(57)【要約】【課題】塗料滓処理装置の処理能力を向上させる運転条件で塗料滓処理装置を運転できる塗料滓処理方法を提供すること。【解決手段】塗料滓処理装置１の脱気部１４の内周面１４１に堆積した塗料滓Ｄｈに冷却水を噴霧することにより堆積塗料滓Ｄｈを直接的に冷却して塗料滓処理装置１の温度と回転数を上げて、塗料滓Ｄを脱水、乾燥、硬化、粉粒化処理を行うようにした。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平方向に延設され、一端に投入部を有し、他端に排出部を有し、中間部に上方へ開口する脱気部を有するシリンダと、該シリンダ内に該シリンダの延設方向と平行にかつ回転可能に設けられ、前記投入部から投入された塗料滓をせん断しながら前記シリンダの排出部へ送るスクリュウと、前記シリンダを加熱するヒータと、を備えた塗料滓処理装置を用い、前記投入部に投入された熱硬化性樹脂を含む塗料滓を加熱し乾燥させながら硬化、粉体化させる処理を行う塗料滓処理方法であって、
前記脱気部の内周面に堆積した塗料滓を直接的に冷却しつつ、前記処理を行うことを特徴とする塗料滓処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の塗料滓処理方法において、
前記脱気部の内周面に堆積した塗料滓に冷却水を噴霧することにより塗料滓を冷却することを特徴とする塗料滓処理方法。
【請求項３】
請求項２に記載の塗料滓処理方法において、
前記冷却水を前記脱気部の内周面に向かって環状に噴霧することを特徴とする塗料滓処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被塗物に塗着せずに落下・回収された塗料滓の処理方法に関し、特に塗料滓を硬化、粉体化する際の塗料滓処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車ボデー等の塗装工程においては、被塗物である自動車ボデーに、静電気あるいは高圧エアにより霧化した塗料を帯電あるいは吹き付けることにより付着させて塗装することが行われている。
この霧化した塗料により被塗物を塗装する塗装方法では、被塗物に塗着しなかった塗料が落下して、塗装ブースの下部に設けられた塗料回収槽に塗料滓となって回収される。回収された塗料滓は、高炉還元材や燃料等にリサイクルされる。
【０００３】
この塗料滓のリサイクル方法として、特開２００１−２３９２９９号公報（以下、「特許文献１」という。）に記載された技術がある。
この特許文献１に記載された「塗料滓のリサイクル方法、・・・」の概要を、特許文献１の第１図と第３図（本願の図８）により説明する。
まず、自動車ボデー等の被塗物を塗装する塗装ブース２１の下面のメッシュ状になった床面２６を通過したミスト状の塗料は、該床面２６下に設けられ水平面に対して中央部に向かって下がるように角度を付けて形成された塗料回収床２７上に落下し、該塗料回収床２７上を流れる回収用水ＷＴに洗い流されて、その下部に設けられたエリミネータ３１に吸入され、さらに塗料回収池３に収容される。塗料回収池３に所定時間貯留された塗料滓は、沈降あるいは浮上して凝集し、凝集した塗料滓Ｄとなる。（特許文献１の（００２６）〜（００３２）参照）
【０００４】
塗料回収池３から回収された塗料滓Ｄは、パレット５に収容され、次の加熱乾燥、硬化させて粒状化させる工程に供給される。すなわち、本願の図８（特許文献１の第３図）に示すように、塗料滓Ｄは、まず、安定供給化工程としての１軸式スクリュウ押出機６により粉砕され、一定速度で搬送されて次の金属異物検出工程としての金属探知器７１を備えたコンベア７２に供給され搬送されながら金属異物が排除される。そして、次の加熱乾燥粒状化工程に移行され、２軸スクリュウ混練機８に供給されて粒状化され、製鉄高炉原料としてリサイクルされる。（特許文献１の（００３５）、（００４５）、（００４７）〜（００５６）参照）
【０００５】
ところで、加熱乾燥粒状化工程に使用される２軸スクリュウ混練機８では、図９に示すように、まだ含水率の高い塗料滓Ｄは２軸スクリュウ混練機８に設けられたホッパ８４に投入され、ヒータ８９（図１０参照）で加熱されスクリュウ８６により圧縮、混練されつつ搬送される。この圧縮、混練されながら搬送される途中で水蒸気等の気体を外部に押し出すいわゆるガス抜きをベントバレル８５ｃにより行う。必要に応じて、ベントバレル８５ｃを複数箇所に設置してガス抜きを繰り返す。
