(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗膜が付着した熱可塑性樹脂部品の粉砕片を撹拌して粉砕片同士の相互摩擦衝突により塗膜を剥離させる処理槽と、
この処理槽に投入されるべき粉砕片が収容されて、処理槽での塗膜剥離処理に先立って該粉砕片を所定温度まで昇温させるために予備加熱する予備加熱槽と、
前記処理槽での塗膜剥離処理に伴って発生した樹脂あるいは塗膜の微粉末成分がもつ熱エネルギを前記予備加熱槽での熱源としてその予備加熱槽側に供給する熱エネルギ供給手段と、
を備えていて、
前記熱エネルギ供給手段は、処理槽と予備加熱槽とを結ぶ供給通路の途中に設けられた微粉末分離手段と、処理槽内の微粉末成分を微粉末分離手段側に吸い込む吸引手段と、を有しているとともに、処理槽内の微粉末成分を微粉末分離手段に吸い込んで分離処理を行った後の温風のみを予備加熱槽側に送り込むものであることを特徴とする塗膜付き樹脂部品の再生処理装置。
【請求項２】
塗膜が付着した熱可塑性樹脂部品の粉砕片を撹拌して粉砕片同士の相互摩擦衝突により塗膜を剥離させる処理槽と、
この処理槽に投入されるべき粉砕片が収容されて、処理槽での塗膜剥離処理に先立って該粉砕片を所定温度まで昇温させるために予備加熱する予備加熱槽と、
前記処理槽での塗膜剥離処理に伴って発生した樹脂あるいは塗膜の微粉末成分がもつ熱エネルギを前記予備加熱槽での熱源としてその予備加熱槽側に供給する熱エネルギ供給手段と、
を備えていて、
前記熱エネルギ供給手段は、予備加熱槽の内周もしくは外周に一体的に隔離形成されたチャンバーと、処理槽内の微粉末成分をこのチャンバー内に積極的に吸い込む吸引手段と、を有しているとともに、チャンバー内に吸い込まれた微粉末成分がもつ熱エネルギにより予備加熱槽を加熱するものであることを特徴とする塗膜付き樹脂部品の再生処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、塗装が施された熱可塑性樹脂部品の再生処理装置に関し、さらに詳しくは、自動車のバンパーのごとき加装塗装が施された樹脂部品廃材を再利用するにあたってその表面の塗膜を剥離させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用バンパーに代表されるような熱可塑性樹脂部品の再生処理技術としては、金属その他の異材質部品を除去したのちに塗膜を剥がすことなくそのまま例えば一辺が１０ｍｍ程度の大きさに粉砕した上で造粒し、外観品質がそれほど問題とならない下級部品の原材料として再利用する方法のほか、その再生品質の向上を図るために、上記粉砕片をアルカリあるいは有機塩酸等の溶剤に浸漬させて塗膜を剥離させる方法や、上記粉砕片を所定の処理槽に入れて高速にて撹拌させることにより塗膜を剥離させる方法がある（例えば特開平１１−５８３８３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
溶剤を使って塗膜を剥離させる方法では、処理後の溶剤の処理が問題となるほか、塗膜剥離後に水洗が必須となるために、処理設備全体が大型化することとなって好ましくない。
【０００４】
また、粉砕片の撹拌のみによって塗膜を剥離させる方法では、その撹拌に伴う粉砕片同士の摩擦あるいは衝突熱によって、樹脂自体が軟化もしくは溶融する直前の温度近くまで昇温させなければならないため、処理時間が無用に長くなる欠点があるほか、撹拌時間の冗長化に伴い粉砕片表面の塗膜のみならず樹脂層そのものまでもが粉状に破砕されてしまい、本来の目的である樹脂の回収効率が低下することになる。
【０００５】
