(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体をブラウン管外周面の分離予定位置に押圧もしくは巻き付けた状態で、当該発熱体を通電発熱させて、ブラウン管外周面に熱応力歪生成による亀裂を発生せしめて実施するブラウン管の分離方法において、当該発熱体とブラウン管外周面との接触部に、近赤外線ランプから放射される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギーを反射鏡にてスポット状に集束させた焦点域を結ばせて実施することを特徴とするブラウン管の分離方法。
【請求項２】
請求項１に記載した放射熱エネルギーを集束させた焦点域形状を、ほぼ小円もしくは長楕円もしくは帯状スポット形状としたことを特徴とする請求項１に記載するブラウン管の分離方法。
【請求項３】
請求項１に記載した放射熱エネルギーを集束させた焦点域形状を管軸方向から見たときＬ字形とすると共に、ブラウン管外周面角部の発熱体接触部に焦点域を結ばせたことを特徴とする請求項１に記載するブラウン管の分離方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載したブラウン管の分離方法において、ブラウン管外周面に押圧もしくは巻き付ける発熱体がシーズヒータであることを特徴とするブラウン管の分離方法。
【請求項５】
請求項１から請求項５の何れかに記載したブラウン管の分離方法を実施する装置として、ブラウン管外周面に巻き付けもしくは押圧する線状もしくは帯状体と、当該線状もしくは帯状体をブラウン管外周面に押圧すると共に、必要に応じて供給される電力を通電する機能を持たせた押圧兼通電用摺電子機構と、放射される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギーを収束して焦点域を形成する近赤外線ランプと反射鏡からなる加熱機構と、処理対象物であるブラウン管を搭載して、ブラウン管外周面に発熱体の巻き付けもしくは押圧する位置を調整する機能を持たせたブラウン管搭載機構と、それらの機能機構部を各々関連させ、且つ所定の設定値に基づいて動作させる制御部および電力供給する電源装置部とを、主要構成として備えてなる事を特徴とするブラウン管の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄されたブラウン管を、再びブラウン管材料としてリサイクル利用するために、線もしくは帯状体をブラウン管外周面に巻付け、もしくは押圧した状態で発熱、もしくは昇温させて、ブラウン管に生成する熱応力歪を利用したブラウン管のパネル部とファンネル部の分離方法と、その実施装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃ブラウン管を部材として再利用するため、パネル部とファンネル部に分離する手段としては、予め、ブラウン管外周面の分離予定位置に添ってスクラッチ傷を付与した部分を加熱して、熱応力歪が生成せしめた状況で、鉄ハンマーなどで当該箇所に衝撃を加えて、スクラッチ傷を起点とする亀裂を発生させ、熱応力歪に添って亀裂を成長させて分離していた。
【０００３】
その一例として、特開２００２−０２５４４７号公報に示すブラウン管の分離方法がある。加熱手段としては、ニクロム線など熱線の押圧による伝導熱、および赤外線、近赤外線ランプなどのの輻射熱などの利用があるが、様々のサイズ、形状の廃ブラウン管を取り扱う必然性が高いリサイクル事業分野では、図５に示すように何らかの手段でその両端に張力を印加した帯状ニクロム線を発熱体１とし、ブラウン管９の外周面９３に巻付けて、その両端部に配した押圧兼摺電子を介して通電して発熱させる手段が一般的に多用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
張力を印加した状態のニクロム線などの発熱体をブラウン管外周面に巻付けた場合、外周面辺部９５には押圧力は働かず、張力の殆どは外周面角部９４への負荷押圧力として働く。
【０００５】
従って外周面角部９４では、外周面辺部９５よりブラウン管部材への熱転移性は高く、ブラウン管部材の加熱目的には好条件ではあるが、発熱体自体の温度は他の部分より低くなって、亀裂の起点となるマイクロクラック生成と自然発生的亀裂発生には、所要時間がその分長く必要になる。
【０００６】
一方、張力が印加された状態の発熱体をブラウン管外周面に巻き付けた場合、外周面角部９４から辺部９５に移行する部分９７では、前記角部９４と発熱体自身が保有する抗張力の影響で、ブラウン管外周面を押圧する方向の力は全く働かず、密着度は必然的に悪くなる。
