薄板洗浄乾燥装置及び薄板の洗浄乾燥方法
【課題】 パンチング加工後の板金のような薄板を洗浄し、乾燥する小形で簡易な薄板洗浄乾燥装置及び方法を提供する。
【解決手段】 アルカリイオン水製造装置２と、製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置４と、洗浄する薄板１０を搬送する搬送装置５と、加温されたアルカリイオン水を搬送装置５で搬送されている薄板１０の両面に吹き付ける噴射装置６と、搬送装置５の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら薄板１０を搬送する第１吸水ローラ７１、７２と第２吸水ローラ７３，７４を配置した吸水・乾燥装置７とを備える構成とする。
【解決手段】 アルカリイオン水製造装置２と、製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置４と、洗浄する薄板１０を搬送する搬送装置５と、加温されたアルカリイオン水を搬送装置５で搬送されている薄板１０の両面に吹き付ける噴射装置６と、搬送装置５の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら薄板１０を搬送する第１吸水ローラ７１、７２と第２吸水ローラ７３，７４を配置した吸水・乾燥装置７とを備える構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチング加工による油汚れが付着した板金等の薄板を洗浄し乾燥する洗浄乾燥装置及び洗浄乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板金加工では、例えばパンチングマシンで金属の板（板金）にいろいろな形状の穴を開けたり、切断、成形・タップ加工などを行い、次にバリ取り機で金属板の加工端縁に生じたバリを取り、最後にベンディングマシンで金属板を所望の形状に折り曲げる加工が行われる。
【０００３】
パンチングマシンによるパンチング加工では、冷却、摩擦の低減効果のある切削油が必要不可欠であり、加工した板金の表面や切断面に切削油が付着している。切削油が付着したままの板金をバリ取り機で加工すると、切削油がバリ取り機で更に引き伸ばされ、その油に粉塵が付着してしまうという問題がある。そのため、パンチング加工した板金から付着している切削油を拭き取る必要がある。
【０００４】
人手による板金に付着した油の拭き取り作業は不十分となることが多く、製品完成後に更に洗浄し、乾燥する必要があった。そのため、パンチング加工後の板金を機械で確実に洗浄し、乾燥まですることが求められている。
【０００５】
なお、水の電気分解によって得られるアルカリイオン水が、油の洗浄効果に優れていることは、下記の特許文献１に開示されているように、公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
板金を洗浄し、乾燥する装置は、パンチングマシンとバリ取り機の中間に新たに配置するため、場所を取らない小形で、しかも安価であることが好ましい。
そのため、本発明は、パンチング加工後の板金のような薄板を洗浄し、乾燥する小形で簡易な薄板洗浄乾燥装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡易な薄板の洗浄乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の薄板洗浄乾燥装置は、上記目的を達成するため、アルカリイオン水製造装置と、前記アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置と、洗浄する薄板を搬送する搬送装置と、前記加温されたアルカリイオン水を前記搬送装置で搬送されている薄板の両面に吹き付ける噴射装置と、前記搬送装置の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら前記薄板を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置とを備える。
【０００９】
この薄板洗浄乾燥装置は、アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を洗浄液として用いる。アルカリイオン水は、油を乳化して洗浄する効果に優れるが、その洗浄効果をさらに高めるために、アルカリイオン水を加温装置で加温する。加温されたアルカリイオン水を搬送装置で搬送されている薄板の両面に噴射装置で噴射して薄板の両面をシャワー洗浄する。洗浄された薄板は加温されたアルカリイオン水の熱で加温される。搬送装置を構成する最初の一対の吸水ローラで搬送されるときに表面に付着していたアルカリイオン水が吸水ローラで吸い取られて薄いアルカリイオン水の水膜になる。この薄いアルカリイオン水の水膜は、次の一対の吸水ローラに搬送される間に薄板の余熱で蒸発してある程度乾燥し、次の一対の吸水ローラで搬送されるときに残りの水が吸水ローラで吸い取られ、２つめの吸水ローラから搬出されたときに全て消失する。そのため、少なくとも２組の吸水ローラで搬送される間に薄板の表面に付着したアルカリイオン水は蒸発し、自然乾燥でほぼ完全に乾燥される。その結果、本発明の薄板洗浄乾燥装置は乾燥装置を特に必要とせず、小型化が可能であると共に、簡易な装置となりコスト的に有利である。
【００１０】
請求項２の薄板洗浄乾燥装置は、前記加温装置が、前記アルカリイオン水製造装置から送られてくるアルカリイオン水と前記噴射装置によって噴射されたアルカリイオン水とを貯留する循環槽に設けられている。
【００１１】
循環槽に貯留されているアルカリイオン水を加温することにより、加温されたアルカリイオン水の熱損失を最小にして効率的に加温することができる。
【００１２】
請求項３の薄板洗浄乾燥装置は、前記薄板が前記２組以上の吸水ローラによって搬送されるときに、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱によって前記薄板の表面のアルカリイオン水が蒸発して乾燥することを特徴とする。
