金属ゴム分離方法および金属ゴム分離装置
【課題】金属要素とゴム要素とから構成される構成体の要素ごとの分離および回収を簡易に行わせることができる方法および装置を提供する。
【解決手段】高圧液体を噴射可能なノズル装置３０を用い、金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体１５を要素ごとに分離して回収する方法であり、構成物１５に対してノズル装置３０から高圧液体を噴射させ、高圧液体の衝突力によりゴム要素を破砕して金属要素から分離させる破砕ステップと、分離されたゴム要素および金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、高圧液体の噴射圧力がゴム要素を破砕可能である一方で金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定される。
【解決手段】高圧液体を噴射可能なノズル装置３０を用い、金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体１５を要素ごとに分離して回収する方法であり、構成物１５に対してノズル装置３０から高圧液体を噴射させ、高圧液体の衝突力によりゴム要素を破砕して金属要素から分離させる破砕ステップと、分離されたゴム要素および金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、高圧液体の噴射圧力がゴム要素を破砕可能である一方で金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆うゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源を有効利用するための様々な方法やシステムが考案されている。効果的な再資源化を図るためには、その対象が材料ごとに分離されることが望ましい。複数の材料から構成される構成物として、例えば建設機械などに装着されるゴムクローラがある。ゴムクローラは、金属要素とゴム要素とからなり、補強材として設けられるリング状の鋼線と、鋼線の内側に等間隔で配置された芯金と、芯金を覆うカバーゴムとから構成される。ゴムクローラは、ゴムが鋼線および芯金に対して直接的に接着成形されることから、材料ごとの分離が難しい構成体の一つとされている。
【０００３】
このようなゴムクローラの再資源化方法として、例えば、裁断したゴムクローラを溶融炉に投入し、芯金や鋼線を鉄鋼原料としてリサイクルするとともにカバーゴムを熱リサイクルする方法や、裁断したゴムクローラを路盤材として流用する方法などがある。また、ゴムクローラを裁断して埋立処理することもある。なお、ゴムクローラを裁断するための装置として、ギロチンシャーやディスクカッターなどがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、ゴムクローラのような材料ごとの分離の難しい構成体をリサイクルするにあたっては、材料ごとに分離させないままで処理する方法に頼っており、結果として効果的な再資源化が行われていない。しかも、ゴム材を熱リサイクルさせる場合には、燃焼時に発生する硫黄酸化物等が十分に除去される必要があるため、処理可能な溶融炉が限られており、処分量に限界がある。また、路盤材としての流用も需要量からみて処分量に限界があり、埋立処理も処分場の容量からみて持続可能な方法とはいえない。
【０００５】
また、ゴムクローラは、建設機械への装着時にエンジン出力を受けて回転するスプロケットに内周面を噛合させているとともに、転輪を介して車両重量ならびにスラスト荷重が直接的にかかる。このような製品としての特性から、芯金には強固な材料が採用されて簡単に裁断できない。しかしながら、従来の方法によると、溶融炉のサイズに合った適当なサイズになるまで、あるいは埋立処理のために小片になるまでゴムクローラを裁断する必要があるため、裁断工数が多く、多大な時間とコストが費やされている。しかも、上記のような裁断装置で芯金を裁断すると、大きな機械騒音や振動が発生し、カバーゴムから多量の粉塵が発生する。このような問題を生じさせずに、ゴムクローラの裁断工数を削減可能な方法が求められている。
【０００６】
このような問題に鑑み、本発明は、金属要素とゴム要素とから構成される構成体の要素ごとの分離および回収を簡易に行わせることができる方法や装置を提供し、このような構成体の効果的な再資源化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明に係る金属ゴム分離方法は、高圧液体を噴射可能なノズル装置を用い、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離して回収する方法であって、構成物に対してノズル装置から高圧液体を噴射させ、高圧液体の衝突力によりゴム要素を破砕して金属要素から分離させる破砕ステップと、分離されたゴム要素および金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、高圧液体の噴射圧力がゴム要素を破砕可能である一方で金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定される。また、破砕ステップと同時に、高圧液体とともに防錆剤を構成体に噴射する防錆材噴射ステップを含むことが好ましい。なお、この構成体を、金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、ゴム要素として芯金および鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラとしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る金属ゴム分離装置は、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離するゴム分離装置であって、構成体を支持する支持部材と、液体を加圧して吐出する高圧水発生装置と、支持部材により支持された構成物に対向して設けられて高圧水発生装置から供給される高圧液体を噴射可能なノズル装置を１つ以上有した噴射装置とから構成され、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により構成体のゴム要素のみを破砕するように構成される。
【０００９】
また、高圧水発生装置により、ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力が１８０ＭＰａ以上に設定されるように液体が加圧されることが好ましい。また、構成体を、金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、ゴム要素として芯金および鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る金属ゴム分離方法によると、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により外方に露出するゴム要素が破砕され、金属要素と分離されて要素ごとに回収される。また、高圧液体の衝突力で破砕するため、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されていても簡単に分離させることができる。このようにゴム要素を金属要素から分離して回収できるため、再資源化させる場面が広がる。このとき、ゴム要素が破砕される一方、金属要素は傷つけられないため、金属要素については原料としてリサイクルされるにとどまらず、そのまま再利用させることも可能になり、より効果的な再資源化を図ることができる。
【００１１】
また、防錆材混入液を高圧液体として使用することにより、再利用が見込まれる金属要素の発錆を抑制し、資源価値を損なわせることがない。さらに、構成体をゴムクローラとした場合であっても、ゴムを芯金と鋼線とから分離することができ、カバーゴムを効果的に燃料としてリサイクルでき、芯金の再利用が図られる。
【００１２】
本発明に係る金属ゴム分離装置によると、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により外方に露出するゴム要素が破砕され、金属要素と分離されて要素ごとに回収される。また、高圧液体の衝突力で破砕するため、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されていても簡単に分離させることができる。このようにゴム要素を金属要素から分離して回収できるため、再資源化させる場面が広がる。このとき、ゴム要素が破砕される一方、金属要素は傷つけられないため、金属要素については原料としてリサイクルされるにとどまらず、そのまま再利用させることも可能になり、効果的に再資源化させることができる。
【００１３】
