JP3626098B2 - 研削用ビーズとビーズの製造方法並びに製造装置 - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、各種金属・合成樹脂製部品等の研削、塗装膜・サビ・バリ・接着剤層・シールなどの剥離や、各種工具・ジグの洗浄・研磨、道路面標示標識又はコンクリート壁面汚れなどの瞬間剥離に用いるビーズにかかるものであり、更にそのビーズの製造方法並びに製造装置に関する。
【背景技術】
熱硬化性樹脂の微細なビーズを、空気圧により吹き付けて各種金属・合成樹脂・木材・ガラスなどの素材表面の研削や、塗装膜・サビ・バリ・接着剤層・シール・ワックスの剥離、或いは道路白線等の路面標識・コンクリート壁面又はタイルの汚れ、落書きなどを瞬間剥離する方法が知られている。例えば、特開平４−１０１７７６号では、熱硬化性樹脂に補強材、充填材等のフィラーや着色剤等を添加混練し、加熱成形して硬化させた成形物を粒度５〜１００メッシュに粉砕して塗装の下地処理用研磨材とし、これを金属製品の塗装面に吹き付けて塗膜を剥離することを開示している。特開昭６１−１５２３７０号では、熱硬化性樹脂を硬化粉砕した微粒子をチタンカップリング剤で処理し、これを硬化前の熱硬化性樹脂に分散させた後、硬化、粉砕して研磨材とすることを開示している。また、特開平８−７３８１３号では、研掃用樹脂粒に研掃対象物での帯電を消去するため、研掃用樹脂粒にエーテル・ニトリル系化合物からなる電位消去材を配合してブラスト研削やバレル加工に使用される研掃材について開示している。更に、特開平８−９０４２０号では、熱硬化性樹脂の粗粉砕後文は微粉砕後に粉砕品を熱処理することにより、樹脂粒研磨材の硬度の均一化、衝撃破壊強度の向上、含水率の均一化をはかった研磨材について開示している。
熱硬化性樹脂は、微粉末乾燥樹脂及び粒状成形品用樹脂として古くから製造され、販売されている。素原料（素資材）としてのメラミン樹脂、ユリア樹脂は、汎用品として比重、硬度など規格化され（JIS Ｋ6917、同Ｋ6916）ており、メラミンパウダー６０〜７０％、メラミン１モルに２〜４モルのホルマリン（ホルムアルデヒドの３０〜４０％水溶液）、触媒０．１％、パルプなどの充填材４０〜３０％を用いて成形したメラミン樹脂は、表面が硬く、無充填材の場合の比重：１．４８前後のものがある程度上昇することも知られている。
従来の剥離材、研削材または研掃材は、断面円形又は多角形の細線状の熱硬化性樹脂成形物を切断して円筒または角筒状の微細片としたものであるから、対象物（ワーク）に吹き付けたときに剥離能力が不十分で、完全剥離までに時間を要するものであり、また粒度調整に限界があった。
そこで、本発明の第１の目的は、熱硬化性樹脂成形物の粉砕物で、各粒子が実質的に鋭利な稜線で囲まれた不定形な多面体微細物とされ、かつ分級段階の粒度がある範囲内にほぼ均質化されているビーズを提供することにある。さらに、本発明の第２の目的は、熱硬化性樹脂のプレート状成形物を粗砕したのち、ロール表面に１／２ピッチ位相ズレした凹凸を形成したロール間で粉砕することにより、鋭利な稜線を持つ不定形な多面体の研削・剥離用ビーズを製造する方法、装置を提共することを目的とする。
【発明の開示】
上記目的を達成するため、本発明ビーズは次のような構成を具えたことを特徴とする。
すなわち、本発明は、熱硬化性樹脂成形物の粒径１０００〜約５．０μｍ範囲の破砕物で、各粒子が実質的に鋭利な稜線で囲まれた不定形で微細な多面体とされ、かつ分級段階ごとの粒度がある範囲内にほぼ均質化されている研削・剥離用ビーズである。熱硬化性樹脂中には、パルプ及びガラス繊維布砕片を充填し、さらにカーボン、人造黒鉛又は金属繊維を配合している。具体的には、凝縮後の熱硬化性樹脂素材中に、パルプ３０〜４０％、ガラス繊維布細片０．１〜０．５％を配合し、同樹脂の熟成乾燥後に静電気発生抑制と帯電抑制のため炭素粉または導電率０．２〜０．３の人造黒鉛と、比重を１．８以上に上昇させるために金属紛又は金属繊維０．１〜０．５％を配合する。
上記ビーズを製造するため、本発明では、熱硬化性樹脂のプレート状成形物をサイコロ状又はペレット状に破砕（荒割）したのち、これを向かい合うロール表面の凹凸が１／２ピッチの位相ズレをもって配置された多段式の破砕ロールで粉砕することにより、鋭利な稜線を持つ不定形な多面体微細物（ビーズ）とする。
