金属屑、金属屑の洗浄装置および金属屑の洗浄方法
【課題】金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる金属屑の洗浄装置を得る。
【解決手段】異物５が付着した金属屑６が内側に入れられ、洗浄水１を貯留する洗浄槽２と、金属屑６を攪拌する攪拌機７と、洗浄槽２に貯留された洗浄水１に気泡３を供給し、気泡３を異物５に吸着させ、異物５を金属屑６から分離させ、気泡３が洗浄水１の水面に向かって浮上するのに伴って異物５を浮上させる気泡生成器４と、洗浄水１を洗浄槽２からオーバーフローさせて、異物５を洗浄槽２の外側へ排出する異物排出手段１１とを備えている。
【解決手段】異物５が付着した金属屑６が内側に入れられ、洗浄水１を貯留する洗浄槽２と、金属屑６を攪拌する攪拌機７と、洗浄槽２に貯留された洗浄水１に気泡３を供給し、気泡３を異物５に吸着させ、異物５を金属屑６から分離させ、気泡３が洗浄水１の水面に向かって浮上するのに伴って異物５を浮上させる気泡生成器４と、洗浄水１を洗浄槽２からオーバーフローさせて、異物５を洗浄槽２の外側へ排出する異物排出手段１１とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異物が付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、洗浄液に気泡を供給する気泡供給手段とを備えた金属屑の洗浄装置およびこの装置を用いた金属屑の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異物が付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、金属屑を移動させる搬送手段と、移動する金属屑に向かって洗浄液を吹き付けて金属屑を浮遊させる洗浄液吹き付け手段と、浮遊した金属屑に超音波を照射して金属屑から異物を分離させる超音波発生手段とを備えた金属屑の洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、金属屑から分離した異物は、そのまま、洗浄槽に貯留された洗浄液に存在しているので、金属屑に異物が再付着してしまう恐れがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる洗浄装置および洗浄方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る金属屑の洗浄装置は、異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽の内側に設けられた回転部を有し、前記回転部が回転することで前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、前記気泡供給手段は、前記洗浄液とともに前記気泡を噴射する気泡生成器であり、前記気泡生成器の流出口は、前記攪拌手段によって攪拌される前記金属屑に指向している。
【０００７】
また、この発明に係る金属屑の洗浄装置は、異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、前記気泡供給手段は、前記攪拌手段を兼用する。
【０００８】
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法は、洗浄液が貯留された洗浄槽の内側に設けられた回転部を回転させて、前記洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、攪拌された前記金属屑に向かって気泡生成器から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えている。
【０００９】
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法は、洗浄液が貯留された洗浄槽に気泡供給手段から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、攪拌された前記金属屑に向かって前記気泡供給手段から前記洗浄液とともに前記気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る金属屑の洗浄装置によれば、異物排出手段が、金属屑から分離して浮上した異物を洗浄槽の外側に排出するので、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる。
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法によれば、異物排出工程により、金属屑から分離して浮上した異物が洗浄槽の外側に排出されるので、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る金属屑の洗浄装置を示す構成図である。
【図２】図１の気泡生成器を示す断面図である。