本発明は以上のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、設備の大型化や廃液の二次処理問題を招くことなく、しかも短時間のうちに効率よく塗膜を剥離させることができるようにした再生処理方装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、塗膜が付着した熱可塑性樹脂部品の粉砕片を撹拌して粉砕片同士の相互摩擦衝突により塗膜を剥離させる処理槽と、この処理槽に投入されるべき粉砕片が収容されて、処理槽での塗膜剥離処理に先立って該粉砕片を所定温度まで昇温させるために予備加熱する予備加熱槽と、前記処理槽での塗膜剥離処理に伴って発生した樹脂あるいは塗膜の微粉末成分がもつ熱エネルギを前記予備加熱槽での熱源としてその予備加熱槽側に供給する熱エネルギ供給手段と、を備えている。その上で、前記熱エネルギ供給手段は、処理槽と予備加熱槽とを結ぶ供給通路の途中に設けられた微粉末分離手段と、処理槽内の微粉末成分を微粉末分離手段側に吸い込む吸引手段と、を有しているとともに、処理槽内の微粉末成分を微粉末分離手段に吸い込んで分離処理を行った後の温風のみを予備加熱槽側に送り込むものであることを特徴としている。
【０００８】
したがって、この請求項１に記載の発明では、粉砕片の表面の塗膜剥離に必要な温度は熱可塑性樹脂自体が溶融する直前の温度である１２０〜１５０℃程度とされており、処理槽内の熱可塑性樹脂の粉砕片は撹拌による相互摩擦衝突等のためにその温度近くまで昇温され、その撹拌を所定時間繰り返すことにより塗膜は樹脂層の一部とともに粉状になりながらその剥離が促進される。この場合、剥離処理直後の塗膜粉や樹脂粉はおよそ１００〜１２０℃程度の熱エネルギを有しており、この塗膜粉等の微粉末成分ががもつ熱エネルギを有効活用するために熱エネルギ供給手段にて予備加熱槽側に積極的に供給する。
【０００９】
これにより、処理槽に投入する前に予備加熱槽内の熱可塑性樹脂部品の粉砕片を予め加熱しておけば、処理槽に投入された時点で粉砕片が既に熱エネルギを有しているために、撹拌開始と同時に急速に昇温する。そして、塗膜剥離処理を連続して行う場合、処理槽内での撹拌と予備加熱槽内での予備加熱とを並行して行うようにすれば、塗膜剥離のための１サイクルもしくは１ショットごとの処理時間が大幅に短縮化される。
【００１１】
この場合において、先に述べたように塗膜粉や樹脂粉等の微粉末成分がもつ熱エネルギを有効利用することはエネルギ効率の上できわめて有効であるものの、上記微粉末成分をそのまま予備加熱槽に投入したのでは塗膜剥離処理前の粉砕片にその微粉末成分が付着してしまい、かえって塗膜剥離効率が低下することになることから、処理槽内での塗膜剥離処理に伴って発生した微粉末成分を微粉末分離手段に吸い込んで分離処理を行った後の温風のみを予備加熱槽側に送り込むようにする。こうすることにより、塗膜粉等の微粉末成分がもつ熱エネルギのみが予備加熱槽での熱源として有効利用される。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、熱エネルギ供給手段が請求項１に記載のものとは異なっており、当該請求項２に記載の発明における熱エネルギ供給手段は、処理槽の内周もしくは外周に一体的に隔離形成されたチャンバーと、処理槽内の微粉末成分をこのチャンバー内に積極的に吸い込む吸引手段と、を備えているとともに、チャンバー内に吸い込まれた微粉末成分がもつ熱エネルギにより予備加熱槽を加熱するものであることを特徴としている。
【００１３】
