JP3849308B2 - Cylindrical workpiece coating film peeling apparatus and its peeling method - Google Patents

Cylindrical workpiece coating film peeling apparatus and its peeling method Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真複写機の定着ローラの表面に形成されたテフロンコート層や、感光体ドラムの表面に形成された感光層等、円筒状ワークの表面に形成された塗膜を該ワークから剥離して、これを除去するための塗膜剥離装置及びその剥離方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、複写機やファクシミリ等のOA機器の生産に当たっては、省資源化の観点を踏まえ、ユーザーから引き取られてきた使用済みOA機器から感光体ドラムや定着ローラ等を回収し、これらを新品OA機器の生産に再利用することが行われている。もっとも、回収された感光体ドラムの感光層や定着ローラのテフロンコート層は既に劣化してしまっていることから、これら感光体ドラムや定着ローラを再利用するに当たっては感光層やテフロンコート層等の塗膜を円筒状基材の表面から綺麗に除去した後、再度、これら感光層やテフロンコート層等を形成し直す必要がある。
【0003】
従来、これら円筒状基材(以下、ワーク)の表面から塗膜を除去する方法としては、噴射ノズルから吐出された高圧水を用いてワークの表面から塗膜を剥離する方法が知られている(特開平3−55556号、特開平6−202533号公報)。この方法は、具体的には、高圧水の噴射ノズルをワークと対向して配置すると共に、かかる噴射ノズルからは高圧水を拡散させることなく直線状に吐出させ、吐出された高圧水(以下、ウォータジェット)がワークの表面を叩くエネルギ(以下、剥離エネルギ)によって上記塗膜を該ワークの表面から剥離し、これら塗膜の除去を行うように構成されている。また、上記ウォータジェットはワークの表面に対して拡散することなく点で衝突することから、これら公報に記載の塗膜の剥離方法では塗膜を除去する際にワークを一定の速度で回転させる一方、噴射ノズルをワークの回転軸方向へ所定の送り速度で移動させ、円筒状のワークの表面に対してウォータジェットを螺旋状に噴射することで、ワークの表面の塗膜を連続的に除去している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように構成された従来の塗膜剥離方法では、前述の如くウォータジェットが拡散することなく直線状に噴射ノズルから吐出されるので、ワークの1回転当たりに除去し得る塗膜の幅は噴射ノズルの口径(例えば0.1mm)と略同等であり、ワークの表面に形成されている塗膜を完全に除去するのには相当の時間を要するといった欠点がある。従って、塗膜の除去効率を最大とするため、ワーク1回転当たりの噴射ノズルの送り量を該噴射ノズルの口径と同等に設定し、ウォータジェットの一回の通過でワークの表面から塗膜を完全に除去することが要求される。
【0005】
その一方、高圧水の発生に適したプランジャ型やインテンシファイヤ型のポンプは圧力の脈動を伴い、譬えポンプの後段にアキュムレータを付設していたとしても該脈動を完全に除去することはできないため、噴射ノズルから吐出されるウォータジェットの圧力を常に均一に保つことは困難である。このため、前述の如くウォータジェットの一回の通過でワークの表面から塗膜を完全に除去しようとすれば、吐出圧力の変動による塗膜の除去不良を防止するため、いきおいウォータジェットの吐出圧力を高めに設定する必要がある。
【0006】
しかし、ウォータジェットの吐出圧力を高めに設定すると、塗膜だけではなくワークそれ自体もウォータジェットによって削れてしまい、ワークの肉厚が薄くなってしまうことから、リサイクル品に新造品と同じ品質を確保することが困難になってしまうといった問題点があった。特に、定着ロールはその素材としてアルミニウムが使用されており、ワーク自体が軟質なことから、このような問題点が顕著に発生し易い。
【0007】
また、ワークに対する塗膜の密着力を確保するため、かかるワークの表面は通常所定の表面粗さに加工されており、リサイクル目的でワークから塗膜を除去するに際しては、ワークの有している表面粗さを損なうことなく塗膜のみを除去することが要求される。しかし、前述の如くワークの表面が塗膜と共に削りとられてしまうと、ワークの表面粗さが規定値から大きく外れてしまい、再度塗膜を形成する際にワークの表面加工をやり直さなければならないといった問題点もある。
【0008】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ウォータジェットによってワークの表面から塗膜を除去するに当たり、塗膜の除去効率を高めつつも、かかるウォータジェットがワークそれ自体をも削り取るのを可及的に防止し、塗膜を除去したリサイクル品が新造品と同程度の品質を満足させることが可能な円筒状ワークの塗膜剥離装置及びその剥離方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の円筒状ワークの塗膜剥離装置は、回転する円筒状ワークに対して高圧水の噴射ノズルを対向配置すると共に、かかる噴射ノズルをワークの回転軸方向へ移動させながら高圧のウォータジェットをワーク表面に向けて吐出し、上記ワークの表面に形成されている塗膜をウォータジェットの噴流によって該ワークから除去する塗膜剥離装置を前提とし、上記噴射ノズルから吐出するウォータジェットを上記ワークの回転軸方向に沿って拡散させながら該ワークへ吹き付けると共に、上記ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしたことを特徴とするものである。
【0010】
このような技術的手段によれば、上記噴射ノズルから吐出されるウォータジェットはワークの回転軸方向に沿って拡散した状態でワークの表面へ吹き付けられるので、ワークの一回転当たりに除去し得る塗膜の幅を大きく設定することができ、ワークの表面の同一箇所に複数回繰り返しウォータジェットが吹き付けられるように噴射ノズルの送り速度を設定しても、塗膜の除去効率が極端に悪化することはない。従って、繰り返しウォータジェットを吹き付ける分、かかるウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しても、塗膜の剥離並びに除去を完全に行うことができ、塗膜と共にワークが削れてしまうといった事態を回避することが可能となる。
【0011】
ここで、ウォータジェットをワークの回転軸方向に沿って拡散させるとは、かかるウォータジェットがワークの表面に対してその回転軸方向に幅をもって吹き付けていることを意味し、このようにウォータジェットをワークの回転軸方向に拡散させるためには、かかるウォータジェットを噴射ノズルから扇形に吐出しても良いし、円錐形あるいは角錐形等、任意の形状に吐出しても良い。
【0012】
一方、本発明においては、ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定するのであるが、噴射ノズルの送り速度によっては、例えばワークの表面のある箇所に対してはウォータジェットが2回吹き付けられる一方、別の箇所に対してはウォータジェットが3回吹き付けられる如く、ワークの表面に対してウォータジェットが均一な回数吹き付けられない場合が生じ、かかる場合には塗膜を除去したワークの表面に螺旋状の縞目が発生してしまう。
【0013】
また、ウォータジェットを扇形や円錐形等に拡散して吐出すると、かかるウォータジェットの剥離エネルギがその拡散方向に分布を有することとなり、拡散したウォータジェットの外縁付近で剥離エネルギが極大となる。従って、拡散したウォータジェットをそのまま用いてワークから塗膜を除去した場合、たとえワークの表面に対してウォータジェットが均一な回数吹き付けられたとしても、かかるワークの表面には螺旋状の縞目が発生してしまう。
【0014】
従って、かかる観点からすれば、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を制御し、かかる剥離エネルギが噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるように設定する必要がある。このようにウォータジェットの剥離エネルギを制御すれば、剥離エネルギの強いウォータジェットによってワークが削り取られ、該ワークの表面に縞目となる凹凸が発生したとしても、これに続く剥離エネルギの弱いウォータジェットによって該凹凸が均され、結果的にワークの表面に縞目が発生するのを可及的に防止することが可能となる。
【0015】
このようにウォータジェットの剥離エネルギの分布を制御する手法としては、ワークと噴射ノズルとの間に遮蔽板を設け、拡散したウォータジェットのうち、噴射ノズルの移動方向の後端側におけるウォータジェットからワークを遮蔽するように構成すれば良い。
【0016】
また、噴射ノズルとワークとの距離が拡がると、ウォータジェットがワークに対して及ぼす剥離エネルギは低下することから、上記噴射ノズルによるウォータジェットの吐出方向をワーク表面と正対する方向よりも噴射ノズルの移動方向と反対方向へ傾斜させるようにしても良い。このように噴射ノズルを配設すれば、噴射ノズルとワークとの距離がウォータジェットの拡散範囲内で分布を有することとなり、かかる距離が短いワーク表面では剥離エネルギが強くなり、かかる距離が長いワーク表面で剥離エネルギが弱くなるので、前述のようなウォータジェットの剥離エネルギの分布を実現することが可能となる。
【0017】
