JPH07225300A - レーザによる表面付着物の除去方法及び装置 - Google Patents
レーザによる表面付着物の除去方法及び装置Info
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- JPH07225300A JPH07225300A JP6016181A JP1618194A JPH07225300A JP H07225300 A JPH07225300 A JP H07225300A JP 6016181 A JP6016181 A JP 6016181A JP 1618194 A JP1618194 A JP 1618194A JP H07225300 A JPH07225300 A JP H07225300A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機器自体に損傷を与えることなく表面付着物
を除去することができ、除去された付着物がレンズ等に
付着しにくく、付着物を効率よく回収することができ、
再汚染のおそれが少なく、レーザ光だけでは除去できな
い表面付着物にも適用できる、レーザによる表面付着物
の除去方法及び装置を提供する。 【構成】 パルスレーザ光１を発生させるレーザ発振器
１２と、パルスレーザ光を線状焦点２に集光するレンズ
系１４と、線状焦点に対して直交する方向に表面付着物
３を相対移動させてレーザ光を表面付着物に照射する移
動装置１６とを備え、これにより、表面付着物をアブレ
ーションにより除去する。レーザ発振器はＣＯ2 レーザ
発振器であり、パルスレーザ光は約１０００ｐｐｓの高
繰り返しパルス光である。また、レンズ系は、円筒面を
有するシリンドリカルレンズである。
を除去することができ、除去された付着物がレンズ等に
付着しにくく、付着物を効率よく回収することができ、
再汚染のおそれが少なく、レーザ光だけでは除去できな
い表面付着物にも適用できる、レーザによる表面付着物
の除去方法及び装置を提供する。 【構成】 パルスレーザ光１を発生させるレーザ発振器
１２と、パルスレーザ光を線状焦点２に集光するレンズ
系１４と、線状焦点に対して直交する方向に表面付着物
３を相対移動させてレーザ光を表面付着物に照射する移
動装置１６とを備え、これにより、表面付着物をアブレ
ーションにより除去する。レーザ発振器はＣＯ2 レーザ
発振器であり、パルスレーザ光は約１０００ｐｐｓの高
繰り返しパルス光である。また、レンズ系は、円筒面を
有するシリンドリカルレンズである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、原子力施設や航空機等
の機器表面に形成された酸化物、塗料等の付着物を機器
に損傷を与えず、かつ付着物の飛散を防いで除去するレ
ーザによる表面付着物の除去方法及び装置に関する。
の機器表面に形成された酸化物、塗料等の付着物を機器
に損傷を与えず、かつ付着物の飛散を防いで除去するレ
ーザによる表面付着物の除去方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所等の放射線を扱う原子力施
設では、放射線に晒された機器の表面に薄い放射性酸化
物の膜が形成されることがあり、機器の長期使用のため
及び廃棄の際にこの膜を安全に除去する必要がある。ま
た、航空機や船舶では表面の塗装を定期的に除去して、
再塗装により防食や光沢を維持する必要がある。更に、
建築物では、レンガやコンクリートの壁面に付着した汚
れや苔を除去してその美観を維持する必要がある。
設では、放射線に晒された機器の表面に薄い放射性酸化
物の膜が形成されることがあり、機器の長期使用のため
及び廃棄の際にこの膜を安全に除去する必要がある。ま
た、航空機や船舶では表面の塗装を定期的に除去して、
再塗装により防食や光沢を維持する必要がある。更に、
建築物では、レンガやコンクリートの壁面に付着した汚
れや苔を除去してその美観を維持する必要がある。
【０００３】かかる酸化物（錆）、塗料、汚れ、苔等
（以下、表面付着物という）の除去には、従来、こすり
とるなどの物理的手段、または溶剤で溶かして洗い流す
化学的手段が一般的に行われていた。すなわち、建造物
の壁面などはタワシやブラシなどでこすり取り、酸化物
（錆）や塗装は錆落とし剤や有機溶剤に浸すことによっ
て表面を溶かすという手段が取られてきた。しかし、か
かる物理的手段には、作業員が危険な放射性物質に晒さ
れる、作業が過酷でコストがかかる、付着物が散乱しや
すく再汚染のおそれがある、表面の付着物だけを取り除
こうとしても母材を同時に傷つけてしまうことが多い、
等の問題点があった。また溶剤などを用いた化学的手段
では、基本的に一度に大量の処理を行うことができる
が、薬品の処理に大型の施設が必要となり、かつ汎用性
に乏しい等の問題点があった。
（以下、表面付着物という）の除去には、従来、こすり
とるなどの物理的手段、または溶剤で溶かして洗い流す
化学的手段が一般的に行われていた。すなわち、建造物
の壁面などはタワシやブラシなどでこすり取り、酸化物
（錆）や塗装は錆落とし剤や有機溶剤に浸すことによっ
て表面を溶かすという手段が取られてきた。しかし、か
かる物理的手段には、作業員が危険な放射性物質に晒さ
れる、作業が過酷でコストがかかる、付着物が散乱しや
すく再汚染のおそれがある、表面の付着物だけを取り除
こうとしても母材を同時に傷つけてしまうことが多い、
等の問題点があった。また溶剤などを用いた化学的手段
では、基本的に一度に大量の処理を行うことができる
が、薬品の処理に大型の施設が必要となり、かつ汎用性
に乏しい等の問題点があった。
【０００４】かかる問題点を解決するため、従来からレ