本発明では、熱硬化性樹脂としてメラミン樹脂（メラミン−フォルムアルデヒド樹脂）、ユリア樹脂（尿素−フォルムアルデヒド樹脂）、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、アクリル、グアナミン、エポキシまたはポリウレタンなどの単独、又は硬度・比重・粘度の異なる熱硬化性樹脂の数種を混合することができる。これらの資材は、使用によっても無公害であるもの、利用範囲の拡大を目的として電気的絶縁抵抗の大きなもの、対アルカリ・酸に強いもの、比較的対熱温度が高いもの、燃焼のおそれ（引火性、発火性）がないもの、毒性（スチレン、エステル等）がないもの、更には、リサイクル使用の最中、ノズルからの噴射の衝撃で比較的粉状になりにくい粘性のあるもの、などの観点から選択される。好ましくは、メラミン樹脂にユリア樹脂及び／又はフェノール樹脂を配合した樹脂プレート状成形物を粉砕するか、あるいはメラミン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂の異種プレートをそれぞれ粗く破砕（粗砕）し混合したのち、粉砕して不定形な多面体繊細物とするものである。
鋭利多角面を持つビーズの吹き付けによるハンマー作用によって研削・剥離効果を発揮するが、１種または異種同硬度のビーズによるハンマー作用では、「対象物素地を傷める」、「ビーズ自体のクラッシャーを惹起させる」という２つの問題を生じる。そこで、本発明者は、異種硬度のビーズを数種混合させたビーズを用いて研削又は剥離の実験を繰り返し行ったところ、より硬度の低いビーズ群が緩衝材となって対象素地を傷めず（緩衝効果）、ビーズ自体のクラッシュを防止を発揮でき、リサイクル回数が更に増加することを確認した。
ビーズを製造する装置としては、熱硬化性樹脂のプレート状成形物を約２〜４mm角（最大厚み５mm、１辺約７mmの扁平物）の不定形物なサイコロ状ないしペレット状に破砕するクラッシャー部と、クラッシャー部で破砕された破砕物中の金属・異物類除去する選別部と、一対のロール表面に１／２ピッチの位相ズレをもつ凹凸が形成されて選別部で選別された破砕物を粗砕する粗砕ロールを具えた粗砕部と、粗砕部の粗砕ロールと同様ロール表面に１／２ピッチの位相ズレをもつ凹凸が形成されて粗砕部で得た粗砕物を粒径１０００〜５０μｍで鋭利な稜線をもつ不定形な微細多面体のビーズに加工する多段式粉砕ロール対を具えた粉砕部と、前記粉砕部の下流に配置した分級装置と、から構成される。
上記多段式粉砕ロール対を具えた破砕部は、粉砕ロールの凹凸ピッチ及び対向ロール間のクリアランスを最適なものに設定することでビーズ粒径の変更、調整を行う粒度調整機構を具えている。
更に、このビーズ製造装置は、粉砕部の下流に風力分級機、電力分級機、振動篩い機等の分級装置を配置してビーズを分級し、分級されたビーズを計量、袋詰して、所定量の剥離用ビーズ包装品とする。また、分級各段階におけるメッシュ上または下の細粒物を選別部の上流又は粗砕部の上流にリターンさせる循環ラインを備え、クラッシャー部から分級装置までの各段階で生じる微細粒を含む粉塵を粉塵処理装置に導く粉体輸送コンベヤ又はダクトを備えている。
前記分級装置としては、順次編み目を細かくした数段の篩い網を有し、各篩い網上にあたる篩い機からシュートを導出した振動篩い機が好適である。第１段メッシュアップのものは前記粉砕機に送られて再度粉砕され、最下段メッシュアンダーは粉塵として廃棄され、第２段以下の中間段メッシュ上のものはフレコン詰め機又は２０キロ袋詰め機に送られて計量、袋詰めされて順次搬出される。
この発明によって得られたビーズは、各種金属・合成樹脂・木材・ガラスなどの製品を傷つけることなく研削し、或いは塗装膜・接着剤層・シール・ワックス・コンクリート壁面又はタイルの汚れ、落書き消しなどの瞬間剥離に用いる。加工対象品（ワーク）としては、上記製品素材のほか、装置・部品の塗装剥離、サビ落とし、塗装不良品の再生、電装品・成型品・金型・ジグ等の洗浄、研掃、研磨、路面標識（白線等）や建造物の付着物又はシール等の剥離に使用される。上記ビーズ使用による効果としては、研削・剥離スピードの迅速化により、作業時間の短縮が可能になったこと、ワークを傷つけないこと、コストの削減、粉塵や騒音の発生が少ないこと等が挙げられる。
また、本発明のビーズは、下記のように、帯電防止性、経済性及び研削／剥離性に優れ、かつリサイクル性に適している。
１．まず、本発明では、この一般汎用品素原料（厚み２〜５ｍｍのプレート状樹脂成形品）の製造過程において、特定の充填材を配合することにより剥離用ビーズの剥離効果の向上をねらう。
ａ．充填材として、炭素粉（カーボンブラック）を配合する（微量％）。
目的：導電性の高い材料を配合することでブラスト時の静電気発生を抑制する。
ｂ．金属粉、金属繊維を混入する（微量％）。
目的：通常汎用品の比重が1.30〜1.48であるのに対し、比重を1.8〜2.0に上げる。ブラスト対象物の素材表面を損傷させる懸念のない鉄製品研磨、路面付着物除去作業などに有効である。
ｃ．パルプ・セルロース繊維又はガラス繊維布細片を混合する。
目的：硬度、機械的強度を増加させる。
２．メラミン樹脂とユリア樹脂の混合でブラストの衝撃強度を調整する。
