JP2004084026A - 板状物質の表面付着物剥離方法および剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板材の表面に付着または形成される酸化皮膜その他各種の物質を、塩酸等の有害化学物質を使用する必要なく除去することができ、それにより板材表面の酸化皮膜等除去のための特別な溶液供給や、使用済み物質の処理等の必要を無くして板材剥離加工に伴うコストの低減、さらに大気中への有害物質の放出等による環境面の問題も皆無とすることができる皮膜等の剥離方法およびそれに使用する剥離装置を提供する。
【解決手段】金属または非金属からなる板状物質３の表面に液体を介在させて振動体２を近接配置し、振動体２を高周波振動させることによって発生するキャビテーション作用により、板状物質３の表面に付着または形成された物質を剥離する。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鋼板、非鉄金属板材、非金属板材等の各種板状物質の表面からスケールその他の物質を除去するための剥離方法および剥離装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば鋼板等を圧延加工する鋼板メーカーにおいては、鋼板材料を所要の板厚に加工した後にメッキなどの処理を施すのが一般的である。この場合、板厚調整のために圧延加工を行なうと、板材の表面に圧縮応力が加わり、板材の表面が加工硬化を起こして脆くなる。
【０００３】
このため、板厚整形のあと、板材を一旦加熱炉に入れて焼鈍等の熱処理を行い、板材の表面に発生した加工硬化を除去する手法が用いられている。この場合、一旦加熱された板材の表面には、大気中での酸化反応により、酸化被膜が形成される。
【０００４】
メッキなどの処理を板材に施す場合には、板材の表面に酸化被膜が付着しているとメッキの剥離の原因になるため、この酸化被膜を塩酸の浴槽にて溶融除去するのが一般的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した塩酸の浴槽を使用する場合には、板材の予熱により塩酸が蒸気となって大気中に飛散するため、浴槽をカバーによって被覆したり、発生した塩酸蒸気を中和する中和設備を設ける等、塩酸によって外部環境に与えられる被害を最小限に留めるために大規模な設備を必要とする。
【０００６】
また、塩酸は、板材表面の酸化皮膜を溶かしていくと次第に濃度が薄まるため、新たな塩酸の液補充を必要とする一方、使用済みの塩酸液は廃却処理する必要があり、これらのコストや環境面に対する影響等が大きな課題となる。
【０００７】
なお、近年では非鉄金属の板材、あるいは非金属の板状物質、例えばカーボンあるいはプラスチック等の多くの板状物質が開発されており、それらの各加工段階における表面処理についても種々の剥離剤等が必要とされ、それらの場合にも上記同様の課題が発生している。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、板材の表面に付着または形成される酸化皮膜その他各種の物質を、塩酸等の有害化学物質を使用する必要なく除去することができ、それにより板材表面の酸化皮膜等除去のための特別な溶液供給や、使用済み物質の処理等の必要を無くして板材剥離加工に伴うコストの低減、さらに大気中への有害物質の放出等による環境面の問題も皆無とすることができる皮膜等の剥離方法およびそれに使用する剥離装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者においては、板状物質の無害な表面剥離技術について種々検討を行なった結果、清水等の液体を用いた振動作用によって当該剥離が達成できることを見出した。すなわち、振動体を液体中で、または液体に接している状態で高周波振動させると、その振動体が液体に対して負圧を与える方向に移動する際に、瞬間的にキャビテーション気泡と呼ばれる気泡が発生する。次に、振動体が瞬間的に液体の加圧方向へ移動すると、先に発生したキャビテーション気泡は、瞬間的に崩壊する。この気泡の崩壊に伴い、数百Ｍｐａもある大きな衝撃波が発生し、周囲に伝達される。
【００１０】
キャビテーション気泡の崩壊時に発生する衝撃波は大きな値を示すが、発生するエネルギ量がそれほど大きくないため、大きな空間部では衝撃波の減衰が生じる。しかし、振動体の振動方向に沿う領域を例えば２５ｍｍ以下、特に数ｍｍ以下の狭い領域とした場合には、衝撃波があまり大きな減衰をせず、その領域を画成する反対側の面に到達する。このような狭い領域で振動体を継続して高周波振動させると、発生した衝撃波が衝撃波反射波となって狭い領域に閉じこめられる。
