废旧轮胎处理方法

技术领域

本公开涉及一种废旧轮胎处理方法。

背景技术

传统上已知回收废旧轮胎的废旧轮胎处理方法。必须粉碎废旧轮胎以回收废旧轮胎。例如，专利文献1公开了使用具有旋转刀片的破碎装置使废旧轮胎破碎。

专利文献

专利文献1：日本特开2003-220349号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，当如上述传统技术中那样在具有刀片的粉碎机中使用刀片来粉碎废旧轮胎时，刀片可能不易于卡在废旧轮胎上，这可能不足以提高粉碎处理的效率。

因此，提供一种能够提高废旧轮胎的粉碎效率的废旧轮胎处理方法将是有帮助的。

用于解决问题的方案

本公开的废旧轮胎处理方法是一种可用于回收废旧轮胎的废旧轮胎处理方法，该方法包括：

在废旧轮胎上形成孔的孔形成处理，该孔是凹孔或通孔；以及

在孔形成处理之后执行的粉碎处理，该粉碎处理在具有刀片的粉碎机中使用刀片来粉碎废旧轮胎。

发明的效果

根据本公开，可以提供一种能够提高废旧轮胎的粉碎效率的废旧轮胎处理方法。

附图说明

在附图中：

图1是示出作为废旧轮胎的轮胎的一个示例的轮胎宽度方向截面图，该废旧轮胎可以是在根据所公开的实施方式之一的废旧轮胎处理方法中进行处理的对象；

图2是示出根据实施方式之一的废旧轮胎处理方法的流程图；

图3是示出在执行孔形成处理之后的废旧轮胎的侧壁部的状态的一个示例的示意性局部截面图；

图4是示出可以在粉碎处理中使用的粉碎机的一个示例的局部截面侧视图；以及

图5是图4中的粉碎机中的切割器的俯视图。

具体实施方式

根据本公开的废旧轮胎处理方法可以优选地用于回收任何类型的轮胎(诸如乘用车充气轮胎、用于卡车和巴士车的充气轮胎、以及用于工矿车辆的充气轮胎)的废旧轮胎。

下面参照附图来举例说明和描述根据本公开的废旧轮胎处理方法的实施方式。

附图之间共有的构件和部分具有相同的附图标记。在一些附图中，附图标记“RD”是指轮胎径向，附图标记“WD”是指轮胎宽度方向，附图标记“WDI”是指在轮胎宽度方向上的内侧(在轮胎宽度方向上靠近轮胎内腔的一侧)，附图标记“WDO”是指在轮胎宽度方向上的外侧(在轮胎宽度方向上远离轮胎内腔的一侧)。

首先将对废旧轮胎进行描述，其可以是在根据本公开的废旧轮胎处理方法中进行处理的对象。

图1是示出作为废旧轮胎的轮胎的一个示例的轮胎宽度方向截面图，该废旧轮胎可以是在根据所公开的实施方式之一的废旧轮胎处理方法中进行处理的对象。为了有利于说明，该废旧轮胎的构造被描述为处于该轮胎是新轮胎的状态。该废旧轮胎可以是任何类型的轮胎。本文中的“废旧轮胎”不仅包括用过的轮胎，而且包括由于其他原因而变得无用的轮胎。

将对图1的图示中的各个要素的位置关系等进行描述，其中假设轮胎处于轮胎安装在适用轮辋上并且填充有规定内压以没有负荷的状态下。

本文中的“适用轮辋”是诸如日本的日本汽车轮胎制造商协会(JATMA)年鉴、欧洲的欧洲轮胎和轮辋技术组织(ETRTO)标准手册或美国的轮胎和轮辋协会(TRA)年鉴的在生产或使用轮胎的区域中有效的工业标准中描述或未来将描述的适用尺寸下的认证轮辋(ETRTO标准手册中的“测量轮辋”、TRA年鉴中的“设计轮辋”)。然而，在这种工业标准中未描述的尺寸的情况下，轮辋是指具有与充气轮胎的胎圈宽度相对应的宽度的轮辋。除了当前尺寸之外，“适用轮辋”还包括在上述工业标准中将在未来描述的尺寸。“将在未来描述的尺寸”的示例包括在2013版ETRTO手册中描述为“FUTURE DEVELOPMENTS”的尺寸。

此外，“规定内压”是指如在JATMA年鉴等的上述工业标准中描述的对应于在适用尺寸和帘布层等级下的单个车轮的最大负荷能力的空气压力(最大空气压力)。在上述工业标准中未描述的尺寸的情况下，“规定内压”是指对应于为安装有轮胎的各车辆规定的最大负荷能力的空气压力(最大空气压力)。