樹脂プレートの成形：上記素原料を金型に充填し、加圧（150〜200kg/ｃｍ²）、加熱（130〜165℃）のもとで成形（60〜180秒／mm）する。成形品の厚みによって成形時間は異なるが、低温で成形時間を長くすることで、高い硬度のものが得られる。
３．用途別に研削・剥離用ビーズの分級規格〔出願人命名のＭＧ（ＭＡＧＩＣ−ＧＥＭ）シリーズ番号〕を示すと次のとおりである。
a.一般金属用（硬い素材）
ＭＧ−０ １５００μｍアップ
ＭＧ−１ ２０メッシュアンダー又は８４０μｍアップ
ＭＧ−３ ２０〜３０メッシュ（８４０〜５００μｍ）
b.アルミ（軟らかい素材）
ＭＧ−５ ３０〜５０メッシュ（５００〜３００μｍ）
ＭＧ−７ ５０〜７０メッシュ（３００〜２１２μｍ）
c.樹脂製品、電子部品または塑造品などの高級品
ＭＧ−１０ ７０〜１４０メッシュ（２１２〜１０６μｍ）
ＭＧ−１４ １０６μm以下。
４．リサイクル性
ブラスト作業時の対象物への吹き付けにより、ビーズが破砕されて粒径が小さくなり、かつ鋭利な稜線部分が丸みを帯びるが、これを所定の粒度毎に篩い分けて再利用する。ビーズ径が細かくなっても個々の粒子の多面体形状、研削・剥離効率は変わらない。対象品の硬軟の程度、ビーズの硬度、比重、空気圧力、吹付け角度、吹付け距離などにより数回〜数十回再利用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明剥離用ビーズ製造方法のフローチャートである。
図２は、本発明を実施するビーズ製造装置の概略を示す配置図である。
図３は、図２の粉砕部の斜視図である。
図４は、図３における粉砕ロール対の拡大斜視図である。
図５は、粉砕ロールの凹凸歯の拡大断面図である。
図６は、粉砕ロールの凹凸歯の変形を示す拡大断面図である。
図７は、図２における粉砕から包装まで各部の詳細を示す配置図である。
図８は、剥離用ビーズの一群を例示する拡大平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
図１はビーズの製造フローを示す。メラミンパウダー１a、ホルマリン１ｂ及びアルカリ又は酸触媒１ｃを反応槽２に投入し重合凝縮させたのち、混合槽３に移して充填材として３０〜４０％のパルプ３aと、０．１〜０．５％のガラス繊維布細片３ｂを混練する。熟成槽４、乾燥機５を経た後、ボールミル６内で、ブラスト時の静電気発生を抑制するための炭素粉（導電率０．３％のカーボンブラック）と比重上昇用の金属繊維等６ａを０．１〜０．５％配合するとともに、必要により着色材を配合する。
篩分け部７で異物を除去して成形材料（メラミン樹脂）８とする。これとほぼ同様な手順で得た成形材料（ユリア樹脂）８aを加え混練して成形材料８を調整し、加圧・加熱して成形加工して硬度、比重の異なる厚さ２〜５mmの樹脂プレート１０を得る。次に、上記各プレート１０をクラッシャによって約２〜４mm角のサイコロ状又はペレット状に破砕（１１）し破砕物をブレンド（１２）し、異物を磁気選別したのち、粗砕、粉砕によるビーズ製造、篩分け、計量、包装を経て出荷される。なお、素原料をプレート状物に成形加工し、破砕（クラシャー）から粉砕、包装までの工程を一貫して行うことに限らず、幾つかの工程に分けるか、各工程ごとに分業して最終製品ビーズを製造することができる。
〔ビーズ製造装置〕
図２はビーズ製造装置の概略を示す正面図、図３は図２における粉砕部の拡大斜視図、図４は図３における粉砕ロールの拡大断面図である。
図２に示すように、硬度、材質の異なる熱硬化性樹脂成形材料の複数種の樹脂プレート１０（厚み３〜５mm、３００×５００mm）をクラッシャー部１１で約２〜４mm角（最大厚み５mm×１辺７mmの扁平物）の不定形物なサイコロ状ないしペレット状に破砕（荒割）して混合部１２に投入する。図２では、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの６種の樹脂プレート１０を図示したが、これらは同じ材質のものに限らず、２種以上の材質のものを用いてもよい。すなわち、樹脂プレート１０は、メラミン樹脂、ユリア樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、アクリル、グアナミン、エポキシまたはポリウレタン等の成形材料、から選ばれたものを使用するが、メラミン６０〜８０％にユリア４０〜２０％を混合したもの、あるいはメラミン、ユリア、フェノール樹脂を混合するなど、２種以上の混合材料を成形したものでもよい。また、メラミン樹脂プレートとユリア樹脂プレートまたはフェノール樹脂プレートをそれぞれクラシャーで破砕したのち混合してもよい。
