WO2015129621A1 - タイヤの分別方法 - Google Patents

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reinforcing
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博雅 山下
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株式会社ブリヂストン
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    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the present invention relates to a tire sorting method.
  • JP-A-03-143701 discloses a thermoplastic polymer. A tire molded from the material is disclosed.
  • a tire body made of a thermoplastic material, a metal reinforcing member, and a tread rubber are integrated by vulcanization.
  • the present invention has been made in consideration of the above facts, and an object of the present invention is to provide a tire sorting method that can separate a reinforcing member from a tire in which a thermoplastic material and a reinforcing member are integrated.
  • a tire fractionation method includes a tire skeleton member made of a thermoplastic resin, and a reinforcing member made of a material that is disposed on the outer side in the tire radial direction of the tire skeleton member and is more rigid than the tire skeleton member.
  • a method of separating tires comprising: a step of cutting the tire in a width direction to form the tire in a strip shape; and crushing the tire in the strip shape, the tire frame member and the reinforcing member, And a reinforcing member separating step for separating.
  • the tire by forming a three-dimensional tire having a curved surface into a belt shape, the tire can be easily crushed and the reinforcing member can be easily separated from the tire frame member.
  • the tire separation method of the second aspect of the present invention includes a pressing step of pressing the belt-shaped tire into a plate shape, and in the reinforcing member separation step, the tire frame member of the tire pressed into a plate shape is used.
  • the tire frame member and the reinforcing member are separated by crushing with a metal roller whose interval is set narrower than the plate thickness of the tire frame member.
  • the tire since the tire is formed into a plate shape, it can be inserted between the metal rollers. Further, since the interval between the metal rollers is set to be narrower than the thickness of the tire frame member, the tire frame member is crushed by the metal roller, and only the reinforcing member can be taken out.
  • the interval between the metal rollers is wider than the thickness of the reinforcing member, and is 2% to 20% of the plate thickness of the tire frame member.
  • the interval between the metal rollers is set to be very narrow, 2% to 20% of the thickness of the tire frame member. Therefore, the tire frame member can be reliably crushed.
  • the interval between the metal rollers is wider than the thickness of the reinforcing member, the reinforcing member can be taken out while maintaining its shape.
  • the tire includes a rubber layer bonded to the outer surface of the tire frame member by vulcanization, and compresses the tire before the reinforcing member separation step.
  • a rubber layer separating step for separating the tire frame member and the rubber layer is provided.
  • the reinforcing member is easily separated from the tire frame member by first compressing and separating the rubber layer.
  • the reinforcing member is a metal bead or cord.
  • the metal can be reused or material recycled by separating the metal bead or cord from the tire frame member.
  • the atmospheric temperature in the reinforcing member separation step is 10 ° C. to 40 ° C.
  • the reinforcement member separation step is performed at a so-called room temperature of 10 ° C. to 40 ° C., thereby preventing the thermoplastic resin from being softened.
  • the reinforcing member can be efficiently separated from the skeleton member.
  • a tire separation method capable of separating a reinforcing member from a tire in which a thermoplastic material and the reinforcing member are integrated.
  • the tire width direction along the tire rotation axis is indicated by W
  • the direction perpendicular to the tire rotation axis and away from the tire rotation axis is referred to as the tire radial direction, indicated by R
  • the tire rotates through the center of the tire width direction W.
  • the plane perpendicular to the axis is called the tire equator plane and is indicated by CL.
  • the tire 10 of the present embodiment is a pneumatic tire that is used by being filled with air, and includes a tire frame member 17.
  • the tire frame member 17 includes a pair of bead portions 12, a pair of side portions 14 extending from the bead portion 12 to the outer side in the tire radial direction R, and a crown portion 16 that connects the outer ends in the tire radial direction R of the side portions 14. And.
  • the tire frame member 17 is composed of a pair of annular tire frame halves 17A having the same shape in which one bead part 12, one side part 14, and a half-width crown half part 16A are integrally formed.
  • the tip 16B of the crown half 16A has a slope on the tire equatorial plane CL side, and a pair of tips 16B form a taper.
  • the pair of tire skeleton halves 17A form the tire skeleton member 17 by the ends 16B of the crown halves 16A being abutted on the tire equatorial plane CL and joined together using a thermoplastic material 19 for welding. .
  • the tire frame member 17 is formed of a thermoplastic resin.
  • a thermoplastic resin is a polymer compound that softens and flows as the temperature rises, becomes relatively hard and strong when cooled, and does not have rubbery elasticity.
  • thermoplastic resin examples include polyolefin resin, polystyrene resin, polyamide resin, polyester resin, urethane resin, olefin resin, and vinyl chloride resin.
  • the deflection temperature under load specified at ISO 75-2 or ASTM D648 (at the time of 0.45 MPa load) is 78 ° C. or higher, and the tensile yield strength specified by JIS K7113. 10 MPa or higher, the tensile breaking elongation (JIS K7113) specified in JIS K7113 is 50% or higher, and the Vicat softening temperature (Method A) specified in JIS K7206 is 130 ° C.