【００１１】
この時、上記キャビテーション発生領域内に板状物質を配置しておくと、衝撃波は板状物質の表層部分に衝撃的に作用し、ショットブラストによる剥離作用と同様な剥離作用を及ぼすことが見出された。
【００１２】
すなわち、発明者において種々の実験の結果、上述した鋼板材表面の酸化被膜の如く、板状物質の表面に付着または形成されている物質に対し、清水等の無害な液体中において前記キャビテーション作用を付与することにより、これらを剥離できるとの確信が得られた。
【００１３】
本発明は以上の点に着目してなされたものであり、請求項１に係る発明では、金属または非金属からなる板状物質の表面に液体を介在させて振動体を近接配置し、前記振動体を高周波振動させることによって発生するキャビテーション作用により、前記板状物質の表面に付着または形成された物質を剥離することを特徴とする板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００１４】
ここで、液体としては、清水等の無害な液体のほか、各種コロイド溶液、あるいは湿り蒸気等も適用することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、前記液体中にてキャビテーション気泡の連続的な生成と崩壊とを繰返させ、そのキャビテーション気泡の崩壊時に発生する衝撃波を前記板状物質の表面に連続的に与えることにより、前記板状物質の表面の剥離を行なうことを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００１６】
請求項３に係る発明では、キャビテーション気泡の崩壊時に発生する衝撃波を狭隘な空間部内で反射させ、この反射波を前記衝撃波とともに前記板状物質に作用させることにより、前記板状物質の表面の剥離を行なうことを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００１７】
請求項４に係る発明では、前記液体に与える高周波振動を超音波領域の振動とすることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００１８】
請求項５に係る発明では、前記振動体の表面と前記板状物質の表面との間隙値を２５ｍｍ以下にすることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。ここで、板状物質と、上下１対の水平な振動体２との間の間隙値は望ましくは１０ｍｍ以下、さらに望ましくは０．１〜数ｍｍである。
【００１９】
請求項６に係る発明では、金属または非金属からなる板状物質の両面に液体を介在させて１対の振動体を対向配置し、前記各振動体を高周波振動させることによって発生するキャビテーション作用により、前記板状物質の両表面に付着または形成された物質を同時に剥離することを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００２０】
請求項７に係る発明では、前記板状体の長さ方向に沿って複数の振動体を配置し、前記板状物質をその長さ方向に移動させて表面剥離を行なわせることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法を提供する。
【００２１】
請求項８に係る発明では、高周波電源およびこの電源により駆動される振動子を有する高周波振動発生装置と、前記振動子と一体もしくはこれに連結された振動体と、この振動体の表面に対して平行に配された金属または非金属からなる板状物質と、前記振動体と前記板状物質との間隙に液体を保持させる液体保持装置とを備え、前記振動体の高周波振動により前記液体にキャビテーションを発生させて前記板状物質の表面に付着または形成された物質を剥離可能としたことを特徴とする板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２２】
請求項９に係る発明では、前記振動体は平板形状であり、その一側面側に板状物質を配したことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２３】
請求項１０に係る発明では、前記振動体は互いに対向配置された１対の平板形状のものであり、その対向面側を前記板状物質の各面に対向させて配置したことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２４】
請求項１１に係る発明では、前記振動体にキャビテーション発生部分から前記液体を異なる部位に吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２５】