クラッシャー１１は、従来のハンマーミル、円盤粉砕機、コーン粉砕機、オシュレータ等とは異なり、ロータに数枚の可動刃（鋸歯状刃をもつクローズドフラットカッタ）を取り付け、ロータの回転により固定刃との問で破砕するタイプ（図示省略）が使用される。ハンマー式クラッシャー等は、粉砕品に多くのひび割れが現れるのみか、粉砕時の粉塵の発生が甚だしいため有効ではない。なお、樹脂プレート１０は、シート状物に限らず、熱硬化性樹脂材料の破砕物、例えば樹脂材料の成形時に発生するスプルー、ランナー及び成形不良品等を事前に破砕することにより、所定品質の約２mm角の不定形物が素材として安定に供給可能であれば、図２中のクラッシャー部１１を省略して直接混合部１２に投入してもよい。
〔破砕物の粉砕・篩分け〕
混合部（ブレンド部）１２の下部に自動供給機１３と整流フィーダ１３ａとを設ける。整流フィーダ１３ａによって流下する破砕物を、ほぼ均一厚さの層状に整流させて金属・異物類除去用の選別部１４に送る。選別部１４の下方には粗砕部（一対の粗砕ロール、静電気除去装置付き）１５、粉砕部（多段式粉砕ロール対、静電気除去装置付き）１６を設け、更に切替弁１７を介して篩分け部１８に連ねる。
篩分部１８は、微細粒を分級する風力分級機２１と、微細粒より大径粒を分級する電力分級機２２とで構成される。分級された粒体（剥離用ビーズ）は、包装出荷部にあたる自動計量機付き袋詰機２３、自動袋口縫機２４により、所定容量の剥離用ビーズ包装品となって搬送機２５等を用いて場外に搬出される。
電力分級機２２のメッシュ上の細粒物を循環パイプ２６ａに導入して選別部１４の上流にあるホッパ付き整流フィーダ１３ａにリターンさせ、また、風力分級機２１のメッシュ上の細粒物を循環パイプ２６ｂに導入して粗砕部１５の上流にリターンさせる。各段階で生じる粉塵は、図２の点線に示すようなダクト２７を通じて上方の粉塵処理装置（分離装置）２８に送り、所定の粒度以上のものを混合機１２に戻す、一方所定の粒度以下の微粉を集塵装置２９に送って処分する。
〔粗砕ロールの構成〕
図２において、１５ａ、１５ａは粗砕ロール、１５ｂはホッパ、１５ｃはホッパから流下する粗砕物をほぼ均一厚さの層状に整流させる整流フィーダである。粗砕ロール１５ａは、粉砕ロールについて後記するように、ロール表面の円周上定間隔に母線方向に延びる数条の横溝３５を有し、かつロール表面に多数の凹凸３６を形成させている。
クラッシャー部１１で２〜４mm角のサイコロ状ないしペレット状にされた破砕物を、粗砕ロール１５ａ、１５ａの回転によってほぼ２ｍｍ角に粗砕する。
〔粉砕部の構成〕
図３は、ビーズ製造装置における粉砕部１６の拡大斜視図、図４は架砕ロール対の斜視図である。フレーム３０に、一対の粉砕ロール３１、３１、３２、３２、３３、３３を上下３段に横架する。各ロール表面は円周上定間隔に母線方向に延びる数条（４個）の横溝３５と、ロール表面に多数の山形状凹凸３６を有している（図５）。後述のように、インデックスゲージダイヤル３７を操作してロール間隙を０．１ないし０．２mmに調整する（図４）。図６はロール表面に多数の角形状凹凸３６ａを形成させたものを示す。各ロール３１、３２、３３にはスクレーパ３８をそれぞれ接近配置する（図２）。
なお、図３中、４０は減速機付きモータ、４１、４２、４３は各段のロール軸、４４はモータと第１段ロール軸のスプロケット間に掛けたチェーン、４５は向かい合う各段ロール軸のスプロケット間に掛けたチェーンである。向かい合う第１段ロール軸間には、同期回転用歯車（図示省略）を噛み合わせている。
〔粉砕ロールのサイズ〕
粉砕（加工）部１６では、第１段から第３段に向かってロールの凹凸ピッチを漸減させる一方ロール回転数を漸増させる。例えば、各ロールの径は１５０mmで、各段の凹凸ピッチ及び回転数を示すと下記のとおりである。
第１段：ピッチ2.0mm、Ｖ_１に５００〜５２０rpm（５１７rpm）。
第２段：ピッチ1.2mm、Ｖ_２=Ｖ_１×１．２〜１．３（６３２rpm）。
第３段：ピッチ0.6mm、Ｖ_３=Ｖ_１×１．５前後（７７２rpm）。
なお、粗砕部１５のロールも同様の凹凸が形成されている。
製造工程では粗砕部、粉砕部で数段階の破砕ロールにより均質化をはかる。ビーズ形状の大きさの均質化をはかるためロール形状（凹凸ピッチ）及びロール間クリアランスを重要視し、その結果ビーズ粒径（サイズ）の変更が容易になった。
運転する前に、各段ロールの相対する山と谷３６、３６とが向かい合う位置に正しく設定（目合わせ）しておく必要がある。このため、軸方向可動に取付けた一方のロール（例えば図２の各段後側のロール）の軸受部に、ロールの軸心方向に延びるアジャストボルト（図示省略）を設け、このアジャストボルトの先端をフレームの側壁側に突き当てて目合わせ調節機構を構成させている。マニュアル操作でアジャストボルトの突き当て有効長さを加減して、後側ロールを軸心方向に僅かに移動させることでロール凹凸（山と谷）の目合わせ操作が達成される。