  • the thermoplastic material 19 for welding the same kind of thermoplastic resin as the tire frame member 17 may be used.
  • the tire skeleton half body 17A formed using a thermoplastic resin can be molded by a manufacturing method such as vacuum molding, pressure molding, injection molding, melt casting, and the like, compared with the case of molding and vulcanizing with rubber.
  • a manufacturing method such as vacuum molding, pressure molding, injection molding, melt casting, and the like, compared with the case of molding and vulcanizing with rubber.
  • the manufacturing process can be greatly simplified and the molding time can be shortened.
  • the tire frame member 17 may be composed of a single thermoplastic resin, and each portion of the tire frame member 17 (side portion 14, crown portion) as in the conventional general rubber pneumatic tire. 16, thermoplastic resin having different characteristics for the bead portion 12 and the like, and these may be combined.
  • each of the pair of bead portions 12 is in close contact with the bead seat portion 21 and the rim flange 22 of the rim 20, and maintains the internal pressure of the air filled in the tire.
  • An annular bead core 15 is embedded in the bead portion 12 of the tire frame member 17.
  • the bead core 15 is made of a steel cord similar to a conventional general pneumatic tire.
  • the bead core 15 may be omitted if the rigidity of the bead portion 12 is ensured and there is no problem in fitting with the rim 20. Further, the bead core 15 may be formed of a metal cord other than steel, an organic fiber cord, a cord coated with an organic fiber with a resin, or the like. Furthermore, the bead core 15 is not made of a cord but is made of a hard resin by injection molding or the like. It may be formed.
  • the tire frame member 17 is formed with a coating layer (rubber layer) 24 made of rubber from the bead portion 12 to the outer side in the tire width direction W of the crown portion 16. Is vulcanized and bonded.
  • a coating layer (rubber layer) 24 made of rubber from the bead portion 12 to the outer side in the tire width direction W of the crown portion 16. Is vulcanized and bonded.
  • the rubber forming the covering layer 24 it is preferable to use the same type of rubber as that used on the outer surface of the bead portion of a conventional general pneumatic tire made of rubber.
  • a reinforcing layer 28 including a cord (reinforcing member) 26 spirally wound is disposed on the outer side in the tire radial direction R of the crown portion 16 of the tire frame member 17.
  • the reinforcing layer 28 corresponds to a belt disposed on the outer peripheral surface of the carcass of a conventional rubber pneumatic tire.
  • a material such as a metal having higher rigidity than the thermoplastic resin forming the tire frame member 17 is used.
  • a steel cord twisted with steel fibers is used.
  • the reinforcing layer 28 may be formed only by the cord 26, or may be in the form of a sheet in which the cord 26 is covered with a thermoplastic resin.
  • the reinforcing layer 28 has a sheet shape in which the cord 26 is covered with the same kind of thermoplastic resin as the tire frame member 17. A part of the reinforcing layer 28 is adhered or welded to the tire frame member 17, and the tire frame member 17 and the reinforcing layer 28 are integrated.
  • a tread member (rubber layer) 30 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion 16 of the tire frame member 17 and is vulcanized and bonded to the outer surface of the tire frame member 17.
  • the tread member 30 is disposed along the tire frame member 17 and constitutes a tire tread that is a ground contact portion of the tire 10.
  • the tread member 30 is laminated on the tire frame member 17 via the reinforcing layer 28.
  • the tread member 30 is made of rubber having higher wear resistance than the thermoplastic resin forming the tire frame member 17.
  • the rubber used for the tread member 30 the same type of rubber as that used in conventional rubber pneumatic tires can be used.
  • a disk cutter of a tire cutting machine (not shown) whose axis is arranged in the tire width direction W is moved and moved in the tire radial direction R while rotating in the tire circumferential direction, so that the tire 10 Cut in direction R.
  • the tire frame member 17 is cut at two locations and separated into a crown portion 16 and a pair of side portions 14.
  • the cutting location is not limited to between the crown portion 16 and the side portion 14, and the tire 10 may be cut at three or more locations in the tire radial direction R.
  • the annular tire 10 is cut in the tire width direction W to form the tire 10 in a belt shape. If the tire 10 is cut at one place in the tire width direction W, the tire 10 can be formed into a belt shape, but the tire 10 may be cut at a plurality of places to form a plurality of tire pieces. In the present embodiment, the tire 10 is cut at eight locations to obtain eight tire pieces.
  • FIG. 4 illustrates a pressing step and a cutting step of the tire piece 40 of the crown portion 16 of the tire frame member 17 among the eight cut tire pieces.
  • the tire pieces 40 whose tire circumferential direction and tire width direction are curved are sandwiched and pressed by a pair of guide rollers 42 to form a plate shape.
  • the distance between the pair of guide rollers 42 is the same dimension as the thickness of the tire piece 40 or a dimension that can slightly press the tire piece 40 and guide the tire piece 40 between the guide rollers 42.
  • the slicer 44 includes a pair of rotating drums 46, an endless band blade 48 spanned between the rotating drums 46, and a pair of grindstones 49 for polishing the band blade 48.