したがって、この請求項２に記載の発明では、処理槽内での塗膜剥離処理に伴って発生した塗膜粉等の微粉末成分をそのまま予備加熱槽と一体のチャンバー内に供給したとしても、チャンバー自体が予備加熱槽そのものとは隔離されているので、微粉末成分がその予備加熱槽内の粉砕片に付着することはなく、チャンバー内に供給された微粉末成分がもつ熱エネルギは、その予備加熱槽自体を介して間接的に粉砕片に伝達されてその粉砕片を予備加熱することになる。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、処理槽での塗膜剥離処理に伴って発生した塗膜粉等の微粉末成分がもつ熱エネルギを、処理槽に投入されるべき粉砕片が予め収容される予備加熱槽での熱源として有効利用するべく、上記処理槽内の微粉末成分がもつ熱エネルギを積極的に予備加熱槽側に供給するようにしたこから、撹拌によって塗膜剥離に必要な温度まで昇温させるまでの時間を大幅に短縮して、そのサイクルタイムを短縮できるほか省エネルギ化にも寄与でき、さらに撹拌に伴う塗膜の剥離は粉砕片同士の相互摩擦衝突等によってなされるものであるから、撹拌時間（塗膜剥離処理時間）の短縮化により樹脂層自体までもが必要以上に粉状に砕かれてしまうのを防ぐことができ、樹脂の回収効率が一段と向上する効果がある。
【００１５】
また、処理槽内の微粉末成分を吸引手段により積極的に微粉末分離手段側に吸い込み、その微粉末成分の分離処理を行った後の温風のみを予備加熱槽側に供給するようにしているので、予備加熱槽内の樹脂の粉砕片に微粉末成分が付着することがないだけでなく、処理槽内での塗膜剥離処理に伴って発生した微粉末成分を吸引手段にて積極的かつ速やかに吸引することにより、一旦粉砕片から分離した微粉末成分が再度粉砕片に付着することがなく、塗膜剥離効率がより一層向上する効果がある。
【００１６】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、処理槽で発生した微粉末成分を直接予備加熱槽側のチャンバーに吸い込んで、その微粉末成分がもつ熱エネルギにて予備加熱槽を介して内部の粉砕片を加熱するようにしたことから、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるほか、予備加熱槽とそれに付帯するチャンバーとが相互に独立しているので、微粉末成分がもつ熱エネルギのみが有効利用されて、そのチャンバー内の微粉末成分が予備加熱槽内の粉砕片に付着するおそれが全くないという利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜４は本発明に係る処理装置の好ましい第１の実施の形態を示す図であって、図１に示すように架台１上には略円筒状をなす密閉式の処理槽２が設置されていて、この処理槽２の前段側には同じく密閉式ホッパータイプの予備加熱槽３が設置されているとともに、処理槽２の後段側には振動ふるい４が設置されている。また、上記処理槽２と予備加熱槽３との間、および処理槽２と振動ふるい４との間には、それぞれコンベヤ５または６が配置されている。
【００１８】
上記処理槽２は、所定の塗膜付き熱可塑性樹脂部品の粉砕片Ｐが投入されることによりその粉砕片Ｐに付着している塗膜の剥離処理を行うもので、予備加熱槽３には上記処理槽２に投入されるべき粉砕片Ｐが予め収容されていて、その予備加熱槽３内において塗膜剥離処理に先立って予備加熱が行われるようになっている。
【００１９】
例えば、ポリプロピレン製の自動車用バンパーに代表されるような所定の加飾塗装が施された熱可塑性の樹脂部品廃材は、前工程である破砕工程にて塗膜付きのまま一辺が５〜３０ｍｍ程度の大きさの粉砕片Ｐに粉砕された上で予備加熱槽３に送られて一時的に貯留されている。そして、処理槽２側から粉砕片Ｐの投入要求があると、上記予備加熱槽３の図示外の取り出し口が開かれるとともにその予備加熱槽３内の粉砕片Ｐが１ショット分計量され、その計量された粉砕片Ｐがコンベヤ５を介して処理槽２に投入される。
【００２０】
