JPH06508545A - 車輌用タイヤからゴムを再生する方法 - Google Patents

車輌用タイヤからゴムを再生する方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 車輌用タイヤからゴムを再生する方法 この発明は、車輌用タイヤからゴムを再生することによりゴムを多用途に且つ様 々な形態で回収することを可能にする方法に関する。
世界の車輌台数の増加により、車輌用中古タイヤの処分に関して環境問題が増加 している。今日、世界中には中古タイヤの膨大なストックがある。これは、環境 保護の点から許容でき且つ経済的でもあるタイヤの処分方法がいまだ十分に開発 できていないためである。
従来より、タイヤの処分方法として、ゴミ埋立地にタイヤを埋めている。しかし 、この方法によれば、タイヤの大きさ、構造、可撓性ゆえに、ゴミ埋立地に早期 に(ぼみができ、ゴミ埋立地での操業の際、タイヤを効果的に圧縮することが難 しい。更に、このような状況では、土はタイヤより沈下しやすく、そのため、タ イヤが時間の経過とともに再び表面に現れることもある。更に、燃料としてタイ ヤを燃やすという方法にもまた、燃焼により生じる生成物の性質や、比較的熱出 力が低い点に問題がある。また、タイヤにはスチール製補強ワイヤーとかメツシ ュのような不燃性のものが含まれていることも問題であり、それらが燃焼設備の 運転を困難にしている。
金属や繊維の補強材からゴム物質をはぐ方法は多く提案されているが、それらの ほとんどは経済的に実行可能なことが証明されていない。車輌用タイヤから物質 を再生することにより、財政上の収益を最大限に上げるためには、タイヤのほぼ 全てのゴム部分を金属補強材から十分に分離できることが望ましい。更に、タイ ヤのトレッド部の比較的高品質のゴムをタイヤのサイドウオールやビード部のよ り低品質のゴムから分離できることも望ましい。
タイヤからゴムを再生するための、様々な方法と機械が、以下に示す米国特許に 開示されている。
4.113.18 − SM I TH4,216,916−TUPPER 4,726,530−MILLER 4,802,635−BACLAY 4.840,316 − BACLAY4.863.!06 − PERKEL この発明は、車輌用タイヤからゴムを再生する方法であって、これにより、最大 限のゴムの回収率が経済的に達成でき、同時にまた、高品質のトレッドゴムを、 タイヤから回収される他のゴムから分離することも可能にする方法を提供するこ とを目的としている。
この発明は、上記目的に鑑み、次のような、車輌用タイヤからゴムを回収する方 法を提供するものである。すなわち、 タイヤのl・レッド部を両側のサイドウオールからそれぞれ分離して、トレッド 補強ベルトを含む細長いトレッド帯状体とし、 トレッドゴムを、トレッド補強ベルトから、粒状にして取り除き、 トレッド補強ベルトから、残りのゴムを粒状で別に取り除き、 そして、サイドウオールを粒状に分解することからなる。
好ましくは、サイドウオールのゴムと、タイヤビードに含まれるゴムも、粒状に 分解される方がよい。織物よりなる補強材がサイドウオールおよび/またはビー ドに使われている場合には、その非金属の材料は、ゴムとともに粒状化される。
都合の良いことに、その補強材物質は、所望により、粒状に分解した後にゴムか ら分離することができる。
それは、各物質の比重の差を利用した方法によってである。
タイヤのトレッド部と残りの部分との最初の分離は、両側のサイドウオールとト レッド部とのつなぎ目の部分で、周方向に切断することによって行われる。これ らの切断は、回転式ナイフとかノコギリ、あるいは、高圧液体噴流などのような ものによって機械的に行われる。この高圧液体噴流による切断は、通常、超高圧 液体(UHPL)切断といわれている。また、分離したトレッド部を、その幅方 向を横切る方向において且つその厚み全体にわたって、1または2以上の個所に おいて切断し、これにより、1または2以上の帯状体とすることが望ましい。