ーザ光を用いた種々の表面付着物の除去手段が提案され
ている（例えば、特開昭６３−２４１３９９号公報、特
開平４−１６８４００号公報、特開平４−２８９５００
号公報）。
ーザ光を用いた種々の表面付着物の除去手段が提案され
ている（例えば、特開昭６３−２４１３９９号公報、特
開平４−１６８４００号公報、特開平４−２８９５００
号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の先行手
段はいずれも、レーザ光としてＹＡＧレーザ等の高出力
連続レーザを用いており、照射により表面付着物を除去
することができるが、付着物が除去された機器にレー
ザ光が照射され、機器自体にも損傷を与えるおそれがあ
る問題点があった。また、上記の先行手段はいずれも、
レーザ光をレンズ等で集光して被処理面に垂直に当てて
おり、除去された付着物が飛散してレンズ等の表面に
付着し、レンズ等を汚染或いは損傷させるおそれがある
問題点があり、かつ付着物が散乱し再汚染しやすい問
題点があった。更に、上記の先行手段はいずれも、レー
ザ光の照射のみで表面付着物を除去するが、表面付着
物によっては、レーザ光だけでは十分除去できない問題
点があった。
段はいずれも、レーザ光としてＹＡＧレーザ等の高出力
連続レーザを用いており、照射により表面付着物を除去
することができるが、付着物が除去された機器にレー
ザ光が照射され、機器自体にも損傷を与えるおそれがあ
る問題点があった。また、上記の先行手段はいずれも、
レーザ光をレンズ等で集光して被処理面に垂直に当てて
おり、除去された付着物が飛散してレンズ等の表面に
付着し、レンズ等を汚染或いは損傷させるおそれがある
問題点があり、かつ付着物が散乱し再汚染しやすい問
題点があった。更に、上記の先行手段はいずれも、レー
ザ光の照射のみで表面付着物を除去するが、表面付着
物によっては、レーザ光だけでは十分除去できない問題
点があった。
【０００６】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、機
器自体に損傷を与えることなく表面付着物を除去するこ
とができ、除去された付着物がレンズ等に付着しにく
く、付着物を効率よく回収することができ再汚染のおそ
れが少なく、レーザ光だけでは除去できない表面付着物
にも適用できる、レーザによる表面付着物の除去方法及
び装置を提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、機
器自体に損傷を与えることなく表面付着物を除去するこ
とができ、除去された付着物がレンズ等に付着しにく
く、付着物を効率よく回収することができ再汚染のおそ
れが少なく、レーザ光だけでは除去できない表面付着物
にも適用できる、レーザによる表面付着物の除去方法及
び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、パルス
レーザ光を線状焦点に集光し、該線状焦点に対して直交
する方向に表面付着物を相対移動させてレーザ光を表面
付着物に照射し、これにより、表面付着物をアブレーシ
ョンにより除去することを特徴とするレーザによる表面
付着物の除去方法が提供される。
レーザ光を線状焦点に集光し、該線状焦点に対して直交
する方向に表面付着物を相対移動させてレーザ光を表面
付着物に照射し、これにより、表面付着物をアブレーシ
ョンにより除去することを特徴とするレーザによる表面
付着物の除去方法が提供される。
【０００８】また、本発明によれば、パルスレーザ光を
発生させるレーザ発振器と、該パルスレーザ光を線状焦
点に集光するレンズ系と、該線状焦点に対して直交する
方向に表面付着物を相対移動させてレーザ光を表面付着
物に照射する移動装置と、を備え、これにより、表面付
着物をアブレーションにより除去することを特徴とする
レーザによる表面付着物の除去装置が提供される。本発
明の好ましい実施例によれば、前記レーザ発振器は、Ｃ
Ｏ2 レーザ発振器であり、前記パルスレーザ光は、少な
くとも４０ｐｐｓ以上の繰り返しパルス光である。更に
前記パルスレーザ光は、約１０００ｐｐｓの高繰り返し
パルス光であるのが好ましい。また、前記レンズ系は、
円筒面を有するシリンドリカルレンズである、ことが好
ましい。
発生させるレーザ発振器と、該パルスレーザ光を線状焦
点に集光するレンズ系と、該線状焦点に対して直交する
方向に表面付着物を相対移動させてレーザ光を表面付着
物に照射する移動装置と、を備え、これにより、表面付
着物をアブレーションにより除去することを特徴とする
レーザによる表面付着物の除去装置が提供される。本発
明の好ましい実施例によれば、前記レーザ発振器は、Ｃ
Ｏ2 レーザ発振器であり、前記パルスレーザ光は、少な
くとも４０ｐｐｓ以上の繰り返しパルス光である。更に
前記パルスレーザ光は、約１０００ｐｐｓの高繰り返し
パルス光であるのが好ましい。また、前記レンズ系は、
円筒面を有するシリンドリカルレンズである、ことが好
ましい。
【０００９】更に、本発明によれば、表面付着物に対し
て斜めにレーザ光を集光するレンズ系と、表面付着物に
対して直交する位置に吸引口を有する吸引器とを備え、
これにより、吸引器により表面付着物を回収することを
特徴とするレーザによる表面付着物の除去装置が提供さ
れる。
て斜めにレーザ光を集光するレンズ系と、表面付着物に
対して直交する位置に吸引口を有する吸引器とを備え、
これにより、吸引器により表面付着物を回収することを
特徴とするレーザによる表面付着物の除去装置が提供さ
れる。
【００１０】更に、本発明によれば、レーザ光を集光す
るレンズ系と、レーザ光の焦点に沿って表面付着物を相
対移動させる移動装置と、レーザ光の照射前又は照射中
に表面付着物に除去促進液を付加する除去促進器とを備
