JPH09143767A

JPH09143767A - 金属材料の表面清浄化方法と装置

Info

Publication number: JPH09143767A
Application number: JP31087195A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hatakeyama; 博史畠山; Kichiji Ito; 吉司伊藤; Minoru Ota; 稔大田
Original assignee: Daiichi Kinzoku Kk; Bunka Shutter Co Ltd
Current assignee: Daiichi Kinzoku Kk; Bunka Shutter Co Ltd
Priority date: 1995-11-29
Filing date: 1995-11-29
Publication date: 1997-06-03
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: JP3002413B2

Abstract

(57)【要約】【課題】これまで主としてガラス製品、金属製精密部
品の洗浄など比較的小さな被洗浄物に限られていた超音
波洗浄の応用範囲を、短尺又は長尺の大型の金属材料の
洗浄、特に脱脂洗浄に適応する。【解決手段】被清浄化金属材６を液中に浸漬して超音
波洗浄する方法及び装置において、被清浄化金属材６に
超音波を照射する超音波振動子４を、被清浄化金属材６
から距離をおいた液内の位置に設け、被清浄化金属材６
と超音波振動子４を被清浄化金属材６の外壁方向に沿っ
て相対移動させながら、超音波振動子４からの超音波に
より超音波洗浄する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属材料の表面処
理技術において、各種金属材料の表面に付着している油
類を含む有機物、熱による焼付物、酸化物等の付着物を
超音波洗浄により除去洗浄して清浄化する方法及び装置
に関するものである。本発明は、特に、シャッター、金
属製建具、金属製家具、建造物の梁材や柱材や床材、或
いは各種金属製機器等に用いる大型或いは長尺又は短尺
の金属材料のメッキや塗装及び溶接の前工程として、該
金属材料の表面に付着している防錆油、潤滑油および各
種加工油等を脱脂洗浄するために最適の表面清浄化方法
及び該方法を実施するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】従来、各種油類の付着している金属材料を
洗浄する方法として、通常のアルカリ脱脂剤水溶液に浸
漬し被清浄化金属材を揺動および振動させる方法、各種
の界面活性剤を用いた洗浄方法、有機溶剤を使って金属
表面の油性の汚れを布で拭取る方法、溶剤中に被清浄化
金属材を浸漬し攪拌またはブラッシングする方法、溶剤
蒸気浴による方法、電解脱脂による方法などが行われて
いる。これらは化学的洗浄作用の他、物理的作用も付加
したものであり、超音波振動も古くから物理的洗浄手段
として応用され各種の方法が提案されている。例えば、
特開平０３−２８１７９３号および特開平０６−２５４
５２１号では、被洗浄材を入れたバスケットに対して洗
浄槽内で超音波振動を作用させる方法である。

【０００４】鋼材表面の清浄化方法の１つとして酸洗が
行われているが、ここでも超音波振動の応用例が数多く
見られる。一般に超音波洗浄に使用されている超音波振
動子は、投込型、底付型、振動伝達用ホーンによる集束
型が用いられ、洗浄目的によって、洗浄工程、洗浄装置
等も色々工夫が施されている。例えば、被洗浄物の形
状、寸法、数量に応じて洗浄槽内の超音波照射方法も、
底面、側面、上下より照射する方法や被洗浄物を上下に
振揺する、回転する等の方法が行われている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来方法によ
る金属材料の洗浄では、有機溶剤使用による環境問題、
通常の界面活性剤を含めたアルカリ脱脂剤水溶液では被
洗浄物の隙間内部の洗浄不良、脱脂洗浄時間の延長など
の問題があり、これらに対して超音波振動の適用がなさ
れてきた。しかし、被洗浄物が比較的小さく複雑な形状
のものを対象とした場合には有効な手段となりうるが、
被洗浄物が大型で大容積の洗浄槽を使用する場合、超音
波振動を付加し、その効果を最大限に得るためには下記
のような非常に難しい解決の困難な問題点がある。

【０００６】第１に長尺の金属材料では、それに見合っ
た脱脂洗浄槽が必要であり、脱脂廃液処理の問題点も含
めて考える必要がある。第２は、広い面積を有する被洗
浄材全体に超音波を付加するためには、超音波振動子の
有効照射面積が指向性により制限されるため多数の振動
子が必要となる。第３として大容積の脱脂槽には大容量
の脱脂液があり、液深の深いところに設置された超音波
振動子では水圧による超音波の減衰が大きく、液面から
の定在波による振動効果も小さくなる。第４は脱脂槽内
で被清浄化金属材を移動させながら脱脂する場合には、
槽の大きさおよび超音波振動子の数が問題となる。第５
は被清浄化金属材が管状で長尺の場合、特に管内面に塗
布されている防錆油はそのままに管表面のみを脱脂する
ためには、管の両端に密栓する必要があり、管重量が浮
力より小さくなると液面に浮上し脱脂不良部分を生じ
る。

