(57)【要約】【課題】塗膜付きの合成樹脂製廃棄物を粉砕したときの粉砕物から塗膜の除去を行うにあたり、均一な衝撃や撹拌により確実な塗膜除去を効率良く行い得る塗膜除去装置を提供する。【解決手段】塗膜付きの合成樹脂製廃棄物を粉砕して成る粉砕物の塗膜の除去を行う塗膜除去装置を、粉砕物を投入するホッパ２と、ホッパ２の下方に位置して搬出された粉砕物を搬送するフィード部３と、フィード部３より搬入された粉砕物の塗膜を除去する塗膜除去部４と、塗膜除去部４で塗膜除去を行った粉砕物を排出する排出口５とを備えた構成とし、さらに、塗膜除去部４を、外側の楕円形筒状体１４と、筒状体１４側に突出するフライト１３ａ、１３ｂを設けた内側の剥離ロール１３とから成る同心の内外二重構造とし、剥離ロール１３の回転中に、フライト１３ａ、１３ｂの先端が楕円形筒状体１４の内壁全面と間隔を保つようにした。【選択図】図１
2004114512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗膜付きの合成樹脂製廃棄物を粉砕して成る粉砕物から塗膜の除去を行う塗膜除去装置において、前記粉砕物を投入する粉砕物投入部と、該粉砕物投入部の下方に位置して該投入部より搬出された粉砕物を搬送する粉砕物搬送部と、該搬送部より搬入された粉砕物の塗膜を除去する塗膜除去部と、該塗膜除去部で塗膜除去を行った粉砕物を排出する粉砕物排出部とを備え、前記塗膜除去部を、外側楕円形筒状体と、該筒状体側に突出する突条を設けた内側回転円筒体とから成る同心の内外二重構造とし、前記回転円筒体の回転中に、前記突条が前記楕円形筒状体の内壁全面と間隔を保つようにしたことを特徴とする塗膜除去装置。
【請求項２】
前記外側楕円形筒状体の楕円短軸上に前記突条が位置するときの、前記筒状体の内壁と前記突条とのミリメートル単位の間隔ｄ１を、前記粉砕物の平均肉厚ｎミリメートルに対して、ｎ＜ｄ１＜（ｎ＋１）に設定すると共に、前記外側楕円形筒状体の楕円長軸上に前記突条が位置するときの、前記筒状体の内壁と前記突条とのミリメートル単位の間隔ｄ２を、前記粉砕物の平均肉厚ｎミリメートルに対して、２ｎ＜ｄ２＜３ｎに設定することを特徴とする請求項１に記載の塗膜除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗膜付きの合成樹脂製廃棄物から塗膜の除去を行う塗膜除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題対策や資源の有効利用の見地から廃棄物の再資源化技術の確立が要望されている。特に、自動車産業や家電産業においては、合成樹脂製廃棄物の再利用時にも、初期加工時に匹敵する物性を得られるよう、これに付着させた塗膜の完全除去が要望されている。例えば、自動車のバンパーに用いた合成樹脂製品の塗膜成分の除去が不充分であると、バンパー基材として再利用しようとする合成樹脂内に残存する塗膜成分の界面においてノッチ効果により耐衝撃性が低下したり、経年劣化した残存塗膜成分により所望の外観性能を引き出すことが難しくなったりするなどの不具合がある。
【０００３】
この種の合成樹脂廃棄物を再利用する際の塗膜除去方法として、従来、この廃棄物を粉砕した後に溶剤により塗膜成分を溶解して除去する方法や、衝撃及び撹拌の際の摩擦により塗膜部分を除去する方法が知られている。これら従来の塗膜除去法のうち溶剤を用いるものは、除去工程が多段階にわたりコストアップ要因になることや環境負荷の高い溶剤の処理問題に対応する必要があること、再利用製品中に残存する溶剤が製品品質に悪影響を与えるおそれがあることなどから不利な点が多い。
【０００４】
一方、摩擦による塗膜除去方法として、例えば、特許文献１や特許文献２に示すものが知られている。これらの従来例はいずれも、突条が設けられた剥離ロールが角型筒状体内で回転することにより、角型筒状体内周面と突条との間の空隙を増減するものである。そして、この空隙内に送り込まれた塗膜付き合成樹脂廃棄物の粉砕体が圧縮と解放（または拡散）とを繰り返して衝撃及び撹拌を受け、この際の摩擦により合成樹脂に付着した塗膜成分を除去する。この方法は、上記した溶剤法に比べ工程が簡素化されるので、粉砕体に対する塗膜除去工程を繰り返して行って除去精度を向上させるなどの応用も簡便に行うことができる。