如图1所示，作为废旧轮胎的轮胎1包括胎面部11、从胎面部11的轮胎宽度方向的两个端部向轮胎径向内侧延伸的一对侧壁部12、以及设置在各个侧壁部12的轮胎径向内侧的端部处的一对胎圈部13。胎面部11是轮胎1的一对接地端之间的轮胎宽度方向上的部分。胎圈部13是构造成当轮胎1安装在轮辋上时与轮胎径向内侧和轮胎宽度方向外侧的轮辋接触的部分。

轮胎1具有从胎面部11的轮胎宽度方向的两个端部向轮胎径向内侧延伸的一对胎侧部16。胎侧部16包括侧壁部12和胎圈部13。

轮胎1还包括设置在胎圈部13上的一对胎圈芯13a和一对胎圈填料13b、在一对胎圈部13之间延伸的胎体14、以及相对于胎体14的胎冠部配置在轮胎径向外侧的带束15。更具体地，胎体14跨设在一对胎圈部13的胎圈芯13a之间，并且以环状延伸穿过一对侧壁部12和胎面部11。上述侧壁部12是指相对于至少带束15在轮胎径向内侧的部分和相对于胎圈部13在轮胎径向外侧的部分。轮胎1具有在胎面部11上沿例如轮胎周向和/或轮胎宽度方向延伸的槽11a。轮胎1还可以在面向轮胎内腔的内表面上具有内衬。

每个胎圈芯13a包括被橡胶涂层包围的一根或多根胎圈线。胎圈线可以由例如金属(例如钢)单丝或绞合线形成。各个胎圈填料13b均相对于对应的胎圈芯13a定位在轮胎径向外侧。胎圈填料13b由例如橡胶制成。胎圈填料13b可以由多个(例如，两个)胎圈填料部构成。

胎体14由至少一个(在图1的示例中为一个)胎体帘布层构成。每个胎体帘布层包括一个或多个胎体帘线和胎体帘线所涂覆的涂层橡胶。胎体帘线可以由例如单丝或绞合线形成。胎体帘线可以由聚酯纤维、尼龙、人造丝、芳族聚酰胺等构成的有机纤维形成，或者可以由金属(例如钢)形成。

带束15由至少一个(在图1的示例中为两个)带束层构成。每个带束层包括一个或多个带束帘线和带束帘线所涂覆的涂层橡胶。带束帘线可以由例如单丝或绞合线形成。带束帘线可以由金属(例如，钢)形成，或者可以由聚酯纤维、尼龙、人造丝、芳族聚酰胺等构成的有机纤维形成。

图1的示例中的轮胎1相对于轮胎赤道面CL是对称的。换言之，在该轮胎1的构造中，相对于轮胎赤道面CL在轮胎宽度方向上的一侧的部分的构造与在轮胎宽度方向上的另一侧的部分的构造相同。然而，轮胎1的构造相对于轮胎赤道面CL可以是不对称的。

下面参照图2至图5描述根据实施方式之一的废旧轮胎处理方法。

图2是示出根据实施方式之一的废旧轮胎处理方法的流程图。图3是示出在执行孔形成处理之后的废旧轮胎的侧壁部的状态的一个示例的示意性局部截面图。图4是示出可以在粉碎处理中使用的粉碎机的一个示例的局部截面侧视图。图5是图4中的粉碎机中的切割器的俯视图。

如图2所示，该实施方式的废旧轮胎处理方法依次包括孔形成处理(步骤S101)、切割处理(步骤S102)和粉碎处理(步骤S103)。

根据该实施方式的废旧轮胎处理方法可以被用于回收废旧轮胎。换言之，根据该实施方式的废旧轮胎处理方法可以用于回收形成废旧轮胎的相应材料(例如通过例如粉碎废旧轮胎而分离并获得所述材料)。

(孔形成处理)

在该实施方式中，首先在孔形成处理中在废旧轮胎上形成作为凹孔或通孔的孔(步骤S101)。

如上所述，本实施方式的废旧轮胎处理方法中的待处理的废旧轮胎，即准备的用于执行孔形成处理的废旧轮胎可以是用过的轮胎，也可以是由于其他原因(例如，诸如在产品测试处理中被确定为劣质产品的原因)而变得无用的轮胎。

如在图3中举例说明的，在该实施方式中，待在废旧轮胎上形成的孔20可以是凹孔21或通孔22。本文中的“通孔”是指穿透废旧轮胎的任何部分的孔。“凹孔”是指不穿透废旧轮胎的孔，换言之，没有穿透并且有底的凹部(凹陷)。本文中的“孔”是指凹孔或通孔，换言之，包括凹孔和通孔两者。本文中的“孔形成”是指形成上述孔(换言之，设置孔)，并且因此形成上述凹孔或通孔(换言之，设置凹孔或通孔)。也就是说，“孔形成”包括形成凹孔和形成通孔两者。

