(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の成分の破壊される打撃力が他の成分の破壊される打撃力より小さい２つ以上の成分から構成する複合材を原形状のままで処理端部の近傍を打撃に抗して支持し、処理端部を支持端から空中にさらし、処理端部を複合材を切らない部材で打撃し、与える打撃力は構成成分のなかの破壊される最も大きい打撃力未満で破壊される最も小さい打撃力以上とし、与える打撃力より破壊される打撃力が大きい成分を略原形のまま保ち与える打撃力より破壊される打撃力が小さい成分を破壊して構成成分を離解する方法。
【請求項２】
複合材を空中方向に移動し、打撃を連続的に行うことを特徴とする請求項１記載の離解方法。
【請求項３】
複合材が長繊維複合材であることを特徴とする、請求項１又は２記載の離解方法。
【請求項４】
連続打撃手段と、支持手段と、材料移動手段と、材料排出手段を備え、支持手段と連続打撃手段の間の空中の方向に材料移動手段で処理材料を移動し、支持手段の端部から空中にさらした処理端部を連続打撃手段で連続的に打撃し、与える打撃力より破壊される打撃力が大きい成分を略原形のまま保ち与える打撃力より破壊される打撃力が小さい成分を破壊して構成成分を離解し、離解した構成成分を材料排出手段で排出する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法による離解装置。
【請求項５】
連続打撃手段が回転打撃手段であることを特徴とする、請求項４記載の離解装置。
【請求項６】
連続打撃手段が飛翔打撃手段であることを特徴とする、請求項４記載の離解装置。
【請求項７】
連続打撃手段が往復打撃手段であることを特徴とする、請求項４記載の離解装置。
【請求項８】
打撃部材の幅が長繊維複合材の織布の糸の間隔より大きい事を特徴とする、請求項４〜７のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項９】
運動制限手段を備えることを特徴とする、請求項４〜８のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１０】
材料移動手段に振動停止手段を含むことを特徴とする、請求項４〜９のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１１】
離解繊維を処理残し部分に結合した状態で排出することを特徴とする、請求項４〜１０のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１２】
材料排出手段が材料排出吸引口であることを特徴とする、請求項４〜１１のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１３】
材料排出手段が選別排出口であることを特徴とする、請求項４〜１２のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１４】
強制排出手段を備えることを特徴とする、請求項４〜１３のいずれか一項に記載の離解装置。
【請求項１５】
補助打撃台を備えることを特徴とする、請求項１４記載の離解装置。
【請求項１６】
擦り領域を持つことを特徴とする、請求項４〜１５のいずれか一項に記載の離解装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維と樹脂などからなる複合材をクリーンな繊維とクリーンな樹脂などに分離する技術に関するものである。
特に繊維が長繊維であるときに、長繊維のまま回収できる技術である。
また、コンパクトな設備で、省動力で、高い回収率にできる技術である。
【背景技術】
【０００２】
繊維と樹脂からなる複合材は、タイルカーペット、自動車用カーペット、ターポリンシート、工事用安全ネット、防音シート、防水シート、ふっ素樹脂含浸クロスなど多岐にわたり、建築・車両関係での生産量と廃棄量が莫大である。これらの大半は焼却処分はしてはならないもので、埋め立てによる廃棄が必要とされる。埋め立て廃棄には例えば１トンあたり２〜８万円レベルの莫大な処分費用が発生する。
タイルカーペットで言えば、１９９９年には２０４０万ｍ２の生産量（特許文献５３）という。２０００年の廃棄量は、業務用カーペットで１４万トン、自動車用カーぺットで８万トン（非特許文献１）にものぼる。岐阜の工場で年間４０００トンのタイルカーペット再生の情報がネット上で公開されている。特許文献５３はみなし取り下げとなっているが、この原理の装置で２００８年には別の工場で１５０００トンのタイルカーペットが処理されたという。タイルカーペットのバッキング層の塩ビには大量の炭酸カルシウムが添加されていているので、再びタイルカーペットのバッキング層に混ぜる用途が大半である。再生商品流通の歴史も略１０年あることから、タイルカーペットはエコマークの対象商品となっており、再生塩ビの優先入手を図る動きもみられ、供給不足が懸念される状態となっている。繊維と樹脂の複合材での商業ベースの大規模なマテリアルリサイクルが行われている唯一の材料がタイルカーペットと言っても良いが、技術的に樹脂の回収までで、繊維と繊維に付着する相当量の樹脂は大半が廃棄されている。
ターポリンシートは、強いポリエステル織布を塩ビ樹脂やＥＶＡ樹脂などの樹脂シートでサンドイッチし接着したもので、フレコンバッグ・テント・養生シート・垂れ幕などに広く使用されている。使用済や余剰のシートが廃棄処分を余儀なくされているだけではない。例えばフレコンバッグの生産段階で、型で打ち抜いた端材が大量の廃棄物となっている。ターポリンシートの材料は純度の高い樹脂で、マテリアルリサイクルが可能になると、材料コスト・環境破壊・無駄な材料生産を低減することができる。繊維も上質の織布であり、純度よく回収できれば、そのまま不織布などの材料として使用できる。
しかし、ターポリンシートは大変頑丈なシートで、破砕機で細片化することさえ困難である。ましてや、微粉化して樹脂を分離回収するという低コストの汎用技術は完成していない。樹脂を溶剤で溶かすのが現行の唯一の可能な方法であるが、過大な設備・コスト・環境汚染・汎用性などの問題で実用化の障壁は高く、当然ながら繊維の回収はテーマにもならない状況である。
工事用安全ネットや防音シートは工事現場では欠かせないもので広く多量に使用されている。汚れたら洗浄し、破れたら補修し、再利用が努められているが、最終的には処分せざるを得ない。さらなる再利用ということでベトナムなどの海外に運ばれるケースもある。工事用安全ネットは主にポリエステルの丈夫な織布を塩ビ樹脂などに浸漬して作られるので、樹脂と繊維の分離はさらに困難である。使用されている樹脂は純度が高く、添加されている耐候薬品は高価なもので、耐候樹脂回収の要望は強い。防音シートはさらに重さを加えたシートで、同様に織布と樹脂と添加材で構成されている。共に細片化・微粉化・分離が困難で、マテリアルリサイクルは実現していない。
防水シートは樹脂のシートとガラス繊維織布や樹脂繊維織布を何重にも積層したもので、屋上・プール・用水路・貯水池・廃棄物処分場など防水に多用されている。重量も厚さもあり量が多い。合成高分子ルーフィング工業会の資料では２０１１年に略２０００万平方メートル生産されているが、マテリアルリサイクルは実現していない。
空気幕構造のふっ素樹脂含浸クロスでは、東京ドームだけでも４００トン使用されており、耐用年数２０年以上であるが、既に２４年経過している。ふっ素樹脂は１ｋｇｒ２２００〜２５００円で、塩ビの略２０倍の高価な材料である。迫りくる交換時期には何とかマテリアルリサイクルの対象としたい。
耐熱などのふっ素樹脂の優れた特性のために、再生材料としての使用方法は技術がまだ確立していないようである。差し当たりはガラス繊維ごと粉々にしてみてほしいと言われる状況である。使用済のふっ素樹脂含浸クロスが樹脂と繊維に分けられるとは元から思っていなかったことや、まだ実際に廃棄が発生してないことがその遅れの原因であろう。しかし、２０１３年の後半にはある建物でのシート交換が日程に上っている。樹脂と繊維の分離が可能になれば、価格の高い樹脂の再利用方法の開発も重要なテーマとなるであろう。
【０００３】
以下この文書では、繊維と樹脂の複合材を「繊維複合材」と記述する。長繊維と樹脂の複合材を「長繊維複合材」と記述する。繊維や樹脂とは限らない２つ以上の材料を合わせて機能材としたものを「複合材」と記述する。長繊維複合材は繊維複合材の一種であり、繊維複合材は複合材の一種である。
２つ以上の成分を互いの付着・接着・融着などの状態から開放し、それぞれの成分に分解することを、以下この文書では「離解」と記述する。
【０００４】
プラスチック含有廃棄物の打撃・刃物による粉砕にかかわる特許文献を抽出し、特許認可時の文献と拒絶時の文献と明細の特許文献などを精査してほぼ出願順に並べたのが、特許文献０１〜７９である。
プラスチック含有廃棄物のマテリアルリサイクルの技術を大きく分けると、剪断・切削・叩解・摩擦・引き剥がし・溶剤・溶融などの離解技術と、風力・網・遠心力・比重・形状などによる分離技術、この２分野の技術が提案されていることが、過去の特許文献から読み取れる。
特許文献０１〜７９について、主要な項目での差異を一覧できるように下記にまとめた。主要な項目は、処理材料、供給方法、離解技術、分離技術に分けた。
処理材料は、本発明の課題に照らして、特に繊維複合材を他の材料と区別した。この比較一覧では繊維複合材から壁紙など極端に短繊維のものは除いた。複数の材料の場合は、繊維複合材を含む場合は繊維複合材とし、繊維複合材を含まない場合は主たる材料に簡素化した。
供給方法は、投げ込みや吸い込みなどと理解されるものは「投入」と表現し、それ以外は個々に概略表現した。供給する材料の大きさについては、特許書類で粗破砕と明記されたものもあるが、説明していないものも多い。装置のサイズによっても異なるので、供給する材料の大きさは項目から除いた。
離解技術は、剪断・切削・叩解・研削・摩擦・引剥・切断・溶剤・溶融に分けた。特許文献では必ずしも物理的に正しく表現しているわけではなく、不正確な表現も混在しているので、内容から判断した。複数の離解技術を述べているものは、離解に最も効果のあると解される技術で記載した。
分離技術は成分分離でないものは「なし」と記載し、その他は風力・網・遠心力・比重・移送・形状などに分けた。複数の分離技術を述べているものは、成分分離に最も効果のあると解される技術で記載した。
【０００５】
特許文献０１： 混合材料        投入      叩解      風力
特許文献０２： 電線            投入      剪断      遠心力
特許文献０３： 繊維複合材      投入      剪断      風力
特許文献０４： 破石            投入      摩擦      なし
特許文献０５： 多層材料        投入      剪断      比重
特許文献０６： 基板            投入      剪断      遠心力
特許文献０７： 複合材          投入      引剥      遠心力
特許文献０８： 多層材料        投入      叩解      比重
特許文献０９： 破石            投入      摩擦      なし
特許文献１０： 繊維複合材      投入      剪断      なし
特許文献１１： 紙              投入      叩解      なし
特許文献１２： 多層材料        投入      摩擦      網
特許文献１３： 多層材料        投入      剪断      比重
特許文献１４： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献１５： 成型品          投入      剪断      なし
特許文献１６： 多層材料        投入      摩擦      比重
特許文献１７： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献１８： 索状ワーク      送り      粗剪断    なし
特許文献１９： 塗装プラ        投入      剪断      網
特許文献２０： 多層材料        投入      剪断      遠心力
特許文献２１： 塗装プラ        投入      叩解      遠心力
特許文献２２： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献２３： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献２４： 塗装プラ        投入      研削      遠心力
特許文献２５： 単一材          投入      溶解      なし
特許文献２６： 単一材          送り      粗剪断    なし
特許文献２７： 繊維複合材      把持      引剥      移送
特許文献２８： 多層材料        投入      叩解      遠心力
特許文献２９： 銅張積層板      送り      切削      なし
特許文献３０： 単一材          無記載    溶解      なし
特許文献３１： 繊維複合材      投入      叩解      網
特許文献３２： 単一材          投入      溶解      なし
特許文献３３： 多層材料        投入      叩解      形状
特許文献３４： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献３５： 車内装材        投入      剪断      風力
特許文献３６： 樹脂シート      引込み    粗剪断    なし
特許文献３７： モール屑        投入      叩解      比重
特許文献３８： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献３９： 多層材料        投入      叩解      風力