その後、トレッド帯状体を広げた状態で送り込み、ロータリーカッターに通して 、補強ベルトからトレッドゴムを取り除く。ロータリーカッターはトレッド帯状 体の全幅を切れる方が好ましく、そうすれば、−行程で全てのトレッドゴムを取 り除くことができる。
トレッドゴムを取り除いた後、トレッド帯状体の残りの部分に、U HP L切 断を行い、残りのゴムを取り除く。残りのゴムには、タイヤのトレッド補強材の 内側に通常ついているゴムも含まれる。このU HP L切断は、ゴムを粒状に して取り除くように行われる。例えば、要求された範囲の大きさの粒状物が生成 されるように選択された、所定の循環経路を動く多数の噴流を用いることによっ て行われる。
好ましくは、ゴムはトレッド補強材の内側から取り除かれる方がよい。すなわち 、噴流を補強材を通してトレッド側に当てるよりもむしろ内側から当てる方が好 ましい。
トレッド部に金属補強材を有するタイヤならばUHPL切断を行うことができる 。それは、金属補強材が分解したり、ゴムと混在しないようにU HP L切断 をすることができるからである。一方、織物補強材が使われている場合には、こ の補強材は通常ゴムとともに粒状化されてしまう。
そして、所望によりその後分離することができる。このゴムには、粒状化された 補強材の存在が不利益にならながったり、あるいは長所となりうる用途がいくつ がある。
トレッド部を分離する工程によって、ビードをまだ有するサイドウオールが得ら れるが、これらサイドウオールも、それぞれ、UHPL切断で処理することによ り、ゴムと織物補強材を粒状化し、ビードワイヤーを何も付着してぃない状態に して取り除くことができる。高張力鋼であるビードワイヤーを、経済的に回収す ることができる。
上述した方法により比較的高い生産性が達成される。なぜなら、タイヤを分解す る4つの段階それぞれを、同時に連続的に行うことができるからである。その4 段階とはすなわち、 (1)トレッド部とサイドウオールの分離(2)トレッド帯状体のトレッドゴム の粒状化(3)トレッド帯状体の残りのゴムの粒状化(4)サイドウオールの粒 状化 タイヤのトレッド部をサイドウオールとビード部から分離した後、タイヤのトレ ッド部がらそれぞれのゴム成分を取り除くことと、サイドウオールからゴムを取 り除くことは同時進行に行うことができる。さらに、サイドウオールからのトレ ッド部の分離工程は、タイヤのトレッド部からトレッドゴムを除去する工程とは 別個であるため、これらの工程を別のタイヤについて同時に行うこともできる。
したがって、タイヤを一定時間に処理する量は、単に、上述した4工程のうち、 より遅い工程により費やされる時間によって支配され、装置の各構成要素のデザ インを適正化することにより、高い生産性が得られる。
また、工程(1)であるサイドウオールとビードからのトレッド部の分離工程は 、その他の工程とは、時および/または場所を切り離して実行することも考えら れる。これにより、後の工程前に、タイヤの貯蔵で占める空間をがなり減らすこ とができる。工程(1)の分離工程は、取り換え用タイヤを装着する所であるサ ービスステーションやその他のタイヤを販売している小売店から中古タイヤを集 める移動車中にて行うことができる。
以下、この発明の詳細を、添付図面に示す一つの具体的な装置について説明する 。
図面中・ 図1は、典型的な車輌用タイヤの断面の概略図である。
図2A、図2Bは、全体として、タイヤからゴムとその他の物質を回収するため のフローチャートである。
図3は、最初にタイヤを分割する機構の側面図である。
図4は、トレッドの残りの部分からゴムを回収する機構の側面図である。
図5は、サイドウオールからゴムを回収する機構の平面図である。
図6は、図5に示す機構の側面図である。
まず、図1について述べる。車両用タイヤ10は、トレッド部12と、サイドウ オール11と、ビード13とよりなる。通常、ビード13には、数本のスチール ワイヤーの巻き状物からなる剛性リングがある。トレッド部12には、通常織地 とか金属繊維からなる補強ベルト15があり、その外側には、高品質トレッドゴ ム14の比較的厚い外層を有する。トレッド部の内側とサイドウオールは、内部 に織物補強材を有するより低品質のゴムからなる。
