(57)【要約】【課題】自動車部品等の産業廃棄物となったプラスチック製品表面の塗膜をアルカリ性剥離液を用いてプラスチック製の基体から完全且つ簡便に剥離して除去することが可能な塗膜除去方法と塗膜除去装置を提供する。【解決手段】アルカリ性剥離液を加熱手段及び撹拌手段を具備する耐圧の反応槽に収容する第１の工程Ｓ１０１と、少なくとも一部は網目状に形成される容器に、表面に塗膜を有する基体を収容して反応槽内部に浸漬する第２の工程Ｓ１０２と、アルカリ性剥離液を撹拌手段で撹拌しながら１２０℃以上で基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱手段で加熱する第３の工程Ｓ１０３と、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し反応槽から取り出された基体を洗浄する第４の工程Ｓ１０４と、を備えるものである。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリ性剥離液を加熱手段及び撹拌手段を具備する耐圧の反応槽に収容する第１の工程と、少なくとも一部は網目状に形成される容器に、表面に塗膜を有する基体を収容して前記反応槽内部に浸漬する第２の工程と、前記アルカリ性剥離液を前記撹拌手段で撹拌しながら１２０℃以上で前記基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで前記加熱手段で加熱する第３の工程と、前記アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し前記反応槽から取り出された基体を洗浄する第４の工程と、を備えることを特徴とする塗膜除去方法。
【請求項２】
前記アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項１記載の塗膜除去方法。
【請求項３】
アルカリ性剥離液を収容可能で加熱手段を具備する耐圧の反応槽と、この反応槽内部に着脱可能に設置され表面に塗膜を有する基体を収容可能で前記アルカリ性剥離液が浸透可能に少なくとも一部は網目状に形成される少なくとも１個の容器と、前記反応槽に接続され前記アルカリ性剥離液を前記反応槽内との間で供給及び回収可能な貯留槽と、前記アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し前記反応槽から取り出された基体を洗浄する洗浄槽を備えることを特徴とする塗膜除去装置。
【請求項４】
前記貯留槽は加熱手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の塗膜除去装置。
【請求項５】
前記反応槽は撹拌手段を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の塗膜除去装置。
【請求項６】
前記アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の塗膜除去装置。
【請求項７】
前記洗浄槽はスクリューコンベアを備え、洗浄された前記基体は前記洗浄槽から前記スクリューコンベアで搬出されることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の塗膜除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗膜を除去する塗膜除去方法と塗膜除去装置に関し、特に、自動車のバンパー等のプラスチック製品に形成された塗膜を除去する方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、自動車分野においては軽量化のためにパンバーやドアミラー等の部品にプラスチック製品が用いられている。これらのプラスチック製品には、着色や保護のために塗装が施されていることが多い。近年の環境保全の観点から、これらのプラスチック製品を再利用するために、塗膜を樹脂から除去することが行われている。塗膜を除去する方法には、例えば、機械的に剥離したり、アルカリを含む有機溶剤を使用して膨潤させて除去したりする方法等がある。
しかしながら、機械的な剥離では完全に除去することが困難であり、特に凹部において塗膜が残存することが多く、意匠性を問われるような外観部品にリサイクルすることが困難であった。また、有機溶剤の使用は、安全面や環境面を考慮すると好ましくなく、特に、基体にアクリルブタジエンスチレン樹脂等の有機溶剤に耐性の低いプラスチックには使用できないという欠点があった。
そして、ポリプロピレン製のバンパー等では塗膜が付着したまま溶融混練して水蒸気やアミン系の分解剤によって塗膜を分解して樹脂に練り込む方法も提案されているが、塗膜に含まれる顔料や塗膜成分の分解物が残存するためやはり外観部品としては使用できなかった。そこで、簡便で安全な方法として、アルカリを用いた剥離液で塗膜を除去することが考えられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「被膜の除去方法」という名称で、多官能アクリル系の硬化被膜を基体から除去することができる被膜の除去方法に関する発明が開示されている。
この特許文献１に開示された発明は、表面に多官能アクリル系硬化被膜を有する基体を、室温以上で基体が変形する温度よりも低い温度において、濃度が５％以上のアルカリ水溶液中に浸漬して、硬化被膜と基体とを分離するものである。
詳細には、５０〜８０℃の温度範囲に設定された５〜３０％のアルカリ水溶液に多官能アクリル系硬化被膜が形成された基体を浸漬すると、基体には影響を全く与えることなく、多官能アクリル系硬化被膜を基体から除去することができる。アルカリ水溶液は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムが挙げられており、多官能アクリル硬化被膜は、１分子中に２つ以上の（メタ）アクリロイル基を有する化合物を主体とするものである。また、基体には、室温以上のアルカリ水溶液に侵されない金属、ガラス及びセラミック等の無機物や、ポリメチルメタクリレートやポリプロピレン等の合成樹脂成形体等の有機物が選定されている。
【０００４】
また、特許文献２には、「塗膜の除去方法」という名称で、中性又は弱アルカリ性の水性剥離液を用いて塗膜の除去を可能とした塗膜の除去方法に関する発明が開示されている。
この特許文献２に開示された発明は、表面に硬化被膜を有する基体を、１１０℃以上で基体が溶解する温度よりも低い温度において中性又は弱アルカリ性の水性剥離液に浸漬し、硬化被膜を基体表面から剥離及び除去するものである。
中性又は弱アルカリ性の水性剥離液は、ＮａＨＣＯ３、ＫＨＣＯ３、Ｎａ２Ｂ４Ｏ７、Ｋ２Ｂ４Ｏ７等のアルカリ性物質の１種又は２種以上を水に溶解することによって得るか、あるいは、ホウ酸等の酸性物質と前記のアルカリ性物質とを任意の割合で水に溶解して、ｐＨ値を６．５〜１０の範囲に調整することによって得ることができる。このように調整した中性又は弱アルカリ性の水性剥離液に、表面に合成樹脂系塗料を用いて形成された硬化塗膜を有し、主にポリオレフィンを材料として形成される基体を浸漬して、１１０〜１７０℃の温度範囲において、３０分〜１．５時間程度処理すると、基体の性能を低下させることなく、硬化塗膜を基体から剥離して分離することができる。なお、高温の場合は、加圧下で処理され、また、処理時に撹拌を行うと好適であることが示されている。
そして、この水性剥離液は、中性又は弱アルカリ性であるので、安全であるとともに使用済の水性剥離液を廃棄処理する場合には、廃水処理時のｐＨ調整が不要であるので、コスト削減にも有用となる。また、水性剥離液には、必要に応じて界面活性剤、アンモニア、アミン類、有機溶媒等を処理促進剤として少量含有させることもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−１６２５６８号公報
【特許文献２】特開平６−１１４８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の技術では、処理する温度が低温であるので、硬化してから長時間を経た硬化塗膜を完全に除去することは困難であるという課題があった。また、近年では、より性能の高い塗膜が開発されており、このような低い温度条件で塗膜を剥離することは困難であるという課題もあった。
【０００７】
また、特許文献２に記載された従来の技術では、中性又は弱アルカリ性の剥離液を用いているので、接着界面に作用する力が弱く、実施例に示されたような塗装直後の塗膜の除去には適しているが、特許文献１と同様に時間を経て硬化した硬化塗膜の剥離には適していないという課題があった。
