラの廃棄処理方法は、所定の大きさに切断し、切断したゴムクローラ切断片を冷凍する。そして、冷凍されたゴムクローラ切断片は金型にて圧縮してゴム部を破砕し、金属部とゴム部に分離する。ここで、上記冷凍温度が高くては金型で圧縮しても破砕することが出来ない為に、約−７５℃とされる低温脆化温度以下に冷却しなくてはならない。

従って、ゴムクローラの廃棄処理装置には、上記各工程を行う為の切断装置、切断したゴムクローラの切断片を冷凍するための冷凍装置、そして冷凍した切断片を金型にて破砕するための圧縮装置、さらに破砕したゴムと金属とを分離する為の分離装置から構成している。

ここで、ゴムクローラを破砕する為の圧縮金型は該ゴムクローラの形状に適するように先端底面に突起を形成する場合もあり、使用する金型形状は限定しない。またゴムクローラの切断片を金型にて静的に圧縮するだけでなく、打撃することで破砕することも可能である。一方、ゴムクローラ切断片のゴム部を破砕・分離した金属部の芯金を再利用するために、ショットブラストやウォータジェット、その他の手段を用いて表面を磨き処理する工程を加える場合もある。

本発明のゴムクローラの廃棄処理では、所定の大きさに切断したゴムクローラ切断片を極低温に冷却した状態で圧縮・打撃を加えることで、埋着している金属芯金とゴム部が簡単に分離することが出来る。すなわち、ゴムの低温脆化温度にまで下げた状態で金型にて圧縮打撃されるならば、ゴム部は脆くなって細かく砕ける。従って、金属とゴムとを経済的、効率的、かつ無公害で分離できる。そして、高温に加熱しない為に金属製芯金は再利用可能と成る。

図１は建設機械に装着され、使い古したゴムクローラの廃棄物を表している概略図である。該ゴムクローラ１は無端帯状を成して、実際にはその外周面及び内周面は凹凸化している。図２は無端帯状のゴムクローラを処理すべき大きさに切断する為、例えば図１におけるＡ−Ａ及びＢ−Ｂの位置で切断される。切断の方法に関しては自由であるが、ゴムクローラ１を両支持板２，２に載置した状態で、サンダー３を用いて切断することが出来る。

図３はゴムクローラ１を切断する別の方法であり、油圧などを使用してシャー切断することが出来る。基礎架台４に支持板２，２を固定し、該支持板２，２にゴムクローラ１を載置してカッター５を降下して切断することが出来る。切断装置本体にはシリンダー７，７を備え、該シリンダー７，７のピストンロッド６，６の下端には上記カッター５が取付けられている。そこで、シリンダー７，７が作動してピストンロッド６，６が伸びるならばカッター５は降下してゴムクローラ１を切断する。

図４は上記ゴムクローラ１を切断して適当な大きさに成ったゴムクローラ切断片８を示す外観図である。ゴムクローラ切断片８は左右両側に切断面９，９が存在し、金属部である芯金１０，１０・・がゴムクローラ１の長手方向に一定間隔で配列している。これらの芯金１０，１０・・はゴム部１１にて覆われたベース部１０ａと走行時の荷重受け止め用の突起部１０ｂとから成り、ベース部１０ａは平坦な板状と成っている。また、多数の芯金１０，１０・・の下方位置にはゴム部１１の強度を補強する為に、複数本のスチールワイヤー１２，１２・・が配列して埋着されている。

図５は図４に示すゴムクローラ切断片８をゴム低温脆化温度に冷却する能力を備えた冷凍設備１３の外観を表している。同図の冷凍設備１３は冷凍機１４と冷凍庫１５とからなる分離型であるが、一体型であってもよい。ゴムクローラ切断片８は冷凍庫１５の内部に搬入され、ゴム低温脆化温度以下まで十分に冷却・冷凍される。ここで、廃ゴム類の低温脆化温度は約−７５℃とされている。