更に、同様な観点から、上記ウォータジェットを扇形に拡散させて吐出する場合には、ウォータジェットの拡散方向がワークの回転軸に対して傾斜するように上記噴射ノズルを配設しても良い。このように噴射ノズルを配設すれば、ワークが円筒状であることから、噴射ノズルとワークとの距離がウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、前述の理由から拡散したウォータジェットの剥離エネルギの分布を制御することが可能となる。また、ワークが円筒状であることから、ウォータジェットがワークの表面に吹き付ける角度も該ウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、この点からも剥離エネルギの分布を前述のように制御することが可能となる。
【0018】
一方、ウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して噴射ノズルから吐出する場合、ウォータジェットの剥離エネルギは拡散範囲の外縁付近で極大となるが、ワークは円筒状であることから、剥離エネルギの強いウォータジェットが必ずしもワーク表面に対して垂直に吹き付けるとは限らず、噴射ノズルからみてワークの接線近傍ではワークの表面に対して極めて浅い角度で吹き付けることとなる。従って、ワークの接線近傍では塗膜を剥離する効果に乏しく、均一に塗膜を剥離すると共に、ワークの表面に縞目が発生するのを防止するためには、ウォータジェットをワークの円周方向に対してより垂直に当てると共に、噴射ノズルとワークとの距離(スタンドオフ)を短くし、更に、ワーク表面の同一箇所に対して剥離エネルギの強いウォータジェットが当たる時間を短く設定する必要がある。従って、かかる観点からすれば、ウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して吐出する場合、ワークの表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が該ワークの回転軸方向を長軸とする楕円形状又は菱形状となるように該ウォータジェットを吐出するのが好ましい。
【0019】
一方、本発明の塗膜剥離装置における塗膜の除去能力は、ウォータジェットの吐出圧力、ワークの回転速度及び噴射ノズルの移動速度に影響を受け、かかる除去能力が過大な場合には塗膜と共にワークの表面も削れてしまうといった不都合がある。従って、かかる観点からすれば、ウォータジェットの吐出に先立ってワークの塗膜の厚さを測定する膜厚計測工程を設け、計測された塗膜の厚さに応じてウォータジェットの吐出圧力、ワークと噴射ノズルの距離、ワークの回転軸に対する噴射ノズルのオフセット量及び噴射ノズルの移動速度等の設定値を任意に変更すると共に、変更された設定値に基づいて塗膜の除去作業をするのが好ましく、このように構成すれば塗膜と共にワークを削り取ってしまうといった失敗を可及的に防止することができる。
【0020】
また、ワークに対する塗膜の接着強度は該ワークの使用年月等に応じた塗膜の劣化具合によっても異なり、同じ膜厚を有する塗膜であっても、簡単にワークから剥離し得る場合とそうでない場合とがある。従って、ワークを傷つけずに塗膜のみを一層確実に除去するという観点からすれば、塗膜の厚さを計測する前に予備的にウォータジェットを吐出して該塗膜の剥離を行い、この後にワークの表面に残存した塗膜の厚さを計測し、かかる計測値に基づいて再度塗膜の除去作業を行うのが好ましい。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の円筒状ワークの塗膜剥離装置及びこれを用いた塗膜剥離方法について詳細に説明する。
図1は本発明の塗膜剥離装置の実施例を示すものである。同図において、符号1は表面に塗膜が形成された円筒状のワーク、符号2はこのワーク1に対してウォータジェットを吐出する噴射ノズル、符号3はこの噴射ノズル2に対して水道水を加圧して供給する高圧ポンプ、符号4は噴射ノズル2と高圧ポンプ3とを連結する耐圧ホース、符号5は上記ワーク1を所定の速度で回転させるモータ、符号6は上記噴射ノズル2をワーク1の回転軸方向に所定の送り速度で移動させるリニアアクチュエータ、符号7は上記モータ5及びリニアアクチュエータ6の駆動を制御するコントローラである。
【0022】
そして、この塗膜剥離装置では、モータ5によってワーク1を所定の回転速度で回転させると共に、上記噴射ノズル2から所定の吐出圧力でウォータジェットを吐出し、更に、上記リニアアクチュエータ6で噴射ノズル2をワーク1の回転軸方向に所定の送り速度で移動させながらワーク1の塗膜剥離が行われる。
【0023】
図2はワーク1の塗膜剥離の効果に影響を与える因子を示すものである。塗膜を剥離するに当たっては、ウォータジェットがワーク1の表面に対して与える剥離エネルギの大きさが問題となることから、高圧ポンプ3が作り出すウォータジェットの吐出圧力P、噴射ノズル2とワーク1との距離(スタンドオフ)aが剥離効果に影響を及ぼす。また、ウォータジェットがワーク1に吹き付ける角度によっては該ワーク1に及ぼす剥離エネルギに差が生じることから、ワーク1の回転軸に対する噴射ノズル2のオフセット量bも剥離効果に影響を及ぼす。更に、噴射ノズル2をワーク1の回転軸に対してオフセットする場合は、ワーク1の回転方向cも影響因子となる。一方、ワーク1の回転速度d及び噴射ノズル2の送り速度eが変わると、ワーク1の表面の同一箇所に対してウォータジェットが吹き付けている時間の累積値が変わることから、これらの因子も塗膜の剥離効果に影響を及ぼす。
【0024】
本願発明者らはこれら影響因子を次のように設定し、図1の装置を用いて実際にワーク1の塗膜の除去を行った。尚、ワーク1の回転方向は該ワーク1の表面におけるウォータジェットの吹き付け方向と対向する方向に設定した。
吐出圧力P : 2500kgf/cm2
スタンドオフa : 15mm
オフセット量b : 12mm
ワーク回転数d : 1500rpm
送り速度e : 650mm/min
【0025】
また、上記噴射ノズル2としては図1及び図2に示されるようにウォータジェットを扇形に拡散して吐出するものを用い、その拡散方向がワーク1の回転軸方向と合致するように噴射ノズル2をリニアアクチュエータ6に装着した。また、スタンドオフa及び吐出圧力Pを前記の如く設定したところ、ワーク1上にウォータジェットが吹き付ける幅は約6mmであった。
【0026】
一方、ワーク1としては、直径50mmのアルミニウム製の円筒スリーブの表面にテフロンコート層が塗装してある定着ロールを用いた。塗膜としてのテフロンコート層の厚さは数十μmである。ワークの表面は元々数μmの表面粗さ(Ra)に加工されており、上記テフロンコート層はこの上に塗装されている。
【0027】
本実施例ではワーク1の回転数を1500rpm、噴射ノズル2の送り速度を650mm/minに設定したところ、ワーク1の一回転当たりの噴射ノズル2の送り量は約0.43mmとなり、ウォータジェットのワーク1への吹き付け幅が6mmであることから、ワーク1の表面の同一箇所に対しては必ずウォータジェットが複数回繰り返して吹き付けていることになる。このため、ワーク表面に対してはウォータジェットの剥離エネルギが繰り返し作用することから、ウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しても、ワーク1の表面から塗膜を確実に除去することができた。また、ウォータジェットはワーク1の回転軸方向に拡散して該ワーク1に吹き付けていることから、噴射ノズル2の送り速度を低下させることなく、ウォータジェットをワーク1の表面に対して繰り返し作用させることができ、単位時間当たりに塗膜の除去を行い得るワーク1の本数が低下することもなかった。ちなみに、ワーク1の直径を50mmとした場合、ワーク1の回転数は1000〜3000rpm(周速2600〜7800mm/s)を採択することができ、望ましくは1500〜3000rpm(周速3900〜7800mm/s)が良い。
【0028】
確認のため、塗膜除去後のワーク1の表面を観察したところ、塗膜であるテフロンコート層は完全に除去され、また、ワーク1の表面粗さを計測したところ、塗膜形成前のワーク1の表面粗さと大差がなかった。これにより、塗膜のみが除去され、ワーク自体は削りとられていないことが判明した。
【0029】
ちなみに、ワーク1の表面の同一箇所に対して一回のみウォータジェットが吹き付けるようにワーク1の回転数、噴射ノズル2の送り速度を設定した場合、ウォータジェットの吐出圧力を3650kgf/cm2 程度に設定しないと前記した塗膜の除去を完全に行うことができず、それによってワーク1の表面自体も削れてしまうといった不具合が確認された。
【0030】
一方、ワーク1の表面の同一箇所に対してウォータジェットを複数回繰り返し吹き付けるように構成した場合、ワーク1が一回転する間の噴射ノズル2の送り量と、ワーク1に対する噴射ノズル2の吹き付け幅とが完全に合致していないと、例えば図3に示す如く、ワーク1の表面ではウォータジェットの吹き付け回数の異なる箇所が生じ、塗膜の剥離量に差が生じることから、ワーク1の表面に螺旋状の縞目が生じてしまう。もっとも、この塗膜剥離装置に対するワーク1の取り付け誤差や、リニアアクチュエータ6による噴射ノズル2の移動誤差等が存在することから、ワーク1の一回転当たりの噴射ノズル2の送り量とウォータジェットの吹き付け幅とが完全に合致することは殆ど皆無であり、単にウォータジェットをワーク1に向けて吐出しただけでは縞目の発生を防止することは不可能である。
【0031】
そこで、本願発明者らは検討したところ、図4に示す如く、噴射ノズル2から拡散して吐出されたウォータジェットがワーク1に及ぼす剥離エネルギが、噴射ノズル2の移動方向の先端側で強く、しかも後端側で弱くなるように制御されていれば、塗膜を剥離したワーク1の表面に縞目が発生し難いことを見いだした。これは、剥離エネルギの強いウォータジェットが塗膜を除去した際に該ワーク1の表面に凹凸が発生しても、剥離エネルギの弱いウォータジェットがその後にワーク1の表面を通過することで、ワーク1の表面の凹凸がある程度まで均されるためと考えられる。
【0032】