【０００８】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、自動車部品等の産業廃棄物となったプラスチック製品表面の塗膜をアルカリ性剥離液を用いてプラスチック製の基体から短時間で完全且つ簡便に剥離して除去することが可能な塗膜除去方法と塗膜除去装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明である塗膜除去方法は、アルカリ性剥離液を加熱手段及び撹拌手段を具備する耐圧の反応槽に収容する第１の工程と、少なくとも一部は網目状に形成される容器に、表面に塗膜を有する基体を収容して反応槽内部に浸漬する第２の工程と、アルカリ性剥離液を撹拌手段で撹拌しながら１２０℃以上で基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱手段で加熱する第３の工程と、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し反応槽から取り出された基体を洗浄する第４の工程と、を備えるものである。
上記構成の塗膜除去方法では、第１の工程においてアルカリ性剥離液が加熱手段及び撹拌手段を具備する耐圧の反応槽に収容され、第２の工程において表面に塗膜を有する基体が少なくとも一部は網目状に形成される容器に収容されて、この容器ごと反応層の内部に収容されてアルカリ剥離液に浸漬されるように作用する。このとき、容器は少なくとも一部は網目状に形成されているので、容器内の表面に塗膜を有する基体は網目から浸入するアルカリ性剥離液に接触するように作用する。また、第３の工程では、撹拌手段は反応槽内部のアルカリ性剥離液と表面に塗膜を有する基体を撹拌するように作用し、加熱手段は反応層内部のアルカリ性剥離液及び表面に塗膜を有する基体を１２０℃以上で基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱して、基体を構成する結晶構造を崩して熱変形させるとともに表面の塗膜の剥離反応を活性化させるように作用する。最後に、第４の工程では、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し反応槽から取り出された基体を洗浄してアルカリ性剥離液を除去するように作用する。
【００１０】
また、請求項２記載の発明である塗膜除去方法は、請求項１記載の塗膜除去方法において、アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であるものである。
上記構成の塗膜除去方法では、請求項１に記載の発明の作用に加えて、アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液が備える強アルカリ性を発揮するように作用する。
【００１１】
そして、請求項３記載の発明である塗膜除去装置は、アルカリ性剥離液を収容可能で加熱手段を具備する耐圧の反応槽と、この反応槽内部に着脱可能に設置され表面に塗膜を有する基体を収容可能でアルカリ性剥離液が浸透可能に少なくとも一部は網目状に形成される少なくとも１個の容器と、反応槽に接続されアルカリ性剥離液を反応槽内との間で供給及び回収可能な貯留槽と、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し反応槽から取り出された基体を洗浄する洗浄槽を備えるものである。
上記構成の塗膜除去装置では、反応槽は内部に収容されるアルカリ性剥離液を加熱手段を用いて加熱するように作用し、また、高圧になっても耐性を備えるという作用を有する。そして、容器は、表面に合成樹脂等で形成される塗膜を有する基体を収容し、反応槽内部に設置されると形成される網目状によってアルカリ性剥離液を内部に浸透させて表面に塗膜を有する基体と接触させるように作用する。また、貯留槽は、反応槽内から回収されるアルカリ性剥離液を貯留したり、貯留したアルカリ性剥離液を反応槽へ送出したりするように作用する。そして、洗浄槽は、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離して反応槽から取り出された基体を洗浄するように作用する。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明である塗膜除去装置は、請求項３に記載の塗膜除去装置において、貯留槽は加熱手段を備えるものである。
上記構成の塗膜除去装置では、請求項３に記載の発明の作用に加えて、貯留槽は加熱手段を備え、貯留槽内に貯留されるアルカリ性剥離液を加熱するように作用する。
【００１３】
そして、請求項５に記載の発明である塗膜除去装置は、請求項３又は請求項４に記載の塗膜除去装置において、反応槽は撹拌手段を備えるものである。
上記構成の塗膜除去装置では、請求項３又は請求項４に記載の発明の作用に加えて、反応槽は撹拌手段を備えて、反応槽内に収容されるアルカリ性剥離液と、反応槽内に設置される容器内の表面に塗膜を有する基体を撹拌するように作用する。
【００１４】
そして、請求項６に記載の発明である塗膜除去装置は、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の塗膜除去装置において、アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であるものである。
上記構成の塗膜除去装置では、請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、アルカリ性剥離液は濃度が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液が備える強アルカリ性を発揮するように作用する。
【００１５】
最後に、請求項７に記載の発明である塗膜除去装置は、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の塗膜除去装置において、洗浄槽はスクリューコンベアを備え、洗浄された基体は洗浄槽からスクリューコンベアで搬出されるものである。
上記構成の塗膜除去装置では、請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、洗浄槽のスクリューコンベアは、洗浄槽内を掻き混ぜながら、洗浄された基体を洗浄槽から外部に搬出するように作用する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の請求項１記載の塗膜除去方法では、表面に塗膜を有する基体をアルカリ性剥離液に浸漬することによって、基体の表面の塗膜を形成する骨格の結合を切断して膨潤させて剥離することができる。しかも、アルカリ性剥離液の温度を１２０℃以上で基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱するので、塗膜は膨潤しやすく剥離反応を速やかに進行させることができる。また、基体自体も融点を超える温度になるので表面積を減少させるように熱収縮して丸みを帯びた球形状に変化し、この形状変化に伴って接着界面の接着機構は破壊されて基体から塗膜が剥離するので、塗膜の膨潤による剥離に加えて剥離反応をさらに加速させて進行させることができる。また、基体の熱収縮によって、塗膜と分離した基体は丸みを帯びた球形状になるので、加熱溶融加工を必要とするリペレット化が不要となり、そのまま成形機に投入して再利用することが可能となる。
さらに、撹拌装置を備えているので、撹拌によってアルカリ性剥離液と表面に塗膜を有する基体は掻き混ぜられて接触しやすくなり、剥離反応を促進させることができる。また、撹拌することによって基体の溶着が防止され、反応槽内の温度を均一にすることができる。
そして、塗膜が剥離した基体は洗浄されてアルカリ性剥離液を除去することができるので、リペレットとして再利用することができる。
【００１７】
また、本発明の請求項２記載の塗膜除去方法では、アルカリ性剥離液が５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液であるので、強アルカリによって塗膜は膨潤しやすくなり塗膜剥離を容易に行うことが可能となる。
【００１８】
そして、本発明の請求項３記載の塗膜除去装置では、表面に合成樹脂等で形成される塗膜を有する基体を容器に収容して反応槽に設置すると、反応槽に収容されているアルカリ性剥離液は容器内部に浸透して表面に塗膜を有する基体に接触し、塗膜を形成する骨格の結合を切断して塗膜を膨潤させて、基体から塗膜を剥離することができる。また、反応槽は耐圧で加熱手段を備えているので、高温及び高圧下での処理が可能となり、効果的に剥離反応を進めることが可能となり、短時間で確実に塗膜を基体から剥離することができる。
そして、容器は、少なくとも一部が網目状に形成されているので、アルカリ性剥離液を内部に浸透させる一方で、表面に塗膜を有する基体や、基体から剥離した塗膜を容器の外部に移動させないので、基体や塗膜が反応槽内に散乱することがなく、反応槽内のアルカリ性剥離液を清浄に保持し、繰り返し使用することを可能にしている。
また、貯留槽は、反応槽内のアルカリ性剥離液を回収して貯留することができるので、反応槽内のアルカリ性剥離液を貯留槽に送出してから、反応槽内の容器を外部に取り出すことが可能となり、容器や容器内の塗膜及び基体に付着するアルカリ性剥離液の量を低減することができる。そして、新たに表面に塗膜を有する基体を容器に収容して反応槽に設置したのちに、貯留槽において貯留しておいたアルカリ性剥離液を反応槽へ送出することができるので、アルカリ性剥離液を外部に晒すことなく安全且つ確実に反応槽に注入することができる。
そして、洗浄槽では、基体を洗浄することができるので、基体は、付着したアルカリ性剥離液や塗膜の残渣等を洗浄することができる。
