JPS6012201B2 - ゴム体を破砕する方法並びに装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスクラップゴム、例えばスクラップタイヤによ
うなゴム体を破砕する方法及びこの方法を実行するため
の装置に関する。

使い古された布及び１又はスチール強化タイヤ及び他の
半加硫のスクラップゴムの堆積が世界中で常に増大し続
ける問題を引き起こしていることは一般的に知られてい
る。

これらのゴムの再処理が非常に望まれていて、いくつか
の試みが現在まで成されている。このような解決法の提
示はＧＦＲ特許明細書第２５０３６２１号及びＵＳＡ特
許明細書第４０５０筋７号に記載されている。

これらの明細書ではスクラップゴムは機械的に、多くは
ローラミル「ハンマシル・回転式研削袋又は破砕押出機
を用いて研削により破砕される。フランス国特許明細書
第松７８３９９号においてはスクラップゴムの研削が高
圧で行なわれる。上記の提示の解決法では破砕間に高度
の摩擦が生じるのでスクラップゴムが強度に加熱されて
強度のエネルギーが必要とされるという問題点がある。

従って「入力エネルギーの大部分が摩擦により熱に変換
され、破砕は効果的でなくなる。更に、これらの装置は
高価である。ＧＦＲ特許明細書第２３１２７＄号におい
ては、機械的破砕の効果を改善するために破砕に先立っ
てスクラップゴムを高度に洩らせるという解決法が提示
されている。

しかし、この方法では更に高度の入力が必要とされる。
公知の破砕方法における問題重点は、存在している可能
性のある金属部村を前もってスクラップゴムから除去し
なければならないことである。従って、タイヤからスチ
ールビードワィャを除去しなけ机よならない場合には、
費用が更に高くなる。更に、ビードワィャの除去された
タイヤを切り刻まなければならない。本発明は上記の問
題点を排除することを目的とする。

従って、本発明により解決するべき問題点は低愛用での
効果的でかつ経済的な破砕を行なうことのできる、スク
ラップゴム、主としてスクラップタイヤのようなゴム体
を破砕するための解決法を提供することである。

次に添付の図面を参照して、本発明の実施例のゴム破砕
方法並びに装置を詳細に説明する。

図面において「類似の部材には同じ参照番号が付されて
いる。繁ｌａ図ないしｌｄ図に示されている実施例は従
釆の水圧プレスから発達させられたものである。

これはタイヤの破砕に適している。この装置はスタンプ
１及び下部スタンプ２を有している。スタンプ１は一般
の二重作動水圧シリンダ４のピストンロッドに固着され
ていて上下動される。このスタンプ１は下部スタンプ２
上に配置されている工具３と共に作用する。作動シリン
ダ４は図示されていない従釆の水圧供孫台ユニットに結
合されている。本発明の装置はスクラップゴムを収容し
、ゴムの冷情瓢蜂状に必要な圧力を引き起こすための圧
力室を有していて、圧力室に通じる関口が設けられてい
る。

この実施例では、圧力室は第ｌｃ図に示されているスタ
ンプ１の下降位置において、スタンプ１と工具３の円筒
状内面６との間の環状空間として形成されていて、参照
符号７により示されている。スタンプ１が更に下降する
と圧力室７がスタンプ１の頂部の肩部８及び工具３の支
承部材９の端面１０により密封かれる。支承部材９は下
部スタンプ２にねじ止めされていて、上方の機面１０上
に工具３用のシート１１が設けられている。支承部材９
はシート１１内に中央孔１２を備えていて、スタンプ１
のシリンダ１３部がこの中央孔内で糟敷する。本実施例
では支承部材９が円筒状空間１４を備えていて、中央孔
１２がこの空間１４に続いている。スタンプ１の肩部８
の直径は、スタンプ１が圧力室７の内壁に接して糟動す
るように選択されている。工具３の圧力室７の内壁には
スタンプ１の移動方向に沿って複数の関口１５が設けら
れている。これらの関口１５は外方に円錐形状に広がっ
ている半径方向延びた穴である。閉口１５の直径は５肋
に選択されている。工具３の上面内周には入口円錐１６
が形成されている。工具３の外周壁に拘束部材１７が設
けられている（第１４図参照）。スタンプ１のシリンダ
部１３の下面は肩部１８を介して直径の小さいシリンダ
部１９が一体的に接続されている。

