从报废轮胎中回收胎圈束组件的方法

技术领域

本发明涉及一种从报废轮胎中回收胎圈束组件的方法。本发明还涉及一种从报废轮胎中取出的胎圈束组件及其应用。

背景技术

全球每年约有10亿条报废轮胎。报废轮胎的回收利用对于保护环境和自然资源以实现可持续发展具有重要意义。

子午线轮胎通常包括胎面、至少一个带束层、至少一个胎体层和一对胎圈，其中带束层和胎体层由钢丝帘线或聚酯帘线增强，胎圈由胎圈环增强，胎圈环由一根钢丝或缠绕成束的一组钢丝形成。

回收利用方式之一是回收利用橡胶，通过将报废轮胎的橡胶转化为新材料、燃料或再生橡胶来回收利用。

另一种回收利用方式是回收利用轮胎，将轮胎翻新成新轮胎。报废轮胎的胎面被去除，并重建新的胎面，从而回收利用轮胎。

第三种回收利用方式是回收利用胎圈钢丝，将胎圈钢丝从轮胎中抽出以回收利用钢材。胎圈钢丝回收利用后，轮胎的橡胶也可以回收利用。

CN107553778公开了一种从报废轮胎中抽出胎圈钢丝的方法。胎圈钢丝被抽出并由此卷绕在抽拉辊上，然后将卷绕的胎圈钢丝从抽拉辊移除。轮胎的胎圈钢丝作为废钢丝进行处理，以回收利用钢材。

我们仍然希望有更多的回收利用方式来优化报废轮胎的价值。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种报废轮胎的新的回收利用方式。

本发明的第一目的是提供一种从报废轮胎中回收胎圈束组件的方法。

本发明的第二目的是提供一种从报废轮胎回收的胎圈束组件。

本发明的第三目的是提供一种由回收的胎圈束组件增强的轮胎。

根据本发明的第一方面，提供一种从报废轮胎中回收胎圈束组件的方法，其中报废轮胎包括胎体帘布层和一对胎圈束组件，每个胎圈束组件包括带有或不带有织物覆盖层的胎圈环，胎体帘布层从每个胎圈束组件向外反包，从而形成一对胎体帘布层反包部(turn-up)，胎体帘布层和一对胎圈束组件嵌入在橡胶中，该方法包括以下步骤：

#10选择具有轮胎标识的报废轮胎；

#30取出胎圈束组件，该胎圈束组件上保留有或不保留有橡胶层，胎圈束组件无塑性变形；

#50至少通过轮胎标识来标识每个胎圈束组件；

#70存放胎圈束组件。

本发明提供了一种回收利用报废轮胎的新解决方案，特别是本发明提供了一种回收利用胎圈束组件的解决方案。本发明不是回收利用报废轮胎的胎圈束组件的胎圈钢丝的现有技术，本发明回收利用胎圈束组件并优化报废轮胎的价值。胎圈环的胎圈钢丝通常涂有青铜，以促进与橡胶的粘合。然而，当从胎圈钢丝回收利用钢时，难以去除青铜涂层中的铜和锡，这使得从胎圈钢丝回收利用的钢中含有不期望的铜和锡杂质，结果，由回收利用的钢制成的线材具有较差的拉拔能力，从而由回收利用的钢制成的线材不能重新用于增强轮胎的钢丝，进而从胎圈钢丝回收利用的钢的再利用受到限制。本发明解决了该缺点。将胎圈束组件回收利用用于新轮胎的本发明节省了能源并优化了报废轮胎的价值。

轮胎标识对于本发明来说非常关键。轮胎具有各种尺寸和结构，并且不同的轮胎可能具有不同的胎圈束组件。回收利用的胎圈束组件应被重新用于与回收胎圈束组件的原始轮胎具有相同尺寸和结构的新轮胎。因此轮胎标识非常重要。回收操作前应记录轮胎标识，并将轮胎标识置于回收的胎圈束组件上。这确保能够正确重新使用回收的胎圈束组件。轮胎标识至少包括轮胎尺寸、胎面花纹和轮胎品牌的信息。在步骤#50中，可以通过印有轮胎标识信息的粘性标签或带有轮胎标识信息的二维码或预先设置有轮胎标识信息的射频标识标牌，将轮胎标识置于回收的胎圈束组件上。

根据本发明，从报废轮胎中取出胎圈束组件可以通过两个主要步骤来实现，其中一个步骤是粗切以取出包含胎圈束组件的部分，并且另一个步骤是精确切割以去除多余的橡胶，直到胎圈束组件上保留的橡胶符合预定要求。替代地，通过直接精确切割的一个主要步骤可以实现从报废轮胎中取出胎圈束组件，该直接精确切割直接从报废轮胎中回收其上保留有预定橡胶层的胎圈束组件。当然，在胎圈束组件上不保留有橡胶层也可用于本发明。