特許文献４０： 単一材          投入      叩解      なし
特許文献４１： 多層材料        投入      叩解      網
特許文献４２： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献４３： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献４４： 機器            投入      叩解      網
特許文献４５： 成形体          投入      剪断      風力
特許文献４６： 難燃剤含        投入      溶解      比重
特許文献４７： フィルム付      投入      叩解      風力
特許文献４８： 金属膜付        投入      剪断      風力
特許文献４９： 多層材料        投入      溶解      比重
特許文献５０： 多層材料        投入      摩擦      風力
特許文献５１： 繊維複合材      送り      切断      移送
特許文献５２： 繊維複合材      送り      切削      移送
特許文献５３： 繊維複合材      送り      切削      移送
特許文献５４： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献５５： 多層材料        投入      剪断      遠心力
特許文献５６： 単一材          投入      叩解      なし
特許文献５７： 汚染材          投入      剪断      網
特許文献５８： 繊維複合材      投入      剪断      風力
特許文献５９： 汚染農ビ        投入      叩解      遠心力
特許文献６０： 繊維複合材      投入      剪断      網
特許文献６１： 繊維複合材      投入      叩解      網
特許文献６２： 壁紙            投入      叩解      風力
特許文献６３： 繊維複合材      投入      叩解      風力
特許文献６４： 繊維複合材      把持      引剥      移送
特許文献６５： 植物繊維        送り      切削      なし
特許文献６６： ゴム            投入      剪断      なし
特許文献６７： ゴム            投入      剪断      なし
特許文献６８： 繊維複合材      投入      叩解      なし
特許文献６９： 繊維複合材      投入      叩解      遠心力
特許文献７０： 壁紙            投入      叩解      なし
特許文献７１： 繊維複合材      投入      叩解      なし
特許文献７２： 繊維複合材      投入      叩解      形状
特許文献７３： アルミ含        投入      叩解      渦電流
特許文献７４： 繊維複合材      投入      切削      風力
特許文献７５： 異種構成物      投入      剪断      遠心力
特許文献７６： 繊維強化        投入      摩擦      なし
特許文献７７： 多層材料        投入      剪断      風力
特許文献７８： 混合            投入      叩解      風力
特許文献７９： 繊維複合材      投入      叩解      遠心力
【０００６】
特許文献０１〜７９の中で、長繊維複合材を処理対象としたものは、特許文献０３、１０、２７、３１、３８、４２、４３、５１、５２、５３、５４、５８、６０、６１、６３、６４、６８、６９、７１、７２、７４、７９である。
このうち、離解技術として叩解を利用しているものは、特許文献３１、４３、５４、６１、６３、６８、６９、７１、７２、７９である。供給方法は全て投入である。細片化した材料を投げ込みや吸い込みでケース内に供給し、材料の重量やケースからの抵抗に抗してランダムに衝撃を与えながら攪拌することで粉砕を行い、所定の寸法以下になった粉体から排出する。
離解技術として剪断を利用しているものは、特許文献０３、１０、３８、４２、５８、６０である。供給方法は全て投入である。細片化した材料を投げ込みや吸い込みでケース内に供給し、ランダムにカッタ部に至った材料をカッタで剪断破壊することを繰り返して粉砕し、所定の寸法以下になった粉体から排出する。
離解技術として引き剥がしを利用しているものは、特許文献２７、６４である。供給方法は把持である。
離解技術として切断か切削を利用しているものは、特許文献５１、５２、５３、７４である。供給方法は、特許文献７４は投入、他は送りである。
【０００７】
特許文献２７、５３、６４は層間分離であるが、それ以外の複合材リサイクル技術は粉体化してからの分離である。複合材に限らずマテリアルリサイクル技術の大半は粉体化してからの分離である。
粉体化には想像を超える動力が必要である。粗粉砕に使われる破砕機は４５〜数１００ｋｗ、微粉砕装置は４５〜９０ｋｗという具合である。
搬送分離回収工程で、例えば大量の空気を使うと、ファン１個で１１〜２２ｋｗ、使われるファンが１０基あると１００〜２００ｋｗという電力となる。
マテリアルリサイクルは材料資源の活用と共に、エネルギーの節約も重要な用件であるが、実際には相当のエネルギーを必要としている。
【０００８】
長繊維複合材の処理に関して、特許文献には明記されていない様々な問題がある。
粉体化では前処理として小片化の必用がある。タイルカーペットではあまり問題とならないが、繊維の織布で強化したターポリンシート・工事用シート・ふっ素樹脂含浸クロスなどでは、既存の破砕装置では繊維の切断がうまく行かず、長くて丈夫な繊維が装置にからみついて小片化できない。繊維切断装置を併用して、初めて破砕装置での小片化が可能である。２０ｍｍピッチ程度で縦横のナイフ刺し傷をシートに予め加工して、繊維を切断する装置である。
【０００９】
次に、繊維を含んだままの小片をさらに粉砕した場合、繊維も切断して短繊維と化す。繊維リサイクルでは、まずは５０ｍｍを越す長繊維であることが求められる。次に０．５ｍｍ以下の短繊維ならば、コンクリートなどの強化材として検討の余地あり、という扱いである。小片を粉砕した時は、ちょうどこの狭間の数ｍｍから数ｃｍという繊維長となる場合が大半である。
【００１０】
また、繊維を含んだままの小片を粉砕した後、繊維と樹脂の混合粉を繊維と樹脂に分離して回収することは、システムの中の費用・敷地・電力で大きな比重を占める難しい技術である。比較的システム負担の少ない篩いでは、数ｍｍ以下の短繊維は縦になって網目を通り抜けて樹脂側に混入する。短繊維は何度篩っても混入を激減させるのは難しい。風力分離でも、高純度の再生樹脂を得るには、一回の分離精製工程では済まず、何段もの処理を繰り返さなければならない。
マテリアルリサイクルシステムの中で、主装置である粉体化装置が費用と敷地で占める割合は１０％、電力で３０％に過ぎない、と称しても過言ではない。精製工程を繰り返すことは回収率の低下にもつながる。
【００１１】
一方、繊維の精製は大変困難である。繊維は互いに絡み合い、樹脂の粒を抱き込む状態となりやすい。団子になった繊維の中から樹脂粉を取り除くことは困難である。加えて、繊維表面に付着する１〜１０μｍの樹脂微粉の除去も、コスト対効果の面で面倒な課題である。このような理由で、樹脂が混合している繊維を純度高く精製する技術は実現していない。「樹脂が混入した繊維でも使える用途はないか」と手探りする状態から大勢は抜け出せないでいる。
【００１２】
また、例えばタイルカーペットの場合、パイルを形成するナイロン繊維と、基布を形成するポリエステル繊維というように、種類の異なる繊維が混用されている（特許文献６４  図２）場合がある。ナイロン繊維の価格は高いが、ポリエステル繊維が混入していては再生利用の用途が大幅に限定される。
【００１３】
特許文献５３は、バッキング層を上にしてタイルカーペットをベルトで送り、多数の円形薄刃を並べた刃物でバッキング層のみを削る技術である。この方法で２００８年段階でも年間１５０００トンの再生塩ビを製造していることは先に述べた。タイルカーペットは自身の弾力で撓み、回転刃がバッキング層にのみ当るようにワークガイドの位置を調整することで、バッキング層のみを削ることができる。
残材は基布とパイル繊維のシートであるが、この部分には接着に使用した純度の高い塩ビ層が残って（特許文献６４  図３の４）いる。バッキング層はコスト低減の為に大量の炭酸カルシウムが添加されていて塩ビの純度は低い。接着塩ビの純度は非常に高いにもかかわらす、その大半が残材に残る。切削刃物が繊維まで削らないように、接着塩ビ層を残すようにワークガイドの位置調整をせざるを得ないからである。それでも実際にはギリギリまで追い込むために、塩ビ切削粉には若干の繊維の混入があり、後工程の回転篩いなどで絡んで玉となった繊維を除去することが必要である。
また、回転刃と送り込みローラの間には必然的に一定の距離が生じるために、バッキング層はその９５％程度は切削できるが、数センチの削り残しが発生する。削り残しは基布とパイル繊維のシートと接着層の側に含まれる。送り込みによる方法には、処理残しは常に付いてまわる特性である。
【００１４】
特許文献６４は、残材である基布とパイル繊維と接着層のシートの両端を強い力で引っ張り、パイル状のナイロン繊維を引き抜く技術である。バッキング層を除去した後のパイル糸は、基布の裏側から容易に引き抜くことが可能である。５００ｍｍのタイルカーペットから２〜３ｍのナイロン繊維が回収できる。
しかし、これを一挙に引き抜こうとすると、途中で全体が切断して引抜きが完了しなかったり、相当量のパイル繊維が基布に残ったりする恐れがある。
また、引き抜いたナイロン繊維には、略１０ｍｍ間隔で、２ｍｍ位の塩ビのコブが付いている。塩ビはナイロン糸の中に頑丈に沁み込んでおり、物理的な方法で迅速に除去することは出来ない。
また、ナイロン糸を抜き取った後に残るポリエステル基布・抜き取れなかったナイロン・接着塩ビ・処理残し塩ビバッキング層の分離回収は出来ず、大量の廃棄物が伴うことに変わりはない。
【００１５】
繊維長・樹脂含有・他繊維の混入は、再生繊維の用途限定と価格の低下に直結し、分離繊維の廃棄処分となり、環境・費用・資源の問題が解決しない。
繊維はかさ比重が小さいことから、運搬費用の問題も見逃せない。塩ビ壁紙のマテリアルリサイクルは、財団法人機械振興協会の第８回新機械振興賞を受賞した。特許文献７１と特許文献８０はその技術の一部である。別の技術も駆使して、塩ビとパルプの両方を高純度に回収することが出来るが、再生パルプの売上げは全て運送費用に消えるという問題（特許文献８１）がある。従って、コスト低減のために、高純度パルプを作るラインは無用である。
タイルカーペット廃材から塩ビを再生する事業で、年間２００００トンの再生塩ビを得るということは、樹脂とナイロンのついた基布の廃棄量は８０００トンにも及ぶ。ナイロン長繊維の回収が可能ならば、これらリサイクル事業の採算性は確実なものになる。特別に高価格な樹脂の回収を除いては、樹脂だけでなく長繊維の回収が繊維複合材のリサイクル事業での悲願である。また未曾有の資源を廃棄物とするような産業の考え方からは早期に抜け出さなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献０１】特公S35-002991号公報
【特許文献０２】特開S52-67169号公報
【特許文献０３】特開S52-40867号公報
【特許文献０４】特許1100104号公報
【特許文献０５】特許1398423号公報
【特許文献０６】特許1277801号公報
【特許文献０７】特開S54-117579号公報
【特許文献０８】特許1295267号公報
【特許文献０９】実登1734112号公報
【特許文献１０】特開S60-219016号公報
【特許文献１１】特許1582526号公報
【特許文献１２】特許2649419号公報
【特許文献１３】特許2742604号公報
【特許文献１４】特許3178095号公報
【特許文献１５】特許2945809号公報
【特許文献１６】特開H06-023752号公報
【特許文献１７】特許3048283号公報
【特許文献１８】特開H06-126742号公報
【特許文献１９】特許2553807号公報
【特許文献２０】特開H06-190828号公報
【特許文献２１】特開H05-237410号公報
【特許文献２２】特許2073330号公報
【特許文献２３】特開H07-156148号公報
【特許文献２４】特許3296906号公報
【特許文献２５】特許2671810号公報
【特許文献２６】特開H08-174550号公報
【特許文献２７】特許3167852号公報
【特許文献２８】特開H08-258044号公報
【特許文献２９】特開H07-256135号公報
【特許文献３０】特許3236213号公報
【特許文献３１】特開H09-000418号公報
【特許文献３２】特許3680407号公報
【特許文献３３】特開H09-248826号公報
【特許文献３４】特開H11-048248号公報
【特許文献３５】特開H11-156854号公報
【特許文献３６】実登3054229号公報
【特許文献３７】特許2962409号公報
【特許文献３８】特開2000-61941号公報
【特許文献３９】特許3682553号公報
【特許文献４０】特開2000-189823号公報
【特許文献４１】特開H10-278042号公報
【特許文献４２】特表2002-509036号公報
【特許文献４３】特開2001-062832号公報
【特許文献４４】特開2001-137831号公報
【特許文献４５】特開H11-179728号公報
【特許文献４６】特許3752101号公報
【特許文献４７】特開2000-237625号公報
【特許文献４８】特開2002-28927号公報
【特許文献４９】特許4674946号公報
【特許文献５０】特開2003-1632号公報
【特許文献５１】特開2003-24817号公報
