(57)【要約】【課題】被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理した後の研削材と、ブラスト処理により生じた不純物との混合粒子から、効率良く不純物のみを除去することができるブラスト処理方法およびブラスト処理装置を提供する。【解決手段】被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理を施すブラスト処理工程１と、前記被対象物に対し噴射された研削材と、ブラスト処理により生じた不純物とを回収する回収工程２と、前記回収工程で回収した混合粒子から、細かい粉塵を除去する粉塵除去工程３と、前記粉塵除去工程により細かい粉塵が除去された混合粒子を定量供給する定量供給工程４と、前記定量供給工程から供給された混合粒子を乾式比重選別する選別工程６と、前記選別工程にて選別された投射材を被対象物に対する研削材として再度使用する再使用工程と、を包含するブラスト処理方法である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理を施すブラスト処理工程と、
前記被対象物に対し噴射された研削材と、ブラスト処理により生じた不純物とを回収する回収工程と、
前記回収工程で回収した混合粒子から、細かい粉塵を除去する粉塵除去工程と、
前記粉塵除去工程により細かい粉塵が除去された混合粒子を定量供給する定量供給工程と、
前記定量供給工程から供給された混合粒子を乾式比重選別する選別工程と、
前記選別工程にて選別された投射材を被対象物に対する研削材として再度使用する再使用工程と、
を包含することを特徴とするブラスト処理方法。
【請求項２】
前記選別工程において生じた粉塵を前記粉塵除去工程に戻す請求項１記載のブラスト処理方法。
【請求項３】
前記定量供給工程と前記選別工程との間に、前記定量供給工程から定量供給された混合粒子に微振動を与えながら定量供給する振動定量供給工程を設ける請求項１記載のブラスト処理方法。
【請求項４】
前記研削材がプラスチック粒子である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のブラスト処理方法。
【請求項５】
前記プラスチック粒子の粒径が２０〜５０００μｍである請求項４記載のブラスト処理方法。
【請求項６】
研削材を噴射するための研削材噴射装置と、噴射された研削材によりブラスト処理するためのブラストルームと、該ブラストルーム内から回収した研削材、およびブラスト処理により生じた不純物を分離するための分離装置とを備えたブラスト処理装置において、
前記分離装置が、集塵機と、該集塵機により細かい粉塵が除去された研削材と不純物の混合粒子を定量供給するための定量供給ホッパーと、該定量供給ホッパーから供給された混合粒子に振動を与えながら定量供給するための振動フィーダと、該振動フィーダから供給された混合粒子を比重選別するための乾式比重選別機と、を具備することを特徴とするブラスト処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラスト処理方法およびブラスト処理装置に関し、詳しくは、被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理した後の研削材と、ブラスト処理により生じた不純物との混合粒子から、効率良く不純物を除去することができるブラスト処理方法およびブラスト処理装置に関する。本発明のブラスト処理方法およびブラスト処理装置は、金型洗浄、塗装剥離、錆び落とし等の表面洗浄、コンクリートカス、バリ取り、基板のエッチングカス除去等により生じた不純物・不用物の除去、塗装前の金属、プラスチック、木材等の表面処理、さらにはガラス工芸用模様づけ等に好適に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
ブラスト処理は、自動車、電気機器、建設、化学等ほぼ全ての製造業における塗装、原材料の練り、撹拌、プレス、射出成型等の各工程で使用されており、塗料不良品のリサイクル、塗装治具洗浄剥離、金型表面洗浄、バリ取り、スケール除去、装飾品の工芸、ロストワックス成型時の型材除去などの用途に利用されてきた。
【０００３】
かかるブラスト処理に使用される従来のブラスト処理装置は、噴射用装置、ブラスト用ルーム、および研削材の回収・集塵装置等で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ブラストルームにて研削材の噴射により被対象物から剥離または分離された不純物は、従来、ブラストルーム内の金網によって一部は分離されるものの、研削材の粒径に近い不純物（金網のメッシュ以下のものなど）は研削材と一緒に回収されていた。また、細かい粉塵は集塵機にて回収されるものの、それ以外の不純物は経路内に循環され、結局、研削材とともに噴射されていた。
【０００５】
このような場合、能力の高い分級機を用いて不純物を分離することも考えられるが、例えば、集塵のレベルを単に上げるだけだと、本来再使用できる研削材までが分離されてしまい、却って非効率的である。よって、従来の分級機では事実上、研削材と不純物とを効率良く分離することは不可能であった。
【０００６】
その他の研削材の回収方法として、振動篩機と分級機との併用なども考えられるが、この場合、ブラスト処理の連続回路を構成するには分離効率が悪く、実用には適さないものであった。また、不純物の混入した研削材をブラスト処理の連続回路から外部に取り出し、液体等による比重分離法にて不純物を分離する方法も考えられるが、このような場合、ブラスト処理の連続した回路を構成することができなくなり、非現実的であった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理した後の研削材と、ブラスト処理により生じた不純物との混合粒子から、効率良く不純物のみを除去することができるブラスト処理方法およびブラスト処理装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ブラスト処理に所定の条件下で乾式比重選別法を採用することにより上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明のブラスト処理方法は、被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理を施すブラスト処理工程と、