また、ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力を１８０ＭＰａ以上に設定することにより、構成体に対して適切な距離をおいて高圧液体を噴射すると、ゴム要素の破砕を確実に行えるとともに金属要素を傷つけることがない。また、構成体をゴムクローラとした場合、ゴムを芯金と鋼線とから分離でき、カバーゴムを効果的に燃料としてリサイクルできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に全体構成の概略を示す分離装置１は、図６に示すゴムクローラ１５を金属要素とゴム要素とに分離するために供され、帯状のゴムクローラ１５を載置する支持部材５と、支持部材５に載置されたゴムクローラ１５に高圧水を噴射するための噴射装置３と、噴射装置３に高圧水を供給する高圧水発生装置２と、噴射装置３から噴射される高圧水に防錆材を混入させるための防錆材供給装置４とから構成される。さらに、この分離装置１には、ゴムクローラ１５を裁断するための裁断装置６が備えられる。
【００１５】
ゴムクローラ１５は、例えばショベルカー等の建設機械に装着されており、リング状の骨格を形成する芯金１６と、芯金１６を覆うカバーゴム１８と、カバーゴム１８の内部に補強部材として設けられる鋼線１７，１７，…とから構成され、芯金１６および鋼線１７からなる金属要素と、カバーゴム１８からなるゴム要素から構成される。なお、ゴムクローラ１５が建設機械に装着される場合、エンジン出力を受けて回転するスプロケットにより駆動されるとともに、転輪を介して車両重量並びにスラスト荷重が直接的にかかる。したがって、芯金１６は、内周面１５ａに突出する突起１６ａ．１６ａを有する複数の芯金成形部品を等間隔に配置してリング状に成形されている。個々の芯金成形部品に形成された突起１６ａが所定間隔ごとに内周面１５ａに向けて突出し、この突起１６ａが転輪に噛み合うようにしてゴムクローラ１５が装着される。カバーゴム１８は、このような芯金１６の外周側に鋼線１７，１７，…が巻き付けられた状態で直接的に接着成形される。
【００１６】
支持部材５は、載置台の上面にゴムクローラ１５を載置可能になっており、リング状のゴムクローラ１５の１箇所を幅方向に裁断して帯状にすれば、そのゴムクローラ１５の全面を支持可能なサイズになっている。なお、支持部材５の下方周囲には、上面が開放された箱状のゴム回収部１２が設けられている。
【００１７】
噴射装置３は、高圧水を噴射する破砕用ノズル装置３０と、破砕用ノズル装置３０を矢印Ｒに示すように回転運動させるための回転機構３７と、破砕用ノズル装置３０を矢印Ｘ，Ｙに示すようにスライド移動させるためのスライド機構３８と、破砕用ノズル装置を矢印Ｚに示すように上下移動させるための上下移動機構３９とから構成される。
【００１８】
破砕用ノズル装置３０は、高圧水吸入口３０ａおよび防錆剤吸入口３０ｃが設けられたヘッド部３１と、所定径φ（例えば、0.6mm）の噴射口３０ｂが設けられた２つの噴射部３２，３２とが図示しないスイベルジョイントを介して連結されて構成される。ヘッド部３１は、高圧水吸入口３０ａと防錆剤吸入口３０ｃとを連通するとともに内部を貫通する通路３１ａが形成されている。噴射部３２がヘッド部３１に連結されると、ヘッド部３１の通路３１ａと噴射部３２の内部に形成された図示しない通路とが連通し、高圧水吸入口３０ａと、噴射口３０ｂ，３０ｂとが連通する。また、２つの噴射部３２，３２は、鉛直線Ｚに対して所定の投射角度θ（例えば１０°程度）をつけて外側に向けてヘッド部３１に取り付けられる。
【００１９】
高圧水発生装置２は、ポンプ２１と、ポンプ２１の吸入口２１ａに取り付けられた吸入ホース２２と、一端がポンプ２１の吐出口２１ｂに繋がれて他端が破砕用ノズル装置３０の高圧水吸入口３０ａに繋がれた吐出ホース２５とから構成される。ポンプ２１が駆動されると、吸入ホース２２を介して吸入口２１ａからポンプ２１に水が供給され、所定流量Ｑ（例えば、毎分１６リットル）の高圧水が吐出口２１ｂから吐出され、この高圧水が吐出ホース２５により導かれ、破砕用ノズル装置３０に供給される。
【００２０】
防錆剤供給装置４は、コンプレッサ４１と、防錆剤を貯留する防錆剤貯留タンク４２と、一端がコンプレッサの吐出口４１ａに繋がれて他端が破砕用ノズル装置３０の防錆剤吸入口３０ｃに繋がれた防錆剤供給ホース４５と、防錆剤貯留タンク４２と防錆剤供給ホース４５とを繋ぐ配管４４と、この配管４４に介設されて供給される防錆剤を定量調整する定量供給フィーダ４３とから構成される。コンプレッサ４１が駆動されると、定量供給フィーダ４３により調整されて防錆剤供給ホース４５に導かれた所定量の防錆剤が、コンプレッサ４１により圧送されて破砕用ノズル装置３０に供給され、ヘッド部３１の通路３１ａ内で高圧水に混入される。定量供給フィーダ４３により、高圧液体への防錆材の混入立が０．５〜１．０％になるように供給量の調整が行われる。
【００２１】
また、ポンプ２１と、回転機構３７と、スライド機構３８と、上下移動機構３９と、コンプレッサ４１とは、コントローラ１１により作動制御される。
【００２２】
このような分離装置１において、ゴムクローラ１５の被噴射面１５Ａと、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂ，３０ｂとの間隔（スタンドオフ距離）が所定の値ｄに設定される。なお、ポンプ２１により吐出される流量Ｑと、噴射口３０ｂの径φとから、噴射口３０ｂから噴射される高圧水の噴射圧力Ｐが求められる。さらに、この噴射圧力Ｐと流量Ｑとから、高圧水によりゴムクローラの被噴射面１５Ａに作用する衝突力（水動力）Ｆが求められる。この衝突力Ｆは、スタンドオフ距離が大きくなると減衰する。また、流量Ｑは、時間当たりの作業量に影響し、破砕に必要な衝突力Ｆが発揮されるか否かは、噴射圧力Ｐは、破砕のための衝突力Ｆが得られるか否かに影響する。本実施例においては、噴射圧力Ｐが２００ＭＰａになるように流量Ｑおよび径φが設定されている。
【００２３】
また、図３に示すように、裁断装置６は、高圧水を供給する高圧水発生装置７と、高圧水を噴射する噴射装置８と、噴射装置８から噴射される高圧水に研磨剤を混入させるための研磨剤供給装置９とから構成されたアブレシブジェット装置になっており、回転機構３７を除いて分離装置１と同様の構成になっている。また、裁断装置６には、噴射装置８の裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂと所定間隔で対向する支持部材１０が備えられており、この支持部材１０にリング状のゴムクローラ１５が支持される。
【００２４】
支持部材１０は、リング状のゴムクローラ１５を係止して支持可能に構成されている。高圧水発生装置７は、ポンプ７１と、ポンプ７１の吸入口７１ａに繋がれた吸入ホース７２と、一端がポンプ７１の吐出口７１ｂに繋がれた吐出ホース７５とから構成される。噴射装置８は、高圧水を噴射する裁断用ノズル装置８０と、裁断用ノズル装置８０をスライド移動させるためのスライド機構８８と、裁断用ノズル装置８０を上下移動させるための上下移動機構８９とから構成される。裁断用ノズル装置８０は、高圧水吸入口８０ａおよび研磨剤吸入口８０ｃが設けられたヘッド部材８１と、噴射口８０ｂが設けられた噴射部８２とから構成される。ヘッド部材８１は、高圧水吸入口８０ａと研磨剤吸入口８０ｃとを連通するとともに内部を貫通する通路８１ａが形成されている。噴射部８２は、内部を貫通する通路８２ａが形成されている。噴射部８２がヘッド部材８１に連結されると、ヘッド部材８１の通路８１ａと噴射部８２の通路８２ａが連通し、高圧水吸入口８０ａと噴射口８０ｂとが連通する。高圧水吸入口８０ａには、高圧水発生装置７の吐出ホース７５の他端が繋がれる。研磨剤供給装置９は、コンプレッサ９１と、研磨剤を貯留する研磨剤貯留タンク９２と、一端がコンプレッサ９１の吐出口９１ａに繋がれて他端が裁断用ノズル装置８０の研磨剤吸入口８０ｃに繋がれた研磨剤供給ホース９５と、研磨剤貯留タンク９２と研磨剤供給ホース９５とを繋ぐ配管９４と、この配管９４に介設されて供給する研磨剤を定量調整する定量供給フィーダ９３とから構成される。また、裁断用ポンプ７１と、スライド機構８８と、上下移動機構８９と、コンプレッサ９１とは、コントローラ１１により作動制御される。
【００２５】
このように構成される裁断装置６において、支持部材１０にゴムクローラ１５が支持されると、噴射口８０ｂは、ゴムクローラ１５と対向する。コントローラ１１による裁断用ポンプ７１、スライド機構８８およびコンプレッサ９１の作動制御により、後述するように、リング状のゴムクローラ１５が裁断されて帯状になる。
【００２６】
