(57)【要約】【課題】従来の廃タイヤのリサイクルはその多くが焼却法であり、有効なリサイクルは極めて限られた手法で、しかも低効率でしか行えなかった。その理由は廃タイヤ中に埋設されている金属ワイヤにあり、この金属ワイヤを如何に容易に廃タイヤから除去できるかがリサイクルのポイントとなる。【解決手段】タイヤ本体の内向き先端部に複数本の金属ワイヤ２３を埋設した廃タイヤ１４から前記金属ワイヤを除去する際に、不活性ガス雰囲気中で前記金属ワイヤ及びその周囲に電磁波を印加してタイヤ本体を軟化させ、前記金属ワイヤに対し力を加えて前記タイヤ本体から離脱させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の金属ワイヤを埋設した廃タイヤから前記複数本の金属ワイヤを除去する方法において、前記複数本の金属ワイヤの周囲のタイヤ本体を軟化させ、前記複数本の金属ワイヤに力を加えて前記タイヤ本体から離脱させることを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法。
【請求項２】
タイヤ本体の軟化を不活性ガス雰囲気中で行うようにした請求項１記載の金属ワイヤ除去方法。
【請求項３】
タイヤ本体を軟化させる手段が電磁波の印加である請求項１又は２に記載の金属ワイヤ除去方法。
【請求項４】
タイヤ本体を軟化させる手段がヒーターによる加熱である請求項１又は２に記載の金属ワイヤ除去方法。
【請求項５】
複数本の金属ワイヤがタイヤ本体の内向き先端部に埋設されている請求項１から４までのいずれかに記載の金属ワイヤ除去方法。
【請求項６】
タイヤ本体の内向き先端部に複数本の金属ワイヤを埋設した廃タイヤから前記複数本の金属ワイヤを除去する方法において、不活性ガス雰囲気中で前記複数本の金属ワイヤ及びその周囲に電磁波を印加してタイヤ本体を軟化させ、前記複数本の金属ワイヤに対し内方から力を加えて前記タイヤ本体から離脱させることを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法。
【請求項７】
不活性ガスが満たされたチャンバー、タイヤ本体の内向き先端部に複数本の金属ワイヤを埋設した廃タイヤを前記チャンバー内に固定する固定部、電磁波を発生させこの電磁波を前記複数本の金属ワイヤに照射する電磁波発生及び照射器、電磁波照射された前記複数本の金属ワイヤを保持しながらタイヤ本体を前記複数本の金属ワイヤの保持方向と逆方向に移動させる分離手段を有することを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法に関し、より詳細には廃タイヤのリサイクルの第１段階として有用な廃タイヤ中に埋設された金属ワイヤの除去方法にする。
【０００２】
【従来の技術】
地球上の有限な資源を有効利用するために、回収された廃棄物のリサイクルの重要性が認識され、かつ実行されている。自動車が廃車になる際に必然的に生じる廃タイヤは、その大部分が利用価値の高いゴムであり、積極的なリサイクルが望まれている。
通常の自動車用タイヤは図３に示す構造を有している。
つまり、タイヤ本体１は、走行面に接するトレッド部２とこのトレッド部２の両端部に、一体的にかつ図中で上向きに連結されたサポート部３を含んでいる。このサポート部３の先端には、タイヤ本体１をリムに固定するためのビード部４があり、このビード部４は高炭素鋼等から成る多数本のループ状の極細線コード（金属ワイヤ）５が埋設されている。この金属ワイヤ以外にもタイヤ中には多くのワイヤや繊維が埋設されている。
【０００３】
このような構造を有する自動車用のタイヤは、本来の目的を果たした後、廃タイヤとしてリサイクルされる。
廃タイヤのマテリアルリサイクルで重要な工程として、タイヤの破砕工程と破砕後の選別工程があり、特に選別工程における選別の精度が問われ、従来から幅広く研究されている。タイヤは、前述した通り、ゴムと、スチール、ナイロン等の繊維や金属ワイヤ等がゴムを接着剤として一体となったものであり、自動車の性能の進歩に伴って構造が複雑になってきている。つまりタイヤが進化するほどそのリサイクルは困難になる。