通常、噴射ノズル2から拡散して吐出されたウォータジェットは、図5に示す如く拡散方向の両端部近傍で極大値を示す剥離エネルギを有しており、単に噴射ノズル2から扇形にウォータジェットを吐出させたのみでは、図4に示すような剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを得るのは困難である。このため、本実施例では図5に示すように、噴射ノズル2と共に移動する遮蔽板8を該噴射ノズル2とワーク1との間に挿入し、扇形に拡散して吐出したウォータジェットの一部を遮蔽板8によって遮ることにより、図4に示した剥離エネルギの分布と略近似した分布を有するウォータジェットを作り出している。この遮蔽板8によるウォータジェットの遮蔽幅は、かかるウォータジェットの幅の1/3〜1/2であり、好ましくは約1/2である。
【0033】
図7は遮蔽板8を用いないでワーク1の表面から塗膜を除去した場合、すなわち図5に示す剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを用いた場合における、塗膜除去後のワーク1の表面粗さを示すチャートであり、一方、図8は遮蔽板8を用いてワーク1の表面から塗膜を除去した場合、すなわち図6に示す剥離エネルギの分布を有するウォータジェットを用いた場合における、塗膜除去後のワーク1の表面粗さを示すチャートである。前者の場合は周辺よりも深く削れている箇所が周期的に現れ、ワーク1の表面に縞目が発生していることが推測されるが、後者の場合にはこれが改善されており、縞目が軽減されたことが伺われる。尚、両者についてワーク1の表面の算術平均粗さRaを計測したところ、後者は前者に対して表面粗さRaが0.6μm小さくなった。
【0034】
また、図4に示すような剥離エネルギの分布を得るためには、図9に示すように、噴射ノズル2によるウォータジェットの吐出方向とワーク1の表面との角度θを調整し、噴射ノズル2が移動方向と反対側へ向けてウォータジェットを吐出するように構成しても良い。このように噴射ノズル2を配設すれば、ウォータジェットの拡散範囲の両端における噴射ノズル2とワーク1とのスタンドオフaが異なったものとなるので、図4に類似した剥離エネルギの分布を得ることができる。
【0035】
更に、図10に示すように、ウォータジェットの拡散方向がワーク1の回転軸に対して角度θで傾斜するように噴射ノズルを配設しても、図4に示すような剥離エネルギの分布を得ることができる。このようにウォータジェットの拡散方向がワーク1の回転軸に対して傾斜していると、ワーク1が円筒状であることから、噴射ノズル2とワーク1との距離がウォータジェットの拡散方向に沿って分布を有することとなり、また、ウォータジェットがワーク1の表面に対して吹き付ける角度もウォータジェットの拡散方向に沿って変化するからである。
【0036】
ここまでは噴射ノズル2からウォータジェットを略扇形に拡散して噴射する例を説明したが、図11に示すように、かかるウォータジェットは略円錐形に拡散して噴射するものであっても良い。略円錐形に噴射した場合、かかるウォータジェットの剥離エネルギはその外縁全周において極大となるので、ワーク1の回転軸方向に沿った剥離エネルギの分布を考えると、略扇形に拡散したウォータジェットのそれと比較して略平均化された剥離エネルギの分布が得られ、その分だけワーク1の表面の塗膜を均一に剥離することができる。
【0037】
但し、ワーク1は円筒状であるから、略円錐形に拡散したウォータジェットをワーク1に噴射すると、ワーク1の周方向に沿って該ワーク1とウォータジェットとのなす角度は分布を有することとなり、たとえワーク1の回転軸方向に沿った剥離エネルギの分布が略均一であっても、かかるウォータジェットがワーク1の接線に近づくにつれ、塗膜の除去効果は低くなる。従って、ウォータジェットを略円錐形に噴射する場合、図12に示すように、ワーク1の表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が該ワーク1の回転軸方向を長軸とする楕円形状とすれば、ウォータジェットはワーク1の円周方向に対してより垂直に近い方向から当たると共に、スタンドオフは短くなり、更に、噴射ノズル2の移動方向の先端側と後端側では剥離エネルギの強いウォータジェットがワーク1の表面の同一箇所に対して当たる時間が短くなるので、ワーク1の表面の塗膜を一層均一に除去することが可能となる。
【0038】
次に、図13は本発明の塗膜剥離方法を図1に示す塗膜剥離装置に適用した例を示すものである
同図において、符号9はワーク1の表面に対して対向配置された膜厚測定プローブ、符号10は上記膜厚測定プローブ9からの信号に基づいてワーク1の表面の塗膜の厚さを計測する膜厚測定器、符号11は上記膜厚測定器10が計測した塗膜の厚さに基づいて噴射ノズル2の送り速度、ウォータジェットの吐出圧力、噴射ノズル2のスタンドオフa、オフセット量bをコントローラに指示する演算回路である。尚、これら以外は図1に示した塗膜剥離装置と構成が同一なので、図中に同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【0039】
上記膜厚測定器10としては、塗膜の材質によって渦電流による膜厚計(サンコウ電子研究所製、電測工業製等)、電磁膜厚計(サンコウ電子研究所製、ケット科学研究所製等)、蛍光X線膜厚計(テクノスIT製等)、β線膜厚計(フィッシャー製等)、静電容量式膜厚計等が使用可能であり、塗膜が光を透過させる場合には分光器を用いた干渉型膜厚計(大塚電子製等)も使用可能である。また、レーザ光を用いてワーク1の外径を計測することにより、膜厚を把握することもできる。
【0040】
このように構成された図13の塗膜剥離装置では、先ず、膜厚測定プローブ9及び膜厚測定器10によってワーク1の塗膜の厚さが計測された後、かかる厚さの塗膜を剥離するために最適なパラメータ、すなわちウォータジェットの吐出圧力P、噴射ノズル2の送り速度e、噴射ノズル2とワークのスタンドオフa、ワークの回転軸に対する噴射ノズル2のオフセット量bが演算回路11によって決定され、これらの値が上記コントローラ7に設定される。その結果、この剥離装置では図2に示した剥離効果の影響因子が塗膜の厚さに応じて制御されることとなり、塗膜をワーク1上に残存させることなく完全に剥離することができると共に、ウォータジェットがワーク1の表面そのものに与える影響を可及的に小さくすることができるものである。
【0041】
また、この塗膜剥離装置では、先ず塗膜の一部を残存させる程度の条件で該塗膜の予備剥離作業を行い、この後に残存している塗膜の厚さを計測し、この計測値に従って再度塗膜の剥離作業を行っても良い。膜厚計測器10によって測定した塗膜の厚さが同じであっても、塗膜とワーク1との接着強度によっては該塗膜が容易に剥離してしまう場合もあり、膜厚によって一様に剥離条件を設定したのではワーク1それ自体を傷つけてしまう場合もあるからである。特に、定着ロールのリサイクルにおいては、該定着ロールに加えられていた熱ストレスの大きさによって塗膜の接着強度は大きく異なると考えられ、膜厚だけでなく接着強度を加味して剥離条件を決定しなければ、ウォータジェットによってワーク1の表面を削り取ってしまう蓋然性が大きい。
【0042】
その点、膜厚の計測に先立って塗膜の予備剥離を行えば、ある程度以上の接着強度を有する塗膜のみがワークの表面に残存することとなり、計測した膜厚に応じて吐出圧力等の剥離条件を設定すれば、ウォータジェットがワークを不用意に削り取ってしまう事態を回避することができる。
【0043】
また、複写機等においてはトナー像のオフセットを防止するため、定着ロールの表面にシリコンオイルを供給しながら該定着ロールを使用しており、かかる定着ロールの表面からテフロンコート層を剥離する際には、この層に付着したシリコンオイルを除去すべく、定着ロールを低圧のウォータジェットによって洗浄することが行われている。このとき、塗膜であるテフロンコート層と定着ロールとの接着強度が低い場合には、かかる洗浄作業の最中に塗膜が剥離してしまうこともあるので、この洗浄作業をもって前述の予備剥離作業とすることも可能である。
【0044】
更に、ワーク1の表面粗さをさほど厳密に管理する必要がない場合は、必ずしも前述の如く膜厚測定器10を用いて残存する塗膜の厚さを計測する必要はなく、安価なカラーマークセンサを用いて予備剥離作業後のワーク1に塗膜が残存しているか否かのみを確認し、塗膜の残存の有無に応じ、上記コントローラ7でウォータジェットの吐出圧力P、噴射ノズル2の送り速度e等のパラメータを2段階に切り換えて塗膜の除去を行うように構成しても良い。
【0045】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の塗膜剥離装置及びこれを用いた塗膜剥離方法によれば、噴射ノズルから吐出するウォータジェットをワークの回転軸方向に沿って拡散させながらワークへ吹き付けると共に、ウォータジェットがワークの同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしているので、ウォータジェットの吐出圧力を低めに設定しつつ、塗膜の剥離並びに除去を完全に行うことができ、塗膜と共にワークが削れてしまうといった事態を回避して、塗膜を除去したリサイクル品に新造品と同程度の品質を確保することが可能となる。
【0046】
また、短時間で塗膜の除去を終えることができ、塗膜の除去効率の低下を避けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の塗膜剥離装置の実施例を示す概略図である。
【図2】 実施例の塗膜剥離装置における塗膜剥離効果の影響因子を示す概略図である。
【図3】 噴射ノズルの送り速度とワークの表面の縞目との相関関係を示す説明図である。
【図4】 本願発明者らが提案するウォータジェットの剥離エネルギの分布を示す図である。
【図5】 扇形に拡散して吐出されたウォータジェットの剥離エネルギの分布を示す図である。
【図6】 遮蔽板を用いて図5に示すウォータジェットの一部を遮蔽した際の剥離エネルギの分布を示す図である。
【図7】 図5に示すウォータジェットで塗膜を除去した場合のワーク表面の状態を示すチャートである。
【図8】 図6に示すウォータジェットで塗膜を除去した場合のワーク表面の状態を示すチャートである。