以下、このような分離装置１および裁断装置６を用いたゴムクローラ１５の金属要素とゴム要素とを分離する方法について説明する。外部より搬送されたゴムクローラ１５が、裁断装置６の支持部材１０に支持される。次いで、コントローラ１１により上下移動機構８９を作動制御し、上方に退避した状態の裁断用ノズル装置８０を下方に移動させ、噴射口８０ｂとゴムクローラ１５との距離を適切に設定する。さらに、コントローラ１１により裁断用高圧水発生装置７および研磨剤供給装置９が作動制御され、裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂから研磨剤が混入された高圧水が噴射される。研磨剤が混入された高圧水の圧力は、１００ＭＰａ程度になるように、ポンプ８１の吐出流量および裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂの径が設定されている。高圧水が噴射されることにより、ゴムクローラ１５には所定の運動エネルギーが作用し、カバーゴム１８が切断されるとともに、芯金１６および鋼線１７，１７，…も切断される。さらに、コントローラ１１によりスライド機構８８が作動制御され、裁断用ノズル装置８０の噴射部８２がスライド移動する。このとき、裁断用ノズル装置８０は、ゴムクローラ１５の幅方向に移動する。このため、予め定められた裁断用ノズル装置８０の運動が終了すると、リング状のゴムクローラ１５が裁断されて帯状になる。さらに、コントローラ１１により上下移動機構８９が作動制御され、裁断用ノズル装置８０が上方に退避した状態になる。
【００２７】
帯状になったゴムクローラ１５は、所定の搬送手段により、分離装置１の支持部材５に支持される。まず、ゴムクローラ１５の内周面１５ａが被噴射面１５Ａとされて破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂと対向される。
【００２８】
ゴムクローラ１５が分離装置１の支持部材５に支持されると、次いで、コントローラ１１により上下移動機構３９が作動制御され、上方に退避した状態の破砕用ノズル装置３０を下方に移動させ、スタンドオフ距離を適切に設定する。さらに、コントローラ１１により高圧水発生装置２および防錆剤供給装置４が作動制御され、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆剤が混入された高圧水が噴射される。コントローラ１１は、防錆剤が混入された高圧水の圧力が、噴射時において２００ＭＰａ程度になるように、破砕用ポンプ２１を作動制御する。高圧水が噴射されることにより、ゴムクローラ１５には、所定の衝突力Ｆが作用する。このような圧力設定により、カバーゴム１８は衝突力を受けて破砕される。また、破砕用ノズル装置３０の投射角度θは、鉛直線Ｚに対して外側に向けられている。このため、破砕されて小片となったカバーゴム１８は、この投射角度θに応じて吹き飛ばされ、支持部材５の下方に位置するゴム回収部１２に回収される。カバーゴム１８の破砕により、カバーゴム１８の内部の芯金１６および鋼線１７が露出する。しかしながら、上記圧力設定（衝突力設定）により、芯金１６および鋼線１７に高圧水が噴射されても破砕されることはない。また、芯金１６に防錆材が衝突することにより防錆皮膜が形成される。
【００２９】
また、コントローラ１１によるスライド機構３８の作動制御により、破砕用ノズル装置３０が、ゴムクローラ１５の被噴射面１５Ａの上方を万遍無く全般に渡って移動する。また、スライド移動の移動速度は、被噴射面に作用する衝突力や、カバーゴム１８の材質、カバーゴム１８の厚さに応じて予め設定され、この予め設定された移動速度で破砕用ノズル装置３０がスライド移動することにより、ゴムクローラ１５の外周面１５ｂに露出していたカバーゴム１８の全てが破砕される。さらに、鉛直線Ｚに対して所定の投射角度θがつけられていることから、側面１５ｃ，１５ｃについても、厚さ方向に対して所定長さだけ外面に露出するカバーゴム１８が破砕される。スライド機構３８の作動制御が終了すると、上下移動機構３９が再び作動制御され、破砕用ノズル装置３０が上方に退避した状態になる。
【００３０】
次いで、外周面１５ｂが被噴射面１５Ａとされて破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂと対向するように、改めてゴムクローラ１５が分離装置１の支持部材５に載置される。この反転作業の過程で、支持部材５上に残留していたカバーゴム１８についても、ゴム回収部１２に回収される。次いで、上記と同様に、上下移動機構３９により適切にスタンドオフ距離が設定された状態で、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆剤が混入された高圧水がゴムクローラ１５の内周面１５ａに向けて噴射される。破砕用ノズル装置３０がスライド移動を完了すると、ゴムクローラ１５の内周面１５ａに露出していたカバーゴム１８が全て破砕され、芯金１６および鋼線１７が傷つけられることなく露出する。なお、このときも、側面１５ｃ，１５ｃが厚さ方向に対して所定長さだけ破砕される。これにより、側面１５ｃ，１５ｃを覆うカバーゴム１８は全て破砕される。このとき破砕されたカバーゴム１８についても、ゴム回収部１２に回収される。
【００３１】
これにより、カバーゴム１８の外周面１５ｂおよび内周面１５ａに露出していたカバーゴム１８は全て破砕され、ゴム回収部１２に小片（約５〜５０ｍｍ角）となった状態で回収される。なお、芯金１６および鋼線１７，１７，…は、それぞれ適宜回収される。上記の通り、鋼線１７は芯金１６の外周部分を巻き付けてあるだけであり、人の手により容易に分離して回収できる。なお、所定の分離回収装置を用いて自動的に分離して回収してもよい。
【００３２】
ゴム回収部１２に回収されたカバーゴム１８および適宜回収された芯金１６および鋼線１７，１７，…は、それぞれ所定の搬出手段により搬出される。搬出されたカバーゴム１８は、例えば各所でサーマルリサイクルされる。また、搬出された芯金１６は、マテリアルリサイクルされることもあるが、ゴムクローラ１５の生産工程に戻され、そのまま再利用されることもある。搬出された鋼線１７は、例えば適当なサイズに切断され、各所でマテリアルリサイクルされる。
【００３３】
このように、本構成では、例えばゴムクローラ１５のように、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されて材料ごとの分離が困難な場合であっても、カバーゴム１８のようなゴム要素を芯金１６などの金属要素とを容易に分離して回収できる。このため、鉄鋼溶融炉以外でゴム要素をサーマルリサイクルできる。このように、再資源化可能な場面が広がり、効果的な再資源化を行わせることができるとともに、処分量の増加が図られる。さらに、芯金等の金属要素の再利用も図られ、金属要素についても再資源化可能な場面が広がる。本構成では、高圧水に防錆材が混入されており、カバーゴム１８の破砕時に芯金１６に防錆材が噴射され、防錆皮膜が形成される。したがって、高圧液体として水を用いても、再利用するにあたって金属要素の資源価値を損なわせることがない。
【００３４】
また、分離装置１の噴射装置３は、上下移動機構３９を備えて構成されており、破砕用ノズル装置３０が上下移動可能になっている。このため、支持部材５，１０にゴムクローラを支持させる作業時に上方に退避させることで、この作業を容易に行わせることができる。また、スタンドオフ距離は、カバーゴム１８の破砕状況に応じて変化する。例えば、内周面１５ａにカバーゴム１８が露出する状態で行われる外周面１５ｂの破砕時と、外周面１５ｂのカバーゴム１８が除去された状態で行われる内周面１５ａの破砕時とでスタンドオフ距離にずれが生じるおそれがある。上下移動機構３９により、このようなずれを吸収でき、高圧液体を噴射してカバーゴム１８を破砕する作業を安定して行わせることができる。
【００３５】
また、カバーゴム１８の破砕の前段階として裁断装置６によりゴムクローラ１５を裁断するが、この裁断についても高圧液体を噴射して行うようになっている。このため、従来のように、裁断時における機械騒音や振動あるいはカバーゴムからの粉塵が発生せず、裁断作業をクリーンな環境で行わせることができる。また、１箇所裁断して帯状にすれば、分離装置１を用いてゴム要素と金属要素とを分離できるように支持部材が構成されている。したがって、裁断工数も削減することができる。なお、本構成例は、この裁断装置６を分離装置１と並設しているが、裁断装置６は、必ずしもこのようにして備える必要はない。分離装置１とは離れたところに備えられた裁断装置６により裁断されて帯状になったゴムクローラ１５を所定の搬入手段で分離装置１に搬入させる形態としてもよい。
【００３６】
なお、両ノズル装置３０，８０から噴射される高圧液体を水としたが、衝突力が適切に設定されるとともに、ノズル装置３０，８０の作動を安定させ、防錆剤や研磨剤の作用を妨げない限りにおいて、他の液体であってもよい。また、破砕用ノズル装置３０から噴射される高圧水の圧力を２００ＭＰａに設定するとしたが、好ましい一例を示したものであり、１８０ＭＰａ以上に設定されていれば、適切にスタンドオフ距離を設定することでカバーゴム１８を破砕できる。
【００３７】