因此，步骤#30包括子步骤：

#32从报废轮胎中切出胎圈束组件，其中预定橡胶层保留在胎圈束组件上。

替代地，步骤#30包括子步骤：

#34从报废轮胎中切出包含胎圈束组件的部分，其中胎圈束组件被橡胶覆盖层包裹；

#36将橡胶覆盖层减薄至预定的橡胶层厚度。

根据本发明，步骤#32、#34或#36通过以下之一进行：水射流切割、激光切割、振动切割机、线锯、带锯、圆锯、片锯、高压气体喷射、喷砂、或其组合。步骤#34和步骤#36可以通过相同或不同的方式来执行。这些方式的选择取决于特定轮胎和胎圈束组件的构造以及胎圈束组件上保留的橡胶层的需求。

确保步骤#30的操作(包括其子步骤)不会给胎圈束组件带来任何塑性变形。

步骤#34的切割可以从靠近胎圈束组件的轮胎部分开始。替代地，步骤#34的切割可以从轮胎的肩部位置开始。

优选地，步骤#34的切割通过子步骤实现：

#34a，其中切割穿过胎体帘布层反包部，以将包含胎圈束组件的部分与报废轮胎分离。

替换地，步骤#34的切割通过子步骤实现：

#34b，其中切割沿着胎体帘布层反包部和胎圈束组件之间的部分，并进一步朝向胎圈束组件穿过胎圈填充件，以将包含胎圈束组件的部分与报废轮胎分离。

对于本发明，优选在步骤#30之后在胎圈束组件上保留薄橡胶层，这将有助于胎圈束组件与新轮胎的橡胶的粘合性能。优选地，保留在胎圈束组件上的橡胶层的厚度不大于3mm。

根据本发明，步骤#30之后是以下步骤：

#40将胎圈束组件的以下几何特性中的一项或多项与规格进行比较：轮辋座处的胎圈直径、宽度、高度、胎圈角度和圆度；

#46抛弃超出规格的任何胎圈束组件，同时保留符合规格的胎圈束组件。

上述步骤#40用于通过将胎圈束组件的几何特性与规格(即，轮胎的胎圈束组件的规格)进行比较来识别在新轮胎中进一步再利用的胎圈束组件的质量。该过程可以通过任何现有的非破坏性方法(例如X射线测量)来完成。保留符合规格的胎圈束组件以供进一步处理。

可选地，步骤#40之后是以下步骤：

#42核实胎圈束组件的机械性能。

该过程也可用于识别在新轮胎中进一步再利用的胎圈束组件的质量。该过程可以通过任何现有的非破坏性方法来完成。保留符合规格的胎圈束组件以供进一步处理。替代地，步骤#42可以在步骤#40之前完成。

通常，对于PCR轮胎，胎圈束组件具有胎圈环，胎圈环上没有织物覆盖层；对于TBR轮胎，大多数胎圈束组件具有带有织物覆盖层的胎圈环，而只有少数TRR轮胎具有仅带有胎圈环而无织物覆盖层的胎圈束组件。

如果胎圈束组件包括带有织物覆盖层的胎圈环，则步骤#40或步骤42之后是步骤：

#44核实织物覆盖层是否有任何损坏，当原织物覆盖层损坏时，去除原织物覆盖层并施加新的织物覆盖层。

替代地，步骤#44可以在步骤#40或步骤42之前完成。

重建有新的织物覆盖层的胎圈束组件被保留以供进一步处理。

优选地，步骤#50之后是步骤：

#60在胎圈束组件的橡胶层上或胎圈束组件上施加粘合促进层。

当回收的胎圈束组件上保留有橡胶层时，将粘合促进层施加在橡胶层上。当回收的胎圈束组件上没有保留橡胶层时，将粘合促进层施加到胎圈束组件上。

施加粘合促进层用于提高胎圈束组件与新轮胎橡胶的粘合性能。优选地，粘合促进层为厚度小于2mm的胶水或橡胶溶液。所述胶水可以是用于促进钢材或织物与橡胶之间或者橡胶与橡胶之间的粘合的任何一种现有胶水，例如用于促进钢材与橡胶之间的粘合的Chemlok胶水。粘合促进层可以通过手动或自动刷涂来施加。

从报废轮胎中取出的回收的胎圈束组件优选存放在受控温度小于28度和受控湿度小于55％的环境中。

对于本发明，报废轮胎是指该轮胎是旧轮胎。当然，本发明也可用于新轮胎。胎体帘布层包括至少一个胎体层，该胎体层是由钢丝帘线或聚酯帘线或其他增强元件增强的橡胶层。胎圈束组件可以是任何一种现有的胎圈束组件。胎圈束组件包括一个或多个胎圈环，包括多个胎圈环。胎圈环可以是任何一种现有的胎圈环。例如，胎圈环由一根金属丝或钢丝或者缠绕成束的一组金属丝或钢丝形成。胎圈填充件是本领域已知的，其与胎圈束组件连接。