【００１３】
これにより、本発明の薄板洗浄乾燥装置は乾燥装置を特に必要とせず、小型化が可能であると共に、簡易な装置となりコスト的に有利である。
【００１４】
請求項４の薄板の洗浄乾燥方法は、加温されたアルカリイオン水を薄板へ噴射して洗浄する洗浄工程と、前記薄板を吸水材で拭き取る拭き取り工程と、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱を利用して自然乾燥させる乾燥工程とを有する。
【００１５】
油分の洗浄効果に優れるアルカリイオン水の洗浄効果を更に高めるために加温して薄板に噴射することによって、薄板に付着していた油分を効果的に洗浄できると共に、薄板が加温され、吸水材で付着していた水滴を拭き取ると、加温された薄板の余熱で自然乾燥により乾燥される。
【００１６】
請求項５記載の薄板の洗浄乾燥方法は、前記アルカリイオン水のｐＨが１２．１以上である。
ｐＨが１２．１以上の高アルカリのアルカリイオン水は、油分を乳化して洗浄する効果が高い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薄板洗浄乾燥装置によれば、簡易で小形な装置でありながら、薄板を洗浄し、乾燥まですることができる。
本発明の薄板の洗浄乾燥方法によれば、簡便に薄板を洗浄し、乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の薄板洗浄乾燥装置の一実施形態を模式的に示した構成図である。
【図２】本発明の薄板洗浄乾燥装置の一実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の薄板洗浄乾燥装置及び薄板の洗浄乾燥方法の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の薄板洗浄乾燥装置は、洗浄すべき薄板を搬送させながら洗浄し、乾燥する装置である。一実施形態を示す図１に示すように、本発明の薄板洗浄乾燥装置１は、アルカリイオン水製造装置２と、循環するアルカリイオン水を貯留する循環槽３と、アルカリイオン水製造装置２で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置４と、洗浄する薄板１０を搬送する搬送装置５と、加温装置４で加温されたアルカリイオン水を搬送装置５で搬送されている薄板１０の両面に吹き付ける噴射装置６と、搬送装置５の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板１０の両面を拭き取りながら薄板１０を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置７とを備える。
【００２１】
アルカリイオン水製造装置２は、電解槽２１と貯水槽２２とを備える。電解槽２２は中央に電解液室２１１があり、その左右にアノード室２１２とカソード室２１３がそれぞれ隔膜２１４によって仕切られている。隔膜２１４は水中のイオン種を自由に通過させ、水そのものの自由な通過を阻害する。アノード室２１２にはアノード電極２１５が配置され、図示しない直流電源装置のマイナス極と接続され、カソード室２１３にはカソード電極２１６が配置され、直流電源装置のプラス極と接続されている。電解液室２１１には、ポンプ２３を介して電解質を含む水Ｌ１が送り込まれ、電気分解で電解質が減少した水Ｌ２となって排出される。アノード室２１２と貯水槽２２とは配管で接続され、アノード室２１２で電気分解によって製造されたアルカリイオン水は貯水槽２２に送られ、更に、貯水槽２２のアルカリイオン水Ｌ４はポンプ２４を介してアノード室２１２へ戻され、循環するようになっている。これによって、高アルカリのアルカリイオン水Ｌ４が製造される。カソード室２１３で電気分解されて製造された酸性水Ｌ３はカソード室２１３から排出される。貯水槽２２のアルカリイオン水Ｌ４はバルブ２５を介して循環槽３に送られる。
【００２２】
循環槽３は、アルカリイオン水Ｌ５を貯留するタンクであり、上部に噴射装置６で噴射されて薄板１０を洗浄した後の流下するアルカリイオン水Ｌ８を受ける漏斗部３１を備える。循環槽３と噴射装置６とを接続する配管には循環ポンプ６１が配設され、循環ポンプ６１によって循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５に圧力を加えたアルカリイオン水Ｌ６にして噴射装置６へ圧送することができる。循環槽３には貯留しているアルカリイオン水Ｌ５を加温する加温装置４が付設されている。
【００２３】
加温装置４は、循環槽３内に設けられているヒータ４１と循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５の温度を検出する温度センサ４２と制御盤４３とを備える。制御盤４３では温度設定と温度センサ４２で検出した温度が表示されるようになっており、制御盤４３で温度センサ４２で検出した温度と設定温度の温度差に基づいてヒータ４１に加える電流を調節して循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５の温度を設定温度に保つように調節する。設定温度は、例えば４０℃〜９０℃の範囲で行うことができる。
【００２４】
搬送装置５は、洗浄すべき薄板（ワーク）１０を水平方向へ搬送しながら、薄板１０を洗浄し、乾燥するものである。図１及び図２の右側が搬入側で、左側が搬出側であり、薄板１０は搬入側から搬出側へ搬送される。本実施形態では、搬入側には水平方向に並列に４本の駆動されないフリーローラ５１１〜５１４が配置されている。図示していないが、フリーローラ５１１〜５１４間に薄板１０の搬入を検出するリミットスイッチが配置されている。このリミットスイッチが作動すると、搬送装置５と噴出装置６用の循環ポンプ６１が駆動されるようになっている。搬送装置５の中間部には、搬入側から、水平方向に、上下一対の第１駆動ローラ５３１、５３２、フリーローラ５１５、上下一対の第２駆動ローラ５３３，５３４、フリーローラ５１６、上下一対の第３駆動ローラ５３５、５３６、上下一対の第４駆動ローラ５３７，５３８が配置されている。駆動ローラ５３１〜５３８は、図２に示す搬送モータ５４で駆動される。搬出側には水平方向に並列に３本のフリーローラ５１７〜５１９が配置されている。第２駆動ローラ５３３，５３４の両側には噴射装置６が設けられている。