【特許文献５２】特開2003-47878号公報
【特許文献５３】特開2003-88772号公報
【特許文献５４】特許4035980号公報
【特許文献５５】特許3583374号公報
【特許文献５６】特許4054202号公報
【特許文献５７】特開2002-263522号公報
【特許文献５８】特許4089284号公報
【特許文献５９】特開2003-1128号公報
【特許文献６０】特開2003-71839号公報
【特許文献６１】特開2005-262093号公報
【特許文献６２】特開2006-272241号公報
【特許文献６３】特開2007-117837号公報
【特許文献６４】特開2006-297626号公報
【特許文献６５】特開2006-326425号公報
【特許文献６６】特許4565989号公報
【特許文献６７】特許4579671号公報
【特許文献６８】特開2007-229603号公報
【特許文献６９】特開2008-110274号公報
【特許文献７０】特開2008-31264号公報
【特許文献７１】特開2009-50757号公報
【特許文献７２】特開2009-101315号公報
【特許文献７３】特開2007-237585号公報
【特許文献７４】特開2007-252964号公報
【特許文献７５】特開2008-302343号公報
【特許文献７６】特開2008-207546号公報
【特許文献７７】特開2010-173182号公報
【特許文献７８】特表2010-510084号公報
【特許文献７９】特許5116057号公報
【特許文献８０】特開2010-142731号公報
【特許文献８１】特願2011-111268号
【非特許文献】
【００１７】
【非特許文献１】（社）日本建築材料協会技術委員会西尾成則氏作成ネット文書  「カーペットリサイクル」  ２頁の表  出典：カーペット等廃棄・リサイクル研究会作成  「カーペットの実態調査研究」平成１２年２月発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、繊維複合材から、樹脂だけでなく、クリーンな繊維を回収する技術を提供することを目的としている。特に繊維が長繊維であるときに、長繊維のまま回収できる技術とすることを目的としている。また、コンパクトな設備で、省動力で、高い回収率にできる技術とすることを目的としている。また、他の複合材の成分分離にも利用できる技術であることを目的としている。
【００１９】
本発明の前記ならびに他の目的と新規な特徴は以下の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
図面に付す符号は、共通の部材・動作・位置・機能などには同一の符号を付した。明らかな場合には重複する説明を省略する場合もある。
ただし、図面はもっぱら解説のためであって、本発明の記述的範囲を限定するものではない。
【００２０】
本発明は長繊維複合材において、その総合的効果で大威力を発揮するので、以下の説明は最も特徴的な長繊維複合材から、樹脂だけでなく、クリーンな長繊維を回収することを目的として説明を進める。ただし、これらの説明は本発明を長繊維複合材の分離に限定するものではなく、長繊維複合材以外の繊維複合材や複合材の成分分離への応用を除外するものではない。
【００２１】
代表的な長繊維複合材には、タイルカーペット、自動車用カーペット、ターポリンシート、工事用安全ネット、工事用安全シート、防音シート、防水シート、ふっ素樹脂含浸クロス、ビニールレザー、繊維強化プラスチックなどかある。ただし、本発明の長繊維複合材はここに記述した名称のものに限るわけではない。
長繊維複合材は、図１に示すような構造が代表的なものである。ただし、長繊維複合材の構造はここで例示したのものには限るわけではない。
図１（ａ）はタイルカーペット・自動車用カーペット、図１（ｂ）はビニールレザー、図１（ｃ）は塩ビターポリンシート・ＥＶＡターポリンシート・工事用安全シート・防音シート・ふっ素樹脂含浸クロス、図１（ｄ）は工事用安全ネット、図１（ｅ）は防水シートの基本構造の説明図である。
図１（ａ）は目の粗い織布１０１にパイル１０２を埋め込んだシートを樹脂シート１０３に樹脂１０４で接着して作る。図１（ｂ）は織布１０１と樹脂シート１０３を接着して作る。図１（ｃ）は織布１０１を樹脂シート１０３ではさんで接着して作る。図１（ｄ）は目の粗い織布１０１を樹脂１０４に浸漬して作る。２ｍｍ位の多数の風抜き穴があいた網状になる。図１（ｅ）は織布１０１と樹脂シート１０３を何層にも重ねて接着して作る。その他、自動車用パーツなどでは、織布１０１と樹脂シート１０３を何重にも重ねて型押して接着した図１（ｆ）のような構造もある。ホースや柄など、糸１０６などを巻きつけるなどしながら樹脂１０４で固めた図１（ｇ）のような繊維強化プラスチックもある。
繊維である織布１０１や糸１０６は、ポリエステルなどの有機繊維と、ガラス繊維・カーボン繊維などの無機繊維などである。パイル１０２はナイロン繊維などである。樹脂シート１０３は塩ビ・ＥＶＡ・ふっ素・ゴムなどを使用する場合が多い。樹脂１０４は塩ビなどを使用することが多い。ただし、繊維や樹脂の材料はここで記述した名称のものに限るわけではない。
接着・浸漬は、加熱法・ゾルゲル法などがあるが、これに限るものではない。
【００２２】  長繊維複合材を除く繊維複合材は、図２（ａ）の塩ビ壁紙、図２（ｂ）のダストマット、図２（ｃ）の牛乳パックなどがある。ただし、繊維複合材はここに記述した名称のものに限るわけではない。  塩ビ壁紙は紙１１０に塩ビ１１１をコーティングしたものである。ダストマットは目の粗い織布１０１に植えたパイル１０２をゴム１１２で固め、パイル１０２の上部をカットしてカットパイル１１３としたものが主で、織布１０１を持たないものもある。牛乳パックは紙１１０にポリエチレン膜１１４をコーティングしたものである。  本発明は短繊維の繊維複合材も成分分離が可能である。細片化前処理が不要なために省動力で、粉体化処理も省動力である、など幾つかの効果に変わりはない。【００２３】
本発明は繊維複合材以外の複合材料を省動力で成分分離する用途にも使用できる。図２（ｄ）の石膏１２０を紙１１０でサンドイッチした石膏ボードなどがこの例であるが、それに限るものでもない。
当然ながら、単成分の材料を省動力で粉砕する用途にも使用できる。
【００２４】
マテリアルリサイクルの処理材料は、使用済となって廃棄対象となるものが主である。これらは場合によっては洗浄などの処理が必要なものもある。洗浄は使用して廃棄する主体者の側に設備がある場合もある。
その他、工場廃材として処理に困っているものも多い。型でぬいた後の端材、検査不合格品、調整用捨てバッチ、売れ残り、などである。これらは清浄であり、成分も明らかで、工場内のマテリアルリサイクルに供するのが適切である。
テントの解体などでは、工事現場で成分分離が出来ると、減容でき、運搬が楽になり、利用者に直接搬入できるなど、流通にも変化が期待できる。
従って、マテリアルリサイクル設備は、産業廃棄物回収業者だけでなく、メーカ工場や工事現場に置くことも視野に入る。メーカ工場や工事現場に置く設備は、あまりに大掛かりでないことが必用である。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
処理材料が、シートはシート状、ホースはホース状、型押材は型押材状、端材は端材状など、細片化しないで原形をとどめた形状のままであることを、以下この文書では「原形状のまま」と記述する。ただし、原形状のままというのは、ここに記載した形状に限るものではない。また、大きな処理材料を作業の容易な巾にカットする、折りたたむ、などの処置を除外しているものでもない。
本発明で処理材料である複合材料を離解するとき、離解繊維は処理材料の端に連結した状態となる場合にも、以後この文書で処理材料の「端部」と言う場合は、連結した離解繊維を除いた未処理の端部のことを意味する。
【００２６】
本発明は、長繊維複合材から、樹脂だけでなく、クリーンな長繊維を回収するため、長繊維複合材を原形状のままで端部を空中にさらし、その端部を切れない部材で打撃し、長繊維複合材の樹脂と繊維を離解することを特徴とする。
また本発明は、複合材から構成成分を分離するため、複合材を原形状のままで端部を空中にさらし、その端部を切れない部材で打撃し、構成成分を離解することを特徴とする。
【００２７】
図３に長繊維複合材の離解の原理を概念的に図示した。
空中にさらした処理材料の端部を、以下この文書では「処理端部」と記述する。
処理端部の近傍を支える手段を、以下この文書では「支持手段」と記述する。
００１は長繊維複合材、００２は離解繊維、００３は離解樹脂、００４は処理端部、００５は打撃部材、００６は打撃動作、００７は支持手段、００８は空中である。
長繊維複合材００１を支持手段００７で支持して処理端部００４を空中００８にさらす。打撃部材００５には支持手段００７の近傍の空中００８を通る打撃動作００６を与える。打撃動作００６は、長繊維複合材００１の樹脂成分は砕くが、繊維成分は切断しない範囲の速度の動作で、普通は秒速数十メートル以上という高速である。打撃部材００５は処理端部００４を激しく打撃し、長繊維複合材００１の樹脂成分を砕き、樹脂成分は離解樹脂００３となって飛散する。長繊維複合材００１の繊維成分は切断しないで長繊維複合材００１の端部に接合したまま屈曲して離解繊維００２となる。屈曲した離解繊維００２は打撃部材００５で軽く擦られ、付着樹脂は脱落してさらに清浄な繊維となる。
【００２８】
図３において、樹脂成分が砕かれ繊維成分がそのまま残るように説明したが、このような関係に限るものではない。牛乳パックなどで、樹脂皮膜は皮膜形状を保ち、紙がパルプ状に分解される場合もある。
図３では、離解繊維００２は長繊維複合材００１の端部に接合したまま屈曲して離解繊維００２となると説明したが、ここの説明で接合したままという状態に限定しているわけではない。状況によっては長繊維複合材００１から離れて飛散する場合もある。例えば使用済で傷んだ繊維は脱落する、処理材料の側面が斜めにカットされている場合の端の繊維は脱落する、頑丈な積層で内部に固く固着されている繊維は一部が切断して脱落することがある、型抜きなどの端材で巾が狭い処理材料では横糸が抜け落ちやすい、処理初めの横糸は抜け落ちやすい、太目のガラス繊維は折れて脱落しやすい、などである。しかしこの場合も脱落した長繊維は細かく切断されることはほとんどない。綿状にはならず、糸の形態を保ち、絡まって団子になることも少ないので、篩いなどで清浄にすることが容易である。不織布などに使える長さの長繊維である。
長繊維でない繊維複合材では、離解繊維は繊維複合材から離れて樹脂と共に飛散する。成分の分離回収では分離の後工程が必要である。その難容は処理材料によって様々である。ダストマットなどのカットパイルではナイロン糸は２０ｍｍ程度あり細かく粉砕はされないので、篩いが有効である。基布があるダストマットでは、基布は織布の形態を保つので、上記の長繊維複合材の場合に近い。一方、塩ビ壁紙では風力分離が必要となる。
図３では処理材料００１は一枚で描いたが、複数枚を重ねた場合も同様な離解が可能である。従って処理材料００１は１枚に限るものではない。
図３では処理材料００１はシート状に描いたが、異形状の場合も同様な離解が可能である。処理材料００１はシート状に限るものではない。
【００２９】  図４（ａ）に離解の瞬間を概念的にあらわした。打撃動作００６をする打撃部材００５が、支持手段００７に支えられた長繊維複合材００１の空中００８にさらされた処理端部００４の先端に衝突し、微小時間が経過した後の状態である。  支持手段００７から張り出した処理端部００４は、長繊維複合材００１の厚さに比して極端に大きくはない寸法である。処理端部００４は寸法が小さく重量は小さい。処理端部００４に加わる力は衝撃力であるので、生じる加速度は大変に大きい。一方、長繊維複合材００１の本体は重量がある上に支持手段００７で停止されている。従ってこの境界には大きな剪断力が発生する。また短い梁状の処理端部００４には大きい曲げ応力も働く。激しい剪断破壊と曲げ破壊とをうけて、樹脂成分は細かく砕けて離解樹脂００３となる。一般に樹脂は繊維より脆性で破壊されやすく、重量があるので停止部分と加速部分の境界の剪断力が大きく、繊維は細くて曲げに強靭であることなどが、打撃による樹脂と繊維の離解を可能とする。  図４（ｂ）はさらに微少時間が経過した後の状態である。屈曲した離解繊維００２を軽く擦るように打撃部材００５が運動して、付着樹脂があればそれを擦り落とす。  なお、図３と図４（ａ）（ｂ）で打撃部材００５が処理端部００４に平行にあたるように描いたが、図４（ｃ）のように斜めにあてることを除外するものではない。【００３０】
数値的な例をあげて、より分かり易く説明を補強する。数値は仮定の値で、これらの値に限定するものではない。
長繊維複合材００１をタイルカーペットとする。タイルカーペットは５００ｍｍ角で１．２ｋｇｒとする。全体の厚さを８ｍｍ、樹脂層の厚さを３ｍｍとする。
処理端部００４の長さを３ｍｍとする。打撃部材００５の重さを３０ｋｇｒとする。打撃動作００６の速度を５０ｍ／ｓｅｃとする。打撃部材００５が処理端部００４の上面に衝突して３ｍｍ進行したところで離解が起こったとする。衝突による打撃部材の速度の低下率を０．０００１とする。
衝突から離解までの時間は略０．００００６ｓｅｃである。運動量と力積の関係より、衝撃力は略２５００ニュートンとなる。処理端部００４の重量は略０．００７ｋｇｒである。ここにかかる加速度は略３６０００Ｇという凄まじい値となる。
【００３１】
タイルカーペットにおいて、打撃部材００５が処理端部００４にあたる位置は、端から０．１ｍｍ程度でも離解が可能である。離解には、処理材料の質・形状・状態などや、打撃部材の形状や速度、支持の状況、その他の各種要因が関係する。従って、３ｍｍの処理端部００４のどこで離解が進行するかは一概に説明できない。あちこちで様々な離解がランダムに起こるというのが現実であろう。
打撃部材００５の打撃動作００６の大きさは、長繊維複合材の場合は略４０〜５０ｍ／ｓｅｃが適当である。ただし、打撃動作００６の大きさは、処理材料００１や打撃部材００５の形状や処理端部００４の寸法などにより異なるもので、ここに例示する値に限定するものではない。
