JP2007301707A - 廃タイヤ帯板加工法。 - Google Patents

Abstract

【課題】廃タイヤは大量に発生する、安定した供給システムが必要で、その有効利用が望まれている、燃料にするには、タイヤを切断する事が必要で。タイヤは各種コ−ドで補強し、拘束された、ゴム複合材である。これを帯板にして量産化できれば活用は拡大する。
【解決手段】スチ−ル線によって補強したタイヤの表面を周方向に切断して、平坦な帯状ゴム板を作製する際に、切断面からスチ−ルを突出させる様に切断する加工方法。スチ−ル線で補強したタイヤを切断する手段として、一対の回転刃が互に反転する凸刃と凹刃の組合せから成る請求項１の加工方法。トレッド表面を一定の巾で切断する事により、平坦なゴム帯板を得る。
【選択図】図１

Description

タイヤ帯板加工法。

使用済み廃タイヤは原形のままか、チップ加工して、製紙工場やセメント工場の燃料として燃焼する、あるいは、粉末にして道路舗装の充填に用いるなどのリサイクルに供しているが、それらの使用量は極めて少ない。廃タイヤのトレッドベルト部（接地面）を平坦な厚板状態として切出し、熱劣化しない方法で量産できれば以下のような用途が期待できる。
１、車輌のスリップ事故防止用に各種コンクリ−ト二次製品への活用、
２、耐震建築防振材、３、防音材、４、緩衝材、５、防弾補強材、６、電磁波防止材、７、電磁波利用融雪材、他、
このように、廃タイヤを効率的に加工する事が可能であれば、廃棄や単なる燃焼という処理方法から、付加価値の高いリサイクル製品を作る事が可能となるが、スチ−ル線で補強したタイヤは強度が高く、切断が容易ではないので、有効な利用は行はれていない。
特許第３１２７１２６０号 登録日平成１２年１１月２日 刃物雑学辞典 （株）講談社 著者 橋本英文 昭和６１年８月２０日 タイヤのおはなし（財）日本規格協会 著者 渡邊徹郎 ２００２年１０月３１日

処理困難物である廃タイヤの処理は、安定した供給システムの構築と実行可能な無価物を有価物に換える戦略的システムが必要である。
廃タイヤはゴムと繊維コ−ドやスチールコ−ドで補強された、高性能複合材であり粘弾性に優れ、断面がΩ形状に拘束された、ゴム特有の性状を示す（非特許文献１，２）。
廃タイヤを定まった形状に切断するには回転刃や切断用砥石を用いれば可能であるが、切断時間が長くかかり、切断時に発生する切断面の熱劣化変形や臭気と粉塵で環境汚染問題になる。また、切断時の発熱のためにタイヤ平板が変形する問題も生じる。
従って、タイヤを筒状に切断する加工方法と、さらに長方形の平板に切断する加工方法を組合せて、廃タイヤを有効に再生利用する切断機の開発が望まれている。
既存の廃タイヤ利用技術としては、タイヤの両側面を切落として筒状のトレッド部を取り出し、これをラジアル方向に切開く方法がある。この方法では切開いたタイヤの裏側内面に格子状に溝を刻み、これを２枚、溝のある面同士を貼り合せて、平板を作製して廃タイヤを平板に加工する方法である。（特許文献１）

廃タイヤを切断して平坦なゴム板を得るには、上記の特許文献の方法があるが、タイヤの裏面に溝加工を必要とすること、大掛かりなホットプレスを用いて２枚を1枚に接着する必要があるなど、実施する上でいくつかの制約がある。そこでタイヤを切断するだけで平坦な帯状のゴム板を得る方法を鋭意研究した。
タイヤは接地するトレッド面と両側壁面から構成されている。この両側壁面を切断して削除すると接地面を外周とする円筒状タイヤが得られる。この円筒状タイヤの一箇所を切断して長い帯状のゴム板とする場合に、タイヤの両側壁部分を残さずに削除又は、含まなければ、帯状板はほぼ完全に平坦になることを見出した。
この場合、タイヤの両側壁面の削除が不十分であれば、得られるゴム板は湾曲するか、あるいは、全体がねじれるために、平坦な帯状ゴム板は得られなかった。

