JP2007125806A - 被膜剥離装置及び被膜剥離方法 - Google Patents

被膜剥離装置及び被膜剥離方法 Download PDF

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Abstract

【課題】光ディスクの表面から金属被膜を剥離除去する効率を高めることができる被膜剥離装置及び被膜剥離方法を提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂材の表面に金属被膜が形成されている光ディスクから前記金属被膜を剥離する装置及び方法であって、前記光ディスクを搬送手段によって搬送する搬送工程と、前記搬送手段によって搬送されている光ディスクの金属被膜に略直線状に配設された複数のノズルから高圧水を噴射する高圧水噴射工程とを具備し、前記複数のノズルのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離をjとした場合に、前記複数のノズルの移動軌跡がj/2以上の半径を有する円状となるように、高圧水を噴射する。
【選択図】図1

Description

本発明は、CD−ROMやDVD−ROM等の光学式ディスク等の樹脂基板上に形成された被膜を除去する被膜剥離装置及び被膜剥離方法に関する。
現在は、音楽・映像用やゲーム機・パソコン用等の各種データの記憶媒体としてCD−ROM、DVD−ROM等の光ディスクが広く使用されている。これらの光ディスクは、円板状のポリカーボネイト樹脂からなる基板上の片面又は両面に金属被膜が設けられ、金属被膜の上に保護塗料の塗布及び必要な印刷等が施されている。
ところで、従来は、これらの光ディスクの製造工程において発生する不良品や在庫処分品の大部分が、そのまま破砕され、焼却または埋め立て処分されていた。しかし、最近は、地球環境保全に関する関心が高まり、資源節約のために、光ディスクの中で大量に使用されているポリカーボネイト樹脂を回収し、回収したポリカーボネイト樹脂を再活用するリサイクルが進められている。
光ディスクからポリカーボネイト樹脂を回収する回収方法として、例えば、光ディスクを粉砕し、粉砕した光ディスクを溶剤処理した後に、処理後の光ディスクからポリカーボネイト樹脂を回収する方法が提案されている。しかし、この回収方法は、粉砕後の光ディスクからポリカーボネイト樹脂を回収するので、ポリカーボネイト樹脂と金属被膜等との分別が煩雑であるという問題がある。
この問題を解決するために、特許文献1には、低圧高速空気流に研掃材を混入させ、この研掃材を光ディスクの金属被膜に吹き付ける低圧ブラスト処理を施し、光ディスクから金属被膜を剥離除去する技術が開示されている。
しかし、特許文献1に開示されている低圧ブラスト処理を施す剥離方法は、ブラスト研掃材の管理が必要であるので、その管理が煩雑であるという問題がある。また、ブラスト研掃材を使用する剥離方法は、環境面において敬遠される傾向にある。なお、この問題は、光ディスク以外の合成樹脂製の部材表面に無電解メッキを施した自動車部品やその他の部品類においても、同様に生じる問題である。
上記問題のうち光ディスクに係る問題を解決するために、特許文献2には、ターンテーブル上に載置した光ディスクを回転させると共に、光ディスクの金属被膜にノズルから高圧水を噴射させながら光ディスクの径方向にノズルを移動させ、光ディスクの金属被膜を剥離する技術が開示されている。
しかし、特許文献2に開示されている高圧水を利用する剥離方法は、各処理毎に、ターンテーブル上に光ディスクを載置させる必要があると共に、ターンテーブル上に載置した光ディスクの回転と共に光ディスクの径方向にノズルを移動するバッチ処理が必要となる。このため、例えば、複数枚の光ディスクを剥離処理する場合に、処理する光ディスク毎にバッチ処理が必要となるので、剥離処理の効率が低いという問題がある。
特開平11−277535号公報 特開平10−83578号公報
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、光ディスクの表面から金属被膜を剥離除去する効率を高めることができる被膜剥離装置及び被膜剥離方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、樹脂材の表面に金属被膜が設けられている物品について、当該物品の樹脂材の表面から金属被膜を効率よく適切に剥離除去することができる被膜剥離装置及び被膜剥離方法を提供することを目的とする。