【００３２】
打撃部材００５は切れない工具である。ただし、何らかの都合で材料を切断する必要が生じた時にも切刃がまったく付属しないと限定しているわけではない。
図５（ａ）に打撃部材００５の打撃部位の断面形状の例を図示した。板またはブロック状のものの先端の形を主に列挙して図示した。後述の飛翔体の形状例もあわせて図示した。また、チェーンなどで振り回されるハンマーブロックも例示した。ただし、形状は図示したものに限定するものではない。
打撃部材００５の運動方向の面が打撃面００９、処理材料００１に面する側面が擦り面０１０である。
図５（ｂ）に打撃部材００５の打撃部位の側面形状の例を図示した。平行棒状のもの、千鳥状のもの、斜め棒状のものを例示したが、側面形状もここに例示した形状に限定するものではない。
打撃部材００５は駆動部材に固定されている場合もあるし、一体の場合もあるし、遥動可能に支持されている場合もあるし、空中を飛来する自由運動体である場合もある。空中を飛来する運動体を、以下この文書では「飛翔体」と記述する。またチェーンのような可撓性の連結材でハンマーブロックなどが振り回される場合もある。
図５（ｃ）に駆動部材に固定または支持されている場合の打撃部材００５の結合部分の例を図示した。結合部分もここに例示した形状に限定するものではない。
【００３３】
本発明は、打撃部材００５の巾が長繊維複合材００１の織布の糸の間隔より大きいことを特徴とする。
打撃部材００５の巾が薄いと打撃部材００５は長繊維複合材００１の織布の縦糸と縦糸の間に刺さり、横糸が脱落すると共に、横糸に引っ張られて、縦糸も切断することがある。打撃部材００５の巾を長繊維複合材００１の織布の縦糸のピッチより大きくすると、横糸の脱落と縦糸の切断を防ぐ効果がある。
【００３４】
本発明は、長繊維複合材から、樹脂だけでなく、クリーンな長繊維を連続して回収するため、長繊維複合材を原形状のままで端部を空中にさらし、長繊維複合材を空中方向に移動し、その端部を切れない部材で連続的に打撃することにより、連続的に長繊維複合材の樹脂と繊維を離解することを特徴とする。
また本発明は、複合材から構成成分を分離するため、複合材を原形状のままで端部を空中にさらし、複合材を連続的に空中方向に移動し、その端部を切れない部材で連続的に打撃することにより、連続的に構成成分を離解することを特徴とする。
【００３５】
図６に長繊維複合材の連続的な離解の方法を概念的に図示した。
０１１は長繊維複合材００１の移動動作である。処理材料を移動させる手段を、以後この文書では「材料移動手段」と記述する。
説明を分かり易くするために、多数の打撃部材００５が打撃動作００６をして、連続して次々に処理端部００４を打撃する様子で図示した。
【００３６】
連続的に打撃を加える手段を、以下この文書では「連続打撃手段」と記述する。
最も簡単な連続打撃手段は回転運動０１２であり、図７（ａ）にその例を図示した。回転する連続打撃手段を、以後この文書では「回転打撃手段」と記述する。
連続打撃手段が多数の飛翔体である場合は、それらを高速で処理端部００４に向けて発射する発射手段０１３があればよく、図７（ｂ）にその例を図示した。飛翔体は回収して再び使用されることが望ましい。飛翔体による連続打撃手段を、以後この文書では「飛翔打撃手段」と記述する。
連続打撃手段が往復運動０１４の場合を図７（ｃ）に例示した。往復運動による連続打撃手段を、以後この文書では「往復打撃手段」と記述する。
【００３７】
本発明は、連続打撃手段に、回転打撃手段、または飛翔打撃手段、または往復打撃手段、を用いることを特徴とする。
【００３８】
材料移動手段には通常使用される各種の方法がある。図８にその例を示した。当然ながら、送り方法はここに例示したものには限らない。
図８（ａ）は２本のローラ２０１によるものである。図８（ｂ）は１本のローラ２０１と多数のコロ２０２によるものである。コロ２０２は独立に作用するので、異形の材料やランダムに重なった端材にも対応できる。図８（ｃ）は１本のローラ２０１と多数の押さえ板２０３によるものである。押さえ板２０３は独立に作用するので、異形の材料やランダムに重なった端材にも対応できる。図８（ｄ）はベルト２０４と多数のコロ２０２によるものである。図８（ｅ）は滑り板２０５と多数の爪２０６によるもので、爪２０６は前上後下運動２０７をする。爪２０６も多数の部材に分割して独立に作用するようにすれば、異形の材料やランダムに重なった端材にも対応できる。図８（ｆ）は処理材料００１の後端を把持装置２０８でつかみ、把持装置２０８は把持と開放を繰り返しながら図示しないリンク機構などで往復運動２０９をする。
各機構には、図示しない加圧機構や、図示しない隙間調整機構が付属することはいうまでもない。加圧機構は一般的にはバネなどが使用される。隙間調整機構は処理材料の初期の噛み込みを容易にする働きや、移動装置の部材間の磨耗などを防ぐ働きであり、一般的にはネジ調整機構などが使用される。ローラ２０１やコロ２０２などの径が充分に大きい場合は、初期の噛み込みも容易で、隙間調整機構を必要としない場合もある。ローラ２０１は噛み込みを良くするために、表面の摩擦を大きくする処理をしておくのが望ましい。例えばローレットを切る、歯をつける、ゴムを使用する、などする。
なお、移動動作０１１は連続動作に限らず、寸動などであってもよい。
【００３９】  支持手段００７は、専用の部材であっても良いし、別な部材がその作用を兼ねてもよいし、他の部材の作用を兼ねてもよい。例えば図８（ｅ）の滑り板２０５がそれを兼ねることもできるし、図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｆ）のテーブル２２９が兼ねることもできるし、後述の図１６の振動停止手段の支持手段００７はテーブル２２９を兼ねることもできる。ただし、ここに記述した形状や部材に限るものではない。【００４０】  送り込んだ処理材料の成果物を離解装置の外に排出する手段を、以下この文書では「材料排出手段」と記述する。  連続打撃手段と、支持手段と、材料移動手段と、材料排出手段を持つ装置を、以下この文書では「離解装置」と記述する。【００４１】  処理材料００１が柔軟で薄い場合に起こる現象を、図４（ａ）に対比して図９（ａ）に図示した。打撃動作００６をする打撃部材００５が、支持手段００７に支えられた処理材料００１の空中００８にさらされた処理端部００４の先端に衝突し、微小時間が経過した後の状態である。処理材料００１が柔軟で薄い場合、処理材料００１は支持手段００７の端で屈曲して持ち上がる。このような状態になると、処理端部００４への衝撃力は緩和されるので、打撃動作００６をより大きなものとする必用が生じる。また打撃部材００５が通過した直後に屈曲部分がバネのように跳ねて処理端部００４が暴れる原因にもなる。  そこで、図９（ｂ）のように、支持手段００７の処理端部００４に近接した部分に処理材料００１の上部の変位を制限する手段を設ける。処理材料００１の処理端部００４に近接して上部の変位を制限する手段を、以下この文書では「運動制限手段」と記述する。  運動制限手段０１６は、処理材料００１が柔軟で薄い場合にも、処理端部００４の離解を安定に確実に行う効果がある。  運動制限手段０１６は図９（ｂ）のように専用の部材であっても良いし、別な部材がその作用を兼ねてもよい。例えば、前述の図８（ｅ）の送り装置の爪２０６が兼ねても良いし、図８（ｃ）の送り装置の押さえ板２０３が兼ねても良い。図１６の振動停止手段２２８も運動制限手段０１６の機能を持つ特殊な送り手段といえる。当然ながら、独立の部材の形状や兼用できる部材も、ここに記述した内容には限定するものではない。【００４２】
本発明は、運動制限手段０１６を持つことを特徴とする。
【００４３】  図８で説明した送り方法の例のうち、爪２０６と把持装置２０８による方法以外は、処理材料００１の後端をつかまえたまま打撃部材００５にうんと近接させるのは難しい。従って必然的に離解処理できない部分が生じる。処理材料００１の後端に残る離解されない部分を、以下この文書では「処理残し部分」と記述する。  爪２０６と把持装置２０８による方法においても、処理残し部分０１５を皆無にすることはできない。つかまえた部分が小さくなると、強い引込み力に抗しきれなくなるからである。  本発明では、処理残し部分を積極的に利用する。  図１（ａ）のタイルカーペットの裏の樹脂シート１０３はバッキング層と称される。タイルカーペットのポリエステル織布１０１は基布と称される。  図１０にタイルカーペットを例として、処理残し部分０１５の役割を図示した。図１０（ａ）は平面、図１０（ｂ）は理解し易いように断面を誇張して表した図である。  ０１５は処理残し部分で、表側にはナイロンのパイル１０２が見える状態である。裏側には基布１３１とバッキング層１３２が残っている。１３３は離解した基布で、織布のままの状態で処理残し部分０１５の基布１３１につながっている。１３４は離解したナイロン糸で、離解した基布１３３の裏側を通り、処理残し部分０１５のパイル１０２につながり、整列したままの状態となっている。  背景技術の［００１１］で、従来の技術では、繊維は互いに絡み合い、樹脂の粒を抱き込む状態となりやすく、団子になった繊維の中から樹脂粉を取り除くことは困難である、と説明した。  これに比べ、本発明では基布１３１は織布の形状のまま離解した基布１３３となり、処理残し部分０１５に結合しており、織布の形状であるから、絡み合って樹脂粒を抱き込むということはない。一方、パイル１０２は離解したナイロン糸１３４となり、処理残し部分０１５のパイル１０２に結合して整列した状態となるから、絡み合って樹脂粒を抱き込むということはない。［００４６］で説明するように、離解処理の作動中では離解した基布１３３と離解したナイロン糸１３４は処理端部００４から材料排出吸引口２１０に至る経路で、整然と整列した状態にすることが可能である。離解処理が完了してタイルカーペットの後端が支持手段００７から離れて処理残し部分０１５となった後は、離解したナイロン糸１３４を処理残し部分０１５と一緒に整然と排出すれば、クリーンな長い糸として回収できる。クリーンな長い糸は、クリーンな綿より利用価値が高い。【００４４】
本発明は、離解繊維００２を処理残し部分０１５に結合した状態で排出することを特徴とする。
【００４６】  本発明は、材料排出手段０２０を材料排出吸引口２１０とすることを特徴とする。  材料排出吸引口２１０は、離解繊維を整然と整列させる効果がある。  図１１にタイルカーペットを例にして断面で図示した。処理端部００４から離解した基布１３３と離解したナイロン糸１３４が接合して屈曲する。タイルカーペットのバッキング層の側から打撃を与えると、離解したナイロン糸１３４は離解した基布１３３より打撃部材００５側に位置し、打撃部材００５は離解したナイロン糸１３４を擦りながら高速で移動する。ここには当然ながら気流の乱れが起こる。離解した基布１３３は比較的安定であるが、離解したナイロン糸１３４は暴れやすい。離解した基布１３３は長さが５００ｍｍまでであるが、離解したナイロン糸１３４は２〜３ｍとなる。打撃動作００６が回転運動０１２である場合は長い糸が巻きつく恐れもある。  打撃動作００６の方向に材料排出吸引口２１０を設ける。材料排出吸引口２１０はタイルカーペットの巾に近いノズル形状であることが望ましい。また、処理端部００４から材料排出吸引口２１０に至る経路はカバー２１１で閉じられた空気の流路２１２とすることが望ましい。カバー２１１は打撃部材００５の運動範囲の境界に設けるのが好ましい。  材料排出吸引口２１０を図示しないファンで吸引すると、流路２１２に空気の流れが起こり、離解したナイロン糸１３４は、離解した基布１３３と共に張力を受けながら材料排出吸引口２１０に至り、排出経路に導かれる。従って、離解したナイロン糸１３４が回転運動０１２に巻き込まれる危険はなく、処理端部００４に接合して整列した状態を保つので、互いに絡まってもつれることもない。【００４７】  打撃動作００６の方向の離れた位置に材料排出吸引口２１０を設けることにより、離解した糸１３４が処理端部００４から材料排出吸引口２１０の間で張力をうけて張り、打撃部材００５の擦り面０１０でより効果的に擦られる。擦る領域を長くすることで、離解繊維００２をより清浄にする効果がある。離解繊維に吸引で張力を与え、打撃部材の擦り面で離解繊維を擦るようにした範囲を、以下この文書では、「擦り領域」と記述する。  図１２にタイルカーペットの離解で例示した。タイルカーペットのパイルを引き抜くと、ナイロン糸には略２ｍｍの塩ビのコブが頑丈にしみ込んで容易に除去できないことは、技術背景の［００１４］に記した。本発明の離解方法では、激しい衝撃で塩ビを粉砕するので、ナイロン糸にしみ込んだ塩ビも大半が離解する。しかしごく瞬間の挙動であるために、緩く結合したコブが残る場合もある。古着を反毛してニードルパンチで不織布を作る業種の専門家の判断では、この程度のコブはニードルパンチで脱落するので残っていても差支えがないとのことである。しかし、不織布以外の再利用において、コブは皆無であることが望ましい。このコブは、離解に継続した一定時間、打撃部材００５の擦り面０１０で弱い力を加えて擦ることで除去できる。一定時間とは例えば略１〜３秒のオーダーであるが、諸条件によって変化するものであり、この時間に限定するものではない。  離解したナイロン糸１３４に与える吸引による張力と、材料排出吸引口２１０の位置で決まる安定した擦り��域０１８が、糸を傷めないでコブを除去するのに最適の状態をつくる。【００４８】
本発明は、擦り領域０１８を持つことを特徴とする。
【００４９】
材料排出手段０２０が材料排出吸引口２１０である場合、離解樹脂の粉と一緒に離解繊維の織布や糸が排出される。吸引はファンによって行うので、ファンに至る前に織布や糸を除去しないと、繊維がファンにからんで、ファンは故障する。分離にサイクロンやバグフィルタなどの回収装置を使用すると、回収装置には、外気を遮断しながら重量のあるものを排出する手段として普通はロータリーバルブ使われている。織布や糸があると、繊維がロータリーバルブに絡まって運転停止に至る。