【００２５】
噴射装置６は、一対の上側シャワーパイプ６２，６３と一対の下側シャワーパイプ６４，６５を有する。上側シャワーパイプ６２は、フリーローラ５１５と第２駆動ローラ５３３，５３４の間の上方に配置され、上側シャワーパイプ６３は、第２駆動ローラ５３３，５３４とフリーローラ５１６の間の上方に配置され、それぞれ搬送される薄板１０に向かってアルカリイオン水のシャワーＬ７を下向きに噴射するシャワーノズル６６が多数設けられている。一方、下側シャワーパイプ６４は、フリーローラ５１５と第２駆動ローラ５３３，５３４の間の下方に配置され、下側シャワーパイプ６５は、第２駆動ローラ５３３，５３４とフリーローラ５１６の間の下方に配置され、それぞれ搬送される薄板１０に向かってアルカリイオン水のシャワーＬ７を上向きに噴射するシャワーノズル６６が多数設けられている。これらのシャワーパイプ６２〜６５はそれぞれ循環ポンプ６１の出口側と接続され、循環ポンプ６１で圧力が高められた加温アルカリイオン水Ｌ６を薄板１０の上下両面にノズル６６から噴出できるようになっている。フリーローラ５１５とフリーローラ５１６の間が、図２に示すように、洗浄工程を行う搬送路となっている。なお、図２では、ノズル６６を示すために、下側のシャワーパイプ６４，６５を図示している。
【００２６】
第１駆動ローラ５３１，５３２とフリーローラ５１５との間及びフリーローラ５１６と第３駆動ローラ５３５との間の下方には、噴射されたアルカリイオン水Ｌ７を回収するための仕切６７がそれぞれ設けられ、仕切６７を流下するアルカリイオン水を循環槽３の漏斗部３１が受けるようになっている。また、上側のシャワーパイプ６２，６３を覆って下端縁がそれぞれの仕切６７の上端に近接して配置されるカバー６８が着脱自在に配置されている。
【００２７】
第３駆動ローラ５３５，５３６と第４駆動ローラ５３７，５３８は、それぞれ薄板１０に付着しているアルカリイオン水を拭き取る吸水材としてのスポンジローラを有する第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４を兼用する。スポンジには、乾燥時に硬化するＰＶＡと乾燥しても硬化しないウレタン系があるが、本発明の薄板洗浄乾燥装置ではウレタン系が好ましい。第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４とはローラの直径程度の離間距離があり、第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４との間の搬送路及び第２吸水ローラ７３，７４から搬出される薄板１０が載置される搬出部としてのフリーローラ５１７〜５１９が自然乾燥を行う乾燥部となっている。これらの第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４とこれらの間の搬送路と搬出部としてのフリーローラ５１７〜５１９が、図２に示すように、拭き取り・乾燥工程を行う吸水・乾燥装置７を構成している。
【００２８】
本実施形態においては、第１駆動ローラ５３１、５３２と第２駆動ローラ５３３，５３４は、第３駆動ローラ５３５，５３６と第４駆動ローラ５３７，５３８と同じ素材の吸水ローラを使用しており、薄板に傷を付けないように考慮されている。また、駆動ローラ５３１〜５３８を覆う安全カバー５５が着脱自在に配置されている。
【００２９】
次に、このような薄板洗浄乾燥装置１の動作について説明する。薄板１０を洗浄する前に、循環槽３にアルカリイオン水Ｌ５を貯水し、所定の温度まで加温しておく必要がある。電解槽２１の電解液室２１１に電解質を含有する水Ｌ１を供給しながら、アノード電極２１５とカソード電極２１６に電圧を印加し、電解槽２１内の水に直流電流を流し、電気分解を行うと、アノード室２１２では金属イオン等の陽イオンがアノード電極２１５に引き寄せられて増加し、ｐＨが高いアルカリイオン水が生成する。一方、カソード室２１３では陰イオンがカソード電極２１６に引き寄せられてｐＨが低い酸性水が生成する。アノード室２１２で生成したアルカリイオン水は、一旦貯水槽２２に蓄えられ、ポンプ２４によってアノード室２１２と循環してｐＨが高められたアルカリイオン水Ｌ４となる。これによってｐＨが１２．１以上のアルカリイオン水を製造することができる。循環槽３に貯水されているアルカリイオン水Ｌ５の水位は、図示しない水位計によって測定され、水位が一定水準以下になるとバルブ２５が開き、貯水槽２２内のアルカリイオン水Ｌ４が循環槽３内に流下する。このようにして循環槽３内に一定の水位のアルカリイオン水Ｌ５が貯水される。また、加温装置４を動作させて、循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５を一定の温度に加温しておく。
【００３０】
循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５が所定の温度になった後、薄板洗浄乾燥装置１を稼働させる。洗浄すべき薄板１０を搬入口のフリーローラ５１１〜５１４上に載置すると、リミットスイッチが作動し、第１〜第４駆動ローラ５３１〜５３８が回転駆動されると共に、循環ポンプ６１が駆動され、ノズル６６から循環ポンプ６１で圧力が高められたアルカリイオン水Ｌ６がシャワーＬ７として噴射され運転開始状態になる。
【００３１】
この状態で、薄板１０の先端を第１駆動ローラ５３１，５３２に挿入すると、薄板１０は第１駆動ローラ５３１，５３２で搬送され、次に第２駆動ローラ５３３，５３４で搬送される。第２駆動ローラ５３３，５３４の前後で、ノズル６６からシャワーＬ７が薄板１０の両面に噴射され、薄板１０表面の油汚れはアルカリイオン水によって乳化され、噴射の圧力でゴミなども除去され、薄板１０の両面が洗浄される洗浄工程が行われる。シャワーＬ７の薄板１０への噴射によって、薄板１０が洗浄されるだけでなく、薄板１０が加温されたシャワーＬ７の熱によって加温される。加温されたアルカリイオン水のシャワー水Ｌ７は薄板１０を洗浄すると、油分が乳化した状態となるアルカリイオン水Ｌ８となって漏斗部３１を介して循環槽３に戻される。