【０００７】
その結果、ブラウン管部材への熱量伝達が少なくなる為、当該箇所９７の内部の熱応力歪の生成が他の部位より時間的に遅れて、熱応力歪の欠落部となって、亀裂の進行に際して予定外の方向に進む要因となっていた。
【０００８】
一方、赤外線、近赤外線による加熱する手段は、様々のサイズで、複数の曲率面で構成される廃ブラウン管の外周面全体を同時に、且つ均等に加熱し処理することは実質的に不可能である。
【０００９】
また、赤外線、近赤外線等の熱エネルギーは、被処理物のガラス部材を透過し易い特性があり、内部温度の立ち上がりは早いが、亀裂の起点となるマイクロクラックに至る温度勾配と熱応力歪生成を醸成する事は難しい。
【００１０】
その結果、ブラウン管の外周面に亀裂を発生させる為には、スクラッチ傷の付与、水分を含ませた布拭き、ハンマーによる強い衝撃印加などの分離補助作業が不可欠であると共に、ブラウン管の品種とサイズによっては、入念なそれらの分離補助作業を伴っていた。
【００１１】
本発明は、スクラッチ傷の付与などの事前準備加工や、分離に際してのハンマーによる衝撃印加などの補助作業を不要とすると共に、短い処理時間で、且つブラウン管サイズにとらわれない安定した、且つ高精度の分離状態が得られる極めて効果的な分離方法と、その実施装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ブラウン管外周面の分離予定位置に発熱体を押圧、もしくは巻き付けて、発熱体を所定電力で通電発熱させる一方、赤外線もしくは近赤外線ランプから放射される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギーを所定の焦点距離の反射鏡にて集束させた焦点域を、当該発熱体とブラウン管外周との接触部に結ばせる事で、発熱体に熱量補給して前記発熱体の温度低下防止を図ると共に、焦点域の一部が発熱体で遮断されることで、発熱体との接触部内面に強烈な断層状の温度勾配による熱応力歪が生成する。
【００１３】
その結果、マイクロクラック生成の為の十分条件が整い、極めて高い確率で亀裂が自然発生すると共に、それらガラス材の表面および内部に生成した強烈な断層状の熱応力歪に添って一瞬に亀裂が成長してブラウン管部材全周に至って、瞬時に分割状態に至らせることが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、ブラウン管外周面の分離予定位置に、発熱体を押圧、もしくは巻き付け他状態で通電発熱する一方、赤外線もしくは近赤外線ランプから放射される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギーを所定の焦点距離の反射鏡にて集束させた焦点域を、ブラウン管外周面の発熱体との接触部に結ばせて、その両手段によって発熱体およびブラウン管外周面を加熱昇温させ、発熱体接触部内面に生成した断層状の強烈な熱応力歪はマイクロクラック生成の十分条件を醸成するもので、本発明の基本的構成である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、ブラウン管の分離方法において、反射鏡にて所定の焦点距離で集束させた焦点域形状を、ほぼ小円もしくは長楕円もしくは帯状スポット形状とし、当該焦点域を適用配備する箇所として、一箇所ないしは複数の要所に配して、前記請求項１の実施の形態で述べた亀裂発生起点となるマイクロクラック発生の十分条件醸成箇所を要所に配したものである。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、反射鏡にて集束させた放射熱エネルギーの焦点域形状を帯状のＬ字形とし、発熱体を巻き付けたブラウン管外周面角部の一個所のもしくは複数の角部との接触部に焦点域を結ばせて実施するもので、ブラウン管外周面角部での発熱体自体の温度低下を補うべく、当該箇所の発熱体に放射熱エネルギーを吸収せしめて熱量補給する事でその改善を図ったものである。また、外周面角部から辺部に移行する部分での熱応力歪の欠落部の生成を防止し、亀裂の進行に際して発熱体の巻付けに添った亀裂成長をも意図して実施するものである。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、本発明の発熱体としての機能と適応性を高めたもので、その施策として、０．８〜５．