【０００７】以上のように被清浄化金属材が大型部材や
長尺材などの脱脂洗浄では、被清浄化金属材と超音波振
動子を相対的に移動させながら超音波振動を付加する方
法で実用化されている例はない。

【０００８】本発明では、上述した従来方法の問題点を
解決するものであり、これまで主としてガラス製品、金
属製精密部品の洗浄など比較的小さな被洗浄物に限られ
ていた超音波洗浄の応用範囲を大きく広げるものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、被
清浄化金属材を液中に浸漬して超音波洗浄する方法にお
いて、被清浄化金属材に超音波を照射する超音波振動子
を、被清浄化金属材から距離をおいた液内の位置に設
け、被清浄化金属材と超音波振動子を被清浄化金属材の
外壁方向に沿って相対移動させながら、超音波振動子か
らの超音波により超音波洗浄するようにしたことを特徴
としている。

【００１０】請求項２の発明では、上記請求項１の発明
において、被清浄化金属材に超音波を照射する超音波振
動子を、被清浄化金属材から略１０mm〜略７００mmの距
離で、液面から略３００mm〜略１２００mmの深さに設
け、超音波振動子からの超音波により超音波洗浄するよ
うにしたことを特徴としている。

【００１１】請求項１の発明において、被清浄化金属材
と超音波振動子の相対移動方向は、被清浄化金属材を液
中定位置の例えば支持台上に設置し、その下、側方、斜
め側方又は上部を超音波振動子が移動するようにして
も、超音波振動子を液中の下部定位置に設置固定し、そ
の上、側方又は斜め側方を被清浄化金属材が移動するよ
うにしてもよい。また、被清浄化金属材と超音波振動子
が共に対称方向に移動するようにしてもよい。

【００１２】請求項３の発明では、上記請求項１又は２
の発明において、被清浄化金属材を液中の所定位置に設
置させ、この被清浄化金属材の下部、側方若しくは斜め
側方において超音波振動子を被清浄化金属材の外壁方向
に沿って通過させながら該超音波振動子からの超音波に
より超音波洗浄するようにしたことを特徴としている。

【００１３】また、請求項４の発明では、上記請求項１
又は２の発明において、超音波振動子を液中の所定位置
に設置固定させ、該超音波振動子の上部位置、側方若し
くは斜め側方において被清浄化金属材を通過させながら
該超音波振動子からの超音波により超音波洗浄するよう
にしたことを特徴としている。

【００１４】請求項１又は３の発明のように、比較的大
型で不定型である被清浄化金属材を液中の定位置に載置
し、定型である超音波振動子を被清浄化金属材の外壁方
向に沿って移動させることにより、脱脂槽の内部におい
て、短尺又は長尺の不定型である被清浄化金属材の全外
壁を無理なく超音波洗浄でき、被清浄化金属材により脱
脂槽を傷つける恐れもなく、スペース効率の点でも優れ
ている。また、超音波振動子の位置について、超音波振
動子から被清浄化金属材までの距離が１０ｍｍ以下では
超音波振動子の振動面に対する反射波の悪影響があり、
７００ｍｍ以上では直接波の効果が弱くなることから、
請求項２の発明のように、超音波振動子から被清浄化金
属材までの距離は、略１０mm〜略７００mmとすることが
有効である。さらに、超音波振動子から液面までの深さ
は最小３００ｍｍ、これ以下では振動子の厚さと被清浄
化金属材の大きさより照射が困難となり、また最大１２
００ｍｍ以上では超音波の減衰が大きくなって照射効果
が半分以下となる。

【００１５】請求項５の発明では、超音波振動子及び被
清浄化金属材が浸漬される脱脂液又は洗浄液（水洗液）
には、少なくとも液面において常時片一方の流れを生じ
させ、液面での片方の端部に集合した油分等を排出させ
るようにしたことを特徴としている。

