JPH09143775A - 低圧および高圧高温過熱蒸気装置により発生した無酸素状態の過熱蒸気雰囲気を利用した金属および非鉄金属表面の脱脂方法および脱脂装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの
素材、または部品、加工品などの表面の含油分を、低圧
および高圧高温過熱蒸気装置の中で、過熱蒸気の蒸気噴
射により脱油する。 【解決手段】金属および非鉄金属を用いた板材、線材な
どの素材、または部品、加工品などを、低圧および高圧
高温過熱蒸気装置の本体の入り口部に任意に配設した予
熱装置で、事前にプレヒーティングするか、または直
接、無酸素状態の過熱蒸気雰囲気に形成した低圧および
高圧高温過熱蒸気装置に送り込み、本体内で被加工物を
移動させるコンベアまたはスパイラル状回転棒の上で回
転させながら移動させ、最適圧力と１５０℃〜６００℃
の低圧および高圧高温過熱蒸気で、ほぼ５分〜３０分の
間蒸気噴射し、低圧および高圧高温過熱蒸気装置の中
で、無酸素状態の過熱蒸気雰囲気を利用した過熱蒸気の
蒸気噴射により脱油する、金属および非鉄金属表面の脱
脂方法および脱脂装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属および非鉄金属を
用いた板材、線材などの素材、または部品、加工品など
の表面の含油分を、低圧および高圧高温過熱蒸気装置の
中で、過熱蒸気の蒸気噴射により脱油するもので，オゾ
ン層破壊が懸念される特定フロンやトリクロロエタンに
よる脱脂加工に代わる金属や非金属の表面の脱脂を連続
的に、しかも無公害で行えるようにすることを目的とし
たものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車部品などの脱脂作業は、熱
処理後に焼き入れ油が焦げついていることから、不燃性
で脱脂性能が優れていた溶剤の特定フロンやトリクロロ
エタンが多用されていたが、１９７４年にカリフォルニ
ア大学のローランド教授がクロロフルオロカーボン（Ｃ
ＦＣ）が、オゾン層破壊の恐れがあると発表して以来、
世界的に規制の動きが見られ、１９８７年９月には、モ
ントリオール議定書においてＣＦＣの生産・消費の削減
方針が打ち出され、１９８９年４月には特定フロンを２
０００年までに全廃するというヘルシンキ宣言も出さ
れ、日本では１９８９年７月から５種のＣＦＣを含む特
定フロンの規制が開始され、１９９２年１１月に開かれ
たモントリオール議定書締約国会議において、特定フロ
ンＣＦＣは従来の規制より５年早まった９５年末に全
廃、新たに代替フロンＨＣＦＣ（ハイドロクロロフルオ
ロカーボン）の２０２０年原則廃止などが決まり、フロ
ン規制は前倒しで強化され、特定フロンやトリクロロエ
タンによる脱脂加工は、オゾン層を破壊するとの懸念か
ら代替フロンの使用、非フロン系代替品の使用、新たな
代替技術が検討されてきた。

【０００３】代替フロンとして、オゾン層に到達する前
に大部分が分解するハイドロクロロフルオロカーボン
（ＨＣＦＣ）、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）な
どの開発が進んでいるが、いずれも規制されることにな
っており、非フロン系代替品の使用、新たな代替技術が
待望されていた。

【０００４】また、金属加工された部品のメッキには、
付着しているプレス油や切削油を洗浄する必要があり、
自動車部品などの脱脂作業とともに、特定フロンやトリ
クロロエタンのほか、フロンやエタンから代替された洗
浄剤の塩化メチレンなどの塩素有機溶剤などが用いられ
ていたが、トリクロロエタンの使用は１９９５年末で禁
止されることからも、還流方式による水・アルカリ系洗
浄技術、炭化水素系洗浄剤などが次々に開発されている
が、焼き入れ油の種類、白粉などの発生、ラインスペー
ス、排水処理、ランニングコストなど、数多くの改良を
しなければならないという欠点が見られたばかりか、水
系での洗浄では錆びが発生して、メッキがうまくできな
いし、炭化水素系洗浄剤を用いた洗浄では引火や爆発の
危険があり、消防法での管理も厳しいものがあるという
問題点が生じていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は，金属および
非鉄金属を用いた板材、線材などの素材、または部品、
加工品などの表面に油分が残っていると、完全なメッキ
ができなかったり、半導体などの回路蒸着も不良品発生
の原因になることから金属表面の脱脂作業を、安全で無
公害の熱処理により行おうとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は，従来知られて
いた特定フロンやトリクロルエタンのほか、特定フロン
やエタンから代替された洗浄剤の塩化メチレンなどの塩
素有機溶剤などの脱脂技術に代わるものとして、低圧お
よび高圧高温過熱蒸気装置１により発生した無酸素状態
の過熱蒸気雰囲気を利用した金属および非鉄金属表面の
脱脂方法および脱脂装置を提供するもので、次のような
構成になるものである。