【０００４】
このような複雑な構造を有する廃タイヤのリサイクルの際にはタイヤ中の前述した金属ワイヤの選別除去が重要なポイントである。金属ワイヤは強度が高くかつ柔軟性に富み、更に耐疲労性が高く、しかもゴムとの接着性の良いブラスメッキが施されているため、ゴムとの親和力が強く単なる機械的な操作では十分に選別除去できないことが多い。
従来は前記金属ワイヤの選別除去のために、大規模な設備を使用して廃タイヤの破砕と磁気選別を繰り返し行っていたが、手間とコストに見合う結果が得られていなかった。
従って従来の廃タイヤのリサイクルは、廃タイヤを加熱溶融して金属ワイヤを除去することが主流であるが、この加熱溶融はタイヤの焼却に近く、材料の十分な再利用には程遠いのが現状である。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３１７３３５号公報（請求項１、［０００９］、［００２３］、図１、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような現状に鑑み、廃タイヤリサイクルの第１段階として、廃タイヤ中から前述した多数本の金属ワイヤを選別除去する方法が提案されている（例えば特許文献１）。
特許文献１では、固定刃と回転刃を使用して廃タイヤ全体を破砕する際に、固定刃と回転刃の先端間に多数本の金属ワイヤの径より僅かに大きな間隙を形成しておき、この間隙に前記多数本の金属ワイヤを捕捉して、この金属ワイヤを切断せずに廃タイヤ本体のゴムのみを破砕することを意図している。しかしこの方法では、従来の機械的破砕と同様に、強固に密着した金属ワイヤとタイヤ本体のゴムが十分に分離できるとは考えられない。
従って本発明は、金属ワイヤが埋設された廃タイヤに対し、機械的手段以外にゴムを軟化させる手法も加えて、確実に金属ワイヤを廃タイヤから選別除去できる方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明方法は、複数本の金属ワイヤを埋設した廃タイヤから前記複数本の金属ワイヤを除去する方法において、前記複数本の金属ワイヤの周囲の前記タイヤ本体を軟化させ、前記複数本の金属ワイヤに力を加えて前記タイヤ本体から離脱させることを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法である。又本発明方法では、不活性ガス雰囲気中でタイヤ本体の軟化を行うことが望ましい。
又本発明装置は、不活性ガスが満たされたチャンバー、タイヤ本体の内向き先端部に複数本の金属ワイヤを埋設した廃タイヤを前記チャンバー内に固定する固定部、電磁波を発生させこの電磁波を前記複数本の金属ワイヤに照射する電磁波発生及び照射器、電磁波照射された前記複数本の金属ワイヤを保持しながらタイヤ本体を前記複数本の金属ワイヤの保持方向と逆方向に移動させる分離手段を有することを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去装置である。
【０００８】
以下本発明を詳細に説明する。
本発明は、機械的な力を加える前に複数本の金属ワイヤ及びその周囲のタイヤ本体のゴム状物質を軟化させ、前記複数本の金属ワイヤが容易にタイヤ本体から離脱できるようにすることを特徴とする。これにより金属ワイヤの選別除去の精度が格段に向上するとともに、コスト低下のメリットも生じる。なお本発明における金属ワイヤとは廃タイヤに埋設された金属ワイヤ群を意味し、本発明方法は好ましくはタイヤ本体の内向き先端部に埋設された金属ワイヤの除去を対象とするが廃タイヤの他の部分に埋設された金属ワイヤの除去に使用しても良い。
本発明におけるタイヤ本体の軟化手段には、電磁波照射やヒーター等による加熱などがある。電磁波照射による加熱は前記金属ワイヤ及びその周囲の狭い領域のみを選択的に加熱できるため経済的である。