【０００５】
しかしながら、これらのものは粉砕体に対する圧縮と解放を行う筒状体を角型に形成しているので、衝撃及び撹拌の際に、粉砕体が角型の隅部分に一定量滞留することは避けられず、除去工程の歩留まりを低下させることがある。即ち、粉砕体が特定箇所に滞留し、粉砕体全体に対する衝撃作用及び撹拌作用が不均一になるため、確実な塗膜除去が困難となる。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２７６３６４号公報（第４−６頁、図２）
【特許文献２】
特開２００１−８８１２８号公報（第３−５頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、塗膜付きの合成樹脂製廃棄物を粉砕したときの粉砕物から塗膜の除去を行うにあたり、均一な衝撃や撹拌により確実な塗膜除去を効率良く行い得る塗膜除去装置を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、塗膜付きの合成樹脂製廃棄物を粉砕して得られる粉砕物から塗膜の除去を行う塗膜除去装置を、粉砕物を投入する粉砕物投入部と、粉砕物投入部の下方に位置してこの投入部より搬出された粉砕物を搬送する粉砕物搬送部と、この搬送部より搬入された粉砕物の塗膜を除去する塗膜除去部と、塗膜除去部で塗膜除去を行った粉砕物を排出する粉砕物排出部とを備えて構成し、このうちの塗膜除去部を、外側楕円形筒状体と、この筒状体側に突出する突条を設けた内側回転円筒体とから成る同心の内外二重構造として形成した。即ち、互いに同心位置にある外側楕円形筒状体と内側回転円筒体とは、それぞれ断面となる楕円焦点と回転円中心とが一致している。
【０００９】
これによれば、塗膜付き合成樹脂製廃棄物の粉砕体は、粉砕物投入部、粉砕物搬送部、塗膜除去部及び粉砕物排出部の各部を通過する塗膜除去工程を連続的に効率良く行うことができる。
【００１０】
さらに、この円筒体の突条が楕円形筒状体の内壁全面と間隔を保つようにしているため、回転円筒体を回転中させると、塗膜除去部を通過する粉砕体が、楕円形筒状体の内壁により形成される楕円空間に沿って圧縮及び解放あるいは拡散される。そして、その際に、この空間内全体において均一な衝撃や撹拌による摩擦が生じ、粉砕体たる合成樹脂製廃棄物に付着していた塗膜が機械的に除去される。もちろん、その際の摩擦熱による温度上昇も塗膜除去の効果を確実なものとする要因となる。
【００１１】
さらに、外側楕円形筒状体の楕円短軸上に内側回転円筒体の突条が位置するとき、筒状体の内壁と突条とのミリメートル単位の間隔ｄ１を、粉砕物の平均肉厚ｎミリメートルに対して、ｎ＜ｄ１＜（ｎ＋１）（単位はいずれもミリメートル）に設定すると共に、外側楕円形筒状体の楕円長軸上に内側回転円筒体の突条が位置するとき、筒状体の内壁と突条とのミリメートル単位の間隔ｄ２を、粉砕物の平均肉厚ｎミリメートルに対して、２ｎ＜ｄ２＜３ｎ（単位はいずれもミリメートル）に設定することが望ましい。
【００１２】
この場合の粉砕物の肉厚は、長径（長さ）、短径（幅）、厚み（肉厚）で表される立体的寸法のうち最小のものと定義する。
【００１３】
これにより、粉砕物に対して最大の圧縮作用が期待される外側楕円形筒状体の楕円短軸上において、内側回転円筒体の突条が位置するときの筒状体の内壁と突条との間隔が、平均的な大きさの粉砕体が辛うじて通過できる余地を確保したものとなり、粉砕物に対して最大の衝撃作用や撹拌作用が得られることになる。
【００１４】