なお、図９では図示を省略したが、２軸スクリュウ混練機８の温度調節を行うために、図１０に示すように温調水配管８８がシリンダ８１に配設されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２３９２９９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、２軸スクリュウ混練機８（塗料滓処理装置）の本体８１（シリンダ）は、図１０に示すように、ガス抜きを行うベントバレル８５ｃ（脱気部）において、その内部のスクリュウ８６の一部が直視できる程度に開放しているので、塗料滓Ｄがスクリュウ８６により混練される際に、この脱気部８５ｃの壁に堆積塗料滓Ｄｈとなって付着し、堆積する。
【０００８】
ところで、塗料滓は熱硬化性樹脂を主成分とするため、これを粉体化するために１７０〜２００℃に加熱しながら上記塗料滓処理装置８で圧縮、混練する際に、該熱硬化性樹脂は２５０℃以上の温度になると発熱し、４５０℃で発火に至る特性を持つ。
しかし、この脱気部８５ｃの壁に堆積した堆積塗料滓Ｄｈはシリンダ８１の温調水配管８８では冷却できないので、堆積塗料滓Ｄｈが発熱開始温度（２５０℃）以下となるようにスクリュウ８６の回転数を落とし、また、ヒータ８９の温度を低く設定して運転しなければならず、塗料滓の処理に時間と工数がかかるという問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、塗料滓処理装置の処理能力を向上させる運転条件で塗料滓処理装置を運転できる塗料滓処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１に記載の塗料滓処理方法は、略水平方向に延設され、一端に投入部を有し、他端に排出部を有し、中間部に上方へ開口する脱気部を有するシリンダと、該シリンダ内に該シリンダの延設方向と平行にかつ回転可能に設けられ、前記投入部から投入された塗料滓をせん断しながら前記シリンダの排出部へ送るスクリュウと、前記シリンダを加熱するヒータと、を備えた塗料滓処理装置を用い、前記投入部に投入された熱硬化性樹脂を含む塗料滓を加熱し乾燥させながら硬化、粉体化させる処理を行う塗料滓処理方法であって、前記脱気部の内周面に堆積した塗料滓を直接的に冷却しつつ、前記処理を行うことを特徴とする。
よって、脱気部の内周面に堆積した塗料滓が発熱・発火することを抑え、塗料滓処理装置をより高温でより高速に運転できるので、運転の信頼性向上と塗料滓処理能力の向上を図ることができる。
【００１１】
また、本発明に係る請求項２に記載の塗料滓処理方法は、請求項１に記載の塗料滓処理方法において、前記脱気部の内周面に堆積した塗料滓に冷却水を噴霧することにより塗料滓を冷却することを特徴とする。
よって、塗料滓に冷却水を噴霧するため、微粉化した塗料滓の飛散を防止し、塗料滓処理装置を安全に運転することができる。
【００１２】
また、本発明に係る請求項３に記載の塗料滓処理方法は、請求項２に記載の塗料滓処理方法において、前記冷却水を前記脱気部の内周面に向かって環状に噴霧することを特徴とする。
よって、冷却水を噴霧した環状の内側には噴霧水がかからないので、塗料滓処理装置内のスクリュウに水分が付着せず、温度の低下をさせずに塗料滓処理装置を運転することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る塗料滓処理方法の一の実施の形態について図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の塗料滓処理方法は、自動車ボデーの塗装工場に適用されたものである。
ここで、図１は、塗料滓処理装置の側面断面図であり、図２は、脱気部の正面断面図である。なお、本実施の形態の説明で使用する符号は、従来技術で使用した符号とは無関係である。
【００１４】
（構成）  本実施の形態の塗料滓処理装置の構成について説明する。塗料滓処理装置１は、図１乃至図５に示すように、略水平方向に延設された断面矩形ブロック状のシリンダ１０と、該シリンダ１０内に該シリンダ１０の延設方向と平行にかつ回転可能に設けられた２本のスクリュウ２０、２０と、シリンダ１０の後述する脱気部１４の上方に設置された排気ダクト３０と、該排気ダクト３０の下端開口部に取り付けられ脱気部１４に向けて冷却水を噴霧する噴霧ノズル４０と、この噴霧ノズル４０に冷却水を供給する冷却水供給装置５０と、冷却水の噴霧時間やタイミングを制御する制御エア供給装置６０とからなる。
【００１５】
シリンダ１０を構成する正面視が矩形断面のシリンダ本体１１には、該シリンダ本体１１の一端に塗料滓Ｄを投入するホッパを有する投入部１２と、他端に前記スクリュウ２０により混練され乾燥されて粉体化した塗料滓Ｄを排出する排出部１３と、前記投入部１２と排出部１３との間の中間部に設けられ上方に開口する脱気部１４とが設けられている。
