JPH044036B2

JPH044036B2 -

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Publication number: JPH044036B2
Application number: JP3462983A
Authority: JP
Priority date: 1983-03-04
Filing date: 1983-03-04
Publication date: 1992-01-27
Also published as: JPS59160577A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は被洗物を付着している表面付着物を噴
出流体を噴射して除去する洗浄方法に関する。更
に詳しく述べるならば被洗物表面を変形ないし変
質しない為に軟質固形粒を含んだ噴出流体を噴射
して洗浄する方法に関する。従来、洗浄処理をする被洗物に付着した汚れと
して水と洗剤や有機溶剤などの溶解力だけでは洗
浄できない或いは洗浄し難い汚れがあつた。又、
これらの汚れが単に製品の表面に付着しているだ
けでなく、加工時に受ける圧力や熱或いは被洗物
表面の粗さの関係から被洗物表面に強固に付着し
ている場合もあつた。例えばステンレス板のプレ
ス加工製品の表面をバフ研磨してヘアーライン加
工を施す際に、バフ剤として油脂とアルミナ等の
砥材の混合物が用いられている。ステンレスは材
質的に粘いが、加工部分は硬化して硬く、又処理
能率を向上させるため、連続的にバフ研磨を行う
には強力な機械的研磨が必要とされるので発熱に
より油脂分が変質し、さらに艶のあるヘアーライ
ン加工を施すために微細な研磨粉が使用されるの
で研磨粉がステンレス表面の凹凸部分へ食込んだ
状態に前記油脂と共に表面付着物となつて固着す
る。この様に不溶性の表面付着物或いは被洗物に強
固に付着した表面付着物を除去するために、従
来、アルカリ及び界面活性剤を含んだ水溶液を高
圧で被洗物にスプレーして洗浄する方法が行なわ
れている。しかしこの方法は乾燥工程で発生する
水溶液による被洗物のしみと油分を含んだ多量の
廃水による河川の汚染の問題を抱えている。又こ
れらの諸問題を解決するに当つて洗剤水の代りに
溶剤のみを用いて高圧で被洗物にスプレーして洗
浄する方法及び溶剤中に被洗物を浸漬し超音波を
作用させて洗浄する方法が行われている。しか
し、これらの方法は、洗浄効果が充分でなく、特
に表面処理加工を施した粗さの谷部に固着した表
面付着物を完全に除去することができない欠点が
ある。又ブラシ等により機械的な掻取力を直接被洗物
に作用させて洗浄する方法もあるが被洗物の構造
が複雑だと機械の構造が複雑になつたり洗浄時に
洗浄斑が起こる恐れがある。この問題を避ける為、液体ホーニング等による
洗浄方法が行なわれているが研磨材として使用さ
れている固形物が硬すぎたり、圧気或いは10Kg／
cm²Ｇ以上の高圧水を駆動源として噴出流体を被洗
物に衝突させて洗浄する為被洗物の表面の変化な
しに洗浄することは不可能である。本発明はこの様な従来の方法の欠点を克服する
ために研究を行つた結果、表面がなめらかな又は
表面に粗さを有する被洗物に液体を駆動源として
液体と軟質形粒とを含有する特定の噴出流体を噴
射することにより、該被洗物の表面を損傷、研磨
することなく表面付着物を完全に除去することが
出来ることを知見し本発明の完成に到つたもので
ある。即ち、本発明は粒径が５〜500μ、硬さが被洗
物の硬度の1/3〜1/20である軟質の固形粒と液体
を含有し、固形粒／液体の見掛容積比が１／50〜
１／２の噴出流体を、気体／噴出流体の容積比
１／１未満、噴出圧0.3〜10Kg／cm²Ｇで被洗物の
表面に噴射することを特徴とする洗浄方法であ
る。以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明す
る。第１図は本発明の洗浄方法の１例を示す説明
図、第２図は洗浄工程を示す説明図である。ノズル１、噴出流体入口２、気体入口３及びガ
ン本体４からなる噴射ガン５のノズル１から液体
６と軟質の固形粒７とを含有する噴出流体８を表
面処理加工を施した被洗物９の表面に噴射する。
噴射された噴出流体８に含有されている軟質の固
形粒７は第２図ａに示す被洗物９のなめらかな表