【０００７】金属および非鉄金属表面の脱脂方法として
は、金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素
材、または部品、加工品などを、事前に予熱装置２でプ
レヒーティングするか、または直接、無酸素状態の過熱
蒸気雰囲気に形成した低圧および高圧高温過熱蒸気装置
１に送り込み、最適圧力と１５０℃〜６００℃の低圧お
よび高圧高温過熱蒸気で、ほぼ５分〜３０分の間蒸気噴
射し、金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素
材、または部品、加工品などの被加工物３を低圧および
高圧高温過熱蒸気装置１内で回転させながら移動させ、
被加工物３の表面を脱脂することを特徴としている。

【０００８】金属および非鉄金属表面の脱脂装置として
は、低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の本体４の入り
口部５に予熱装置２を任意に配設し、低圧および高圧高
温過熱蒸気装置１の内部に、金属および非鉄金属を用い
た板材、線材などの素材、または部品、加工品などの被
加工物３を、低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の内部
で移動させるコンベア６、または被加工物３を低圧およ
び高圧高温過熱蒸気装置１の内部で回転移動させるスパ
イラル状の回転捧７などを配設し、該コンベア６または
スパイラル状の回転棒７の下に着脱自在のスケール板８
を設け、本体４内部の上部、下部または側面に過熱蒸気
の噴出口９を配設し、該本体４の上部、下部または側面
に配設している過熱蒸気の噴出口９と過熱蒸気発生源の
ボイラー１０とを蒸気誘導管１１で連携し、かつ、本体
の下部に過熱蒸気の排出口１２を配設したことを特徴と
している。

【０００９】

【作 用】金属および非鉄金属表面の脱脂方法とし
て、Ｍ６首下１５ｍｍボルトで実施した実験例による
と、未処理のＭ６首下１５ｍｍボルトでは残留油分は２
６．２ｍｇとなっているが、オーブンの中で３００℃の
熱雰囲気により５分の熱処理を行ったものでは、残留油
分は１２．５ｍｇとなっており、３００℃の熱雰囲気に
より１０分の熱処理を行ったものでは、残留油分は６．
３ｍｇとなっている。

【００１０】本発明による金属および非鉄金属表面の脱
脂方法として、被加工品などを、事前に予熱装置２でプ
レヒーティングすることによって、脱脂効果が上昇する
が、直接、無酸素状態の過熱蒸気雰囲気に形成した低圧
および高圧高温過熱蒸気装置１に送り込み、最適圧力と
３２０℃の低圧および高圧高温過熱蒸気の熱雰囲気によ
り５分の熱処理を行ったものでは、残留油分は０となっ
ており、３２０℃の熱雰囲気により１０分の熱処理を行
ったものでも、残留油分は０となっており、３５０℃の
熱雰囲気により１０分の熱処理を行ったものでも、残留
油分は０となっている。

【００１１】低圧および高圧高温過熱蒸気の熱雰囲気を
２００℃〜２８０℃の範囲で実験したところ、残留油分
が３４．２ｍｇのＭ６首下１５ｍｍボルトで実施した実
験例によると、未処理のＭ６首下１５ｍｍボルトでは、
残留油分は３４．２ｍｇとなっているが、最適圧力と２
００℃の低圧および高圧高温過熱蒸気の熱雰囲気で、１
０分の熱処理を行ったものでは、残留油分は５．４１ｍ
ｇとなっており、２２５℃の熱雰囲気で、１０分の熱処
理を行ったものでは、残留油分は３．６ｍｇとなってお
り、２５０℃の熱雰囲気で、１０分の熱処理を行ったも
のでは、残留油分は３．０２ｍｇとなっており、２８０
℃の熱雰囲気で、１０分の熱処理を行ったものでは、残
留油分は２．４８ｍｇとなっている。

【００１２】しかし、低圧および高圧高温過熱蒸気の熱
雰囲気を２００℃〜２８０℃の範囲で実験したもので
は、あらかじめ低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の本
体４の入り口部５に任意に配設する予熱装置２で、被加
工物３をプレヒーティングすることによって、残留油分
は大幅に減少するばかりか、排熱利用によってエネルギ
ーコストが低下するようになった。