  • the band blade 48 is stretched around a rotating drum 46 that is driven to rotate, and rotates at high speed in the direction of arrow B.
  • the band blade 48 is always polished by a grindstone 49.
  • the band blade 48 rotates in a direction orthogonal to the feeding direction of the tire piece 40, and cuts the tire piece 40 along the boundary surface between the tire frame member 17 and the tread member 30.
  • the inner side in the tire radial direction (the lower side in FIG. 5A) of the fed tire piece 40 is cut from the reinforcing layer 28 of the crown portion 16 of the tire frame member 17.
  • the tire piece 40A containing a material such as rubber or steel and the tire frame member 17 made of thermoplastic resin can be separated and separated.
  • the atmospheric temperature in the cutting process of the tire piece 40 is adjusted to a so-called room temperature of 10 ° C. to 40 ° C.
  • the atmospheric temperature is optimally 20 ° C. to 30 ° C., but even if it is 0 ° C. to 100 ° C., softening of the thermoplastic resin can be sufficiently prevented.
  • the pressing step and the cutting step of the tire piece 40 of the crown portion 16 of the tire frame member 17 have been described above. However, the pressing step and the cutting step of the tire piece 41 of the side portion 14 of the tire frame member 17 are the same as the tire piece 40. It is a process. As shown in FIG. 5B, since the reinforcing layer 28 is not provided on the tire piece 41, the tire piece 41 is located on the inner side in the tire radial direction from the boundary surface between the side portion 14 of the tire frame member 17 and the covering layer 24. (The lower side in FIG. 5B) is cut by the band blade 48. By cutting below the boundary surface, the tire frame member 17 made of thermoplastic resin can be separated and separated from the tire piece 41 containing rubber.
  • thermoplastic resin separation method in the cutting step.
  • the thermoplastic resin (tire frame member 17) and the rubber layer (tread member 30) are vulcanized. Since it is bonded, it is difficult to separate and separate only the thermoplastic resin.
  • thermoplastic resin (tire frame member 17) is formed from the rubber layer (tread member 30). 17) was partially peeled and shattered, and the thermoplastic resin (tire frame member 17) could not be separated and separated from the rubber layer (tread member 30) while maintaining its shape.
  • thermoplastic resin (tire frame member 17) is softened or dissolved by the vibration friction heat of the cutter. Therefore, it was impossible to separate and separate the thermoplastic resin (tire frame member 17) from the rubber layer (tread member 30) while maintaining the shape.
  • the curved tire piece 40 is pressed by the guide roller 42 and corrected into a flat plate shape, and then the tire piece 40 is rotated by the band blade 48 rotating at high speed. Therefore, the thermoplastic resin (tire frame member 17) can be separated and separated from the rubber layer (tread member 30) in a state where the shape is maintained. Further, since the endless band blade 48 does not generate vibration frictional heat as compared with the ultrasonic cutter, there is no possibility that the thermoplastic resin (the tire frame member 17) is softened or dissolved.
  • the tread member 30 is separated from the tire piece 40A as the rubber layer separation step. Specifically, as shown in FIG. 6, a tire piece 40 ⁇ / b> A composed of a tread member 30, a reinforcing layer 28, and a tire frame member 17 is inserted between a pair of metal rollers 50.
  • the pair of metal rollers 50 rotate at the same rotational speed, and the interval between the metal rollers 50 is set to be narrower than the plate thickness of the tire frame member 17. Therefore, when the metal roller 50 rotates, a compressive force or a shear force is applied to the tire piece 40A inserted between the metal rollers 50. Since the rubber forming the tread member 30 is more elastic than the thermoplastic resin forming the tire frame member 17, the tread member 30 is compressed by a compressive force or a shearing force and the adhesion portion of the tread member 30 to the tire frame member 17 is damaged. Then, the tire piece 40A is separated into the tread member 30 and the tire piece 40B. The interval between the metal rollers 50 may be set wider than the thickness of the tire frame member 17 and narrower than the thickness of the tire piece 40A.
  • thermoplastic resin forming the tire frame member 17 is softened, it becomes difficult to separate the tread member 30 and the tire frame member 17 of the tire piece 40A, so the atmospheric temperature in the rubber layer separation step is 10 ° C. to 40 ° C. The so-called room temperature is adjusted.
  • the cord 26 of the reinforcing layer 28 is further separated from the tire piece 40B from which the tread member 30 has been separated.
  • a tire piece 40 ⁇ / b> B composed of the reinforcing layer 28 and the tire frame member 17 is inserted between a pair of metal rollers 60.
  • the pair of metal rollers 60 rotate at the same rotational speed, and the interval between the metal rollers 60 is wider than the thickness (diameter) of the cord 26 and is set to 2% to 20% of the plate thickness of the tire frame member 17. Yes.
  • the metal roller 60 is made of a metal that is substantially the same as the rigidity of the cord 26 or lower than the cord 26 and has a rigidity higher than that of the thermoplastic resin forming the tire frame member 17.