面又は粗さ凹凸部を有する表面に固着している研
磨粉１０と油脂１１からなる表面付着物１５に衝
突し、第２図ｂに示す様に表面の汚れ層を破壊、
拡散し、さらに進入して被洗物の表面に接触し、
一部の軟質の固形粒はその突起部が被洗物のなめ
らかな表面又は凹凸を有する表面の粗さ凹部に変
形して喰込み、該なめらかな表面又は凹部に固着
している表面付着物を除去し、又一部の軟質の固
形粒は被洗物表面の粗さ凸部に衝突するが、軟質
の固形粒は硬度が被洗物に比べて小さいので変形
するのみで該凸部の変形及び研磨は行われず被洗
物の表面を損傷することなく洗浄することができ
る。さらにすすぎ洗いをすることにより第２図ｃ
に示す様に被洗物の表面は完全に洗浄される。洗
浄を完了した固形粒混合排液１３は回収槽１２に
回収され循環ポンプ１４により噴出流体として噴
射ガン５の噴出流体入口２へ供給する。本発明の洗浄方法は回分式或いは連続式のいず
れの操作でも行うことができる。本発明が適用される被洗物は表面処理が施され
た表面処理加工品が主として用いられ、その表面
に液体、固体又はその混合物からなる表面付着物
が固着している金属、無機物、樹脂等からなるも
のである。洗浄の対象物である表面付着物は成分
としては油脂分、研磨粉等の無機質分、又はそれ
等の混合成分、その他被洗物の組成分からなり、
その具体例を示すと、超仕上及びラツプング加工
（表面粗度1S以下）後の研磨滓、鏡面研削（表面
粗度1S程度）後の研削滓、ホーニング（表面粗
度1S〜3S）後の研磨滓、バレル研磨後の研磨滓、
ヘアーライン加工又はメツキ前後処理のためのバ
フ研磨後の研磨滓、切削加工後の切削滓、塗装、
ライニング又はコーテイング製品の付着汚れ、ガ
ラス陶磁器の付着汚れ、印刷製品の付着汚れ、電
子材料部品の付着汚れ、放射性汚染物質及びプリ
ント基板樹脂印刷版の露光後の未硬化樹脂、プリ
ント基板のエツチング処理前の被エツチング処理
面及びエツチング処理後の不要付着物等が挙げら
れる。本発明において被洗物の表面に噴射される噴出
流体は必要に応じ気体を混入した液体と軟質の固
形粒とを含有する流体からなり駆動源として液体
が使用される。液体は軟質の固形粒の分散媒体及び加速媒体と
して用いられるが、その具体例を示すと１，１，
１−トリクロルエタン、トリクロルエチレン、パ
ークロルエチレン、四塩化炭素、塩化メチレン、
１，１，２−トリクロル−１，２，２−トリフロ
ロエタン等のハロゲン化炭化水素系溶剤、石油、
ベンゼン、ガソリン、トルエン、キシレン等の炭
化水素系溶剤、イソプロピルアルコール、Ｎ−ブ
タノール、メチルアルコール等のアルコール系溶
剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系
溶剤、その他エステル系溶剤等からなる各種溶剤
又はそれ等の混合物、水及びアルカリ、界面活性
剤等の洗剤と水との混合物等が挙げられる。これ
等の中で溶剤が研磨等の表面処理加工を施した研
磨滓の様な油脂を含有して固着している表面付着
物の洗浄に好ましい。軟質の固形粒は特定の物性を有するものが用い
られ、固形粒体の平均粒径は被洗物の表面粗度及
び汚質の付着状態により変るが、具体的な粒径範
囲としては５〜500μ、好ましくは30〜300μであ
り、5μ未満では衝突力が弱いので洗浄効果が低
く、500μをこえると被洗物の表面凹部へ突入す
ることが困難となる。硬さは被洗物硬度の1/3〜
１／２０のものであり、被洗物の表面を研磨、損傷す
ることなく洗浄できる。具体的にはステンレス
SUS板に対してASTMD785でHRM200以内のも
のが好ましい。比重は使用される液体よりも重いものがよく、
好ましくは液体の比重の1.1倍以上のものであり、
軽いと液体よりも後行して被洗物に衝突し所望の
洗浄効果が得られない。尚、液体に気体が混入し
ている場合には液体の比重よりも軽くてもよい。形状は球形、多角形状及び不規則形状等のもの
を使用することができる。その他の性質として耐
衝撃性、耐磨耗性があり、連続耐熱温度は使用す
る液体の液温より高く、脆化温度は使用する液体
より低く、使用する液体及び表面付着物に対し耐
薬品性、耐溶剤性があるものが好ましい。上記の各種の物理的、化学的特性を満足する軟
質の固形粒は被洗物、表面付着物及び使用される
液体との関係により適宜選定して用いられるが、
