JPH0696914B2 - 高速振動を利用した剥離方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はコンクリート、金属材等で形成した下地面上に
被覆されたアクリル、ウレタン等の熱可塑性樹脂、塗料
又ゴムその他の熱軟化材料等から形成された被膜や接着
剤等を容易に除去する方法及び装置に係り、特にビル、
マンション等の外壁、又は橋梁等に施された吹付け塗装
面や吹付けタイル面、又は床面に貼着した合成樹脂性タ
イル等を容易に除去するようにした剥離方法及び装置に
関する。

「従来の技術及びその課題」 磁器タイル張り又はリシン塗り以外の吹付け塗装や吹付
けタイルの外装ビルは、ビル寿命及び美観の面より建設
後10年前後で外壁を塗り換える必要があるが、かかる外
装材はアクリル、ウレタン等の接着力又は固化力の強い
熱可塑性樹脂で形成されている為に、その剥離が困難で
あり、一般には表面の洗浄又はグラインダ等による表面
平滑化等の簡単な処理を行った後、重ね塗りをしている
のが実状である。

しかしながらこのような重ね塗り手法では、コンクリー
ト下地側で密着力やひび割れ等の劣化が生じている場合
でもこれを発見し得ない為にその補修が出来ず、結果と
して寿命劣化の防止に何等役に立たないのみならず、重
ね塗り後の塗面と旧塗面間での密着力が不足し又両者間
の熱膨張率の差等により塗膜浮きによる剥離やひび割れ
等が発生し易いという欠点を有す。

一方前記外装材等を剥離するには、スクレーパ等に衝撃
力を加えて機械的に剥離する方法も存在するが、このよ
うな衝撃力で剥離する方法では、その衝撃により下地側
のコンクリートまで破損してしまうのみならず、一旦固
化したものを機械的に剥離するとどうしても未剥離部分
が生じ、均一且つ平滑な下地処理面を形成するのが困難
であり、更にかかる方法では剥離時間が極めて長くな
り、且つ剥離作業が重労働であり且つ多大に刃物や機械
を消耗するのみならず、前記衝撃力により剥離させる為
に粉塵及び騒音等の発生により環境公害が生じる。

又前記ウレタン等の熱可塑性樹脂で形成した樹脂タイル
等を剥離する場合も同様であり、特にかかる樹脂タイル
は厚肉である為に前記剥離作業が一層長時間化する。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、前記外装材や厚
肉の合成樹脂タイル、更には薄膜の塗膜等、コンクリー
トや金属材等の下地面上に被覆された熱可塑性又は熱軟
化性材料であればその種類や厚みに限定される事なく、
簡単且つ容易に更には短時間で除去し得る剥離方法及び
装置を提供する事を目的とする。

又、本発明の他の目的とする所は、低騒音で且つ粉塵等
が発生する事なく更には省資材化が可能な剥離方法及び
装置を提供する事にある。

「課題を解決しようとする手段」 本発明は、かかる技術的課題を達成する為に、コンクリ
ート、金属材等で形成した下地面上に被覆された熱可塑
性樹脂を含む熱軟化性材料を剥離する方法において、前
記熱可塑性材料を加熱軟化させた直後に、微小高速振動
が付勢された刃具を下地面に沿って押圧前進させながら
前記加熱軟化状態にある熱軟化性材料を下地面に沿って
剥離させるようにした点を特徴とする剥離方法を提案す
る。