また、シリンダ本体１１には、図２に示すように、温度センサ１７により制御され外側からシリンダ本体１１を暖めるヒータ１５と、前記スクリュウ２０の周囲を冷却する温調水配管１６が設けられている。
【００１６】
シリンダ本体１１に設けられた複数の脱気部１４は、平面視円形でその内周面１４１がスクリュウ２０が表出する深さの開口部からなる。したがって、図４に示すように、脱気部１４の上方から覗くと２軸のスクリュウ２０の接線２１と互いに交差したスクリュウ刃２２が確認できる。
【００１７】
排気ダクト３０は、脱気部１４の上方で下向きに開口し、図示は省略したがその上端で図８に示す従来の脱臭装置１０に連結されている。
噴霧ノズル４０は、排気ダクト３０の下端開口部に橋渡ししたステー（図略）を介して排気ダクト３０に取り付けられ、図３に示すように、ノズル本体４１と、該ノズル本体４１の下面に取り付けられ、冷却水を下方に向けて噴霧するノズルチップ４２と、ノズル本体４１に横方向から接続された冷却水配管４３および制御エア配管４４とから構成されている。
【００１８】
そして、噴霧ノズル４０は、そのノズルチップ４２の冷却水噴霧中心が円形の脱気部１４の中心と同軸上に位置し、かつ、脱気部１４の上方に、後述するようにノズルチップ４２から噴霧される冷却水の環状の噴霧先端が脱気部１４の内周面１４１を囲むようになる高さ位置に取り付けられる。
なお、図１に示すように、１個の排気ダクト３０ａで複数の脱気部１４、１４を覆うように構成した場合でも、噴霧ノズル４０は、脱気部１４毎に上記位置に取り付けられる。
【００１９】
つぎに、噴霧ノズル４０に冷却水を供給するための冷却水供給装置５０、および、冷却水噴霧のタイミング等を制御する制御エア供給装置６０について、図５に基づき説明する。
まず、噴霧ノズル４０に冷却水を供給する冷却水供給装置５０は、工場用水を貯留する貯留タンク５１と、該貯留タンク５１の排出口に接続されたストレーナ５２と、該ストレーナ５２に接続される圧送ポンプ５３と、該圧送ポンプ５３に接続されたレギュレータ５５と、圧送ポンプ５３と並列に接続されたリリーフ弁５４とから構成されている。
そして、冷却水供給装置５０は、レギュレータ５５を介して噴霧ノズル４０の冷却水配管４３に接続されている。
【００２０】
つぎに、噴霧ノズル４０からの冷却水噴霧のタイミング等を制御する制御エア供給装置６０は、工場エア接続口６１に接続されたレギュレータ６２と、該レギュレータ６２に接続された三方弁６３とから構成され、三方弁６３を介して噴霧ノズル４０の制御エア配管４４に接続されている。
【００２１】
（作用）  次に、以上のように構成された塗料滓処理装置１を用いた塗料滓処理方法について説明する。
従来技術で説明した塗料滓の安定供給装置あるいは金属異物検出装置から、図１に示す塗料滓処理装置１の投入部１２に供給された含水率がまだ高い大きさ約３０ｍｍ角の塗料滓Ｄは、スクリュウ２０の回転により投入部１２からシリンダ本体１１内に吸引され、徐々に排出部１３に向かって搬送される。
塗料滓Ｄは、シリンダ１０が図１のＡ部で約２００℃に熱せられているため溶融状態となり、Ｂ部で脱水され、熱硬化性樹脂の架橋反応により硬化して小さな粒状に固まる。そして、さらにＣ部で乾燥、細分化され、ついには排出部１３から粉体となって排出される。
このＢ部、Ｃ部において脱水、乾燥されるときに、水蒸気や臭気が脱気部１４から排出される。
【００２２】
以上のような溶融、脱水・硬化、粉体化の過程で、図２に示すように、脱気部１４の内周面１４１にスクリュウ２０の表面から溢れた塗料滓Ｄが付着堆積し、堆積塗料滓Ｄｈとなる。この堆積塗料滓Ｄｈは熱硬化性樹脂であるため、従来技術で説明したように、２５０℃以上の温度になると発熱し、４５０℃で発火に至る特性を持つため、発熱に至らないように冷却する必要がある。
そこで、この脱気部１４の内周面１４１に堆積した堆積塗料滓Ｄｈを冷却するために、噴霧ノズル４０から冷却水を堆積塗料滓Ｄｈに向かって噴霧する。
【００２３】
すなわち、図５に示す冷却水供給装置５０の圧送ポンプ５３により一定圧力で噴霧ノズル４０に供給された冷却水は、図２乃至図４に示すように、ノズルチップ４２から側面視で円錐状に、かつ、その噴霧先端では環状になるように噴霧される。環状の噴霧先端は、図３、図４で明らかなように、脱気部１４の内周面１４１に確実に向かうようにノズルチップ４２により調整される。
噴霧先端が環状となって内周面１４１に向かうので、図４に示すように、スクリュウ２０の接線２１（塗料滓Ｄをせん断する部分）には冷却水が噴霧されないため、処理能力を低下させることがない。
【００２４】