また、ロール間のクリアランスは、樹脂の硬度、材質、粒度等によって調整するが、通常O．１１〜０．３mm程度又はそれ以上である。前後方向可動に支持された他方のロール（例えば図２の各段前側のロール３１）の左右両軸受部に調節用ネジ３７ａを固着し、その先端にそれぞれインデックスハンドル（インデックスゲージダイアル）３７、３７を設けている。クリアランスを調整するには、インデックスハンドルを回動して左右又は左右何れかの軸受部を前後方向に移動することで行われる。なお図３では、フレーム右側のインデックスハンドル３７、３７のみを示し、左側のインデックスハンドルの図示を省略している。
〔製造工程〕
製造工程では粗砕部、粉砕部で数段階の特殊ロールにより均質化をはかる。ビーズ形状の大きさの均質化をはかるためロール形状（ピッチ、クリアランス）を重要視し、その結果ビーズ粒径（サイズ）の変更が容易になった。従来のハンマーミル、円盤粉砕機、コーン粉砕機、オシュレータ等とは異なる粉砕方法を採用した。また、粗砕加工部、粉砕加工部では、材料へ圧力、衝撃、勇断、摩擦の生じる場所（部位）での静電気発生を防止する静電気除去装置を設ける。
〔粒体分離〕
クラッシャー部から分級機（篩分け部）までの各段階で生じる微細粒を含む粉塵を、例えば、特許第２８９１６３１号（特開平８−２５２２３号）に開示したような粒体分離装置（粉塵処理装置）で再利用可能な粒体ビーズと粉塵とに分離する。
すなわち、この粒体分離装置は、円筒状の分離容器（分離室）と；前記分離容器の外周に形成された格納容器と；破砕工程中に生じるダスト及び再生可能な微細な粒体（ビーズ）を、圧縮空気とともに前記分離容器内に吹き込むため、格納容器の側壁を貫いて分離容器に取付けた搬入管と；前記分離容器内に配置されて、前記搬入管から送人されたダスト及び再生可能なビーズを質量の差によって拡散分離する拡散部材であって、間隔をあけて上下数段に重ねたパンチング孔又はスリット付き円板群からなる拡散部材と；前記格納容器の頂部近くの側壁に設けた、ダストの排出管と；塵挨分離後の再生可能なビーズを収容すべく、前記格納容器と分離容器との下部にまたがって配設されたタンクと、から構成されている。
〔分離容器の構成〕
また、分離容器（分離室）は、前記拡散部材を通過しなかった塵挨を格納容器の頂部近くの排出管側に排出すべく、前記拡散部材のビーズ受入れ面よりも上方に第１排出口を備え、前記格納容器が、拡散部材のパンチング孔又はスリットを通過して再利用可能ビーズ収納タンク内に流下し浮遊する塵挨を排出管側に排出すべく、当該収納タンクの上板に当たる格納容器の底部に開口する第2排出口を備えている。
上記分離装置によれば、分離容器内に配置した上下数段のパンチング孔またはスリット付き円板群からなる拡散部材により、再利用可能ビーズと塵挨が、極めて効率的に拡散されるので、分離精度を高き維持することができる。
上記粒体分離装置（粉塵処理装置）２８の詳細は、前記特許第2891631号に開示されているので図示を省略したが、各段階に発生する再利用可能なビーズと粉塵の混合物は、吸引ダクト２７によって分離容器（分離室）内へ搬送される。集塵機２９を稼動させているため、分離容器内は負圧状態となっている。従って、吹込口から吹き込まれたビーズおよび粉塵の混在物は、高速で分離容器の内壁、内蓋下面、最上部の拡散板の上面に、激しく衝突し拡散する。この時、粉塵は、第１排出口４６から吹出され、分離容器の外上面と格納容器の外蓋裏面との間の空間を通って排出口４６に至り集塵機２９に吸引される（図２）。
〔拡散板の構成・作用〕
次に、質量の大きい再利用可能粒体と、第１排出口４６から排出されなかった粉塵は、拡散板（図示省略）の各パンチ孔又はスリットを通り、拡散板上へと落下し拡散板上面と衝突し拡散する。ここで、再度、質量の小さい粉塵は舞上げられ、拡散板の各パンチ孔又はスリットを通り、第１排出口４６から排出される。
このような工程を経て、最後に、拡散板を通過した、再利用可能粒体と残りの小量の塵挨は、ホッパタンクの下方へと落下するが、その際、質量の小さい塵挨は、第２排出口４７から吹出され、分離容器２８の外壁と内壁の間の空間を通って粉塵排出口から排出される。
〔ビーズの再利用〕
ブラスト作業時のビーズ再利用について述べる。対象物への吹き付けにより、ビーズが破砕されて粒径が小さくなり、かつ鋭利な稜線部分が丸みを帯びるが、これを前記分離装置を用いて篩い分けてビーズを繰り返し再利用する。ビーズ径が細かくなっても個々の粒子の多面体形状、研削・剥離効率は変わらない。対象品の硬軟の程度、ビーズの硬度、比重、空気圧力、吹付け偶度、吹付け距離などにより数回〜数十回（例えば６０回）再利用可能である。ただし、ＭＧ−１４（１０６μｍ以下、例えば約５０μｍ）は１回のみの使用でリサイクルしない。
本実施例では、第１排出口４６だけではなく、拡散部材を通過した塵挨及び圧送空気を排出する第２排出口４７が設けられている（図２）。従って、塵挨を吹出す機会が増大し、再利用可能粒体への塵挨の混入を防止する。