この場合前記微小高速振動の振幅は0.5〜5mmで且つ振幅
周波数が50Hz以上である事が必要である。

そしてかかる発明を円滑に実現する為の装置として、第
２）項において、前記外装材や厚肉の合成樹脂タイル、
更には薄膜の塗膜等の熱軟化性の被剥離材90に刃具４を
押圧しながら剥離を行う剥離装置において、 出力軸11に偏心筒21を組込み偏心させて軸支した内輪22
と、その外周面上に介在させた複数の鋼球23を介して、
前記内輪22に回転自在に嵌合された外輪24より構成され
た微小偏心回転運動を行う転がり軸受２と、 前記外輪周面に当接し、該転がり軸受２より駆動力を受
けて前後振動のみが可能な様に方形に設けた摺動ガイド
をする振動板装着部位17や押板1aにより、被剥離材90側
に向けて高速振動する振動板３と、該振動板３に固定し
た刃具４と、該振動板３の前方の被剥離面に対面して設
けた加熱体６を有し、前記加熱体６により加熱された被
剥離面90aに沿って前記刃具４を前進させながら、該刃
具４が前記内輪の微小揺動回転を受けて微小振動をしな
がら剥離作業を行うよう剥離作業を行うようにした剥離
装置を提供する。

この場合、好ましくは剥離作業時のみ刃具４を振動させ
るべく前記振動板３に弾性力を付勢させ、被剥離材90非
押圧時には前記転がり軸受２と離間し、被剥離材90押圧
時に弾性力に抗して前記転がり軸受２に振動板３を当接
可能に構成するのがよく、又前記加熱体６も、熱放射手
段、熱風発生手段のいずれか一又は複数の組み合わせで
構成するとともに、これらが実質的に閉鎖された被剥離
面90aの所定区域を加熱可能に構成するのがよい。

「作用」 かかる技術手段によれば、被剥離材90を加熱し、加熱に
より軟化状態にある被剥離面90aを剥離する構成を採る
為に、剥離が容易になるとともに、前記加熱が実質的に
閉鎖された被剥離面90aの所定区域を加熱可能に構成し
た為に、短時間で軟化点まで加熱する事が出来、作業性
が向上する。

そして前記軟化状態にある被剥離材90に刃具４を介して
振動板３を押し当てると、その後端側で前記転がり軸受
２の外輪24周面に当接し、該振動板３と外輪24周面との
接触摩擦抵抗力が、内輪22と外輪24との回転抵抗力より
極めて大きくなる為に外輪24は振動板３との間で摺動す
ることなく、相対的には偏心直径分のみの往復転がりで
外輪回転も停止状態となり、内輪22側のみが偏心して回
転している為に、振動板３の後端と外輪24との両者間で
摩耗を生じる恐れがほとんどなく、該摩耗から起因する
耐久性が大幅に向上すると共に前記摺動に起因して発熱
することもない。又、内輪22と外輪24間は、多数の鋼球
23が介在している為に押圧力が分散され、而も該鋼球は
所定位置で静止しているのではなく、該両輪の周面上を
微小抵抗で転動している為に、内輪側の摩耗も問題にす
る程には生じない。

又、偏心させて軸支した内輪22の回転により、その間に
介在している鋼球23を介してその偏心量に対応する振幅
のみが外輪24側に伝達され、該外輪24とともに振動板３
に振幅が伝達される。

従って作業者等により該装置自体を押圧方向に付勢する
ことにより摩擦力で振動板３に当接している。

軸受外輪24は振動板３とともになだらかなサインカーブ
を描きながら、前後振動する事となり、結果的に衝撃的
反発力のない静かな高速振動となる。尚、通常の前進と
後退の往復振動運動では、前記運動を高速で行なうと刃
先が高速後退周期毎に食込み部から離れ、言換えれば間
結的に食込み部に当るために、一振動毎に刃先の食込み
位置が微妙に後方にずれを繰返し、切り込みが悪くな
る。又、下地が良好な薄面塗膜の場合も下地に刃先跡が
付くこととなり連続的なきれいな剥離跡でなくなる。