そして、この冷却水の噴霧条件を本実施の形態としては、１回の噴霧時間を１秒間、１回の噴霧量を約４ｃｃとし、噴霧間隔を３０秒で行った。この制御は、制御エア供給装置６０の三方弁６３をタイマーにより切り替えることにより制御エアを噴霧ノズル４０に供給し、噴霧ノズル４０のニードル弁を開閉制御することにより行った。
【００２５】
その結果、図６のグラフに示す脱気部１４の温度変化を時間の経過で見てみると、シリンダ本体の温度を高温（２００℃）、スクリュウ２０を高速回転（３５０ｒｐｍ）で運転した時の温度曲線（イ）で示される温度（平均約１８０℃）に比較して、これと同一条件の運転条件に冷却水噴霧を付加したときの温度曲線（ハ）で示される温度は、シリンダ本体の温度を低温（１７５℃）、スクリュウ２０を低速回転（２００ｒｐｍ）とした従来の運転条件のときの温度曲線（ロ）で示される温度（（平均約１５０℃）と略同一レベルの温度を維持することができた。
なお、この温度曲線（ハ）の山の上方の多数の矢印は、噴霧のタイミングを表している。また、この温度曲線（ハ）の左端のＥで示す部分は、冷却水噴霧の初期冷却により温度が低下した部分である。
【００２６】
以上説明したように、脱気部１４に堆積した堆積塗料滓Ｄｈに向かって冷却水を噴霧することにより、塗料滓処理装置１の運転条件を従来の１７５℃、２００ｒｐｍから２００℃、３５０ｒｐｍに上げることができたので、図７に示すように、１時間当たりの処理能力を従来の約３倍に向上させることが可能となった。
【００２７】
なお、本発明は前記実施の形態のものに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、前記実施の形態では、噴霧ノズルへの冷却水の供給制御をエアで行うものを示したが、これに限られず、電磁弁等で冷却水の供給を制御することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、前記塗料滓処理装置の脱気部の内周面に堆積した塗料滓を直接的に冷却しつつ、塗料滓を脱水、乾燥、硬化、粉粒化処理を行うようにした塗料滓処理方法としたので、塗料滓処理装置を高温高速で安全に運転することが可能となり、塗料滓処理装置の処理能力を向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法に使用する塗料滓処理装置の側面断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法に使用する塗料滓処理装置の脱気部の正面断面図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法に使用する塗料滓処理装置の噴霧ノズルの取付側面図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法による冷却水の噴霧状態を示す平面図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法に使用する冷却水噴霧の全体配管図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法による脱気部の温度の推移グラフである。
【図７】本発明の一の実施の形態に係る塗料滓処理方法による塗料滓処理装置の運転条件による処理能力の比較グラフである。
【図８】特許文献１の図３の複写図である。
【図９】従来の塗料滓処理装置の側面断面図である。
【図１０】従来の塗料滓処理装置の脱気部の正面断面図である。
【符号の説明】
１          塗料滓処理装置
１０        シリンダ
１１        シリンダ本体
１２        投入部
１３        排出部
１４        脱気部
１４１      内周面
１５        ヒータ
１６        温調水配管
２０        スクリュウ
３０        排気ダクト
４０        噴霧ノズル
４３        冷却水配管
４４        制御エア配管
５０        冷却水供給装置
６０        制御エア供給装置
Ｄ          塗料滓
Ｄｈ        堆積塗料滓
【図１】
2004181310.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004181310.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004181310.tif 000008
【図７】
2004181310.tif 000009
【図８】
2004181310.tif 000010
【図９】
2004181310.tif 000011
【図１０】
2004181310.tif 000012