【００１６】請求項６の発明では、被清浄化金属材を脱
脂液内に浸漬した後他の脱脂液又は洗浄液（水洗液）内
に移動し、該他の脱脂液又は洗浄液（水洗液）内部の被
清浄化金属材下部において、被清浄化金属材を超音波洗
浄する超音波振動子を相対移動させつつ超音波洗浄し、
その液面には常時片一方の流れを生じさせて該液面での
片一方側に移動する油分を排出させるようになしたこと
を特徴としている。

【００１７】請求項５及び６の方法によれば、超音波脱
脂洗浄後の被清浄化金属材（被脱脂金属材）を引き上げ
る時に、油分が再付着するということがない。

【００１８】請求項７の発明は、被清浄化金属材が管状
であって該被清浄化金属材の両端部を密栓して液中にお
いて超音波洗浄する時に、密栓された被清浄化金属材の
重量が液中での浮力よりも小さく液面に浮き上がること
により、被清浄化金属材の外壁の上部が超音波洗浄出来
ないことになるが、この場合、密栓された被清浄化金属
材の重量が液中での浮力よりも大きくなるように、密栓
された被清浄化金属材の内部に重量物を挿入するか、密
栓部分の外側に重量物を繋いで、液中に浸漬させた状態
で超音波洗浄するようにしたことを特徴としている。

【００１９】請求項８の発明は、脱脂洗浄装置に係り、
図１に示されるように、被清浄化金属材６を液中に浸漬
して超音波洗浄する装置において、脱脂槽１と洗浄槽２
（水洗槽）とを具備し、脱脂槽１の内部には、被清浄化
金属材６の支持台１０−１と該支持台１０−１の下部に
おいて相対移動自在とされた超音波振動子４が設けられ
ていることを特徴としている。

【００２０】上記請求項８の発明では、脱脂液を入れた
脱脂槽１内の支持台１０−１上に被清浄化金属材６を運
搬載置させる。その下部において、被清浄化金属材６の
長手外壁に沿って超音波振動子４を移動させつつ超音波
を照射し超音波洗浄を行わせる。その後、被清浄化金属
材６を洗浄槽２内に入れて水洗する。水洗は、洗浄槽２
内部の水流を利用しても、シャワー方式としてもよい。

【００２１】請求項９の発明は、脱脂洗浄装置に係り、
図２に示されるように、被清浄化金属材６を液中に浸漬
して超音波洗浄する装置において、脱脂洗浄槽１０１内
部の定位置に超音波振動子１０４を設置し、該超音波振
動子１０４の上部における脱脂洗浄槽１０１の内部に被
清浄化金属材６を通過移動させる被清浄化金属材の移動
装置１１５を装備させ、液面中には該液面を二分割させ
る堰１１６を設けて、二分割された一方の液面下に被清
浄化金属材６を位置させて前記超音波振動子１０４によ
る超音波洗浄を行い、該被清浄化金属材６を前記移動装
置１１５により前記一方の液面下から他方の液面下に移
動させて引き上げる構造としている。

【００２２】上記請求項９の発明では、脱脂液を入れた
脱脂洗浄槽１０１内の一方の液面下の移動装置１１５上
に被清浄化金属材６を挿入載置させる。この移動装置１
１５により被清浄化金属材６を移動させつつ、下部の超
音波振動子１０４による超音波洗浄を行い、一方の液面
下から堰１１６の下部を通って他方の液面下に移動させ
て引き上げる。油分は、堰１１６により一方の液面内に
浮上し、他方の液面から引き上げる被清浄化金属材６に
再付着することが防止される。この場合、液面に他方の
液面から一方の液面の方向に流れを設けて、一方の液面
から残留油分を排出させるようにすることが望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は、発明の実施の形態１に係
る超音波洗浄装置の一例であり、これを参照して実施の
形態１に係る超音波洗浄装置を説明する。実施の形態１
に係る超音波洗浄装置は、脱脂槽１、洗浄槽２（水洗
槽）、水切り乾燥台３を備えている。脱脂槽１の内部に
は、脱脂液Ａが収容され、被清浄化金属材６の支持台１
０−１が水平に固定されている。支持台１０−１の下部
における脱脂槽１の内底部には、被清浄化金属材６の長
手外壁方向に往復移動自在として移動台１２が設けら
れ、移動台１２上に超音波振動子４が設置されている。
上記支持台１０−１は、超音波による照射の障害になら
ないように、被清浄化金属材６の両端を支えるアーム形
あるいはフオーク形とすることが出来る。