【００１３】低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の内部
に、金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素
材、または部品、加工品などの被加工物３を、低圧およ
び高圧高温過熱蒸気装置１の内部で移動させるコンベア
６、または低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の内部
で、被加工物３を回転移動させるスパイラル状の回転棒
７などを配設することによって、コンベア６、またはス
パイラル状の回転棒７の移動や回転のスピードを調節す
ることによって、被加工物３がコンベア６、またはスパ
イラル状の回転棒７の上で位置移動し、被加工物３の脱
脂が完全に行われるようになっている。

【００１４】コンベア６またはスパイラル状の回転棒７
の下に着脱自在のスケール板８を設けているため、被加
工物３の脱脂に際して被加工物３に付着しているスケー
ルなどが脱落しものを収集するのにスケール板８が利用
され、脱脂作業が終了した際に取り外して清掃するもの
である。

【００１５】本体４内部の上部、下部または側面に過熱
蒸気の噴出口９を配設し、該本体４の上部、下部または
側面に配設している過熱蒸気の噴出口９と過熱蒸気発生
源のボイラー１０とを蒸気誘導管１１で連携しているた
め、飽和蒸気に熱を加えた過熱蒸気の噴出を被加工物３
の大きさや形状によって本体４内部の上部のみに限定し
たり、本体４内部の上部とともに下部にも過熱蒸気の噴
出口を配設することによって脱脂の効率を向上させた
り、立体的な被加工物３の場合には本体４内部の上部ば
かりか、側面にも過熱蒸気の噴出口９を配設することに
よって脱脂の効率をより向上させることができた。

【００１６】飽和蒸気は大気圧（全圧）の場合に１００
℃で水が沸騰してできる蒸気をいうが、本発明では飽和
蒸気に熱を加えた過熱蒸気を用いるもので、１００℃以
上の温度の蒸気である過熱蒸気が蒸気クラスターとな
り、密度と温度によって被加工物３に付着している油が
溶けるもので、２気圧（全圧）では１１９．６℃以上と
なっており、対流と放射による熱放射性ガスによって熱
が伝わるため、過熱蒸気の蒸気噴射のなかで、放射噴霧
による脱脂加工が最適に行われ、過熱蒸気を用いた金属
または非鉄金属表面の脱脂処理が完全に、かつ簡単に自
動化でき、連続処理ができるようになった。

【００１７】本体４の下部に過熱蒸気の排出口１２を配
設しているため、本体４の上部に集中している過熱蒸気
を本体４の下部に自動的に移動させて脱脂加工を効率化
させる上、排出する過熱蒸気を本体４の入り口部５に任
意に配設される予熱装置２に連携して配管することによ
って、省エネルギー効果を目的として被加工物３の予熱
ができるようになった。

【００１８】

【発明の効果】本発明は、以上のような構成、つまり、
金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素材、ま
たは部品、加工品などを、事前に予熱装置２でプレヒー
ティングするか、または直接、無酸素状態の過熱蒸気雰
囲気に形成した低圧および高圧高温過熱蒸気装置１に送
り込み、最適圧力と１５０℃〜６００℃の低圧および高
圧高温過熱蒸気で、ほぼ５分〜３０分の間蒸気噴射し、
金属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素材、ま
たは部品、加工品などの被加工物３を低圧および高圧高
温過熱蒸気装置１内で回転させながら移動させ、被加工
物３の表面を脱脂することを特徴としているため、金属
および非鉄金属を用いた板材、線材などの素材、または
部品、加工品などの表面の含油分を、低圧および高圧高
温過熱蒸気装置の中で、過熱蒸気の蒸気噴射により完全
に脱油することができ，オゾン層破壊が懸念される特定
フロンやトリクロロエタンによる脱脂加工に代わる金属
や非金属の表面の脱脂を連続的に、しかも無公害で行え
るようになった。

【００１９】また、金属および非鉄金属を用いた板材、
線材などの素材、または部品、加工品などの表面に完全
なメッキが行われ、半導体などの回路蒸着も不良品の発
生なくできるための金属表面の脱脂作業が、安全で無公
害の熱処理により行なえるようになった。

【００２０】また、低圧および高圧高温過熱蒸気装置１
の本体４の入り口部５に予熱装置２を任意に配設してい
るため、本体４内の低圧および高圧高温過熱蒸気の熱雰
囲気を２００℃〜２８０℃の範囲で実験したものでは、
事前に予熱装置２で被加工物３をプレヒーティングする
ことによって、脱脂効果が上昇し、残留油分は大幅に減
少するばかりか、排熱利用によってエネルギーコストが
低下するようになった。

