説明

リサイクルのための金属繊維をクリーニングする方法

本発明の分野は、材料の回収又はリサイクル、特にタイヤのリサイクルである。具体的に、本発明は、1つは固定した1つは回転移動可能である少なくとも2つの同軸の錐状体と前記移動可能な錐状体を動かすための手段とを含む金属繊維クリーニング装置に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の分野は、材料の回収及びリサイクル、特にタイヤのリサイクルに関する。
【背景技術】
【0002】
タイヤのリサイクルは、多くの開発の対象となる周知の課題である。
【0003】
年間に生産されるおよそ400,000トン(すなわち3千万本の磨耗したタイヤ)のうち、60,000トンはリトレッドされ、80,000トンは異なる外見に生まれ変わり、30,000トンは焼却され、著しい数がサイロ上で所定の場所を覆うのに使用され、45,000トンのみがリサイクルされることが公知である。したがって、ほとんど185,000トンがゴミ捨て場で終わり、ここでの火災のリスクは無視できない。
【0004】
タイヤは、200よりも多い構成要素を含み、それらは5つの群に分けられる:
− 天然ゴム、大型輸送車タイヤのトレッドの主な構成要素。
− 合成ゴム、自動車タイヤのトレッドの本質的な要素。
− カーボンブラック及びシリカ、特に耐摩耗性を改善するために補強材として使用される。
− 織物及び骨組みのベルト部及びビードワイヤを構成する金属のケーブル。
− 様々な化学薬品。
ゴムはタイヤのおよそ75%を有し、織物はおよそ15%を有し、金属繊維はおよそ10%を有する。このことは、タイヤのみから年間に回収され得る金属の重量という概念を与える。
【0005】
タイヤは、カレンダリングなどの方法を使用して、接着剤なしで組み立てられ、カレンダリングは、2つの大きな直径のローラ同士の間の圧縮により、ゴムの薄い層にケーブルを組み込む。
【0006】
タイヤは、例えばセメント工場において焼却されることができる。
【0007】
継続的な開発には、凝結体(aggregate)の形でゴムをリサイクルすることが挙げられる。この点において、使用の例として以下に言及することができる。
− 車輪及びキャスタ(タイヤ及び中実の車輪(トロリー、ローラーブレード等)
− 遊び場のための安全な表面及びエッジの加工
− スポーツの地面(テニスコート、陸上競技場、ゴルフコース(地面と混ぜられる等)、馬術の地面(調教場、走路等))
− 遮音(騒音防止障壁)
− 路盤
− 磨耗層
− 屋根材(目詰め材等)
− 内装表面被覆(タイル、補強カーペット等)
− 道路標識及び付属品(スピードバンプ(speed bump)、縁石等)
− 多孔質排水パイプ
− 動物(馬、牛、犬等)用敷物
− 及び様々な他の使用
・ 車での使用(ブレーキライニング(brake lining)、ハンドル、フロントガラスのワイパ等)
・ 電車及び路面電車(tramway)
・ 履物
・ 新しいタイヤの製造
・ ウォータースポーツ(足ひれ、シュノーケル等)
・ レジャー装置(カメラ、カバー等)
・ 高速道路のフィルタ排水
・ 事務用品及び事務用設備(イスの背もたれ等)
【0008】
現在、磨耗タイヤは2つの方法によって回収される。
− タイヤがセメント工場において炉内で使用されることのできるように、およそ10cm×10cmにサイズ設定される小さな切れ端(チップ)にタイヤを小さくするために回転式裁断機を使用して粉砕する。
− これらの小さな切れ端(チップ)を、3つの部分の混合物を得ることを可能にする押し出しプレスに通す。
・ ゴム粉末
・ 織物繊維
・ 及びスチール薄片(flake)
次いで、これら3つの部分が分離される。
【0009】
本発明は、極めて強く、高い品質のスチールによって概ね構成される第3の部分に関する。
【0010】
先に述べたように、金属又は織物のケーブルは、2つの大きな直径のローラ同士の間の圧縮により、ゴムの薄い層内にカレンダリングによってタイヤの内部に組み込まれる。この非常に高い圧力の圧縮の結果、ケーブル要素とゴム要素との間に非常に強い凝集がもたらされる。