支承部材９の中央孔１２の上端縁は切断エッジ１２ａと
して形成されていて、切断エッジ１８ａとして形成され
ている肩部１８の端縁と協働可能となっている（第ｌａ
図及びｌｂ図参照）。第ｌａ図ないしｌｄ図を参照して
作用を説明する。

適当なビード寸法の布強化タイヤ２０をスタンプーと工
具３との間に配置する。水圧シリンダ４の作動によりス
タンプ１が第ｌａ図に示されている位置に下降させられ
、スタンプ１のシリンダ部９がタイヤ２０の中心８１内
に下降させられて肩部１８がタイヤ２０の上方ベースリ
ング２１に支承される。スチールワイヤがタイヤの強度
を確実にするために布フレームのとりつけられているベ
ースリング２１内にあるので、スタンプ１が降下させら
れるとタイヤ２０が肩部１８により変形させられてベー
スリング２１によりひつばられて工具３内に形成されて
いる圧力室７内に引き込まれる（第ｌｂ図参照）。タイ
ヤ２０が引き込まれた後に、切断エッジ１２ａ，１８ａ
がタイヤ２０の２つのベースリング２１を切断し、この
ベースリングが支承部材９の空間１４を通ってスタンプ
１のシリンダ部１９から落ちる（第ｌｃ図参照）。

スタンプ１が更に降下すると、圧力室７内に圧力が加え
られてタイヤ２０の冷膚郭蜂状がひき起こされる。その
結果ゴムが降状し、布強イ幻材が破れて圧力室７から砕
けやすい状態で関口１５を通って押し出される。加えら
れる降状圧力は開口１５の断面及び数、及び圧力室７の
断面にり異なる。実験では降状圧力は２５，００帆／仇
（３５，７０岬ｓｉ）に選択した。破砕工程の完了後に
、スタンプ１を作動シリンダと共に上端位置にひきげ、
破砕されるべき次のタイヤを圧力室７にれ、上記と同様
の工程を繰り返す。第２ａ図ないし第２ｅ図、又は第３
ａ図ないし第３ｉ図に示されている本発明の実施例はス
チールラジアルタイヤの破砕に適している。

第２ａ図ないし第２ｅ図に示されている装置の作用は第
ｌｃ図ないし第ｌｄ図に示されている袋贋の作用と基本
的に等しいので、スタンプ１を上下動させる水圧シリン
ダは図示していない。

相異点は、本実施例の装置ではベースリングを除去する
ことなくタイヤ全体が圧力室内で降状圧力下に置かれる
ことである。第２ａ図に示されている如くに、この装置
はタイヤを引っ張る装置２２を備えている。タイヤを引
っ張る装置２２はスタンプ１のシリンダ１９内に形成さ
れている半径方向の溝２４内でピン２５に一端が夫々枢
支され、ピン２５を中心として垂直面内で頚勤可能に配
置されている４本のつめ２３を備えている。第２ａ図か
ら理解できるように、つめ２３の外方への煩動は溝２４
の上面に形成された傾斜面２６により一定の範囲で制限
される。つめ２３はシリンダ１９の中心８１２８内に滑
敷可能に配置されている先端部２７周面と内側が当俵す
ることにより協働している。先端部２７はシリンダ２８
内で上下動するために二重作動水圧シリンダ２９のピス
トンロッド３０‘こ結合されている。作動シリンダ２９
のシリンダ３１は上記のスタンプ１のシリンダ１３内に
配置されていて、ピストンロッド３川まスタンプ１の中
央に形成され長手方向に延びた孔３２内で案内される。
作動シリンダ２９は図示されていない装置の水圧供給ユ
ニットに連結されている。第２ａ図に示されている位置
においては、つめ２３の先端はシリンダ１９の外周面か
ら突出していてスチールラジアルタイヤの上方のベース
リング２１を把持している。つめ２３は、下方位置にあ
る先端部２７により図示の位置に押し込まれている。第
２ｂ図にはスタンプ１の降下時にタイヤ２０がベースリ
ング２１及びつめ２３により変形させられて圧力室２７
内に引き込まれる様子が詳細に示されている。次いで先
端部２７が作動シリンダ２９により引き上げられる（第
２ｃ図参照）。スタンプ１が更に降下すると、つめ２３
の先端がタイヤの端面１０‘こ衝突してシリング２８内
に入る（第２ｃ図及び第２ｄ図参照）。スタンプ１が更
に降下すると上述した如くに破砕が行なわれる（第２ｅ
図参照）。この場合にも、関口１５は前記と同様に直径
５側で、外方に広がってい ，るテーパを有した孔によ
り形成されている。降状圧力は２０，００州／地（２８
，３０血ｓｉ）に選択された。閉口１５から排出された
ゴムのくずは煩斜トレー３３上に落下する（第２ｄ図参
照）。次の・程で、スタンプ１が引き上げられて先端部
２７が作動シリンダ２９と共にその下降位置に降下させ
られる。