このように軟化は実質的に加熱により行われるが、タイヤ本体から金属ワイヤを比較的容易に離脱させるためには、少なくとも４５０〜５００℃、好ましくは６００〜７００℃、より好ましくは約８００℃まで加熱することが望ましい。
【０００９】
電磁波には高周波（１ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）やマイクロ波（３００Ｈｚ〜３００ＧＨｚ）等が含まれるが、加熱により前述の温度まで達することができれば特に限定されない。
廃タイヤの加熱に際しては、タイヤの燃焼に配慮する必要がある。つまり通常タイヤを構成するゴム状物質は可燃性であり、ある温度以上に加熱すると発火する虞がある。一旦発火すると鎮火させることが困難で、多くの場合有毒ガスの発生を伴うため、加熱時の廃タイヤからの発火は回避しなければならない。比較的低温での加熱の場合には発火の可能性は低いが、高温になるほど発火の危険性は高くなる。
【００１０】
これを防ぐためには、加熱を不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。
不活性ガスには、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガスの他に、酸素濃度を低くした空気等が含まれる。窒素ガス、ヘリウムガス及びアルゴンガスを使用する場合には、廃タイヤを９００℃まで加熱しても発火は起こらない。
金属ワイヤとその周囲のゴム状物質を加熱して該ゴム状物質を軟化させると、金属ワイヤとゴム状物質を接合している接着剤も溶融して両者の密着力も低下する。
【００１１】
このようにタイヤ本体の金属ワイヤの周囲のゴム状物質を軟化させた後に、機械的な力を加えて前記金属ワイヤをタイヤ本体から離脱させる。該離脱は、金属ワイヤ周囲のゴム状物質が軟化して抜け易くなっているため、従来の機械的な離脱方法を使用して行うことができる。
軟化を不活性ガス雰囲気で行った場合には、同じ雰囲気中で離脱を行うことが望ましい。この場合には、例えば箱型のチャンバー内の底面に廃タイヤを固定し、底面近傍の廃タイヤの複数本の金属ワイヤに電磁波を照射してその周囲のゴム状物質を軟化させた後、ループ状の前記金属ワイヤの一点を底面側に向けて保持し、廃タイヤ全体を保持方向と逆方向つまり上方に向けて急激に引き上げると、前記複数本の金属ワイヤの束がタイヤ本体のゴム状物質から抜け出して前記１点保持した点で底面上に残り、それ以外の廃タイヤが上方に移動して、金属ワイヤが廃タイヤから離脱して除去される。
これ以外に、不活性ガス雰囲気で加熱して軟化した廃タイヤを前記雰囲気外に出してから離脱を行っても良い。高温で軟化したゴム状物質は比較的低温の雰囲気に露出されても暫くの間は同等の軟化状態に維持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る廃タイヤ内の金属ワイヤ除去装置の一例を添付図面に基づいて説明するが、これは本発明を限定するものではない。
【００１３】
図１Ａから図１Ｃは、金属ワイヤ除去装置を使用して廃タイヤ中の金属ワイヤを除去する工程を例示する概略断面図である。
図１Ａに示す通り、本例の金属ワイヤ除去装置１１は、上向きに開口する中空円筒型の下部本体１２とこれに対応する下向きの上部本体１３とから構成されている。下部本体１２内の底面には廃タイヤ１４が横向きに置かれ、この廃タイヤ１４の上下のドーナツ状内縁のそれぞれには環状の金属ワイヤ（図１Ｃの符号２３）が埋め込まれている。
【００１４】
下側の金属ワイヤの埋め込み箇所に対応する廃タイヤ１４の部分には、下向きＵ字状で先端が外向きに折り曲げられた押圧具１５の折り曲げ部が接触して、前記金属ワイヤ埋め込み部を下部本体１２の底面に強く押し付けている。下部本体１２の上端外縁部には外向きに環状の溝１６が形成され、この溝１６の中には水等の封止用液体１７が満たされている。前記上部本体１３内の天板には、下端側にフック１８が形成された係止杆１９の上端が固着されている。