請求項１２に係る発明では、前記板状体の長さ方向に沿って複数の振動体を配置し、前記板状物質をその長さ方向に移動させて表面剥離を行なわせる構成としたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２６】
請求項１３に係る発明では、前記高周波振動発生装置の振動子は、圧電型セラミックス、磁歪材料または超磁歪材料により構成されていることを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２７】
請求項１４に係る発明では、前記振動体の表面と前記板状物質の表面との間隙値を２５ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。ここで、板状物質と、上下１対の水平な振動体２との間の間隙値は望ましくは１０ｍｍ以下、さらに望ましくは０．１〜数ｍｍである。
【００２８】
請求項１５に係る発明では、前記振動子および振動体は、少なくとも前記液体との接液部に、キャビテーション気泡に壊触されにくい高硬度の材料を適用して構成されていることを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置を提供する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態においては、一例として、剥離作用を施す板状物質として、圧延加工後の鋼板材を適用し、その板材の表面から酸化皮膜を剥離するための剥離装置および同装置を使用した剥離方法について説明する。ただし、これに限らず、各種板状物質の表面に形成または付着される各種物質の剥離に適用できることは勿論である。
【００３０】
第１実施形態（図１〜図３）
図１は、本発明に係る剥離装置の第１実施形態を示す基本構成図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図３は、剥離作用を説明するための概念図であり、図１のＢ部を拡大して示している。
【００３１】
図１および図２に示すように、本実施形態の剥離装置は、高周波振動を発生させるための上側配置の高周波振動発生装置（上側高周波振動発生装置）１ａと、同じく高周波振動を発生させるための下側配置の高周波振動発生装置（下側高周波振動発生装置）１ｂとを備えている。
【００３２】
上側高周波振動発生装置１ａは、振動体としての水平板状の剥離用上振動コマ２ａと、この剥離用上振動コマ２ａの表面（下面）を剥離処理対象となる板材３の表面（上面）に対向させる上側支持装置４ａとを備えている。また、下側高周波振動発生装置生装置１ｂは、振動体としての水平板状の剥離用下振動コマ２ｂと、この剥離用下振動コマ２ｂの表面（上面）を剥離処理対象となる板材３の表面（下面）に対向させる下側支持装置４ａとを備えている。そして、これらの剥離用上下振動コマ２ａ，２ｂおよび上下側支持装置４ａ，４ｂ等を清水５に浸漬するための液体保持装置として水槽６が設けられている。
【００３３】
上側高周波振動発生装置１ａおよび下側高周波振動発生装置１ｂは、それぞれ商用電源（ＡＣ１００Ｖ）に接続された高周波電源装置７ａ，７ｂと、これらの高周波電源装置７ａ，７ｂに電源ケーブル８ａ，８ｂを介して接続された振動子９ａ，９ｂとを備え、各振動子９ａ，９ｂは例えば超音波領域の振動を行なう構成とされている。これらの各振動子９ａ，９ｂは、例えばブロック状のもので、圧電型セラミックス、磁歪材料または超磁歪材料によって構成されており、その振動方向は上下方向（矢印ａ方向）に設定されている。これらの振動子９ａ，９ｂが、それぞれ支持アーム１０ａ，１０ｂを介して基台等の静止部１１ａ，１１ｂに吊下げおよび載置状態で強固に支持されている。
【００３４】
そして、上側配置の振動子９ａの下面側に剥離用上部振動コマ２ａの外周面が連結され、この剥離用上部振動コマ２ａが水槽６内に配置され、清水５に例えば略全体的に浸漬された状態となっている。なお、振動子９ａの下部の一部も清水５に浸る状態となっている。この振動子９ａおよび剥離用上部振動コマ２ａの清水５との接液部、例えば振動子９ａの全体および剥離用上部振動コマ２ａの下部は、高硬度の材料、例えば超合金である炭化タングステン、あるいは硬化セラミックス等を適用して構成され、これにより後述するキャビテーション気泡に壊触されにくいものとされている。
【００３５】
また、下側配置の振動子９ｂの下面側に剥離用下部振動コマ２ｂの外周面が連結され、この剥離用下部振動コマ２ｂも水槽６内に配置され、清水５に例えば略全体的に浸漬された状態となっている。なお、下側の振動子９ｂは水槽６の底部に配置されて全体が清水５に浸る状態となっている。この振動子９ｂおよび剥離用下部部振動コマ２ｂの清水５との接液部も、高硬度の材料、例えば超合金である炭化タングステン、あるいは硬化セラミックス等を適用して構成され、これにより後述するキャビテーション気泡に壊触されにくいものとされている。