材料排出手段０２０に織布や糸を機械的に捕捉する手段を設けると、織布や糸はこの捕捉装置で排出し、吸引経路には離解樹脂と脱落繊維だけが流れるようにできる。機械的な織布と糸の排出手段を、以下この文書では、「強制排出手段」と記述する。
強制排出手段は、離解繊維００２を整列状態で安定に排出する効果がある。
強制排出手段は吸引より強い引張り力を生むことが可能である。
【００５０】  強制排出手段の一つは、この文書で「ナイフローラ排出手段」と記述するものである。他の例では、「ローラコロ排出手段」と記述するものが挙げられる。さらに「把持排出手段」と記述するものも例示できる。ただし、強制排出手段はここに例示したものに限るわけではない。  図１３（ａ）に織布を対象としたナイフローラ排出手段を例示した。（ｂ）に織布と一緒に織布より長くなるパイル糸がある場合の、ナイフローラ排出手段での様子を例示した。（ｃ）にローラコロ排出手段、（ｄ）に把持排出手段を例示した。  図１３（ａ）で、ナイフローラ排出手段の原理を例示する。離解繊維００２は吸引により材料排出吸引口２１０に導かれ、張力を受けた状態にある。材料排出吸引口２１０の吸引経路２１３にバイパス経路２１４を設け、バイパス経路２１４に排出ローラ２１５を設ける。排出ローラ２１５は送り動作０１１と連動して駆動されている。排出ローラ２１５に向けて押込みナイフ２１６が間欠的に素早い往復動作を行う。  張力を受けた離解繊維００２は押込みナイフ２１６に押されて排出ローラ２１５に噛み込まれ、外部２１７に送られる。排出ローラ２１５に噛み込まれた離解繊維００２は整列した状態であり、外部２１７に整列状態で安定して排出される。離解樹脂００３は吸引経路２１３を経て外部の図示しない回収装置で捕捉される。  タイルカーペットの場合は、離解した基布１３３が送り動作０１１と連動した速さの排出ローラ２１５で送られる。一方、離解したナイロン糸１３４は離解した基布１３３の４〜６杯の長さとなるので弛んだ状態となる。この場合を図１３（ｂ）に例示した。弛んだナイロン糸１３５は、押込みナイフ２１６により間欠的に排出ローラ２１５に向けて押し込まれ、折りたたんだ状態となって外部２１７に整列状態で安定して排出される。  ローラコロ排出手段は、図１３（ｃ）のように、送り動作０１１と連動した速さの排出ローラ２１５と従動する排出コロ２３０が回転しており、離解織布００２は排出ローラ２１５と排出コロ２３０に自然に噛みこまれて、排出ガイド２３１で吸引と別の経路に導かれて外部２１７に排出される。  把持排出手段は、図１３（ｄ）のように、捕捉と開放の動作をしながら送り動作０１１と連動した速さで往復する把持手段２３２がある。織布や糸は把持手段２３２につかまれて、吸引と別の経路から外部２１７に排出される。  なお、排出ローラ２１５や把持手段２３２は送り動作０１１と連動して駆動されていると説明したが、張力などをセンサーで検知しながら排出ローラ２１５の回転や把持手段２３２の駆動を自動制御するなど、他の方法であってもかまわない。  ナイフローラ排出手段の押込みナイフ２１６が間欠的に素早い往復動作を行うと説明したが、連続的な往復運動であってもかまわない。【００５１】
本発明は、強制排出手段を持つことを特徴とする。
【００５２】  強制排出手段２１８で離解繊維００２を把持して送り、反転した処理残し部分０１５を打撃台２２０に引込み、処理残し部分０１５を打撃部材００５で打撃して離解させると、処理残し部分０１５を一回の離解処理で皆無とすることができる。  図１４にその原理を例示した。（ａ）は一つの長繊維複合材００１の離解処理が終了する寸前の様子である。離解繊維００２は強制排出手段２１８で把持して送られている。  長繊維複合材００１の後端が材料移動手段２１９の把持から開放されると、処理残し部分０１５が支持手段００７を外れ、空中００８に引き込まれ、打撃部材００５の打撃動作００６で跳ね飛ばされる。強制排出手段２１８の近くに打撃台２２０が用意されている。打撃台２２０は打撃部材００５の動作に近接して置かれる。処理残し部分０１５は慣性で反転して打撃台２２０の後方に跳ね飛ばされる。打撃台２２０は、離解繊維００２の長さで処理残し部分０１５を後方に飛ばすことが可能な位置に設ける。この様子を（ｂ）に図示した。  離解繊維００２が強制排出手段２１８で把持して送られると、処理残し部分０１５は打撃台２２０の上に戻り、処理残し部分０１５は打撃部材００５で打撃されて離解する。離解樹脂００３は図示しない筐体の中を回転して材料排出吸引口２１０から吸引排出されるか、図示しない別の材料排出手段０２０で排出される。離解繊維００２は強制排出手段２１８で整列した状態で排出される。この様子を（ｃ）に図示した。  打撃台２２０はブロック状のほか、円柱・円筒状でもよい。円柱・円筒状の場合は回転可能にしてもよい。  この打撃台を、以後この文書では「補助打撃台」と記述する。  なお、この場合の離解処理は処理残し部分０１５の離解繊維００２と結合した側から行われるので、大きな処理残し部分０１５があると衝撃が大きい。処理残し部分０１５を極力小さくする手段と共に実行するのが好ましい。  図１４は説明を解りやすくするために描いたもので、ここに図示した形状・機構・配置に限るものではない。【００５３】
本発明は、補助打撃台を持つことを特徴とする。
【００５４】
長繊維複合材００１の離解でも脱落繊維が生じる場合があることは先に述べた。脱落繊維１３６には離解が不十分な樹脂が付着する場合がある。また、サイズの大きい離解樹脂１３７が細かい離解樹脂００３に混じる場合もあり、このような場合は再生樹脂の商品価値を落とさないために篩い装置で分級する必要も生じる。サイズの大きい離解樹脂１３７があると、繊維と樹脂を分離するための篩いの目開きを大きくする必要があり、樹脂に繊維が混入しやすくなる。これらを事前に選別して離解処理が出来れば、後工程の軽減と品質と回収率の向上につながる。
離解したクリーンな繊維と離解した細かい樹脂粉を、樹脂が付着した脱落繊維とサイズの大きい離解樹脂と選別して排出する材料排出手段０２０を、以下この文書では、「選別排出口」と記述する。
【００５５】  選別排出口２２２は、樹脂が残った脱落繊維１３６とサイズの大きい離解樹脂１３７を、筐体２２１の攪拌領域に選別的に残す効果がある。  図１５にその原理を図示した。筐体２２１は回転打撃手段２２３を狭い領域を残して取り囲むような閉じたケースである。筐体２２１の一部には選別排出口２２２と空気取り入れ口２２６を設ける。選別排出口２２２には回転打撃手段２２３の回転に対向するように斜板２２４を設ける。選別排出口２２２には斜板２２４で仕切られるように材料排出吸引口２１０を設ける。  樹脂が付着した脱落繊維１３６とサイズの大きい離解樹脂１３７は慣性が大きく、材料排出吸引口２１０で吸引されても経路を大きくは変えられない。従ってそれらは斜板２２４に衝突する。斜板２２４はそれらを筐体２２１の内部に跳ねて戻す。一方、離解繊維００２と微小な離解樹脂００３は材料排出吸引口２１０で吸引されて外部に排出される。筐体２２１に残った樹脂が付着した脱落繊維１３６とサイズの大きい離解樹脂１３７は、筐体２２１の中で回転打撃手段２２３により攪拌され、樹脂が外れた脱落繊維１３８と細かくなった樹脂１３９は軽量化し、材料排出吸引口２１０で吸引されて外部に排出される。  材料排出吸引口２１０で吸引される離解繊維００２と微小な離解樹脂００３と樹脂が外れた脱落繊維１３８と細かくなった樹脂１３９のレベルは、吸引の強さや斜板２２４の位置で調節できる。【００５６】
本発明は、選別排出口を持つことを特徴とする。
【００５７】  支持手段００７に対向して高速振動部材を設ける。以下この文書では、この高速振動部材を、「振動停止手段」と記述する。  振動停止手段２２８は、処理材料００１の打撃動作００６による引込み動作を瞬間的に停止させることで、処理材料００１の移動動作０１１を行う。  振動停止手段２２８は、処理残し部分０１５を極限まで小さくし、かつ離解処理を確実にする効果がある。  本発明の離解方法では、処理端部００４を打撃部材００５で打撃するので、処理材料００１には強い引込み力０１９がかかる。この引込み力０１９を利用して処理材料００１の移動動作０１１を行う。［００３８］に記述した普通の送り手段の例は、全て押込む動作であった。それとは対照的な、引込み運動制御による材料移動手段である。  図１６に原理を図示した。支持手段００７の端に振動停止手段２２８を設ける。振動停止手段２２８は高速で上下に振動する。処理材料００１は支持手段００７と振動停止手段２２８に挟まれ、処理材料００１の移動動作０１１は、停止／開放が高速で繰り返される。開放された処理材料００１は僅かに移動し、直後にその移動が停止される。この方法によって、支持手段００７の先端までの移動動作０１１が可能となり、処理残し部分０１５を極限まで小さくすることが可能となる。  また、振動停止手段２２８は支持手段００７の先端で処理材料００１の処理端部００４の境界を確実に押さえるので、処理材料００１の湾曲や暴れを防止し、柔軟で薄い処理材料００１に対しても、確実な離解処理が可能となる。  移動動作０１１の大きさは振動停止手段２２８の振動数とストロークで調整することができる。  振動停止手段２２８には、例えば７０回／ｓｅｃという高速の振動を与えることが、市販の振動シリンダでも可能である。振動停止手段２２８にはスリップを防止する図示しない爪状の加工を施すのが好ましい。また部材同士の衝突を避けるために、図示しない隙間調整機構や隙間確保手段を設けるのが好ましい。隙間調整機構はネジなどが一般的である。隙間確保手段は緩衝材による下限停止などである。ただし、隙間調整機構や隙間確保手段は記述したものには限らない。  振動停止手段２２８は一体の部材とは限らない。複数の部材が独立に作用するようにすれば、異形の処理材料やランダムに重なった端材にも対応できる。  振動停止手段２２８は単独で処理材料００１の移動動作０１１を行わせることが可能であるが、他の送り機構と併用してもよい。例えば、図８（ａ）の２本のローラ２０１、図８（ｂ）の１本のローラ２０１と多数のコロ２０２、図８（ｃ）の１本のローラ２０１と多数の押さえ板２０３、などの送り機構と併用すると良い。ローラ２０１の直径を極力小さくするなどの設計の無理が避けられるほか、処理材料００１の初期挿入などの操作性も向上できる。ただし、併用できる他の送り機構はここに記したものに限定するものではない。  振動停止手段２２８が単独で使用されている、または他の材料移動手段２１９と併用されていることを、以下この文書では、「材料移動手段に振動停止手段を含む」と記述する。  他の送り機構が働いている場合には振動停止手段２２８を開放しても良い。適当な間隙で停止しておけば、図９の運動制限手段０１６の働きを兼用する。  他の送り機構が働いている場合に振動停止手段２２８を動作をさせていても、振動は高速であるので、送りの妨げにはならない。生じる瞬間停止は微小の撓みを生じさせるが、次ぎの瞬間開放で解消される。処理材料００１が他の送り装置から離れた後、振動停止手段２２８は処理残し部分０１５を極力小さくする材料送り手段として働く。他の送り機構で送られている時も、振動停止手段２２８は処理材料００１の処理端部００４との境界を確実に押さえるので、柔軟な薄い処理材料００１に対しても確実な離解処理が可能となる。振動停止手段２２８は特殊な運動制限手段０１６を兼ねた材料送り手段ともいえる。【００５８】
本発明は、振動停止手段を持つことを特徴とする。
【００５９】  激しい打撃は大きな音を発生する。騒音の防止は閉じ込めて伝播しないようにすることである。基本的には密閉ケースで何重にも遮蔽し、吸音材を使用し、開口部は極力小さくする。
【発明の効果】
【００６１】
本発明は、下記の数々の特徴を有する。
Ａ．繊維複合材では、切れない打撃部材で高速に叩くことで樹脂だけを小片にして飛ばすので、繊維は切断することなく樹脂から分離できる。
Ｂ．繊維複合材では、端から順次連続的に送り込まれるので、同一箇所が続けて打撃を受けることはなく、繊維は傷まない。
Ｃ．長繊維複合材では、織布は織布の形のまま分離回収できるので、繊維は絡まることなく処理できる。
Ｄ．長繊維複合材では、パイルの長繊維は整列したまま分離回収できるので、繊維は絡まることなく処理できる。
Ｅ．長繊維複合材では、織布やパイルの長繊維は、材料が捕捉された状態で離解し擦られるので、樹脂は繊維に付着することなく、クリーンな繊維として回収することができる。
Ｆ．長繊維複合材では、織布の形の繊維や整列したまま回収した繊維は、洗浄が容易で、樹脂付着のないクリーンな繊維として回収することができる。
Ｇ．長繊維複合材では、複数の種類の繊維を個別に回収することができる。
Ｈ．長繊維複合材では、長尺のまま処理されるので、長尺の繊維が回収できる。
Ｉ．繊維複合材では、繊維の糸に沁み込んだ樹脂も除去することができる。
Ｊ．長繊維複合材では、樹脂には短繊維の混入が少ないので、純度の高い樹脂の回収が容易である。
Ｋ．繊維複合材では、繊維と一緒に廃棄されていた樹脂が分離回収できるので、樹脂の回収率が向上する。
Ｌ．複合材は常に捕捉されているので、効率的な離解が行われ、省動力である。
Ｍ．長繊維複合材では、繊維と樹脂は一回の処理で分離が完結し、特別の分離工程が無いので、省動力・省スペース・省コストである。
Ｎ．複合材は予め粗粉砕する必要がなく、省動力・省スペース・省コストである。
Ｏ．各種の複合材に適用できる。
Ｐ．長繊維複合材では、廃棄する部分が少なく、質の高いマテリアルリサイクルとなる。
Ｑ．長繊維複合材では、織布は織布の形のまま回収できるので、綿のように膨らむことがなく、保管や移送の費用が節約できる。
Ｒ．長繊維複合材では、処理残し部分のない離解が可能で、高い回収率となる。
Ｓ．長繊維複合材では、一回の処理で処理残し部分のない離解が可能で、高い作業性となる。
Ｔ．薄い複合材でも、確実な離解が可能である。
Ｕ．複数の材料を重ねて離解させることが可能で、高い作業性となる。
Ｖ．異形の材料や端材も離解させることが可能で、高い作業性となる。
Ｗ．設備は簡素で過大な電源も不要であるので、メーカ工場や工事現場などにも設備することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】図１は長繊維複合材の構造の説明図である。
【図２】図２はその他の複合材の構造の説明図である。
【図３】図３は長繊維複合材の離解の原理の概念的な説明図である。