本発明は、樹脂材の表面に金属被膜が形成されている光ディスクから前記金属被膜を剥離する被膜剥離装置において、前記光ディスクを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送される光ディスクの金属被膜に高圧水を噴射する複数のノズルを前記搬送手段が光ディスクを搬送する搬送方向に直交する幅方向に略直線状に配設したノズルヘッドであって、前記複数のノズルのうち前記幅方向の両端のノズル間の距離を前記光ディスクの直径と略同一とし、前記複数のノズルのうちの他のノズルを、前記両端のノズルの間に所定間隔で配設したノズルヘッドと、前記ノズルヘッドに配設されている複数のノズルのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離以上の振動となるように、前記ノズルヘッドを揺動させる揺動手段とを有することを特徴とする被膜剥離装置である。
本発明は、樹脂材の表面に金属被膜が形成されている光ディスクから前記金属被膜を剥離する被膜剥離方法において、前記光ディスクを搬送手段によって搬送する搬送工程と、前記搬送手段によって搬送されている光ディスクの金属被膜に略直線状に配設された複数のノズルから高圧水を噴射する高圧水噴射工程とを具備し、前記複数のノズルのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離をjとした場合に、前記複数のノズルの移動軌跡がj/2以上の半径を有する円状となるように、高圧水を噴射することを特徴とする被膜剥離方法である。
本発明によれば、光ディスクの表面から金属被膜を剥離除去する効率を高めることができるという効果を奏する。また、本発明によれば、樹脂材の表面に金属被膜が設けられている物品について、当該物品の樹脂材の表面から金属被膜を効率よく適切に剥離除去することができるという効果を奏する。
本発明の実施の形態である被膜剥離装置及び被膜剥離方法について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本願明細書等において、光ディスクは、CD−ROM、DVD−ROM等の光学式の情報記録媒体を示す。
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の実施の形態である光ディスクの被膜剥離装置を示す斜視図である。
図1(1)は、本発明の第1の実施の形態である光ディスクの被膜剥離装置100を示す斜視図である。
図2は、光ディスクの被膜剥離装置100を構成するノズル揺動装置10を示す断面図である。
被膜剥離装置100は、ノズル揺動装置10と、光ディスク搬送部110と、操作部(図示せず)と、制御部(図示せず)とで構成されている。ノズル揺動装置10は、その上端部に配管50が接続され、配管50を介して高圧水発生装置200と接続されている。
高圧水発生装置200は、高圧水を配管50に出力する高圧水発生装置である。
ノズル揺動装置10は、8つのノズル11a〜hと、ノズル保持部12と、管軸13と、ケース14と、回転部材15と、第一歯車16と、フレーム17と、ホース18と、配管接続部19と、モータ20と、第二歯車21と、軸受30a〜30dと、軸受31a〜31dとを有する。
ノズル11a〜hは、ノズル保持部12に設けられ、高圧水発生装置200から出力された高圧水を噴射(吐出)するノズルである。例えば、ノズル11a〜hから噴射される高圧水の圧力は、30MPa〜150MPaであり、ノズル11a〜hのノズル径は、φ0.1〜φ0.4である。なお、ノズル11a〜hから噴射する高圧水の噴射角度は、図1に示すように、管軸13の軸線方向に対して0度の場合を示すが、0度以外に適度に角度をつけるようにしてもよく、高圧水の噴射角度がこれに限定されるわけではない。