【００３６】
板材３は、上述したように例えば圧延後の鋼板であり、その表面には酸化被膜３ａが形成されている。この板材３は剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂの略上下方向中間高さ位置に水平に挿通されており、図示しない送りローラ等の搬送手段によって長さ方向（矢印ｂ方向）に連続的に移動されるようになっている。そして板材３と、この板材３が挿通されている剥離用上部振動コマ２ａの下面および剥離用下部振動コマ２ｂの上面との間には、それぞれ板面の全体に亘り、上下方向に沿って２５ｍｍ以下、望ましくは１０ｍｍ以下、さらに望ましくは０．１〜数ｍｍの間隔（ギャップ）δが設定されている。
【００３７】
このような構成の高周波振動発生装置において、各高周波電源装置７ａ，７ｂから各振動子９ａ，９ｂに高周波電流が供給されると、この電流によって各振動子９ａ，９ｂが上下方向（矢印ａ方向）に超音波領域で高周波振動する。そして、これらの振動子９ａ、９ｂの振動は、これらに接している剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂにそれぞれ伝達され、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂは常時、各振動子９ａ，９ｂの振動に追随した同量の上下振動を行う。
【００３８】
図３は図１のＢ部を拡大して、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂの下部と板材３の下面側との間隙部に発生するキャビテーション現象を示している。すなわち、清水５中に発生する気泡の発生と崩壊とにより、板材３の表面から酸化被膜３ａが除去される様子を模式的に示している。
【００３９】
今、各振動子１ａ，１ｂが高周波で振動すると、各振動子１ａ，１ｂの振動が剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂに伝達される。剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂが高周波で振動すると、板材３との間隙部にキャビテーションと呼ばれる泡の発生と崩壊が繰り返して発生するキャビテーション発生部２’ａ，２’ｂがそれぞれ形成される。キャビテーション発生部２’ａ，２’ｂでは、局所的に大きな衝撃波が連続で形成される。この衝撃波発生のメカニズムを、図３に模式的に表している。
【００４０】
図３に示すように、キャビテーション発生部２’ａ，２’ｂでは、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂの振動により、これらの剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂが瞬間的に板材３の表面から遠ざかる方向に移動すると、キャビテーション発生部２’ａ，２’ｂの狭隘な領域は瞬間的に負圧となり、それにより気泡（以下、「キャビテーション気泡」という）１２が発生する。次に、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂが瞬間的に板材３の表面に接近する方向に移動すると、先に発生したキャビテーション気泡には、瞬間的に崩壊する。このキャビテーション気泡１２の崩壊に伴って、数百Ｍｐａもある大きな衝撃波１３が発生し、周囲に伝達される。このキャビテーション気泡１２の崩壊時に発生する衝撃波１３は大きな値を示すが、発生するエネルギ量がそれほど大きくないために大きな空間部では衝撃波１３の減衰が生ずる。しかし、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂと板材３との各間隙値（ギャップδ）を数ｍｍ以下に保つと、衝撃波１３はあまり大きな減衰をしなくて、反対側の面に到達する。剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂを高周波で振動させると、発生した衝撃波１３が衝撃波反射波１４となって狭い領域に閉じこめることが可能となる。
【００４１】