【図３】図１の気泡生成器を駆動させて、異物が付着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図４】図１の気泡生成器および超音波発生器を駆動させて、異物が固着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図５】図１の気泡生成器および超音波発生器を駆動させて、微細な凹凸部の内側に異物が付着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図６】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図７】気泡を用いた金属屑の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化と、超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化とを示した図である。
【図８】金属屑が工場の金属切断・切削工程で排出されてから溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスを示す説明図である。
【図９】樹脂微粉末が付着した銅屑に、ふるいによる前処理を行ったときの樹脂微粉末の総重量を示した図である。
【図１０】水溶性油が付着した銅屑に、湯洗による前処理を行ったときの銅屑に付着した残留油分密度を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図である。
【図１２】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図である。
【図１４】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図１５】図１５（ａ）はこの発明の実施の形態４に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の洗浄装置の要部を示す平面図である。
【図１６】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、洗浄液である洗浄水１を貯留する洗浄槽２と、洗浄水１に気泡３を供給する気泡供給手段である複数の気泡生成器４とを備えている。
ここで、気泡３とは、球状となる微細な気泡３のことである。微細な気泡３と異なる通常の大きな気泡は、水中を浮上するときに受ける水からの抗力によって、球状でなくなり、歪んだ形となる。
これに対して、微細な気泡３は気泡３の内部の圧力が高いため、水の抗力による歪みがなく、球状となることが広く知られている。
具体的には、気泡３の径が１ｍｍ以下となる場合に、気泡３は球状となる。
洗浄槽２は、開口部が上方を向いた有底円筒形状であり、異物５が付着した金属屑６を上方から内側に入れることができる。
気泡生成器４から供給された気泡３は、異物５を吸着し、金属屑６から異物５を分離させて、異物５を洗浄水１の水面に向かって浮上させる。
それぞれの気泡生成器４は、洗浄槽２の上部に取り付けられている。
【００１３】
洗浄水１には、微細な気泡３を安定して維持するために、アルコール系化合物または界面活性材等の添加剤が添加されている。
この添加剤は、分子内にカルボキシル基とアミノ基とを有した、分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に複数の水酸基を有した、分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、分子内にエステル基を有した、分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質、または、分子内にスルホン酸基を有した、分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質等である。
この添加剤を、洗浄水１中に０．００１［ｍｏｌ／Ｌ］以上１［ｍｏｌ／Ｌ］以下の微量を添加することで、微細な気泡３を安定して維持することができる。
また、その他の添加剤としては、アルコール系化合物を主とする水酸基含有化合物（ａ１）、アミノ基含有化合物（ａ２）、カルボキシル基含有化合物（ａ３）が好ましい。
また、水酸基含有化合物（ａ１）のうち、１価のアルコール（ａ１１）および２価〜８価の多価アルコール（ａ１２）、フェノール類（ａ１３）、多価フェノール類（ａ１４）、その他の多価アルコール類（ａ１５）がより好ましい。
また、アミノ基含有化合物（ａ２）のうち、モノアミン類（ａ２１）、ポリアミン類（ａ２２）およびアルカノールアミン類（ａ２３）がより好ましい。
また、特に好ましいのは、１価のアルコール（ａ１１）および２価〜８価の多価アルコール（ａ１２）であり、とりわけ好ましいのは、１価のアルコール（ａ１１）である。
【００１４】