【００１９】
また、本発明の請求項４に記載の塗膜除去装置では、貯留槽は加熱手段を備えているので、反応槽内のアルカリ性剥離液が高温である場合は、反応槽から回収して貯留する際に加熱することによって、反応槽で設定された温度に近い温度なるようにアルカリ性剥離液の温度を保持して貯留することが可能となる。したがって、アルカリ性剥離液を再度反応槽に送出する場合は、アルカリ性剥離液を高温の状態で温度を下げることなく反応槽に注入することができるので、新たな塗膜の除去作業を行う場合に、アルカリ性剥離液を低温から高温に加熱する必要がないので、必要なエネルギーが少なく、しかも作業時間も短縮されるので、作業効率が優れたものとなる。
【００２０】
そして、本発明の請求項５記載の塗膜除去装置では、反応槽は撹拌手段を備えているので、反応槽内の容器に収容される表面に塗膜を有する基体とアルカリ性剥離液を撹拌して、表面に塗膜を有する基体にアルカリ性剥離液が浸透したり接触したりしやすくなるので、基体からの塗膜の剥離反応を促進させることができ、その結果、短時間で反応を終了させることが可能となる。
【００２１】
そして、本発明の請求項６に記載の塗膜除去装置では、アルカリ性剥離液に５重量％以上の水酸化ナトリウム水溶液を用いることによって、塗膜に効果的に反応して剥離反応が速やかに進行し、除去作業が容易となる。また、水酸化ナトリウムは安価であるのでコスト的にもメリットが出る。
【００２２】
最後に、本発明の請求項７に記載の塗膜除去装置では、洗浄槽はスクリューコンベアを備えているので、基体はスクリューコンベアによって洗浄槽から搬出することができる。しかも、スクリューコンベアは洗浄槽内を撹拌するので、洗浄を効果的に行うことができる。特に、膨潤して界面が剥離しつつも基体上に残存している塗膜がある場合にはスクリューコンベアの撹拌によって、塗膜は基体から分離除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態に係る塗膜除去装置の概念図である。
【図２】本実施の形態に係る塗膜除去装置における反応槽の断面を示す概念図である。
【図３】本実施の形態に係る塗膜除去装置を用いた塗膜除去方法の工程を示す工程図である。
【図４】（ａ）は処理前のＨ社のバンパー片の写真であり、（ｂ）は１５０℃で６０分間１５重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＨ社のバンパー片の写真である。
【図５】破砕処理したポリプロピレン製バンパーの廃材を水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌する塗膜除去試験を実施した結果を一覧にまとめた図である。
【図６】（ａ）はポリプロピレン製バンパーの廃材から得られたリペレットの写真であり、（ｂ）はリペレットを用いて射出成形した試験片の写真である。
【図７】（ａ）は処理前のＡＢＳ製品（二層塗膜）の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品（二層塗膜）の破砕片の写真である。
【図８】（ａ）は処理前のＡＢＳ製品（三層塗膜）の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２０℃で１２０分間３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品（三層塗膜）の破砕片の写真である。
【図９】（ａ）は処理前のＡＢＳ製品の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２５℃で１２０分間３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の破砕片の写真である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る塗膜除去方法の工程図である。
【図１１】（ａ）は処理前のＡＳＡ製品の塗装品の写真であり、（ｂ）は１３５℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＡＳＡ製品の塗装品の写真である。
【図１２】（ａ）は処理前のＡＳＡ製品の破砕片の写真であり、（ｂ）は１３５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＳＡ製品の破砕片の写真であり、（ｃ）は左右共に１４５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＳＡ製品の破砕片の写真である。
【図１３】（ａ）は左右共に処理前のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｂ）は左右共に１２０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｃ）は左右共に１４０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｄ）は左右共に１５０℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真である。
【図１４】１２５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＡＢＳ製品の破砕片の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明の実施の形態に係る塗膜除去装置を図１に基づき説明する。（特に、請求項３、請求項４、請求項６及び請求項７に対応）
図１は、本発明の実施の形態に係る塗膜除去装置の概念図である。
図１において、本実施の形態に係る塗膜除去装置１は、主に、反応槽２と貯留槽３と洗浄槽４から構成される。
反応槽２は、容器５とアルカリ性剥離液９を内部に収容可能な本体６と蓋７を備えており、本体６にはバンドヒーター８が周設されて、本体６の内部を均一に加熱することができるようになっている。なお、本実施の形態では、加熱手段としてバンドヒーター８を用いているが、加熱手段は特に限定されるものでなく、本体６の内部を均一に加熱可能なものであればどのような加熱手段であってもよい。また、反応槽２は１．５ＭＰａ程度の耐圧構造であることが好ましく、バンドヒーター８によって加熱されたアルカリ性剥離液の蒸気圧が高くなった場合も耐性を備えているとよい。
そして、容器５は、反応槽２内で破線で表わされているが、反応槽２に着脱可能に設置されるものであり、少なくとも一部は網目状に形成されて、反応槽２に収容されるアルカリ性剥離液９が容器５の内部に浸透できるようになっている。そして、容器５は、試料１０を収容可能であり、網目の大きさはこの試料１０が容器５の外部に移動しない大きさに設計されている。
試料１０は、表面に塗膜２９を有する基体２８で、例えば、自動車のバンパー部材の廃材を細かく裁断したものである。基体２８は特に限定されないが、ポリプロピレン、アクリルブタジエンスチレン（以下、ＡＢＳという。）、アクリルニトリルスチレンアクリレート（以下、ＡＳＡという。）、ポリエチレン及びポリスチレン等のプラスチック材料である。また、塗膜２９はエステル系、ウレタン系、エポキシ系及びユリア系等の合成樹脂系の塗料が硬化して得られる塗膜２９である。なお、ポリプロピレンの融点は約１６０℃、ＡＢＳの融点は約１２０℃、ＡＳＡの融点も約１２０℃である。
また、アルカリ性剥離液９は、所定量のアルカリ性物質を水に溶解して得られるものであり、アルカリ性物質は特に限定されないが、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩が好ましく、反応性や価格を考慮すると、水酸化ナトリウムが好適である。そして、アルカリ性剥離液の濃度は５重量％以上であることが好ましい。なお、本願発明における基体を構成するポリプロピレンやＡＢＳ、ＡＳＡは強アルカリの影響を受け難い材料であり、他のポリエチレンやポリスチレン等のプラスチック材料も同様である。
【００２５】
そして、貯留槽３は、内部にアルカリ性剥離液９を貯留可能な本体１１と蓋１２を備えており、反応槽２に隣接して配置されて、反応槽２と複数の送液管１４ａ〜１４ｆで接続されている。また、貯留槽３の本体１１はパイプヒーター１３を備えており、貯留槽３の本体１１内部に貯留されるアルカリ性剥離液９を加熱することができるようになっている。
符号１５ａ，１５ｂは送液ポンプであり、送液管１４内のアルカリ性剥離液９の図中に示される矢印方向への移動を可能にし、符号１６ａ〜１６ｇは仕切弁で、送液管１４内でのアルカリ性剥離液９の移動経路を決定するものである。また、符号１７は排液タンクであり、必要に応じてアルカリ性剥離液９を貯蔵するためのものである。
【００２６】
ここで、反応槽２と貯留槽３との間でアルカリ性剥離液９が供給、回収される際のフローについて説明を加える。貯留槽３のパイプヒーター１３で加熱されたアルカリ性剥離液９を反応槽２に供給する場合には、仕切弁１６ａ，１６ｃ，１６ｅを開として、その他の仕切弁１６を閉とする。そして、送液ポンプ１５ａは停止させ、送液ポンプ１５ｂを駆動させて、送液管１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを経由して反応槽２にアルカリ性剥離液９を移送する。