同時にシリンダに圧縮されているスチール強化材を含ん
でいるタイヤの残存物３４が工具３の内周面に沿って滑
鰯可能な排出プッシュ３６により圧力室７から除去され
る（第２ｅ図参照）。排出プッシュ３６は二重作動水圧
シリンダ３７のピストンロッド３８に固定されている（
第２ｄ図参照）。第２ａ図に示すように、圧力室７を有
する工具の下端部は内方に延出し、排出プッシュ３６の
上端部は外方に延出し、これら端部は互いに係合してい
る。工具の下端面１川ま支承部材９の上端面１０と当接
している。作動シリンダ３７は本装置の図示されていな
い水圧供給ユニットに結合されている。第３ａ図から第
３ｊ図に示されている本発明の実施例では「スチールラ
ジアルタイヤ２０′が圧力室７内でゴム層の厚さの少な
くとも２倍（２重のゴム層）となる第２ｃ図に示されて
いる解決法とは対照的に、破砕されるためにゴム層が１
重のロール形状に変形される（第３ｄから第３ｇ図参照
）。

ロール形状に変形させることにより、圧縮断面に比例し
て降状破砕力を減じることができる。この実施例におい
ては、工具３が垂直ダクト８川こ支持されていて「二重
作動の水圧作動シリソダ３９のピストンロッド４０が垂
直方向に滑動可能である。

内部マントル６が間定支承チューブ４１の内周面に設け
られた外部マントル上の内周面に沿って糟敷可能に設け
られている（第３ａ図参照）。支承チューブ４１は前記
支承部村９と同機館を有し、上側部は本実施例において
は圧力室？を下方から囲む上端面１０を形成している（
第３ｆ参照）。固定支承チューブ４１内にタイヤ引っ張
り装置４２が配置されている。

このタイヤ引っ張り装置は支承チューブ４１内で二重作
動の水圧作動シリンダ４３のピストンロッド４４と共に
上下に滑動可能なヘッド４５を備えている（第３ａ図参
照）。ヘッド４５にはピン４７周囲に鏡勤可能に配置さ
れている４本のつめ４６が設けられている。つめ４６は
圧縮ばね４８により閉鎖位置に付勢されている。第３ｃ
図に示されている如く、タイヤ２０′のベースリング２
１を把持する位置につめ４６を押しやる円錐台形状の部
材４９がスタンプ１の端部に形成されている。第３ａ図
ないし第３ｉ図に示されている装置は次の如くに作動す
る：工具３を作動シリンダ３９と共に下方位置に下降し
、一方、スタンプーを作動シリンダ４と共に上方位置に
引き上げておく。