一方本発明においては刃具４の取付け部材でもある振動
板３は出力軸11に偏心筒21を組込み偏心させて軸支した
内輪22を含む転がり軸受け２の外輪24と一体化させる事
なく、振動板３をフリーの状態で前記外輪24の外周面に
当接する構成を取るために、言換えれば振動板３端面と
外輪24周面が当接するために両者の摩擦力により該外輪
24のみが掴持されてその回転運動が停止状態となり、そ
して内輪22側のみが偏心して回転している為に、内・外
輪の間に介在している複数の鋼球23を介してその偏心量
に対応する振幅のみが外輪24側に伝達される訳である
が、 そしてここが重要なところであるが、刃具取付け部材で
もある振動板３は外輪24の外周面とはフリーの状態で接
触しているために、前記外輪24の後退運動には追従せ
ず、刃具４の刃先は被剥離材を押圧している位置を保持
している状態で外輪のみが後退しようとするが、該装置
自体が前進方向に押圧力が付勢されているために外輪24
側が刃具取付け部材でもある振動板３の端面に接触した
まま前進し（この間刃具の刃先は被剥離材を押圧してい
る位置を保持しているが前進はしない）そして更に前記
外輪が前進運動を行なうと、これに追従して振動板と刃
具は被剥離材を押圧前進する。

従って刃具は後退せずに前進のみがなされる。これの繰
返しにより、刃先が食込み部から離れずに連続して突き
進んで行くこととなり、後退の無い分だけ効率が良くな
る。又、厚膜であっても、刃具が被剥離材90とコンクリ
ートなどの下地との間に割り込み突き進んで、もぐり込
んでいく為、振動数と振幅の組合せを適合させれば被剥
離材の厚さにほとんど関係なく剥離できる。従来の厚膜
部分を削りとっていく方法では厚さに連動して作業時間
が増大するが、本発明方法ならびに装置は言換えれば削
らない方法で、被剥離材を加熱軟化し刃具にて下地と分
離していく方式の発明であるので被剥離材が厚くても実
施例の様に振動数と振幅を厚膜に適合させれば、加熱軟
化時間に若干の差が出るが、剥離は薄膜と同様に容易で
ある。

又、刃具取付け部材の振動板は外輪の外周面とはフリー
の状態で接触しているために、前記外輪の公転運動によ
り左右方向による運動が生じても、前後運動のみが可能
な様に該装置に摺動ガイドが設けられて横保持されてい
るために外輪外周面が刃具取付け部材の振動板後端面に
沿って偏心直径分のみ往復転がりするのみで、左右移動
はしない。

従って刃具は、後退も左右運動もせずに前進のみがなさ
れる。

この結果刃具は前進のみとなり且つ衝撃的反発力の代わ
りに出力軸11を高速回転化して、高速振動を出し剥離や
切り込みの効率を極めて高く向上させることができると
ともにコンクリート下地や他の部分を傷付ける恐れがな
く、この結果塗装膜、コルクタイル、Ｐタイル、及びコ
ンクリートに貼着したジュータン等の軟質材を剥離する
為剥離機として極めて好ましい軟質剤除去装置を提供す
る事が可能となる。

又刃具が前進運動のみである事はその先端に位置する刃
具が剥離部材の押圧位置から外れる事がないから軟質材
側の膜厚が厚肉であっても薄膜のものでも該振動板先端
部に取付けた刃具が容易に軟質材ないにもぐり込み、そ
の剥離は容易で且つきれいにできる。

又本発明は、刃部は前進のみの運動の為、同一箇所で前
後運動したり、同一箇所を削ろうとしたりすることがな
く、切り込み効率は非常に良い。

又振動板３が衝撃的反発力がない事は、刃具４や振動板
３に指や手の柔らかい面が振れても指や手の柔らかい皮
面は弾性や復元力がある為に、前記偏心から起因する微
振動により食い込んでくる刃具を皮面がへこむことで吸
収し、そして復元し刃具の微振動に追従することによっ
て指等が切れる事はなく、極めて安全である。尚指や手
を固定して皮面が破れるほど押し込めば、切れることが
予測できるが指や手の柔らかい面に刃具が触れても切れ
ることはない。逆に柔らかいゴムやスポンジなど、弾性
体どうしの剥離には効果がなく被剥離材のどちらか一方
が硬質でないと該装置振動による剥離はできない。又、
振動板３が衝撃的反発力でなく前進振動のみの運動であ
る事は被剥離材90側の膜厚が厚肉であっても容易に該振
動板３先端部に取り付けた刃具４が容易に被剥離材90内
にもぐり込み、その剥離の容易化が達成され、従って剥
離すべき被剥離材90の厚さとは無関係に短時間で剥離出
来、且つ被剥離材90の剥離残がなく均一に除去し得る事
になる。