根据本发明的第二方面，提供了一种制造轮胎的方法，其中所述轮胎包括一对胎圈束组件，根据任一上述方法从报废轮胎中回收一对胎圈束组件中的至少一个胎圈束组件。

根据本发明的第三方面，提供一种根据任一上述方法从报废轮胎回收的胎圈束组件。

根据本发明的第四方面，提供了根据任一上述方法从报废轮胎回收的胎圈束组件在新制轮胎中的用途。

根据本发明的第五方面，一种轮胎包括一对胎圈束组件，所述一对胎圈束组件中的至少一个胎圈束组件是根据任一上述方法从报废轮胎回收的。

附图说明

图1描述了报废轮胎的横截面。

图2描述了一种从报废轮胎中取出包含胎圈束组件的部分的方法。

图3描述了从报废轮胎中取出包含胎圈束组件的部分的另一种方法。

图4a至图4b描述了回收的胎圈束组件的横截面。

具体实施方式

选择报废轮胎。图1显示了报废轮胎的横截面。轮胎100包括胎体帘布层105和一对胎圈束组件110，胎体帘布层105从每个胎圈束组件110向外反包，从而形成一对胎体帘布层反包部，因此胎体帘布层反包部为胎体帘布层105的一部分，该部分从转向部分开始到胎体帘布层105的端部，胎体帘布层105和一对胎圈束组件110嵌入在轮胎110的橡胶中。与每个胎圈束组件110对应地设置有胎圈填充件115。

记录轮胎标识，轮胎标识至少包括轮胎尺寸、胎面花纹和轮胎品牌。生成二维(QR)码用于检测信息。

通过切割机或水射流切割来切割出被橡胶覆盖层包裹的每个胎圈束组件110。该过程是通过切割穿过胎体帘布层反包部以将包含胎圈束组件110的部分与轮胎分离来完成的，如图2中的线A所示。当然，替代地，该过程可以通过沿着胎体帘布层反包部和胎圈束组件110之间的部分切割，并且进一步朝向胎圈束组件110切割穿过胎圈填充件115以将包含胎圈束组件110的部分与轮胎分离来完成，如图3中的线B所示。

通过水射流切割将橡胶覆盖层减薄至预定的橡胶层厚度，从而去除胎圈束组件110上多余的橡胶，且不会导致胎圈束组件110发生塑性变形。该过程用于控制保留在胎圈束组件110上的橡胶以符合预定要求，即，不超过3mm，不要太多。将橡胶层的沿着胎圈束组件的周向方向的最厚厚度视为橡胶层的厚度。橡胶层厚度的测量是测量从橡胶层表面到胎圈束组件表面的最短距离。图4a示出了在胎圈环400上具有薄橡胶层405的一个回收的胎圈束组件的横截面。图4b示出了包括胎圈环400和在其上保留有薄橡胶层405的织物覆盖层410的回收的胎圈束组件的另一实施例的横截面。如果仅织物覆盖层存在任何损伤而胎圈束组件无塑性变形，则应从胎圈束组件移除织物覆盖层，并在胎圈束组件上设置新的织物覆盖层。可选地，在胎圈束组件上可以不保留有任何橡胶层。

替代地，可以通过水射流切割直接从报废轮胎中回收具有或不具有薄橡胶层的胎圈束组件。

将回收的胎圈束组件的以下一项或多项几何特性与规格进行比较：轮辋座处的胎圈直径、宽度、高度、胎圈角度和圆度；抛弃超出规格的任何胎圈束组件，同时保留符合规格的胎圈束组件。对于具有矩形胎圈环或六角形胎圈环的胎圈束组件，还应比较胎圈束组件的对称性。可选地，核实胎圈束组件的机械性能。这是为了进一步确保胎圈束组件具有适用于在新轮胎中再利用的正确尺寸和/或足够的强度。

在薄橡胶层的表面上施加粘合促进层。如果胎圈束组件上没有保留橡胶层，则将粘合促进层施加到胎圈束组件的表面上。粘合促进层为厚度小于2mm的胶水或橡胶溶液。将粘合促进层的沿着回收的胎圈束组件的周向方向的最厚厚度视为粘合促进层的厚度。粘合促进层的厚度的测量是测量从粘合促进层的表面到橡胶层的表面的最短距离，或者在没有保留橡胶层的情况下测量从粘合促进层的表面到胎圈束组件的表面的最短距离。

然后给合格的回收的胎圈束组件设有粘性标签，该粘性标签带有包含轮胎标识的二维码，并将合格的回收的胎圈束组件存放在受控温度小于28度且受控湿度小于55％的环境中，为新轮胎制造做好准备。