図６は上記冷凍庫１５に入れて冷凍されたゴムクローラ切断片８をプレスのテーブル１６の上に載せ、鋼製の金型１７にて押圧・圧縮する場合を示している。ゴムクローラ切断片８は、ゴムの低温脆化温度以下に冷却している為に、圧縮機本体から降下する金型１７によりゴム部１１を圧縮することでゴムが脆性破砕される。この時、圧縮・開放を繰り返し、金型１７を矢印のように水平移動１８、及びこれと直角方向であるゴムクローラ切断片８の長手水平方向に順次移動することで破砕を繰り返す。この動作により、ゴム部１１は破砕され、金属部である芯金１０，１０・・とスチールワイヤー１２，１２・・とが分離される。

一方、圧縮機の金型１７によってゴム部１１を静的に圧縮することで破砕する方法の代わりに、金型１７を油圧又は空圧などで連続的に、又は間欠的に上下方向に作動する打撃装置(図示なし)に連結することもある。この場合、短時間でゴム部への打撃が繰り返される為に、衝撃力がゴム部１１に効率良く加わって、破砕が容易になる。

図７は金型１７の下部先端底面を表すものであり、(ｃ)は平坦な場合、(ｄ)はゴム部１１の破砕を容易にする為に先端を尖らせたもの、(ｅ)はその先端を複数個にし、イボ状突起１８，１８・・が一列に配列している。また(ｆ)はイボ状突起１８，１８・・の列数を増やした場合を示し、(ｇ)は突起の変形例であり、先端突起部１９，１９・・と溝部２０，２０・・とを交互に形成している。

この場合、イボ状突起１８，１８・・又は先端突起部１９，１９・・を形成した金型１７にて圧縮するならば、クサビ効果により局部的に大きな力が負荷されるために、破砕が容易に行われる。さらに(ｈ)は(ｇ)の先端突起部１９，１９・・と溝部２０，２０・・の方向を９０°回転した場合である。ここでは、金型１７の断面は四角形をしているが、円形、又はその他の多角形など、断面形状に限定はしない。

図８は図６に示した金型１７をゴムクローラ切断片８の片面を広い範囲で被い、且つ芯金１０の突起部１０ｂに接触しないように一部が窪んだ形状とした総金型２１を示している。圧縮機本体(図示なし)に取付けられている総金型２１によりゴム部１１を圧縮することでゴムが脆性破砕される。この時、総金型２１をゴムクローラ切断片８の長手水平方向に順次移動することで破砕を繰り返す。この動作によりゴム部１１は破砕され、金属部である芯金１０とスチールワイヤー１２が分離される。

一方、圧縮機に連結された総金型２１にてゴム部１１を静的に圧縮することで行う破砕方法の代わりに、総金型２１を油圧又は空圧などで連続的、又は間欠的に上下方向に動作する打撃装置に連結することもある。この場合は短時間でゴム部への打撃が繰り返される為に、衝撃力がゴム部１１に効率良く加わり、破砕が容易になる。

図８に示している総金型２１の下部先端底面は平坦なものを示しているが、図７の金型１７の(ｄ)、(ｅ)、(ｆ)に示すように先端がイボ状突起１８のもの、又は(ｇ)、(ｈ)に示すように突起部１９と溝部２０とで形成することも出来る。

図９は図６においてゴムクローラ切断片８を載せるテーブル１６の上に破砕用中間金具２２を固定ボルト２３，２３・・にて該テーブル１６に固定した場合を表している。破砕用中間金具２２は図７の金型１７の(ｆ)に示すように先端がイボ状突起１８，１８・・のもの、又は(ｇ)、(ｈ)に示すように突起部１９と溝部２０から成るものでもよい。この方式では、ゴムクローラ切断片８の下部底面にイボ状突起１８、又は突起部１９のクサビ効果により局部的に大きな力が負荷されるために、破砕が容易に行われる。

また、図８に示す総金型２１による破砕方法の場合においても、図９に示すのと同様にテーブル１６の上に破砕用中間金具２２を固定ボルト２３，２３・・で固定し、その上にゴムクローラ切断片８を載せて総金型２１で破砕することも出来る。そして、このようにゴム部１１を破砕することで芯金１０，１０・・とスチールワイヤー１２，１２・・が簡単に分離される。

分離作業が終了した後は、分離した芯金１０の表面にゴムが残留・付着している場合には、必要に応じてショットブラスト、ウォータジェット、スチームジェット、風力などの方法にて剥離、磨き処理が行われる。