粉砕物に対して最大の解放または拡散作用が期待される外側楕円形筒状体の楕円長軸上において、内側回転円筒体の突条が位置するときの筒状体の内壁と突条との間隔を、粉砕物の肉厚の２倍乃至３倍の間に設定するのは、間隔が２倍以下であると塗膜除去の歩留まりが８０％以下に留まり、また、３倍以上であると塗膜残存率が０．０３重量％以上になることが実測データより明らかなためである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の塗膜除去装置の略断面図である。この塗膜除去装置１の要部は、ホッパ２とフィード部３と除去部４と排出口５とにより構成される。ホッパ２には、装置外に設置した廃棄物槽６内の塗膜付き合成樹脂製廃棄物から成る粉砕物がベルトコンベヤ７を介して連続的に投入できるようにされている。また、フィード部３と除去部４とが一体化して設けられたスクリュー８には、その一端側に設けたプーリ９に駆動ベルト１０が巻回され、駆動モータ１１の駆動が駆動ベルト１０を介して伝達されてスクリュー８が回転する。一方、フィード部３には、スクリュー８上に送り螺旋１２が設けられ、スクリュー８の回転により、上方のホッパ２から流入する粉砕物を除去部４に送り込めるようにしている。さらに、除去部４を通過した粉砕物は、押し板１５を介して粉砕物排出口５より排出され、後工程の分級装置１６に搬送される。
【００１６】
図２は、上記した塗膜除去部４の拡大図であり、塗膜除去部４が、スクリュー８の一部分を構成する剥離ロール１３と、その外周を囲繞する楕円形筒状体１４とで構成されることを示している。図２（ａ）は、その側面拡大図であり、剥離ロール１３の外周面上の点対称位置に設けられた２条のフライト１３ａ、１３ｂがそれぞれ剥離ロール１３の外周上を斜めに横切って形成されていることを示している。また、楕円形筒状体１４の壁面は、無数の通孔が設けられメッシュ構造となっている。
【００１７】
さらに、図２（ａ）のＡ−Ａ線截断正面図たる図２（ｂ）は、楕円形筒状体１４断面の楕円と剥離ロール１３断面円とが同心位置関係の内外二重構造であること及びフライト１３ａ、１３ｂが断面円中心を対称軸として点対称配置されることを示す。そして、剥離ロール１３が回転して、フライト１３ａ、１３ｂが楕円形筒状体１４の楕円の短軸上にあるときも、フライト１３ａ、１３ｂの先端は楕円形筒状体１４の内壁面と間隔を保つようにされており、かくして、剥離ロール１３は楕円形筒状体１４に干渉されずに回転可能となっている。
【００１８】
このようにして形成された塗膜除去部４と、これと一体構成されるフィード部３とを備えるスクリュー８の全体側面図を図３に示す。図３に示される除去部４のフライト１３ａの形状は、剥離ロール１３の背圧側でその外周上を斜めに横切ると共に押出圧側では搬送方向に平行に形成され、紙面の右から左へ粉砕物が搬送されるときに、背圧側の抵抗のみを増大させる構造としている。しかし、工程条件の変更に応じて、例えば図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、押出圧側及び背圧側の両側において、ともに外周上を斜めに横切る形状でフライト１３ａ、１３ｂを形成しても良い。このようなフライト形状の異なる剥離ロールを複数用意して交換可能とすることにより、物性の異なる多種類の粉砕物に対応することができる。
【００１９】
また、図３には図示していないが、剥離ロール１３の外周面には、複数の気体噴出孔を設け、ロール１３の内側から外側にエアフローを行う機構を設置している。このようにしてスクリュー８の内部から剥離ロール１３の外側へ圧搾空気の送風を行うことにより、粉砕物の搬送や排出が容易になり、また、塗膜除去部４内温度の過度の上昇を防ぐことができる。過度の温度上昇は、特に、合成樹脂中の熱可塑性成分（例えばＰＰ樹脂、ＡＢＳ樹脂など）の溶着を招くことがあるため、その対策は重要である。
【００２０】