第１排出口４６が、拡散部材の粒体受入れ面である拡散板の上面と対向して配設されている。従って、拡散部材により拡散された塵挨を容易に吹出すことができる。また、第１排出口４６が、拡散部材の粒体受入れ面である拡散板の上面よりも上方に配設されている。従って、質量の大きい再利用可能ビーズが第１排出口４６から吹出される可能性が低くなり、結果として、分離精度を高める。また、第２排出口４７が、再利用可能粒体収納タンクであるホッパの上方に設けられている。従って、質量の大きい再利用可能粒体が第２排出口４７から吹出される可能性が低くなる。
〔粉砕から包装まで各部の配置〕
図７は、粉砕から包装までの別例を示す各機器の配置図である。図２、３に示したロール式粉砕機１６によって粉砕されたビーズは振動篩２０によって分級される。この振動篩機２０は内部に、順次編み目を細かくした数段の篩い網５０〜５３（例えば、６、２０、３２、５０メッシュ）を有し、各篩い網上にあたる篩い機外壁からシュート５０ａ〜５３ａと最下段篩い下からシュート５４を導出してコンベヤ又はダクト５５〜５９にそれぞれ接続する。振動篩機２０の内部に設けた各段篩い網５０〜５３は任意のメッシュのものに交換でき、１０メッシュ以下から１５０メッシュの範囲内でビーズ大きさを分級することが可能である。
図７における粉砕機１６及び篩分け機２０は、２系統又はそれ以上並設可能であるが、説明を簡単にするため、１系統にした場合を図示し説明する。
ダクト５５に投入された６メッシュ以上のものは、異物を除去したのち粗砕機１５、粉砕機１６に送られて再度粉砕され、粉体輸送コンベヤ又はダクト５６に投入された６メッシュ以下〜２０メッシュ上のものは簾分けによってＭＧ−７，１０，１４とされる。コンベヤ５７に投入された２０メッシュ以下〜３２メッシュ上のものはＭＧ−３として第１の袋詰めライン６０に送られ、コンベヤ５８に投入された３２メッシュ以下〜５０メッシュ上のものはＭＧ−５として第２の袋詰めライン８０に送られる。
第１の袋詰めライン６０は、コンベヤ５７の下流端に設けた切替ダンパ６１によって１トン・フレコン（フレキシブルコンテナ）詰機６２と２０ｋｇ袋詰機７０に連接されている。フレコン詰機６２はレベル検知器付きホッパ６３、投入ダンパ６４、フレコン袋６５、台秤６６及び搬送コンベヤ６７から構成され、２０ｋｇ袋詰機７０はレベル検知器付きホッパ７１、計量並びに縫製ミシン付きホッパ７２、袋７４及びベルトコンベヤ７５、７６から構成されている。
第２の袋詰めライン８０は、粉体輸送コンベヤ５８の最下端に設けたレベル検知器付きホッパ８１、スクリューコンベヤ８２、投入ダンパ８３及び計量器付きホッパ８４によって構成されており、２０ｋｇ包装袋８６がコンベヤにより順次搬出される。
〔ビーズの例〕
ブラスト作業に際しては、前述のとおりなどの熱硬化樹脂で作ったビーズを数種混合する。これらのビーズ９０は、硬度（モース）３．０〜４．５、比重１．１〜１．５２、サイズ１０〜１５０メッシュ（約１０００〜１００μｍ）で、図８に一例を示すように（２５倍）、それぞれ鋭利な稜線をもつ不定形な多面体をなしている。ただし、１００μｍ以下（例えば５０μｍ）でも使用可能である。
所定の空気圧（２〜３ｋｇ／ｃｍ^２又はそれ以上の圧力）で噴射されたビーズによる剥離を１０mm径ノズル１本当たりの能力として示すと、ビーズ噴出量が１．９〜２．２０ｋｇ／minの場合、１ｍ^２当たり剥離時間は３〜６minである。なお、ビーズの使用リサイクル回数は、圧力によって異なるが、通常１５〜４０回又はそれ以上である。
上記ビーズの性能は、一次的には材質・硬度・比重が特定され、２次的には切削性能・耐摩耗性・耐熱性・対静電気特性に優れており、３次的にはブラスト作業時のスピードが高く、粉塵発生割合が少なく、再利用性ができ、ビーズ粉塵そのものは無公害で一般廃棄物として扱える、というものである。
次に、剥離作業の適性条件について説明する。
（ａ）空気圧力：０〜５kg/ｃｍ^２
（ｂ）ノズル径：３、４、５、６、７、８、８．５、１０mm
（ｃ）ビーズと空気の混合比はバルブで調整する。
（ｄ）噴射角度、距離は剥離対象物の形態に合わせる。
バンパーチップの剥離はＭＧ−０、硬材（鋼材等）の塗膜・酸化スケール及び道路標示の剥離にはＭＧ−１、塗膜・サビ・バリ・接着剤・シール・床ワックスなどの剥離・金属光沢面の防眩・壁又はトイレ等の洗浄にはＭＧ−３またはＭＧ−５、軟材（アルミなど）の塗膜・サビ・バリ・壁洗浄にはＭＧ−７、軟材の塗膜・床ワックス・壁又はトイレ洗浄にＭＧ−１０またはＭＧ−１４が使用される。
〔試験例１〕
メラミン樹脂６０％とユリア樹脂４０％の混合材料を加熱加圧して成形した厚さ３ｍｍの樹脂プレート状成形物をクラッシャーにより３〜５ｍｍのサイコロ状に破砕したのち、上記の装置によって粗砕、粉砕して２０〜６５メッシュの剥離材とし、これをアルミ缶塗装膜に吹き付けて塗膜を剥離した。６mm径ノズル１本当たりの能力は、空気圧２ｋｇ／ｃｍ^２、ビーズ噴出量１．０ｋｇ／minで、１ｍ^２当たり剥離時間３minで処理した結果、５０ミクロンの塗膜をきれいに剥離して金属アルミの光沢を現すことができた。