１価のアルコール（ａ１１）としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、１−ペンタノール、アリルアルコール、および合成または天然の高級アルコール（例えば、炭素数１４〜１５の合成アルコール（市販品としては、ドバノール４５（三菱化学株式会社製））等の炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜８の１価のアルコールが挙げられる。
【００１５】
多価アルコール（ａ１２）としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（ヒドロキシエチル）ベンゼンおよび２，２−ビス（４，４’−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン等の炭素数２〜１８の２価アルコールが挙げられる。
また、多価アルコール（ａ１２）としては、グリセリンおよびトリメチロールプロパン等の炭素数３〜１８の３価アルコールが挙げられる。
また、多価アルコール（ａ１２）としては、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、トリグリセリン、αーメチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトースおよびショ糖等の４〜８価のアルコールが挙げられる。
【００１６】
フェノール類（ａ１３）としては、フェノールおよび炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルフェノール（例えば、クレゾールおよびｐ−エチルフェノール等）等の１価のフェノールが挙げられる。
【００１７】
多価フェノール類（ａ１４）としては、ピロガロール、カテコール、ヒドロキノン、ビスフェノール（例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等）およびトリスフェノール（例えば、トリスフェノールＰＡ等）等の多価アルコールが挙げられる。
【００１８】
その他の多価アルコール類（ａ１５）としては、セルロール系化合物（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびそれらのケン化物等）、ゼラチン、デンプン、デキストリン、ノボラック樹脂（例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等）、ポリフェノール、ポリブタジエンポリオール、ひまし油系ポリオール、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの（共）重合体およびポリビニルアルコールなどの多官能（２〜１００）ポリオール等のその他の多価アルコールが挙げられる。
【００１９】
アミノ基含有化合物（ａ２）としては、アンモニア、モノアミン類（ａ２１）、ポリアミン類（ａ２２）、アルカノールアミン類（ａ２３）およびその他の多価アルコールが挙げられる。
【００２０】
モノアミン類（ａ２１）の具体例としては、炭素数１〜２０のアルキルモノアミン類（ブチルアミン等）、炭素数６〜１８の芳香族モノアミン（アニリン等）のモノアミン類等が挙げられる。
【００２１】
ポリアミン類（ａ２２）としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよびジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、ピペラジンおよびＮ−アミノエチルピペラジン等の複素環式ポリアミン類、並びに、ジシクロヘキシルメタンジアミン、およびイソホロンジアミン等の脂環式ポリアミンが挙げられる。
また、ポリアミン類（ａ２２）としては、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジフェニルエーテルジアミンおよびポリフェニルメタンポリアミン等の芳香族ポリアミン、ジカルボン酸と過剰のポリアミン類との縮合により得られるポリアミドポリアミン、並びに、ポリエーテルポリアミンが挙げられる。
【００２２】
アルカノールアミン（ａ２３）としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびトリイソプロパノールアミン等のアミノアルコール（この場合は、アルコールとアミンの両方の活性水素がｐ価の価数に相当する。）が挙げられる。
【００２３】
添加剤の濃度としては、１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの濃度の範囲で用いることが好ましく、特に好ましいのは、５ｐｐｍから１００ｐｐｍの濃度の範囲である。
【００２４】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６を攪拌する攪拌手段である攪拌機７を備えている。
この攪拌機７は、洗浄槽２の底面に設けられた回転部である攪拌翼７ａと、基端部がこの攪拌翼７ａの中心に固定され、先端部が上方向に延びた回転軸７ｂと、この回転軸７ｂの先端部に設けられたモータ部７ｃとを有している。
回転軸７ｂの軸線は鉛直方向であり、攪拌翼７ａは回転軸７ｂを回転中心に回転する。