【図9】 ウォータジェットの吐出方向をワークの回転軸方向に対して傾斜させた場合の剥離エネルギの分布を示す図である。
【図10】 ウォータジェットの拡散方向をワークの回転軸に対して傾斜させた例を示す概略図である。
【図11】 ウォータジェットを略円錐形に吐出した例を示す概略図である。
【図12】 ワークの表面におけるウォータジェットの外縁がワークの回転軸方向を長軸とする楕円となるように該ウォータジェットを吐出した例を示す図である。
【図13】 本発明方法を適用した塗膜剥離装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1…ワーク、2…噴射ノズル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a coating film formed on the surface of a cylindrical workpiece, such as a Teflon coating layer formed on the surface of a fixing roller of an electrophotographic copying machine or a photosensitive layer formed on the surface of a photosensitive drum. The present invention relates to a coating film peeling apparatus and a peeling method for peeling the workpiece from the workpiece.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the production of OA equipment such as copiers and facsimiles, from the viewpoint of resource saving, we collect photoconductor drums, fixing rollers, etc. from used OA equipment collected by users and use them as new OA equipment. It has been reused for production. However, since the collected photosensitive layer of the photosensitive drum and the Teflon coating layer of the fixing roller have already deteriorated, when the photosensitive drum and the fixing roller are reused, the photosensitive layer, the Teflon coating layer, etc. After the coating film is removed cleanly from the surface of the cylindrical substrate, it is necessary to re-form these photosensitive layers and Teflon coating layers.
[0003]
Conventionally, as a method of removing a coating film from the surface of these cylindrical base materials (hereinafter, workpieces), a method of peeling the coating film from the surface of the workpiece using high-pressure water discharged from an injection nozzle is known. (Unexamined-Japanese-Patent No. 3-55556, Unexamined-Japanese-Patent No. 6-202533). Specifically, this method arranges a high-pressure water injection nozzle so as to face the workpiece, and discharges the high-pressure water from the injection nozzle in a straight line without diffusing, and discharges the high-pressure water (hereinafter referred to as “high-pressure water”). The coating film is peeled off from the surface of the workpiece by the energy (hereinafter referred to as peeling energy) of hitting the surface of the workpiece by the water jet, and the coating film is removed. Moreover, since the water jet collides with the surface of the workpiece without diffusing, the coating film peeling methods described in these publications rotate the workpiece at a constant speed when removing the coating film. The coating nozzle on the workpiece surface is continuously removed by moving the injection nozzle in the direction of the rotation axis of the workpiece at a predetermined feed speed and jetting a water jet spirally onto the surface of the cylindrical workpiece. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional coating film peeling method configured as described above, the water jet is discharged from the spray nozzle in a straight line without diffusing as described above, and thus the width of the coating film that can be removed per one rotation of the workpiece. Is substantially equivalent to the diameter of the injection nozzle (for example, 0.1 mm), and has a drawback that it takes a considerable time to completely remove the coating film formed on the surface of the workpiece. Therefore, in order to maximize the removal efficiency of the coating film, the feed amount of the spray nozzle per rotation of the work is set to be equal to the diameter of the spray nozzle, and the coating film is removed from the surface of the work in one pass of the water jet. It is required to be completely removed.
[0005]
On the other hand, plunger-type and intensifier-type pumps suitable for generating high-pressure water are accompanied by pressure pulsation, and even if an accumulator is attached after the tail pump, the pulsation cannot be completely removed. It is difficult to always keep the pressure of the water jet discharged from the injection nozzle uniform. For this reason, if it is attempted to completely remove the coating film from the surface of the work in one pass of the water jet as described above, the discharge pressure of the lively water jet is prevented in order to prevent coating film removal failure due to fluctuations in the discharge pressure. Need to be set higher.