前記被対象物に対し噴射された研削材と、ブラスト処理により生じた不純物とを回収する回収工程と、
前記回収工程で回収した混合粒子から、細かい粉塵を除去する粉塵除去工程と、
前記粉塵除去工程により細かい粉塵が除去された混合粒子を定量供給する定量供給工程と、
前記定量供給工程から供給された混合粒子を乾式比重選別する選別工程と、
前記選別工程にて選別された投射材を被対象物に対する研削材として再度使用する再使用工程と、
を包含することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のブラスト処理方法においては、前記選別工程において生じた粉塵を前記粉塵除去工程に好適に戻すことができる。また、前記定量供給工程と前記選別工程との間に、前記定量供給工程から定量供給された混合粒子に微振動を与えながら定量供給する振動定量供給工程を設けることが好ましい。さらに、前記研削材は、好ましくはプラスチック粒子であり、より好ましくはその粒径が２０〜５０００μｍである。
【００１１】
本発明のブラスト処理方法では、ブラスト用研削材に粒径が近くても、比重の異なる不純物が混入した場合には、効率良くその不純物を除去することができる。特に、研削材に不純物が混入し、ブラスト被対象物に対し、その不純物が対象物の表面を荒らすなどの悪影響を与えるおそれがある場合に非常に有効である。
【００１２】
また、本発明のブラスト処理装置は、研削材を噴射するための研削材噴射装置と、噴射された研削材によりブラスト処理するためのブラストルームと、該ブラストルーム内から回収した研削材、およびブラスト処理により生じた不純物を分離するための分離装置とを備えたブラスト処理装置において、
前記分離装置が、集塵機と、該集塵機により細かい粉塵が除去された研削材と不純物の混合粒子を定量供給するための定量供給ホッパーと、該定量供給ホッ０パーから供給された混合粒子に振動を与えながら定量供給するための振動フィーダと、該振動フィーダから供給された混合粒子を比重選別するための乾式比重選別機と、を具備することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明のブラスト処理装置は、再使用のための研削材を選別するための手段を独立して別途設ける必要がないため、連続稼動が可能である。このため、連続的に効率良くブラスト処理を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１に示す工程図に基づき具体的に説明する。
図１に示すブラスト処理工程１では、被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理を施す。
【００１５】
このブラスト処理には、直圧式、サイフォン式、タンブラー式、バレル式、遠心式等の各種ブラスト装置を好適に使用することができる。なお、これらブラスト処理は、研削材およびブラスト処理により生じた不純物の飛散を防止するために、ブラストルーム内にて行う。
【００１６】
研削材は、それ以外の比重の異なる物質、例えば、プラスチック材、金属、アルミナ、木材等と以下で詳述する乾式比重選別工程で分離できるものであれば特に制限されるものではないが、好ましくはプラスチック粒子である。
【００１７】
かかるプラスチック粒子の樹脂基材としては、特に制限されないが、熱可塑性エラストマーまたは熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ナイロン（ＰＡ）系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）系樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド（ＰＡＥ）系樹脂、オレフィン（ＴＰＯ）系樹脂、ゴム系樹脂などを挙げることができる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、フェノール系樹脂、ケトン系樹脂、エポキシ系樹脂、グアナミン系樹脂、ゴム系エラストマーなどを挙げることができる。これらの樹脂は単独でまたは２種以上混合して用いることができ、２種以上の樹脂を用いる場合には、２種類以上の樹脂をブレンドしたものまたは共重合させたものを用いてもよく、２種類以上のモノマーを共重合させたものを用いてもよい。また、樹脂粒子の全てが同一種類の樹脂を基材とするものでなくてもよい。
【００１８】
上掲した樹脂はいずれも耐熱性、耐衝撃性に優れ、投射時に熱くなっても劣化せず、また、投射の衝撃によって粉化しにくいため、繰り返し使用することが可能である。また、粉塵が生じにくいことからブラスト処理の環境も良好なものとなる。特に、メラミン樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐熱性および耐衝撃性に、ユリア樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐衝撃性に、フェノール樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐熱性に、ケトン樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐摩耗性に、エポキシ樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐熱性および耐水性に、グアナミン樹脂を主成分とするプラスチック研削材は耐衝撃性に、ポリカーボネートを主成分とするプラスチック研削材は耐熱性および耐衝撃性に、夫々優れる。
【００１９】