６μｍの波長領域を含む放射熱エネルギーの吸収特性が比較的優れた材質、もしくは表面処理がなされた発熱体材質構成とし、放射熱エネルギーによる熱量補給機能を高めたものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項５の何れかに記載したブラウン管の分離方法の実施装置として、ブラウン管外周面に巻き付けもしくは押圧する線状もしくは帯状体と、当該線状もしくは帯状体をブラウン管外周面に押圧すると共に、必要に応じて電力を供給通電する押圧兼通電用摺電子機構と、放射される熱エネルギーを反射鏡にて収束した熱エネルギー焦点域を形成し、処理対象物および線状もしくは帯状体を当該焦点域内に収まるように配置された赤外線もしくは近赤外線ランプと反射鏡からなる加熱機構と、処理対象物であるブラウン管を搭載するブラウン管搭載機構と、ブラウン管外周面の発熱体の巻き付けもしくは押圧する位置を調整する高さ調整機構と、それらの機能機構部を各々関連させて、且つ所定の設定値で動作させる制御と電源装置部とを、主要構成として備えてなる事を特徴とするブラウン管の分離装置である。
【００１９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１の構成について、図面に基づいて説明する。図１に示すブラウン管保持台１０に処理対象のブラウン管９を設置して、ブラウン管９の外周面９３の分離予定位置に発熱体１を巻き付けて、その両端を両摺電子２ａ、２ｂで押圧すると共に、別途配備するトルクモターなどの駆動手段で当該発熱体１の両端に張力を印加した状態とする。
【００２０】
一方、当該発熱体１の接触部から所定間隙をおいた要所に配置した赤外線もしくは近赤外線ランプ３から放射され、反射鏡４にて集束される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギー５の焦点域６を、当該発熱体１とブラウン管外周面との接触部７に結ばせる。
【００２１】
しかる状態で、発熱体１とランプ３に所定電力を所定時間投入して発熱させることで、分割作業を実施する。
【００２２】
尚、発熱体１へ電力投入は、別途準備した定電流機能を持つ電源供給装置に予め設定した電流値を両摺電子２ａ、２ｂを経由して実施し、同様に、別途準備したタイマー機能を持つ制御回路装置により所定時間投入させる。
【００２３】
焦点域６の形状は円形もしくは長楕円形もしくは短帯状スポット形状とし、少なくとも一個所ないしは複数箇所に適用するもので、その数量とその焦点域６の延べ累積長さに順じて分割に至る所要時間の短縮と分割精度の向上は認められる。
【００２４】
分割に至る状況としては、ブラウン管９の外周部材表面には、発熱体１との接触部７に添って強烈な熱応力歪を生成せしめて、亀裂の起点となるマイクロクラックを発生せしめる。
【００２５】
一方、部材内部では、焦点域６に収束させた０．８〜５．６μｍの波長領域を含む放射熱エネルギーの透過による昇温域と、熱線による遮蔽域の境界域に強烈な熱応力歪を生成させて、前記亀裂の起点とするマイクロクラックを、当該境界域の熱応力歪に添って成長させてパネル部９２とファンネル部９１の二つ部材への分離に至らせる。
【００２６】
スポット形状焦点域６をブラウン管９の外周面の相対する角部９４の二個所に適用した場合の平面配置の概略図を図２に示す。
【００２７】
焦点域６を曲率を持ったＬ字形状とし、焦点域６を結ばせる箇所として、ブラウン管外周面対角角部９４および外周面辺部９５との接線部に適用した場合の概略平面配置図を図３に示す。
【００２８】
以上の本発明の実施における作用に付いて図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を用いて説明する。
【００２９】
発熱体１と接し、且つ赤外線もしくは近赤外線ランプ３の焦点域６を結ばせたブラウン管９の外周部材９３の内部の温度計測点位置を、図６（ａ）のＡ線、Ｂ線、Ｃ線部位断面位置各部とした。図６（ｂ）は、発熱体とランプの両手段を併用同時に適用した場合の、図６（ａ）のＡ線、Ｂ線、Ｃ線部位断面の各部の所定時間経過後の温度の分布状況を示す。図６（ｃ）は、発熱体とランプを各々単独で適用した場合の場合のＡ線、Ｂ線、Ｃ線位置断面の各部の所定時間経過後の温度の分布状況を示す。
【００３０】
図６（ｂ）に示す本発明の結果では、各々の熱源を単独に使用した場合の図６（ｃ）と比較して、発熱体１との接触部の内部温度は、２種の熱源の併用効果により、Ｂ線部位の断面では、明らかに高温側に推移している。
【００３１】