え、これにより、表面付着物の分離を促進して除去する
ことを特徴とするレーザによる表面付着物の除去装置が
提供される。前記除去促進液は、水、洗剤、錆落とし
剤、又は有機溶剤であり、前記除去促進器は除去促進液
を噴霧するように構成された噴霧器である、ことが好ま
しい。
るレンズ系と、レーザ光の焦点に沿って表面付着物を相
対移動させる移動装置と、レーザ光の照射前又は照射中
に表面付着物に除去促進液を付加する除去促進器とを備
え、これにより、表面付着物の分離を促進して除去する
ことを特徴とするレーザによる表面付着物の除去装置が
提供される。前記除去促進液は、水、洗剤、錆落とし
剤、又は有機溶剤であり、前記除去促進器は除去促進液
を噴霧するように構成された噴霧器である、ことが好ま
しい。
【００１１】
【作用】従来の手段が、物質の表面をこする、剥がす、
溶かすというものであるのに対し、本発明の手段は、高
出力なパルスレーザ光を表面に照射して、いわば付着物
のみを気化させることにより、除去を行うものである。
また、パルスレーザ光を高繰り返し発振させ、レーザ光
を線状焦点に集光し、表面付着物を有する機器を線状焦
点に対して横方向に移動（掃引）することにより高速処
理を行う。また、除去された物質（付着物）は、吸引器
により回収する。
溶かすというものであるのに対し、本発明の手段は、高
出力なパルスレーザ光を表面に照射して、いわば付着物
のみを気化させることにより、除去を行うものである。
また、パルスレーザ光を高繰り返し発振させ、レーザ光
を線状焦点に集光し、表面付着物を有する機器を線状焦
点に対して横方向に移動（掃引）することにより高速処
理を行う。また、除去された物質（付着物）は、吸引器
により回収する。
【００１２】連続発振型のレーザと異なり、パルスレー
ザ光を表面付着物に照射すると、レーザ光のエネルギー
は表面付着物内で吸収され、熱エネルギーに変化する。
このとき、エネルギーを吸収した付着物はプラズマ化
し、その母材から飛びだしていく。かかる現象は、アブ
レーション（溶撥）として知られている。表面付着物に
対して機器を構成する金属やレンガ等の母材をプラズマ
化するエネルギー（エネルギーのしきい値）は非常に高
いため、パルスレーザ光の出力を適切に調節することに
より母材に損傷を与えることなく表面付着物のみをアブ
レーションにより除去することができる。本発明はかか
る新規の知見に基づくものである。
ザ光を表面付着物に照射すると、レーザ光のエネルギー
は表面付着物内で吸収され、熱エネルギーに変化する。
このとき、エネルギーを吸収した付着物はプラズマ化
し、その母材から飛びだしていく。かかる現象は、アブ
レーション（溶撥）として知られている。表面付着物に
対して機器を構成する金属やレンガ等の母材をプラズマ
化するエネルギー（エネルギーのしきい値）は非常に高
いため、パルスレーザ光の出力を適切に調節することに
より母材に損傷を与えることなく表面付着物のみをアブ
レーションにより除去することができる。本発明はかか
る新規の知見に基づくものである。
【００１３】すなわち、上記本発明の方法及び装置によ
れば、レーザ発振器によりパルスレーザ光を発生させ、
レンズ系によりパルスレーザ光を線状焦点に集光し、移
動装置により線状焦点に対して直交する方向に表面付着
物を相対移動させてレーザ光を表面付着物に照射するこ
とにより、機器自体に損傷を与えることなく広い面積の
表面付着物をアブレーションにより除去することができ
る。
れば、レーザ発振器によりパルスレーザ光を発生させ、
レンズ系によりパルスレーザ光を線状焦点に集光し、移
動装置により線状焦点に対して直交する方向に表面付着
物を相対移動させてレーザ光を表面付着物に照射するこ
とにより、機器自体に損傷を与えることなく広い面積の
表面付着物をアブレーションにより除去することができ
る。
【００１４】また、アブレーションにより付着物の飛び
だす方向は、レーザ光の照射角度に関係なく母材表面に
垂直方向であることが実験で確認されたため、表面付着
物に対して斜めにレーザ光を集光するレンズ系と、表面
付着物に対して直交する位置に吸引口を有する吸引器と
を備えることにより、除去された付着物がレンズ等に付
着しにくく、かつ付着物を効率よく回収することがで
き、再汚染のおそれを最小限に低減することができる。
だす方向は、レーザ光の照射角度に関係なく母材表面に
垂直方向であることが実験で確認されたため、表面付着
物に対して斜めにレーザ光を集光するレンズ系と、表面
付着物に対して直交する位置に吸引口を有する吸引器と
を備えることにより、除去された付着物がレンズ等に付
着しにくく、かつ付着物を効率よく回収することがで
き、再汚染のおそれを最小限に低減することができる。
【００１５】更に、レーザ光の照射前又は照射中に表面
付着物に適当な除去促進液を付加しておくことにより表
面付着物が効率的に除去できることが実験で確認され
た。すなわち、レーザ光を照射する前に表面付着物に除
去促進液を付加する除去促進器を備えることにより、レ
ーザ光だけでは除去できない表面付着物であっても効率
的に除去することができる。
付着物に適当な除去促進液を付加しておくことにより表
面付着物が効率的に除去できることが実験で確認され
た。すなわち、レーザ光を照射する前に表面付着物に除
去促進液を付加する除去促進器を備えることにより、レ
ーザ光だけでは除去できない表面付着物であっても効率
的に除去することができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるレー
ザによる表面付着物の除去装置の第１実施例を示す全体
構成図である。この図において、本発明の除去装置１０
は、パルスレーザ光１を発生させるレーザ発振器１２