图3示出了下述示例：在根据该实施方式的孔形成处理中，两个孔20(大致半球形的凹孔21和圆柱形的通孔22)接近地形成在作为废旧轮胎的轮胎1中的胎侧部16的侧壁部12上。然而，在孔形成处理中形成的孔20的形状、配置位置、数量、类型等具有优选的示例，这些示例在下文中描述，但不具体限制。

为了回收废旧轮胎，废旧轮胎需要被粉碎。为了粉碎废旧轮胎，例如使用诸如下述的示例的粉碎机30中的刀片30a(参见图4和图5)来执行粉碎。然而，在这种情况下，在该粉碎处理中，刀片30a不容易卡在废旧轮胎的表面上，因此作为粉碎处理中的生产效率的粉碎效率可能不会充分提高或可能降低。

因此，执行在废旧轮胎上形成孔20的孔形成处理(其为本实施方式中的主处理的粉碎处理的预处理)使得粉碎机30中刀片30a更容易卡在废旧轮胎的该孔20上。刀片30a以卡住位置为起始点切入废旧轮胎中以开始并促进粉碎。也就是说，本实施方式的废旧轮胎处理方法包括在粉碎处理之前在作为废旧轮胎的轮胎1上形成孔20的孔形成处理(这将在下文中进行描述)，并因此能够提高废旧轮胎的粉碎效率。

在孔形成处理中形成孔的手段和方法没有特别限制。

例如，为了形成凹孔21，可以使用挖勺等。为了形成通孔22，例如可以将有底的圆筒形夹具推入废旧轮胎中(其中夹具的底部位于近侧)，或者通过使用作为无底的圆筒形夹具的中空杆，在制造穿透废旧轮胎的圆筒形切口之后，可以挤出该切口内部的橡胶等。可以使用公知或可商购的手段、方法和包括夹具的工具来执行孔形成。可以手动执行或者可以使用专用机器等执行孔形成。

存在一种如下的情况(未示出)：例如作为电子设备的通信装置(诸如由IC芯片和天线构成的RF标签)或另一电子设备可以设置在作为废旧轮胎的轮胎1(参见图1和图3)的内部或表面上。在这种情况下优选的是，在上述孔形成处理中，当在废旧轮胎上执行孔形成时(即，在形成孔时)，该通信装置或电子设备与废旧轮胎的通过孔形成而移除的部分一起与孔形成同时被完全移除。这可以降低在随后的粉碎处理中获得的材料质量由于与形成废旧轮胎的材料不同的材料的意想不到的混合而劣化的可能性。这还可以移除该通信装置或电子设备而不造成损坏，这使得能够重复利用该通信装置或电子设备本身，或者毫无问题地读取该通信装置或电子设备中记录的信息。上述“作为废旧轮胎的轮胎1的内部或表面”是指面向外部的轮胎外表面和/或面向轮胎内腔的轮胎内表面。上述“由IC芯片和天线构成的RF标签”通常也称为射频识别(RFID)标签。此外，上述“电子设备”是指包括电子部件的装置。

如在图3举例说明的，在孔形成处理中，孔20优选地形成在作为废旧轮胎的轮胎1(参见图1)的胎侧部16上。在这种情况下，孔20更优选地形成在一对胎侧部16中的每一者上，胎侧部16位于作为废旧轮胎的轮胎1的轮胎宽度方向两侧。

例如，在轮胎1中，相对于具有相对厚的规格(gauge)和通常大的凹凸(诸如槽11a)的胎面部11，上述示例中的粉碎机30中的刀片30a不易于卡在具有相对薄且柔软的规格和不太大的局部凹凸的胎侧部16上。因此，在孔形成处理中，在废旧轮胎的胎侧部上形成孔20也使得刀片30更容易卡在该胎侧部上，这更加促进废旧轮胎的粉碎，并因此更加提高废旧轮胎的粉碎效率。在废旧轮胎的轮胎宽度方向两侧的胎侧部中的每一者上形成孔20的情况使得刀片30a更容易在更多的位置处卡在废旧轮胎上，这更加提高了废旧轮胎的粉碎效率。

如上所述，从更高效地提高废旧轮胎的粉碎效率而在轮胎1的更柔软的部分上形成孔20的角度来看，在孔形成处理中，孔20更优选地形成在作为废旧轮胎的轮胎1(参见图1)的胎侧部16的相对于胎圈部13中的胎圈芯13a位于轮胎径向外侧的位置处，并且进一步优选地形成在轮胎宽度方向上的每一侧的该位置处。