この時、衝撃波１３は、板材３の酸化皮膜３ａに衝撃的に作用し、ショットブラストブラストなどの剥離作用と同様な剥離作用を板材３の表面の酸化皮膜３ａに及ぼす。板材３が図３の右側から左側の方向（矢印ｂ方向）へ移動すると、板材３の酸化皮膜３ａは、図１に示したように、剥離した酸化皮膜３ｂとなって剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂの板材３への対向面から側方を経て、水槽６の下方へと排出される。
【００４２】
以上のように、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂのが高周波で振動することにより、キャビテーション気泡１２の発生が多くなり、発生する衝撃波の密度も高めることができる。なお、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂの表面にも被改質材３の表面３ａと同じく高衝撃波が発生するが、超硬合金である炭化タングステンや硬質セラミックスなどの材料を使用することにより、高衝撃波による材料の壊触を防止することができる。
【００４３】
このようなキャビテーションによる剥離作用を、実験結果に基づいて説明する。
【００４４】
図４は、本発明の効果を示す実験例に基づく酸化皮膜剥離量の特性図であり、たて軸に酸化皮膜剥離量、よこ軸にギャップ値を示している。
【００４５】
実験は、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂと板材３とのギャップ値を変化させた場合に１分間当りで酸化皮膜が剥離する量を電子天びんはかりにて測定したものである。
【００４６】
図４に示すように、本実施形態では、ギャップ値が０．３〜１ｍｍでは、約３０ｇ／分の酸化皮膜が板材３より剥離することが確認された。ギャップ値が２５ｍｍ程度までは、酸化皮膜の剥離効果があるのが認められた。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、板材３と高周波で振動する剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂとを清水５に浸漬した状態で、板材３の表面の酸化被膜３ａにキャビテーション気泡１２の生成と崩壊とを繰り返して作用させ、それによりキャビテーション気泡１２の崩壊時に発生する衝撃波を板材３の両表面の酸化被膜３ａに作用させ、この酸化被膜３ａを剥離除去することができる。
【００４８】
したがって、板材３の表面に付着または形成される酸化皮膜３ａその他各種の物質を、塩酸等の有害化学物質を使用する必要なく除去することができ、それにより板材３の両表面の酸化皮膜等除去のための特別な溶液供給や、使用済み物質の処理等の必要を無くして、板材剥離加工に伴うコストの低減、さらに大気中への有害物質の放出等による環境面の問題も皆無とすることができる。
【００４９】
なお、板材３の左右方向の両側が開放状態となっているため、剥離した酸化皮膜３ｂが大きな場合でも、間隙部に目詰まりを生じることを防ぐ効果が大きい。
【００５０】
また、板材３を装置にセットする場合には、両側が開放状態になっていると、人の手などが入り易いため、セットに要する時間を短縮できる利点がある。
【００５１】
第２実施形態（図５）
図５は、本発明の第２実施形態を示す要部説明図である。
【００５２】
本実施形態は、剥離用下部振動コマ２ｂのキャビテーション発生部分から清水５を異なる部位に吸引する吸引手段を設け、剥離用下部振動コマ２ｂの内面と板材３との間隙部に剥離後の酸化皮膜が目詰まりすることを防止できる構成としたものである。
【００５３】
図５は、本実施形態の一例として、前述した第１実施形態の剥離用下部振動コマ２ｂに吸引手段を設けた構成を示す説明図である。なお、第１実施形態で説明した構成部分については、図５に図１と同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
この図５に示すように、本実施形態では、剥離用下部振動コマ２ｂに上下面を貫通する複数の吸い込み口２１が設けられ、これらの各吸込み口２１の下端部に吸込みパイプ２２がそれぞれ接続されている。各吸込みパイプ２２は水槽６の底壁を貫通して外部に引出され、その引出端がストレーナ２３を介して吸引ポンプ２４に接続されている。
【００５５】
そして、板材３の剥離作業に際して吸引ポンプ２４を駆動することにより、板材３より剥離した酸化皮膜は吸い込み口から清水５と一緒に吸引し、剥離用下部振動コマ２ｂの内面と板材３との間に剥離した酸化皮膜で目詰まりが生じるのを防止することができる。吸い込み口２１の中間部には、ストレーナ２３が配置されているので、吸引時に回収された剥離した酸化皮膜３ｂを分離回収することができる。
【００５６】