気泡生成器４の先端部は、攪拌機７によって攪拌される金属屑６に指向している。
【００２５】
金属屑６は、金属の切断、切削またはその他の機械加工において発生するものであり、粒径０．１［μｍ］〜５０，０００［μｍ］の大きさである。
金属屑６は、鉄または銅等の重金属、アルミニウム、マグネシウムまたはチタン等の軽金属、金、銀、白金またはパラジウム等の貴金属、リチウム、チタンまたはモリブデン等のレアメタル、またはこれらの合金である。
なお、金属屑６は、これらの材料に限らず、比重が水より重いものであれば、例えば、熱硬化性樹脂、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の汎用プラスチック、またはポリエチレンテレフタラート等のエンジニアリング・プラスチックまたはＡＢＳ樹脂等の特殊な合成樹脂であってもよい。
【００２６】
また、この洗浄装置は、それぞれの気泡生成器４に接続された空気管８と、この空気管８に接続されたガスポンプ９と、空気管８に取り付けられたガス流量計１０とを備えている。
ガスポンプ９は、空気管８を介して、気泡生成器４に空気を供給する。
ガス流量計１０は、空気管８を流れる空気の量を計測する。
【００２７】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２から洗浄水１をオーバーフローさせて、金属屑６から分離して洗浄水１の水面に向かって浮上した異物５を洗浄槽２の外側に排出する異物排出手段１１を備えている。
異物排出手段１１は、それぞれの気泡生成器４に接続された洗浄水循環管１２と、この洗浄水循環管１２に接続された水循環ポンプ１３とを有している。
水循環ポンプ１３は、洗浄水循環管１２を介して、気泡生成器４に洗浄水１を供給し、気泡生成器４から洗浄槽２へ洗浄水１が供給され、洗浄水１が洗浄槽２の許容量を超えて洗浄槽２に供給されることで、洗浄水１が洗浄槽２からオーバーフローする。
また、この洗浄装置は、洗浄水循環管１２に取り付けられた第１の水量計１４ａおよび水圧計１４ｂを備えている。
第１の水量計１４ａは、洗浄水循環管１２を流れる洗浄水１の量を計測する。
【００２８】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の外側に取り付けられた桶１５と、一端部がこの桶１５に接続された配管１６と、この配管１６の他端部が内側に臨んだ油水分離槽１７とを備えている。
桶１５は洗浄槽２からオーバーフローした洗浄水１を受け、桶１５で集められた洗浄水１は、配管１６を介して、油水分離槽１７へ送られて、油水分離槽１７に貯留される。
油水分離槽１７には洗浄水循環管１２が接続されており、油水分離槽１７に貯留された洗浄水１は、異物５が除去された後に、水循環ポンプ１３の駆動によって、再び洗浄槽２に送り込まれる。
【００２９】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の上部に取り付けられた複数枚の第１のメッシュ１８を備えている。
それぞれの第１のメッシュ１８は、上方から視たときに、一方の第１のメッシュ１８の開口部と他方の第１のメッシュ１８の開口部とが、互いにずれて積み重ねられている。
浮上した金属屑６が第１のメッシュ１８に衝突することで、金属屑６は洗浄槽２の底面に沈殿する。
【００３０】
また、この洗浄装置は、一端部が洗浄槽２の内側に臨み、他端部が油水分離槽１７の内側に臨んだ流路管１９と、この流路管１９の中間部に取り付けられた水ポンプ２０と、この水ポンプ２０より下流側の流路管１９に取り付けられた第２の水量計２１とを備えている。
水ポンプ２０が駆動することで、洗浄槽２に貯留された洗浄水１は、流路管１９を介して、油水分離槽１７へ送り込まれる。
第２の水量計２１は、流路管１９を流れる洗浄水１の量を計測する。
【００３１】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２に取り付けられた複数の超音波発生器２２を備えている。
超音波発生器２２は、洗浄槽２に貯留された洗浄水１に超音波を供給し、この超音波が金属屑６に照射されることで、金属屑６に付着した異物５が、金属屑６から分離する。
【００３２】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の底面に取り付けられた洗浄槽搬出手段２３と、油水分離槽１７の底面に取り付けられた油水分離槽搬出手段２４とを備えている。
洗浄槽搬出手段２３は、洗浄槽２の底面に形成された搬出口を開閉する開閉蓋２３ａと、この開閉蓋２３ａを開閉させるレバー２３ｂとを有している。
レバー２３ｂを用いて開閉蓋２３ａを回動させて、搬出口を開くことで、洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から搬出することができる。
油水分離槽搬出手段２４は、油水分離槽１７の底面に形成された搬出口を開閉する開閉蓋２４ａと、この開閉蓋２４ａを開閉させるレバー２４ｂとを有している。