【図４】図４は離解の瞬間を概念的に表した説明図である。
【図５】図５は打撃部材の形状の説明図である。
【図６】図６は長繊維複合材の連続的な離解の方法の概念的な説明図である。
【図７】図７は打撃動作の種類の説明図である。
【図８】図８は通常使用される送り方法の説明図である。
【図９】図９は運動制限手段の説明図である。
【図１０】図１０は処理残し部分の役割の説明図である。
【図１１】図１１は離解繊維を整然と整列させる方法の説明図である。
【図１２】図１２は離解繊維の擦り領域の説明図である。
【図１３】図１３は強制排出手段の説明図である。
【図１４】図１４は処理残し部分を無くす方法の説明図である。
【図１５】図１５は選別排出口の説明図である。
【図１６】図１６は振動停止手段の説明図である。
【図１７】図１７は実施例１のタイルカーペットの離解結果を写した図である。
【図１８】図１８は実施例１のビニールレザーの離解結果を一部拡大して写した図である。
【図１９】図１９は実施例２のふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスの離解結果を写した図である。
【図２０】図２０は実施例４のビニールレザーの離解結果を写した図である。
【図２１】図２１は実施例５の説明図である。
【図２２】図２２は実施例６の説明図である。
【図２３】図２３は実施例７の実験機械装置の写真である。
【図２４】図２４は実施例７の実験機械装置の説明図である。
【図２５】図２５はタイルカーペットの離解の結果の写真である。
【図２６】図２６はターポリンシートの離解の結果の写真である。
【図２７】図２７はふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスの離解の結果の写真である。
【図２８】図２８は実施例８の説明図である。
【図２９】図２９は実施例９の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
繊維複合材からクリーンな樹脂だけでなくクリーンな繊維を回収する、特に繊維が長繊維であるときに長繊維のまま回収する、コンパクトな設備で、省動力で、高い回収率にする、という目的を、最小の実験で確認し、機械装置を構想し、本格的実験で実用性を確認し、実用機としての姿を明らかにした。
【実施例１】
【００６４】
ボール盤に打撃材をとりつけ、タイルカーペットとふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスと厚手のビニールリザーの離解実験を行った。
打撃材は直径１０ｍｍの丸棒の両端を半球状に丸めた。全長は３３０ｍｍとした。市販のぶん回し工具のホルダーを軸とした。
タイルカーペットをパイルの方向に沿って巾１００ｍｍの帯状にカットした。
タイルカーペット帯の先端１０ｍｍ程度をフリーとし、残りをダンボールの板で包んで把持した。
バッキング層の側からタイルカーペット帯の先端を打撃材で叩き、巾方向にゆっくりスライドした。先端を少しずつ引き出して、この作業を繰り返した。
解離したナイロン繊維が長くなったら、踊らないように把持するように留意した。この装置形状では、長い糸は回転部に巻きつく恐れがある。高速で回る打撃材は目に見えず、遠心力で飛ぶ恐れもある。このまま真似をすると危険である。発明者は指にひどいケガをした。このままの実験方法は再現されないことをお勧めする。
【００６５】
図１７はその結果である。（ａ）は叩解速度２３ｍ／ｓ、（ｂ）は３７ｍ／ｓ、（ｃ）は４４ｍ／ｓである。
当初の予想では、ナイロンパイルもポリエステル基布も糸状に離解され、基布の横糸は塩ビ粉と共に飛び散ると思っていた。予想に反し、基布は織布の形態のまま離解した。このことは、後処理で起こるであろう様々な問題、例えば横糸と樹脂の分離や糸の縺れなどを、一挙に解決する良い発見であった。
特許文献７１の装置での基礎実験の折、５０ｍ／ｓを超える速度で叩解すると、粉体の離解の様子が劇的に変化するという知見を得ていた。今回の速度の数値はその値に達していないように見える。しかし、特許文献７１の装置では小片と粉体は連れ周りするので、実質的な叩解速度は打撃材の速度より低くなる。今回の実験では処理材料は把持され静止しているので、４４ｍ／ｓという速度は特許文献７１の装置の５０ｍ／ｓの速度の効果を越していると考えられる。
ナイロンパイル糸の塩ビのコブは、図１７（ａ）より（ｂ）が少なく、（ｃ）ではほとんど取り除かれている。速度を上げるか、打撃材の形状を変えるか、材料の把持部を精度のある部品とし、材料送りを均一にかけるなどの方法で、ナイロンパイル糸の塩ビのコブは除去可能であると考えられる。
ポリエステルの基布の塩ビは何れの速度でも完全に取り除かれている。バッキング層の側の面が微かにグレーに色づいている程度である。
塩ビは、図１７（ａ）では未だ大きい塊が見られる。叩解速度が大きい方が細かくなることは推測できる。塩ビ粉へのナイロン繊維とポリエステル繊維の混入は見られない。
【００６６】
バッキング層にはガラス繊維が入っていて、太めであるので折れやすい。これは分離できないが、この画像からは拡大しても確認できない。ガラスは混じっていても塩ビの再利用では問題にならないが、回転篩いなどで篩うという方法で相当量は絡まった玉として分離できる。回転篩は動力も場所も費用もかからないし、粉をサイズ別に分級することは商品としてついて回ることであるので、特別な分離ラインを設ける必要は無い。
【００６７】
この打撃材は先端を半径５ｍｍの半球としたので、角のあるものより打撃は緩和される。ちなみにふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスでは、シートが薄く腰が弱く樹脂は粘っこいこともあり、４４ｍ／ｓの速度では離解は不十分であった。
【００６８】
ビニールレザーは鞄に使われた厚手のもので、織布の糸は太く目も荒い。４４ｍ／ｓの速度では離解は出来なかった。
打撃棒の先端を平面に削った。打撃速度は４４ｍ／ｓ弱である。ダンボールで把持した部分から材料が突出すフリーな部分が長いと離解は出来なかった。ダンボールに当る位に打撃材を近づけて何とか離解できた。打撃位置をダンボールに接するほど近くすると、横糸の脱落とズレが生じた。
この材料と打撃材の形状寸法に対して、４４ｍ／ｓの打撃速度が適切であるかどうかはこの実験からは判断できない。織布を原型にとどめて離解するために、叩解位置を拘束位置に適切に近づけるとか、適切な打撃速度とするなどの工夫が必要であることがわかる。
【００６９】
打撃力は、速度だけではなく、打撃材の形状・処理材料の把持の位置・把持部と打撃部の距離・材料をあてる角度などによって変化する。材料別の適正速度は、装置の各部位の寸法形状と処理材料の種類により異なると考えるのが普通である。樹脂だけが粉砕され繊維が切断せず、繊維が織布の形で離解する条件で運用するためには、実機では個々に試験運転により条件を決めることが必要である。
【００７０】  図１８に、ビニールレザーの裏表、分解した塩ビ、手で解きほぐした縦糸と横糸、それらの部分拡大図を示す。完全に離解しており、何れも大変クリーンであることが分かる。
【実施例２】
【００７１】
３００００ｒｐｍの回転工具に打撃材をとりつけ、ふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスの離解実験を行った。
打撃材は直径３ｍｍのピアノ線の両端を半球状に丸めた。全長は４５ｍｍとした。叩解速度は略７０ｍ／ｓとなる。回転軸は直径５ｍｍで、激しい遠心力で回転軸が曲がらないように、回転軸の突き出しは１０ｍｍにとどめ、打撃材は工具のホルダーの根元に位置するように、回転軸にあけた穴に通して取り付けた。抜け難いように打撃材の中心を面取りして、回転軸の中心にあけたＭ３のねじ穴からねじ止めした。
【００７２】
ふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスの巾約２０ｍｍの帯を試料とした。
試料の先端５ｍｍ程度をフリーとし、残りをダンボールの板で包んで把持した。
試料の先端を打撃材で叩き、巾方向にゆっくりスライドした。先端を少しずつ引き出して、この作業を繰り返した。
この装置の形状寸法では、糸は簡単に回転部に巻きつく。高速で回る打撃材は目に見えず、遠心力で飛ぶ恐れもある。激しい遠心力で回転軸が曲がりバランスを崩す恐れもある。このまま真似をすると危険である。このままの実験方法は再現されないことをお勧めする。
実験中には、時々強い引張り力を受けて、ガツンと音がした。
【００７３】  図１９はふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスの叩解の結果である。  ふっ素樹脂とガラス繊維の糸は完全に離解している。しかし、ガラス繊維の糸の織布は横糸が脱落し、縦糸が切断されている。  実施例１で半径５ｍｍの半球棒による４４ｍ／ｓの打撃では離解が不十分であったが、半径１．５ｍｍの半球棒による７０ｍ／ｓの打撃をすると、樹脂と繊維は完全に離解したことが分かる。  ガラス糸の織布は織布の形を保たなかった。ガラス糸が滑りやすいこと、ガラス糸が太めであること、試料の巾が狭いことで、横糸は脱落しやすい状態にある。加えて何より大きい理由は、直径３ｍｍの丸棒が縦糸と縦糸の間に刺さり、横糸を引っ掛けて、激しく引っ張ったことにある。その力で縦糸も切断した。実験中に発生した強い引張り力と音は、縦糸の切断時の現象であった。このことに関しては、実施例４で対策を述べる。
【実施例３】
【００７４】
打撃ではなく、繰り返しの曲げによる樹脂の離解が可能かどうかを確認する実験を行った。
ボール盤に偏心したベアリングを装着し、木製のスライダー装置を往復運動させた。スライダーの先端には金属板を取り付け、固定フレームにも金属板を取り付けた。固定金属板と往復金属板は高さを変えて２ｍｍ程度の間隙が出るようにした。
固定金属板と往復金属板の間にタイルカーペット帯を挟み、スライダーを高速で往復運動させた。タイルカーペット帯には固定金属板と往復金属板の間で繰り返しの曲げ応力がかかる。
往復のストロークは略１０ｍｍ、回転数は略２６００ｒｐｍである。
この方法では、タイルカーペットを離解させることは出来なかった。繰り返しの曲げによる樹脂の離解は現実的な手段ではないと言える。
往復のストロークを１００ｍｍ、回転数を７０００ｒｐｍとすると、スライダーの瞬間最高速は３７ｍ／ｓとなる。この場合は打撃のレベルに達するので、タイルカーペットの離解は可能であるだろう。しかし自作の木製装置でこのような過酷な動作をする実験は困難である。打撃以外で離解出来るかどうかの判断が目的であるので、上記のレベルでとどめた。
【実施例４】
【００７５】
実施例２の追試を行った。
打撃材の巾を広くすることで、打撃材が織布の縦糸と縦糸の間に刺さらないようにした。
３００００ｒｐｍの回転工具に打撃材をとりつけた。打撃材は厚さ１．５ｍｍ幅１２ｍｍ長さ４５ｍｍのステンレスの板とした。叩解速度は略７０ｍ／ｓとなる。回転軸は工具のホルダー部分に勘合する直径５ｍｍ長さ３０ｍｍの軸の先に、直径１０ｍｍ長さ１７ｍｍの打撃板の保持部を有する。回転軸の保持部のセンターに巾１．５ｍｍ長さ１２ｍｍのスリットを入れた。回転軸の保持部のスリットに打撃板を差し込み。２箇所に穴を共あけし、直径２ｍｍのステンレス棒でカシメて固定した。激しい遠心力で回転軸の直径５ｍｍの部分が曲がらないように、回転軸の直径１０ｍｍの保持部が工具ホルダーに接触するように回転工具に装着した。
この装置の形状寸法では、糸は簡単に回転部に巻きつく。高速で回る打撃材は目に見えず、打撃材は遠心力で飛ぶ恐れもある。激しい遠心力で回転軸が曲がりバランスを崩す恐れもある。このまま真似をすると危険である。このままの実験方法は再現されないことをお勧めする。
【００７６】
ふっ素樹脂含浸ガラス繊維クロスは材料が枯渇したため、ビニールレザーで離解実験を行った。ビニールレザーは２種類用意した。一つは椅子などに貼り付ける薄いもので、織布も目の細かいものである。二つ目は鞄に使われた厚手のもので、織布の糸は太く目も荒い。共に巾３０ｍｍの帯状にカットした。
試料の先端５ｍｍ程度をフリーとし、残りをダンボールの板で包んで把持した。
試料の先端を打撃材で叩き、送り方向に数ｍｍ素早くスライドして戻し、巾方向に略１０ｍｍずらして送り込むことを３度に分けて行った。先端を少しずつ引き出して、この作業を繰り返した。処理した部分が長くなってくると、巻き込まないように、処理済み部分を把持したダンボールの下に曲げて保持した。
【００７７】  図２０（ａ）は薄い試料、（ｂ）は厚い試料の叩解結果である。  樹脂と繊維は完全に離解している。織布は織布の形状を保っている。樹脂には繊維の混入はない。  薄い試料の織布の斑模様と、厚い試料の織布の乱れが見られる。斑模様と乱れは送りが間欠であることに起因し、乱れは糸の太さの割に試料の巾が狭いことも原因であると思われる。またこの材料に於いては、打撃材の鋭利な形状に対して打撃速度が速すぎることが原因かも知れない。実機としては、処理材料の巾を充分に広くし、滑らかな送り込みとし、打撃材の形状に対する打撃速度を適切に調整するば、織布の形状を綺麗に保った理想的な離解が行われるようになると推定される。
【実施例５】
【００７８】  本発明を機械装置として構想した例を図２１で説明する。  打撃機構は、高速度が簡単に得られる回転体とした。  シート状の処理材料００１は、作業テーブル４０１に平坦に載せられる。作業テーブルの片側には材料の姿勢を正しくする定規４０２が設けられる。作業テーブルの先端には、材料移動手段２１９がある。処理材料００１を材料移動手段２１９に挿入すると、処理材料００１は所定の速度で支持手段００７と運動制限手段０１６の部分に送り込まれ、図示していない処理端部００４の暴れが制限される。処理端部００４は、回転打撃手段２２３により打撃され、処理端部００４は瞬時に樹脂と織布に離解する。離解した樹脂は小さな破片となり、下方に飛び、第１搬出装置４０５の目開きをすり抜け、第２搬出装置４０６に至る。離解した織布は下方に屈曲した状態で処理端部００４の先に垂れ下がる。処理材料００１は材料移動手段２１９で順次送り込まれ、処理材料００１のほぼ全面が離解処理を受ける。処理材料００１の後端が材料移動手段２１９を外れると、処理材料００１は小巾の処理残し部分０１５を残して下方に落下し、第１搬出装置４０５に至る。落下した離解樹脂と離解織布は２つの搬出装置で別々に離解装置３０１の外に排出される。  排出された樹脂粒は図示しない回転篩装置などで分級され、所定の寸法以下の粒が再生材料として梱包される。篩い残りの大きめの粒は図示しない既存の微粉化装置で微粉化された後、再生材料として梱包される。【００７９】