このようにタイヤを切断するだけで平坦な帯状ゴム板が得られるのは、タイヤ断面構造から見て、加硫拘束された強いゴムと補強用のスチ−ルコ−ド及び、繊維コ−ド等複合材の複雑な影響と考えられる。
タイヤのゴムとスチ−ルベルトは路上の釘などによるパンクを防止するとともに、衝突時の衝撃を受けてもタイヤは破裂しない役目を負い或いは、ライフルの弾丸の貫通も直進は極めて難しく、曲がってしまう強靭な構造となっている。
一方、スチ−ル線が存在するためにタイヤの切断は極めて困難となる。通常の刃物による切断は容易ではなく、大きな切断力を必要とし、また、刃こぼれも生じ易い。

各種のタイヤ切断法を検討した結果、直線状の刃物で押して切断、押し付けて引いて切断する場合はともに大きな力を必要とした。また、回転砥石を用いると時間がかかり過ぎること、さらに、ゴムと鉄と繊維の複合した粉末が飛び散り、汚くゴムが焼けるために悪臭がするなどの環境汚染問題が生じるので量産の実用化は困難であった。

そこで、一対の互に逆転する凹凸の回転刃を組合せた装置を用いて、タイヤのせん断を試みた結果、良好な結果を得る事が可能となって、本発明をするに至った。

タイヤは摩擦係数が大きくて、摩擦量が少ないので滑り止効果が大きい。
廃タイヤから切出した帯状板を歩車道路面に直張り又は、コンクリ−トブロックに埋め込み、歩車道路面に施設するとスリップ事故防止に効果がある。或は、スチ−ル線で補強したタイヤは高強度なことと、かつ、振動を吸収する性質を活用すると、防音壁材、耐震補強材、電磁波防止材、緩衝材、防弾材、融雪屋根材、と用途は広い。
現在の廃タイヤリサイクル品は加工と処理に手数がかかるので、割高で採算性が悪い。この結果、破砕・焼却処理が広く行われており、リサイクルされる量は極めて少ない。
本発明は、処理困難物に指定されている、廃タイヤを切断するだけの簡単な方法で平坦な帯板を量産することを可能とする技術であって、スチ−ルで補強したゴム板を割安で供給する事が可能と成る。
この結果として、焼却、や不法投棄、不法廃棄は根絶できて、地球環境保護や企業環境報告、地球温暖化防止や、
廃タイヤの安定した供給システム構築のために役立つ事ができる。

現状は殆どスチ−ルラジアルタイヤが主流である、スチ−ルＳで補強したタイヤの断面構造を図１に示す。路面と接するトレッドパタ−ン溝Ｍは各種有るが、厚いゴム板で構成されており、タイヤの内部構造はゴムとスチ−ルコ−ドＳ（現状は、径が０．２〜０．４ｍｍ×５本のより線、高炭素鋼のカーボンＣ％は０．７５〜０．８０％が主流であり、メーカーは９０％を目指している、クロムＣｒなどを配合し、高強力に進化している）や繊維コ−ド５が強固に結合された複合体構成をなし、共架橋反応で結合して複合補強されている。
タイヤから強靭な帯状の長いゴム板を切出すには、図１のＡとＢラインの内側に沿ってタイヤを切断すればよい。
切断ヵ所をＡ位置とＢ位置よりも外側として切断し、円筒状のタイヤを作製すると、これから切出す帯状ゴム板は、曲面や湾曲した板となり、平坦な板にはなり難い。

このために本発明では、図１と図２に示す様に、タイヤの表面に凸型円盤状の回転刀切断刃７を押し当て、タイヤの裏側内面２に凹型円筒状回転切断受刃８を押し当て回転させることによって、Ａの位置でタイヤの周方向に切断する。
次に同じ工程によりＢ の位置か、又は、Ａ、Ｂ凹凸両刃の回転刃を軸で２連２段結合して、1回切断すると円筒状のタイヤが得られる。

このようにして得られた円筒状のタイヤを軸方向に一箇所切開くと、長く平坦で強靭な帯状のタイヤゴム板１３が得られる。
この帯状のゴム板１３を任意の長さで切断することにより目的とする形状のゴム帯板が得られる。又は、タイヤを現状のままから小間板製作の形状を四角□、丸○、三角△、に打ち抜く切断方法も可能である。