【００３２】
シャワーＬ７で洗浄された薄板１０は、第３駆動ローラとしての第１吸水ローラ７１，７２を通り抜けると、吸水ローラ７１，７２で上下両面に付着している水滴が吸収され、薄板１０の表面に極薄い水膜として残留する。この薄い水膜は薄板１０が加温されているため、第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４の間を薄板１０が搬送される間に蒸発し、ほとんど消失する。次の第２吸水ローラ７３，７４で残っている水膜がほぼ吸収され、第２吸水ローラ７３，７４から搬出されて搬出側のフリーローラ５１７〜５１９へ送り出されたときにはほぼ完全に乾燥している状態となる。更に、フリーローラ５１７〜５１９の上に載置されているときにも水膜の蒸発が生じる可能性があり、これによって乾燥は完全に行われる。
【００３３】
そのため、本実施形態の薄板洗浄乾燥装置１では、特に乾燥手段を設けていない。不純物がごく少ないにもかかわらず優れた洗浄力を有するアルカリイオン水を用いたことにより、乾燥手段を用いずに拭き取りと自然乾燥だけで水滴の除去が可能になった。洗剤を使用して洗浄する場合は、残留する洗剤を除去するためのすすぎ工程と乾燥工程が必要になり、装置が大型化し、高価になる。
【００３４】
使用している間に循環使用しているアルカリイオン水Ｌ５が蒸発して水位が低下すると、水位計が働いてバルブ２５を開け、貯水槽２２から電解槽２１によって製造されたアルカリイオン水Ｌ４が循環槽３へ流入し、蒸発で減少した分を補うようになっている。
【００３５】
実際に、図２に示した薄板洗浄乾燥装置を用いてパンチングマシンでうち抜き加工され、表面に加工油が付着している鉄板の洗浄を行った。使用した装置の寸法は、１７０ｃｍ×９９．５ｃｍの大きさであった。装置全体は台車の上に設置され、移動自在になっている。装置１の右前面に電解槽２１が配置され、その後ろに貯水槽２２が配置されている。制御盤４３は装置１の左前面に設置され、循環槽３は装置中央左に配置されている。
【００３６】
貯水槽２２に蓄えられたアルカリイオン水Ｌ４は、ｐＨが１２．５、無色・無臭・無刺激で、ＢＯＤとＣＯＤがゼロ、酸化物イオンと有機物イオンがゼロであった。循環槽３に蓄えられている循環水Ｌ５の加温設定温度を６０℃とした。
【００３７】
厚さが約１ｍｍの鉄板の洗浄を行ったところ、仕上がった鉄板に油分の付着はなく、第２吸水ローラ７３，７４から搬出された鉄板は完全に乾燥され、熱いほどの熱が残っていた。また、第１吸水ローラ７１，７２を出たときには鉄板の表面に薄い水膜が見られたが、第２吸水ローラ７３，７４の手前で水膜は蒸発して消失していた。
【００３８】
長期間の運転でも、第１吸水ローラ７１，７２の吸水力は衰えることがなかった。長期間使用すると、加温されたアルカリイオン水の潜熱で拭き取られる水の量と蒸発する水の量がほぼ同じである平衡状態に達すると考えられる。そのため、通常は吸水ローラと対で使われる絞りローラは不要である。しかし、場合によっては絞りローラを使用しても良い。
【００３９】
また、循環水Ｌ５は白濁が観察されたが、洗浄力や仕上げに変化は見られなかった。長期間使用する場合は、循環槽３に乳濁している油分を除去する脱油装置を設けるようにしてもよい。
【００４０】
薄板洗浄乾燥装置１の洗浄対象となる薄板としては、パンチング加工後の鉄板その他の鋼板加工品、プラスチック板やガラス板の洗浄などに適用することができる。上記説明では、上下一対の吸水ローラを２組使用していたが、３組以上配置しても良い。また、アルカリイオン水製造装置の説明は一例であり、他の構造のものでも勿論差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の薄板洗浄乾燥装置は、板金加工後の金属板の洗浄などの分野に利用可能である。
また、本発明の薄板の洗浄乾燥方法は、板金加工後の金属板の洗浄などの分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１： 薄板洗浄乾燥装置
２： アルカリイオン水製造装置
２１： 電解槽
２２： 貯水槽
３： 循環槽
４： 加温装置
４１： ヒータ
５： 搬送装置
５３５：第３搬送ローラ
５３６：第３搬送ローラ
５３７：第４搬送ローラ
５３８：第４搬送ローラ
６： 噴出装置
６１： 循環ポンプ
６６： ノズル
７： 吸水・乾燥装置
７１： 第１吸水ローラ
７２： 第１吸水ローラ
７３： 第２吸水ローラ
７４： 第２吸水ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチング加工による油汚れが付着した板金等の薄板を洗浄し乾燥する洗浄乾燥装置及び洗浄乾燥方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
板金加工では、例えばパンチングマシンで金属の板（板金）にいろいろな形状の穴を開けたり、切断、成形・タップ加工などを行い、次にバリ取り機で金属板の加工端縁に生じたバリを取り、最後にベンディングマシンで金属板を所望の形状に折り曲げる加工が行われる。
【０００３】
パンチングマシンによるパンチング加工では、冷却、摩擦の低減効果のある切削油が必要不可欠であり、加工した板金の表面や切断面に切削油が付着している。切削油が付着したままの板金をバリ取り機で加工すると、切削油がバリ取り機で更に引き伸ばされ、その油に粉塵が付着してしまうという問題がある。そのため、パンチング加工した板金から付着している切削油を拭き取る必要がある。
【０００４】
人手による板金に付着した油の拭き取り作業は不十分となることが多く、製品完成後に更に洗浄し、乾燥する必要があった。そのため、パンチング加工後の板金を機械で確実に洗浄し、乾燥まですることが求められている。
【０００５】