【0011】
タイヤの回収の過程の間に、“チップ”を押し出しプレスに通した結果、分離後にスチール自体にしっかりと付着される織物繊維及びゴムを未だに多く含むスチール薄片が得られる。
【0012】
現状では、スクラップのこれらの薄片は、製鋼所で精練するのに適さない。したがって、製鋼所でスチールをリサイクルすることができる前に、およそ90〜100%の(つまり、織物繊維及びゴムのない)スチールの塊を得るために当該薄片をクリーニングすることが必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】米国特許第5624078号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
スチール繊維の極めて良好なせん断加工に基づいて種々の方法が提案されてきたが、それにもかかわらず、汚染材料(織物繊維及びゴム)がスチール繊維に接着され続け、依然として精練するのに適さないままであるという理由で、当該方法は比較的期待はずれであることが分かっている。したがって、簡易でありかつ高価でなく、結果として製鋼所で精練するのに適した回収されるスチール繊維の生産をもたらす、タイヤの回収から生じるスチール繊維をクリーニングするための装置が必要であることが理解される。
【0015】
このことは、本発明の目的のうちの1つである。
【課題を解決するための手段】
【0016】
本発明は、汚染されたスチール繊維をこすることであって、例えばタイヤのリサイクルから生じるスチールの場合において、織物繊維及びゴムの両方又は一方などの、前記スチール繊維に接着する全ての又は少なくとも大部分の汚染生成物を摩擦によりスチール繊維から取り除くために、固い壁の上で汚染されたスチール繊維をこすることに基づく。
【0017】
したがって、本発明の主題は、
− 少なくとも2つの同軸の錐状体であって、
第1の錐状体又はステータが固定され、
第2の錐状体又はロータは、
ステータの寸法よりも小さな寸法を有し、
ステータ内部に位置決めされ、
2つの錐状体に共通な中心軸線回りの回転によって移動可能であり、
ステータの内壁及びロータの外壁は、
互いに接触せず、
ステータの内壁及びロータの外壁の間において、それ自体が同軸の錐状断面を有する自由な間隙を構成し、
ステータ及びロータの下方ベースとステータ及びロータの上方表面とがそれぞれ、同じ側に位置される、
錐状体と、
− 金属繊維、特にスチール繊維、極めて特にタイヤリサイクルから生じるスチール繊維をクリーニングするためのロータを動かす手段と、
を具備する装置の使用にある。
【0018】
特許文献1は或る装置を説明し、当該装置を用いてロータ上に固定されるブレードを使用してタイヤを小片に切断することができる。次いで、スチールが磁気分離器で取り出される。
【0019】
特許文献1の装置では、製鋼所において許容できるように金属繊維をクリーニングすることができない。実際には、この装置の生産のときに汚染されたスチール繊維が得られ、汚染されたスチール繊維は本発明による装置で用いる原材料にすぎない。
【0020】
したがって、2つの錐状体がそれらの共通の中心軸線に沿って共に入れ子になり、当該錐状体の大きいベース同士と小さいベース同士とがそれぞれ同じ側に置かれ、したがって、当該2つの錐状体はこれら同士の間で間隙を形成し、当該間隙の上方開口(クリーニングされる原材料を受け取ることを目的としている)は下方開口(精製された材料が脱出することを可能にすることを目的としている)よりも大きいことが理解される。
【0021】
本発明によれば、ステータは800mm〜3,200mm、好ましくは900mm〜3,000mmで構成される高さを有することができる。
【0022】
同様に本発明によれば、ステータは、下方円形ベースであって、当該ベースの直径が650mm〜2,800mm、好ましくは750mm〜2,600mmで構成される下方円形ベースを有することができる。
【0023】
本発明の特定の実施形態によれば、ステータの壁は、鉛直方向に対して15度〜45度、好ましくは20度〜40度で構成される角度を形成することができる。
【0024】