本発明の塗膜除去装置を用いて塗膜付き合成樹脂製廃棄物の塗膜除去工程を行うに際しては、図１に示す塗膜除去装置１において、まず、駆動モータ１１の作動により駆動ベルト１０を介してスクリュー８上のフィード部３及び塗膜除去部４の回転を開始する。そして、あらかじめホッパ２の流出口２ａに合せて断片化した廃棄物を、廃棄物槽６からベルトコンベヤ７を介して連続的にホッパ２に投入する。ホッパ２に収容された廃棄物は所定重量に達すると、押し板２ｂを押し開いてフィード部３上に落下し始める。落下した廃棄物は、フィード部３の送り螺旋１２により隣接する塗膜除去部４に搬送される。
【００２１】
塗膜除去部４において廃棄物は、図２（ｂ）に示すような剥離ロール１３の外周面と楕円形筒状体１４の内壁面との間隙に送り込まれ、ここで回転するフライト１３ａ、１３ｂにより均等に撹拌される。そして、楕円形筒状体１４の断面楕円の短軸上位置に近づくときに圧縮され、長軸上位置に近づくときに解放または拡散される。このような撹拌作用が継続すると、廃棄物から成る粉砕物は互いに摩擦し合い、あるいは、フライト１３ａ、１３ｂなどの内部部品への衝突を繰り返して、内部温度の上昇を伴いながら次第に細分化され、ついには、楕円形筒状体１４のメッシュ穴を通過するものが出現する。このとき、楕円形筒状体１４の断面形状が楕円形であるため、粉砕物は特定箇所に滞留することなく、メッシュ穴からの通過もスムーズに行われる。
【００２２】
このようにして楕円形筒状体１４のメッシュ穴を通過する粉砕物は、廃棄物に付着していた塗膜片が大部分を占めると考えられ、メッシュ穴通過後は、図１の塗膜除去装置の下方に設けた残渣槽１７に収容される。
【００２３】
なお、このときの楕円形筒状体１４の断面楕円短軸及び長軸に関し、図５に示すように粉砕物の肉厚を、長径（長さ）、短径（幅）、厚み（肉厚）で表される立体的寸法のうち最小のものと定義する。そして、フィード部３より送り込まれる廃棄物から成る粉砕物の肉厚の平均をｎミリメートルとしたときに、楕円形筒状体１４の断面楕円の短軸上に位置する内壁とフライト１３ａ、１３ｂの先端との間隔ｄ１を、ｎ＜ｄ１＜（ｎ＋１）（単位はいずれもミリメートル）に設定すると共に、楕円形筒状体１４の断面楕円の長軸上に位置する内壁とフライト１３ａ、１３ｂの先端との間隔ｄ２を、２ｎ＜ｄ２＜３ｎ（単位はいずれもミリメートル）に設定することが望ましい。このようにすることにより、送り込まれる粉砕物が上記した廃棄物が効果的に撹拌作用を受けて細分化され、塗膜除去工程が確実なものとなる。（図６参照）
【００２４】
そして、塗膜除去部４に残る粉砕物は引き続き撹拌され、その後、途膜除去部４の終端位置の押し板１５を押し開いて、公知の搬送手段により分級装置１６に搬入される。分級装置１６において所定の大きさ以下に分級された細分粉砕物は、やはり大部分が廃棄物に付着していた塗膜片から成るものと考えられるので、上記の残渣槽１７に収容する。一方、分級装置１６において所定の大きさ以上の断片として分別されたものを回収槽１８にて再利用合成樹脂として回収し、途膜除去工程を終了する。この際に回収された合成樹脂の塗膜除去精度をさらに向上させるため、上記と同様の塗膜除去工程に再投入しても良い。
【００２５】
なお、上記した合成樹脂としては、ＰＰなどのポリオレフィン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂などを用いることができ、一方、塗膜に用いられる材料としては、アクリル系樹脂やポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などを挙げることができる。また、本発明装置は、機械的な塗膜除去機構を採用しているため、塗膜と合成樹脂基材との相溶性向上のため両者間に介在させて形成するプライマ塗膜用樹脂（例えば塩素化ポリオレフィン樹脂）の除去にも確実な効果が期待できる。
【００２６】
【実施例】
図１に示す塗膜除去装置を用いた塗膜除去工程を経て得られた各種樹脂材につき、基準例たるバージン材の各物性値との比較を行う。
【００２７】
［実施例１］塗膜除去装置による塗膜除去工程を繰り返して完全に塗膜除去を行ったものを「塗膜除去材１００％」として下記［表１］及び［表２］に示す。
【００２８】