ノズル保持部12は、ノズル11a〜hを直線上に保持する保持部であって、管軸13に設けられている。具体的には、ノズル11a〜hを光ディスクの搬送方向に直交する幅方向に略直線状に配設すると共に、ノズル11a〜hのうち幅方向の両端のノズル11a、h間の距離を光ディスクの直径と略同一とし、ノズル11a〜hのうちの他のノズル11b〜gを、両端のノズル11a、hの間に所定間隔で配設する。なお、第1の実施の形態では、8つのノズル11a〜hについて説明するが、7以下または9以上のノズルをノズル保持部12に備えた場合についても、第1の実施の形態を適用することができる。また、ノズル11a〜hは、図1に示すように、ノズル保持部12に直線上に設けられているが、千鳥状に設けるようにしてもよく、光ディスク搬送部110が光ディスクを搬送する搬送方向と、これに直交する幅方向とに互いに位置をずらして、ノズル保持部12にノズル11a〜hをそれぞれ配設するようにしてもよい。
管軸13は、一端がノズル保持部12を支持し、他端がホース18に接続された可撓管である。ホース18と管軸13とを介して高圧水発生装置200からの超高圧水がノズル保持部12に送入すると、ノズル保持部12の途中で超高圧水が8つに分岐し、8つのノズル11a〜hに分流される。分流された超高圧水が8つのノズル11a〜hから噴射する。
回転部材15は、管軸13を軸受30a〜dで回転自在に係止する孔を有すると共に、ケース14に設けられた軸受31a〜dによってケース14に回転自在に係止されている。なお、回転部材15の孔は、ホース18側では回転部材15の回転中心に設けられ、ノズル保持部12側に進むに従って、回転中心から離れるように設けられている。例えば、ノズル保持部12側における回転部材15の孔の開口部と回転部材15の回転中心との距離をiとする。
第一歯車16は、回転部材15に設けられ、モータ20の出力軸に設けられている歯車21と係合する歯車である。
ホース18は、一端が管軸13に接続され、他端が配管接続部19に接続された耐超高圧性のホースである。配管接続部19は、配管50と接続されている。
モータ20は、ケース14に固定され、制御部からの制御に基づいて、出力軸に設けられている歯車21を回転させる速度可変モータである。モータ20が歯車21を回転させると、歯車21に係合されている歯車16と共に回転部材15が回転する。また、ケース14内で回転部材15が回転すると、回転部材15に設けられた孔が回転部材15の回転中心を中心とする円周上を移動する。この場合に、ノズル保持部12側における回転部材15の孔の開口部と回転部材15の回転中心との距離がiであるので、当該孔の開口部が半径をiとする円周運動を行う。
また、孔の円周運動と同様に、孔に回転自在に係止されている管軸13が、回転部材15の回転中心を中心とした円周運動を行う。このように、管軸13が円周運動をすると、管軸13の一端に設けられたノズル保持部12と、ノズル保持部12に保持されているノズル11a〜hとが円周運動を行う。このため、ノズル11a〜hから噴射された水が円状の噴射軌跡を描く。なお、ノズル11a〜hのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離以上の振動となるように、ノズル11a〜h及びノズル保持部12を揺動させる。つまり、ノズル11a〜hを等間隔に配置した場合に、各間隔の距離をjとすると、j≦2iとなるように、ノズル11a〜h及びノズル保持部12が円周運動を行う。または、ノズル11a〜hのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離をjとした場合に、ノズル11a〜hの移動軌跡がj/2以上の半径を有する円状となるように、高圧水を噴射する。なお、揺動とは、一般的に、軸体の回転運動と軸体の円周運動との2つの運動を組み合わせた複合回転運動を意味するが、本明細書における揺動とは、軸体自体は回転せずに、軸体が円周運動のみをすることを意味する。
図3(1)は、ノズルから噴射された水の軌跡の一例として、直列に配置された6つのノズルから噴射された水の軌跡を概略的に示す図である。このように、各ノズル11a〜hから噴射される高圧水の噴射パターンは一種の面となる。
図3(2)は、ノズルから噴射された水の軌跡の一例として、ノズル保持部に2のノズルのみを配設し、2のノズルの設置間隔をCD300aの直径よりも大きくし、ノズル保持部を回転させた場合における水の軌跡を概略的に示す図である。このようにした場合には、図3(2)に示すように、光ディスクの搬送方向に直交する幅方向の両端部分に噴射軌跡が集中し、高圧水の噴射パターンにムラが発生する。
操作部は、被膜剥離装置100を操作するための各種情報を入力すると共に、入力された情報を制御部に出力する。