本発明のさらなる特定の実施形態によれば、ステータの壁は、直線的でなく、下部及び上部を有し、当該下部と当該上部との間において170度〜179度、好ましくは174度〜176度で構成される角度を形成することができる。
【0025】
本発明のこの特定の実施形態によれば、ステータの壁の下部は、ステータの全体の高さの15%〜35%、好ましくは20%〜30%を有することができる。
【0026】
本発明のその上のさらなる特定の実施形態によれば、ロータの壁は、鉛直方向に対して5度〜25度、好ましくは10〜120度で構成される角度を形成することができる。
【0027】
最後に、本発明により使用される装置のさらなる特定の実施形態によれば、ロータの下方ベース(小さなベース)の直径とステータの下方ベース(小さなベース)の直径との間の比率は、0.82〜0.99、好ましくは0.90〜0.95で構成されることができる。
【0028】
したがって、本発明によれば、ロータの下方ベースは、530mm〜2,750mm、好ましくは615〜2,580mmで構成される直径を有することができる。
【0029】
本発明によれば、ロータを動かす任意の手段を使用することができる。例えば、モータ、任意選択には減速ギヤが設けられるモータについて言及することができ、前記モータは場合により、電動機又は熱機関である。ロータはさらに、空気式の手段によって駆動されることができる。本発明によれば、ロータを動かす手段は電動機が好ましい。
【0030】
本発明によれば、ロータは、45〜100rpm、好ましくは60〜85rpmで構成される速度で動かされることができる。
【0031】
本発明によれば、ステータ/ロータ組立体が精製した材料が通過するための構成を有するならば、ステータ/ロータ組立体はベースに置かれることができる。
【0032】
本発明によれば、組立体は片持ちであることが好ましい。この構成において、組立体は任意の固定手段によって横方向に固定されることが理解される。好ましくは、この構成において、ロータの駆動手段が装置組立体の上部に位置される。
【0033】
本発明によれば、ロータは、内部が中実又は中空の錐状体であることができる。実用上の理由で、ロータは、内部が中空である錐状体である。
【0034】
当然ながら、当業者は、ステータ及びロータの両方又は一方の壁を生成するのに適した材料をどのように使用するかを知るであろう。本発明による装置は、その機能によって印加される応力に耐えることができさえすればよく(摩擦への抵抗、圧力、腐食、酸化等)、その結果、好ましくは、当業者は工作機械の分野で一般的に使用される材料、例えばスチール、特にステンレススチール又はカーボンスチールなどを使用することになる。したがって、本発明によれば、同時に若しくは互いに独立して又はその両方で、ステータ及びロータの壁の両方又は一方は、スチール、特にステンレススチール又はカーボンスチールから作られることができる。本発明によれば、好ましくは、ステータ及びロータの壁の両方又は一方は、スチールから作られることができる。
【0035】
本発明の変形例によれば、ステータ壁は、コンクリートから作られることができる。この特定の構成において、ステータ及びロータの壁は同じ材料から作られず、ロータの壁は、スチール、特にステンレススチール又はカーボンスチールから作られることができる。
【0036】
使用される材料の尺度(gauge)に関して、この場合も先と同様に、当業者には、ステータ及びロータそれぞれの寸法とステータ及びロータが受けなくてはならない応力とに係るステータ及びロータを構成する壁の厚さを判断するのは、困難ではないであろう。
【0037】
本発明によれば、例えば、同時に若しくは互いに独立して又はその両方で、ステータ及びロータを構成する壁は、10mm〜200mm、好ましくは15mm〜100mmで構成される厚さを有することができる。
【0038】
最後に、同時に又は互いに独立して、壁のそれぞれは、単一の部分又はいくつかの部分から構成されることができる。当業者は、前記壁であって、摩擦の結果として磨耗の影響を受けしたがって定期的に交換されなければならない壁が、壁を交換する必要のあるときに、容易に解体されるいくつかの部分になっていることが好ましいことを理解する。前記壁を構成する部分の数は、本発明の本質的な要素ではない。当業者は、引き起こされる応力により、部分の数をどのように適合させるかを知るであろう。