逆に、アルカリ性剥離液９を反応槽２から貯留槽３へ回収する場合には、仕切弁１６ｄ，１６ｃ，１６ｆを開として、その他の仕切弁１６を閉とする。そして、送液ポンプ１５ａは停止させ、送液ポンプ１５ｂを駆動させて、送液管１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを経由して貯留槽３にアルカリ性剥離液９を移送する。あるいは、仕切弁１６ｄ，１６ｂを開として、その他の仕切弁１６を閉として送液ポンプ１５ａを駆動させて送液管１４ｃ，１４ｂ，１４ａ，１４ｆを経由して反応槽２から貯留槽３へ移送してもよい。
また、貯留槽３内でアルカリ性剥離液９を循環させる場合には、仕切弁１６ａ，１６ｂを開として、その他の弁を閉とし、送液ポンプ１５ａを駆動させて、送液管１４ａ，１４ｆを経由する。反応槽２内でのアルカリ性剥離液９も同様に、仕切弁１６ｄ，１６ｃ，１６ｅを開とし、その他の弁を閉として、送液ポンプ１５ｂを駆動させて、送液管１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを経由する。
反応槽２から排液タンク１７へのアルカリ性剥離液９の廃液は、仕切弁１６ｄ，１６ｇを開として、他の仕切弁１６は閉として、自由落下で実施可能である。また、貯留槽３から排液タンク１７への廃液は、仕切弁１６ａ，１６ｇを開として、他の仕切弁１６は閉として、自由落下で実施可能である。
なお、これまでの説明では、一通りの移送の流れのみを説明したが、移送を組み合わせることももちろん可能であり、その際には、仕切弁１６の開閉の状態も組み合わせられる。
また、反応槽２、貯留槽３、送液管１４及び排液タンク１７を形成する材料は特に限定されないが、アルカリ性剥離液９に耐性のある材料で形成されることが好ましい。もちろんライニングを備えて耐性を備えるようにしてもよい。また、反応槽２はアルカリ性剥離液９を高温で用いるため、耐圧性を備える必要があり、鋼製であることが好ましい。
【００２７】
そして、洗浄槽４は、洗浄水１８を溜めた第１の水槽１９、洗浄水２０を溜めた第２の水槽２１及びスクリューコンベア２２を備えている。スクリューコンベア２２は一の端部が第１の水槽１９の洗浄水１８に浸漬され、他の端部が第２の水槽２１の上方に位置するように斜設されており、他の端部の近傍には洗浄水供給装置２３が設置されてスクリューコンベア２２に向けて洗浄水が散水されるようになっている。また、スクリューコンベア２２には排水ノズル２５が設置されて、スクリューコンベア２２からの洗浄水が洗浄水２０として第２の水槽２１に溜まるようになっている。
ここでもう少し詳細にスクリューコンベア２２の構造について説明する。
スクリューコンベア２２には、前述のとおり上側の端部近傍に洗浄水供給装置２３が設けられているが、この洗浄水は、第２の洗浄槽２１に貯留された洗浄水２０を用いるとよい。図示されないポンプで第２の洗浄槽２１から洗浄水２０を汲み、これを洗浄水供給装置２３からスクリューコンベア２２の内部に向けて散水するとよい。スクリューコンベア２２は、その内部にインペラ２７を備えたスクリュー２６が収容されており、その周囲は円筒状あるいは下側に半円筒状の構造物で覆われている。従って、洗浄水供給装置２３は、スクリューコンベア２２の外周が円筒状の構造物で覆われている場合には、散水口を設けてそこから散水可能とする必要がある。半円筒状の場合には上側は開いているので散水口がなくとも散水可能である。さらに、スクリューコンベア２２の外周の構造物の下側には、洗浄水供給装置２３から散水された洗浄水２０が排水可能なように排水口が設けられている。排水ノズル２５はその排水口に接続されて、洗浄水２０を排水する。
スクリューコンベア２２はスクリュー２６が回転しながら被搬送物（基体２８）を移送するため、このような構造を備えたスクリューコンベア２２、洗浄水供給装置２３及び排水ノズル２５によれば、洗浄水２０の供給と、被搬送物の洗浄水２０による洗浄と、被搬送物の移送と、洗浄水２０の第２の洗浄槽２１への回収を効率的に行うことが可能である。
本実施の形態においては、第１の洗浄槽１９と第２の洗浄槽２１の２槽を設けたが、例えば、被搬送物が収容される第１の洗浄槽１９のみを設け、この第１の洗浄槽１９に洗浄水２０を貯留し、ここから図示しないポンプを用いて洗浄水２０を汲み、洗浄水供給装置２３を介してスクリューコンベア２２の内部に向けて散水し、排水ノズル２５を介して、第１の洗浄槽１９に洗浄を終えた洗浄水２０を回収してもよい。
なお、符号３０は試料受台であり、スクリューコンベア２２から搬出される基体２８を受け取り、そのまま移送するものである。
【００２８】
続いて、塗膜除去装置１の使用方法について説明する。
図１において、表面に塗膜２９を有する基体２８の破砕片である試料１０を容器５に収容し、反応槽２の本体６の内部に設置する。次に、アルカリ性剥離液９を反応槽２の本体６に注入して、バンドヒーター８で加熱する。この際の加熱温度は、１２０℃以上の温度で試料１０の基体２８の種類に応じて決定する。すなわち、基体２８が溶融しない程度の温度であり、すなわちそれぞれの基体を構成する材料の融点未満であることが望ましく、具体的には基体２８がＡＢＳ、ＡＳＡ、ポリエチレン及びポリスチレンの場合は約１２０℃、ポリプロピレンの場合は約１６０℃に設定するとよい。このような加熱によって後述の試料１０における基体２８と塗膜２９の剥離反応を促進させることができる。
また、アルカリ性剥離液９は、濃度が５重量％以上になるように所定量のアルカリ性物質を水に溶解して調整することによって得ることができるが、濃度が５重量％以下であると、後述の試料１０における基体２８と塗膜２９の剥離反応が進行しにくくなる。特に、濃度が１０重量％から３０重量％のアルカリ性剥離液９は剥離反応が迅速に進行し好適である。
反応槽２の本体６に注入されたアルカリ性剥離液９は、容器５の網目を通じて容器５の内部に浸透し、試料１０に接触する。そして、アルカリ性剥離液９は、試料１０の塗膜２９に浸透して骨格の結合を切断し、塗膜２９を膨潤させて基体２８から剥離する。但し、反応槽２は撹拌装置を備えておらず、静的な状態で剥離反応が進行するので、試料１０においては、塗膜２９と基体２８は剥離するが、基体２８上にはまだ塗膜２９が乗った状態で容器５内に収容されている。
そして、反応が終了すると、前述のとおり、アルカリ性剥離液９は送液管１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを通じて、貯留槽３に回収される。その際には先に述べたとおり、試料１０の塗膜２９は基体２８から分離していないので、アルカリ性剥離液９を貯留槽３に回収する際に、塗膜２９の欠片等が貯留槽３に混入し難く、アルカリ性剥離液９を清浄な状態で貯留槽３に貯留することができる。しかも、試料１０は容器５内に収容されているため、たとえ塗膜２９と基体２８が剥離しかかっていても、容器５内に留めることができる。反応槽２からアルカリ性剥離液９を清浄な状態で貯留槽３に回収できることに対しての容器５の寄与は大きい。
【００２９】
反応槽２の本体６内のアルカリ性剥離液９が完全に回収された後に、反応槽２の蓋７を開けて、容器５及び試料１０に付着したアルカリ性剥離液の水切りをして外部に取出し、容器５に収容されている試料１０を洗浄槽４の第１の水槽１９の洗浄水１８中に投入する。
貯留槽３では、回収されたアルカリ性剥離液９をパイプヒーター１３を用いて加熱する。反応槽２から回収されるアルカリ性剥離液９は、反応槽２において加熱されていたので、反応終了後においても高温になっている。貯留槽３において引き続き加熱することによって、アルカリ性剥離液９の温度が下がらないように保持することができる。したがって、新たな試料１０を用いて次の塗膜除去作業を行う場合、貯留槽３から高温のアルカリ性剥離液９を反応槽２に送入することができるので、反応槽２における加熱に要するエネルギーロスが低減されるとともに作業時間も短縮することができる。
【００３０】
その後、洗浄槽４において、第１の水槽１９に投入された試料１０は、付着したアルカリ性剥離液９が第１の水槽１９の洗浄水１８によって洗浄される。ここで、試料１０に付着するアルカリ性剥離液９は少量であるので、第１の水槽１９の洗浄水１８は極薄いアルカリ性を示す洗浄水１８となり、廃水の際には、わずかな中和反応を行えばよく、廃液処理が容易で安全なものとなる。また、試料１０は前述のように基体２８と塗膜２９は剥離しているものの分離していない状態であるが、スクリューコンベア２２のスクリュー２６の回転によって洗浄水１８内で撹拌されて塗膜２９と基体２８に分離することができる。そして、分離された基体２８はスクリューコンベア２２の一の端部からスクリュー２６のインペラ２７にすくい上げられてスクリュー２６の回転によって他の端部の方向へ移動し、スクリューコンベア２２の他の端部近傍に設置される洗浄水供給装置２３から散水される洗浄水によってさらに洗浄されて、スクリューコンベア２２の他の端部から試料受台３０に搬出される。
なお、第１の水槽１９においてスクリュー２６の撹拌によって基体２８と塗膜２９に分離できなかった試料１０は、スクリュー２６にすくい上げられてインペラ２７の中を移動する際に受ける振動や洗浄水供給装置２３の洗浄水の水力によって分離させることができる。