と、パルスレーザ光１を線状焦点２に集光するレンズ系
１４と、線状焦点２に対して直交する方向に表面付着物
３を相対移動させてレーザ光を表面付着物３に照射する
移動装置１６と、を備えている。図１において、レーザ
発振器１２は、ＣＯ2 レーザ発振器である。パルスレー
ザ光は、少なくとも４０ｐｐｓ以上の繰り返しパルス光
であり、特に約１０００ｐｐｓの高繰り返しパルス光で
あるのが好ましい。また、レンズ系１４は、円筒面を有
するシリンドリカルレンズであるのがよい。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明によるレー
ザによる表面付着物の除去装置の第１実施例を示す全体
構成図である。この図において、本発明の除去装置１０
は、パルスレーザ光１を発生させるレーザ発振器１２
と、パルスレーザ光１を線状焦点２に集光するレンズ系
１４と、線状焦点２に対して直交する方向に表面付着物
３を相対移動させてレーザ光を表面付着物３に照射する
移動装置１６と、を備えている。図１において、レーザ
発振器１２は、ＣＯ2 レーザ発振器である。パルスレー
ザ光は、少なくとも４０ｐｐｓ以上の繰り返しパルス光
であり、特に約１０００ｐｐｓの高繰り返しパルス光で
あるのが好ましい。また、レンズ系１４は、円筒面を有
するシリンドリカルレンズであるのがよい。
【００１７】更に、この図において１５は反射ミラーで
あり、パルスレーザ光１の光路を調整する役割を果して
いる。なお、図１では、移動装置１６により表面付着物
３を横移動させるように構成されているが、本発明はこ
れに限定されず、逆に表面付着物３に対して線状焦点２
が移動するように、レーザ発振器１２、レンズ系１４、
ミラー１５等を構成してもよい。
あり、パルスレーザ光１の光路を調整する役割を果して
いる。なお、図１では、移動装置１６により表面付着物
３を横移動させるように構成されているが、本発明はこ
れに限定されず、逆に表面付着物３に対して線状焦点２
が移動するように、レーザ発振器１２、レンズ系１４、
ミラー１５等を構成してもよい。
【００１８】かかる構成により、連続発振型のレーザと
異なり、パルスレーザ光１を表面付着物３に照射する
と、レーザ光のエネルギーは表面付着物３内で吸収さ
れ、熱エネルギーに変化して付着物をプラズマ化し、表
面付着物のみをアブレーション（溶撥）により除去する
ことができる。すなわち、表面付着物に対して機器を構
成する金属やレンガ等の母材をプラズマ化するエネルギ
ー（エネルギーのしきい値）は非常に高いため、パルス
レーザ光の出力を適切に調節することにより母材に損傷
を与えることなく表面付着物のみがアブレーションによ
り除去される。また、反射ミラー１５を用いてパルスレ
ーザ光１を長距離伝搬させることにより人間が入り込む
ことができないような狭いところや危険なところでも遠
隔操作により表面除去することができる。
異なり、パルスレーザ光１を表面付着物３に照射する
と、レーザ光のエネルギーは表面付着物３内で吸収さ
れ、熱エネルギーに変化して付着物をプラズマ化し、表
面付着物のみをアブレーション（溶撥）により除去する
ことができる。すなわち、表面付着物に対して機器を構
成する金属やレンガ等の母材をプラズマ化するエネルギ
ー（エネルギーのしきい値）は非常に高いため、パルス
レーザ光の出力を適切に調節することにより母材に損傷
を与えることなく表面付着物のみがアブレーションによ
り除去される。また、反射ミラー１５を用いてパルスレ
ーザ光１を長距離伝搬させることにより人間が入り込む
ことができないような狭いところや危険なところでも遠
隔操作により表面除去することができる。
【００１９】以下に図１に示した装置による試験結果を
説明する。この試験では、レーザ発振器１２として、繰
り返し速度１ｋｐｐｓのＴＥＡ−ＣＯ2 レーザを用い
た。また、レンズ系１４として焦点距離２０ｃｍのシリ
ンドリカルレンズを用い、レーザ発振器１２から出てき
た光を、線状焦点２に集光した。図１（Ｂ）の囲み内
は、線状焦点２におけるビーム形状を示している。レー
ザ発振器１２で発生させたパルスレーザ光１の断面形状
は長さ約２０ｍｍの繭形であり、図１（Ｂ）から明らか
なように、集光したビーム形状は、約１ｍｍ×約２０ｍ
ｍであった。
説明する。この試験では、レーザ発振器１２として、繰
り返し速度１ｋｐｐｓのＴＥＡ−ＣＯ2 レーザを用い
た。また、レンズ系１４として焦点距離２０ｃｍのシリ
ンドリカルレンズを用い、レーザ発振器１２から出てき
た光を、線状焦点２に集光した。図１（Ｂ）の囲み内
は、線状焦点２におけるビーム形状を示している。レー
ザ発振器１２で発生させたパルスレーザ光１の断面形状
は長さ約２０ｍｍの繭形であり、図１（Ｂ）から明らか
なように、集光したビーム形状は、約１ｍｍ×約２０ｍ
ｍであった。
【００２０】図１において、移動装置１６は、モータ１
６ａ、図示しない歯車、被処理材４を載せる並進ステー
ジ１６ｂ、等からなりモータ１６ａにより歯車を介して
並進ステージ１６ｂを図で左方向に移動させるようにな
っている。試験片として、ペンキを塗った鉄板を被処理
材４として並進ステージ１６ｂ上に置き、パルスレーザ
光１の照射時にモータ駆動で掃引した。試験片（被処理
材４）は、レーザ光の線状焦点２の位置にくるように配
置した。また、照射点近くに吸引ノズル１８を配置し、
除去された表面物質を吸引器１９内に回収できるように
した。
６ａ、図示しない歯車、被処理材４を載せる並進ステー
ジ１６ｂ、等からなりモータ１６ａにより歯車を介して
並進ステージ１６ｂを図で左方向に移動させるようにな
っている。試験片として、ペンキを塗った鉄板を被処理
材４として並進ステージ１６ｂ上に置き、パルスレーザ