［比較例１］塗膜除去工程を行わない塗膜付き樹脂材を「塗膜付」として下記［表１］　及び［表２］に示す。
【００２９】
［実施例１］と［比較例１］とにより、塗膜を完全に除去したものは塗膜除去工程を経ないものに比べ優れた物性値を示すが、［基準例］に示すバージン材１００％のものに比べ、引張り伸び値が回復し切れないことが分る。
【００３０】
［実施例２］　塗膜除去装置による塗膜除去工程を繰り返して完全に塗膜除去を行ったものに、ＨＤＰＥを５％添加したものの物性を測定したところ、下記［表１］　及び［表２］に示す結果が得られた。
【００３１】
［比較例２］　塗膜除去装置による塗膜除去工程を繰り返して完全に塗膜除去を行ったものに、バージン材の割合が８０％となるようにバージン材を加えたところ、下記［表１］　及び［表２］に示す結果が得られた。
【００３２】
［実施例２］と［比較例２］とにより、ＨＤＰＥから成るゴム剤の添加により企図した耐衝撃性向上は限定的であり、バージン材が主成分のものに及ばないことが分る。
【００３３】
［実施例３］添加するゴム剤としてＨＤＰＥ５％と無機フィラーから成るタルク１％とを添加し、再利用製品中の塗膜除去材とバージン材との混合比率をそれぞれ２０％、７５％としたところ、下記［表１］　及び［表２］に示すように、基準例たるバージン材の物性と遜色のないものが得られた。
【００３４】
これは、ゴム剤（ＨＤＰＥ）の添加による耐衝撃性改善と、無機フィラー（タルク）の添加による剛性向上とが、ともに効果的にもたらされたことを示す。
【００３５】
［実施例３］と［基準例］とにより、再利用に際しては再生プラスチック材を可能な限り多く利用することが理想的であるが、バージン材の物性を維持するためには、バージン材の混合率を約５０〜５５重量％以上とすることが望ましく、この結果、再生プラスチックの混合量は残りの３０〜４８重量％に留める必要があることが分る。
【００３６】
【表１】
2004114512.tif 000003
【００３７】
【表２】
2004114512.tif 000004
【００３８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の塗膜除去装置により、途膜付き合成樹脂製廃棄物から成る粉砕物は、楕円形筒状体の内壁により形成される楕円空間に沿って圧縮及び解放あるいは拡散され、その際に、この空間内全体において均一な衝撃や撹拌による摩擦が生じて、粉砕体たる合成樹脂製廃棄物に付着していた塗膜が良好な効率で確実に除去される。したがって、このようにして得られた塗膜除去後の廃棄物は、剛性や耐衝撃性の向上のための添加物を加えることにより、バージン材と同等の物性を得ることができる。これにより、例えば自動車のバンパーに用いた合成樹脂廃棄物を再利用する際に、同じバンパー用途への転用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗膜除去装置の略断面図
【図２】（ａ）塗膜除去部の側面拡大図　　（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線截断正面図
【図３】スクリューの全体側面図
【図４】（ａ）別態様の剥離ロールの正面断面図　（ｂ）（ａ）の側面図
【図５】長径、短径、厚みで定義する粉砕物の立体的寸法を示す図
【図６】楕円形筒状体の断面楕円における短軸上の間隔（ｄ１）と長軸上の間隔（ｄ２）とを示す概略図
【符号の説明】
１　塗膜除去装置
２　ホッパ（粉砕物投入部）
３　フィード部（粉砕物搬送部）
４　塗膜除去部
５　排出口（粉砕物排出部）
８　スクリュー
１３　剥離ロール　（回転円筒体）
１３ａ　１３ｂ　フライト
１４　楕円形筒状体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004114512.tif 000008
【図５】
2004114512.tif 000009
【図６】
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