また、破砕用ノズル装置３０は、図２に示す形態に限られない。なお、破砕用ノズル装置３０は、運動方式、投射角度、噴射口の個数に応じて分類できる。図４（ａ）に示すように、図２と同様にして回転し、図２と同様に外向きの投射角度θを有した噴射部１３２を１つ備えた破砕用ノズル装置１３０であってもよい。また、図４（ｂ）に示すように、図２と同様にして回転し、鉛直方向に高圧水を噴射可能な噴射部２３２，２３２を２つ備えた破砕用ノズル装置２３０であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、図２と同様にして回転し、内向きの投射角度θを有した噴射部３３２，３３２を２つ備えた破砕用ノズル装置３３０であってもよい。また、図４（ｄ）に示すように、回転軸Ｏに対して偏心回転するとともに鉛直方向に高圧水を噴射可能な噴射部４３２，４３２を２つ備えた破砕用ノズル装置４３０であってもよい。また、図４（ｅ）に示すように、１つの噴射部５３２が所定の角度範囲θ′で揺動可能に構成された破砕用ノズル装置５３０であってもよい。どのような形態のノズル装置を用いても、同様にしてゴム要素と金属要素の分離を行わせることができる。なお、図２に示す形態であると、投射角度が外側に向けられているため、小片となった破砕されたカバーゴム１８を吹き飛ばして破砕がスムーズに行われるとともに、破砕されたカバーゴム１８の回収を容易に行うことができるという点で有利であり、２つの噴射口３０ｂ，３０ｂを有しているため、よりきめ細かく高圧水を噴射でき、ゴムの取り残しがなくなる点で有利である。また、噴射装置３に備えられる破砕用ノズル装置３０の個数は１個に限らず、複数であってもよい。これにより、破砕に要する時間を短縮できる。
【００３８】
また、破砕用ノズル装置に防錆材吸入口３０ｃを設け、防錆剤供給ホース４５をこの防錆材吸入口３０ｃに繋げて防錆材供給装置４を構成したが、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆材が混入した高圧水を噴射可能に構成されていればよく、例えば、防錆材供給装置４５を高圧水供給装置２の吐出ホース２５に繋げて防錆材を高圧水に混合させる形態としてもよいし、配管９４を高圧水供給装置２の吸入ホース２２に繋げて防錆材を水とともにポンプ２１で圧送する形態としてもよい。このとき、破砕用ノズル装置３０のヘッド部３１の構造を簡略化できる。
【００３９】
裁断装置６は、図３に示す形態に限られず、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように適宜構成を変更してもよい。いずれの形態においても、図３に示す裁断装置６と同様に実施することができる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）の各裁断装置において、図３と同一構成の部材には、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
図５（ａ）の裁断装置１０６は、研磨剤供給装置１０９が異なる。この研磨剤供給装置１０９は、スラリーポンプ１９１と、研磨剤貯留タンク１９２と、スラリーポンプ１９１の吸入口１９１ａと研磨剤貯留タンク１９２とを繋ぐ研磨剤吸入ホース１９４と、スラリーポンプ１９１の吐出口１９１ｂと裁断用ノズル装置８０の研磨剤吸入口８０ｃとを繋ぐ研磨剤供給ホース１９５と、研磨剤吸入ホース１９４に介設される定量供給フィーダ１９３とから構成される。このような構成では、コントローラ１１の作動制御によりスラリーポンプ１９１が駆動されると、研磨剤貯留タンク１９２からの研磨剤が混入された高圧水が研磨剤供給ホース１９５に吐出され、研磨剤吸入口８０ｃから裁断用ノズル装置８０に研磨剤が供給される。
【００４１】
図５（ｂ）の裁断装置２０６は、裁断用ノズル装置２８０と、研磨剤供給装置２９０とが異なる。この裁断用ノズル装置２８０のヘッド部材２８１には研磨剤吸入口が設けられていない。また、この研磨剤供給装置２９０は、高圧水発生装置７の吐出ホース７５から分岐して延びる高圧水導入ホース２９１と、高圧水導入ホース２９１が繋がる研磨剤貯留タンク２９２と、研磨剤貯留タンク２９２と高圧水発生装置７の吐出ホース７５とを繋ぐ研磨剤供給ホース２９４と、研磨剤供給ホース２９４に介設される定量供給フィーダ２９３とから構成される。高圧水発生装置７の裁断用ポンプ７１が駆動されると、吐出ホース７５内の高圧水が高圧水導入ホース２９１に流入し、研磨剤貯留タンク２９２に導かれる。この高圧水により、研磨剤貯留タンク２９２内の研磨剤が定量供給フィーダ２９３を介して吐出ホース７５に導かれる。吐出ホース７５は裁断用ノズル装置２８０の高圧水吸入口２８０ａに繋がれており、裁断用ノズル装置２８０には、この高圧水吸入口２８０ａから研磨剤が混入された高圧水が供給される。
【００４２】
図５（ｃ）に示す裁断装置３０６は、図５（ａ）の高圧水発生装置が省略された構造になっており、研磨剤供給装置３０９のスラリーポンプ３９１が、図５（ａ）のスラリーポンプ１９１に比べ、より高圧の水を吐出可能に構成されている。なお、裁断用ノズル装置２８０は図５（ｂ）と同様であり、研磨剤供給ホース３９５は、裁断用ノズル装置２８０の高圧水吸入口２８０ａに繋がれる。
【００４３】
また、上記実施例では、分離装置１の高圧水発生装置２と、裁断装置６の高圧水発生装置７とが別個であるとしたが、図３，５（ａ），（ｂ）に示す裁断装置６，１０６，２０６であれば、裁断用ポンプ７１を破砕用ポンプ２１として共用することができる。また、分離装置１の破砕用ノズル装置３０と、裁断装置６の裁断用ノズル装置とが別個であるとしたが、図３，図５（ａ）に示すように構成された裁断装置６，１０６であれば、裁断用ノズル装置８０を破砕用ノズル装置３０として共用できる。
【００４４】
さらに、上記実施例では、ゴムクローラ１５を裁断する方法およびゴムクローラ１５のゴム要素と金属要素を分離する方法として、カバーゴム１８を除去させるための両ノズル装置の運動をコントローラ１１により作動制御される回転機構３７，８７およびスライド移動機構３８，８８により自動的に行わせるとしたが、必ずしもこのような方法に限られない。例えば、破砕用ノズル装置３０あるいは裁断用ノズル装置８０を人間が携帯することができるように構成し、このノズル装置３０，８０を携帯した人間がゴムクローラ１５に高圧液体が適切な衝突力でゴムクローラ１５に噴射されるように操作させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】分離装置および裁断装置の構成図である。
【図２】分離装置の構成図である。
【図３】裁断装置の構成図である。
【図４】破砕用ノズル装置の変更例を示す図である。
【図５】裁断装置の変更例を示す図である。
【図６】ゴムクローラの断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 分離装置
２ 高圧水発生装置
３ 噴射装置
４ 防錆剤供給装置
５ 支持部材
６ 裁断装置
７ 高圧水発生装置
８ 噴射装置
９ 研磨剤供給装置
１０ 支持部材
１１ コントローラ
１２ ゴム回収部
１５ ゴムクローラ
１６ 芯金
１７ 鋼線
１８ カバーゴム
３０ 破砕用ノズル装置
８０ 裁断用ノズル装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆うゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、資源を有効利用するための様々な方法やシステムが考案されている。効果的な再資源化を図るためには、その対象が材料ごとに分離されることが望ましい。複数の材料から構成される構成物として、例えば建設機械などに装着されるゴムクローラがある。ゴムクローラは、金属要素とゴム要素とからなり、補強材として設けられるリング状の鋼線と、鋼線の内側に等間隔で配置された芯金と、芯金を覆うカバーゴムとから構成される。ゴムクローラは、ゴムが鋼線および芯金に対して直接的に接着成形されることから、材料ごとの分離が難しい構成体の一つとされている。
【０００３】
このようなゴムクローラの再資源化方法として、例えば、裁断したゴムクローラを溶融炉に投入し、芯金や鋼線を鉄鋼原料としてリサイクルするとともにカバーゴムを熱リサイクルする方法や、裁断したゴムクローラを路盤材として流用する方法などがある。また、ゴムクローラを裁断して埋立処理することもある。なお、ゴムクローラを裁断するための装置として、ギロチンシャーやディスクカッターなどがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、ゴムクローラのような材料ごとの分離の難しい構成体をリサイクルするにあたっては、材料ごとに分離させないままで処理する方法に頼っており、結果として効果的な再資源化が行われていない。しかも、ゴム材を熱リサイクルさせる場合には、燃焼時に発生する硫黄酸化物等が十分に除去される必要があるため、処理可能な溶融炉が限られており、処分量に限界がある。また、路盤材としての流用も需要量からみて処分量に限界があり、埋立処理も処分場の容量からみて持続可能な方法とはいえない。
【０００５】
また、ゴムクローラは、建設機械への装着時にエンジン出力を受けて回転するスプロケットに内周面を噛合させているとともに、転輪を介して車両重量ならびにスラスト荷重が直接的にかかる。このような製品としての特性から、芯金には強固な材料が採用されて簡単に裁断できない。しかしながら、従来の方法によると、溶融炉のサイズに合った適当なサイズになるまで、あるいは埋立処理のために小片になるまでゴムクローラを裁断する必要があるため、裁断工数が多く、多大な時間とコストが費やされている。しかも、上記のような裁断装置で芯金を裁断すると、大きな機械騒音や振動が発生し、カバーゴムから多量の粉塵が発生する。このような問題を生じさせずに、ゴムクローラの裁断工数を削減可能な方法が求められている。