【００２４】上記移動台１２は、脱脂槽１の内底部内に
延出される懸垂枠１３の下端に水平方向に突設されてい
る。この懸垂枠１３は、開放部を下向きとしたコ形の枠
体からなり、その水平枠部に軸支された中間ローラ１４
−１が脱脂槽１の側壁を構成するレール枠１１の上端レ
ール面を転動して往復移動するようになっている。懸垂
枠１３には、走行モータ５が設置され、該走行モータ５
の駆動軸端の駆動ピニオン５ａが、レール枠１１の外壁
面に水平に固定したラック１５に噛合している。さら
に、懸垂枠１３には、その下端と脱脂槽１外の上部に、
下端ローラ１４−２及び上部ローラ１４−３が軸支さ
れ、下端ローラ１４−２は、レール枠１１の外壁面に略
逆Ｌ形に突設された固定枠１６の対向垂直壁面に、上部
ローラ１４−３は、レール枠１１の垂直外壁面に接して
転動するようになっている。また、懸垂枠１３には、超
音波振動子４と走行モータ５の配電操作盤１７が設けら
れ電気接続されている。

【００２５】洗浄槽２内には、水洗液Ｂが収容され、上
記支持台１０−１と略同一レベル位置に、これと略同一
構造の支持台１０−２が設けられている。洗浄槽２の一
側内には、給水管７が配設され、その下端は洗浄槽２の
一側の内底部に開口している。また、洗浄槽２の他側部
の液面には、溢流管８の上端が溢流口が開口し、その下
端はドレン溝１８内に開口している。

【００２６】水切り乾燥台３の下部には、漏斗状のドレ
ン受け９が設けられている。

【００２７】次に、上記実施の形態１に係る超音波洗浄
装置の作用を説明する。この例は、被清浄化金属材６と
して被脱脂金属管（一例として角形鋼管）を超音波脱脂
洗浄させる場合であり、被脱脂金属管は給材床よりクレ
ーンにて、２〜３本同時に脱脂槽１まで搬送させ、支持
台１０−１上に載置させる。被脱脂金属管は脱脂に先立
って両端に密栓されており、液面で浮上するものは浮力
より大きい重量物を密栓部分に繋いで置く。また、脱脂
槽１内には、脱脂液Ａが収納されている。さらに、後述
するリミット装置により、被脱脂金属管の長さに対応し
て移動台１２、すなわち、その上の超音波振動子４の往
復移動範囲を設定させる。

【００２８】この状態で、超音波振動子４を作動させ、
且つ、走行モータ５を駆動させる。すると、走行モータ
５の駆動ピニオン５ａがレール枠１１のラック１５と噛
み合った状態で駆動し、レール枠１１に沿って懸垂枠１
３及び移動台１２を往復移動させ、移動台１２上の超音
波振動子４を、被脱脂金属管（被清浄化金属材６）の長
さ方向に沿って繰り返し往復移動させる。超音波振動子
４が走行すると同時に上部液面に向かって超音波が照射
され、被脱脂金属管（被清浄化金属材６）全面に振動効
果が発揮され、超音波洗浄される。

【００２９】脱脂洗浄された被脱脂金属管（被清浄化金
属材６）をクレーンにより引き上げて、隣接する洗浄槽
２の支持台１０−２上に載置させる。洗浄槽２には濯ぎ
のための水洗水が給水管７より給水され溢流管８によっ
て清浄化が保たれている。水洗された被脱脂金属管（被
清浄化金属材６）は、水切り乾燥台３に運ばれ、ローラ
ー上に放置され水切りを行う。水切り後のドレンはドレ
ン受け９で溜められ、排水口へ流される。

【００３０】水切り後の被脱脂金属管（被清浄化金属材
６）はローラーテーブル上で、ジェットヒーター、熱風
ブロアーなどにより完全に乾燥する。乾燥後、発錆が懸
念される場合には脱脂後の防錆をより充分に行うため洗
浄槽２の水に防錆添加剤を添加することが望ましい。脱
脂槽１と洗浄槽２との間にシャワースプレー方式による
洗浄槽を設置することも更に効果的な方法となる。

【００３１】金属材料のアルカリ脱脂洗浄に応用される
超音波は、そのキャビテーションによる作用効果から、
２５〜３０ＫＨｚの周波数のものが良く、振動子のパワ
ー密度も１Ｗ／ｃｍ²程度であれば充分である。