排出された織布は、図示しない切断装置で処理残し部分０１５を切断して、図示しない反毛機にかけられて綿状となり、図示しないニードルパンチなどにより再生不織布に生まれ変わる。処理残し部分は廃棄するか、あるいは破砕分離工程を経て成分に分離し、樹脂分を回収し、繊維分を廃棄する。あるいは切断した手処理残し部分０１５の帯を縦にして、離解装置３０１で再処理すると、未処理部分は微少にできて、回収率は高くなる。
【００８１】  以下、図２１の実施例で各部の機構例を解説する。  回転打撃手段２２３は図示しない軸受けで両端が支持された軸４０７に装着したシリンダ４０８の外周に複数の溝４０９を設け、打撃部材００５を交換可能に挿入したものである。軸４０７は図示しないモータで回転駆動を受ける。モータは図示しないインバータで回転数を変更できる。  打撃部材００５はシリンダの外周から突出した板状の部材で、シリンダの外周の溝４０９に勘合する。打撃部材はシリンダの内径からネジ４１０で押されて固定される。  支持手段００７は高剛性の構造体で、運動制限手段０１６も構造体である。それらは打撃部材００５に近接して固定され、打撃部材００５との間隙は調整機構４１１で微調整できる。また支持手段００７と運動制限手段０１６の間隙は調整機構４１２で微調整できる。支持手段００７は作業テーブル４０１と同じ高さで、挿入側には材料の角が引っ掛からないように傾斜部分４１３が設けられる。運動制限手段０１６には材料の角が引っ掛からないように大き目の傾斜部分４１４が設けられる。  材料移動手段２１９は、処理残し部分０１５を少なくするために、できるだけ打撃部材００５に近接する。縫製ミシンの送り装置に似た爪２０６が、駆動機構４１５により、小さな前上後下運動２０７をして処理材料を送り込む。爪２０６は支持手段００７に開けた長穴４１６から突出できるようになっている。爪２０６に対向する位置には、縫製ミシンに似た押え板４１７があり、強さ調整機構のついたバネ装置４１８で処理材料００１を爪２０６に押し当てる。押え板４１７は材料を押し過ぎないように高さ調整機構４１９で下降限度位置が調整できる。  第１搬出装置４０５は、大きな目開きのメッシュコンベアで、回転打撃手段２２３の下部に位置する。終端部は離解装置３０１の外部に突出し、図示しない後工程の搬送装置に連結する。  第２搬出装置４０６は、ベルトコンベアで、第１搬出装置４０５の下部に位置する。終端部は離解装置３０１の外部に突出し、図示しない後工程の搬送装置に連結する。【００８２】  以下、図２１の実施例で各部の諸元の例を解説する。  処理材料００１は取り扱いが容易な５００ｍｍ巾に切断した帯とする。  回転打撃手段２２３のシリンダ４０８は直径５８０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、巾７００ｍｍとする。外周に、１２等配で、打撃部材００５を挿入する開口１０ｍｍのアリ溝４０９を設ける。シリンダ４０８の内径からアリ溝４０９に至るＭ１０のネジ穴が４箇所づつ設けられる。  打撃部材００５は、厚さ１０ｍｍ巾１５ｍｍ長さ７００ｍｍの板状部位の後端にアリ溝４０９に勘合する部位を有する。シリンダに装着すると先端は直径６００ｍｍの位置となる。アリ溝に勘合する部位の背面には、Ｍ１０のネジの先が入る深さ２ｍｍの座グリが４ヶ所設けられる。  回転打撃手段２２３の軸４０７は直径８０ｍｍとする。シリンダ４０８の両端は穴のあいた円板４２０で閉じられており、メカロック４２１によって軸４０７と固定される。軸４０７の両端は図示しない軸受けで保持される。軸の一端には図示しないＶプーリが固定され、図示しないモータから図示しないＶベルトで動力が伝達される。  モータは４ポール２００Ｖ三相モータで、動力は２２ｋｗ���する。回転打撃手段２２３の軸４０７とのプーリ比は１．１倍増速とする。５０Ｈｚで叩解速度が５０ｍ／ｓとなる。叩解速度は図示しないインバータで設定する。  定規４０２の位置はシリンダ４０８の端から１００ｍｍの位置とする。  支持手段００７と運動制限手段０１６の間隙は０〜１０ｍｍに調整できる。支持手段００７の先端と打撃部材００５の間隙は０．１〜２０ｍｍに調節できる。  材料移動手段２１９の爪２０６は、厚さ２０ｍｍの板の上面を縦横にＶカットする。Ｖカットは３０度で深さを２ｍｍとする。磨耗しないように焼入れを施し、鋭利さを持たせるために研磨仕上げをする。爪２０６は支持手段００７に設けた巾２２ｍｍの長穴４１６の中で、上下３ｍｍ水平１０ｍｍの略矩形の前上後下運動２０７をする。前上後下運動２０７はカム機構４１５で駆動する。爪２０６は５０ｍｍピッチで９個を配置し、３個１組の３グループが入れ子に組み合わされてグループ別に差動する。処理材料００１は常に何れかの爪２０６に噛まれており、均一な速度で送り込まれる。材料移動手段２１９のカム機構４１５は図示しないモータで駆動され、モータの速度は図示しないインバータで制御される。送り込み速度の調整範囲は０〜２００ｍｍ／ｓとする。  第１搬出装置４０５のメッシュの目開きは１インチとする。有効巾は６００ｍｍとする。  第２搬出装置４０６の有効巾は８００ｍｍとする。  回転打撃手段２２３などは巾８００ｍｍ余のカバー４２２で覆われ、コンベア４０６の上には図示しない急傾斜のガイド板があり、離解した樹脂と繊維は全て搬出装置の上に落下する。【００８３】
なおこの例では打撃部材００５の装着を１２等配としたが、数を多くするほど１回転あたりの叩解数が増える。叩解回数が多いほど動力を必用とするが、時間当たりの処理量は増加することはいうまでもない。しかし打撃部材同士の間隔が過度に小さくなると打撃力が低下する可能性もある。最適配置数は目的の処理量に応じて、速度と材料と拘束位置との関係を考慮しつつ決めるのが良い。
【実施例６】
【００８４】  離解装置の異なった機構の構想例を、複合材をタイルカーペットとして、図２２で説明する。図中の※と＊の記号は配管がつながる関係の中間を省略して図示したことを意味する。  タイルカーペットの寸法は５００ｍｍ角である。タイルカーペットはパイルの方向を縦にして供給する。  打撃部材００５は、直径８ｍｍの鋼球とする。打撃部材００５はノズル４３１で絞られた高速の空気流に乗って、高速で処理材料００１の先端に衝突し、処理材料の先端は瞬時に樹脂と繊維に離解する。ノズル４３１は巾１０ｍｍ長さ５２０ｍｍとする。空気量が略１６リューベ／分で風速は５０ｍ／ｓとなる。  離解装置３０１は略密閉の容器４３２で主要部分が覆われている。ノズル４３１には外部に開口したダクト４３３から空気が供給される。ダクト４３３からノズル４３１に至る経路には、回収した鋼球の打撃部材００５を再び空気流に乗せる打撃部材供給部位４３４を設ける。ノズルダクト４３３とは別にバイパスエヤー供給ダクト４３５を設ける。バイパスエヤー供給ダクト４３５にはダンパー４３６を設ける。  打撃部位４３７の下には巾１００ｍｍ長さ６００ｍｍの材料排出吸引口２１０を設ける。材料排出吸引口２１０は図示しないバグフィルタなどの回収装置に連結される。回収装置は図示しない６０リューベ／分の高圧ファンで吸引する。材料排出吸引口２１０には略１７ｍ／ｓの風速が生じる。バイパスエヤー供給ダクト４３５のバイパスエヤーの風量をダンパー４３６で調整することにより、打撃部材００５を放出するノズル４３１には必要な風速が発生する。  バイパスエヤー供給ダクト４３５は先端が材料排出吸引口２１０と略同寸法のノズル４３８となっており、材料排出吸引口２１０に対置される。  材料排出吸引口２１０は打撃部材００５の通過経路から引っ込んだ位置に設ける。打撃部材００５は慣性と重さで吸引されないでそのまま落下し、ショック吸収部位４３９を経て、ゲート４４０に遮られて後方に回遊してストック部４４１に溜まり、バケットコンベア４４２ですくい上げられて整列搬送される。バケットコンベア４４２は打撃部材供給部位４３４に至り、打撃部材００５はノズルダクト４３３に整然と放出される。バケットコンベア４４２の図示しない駆動モータの速度は図示しないインバータで制御する。  離解した樹脂は材料排出吸引口２１０から吸引され、図示しない回収装置で回収される。  理解した基布は、先端が材料排出吸引口２１０に吸い込まれた状態となる。離解したナイロン糸は、先端が材料排出吸引口２１０に吸い込まれた状態となる。処理材料００１が材料移動手段２１９から外れると、処理残し部分に結合した基布とナイロン糸は、材料排出吸引口２１０から吸引され、図示しない回収装置との経路の途中にある捕獲装置４４３で捕獲されて回収される。捕獲装置４４３は、ピッチ１００ｍｍの櫛構造４４４で捕獲したシートを、上方から下降上昇運動する押出し装置４４５で、下部の排出ロール４４６に噛ませて外部に排出する。  支持手段００７は高剛性の構造体で、運動制限手段０１６も構造体である。それらは打撃材放出ノズル４３１に近接して固定され、打撃材放出ノズル４３１との間隙は調整機構４１１で微調整できる。また支持手段００���と運動制限手段０１６の間隙は調整機構４１２で微調整できる。支持手段００７は作業テーブル４０１と同じ高さで、挿入側には材料の角が引っ掛からないように傾斜部分４１３が設けられる。運動制限手段０１６には材料の角が引っ掛からないように大き目の傾斜部分４１４が設けられる。  材料移動手段２１９は、２本のロール２０１で構成する。下のロール２０１は位置が固定で、上のロール２０１は上下にスライドでき、可調整のバネ４４７で下方に押される。上のロール２０１は高さ調整装置４４８により下降限界位置が調整できる。ロール２０１は直径４０ｍｍ長さ１００ｍｍの金属製で、直径２５ｍｍの軸に１５０ｍｍピッチで４個が固定される。ロール２０１は周囲に平目ローレットを切る。下のロール２０１は支持手段００７に設ける巾１０４ｍｍの長穴４１６から１ｍｍ突出する。運動制限手段０１６にも同じ位置に長穴が設けられ、上のロール２０１が突出する。材料移動手段２１９は支持手段００７・運動制限手段０１６と共に移動可能とし、ロール２０１は出来るだけ支持手段００７の先端に近い位置に設ける。  材料移動手段２１９の手前には作業テーブル４０１があり、テーブル４０１には略５００ｍｍの間隔で２つの定規４０２を設ける。定規４０２の位置は調整できる。【００８６】
時間当たりの処理能力に影響する打撃回数は、打撃部材供給部位４３４に供給するバケットコンベア４４２の速度を制御することで調整できる。
【００８７】
使用済みタイルカーペットの場合、傷んで切断していたパイルはナイロン糸の破片として樹脂粉と一緒になって回収される。樹脂粉から糸を分離するのは回転篩いなどで充分である。もし繊維が綿状である場合は繊維玉となって絡み込まれた樹脂粉が残る。繊維玉は塩ビを含むナイロン繊維の用途がない場合は廃棄せざるを得ない。廃棄量はタイルカーペットの痛み方にもよるが、軽量の綿くずであることから、処理量の数パーセントに過ぎないであろう。従来の３０％近い廃棄量とは雲泥の差である。
材料の端が織布の縦糸と完全に平行でない場合は、その部分の縦糸は脱落することがある。材料の先端では縦糸から横糸が抜けやすい。従って樹脂粉には少量の繊維が混入する場合がある。混入繊維は長くて糸状で少量なので、回転篩いなどで樹脂粉から容易に除去できる。
材料が製品を打ち抜いた後の端材で巾が狭い場合などは、糸の一部が脱落することがある。この場合は樹脂粉には一定量の繊維が混入することがある。混入繊維は比較的長くて糸状で量は限られているで、回転篩いなどで樹脂粉から除去できる。
【００８８】
飛翔体の形状や加速方法や供給方法は、ここに記述した内容には限らない。
処理材料は端に平行に送りこむとは限らない。例えば菱形のようにして送り込むことにより、終端の未処理部分を面積の小さい三角形状として、廃棄量を減らすなどの方法もある。
実施例では離解した織布を反毛機にかけて綿状とするように説明したが、再利用はこれらの方法に限るものではない。横糸を端から順次抜き取るような専用の装置を作り、整列した長繊維として再利用の価値を高める方法もある。織布の形状のまま再利用することもありうる。
【００８９】
長繊維のタイルカーペットを優先して説明したが、例えばゴム製のダストマットは、ループパイルの頭を刈り取ったカットパイルで、繊維長は２０ｍｍ程度のものである。このようなものも離解の対象とすることが出来るが、粉と繊維の分離工程は必要となる。回転篩や風力分離が適当である。繊維の痛みは無く、良質の長さの揃った繊維が回収できる。また、ゴムマットは従来の破砕装置ではなかなか粉にならない。本発明の離解装置を用いれば、捕捉した材料を端から順次食いちぎるように打撃するので粉になり易いという利点がある。
【実施例７】