なお、水の電気分解によって得られるアルカリイオン水が、油の洗浄効果に優れていることは、下記の特許文献１に開示されているように、公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
板金を洗浄し、乾燥する装置は、パンチングマシンとバリ取り機の中間に新たに配置するため、場所を取らない小形で、しかも安価であることが好ましい。
そのため、本発明は、パンチング加工後の板金のような薄板を洗浄し、乾燥する小形で簡易な薄板洗浄乾燥装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、簡易な薄板の洗浄乾燥方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の薄板洗浄乾燥装置は、上記目的を達成するため、アルカリイオン水製造装置と、前記アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置と、洗浄する薄板を搬送する搬送装置と、前記加温されたアルカリイオン水を前記搬送装置で搬送されている薄板の両面に吹き付ける噴射装置と、前記搬送装置の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら前記薄板を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置とを備える。
【０００９】
この薄板洗浄乾燥装置は、アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を洗浄液として用いる。アルカリイオン水は、油を乳化して洗浄する効果に優れるが、その洗浄効果をさらに高めるために、アルカリイオン水を加温装置で加温する。加温されたアルカリイオン水を搬送装置で搬送されている薄板の両面に噴射装置で噴射して薄板の両面をシャワー洗浄する。洗浄された薄板は加温されたアルカリイオン水の熱で加温される。搬送装置を構成する最初の一対の吸水ローラで搬送されるときに表面に付着していたアルカリイオン水が吸水ローラで吸い取られて薄いアルカリイオン水の水膜になる。この薄いアルカリイオン水の水膜は、次の一対の吸水ローラに搬送される間に薄板の余熱で蒸発してある程度乾燥し、次の一対の吸水ローラで搬送されるときに残りの水が吸水ローラで吸い取られ、２つめの吸水ローラから搬出されたときに全て消失する。そのため、少なくとも２組の吸水ローラで搬送される間に薄板の表面に付着したアルカリイオン水は蒸発し、自然乾燥でほぼ完全に乾燥される。その結果、本発明の薄板洗浄乾燥装置は乾燥装置を特に必要とせず、小型化が可能であると共に、簡易な装置となりコスト的に有利である。
【００１０】
請求項２の薄板洗浄乾燥装置は、前記加温装置が、前記アルカリイオン水製造装置から送られてくるアルカリイオン水と前記噴射装置によって噴射されたアルカリイオン水とを貯留する循環槽に設けられている。
【００１１】
循環槽に貯留されているアルカリイオン水を加温することにより、加温されたアルカリイオン水の熱損失を最小にして効率的に加温することができる。
【００１２】
請求項３の薄板洗浄乾燥装置は、前記薄板が前記２組以上の吸水ローラによって搬送されるときに、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱によって前記薄板の表面のアルカリイオン水が蒸発して乾燥することを特徴とする。
【００１３】
これにより、本発明の薄板洗浄乾燥装置は乾燥装置を特に必要とせず、小型化が可能であると共に、簡易な装置となりコスト的に有利である。
【００１４】
請求項４の薄板の洗浄乾燥方法は、加温されたアルカリイオン水を薄板へ噴射して洗浄する洗浄工程と、前記薄板を吸水材で拭き取る拭き取り工程と、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱を利用して自然乾燥させる乾燥工程とを有する。
【００１５】
油分の洗浄効果に優れるアルカリイオン水の洗浄効果を更に高めるために加温して薄板に噴射することによって、薄板に付着していた油分を効果的に洗浄できると共に、薄板が加温され、吸水材で付着していた水滴を拭き取ると、加温された薄板の余熱で自然乾燥により乾燥される。
【００１６】
請求項５記載の薄板の洗浄乾燥方法は、前記アルカリイオン水のｐＨが１２．１以上である。
ｐＨが１２．１以上の高アルカリのアルカリイオン水は、油分を乳化して洗浄する効果が高い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の薄板洗浄乾燥装置によれば、簡易で小形な装置でありながら、薄板を洗浄し、乾燥まですることができる。
本発明の薄板の洗浄乾燥方法によれば、簡便に薄板を洗浄し、乾燥することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の薄板洗浄乾燥装置の一実施形態を模式的に示した構成図である。
【図２】本発明の薄板洗浄乾燥装置の一実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の薄板洗浄乾燥装置及び薄板の洗浄乾燥方法の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２０】
本発明の薄板洗浄乾燥装置は、洗浄すべき薄板を搬送させながら洗浄し、乾燥する装置である。一実施形態を示す図１に示すように、本発明の薄板洗浄乾燥装置１は、アルカリイオン水製造装置２と、循環するアルカリイオン水を貯留する循環槽３と、アルカリイオン水製造装置２で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置４と、洗浄する薄板１０を搬送する搬送装置５と、加温装置４で加温されたアルカリイオン水を搬送装置５で搬送されている薄板１０の両面に吹き付ける噴射装置６と、搬送装置５の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板１０の両面を拭き取りながら薄板１０を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置７とを備える。
【００２１】