【００３２】図２は、発明の実施の形態２に係る超音波
洗浄装置の一例であり、これを参照して実施の形態２に
係る超音波洗浄装置を説明する。実施の形態２に係る超
音波洗浄装置は、被清浄化金属材６を脱脂液Ａ中に浸漬
して超音波洗浄する装置において、脱脂槽洗浄槽１０１
内の液面中には該液面を二分割させる堰１１６を設けて
いる。分割された一方の液面下の底部定位置に超音波振
動子１０４を設置し、該超音波振動子１０４の上部にお
ける脱脂洗浄槽１０１の内部には、被清浄化金属材６を
一方の液面下から他方の液面下に水平方向に通過移動さ
せる被清浄化金属材の移動装置１１５（１１５−１，１
１５−２）を装備させている。移動装置１１５は、超音
波の照射を妨げることがないように、超音波振動子１０
４の直上部分が分離され、分離部分を窓１１５−３とし
た構造の駆動ローラ等により構成する。

【００３３】脱脂洗浄槽１０１の他側の液面下上部に
は、脱脂液Ａの供液管１２０が開口し、脱脂槽１０１の
一側の液面には、溢流口１２１が開口し、外部の溢流槽
１２２に臨んでいる。溢流槽１２２内の液面には、かき
揚げ式の浮上分離油の除去装置１２３が設けられ、溢流
槽１２２の底部は、循環ポンプ１２４を介して、上記供
液管１２０と連通している。

【００３４】上記実施の形態２に係る超音波洗浄装置で
は、被清浄化金属材６は、超音波振動子１０４による超
音波洗浄を受けながら、移動装置１１５（１１５−１，
１１５−２）により、一方の液面下から他方の液面下に
移動する。この時、脱脂液Ａは、供液管１２０から供給
されて溢流口１２１から溢流されており、液面に脱脂液
Ａの流れが形成されていることから、分離油分は溢流口
１２１から排出されて除去装置１２３により除去され、
清浄化された脱脂液Ａが供液管１２０から循環供給され
る。脱脂完了の被清浄化金属材６は、他方の液面から引
き上げられるため、浮上分離油の再付着が防止される。

【００３５】次に、本発明の実施の形態である脱脂洗浄
方法を作用とともに説明する。この脱脂洗浄方法は、上
述した、実施の形態１及び２に係る超音波洗浄装置の作
用と共通する。

【００３６】以下、被清浄化金属材（６）を一般構造用
角形鋼管（以下、鋼管と称す）とした場合の脱脂洗浄を
例として説明する。一般に鋼管表面にはスケールと呼ば
れる薄い鉄の酸化皮膜が形成されており、長期間の防錆
を目的として防錆油が塗布されている。鋼管の用途によ
り表面に塗装処理を行わせる場合、防錆油を除去する必
要があり脱脂作業が行われる。一般にシンナーを含ませ
た布で拭き取る方法があるが脱脂が完全ではなく、また
作業者の安全衛生上および環境問題より代替技術の開発
が望まれていた。このため通常のアルカリ脱脂剤水溶液
による方法の適用が上げられるが、脱脂条件の確立が困
難であり超音波振動を付加するための最適条件を探索し
新しい方法を確立したものである。

【００３７】鋼管表面には、防錆油の他、切削油、機械
油またはグリース類なども付着しており、更に泥砂、塵
埃などが混在しているものもある。脱脂剤は一般に使用
されているアルカリ脱脂剤の水溶液が最も経済的である
ことからこれを使用し、アルカリ脱脂剤水溶液濃度は、
１〜１０ｗｔ％の範囲とした。脱脂液温度は可及的低温
領域で行うことから１０〜４５°Ｃを目標とした。

【００３８】脱脂時間の迅速化を狙いとし、超音波振動
の付加に際しての最適条件は、超音波振動子（図１中の
参照符号４）をステンレス製の箱形とし、脱脂槽（同
１）の底部を自由に走行できるよう駆動装置と組み合わ
せてある。超音波振動子から上部液面に向かって超音波
が照射されるようになっており、被清浄化金属材（同
６）の全面に振動効果が波及するよう、液面からの定常
波が多くなるような位置関係を把握した。即ち、超音波
振動子から被清浄化金属材までの距離は１０ｍｍ以下で
は超音波振動子の振動面に対する反射波の悪影響があ
り、７００ｍｍ以上では直接波の効果が弱くなることか
らこの距離範囲を定め、超音波振動子から液面までの深
さは最小３００ｍｍ、これ以下では超音波振動子の厚さ
と被清浄化金属材の大きさより照射が困難となり、また
最大１２００ｍｍ以上では超音波の減衰が大きくなって
照射効果が半分以下となる。