[0006]
However, if the water jet discharge pressure is set high, not only the paint film but also the work itself is scraped by the water jet, and the thickness of the work becomes thin. There was a problem that it would be difficult to ensure. In particular, the fixing roll uses aluminum as a material thereof, and the work itself is soft. Therefore, such a problem is likely to occur remarkably.
[0007]
Moreover, in order to ensure the adhesion of the coating film to the workpiece, the surface of the workpiece is usually processed to a predetermined surface roughness, and the workpiece has a surface for removing the coating film from the workpiece for recycling purposes. It is required to remove only the coating film without impairing the surface roughness. However, if the surface of the workpiece is scraped off together with the coating film as described above, the surface roughness of the workpiece greatly deviates from the specified value, and the surface processing of the workpiece must be performed again when forming the coating film again. There is also a problem.
[0008]
The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to remove the coating film from the surface of the workpiece by the water jet while increasing the efficiency of removing the coating film. Removes the workpiece itself as much as possible, and the recycled product from which the coated film has been removed can satisfy the same level of quality as a new product, and the coating film peeling device for the cylindrical workpiece and its peeling method Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the coating film peeling apparatus for a cylindrical workpiece according to the present invention has an injection nozzle for high-pressure water opposed to a rotating cylindrical workpiece, and the injection nozzle is arranged in the direction of the rotation axis of the workpiece. Assuming a coating film peeling apparatus that discharges a high-pressure water jet toward the workpiece surface while moving it, and removes the coating film formed on the surface of the workpiece from the workpiece by a jet of water jet, The water jet to be discharged is sprayed on the work while being diffused along the direction of the rotation axis of the work, and the feed speed of the spray nozzle is set so that the water jet is repeatedly sprayed to the same location on the work surface.In addition, the distribution of separation energy exerted on the work by the water jet discharged from the injection nozzle is strong at the front end side in the movement direction of the injection nozzle and weak at the rear end side.It is characterized by that.
[0010]
According to such technical means, the water jet discharged from the spray nozzle is sprayed onto the surface of the work in a state of being diffused along the rotation axis direction of the work, so that it can be removed per one rotation of the work. The width of the film can be set large, and even if the feed speed of the spray nozzle is set so that the water jet is repeatedly sprayed to the same location on the surface of the workpiece, the removal efficiency of the coating film is extremely deteriorated There is no. Therefore, even if the water jet is repeatedly sprayed, even if the discharge pressure of the water jet is set low, the coating film can be completely removed and removed, and the situation where the workpiece is scraped off with the coating film is avoided. It becomes possible.
[0011]
Here, diffusing the water jet along the direction of the rotation axis of the work means that the water jet is sprayed with a width in the direction of the rotation axis on the surface of the work. In order to diffuse in the direction of the rotation axis of the workpiece, such a water jet may be discharged in a fan shape from the injection nozzle, or may be discharged in an arbitrary shape such as a cone shape or a pyramid shape.
[0012]
On the other hand, in the present invention, the feed speed of the spray nozzle is set so that the water jet repeatedly sprays the same spot on the work surface a plurality of times. Depending on the feed speed of the spray nozzle, for example, the surface of the work surface While a water jet is sprayed twice on one part, while a water jet is sprayed three times on another part, the water jet may not be sprayed uniformly on the surface of the workpiece. In such a case, spiral stripes are generated on the surface of the workpiece from which the coating film has been removed.
[0013]
Further, when the water jet is diffused and ejected in a fan shape, a conical shape or the like, the separation energy of the water jet has a distribution in the diffusion direction, and the separation energy becomes maximum in the vicinity of the outer edge of the diffused water jet. Therefore, when the coating film is removed from the workpiece using the diffused water jet as it is, even if the water jet is sprayed a uniform number of times on the surface of the workpiece, spiral stripes are formed on the surface of the workpiece. Will occur.
[0014]
  Therefore, from this point of view, the distribution of the separation energy exerted on the workpiece by the water jet discharged from the injection nozzle is controlled, and the separation energy is strong at the front end side in the moving direction of the injection nozzle and weak at the rear end side. To setThere is a need. If the peeling energy of the water jet is controlled in this way, even if the workpiece is scraped off by the water jet having a strong peeling energy and irregularities that form stripes are generated on the surface of the workpiece, the subsequent water jet having a low peeling energy. Therefore, the unevenness can be leveled, and as a result, it is possible to prevent the occurrence of fringes on the surface of the work as much as possible.
[0015]
In this way, as a method for controlling the distribution of the separation energy of the water jet, a shielding plate is provided between the workpiece and the injection nozzle, and among the diffused water jets, from the water jet on the rear end side in the movement direction of the injection nozzle. What is necessary is just to comprise so that a workpiece | work may be shielded.
[0016]
Also, as the distance between the injection nozzle and the workpiece increases, the separation energy that the water jet exerts on the workpiece decreases, so that the discharge direction of the water jet by the injection nozzle is greater than the direction facing the workpiece surface. You may make it incline in the direction opposite to a moving direction. If the spray nozzle is arranged in this way, the distance between the spray nozzle and the work has a distribution within the water jet diffusion range, and the peeling energy becomes strong on the surface of the work having a short distance, and the work having a long distance is taken. Since the peeling energy is weakened on the surface, it is possible to realize the water jet peeling energy distribution as described above.
[0017]
Further, from the same viewpoint, when the water jet is diffused and discharged in a fan shape, the spray nozzle may be arranged so that the diffusion direction of the water jet is inclined with respect to the rotation axis of the workpiece. If the injection nozzle is arranged in this way, since the work is cylindrical, the distance between the injection nozzle and the work has a distribution along the diffusion direction of the water jet, and the water jet diffused for the above-described reason. It becomes possible to control the distribution of the peeling energy. In addition, since the workpiece is cylindrical, the angle at which the water jet sprays on the surface of the workpiece also has a distribution along the direction of diffusion of the water jet. From this point as well, the distribution of the peeling energy is controlled as described above. It becomes possible to do.
[0018]
On the other hand, when the water jet is diffused into a substantially conical shape or a substantially pyramidal shape and discharged from the injection nozzle, the separation energy of the water jet is maximized near the outer edge of the diffusion range, but the work is cylindrical, so The water jet with high energy is not necessarily blown perpendicular to the work surface, and is blown at a very shallow angle with respect to the work surface in the vicinity of the tangent line of the work as seen from the spray nozzle. Therefore, in the vicinity of the workpiece tangent, the effect of peeling the coating film is poor, and in order to peel the coating film uniformly and prevent the formation of streaks on the surface of the workpiece, the water jet is used in the circumferential direction of the workpiece. It is necessary to reduce the distance (standoff) between the spray nozzle and the workpiece (stand-off), and to set the time when the water jet with strong peeling energy hits the same location on the workpiece surface. . Therefore, from this point of view, when the water jet is diffused and discharged into a substantially conical shape or a substantially pyramid shape, the outer edge of the water jet falling on the surface of the work has an elliptical shape whose major axis is the rotation axis direction of the work or The water jet is preferably discharged so as to have a diamond shape.
[0019]
On the other hand, the removal ability of the coating film in the coating film peeling apparatus of the present invention is affected by the discharge pressure of the water jet, the rotation speed of the work, and the moving speed of the spray nozzle. There is an inconvenience that the surface of the workpiece is also shaved. Therefore, from this point of view, a film thickness measurement process is provided for measuring the thickness of the coating film on the workpiece prior to the discharge of the water jet, and the discharge pressure of the water jet and the workpiece are determined according to the measured coating film thickness. It is possible to arbitrarily change the setting values such as the distance between the injection nozzle, the offset amount of the injection nozzle with respect to the rotation axis of the workpiece, and the movement speed of the injection nozzle, and to remove the coating film based on the changed setting value. Preferably, if constituted in this way, it is possible to prevent as much as possible the failure of scraping off the workpiece together with the coating film.