このような本実施形態によると、板材３の下方に位置する剥離用下部振動コマ２ｂの下部において、その板材３から剥離した酸化皮膜３ａを清水５とともに吸込み口２１を介して外部に吸引することができるので、剥離用下部振動コマ２ｂの上面と板材３との間隙部に剥離後の酸化皮膜３ａによる目詰まりが生じるのを防止することができる。
【００５７】
また、吸引ポンプ２４の吸引によって吸い込み口２１の入口部には負圧発生部２５が形成される。この負圧発生部２５が形成されると、剥離用下部振動コマ２ｂの振動によるキャビテーション気泡１２がより発生し易くなり、更に高密度のキャビテーション気泡１２の生成と崩壊が可能となる利点がある。
【００５８】
第３実施形態（図６）
本実施形態では、板材３の長さ方向に沿って複数の剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂを配置し、板材３をその長さ方向（矢印ｂ方向）に移動させて表面剥離を行なわせる構成とし、キャビテーションが板材３の表面全体に万遍なく行き渡るようにしたものである。
【００５９】
図６は、本実施形態の一例として、第１実施形態の剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂを複数、間隔的に配置した状態を示す説明図である。この図６に示すように、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂが複数、所定の間隔で板材３の長さ方向に沿って配置されている。これらの各剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂには、高周波振動のための振動子９ａ，９ｂがそれぞれ連結されており、その各振動子９ａ，９ｂは、例えば板材３の長さ方向に沿って順次に所定の間隔で配置されている。したがって、板材３が各剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂ内を通過する場合に、順次に剥離作用が行われる。
【００６０】
本実施形態によれば、複数の剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂを配置したことにより、キャビテーションが鋼板の表面に万遍なく行き渡るようにすることができる。
【００６１】
以上の第１〜第３各実施形態によると、高周波の振動子９ａ，９ｂの振動を利用してキャビテーションを発生させることにより、鋼板などの板材３の酸化被膜３ａ等のスケール除去を清水５中の環境で行なうことができる。また、特殊な化学薬品などを使用しないので、良好な作業環境を得ることができるとともに、塩酸などの化学薬品などを使用した場合に比べて中和設備などが不要になり、大幅にランニングコストを低減することができる。さらに、キャビテーション気泡が崩壊するときに発生する衝撃波を利用するため、鋼板などの酸化スケールを除去する能力は、ブラスト等の他の方式と比較して同等以上である。さらにまた、ブラスト方式などでは、ブラスト剤の定期的な交換が必要であるが、本発明では、振動体がキャビテーションに壊触されない高硬度の材料で製作された場合には、消耗品に相当する部品がないため、半永久的に装置を稼動することが可能である。
【００６２】
なお、以上の各実施形態においては、剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂによって１枚の板材３の上下両面に一度にキャビテーションによる剥離作用を施したが、本発明では同時に剥離用上部振動コマ２ａおよび剥離用下部振動コマ２ｂを使用する場合のほか、いずれか一方の剥離用振動コマを使用して、板材３の上下いずれかの面にのみ剥離作用を施す態様で実施することも可能である。
【００６３】
【発明の効果】
以上で詳述したように、本発明によれば、板材の表面に付着または形成される酸化皮膜その他各種の物質を、塩酸等の有害化学物質を使用する必要なく除去することができ、それにより板材表面の酸化皮膜等除去のための特別な溶液供給や、使用済み物質の処理等の必要を無くして板材剥離加工に伴うコストの低減、さらに大気中への有害物質の放出等による環境面の問題も皆無とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る剥離装置の第１実施形態を示す基本構成図。
【図２】図１の側面図。
【図３】前記実施形態におけるキャビテーションの作用を示す原理図。
【図４】本発明の効果を示す実施例に基づく酸化皮膜剥離量の特性図。
【図５】本発明の第２実施形態を示す構成図。
【図６】本発明の第３実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ　高周波振動発生装置