また、スクリューコンベア２２には排水ノズル２５が設けられており、前述のとおり、この排水ノズル２５は第２の水槽２１に接続されて、主に、洗浄水供給装置２３から散水される洗浄水が基体２８に接触して洗浄した後排水ノズル２５を通じて第２の水槽２１に洗浄水２０として溜められるようになっている。したがって、第２の水槽２１に溜められる洗浄水２０は、第１の水槽１９の洗浄水１８よりもさらに薄い濃度のアルカリ性を示す洗浄水であるので、廃液処理が容易となる。なお、第１の水槽１９の洗浄水１８及び第２の水槽２１の洗浄水２０において、試料１０から分離した塗膜２９を含んでいる場合はろ過等を行って固形物を分取するとよい。
そして、スクリューコンベア２２の他の端部から搬出される塗膜２９が剥離した基体２８は、試料受台３０に受け取られて必要に応じて脱水や乾燥等の後処理を施されたり、加熱溶融加工によるリペレット化されたりしてリペレットとなり、各種プラスチック製品の原料として再使用することができる。
【００３１】
次に、反応槽の変形例について図２を参照しながら説明する。（特に、請求項５に対応）
図２は、本実施の形態に係る塗膜除去装置における反応槽の断面を示す概念図である。なお、図２において、図１に記載されたものと同一の部分については同一の符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図２において、反応槽２は、内部に撹拌装置３１を備えている。この撹拌装置３１は、蓋７の下方から容器５内に垂設される回転軸３２と、この回転軸３２の下端部に設置される２枚のインペラ３３を有している。図示していないが、撹拌装置３１は動力源を備えており、動力が供給されると、回転軸３２が回転してインペラ３３が容器５内を回転し、容器５内の試料１０とアルカリ性剥離液９を撹拌する。この撹拌によって、試料１０とアルカリ性剥離液９は接触しやすくなり、前述の試料１０の塗膜２９と基体２８の剥離反応を促進させることができ、短時間で反応を終了させることが可能となる。また、撹拌によって試料１０において基体２８から剥離した塗膜２９を分離することができる。塗膜２９は基体２８よりも小さく、また、撹拌による衝撃によって、細かく砕ける可能性があるので、容器５の網目の大きさを細かくして、塗膜２９が容器から外部に移動しないようにすると、貯留槽に回収されるアルカリ性剥離液９に塗膜２９の破片が混入することなく、アルカリ性剥離液９を清浄に保持することができる。また、反応槽２から貯留槽へアルカリ性剥離液９を送出する際に、フィルターを設けるようにして、塗膜２９を分取するようにすることもできる。
なお、撹拌装置の形状は特に限定されるものでなく、反応槽２の内部を均一に撹拌することができればどのような形態であってもよい。また、撹拌装置３１の回転軸３２は、蓋７の上部に貫通してもよく、その際には蓋７の上部に動力源を設けることが可能であるが、反応槽２内の圧力に耐えるために、回転軸３２の周囲にシール構造を備える必要がある。さらに、回転軸３２は順方向のみならず反転可能にすることでより撹拌効果を発揮することが可能である。
【００３２】
次に、塗膜除去装置を用いた塗膜除去方法について図３を参照しながら説明する。
図３は、本実施の形態に係る塗膜除去装置を用いた塗膜除去方法の工程を示す工程図である。なお、前述のとおり、塗膜除去装置は、主に、反応槽、貯留槽及び洗浄槽で構成されており、符号３４で示される枠は反応槽で行われる工程であり、符号３５で示される枠は貯留槽で行われる工程であり、符号３６で示される枠は洗浄槽で行われる工程である。
図３において、塗膜除去装置を用いた塗膜除去方法では、まず、試料となる表面に塗膜を有する基体をステップＳ１において破砕する。表面に塗膜を有する基体には、ポリプロピレン、ＡＢＳ、ＡＳＡ、ポリエチレン及びポリスチレン等のプラスチック材料で形成される基体に合成樹脂系の塗料を用いて塗装をし、合成樹脂製の硬化塗膜を形成したものであり、例えば、自動車のバンパーの廃材が挙げられる。また、破砕する大きさは特に限定されないが、１２ｍｍφ程度が好ましく、特に、塗膜が除去された基体を加熱溶融加工を伴うリペレット化を行わずに後述する脱水や乾燥を行ってそのままリペレットとして用いる場合は５〜７ｍｍφ程度が好適である。なお、試料は塗膜除去装置の反応槽及び容器に収容可能な大きさであればよく、必ずしも細かく破砕する必要はなく、破砕しない場合はステップＳ１は省略することができる。
【００３３】
次に、ステップＳ２において、試料を容器に収容する。この容器はアルカリ性剥離液が浸透可能なように少なくとも一部が網目状に形成されている。なお、ステップＳ１において破砕する試料の大きさと、容器の網目の大きさを考慮して、破砕した試料が容器の網目から外部に移動しないようにする必要がある。続いて、ステップＳ３では、試料を収容した容器を反応槽の内部に設置する。
そして、ステップＳ４では、反応槽にアルカリ性剥離液を注入する。注入するアルカリ性剥離液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び炭酸ナトリウム等の強塩基であるアルカリ性物質を濃度が５重量％以上となるように所定量を水に溶解して調整することによって得られる。このステップＳ４では、注入されるアルカリ性剥離液は容器の網目から容器内部に浸透して試料に接触する。アルカリ性剥離液は試料の塗膜表面及び端面から塗膜内部に浸透していき、低温であるので反応は遅いが、塗膜と基体を剥離するように作用していく。したがって、ステップＳ１において試料を細かく破砕すると、試料の端面が増大するので、アルカリ性剥離液が端面から浸透しやすくなり、剥離反応にも効果的となる。
次に、ステップＳ５では、反応槽を加熱する。加熱温度は、１２０℃以上の温度で、試料の基体であるプラスチック材料が溶融しない温度に設定する。従ってそれぞれの基体を構成する材料の融点未満であることが望ましく、ＡＢＳ、ＡＳＡ、ポリエチレン及びポリスチレンの場合は約１２０℃、ポリプロピレンの場合は約１６０℃が好ましい。加熱によって、アルカリ性剥離液及び試料の温度が上昇し、アルカリ性剥離液の反応性が高まって、塗膜に浸透して塗膜を徐々に膨潤させて基体から塗膜を剥離することができる。なお、ステップＳ５では、加熱に伴って反応槽内はアルカリ性剥離液の蒸気圧によって高圧となる。
【００３４】
そして、ステップＳ６では撹拌を行う。このステップＳ６では、反応槽に設置される撹拌装置を用いて反応槽内部を撹拌する。このステップＳ６の撹拌によって反応槽内部のアルカリ性剥離液と試料は掻き混ぜられて、アルカリ性剥離液と試料が接触しやすくするので、試料の塗膜と基体の剥離反応を促進させることができ、反応時間を短縮することが可能になる。また、撹拌によって、ステップＳ５の加熱工程において加熱されるアルカリ性剥離液及び試料の温度をより均一に保持させることができるので、反応槽内において均一に剥離反応を進行させることが可能となる。そして、撹拌することによって、試料において基体から剥離した塗膜を基体と分離することができる。なお、撹拌はその効果を期待して選択的に行うものであるが必ずしも行う必要はなく、撹拌工程は省略することができる。
但し、撹拌することの大きな効果としては、基体の融点以上にアルカリ性剥離液の温度が上昇した際でも基体同士の接触による溶着を防止することができることを発明者は新たに見出したので、このことについては実施例を含めて塗膜除去方法の発明の実施の形態として後述する。
剥離反応が終了すると、ステップＳ７において、反応槽内のアルカリ性剥離液を貯留槽に送出して、ステップＳ８において、反応槽から試料が収容された容器を取り出す。ステップＳ７では、アルカリ性剥離液を反応槽から貯留槽に送出しているので、反応槽内の容器及び試料に付着するアルカリ性剥離液を減らすことができる。さらに、ステップＳ８において十分に水切りを行った後に容器を反応槽から外部に取り出すと、容器及び試料に付着するアルカリ性剥離液の量を最小限に抑えることができるので、試料に付着したアルカリ性剥離液の洗浄処理が簡便となり、また、貯留槽に回収されるアルカリ性剥離液の量の減少を抑えることができる。
【００３５】
そして、次に、ステップＳ９において、容器内の試料を洗浄する。試料の洗浄は、洗浄槽において水洗によって行う。洗浄槽内の洗浄水に容器から試料を取り出して浸漬すると、試料に付着したアルカリ性剥離液は洗浄水に溶解する。前述のように、試料に付着するアルカリ性剥離液は少量であるので、短時間で試料からアルカリ性剥離液を除去することができる。また、洗浄槽に撹拌装置を設置することもできる。洗浄槽に撹拌装置を設置すると、試料を洗浄水中で掻き混ぜながら洗浄できるので、短時間で洗浄作業を行うことができる。なお、試料が基体と塗膜が分離していない状態のときには、撹拌によって基体と塗膜を分離することができる。
次に、ステップＳ１０では、洗浄して塗膜と分離した基体を分取する。基体の分取方法は特に限定されず、ステップＳ９における洗浄槽内の基体を取り出せればよい。なお、ステップＳ９において設置する撹拌装置をスクリューコンベアにすると、洗浄槽内を撹拌しながら基体を分取することが可能となる。
【００３６】