図2Aと図2Bは、車輌用タイヤの完全な回収方法のフローチャートである。そ の中には、本発明の異なった品質のゴムの除去・分離・収集が含まれる。
タイヤはある範囲の供給源より中央受入設備+00に集められ、貯蔵庫+01に 貯蔵される。受入れ後、その後の処理工程の程度や種類に影響を与えるタイヤの 大きさ、ゴムの品質、残ったトレッドの厚み、その他の特徴にしたがって、タイ ヤは分類される。
タイヤは貯蔵庫101から、最初の処理工程+02に送られ、そこでタイヤのト レッド部12が2つのサイドウオール11とビード体13から分離される。トレ ッド部とサイドウオール−ビード部は、後に別々に処理するため、貯蔵庫103 に別々に貯蔵される。タイヤの前記各部は、また、品質および/または大きさを 考慮して別々に貯蔵することもできる。
トレッド部とサイドウオール−ビード部は、貯蔵庫103がら、別の経路104  、105を通り、前者は機械式トレッドゴムシュレッダ−106に、後者はサ イドウオールジスインチグレーター111 に送られる。
トレッド部12は、帯状体の形で機械式シュレッダ−106に送り込まれ、補強 ベルトの外側にある高品質トレッドゴムが取り除かれる。これは、後述するロー タリーカッターとかグラインダーによって行われ、選択された大きさのゴム粒状 物が得られる。トレッドゴム粒状物が、例えば、補強材物質などのタイヤの他の 構成要素とは別に取り出せ、また水などの他の物質を加えることもないので、ト レッドゴム粒状物は、ただちに貯蔵容器+21に送ることができる。
再生シたトレッドゴムは、後の用途とか販売の種類に応じて、適宜、貯蔵容器か らロットごとに引き出され、122で計量し、+23で包装し、124に貯蔵さ れ、その後、売りに出される。後述するように、他の再生されたタイヤの物質も また、サージ容器117 、118と選択的に操作可能に連結されている後者に よって、122 、123 、124にて計量し、包装し、貯蔵される。
シュレッダ−106によって高品質トレッドゴムを取り除いた後、トレッド部帯 状体はUHPジスイッチグレーター107に送り込まれる。ここでは、トレッド 部帯状体を粒状に粉砕する超高圧水噴流をトレッド部帯状体に当てる。トレッド ベルトから得られたゴムとスチールワイヤーの混ざり合った粒状物は磁気分離装 置108によってゴムからスチールワイヤーが取り除かれる。スチールワイヤー はスチールスクラップ貯蔵庫125に送られ、その後、売りに出される。
ゴム粒状物質はUHPジスイッチグレーター107から脱水工程109に送られ 、そこから水がU HPジスイッチグレーターに回収され、ゴム粒状物質はサー ジ容器110を通って、乾燥機115に送られる。乾燥後、ゴム粒状物質は分粒 スクリーン+16に通され、選択された大きさの範囲内にあるゴム粒状物がそれ ぞれの貯蔵容器!17と118に送られる。
再生されたゴム粒状物質の大きさの範囲と市場の需要に応じて、ゴム粒状物質は 2以上の大きさに部類分けされる。
分類したゴム粒状物は、上述したように、122 、123 、124にて計量 され、包装され、そして貯蔵される。
分離されたサイドウオールとビード部分は、貯蔵庫103から更にUHPジスイ ッチグレーターIIIに送られ、そこで超高圧水噴流で処理され、サイドウオー ルはゴムと繊維の粒状物質に粉砕され、また、ビードからゴムと繊維物質が粒状 に取り除かれる。ゴムと繊維物質の混合物は、UHPジスイッチグレーター11 1から、脱水工程112に送られる。分離された水はフィルター119を通って 、UHPの供給水として回収される。ゴムと繊維の粒状物質は、浮遊型、サイク ロン型などの分離装置113に送られ、その後、繊維は貯蔵庫126に送られ、 ゴム粒状物質はサージ容器+14に送られる。
サージ容器+10とサージ容器!14に貯蔵されている各物質の種類は本質的に 同じであるため、それらは、−緒にあるいは連続して、各サージ容器110 、 114の次工程として同じ設備を通って処理される。すなわち、サージ容器11 4から出た物質は、乾燥機115で乾燥され、スクリーン116によって分類さ れ、その後、計量し、包装して貯蔵される。