前記処理槽２の内底部には図２に示すようにその底面全域を覆うような大きさの回転円板７が設けられているとともに、粉砕片Ｐの撹拌を効率的に行うためにその回転円板７の上面には複数の羽根７ａが取り付けられていて、回転円板７は図示外のモータにて回転駆動されるようになっている。そして、処理槽２に所定量の粉砕片Ｐが投入されると回転円板７が回転駆動されて、粉砕片Ｐが撹拌される。この撹拌に伴い粉砕片Ｐ，Ｐ同士の相互摩擦衝突もしくは槽内壁面との摩擦衝突等により各粉砕片Ｐが溶融する直前の温度まで加熱され、その表面での塗膜接着力が低下した塗膜が樹脂層の一部とともに細かく破砕されながら微粉末成分Ｗとなって樹脂層そのものから剥離される。
【００２１】
また、上記処理槽２と予備加熱槽３とは微粉末供給通路８をもって相互に接続されていて、その微粉末供給通路８の途中には微粉末分離機（微粉末分離手段）９が介装されているとともに、予備加熱槽３には吸引ブロワ１０を介して集塵機１１が接続されている。そして、上記吸引ブロワ１０や微粉末供給通路８等にて熱エネルギ供給手段１２が形成されていて、吸引ブロワ１０の吸引力は予備加熱槽３内のみならず微粉末供給通路８および処理槽２内部にまで及ぶことから、これにより処理槽２内での塗膜剥離処理に伴って発生した微粉末成分Ｗを積極的かつ速やかに微粉末分離機９側に吸引するようになっている。
【００２２】
この微粉末分離機としては例えば図３に示すように下側吸い込みでかつ上側吹き出しタイプのサイクロン方式のものが採用されていて、スパイラル状の壁面９ａに沿って微粉末成分Ｗが下から上に向かって渦巻き状に通流することで比較的比重の大きな固形成分すなわち上記微粉末成分Ｗのみを分離しつつその分離機９のボックス部９ｂ内に残して、その微粉末成分Ｗが有していた熱エネルギのみを温風もしくは熱風としてその後段の予備加熱槽３側に供給するようになっている。
【００２３】
ここで、上記熱エネルギ供給手段１２は、処理槽２内で発生した塗膜粉や樹脂粉等の微粉末成分Ｗを処理槽２から速やかに排除する一方で、それらの微粉末成分Ｗがもつ熱エネルギのみを予備加熱槽３内に供給するためのものであるから、微粉末供給通路８のうち処理槽２側の開口端部は処理槽２の高さ方向のほぼ中央部に臨ませてある。
【００２４】
したがって、本実施の形態によれば、先に述べたように、処理槽２内に粉砕片Ｐが投入されると回転円板７が駆動されて、粉砕片Ｐが撹拌される。この撹拌に伴い粉砕片Ｐ，Ｐ同士もしくは粉砕片Ｐと槽内壁面との相互摩擦衝突等によりそれらの粉砕片Ｐが溶融する直前の温度まで加熱され、粉砕片Ｐ表面での接着力が低下した塗膜が細かく破砕されながら樹脂層そのものから剥離されるとともに、樹脂層そのものの表面の一部も粉状に破砕されて微粉末成分Ｗとなる。
【００２５】
同時に、処理槽２での塗膜剥離処理と並行して吸引ブロワ１０が運転されていることから、この吸引ブロワ１０による吸引力が予備加熱槽３のみならず微粉末供給通路８を介して処理槽２内部にまで及び、上記処理槽２での塗膜剥離処理によって発生した塗膜粉や樹脂粉等の微粉末成分Ｗが直ちに微粉末分離機９側に吸引され、ここで微粉末成分Ｗが分離除去されたのちその微粉末成分Ｗがもつ熱エネルギのみが温風もしくは熱風として予備加熱槽３内に供給される。したがって、処理槽２での塗膜剥離処理と並行して、予備加熱槽３内に吹き込まれる温風もしくは熱風をもってその予備加熱槽３内に収容されている粉砕片Ｐが予備加熱されることになる。
【００２６】
ここで、上記処理槽２内での温度は、先に述べたように樹脂自体が溶融する直前の温度（熱可塑性樹脂の場合、一般的には１５０〜１６０℃程度）に維持することが望ましく、必要に応じて撹拌中に水をシャワー状に滴下する。
【００２７】
こうして処理槽２内での塗膜剥離処理が終了したならば、処理槽２に付設された図示外の取り出し口を開き、コンベヤ６を介して塗膜剥離処理後の粉砕片Ｐを振動ふるい４上に取り出す一方、処理槽２には予備加熱槽３内にて予め予備加熱されている粉砕片Ｐを所定量だけ投入し、次のサイクルの塗膜剥離処理に移行する。塗膜剥離処理後の粉砕片Ｐは、振動ふるい４にてなおも表面に付着している塗膜粉や樹脂粉等の微粉末成分Ｗが分離除去されたのちに回収されて、そのまま所定の樹脂材料として再利用される。