アルカリイオン水製造装置２は、電解槽２１と貯水槽２２とを備える。電解槽２２は中央に電解液室２１１があり、その左右にアノード室２１２とカソード室２１３がそれぞれ隔膜２１４によって仕切られている。隔膜２１４は水中のイオン種を自由に通過させ、水そのものの自由な通過を阻害する。アノード室２１２にはアノード電極２１５が配置され、図示しない直流電源装置のマイナス極と接続され、カソード室２１３にはカソード電極２１６が配置され、直流電源装置のプラス極と接続されている。電解液室２１１には、ポンプ２３を介して電解質を含む水Ｌ１が送り込まれ、電気分解で電解質が減少した水Ｌ２となって排出される。アノード室２１２と貯水槽２２とは配管で接続され、アノード室２１２で電気分解によって製造されたアルカリイオン水は貯水槽２２に送られ、更に、貯水槽２２のアルカリイオン水Ｌ４はポンプ２４を介してアノード室２１２へ戻され、循環するようになっている。これによって、高アルカリのアルカリイオン水Ｌ４が製造される。カソード室２１３で電気分解されて製造された酸性水Ｌ３はカソード室２１３から排出される。貯水槽２２のアルカリイオン水Ｌ４はバルブ２５を介して循環槽３に送られる。
【００２２】
循環槽３は、アルカリイオン水Ｌ５を貯留するタンクであり、上部に噴射装置６で噴射されて薄板１０を洗浄した後の流下するアルカリイオン水Ｌ８を受ける漏斗部３１を備える。循環槽３と噴射装置６とを接続する配管には循環ポンプ６１が配設され、循環ポンプ６１によって循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５に圧力を加えたアルカリイオン水Ｌ６にして噴射装置６へ圧送することができる。循環槽３には貯留しているアルカリイオン水Ｌ５を加温する加温装置４が付設されている。
【００２３】
加温装置４は、循環槽３内に設けられているヒータ４１と循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５の温度を検出する温度センサ４２と制御盤４３とを備える。制御盤４３では温度設定と温度センサ４２で検出した温度が表示されるようになっており、制御盤４３で温度センサ４２で検出した温度と設定温度の温度差に基づいてヒータ４１に加える電流を調節して循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５の温度を設定温度に保つように調節する。設定温度は、例えば４０℃〜９０℃の範囲で行うことができる。
【００２４】
搬送装置５は、洗浄すべき薄板（ワーク）１０を水平方向へ搬送しながら、薄板１０を洗浄し、乾燥するものである。図１及び図２の右側が搬入側で、左側が搬出側であり、薄板１０は搬入側から搬出側へ搬送される。本実施形態では、搬入側には水平方向に並列に４本の駆動されないフリーローラ５１１〜５１４が配置されている。図示していないが、フリーローラ５１１〜５１４間に薄板１０の搬入を検出するリミットスイッチが配置されている。このリミットスイッチが作動すると、搬送装置５と噴出装置６用の循環ポンプ６１が駆動されるようになっている。搬送装置５の中間部には、搬入側から、水平方向に、上下一対の第１駆動ローラ５３１、５３２、フリーローラ５１５、上下一対の第２駆動ローラ５３３，５３４、フリーローラ５１６、上下一対の第３駆動ローラ５３５、５３６、上下一対の第４駆動ローラ５３７，５３８が配置されている。駆動ローラ５３１〜５３８は、図２に示す搬送モータ５４で駆動される。搬出側には水平方向に並列に３本のフリーローラ５１７〜５１９が配置されている。第２駆動ローラ５３３，５３４の両側には噴射装置６が設けられている。
【００２５】
噴射装置６は、一対の上側シャワーパイプ６２，６３と一対の下側シャワーパイプ６４，６５を有する。上側シャワーパイプ６２は、フリーローラ５１５と第２駆動ローラ５３３，５３４の間の上方に配置され、上側シャワーパイプ６３は、第２駆動ローラ５３３，５３４とフリーローラ５１６の間の上方に配置され、それぞれ搬送される薄板１０に向かってアルカリイオン水のシャワーＬ７を下向きに噴射するシャワーノズル６６が多数設けられている。一方、下側シャワーパイプ６４は、フリーローラ５１５と第２駆動ローラ５３３，５３４の間の下方に配置され、下側シャワーパイプ６５は、第２駆動ローラ５３３，５３４とフリーローラ５１６の間の下方に配置され、それぞれ搬送される薄板１０に向かってアルカリイオン水のシャワーＬ７を上向きに噴射するシャワーノズル６６が多数設けられている。これらのシャワーパイプ６２〜６５はそれぞれ循環ポンプ６１の出口側と接続され、循環ポンプ６１で圧力が高められた加温アルカリイオン水Ｌ６を薄板１０の上下両面にノズル６６から噴出できるようになっている。フリーローラ５１５とフリーローラ５１６の間が、図２に示すように、洗浄工程を行う搬送路となっている。なお、図２では、ノズル６６を示すために、下側のシャワーパイプ６４，６５を図示している。
【００２６】
第１駆動ローラ５３１，５３２とフリーローラ５１５との間及びフリーローラ５１６と第３駆動ローラ５３５との間の下方には、噴射されたアルカリイオン水Ｌ７を回収するための仕切６７がそれぞれ設けられ、仕切６７を流下するアルカリイオン水を循環槽３の漏斗部３１が受けるようになっている。また、上側のシャワーパイプ６２，６３を覆って下端縁がそれぞれの仕切６７の上端に近接して配置されるカバー６８が着脱自在に配置されている。
【００２７】
第３駆動ローラ５３５，５３６と第４駆動ローラ５３７，５３８は、それぞれ薄板１０に付着しているアルカリイオン水を拭き取る吸水材としてのスポンジローラを有する第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４を兼用する。スポンジには、乾燥時に硬化するＰＶＡと乾燥しても硬化しないウレタン系があるが、本発明の薄板洗浄乾燥装置ではウレタン系が好ましい。第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４とはローラの直径程度の離間距離があり、第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４との間の搬送路及び第２吸水ローラ７３，７４から搬出される薄板１０が載置される搬出部としてのフリーローラ５１７〜５１９が自然乾燥を行う乾燥部となっている。これらの第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４とこれらの間の搬送路と搬出部としてのフリーローラ５１７〜５１９が、図２に示すように、拭き取り・乾燥工程を行う吸水・乾燥装置７を構成している。