[0020]
In addition, the adhesive strength of the coating film on the workpiece varies depending on the degree of deterioration of the coating film according to the usage date of the workpiece, and even when the coating film has the same film thickness, it can be easily peeled off from the workpiece. There are cases where this is not the case. Therefore, from the viewpoint of more reliably removing only the coating film without damaging the workpiece, the coating film is peeled off by preliminarily discharging a water jet before measuring the thickness of the coating film. It is preferable to measure the thickness of the coating film remaining on the surface of the workpiece later and perform the coating film removal operation again based on the measured value.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the coating film peeling apparatus and the coating film peeling method using the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the coating film peeling apparatus of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a cylindrical workpiece having a coating film formed on its surface, reference numeral 2 denotes an injection nozzle that discharges a water jet to the workpiece 1, and reference numeral 3 denotes tap water to the injection nozzle 2. A high-pressure pump that pressurizes and supplies, reference numeral 4 is a pressure-resistant hose that connects the injection nozzle 2 and the high-pressure pump 3, reference numeral 5 is a motor that rotates the workpiece 1 at a predetermined speed, and reference numeral 6 is the injection nozzle 2 that connects the workpiece 1 A linear actuator 7 is moved in the direction of the rotation axis at a predetermined feed speed, and a controller 7 controls the driving of the motor 5 and the linear actuator 6.
[0022]
In this coating film peeling apparatus, the work 1 is rotated by the motor 5 at a predetermined rotational speed, a water jet is discharged from the injection nozzle 2 at a predetermined discharge pressure, and further, the injection nozzle 2 is discharged by the linear actuator 6. The coating film is peeled off from the workpiece 1 while moving the workpiece 1 in the direction of the rotation axis of the workpiece 1 at a predetermined feed speed.
[0023]
FIG. 2 shows factors that affect the effect of peeling the coating film on the workpiece 1. When the coating film is peeled off, the amount of peeling energy given to the surface of the work 1 by the water jet becomes a problem, so that the discharge pressure P of the water jet produced by the high-pressure pump 3, the jet nozzle 2 and the work 1 Distance (standoff) a affects the peeling effect. Further, depending on the angle at which the water jet sprays on the workpiece 1, a difference occurs in the separation energy exerted on the workpiece 1. Therefore, the offset amount b of the injection nozzle 2 with respect to the rotation axis of the workpiece 1 also affects the separation effect. Furthermore, when the injection nozzle 2 is offset with respect to the rotation axis of the workpiece 1, the rotation direction c of the workpiece 1 is also an influencing factor. On the other hand, if the rotation speed d of the work 1 and the feed speed e of the injection nozzle 2 change, the accumulated value of the time during which the water jet is sprayed on the same location on the surface of the work 1 changes. Affects the film peeling effect.
[0024]
The inventors set these influential factors as follows, and actually removed the coating film on the workpiece 1 using the apparatus shown in FIG. The rotation direction of the workpiece 1 was set to a direction opposite to the water jet spraying direction on the surface of the workpiece 1.
Discharge pressure P: 2500 kgf / cm2
Standoff a: 15mm
Offset amount b: 12 mm
Work rotation speed d: 1500 rpm
Feeding speed e: 650 mm / min
[0025]
Further, as the injection nozzle 2, as shown in FIGS. 1 and 2, a water jet is used that diffuses and discharges in a fan shape, and the injection nozzle 2 is arranged so that its diffusion direction coincides with the rotation axis direction of the work 1. Was attached to the linear actuator 6. Further, when the standoff a and the discharge pressure P were set as described above, the width of the water jet sprayed onto the work 1 was about 6 mm.
[0026]
On the other hand, as the work 1, a fixing roll in which a Teflon coat layer was coated on the surface of an aluminum cylindrical sleeve having a diameter of 50 mm was used. The thickness of the Teflon coating layer as a coating film is several tens of μm. The surface of the workpiece is originally processed to have a surface roughness (Ra) of several μm, and the Teflon coating layer is coated thereon.
[0027]
In this embodiment, when the rotation speed of the work 1 is set to 1500 rpm and the feed speed of the injection nozzle 2 is set to 650 mm / min, the feed amount of the injection nozzle 2 per rotation of the work 1 is about 0.43 mm, and the water jet Since the spray width to the workpiece 1 is 6 mm, the water jet is always sprayed a plurality of times on the same portion of the surface of the workpiece 1. For this reason, since the peeling energy of the water jet repeatedly acts on the workpiece surface, the coating film can be reliably removed from the surface of the workpiece 1 even if the discharge pressure of the water jet is set low. . Further, since the water jet is diffused in the direction of the rotation axis of the work 1 and sprayed onto the work 1, the water jet repeatedly acts on the surface of the work 1 without reducing the feed speed of the injection nozzle 2. The number of workpieces 1 that can remove the coating film per unit time did not decrease. By the way, when the diameter of the workpiece 1 is 50 mm, the rotation speed of the workpiece 1 can be 1000 to 3000 rpm (circumferential speed 2600 to 7800 mm / s), preferably 1500 to 3000 rpm (circumferential speed 3900 to 7800 mm / s). ) Is good.
[0028]
For confirmation, the surface of the workpiece 1 after the removal of the coating film was observed, the Teflon coating layer, which was the coating film, was completely removed, and the surface roughness of the workpiece 1 was measured. There was no significant difference from the surface roughness of 1. As a result, it was found that only the coating film was removed and the workpiece itself was not shaved.
[0029]
Incidentally, when the rotation speed of the work 1 and the feed speed of the injection nozzle 2 are set so that the water jet blows only once on the same portion of the surface of the work 1, the discharge pressure of the water jet is 3650 kgf / cm.2If it was not set to the extent, the above-mentioned coating film could not be completely removed, and it was confirmed that the surface of the work 1 itself was also scraped.
[0030]
On the other hand, when the water jet is repeatedly sprayed a plurality of times on the same portion of the surface of the work 1, the feed amount of the spray nozzle 2 during one rotation of the work 1 and the spray width of the spray nozzle 2 on the work 1 Is not completely matched, for example, as shown in FIG. 3, the surface of the work 1 has a different number of sprayed water jets, and there is a difference in the amount of peeling of the coating film. Spiral streaks will occur. However, since there are errors in attaching the work 1 to the coating film peeling device, movement errors of the injection nozzle 2 due to the linear actuator 6, etc., the feed amount of the injection nozzle 2 per rotation of the work 1 and the spraying of the water jet There is almost no coincidence with the width, and it is impossible to prevent the occurrence of streaking by simply ejecting the water jet toward the work 1.
[0031]
Therefore, the inventors of the present application have examined, and as shown in FIG. 4, the separation energy exerted on the work 1 by the water jet diffused and discharged from the injection nozzle 2 is strong on the tip side in the movement direction of the injection nozzle 2, And if it was controlled so that it might become weak in the rear end side, it discovered that a stripe was hard to generate | occur | produce on the surface of the workpiece | work 1 which peeled the coating film. This is because even when the water jet having a strong peeling energy removes the coating film, irregularities occur on the surface of the workpiece 1, the water jet having a low peeling energy subsequently passes through the surface of the workpiece 1. This is probably because the unevenness of the surface of 1 is leveled to a certain extent.
[0032]
Normally, the water jet diffused and ejected from the injection nozzle 2 has a peeling energy showing a maximum value in the vicinity of both ends in the diffusion direction as shown in FIG. It is difficult to obtain a water jet having a peeling energy distribution as shown in FIG. For this reason, in this embodiment, as shown in FIG. 5, a part of the water jet that is diffused and discharged in a fan shape by inserting a shielding plate 8 that moves together with the injection nozzle 2 between the injection nozzle 2 and the work 1. Is blocked by the shielding plate 8 to create a water jet having a distribution approximately approximate to the distribution of the peeling energy shown in FIG. The shielding width of the water jet by the shielding plate 8 is 1/3 to 1/2 of the width of the water jet, preferably about 1/2.