そして、スチールラジアルタイヤ２０′を工具３とスタ
ンプーとの間に配置する（第３ａ図参照）。次に、スタ
ンプ１を第３ｂ図に図示する位置に下降し、次いでタイ
ヤ引っ張り装置４２のヘッド４５を作動シリンダ４３の
作用により第３ｃ図に示す位置に引き上げる。スタンプ
１の円錐台形状の部材４９でつめ４６を側方に押し「つ
め４６によりタイヤ２０″の下方のベースリング２１を
把持させる。作動シリンダ３９の作動により工具３を上
方に押し上げ、この結果タイヤ２０′が徐々に変形して
ロール形状になる（第３ｄ図及び第３ｅ図参照）。

第３ｆ図はスタンプーがわずかに引き上げられている作
動位置を示す。この位置では、圧縮ばね４８によりつめ
４６はタイヤ２０′の下方のベースリング２１との係合
かを解除されている。次に、タイヤ引っ張り装置４２の
ヘッド４５を下方位置に降下し、次いで、上述した如く
に、スタンプ１を押し降して破砕を行なう（第３ｇ図及
び第３ｈ図参照）。この後、スタンプーを上方の端部位
層に引き上げ、一方、工具３を下方位置に下降させる。
このようにして、ベースリング並びに圧縮されるスチー
ル強化材を含む残留物３４を得ることができるようにな
る（第３ｉ図参照）。この実施例においても、前記実施
例と同じような開ロー５及び２０，００帆／地（２８，
３０ゆｓｉ）の降状圧力を使用している。第４ａ図ない
し第４ｃ図は、固まり状態、例えば半加硫状態又は加硫
状態のスクラップゴム又は生ゴムの破砕に適している本
発明の他の実施例の装置を示す。

本実施例では、破砕されるスクラップゴム５０は楕円形
の容器として形成されている工具３の円筒状形の圧力室
７内に収納される。次いで「上述した如く、スタンプー
を下方に移動させて前述したのと同様の原理により破砕
を行なう。実験にあたっては、半加硫のスクラップゴム
を、砕けやすい状態にない場合には、連続的に破砕する
ようにして、直径５凧の関口１５と９００帆／地（１２
，８０仲ｓｉ）の圧力を用いた。

この結果、細長く破砕された生成品が得られた。二重作
動の水圧作動シリンダ５３には、工具３の底部プレート
５１の中央孔５２内で案内されるピストン棒５４が設け
られており「 この自由端にはピストン５５が連結され
ている。ピストン５５は圧力室７内を摺動可能となって
いる。破砕工程後、ディスク形状に圧縮されている残留
物３４は、作動シリンダ５３によって引き上げられるピ
ストン５５により圧力室７から除去される。この実施例
においても、開ロ１５は工具３のマントルに形成されて
いる半径方向の孔である。第５ａ図ないし第５ｂ図は第
４ａ図ないし第４ｃ図に示す装置の変形例を示しており
、閉口１５が工具３のマントルにだけではなく、スタン
プ１′にも形成されている。

この実施例ではスタンプ１′は中空であり「端部プレー
ト５６を貫通して設けられている開□１５はスタンプ１
′の中部空洞部と蓮通されている。スタンプ１′内に入
ったくず状の破砕ゴムを排出するために、スタンプ１′
にはスタンプ１の空洞部と蓮適している出口関口５７が
設けられている。第６ａ図，第６ｂ図及び第７図は圧力
室が開放されている本発明の他のゴム破砕装置を示す。