本発明の方法、すなわち凸型７と凹型８の回転刃を組合せて、タイヤを切断すると、切断時に大きく変形した切断面のゴムは切断後に収縮するが、補強用のスチ−ル線Ｓは多少伸びるが、ほとんど収縮しないので、切断面からは２〜５mm程度スチ−ル線が突出する。 図３に示す様に、これらのスチ−ル線Ｓは、ゴム帯板を小さく裁断しコンクリ−トに埋め込んだ複合構造とする場合に、タイヤゴム帯板がコンクリートから脱落するのを防止する投錨効果を有する。スチールを突出する，しないは凹刃の離隔ピッチを換えればよい。
以下に本発明の実施例を示す。

直径が３０ｃｍ、肉厚８ｍｍの円盤状凸型回転刀刃７と、直径が２５ｃｍ、厚さが８ｍｍ（凹刃の受刃離隔を８〜１０ｍｍとする）の円筒状凹型回転受刃８を組合せて、乗用車から得た廃タイヤ（直径６０ｃｍ、巾２０ｃｍ）の表面Ａラインを周方向に、切断速度は秒速３６ｃｍとして、５秒間でタイヤを切断した。
この工程をタイヤ表面の１１ｃｍ離れたＢラインで繰り返すことにより、巾が１１ｃｍである筒状のタイヤを得た。
この筒状のタイヤの一箇所を本装置で切断すると、長さ１８０ｍｍの平坦な帯状のゴム帯板13が得られた。又、Ａ，Ｂ，ラインに凹凸刃を二枚づつ設けて、二軸二輪型として短時間で切断する事も出来る、又は、回転凸刃両側にロ−タ-を設けその周外面にロ−レット加工と凹刃外面にロ−レット加工を施してタイヤ廻し用とする。此れによりタイヤを装置に置くだけで、刃が回転し、呑込まれ、切断され、目的形状のタイヤ帯状板ができる。

一方、筒状ゴム板の巾が１５ｃｍとなるように切断すると、得られた帯状のゴム帯板は周辺ゴムからの拘束によって湾曲するので平坦にはならなかった。
このようにして作製した１１ｃｍ×７ｃｍ×１．５ｃｍの平坦なゴム板を溝のある表面Ｍを下向きにして、更に、裏面２の鏡面部を粗くして、木枠に入れて、コンクリ−トの複合体を作製したところ、ゴム板の周辺から突出するスチ−ル線Ｓと粗くした裏面がコンクリ−トに投錨効果を与え、より固着されるために、振動衝撃を与えてもゴム板の脱落は生じなかった。 しかし、切断砥石を回転させて作製したゴム板は、切断面からスチ−ル線の突出がなく、裏面を粗くしないゴム板は、コンクリ−トとの接着効果が弱く、少しの振動でも容易に脱落した。

タイヤ切断面と切断回転刃正面図と配設図。 回転刃側面とタイヤ切断前後の形状と関係図。 コンクリートスプリットンブロックやコンクリート平板にスチール突出の帯状板を埋設した概念図。

符号の説明

Ａ 切断線の位置
Ｂ 切断線の位置
Ｃ 円盤状回転凸刀刃軸心の位置
Ｄ 円筒状回転凹受刃軸心の位置
Ｍ トレッド溝の位置
Ｓ スチ−ル線の位置
１ トレッド部表面溝接地面の位置
２ タイヤ裏面部の位置
３ ショルダ―肩部位置
４ 普通タイヤ形状の図
５ 繊維コ―ド部位置
６ カ−カス部位置
７ 円盤状回転凸型刀刃の図
８ 円筒状回転凹型受刃の図
９ 回転凸刃刀状形状の図
１０ 凸型刀刃位置図とタイヤ回し用ローレット加工部の図
１１ 凹型受刃隙間と間隔の図
１２ 凹型受刃位置図とタイヤ回し用ロ-レット加工部の図
１３ タイヤ切断前のΩ状形状の図
１４ 帯状板断面の図
１５ コンクリ−トブロック帯板の埋設の図

Claims (2)

1. スチ−ル線によって補強したタイヤの表面を周方向に切断して、平坦な帯状ゴム板を作製する際に、切断面からスチ−ルを突出させる様に切断する加工方法。
2. スチ−ル線で補強したタイヤを切断する手段として、一対の回転刃が互に反転する凸刃と凹刃の組合せから成る請求項１の加工方法。
   

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