  • the atmospheric temperature in the reinforcing member separation step is also 10 ° C. to 40 ° C., preferably 20 ° C. To 30 ° C. to room temperature.
  • the interval between the metal rollers 60 is set to be much narrower than the plate thickness of the tire frame member 17, so that a compression force is applied to the entire tire piece 40B. Since the metal roller 60 has higher rigidity than the thermoplastic resin forming the tire frame member 17, the tire frame member 17 is crushed by the compressive force. On the other hand, the cord 26 is separated from the tire frame member 17 without being crushed by the metal roller 60 because the cord 26 has substantially the same rigidity as the metal roller 60 or high rigidity.
  • the three-dimensional tire 10 having a curved surface is cut into a plate shape so that the laminated tire frame member 17 and the tread member 30 (the coating layer 24) are bounded. It can cut
  • the cord 26 disposed on the tire frame member 17 can be easily taken out, and a material such as steel forming the cord 26 Can also be recycled.
  • the atmospheric temperature of the cutting process, the rubber layer separating process, and the reinforcing member separating process is set to room temperature, and the slicer 44 including an endless band blade 48 that does not generate vibration frictional heat is used in the cutting process.
  • the separation step can be efficiently performed without the tire frame member 17 being softened.
  • the tire frame member 17 is separated into the crown portion 16 and the side portion 14 in the side cutting step, and then the cutting step and the like are performed separately.
  • the side cutting step is omitted and the crown portion 16 and the side portion are omitted. It is also possible to perform the separation step by cutting the tire 10 in the width direction into a belt shape without being separated into 14.
  • the reinforcing member is not limited to the cord 26.
  • the bead core 15 as a reinforcing member may be separated from the tire frame member 17.
  • the reinforcing member such as the cord 26 may be any material that is more rigid than the tire frame member 17, and the material is not limited.
  • the tire piece 40B is crushed by the metal roller 60, but the tire piece 40B may be crushed and crushed by a press machine or the like.
  • the tire pieces 40A and 40B may be compressed or crushed using the same metal roller 60.
  • the rubber layer separation step can be omitted, and in the rubber layer separation step, the tread member 30 is separated from the tire frame member 17 by cutting with the slicer 44 without compressing and damaging the tread member 30. May be.
  • the disclosure of Japanese Patent Application No. 2014-035586 filed on February 26, 2014 is incorporated herein by reference in its entirety.