光１の照射時にモータ駆動で掃引した。試験片（被処理
材４）は、レーザ光の線状焦点２の位置にくるように配
置した。また、照射点近くに吸引ノズル１８を配置し、
除去された表面物質を吸引器１９内に回収できるように
した。
【００２１】並進ステージ１６ｂの掃引速度を２ｍｍ／
ｓｅｃ、パルスレーザ光の繰り返し速度を４０ｐｐｓ、
１パルス当たりのレーザ光のエネルギーを３００ｍＪと
した結果、パルスレーザ光１が照射された部分は鉄の表
面があらわになり、その表面は全く損傷なく、きれいに
ペンキが除去されていることが確認された。この結果か
ら、レーザ発振の繰り返し速度を最大１ｋｐｐｓとした
場合、単位時間あたりの処理面積は３０００ｃｍ2 ／ｍ
ｉｎであり、短時間に広い面積の処理が可能であること
が確認された。
ｓｅｃ、パルスレーザ光の繰り返し速度を４０ｐｐｓ、
１パルス当たりのレーザ光のエネルギーを３００ｍＪと
した結果、パルスレーザ光１が照射された部分は鉄の表
面があらわになり、その表面は全く損傷なく、きれいに
ペンキが除去されていることが確認された。この結果か
ら、レーザ発振の繰り返し速度を最大１ｋｐｐｓとした
場合、単位時間あたりの処理面積は３０００ｃｍ2 ／ｍ
ｉｎであり、短時間に広い面積の処理が可能であること
が確認された。
【００２２】図２は、本発明によるレーザによる表面付
着物の除去装置の第２実施例を示す部分構成図である。
この図において、本発明の除去装置２０は、表面付着物
３に対して斜めにレーザ光１を集光するレンズ系（図示
せず）と、表面付着物３に対して直交する位置に吸引口
２２を有する吸引器（図示せず）とを備える。レンズ
系、吸引器を含めその他の構成部品は図１と同様であ
る。
着物の除去装置の第２実施例を示す部分構成図である。
この図において、本発明の除去装置２０は、表面付着物
３に対して斜めにレーザ光１を集光するレンズ系（図示
せず）と、表面付着物３に対して直交する位置に吸引口
２２を有する吸引器（図示せず）とを備える。レンズ
系、吸引器を含めその他の構成部品は図１と同様であ
る。
【００２３】図３は、図１及び図２の装置におけるアブ
レーション状態を模式的に示す図である。図３（Ａ）
（Ｂ）に示すように、レーザ光１の照射される角度に関
係なくアブレーションにより除去される物質（表面付着
物）の飛ぶ方向はほぼ被処理材４の表面に垂直な方向で
あることが試験によりわかった。すなわち、プルームが
レーザ光の方向に関係なく鉄板に垂直に噴出している。
この特性を利用し、図２に示すように、レーザ光１を斜
めに照射し、吸引口２２を照射される位置の真上に配置
することにより、非常に高い効率で除去物質が回収でき
ることが確認された。従って、図２に示した構成によ
り、除去された付着物がレンズ等に付着しにくく、かつ
付着物を効率よく回収することができ、再汚染のおそれ
を最小限に低減することができる。
レーション状態を模式的に示す図である。図３（Ａ）
（Ｂ）に示すように、レーザ光１の照射される角度に関
係なくアブレーションにより除去される物質（表面付着
物）の飛ぶ方向はほぼ被処理材４の表面に垂直な方向で
あることが試験によりわかった。すなわち、プルームが
レーザ光の方向に関係なく鉄板に垂直に噴出している。
この特性を利用し、図２に示すように、レーザ光１を斜
めに照射し、吸引口２２を照射される位置の真上に配置
することにより、非常に高い効率で除去物質が回収でき
ることが確認された。従って、図２に示した構成によ
り、除去された付着物がレンズ等に付着しにくく、かつ
付着物を効率よく回収することができ、再汚染のおそれ
を最小限に低減することができる。
【００２４】図４は、本発明によるレーザによる表面付
着物の除去装置の第３実施例を示す部分構成図である。
この図において、本発明の除去装置２４は、レーザ光１
を集光するレンズ系（図示せず）と、レーザ光１の焦点
２に沿って表面付着物３を相対移動させる移動装置１６
と、レーザ光１を照射する前に表面付着物３に除去促進
液２６を付加する除去促進器２８とを備えている。レン
ズ系、移動装置１６を含めその他の構成部品は図１と同
様である。また、除去促進液２６は、水、洗剤、錆落と
し剤、又は表面付着物に適した有機溶剤であり、除去促
進器２８は除去促進液２６を噴霧するように構成された
噴霧器であるのがよい。
着物の除去装置の第３実施例を示す部分構成図である。
この図において、本発明の除去装置２４は、レーザ光１
を集光するレンズ系（図示せず）と、レーザ光１の焦点
２に沿って表面付着物３を相対移動させる移動装置１６
と、レーザ光１を照射する前に表面付着物３に除去促進
液２６を付加する除去促進器２８とを備えている。レン
ズ系、移動装置１６を含めその他の構成部品は図１と同
様である。また、除去促進液２６は、水、洗剤、錆落と
し剤、又は表面付着物に適した有機溶剤であり、除去促
進器２８は除去促進液２６を噴霧するように構成された
噴霧器であるのがよい。
【００２５】以下に図４の装置による試験結果を説明す
る。図４において、試験片として、苔や泥の付着した煉
瓦５を用いた。レーザ光１を照射する直前に噴霧器２８
を用いて煉瓦５の表面に水を吹きつけた。その結果を図
５に模式的に示す。水を吹きつけた場合と吹きつけない
場合において、ＣＯ2 レーザのパルス繰り返し速度をそ
れぞれの場合で、５０Ｈｚ，１００Ｈｚ及び２００Ｈｚ
にして照射を行った。いずれの場合にも、照射時間は１
秒とし、並進ステージ１６ｂの掃引速度は１０ｍｍ／ｓ
ｅｃで一定とした。その結果、水を吹きつけない場合に
比べて表面の付着物がきれいに除去されていることが確
認された。従って、レーザ光１の照射前又は照射中に表
面付着物３に除去促進液２６を付加する除去促進器２８
を備えることにより、レーザ光だけでは除去できない表