２ａ　剥離用上部振動コマ（振動体）
２ｂ　剥離用下部振動コマ（振動体）
２’ａ，２’ｂ　キャビテーション発生部
３　板材
３ａ　酸化皮膜
４ａ，４ｂ　支持装置
５　清水
６　水槽
７ａ，７ｂ　高周波電源装置
８ａ，８ｂ　電源ケーブル
９ａ，９ｂ　振動子
１０ａ，１０ｂ　支持アーム
１１ａ，１１ｂ　静止部
１２　キャビテーション気泡
１３　衝撃波
１４　衝撃波反射波
２０　隙間
２１　吸い込み口
２２　吸込みパイプ
２３　ストレーナ
２４　吸引ポンプ

Claims (15)

1. 金属または非金属からなる板状物質の表面に液体を介在させて振動体を近接配置し、前記振動体を高周波振動させることによって発生するキャビテーション作用により、前記板状物質の表面に付着または形成された物質を剥離することを特徴とする板状物質の表面付着物剥離方法。
2. 前記液体中にてキャビテーション気泡の連続的な生成と崩壊とを繰返させ、そのキャビテーション気泡の崩壊時に発生する衝撃波を前記板状物質の表面に連続的に与えることにより、前記板状物質の表面の剥離を行なうことを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
3. キャビテーション気泡の崩壊時に発生する衝撃波を狭隘な空間部内で反射させ、この反射波を前記衝撃波とともに前記板状物質に作用させることにより、前記板状物質の表面の剥離を行なうことを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
4. 前記液体に与える高周波振動を超音波領域の振動とすることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
5. 前記振動体の表面と前記板状物質の表面との間隙値を２５ｍｍ以下にすることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
6. 金属または非金属からなる板状物質の両面に液体を介在させて１対の振動体を対向配置し、前記各振動体を高周波振動させることによって発生するキャビテーション作用により、前記板状物質の両表面に付着または形成された物質を同時に剥離することを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
7. 前記板状体の長さ方向に沿って複数の振動体を配置し、前記板状物質をその長さ方向に移動させて表面剥離を行なわせることを特徴とする請求項１記載の板状物質の表面付着物剥離方法。
8. 高周波電源およびこの電源により駆動される振動子を有する高周波振動発生装置と、前記振動子と一体もしくはこれに連結された振動体と、この振動体の表面に対して平行に配された金属または非金属からなる板状物質と、前記振動体と前記板状物質との間隙に液体を保持させる液体保持装置とを備え、前記振動体の高周波振動により前記液体にキャビテーションを発生させて前記板状物質の表面に付着または形成された物質を剥離可能としたことを特徴とする板状物質の表面付着物剥離装置。
9. 前記振動体は平板形状であり、その一側面側に板状物質を配したことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
10. 前記振動体は互いに対向配置された１対の平板形状のものであり、その対向面側を前記板状物質の各面に対向させて配置したことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
11. 前記振動体にキャビテーション発生部分から前記液体を異なる部位に吸引する吸引手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
12. 前記板状体の長さ方向に沿って複数の振動体をそれぞれ配置し、前記板状物質をその長さ方向に移動させて表面剥離を行なわせる構成としたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
13. 前記高周波振動発生装置の振動子は、圧電型セラミックス、磁歪材料または超磁歪材料により構成されていることを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
14. 前記振動体の表面と前記板状物質の表面との間隙値を２５ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。
15. 前記振動子および振動体は、少なくとも前記液体との接液部に、キャビテーション気泡に壊触されにくい高硬度の材料を適用して構成されていることを特徴とする請求項８記載の板状物質の表面付着物剥離装置。

Images