具体的にはプラスチツク、クルミ、ゴム、スポン
ジ、動物毛カツト品等が用いられ、これ等の中で
汎用のものとして不飽和ポリエステル、メラミ
ン、エポキシ、ユリヤ、フエノール、ジアリルフ
タレート、ナイロン、ポリエステル、ポリカーボ
ネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリクロ
ルトリフルオロエチレン、ポリアセタール、メタ
クリル、アクリルニトリルスチレン、アクリルニ
トリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、ポリ
プロピレン、塩化ビニル、塩化ビニルデン、ポリ
エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、酢酸ビ
ニル、ポリブタジエン、ポリウレタン、シリコン
等のポリマー及び成形粉砕品のプラスチツク製の
ものが好ましい。噴出流体の液体と軟質の固形粒との混合比は洗
浄力及びポンプの性能から一般に固形粒／液体の
見掛容積比で１／50〜１／２の範囲で、好ましく
は１／20〜１／４で使用される。次に、噴射処理条件について述べる。噴射ガンのノズルの口径は軟質の固形粒を含有
する噴出流体が洗浄に必要な一定量通過するため
に内径で４mm以上、好ましくは８〜16mmであるこ
とが望ましい。噴射量及び噴出圧は被洗物および表面付着物の
種類、表面汚染度等により異なるが、被洗物が金
属で最良の洗浄効果を得るためには噴出量は内径
12φのノズルで20／min以上で、好ましくは30
〜120／minであり、噴出圧は0.3Kg／cm²Ｇ以上
10Kg／cm²Ｇ以下、好ましくは0.5〜６Kg／cm²Ｇで
あり、0.3Kg／cm²Ｇ未満では表面付着物に対する
衝突力が弱く、又被洗物の単位表面積に対する噴
出量が不足し充分な洗浄効果が得られず、噴出圧
10Kg／cm²Ｇ以上では衝突力が強すぎで被洗物の表
面が損傷する。又、表面処理加工された被洗物の表面粗さ（凹
凸）の山角度θは90゜以上で殆んどが120゜以上の
鈍角であるため、軟質の固形粒が被洗物の表面の
粗さ凹部に接触するためには噴出角度αは30゜以
上、好ましくは45゜以上がよい。被洗物の洗浄処理面積と洗浄力とは相反する関
係があり、ノズル拡がり角度は120゜以内が実用上
適切であり、好ましくは90゜以内がよく、又ノズ
ルと被洗物間の噴射距離は1000mm以内であり、好
ましくは300〜700mm程度がよい。洗浄時間は表面付着物の固着程度、付着量、噴
出流体の噴出圧、噴射量、噴射角度により異なる
が作業効率を考慮すると通常0.5〜10secであり、
好ましくは１〜5secである。洗浄作業中、被洗物は揺動すると噴出流体の衝
突圧が緩和され、洗浄力の低下をもたらすので揺
動しない様に固定し、又大型の被洗物の場合、被
洗物の表面に液溜部が生ずると噴出流体の衝突圧
が緩和され洗浄力の低下をもたらすので液溜部を
生じない様に被洗物洗浄面を傾斜させて固定する
ことが必要である。又、噴出流体には気体を混入してもよく、気体
を混入すると軟質の固形粒表面の一部が気体で覆
われ、その部分が直接表面付着物に衝突すると、
軟質の固形粒の表面が全て液体で覆われたものに
比べ衝撃力が増加し、表面付着物の除去能率が高
まる。しかし、気体の混入量が過剰になると気体
が駆動源となり衝撃力が強すぎて被洗物表面の凸
部を変形又は研削することになり適当でなく、混
合割合は噴出圧力下での容積比で気体／噴出流体
＝１／１未満で使用される。本発明の洗浄方法は、従来の方法と比べ短時間
に各種の表面処理加工を施した被洗物の表面を変
質及び変形等の損傷を与えることなく完全に洗浄
することができ、又連続洗浄に適しているので洗
浄効率を向上させることができる利点を有する。特に、液体として溶剤を用いたプラスチツク製
の軟質の固形粒を含有する噴出流体で洗浄すると
被洗物の表面に強固に付着している油脂分を含有
する表面付着物の除去効果にも優れ、連続洗浄に
より被洗物の表面を変化させることなく短時間に
洗浄できる利点がある。以下、実施例及び比較例を示して本発明をさら
に具体的に説明する。実施例１ヘアーラインバフ研磨を施したステンレス流し
台に付着したバフ滓を第１表に示す洗浄材を用い
て洗浄した。洗浄条件及び結果を併せて第１表に
示す。