【０００６】
このような問題に鑑み、本発明は、金属要素とゴム要素とから構成される構成体の要素ごとの分離および回収を簡易に行わせることができる方法や装置を提供し、このような構成体の効果的な再資源化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的達成のため、本発明に係る金属ゴム分離方法は、高圧液体を噴射可能なノズル装置を用い、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離して回収する方法であって、構成物に対してノズル装置から高圧液体を噴射させ、高圧液体の衝突力によりゴム要素を破砕して金属要素から分離させる破砕ステップと、分離されたゴム要素および金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、高圧液体の噴射圧力がゴム要素を破砕可能である一方で金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定される。また、破砕ステップと同時に、高圧液体とともに防錆剤を構成体に噴射する防錆材噴射ステップを含むことが好ましい。なお、この構成体を、金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、ゴム要素として芯金および鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラとしてもよい。
【０００８】
また、本発明に係る金属ゴム分離装置は、骨格を形成する金属要素と金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離するゴム分離装置であって、構成体を支持する支持部材と、液体を加圧して吐出する高圧水発生装置と、支持部材により支持された構成物に対向して設けられて高圧水発生装置から供給される高圧液体を噴射可能なノズル装置を１つ以上有した噴射装置とから構成され、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により構成体のゴム要素のみを破砕するように構成される。
【０００９】
また、高圧水発生装置により、ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力が１８０ＭＰａ以上に設定されるように液体が加圧されることが好ましい。また、構成体を、金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、ゴム要素として芯金および鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る金属ゴム分離方法によると、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により外方に露出するゴム要素が破砕され、金属要素と分離されて要素ごとに回収される。また、高圧液体の衝突力で破砕するため、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されていても簡単に分離させることができる。このようにゴム要素を金属要素から分離して回収できるため、再資源化させる場面が広がる。このとき、ゴム要素が破砕される一方、金属要素は傷つけられないため、金属要素については原料としてリサイクルされるにとどまらず、そのまま再利用させることも可能になり、より効果的な再資源化を図ることができる。
【００１１】
また、防錆材混入液を高圧液体として使用することにより、再利用が見込まれる金属要素の発錆を抑制し、資源価値を損なわせることがない。さらに、構成体をゴムクローラとした場合であっても、ゴムを芯金と鋼線とから分離することができ、カバーゴムを効果的に燃料としてリサイクルでき、芯金の再利用が図られる。
【００１２】
本発明に係る金属ゴム分離装置によると、ノズル装置から噴射される高圧液体の衝突力により外方に露出するゴム要素が破砕され、金属要素と分離されて要素ごとに回収される。また、高圧液体の衝突力で破砕するため、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されていても簡単に分離させることができる。このようにゴム要素を金属要素から分離して回収できるため、再資源化させる場面が広がる。このとき、ゴム要素が破砕される一方、金属要素は傷つけられないため、金属要素については原料としてリサイクルされるにとどまらず、そのまま再利用させることも可能になり、効果的に再資源化させることができる。
【００１３】
また、ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力を１８０ＭＰａ以上に設定することにより、構成体に対して適切な距離をおいて高圧液体を噴射すると、ゴム要素の破砕を確実に行えるとともに金属要素を傷つけることがない。また、構成体をゴムクローラとした場合、ゴムを芯金と鋼線とから分離でき、カバーゴムを効果的に燃料としてリサイクルできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に全体構成の概略を示す分離装置１は、図６に示すゴムクローラ１５を金属要素とゴム要素とに分離するために供され、帯状のゴムクローラ１５を載置する支持部材５と、支持部材５に載置されたゴムクローラ１５に高圧水を噴射するための噴射装置３と、噴射装置３に高圧水を供給する高圧水発生装置２と、噴射装置３から噴射される高圧水に防錆材を混入させるための防錆材供給装置４とから構成される。さらに、この分離装置１には、ゴムクローラ１５を裁断するための裁断装置６が備えられる。
【００１５】
ゴムクローラ１５は、例えばショベルカー等の建設機械に装着されており、リング状の骨格を形成する芯金１６と、芯金１６を覆うカバーゴム１８と、カバーゴム１８の内部に補強部材として設けられる鋼線１７，１７，…とから構成され、芯金１６および鋼線１７からなる金属要素と、カバーゴム１８からなるゴム要素から構成される。なお、ゴムクローラ１５が建設機械に装着される場合、エンジン出力を受けて回転するスプロケットにより駆動されるとともに、転輪を介して車両重量並びにスラスト荷重が直接的にかかる。したがって、芯金１６は、内周面１５ａに突出する突起１６ａ．１６ａを有する複数の芯金成形部品を等間隔に配置してリング状に成形されている。個々の芯金成形部品に形成された突起１６ａが所定間隔ごとに内周面１５ａに向けて突出し、この突起１６ａが転輪に噛み合うようにしてゴムクローラ１５が装着される。カバーゴム１８は、このような芯金１６の外周側に鋼線１７，１７，…が巻き付けられた状態で直接的に接着成形される。
【００１６】
支持部材５は、載置台の上面にゴムクローラ１５を載置可能になっており、リング状のゴムクローラ１５の１箇所を幅方向に裁断して帯状にすれば、そのゴムクローラ１５の全面を支持可能なサイズになっている。なお、支持部材５の下方周囲には、上面が開放された箱状のゴム回収部１２が設けられている。
【００１７】
噴射装置３は、高圧水を噴射する破砕用ノズル装置３０と、破砕用ノズル装置３０を矢印Ｒに示すように回転運動させるための回転機構３７と、破砕用ノズル装置３０を矢印Ｘ，Ｙに示すようにスライド移動させるためのスライド機構３８と、破砕用ノズル装置を矢印Ｚに示すように上下移動させるための上下移動機構３９とから構成される。
【００１８】
破砕用ノズル装置３０は、高圧水吸入口３０ａおよび防錆剤吸入口３０ｃが設けられたヘッド部３１と、所定径φ（例えば、0.6mm）の噴射口３０ｂが設けられた２つの噴射部３２，３２とが図示しないスイベルジョイントを介して連結されて構成される。ヘッド部３１は、高圧水吸入口３０ａと防錆剤吸入口３０ｃとを連通するとともに内部を貫通する通路３１ａが形成されている。噴射部３２がヘッド部３１に連結されると、ヘッド部３１の通路３１ａと噴射部３２の内部に形成された図示しない通路とが連通し、高圧水吸入口３０ａと、噴射口３０ｂ，３０ｂとが連通する。また、２つの噴射部３２，３２は、鉛直線Ｚに対して所定の投射角度θ（例えば１０°程度）をつけて外側に向けてヘッド部３１に取り付けられる。
【００１９】
高圧水発生装置２は、ポンプ２１と、ポンプ２１の吸入口２１ａに取り付けられた吸入ホース２２と、一端がポンプ２１の吐出口２１ｂに繋がれて他端が破砕用ノズル装置３０の高圧水吸入口３０ａに繋がれた吐出ホース２５とから構成される。ポンプ２１が駆動されると、吸入ホース２２を介して吸入口２１ａからポンプ２１に水が供給され、所定流量Ｑ（例えば、毎分１６リットル）の高圧水が吐出口２１ｂから吐出され、この高圧水が吐出ホース２５により導かれ、破砕用ノズル装置３０に供給される。
【００２０】