从相同的角度来看，孔20更优选地相对于包括胎圈芯13a和胎圈填料13b的胎圈部13形成在轮胎径向外侧的位置处，即，形成在侧壁部12上，并且进一步优选地形成在轮胎宽度方向上的两侧的侧壁部12中的每一者上。

然而，在孔形成处理中，孔20不必形成在上述部分上。

在孔形成处理中形成的孔20(图3中的凹孔21和通孔22中的每一者)优选地在废旧轮胎的表面上具有200mm

然而，孔20的该开口面积可以小于200mm

此外优选的是，在孔形成处理中形成的孔20是凹孔21，并且凹孔21的容积是2000mm

然而，即使孔20是凹孔21，容积也可以小于2000mm

此外在孔形成处理中，优选地在废旧轮胎上总共形成多个孔20。在孔形成处理中，在废旧轮胎上总共形成的多个孔20增加了粉碎机中的刀片容易卡住的位置数量，这更加提高了废旧轮胎的粉碎效率。

然而，在孔形成处理中，可以在废旧轮胎上形成仅一个孔20。

在孔形成处理中形成的孔20的形状(换言之，废旧轮胎的被孔20移除的部分的形状)没有特别限制。在图3所示的示例中，大致半球形的(即，球的一部分)凹孔21和圆柱形的通孔22形成在作为废旧轮胎的轮胎1上。然而，凹孔21和通孔22不必具有这些形状。凹孔21的形状可以是例如椭球体的一部分、诸如立方体或长方体的多面体的一部分、或其他形状。通孔22的形状可以是椭圆柱、诸如四棱柱的棱柱或其他形状。

在孔形成处理中形成的孔20的类型也没有特别限制。在孔形成处理中，可以在一个废旧轮胎上形成仅一个或多个凹孔21，可以在一个废旧轮胎上形成仅一个或多个通孔22，或者如在图3中举例说明的，可以在一个废旧轮胎上形成一个或多个凹孔21和一个或多个通孔22两者。

如图3的示例所示，当在孔形成处理中形成的孔20是凹孔21时，该凹孔21优选地不形成在废旧轮胎的表面的面向轮胎内腔的轮胎宽度方向内侧WDI的轮胎内表面上，而是形成在废旧轮胎的表面的面向外部的轮胎宽度方向外侧WDO的轮胎外表面上。在下述的粉碎处理中，粉碎机中的刀片不易于进入废旧轮胎的轮胎内腔侧。因此，与凹孔21形成在废旧轮胎的轮胎内表面上的情况相比，在废旧轮胎的轮胎外表面上形成凹孔21更加提高了粉碎效率。

(切割处理)

在该实施方式中，随后在切割处理中，对废旧轮胎进行切割以分离成两个或更多个部分(步骤S102)。在下述的粉碎处理(步骤S103)之前执行切割处理(步骤S102)。

根据该实施方式的废旧轮胎处理方法包括在粉碎处理之前执行的切割处理，对废旧轮胎进行切割以分离成两个或更多个部分的切割处理例如在下文中描述的示例中减小了作为待放入粉碎机30中的粉碎目标的废旧轮胎或其一部分的尺寸，这也减小了粉碎所需的能量，因此更加提高了粉碎效率。

当在本实施方式中被处理的废旧轮胎是用于卡车和巴士车的轮胎或更大的轮胎、特别是诸如用于工矿车辆的轮胎的大型或超大型轮胎时，包括在粉碎处理之前执行的切割处理，对废旧轮胎进行切割以分离成两个或更多个部分的切割处理(即，在粉碎处理之前执行切割处理)对于提高粉碎效率而言是特别高效的。

切割处理中切割的手段和方法没有特别限制。例如，可以通过公知的或市售的切割器切割废旧轮胎。

在切割处理中，废旧轮胎的切割方式没有特别限制。然而，从易于切割并因此提高切割效率等的角度来看，废旧轮胎优选地至少沿轮胎宽度方向被切割以在轮胎周向上分离成两个或更多个部分。

在切割处理中，废旧轮胎被切割和分离成的部分的数量没有特别限制，只要数量为两个或更多个(即，被分离成两个或更多个)即可。然而，从提高切割效率等的角度来看，部分的数量优选地为2至16个、更优选地为4至16个、进一步优选地为4至8个。特别地，当废旧轮胎是诸如用于工矿车辆的轮胎的超大型轮胎时，该数量优选地为8至32个、更优选地为16至32个。