このような装置は金属の強化材を含んでいない園まり状
のスクラップゴムの破砕に適している。第６ａ図及び第
６ｂ図を参照すると、工具は、相互に接触し、互いに逆
方向に回転する２個の逆回転ドラム５８として形成され
ている。この実施例では固まり状のスクラップゴム５０
を受けるためのホツパ５９がドラム５８の上方に設けら
れている。ドラム５８は中空状であって関口１５が円筒
状マントルに形成されている。ドラム５８は、第６ｂ図
に示すように、フレーム６０‘こ回転可能に支承されて
いるシャフト６１に固定されていて、相互に係合してい
るギャ６２が各シャフトに固定されている。駆動プーリ
６３が一方のシャフト６１に固定され、また図示してい
ない通常の勤部材に結合されている。かくして両ドラム
５８は相互に連結されている。スクラップゴム５０ホツ
パ５９の狭い部分内に引っ張り込むような圧力が、互い
に逆方向に回転する回転ドラム５８により発生させられ
る。かくてこのホッパ５９の狭い部分、即ち両回転ドラ
ム５８間は開放された圧力室７を形成している。開口１
５は前述したものと同一のものであり、圧力室７内の一
方のドラムの開口１５が他方のドラム５８のマントルと
常に接触するように配置されている（第６ａ図参照）。
更に、ドラム５８の側部プレートに出口開口５７が形成
されていて、この出口閥口５７を適ってゴムの破片がド
ラム５８の内部から集収トレー６６内に落下する。第７
図は本発明の別の実施例の装置を示す。

この実施例は第６ａ図及び第６ｂ図に示されている実施
例の変形であり、本実施例においては互いに逆方向に回
転する２個の回転ドラム５８の外部マントルに長手方向
に伸びる多数の歯６４が設けられている。関口１５はす
べての歯６４間の溝６５内に形成されている。ゴムを流
動させるために必要な圧力は相互に係合している歯６４
により発生させられる。開放圧力室は参照番号７′によ
り示されている。本発明の装置が上述したもの以外のい
くつかの変形実施例及び組み合わせを有していることは
言うまでもない。

関口１５は必ずしも外方に広がっているテーパ状の孔で
ある必要はなく、正方形又 ・は長方形の孔であっても
良い。同様に、圧力室は他のどんな適切な方法で形成し
ても良い。関口１５は圧力室を内部に形成しているいず
れの部材に形成しても良いし、どんな形状でも、数、及
び寸法であっても良い。更に、本発明の装贋は、収集場
所に集められた疲労したタイヤ又は他のスクラップゴム
を築収場所において処理することのできる、移動可能な
装置として構成することも可能である。上記の本発明の
装置の実施例の実験において、あらかじめ切断を行なっ
たりピードを除去するといったタイヤの破砕のための他
の工程を行なう必要がないので更に費用を節約すること
ができるという利点がある。

明細書及び特許請求の範囲における「スクラップゴム」
という用語は、生ゴムから完全に硫化したゴムまで、ゴ
ム製造の工程において生成されるすべての種類のくず材
料を指すものである。