[0033]
7 shows the surface of the workpiece 1 after removing the coating film when the coating film is removed from the surface of the workpiece 1 without using the shielding plate 8, that is, when the water jet having the peeling energy distribution shown in FIG. 5 is used. 8 is a chart showing roughness, while FIG. 8 shows a case where the coating film is removed from the surface of the workpiece 1 using the shielding plate 8, that is, a water jet having a peeling energy distribution shown in FIG. It is a chart which shows the surface roughness of the workpiece | work 1 after a coating film removal. In the former case, it is presumed that spots that are deeper than the periphery appear periodically and stripes are generated on the surface of the work 1, but in the latter case, this is improved and the stripes are improved. Seems to have been reduced. In addition, when the arithmetic average roughness Ra of the surface of the workpiece | work 1 was measured about both, the latter surface roughness Ra became 0.6 micrometer small with respect to the former.
[0034]
Further, in order to obtain the separation energy distribution as shown in FIG. 4, as shown in FIG. 9, the angle θ between the discharge direction of the water jet by the injection nozzle 2 and the surface of the work 1 is adjusted, and the injection nozzle 2 However, the water jet may be discharged in the direction opposite to the moving direction. If the injection nozzle 2 is arranged in this way, the standoff a between the injection nozzle 2 and the workpiece 1 at both ends of the water jet diffusion range is different, and thus a separation energy distribution similar to that in FIG. 4 is obtained. be able to.
[0035]
Further, as shown in FIG. 10, even if the injection nozzle is arranged so that the water jet diffusion direction is inclined at an angle θ with respect to the rotation axis of the work 1, the separation energy distribution as shown in FIG. 4 is obtained. Obtainable. When the water jet diffusion direction is inclined with respect to the rotation axis of the work 1 in this way, the work 1 is cylindrical, and therefore the distance between the injection nozzle 2 and the work 1 is along the water jet diffusion direction. This is because the angle at which the water jet blows against the surface of the workpiece 1 also changes along the direction of diffusion of the water jet.
[0036]
Up to this point, the example in which the water jet is diffused and ejected in a substantially fan shape from the ejection nozzle 2 has been described. However, as shown in FIG. 11, the water jet may be diffused and ejected in a substantially conical shape. . When sprayed in a substantially conical shape, the separation energy of the water jet is maximal on the entire circumference of the outer edge. Therefore, considering the distribution of the separation energy along the rotation axis direction of the workpiece 1, the water jet diffused in a substantially fan shape. Compared with this, a substantially averaged release energy distribution is obtained, and the coating film on the surface of the workpiece 1 can be uniformly peeled by that amount.
[0037]
However, since the work 1 is cylindrical, when a water jet diffused in a substantially conical shape is injected onto the work 1, the angle formed by the work 1 and the water jet has a distribution along the circumferential direction of the work 1. Even if the distribution of the peeling energy along the rotation axis direction of the workpiece 1 is substantially uniform, as the water jet approaches the tangent line of the workpiece 1, the effect of removing the coating film decreases. Therefore, when the water jet is jetted in a substantially conical shape, as shown in FIG. 12, if the outer edge of the water jet falling on the surface of the work 1 is an elliptical shape having the rotation axis direction of the work 1 as a major axis, the water jet The jet strikes from a direction more perpendicular to the circumferential direction of the workpiece 1, the stand-off is shortened, and a water jet with strong peeling energy is applied to the front and rear ends in the moving direction of the injection nozzle 2. Since the time for hitting the same location on the surface of 1 is shortened, the coating film on the surface of the workpiece 1 can be more uniformly removed.
[0038]
Next, FIG. 13 shows an example in which the coating film peeling method of the present invention is applied to the coating film peeling apparatus shown in FIG.
In the figure, reference numeral 9 is a film thickness measurement probe arranged opposite to the surface of the workpiece 1, and reference numeral 10 is a thickness of the coating film on the surface of the workpiece 1 based on a signal from the film thickness measurement probe 9. The reference numeral 11 denotes a feed rate of the spray nozzle 2, a discharge pressure of the water jet, a standoff a of the spray nozzle 2, and an offset amount b based on the thickness of the coating film measured by the film thickness meter 10. Is an arithmetic circuit for instructing the controller. Except for these, the configuration of the coating film peeling apparatus shown in FIG. 1 is the same, and therefore, the same reference numerals are given in the drawing and detailed description thereof is omitted.
[0039]
As the film thickness measuring device 10, an eddy current film thickness meter (manufactured by Sanko Electronics Laboratory, manufactured by Denso Kogyo Co., Ltd.) or an electromagnetic film thickness meter (manufactured by Sanko Electronics Laboratory, manufactured by Kett Science Laboratory) is used. Etc.), fluorescent X-ray film thickness meter (Technos IT, etc.), β-ray film thickness meter (Fischer, etc.), capacitance film thickness meter, etc. can be used. An interferometric film thickness meter using a spectroscope (Otsuka Electronics, etc.) can also be used. Further, the film thickness can be grasped by measuring the outer diameter of the workpiece 1 using laser light.
[0040]
In the coating film peeling apparatus of FIG. 13 configured as above, first, after the thickness of the coating film on the workpiece 1 is measured by the film thickness measuring probe 9 and the film thickness measuring instrument 10, the coating film having such a thickness is applied. The optimum parameters for peeling, that is, the discharge pressure P of the water jet, the feed speed e of the injection nozzle 2, the standoff a of the injection nozzle 2 and the workpiece, and the offset amount b of the injection nozzle 2 with respect to the rotation axis of the workpiece are calculated. And these values are set in the controller 7. As a result, in this peeling apparatus, the influence factor of the peeling effect shown in FIG. 2 is controlled according to the thickness of the coating film, and the coating film can be completely peeled without remaining on the workpiece 1. At the same time, the influence of the water jet on the surface of the workpiece 1 itself can be minimized.
[0041]
Moreover, in this coating film peeling apparatus, first, the coating film is preliminarily peeled off under conditions that allow a part of the coating film to remain, and then the thickness of the remaining coating film is measured. The coating film may be peeled again according to the above. Even if the thickness of the coating film measured by the film thickness measuring instrument 10 is the same, the coating film may be easily peeled off depending on the adhesive strength between the coating film and the workpiece 1 and is uniform depending on the film thickness. This is because if the peeling conditions are set, the workpiece 1 itself may be damaged. In particular, in the recycling of fixing rolls, it is considered that the adhesive strength of the coating film varies greatly depending on the amount of thermal stress applied to the fixing roll, and the peeling conditions are determined by taking into account not only the film thickness but also the adhesive strength. Otherwise, there is a high probability that the surface of the workpiece 1 will be scraped off by the water jet.
[0042]
In that respect, if the coating film is preliminarily peeled prior to the measurement of the film thickness, only the coating film having a certain degree of adhesive strength will remain on the surface of the workpiece. If the peeling conditions are set, it is possible to avoid a situation where the water jet inadvertently scrapes off the workpiece.
[0043]
Further, in order to prevent toner image offset in copying machines, the fixing roll is used while supplying silicon oil to the surface of the fixing roll, and when the Teflon coat layer is peeled off from the surface of the fixing roll, In order to remove the silicon oil adhering to this layer, the fixing roll is washed with a low-pressure water jet. At this time, if the adhesive strength between the Teflon coat layer, which is a coating film, and the fixing roll is low, the coating film may be peeled off during the cleaning operation. It can also be work.
[0044]
Further, when it is not necessary to strictly manage the surface roughness of the workpiece 1, it is not always necessary to measure the thickness of the remaining coating film using the film thickness measuring instrument 10 as described above, and an inexpensive color mark. The sensor 7 is used to check only whether or not the coating film remains on the work 1 after the preliminary peeling operation, and the controller 7 determines the water jet discharge pressure P and the injection nozzle 2 depending on whether or not the coating film remains. The coating film may be removed by switching parameters such as the feeding speed e in two stages.