面付着物であっても効率的に除去することができる。
る。図４において、試験片として、苔や泥の付着した煉
瓦５を用いた。レーザ光１を照射する直前に噴霧器２８
を用いて煉瓦５の表面に水を吹きつけた。その結果を図
５に模式的に示す。水を吹きつけた場合と吹きつけない
場合において、ＣＯ2 レーザのパルス繰り返し速度をそ
れぞれの場合で、５０Ｈｚ，１００Ｈｚ及び２００Ｈｚ
にして照射を行った。いずれの場合にも、照射時間は１
秒とし、並進ステージ１６ｂの掃引速度は１０ｍｍ／ｓ
ｅｃで一定とした。その結果、水を吹きつけない場合に
比べて表面の付着物がきれいに除去されていることが確
認された。従って、レーザ光１の照射前又は照射中に表
面付着物３に除去促進液２６を付加する除去促進器２８
を備えることにより、レーザ光だけでは除去できない表
面付着物であっても効率的に除去することができる。
【００２６】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】上述したように本発明のレーザによる表
面付着物の除去方法及び装置によれば、表面付着物だ
けがプラズマ化して表面から飛びだしていくため母材を
傷つけずに付着物を除去でき、高繰り返しパルスレー
ザおよび高速掃引ステージを用いることにより短時間に
広い面積を処理することができ、レーザ光をミラーな
どを用いて長距離伝搬させることにより人間が入り込む
ことができないような狭いところや危険なところでも遠
隔操作により表面除去でき、表面から飛びだすプラズ
マ状の付着物は、飛びだす方向がほぼ一定しているの
で、吸引器により効率的に回収することができる。
面付着物の除去方法及び装置によれば、表面付着物だ
けがプラズマ化して表面から飛びだしていくため母材を
傷つけずに付着物を除去でき、高繰り返しパルスレー
ザおよび高速掃引ステージを用いることにより短時間に
広い面積を処理することができ、レーザ光をミラーな
どを用いて長距離伝搬させることにより人間が入り込む
ことができないような狭いところや危険なところでも遠
隔操作により表面除去でき、表面から飛びだすプラズ
マ状の付着物は、飛びだす方向がほぼ一定しているの
で、吸引器により効率的に回収することができる。
【００２８】従って、本発明のレーザによる表面付着物
の除去方法及び装置は、機器自体に損傷を与えることな
く表面付着物を除去することができ、除去された付着物
がレンズ等に付着しにくく、付着物を効率よく回収する
ことができ再汚染のおそれが少なく、レーザ光だけでは
除去できない表面付着物にも適用できる、等の優れた効
果を有する。
の除去方法及び装置は、機器自体に損傷を与えることな
く表面付着物を除去することができ、除去された付着物
がレンズ等に付着しにくく、付着物を効率よく回収する
ことができ再汚染のおそれが少なく、レーザ光だけでは
除去できない表面付着物にも適用できる、等の優れた効
果を有する。
【図１】本発明によるレーザによる表面付着物の除去装
置の第１実施例を示す全体構成図である。
置の第１実施例を示す全体構成図である。
【図２】本発明によるレーザによる表面付着物の除去装
置の第２実施例を示す部分構成図である。
置の第２実施例を示す部分構成図である。
【図３】図１及び図２の装置におけるアブレーション状
態を模式的に示す図である。
態を模式的に示す図である。
【図４】本発明によるレーザによる表面付着物の除去装
置の第３実施例を示す部分構成図である。
置の第３実施例を示す部分構成図である。
【図５】図４の装置による試験結果の模式図である。
１ パルスレーザ光 ２ 線状焦点 ３ 表面付着物 ４ 被処理材 ５ 煉瓦 １０ 除去装置 １２ レーザ発振器 １４ レンズ系 １５ 反射ミラー １６ 移動装置 １６ａ モータ １６ｂ 並進ステージ １８ 吸引ノズル １９ 吸引器 ２０ 除去装置 ２２ 吸引口 ２４ 除去装置 ２６ 除去促進液 ２８ 除去促進器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ０９Ｂ 3/00 ＺＡＢ
Claims (8)
- 【請求項１】 パルスレーザ光を線状焦点に集光し、該
線状焦点に対して直交する方向に表面付着物を相対移動
させてレーザ光を表面付着物に照射し、これにより、表
面付着物をアブレーションにより除去することを特徴と
するレーザによる表面付着物の除去方法。 - 【請求項２】 パルスレーザ光を発生させるレーザ発振
器と、該パルスレーザ光を線状焦点に集光するレンズ系
と、該線状焦点に対して直交する方向に表面付着物を相
対移動させてレーザ光を表面付着物に照射する移動装置
と、を備え、これにより、表面付着物をアブレーション
により除去することを特徴とするレーザによる表面付着
物の除去装置。 - 【請求項３】 前記レーザ発振器は、ＣＯ2 レーザ発振
器であり、前記パルスレーザ光は、少なくとも４０ｐｐ
ｓ以上の繰り返しパルス光である、ことを特徴とする請
求項２に記載のレーザによる表面付着物の除去装置。 - 【請求項４】 前記パルスレーザ光は、約１０００ｐｐ
ｓの高繰り返しパルス光である、ことを特徴とする請求
項３に記載のレーザによる表面付着物の除去装置。 - 【請求項５】 前記レンズ系は、円筒面を有するシリン
ドリカルレンズである、ことを特徴とする請求項４に記
載のレーザによる表面付着物の除去装置。 - 【請求項６】 表面付着物に対して斜めにレーザ光を集
光するレンズ系と、表面付着物に対して直交する位置に
吸引口を有する吸引器とを備え、これにより、吸引器に
より表面付着物を回収することを特徴とするレーザによ
る表面付着物の除去装置。 - 【請求項７】 レーザ光を集光するレンズ系と、レーザ
光の焦点に沿って表面付着物を相対移動させる移動装置
と、レーザ光の照射前又は照射中に表面付着物に除去促