【００２８】
本実施形態においては、第１駆動ローラ５３１、５３２と第２駆動ローラ５３３，５３４は、第３駆動ローラ５３５，５３６と第４駆動ローラ５３７，５３８と同じ素材の吸水ローラを使用しており、薄板に傷を付けないように考慮されている。また、駆動ローラ５３１〜５３８を覆う安全カバー５５が着脱自在に配置されている。
【００２９】
次に、このような薄板洗浄乾燥装置１の動作について説明する。薄板１０を洗浄する前に、循環槽３にアルカリイオン水Ｌ５を貯水し、所定の温度まで加温しておく必要がある。電解槽２１の電解液室２１１に電解質を含有する水Ｌ１を供給しながら、アノード電極２１５とカソード電極２１６に電圧を印加し、電解槽２１内の水に直流電流を流し、電気分解を行うと、アノード室２１２では金属イオン等の陽イオンがアノード電極２１５に引き寄せられて増加し、ｐＨが高いアルカリイオン水が生成する。一方、カソード室２１３では陰イオンがカソード電極２１６に引き寄せられてｐＨが低い酸性水が生成する。アノード室２１２で生成したアルカリイオン水は、一旦貯水槽２２に蓄えられ、ポンプ２４によってアノード室２１２と循環してｐＨが高められたアルカリイオン水Ｌ４となる。これによってｐＨが１２．１以上のアルカリイオン水を製造することができる。循環槽３に貯水されているアルカリイオン水Ｌ５の水位は、図示しない水位計によって測定され、水位が一定水準以下になるとバルブ２５が開き、貯水槽２２内のアルカリイオン水Ｌ４が循環槽３内に流下する。このようにして循環槽３内に一定の水位のアルカリイオン水Ｌ５が貯水される。また、加温装置４を動作させて、循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５を一定の温度に加温しておく。
【００３０】
循環槽３内のアルカリイオン水Ｌ５が所定の温度になった後、薄板洗浄乾燥装置１を稼働させる。洗浄すべき薄板１０を搬入口のフリーローラ５１１〜５１４上に載置すると、リミットスイッチが作動し、第１〜第４駆動ローラ５３１〜５３８が回転駆動されると共に、循環ポンプ６１が駆動され、ノズル６６から循環ポンプ６１で圧力が高められたアルカリイオン水Ｌ６がシャワーＬ７として噴射され運転開始状態になる。
【００３１】
この状態で、薄板１０の先端を第１駆動ローラ５３１，５３２に挿入すると、薄板１０は第１駆動ローラ５３１，５３２で搬送され、次に第２駆動ローラ５３３，５３４で搬送される。第２駆動ローラ５３３，５３４の前後で、ノズル６６からシャワーＬ７が薄板１０の両面に噴射され、薄板１０表面の油汚れはアルカリイオン水によって乳化され、噴射の圧力でゴミなども除去され、薄板１０の両面が洗浄される洗浄工程が行われる。シャワーＬ７の薄板１０への噴射によって、薄板１０が洗浄されるだけでなく、薄板１０が加温されたシャワーＬ７の熱によって加温される。加温されたアルカリイオン水のシャワー水Ｌ７は薄板１０を洗浄すると、油分が乳化した状態となるアルカリイオン水Ｌ８となって漏斗部３１を介して循環槽３に戻される。
【００３２】
シャワーＬ７で洗浄された薄板１０は、第３駆動ローラとしての第１吸水ローラ７１，７２を通り抜けると、吸水ローラ７１，７２で上下両面に付着している水滴が吸収され、薄板１０の表面に極薄い水膜として残留する。この薄い水膜は薄板１０が加温されているため、第１吸水ローラ７１，７２と第２吸水ローラ７３，７４の間を薄板１０が搬送される間に蒸発し、ほとんど消失する。次の第２吸水ローラ７３，７４で残っている水膜がほぼ吸収され、第２吸水ローラ７３，７４から搬出されて搬出側のフリーローラ５１７〜５１９へ送り出されたときにはほぼ完全に乾燥している状態となる。更に、フリーローラ５１７〜５１９の上に載置されているときにも水膜の蒸発が生じる可能性があり、これによって乾燥は完全に行われる。
【００３３】
そのため、本実施形態の薄板洗浄乾燥装置１では、特に乾燥手段を設けていない。不純物がごく少ないにもかかわらず優れた洗浄力を有するアルカリイオン水を用いたことにより、乾燥手段を用いずに拭き取りと自然乾燥だけで水滴の除去が可能になった。洗剤を使用して洗浄する場合は、残留する洗剤を除去するためのすすぎ工程と乾燥工程が必要になり、装置が大型化し、高価になる。
【００３４】
使用している間に循環使用しているアルカリイオン水Ｌ５が蒸発して水位が低下すると、水位計が働いてバルブ２５を開け、貯水槽２２から電解槽２１によって製造されたアルカリイオン水Ｌ４が循環槽３へ流入し、蒸発で減少した分を補うようになっている。
【００３５】
実際に、図２に示した薄板洗浄乾燥装置を用いてパンチングマシンでうち抜き加工され、表面に加工油が付着している鉄板の洗浄を行った。使用した装置の寸法は、１７０ｃｍ×９９．５ｃｍの大きさであった。装置全体は台車の上に設置され、移動自在になっている。装置１の右前面に電解槽２１が配置され、その後ろに貯水槽２２が配置されている。制御盤４３は装置１の左前面に設置され、循環槽３は装置中央左に配置されている。
【００３６】
貯水槽２２に蓄えられたアルカリイオン水Ｌ４は、ｐＨが１２．５、無色・無臭・無刺激で、ＢＯＤとＣＯＤがゼロ、酸化物イオンと有機物イオンがゼロであった。循環槽３に蓄えられている循環水Ｌ５の加温設定温度を６０℃とした。
【００３７】
厚さが約１ｍｍの鉄板の洗浄を行ったところ、仕上がった鉄板に油分の付着はなく、第２吸水ローラ７３，７４から搬出された鉄板は完全に乾燥され、熱いほどの熱が残っていた。また、第１吸水ローラ７１，７２を出たときには鉄板の表面に薄い水膜が見られたが、第２吸水ローラ７３，７４の手前で水膜は蒸発して消失していた。
【００３８】