この場合、部材抗張力を越え、亀裂起点となるマイクロクラックが自然発生的に生成する熱応力歪に至るまで、２種の熱源への投入電力および時間は、内部に生成した昇温域と遮蔽域の境界域に生成した強烈な熱応力歪に添って亀裂が瞬時に成長し、分離に至る。
【００３２】
つまり、亀裂起点となるマイクロクラック生成の為の、スクラッチ傷の付与、水分を含ませた布拭き、ハンマーによる強い衝撃印加等々の予備作業や事後の補助作業が全く不必要となる。
【００３３】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一趣旨であるが、実施の形態２では、ブラウン管外周面に押圧する発熱体として、金属製管内に発熱体を電気絶縁状態で封入したシーズヒーターを適用したもので、管型シーズヒーター１１をブラウン管９の外周面辺部９５に押圧した状態で、放射熱エネルギー６の焦点域をブラウン管９の外周面角部９４に適用した状況の概略平面配置構成を図４に示す。
【００３４】
シーズヒーター１１の性状は、やや柔軟性を持たせた構成もあるが、管状棒体となる為、ブラウン管外周面角部９４には順応しない為、図５の如く平行する二辺９５のみの押圧となる。
【００３５】
この場合、直交する他の二辺９６は二段階で加熱するもので、前半の二辺９５を加熱後、９０度ブラウン管を回転させて、残りの二辺９６を後半で加熱するが、いずれの場合にも接触しない角部９４には、熱応力歪が生成せず、不完全な分割状態となる場合が少なくない。
【００３６】
その点を改善すべく、二辺９６をシーズヒーター１１で加熱しつつ、ブラウン管外周面角部９４の一個所もしくは必要に応じて複数箇所にランプ３から放射される０．８〜５．６μｍの波長領域を含む熱エネルギー５を、反射鏡４にて集束させたスポット状焦点域６を結ばせて実施するもので、上記焦点域を結ばせる時期としては、後半の二辺９６の加熱時に同時に実施する方が効果的である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、加熱後のハンマーなどによる衝撃印加や、水を含ませた布拭きなどの分割の為の補助作業を伴わずに、極めて短時間の処理時間で、且つブラウン管のサイズ、形状、材質等を問わず、分割破断面がほぼ同一平面上となる安定した品質の分割状態を得ることが可能となる。従って、処理作業の大幅効率化と処理費用の大幅削減を計ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】発熱体を巻き付けたブラウン管の外周面の要所に放射熱エネルギーの焦点域を結ばせた状況の概略側面配置構成を示す図
【図２】発熱体を巻き付けたブラウン管の外周面角部に放射熱エネルギーの焦点域を結ばせた状況の概略平面配置構成を示す図
【図３】放射熱エネルギーの焦点域をブラウン管の外周面角部に適合するようにランプおよび反射鏡として、曲率を持つＬ字形状にした場合の概略平面配置構成を示す図
【図４】発熱体として管型シーズヒーターをブラウン管の外周面辺部に押圧した状態で、放射熱エネルギーの焦点域をブラウン管の外周面角部に適用した状況の概略平面配置構成を示す図
【図５】従来の発熱体をブラウン管の外周面に巻き付けて通電発熱させて実施する分割方法を示す図
【図６】（ａ）発熱体の巻き付けと、焦点域を結ばせたブラウン管の外周面部材の厚さ方向における拡大断面図および通電開始後の所定時間経過後の温度分布の測定位置を示す図
（ｂ）図６ａにおけるＡ線上断面各部の温度分布の相対比較を示す図
（ｃ）図６ａにおけるＢ線上断面各部の温度分布の相対比較を示す図
【符号の説明】
１  発熱体
２ａ、２ｂ  摺電子
３  赤外線もしくは近赤外線ランプ
４  反射鏡
５  収束された放射熱エネルギー
６  放射熱エネルギーの焦点域
７  ブラウン管外周面と発熱体との接触部
９  ブラウン管
１０  ブラウン管設置台
１１  管状シーズヒーター
９１  ブラウン管ファンネル部
９２  ブラウン管パネル部
９３  ブラウン管外周表面
９４  ブラウン管外周面各角部
９５  ブラウン管外周面の二辺部
９６  ブラウン管外周面の二辺部と直交するブラウン管外周面の他の二辺部
９７  ブラウン管外周面各角部からブラウン管外周面の二辺部、ブラウン管外周面の二辺部と直交するブラウン管外周面の他の二辺部に移行する部分のブラウン管外周面
【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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