又この状態で刃具４を介して振動板３の被剥離材90側の
押し当てを解除すると、該振動板３は前記振動の付勢力
により容易に離間し、振動が解除される事となる。

この場合特に前記振動板３に前進方向に向け弾性力を付
勢する事により前記作用が一層確実になる。

更に本発明によれば、軸受の外輪24は振動板３との接触
時、内輪22と外輪24との回転抵抗力より外輪24と振動板
３間の接触抵抗が極めて大きくなる為に、外輪24は振動
板３との間で摺動する事なく相対的な偏心直径分のみの
位置転がり状態で回転は静止状態にある為に両者間で摩
耗が生じる恐れがほとんどなく該摩耗から起因する耐久
性が大幅に向上するとともに前記摺動に起因して発熱す
る事もない。

更に前記回転軸の回転トルクは内輪22の偏心半径のみな
ので小さく、相対的に小型なモータで足り、重量の軽減
と小型化の達成とともに消費電力も低減出来る。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成
部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定
的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図乃至第４図は、市販のディスクグラインダを利用
した本発明の実施例に係る剥離機で、図中１は図示しな
いモータを内蔵したディスクグラインダ本体Ａで、その
先側底面部を矩形状に凹設し、該凹設部に後記する剥離
ユニットＢを、又その上方位置に、前方に向けて延設す
る加熱ユニットＣを、夫々螺子19により連結させるとと
もに、前記平面状底面部に不図示のモータと連結された
出力軸11を垂下させ、該出力軸11先端部に偏心筒21を介
して転がり軸受２を嵌着させる。

剥離ユニットＢは、本体Ａ側に固着された枠体１、偏心
筒21、前記転がり軸受２、該転がり軸受２の回転運動を
微小往復運動に変換し、前端部に平板状刃具４を保持し
ている振動板３、及び前記転がり軸受２及び振動板３の
下方を隠蔽するカバー体５よりなる。

枠体１は第２図に示すようにその底面側に、略八の字状
に拡開した転がり軸受収納部18と、その前面側に方形の
振動板装着部位17を設け、該装着部位17は、両側壁側に
立設した岸部16をガイドとして振動板３が位置規制され
て前後方向（図上矢印方向）にのみ摺動自在に形成す
る。

転がり軸受２は第２図に示すように、出力軸11を僅かに
偏心させて嵌着させた偏心筒21の周面にきっちり嵌着さ
れる内輪22と、該内輪22の外周囲上に介在する多数の鋼
球23を介して前記内輪22に回転自在に嵌合された外輪24
とからなり、外輪24前端側が前記装着部位後端位置まで
はみだすようにその直径を設定している。

尚、出力軸11と偏心筒21と内輪22とは一体的に回転可能
に構成する為に、出力軸11と偏心筒21夫々に一体的に形
成した円板体26a,26bの座261に挟着させている。この場
合外輪24は当然にフリーの状態にある。

振動板３は方形平板状をなし、その先端側に刃具４を保
持する挟持部31を構成するとともに、その後端側を前記
外輪24周面と対面させる。又前記振動板３の上面側と枠
体１の下面側に半円筒状の凹部32,15を左右対称位置に
設け、該両凹部32,15により形成される円筒空間内に振
動板３を揺動さす程度の（300g程度）バネ力を有する圧
縮バネ14を装入する。

この結果、振動板３は外輪24と離接する方向にのみ揺動
可能にして且つ定常時は前記圧縮バネ14の付勢力により
外輪24と離間し、又被剥離材90を刃具４を介してを押圧
する事により弾性力に抗して前記転がり軸受２の外輪24
に当接させる事が出来る。

又枠体１及び押板1aの前記振動板３との揺動面には四塩
化フッソ樹脂がコーティングされており、枠体１との間
に生じる摩擦抵抗を低減させている。

一方加熱ユニットＣは、ディスクグラインダ本体Ａにス
プリング51及びボルト52を介して僅かに揺動可能に支持
され、刃具４前方位置まで延設する取付台５と、該取付
台５に軸を介して揺動可能に支持されたユニット本体６
からなる。