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Abstract

 熱可塑性材料と補強部材とが一体化されたタイヤから補強部材を分別することのできるタイヤ分別方法を提供する。熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材(17)と、タイヤ骨格部材(17)のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ骨格部材(17)より剛性の高い材料からなる補強部材(26)と、を備えたタイヤの分別方法であって、タイヤを幅方向に切断してタイヤを帯状にする展開工程と、帯状にしたタイヤを圧壊し、タイヤ骨格部材(17)と補強部材(26)とを分離する補強部材分離工程と、を備える。

Description

タイヤの分別方法
 本発明は、タイヤ分別方法に関する。
 近年では、軽量化やリサイクルのし易さから、熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー等をタイヤ材料として用いることが求められており、例えば、特開平03-143701号公報には、熱可塑性の高分子材料を用いて成形されたタイヤが開示されている。
 特開平03-143701号公報に記載されている空気入りタイヤは、熱可塑性材料からなるタイヤ本体と、金属製の補強部材と、トレッドゴムとが加硫によって一体化されている。このような空気入りタイヤに関して、材料別に分別する方法が従来は存在せず、リサイクルする場合には、従来のゴム製の空気入りタイヤと同様に、焼却してサーマルリサイクルするしか方法がなかった。したがって、一体化されている熱可塑性材料やゴム、金属を分離・分別し、材料としてマテリアルリサイクルすることが望まれている。
 本発明は上記事実を考慮し、熱可塑性材料と補強部材とが一体化されたタイヤから補強部材を分別することのできるタイヤ分別方法を提供することを目的とする。
 本発明の第1の態様のタイヤ分別方法は、熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材と、前記タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に配設され、前記タイヤ骨格部材より剛性の高い材料からなる補強部材と、を備えたタイヤの分別方法であって、前記タイヤを幅方向に切断して前記タイヤを帯状にする展開工程と、帯状にした前記タイヤを圧壊し、前記タイヤ骨格部材と前記補強部材とを分離する補強部材分離工程と、を備える。
 上記構成によれば、曲面を有する三次元のタイヤを帯状にすることで、タイヤを圧壊するのが容易となり、タイヤ骨格部材から補強部材を容易に分離することができる。
 本発明の第2の態様のタイヤ分別方法は、帯状にした前記タイヤを板状に押圧する押圧工程を備え、前記補強部材分離工程では、板状に押圧された前記タイヤの前記タイヤ骨格部材を、前記タイヤ骨格部材の板厚より間隔が狭く設定された金属ローラで圧壊することで、前記タイヤ骨格部材と前記補強部材とを分離する。
 上記構成によれば、タイヤを板状にするため、金属ローラ間に挿入することが可能となる。また、金属ローラの間隔はタイヤ骨格部材の板厚より狭く設定されているため、タイヤ骨格部材が金属ローラによって圧壊され、補強部材のみを取り出すことができる。
 本発明の第3の態様のタイヤの分別方法は、前記金属ローラの間隔は、前記補強部材の厚みより広く、前記タイヤ骨格部材の板厚の2%から20%である。
 上記構成によれば、金属ローラの間隔はタイヤ骨格部材の板厚の2%から20%と非常に狭く設定されている。したがって、タイヤ骨格部材を確実に圧壊することができる。一方、金属ローラの間隔は補強部材の厚みより広いため、形を保ったまま補強部材を取り出すことができる。
 本発明の第4の態様のタイヤの分別方法は、前記タイヤは、前記タイヤ骨格部材の外面に加硫接着されたゴム層を備え、前記補強部材分離工程前の前記タイヤを圧縮して、前記タイヤ骨格部材と前記ゴム層とを分離するゴム層分離工程を備える。
 上記構成によれば、タイヤ骨格部材の外面にゴム層が加硫接着されている場合であっても、まずゴム層を圧縮して分離することによって、タイヤ骨格部材から補強部材が分離し易くなる。
 本発明の第5の態様のタイヤの分別方法は、前記補強部材は、金属製のビードまたはコードである。
 上記構成によれば、金属製のビードまたはコードをタイヤ骨格部材から分離することで、金属を再利用またはマテリアルリサイクルすることができる。
 本発明の第6の態様のタイヤの分別方法は、補強部材分離工程の雰囲気温度が10℃から40℃である。
 上記構成によれば、熱可塑性樹脂は、熱が加わると軟化して分離しづらくなるため、10℃から40℃の所謂室温で補強部材分離工程を行うことで熱可塑性樹脂の軟化を防ぎ、タイヤ骨格部材から補強部材を効率的に分離することができる。
 本発明によれば、熱可塑性材料と補強部材とが一体化されたタイヤから補強部材を分別することのできるタイヤ分別方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係るタイヤの一部をタイヤ径方向に沿って断面にした状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのビード部をリムに装着した状態を示す斜視断面図である。 本発明の一実施形態に係るタイヤのサイド部を切断した状態を示す、タイヤ径方向に沿って切断した断面図である。 スライサーでタイヤを裁断している状態を示す斜視図である。 スライサーで裁断されたタイヤのトレッド部を示す断面図である。 スライサーで裁断されたタイヤのサイド部を示す断面図である。 金属ローラでタイヤのトレッド部を圧縮してゴム層を分離している状態を示す斜視図である。 金属ローラでタイヤ骨格部材を圧潰して補強部材を分離している状態を示す斜視図である。
 本発明の実施形態に係るタイヤ分別方法の一例について、図1~図7に従って以下に説明する。
(タイヤの構成)
 図1において、タイヤ回転軸に沿うタイヤ幅方向をWで示し、タイヤ回転軸と直角方向でタイヤ回転軸から離れる方向をタイヤ径方向と言い、Rで示し、タイヤ幅方向W中心を通りタイヤ回転軸と直角な面をタイヤ赤道面と言い、CLで示す。