防錆剤供給装置４は、コンプレッサ４１と、防錆剤を貯留する防錆剤貯留タンク４２と、一端がコンプレッサの吐出口４１ａに繋がれて他端が破砕用ノズル装置３０の防錆剤吸入口３０ｃに繋がれた防錆剤供給ホース４５と、防錆剤貯留タンク４２と防錆剤供給ホース４５とを繋ぐ配管４４と、この配管４４に介設されて供給される防錆剤を定量調整する定量供給フィーダ４３とから構成される。コンプレッサ４１が駆動されると、定量供給フィーダ４３により調整されて防錆剤供給ホース４５に導かれた所定量の防錆剤が、コンプレッサ４１により圧送されて破砕用ノズル装置３０に供給され、ヘッド部３１の通路３１ａ内で高圧水に混入される。定量供給フィーダ４３により、高圧液体への防錆材の混入立が０．５〜１．０％になるように供給量の調整が行われる。
【００２１】
また、ポンプ２１と、回転機構３７と、スライド機構３８と、上下移動機構３９と、コンプレッサ４１とは、コントローラ１１により作動制御される。
【００２２】
このような分離装置１において、ゴムクローラ１５の被噴射面１５Ａと、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂ，３０ｂとの間隔（スタンドオフ距離）が所定の値ｄに設定される。なお、ポンプ２１により吐出される流量Ｑと、噴射口３０ｂの径φとから、噴射口３０ｂから噴射される高圧水の噴射圧力Ｐが求められる。さらに、この噴射圧力Ｐと流量Ｑとから、高圧水によりゴムクローラの被噴射面１５Ａに作用する衝突力（水動力）Ｆが求められる。この衝突力Ｆは、スタンドオフ距離が大きくなると減衰する。また、流量Ｑは、時間当たりの作業量に影響し、破砕に必要な衝突力Ｆが発揮されるか否かは、噴射圧力Ｐは、破砕のための衝突力Ｆが得られるか否かに影響する。本実施例においては、噴射圧力Ｐが２００ＭＰａになるように流量Ｑおよび径φが設定されている。
【００２３】
また、図３に示すように、裁断装置６は、高圧水を供給する高圧水発生装置７と、高圧水を噴射する噴射装置８と、噴射装置８から噴射される高圧水に研磨剤を混入させるための研磨剤供給装置９とから構成されたアブレシブジェット装置になっており、回転機構３７を除いて分離装置１と同様の構成になっている。また、裁断装置６には、噴射装置８の裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂと所定間隔で対向する支持部材１０が備えられており、この支持部材１０にリング状のゴムクローラ１５が支持される。
【００２４】
支持部材１０は、リング状のゴムクローラ１５を係止して支持可能に構成されている。高圧水発生装置７は、ポンプ７１と、ポンプ７１の吸入口７１ａに繋がれた吸入ホース７２と、一端がポンプ７１の吐出口７１ｂに繋がれた吐出ホース７５とから構成される。噴射装置８は、高圧水を噴射する裁断用ノズル装置８０と、裁断用ノズル装置８０をスライド移動させるためのスライド機構８８と、裁断用ノズル装置８０を上下移動させるための上下移動機構８９とから構成される。裁断用ノズル装置８０は、高圧水吸入口８０ａおよび研磨剤吸入口８０ｃが設けられたヘッド部材８１と、噴射口８０ｂが設けられた噴射部８２とから構成される。ヘッド部材８１は、高圧水吸入口８０ａと研磨剤吸入口８０ｃとを連通するとともに内部を貫通する通路８１ａが形成されている。噴射部８２は、内部を貫通する通路８２ａが形成されている。噴射部８２がヘッド部材８１に連結されると、ヘッド部材８１の通路８１ａと噴射部８２の通路８２ａが連通し、高圧水吸入口８０ａと噴射口８０ｂとが連通する。高圧水吸入口８０ａには、高圧水発生装置７の吐出ホース７５の他端が繋がれる。研磨剤供給装置９は、コンプレッサ９１と、研磨剤を貯留する研磨剤貯留タンク９２と、一端がコンプレッサ９１の吐出口９１ａに繋がれて他端が裁断用ノズル装置８０の研磨剤吸入口８０ｃに繋がれた研磨剤供給ホース９５と、研磨剤貯留タンク９２と研磨剤供給ホース９５とを繋ぐ配管９４と、この配管９４に介設されて供給する研磨剤を定量調整する定量供給フィーダ９３とから構成される。また、裁断用ポンプ７１と、スライド機構８８と、上下移動機構８９と、コンプレッサ９１とは、コントローラ１１により作動制御される。
【００２５】
このように構成される裁断装置６において、支持部材１０にゴムクローラ１５が支持されると、噴射口８０ｂは、ゴムクローラ１５と対向する。コントローラ１１による裁断用ポンプ７１、スライド機構８８およびコンプレッサ９１の作動制御により、後述するように、リング状のゴムクローラ１５が裁断されて帯状になる。
【００２６】
以下、このような分離装置１および裁断装置６を用いたゴムクローラ１５の金属要素とゴム要素とを分離する方法について説明する。外部より搬送されたゴムクローラ１５が、裁断装置６の支持部材１０に支持される。次いで、コントローラ１１により上下移動機構８９を作動制御し、上方に退避した状態の裁断用ノズル装置８０を下方に移動させ、噴射口８０ｂとゴムクローラ１５との距離を適切に設定する。さらに、コントローラ１１により裁断用高圧水発生装置７および研磨剤供給装置９が作動制御され、裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂから研磨剤が混入された高圧水が噴射される。研磨剤が混入された高圧水の圧力は、１００ＭＰａ程度になるように、ポンプ８１の吐出流量および裁断用ノズル装置８０の噴射口８０ｂの径が設定されている。高圧水が噴射されることにより、ゴムクローラ１５には所定の運動エネルギーが作用し、カバーゴム１８が切断されるとともに、芯金１６および鋼線１７，１７，…も切断される。さらに、コントローラ１１によりスライド機構８８が作動制御され、裁断用ノズル装置８０の噴射部８２がスライド移動する。このとき、裁断用ノズル装置８０は、ゴムクローラ１５の幅方向に移動する。このため、予め定められた裁断用ノズル装置８０の運動が終了すると、リング状のゴムクローラ１５が裁断されて帯状になる。さらに、コントローラ１１により上下移動機構８９が作動制御され、裁断用ノズル装置８０が上方に退避した状態になる。
【００２７】
帯状になったゴムクローラ１５は、所定の搬送手段により、分離装置１の支持部材５に支持される。まず、ゴムクローラ１５の内周面１５ａが被噴射面１５Ａとされて破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂと対向される。
【００２８】
ゴムクローラ１５が分離装置１の支持部材５に支持されると、次いで、コントローラ１１により上下移動機構３９が作動制御され、上方に退避した状態の破砕用ノズル装置３０を下方に移動させ、スタンドオフ距離を適切に設定する。さらに、コントローラ１１により高圧水発生装置２および防錆剤供給装置４が作動制御され、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆剤が混入された高圧水が噴射される。コントローラ１１は、防錆剤が混入された高圧水の圧力が、噴射時において２００ＭＰａ程度になるように、破砕用ポンプ２１を作動制御する。高圧水が噴射されることにより、ゴムクローラ１５には、所定の衝突力Ｆが作用する。このような圧力設定により、カバーゴム１８は衝突力を受けて破砕される。また、破砕用ノズル装置３０の投射角度θは、鉛直線Ｚに対して外側に向けられている。このため、破砕されて小片となったカバーゴム１８は、この投射角度θに応じて吹き飛ばされ、支持部材５の下方に位置するゴム回収部１２に回収される。カバーゴム１８の破砕により、カバーゴム１８の内部の芯金１６および鋼線１７が露出する。しかしながら、上記圧力設定（衝突力設定）により、芯金１６および鋼線１７に高圧水が噴射されても破砕されることはない。また、芯金１６に防錆材が衝突することにより防錆皮膜が形成される。
【００２９】
また、コントローラ１１によるスライド機構３８の作動制御により、破砕用ノズル装置３０が、ゴムクローラ１５の被噴射面１５Ａの上方を万遍無く全般に渡って移動する。また、スライド移動の移動速度は、被噴射面に作用する衝突力や、カバーゴム１８の材質、カバーゴム１８の厚さに応じて予め設定され、この予め設定された移動速度で破砕用ノズル装置３０がスライド移動することにより、ゴムクローラ１５の外周面１５ｂに露出していたカバーゴム１８の全てが破砕される。さらに、鉛直線Ｚに対して所定の投射角度θがつけられていることから、側面１５ｃ，１５ｃについても、厚さ方向に対して所定長さだけ外面に露出するカバーゴム１８が破砕される。スライド機構３８の作動制御が終了すると、上下移動機構３９が再び作動制御され、破砕用ノズル装置３０が上方に退避した状態になる。
【００３０】
次いで、外周面１５ｂが被噴射面１５Ａとされて破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂと対向するように、改めてゴムクローラ１５が分離装置１の支持部材５に載置される。この反転作業の過程で、支持部材５上に残留していたカバーゴム１８についても、ゴム回収部１２に回収される。次いで、上記と同様に、上下移動機構３９により適切にスタンドオフ距離が設定された状態で、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆剤が混入された高圧水がゴムクローラ１５の内周面１５ａに向けて噴射される。破砕用ノズル装置３０がスライド移動を完了すると、ゴムクローラ１５の内周面１５ａに露出していたカバーゴム１８が全て破砕され、芯金１６および鋼線１７が傷つけられることなく露出する。なお、このときも、側面１５ｃ，１５ｃが厚さ方向に対して所定長さだけ破砕される。これにより、側面１５ｃ，１５ｃを覆うカバーゴム１８は全て破砕される。このとき破砕されたカバーゴム１８についても、ゴム回収部１２に回収される。