【0039】
同時に又は互いに独立して、ステータの内壁及びロータの外壁は滑らか又はリブ付きであることができる。好ましくは、ステータの内壁及びロータの外壁はリブ付きであり、このことはさらに良好な摩擦を提供する。ステータの内壁及びロータの外壁がリブ付きならば、リブは、有利には、材料の下向きの流れを容易にするために鉛直方向に指向される。
【0040】
本発明のさらなる主題は、
金属繊維、特にスチール繊維、極めて特にタイヤリサイクルから生じるスチール繊維をクリーニングする方法であって、
以前に説明されたような装置を使用し、
クリーニングされる原材料が本発明による装置のステータとロータとの間に構成される間隙内部に上方開口を通して導入されるときに、ロータが70rpmの速度での回転によって駆動され、
少なくとも精製された材料が、装置の下部において、ステータとロータとの間に構成される間隙の下方開口を離れる際に収集され、
前記材料が、クリーニングされる原材料の表面から取り除かれた汚染の残留物と混ぜ合わされる可能性がある
方法である。
【0041】
最後に、本発明の主題は、本発明による装置の使用であって、
前記装置は、錐状体の形をしたステータ及びロータとロータの駆動手段とを具備し、
前記錐状体は、共通の中心鉛直軸線に沿って共に入れ子であり、
− 前記ステータは、
950mmの高さを有し、
800mmの下方ベースを有し、
前記ステータの壁は、
15mmの厚さのスチールから作られ、
直線的ではなく、
鉛直方向に対して20度の角度を有し、高さ200mmに達する下部と、
下部と接触し、鉛直方向に対して25度の角度を有し、高さ750mmに達する上部と
を有し、
当該上部及び下部の間において、上部及び下部は175度の角度を形成し、
− 前記ロータは、
1,000mmの高さを有し、
750mmの下方ベースを有し、
前記ステータの壁は、
15mmの厚さのスチールから作られ、
直線的であり、
鉛直方向に対して25度の角度を形成する、
装置の使用である。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明による装置を示す線図。
【発明を実施するための形態】
【0043】
本発明は、添付された図1を参照しつつ、さらに良好に理解される。
【0044】
図1は、ステータ(10)、ロータ(11)及びロータの駆動手段(12)を有する本発明による装置を示す。
【0045】
ステータとロータとの間に構成される間隙(15)の上方開口(13)及び下方開口(14)が見られることができる。
【0046】
示されている装置において、さらに、ステータの壁は直線的ではなく、下部において155度の角度(α)を有することが明らかである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
装置の使用であって、
− 少なくとも2つの同軸の錐状体であって、
第1の錐状体又はステータが固定され、
第2の錐状体又はロータが、
ステータの寸法よりも小さな寸法を有し、
ステータ内部に位置決めされ、
2つの錐状体に共通な中心軸線回りの回転によって移動可能であり、
ステータの内壁及びロータの外壁が、
互いに接触せず、
ステータの内壁及びロータの外壁の間において、それ自体が同軸の錐状断面を有する自由な間隙を構成し、
ステータ及びロータの小さいベースとステータ及びロータの大きいベースとがそれぞれ、同じ側に位置される、
錐状体と、
− 金属繊維、特にスチール繊維、極めて特にタイヤリサイクルから生じるスチール繊維をクリーニングするためのロータを動かす手段と、
を具備する装置の使用。
【請求項2】
ステータの壁が直線的であり、又は直線的でない、
請求項1に記載の使用。
【請求項3】
ステータの壁が、鉛直方向に対して15度〜45度、好ましくは20度〜40度で構成される角度を有する、
請求項2に記載の使用。
【請求項4】
ステータの壁が、