プラスチック粒子の粒径としては、下限が２０μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上、上限が５０００μｍ以下、好ましくは３０００μｍ以下、より好ましくは１０００μｍ以下、特に好ましくは８５０μｍ以下である。
【００２０】
次に、回収工程２では、被対象物に対し噴射された研削材と、ブラスト処理により生じた不純物との混合粒子をブラストルームより回収する。この回収作業は、ブラストルームの底部を、該底部に設けた開口部に向け適宜傾斜させることにより容易に行うことができる。
【００２１】
回収工程２で回収した混合粒子は、次の粉塵除去工程３に移送し、集塵機にて細かい粉塵を除去する。この粉塵除去工程３では、サイクロン付き集塵機にて大まかな粉塵がラインＤを介して除去されることになる。
【００２２】
粉塵除去工程３により細かい粉塵が除去された混合粒子は、定量供給工程４にて定量供給できるようにするために定量供給ホッパータンクに投入される。定量供給工程４から定量供給された混合粒子は、振動フィーダにて微振動を与えながら定量供給する振動定量供給工程５に移送することが好ましい。これにより、粒子間の付着を防止し、次工程の選別工程６での選別効率を高めることができる。
【００２３】
定量供給工程４または振動定量供給工程５を経た混合粒子は、乾式比重選別機にて乾式比重選別する選別工程６に移送する。乾式比重選別機は、比重の違いにより、粒子を相対的に分離するものであり、混合粉の混入レベルに応じて、分離ポイントを調整することが可能である。また、選別工程６において乾式比重選別機を複数台使用すれば、より精密な分離も可能となる。比重選別機としては、（株）日東電機エンジニアリング製のエアーテーブル（Ｖ−１３５）を好適に使用することができる。
【００２４】
比重選別機として、このエアーテーブルを使用した場合、混合粒子は比重選別機のテーブル上に供給し、テーブル上で相対的比重の大きいものは上部へ、小さいものは下部へ移動し、出口付近で分離される。混合物の混合比や分離したいポイントは、任意に調整することができる。
【００２５】
選別工程６において分離された使用可能な研削材はラインＡを経由してブラスト処理工程１の噴射装置に供給し、再度ブラスト処理に供される。一方、選別工程６において生じた粉塵はラインＢを経由して粉塵除去工程３に送り、また不純物粒子はラインＣにより系の外に排出される。
【００２６】
本発明においては、上述の一連の処理工程を、研削材を噴射するための研削材噴射装置と、噴射された研削材によりブラスト処理するためのブラストルームとを備えた既知のブラスト処理装置に、分離装置として、集塵機と、定量供給ホッパーと、振動フィーダと、乾式比重選別機とを設けることにより連続的に行うことができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
プラスチック投射材（メラミン系樹脂、粒径８５０〜５００μｍ、比重１．５３、（株）ブリヂストン製：ミラクルジェム（商品名））（以下「ＭＧ」と略記する）とアルミナ粒子（粒径５０〜２０００μｍ、比重３．５）との混合粉（重量比４：１）について、比重の違いによる分離の可能性を評価するために、以下の乾式比重選別機および運転条件の下で、下記の表１に示す各試験を実施した。
【００２８】
（１）乾式比重選別機：（株）日東電機エンジニアリング製エアーテーブル  Ｖ−１３５
（２）試験条件：振動数７００ｒｐｍ、風量５．５ｍ３／ｍｉｎ、エンドスロープ６°、サイドスロープ５．５°
【００２９】
下記の表１中、処理量／ｈは乾式比重選別機の処理速度を、原料投入量はその処理速度の下でのＭＧとアルミナ粒子との混合粉の投入量を、ライト側は比重の軽い粒子が排出された側の排出重量を、ヘビー側は比重の重い粒子が排出された側の排出重量を、夫々表している。ライト側およびヘビー側で夫々排出された粒子を２５倍に拡大して肉眼で観察した結果を下記の表１中に併記する。
【００３０】
【表１】
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注）原料投入量に対し、分離された量の合計が減った分は、分離の際に集塵機に回収した分と、周囲に飛散した分の合計である。
【００３１】
試験例１では、ライト側では明らかにアルミナ粒子と思われる部分が分離・除去されていた。試験例２でも同様であり、ＭＧ粒子とアルミナ粒子の混合比４：１で分離されていた。さらに試験例３でも、試験例１と同様にアルミナ粒子が分離・除去されていた。試験例４では、試験例３のライト側について再度分離を行ったものである。試験例５では、試験例１の処理速度を約１．５倍としたものである。
【００３２】
次に、各試験例におけるライト側とヘビー側のＭＧ粒子とアルミナ粒子の混合率を下記の表２に示す。なお、表２中、比重は、新光電子（株）製比重測定器（電子はかり式比重計ＶＩＢＲＴ  ＤＭＥ−２２０）にて測定した。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２に示す混合率から、試験例１〜３のライト側はいずれもアルミナ粒子の分離が良好に行われていることが分かる。特に、試験例１および２では５％以下まで分離されている。試験例４については、試験例３にて既にアルミナ粒子は相当量除去されていることから、ライト側もヘビー側も双方ともアルミナ粒子は殆ど存在していないことが分かる。試験例５からは、処理速度を上げると分離能が低下する傾向にあることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、被対象物に対し研削材を噴射してブラスト処理した後の研削材と、ブラスト処理により生じた不純物との混合粒子から、効率良く不純物のみを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラスト処理の概要を示す工程図である。
【符号の説明】
１  ブラスト処理工程
２  回収工程
３  粉塵除去工程
４  定量供給工程
５  振動定量供給工程
６  選別工程
【図１】
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