【００３９】鋼管（被清浄化金属材６）の両端から内部
に脱脂液が入らないようにするため、ゴム或いは合成樹
脂製の栓で蓋をし、浮上する鋼管は浮力より大きい重量
物を管の中に挿入するか、または栓蓋と浮力より大きい
重量物とをチェーンまたはワイヤーで繋ぎ、液面上に浮
上しないよう繋ぎの長さを調節する。これによって鋼管
は液中に浮遊した状態で支持されることになる。

【００４０】鋼管（被清浄化金属材６）に付着している
油分が極めて少ない場合には、最初から脱脂槽（１）内
で超音波を照射するよりも、先ず、洗浄槽（水洗槽）
（２）内に脱脂液を入れて鋼管（被清浄化金属材６）を
所定時間浸漬し、その後脱脂槽（１）内の洗浄液内に入
れて超音波を照射し、超音波洗浄した方が、脱脂液の汚
れおよび劣化の現象が少なく有利となる。

【００４１】分離した油分の回収方法については、脱脂
液面に浮遊する油分をエアブロー或いは液の流動を片一
方へ生じさせることによって１ケ所に集合させ、油の吸
着材および付着材を使用して槽外に排出させる。このた
め脱脂後の引き上げ時に生じる油分の再付着の問題が解
決できる。

【００４２】

【実施例】次に、上記本発明に係る超音波洗浄方法の実
施例を上げる。実施例１（発明の実施の形態１：図１の装置を使用）一般構造用角形鋼管（被清浄化金属材６）、板厚２．３
ｍｍ、端部の辺の長さ１００ｍｍ×１００ｍｍ、長さ６
ｍのもの２本同時に脱脂した。脱脂槽（１）は全長７
ｍ、幅５００ｍｍ、深さ５００ｍｍのものを使用し、脱
脂剤は珪酸塩、炭酸塩を主成分とし界面活性剤を含んだ
アルカリ脱脂剤を用いた。脱脂剤濃度は２０ｇｆ／ｌ
（２５°Ｃ、ＰＨ＝１２．５）である。脱脂液量は１．
４ｍ³で液温３５°Ｃとした。被清浄化金属材の角形鋼
管はマグネット付リフトで脱脂槽に搬送し浸漬させる。
超音波発振器は実効出力１２００Ｗ、周波数２６ＫＨｚ
で、投込振動子の外径寸法４１０ｍｍ×３１０ｍｍ×９
０ｍｍ、パワー密度０．７５Ｗ／ｃｍ²のものを使用し
た。超音波振動子は脱脂槽底部を走行できるよう駆動装
置に積載されており、超音波振動子から角形鋼管までの
距離１００ｍｍ、液深は４００ｍｍとし、超音波振動子
走行速度１．２ｍ／ｍｉｎで行った。脱脂後、洗浄槽
（水洗槽）（２）内に１分間浸漬した後引き上げて水切
り熱風乾燥機で充分に乾燥させた。角形鋼管の表面は完
全に脱脂されており、満足できる表面性状のものが得ら
れた。

【００４３】実施例２（発明の実施の形態１：図１の装
置を使用）一般構造用角形鋼管（被清浄化金属材６）、板厚２．３
ｍｍ、端面の辺の長さ１００ｍｍ×１００ｍｍ、長さ３
ｍのもの２本同時に脱脂した。実施例１と同じ洗浄槽
（水洗槽）（２）に同一脱脂剤、濃度５０ｇｆ／ｌ、脱
脂液量を１．０ｍ ³入れ液温は２０°Ｃとした。また、
実施例１と同じ超音波振動子を使用した。一方、脱脂槽
（１）には水洗用の淡水を入れ、超音波振動子から角形
鋼管までの距離５０ｍｍ、水深は３００ｍｍで、超音波
振動子走行速度２．４ｍ／ｍｉｎで行った。角形鋼管は
マグネット付リフトで脱脂液の入った洗浄槽まで搬送
し、その脱脂液中に１分間浸漬させた。その後引き上げ
て、水の入った脱脂槽内に入れ超音波を照射した。１分
後引き上げて水切り乾燥したところ、脱脂は完全に行わ
れており表面性状は極めて良好であった。