このように、ゴムクローラ１を処理すべき大きさに切断し、切断したゴムクローラ切断片８を冷凍設備の冷凍庫１５に搬入し、ゴムの低温脆化温度まで冷却・冷凍した後、圧縮装置又は打撃装置により金型１７、総金型２１などによりゴムクローラ切断片８に圧縮力又は打撃力を加えることでゴム部１１が破砕され、金属部である芯金１０とスチールワイヤー１２が分離される。

本発明の方法はゴムクローラ１から金属部を容易に、かつ確実に分離することが出来る。すなわち、ゴムクローラの重量物を処理すべき適切な大きさに切断し、効率良い手順で処理が行えると共に、有毒ガスや異臭の発生がなく、環境に適した処理方法と言える。

建設機械に装着されるゴムクローラの概略図。 無端帯状のゴムクローラを処理すべき大きさに切断する具体例。 無端帯状のゴムクローラを処理すべき大きさに切断する具体例。 所定の大きさに切断されたゴムクローラ切断片。 ゴムクローラ切断片を冷却する冷凍設備。 ゴムクローラ切断片を金型にて破砕する場合。 金型の先端底面形状を示す具体例。 総金型を使用してゴムクローラ切断片を破砕する場合。 テーブルの上に破砕用中間金具を設けてゴムクローラ切断片を載置した場合。

符号の説明

１ ゴムクローラ
２ 支持板
３ サンダー
４ 基礎架台
５ カッター
６ 支持金具
７ 駆動シリンダー
８ ゴムクローラ切断片
９ 切断面
10 芯金
11 ゴム部
12 スチールワイヤー
13 冷凍設備
14 冷凍機
15 冷凍庫
16 テーブル
17 金型
18 イボ状突起
19 先端突起部
20 溝部
21 総金型
22 破砕用中間金具
23 固定ボルト

Claims (6)

1. 建設機械に装着されて劣化したゴムクローラ廃棄物を金属部とゴム部に分離する処理方法において、該ゴムクローラを所定の大きさに切断し、切断したゴムクローラ切断片をゴムの低温脆化温度以下に冷却し、そして該ゴムクローラ切断片を金型にて圧縮したり打撃することでゴム部を破砕して金属部とゴム部に分離することを特徴とするゴムクローラの廃棄処理方法。
2. 建設機械に装着されて劣化したゴムクローラ廃棄物を金属部とゴム部に分離する処理方法において、該ゴムクローラを所定の大きさに切断し、切断したゴムクローラ切断片をゴムの低温脆化温度以下に冷却し、そして該ゴムクローラ切断片を金型にて圧縮したり打撃することでゴム部を破砕して金属部とゴム部に分離し、分離した金属芯金の表面をショットブラスト、ウォータジェット、その他の手段にて表面を磨き処理することを特徴とするゴムクローラの廃棄処理方法。
3. 建設機械に装着されて劣化したゴムクローラ廃棄物を金属部とゴム部に分離する処理装置において、該ゴムクローラを所定の大きさに切断する切断装置と、切断したゴムクローラ切断片をゴムの低温脆化温度以下に冷却する冷凍装置と、該冷凍されたゴムクローラ切断片を金型にて圧縮する圧縮装置からなり、ゴムクローラ切断片を圧縮装置にてゴム部を破砕することで金属部とゴム部に分離することを特徴とするゴムクローラの廃棄処理装置。
4. 建設機械に装着されて劣化したゴムクローラ廃棄物を金属部とゴム部に分離する処理装置において、該ゴムクローラを所定の大きさに切断する切断装置と、切断したゴムクローラ切断片をゴムの低温脆化温度以下に冷却する冷凍装置と、該冷凍されたゴムクローラ切断片を金型にて打撃する打撃装置からなり、ゴムクローラ切断片を打撃装置にてゴム部を破砕することで金属部とゴム部に分離することを特徴とするゴムクローラの廃棄処理装置。
5. 上記圧縮装置又は打撃装置の金型の先端底面に突起を形成した請求項３、又は請求項４記載のゴムクローラの廃棄物処理装置。
6. ゴムクローラ切断片を圧縮又は打撃する際に載置する受け台面には突起を形成した請求項３、請求項４、又は請求項５記載のゴムクローラの廃棄物処理装置。

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