在该实施方式中，如图2所示，在孔形成处理之后执行切割处理。也就是说，在该实施方式中，在粉碎处理之前并在孔形成处理之后执行切割处理。

与在孔形成处理之前执行切割处理的情况相比，在孔形成处理之后执行将废旧轮胎分离成两个或更多个部分的切割处理更加促进了孔形成处理中的工作，并且因此提高了孔形成处理的效率。

然而，可以在孔形成处理之前执行切割处理。特别地，当废旧轮胎是诸如用于工矿车辆的轮胎的超大型轮胎时，在孔形成处理之前执行的切割处理可以容易地提高孔形成处理的效率。

(粉碎处理)

在该实施方式中，随后在粉碎处理中，在具有刀片的粉碎机中使用刀片来粉碎废旧轮胎(步骤S103)。在上述孔形成处理(步骤S101)之后执行粉碎处理(步骤103)。更具体地，在该实施方式中，在上述孔形成处理(步骤S101)和切割处理(步骤S102)之后执行粉碎处理(步骤103)。

该实施方式的废旧轮胎处理方法包括在孔形成处理之后执行的粉碎处理，即在具有刀片的粉碎机中使用刀片来粉碎废旧轮胎的粉碎处理。因此，高效地执行了废旧轮胎的粉碎，并且最终废旧轮胎可以被细微地粉碎，这使得已经形成废旧轮胎的相应的材料和部分更容易被再次利用，并且因此使得废旧轮胎能够被回收。

图4和图5示出了可以在根据该实施方式的粉碎处理中使用的公知的粉碎机的一个示例。然而，可以在粉碎处理中使用的粉碎机不必是在下文中举例说明的粉碎机。粉碎机可以是具有任何构造的粉碎机，只要它具有用于粉碎废旧轮胎的刀片即可。“用于粉碎废旧轮胎的刀片”是指能够切碎和粉碎废旧轮胎的刀片。

如图4所示，该示例的粉碎机30在该示例中具有互相面向彼此旋转的四个旋转切割器31至34。如图4和图5所示，相应的旋转切割器31、32、33和34分别具有旋转轴311、321、331和341以及多个旋转刀片部312、322、332和342，旋转轴311、321、331和341在这些相应的切割器之间具有互相平行的旋转轴线，多个旋转刀片部312、322、332和342围绕这些相应的旋转轴设置并且沿着旋转轴的旋转轴线方向配置。在该示例中，相应的旋转刀片部312、322、332和342分别具有6片刀片312a、322a、332a和342a(在本文中，也统称为“刀片30a”)，刀片具有在从上述旋转轴线方向观察的轴线方向上的视图中沿旋转方向向前突出到这些旋转刀片部外侧的末端。如图5所示，相应的旋转刀片部(例如，旋转刀片部312的刀片312a和旋转刀片部322的刀片322a)被配置成使得相应的侧表面互相夹合成互相具有预定的微小间隙35。

使用上述刀片30a(312a、322a、332a和342a)将该示例中的放入粉碎机30中的废旧轮胎切碎和粉碎。更具体地，在该示例中的放入粉碎机30中的废旧轮胎被上述刀片30a(312a、322a、332a和342a)切碎和粉碎。

在本实施方式中，可以分几个阶段执行粉碎处理中的粉碎。换言之，粉碎处理可以包括多个粉碎处理，例如初级粉碎处理(破碎处理)、次级粉碎处理(本粉碎处理)等，以将废旧轮胎顺次粉碎成更细微的碎片。

在本实施方式中，也可以在粉碎处理后执行其他处理，例如将粉碎后的细微碎片分离成橡胶和金属的分离处理。

以上描述了本公开的示例性实施方式，并且可以在不脱离权利要求的范围的情况下进行各种改变。

产业上的可利用性

根据本公开的废旧轮胎处理方法可以优选地用于回收任何类型的轮胎(诸如乘用车充气轮胎、用于卡车和巴士车的充气轮胎、以及用于工矿车辆的充气轮胎)的废旧轮胎。

附图标记说明

1轮胎

11 胎面部

11a槽

12 侧壁部

13 胎圈部

13a胎圈芯

13b胎圈填料

14 胎体

15 带束

16 胎侧部

20 孔

21 凹孔

22 通孔

30 粉碎机

31、32、33、34旋转切割器

311、321、331、341旋转轴

312、322、332、342旋转刀片部

30a、312a、322a、332a、342a刀片

35 间隙

CL 轮胎赤道面

RD 轮胎径向

WD 轮胎宽度方向

WDI轮胎宽度方向内侧

WDO轮胎宽度方向外侧