【００４４】実施例３（発明の実施の形態２：図２の装
置を使用）一般構造用角形鋼管（被清浄化金属材６）、板厚２．３
ｍｍ、端面の辺の長さ８０ｍｍ×８０ｍｍ、長さ６ｍの
もの２本同時に脱脂を行った。脱脂洗浄槽（１０１）は
全長１４ｍ、幅５００ｍｍ、深さ５００ｍｍの寸法で製
作した。脱脂剤は実施例１と同じものを使用し、脱脂剤
濃度３０ｇｆ／ｌ、脱脂液温度は４０°Ｃとした。ま
た、実施例１と同じ超音波振動子を使用した。被清浄化
金属材（６）の角形鋼管の内部に８Ｋｇｆの丸棒を挿入
して、両端に密栓をし脱脂洗浄槽（１０１）の左側半分
（脱脂槽）に浸漬した。超音波振動子（１０４）は実効
出力１２００Ｗ、周波数２８ＫＨｚ、投げ込み振動子か
ら角形鋼管までの距離１２０ｍｍ、液深は４５０ｍｍで
超音波を照射した。角形鋼管は槽中のローラーによって
２．４ｍ／ｍｉｎの移動速度で走行し、脱脂後、脱脂洗
浄槽（１０１）の右側半分（洗浄槽）へ１分間浸漬し、
引き上げ水切り後、熱風乾燥機で充分に乾燥させた。角
形鋼管の表面は完全に脱脂されており、満足できる表面
性状のものが得られた。

【００４５】実施例４被清浄化金属材：等辺山形鋼、板厚６mm、端部の辺の長
さ５０mm×５０mm、長さ４．５m 、表面全体に酸化スケ
ールが付着洗浄条件：洗浄液・２０％Ｈｃｌ，３０°Ｃ超音波照射あり、実施例と同じ超音波振動子を使用洗浄時間・１０min 洗浄結果：完全に脱スケールされており、灰白色の表面
が得られた

【００４６】実施例５被清浄化金属材：加熱水蒸気で油を加熱する銅製蛇管ヒ
ーター、パイプ直径５．０mm、大きさ５００mm×５００
mm 洗浄条件：洗浄液・界面活性剤を含むアルカリ脱脂剤、
濃度５wt％、温度６０°Ｃ超音波照射あり、実施例と同じ超音波振動子を使用洗浄時間・７min 洗浄結果：熱分解して固着し焼き付きを生じていた部分
が清浄になった。

【００４７】また、実施比較例として、同一脱脂槽にて
超音波を照射せず、角管を脱脂液中に浸漬したまま静置
する従来方法をも併せて行い、これらの結果を下記表１
に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【発明の効果】請求項１、３及び４の発明では、被清浄
化金属材と超音波振動子を被清浄化金属材の外壁方向に
沿って相対移動させながら、超音波振動子からの超音波
により超音波洗浄するようにしているため、短尺又は長
尺の不定型である被清浄化金属材の全外壁を無理なく超
音波洗浄でき、被清浄化金属材により脱脂槽を傷つける
恐れもなく、スペース効率の点でも優れている。超音波
振動子を、被清浄化金属材の下部、側方若しくは斜め側
方に位置させて超音波洗浄させることにより、超音波振
動子が被清浄化金属材から浮上する油類などの汚染物質
により汚染されて劣化するということがない。

【００５０】請求項２の発明では、超音波振動子からの
超音波を最適の条件で被清浄化金属材に照射させて超音
波洗浄させることができる。

【００５１】請求項５及び６の発明によれば、超音波脱
脂洗浄後の被清浄化金属材を引き上げる時に、油分等が
再付着するということがない。

【００５２】請求項７の発明によれば、液よりも比重の
軽くなる密栓された金属管材の全外周壁を有効に超音波
洗浄することができる。

【００５３】請求項８又は９の発明に係る装置によれ
ば、上記本願発明に係る超音波洗浄方法を有効に実施で
き、同様の効果を得ることができ、脱脂液及び洗浄液
（水洗液）の無駄も少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る脱脂洗浄装置の構
造図である。