レバー２４ｂを用いて開閉蓋２４ａを回動させて、搬出口を開くことで、油水分離槽１７の内側に混入した金属屑６を油水分離槽１７から搬出することができる。
【００３３】
図２は、図１の気泡生成器４を示す断面図である。
気泡生成器４は、ベンチュリータイプの管であり、この気泡生成器４は、基端部に、洗浄水１が流入する流入口４ａが形成され、先端部に、洗浄水１が流出する流出口４ｂが形成されている。
また、この気泡生成器４は、中間部に、流入口４ａと流出口４ｂとを連通した狭窄部４ｃと、外側から狭窄部４ｃの内部空間に連通したガス吸引口４ｄとが形成されている。
狭窄部４ｃは、流入口４ａおよび流出口４ｂより流路が狭く形成されている。
流入口４ａから流入した洗浄水１は、狭窄部４ｃで流速が早くなり、この狭窄部４ｃで発生する減圧現象（ベルヌーイの定理）を利用して、ガス吸引口４ｄから外側の空気が吸引され、洗浄水１に気泡３が混入する。
したがって、ガスポンプ９を駆動させなくても、気泡３を洗浄水１に混入させることができる。
なお、ガスポンプ９を駆動させて気泡生成器４に空気を送り、ガス流量計１０で空気の量を検出し、検出される空気の量が所定の量となるように、ガスポンプ９の駆動を調整することで、気泡３の径および気泡３の密度を調整することができる。
【００３４】
また、この洗浄装置は、気泡生成器４の流出口４ｂに設けられた逆止弁２５を備えている。
この逆止弁２５は、異物５または金属屑６が気泡生成器４の内側に流入することを防ぐ。
なお、逆止弁２５に限らず、例えば、微細な第３のメッシュであってもよい。ただし、この第３のメッシュの場合、目詰まりが発生する可能性があるので、定期的に第３のメッシュを交換し、または、第３のメッシュの逆洗手段を洗浄装置に取り付けることが好ましい。
気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を噴射している間は、気泡生成器４の中では、流入口４ａから流出口４ｂに向かって洗浄水１および気泡３が流れる。
一方、気泡生成器４からの洗浄水１および気泡３の噴射を停止したときには、気泡生成器４の中では、洗浄水１および気泡３の流れが停止し、または流出口４ｂから流入口４ａに向かって洗浄水１および気泡３が流れる。
この流出口４ｂから流入口４ａに向かって洗浄水１および気泡３が流れた場合には、逆止弁２５によって、異物５または金属屑６が気泡生成器４の内側に流入することが防止されるので、狭窄部４ｃに異物５または金属屑６が詰まってしまうことが防止され、また、異物５または金属屑６が気泡生成器４を通過して水循環ポンプ１３の内側に入り込むことが防止される。
【００３５】
図３は図１の気泡生成器４を駆動させて、異物５が付着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
金属屑６の洗浄を行う前では、洗浄水１のすべては、油水分離槽１７に貯留されており、洗浄槽２には洗浄水１が存在していない。
まず、洗浄槽２の内側に異物５が付着した金属屑６を入れる。
次に、図３の（ａ）に示すように、攪拌機７が金属屑６を攪拌する攪拌工程を行うとともに、気泡生成器４が洗浄水１とともに気泡３を垂直下向きに噴射する気泡供給工程を行う。
気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を噴射することにより、洗浄槽２には、洗浄水１が貯留される。
このとき、洗浄水１とともに気泡生成器４から噴射された気泡３は、図３の（ｂ）に示すように、金属屑６に衝突して、金属屑６の表面に付着した異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、図３の（ｃ）に示すように、金属屑６から分離する。
【００３６】
洗浄槽２の許容量の９割程度まで洗浄水１が洗浄槽２に貯留されたときには、攪拌機７による金属屑６の攪拌を停止し、気泡生成器４への洗浄水１の供給量および空気の供給量を２分の１以上１０分の１以下まで下げる金属屑沈殿工程を行う。
これにより、気泡生成器４から洗浄槽２へ噴射される洗浄水１および気泡３の量が低減され、図３の（ｄ）に示すように、気泡３に吸着された異物５および気泡３に吸着された金属屑６は、気泡３が洗浄水１の水面に向かって浮上するのに伴って浮上し、気泡３に吸着されていない金属屑６は洗浄槽２の底面に沈殿する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面付近で第１のメッシュ１８に衝突する。
第１のメッシュ１８に衝突した異物５は、疎水性であるので、気泡３に吸着されたまま、さらに洗浄水１の水面に向かって浮上し、気泡３が洗浄水１の水面で波泡して、洗浄水１の水面に放出される。
気泡３に吸着された金属屑６は、洗浄水１の水面付近で第１のメッシュ１８に衝突する。
第１のメッシュ１８に衝突した金属屑６は、親水性であるので、気泡３と分離して、洗浄槽２の底面に沈殿する。
【００３７】
次に、気泡生成器４への気泡３の供給を停止する異物排出工程を行う。
これにより、気泡生成器４から洗浄槽２への気泡３の供給が停止され、金属屑６は洗浄槽２の底面に完全に沈殿する。