【００３１】
これにより、カバーゴム１８の外周面１５ｂおよび内周面１５ａに露出していたカバーゴム１８は全て破砕され、ゴム回収部１２に小片（約５〜５０ｍｍ角）となった状態で回収される。なお、芯金１６および鋼線１７，１７，…は、それぞれ適宜回収される。上記の通り、鋼線１７は芯金１６の外周部分を巻き付けてあるだけであり、人の手により容易に分離して回収できる。なお、所定の分離回収装置を用いて自動的に分離して回収してもよい。
【００３２】
ゴム回収部１２に回収されたカバーゴム１８および適宜回収された芯金１６および鋼線１７，１７，…は、それぞれ所定の搬出手段により搬出される。搬出されたカバーゴム１８は、例えば各所でサーマルリサイクルされる。また、搬出された芯金１６は、マテリアルリサイクルされることもあるが、ゴムクローラ１５の生産工程に戻され、そのまま再利用されることもある。搬出された鋼線１７は、例えば適当なサイズに切断され、各所でマテリアルリサイクルされる。
【００３３】
このように、本構成では、例えばゴムクローラ１５のように、ゴム要素が金属要素に直接的に接着成形されて材料ごとの分離が困難な場合であっても、カバーゴム１８のようなゴム要素を芯金１６などの金属要素とを容易に分離して回収できる。このため、鉄鋼溶融炉以外でゴム要素をサーマルリサイクルできる。このように、再資源化可能な場面が広がり、効果的な再資源化を行わせることができるとともに、処分量の増加が図られる。さらに、芯金等の金属要素の再利用も図られ、金属要素についても再資源化可能な場面が広がる。本構成では、高圧水に防錆材が混入されており、カバーゴム１８の破砕時に芯金１６に防錆材が噴射され、防錆皮膜が形成される。したがって、高圧液体として水を用いても、再利用するにあたって金属要素の資源価値を損なわせることがない。
【００３４】
また、分離装置１の噴射装置３は、上下移動機構３９を備えて構成されており、破砕用ノズル装置３０が上下移動可能になっている。このため、支持部材５，１０にゴムクローラを支持させる作業時に上方に退避させることで、この作業を容易に行わせることができる。また、スタンドオフ距離は、カバーゴム１８の破砕状況に応じて変化する。例えば、内周面１５ａにカバーゴム１８が露出する状態で行われる外周面１５ｂの破砕時と、外周面１５ｂのカバーゴム１８が除去された状態で行われる内周面１５ａの破砕時とでスタンドオフ距離にずれが生じるおそれがある。上下移動機構３９により、このようなずれを吸収でき、高圧液体を噴射してカバーゴム１８を破砕する作業を安定して行わせることができる。
【００３５】
また、カバーゴム１８の破砕の前段階として裁断装置６によりゴムクローラ１５を裁断するが、この裁断についても高圧液体を噴射して行うようになっている。このため、従来のように、裁断時における機械騒音や振動あるいはカバーゴムからの粉塵が発生せず、裁断作業をクリーンな環境で行わせることができる。また、１箇所裁断して帯状にすれば、分離装置１を用いてゴム要素と金属要素とを分離できるように支持部材が構成されている。したがって、裁断工数も削減することができる。なお、本構成例は、この裁断装置６を分離装置１と並設しているが、裁断装置６は、必ずしもこのようにして備える必要はない。分離装置１とは離れたところに備えられた裁断装置６により裁断されて帯状になったゴムクローラ１５を所定の搬入手段で分離装置１に搬入させる形態としてもよい。
【００３６】
なお、両ノズル装置３０，８０から噴射される高圧液体を水としたが、衝突力が適切に設定されるとともに、ノズル装置３０，８０の作動を安定させ、防錆剤や研磨剤の作用を妨げない限りにおいて、他の液体であってもよい。また、破砕用ノズル装置３０から噴射される高圧水の圧力を２００ＭＰａに設定するとしたが、好ましい一例を示したものであり、１８０ＭＰａ以上に設定されていれば、適切にスタンドオフ距離を設定することでカバーゴム１８を破砕できる。
【００３７】
また、破砕用ノズル装置３０は、図２に示す形態に限られない。なお、破砕用ノズル装置３０は、運動方式、投射角度、噴射口の個数に応じて分類できる。図４（ａ）に示すように、図２と同様にして回転し、図２と同様に外向きの投射角度θを有した噴射部１３２を１つ備えた破砕用ノズル装置１３０であってもよい。また、図４（ｂ）に示すように、図２と同様にして回転し、鉛直方向に高圧水を噴射可能な噴射部２３２，２３２を２つ備えた破砕用ノズル装置２３０であってもよい。また、図４（ｃ）に示すように、図２と同様にして回転し、内向きの投射角度θを有した噴射部３３２，３３２を２つ備えた破砕用ノズル装置３３０であってもよい。また、図４（ｄ）に示すように、回転軸Ｏに対して偏心回転するとともに鉛直方向に高圧水を噴射可能な噴射部４３２，４３２を２つ備えた破砕用ノズル装置４３０であってもよい。また、図４（ｅ）に示すように、１つの噴射部５３２が所定の角度範囲θ′で揺動可能に構成された破砕用ノズル装置５３０であってもよい。どのような形態のノズル装置を用いても、同様にしてゴム要素と金属要素の分離を行わせることができる。なお、図２に示す形態であると、投射角度が外側に向けられているため、小片となった破砕されたカバーゴム１８を吹き飛ばして破砕がスムーズに行われるとともに、破砕されたカバーゴム１８の回収を容易に行うことができるという点で有利であり、２つの噴射口３０ｂ，３０ｂを有しているため、よりきめ細かく高圧水を噴射でき、ゴムの取り残しがなくなる点で有利である。また、噴射装置３に備えられる破砕用ノズル装置３０の個数は１個に限らず、複数であってもよい。これにより、破砕に要する時間を短縮できる。
【００３８】
また、破砕用ノズル装置に防錆材吸入口３０ｃを設け、防錆剤供給ホース４５をこの防錆材吸入口３０ｃに繋げて防錆材供給装置４を構成したが、破砕用ノズル装置３０の噴射口３０ｂから防錆材が混入した高圧水を噴射可能に構成されていればよく、例えば、防錆材供給装置４５を高圧水供給装置２の吐出ホース２５に繋げて防錆材を高圧水に混合させる形態としてもよいし、配管９４を高圧水供給装置２の吸入ホース２２に繋げて防錆材を水とともにポンプ２１で圧送する形態としてもよい。このとき、破砕用ノズル装置３０のヘッド部３１の構造を簡略化できる。
【００３９】
裁断装置６は、図３に示す形態に限られず、図５（ａ）〜（ｃ）に示すように適宜構成を変更してもよい。いずれの形態においても、図３に示す裁断装置６と同様に実施することができる。なお、図５（ａ）〜（ｃ）の各裁断装置において、図３と同一構成の部材には、同一の符号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
図５（ａ）の裁断装置１０６は、研磨剤供給装置１０９が異なる。この研磨剤供給装置１０９は、スラリーポンプ１９１と、研磨剤貯留タンク１９２と、スラリーポンプ１９１の吸入口１９１ａと研磨剤貯留タンク１９２とを繋ぐ研磨剤吸入ホース１９４と、スラリーポンプ１９１の吐出口１９１ｂと裁断用ノズル装置８０の研磨剤吸入口８０ｃとを繋ぐ研磨剤供給ホース１９５と、研磨剤吸入ホース１９４に介設される定量供給フィーダ１９３とから構成される。このような構成では、コントローラ１１の作動制御によりスラリーポンプ１９１が駆動されると、研磨剤貯留タンク１９２からの研磨剤が混入された高圧水が研磨剤供給ホース１９５に吐出され、研磨剤吸入口８０ｃから裁断用ノズル装置８０に研磨剤が供給される。
【００４１】
図５（ｂ）の裁断装置２０６は、裁断用ノズル装置２８０と、研磨剤供給装置２９０とが異なる。この裁断用ノズル装置２８０のヘッド部材２８１には研磨剤吸入口が設けられていない。また、この研磨剤供給装置２９０は、高圧水発生装置７の吐出ホース７５から分岐して延びる高圧水導入ホース２９１と、高圧水導入ホース２９１が繋がる研磨剤貯留タンク２９２と、研磨剤貯留タンク２９２と高圧水発生装置７の吐出ホース７５とを繋ぐ研磨剤供給ホース２９４と、研磨剤供給ホース２９４に介設される定量供給フィーダ２９３とから構成される。高圧水発生装置７の裁断用ポンプ７１が駆動されると、吐出ホース７５内の高圧水が高圧水導入ホース２９１に流入し、研磨剤貯留タンク２９２に導かれる。この高圧水により、研磨剤貯留タンク２９２内の研磨剤が定量供給フィーダ２９３を介して吐出ホース７５に導かれる。吐出ホース７５は裁断用ノズル装置２８０の高圧水吸入口２８０ａに繋がれており、裁断用ノズル装置２８０には、この高圧水吸入口２８０ａから研磨剤が混入された高圧水が供給される。
【００４２】
図５（ｃ）に示す裁断装置３０６は、図５（ａ）の高圧水発生装置が省略された構造になっており、研磨剤供給装置３０９のスラリーポンプ３９１が、図５（ａ）のスラリーポンプ１９１に比べ、より高圧の水を吐出可能に構成されている。なお、裁断用ノズル装置２８０は図５（ｂ）と同様であり、研磨剤供給ホース３９５は、裁断用ノズル装置２８０の高圧水吸入口２８０ａに繋がれる。