〔試験例２〕
メラミン樹脂プレートの破砕物７０％とユリア樹脂プレートの破砕物３０％とを混合し、これをクラッシャーにより破砕したのち、粗砕、粉砕して２０〜６５メッシュの剥離材とし、アルミ缶塗装膜に吹き付けて塗膜を剥離したところ、前同様塗膜をきれいに剥離することができた。
〔試験例３〕
メラミン樹脂とフェノール樹脂の混合材料で成形したプレート状樹脂成形物の破砕物を上記の装置によって破砕し粉砕して２０〜６５メッシュ剥離材とし、これをスチール缶の１００ミクロン塗装膜に吹き付けて塗膜を剥離した。６mm径ノズル１本当たりの能力は、空気圧３ｋｇ／ｃｍ^２、ビーズ噴出量１．０ｋｇ／minで、１ｍ^２当たり剥離時間３minで処理した結果、塗膜をきれいに剥離して金属光沢を現すことができた。
【産業上の利用可能性】
上記のように、本発明は、製造工程では粗砕部で粗砕したのち、数段階の粉砕ロールにより粉砕し篩分けすることで、ワーク加工の目的に適応する分級段階ごとに粒度が均質化された研削又は剥離用ビーズを容易に製造することができ、特に、粉砕ロールの形状（凹凸ピッチ、対向ロールのクリアランス）を重要視し、各種ワークの研削・研掃や瞬間剥離に適する不定形な多面体のビーズを提供することができる。粉砕ロールの形状を選択することによりビーズ粒径の変更、調整が容易となり、粉砕加工時における粉塵や騒音の発生が少なく効率的にビーズを製造することができる。また、ビーズサイズの粒度均質化により研削・剥離能が向上し、瞬間剥離などの作業時間の短縮をはかることができる。さらに、剥離対象品（ワーク）を傷つけず、例えば、アルミ缶、スチール缶、自動車バンパー等の塗膜を剥離して不用品を再生するなどの剥離作業に有用なビーズを効率的に製造することが可能である。
〔符号の説明〕
１ａ メラミンパウダー １ｂ ホルマリン １ｃ 触媒
２ 反応槽 ３ 混合槽 ３ａ パルプ
３ｂ 充填材 ４ 熟成槽 ５ 乾燥
６ ボールミル ６ａ 充填材 ６ｂ 着色材
７ 篩分け ８ａ、８ｂ 成形材料 ９ 混練部
１０ 樹脂プレート １１ クラッシャー部 １２ 混合部
１３ 自動供給部 １３ａ 整流フィーダ １４ 選別部
１５ 粗砕部 １５ａ、１５ａ 粗砕ロール
１５ｂ ホッパ １５ｃ 整流フィーダ １６ 粉砕部
１７ 切替弁 １８ 篩分け部 ２０ 振動篩
２１ 風力分級機 ２２ 電力分級機 ２３ 自動軽量機
２４ 自動縫装機 ２５ 搬送機 ２６ａ、２６ｂ 循環パイプ
２７ ダクト ２８ 分離装置(粉塵処理装置)
２９ 集塵装置 ３０ フレーム ３１、３２、３３ 粉砕ロール
３５ ロール横溝 ３６ 凹凸 ３７ インデックスゲージダイヤル
３７ａ 調節ネジ ３８ スクレーパ ４０ 減速機付きモータ
４１、４２、４３ ロール軸 ４４、４５ チェーン ４６ 第１排出口
４７ 第２排出口 ５０、５１、５２、５３ 篩い網
５５、５６、５７、５８ 粉体輸送コンベヤ（ダクト）
６０ 第１袋詰ライン ６１ 切替ダンパ ６２ フレコン詰機
６３、８１ レベル検知器付きホッパ ６４、８３ 投入ダンパ
６５ フレコン袋 ６６ 台秤 ６７ 搬送コンベヤ
７０ 袋詰機 ７５、７６ ベルトコンベヤ
８０ 第２袋詰めライン ８２ スクリューコンベヤ
８６ ２０ｋｇ袋 ９０ ビーズ

Claims (15)

1. 熱硬化性樹脂の成形材料調製に先立つ樹脂素材の第１の混合段階で、パルプ及びガラス繊維布細片を充填し、さらに熟成および乾燥後の第２の混合段階でカーボン、人造黒鉛、金属紛又は金属繊維と着色材を配合してなる熱硬化性樹脂成形物の粒径１０００〜約５０μｍ範囲の粉砕物であって、各粒子が実質的に鋭利な稜線を持つ不定形な多面体とされ、かつ分級段階ごとに粒度がほぼ均質化されていることを特徴とする研削用ビーズ。
2. 熱硬化性樹脂成形物は、メラミン、ユリア、フェノール、不飽和ポリエステル、アクリル、グアナミン、エポキシ及びポリウレタンから選ばれた１種または２種以上である請求項１に記載のビーズ。
3. 熱硬化性樹脂成形物は、メラミン、ユリア及び／又はフェノール樹脂の混合物である請求項１に記載のビーズ。
4. 熱硬化性樹脂の成形材料調製に先立つ樹脂素材の第１の混合段階で、バルブ及びガラス繊維布細片を充填し、さらに熟成、乾燥後の第２の混合段階でカーボン、人造黒鉛、金属紛又は金属繊維と着色材を配合してプレート状樹脂成形物を作り、この樹脂成形物をサイコロ状ないしペレット状に破砕したのち、向かい合うロール表面の凹凸が１／２ピッチの位相ズレをもって形成された多段式の粉砕ロールによって、熱硬化性樹脂成形物の粗砕物を粒径１０００〜約５０μｍに粉砕することにより、各粒子が実質的に鋭利な稜線を持つ不定形な多面体微細物とすることを特徴とする研削用ビーズの製造方法。