長期間の運転でも、第１吸水ローラ７１，７２の吸水力は衰えることがなかった。長期間使用すると、加温されたアルカリイオン水の潜熱で拭き取られる水の量と蒸発する水の量がほぼ同じである平衡状態に達すると考えられる。そのため、通常は吸水ローラと対で使われる絞りローラは不要である。しかし、場合によっては絞りローラを使用しても良い。
【００３９】
また、循環水Ｌ５は白濁が観察されたが、洗浄力や仕上げに変化は見られなかった。長期間使用する場合は、循環槽３に乳濁している油分を除去する脱油装置を設けるようにしてもよい。
【００４０】
薄板洗浄乾燥装置１の洗浄対象となる薄板としては、パンチング加工後の鉄板その他の鋼板加工品、プラスチック板やガラス板の洗浄などに適用することができる。上記説明では、上下一対の吸水ローラを２組使用していたが、３組以上配置しても良い。また、アルカリイオン水製造装置の説明は一例であり、他の構造のものでも勿論差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の薄板洗浄乾燥装置は、板金加工後の金属板の洗浄などの分野に利用可能である。
また、本発明の薄板の洗浄乾燥方法は、板金加工後の金属板の洗浄などの分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１： 薄板洗浄乾燥装置
２： アルカリイオン水製造装置
２１： 電解槽
２２： 貯水槽
３： 循環槽
４： 加温装置
４１： ヒータ
５： 搬送装置
５３５：第３搬送ローラ
５３６：第３搬送ローラ
５３７：第４搬送ローラ
５３８：第４搬送ローラ
６： 噴出装置
６１： 循環ポンプ
６６： ノズル
７： 吸水・乾燥装置
７１： 第１吸水ローラ
７２： 第１吸水ローラ
７３： 第２吸水ローラ
７４： 第２吸水ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルカリイオン水製造装置と、前記アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置と、洗浄する薄板を搬送する搬送装置と、前記加温されたアルカリイオン水を前記搬送装置で搬送されている薄板の両面に吹き付ける噴射装置と、前記搬送装置の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら前記薄板を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置とを備えることを特徴とする薄板洗浄乾燥装置。
【請求項２】
前記加温装置が、前記アルカリイオン水製造装置から送られてくるアルカリイオン水と前記噴射装置によって噴射されたアルカリイオン水とを貯留する循環槽に設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄板洗浄乾燥装置。
【請求項３】
前記薄板が前記２組以上の吸水ローラによって搬送されるときに、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱によって前記薄板の表面のアルカリイオン水が蒸発して乾燥することを特徴とする請求項１又は２記載の薄板洗浄乾燥装置。
【請求項４】
加温されたアルカリイオン水を薄板へ噴射して洗浄する洗浄工程と、前記薄板を吸水材で拭き取る拭き取り工程と、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱を利用して自然乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴とする薄板の洗浄乾燥方法。
【請求項５】
前記アルカリイオン水のｐＨが１２．１以上であることを特徴とする請求項４記載の薄板の洗浄乾燥方法。
【請求項１】
アルカリイオン水製造装置と、前記アルカリイオン水製造装置で製造されたアルカリイオン水を加温する加温装置と、洗浄する薄板を搬送する搬送装置と、前記加温されたアルカリイオン水を前記搬送装置で搬送されている薄板の両面に吹き付ける噴射装置と、前記搬送装置の一部を構成し、加温されたアルカリイオン水が付着した薄板の両面を拭き取りながら前記薄板を搬送する一対の吸水ローラを２組以上配置した吸水・乾燥装置とを備えることを特徴とする薄板洗浄乾燥装置。
【請求項２】
前記加温装置が、前記アルカリイオン水製造装置から送られてくるアルカリイオン水と前記噴射装置によって噴射されたアルカリイオン水とを貯留する循環槽に設けられていることを特徴とする請求項１記載の薄板洗浄乾燥装置。
【請求項３】
前記薄板が前記２組以上の吸水ローラによって搬送されるときに、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱によって前記薄板の表面のアルカリイオン水が蒸発して乾燥することを特徴とする請求項１又は２記載の薄板洗浄乾燥装置。
【請求項４】
加温されたアルカリイオン水を薄板へ噴射して洗浄する洗浄工程と、前記薄板を吸水材で拭き取る拭き取り工程と、加温されたアルカリイオン水によって加温された薄板の余熱を利用して自然乾燥させる乾燥工程とを有することを特徴とする薄板の洗浄乾燥方法。
【請求項５】
前記アルカリイオン水のｐＨが１２．１以上であることを特徴とする請求項４記載の薄板の洗浄乾燥方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−３５２０３（Ｐ２０１２−３５２０３Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７８１７７（Ｐ２０１０−１７８１７７）
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（５０３３４００４７）株式会社リ・フォース (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月６日（２０１０．８．６）
【出願人】（５０３３４００４７）株式会社リ・フォース (1)
【Ｆターム（参考）】
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