制御部は、図示しないCPUとメモリとを有する。CPUは、メモリに記憶されている各種制御プログラムに基づいて、被膜剥離装置100全体と、高圧水発生装置200とを制御するものである。メモリは、操作部から入力された各種情報を記憶すると共に、各種制御プログラムを記憶するメモリである。
光ディスク搬送部110は、搬送コンベア111と、コンベア駆動用モータ(図示せず)と、濾過機(図示せず)と、排水タンク(図示せず)とを有する。
搬送コンベア111は、メッシュベルトからなり、光ディスク300を搬送するコンベアであり、コンベア駆動用モータによって駆動される。また、図1(1)に示すように、搬送コンベア111の上方にノズル揺動装置10が配設され、ノズル11a〜hの高さを調整するためのノズル高さ調整装置(図示しない)が被膜剥離装置100に設けられている。また、ノズル11a〜hが噴射した高圧水を濾過機が濾過し、濾過機が濾過した水を排水タンクが排水する。
図4は、光ディスクの一例であるCD(CD−ROM)300aの一般的な構造を示す断面図である。
CD300aは、中央部に孔部310が設けられ、樹脂材301と、金属被膜302と、コーティング層303とで構成されている。なお、樹脂材301として、ポリカーボネイトやアクリル系樹脂等が使用される。具体的には、樹脂材301の片面に、アルミまたはアルミ合金を蒸着して形成された金属被膜302が設けられ、金属被膜303の表面(蒸着面)は、透明な硬質樹脂からなるコーティング層303によって覆われている。また、樹脂材301の金属被膜302が蒸着される側の片面には凹凸が形成され(図示せず)、データが書き込まれるピットが形成されている。金属被膜302は、ピットに照射される読み取り用のレーザビームを高い反射率で反射するためのものである。金属被膜302の厚みは0.1μm程度であり、CD300a全体の厚みは1.2mmである。
次に、被膜剥離装置100の動作について説明する。
図1(1)に示すように、蒸着面を上側にしたCD300aを搬送コンベア111上に所定間隔で載置し、搬送コンベア111を駆動させる。この場合に、被膜剥離装置100のノズル11a〜hが噴射する高圧水の領域内をCD300aが通過するようにCD300aを載置する。続いて、搬送コンベア111がノズル11a〜hの下までCD300aを搬送する。続いて、搬送コンベア111上に載置されたCD300aがノズル11a〜hの下を通過する際に、各ノズル11a〜hがCD300aに高圧水を噴射し、CD300aに形成された金属被膜302を剥離する。この場合に、各ノズル11a〜hは、図3(1)に示す軌跡を描くように高圧水を噴射するので、各ノズル11a〜hから噴射される高圧水の噴射パターンは一種の面となる。このために、高圧水をCD300aに均一に吹き付けることができ、剥離ムラの発生を防止する。続いて、ノズル11a〜hの下を通過し剥離作業が終了したCD300aを、搬送コンベア111が搬送する。上記各動作を順次実行する。
このように、搬送コンベア111上に載置されたCD300aを搬送している途中で、各ノズル11a〜hがCD300aに高圧水を噴射し、この噴射された水がCD300a上で円状の噴射軌跡を描くので、樹脂材301と金属被膜302との層の間に水が入り込み易い。このため、流体に満たされた状態でジェット噴流を噴射した場合に、ひび割れ部に入り込んだ噴流が、その反作用でジェト軸の直角方向に加工物の破壊面を押し広げようとする現象である水くさび効果が、CD300a上で発生し、剥離効果が大きいという効果を奏する。
したがって、第1の実施の形態によれば、CD300aの表面から金属被膜を剥離除去する効率を高めることができる。
[第2の実施の形態]
図1(2)は、本発明の第2の実施の形態である光ディスクの被膜剥離装置101を示す斜視図である。
被膜剥離装置101は、回転テーブル(回転式作業台)111aを具備する光ディスク搬送部110a以外の構成は、被膜剥離装置100の構成とほぼ同じである。
図1(2)に示すように、矢印120方向にCD300aを搬送する搬送機構(図示せず)によって、蒸着面を上側にしたCD300aを回転テーブル111a上に搬送し、CD300aを回転テーブル111a上に所定間隔で載置する。また、ノズル11a〜hの下を通過し剥離処理が終了したCD300aを回転テーブル111aが搬送し、矢印121方向にCD300aを搬送する搬送機構(図示せず)によって、回転テーブル111aの外部にCD300aを搬送する。上記各動作を順次実行する。