進液を付加する除去促進器とを備え、これにより、表面
付着物の分離を促進して除去することを特徴とするレー
ザによる表面付着物の除去装置。 - 【請求項８】 前記除去促進液は、水、洗剤、錆落とし
剤、又は有機溶剤であり、前記除去促進器は除去促進液
を噴霧するように構成された噴霧器である、ことを特徴
とする請求項７に記載のレーザによる表面付着物の除去
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016181A JP2615362B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザによる表面付着物の除去方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016181A JP2615362B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザによる表面付着物の除去方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07225300A true JPH07225300A (ja) | 1995-08-22 |
| JP2615362B2 JP2615362B2 (ja) | 1997-05-28 |
Family
ID=11909352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6016181A Expired - Lifetime JP2615362B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | レーザによる表面付着物の除去方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2615362B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736709A (en) * | 1996-08-12 | 1998-04-07 | Armco Inc. | Descaling metal with a laser having a very short pulse width and high average power |
| BE1012686A3 (fr) * | 1999-05-26 | 2001-02-06 | Wallonia Space Logistics En Ab | Procede et dispositif de decapage du bois. |
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| KR20030032864A (ko) * | 2001-10-18 | 2003-04-26 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 제너레이터 또는 터빈 부품의 세정 방법과, 레이저 기반시스템과, 레이저 기반 방법, 및 제너레이터 또는 세정부품 세정 장치 |
| DE10354251A1 (de) * | 2003-11-20 | 2005-06-23 | Viaceslav Gorodezki | Vorrichtung für eine beschleunigte Entaktivierung von radioaktiven Stoffen |
| JP2007315996A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Japan Atomic Energy Agency | 放射性同位元素に汚染された表面を水噴流導光レーザー剥離を用いて再汚染少なく容易に低温にて除染する方法とその装置 |
| JP2009217205A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 表示装置の分解方法および分解装置 |
| DE102009002615A1 (de) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen |
| JP2010256274A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Japan Atomic Energy Agency | 除染装置及び除染方法 |
| JP2012513019A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 壁の表面の層を除去する方法及び除去装置 |
| EP3584021A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-25 | United Technologies Corporation | Laser removal of casting scale |
| WO2024112055A1 (ko) * | 2022-11-24 | 2024-05-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 실링툴 세정 장치 및 이를 이용한 실링툴 세정 방법 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187898A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-11-02 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | レ−ザによる除染法 |