そして、分取された基体は、ステップＳ１１において、脱水や乾燥を行うことによって再使用可能なリペレットとなる。なお、分取された基体を加熱溶融加工によるリペレット化を行って、リペレットとしてもよい。
一方、洗浄槽内の洗浄水は、洗浄槽内の塗膜等の固形物を取り除いた後に、ステップＳ１２において酸性物質を投入して中和し、廃水する。前述したように、試料に付着するアルカリ性剥離液は少量であるので、洗浄槽内の洗浄水に含まれるアルカリ性物質も少量であり、投入する酸性物質も少量でよい。したがって、中和反応によって生成する塩も少なく、この廃液処理は、環境面においても安全面においても優れたものとなる。
【００３７】
次に、反応槽から送出されるアルカリ性剥離液について説明する。ステップＳ７において反応槽から送出されるアルカリ性剥離液は、ステップＳ１３において貯留槽に回収される。貯留槽は反応槽に隣接されて、反応槽と送液管で接続されているので、反応槽内のアルカリ性剥離液は外部に晒されることなく送液管を通じて安全に貯留槽に回収されて、再度使用するために貯留槽に貯留される。
そして、ステップＳ１４では、貯留槽を加熱する。このステップＳ１４では、貯留槽に設置された加熱手段を用いて内部のアルカリ性剥離液を加熱する。加熱温度は特に限定されないが、アルカリ性剥離液が沸騰しない１００℃以下の温度がよい。
そして、ステップＳ１５では、アルカリ性剥離液を反応槽に送出する。このステップＳ１５では、ステップＳ１４において加熱したアルカリ性剥離液を反応槽に送出するので、反応槽においては高温のアルカリ性剥離液を注入することができ、次の塗膜除去作業を行う場合に加熱工程における必要エネルギーが少なくなり、コスト面でも時間面にも有用なものとなる。
本実施の形態においては、ステップＳ４でアルカリ性剥離液を反応槽内に注入し、ステップＳ５ではじめて反応槽を加熱するように説明したが、貯留槽内に予めアルカリ性剥離液を貯留しておき、これを加熱してステップＳ１５のように反応槽へ送出してもよい。その場合には予めアルカリ性剥離液は加熱された状態で反応槽内へ導入されるので、ステップＳ５の加熱に必要なエネルギーは少なくて済むことになる。
【実施例１】
【００３８】
以下、本実施の形態に係る塗膜除去装置を用いて塗膜の除去を行った実施例について説明する。
自動車メーカーが異なるポリプロピレン製のバンパー片の廃材を、１５重量％の濃度の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、１４０℃から１６０℃の温度範囲の温度で、２０分から６０分の時間撹拌しないで処理した。処理後は流水で洗浄した。
目視によって塗膜の除去状態を判定した結果を表１に、処理前後のバンパー片を図４に示して後で説明する。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
表１において、１４０℃の温度で２０分間の処理時間では、Ａ社及びＢ社のバンパー片の塗膜は完全に剥離して除去されたが、Ｃ社、Ｄ社、Ｅ社、Ｆ社及びＨ社のバンパー片では一部の塗膜が残存し、Ｇ社のバンパー片は塗膜が全面に残存した。また、１５０℃の温度で３０分間の処理時間では、Ｃ社のバンパー片の塗膜は剥離して除去することができたが、Ｆ社のバンパー片の塗膜は一部残存し、Ｇ社のバンパー片の塗膜は全面に残存した。そして、１５０℃の温度で６０分の処理時間では、Ａ社、Ｄ社、Ｅ社及びＨ社のバンパー片の塗膜は剥離して完全に除去することができた。さらに、１６０℃の温度で３０分間の処理時間では、Ｆ社のバンパー片の塗膜は除去できたが、Ｇ社のバンパー片の塗膜は除去できなかった。Ｇ社以外のバンパー片は、濃度が１５重量％の水酸化ナトリウム水溶液を用いて１４０℃から１６０℃の温度範囲で２０分から６０分の時間処理を行うことによって塗膜を基体から完全に剥離して除去することが可能であった。Ｇ社のバンパー片についても、１６０℃で３０分間の処理でほとんどの塗膜が除去できているので、さらに処理時間を長くすることによって完全な塗膜除去が可能であると考えられる。
図４（ａ）は、処理前のＨ社のバンパー片の写真であり、（ｂ）は１５０℃で６０分間１５重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＨ社のバンパー片の写真である。
図４（ａ）において、処理前のＨ社のバンパー片は白色の塗膜が表面を覆っているが、図４（ｂ）において、処理後のＨ社のバンパー片では、白色の塗膜は完全に剥離しており、基体である黒色のポリプロピレンの表面になっていることがわかる。
このように本実施例においては、バンパー片を細かく破砕しない状態で、しかも撹拌も行わないで、水酸化ナトリウム水溶液中に所定の温度時間条件で浸漬することによって、塗膜は基体から剥離し、塗膜を完全に除去できることがわかった。また、剥離した塗膜はゲル状になっており、流水によって簡単に取り除くことができたので、作業性も良好なものであった。
【実施例２】
【００４１】
ポリプロピレン製バンパーの廃材を１２ｍｍφ程度に破砕して破砕片として、この破砕片２００ｇを、５重量％、１０重量％及び２０重量％の３種類の濃度の水酸化ナトリウム水溶液５００ｍＬにそれぞれ浸漬し、１５５℃の温度で１０分から１２０分の時間処理を行った。なお、塗膜除去装置の反応槽は撹拌装置を具備した１Ｌの容量のものを用いた。また、撹拌の条件は、加熱開始から約２００ｒｐｍで撹拌したのち、温度が１５０℃になったところで８００ｒｐｍで撹拌し、１５４℃から１５５℃の温度範囲のときに１２００ｒｐｍで撹拌した。
図５に結果を示す。
【００４２】
図５は、破砕処理したポリプロピレン製バンパーの廃材を水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌する塗膜除去試験を実施した結果を一覧にまとめた図である。
図５において、水酸化ナトリウム水溶液が５重量％の濃度では、処理時間が１０分の場合、多くの破砕片の塗膜は除去されているが、一部の破砕片では、ポリプロピレンの基体表面に塗膜が残存している。処理時間を１２０分にすると、塗膜はほとんど除去できているが、小粒状の塗膜片が全体的に残存している。
また、水酸化ナトリウム水溶液が１０重量％の濃度では、処理時間が１０分の場合、塗膜はほとんど除去できているが、塗膜の微粉が残存している。処理時間が３０分では、処理時間が１０分の場合に比べると、塗膜の微粉は減少しているが、少量はまだ残存している。処理時間が６０分になると、ほとんど完全に塗膜が除去されている。
そして、水酸化ナトリウム水溶液が２０重量％の濃度では、処理時間が１０分間で、塗膜はほとんど完全に除去できている。
【００４３】
また、塗膜が除去されたポリプロピレンを用いて、リペレットと、このリペレットから引張及び曲げ試験の試験片を射出成形した。リペレット及び射出成形した試験片の写真を図６に示す。
図６（ａ）は、ポリプロピレン製バンパーの廃材から得られたリペレットの写真であり、（ｂ）はリペレットを用いて射出成形した試験片の写真である。
図６（ａ）において、ポリプロピレン製バンパーの廃材から得られたリペレットは、塗膜が完全に除去されており、また、加熱溶融加工を施しているので、整った形状に形成されている。そして、図６（ｂ）において、リペレットを用いて射出成形した試験片では、表面に塗膜の異物は確認されず良好であった。さらに、図示していないが、このリペレットを用いてバンパーを成形したところ、良好な外観を有する成形品を得ることができた。
このように本実施例においては、破砕して細かくしたポリプロピレン製バンパーの廃材を水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌しながら１５５℃の温度で加熱処理することで塗膜を除去することができたが、特に、水酸化ナトリウム水溶液の濃度が高いほど、塗膜の除去を短時間で行うことが可能であることがわかった。さらに、塗膜を除去した基体から得られるリペレットは、十分に再利用可能であることがわかった。
【実施例３】
【００４４】
ＡＢＳ製品において塗膜が二層に形成される塗装品を破砕して網目状の容器に収容し、この容器を撹拌装置を具備した反応槽に設置して、濃度が２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を注入し、１２０℃の温度で１２０分間、１２００ｒｐｍで撹拌を行った。処理後は水洗して乾燥した。処理前後のＡＢＳ製品の破砕片の写真を図７に示す。
図７（ａ）は、処理前のＡＢＳ製品（二層塗膜）の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品（二層塗膜）の破砕片の写真である。
図７（ａ）において、処理前のＡＢＳ製品の破砕片は、黒地のＡＢＳ樹脂に白色の塗膜が形成されている。一方、図７（ｂ）において、処理後のＡＢＳ製品の破砕片では、黒色のＡＢＳ樹脂のみとなっており、白色の塗膜は除去されていることがわかる。なお、１２０℃の温度で３０分間の処理したＡＢＳ製品の破砕片についても目視による観察を行ったが、この条件では、かなりの塗膜が基体から剥離しておらず残存していた。
【００４５】
また、塗膜が三層に形成されるＡＢＳ製品の塗装品を同じく破砕して網目状の容器に収容し、この容器を撹拌装置を具備した反応槽に設置して、濃度が３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を注入し、１２０℃の温度で１２０分間、１２００ｒｐｍで撹拌を行い、処理後は水洗して乾燥した。処理前後のＡＢＳ製品の破砕片の写真を図８に示す。