 図1に示すように、本実施形態のタイヤ10は、内部に空気を充填して用いる空気入りタイヤであり、タイヤ骨格部材17を備えている。タイヤ骨格部材17は、一対のビード部12と、ビード部12からタイヤ径方向R外側に延びる一対のサイド部14と、各々のサイド部14のタイヤ径方向R外側端同士を連結するクラウン部16と、を備えている。
 タイヤ骨格部材17は、1つのビード部12、1つのサイド部14、及び半幅のクラウン半部16Aが一体として成形された同一形状の円環状の一対のタイヤ骨格半体17Aで構成されている。クラウン半部16Aの先端16Bは、タイヤ赤道面CL側が斜面となっており、一対の先端16Bでテーパーを形成している。
 一対のタイヤ骨格半体17Aは、互いにクラウン半部16Aの先端16Bがタイヤ赤道面CL上で突き合わされ、溶接用熱可塑性材料19を用いて接合することで、タイヤ骨格部材17を形成している。
 タイヤ骨格部材17は、熱可塑性樹脂で形成されている。熱可塑性樹脂は、温度上昇と共に材料が軟化、流動し、冷却すると比較的硬く強度のある状態になり、かつ、ゴム状弾性を有しない高分子化合物である。
 熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。
 また、上記の溶接用熱可塑性材料19としては、例えば、ISO75-2又はASTM D648に規定されている荷重たわみ温度(0.45MPa荷重時)が78℃以上、JIS K7113に規定される引張降伏強さが10MPa以上、同じくJIS K7113に規定される引張破壊伸び(JIS K7113)が50%以上、JIS K7206に規定されるビカット軟化温度(A法)が130℃であるものが用いられる。なお、溶接用熱可塑性材料19として、タイヤ骨格部材17と同種の熱可塑性樹脂を用いてもよい。
 熱可塑性樹脂を用いて形成されるタイヤ骨格半体17Aは、例えば、真空成形、圧空成形、インジェクション成形、メルトキャスティング等の製法で成形することができ、ゴムで成形、加硫する場合に比較して、製造工程を大幅に簡略化でき、成形時間も短縮可能である。
 なお、タイヤ骨格部材17は、単一の熱可塑性樹脂で構成されていてもよく、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと同様に、タイヤ骨格部材17の各部位毎(サイド部14、クラウン部16、ビード部12など)に異なる特徴を有する熱可塑性樹脂を用い、これらを結合したものでもよい。
 図2に示すように、一対のビード部12の各々は、リム20のビードシート部21及びリムフランジ22に密着して、タイヤ内に充填された空気の内圧を維持する。また、タイヤ骨格部材17のビード部12には、円環状のビードコア15が埋設されている。ビードコア15は、従来からある一般の空気入りタイヤと同様の、スチールコードからなるものである。
 なお、ビード部12の剛性が確保され、リム20との嵌合に問題なければビードコア15は省略しても良い。また、ビードコア15は、スチール以外の金属コードや、有機繊維コード、有機繊維が樹脂被覆されたコード等で形成されていても良く、更には、ビードコア15がコードではなく射出成形などにより硬質樹脂で形成されたものであってもよい。
 図1に示すように、タイヤ骨格部材17には、ビード部12からクラウン部16のタイヤ幅方向W外側にかけてゴムからなる被覆層(ゴム層)24が形成されており、タイヤ骨格部材17の外面に加硫接着されている。被覆層24を形成するゴムとしては、従来一般のゴム製の空気入りタイヤのビード部外面に用いられているゴムと同種のゴムを用いることが好ましい。
 タイヤ骨格部材17のクラウン部16のタイヤ径方向R外側には、螺旋状に巻回されたコード(補強部材)26を含む補強層28の少なくとも一部が配設されている。補強層28は、従来のゴム製の空気入りタイヤのカーカスの外周面に配置されるベルトに相当するものである。コード26にはタイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂よりも剛性の高い金属等の材料が用いられ、本実施形態ではスチール繊維を撚ったスチールコードを用いている。
 なお、補強層28はコード26のみで形成されていてもよく、コード26を熱可塑性樹脂で被覆したシート形状のものでもよい。本実施形態では、補強層28はタイヤ骨格部材17と同種の熱可塑性樹脂でコード26を被覆したシート形状である。補強層28は、一部がタイヤ骨格部材17に接着又は溶着されて配設され、タイヤ骨格部材17と補強層28とが一体化されている。
 また、タイヤ骨格部材17のクラウン部16のタイヤ径方向外側には、トレッド部材(ゴム層)30が配置され、タイヤ骨格部材17の外面に加硫接着されている。トレッド部材30は、タイヤ骨格部材17に沿って配置され、タイヤ10の接地部分であるタイヤトレッドを構成する。トレッド部材30は、補強層28を介してタイヤ骨格部材17に積層されている。
 トレッド部材30は、タイヤ骨格部材17を形成している熱可塑性樹脂よりも耐摩耗性に優れたゴムで形成されている。トレッド部材30に用いるゴムとしては、従来のゴム製の空気入りタイヤに用いられているゴムと同種のゴムを用いることができる。
(タイヤの分別方法)
 次に、本実施形態のタイヤ10の分別方法、分別工程について説明する。まず、ビード抜き工程において、図示しないビード抜き機によって、タイヤ骨格部材17のビード部12に埋設されているビードコア15をチャックで把持して引き抜いておく。
 そして、サイド切断工程において、軸心がタイヤ幅方向Wに配置された図示しないタイヤ切断機の円盤カッターを、タイヤ周方向に回転させながらタイヤ径方向Rに移動、接近させ、タイヤ10をタイヤ径方向Rに切断する。具体的には、図3に示すように、タイヤ骨格部材17を2箇所で切断し、クラウン部16と一対のサイド部14とに分離する。なお、切断箇所はクラウン部16とサイド部14との間に限らず、タイヤ10をタイヤ径方向Rに3箇所以上切断してもよい。
 さらに、展開工程において、円環状のタイヤ10をタイヤ幅方向Wに切断して、タイヤ10を帯状にする。タイヤ幅方向Wに1箇所切断すれば、タイヤ10を帯状にすることは可能であるが、タイヤ10を複数箇所で切断して複数のタイヤ片としてもよい。なお、本実施形態では、タイヤ10を8箇所で切断して8個のタイヤ片とした。