これは、サージ容器110からの物質について上述したのと同様である。
この発明の回収方法に関して前述した処によれば、この方法の全体を行うことに より、タイヤに含まれるほぼ全ての物質を十分に有用な形態で回収できることが わかる。高品質なトレッドゴムは、タイヤの他の物質から完全に分離され、サイ ドウオールとトレッドの低品質のゴムは、各補強材物質から分離してそれぞれ回 収され、また、補強材物質の繊維とスチールも別々に回収される。
タイヤのこれらの各構成要素は、様々な用途または様々な製品に有用であるため 、上述した方法により中古タイヤを再生することにより最大限の経済的利益を得 ることができる。
本発明の方法を実施するために使用する、特定の機械について、具体的な構造と 配置関係を更に詳細に説明する。
図3には、最初にタイヤを、トレッド部と2つのサイドウオール−ビード部との 3つの部分に分離する機構の基本的な形態を示している。これは、タイヤ用チャ ックアセンブリ20とカッターアセンブリ21とからなる。このチャックアセン ブリには、ベースフレーム24上に、垂直軸を中心にして回転するタイヤ載置台 23がある。このタイヤ載置台は、減速ギヤ列26を介してモーター25によっ て駆動される。4本のチャックフィンガー27が、タイヤ載置台23上にあり、 このフィンガー27はタイヤ載置台23の軸のまわりに等間隔に配置されており 、タイヤ載置台上に置かれたタイヤ10の中を通っている。
4本のフィンガー27は、それぞれ、タイヤ載置台23に関して放射方向に同時 にスライド可能なように取り付けられている。これにより、一定範囲の大きさの タイヤが収納可能であり、また、これにより、まず、タイヤをフィンガーの周り に拘束することなく受け取り、つぎに、フィンガーを放射方向の外側に向かって 同時に動かすことによりタイヤをしっかりつかむようになっている。油圧モータ ー28が、フィンガー27を放射方向に移動させる。これにより、チャックアセ ンブリにタイヤを載せるとき、運転するとき、取り除くときに必要に応じて、フ ィンガーが閉じたり、開いたりする。
カッターアセンブリ21は、ベースフレーム30を有し、この上に、カッターコ ラムアセンブリ31が取付けられている。
このカッターコラムアセンブリ31はベースフレーム30に関して直線的に移動 して、タイヤ用チャックアセンブリ20に対して近づいたり遠ざかったりする。
垂直なカッター駆動軸32は、コラム31から突出した支持アーム33.34に より上下端を回転可能なように支えられている。駆動軸32はモーター35に連 結されている。
下側のノコギリ刃37は、駆動軸32の一定の位置に取り付けられている。ノコ ギリ刃37のこの位置は、チャックアセンブリのタイヤ載置台23上に置かれた タイヤを切断する高さに、刃が位置するように選択される。その高さとは、タイ ヤトレッド部と下側のサイドウオールとの間のつなぎ目の位置であり、図1に1 6として示されている。上側のノコギリ刃36は、駆動軸32のスプラインを有 する上部38に取り付けられ、チャック弐載置台23上に置かれたタイヤのトレ ッド部と上側のサイドウオールのつなぎ目の高さに調節される。アーム39は、 油圧シリンダー40に制御されて、コラム31上の軌道42内で、垂直方向にス ライド可能である。アーム39は、上側のノコギリ刃36の支持部41を動かし 、それによって、油圧シリンダー40の操作のもと、上側のノコギリ刃36を、 様々な幅のタイヤに適合するように、下側のノコギリ刃37に対して適当な位置 に動かすことができる。
カッターコラムアセンブリ31の全体は、ベースフレーム30):をスライド可 能なように取り付けられており、油圧シリンダーの制御により、ベースフレーム 30に関して移動できるようになっている。これは、ノコギリ刃36と37がチ ャック弐載置台23上に据え付けられたタイヤに対して作動係合されたり、係合 解除されたりするように、ノコギリ刃36゜37を移動させるためである。ノコ ギリ刃をタイヤに係合させて、タイヤを回転させれば、2つのサイドウオールと ビードは、タイヤのトレッド部からそれぞれ切り離される。