図８（ａ）は、処理前のＡＢＳ製品（三層塗膜）の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２０℃で１２０分間３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品（三層塗膜）の破砕片の写真である。
図８（ａ）において、処理前のＡＢＳ製品の破砕片には、黒地のＡＢＳ樹脂に白色の塗膜が形成されている。また、図８（ｂ）において、処理後のＡＢＳ製品の破砕片では、白色の塗膜がかなり残存しており、三層に形成される塗膜の除去は困難であった。但し、後述するが、加熱温度を融点以上の１５０℃にすることによって、三層に形成される塗膜についても除去が可能となる。
【実施例４】
【００４６】
実施例３とは異なる塗装が施されたＡＢＳ製品の塗装品を破砕して網目状の容器に収容し、この容器を、撹拌装置を具備した反応槽に設置して、濃度が３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液を注入し、１２５℃の温度で１２０分間、１２００ｒｐｍで撹拌を行った。処理後は水洗して乾燥した。処理前後のＡＢＳ製品の破砕片の写真を図９に示す。
図９（ａ）は、処理前のＡＢＳ製品の破砕片の写真であり、（ｂ）は１２５℃で１２０分間３０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の破砕片の写真である。
図９（ａ）において、処理前のＡＢＳ製品の破砕片は、灰色地のＡＢＳ樹脂に銀色の塗膜が付着しているが、図９（ｂ）において、処理後のＡＢＳ製品の破砕片では、銀色の塗膜は除去されて灰色のＡＢＳ樹脂のみとなっている。なお、水酸化ナトリウム水溶液の濃度を２０重量％として、１２５℃の温度で１２０分間の処理を行ったところ、図示していないが、塗膜の一部がＡＢＳ樹脂表面に残存した。
なお、本実施例では水酸化ナトリウム水溶液の温度を１２５℃と設定しており、これは基体であるＡＢＳ製品の融点を超えているものである。従って、基体の溶着を防止すべく撹拌装置を具備する反応槽が必須であり、撹拌によってＡＢＳ製品の溶着を防止している。
【００４７】
このように実施例３では、ＡＢＳ製品の二層塗膜の塗装品では、破砕して加熱下で撹拌処理することによって塗膜を除去することができたが、三層塗膜の塗装品では除去が困難であった。また、実施例４では、アルカリ性剥離液の濃度を濃くすることによって塗膜を除去することが可能であり、塗膜の種類によって剥離反応の進行度合いに違いがあり、加熱温度やアルカリ性剥離液の濃度を調整する必要があることがわかった。
【００４８】
以下に、本発明の実施の形態に係る塗膜除去方法を図１０に基づき説明する。（特に、請求項１及び請求項２に対応）
図１０は、本発明の実施の形態に係る塗膜除去方法の工程図である。
図１０おいて、ステップＳ１０１はアルカリ性剥離液収容工程という第１の工程を示しており、この第１の工程では、まず、アルカリ性剥離液を加熱手段及び撹拌手段を具備した耐圧の反応層に収容する。アルカリ性剥離液は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム及び炭酸ナトリウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物や炭酸塩で強塩基であるアルカリ性物質を濃度が５重量％以上になるように所定量を水に溶解して得られるが、これらの強塩基の中でも特に安価で反応性が優れる水酸化ナトリウムが好適である。また、アルカリ性剥離液の濃度は、５重量％以上にする必要があり、５重量％以下であると、後述する基体と塗膜の剥離反応の進行が遅くなる。特に、アルカリ性剥離液の濃度が１０重量％から３０重量％の範囲内にあると剥離反応が迅速に進行するので好ましい。
なお、反応槽は加熱手段を具備して耐圧製であるが、加熱手段はステップＳ１０３の第３の工程において反応層内部のアルカリ性剥離液を加熱するために用いるものであり、このとき発生するアルカリ性剥離液の蒸気に耐えうるように耐圧構造が必要となる。また、反応槽の撹拌手段は、同じくステップＳ１０３の第３の工程において、反応槽内を撹拌するためのものである。
【００４９】
次に、ステップＳ１０２は塗膜基体浸漬工程という第２の工程を示しており、この第２の工程では、少なくとも一部は網目状に形成される容器に、表面に塗膜を有する基体を収容して反応層内部に浸漬する。ここで、表面に塗膜を有する基体において、基体には、ＡＢＳ及びＡＳＡ等の融点以上の加熱によって急激に溶融粘度の低下が生じないプラスチック材料を用いることができる。なお、ＡＢＳの融点は約１２０℃であり、ＡＳＡの融点も約１２０℃である。また、塗膜は、エステル系、ウレタン系、エポキシ系及びユリア系等の合成樹脂系の塗料が硬化して形成されたものである。そして、このような表面に塗膜を有する基体を少なくとも一部は網目状に形成される容器に収容して、反応層内部に収容すると、反応層にはステップＳ１０１においてアルカリ性剥離液が収容されているので、アルカリ性剥離液が容器の網目部分から内部に浸入していき、表面に塗膜を有する基体に接触する。アルカリ性剥離液は、塗膜を形成する骨格の結合を切断するように作用するので、塗膜を次第に膨潤させていき、基体から塗膜が剥離することができる。
なお、表面に塗膜を有する基体を破砕して細かくしておくと、アルカリ性剥離液との接触面積が増大するので、剥離反応を促進させることができる。また、破砕する大きさは、１２ｍｍφ以下が好ましく、特に、塗膜が除去された基体を加熱溶融工程を伴うリペレット化を行わずに、そのままリペレットとして使用する場合は５〜７ｍｍφ程度が好適である。
【００５０】
続いて、ステップＳ１０３は撹拌・加熱工程という第３の工程を示しており、この第３の工程では、アルカリ性剥離液を撹拌手段で撹拌しながら１２０℃以上で基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱手段で加熱する。アルカリ性剥離液を１２０℃以上に加熱することによって、前述の塗膜の膨潤化が促進されて短時間で剥離反応を終了させることができる。さらに、基体の融点よりも２０℃以上４０℃以下高い温度まで加熱すると、基体を構成するプラスチック材料が表面張力や熱収縮によって表面積が小さくなるように作用するので、塗膜との接着界面においては、接着に関わる結合が切断されて基体から塗膜が剥離される。したがって、塗膜の膨潤化と基体の表面積減少による接着機構の破壊によって、基体と塗膜の剥離反応は、速やかに進行して終了する。また、基体の熱収縮によって、基体の形状は角（かど）が取れて丸くなるので、塗膜分離後の基体を再利用時にそのまま成形機に投入しても問題なく、加熱溶融加工によるリペレット化が不要となる。
また、撹拌手段による撹拌は、反応槽内を掻き混ぜて槽内の温度を均一にし、また、表面に塗膜を有する基体とアルカリ性剥離液が全体的に接触するので、反応槽内で均一に剥離反応を進めるとともに促進させる効果がある。さらに、前述のとおり、基体の融点以上の加熱を行う場合には、基体間の長時間の接触を防止して基体の溶着を防止することができるという大きな効果を発揮し得る。
もちろん、基体の融点以上に加熱する場合には長時間アルカリ性剥離液に浸漬させてしまうと、基体の溶融につながるので塗膜が剥離した後にはなるべく早急に反応槽から取り出して洗浄する次のステップ１０４に移行することが望ましい。
【００５１】
最後に、ステップＳ１０４は基体洗浄工程という第４の工程を示しており、この第４の工程では、アルカリ性剥離液によって塗膜が剥離し反応槽から取り出された基体を洗浄する。第３の工程において、剥離した基体と塗膜は、少なくとも一部は網目状に形成される容器において、基体と塗膜が分離して、あるいは基体と塗膜は接着していないが接している状態で保持されている状態に収容されている。この容器を反応槽から取り出して、洗浄水が貯留された洗浄槽等に浸漬して洗浄することによって、基体に付着したアルカリ性剥離液を取り除くことができる。ここで、少なくとも一部は網目状に形成される容器を用いることによって、反応槽から取り出す際に水切りが出来るので、基体や塗膜に付着するアルカリ性剥離液を最小限にすることが可能となる。また、洗浄槽においては、スクリューコンベア等を設置してもよく、スクリューコンベアを設置すると、洗浄槽内を撹拌して洗浄効率を高めるとともに、基体を洗浄槽内から外部に取り出すこととも可能となる。
【実施例５】
【００５２】
以下、本実施の形態に係る塗膜除去方法によって塗膜の除去を行った実施例について説明する。
ＡＳＡからなる平板の基体表面に黒色の塗膜が形成されたＡＳＡ製品の塗装品を２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液に１３５℃で１２０分間、全体の温度を均一化するために２００ｒｐｍ程度でゆっくりと撹拌して浸漬した。処理前後のＡＳＡ製品の塗装品の写真を図１１に示す。
図１１（ａ）は、処理前のＡＳＡ製品の塗装品の写真であり、（ｂ）は１３５℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＡＳＡ製品の塗装品の写真である。