【００２８】
一方、上記のように次の塗膜剥離処理のために予備加熱槽３から処理槽２に投入された粉砕片Ｐは、その予備加熱槽３内での予備加熱処理によって既に所定の温度まで上昇しているので、処理槽２内での撹拌を開始すれば直ちに塗膜剥離処理に必要な温度まで昇温し、短時間の撹拌によって粉砕片Ｐの表面に付着している塗膜を効率よく剥離させることができることになり、エネルギ効率の面でも好ましいものとなる。
【００２９】
本発明者等が実験した結果では、上記処理槽２に投入する１ショット分の粉砕片Ｐの重量を８０〜１００ｋｇ程度とすると、図４に示すように予備加熱によって粉砕片Ｐの温度がｔだけ上昇していると、予備加熱による塗膜剥離処理時間Ｓの短縮効果として時間Ｓ１分だけ短縮化され、実質的に予備加熱しない場合の三分の二程度に短縮できることが判明したほか、必然的に粉砕片Ｐの撹拌度合いも予備加熱しない場合よりも少なくなるため、樹脂層そのものの粉体化による損失を削減でき、樹脂回収効率が予備加熱しない場合と比べ２０％程度向上することが判明した。さらに、上記の予備加熱効果として、例えば８０ｋｇ／バッチ分の粉砕片Ｐを常温の２０℃から５０℃程度まで加熱できることから、粉砕片Ｐの主たる材料であるポリプロピレンの比熱を０．４６ｃａｌ／ｇ・℃とすると、予備加熱のためのエネルギとしておおよそ７４０ｋｃａｌに相当する熱量を節約できることになる。
【００３０】
図５は本発明に係る処理装置の好ましい第２の実施の形態を示す図であって、図１に示した第１の実施の形態と共通する部分には同一符号を付してある。
【００３１】
この第２の実施の形態では、予備加熱槽１３の外周にこれと一体的に加熱用のチャンバー１４を隔離形成し、このチャンバー１４と処理槽２とを微粉末供給通路８にて直接的に連通させる一方、チャンバー１４よりも上流側であって吸引ブロワ１０の前段に微粉末分離機９を設置したものである。そして、チャンバー１４と予備加熱槽１３とを仕切っている隔壁としては、熱伝導率にすぐれた例えば銅合金製のものが使用される。
【００３２】
したがって、この第２の実施の形態では、処理槽２での塗膜剥離処理に伴って発生した塗膜粉や樹脂粉等の微粉末成分Ｗが直接的にチャンバー１４に導入されて、その微粉末成分Ｗがもつ熱エネルギが予備加熱槽１３自体を介して内部の粉砕片Ｐに伝達されることにより、その粉砕片Ｐが予備加熱されることになる。この第２の実施の形態においても第１の実施の形態と基本的には同様の効果が得られる。
【００３３】
ここで、図５に示したチャンバー１４を図１に示した予備加熱槽３にも適用するべく、図１に示した第１の実施の形態の予備加熱槽３にチャンバー１４を付設して、このチャンバー１４内に微粉末分離機９を通過した後の温風もしくは熱風のみを導入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る処理装置の好ましい第１の実施の形態を示す構成説明図。
【図２】図１の処理槽内に配置される回転円板の拡大斜視図。
【図３】図１の微粉末分離機の詳細を示す構成説明図。
【図４】予備加熱による加熱効果と塗膜剥離処理に要する時間との関係を示す特性図。
【図５】本発明に係る処理装置の好ましい第２の実施の形態を示す構成説明図。
【符号の説明】
２…処理槽
３…予備加熱槽
７…回転円板
８…微粉末供給通路
９…微粉末分離機（微粉末分離手段）
１０…吸引ブロワ（吸引手段）
１２…熱エネルギ供給手段
１３…予備加熱槽
１４…チャンバー
Ｐ…粉砕片
Ｗ…微粉末成分
【図１】
0004134307.tif 000002
【図２】
0004134307.tif 000003
【図３】
0004134307.tif 000004
【図４】
0004134307.tif 000005
【図５】
0004134307.tif 000006