 図4では、8個の切断されたタイヤ片のうち、タイヤ骨格部材17のクラウン部16のタイヤ片40の押圧工程及び裁断工程について説明する。
 図4に示すように、押圧工程では、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向が湾曲しているタイヤ片40を、一対のガイドローラ42で挟持して押圧し板状にする。具体的には、一対のガイドローラ42の間隔はタイヤ片40の板厚と同じ寸法、又は若干小さくてタイヤ片40を押圧できる寸法であり、タイヤ片40をガイドローラ42間に挟持してガイドローラ42を矢印A方向に回転させることで、タイヤ片40が押圧され、平板状に矯正される。
 その後、平板状に矯正されてガイドローラ42から矢印C方向に送り出されたタイヤ片40を、裁断工程において、スライサー44によって裁断する。スライサー44は、一対の回転ドラム46と、回転ドラム46間に掛け渡された無端状の帯刃48と、帯刃48を研磨する一対の砥石49と、を備えている。
 帯刃48は回転駆動する回転ドラム46に掛け渡され、矢印B方向に高速で回転している。また、帯刃48は砥石49によって常に研磨されている。帯刃48は、タイヤ片40の送り出し方向と直交する方向に回転しており、タイヤ骨格部材17とトレッド部材30の境界面に沿ってタイヤ片40を裁断する。
 具体的には、図5Aに示すように、送り出されたタイヤ片40の、タイヤ骨格部材17のクラウン部16の補強層28よりタイヤ径方向内側(図5Aにおける下側)を裁断する。補強層28より下側を裁断することにより、ゴムやスチール等の材料を含むタイヤ片40Aと、熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材17とを分離、分別することができる。
 熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材17の軟化を防ぐため、タイヤ片40の裁断工程の雰囲気温度は、10℃から40℃の所謂室温に調節されている。なお、雰囲気温度は20℃から30℃が最適であるが、0℃から100℃であっても、十分に熱可塑性樹脂の軟化を防ぐことができる。
 以上、タイヤ骨格部材17のクラウン部16のタイヤ片40の押圧工程及び裁断工程について説明したが、タイヤ骨格部材17のサイド部14のタイヤ片41の押圧工程及び裁断工程もタイヤ片40と同様の工程である。なお、図5Bに示すように、タイヤ片41には補強層28が配設されていないため、タイヤ片41の、タイヤ骨格部材17のサイド部14と被覆層24の境界面よりタイヤ径方向内側(図5Bにおける下側)を帯刃48によって裁断する。境界面より下側を裁断することにより、ゴムを含むタイヤ片41から、熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材17を分離、分別することができる。
 なお、上記裁断工程における熱可塑性樹脂の分別方法に至るまでに、他の分別方法について種々の検討を行った。
 まず、タイヤ10を粉砕した後に熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)のみを分離する分別方法を試みた結果、熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)と、ゴム層(トレッド部材30)とが加硫接着されているため、熱可塑性樹脂のみを分離・分別することは困難であった。
 また、木材加工用の鉋や食肉・水産加工用のカッターで熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)を裁断する分別方法を試みた結果、ゴム層(トレッド部材30)から熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)が部分的に剥がれて粉々になってしまい、形を保った状態で熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)をゴム層(トレッド部材30)から分離・分別することはできなかった。
 また、プラスチック加工用の超音波カッターで熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)を裁断する分別方法を試みた結果、熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)がカッターの振動摩擦熱で軟化もしくは溶解してしまい、形を保った状態で熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)をゴム層(トレッド部材30)から分離、分別することはできなかった。
 一方、本願の実施形態では、押圧工程及び裁断工程において、湾曲しているタイヤ片40をガイドローラ42で押圧して平板状に矯正した後、高速で回転している帯刃48によってタイヤ片40を裁断するため、形を保った状態で熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)をゴム層(トレッド部材30)から分離・分別することができる。また、無端状の帯刃48は、超音波カッターに比べて振動摩擦熱が発生しないため、熱可塑性樹脂(タイヤ骨格部材17)が軟化もしくは溶解する虞もない。
 裁断工程でタイヤ片40のクラウン部16の補強層28より下側が分離された後、ゴム層分離工程として、タイヤ片40Aからトレッド部材30を分離する。具体的には、図6に示すように、トレッド部材30と補強層28とタイヤ骨格部材17とからなるタイヤ片40Aを、一対の金属ローラ50間に挿入する。
 一対の金属ローラ50は、同じ回転速度で回転しており、金属ローラ50の間隔はタイヤ骨格部材17の板厚より狭く設定されている。したがって、金属ローラ50が回転することで金属ローラ50間に挿入されたタイヤ片40Aに圧縮力もしくはせん断力が加わる。トレッド部材30を形成するゴムは、タイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂に比べて弾性を有するため、圧縮力もしくはせん断力によって圧縮されてトレッド部材30のタイヤ骨格部材17との接着部分が破損し、タイヤ片40Aがトレッド部材30とタイヤ片40Bとに分離される。なお、金属ローラ50の間隔はタイヤ骨格部材17の板厚より広く、タイヤ片40Aの板厚より狭く設定されていてもよい。