[第3の実施の形態]
本発明の第3の実施の形態は、図1(1)に示す光ディスク搬送部110の搬送コンベア111上に、2つのノズル揺動装置(ノズル揺動装置10、第二ノズル揺動装置)を設けたものである。具体的には、搬送コンベア111の進行方向に沿って、第二ノズル揺動装置、ノズル揺動装置10の順に配置する。また、剥離処理を実行する場合には、搬送コンベア111上に載置されたCD300aを搬送している途中で、第二ノズル揺動装置の各ノズルがCD300aに高圧水を噴射しCD300aの表面を剥離させ、第二ノズル揺動装置の剥離処理の後に、各ノズル11a〜hがCD300aに高圧水を噴射する。このように、CD300aの表面を第二ノズル揺動装置により剥離処理した後に、さらに、CD300aに高圧水を噴射するので、第二ノズル揺動装置により剥離処理した部分を介して樹脂材301と金属被膜302との層の間に水が入り込み易い。したがって、上記水くさび効果を高め、剥離効果をさらに高めることができる。
なお、第二ノズル揺動装置の各ノズルの数をノズル揺動装置10のノズルの数(8)よりも少なくするようにしてもよく、また、第二ノズル揺動装置の各ノズルの設置間隔をノズル揺動装置10のノズルの設置間隔よりも大きくするようにしてもよい。
つまり、第二ノズル揺動装置の各ノズルは、搬送コンベア111上に載置されたCD300aの搬送途中で、CD300aの表面に高圧水を幅方向適当間隔に噴射し、CD300aの表面を幅方向に適当間隔に剥離するようにする。続いて、第二ノズル揺動装置による剥離処理後に、第二ノズル揺動装置により剥離されていない部分を、ノズル揺動装置10の各ノズル11a〜hがCD300aに高圧水を噴射し、CD300aの全表面に高圧水をもれなく噴射する。
このようにすることによって、CD300aに金属被膜が残留することを防止し、剥離効果をさらに高めることができる。なお、第二ノズル揺動装置を設ける代わりに、CD300aの表面の一部を剥離するために、CD300aの表面に高圧水を噴射する1又は複数のノズルを具備する高圧水噴射装置を設けるようにしてもよく、第4の実施の形態で示す刃物を設けるようにしてもよい。
[第4の実施の形態](傷形成手段を設置)
本発明の第4の実施の形態は、図1(1)に示す光ディスク搬送部110の搬送コンベア111上に、CD300aの表面に傷を形成する傷形成手段を設けた実施の形態である。具体的には、搬送コンベア111の進行方向に沿って、傷形成手段、ノズル揺動装置10の順に配置する。なお、傷形成手段は、例えば、CD300aの表面に傷を付ける刃物やCD300aを切断する切断装置である。剥離処理を実行する場合には、搬送コンベア111上に載置されたCD300aを搬送している途中で、傷形成手段がCD300aの表面に傷を形成し、傷を形成した後に、各ノズル11a〜hがCD300aに高圧水を噴射する。このように、CD300aの表面に傷を形成した後に、CD300aに高圧水を噴射するので、形成した傷を介して樹脂材301と金属被膜302との層の間に水が入り込み易い。したがって、上記水くさび効果を高め、剥離効果をさらに高めることができる。
[第5の実施の形態]
本発明の第5の実施の形態は、図1(1)に示すノズル保持部12に保持されているノズル11a〜hのうちの両端のノズル(ノズル11a、h)を、このノズル11a、hからの高圧水がCD300aの側面に噴射されるように、搬送コンベア111上に載置されたCD300aの中心方向に傾けた実施の形態である。
このようにすることによって、CD300aに金属被膜が残留することを防止し、剥離効果をさらに高めることができる。
なお、上記各実施の形態を組み合わせるようにしてもよい。
DVD等のように樹脂材の両面に金属被膜が設けられている光ディスクを剥離処理する場合には、光ディスクの側面の真中で2つに分離し、金属被膜が設けられている表面について剥離処理をする。または、各面について順次剥離処理をすることができる。
以上で示したように、各実施の形態によれば、光ディスクを剥離処理する場合に、溶剤やブラストを使用しないので、作業環境を向上させ、管理を容易にすることができる。また、光ディスクから剥離した金属被膜を別途回収することが容易であるので、複雑な分別回収を必要としない。さらに、高圧水噴射方向の光ディスクを相対的に横断するように移動させることにより、処理量を大幅に向上させることができる。つまり、光ディスクの表面から金属被膜を剥離除去する効率を高めることができる。