[0045]
【The invention's effect】
  As explained above, according to the coating film peeling apparatus of the present invention and the coating film peeling method using the same,Water jet discharged from the injection nozzleDiffusion along the workpiece rotation axisTo work while lettingAnd sprayWater jetIn the same placeforSet the spray nozzle feed speed so that it sprays multiple times.In addition, the distribution of the separation energy exerted on the workpiece by the water jet discharged from the injection nozzle should be strong at the front end side in the movement direction of the injection nozzle and weak at the rear end side.Therefore, while setting the discharge pressure of the water jet to a low level, the coating film can be completely removed and removed, avoiding the situation where the workpiece is scraped off with the coating film, and the coating film is removed. It is possible to secure the same quality as the new product in the recycled product.
[0046]
  AlsoShortThe removal of the coating film can be completed in time, and a decrease in the coating film removal efficiency can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a coating film peeling apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing influential factors of the coating film peeling effect in the coating film peeling apparatus of the example.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a correlation between a feeding speed of an injection nozzle and stripes on a surface of a workpiece.
FIG. 4 is a diagram showing a distribution of peeling energy of a water jet proposed by the present inventors.
FIG. 5 is a diagram showing a separation energy distribution of a water jet diffused and ejected in a sector shape.
6 is a diagram showing a distribution of peeling energy when a part of the water jet shown in FIG. 5 is shielded by using a shielding plate.
7 is a chart showing a state of a workpiece surface when a coating film is removed by the water jet shown in FIG.
8 is a chart showing the state of the workpiece surface when the coating film is removed with the water jet shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a separation energy distribution when the water jet discharge direction is inclined with respect to the rotation axis direction of the workpiece.
FIG. 10 is a schematic view showing an example in which the water jet diffusion direction is inclined with respect to the rotation axis of the workpiece.
FIG. 11 is a schematic view showing an example in which a water jet is discharged in a substantially conical shape.
FIG. 12 is a view showing an example in which the water jet is discharged so that the outer edge of the water jet on the surface of the work becomes an ellipse whose major axis is the rotation axis direction of the work.
FIG. 13 is a schematic view showing a configuration of a coating film peeling apparatus to which the method of the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 ... Work, 2 ... Injection nozzle

Claims (9)

回転する円筒状ワークに対して高圧水の噴射ノズルを対向配置すると共に、かかる噴射ノズルをワークの回転軸方向へ移動させながら高圧のウォータジェットをワーク表面に向けて吐出し、上記ワークの表面に形成されている塗膜を上記ウォータジェットの噴流によって該ワークから除去する塗膜剥離装置であって、
上記噴射ノズルから吐出するウォータジェットを上記ワークの回転軸方向に沿って拡散させながら該ワークへ吹き付けると共に、上記ウォータジェットがワーク表面の同一箇所に対して複数回繰り返し吹き付けるように上記噴射ノズルの送り速度を設定し、かつ、上記噴射ノズルから吐出されたウォータジェットがワークに及ぼす剥離エネルギの分布を、噴射ノズルの移動方向の先端側で強く、後端側で弱くなるようにしたことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。
A high-pressure water jet nozzle is placed opposite to the rotating cylindrical workpiece, and a high-pressure water jet is discharged toward the workpiece surface while moving the jet nozzle in the direction of the workpiece rotation axis. A coating film peeling apparatus for removing a formed coating film from the workpiece by a jet of the water jet,
The water jet discharged from the spray nozzle is sprayed onto the work while diffusing along the direction of the rotation axis of the work, and the water jet is fed so that the water jet is repeatedly sprayed to the same location on the work surface. The speed is set , and the distribution of separation energy exerted on the work by the water jet discharged from the injection nozzle is strong at the front end side in the movement direction of the injection nozzle and weak at the rear end side. A cylindrical workpiece coating film peeling device.
請求項記載の塗膜剥離装置において、上記ワークと噴射ノズルとの間に遮蔽板を設け、拡散したウォータジェットのうち、噴射ノズル移動方向の後端側におけるウォータジェットから上記ワークを遮蔽するようにしたことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。The coating film peeling apparatus according to claim 1 , wherein a shielding plate is provided between the work and the injection nozzle so as to shield the work from the water jet on the rear end side in the direction of movement of the injection nozzle among the diffused water jets. An apparatus for peeling a coating film on a cylindrical workpiece, characterized in that 請求項記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルによるウォータジェットの吐出方向が、ワーク表面と正対する方向よりも噴射ノズルの移動方向と反対方向へ傾斜していることを特徴とする塗膜剥離装置。The coating film peeling apparatus according to claim 1, wherein a water jet discharge direction by the spray nozzle is inclined in a direction opposite to a direction in which the spray nozzle moves rather than a direction facing the workpiece surface. Peeling device. 請求項記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルがウォータジェットを略扇形に拡散して吐出すると共に、かかるウォータジェットの拡散方向がワークの回転軸に対して傾斜するように上記噴射ノズルを配設したことを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。2. The coating film peeling apparatus according to claim 1, wherein the spray nozzle diffuses and discharges the water jet in a substantially fan shape, and the spray nozzle is arranged so that the diffusion direction of the water jet is inclined with respect to the rotation axis of the workpiece. A coating film peeling apparatus for a cylindrical workpiece characterized by being arranged . 請求項記載の塗膜剥離装置において、上記噴射ノズルがウォータジェットを略円錐形又は略角錐形に拡散して吐出することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。The coating film peeling apparatus according to claim 1, wherein the spray nozzle diffuses and discharges the water jet into a substantially conical shape or a substantially pyramid shape . 請求項記載の塗膜剥離装置において、ワークの表面に降り注ぐウォータジェットの外縁が、かかるワークの回転軸方向を長軸とする楕円形状又は菱形状であることを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離装置。6. The coating device for coating a cylindrical workpiece according to claim 5, wherein the outer edge of the water jet that pours onto the surface of the workpiece is an elliptical shape or a rhombus shape whose major axis is the rotational axis direction of the workpiece. Membrane peeling device. 請求項1記載の塗膜剥離装置を用いた円筒状ワークの塗膜剥離方法であって、  A method of peeling a cylindrical workpiece using the coating film peeling apparatus according to claim 1,
上記ウォータジェットの吐出に先立って塗膜の厚さを測定する膜厚計測工程と、測定された塗膜の厚さに応じてウォータジェットの吐出圧力、ワークと噴射ノズルの距離、ワークの回転軸に対する噴射ノズルのオフセット量又は噴射ノズルの移動速度のうち、少なくともその一つの設定値を変更する剥離条件設定工程と、変更された設定値を用いて塗膜の除去作業を行う剥離工程とからなることを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。  A film thickness measurement step for measuring the thickness of the coating film prior to the water jet discharge, and the water jet discharge pressure, the distance between the workpiece and the injection nozzle, and the rotation axis of the workpiece according to the measured thickness of the coating film. A separation condition setting step for changing at least one set value of the offset amount of the injection nozzle or the movement speed of the injection nozzle, and a peeling step for removing the coating film using the changed set value. A method for removing a coating film from a cylindrical workpiece, characterized in that:
請求項7記載の塗膜剥離方法において、上記膜厚計測工程に先立ってウォータジェットをワーク表面に向けて吐出する予備剥離工程を設け、上記膜厚計測工程では上記ワークの表面に残存する塗膜の厚さを測定することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。  The coating film peeling method according to claim 7, wherein a preliminary peeling process for discharging a water jet toward the workpiece surface is provided prior to the film thickness measuring process, and the coating film remaining on the surface of the workpiece in the film thickness measuring process. A method for peeling a coating film on a cylindrical workpiece, characterized by measuring the thickness of the cylindrical workpiece. 請求項8記載の塗膜剥離方法において、ワークの表面に塗膜が残存しているか否かのみを確認する塗膜判別工程を上記膜厚計測工程に代えて設け、上記剥離条件設定工程では塗膜の残存の有無に応じて2段階に設定値を変更することを特徴とする円筒状ワークの塗膜剥離方法。  The coating film peeling method according to claim 8, wherein a coating film discrimination process for checking only whether or not a coating film remains on the surface of the workpiece is provided instead of the film thickness measurement process. A method of removing a coating film from a cylindrical workpiece, wherein the set value is changed in two steps depending on whether or not the film remains.
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