ユニット本体６は少なくとも前記刃具幅より僅かに大な
る長さを一片として正方形状に形成され、上面側より順
次モータ61、ファン62、パンチプレート63、多数の小孔
64が穿孔された断面矩形状断熱材65、ニクロムその他の
平面ヒータ66、多数の小孔64が穿孔された磁器製カバー
板67、及び前記断熱材65の周囲を囲繞するブラシ状針金
集合体69が取付けられており、又前記ヒータとモータ61
は夫々コード68を介して本体Ａ側の電源部に接続されて
いる。

次にかかる実施例の作用を説明する。

先ず加熱ユニットＣ側のモータ61とヒータを夫々通電さ
せる事により、被剥離面90a側に向け熱風が吹き出され
る。この際ユニット本体６と被剥離面90a間の空間はブ
ラシ状針金集合体69により囲繞されている為に、該閉鎖
空間70内を熱風が循環しながら且つ少しづつ外部に逃げ
ながら被剥離面90aを加熱軟化する。そしてこの間に閉
鎖空間70周辺被剥離面90aも予熱されていく。

そして前記加熱軟化した被剥離面90aに沿って徐々に剥
離ユニットＢ側の刃具４を押圧する事により、該刃具４
と一体化してある振動板３がその後端側で前記転がり軸
受２の外輪24周面に当接し、該振動板３外輪24周面との
摩擦力により該外輪24のみが掴持されてその回転運動が
停止し、そして内輪22側のみが偏心して回転している為
に、その間に介在している鋼球23を介してその偏心量に
対応する振幅のみが外輪24側に伝達され、該外輪24とと
もに振動板３に振幅が伝達され、この結果前記刃具４は
微小高速振動による前進運動により軟質化した被剥離材
90内に侵入して所定の剥離動作が行われる。そして前記
刃具４が前進しながら次から次にその前方位置にある被
剥離面90a上を加熱ユニットＣにより加熱していく為に
所定の剥離動作が連続して行われる事になる。

そして本発明者達は前記効果を確認する為に、アクリル
系吹付け材を用いてスタッコ仕上げを行ったマンション
の外壁材について剥離実験を行ってみた。尚前記吹付け
材の膜厚は１〜3mm、下地はコンクリートで建築後既に1
0年経過している場所である。

先ず、剥離ユニットＢ側の部品構成について説明する
に、刃具４はその肉厚を1mm,刃幅を80mmに設定した工具
鋼からなるもの、又本体Ａ側に組込まれた不図示のモー
タは、消費電力が550Wで3000〜13000rpmまで無段変速可
能なもの、又転がり軸受２の偏心量は、偏心筒22の交換
により刃具４の振幅が、0.5,1.5,3.0,5mmになるように
設定する。

一方加熱ユニットＣ側においては、ファン62の風量を20
0〜300/分、平面ヒータ66を形成するニクロム線の消費
電力を1500Wに設定し、被剥離面表面における熱風温度
が600℃前後になるように設定する。

かかる条件の装置を用いて、先ず転がり軸受２の回転
数を13000rpm（刃具４の周波数200〜220Hz）振幅を0.5m
mに設定した場合、前記回転数を10000rpm（刃具４の
周波数150〜160Hz）振幅を1.5mmに設定した場合の夫々
について、3m/minの前進速度で剥離作業を行った所、前
記吹付け材が容易に且つ完全に除去し得た。

次に前記回転数を6000rpm（刃具４の周波数100Hz）振幅
を3.0mmに設定した場合においては、刃具４に多少の衝
撃波が感じられたが、2m/minの前進速度で吹付け材を除
去し得た。従ってこの条件下では金属材のような高硬度
の下地面に薄膜塗装したものを剥離する場合は、バウン
ドが生じその剥離が困難になる事が予想される。