 なお、タイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂が軟化すると、タイヤ片40Aのトレッド部材30とタイヤ骨格部材17とが分離し難くなるため、ゴム層分離工程の雰囲気温度は、10℃から40℃の所謂室温に調節されている。
 次に、補強部材分離工程において、トレッド部材30が分離されたタイヤ片40Bから、さらに補強層28のコード26を分離する。具体的には、図7に示すように、補強層28とタイヤ骨格部材17とからなるタイヤ片40Bを、一対の金属ローラ60間に挿入する。
 一対の金属ローラ60は、同じ回転速度で回転しており、金属ローラ60の間隔は、コード26の厚み(直径)より広く、タイヤ骨格部材17の板厚の2%から20%に設定されている。また、金属ローラ60には、コード26の剛性と略同じか、もしくはコード26より剛性が低く、タイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂より剛性の高い金属が用いられている。
 また、タイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂が軟化すると、コード26とタイヤ骨格部材17とが分離し難くなるため、補強部材分離工程の雰囲気温度も、10℃から40℃、好ましくは20℃から30℃の室温に調節されている。
 タイヤ片40Bを回転している金属ローラ60間に挿入すると、金属ローラ60の間隔がタイヤ骨格部材17の板厚より非常に狭く設定されているため、タイヤ片40B全体に圧縮力が加わる。金属ローラ60はタイヤ骨格部材17を形成する熱可塑性樹脂より剛性が高いため、タイヤ骨格部材17は圧縮力によって圧壊される。一方、コード26は金属ローラ60の剛性と略同じ、もしくは剛性が高いため、金属ローラ60によって圧壊されることなくタイヤ骨格部材17から分離される。
 本実施形態のタイヤ10の分別方法によると、曲面を有する三次元のタイヤ10を切断して板状にするため、積層されているタイヤ骨格部材17とトレッド部材30(被覆層24)とを境界面に沿って裁断することができ、タイヤ骨格部材17を形成している熱可塑性樹脂を分別し、材料としてマテリアルリサイクルすることができる。
 また、タイヤ骨格部材17を間隔の狭い金属ローラ60で圧壊することで、タイヤ骨格部材17に配設されているコード26を簡単に取り出すことができ、コード26を形成しているスチール等の材料もマテリアルリサイクルすることができる。
 また、裁断工程、ゴム層分離工程、補強部材分離工程の雰囲気温度を室温に設定しており、また、裁断工程において、振動摩擦熱が発生しない無端状の帯刃48を備えるスライサー44を用いるため、タイヤ骨格部材17が軟化することなく、分別工程を効率的に行うことができる。
(その他の実施形態)
 上記実施形態では、サイド切断工程でタイヤ骨格部材17をクラウン部16とサイド部14とに分離した後、別々に裁断工程等を行ったが、サイド切断工程を省略してクラウン部16とサイド部14とに分離することなく、タイヤ10を幅方向に切断し帯状にして分別工程を行うことも可能である。
 また、補強部材分離工程においてタイヤ骨格部材17からコード26を分離したが、補強部材はコード26に限られない。たとえば補強部材としてのビードコア15をタイヤ骨格部材17から分離してもよい。また、コード26等の補強部材は、タイヤ骨格部材17より剛性の高い材料であれば良く、材質は問わない。
 さらに、補強部材分離工程において、金属ローラ60によってタイヤ片40Bを圧壊したが、プレス機等によってタイヤ片40Bを押し潰して圧壊してもよい。また、ゴム層分離工程及び補強部材分離工程において、同一の金属ローラ60を用いてタイヤ片40A、40Bを圧縮または圧壊してもよい。なお、ゴム層分離工程は省略することもでき、また、ゴム層分離工程において、トレッド部材30を圧縮して破損させることなく、スライサー44によって裁断することでタイヤ骨格部材17からトレッド部材30を分離してもよい。
 2014年2月26日に出願された日本国特許出願2014-035586号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。

Claims (6)

  1.  熱可塑性樹脂からなるタイヤ骨格部材と、前記タイヤ骨格部材のタイヤ径方向外側に配設され、前記タイヤ骨格部材より剛性の高い材料からなる補強部材と、を備えたタイヤの分別方法であって、
     前記タイヤを幅方向に切断して前記タイヤを帯状にする展開工程と、
     帯状にした前記タイヤを圧壊し、前記タイヤ骨格部材と前記補強部材とを分離する補強部材分離工程と、
     を備える、タイヤ分別方法。
  2.  帯状にした前記タイヤを板状に押圧する押圧工程を備え、
     前記補強部材分離工程では、板状に押圧された前記タイヤの前記タイヤ骨格部材を、前記タイヤ骨格部材の板厚より間隔が狭く設定された金属ローラで圧壊することで、前記タイヤ骨格部材と前記補強部材とを分離する、請求項1に記載のタイヤ分別方法。
  3.  前記金属ローラの間隔は、前記補強部材の厚みより広く、前記タイヤ骨格部材の板厚の2%から20%である、請求項2に記載のタイヤ分別方法。
  4.  前記タイヤは、前記タイヤ骨格部材の外面に加硫接着されたゴム層を備え、
     前記補強部材分離工程を経る前の前記タイヤを圧縮して、前記タイヤ骨格部材と前記ゴム層とを分離するゴム層分離工程を備える、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載のタイヤ分別方法。
  5.  前記補強部材は、金属製のビードまたはコードである、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載のタイヤ分別方法。
  6.  前記補強部材分離工程の雰囲気温度が10℃から40℃である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載のタイヤ分別方法。
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