(57)【要約】【課題】廃タイヤを再利用して表面肌がきれいで市場価値が高く良質な弾性材を製造する方法を提供することで廃タイヤのリサイクルを促進する。【解決手段】押出成形機２に設けられる金型２５に材料押出通路２６の内径が滑らかな曲面をもって拡張された略楕円体状の圧力室２７を形成するとともに、該圧力室の下流に成形品の所要横断面形状であって周囲に強制冷却手段を備えた成形流路２８を設け、廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとの混練材料を前記押出成形機に投入し、前記圧力室および成形流路を経て該混練材料を押し出す。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出成形機に設けられる金型に材料押出通路の内径が滑らかな曲面をもって拡張された略楕円体状の圧力室を形成するとともに、該圧力室の下流に成形品の所要横断面形状であって周囲に強制冷却手段を備えた成形流路を設け、廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとの混練材料を前記押出成形機に投入し、前記圧力室および成形流路を経て該混練材料を押し出すことを特徴とした廃タイヤを再利用した弾性材の製造方法。
【請求項２】
廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとを高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これを加圧成形機に投入し所要形状に成形することを特徴とした廃タイヤを再利用した弾性材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は廃タイヤを再利用し弾性材を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−２０２６５８号公報
【特許文献２】
特開平１０−１５１６２９号公報
【特許文献３】
特開平１０−１５１３３２号公報
【０００３】
廃タイヤを粉末化し、これにポリマーを混練して所望の形状に成形する廃タイヤのリサイクル方法は、上記特許文献１等により知られている。
【０００４】
また、上記特許文献２，３は、本発明者の特許出願に係るプラスチック廃材のリサイクル成形方法を開示するもので、熱可塑性または熱硬化性等の種々の合成樹脂が混在したプラスチック廃材を分別することなく高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入して攪拌し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これをそのまま成形機に装入して成形品を成形するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで大量に発生する廃タイヤは、上記特許文献１に記載されたようなリサイクル処理が追いつかず、野積みされる状況であることが多いので、周知のように重大な社会問題となっている。即ち、従来の廃タイヤリサイクル方法によっては、表面肌が粗荒で市場価値の低い成形品しか製造できなかったため採算が合わず、そのため廃タイヤの再利用が依然として進まないのが現状であった。これは従来の成形方法によっては、廃タイヤ粉末を混練したポリマーを押出成形機により加圧してダイスから押し出すに際し、滑りの悪い廃タイヤ粉末がポリマーから分離し易いため成形品の表面が粗荒となり製品価値を劣すことが原因であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決し、滑らかな表面を持つ良質な価値ある弾性材を簡単に製造し得る方法を提供し、廃タイヤの再生利用の一助をなさんとするものである。
そのために本発明に係る廃タイヤを再利用した弾性材の製造方法は、押出成形機に設けられる金型に材料押出通路の内径が滑らかな曲面をもって拡張された略楕円体状の圧力室を形成するとともに、該圧力室の下流に成形品の所要横断面形状であって周囲に強制冷却手段を備えた成形流路を設け、廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとの混練材料を前記押出成形機に投入し、前記圧力室および成形流路を経て該混練材料を押し出すことを特徴とする。
また本発明に係る廃タイヤを再利用した弾性材の製造方法は、廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとを高速回転する羽根を備えたミキシング装置に投入し、その攪拌に伴い発生する摩擦熱により溶融させてゲル状態とし、これを加圧成形機に投入し所要形状に成形することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に図面と共に請求項１に記載の発明の実施の形態を説明する。廃タイヤを裁断機，粉砕機または冷凍粉砕により粉砕することにより直径１ｍｍ〜５ｍｍの粉粒状（チップ状またはパウダー状）の廃ゴムとする。一方、弾性ポリマー（ＲＢ（ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー），ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム），ＴＰＥ（サーモ・プラスチックエラストマー）等のゴム系樹脂が望ましい）を重量比で上記廃ゴム８０％に対し弾性ポリマー２０％の割合で混合する。そしてこの混合材料を図１に示した押出成形機２のホッパ２１に投入する。
【０００８】