例えば第４ａ図ないし第４ｃ図に示す装置の場合におけ
る如くに、非絹状のスクラップゴムの破砕間に細長い形
状の生成物が得られる場合を除いては、本発明の破砕に
よりスクラップゴムから断片的なゴムの小片が得られ、
その小片寸法は開口１５の寸法に等しい。このくずゴム
は慣用方法で分類して再び使用することができる。実験
によれば、０．３側の粒径に破砕されたくずゴムは再び
直接にゴム製造において使用することができる。網状ス
クラップゴム、例えば生ゴム又は半加稀スクラップゴム
の破砕により得られた細長い形状の生成物についても同
じことが言える。０．３肋以上の大きさのゴム小片は工
業又は農業上の床張り、絶縁舗装、競技場の舗装、又は
空港の滑走路の舗装用の添加材料として有効に使用する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第ｌａ図ないし第ｌｄ図は本発明の第１の実施例のゴム
破砕装置の種々の作動位置を示す長手方向の断面図；第
２ａ図ないし第２ｅ図は本発明の第２の実施例の装置の
種々の作動位置を示す長手方向断面図；第３ａ図ないし
第３ｉ図は本発明の第３の実施例の装置の種々の作動位
置を示す長手方向断面図；第４ａ図ないし第４ｃ図は本
発明の第４の実施例の装置の種々の作動位置を示す長手
方向断面図：第５ａ図及び第５ｂ図は第４ａ図ないし第
４ｃ図に示す装置の変形例を示す図；第６８図及び第６
ｂ図は本発明の別の実施例の装置を示す図であり、第６
ａ図は側面図、第６ｂ図は第６ａ図のの−打線に沿った
断面図；第７図は第６ａ図及び第６ｂ図の装置の変形実
施例を示す断面図。 図中符号、１，２・…・・スタンプ、３・・・…工具、
４，１３……シリンダ、７，７′……圧力室、９……支
承部村、亀２ａ，１８ａ・…・・切断エッジ、８５……
関口、２０，２０′……タイヤ、２１……ベースリング
、２３，４６・…・・つめ、２５・・…・ピン、３６，
３７，４１，５３，５５・・・・・・放出ユニット、５
８……ドラム「 ６４……歯、６５……溝。 Ｆ蔓Ｇ・ｌｑ Ｆ！Ｇ．｛ｂ ＦＩＧ．ｌｃ ＦＩＧ．ｌｄ ＦＩＧ２０ ＦＩＧ．２ｂ ＦＩ Ｇ．２ｃ ＦＩＧ．２ｄ ＦＩＧ．２ｅ ＦＩＧ．３０ ＦＩＧ．３ｂ ＦＩＧ．３ｃ ＦＩＧ． ３ｄ ＦＩ．Ｇ．３ｅ ＦＩ Ｇ．３ｆ ＦＩＧ．３９ Ｆ Ｉ Ｇ．３ｈ ＦＩＧ．３ｉ ＦＩＧ．４ｂ ＦＩ Ｇ。 ４０ ＦＩＧ．４ｃ ＦＩＧ．５０ ＦＩＧ．５ｂ Ｆ ＩＧ．６０ ＦＩＧ．６ｂ Ｆ Ｉ Ｇ．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状の圧力室にゴム体を収容する工程と、前記圧力
   室内で摺動可能に設けられたスタンプにより、前記ゴム
   体を前記スタンプの移動方向に押圧し、このゴム体に降
   伏を起こさせるような高圧をかける工程と、前記圧力室
   の周囲に、スタンプの移動方向に沿って形成された複数
   の開口にゴム体を押し付け、破砕するように前記スタン
   プで前記スタンプの移動方向とはクロスする方向にゴム
   体を押圧し、破砕されたゴム体を前記開口から押出す工
   程とを有することを特徴とするゴム体を破砕するための
   方法。 ２ 前記開口は入口側から出口側に向かって広くなるよ
   うにテーパが形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲の第１項に記載のゴム体を破砕するための方法。 ３ 周面が互いに対向して設けられた、少なくとも２個
   の回転ドラム間に形成された圧力室にゴム体を置く工程
   と、前記回転ドラムの回転によりドラム間に、前記ゴム
   体を引き込むことにより、ゴム体を第１の方向に押圧し
   、このゴム体に降伏を起こさせるような高圧をかける工
   程と、前記回転ドラムのうちの少なくとも１個のドラム
   の周面に形成された複数の開口にゴム体が対面し、配砕
   するように前記回転ドラムで前記方向とはクロスする方
   向にゴム体を押圧し、かくして破壊されたゴム体を前記
   開口から押出す工程とを有することを特徴とするゴム体
   を破砕するための方法。４ 前記開口は入口側から出口
   側に向かって広くなるようにテーパが形成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載のゴム体を
   破砕するための方法。 ５ ゴム体が収容される筒状の圧力室を有する工具と、
   この圧力室の周壁に軸方向に沿って形成された複数の開
   口と、前記圧力室内で軸方向に摺動可能で、圧力室の底
   側に移動された時、この底との間でゴム体に高圧を与え
   ると共に、ゴム体を周壁方向に押圧し、破砕されたゴム
   体を前記開口から押し出すスタンプとを有することを特
   徴とするゴム体を破砕する装置。 ６ 前記スタンプは圧力室の内径とほぼ等しい外径を有
   する大径のシリンダ部とこの大径のシリンダ部に肩部を
   介して接続された小径のシリンダ部とを有し、圧力室の
   周壁と小径のシリンダ部の周面との間に位置されたゴム
   体は肩部により高圧がかけられることを特徴とする特許
   請求の範囲の第５項に記載のゴム体を破砕する装置。