【００２１】また、本体４内部の上部、下部または側面
に過熱蒸気の噴出口９を配設し、該本体４の上部、下部
または側面に配設している過熱蒸気の噴出口９と過熱蒸
気発生源のボイラー１０とを蒸気誘導管１１で連携して
いるため、過熱蒸気の効果的な蒸射が行われるようにな
った。

【００２２】かつ、本体の下部に過熱蒸気の排出口１２
を配設した本体４の下部に過熱蒸気の排出口１２を配設
しているため、本体４の上部に集中している過熱蒸気を
本体４の下部に自動的に移動させて脱脂加工を効率化さ
せるし、排出する過熱蒸気を本体４の入り口部５に任意
に配設される予熱装置２に連結して、配管することによ
って、排出する過熱蒸気が予熱装置２に送出され、省エ
ネルギー効果を目的として被加工物３の予熱ができるよ
うになった。

【００２３】本発明の実施例として、金属および非鉄金
属を用いた板材、線材などの素材、または部品、加工品
などの被加工物３を、直接、無酸素状態の過熱蒸気雰囲
気に形成した低圧および高圧高温過熱蒸気装置１に送り
込み、最適圧力と３２０℃の低圧および高圧高温過熱蒸
気の熱雰囲気により５分の熱処理を行ったものでは、残
留油分は０となっており、３２０℃〜３５０℃の熱雰囲
気により１０分の熱処理を行ったものでも、残留油分は
０となっている。

【００２４】本体４の内部に、金属および非鉄金属を用
いた板材、線材などの素材、または部品、加工品などの
被加工物３を、低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の本
体４の内部で移動させるコンベア６、または被加工物３
を低圧および高圧高温過熱蒸気装置１の内部で回転移動
させるスパイラル状の回転棒７などを配設しているた
め、コンベア６、またはスパイラル状の回転棒７の移動
や回転のスピードを調節することによって、被加工物３
がコンベア６、またはスパイラル状の回転棒７の上で位
置移動し、被加工物３の脱脂が完全に行われるようにな
った

【００２５】コンベア６またはスパイラル状の回転棒７
の下に着脱自在のスケール板８を設けているため、被加
工物３の脱脂に際して被加工物３に付着しているスケー
ルなどが脱落しものを収集するのに簡単な作業で取り外
して清掃することができる。

【図面の簡単な説明】

【図 １】本発明の低圧および高圧高温過熱蒸気装置を
用いた金属または非鉄金属表面の脱脂装置の概要図。

【図 ２】本発明に用いる実施例のスパイラル状回転棒
の概要図。

【符号の説明】

１：低圧および高圧高温過熱蒸気装置 ２：予 熱 装 置 ３：被 加 工 物 ４：本 体 ５：入 り 口 部 ６：コ ン ベ ア ７：スパイラル状回転棒ボイラー ８：ス ケ ー ル 板 ９：過熱蒸気の噴出口 １０：ボ イ ラ ー １１：蒸 気 誘 導 管 １２：過熱蒸気の排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属および非鉄金属を用いた板材、線材な
   どの素材、または部品、加工品などを、事前にプレヒー
   ティングするか、または直接、無酸素状態の過熱蒸気雰
   囲気に形成した低圧および高圧高温過熱蒸気装置に送り
   込み、最適圧力と１５０℃〜６００℃の低圧および高圧
   高温過熱蒸気で、ほぼ５分〜３０分の間蒸気噴射し、金
   属および非鉄金属を用いた板材、線材などの素材、また
   は部品、加工品などの被加工物を低圧および高圧高温過
   熱蒸気装置内で回転させながら移動させ、被加工物の表
   面を脱脂することを特徴とする低圧および高圧高温過熱
   蒸気を用いた金属および非鉄金属表面の脱脂方法。
2. 【請求項２】低圧および高圧高温過熱蒸気装置の本体の
   入り口部に、予熱装置を任意に配設し、低圧および高圧
   高温過熱蒸気装置の内部に、金属を用いた板材、線材な
   どの素材、または部品、加工品などの被加工物を移動さ
   せるコンベアまたはスパイラル状の回転棒などを配設
   し、該コンベアまたはスパイラル状の回転棒の下に着脱
   自在のスケール板を設け、本体内部の上部、下部または
   側面に過熱蒸気の噴出口を配設し、該本体の上部、下部
   または側面に配設している過熱蒸気の噴出口と過熱蒸気
   発生源のボイラーとを蒸気誘導管で連携し、かつ、本体
   の下部に過熱蒸気の排出口を配設したことを特徴とする
   低圧および高圧高温過熱蒸気を用いた金属表面の脱脂装
   置。