直線的でなく、
下部及び上部を有し、
当該下部と当該上部との間において170度〜179度、好ましくは174度〜176度で構成される角度を形成する、
請求項2に記載の使用。
【請求項5】
ステータの壁の下部が、ステータの全体の高さの15%〜35%、好ましくは20%〜30%を有する、
請求項2〜4の一に記載の使用。
【請求項6】
ロータの壁が、鉛直方向に対して5度〜25度、好ましくは10〜120度で構成される角度を有する、
請求項1〜5の一に記載の使用。
【請求項7】
ロータの小さなベースの直径とステータの小さなベースの直径との間の比率が、0.82〜0.99、好ましくは0.90〜0.95で構成される、
請求項1〜6の一に記載の使用。
【請求項8】
ロータを動かす手段が、電動機、熱機関又は空気式の手段である、
請求項1〜7の一に記載の使用。
【請求項9】
ロータが45〜100rpm、好ましくは60〜85rpmで構成される速度で動かされる、
請求項1〜8の一に記載の使用。
【請求項10】
同時に若しくは互いに独立して又はその両方で、ステータ及びロータの壁の両方又は一方が、スチール、特にステンレススチール又はカーボンスチールから作られる、
請求項1〜9の一に記載の使用。
【請求項11】
同時に若しくは互いに独立して又はその両方で、ステータ及びロータの壁の両方又は一方が、10mm〜200mm、好ましくは15mm〜100mmで構成される厚さを有する、
請求項1〜10の一に記載の使用。
【請求項12】
同時に又は互いに独立して、ステータ及びロータの壁の両方又は一方が、滑らか又はリブ付きであり、好ましくはリブ付きであり、極めて好ましくは鉛直方向リブ付きである、
請求項1〜11の一に記載の使用。
【請求項13】
金属繊維、特にスチール繊維、極めて特にタイヤリサイクルから生じるスチール繊維をクリーニングする方法であって、
請求項1〜12のいずれか一項に記載の装置を使用し、
クリーニングされる原材料が本発明による装置のステータとロータとの間に構成される間隙内部に上方開口を通して導入されるときに、ロータが45〜100rmp、好ましくは60〜85rmpで構成される速度での回転によって駆動され、
少なくとも精製された材料が、装置の下部において、ステータとロータとの間に構成される間隙の下方開口を離れる際に収集され、
前記材料が、クリーニングされる原材料の表面から取り除かれた汚染の残留物と混ぜ合わされる可能性がある
方法。
【請求項14】
前記装置が、錐状体の形をしたステータ及びロータとロータの駆動手段とを具備し、
前記錐状体が、共通の中心鉛直軸線に沿って共に入れ子であり、
− 前記ステータが、
950mmの高さを有し、
800mmの下方ベースを有し、
前記ステータの壁が、
15mmの厚さのスチールから作られ、
直線的ではなく、
鉛直方向に対して20度の角度を有し、高さ200mmに達する下部と、
下部と接触し、鉛直方向に対して25度の角度を有し、高さ750mmに達する上部と
を有し、
当該上部及び下部の間において、上部及び下部は175度の角度を形成し、
− 前記ロータが、
1,000mmの高さを有し、
750mmの下方ベースを有し、
前記ステータの壁が、
15mmの厚さのスチールから作られ、
直線的であり、
鉛直方向に対して25度の角度を形成する、
請求項1〜12の一に記載の装置による使用。

【図1】
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【公表番号】特表2011−525416(P2011−525416A)
【公表日】平成23年9月22日(2011.9.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−510018(P2011−510018)
【出願日】平成21年5月19日(2009.5.19)
【国際出願番号】PCT/FR2009/000578
【国際公開番号】WO2009/150321
【国際公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【出願人】(508319440)
【Fターム(参考)】