【図２】本発明の実施の形態２に係る脱脂洗浄装置の構
造図である。

【符号の説明】

１脱脂槽、２洗浄槽（水洗槽）、３
水切り乾燥台、４超音波振動子、５走行モ
ータ、５ａ駆動ピニオン、６被清浄化金属
材、７給水管、８溢流管、９ドレン
受け、１０−１，１０−２支持台、１１レ
ール枠、１２移動台、１３懸垂枠、１４−
１中間ローラ、１４−２下端ローラ、１４
−３上端ローラ、１５ラック、１６
固定枠、１７配電操作盤、１０１脱脂洗浄槽、１
０４超音波振動子、１１５（１１５−１，１１５
−２）移動装置、１１５−３窓、１１６
堰、１２０給液管、１２１溢流口、１２２
溢流槽、１２３除去装置、１２４
循環ポンプ、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大田稔東京都板橋区志村３丁目26番４号文化シヤッター株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被清浄化金属材を液中に浸漬して超音波洗
浄する方法において、被清浄化金属材に超音波を照射す
る超音波振動子を、被清浄化金属材から距離をおいた液
内の位置に設け、被清浄化金属材と超音波振動子を被清
浄化金属材の外壁方向に沿って相対移動させながら、超
音波振動子からの超音波により清浄化するようにしたこ
とを特徴とする金属材料の表面清浄化方法。
【請求項２】被清浄化金属材を液中に浸漬して超音波洗
浄する方法において、被清浄化金属材に超音波を照射す
る超音波振動子を、被清浄化金属材から略１０mm〜略７
００mmの距離で、液面から略３００mm〜略１２００mmの
深さに設け、超音波振動子からの超音波により清浄化す
るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の金属材
料の表面清浄化方法。
【請求項３】被清浄化金属材を液中の所定位置に設置さ
せ、この被清浄化金属材の下部、側方若しくは斜め側方
において超音波振動子を被清浄化金属材の外壁方向に沿
って通過させながら該超音波振動子からの超音波により
清浄化するようにしたことを特徴とする請求項１又は２
に記載の金属材料の表面清浄化方法。
【請求項４】超音波振動子を液中の所定位置に設置固定
させ、該超音波振動子の上部位置、側方若しくは斜め側
方において被清浄化金属材を通過させながら該超音波振
動子からの超音波により清浄化するようにしたことを特
徴とする請求項１又は２に記載の金属材料の表面清浄化
方法。
【請求項５】液には、常時片一方の流れを生じさせ、液
面での片方の端部に移動した油分等を排出させるように
したことを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載の
金属材料の表面清浄化方法。
【請求項６】表面に油類が付着した被脱脂清浄化金属材
を一つの槽内の脱脂液内に浸漬した後他の槽内の脱脂液
又は洗浄液内に移動し、該脱脂液又は洗浄液内部の被清
浄化金属材の下部において、被清浄化金属材を超音波洗
浄する超音波振動子を相対移動させつつ超音波洗浄し、
該脱脂液又は洗浄液の液面には常時片一方の流れを生じ
させて油分等を流れの方向に移動させ、移動した油分等
を排出させるようになしたことを特徴とする金属材料の
表面清浄化方法。
【請求項７】被清浄化金属材が管状であって該被清浄化
金属材の両端部を密栓して液中において超音波洗浄する
時に、密栓された被清浄化金属材の重量が液中での浮力
よりも小さい場合、密栓された被清浄化金属材の重量が
液中での浮力よりも大きくなるように、密栓された被清
浄化金属材の内部に重量物を挿入するか、密栓部分の外
側に重量物を繋いで、液中に浸漬させた状態で超音波洗
浄するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、
４、５又は６に記載の金属材料の表面清浄化方法。
【請求項８】表面に油類が付着した被脱脂清浄化金属材
を液中に浸漬して超音波洗浄する装置において、脱脂槽
と洗浄槽を具備し、脱脂槽の内部には、被清浄化金属材
の支持台と該支持台の下部において相対移動自在とされ
た超音波振動子が設けられていることを特徴とする金属
材料の表面清浄化装置。
【請求項９】表面に油類が付着した被脱脂清浄化金属材
を液中に浸漬して超音波洗浄する装置において、脱脂洗
浄槽内部の定位置に超音波振動子を設置し、該超音波振
動子の上部における脱脂洗浄槽の内部に被清浄化金属材
を通過移動させる被清浄化金属材の移動装置を装備さ
せ、液面中には該液面を二分割させる堰を設けて、二分
割された一方の液面下に被清浄化金属材を位置させて前
記超音波振動子による超音波洗浄を行い、該被清浄化金
属材を前記移動装置により前記一方の液面下から他方の
液面下に移動させて引き上げる構造としたことを特徴と
する金属材料の表面清浄化装置。