押出成形機２は、横置状に支持されたシリンダ２０の基部上面にホッパ２１が設けられ、該シリンダ２０中にモータ２３により回転するスクリュ２４が設けられ、該シリンダの先端部に金型２５を設けてなる。３０は該シリンダの外側に設けられたヒータである。
【０００９】
また、図２，図３に示したように、金型２５には材料押出通路２６が形成され、該材料押出通路２６にその内径を滑らかな曲面をもって拡張することにより、図４に示したように略楕円体状に形成された圧力室２７を形成する。また、図５に示したように該圧力室の下流は圧力室２７と滑らかな曲線をもって連なるように横断面が鼓形状なる成形流路２８を形成し、該成形流路２８の下流はさらに該鼓形状の成形流路から滑らかな曲線をもって成形品の所要断面形状に連なる図６に示したように横断面長方形状にする。そして、該成形流路２８の周囲に冷却水を循環させることで強制冷却手段となる冷却水路２９を設けている。
【００１０】
なお、３１は金型２５から押し出された成形品を支持するローラ、３２はさらにその下流に設けられた冷風吹出装置である。
【００１１】
なお、上記弾性ポリマーのうち、ＲＢ（ポリブタジエン系熱可塑性エラストマー）としては、ＪＳＲ株式会社から商品名（ＪＳＲ  ＲＢ  ８２０）として市販される組成：シンジオタックチック１，２−ポリブタジエンを使用することにより最良の結果を得ることができる。
【００１２】
しかして、ホッパ２１に投入された廃タイヤの粉粒と弾性ポリマーとの混練材料は、スクリュ２４を回転させることによりさらに混合攪拌されつつ押送されるとともに、ヒータ３０により該混練材料が加熱状態に維持される。そして、該混練材料はスクリュ２４の旋回によりヘッド圧：３００ｋｇ／ｃｍ２程度にてさらに押送され金型２５内の上記圧力室２７に至る。そして圧力室２７で該混練材料は矢印で示したように旋回し一旦は逆流する。これにより、廃ゴムと弾性ポリマーとの混練状態が維持される。即ち、該混練材料は押出通路の内壁面との摩擦によって廃ゴムと弾性ポリマーとが分離し流動抵抗の少ないポリマーのみが先に押し出されることがあったが、楕円体状に形状された圧力室２７内にて旋回することで廃ゴムとポリマーとが再混合され、その直後に成形流路２８を通り成形と同時に強制冷却され所要断面形状となることから良好な混練状態が維持されて成形される。このため、金型から押し出された成形品の表面肌は再生品としては従来にない緻密なものとなり得る。なお、図５に示したように成形流路２８をいったんは鼓形状の横断面なるようにしたのは肉厚の成形品の中心部まで冷却が速くなされるようにするためである。また、金型各部の温度は廃ゴムの配合率やポリマーの種類に従い適宜設定される。
【００１３】
こうして製造された弾性材は、ゴムの特質を有し、再生品とは思われないほど表面肌が滑らかであるので、用途が広く、経済的価値も高いものとなる。このため、緩衝材、その他の一般のゴム製品と同等の使用が可能となる。
【００１４】
また、本発明では上記圧力室２７を設けたことにより、従来７００〜１０００ｍｍ／分であった押出速度、即ち、成形速度を３０００ｍｍ／分と大幅に速くすることができ、品質を落とすことなく生産効率を向上できる。
【００１５】
次に請求項２に記載の発明の実施形態を図７，図８に従い説明する。図７に示したミキシング装置１は、チャンバ３中を貫通する回転軸４に螺旋状のスクリュ５および複数の羽根６が設けられ、モータ７によって該スクリュ５および羽根６が高速回転せられるように構成したもので、８は材料投入用ホッパー、９は排出口、１０は該排出口に設けられたシャッターである。この実施形態では上記廃ゴム８０％に対し弾性ポリマー２０％の割合で混合した材料を該ミキシング装置１のホッパー８に投入する。そうするとチャンバ３内にて羽根６との衝撃摩擦による自己発熱で廃ゴムが溶融し、弾性ポリマーと混練されたゲル状態となり、シャッター１０を開くことで排出口９よりこの混練材料が抽出される。
【００１６】
図８は上記混練材料を板状，箱状等の所望の形状に成形するための下型４０と上型４１とからなる加圧成形機４２の一例を示す。この加圧成形機４２にて上記のようにゲル状態となった混練材料５０を下型４０中に装填し上型４１を圧下することにより該混練材料を所望形状の弾性材に成形することができる。そして該混練材料５０は、上記ミキシング装置１にて廃ゴムとポリマーとが羽根６との衝撃摩擦による自己発熱で溶融しゲル状態となったものであるので、組成が緻密で表面肌のきれいな弾性材を製造し得る。
【００１７】
【発明の効果】
このように本発明によれば、廃タイヤを再利用し、良質で特に表面肌がきれいで市場価値の高い弾性材を製造し得るので、多量に発生する廃タイヤの有効利用を促進させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す押出成形機の概略図。
【図２】図１の押出成形機の金型部の縦断面図。
【図３】図２の水平断面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図。
【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図６】図２のＣ−Ｃ線断面図。
【図７】本発明の他の実施形態を示すミキシング装置の縦断面図。
【図８】本発明の他の実施形態を示す加圧成形機の縦断面図。
【符号の説明】
１      ミキシング装置
２      押出成形機
６      羽根
７      モータ
９      排出口
２５    金型
２６    材料押出通路
２７    圧力室
２８    成形流路
２９    冷却水路
４２    加圧成形機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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