【表】

【表】但し、粒径は個数基準分布のモード径を表わ
す。（他の実施例においても同様とする）また、洗浄強化材（気体含有率）は、噴出流体
中の液体容積を100％としてこれに対する気体の
容積比（％）として表わす。但し、全ての実施例及び比較例において評価の
判断は下記の通りである。 Γ清浄度 ○…完全に清浄されている。 △…ほぼ完全に清浄され、暴露時間を延長する
と○になる可能性がある。 ×…清浄が不充分である。 Γ表面変化 ○…一見して完全なものと差異が認められな
い。 △…極く僅かな艶消しがあるがほぼ完全であ
る。 ×…艶消しの状態である。実施例２〜７洗浄材の固形粒の種類と洗浄との関係を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用いて、洗浄
材の固形粒、洗浄強化材（気体含有率）、洗浄材
噴射圧／噴射量以外は実施例１と同一条件下で洗
浄を行つた。その結果を第２表に示す。

【表】

【表】実施例８〜11 洗浄材の液体（洗浄液）の種類と洗浄効果との
関係を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用いて、洗浄
材の液体、洗浄材噴射圧／噴射量以外は実施例１
と同一条件下で洗浄を行つた。その結果を第３表
に示す。

【表】比較例１〜４洗浄における固形粒の各要件について実施例と
の比較を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用いて、洗浄
材の固形粒以外は実施例１と同一条件で洗浄を行
つた。その結果を第４表に示す。

【表】実施例12〜13及び比較例５〜６洗浄における洗浄材の混合比の影響を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用いて、洗浄
材の混合比、洗浄材噴射出／噴射量以外は実施例
１と同一条件下で洗浄を行つた。その結果を第５
表に示す。

【表】実施例14及び比較例７洗浄における洗浄強化材（気体混入）の影響を
示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用いて、
洗浄強化材及び洗浄材噴射圧／噴射量以外は実施
例１と同一条件下で洗浄を行つた。その結果を第
６表に示す。

【表】

【表】実施例15及び比較例８〜９洗浄における洗浄材の噴射圧及び噴射量の影響
を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を用い
て、噴射圧／噴射量以外は実施例１と同一条件下
で洗浄を行つた。その結果を第７表に示す。

【表】実施例 16〜17 洗浄における被洗物と汚質の影響を示す。実施例１と同一条件で第５表に示す汚質を有す
る被洗物の洗浄を行つた。その結果を併せて第８
表に示す。

【表】

【表】比較例 10及び11 洗浄材として液体のみを用いた高圧噴射洗浄の
比較例を示す。実施例１と同一の汚質の被洗物を
用いて洗浄材として固形粒を含有しない１，１，
１−トリクロルエタンを高圧噴射し、洗浄強化材
及び洗浄材噴射圧／噴射量以外は実施例１と同一
条件下で洗浄を行つた。その結果を第９表に示
す。

【表】

【表】参考例実施例１と同一の汚質の被洗物及び洗浄液
（１，１，１−トリクロルエタン）を用いて超音
波洗浄を行つた。その洗浄条件及び結果を第10表
に示す。

【表】

【表】【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の洗浄方法の一例を示す説明
図、第２図は洗浄工程を示す説明図である。１……ノズル、２……噴出流体入口、３……気
体入口、４……ガン本体、５……噴射ガン、６…
…液体、７……軟質の固形粒、８……噴出流体、
９……被洗物、１０……研磨粉、１１……油脂、
１２……槽、１３……固形粒混合排液、１４……
循環ポンプ、１５……表面付着物。

Claims

【特許請求の範囲】

１粒径が５〜500μ、硬さが被洗物の硬度の1/3
〜1/20である軟質の固形粒と液体を含有し、固形
粒／液体の見掛容積比が１／50〜１／２の噴出流
体を、気体／噴出流体の容積比１／１未満、噴出
圧0.3〜10Kg／cm²Ｇで被洗物の表面に噴射するこ
とを特徴とする洗浄方法。