この状態で前記上部本体１３を下降させると、この上部本体１３の下縁部が下部本体１２の溝１６内に進入し、図１Ｂに示す通り、溝内の封止用液体１７により金属ワイヤ除去装置１１内がシールされるとともに、前記１対の係止杆１９のフック１８がドーナツ状の廃タイヤ１４の上縁下面の内側に係止される。
【００１５】
次いで不活性ガス供給装置２０から窒素等の不活性ガスを金属ワイヤ除去装置１１内に供給すると、金属ワイヤ除去装置１１内の圧力が上がり、該装置１１内の既存空気が前記溝１６内の封止用液体１７を通って外部に導かれ、金属ワイヤ除去装置１１内が不活性ガス２１で置換される。その後、波動発生器２２で電磁波等を発生させ、この電磁波を、下部本体１２の底面側から前記廃タイヤ１４の金属ワイヤが埋設された箇所、特に下側の金属ワイヤ埋設部を中心に照射する。これにより廃タイヤの下部側の金属ワイヤの周囲の廃タイヤ１４を軟化させるとともに、金属ワイヤと廃タイヤ間の接着力を低下させる。
【００１６】
この状態で廃タイヤ１４の下側の金属ワイヤの周辺を前記押圧具１５で下部本体１２の底面に押え付けながら、上部本体１３を急速に上昇させる。すると、図１Ｃに示すように、下側の金属ワイヤ２３が押圧具１５で押さえつけられたまま廃タイヤ１４が上昇するので、下側の金属ワイヤ２３の周辺の軟化した廃タイヤ材料から金属ワイヤ２３が抜け落ちて該金属ワイヤ２３が下部本体１２の底面上に残り、この底面上の金属ワイヤ２３以外の廃タイヤ１４が係止杆１９とともに上昇して該金属ワイヤ２３が廃タイヤから除去される。
【００１７】
廃タイヤ中の金属ワイヤは環状の形態で埋設されているため、押圧具１５による押圧は１点支持で行っても良く、部分的にでも金属ワイヤ２３が廃タイヤ１４外に露出すれば、他の金属ワイヤ部分も廃タイヤ外に取り出される。
図１Ｃに示す係止杆１９とともに上昇した廃タイヤ１４には上側の金属ワイヤが残っているため、図１Ｃの廃タイヤ１４の上下を反転させて再度係止杆１９のフック１８に係止して、図１Ａ〜Ｃの操作を繰り返すと、廃タイヤ中の１対の金属ワイヤが除去できる。
【００１８】
次に本発明に係る廃タイヤ内の金属ワイヤ除去装置の他の例を図２Ａ及びＢに基づいて説明する。図２Ａは、金属ワイヤ除去装置の他の例を示す概略縦断側面図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ線縦断面である。
図１では廃タイヤに対して上向きの力を作用させて１対の金属ワイヤを別個に除去する例を示したが、本例では廃タイヤに対して横向きの力を作用させ、１対の金属ワイヤを同時に除去する。
【００１９】
金属ワイヤ除去装置３１は、箱型の本体３２内に連続的に廃タイヤ３３を供給しながら順次廃タイヤ３３に埋設された１対の金属ワイヤ３４を除去するように構成されている。本体３２内で廃タイヤ３３は側面側の支持具３５と油圧シリンダー３６間に固定され、本体３２の底板３７と若干の間隔が生じるように位置し、かつ廃タイヤ３３の上縁には、基端が本体３２内の天板に固定された押圧具３８の下端が接触している。更に廃タイヤ３３の１対の金属ワイヤ３４間には斜めにロッド３９が架け渡されて、前記金属ワイヤ３４を有する廃タイヤ部分を保持している。
このような構成から成る本体３２内には不活性ガス発生装置４０や不活性ガスボンベから窒素等の不活性ガスが供給され、更に波動発生器４１で電磁波等を発生させ、この電磁波を、本体３２内の前記廃タイヤ３３の金属ワイヤ３４が埋設された箇所に点線で示すように照射する。これにより廃タイヤの１対の金属ワイヤ３４の周囲の廃タイヤ３３を軟化させるとともに、金属ワイヤと廃タイヤ間の接着力を低下させる。
【００２０】
この状態で前記押圧具３８を押し下げると、廃タイヤ３３が下方に移動し、ロッド３９で保持されている金属ワイヤ３４が原位置に残り廃タイヤ３３から抜け落ちて金属ワイヤ３４以外の廃タイヤ３３が本体３２の底面上に下降する。
金属ワイヤ３４が除去された廃タイヤ３３Ａは走行ベルト４２上を図２Ａの矢示方向に走行して引き続くリサイクル工程へ供給される。
又前記本体３２内では残っている金属ワイヤを取り出し、次に処理する廃タイヤ３３を走行ベルト４２から搬入し、同じ操作を繰り返すようにする。