【００９０】  実施例５・６の構想を元に、出来るだけ安価に作成できる実験機械装置を作成し、基本機能の確認を行った。  図２３は実験機械装置の写真である。図２４に主要部分を図示した。  回転打撃手段２２３は、２枚の円板４２０の中心に軸４０７が固定され、打撃部材００５が１２等配でネジどめされている。軸４２０は筐体２２１に固定された図示しないフランジ付軸受けで保持され、図示しないモータに図示しないカップリングで直結されている。打撃部材００５は厚さ１２ｍｍ巾１２０ｍｍ長さ２００ｍｍのフラットバーである。モータは三相２００Ｖ・４ポール・５．５ＫＷで、図示しないインバータで回転数が変更できる。打撃部材００５の先端は直径６００ｍｍの円運動をする。  ローラ２０１は直径５０ｍｍ有効巾１７８ｍｍで、下ローラは図示しない固定のベアリングで保持され、図示しない減速モータで駆動される。上ローラは図示しない支点を持つレバーに固定した図示しないベアリングで保持され、上下に遥動可能である。上ローラは図示しないバネで下に加圧され、図示しない高さ調整ネジでローラ間隙が調整できる。上ローラは下ローラから図示しない歯車で駆動される。減速モータは三相２００Ｖ・４ポール・０．２ＫＷ・１／２５減速で、図示しないインバータで回転数が変更できる。  ローラ送り装置の先には、支持手段００７が固定され、支持手段００７に対向して運動制限手段０１６が図示しない調整ネジで間隙調整可能に固定されている。  ローラ送り装置と支持手段００７と運動制限手段０１６と作業テーブル４０１と定規４０２は一体の構造物で、水平に移動可能で、図示しない調整ネジで固定されている。打撃部材００５と支持手段００７の間隙は０〜１０ｍｍに調整できる。  定規４０２の間隔は１７０ｍｍである。  打撃部材００５と支持手段００７の間の空中００８の下方に材料排出吸引口２１０を設け、図示しない木箱を介して、ファンで吸引できる。ダクトの直径は１５０ｍｍである。木箱は長さ１８００ｍｍ幅４５０ｍｍ高さ４５０ｍｍで、内部の風は低速となり、離解繊維と離解樹脂の大半が落下して回収できる。ファンは手持ちの２．２ＫＷのものを使用した。【００９１】  図２５はタイルカーペットの離解の結果である。パイルは長いナイロンの糸となり、基布は織布のまま形を保って、何れも処理残し部分に整列して結合している。ナイロンの糸には若干のコブが残っているが、基布は大変クリーンである。写真には写っていないが、塩ビ樹脂は繊維の混入のない０．１〜２ｍｍ程度の粉となって回収できた。なお、ナイロンの糸のコブはその後の改良実験では完全に除去できた。  図２６は塩ビターポリンシートとEVAターポリンシートの離解の結果である。織布は織布のまま形を保って大変にクリーンである。樹脂は見事なほどに離解して分離できた。離解樹脂は粉ではなく細いリボン状の形となった。  図２７はふっ素樹脂含浸クロスの離解の結果である。左半分に写るガラス繊維の織布は脱落した糸となっている。右半分に写るふっ素樹脂は軽くて、木箱の中で遠方に飛んで、糸からきれいに分離された。【００９２】
タイルカーペットの離解の諸元を説明する。
実験したタイルカーペットの巾は１１０ｍｍとした。打撃部材００５の速度は４５ｍ／ｓｅｃとした。タイルカーペットの送り速度は２１ｍｍ／ｓｅｃとした。打撃部材００５と支持手段００７の間隙は５ｍｍとした。
一回の打撃あたりの処理材料の送り量は０．０７ｍｍとなる。
空回転時の駆動動力は略７５０Ｗであった。離解処理の時の駆動動力は略１７３０Ｗであった。離解に必用な動力は略１０００Ｗとなる。
５００ｍｍ角のタイルカーペットを１２０ｍｍ／ｓｅｃで離解処理する時の離解に必用な動力は略２６ＫＷと計算できる。
５００ｍｍ角のタイルカーペットの重さは略１．２ｋｇｒである。１２０ｍｍ／ｓｅｃの送り速度で連続的に処理した場合の処理能力は、略１トン／Ｈ余と計算できる。
１トン／Ｈのタイルカーペットの離解処理に必用なモータ動力は、空回転の動力を２．３ＫＷ、安全率を１．５と仮定したとき、略４２ＫＷと計算できる。
壁紙のマテリアルリサイクルでは６００ｋｇｒ／ｓｅｃの処理能力で、細片化装置が３０ＫＷ、叩解装置が６０〜９０ＫＷ、ファンが合計略７０ＫＷ、その他装置が略２０ＫＷ程度必要であった。これに比しても、本発明がいかに省電力であるかが分かる。回収ファンに７．５ＫＷ使ったとしても略５０ＫＷである。
【００９３】
上記の１０００Ｗの動力が、打撃によって減速した打撃体を１／１２回転の間に元の速度に戻す動力であると仮定する。加速時間は略０．００３５ｓｅｃである。回転打撃手段２２３の総重量を略１６ｋｇｒとすると、動力１０００Ｗでの加速度は１．４ｍ／ｓｅｃ２と計算できる。１．４ｍ／ｓｅｃ２の加速度での０．００３５ｓｅｃ後の速度と４５ｍ／ｓｅｃの速度の比が速度の低下率であり、略０．０００１である。［００３０］で打撃力の計算に使用した衝突による打撃部材の速度の低下率０．０００１は、この値を背景にして記したものである。
【００９４】
１トン／Ｈのタイルカーペットを離解処理するのに必要な打撃部材の数は、１秒に２１ｍｍ離解するのに１２等配であるから、６９等配と計算できる。
【実施例８】
【００９５】  本発明の離解装置の最良の形態を説明する。  図２８に主要な構造を図示した。  回転打撃手段２２３は、軸４０７に固定された円板４２０に、打撃部材００５が６０等配でネジどめされている。打撃部材００５の先端は直径６００ｍｍの円運動をする。打撃部材００５の有効巾は６００ｍｍとする。  軸４０７は図示しない軸受けで支えられ、図示しないモータにより図示しないＶプーリとＶベルトで駆動される。回転方向は図２８で時計回りである。モータは三相２００Ｖ・４ポール・４２ＫＷである。Ｖプーリのピッチ径の比は１：１である。モータは図示しないインバータで回転が調節できる。  回転打撃手段２２３の右方に、打撃部材００５に近接した支持手段００７を設ける。支持手段００７は作業テーブル４０１と一体である。支持手段００７は強い支持ブロック５０９で先端を支えられる。作業テーブル４０１には２本の定規４０２が固定される。定規４０２の間隔は５１０ｍｍとする。  支持手段００７には、長さ９６ｍｍ巾５２ｍｍの長穴が、ピッチ６７ｍｍで８個あいている。長穴と長穴の間の１５ｍｍの梁は。処理材料００１がローラ２０１に巻く付くのを防止する。  ローラ２０１は直径１６０ｍｍ巾５０ｍｍで、直径６０ｍｍのローラ軸５１０に８個が固定されている。ローラ２０１の周囲にはモジュール２の綾目ローレットが加工されている。ローラ２０１は支持手段００７の長穴から１ｍｍ突出している。ローラ軸５１０は図示しない減速モータと図示しないチェーンで駆動される。モータは、三相２００Ｖ・４ポール・０．４ＫＷ・１／６０減速である。モータは図示しないインバータで回転が調節できる。  ローラ２０１の上にはコロ２０２が遥動可能に支持され、供給フレーム５１１からバネで加圧される。コロ２０２は巾２０ｍｍで２１個が並んでおり、それぞれが独立に遥動でき、ロール２０１に従動する。ローラ２０１とコロ２０２の直径は大きいので、処理材料００１の噛み込みは簡単に行われるので、コロ２０２には間隙調節機構は必要ない。コロ２０２には処理材料００１の移動動作を確実にするガイド５０３が付属する。  支持手段００７の先端の上には、振動停止手段２２８を設ける。振動停止手段２２８の先端は、巾２０ｍｍの爪ブロック５０４が２６個並び、支点で遥動可能となって、バネで加圧される。爪ブロック５０４はネジで遥動範囲が限定されている。振動停止手段２２８は高圧エヤーで駆動する振動シリンダで、毎秒７０回の振動をする。支持手段００７と振動停止手段２２８の間隙は高さ調整機構４４８で調節できる。支持手段００７と振動停止手段２２８の間隙は、０〜１０ｍｍに調整できる。  支持手段００７、振動停止手段２２８、材料移動手段２１９、作業テーブル４０１、定規４０２は、供給フレーム５１１でユニット化されており、図示しない調整機構で左右に移動して固定できる。打撃部材００５と支持手段０００７の間隙は、０〜１０ｍｍに調整できる。  回転打撃手段２２３の周りには、内径６１０ｍｍの円筒状の筐体２２１を設ける。筐体２２１には、処理材料を送り込む部分が細く開口している。また、空気取り入れ口２２６と材料排出手段０２０が設けられている。材料排出手段０２０には、材料排出吸引口２１０、選別��出口２２２、強制排出手段２１８、補助打撃台２２０、が備わっている。  選別排出口２２２は斜板２２４を持つ。筐体２２１が回転打撃手段２２３に近接した円筒状であるから、樹脂が残った脱落繊維１３６やサイズの大きい離解樹脂１３７は筐体２２１の中に残り、回転打撃手段２２３で攪拌され、樹脂が外れた脱落繊維１３８と細かくなった樹脂１３９となり、選別排出口２２２から吸引排出される。  離解繊維００２は材料排出吸引口２１０で吸われて強制排出手段２１８に至る。強制排出手段２１８は、排出台５０５に屈曲して強く押し付けたゴムゲート５０２に、図示しない駆動によって往復運動をする押し込みナイフ２１６が、間欠的に離解繊維００２を押し込んで整列して排出する。  補助打撃台２２０は回転できる円柱状とした。振動停止手段２２８を離れた処理残し部分０１５は斜板２２４で選別されて補助打撃台２２０の後方のストック部に反転移動する。強制排出手段２１８による離解繊維００２の送り出しにより、処理残し部分０１５は従動回転する補助打撃台２２０に戻り、打撃部材００５が処理残し部分０１５の離解を行う。離解繊維００２は強制排出手段２１８で整列して排出される。  材料排出吸引口２１０の上には調整板５０１を設ける。調整板５０１は整列した離解繊維の打撃部材００５に対する位置を調整する働きをし、ハッチングで示した擦り領域０１８を作る。  筐体２２１にはヒンジ５０６があり、上部が開けられる。打撃部材００５の交換などのメンテナンスが容易となる。  筐体２２１の外にはカバー４２２がある。カバー４２２にはヒンジ５０６があり、上部が開けられる。  筐体２２１とカバー４２２の間は吸音材５０７が上下に分けて充填されている。  カバー４２２と供給フレーム５１１の間はシール５０８で密閉され、供給フレーム５１１の調整移動でも密閉が保たれる。【００９６】
タイルカーペットは５００ｍｍ角のものがそのまま離解処理できる。この離解装置３０１の想定処理能力は、タイルカーペットで１時間１トンである。略４５ｍ／ｓｅｃの速度で打撃する。材料移動速度は略１２０ｍｍ／ｓｅｃとする。打撃部材００５と支持手段０００７の間隙は略３ｍｍとする。
タイルカーペットは塩ビ樹脂粉と基布とナイロン糸に完全に離解される。擦り領域０１８でナイロン糸の残留塩ビコブは打撃部材００５の擦り面０１０で擦られ、完全に除去される。振動停止手段により処理残し部分０１５の少ない離解が行われ、強制排出手段２１８と補助打撃台２２０の働きで、処理残し部分０１５は皆無となる。完全に離解された基布とナイロン糸は、強制排出手段２１８で整列して排出され、離解した塩ビ樹脂粉は、材料排出吸引口２１０から吸引経路２１３を経て、外部の図示しない回収装置３１０で回収される。回収した離解した塩ビ樹脂粉は必用に応じて図示しない篩いで分級して再生商品となる。基布とナイロン糸はそのまま再生商品となる。
【実施例９】
【００９７】  本発明の離解装置の異なる形態を説明する。  図２９にそれを図示した。  よりコンパクトな簡単な離解装置とするたるめに、機能を極力省略した。  処理材料００１の有効巾は２５０ｍｍに縮めた。ロール２０１は4個、コロ２０２は１１個、とする。打撃部材００５の有効巾は３００ｍｍとする。定規４０２の有効巾は２６０ｍｍとする。  振動停止手段２２８はなくす。  ガイド５０３を延長すると、運動制限手段０１６の働きをするようになり、柔軟で薄い処理材料００１の離解処理が確実となる。  処理材料はパイル１０２のないものに限る。パイル１０２が無いから擦り領域０１８も必要ない。離解繊維００２は離解樹脂００３と一緒に材料排出吸引口２１０から排出し、図示しない外部の回収装置で分離する。織布の形の離解繊維は、搬送空気の速度を落とす図示しない箱を設ければ落下して分離できる。糸の混じった離解繊維００２は図示しない篩い装置で分離する。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
繊維複合材を繊維と樹脂に分離してマテリアルリサイクルの材料とする産業に利用できる。複合材を成分に分離してマテリアルリサイクルの材料とする産業に利用できる。単一材や多層材付着成型体や塗装材や電気基板など、多種類の材料の離解や粉体化を行う産業に利用できる。
【符号の説明】
【００９９】００１  長繊維複合材、処理材料００２  離解繊維００３  離解樹脂００４  処理端部００５  打撃部材００６  打撃動作００７  支持手段００８  空中００９  打撃面０１０  擦り面０１１  移動動作０１２  回転運動０１３  発射手段０１４  往復運動０１５  処理残し部分０１６  運動制限手段０１７  離解直後の部分０１８  擦り領域０１９  引込み力０２０  材料排出手段１０１  織布１０２  パイル１０３  樹脂シート１０４  樹脂１０６  糸１１０  紙１１１  塩ビ１１２  ゴム１１３  カットパイル１１４  ポリエチレン幕１２０  石膏１３１  基布１３２  バッキング層１３３  離解した基布１３４  離解したナイロン糸、離解した糸１３５  弛んだナイロン糸１３６  樹脂が残った脱落繊維１３７  サイズの大きい離解樹脂１３８  樹脂が外れた脱落繊維１３９  細かくなった樹脂２０１  ローラ２０２  コロ２０３  押さえ板２０４  ベルト２０５  滑り板２０６  爪２０７  前上後下運動２０８  把持装置２０９  往復運動２１０  材料排出吸引口２１１  カバー２１２  流路２１３  吸引経路２１４  バイパス経路２１５  排出ローラ２１６  押込みナイフ２１７  外部２１８  強制排出手段２１９  材料移動手段２２０  補助打撃台２２１  筐体２２２  選別排出口２２３  回転打撃手段２２４  斜板２２６  空気取り入れ口２２７  回収装置２２８  振動停止手段２２９  テーブル２３０  排出コロ２３１  排出ガイド２３２  把持手段３０１  離解装置４０１  作業テーブル４０２  定規４０５  第１搬出装置４０６  第２搬出装置４０７  軸４０８  シリンダ４０９  溝４１０  ネジ４１１  調整機構４１２  調整機構４１３  傾斜部分４１４  傾斜部分４１５  駆動機構４１６  長穴４１７  押え板４１８  バネ装置４１９  高さ調整機構４２０  円板４２１  メカロック４２２  カバー４３１  打撃材放出ノズル４３２  略密閉の容器４３３  ノズルダクト４３４  打撃部材供給部位４３５  バイパスエヤー供給ダクト４３６  ダンパー４３７  打撃部位４３８  ノズル４３９  ショック吸収部位４４０  ゲート４４１  ストック部４４２  バケットコンベア４４３  捕獲装置４４４  櫛構造４４５  押出し装置４４６  排出ロール４４７  可調整のバネ４４８  高さ調整装置５０１  調整板５０２  ゴムゲート５０３  ガイド５０４  爪ブロック５０５  排出台５０６  ヒンジ５０７  吸音材５０８  シール５０９  支持ブロック５１０  ローラ軸５１１  供給フレーム５１２  振動シリンダー５１３  ストック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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