【００４３】
また、上記実施例では、分離装置１の高圧水発生装置２と、裁断装置６の高圧水発生装置７とが別個であるとしたが、図３，５（ａ），（ｂ）に示す裁断装置６，１０６，２０６であれば、裁断用ポンプ７１を破砕用ポンプ２１として共用することができる。また、分離装置１の破砕用ノズル装置３０と、裁断装置６の裁断用ノズル装置とが別個であるとしたが、図３，図５（ａ）に示すように構成された裁断装置６，１０６であれば、裁断用ノズル装置８０を破砕用ノズル装置３０として共用できる。
【００４４】
さらに、上記実施例では、ゴムクローラ１５を裁断する方法およびゴムクローラ１５のゴム要素と金属要素を分離する方法として、カバーゴム１８を除去させるための両ノズル装置の運動をコントローラ１１により作動制御される回転機構３７，８７およびスライド移動機構３８，８８により自動的に行わせるとしたが、必ずしもこのような方法に限られない。例えば、破砕用ノズル装置３０あるいは裁断用ノズル装置８０を人間が携帯することができるように構成し、このノズル装置３０，８０を携帯した人間がゴムクローラ１５に高圧液体が適切な衝突力でゴムクローラ１５に噴射されるように操作させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】分離装置および裁断装置の構成図である。
【図２】分離装置の構成図である。
【図３】裁断装置の構成図である。
【図４】破砕用ノズル装置の変更例を示す図である。
【図５】裁断装置の変更例を示す図である。
【図６】ゴムクローラの断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 分離装置
２ 高圧水発生装置
３ 噴射装置
４ 防錆剤供給装置
５ 支持部材
６ 裁断装置
７ 高圧水発生装置
８ 噴射装置
９ 研磨剤供給装置
１０ 支持部材
１１ コントローラ
１２ ゴム回収部
１５ ゴムクローラ
１６ 芯金
１７ 鋼線
１８ カバーゴム
３０ 破砕用ノズル装置
８０ 裁断用ノズル装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧液体を噴射可能なノズル装置を用い、骨格を形成する金属要素と前記金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とからなる構成体を要素ごとに分離して回収する方法であって、
前記構成物に対して前記ノズル装置から高圧液体を噴射し、前記高圧液体の衝突力により前記ゴム要素を破砕して前記金属要素から分離させる破砕ステップと、
分離された前記ゴム要素および前記金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、
前記高圧液体の噴射圧力が、前記ゴム要素を破砕可能である一方で前記金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定されていることを特徴とする金属ゴム分離方法。
【請求項２】
破砕ステップと同時に、前記高圧液体とともに防錆剤を噴射する防錆剤噴射ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項３】
前記構成体が、前記金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、前記ゴム要素として前記芯金および前記鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項４】
前記破砕ステップの前に、アブレシブジェットを用いて前記ゴムクローラを周方向に対して直交する方向に裁断し、前記ゴムクローラを帯状にする裁断ステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項５】
骨格を形成する金属要素と前記金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離する金属ゴム分離装置であって、
前記構成体を支持する支持部材と、
液体を加圧して吐出する高圧水発生装置と、
前記支持部材により支持された前記構成物に対向して設けられて前記高圧水発生装置から供給される高圧液体を噴射可能なノズル装置を１つ以上有した噴射装置とから構成され、
前記ノズル装置から噴射される前記高圧液体の衝突力により、前記構成体の前記ゴム要素が破砕される一方で前記金属要素が破砕されないように構成されることを特徴とする金属ゴム分離装置。
【請求項６】
前記高圧水発生装置は、前記ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力が１８０ＭＰａ以上に設定されるように液体を加圧することを特徴とする請求項５に記載の金属ゴム分離装置。
【請求項７】
前記構成体が、前記金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、前記ゴム要素として前記芯金および前記鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラであることを特徴とする請求項４または５に記載の金属ゴム分離装置。
【請求項１】
高圧液体を噴射可能なノズル装置を用い、骨格を形成する金属要素と前記金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とからなる構成体を要素ごとに分離して回収する方法であって、
前記構成物に対して前記ノズル装置から高圧液体を噴射し、前記高圧液体の衝突力により前記ゴム要素を破砕して前記金属要素から分離させる破砕ステップと、
分離された前記ゴム要素および前記金属要素をそれぞれ回収する回収ステップとから構成され、
前記高圧液体の噴射圧力が、前記ゴム要素を破砕可能である一方で前記金属要素は破砕できない衝突力を与えるように設定されていることを特徴とする金属ゴム分離方法。
【請求項２】
破砕ステップと同時に、前記高圧液体とともに防錆剤を噴射する防錆剤噴射ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項３】
前記構成体が、前記金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、前記ゴム要素として前記芯金および前記鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラであることを特徴とする請求項１または２に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項４】
前記破砕ステップの前に、アブレシブジェットを用いて前記ゴムクローラを周方向に対して直交する方向に裁断し、前記ゴムクローラを帯状にする裁断ステップを含むことを特徴とする請求項３に記載の金属ゴム分離方法。
【請求項５】
骨格を形成する金属要素と前記金属要素を覆って外方に露出するゴム要素とから構成される構成体を要素ごとに分離する金属ゴム分離装置であって、
前記構成体を支持する支持部材と、
液体を加圧して吐出する高圧水発生装置と、
前記支持部材により支持された前記構成物に対向して設けられて前記高圧水発生装置から供給される高圧液体を噴射可能なノズル装置を１つ以上有した噴射装置とから構成され、
前記ノズル装置から噴射される前記高圧液体の衝突力により、前記構成体の前記ゴム要素が破砕される一方で前記金属要素が破砕されないように構成されることを特徴とする金属ゴム分離装置。
【請求項６】
前記高圧水発生装置は、前記ノズル装置から噴射される高圧液体の圧力が１８０ＭＰａ以上に設定されるように液体を加圧することを特徴とする請求項５に記載の金属ゴム分離装置。
【請求項７】
前記構成体が、前記金属要素として長方形板の片面に突起を有する芯金およびリング状の鋼線を備え、前記ゴム要素として前記芯金および前記鋼線を覆って設けられるカバーゴムを備えたゴムクローラであることを特徴とする請求項４または５に記載の金属ゴム分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１６０２１９（Ｐ２００７−１６０２１９Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３５９８９４（Ｐ２００５−３５９８９４）
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（３９００１８７３９）大興物産株式会社 (2)
【出願人】（５９６１０５２０８）第一カッター興業株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１４日（２００５．１２．１４）
【出願人】（３９００１８７３９）大興物産株式会社 (2)
【出願人】（５９６１０５２０８）第一カッター興業株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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