図２の例では廃タイヤ中の１対の金属ワイヤを１回の操作で除去でき、更に複数の廃タイヤを連続的に処理できるため、効率が向上する。
【００２１】
［実施例］
次に本発明に係る廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法の実施例を記載するが、本実施例は本発明を限定するものではない。
【００２２】
図１に示す金属ワイヤ除去装置を使用して廃タイヤ中の金属ワイヤの除去を行った。下部本体は内径９０ｃｍ、外径１００ｃｍ、高さ５０ｃｍの有底円筒形とし上縁に環状溝を形成し、この溝に水を満たした。上部本体は内径１０５ｃｍ、外径１１６ｃｍ、高さ３０ｃｍの有底円筒体を逆さまにして使用した。
廃棄された車体からタイヤ（内径２４ｃｍ、外径４５ｃｍ、厚さ１５ｃｍ）を取り出した。この廃タイヤの上下の内縁部にはそれぞれ直径約０．８ｍｍの金属ワイヤが約２０本束ねられていた。この廃タイヤを前記金属ワイヤ除去装置に収容した後、上部本体の下縁部を下部本体の溝に係合させ、更に上部本体の押圧具のフックを前記廃タイヤの上面の金属ワイヤに相当する部分に下から係合させた。
【００２３】
窒素ガスボンベ中の窒素ガスを金属ワイヤ除去装置内に供給して装置内を窒素ガス雰囲気に置換した後、２０〜３０ｋＨｚの電磁波を前記金属ワイヤ周辺の廃タイヤ表面に２０秒間照射した。その後、前記上部本体を約２ｃｍ／秒の速度で上昇させ、金属ワイヤを廃タイヤから分離した。
この廃タイヤの内部を観察したところ、その内縁部には金属ワイヤは残存しておらず、金属ワイヤが完全に除去されていた。
【００２４】
【発明の効果】
本発明方法は、複数本の金属ワイヤを埋設した、特に複数本の金属ワイヤがタイヤ本体の内向き先端部に埋設された（請求項５）廃タイヤから前記複数本の金属ワイヤを除去する方法において、前記複数本の金属ワイヤの周囲の前記タイヤ本体を軟化させ、前記複数本の金属ワイヤに力を加えて前記タイヤ本体から離脱させることを特徴とする廃タイヤ内の金属ワイヤ除去方法（請求項１）である。
本発明方法によると、除去対象の金属ワイヤ周辺の廃タイヤ部分を軟化させ、前記金属ワイヤを廃タイヤから離脱させるようにしていて、軟化した廃タイヤからの金属ワイヤの離脱は比較的容易に行うことができる。しかも通常金属ワイヤは環状の一体物であるため、金属ワイヤ全体に対応する廃タイヤ部分を軟化させる必要はなく、一点のみを軟化させその部分の金属ワイヤに外力を加えて一部の金属ワイヤを廃タイヤ離脱させれば、他の部分の金属ワイヤも自動的に離脱して廃タイヤからの金属ワイヤの除去が完了する。
【００２５】
タイヤ本体の軟化は通常加熱で行うが、加熱すると燃焼する虞があり、これを防止するためには前記軟化を不活性ガス雰囲気中で行えば良い（請求項２）。
前記加熱は電磁波の印加（請求項３）やヒーター（請求項４）により行えるが、電磁波の印加で行うと対象箇所のみを選択的に照射して加熱できるため、コスト的にも操作上も有利になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａから図１Ｃは、金属ワイヤ除去装置を使用して廃タイヤ中の金属ワイヤを除去する工程を例示する概略断面図。
【図２】図２Ａは、金属ワイヤ除去装置の他の例を示す概略縦断側面図、図２Ｂは図２ＡのＡ−Ａ線縦断面である。
【図３】通常の自動車用タイヤを示す断面図である。
【符号の説明】
１１  金属ワイヤ除去装置
１２  下部本体
１３  上部本体
１４  廃タイヤ
１５  押圧具
１８  フック
１９  係止杆
２０  ガス供給装置
２１  不活性ガス
２２  波動発生器
２３  金属ワイヤ
３１  金属ワイヤ除去装置
３２  本体
３３  廃タイヤ
３４  金属ワイヤ
３８  押圧具
４０  不活性ガス発生装置
４１  波動発生器
【図１】
2004223801.tif 000003
【図２】
2004223801.tif 000004
【図３】
2004223801.tif 000005