5. 重合凝縮後の熱硬化性樹脂素材中に、パルプ３０〜４０％、ガラス繊維布細片０．１〜０．５％を配合し、同樹脂の熟成乾燥後に静電気発生抑制と帯電抑制のため炭素粉または導電率０．２〜０．３の人造黒鉛と、比重を１．８以上に上昇させるために金属紛又は金属繊維０．１〜０．５％を配合させてなる請求項４に記載のビーズの製造方法。
6. プレート状樹脂成形物は、メラミン、ユリア、フェノール、不飽和ポリエステル、アクリル、グアナミン、エポキシ及びポリウレタンから選ばれた１種または２種以上からなる請求項４または５に記載のビーズの製造方法。
7. プレート状樹脂成形物は、メラミン、ユリアまたはフェノール樹脂の混合物である請求項６に記載のビーズの製造方法。
8. プレート状樹脂成形物は、メラミン樹脂７０〜８０％にユリア樹脂３０〜２０％を配合したことを特徴とする請求項７に記載のビーズの製造方法。
9. メラミン、ユリア、フェノール、不飽和ポリエステル、アクリル、グアナミン、エポキシ及びポリウレタンから選ばれた２種以上の成形材料でそれぞれ成形されたプレート状樹脂成形物を、各成形物ごとに破砕したのち混合して粉砕することからなる請求項４に記載のビーズの製造方法。
10. プレート状メラミン樹脂成形物とプレート状ユリア樹脂成形物を、それぞれサイコロ状ないしペレット状に破砕したのち、前者を６０〜７０％、後者を４０〜３０％の割合に混合して粉砕することを特徴とする請求項９に記載のビーズの製造方法。
11. 熱硬化性樹脂のプレート状成形物をほぼ２ｍｍ角に粗砕する粗砕ロールと、粗砕ロールによって得た粗砕物を、粒径１０００〜約５０μｍで鋭利な稜線を持つ不定形な多面体に粉砕すべく、向かい合うロール表面の凹凸が１／２ピッチの位相ズレをもって形成された多段式の粉砕ロールとを備えたことを特徴とする研削用ビーズの製造装置。
12. 熱硬化性樹脂材料のプレート状成形物をサイコロ状ないしペレット状に破砕するクラッシャー部と、
    クラッシャー部で破砕された破砕物中の金属・異物類除去する選別部と、
    選別部を経たサイコロ状ないしペレット状破砕物を約２ｍｍ角に粗砕すべく、ロール表面に１／２ピッチ位相ズレの凹凸が形成された一対の粗砕ロールを具えた粗砕部と、
    粗砕部で得た粗砕物を、実質的に鋭利な稜線をもつ不定形な多面体で粒径ほぼ１０００〜約５０μｍに粉砕すべく、前記粗砕ロールと同様ロール表面に１／２ピッチ位相ズレの凹凸が形成された粉砕ロール対を多段式に具えた粉砕部と、
    前記粉砕部の下流に配置されて、粉砕されたビーズ粒径を分級段階ごとにほぼ均一化する分級装置と、からなる剥離用ビーズの製造装置。
13. 熱硬化性樹脂のプレート状成形物を約２〜４ｍｍ角の不定形物なサイコロ状ないしペレット状に破砕するクラッシャー部と、
    クラッシャー部で破砕された破砕物中の金属・異物類除去する選別部と、
    一対のロール表面に１／２ピッチの位相ズレをもつ凹凸が形成されて選別部で選別された破砕物を粗砕する少なくとも一対の粗砕ロールと静電気除去装置を具えた粗砕部と、
    粗砕部で得た粗砕物を、実質的に鋭利な稜線をもつ不定形な多面体で粒径ほぼ１０００〜約５０μｍに粉砕すべく、前記粗砕ロールと同様ロール表面に１／２ピッチの位相ズレをもつ凹凸が形成された多段式粉砕ロール対と静電気除去装置を具えた粉砕部と、
    前記粉砕部の下流に切替弁を設けて配置された微細粒のビーズを分級する風力分級機及び微細粒より大径粒のビーズを分級する電力分級機と、
    風力分級機または電力分級機によって分級されたビーズを計量、袋詰、自動縫装により、所定容量の剥離用ビーズ包装品とする包装出荷部とからなり、
    しかも、前記風力分級機と電力分級機のメッシュ上の細粒物を選別部の上流又は粗砕部の上流にリターンさせる循環ラインと、クラッシャー部から分級機までの各段階で生じる微細粒を含む粉塵を粉塵処理装置に導くダクトとを具えていることを特徴とするビーズの製造装置。
14. 前記粉砕ロールの凹凸ピッチ及び対向ロール間のクリアランスを最適なものに設定することでビーズ粒径の変更、調整を行う粒度調整機構を具えた請求項１１、１２または１３に記載のビーズの製造装置。
15. 前記分級装置は、前記粉砕機によって粉砕されたビーズを分級すべく、順次編み目を細かくした数段の篩い網を有する振動篩い機と、各篩い網上にあたる篩い機外壁から導出したシュートと、各シュートに接続したダクト又はコンベヤとから構成され、第１段メッシュアップのものは前記粉砕機に送られて再度粉砕され、最下段メッシュアンダーは粉塵として廃棄され、第２段以下の中間段メッシュ上のものはフレコン詰め機又は２０キロ袋詰め機に送られて計量、袋詰めされて順次搬出されるようにされている請求項１３または１４に記載のビーズ製造装置。

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