そして前記回転数を3000rpm（刃具４の周波数50Hz）に
低下させた所、前記衝撃波は解消したが厚肉の部分で多
少剥離速度が低下した。従ってこの条件下ではより厚肉
な熱可塑性樹脂の剥離は困難が予想される。

そして更に前記回転数を6000rpm（刃具４の周波数100H
z）のままで振幅を5.0mmに設定した場合においては、2m
/minの前進速度では刃具４がバウンドし又1m/minの前進
速度でも前記吹付け材の剥離を円滑に行い得なかった。
そして前記回転数を3000rpmに低下させ且つ、バウンド
しない様に刃具４の押し当て角度を寝かせる様にした所
膜厚1mm程度の薄肉の所では2m/minの前進速度で剥離で
きた。

「発明の効果」 以上記載した如く本発明は、前記外装材や厚肉の樹脂タ
イル、更には薄膜の塗膜等を軟化させた状態で、且つ衝
撃力ではなく、刃具を微小高速前進運動させながら剥離
させる為に、その剥離動作が簡単且つ容易で且つその被
剥離材の厚みや種類に限定される事なく連続的に且つ短
時間で除去する事が出来る。

そして特に請求項２）に記載した装置発明によれば、外
輪と振動板が相対的には偏心直径分のみの往復転がりで
外輪回転も静止状態で振動が伝達される為に、両者間の
摩耗が生じる恐れがほとんどなく耐久性の大幅向上を図
る事が出来るとともに、低騒音で且つ粉塵等が発生する
事がない。又外輪回転は静止しても内輪はこれと無関係
に回転する事が出来る為に、モータの負荷抵抗が増加す
る事なく、省電力化が可能であり、更に前記したように
外輪と振動板が相対的に偏心直径分のみ往復転がりする
だけの密着した当接状態で振動が伝達される事は衝撃的
反発力が生じる事なく、安全性の向上を図る事が出来
る。

等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、公知のディスクグラインダに取付
けた本発明の実施例に係る剥離機で、第１図は要部正面
断面図、第２図は要部平面図、第３図は全体正面図、第
４図は一部切欠平面図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】コンクリート、金属材等で形成した下地面
   上に被覆された熱可塑性樹脂を含む熱軟化性材料を剥離
   する方法において、前記熱可塑性材料を加熱軟化させた
   直後に、微小高速振動が付勢された刃具を下地面に沿っ
   て押圧前進させながら前記加熱軟化状態にある熱軟化性
   材料を下地面に沿って剥離させるようにするとともに、
   前記微小高速振動の振幅を0.5〜5mmで且つ振幅周波数が
   50Hz以上に設定した熱軟化性材料の剥離方法。
2. 【請求項２】熱軟化性の被剥離材に振動する刃具を押圧
   しながら剥離を行う剥離装置において、 軸を中心として出力軸に偏心させて軸支された内輪とそ
   の外周面上に介在させた複数の鋼球を介して前記内輪に
   回転自在に嵌合された転がり軸受状の外輪とからなる転
   がり軸受と、 前記転がり軸受の外輪周面に当接し、該外輪より駆動力
   を受けて被剥離材側に向けて高速振動する振動板と、 前記振動板の先端に取付けられた刃具と、 該振動板の前方の被剥離面に対面して配設した加熱体と
   を有し、 前記加熱体により加熱された被剥離面に沿って前記刃具
   を前進させる事により、該刃具が前記内輪の微小揺動回
   転を受けて微小振動をしながら剥離作業を行うように構
   成した事を特徴とする剥離装置。
3. 【請求項３】前記振動板に直接又は間接的に弾性力を付
   勢させ、被剥離材非押圧時には前記転がり軸受と離間
   し、被剥離材押圧時に弾性力に抗して前記外輪に当接可
   能に構成した事を特徴とする請求項２）記載の剥離装
   置。
4. 【請求項４】前記加熱体を、熱放射手段、熱風発生手段
   のいずれか一又は複数の組み合わせで構成するととも
   に、これらが実質的に閉鎖された被剥離面の所定区域を
   加熱可能に構成した請求項２）項記載の剥離装置。