図１１（ａ）において、処理前のＡＳＡ製品の塗装品は、長方形の形状を有し、表面には黒色の塗膜が形成されている。そして、図１１（ｂ）において、１３５℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施すと、黒色の塗膜はごく一部が残存しているがほとんどの塗膜が剥離した。また、形状は大きく変化しており、ＡＳＡ樹脂の融点以上の１３５℃での加熱によって、ＡＳＡ製品は熱収縮等によって熱変形した。
【実施例６】
【００５３】
ＡＳＡ樹脂を基体として用いて表面に黒色の塗膜を有した自動車用部材の廃材を７ｍｍφ以下の大きさに破砕し、この破砕片２００ｇを、２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液５００ｍＬに浸漬し、１３５℃及び１４５℃になるまでそれぞれ加熱し、１３５℃及び１４５℃に到達してから６０分間保持した。また、１３５℃の温度設定の場合は実測温度が１３０℃に到達してから１０００ｒｐｍで撹拌を行い、１４５℃の温度設定の場合は実測温度が１３５℃に到達してから１０００ｒｐｍで撹拌を行った。その後、水洗して乾燥させた。処理前後のＡＳＡ製品の破砕片の写真を図１２に示す。
図１２（ａ）は、処理前のＡＳＡ製品の破砕片の写真であり、（ｂ）は１３５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＳＡ製品の破砕片の写真であり、（ｃ）は左右共に１４５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＳＡ製品の破砕片の写真である。
図１２（ａ）において、処理前のＡＳＡ製品の破砕片では、灰色地のＡＳＡ樹脂表面に黒色の塗膜が形成されている。
次に、図１２（ｂ）において、１３５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中に撹拌を伴って浸漬すると、一部において塗膜が薄く残存するがほとんどの塗膜は剥離した。また、基体は、ＡＳＡ樹脂の融点以上の加熱によって熱変形し、形状は丸みを帯びた球形状に変化した。なお、洗浄及び乾燥後の重量を測定したところ、１９６．４８ｇであり、測定された最高圧力は０．２６ＭＰａであった。
そして、図１２（ｃ）において、１４５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中に撹拌を伴って浸漬すると、塗膜はＡＳＡ樹脂から完全に剥離できた。また、右側の写真では、処理後のＡＢＳ製品の混合片を粗く配置し拡大して撮影しているが、融点以上の温度の加熱によって、熱変形し、形状は全体的に丸みを帯びたものとなった。なお、洗浄及び乾燥後の重量を測定したところ、１９５．１ｇであり、測定された最高圧力は０．３０ＭＰａであった。
【００５４】
このようにＡＳＡ製品の塗装品では、融点より約１５℃高い１３５℃の温度での加熱下において処理すると、ほとんどの塗膜は剥離するがわずかに塗膜が残存する。一方、融点より約２５℃高い１４５℃の温度での加熱下において処理すると、完全に塗膜を除去することが可能であることがわかった。また、形状も丸みを帯びた球形状に変化するので、リペレットとして有効である。
【実施例７】
【００５５】
ＡＢＳからなる基体に、顔料や樹脂成分が異なったり、二層や三層等の塗膜構成が異なったりする様々な塗膜が形成されたＡＢＳ製品を破砕した混合片２００ｇを、２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液５００ｍＬに浸漬し、１２０〜１５０℃の温度範囲で撹拌しながら６０〜１２０分間加熱し、水洗して乾燥させた。処理前後のＡＢＳ製品の混合片の写真を図１３に示す。
図１３（ａ）は、左右共に処理前のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｂ）は左右共に１２０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｃ）は左右共に１４０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真であり、（ｄ）は左右共に１５０℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で撹拌処理を施した後のＡＢＳ製品の混合片の写真である。なお、図１３において、左側の写真はＡＢＳ製品の混合片が密に詰まった状態で撮影したものであり、右側の写真はＡＢＳ製品の混合片を粗く配置して倍率を上げて撮影したものである。
図１３（ａ）において、処理前のＡＢＳ製品の混合片では、黒色地のＡＢＳ樹脂の表面に黄色、水色、白色及びピンク色の塗膜が形成されており、破砕による鋭利な端面や角（かど）を備える形状になっている。
次に、図１３（ｂ）において、１２０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬すると、ピンク色の塗膜は剥離しているが、黄色、水色及び白色の塗膜はＡＢＳ樹脂の表面に残存しており、塗膜の種類によって剥離の進行が異なることがわかる。また、ＡＢＳ製品の混合片の形状は図１３（ａ）と変わらず、鋭利な端面及び角（かど）を有している。
また、図１３（ｃ）において、１４０℃で１２０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬すると、ほとんど全ての塗膜はＡＢＳ樹脂の表面から剥離することができた。そして、ＡＢＳ製品の混合片の形状は、鋭利な端面や角（かど）から丸みを帯びた球形状に変化している。
さらに、図１３（ｄ）において、１５０℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬すると、図１３（ｂ）及び（ｃ）に比べて短時間にもかかわらず、ほとんど全ての塗膜をＡＢＳ樹脂の表面から剥離することができた。そして、ＡＢＳ製品の混合片の形状は、図１３（ｃ）よりもさらに端面及び角（かど）が丸みを帯びた球形状になっている。
また、図１４は、１２５℃で６０分間２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液中で浸漬処理を施した後のＡＢＳ製品の破砕片の写真である。
図１４において、ＡＢＳ製品の破砕片を融点以上の１２５℃で６０分間、撹拌しないで２０重量％の水酸化ナトリウム水溶液に浸漬処理を施すと、図示するように塗膜が残存した状態で、破砕片同士が溶着し塊状になっている。
【００５６】
このようにＡＢＳ製品の塗装品では、融点近傍の１２０℃の温度での加熱下において処理すると、塗膜の種類によっては剥離するものもあるが、剥離が困難なものもあった。また、融点より約２０℃高い１４０℃及び約３０℃高い１５０℃の温度での加熱下において処理すると、塗膜の種類や構成に関係なくほぼ完全に塗膜を除去することが可能であった。さらに、ＡＢＳ樹脂の融点を超える温度では、ＡＢＳ製品の鋭利な端面及び角（かど）を有する破砕片は丸みを帯びた球形状になり、加熱溶融加工を伴うリペレット化をしなくても、そのまま成形機等に投入することができる。そして、融点以上の加熱下では、撹拌を行わないと、ＡＢＳ樹脂の溶着が生じるので、撹拌処理が重要であることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
以上説明したように、本発明の請求項１乃至請求項７に記載された発明は、アルカリ性剥離液のみを用いて安全で簡単に基体表面に形成された塗膜を除去する塗膜除去方法と塗膜除去装置を提供可能であり、自動車部品等のプラスチック製品の廃材の処理に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１…塗膜除去装置  ２…反応槽  ３…貯留槽  ４…洗浄槽  ５…容器  ６…本体  ７…蓋  ８…バンドヒーター  ９…アルカリ性剥離液  １０…試料  １１…本体  1２…蓋  １３…パイプヒーター  １４ａ〜１４ｆ…送液管  １５ａ，１５ｂ…送液ポンプ  １６ａ〜１６ｇ…仕切弁  １７…排液タンク  １８…洗浄水  １９…第１の洗浄槽  ２０…洗浄水  ２１…第２の洗浄槽  ２２…スクリューコンベア  ２３…洗浄水供給装置  ２５…排水ノズル  ２６…スクリュー  ２７…インペラ  ２８…基体  ２９…塗膜  ３０…試料受台  ３１…撹拌装置  ３２…回転軸  ３３…インペラ  ３４…反応槽で行われる工程  ３５…貯留槽で行われる工程  ３６…洗浄槽で行われる工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図１０】
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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１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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