| JPH04109200A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-10 | Chubu Electric Power Co Inc | レーザ除染装置 |
| JPH04168400A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザによる除染法と除染装置 |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP6016181A patent/JP2615362B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58187898A (ja) * | 1982-04-14 | 1983-11-02 | ウエスチングハウス エレクトリツク コ−ポレ−シヨン | レ−ザによる除染法 |
| JPH04109200A (ja) * | 1990-08-29 | 1992-04-10 | Chubu Electric Power Co Inc | レーザ除染装置 |
| JPH04168400A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-16 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザによる除染法と除染装置 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5736709A (en) * | 1996-08-12 | 1998-04-07 | Armco Inc. | Descaling metal with a laser having a very short pulse width and high average power |
| BE1012686A3 (fr) * | 1999-05-26 | 2001-02-06 | Wallonia Space Logistics En Ab | Procede et dispositif de decapage du bois. |
| JP2003514123A (ja) * | 1999-11-09 | 2003-04-15 | コンセントラ ヴァークスタッズ アクツィエボラーグ | ピストンリングに層を形成するための方法および装置 |
| KR20030032864A (ko) * | 2001-10-18 | 2003-04-26 | 제너럴 일렉트릭 캄파니 | 제너레이터 또는 터빈 부품의 세정 방법과, 레이저 기반시스템과, 레이저 기반 방법, 및 제너레이터 또는 세정부품 세정 장치 |
| DE10354251A1 (de) * | 2003-11-20 | 2005-06-23 | Viaceslav Gorodezki | Vorrichtung für eine beschleunigte Entaktivierung von radioaktiven Stoffen |
| JP2007315996A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Japan Atomic Energy Agency | 放射性同位元素に汚染された表面を水噴流導光レーザー剥離を用いて再汚染少なく容易に低温にて除染する方法とその装置 |
| JP2009217205A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-09-24 | Panasonic Corp | 表示装置の分解方法および分解装置 |
| JP2012513019A (ja) * | 2008-12-19 | 2012-06-07 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | 壁の表面の層を除去する方法及び除去装置 |
| DE102009002615A1 (de) * | 2009-04-24 | 2010-10-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Lösen von miteinander verbundenen Bauteilen |
| JP2010256274A (ja) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Japan Atomic Energy Agency | 除染装置及び除染方法 |
| EP3584021A1 (en) * | 2018-06-18 | 2019-12-25 | United Technologies Corporation | Laser removal of casting scale |
| US10759004B2 (en) | 2018-06-18 | 2020-09-01 | Raytheon Technologies Corporation | Laser removal of casting scale |
| WO2024112055A1 (ko) * | 2022-11-24 | 2024-05-30 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 실링툴 세정 장치 및 이를 이용한 실링툴 세정 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2615362B2 (ja) | 1997-05-28 |
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