なお、ポリカーボネイトやアクリル系樹脂等の樹脂材の表面にアルミまたはアルミ合金等の金属被膜が設けられている光ディスク以外の物品について、当該物品の樹脂材の表面から金属被膜を剥離処理する場合に、上記各実施の形態を適用することができる。
ポリカーボネイトやアクリル系樹脂等の樹脂材の表面にアルミまたはアルミ合金等の金属被膜が設けられている光ディスク等の物品について、当該物品の樹脂材の表面から金属被膜を剥離処理する場合に本発明を利用することができる。
本発明の実施の形態である光ディスクの被膜剥離装置を示す斜視図。 ノズル揺動装置10を示す断面図。 ノズルから噴射された水の軌跡を概略的に示す図。 光ディスクの一例であるCD300aの一般的な構造を示す断面図。
符号の説明
10……ノズル揺動装置、
11a〜h……ノズル、
12……ノズル保持部、
13……管軸、
14……ケース、
15……回転部材、
16……第一歯車、
17……フレーム、
18……ホース、
19……配管接続部、
20……モータ、
21……第二歯車、
30a〜30d、31a〜31d……軸受、
50……配管、
100……光ディスクの被膜剥離装置、
110……光ディスク搬送部、
200……高圧水発生装置。

Claims (6)

  1. 樹脂材の表面に金属被膜が形成されている光ディスクから前記金属被膜を剥離する被膜剥離装置において、
    前記光ディスクを搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段によって搬送される光ディスクの金属被膜に高圧水を噴射する複数のノズルを前記搬送手段が光ディスクを搬送する搬送方向に直交する幅方向に略直線状に配設したノズルヘッドであって、前記複数のノズルのうち前記幅方向の両端のノズル間の距離を前記光ディスクの直径と略同一とし、前記複数のノズルのうちの他のノズルを、前記両端のノズルの間に所定間隔で配設したノズルヘッドと、
    前記ノズルヘッドに配設されている複数のノズルのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離以上の振動となるように、前記ノズルヘッドを揺動させる揺動手段と、
    を有することを特徴とする被膜剥離装置。
  2. 前記ノズルヘッドは、前記複数のノズルを、前記搬送方向と前記幅方向とに互いに位置をずらして、それぞれ配設することを特徴とする請求項1に記載の被膜剥離装置。
  3. 前記搬送手段によって搬送される光ディスクの搬送途中において前記複数のノズルが前記光ディスクの金属被膜に高圧水を噴射する工程の前に、前記光ディスクの金属被膜に高圧水を噴射する1又は複数のノズルを具備する高圧水噴射装置を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の被膜剥離装置。
  4. 前記搬送手段によって搬送される光ディスクの搬送途中において前記複数のノズルが前記光ディスクの金属被膜に高圧水を噴射する工程の前に、前記光ディスクの金属被膜に傷を付ける傷形成手段を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の被膜剥離装置。
  5. 前記ノズルヘッドに配設されている複数のノズルのうち前記幅方向の両端のノズルを、前記搬送手段によって搬送されている光ディスクの側面にかけて斜め上方から噴射するように前記ノズルヘッドに配設することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の被膜剥離装置。
  6. 樹脂材の表面に金属被膜が形成されている光ディスクから前記金属被膜を剥離する被膜剥離方法において、
    前記光ディスクを搬送手段によって搬送する搬送工程と、
    前記搬送手段によって搬送されている光ディスクの金属被膜に略直線状に配設された複数のノズルから高圧水を噴射する高圧水噴射工程と、
    を具備し、前記高圧水噴射工程において、前記複数のノズルのうちの隣接する2のノズル間の距離のうちで最大の距離をjとした場合に、前記各ノズルの移動軌跡がj/2以上の半径を有する円状となるように、高圧水を噴射することを特徴とする被膜剥離方法。
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