チャックアセンブリ20のフィンガー27を開放することにより、タイヤの3つ の部分、すなわち、トレッド部と2つのサイドウオールとビード部は、個々の後 工程のために、チャックアセンブリから取り除かれる。チャック式載置台23か ら、取り除かれたタイヤのトレッド部12は環状の形をしているので、その後、 経済的な貯蔵のため、断裁機かその他の切断器具でトレッド部の面を横切って切 断して、平たく伸ばすか、ロール状に巻き上げてもよい。トレッド部を平たく伸 ばして貯蔵する場合には、2つか3つに切断しておくのが好ましい。
上述したトレッド部のサイドウオールからの分離を、トレッド部とサイドウオー ルの次工程の処理をする場所から離れた場所で実施してもよい。このように最初 に分離することにより、タイヤをタイヤ再生施設に経済的に輸送する手助けとな る。それは、切断したタイヤの各構成部分の占める空間は、タイヤがそのままの 状態で占める空間よりも、かなり少なくてすむからである。
トレッド部を、サイドウオールから分離するのに適した設備は、)・ローラーま たは車輌に搭載するのが好ましく、それによって、タイヤの最初の分離は収集作 業の一部として行われ、また、後工程の前の輸送および/または貯蔵のために、 トレッド部をロール状に巻き上げたり、平たく伸ばして積み重ね、またサイドウ オールを平たく積み重ねることができる。
図4についてさらに説明する。トレッドゴム除去アセンブリ48は、コンベアー 45と、送りローラー49と、引き取りローラー50とを有し、送りローラーは 前工程で分離されたトレッド部12を受け取り、引き取りローラーは、トレッド ゴムが除去された後のトレッド部の残りの部分をUHP処理設備53に送り込む 。
トレッドゴム除去アセンブリ48は、さらにバックアップローラー51とロータ リーカッター52をする。このアセンブリ48は、後者はその上側の表面に、歯 状の適切なカッターを有する。このアセンブリ48は、トレッドゴムを適切な粒 径にして取り除くためにトレッド部の送り込み率に相関した速度で動かされる。
バックアップローラー51に対するカッター52の位置は、トレッド部の、特に その厚みの、検知した寸法に応じて調整され、カッター52が、タイヤのトレッ ド部内の補強ベルトより下側のトレッドゴムの部分のみを取り除くようにする。
このトレッドゴムは、タイヤの残りの部分のゴムより高品質であり、そこから分 離しておかれることが要求される。この高品質トレッドゴムは、ホッパー55に 集められ、スクリューコンベアー56によってそこから引き出され、容器121 (図2B)に送られる。
その後、タイヤトレッド部の残りの部分は、コンベアー54によってUHP装置 53に送り込まれる。そこでは、高圧ノズル列を、それぞれ有する2つの回転ヘ ッド56が、トレッド部の残りの部分に水の噴流を打ちつけ、そこに含まれるゴ ムを小さい粒状に切断し、通常、金属繊維構造物よりなる補強ベルトからゴムを 引き剥がす。そのUHP装置53によりゴムが引き剥がされたとき、その切り離 された金属繊維をゴムから分離するために、磁気構造物58がコンベアーの下側 部分のトレッド部とは反対側に近接させである。
この磁気構造物は、金属繊維をコンベアーに接触した状態で保持するのに十分な 磁場を有するものからなり、それによって、U HP噴流により生じたゴム粒状 物から金属繊維を分離する。この磁気構造物による磁場の影響は、トレッドゴム 粒状物がホッパー59に収集される範囲より少し広い範囲まで及んでおり、磁場 の影響の外では、金属補強ベルト繊維がコンベアー54から解放される。UHP 装置によって取り出された粒状のゴムは、ホッパー59で収集され、スクリュー コンベアー57によって、水とともに、ゴム粒状物から分離されたU HP装置 から、取り除かれる。
UHI’装置により取り除かれるゴムとは別にカッター52によって取り除かれ るトレッドゴムを適切に回収できるように、設備が設けられており、そのため、 高品質のトレッドゴムを独立に回収できるようになっている。そして、金属ベル ト繊維も回収することができる。
一体にビードを有するサイドウオールは、添付図面図5と図6を参照して以下に 述べる装置によって、図2八に示されるように独立して処理される。
サイドウオールとビード部1!は、コンベアー60に送り込まれた後、3台のU HP装置61の列の下を連続的に通る。
このUHP装置の列は、サイドウオールのゴムと繊維補強材を粉砕し、ビード部 13からゴムを取り除くように位置し、稼動する。
トレッド部から分離されたタイヤのサイドウオールとビード部11は、コンベア ー60に一列に並んで載せられ、処理域66に送り込まれる。そこには、3台の UHP装置6!があり、これら装置は、同時に、そこを通るタイヤのウオール部 を粉砕して、ビードワイヤーに付着したゴムを分離する。
3台のtJHP装置は、サイドウオールとビード部の全幅が、−行程で、UHP 装置の噴流の作用を受けられるように配置されている。所望により、様々の直径 のサイドウオール部に応じて、UHP装置の相対位置を調整できるようにしても よい。約4個までの少い数の、個々のサイドウオールとビード部を互いに積み重 ねて、その積み重ねた状態でUHP処理に供することが可能であることが分がっ た。
UHP噴流は高い切断能力を持っているにもかかわらず、サイドウオールとビー ド部には最低限の力が作用するのみであり、そのため、コンベアー60にサイド ウオール部を抑えつけたり、その他の方法で固定したりする必要がない。
サイドウオールを粉砕化して得られるゴムと繊維の粒状物は、ホッパー62に収 集され、そこからスクリューコンベアー67によって脱水処理に送られ、その後 、図2A、図2Bに関して前述したように繊維からゴムが分離される。ビードの スチールワイヤーは、直接、貯蔵庫に送られたり、あるいは貯蔵の前に短く切断 したり、焼き乾かしてもよい。
図3〜図6を参照して上述してきた設備のみが、現在、本出願において請求する 方法を行う最良の設備である。本発明の実施には他の設備も使用することができ る。また、タイヤのそれぞれの部分の個々の処理が同時に行われる必要はなく、 また、同じ場所で行われる必要もない。
本発明の詳細な説明において述べたUHP切断装置は、ここでは詳細には述べて いない。それは、このような装置の作用の基本原理は周知であり、これを適用し て本発明の実施に用いるのに適した切断装置を容易に得ることができ ・るから である。
フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
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Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.タイヤのトレッド部を、それぞれのサイドウォールから分離して、トレッド 補強ベルトを有する細長いトレッド帯状体とし、 トレッド補強ベルトからトレッドゴムを粒状に取り除き、 トレッド補強ベルトから残りのゴムを粒状に別に取り除き、 サイドウォールを粒状に分解することから成る車輌用タイヤからゴムを再生する 方法。
  2. 2.補強ベルトから残りのゴムを取り除く際、補強ベルトに含まれる補強物質を 、別に回収することを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 3.サイドウォールの粒状物質を処理して、サイドウォールの繊維補強材からゴ ムを分離することを特徴とする請求項1もしくは2に記載の方法。
  4. 4.トレッドゴムを取り除く前に、タイヤの分離したトレッド部を、横方向に切 断し、2または3以上のトレッド部帯状体にすることを特徴とする請求項1から 3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 5.超高圧液体噴流を用いて切断することによって、補強ベルトから残りのゴム を取り除くことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
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