また、気泡生成器４からは洗浄水１が噴射され続けるので、洗浄水１は、洗浄水１の表面近くに浮上した異物５とともに、洗浄槽２からオーバーフローして桶１５に集められる。
桶１５に集められた洗浄水１および異物５は、配管１６を介して、油水分離槽１７に貯留される。
次に、気泡生成器４への洗浄水１の供給を停止し、水ポンプ２０を駆動させて、洗浄槽２に貯留された洗浄水１を、流路管１９を介して、油水分離槽１７へ送り込む。
最後に、レバー２３ｂを用いて開閉蓋２３ａを回動させて、洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から搬出する。
【００３８】
図４は、図１の気泡生成器４および超音波発生器２２を駆動させて、異物５が固着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
例えば、異物５が金属屑６に付着してから長時間経過した場合には、金属屑６に付着した異物５は金属屑６に固着した状態となり、気泡生成器４を駆動させただけでは、金属屑６から異物５を分離させることが困難となる場合がある。
この場合、気泡生成器４の駆動と、超音波発生器２２の駆動とを、例えば、５秒〜５分間隔で切り換えて行う。
まず、気泡生成器４を駆動させ、金属屑６に付着した大まかな異物５を金属屑６から分離させる気泡供給工程を行う。
次に、超音波発生器２２を駆動させ、超音波発生器２２から洗浄水１へ超音波を供給する超音波供給工程を行い、図４（ａ）に示すように、超音波が金属屑６に照射される。
これにより、金属屑６に固着していた異物５は、図４（ｂ）に示すように、金属屑６から分離し、金属屑６の周辺に存在する。
次に、超音波発生器２２の駆動を停止し、再度、気泡生成器４を駆動させる気泡供給工程を行うことで、図４（ｃ）に示すように、洗浄水１に気泡３が供給され、この気泡３が金属屑６の周辺に存在する異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面に向かって浮上するので、金属屑６に再付着することが抑制される。
【００３９】
図５は、図１の気泡生成器４および超音波発生器２２を駆動させて、微細な凹凸部の内側に異物５が付着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
例えば、金属屑６の微細な凹凸部の内側に異物５が付着し、かつ、この凹凸部に気泡３が入り込むことができない場合には、気泡生成器４を駆動させただけでは、金属屑６から異物５を分離させることが困難となる場合がある。
この場合、気泡生成器４の駆動と、超音波発生器２２の駆動とを、例えば、１０秒〜５分間隔で切り換えて行う。
まず、気泡生成器４を駆動させ、金属屑６に付着した大まかな異物５を金属屑６から分離させる気泡供給工程を行った後、超音波発生器２２を駆動させ、超音波発生器２２から洗浄水１へ超音波を供給する超音波供給工程を行い、図５（ａ）に示すように、超音波が金属屑６に照射される。
これにより、金属屑６の凹凸部の内側に付着していた異物５は、図５（ｂ）に示すように、金属屑６の凹凸部から分離し、金属屑６の周辺に存在する。
次に、超音波発生器２２の駆動を停止し、再度、気泡生成器４を駆動させる気泡供給工程を行うことで、図５（ｃ）に示すように、洗浄水１に気泡３が供給され、この気泡３が金属屑６の周辺に存在する異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面に向かって浮上するので、金属屑６に再付着することが抑制される。
【００４０】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図６は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
なお、効果を比較するために、従来から行われているアルカリ洗剤が添加された洗浄水１を用いた洗浄の結果も図６に示している。
このときのアルカリ洗剤の洗浄水１中の濃度を１０％とした。
実験条件として、銅屑の粒径を５００［μｍ］〜１，０００［μｍ］、銅屑の洗浄槽２内での占有率を１０［％］以下、攪拌機７の攪拌速度を３０〜６０［ｒｐｍ］、洗浄水１中の添加剤の濃度を０．００５［ｍｏｌ／Ｌ］、洗浄水１の温度を５０［℃］、気泡生成器４から噴射される洗浄水１の量と空気の量との比を１：１〜１：３とした。
微細な気泡３を用いた洗浄では、５分間の洗浄を行い、微細な気泡３と超音波とを用いた洗浄では、微細な気泡３を用いた２分間の洗浄と、超音波を用いた２分間の洗浄と、微細な気泡３を用いた２分間の洗浄と、超音波を用いた２分間の洗浄と、微細な気泡３を用いた１分間の洗浄とからなる５段階の切換運転によって洗浄を行った。
その後、攪拌機７の駆動を止め、気泡生成器４から噴射される洗浄水１および気泡３の量を、洗浄時の３分の１に減少させて銅屑と油とを分離させた。
さらに、気泡生成器４からの気泡３の噴射を完全に止め、洗浄水１のみを噴射させて、浮上した油を洗浄水１とともに洗浄槽２からオーバーフローさせ、油を洗浄水１とともに桶１５および配管１６を介して油水分離槽１７に移動させた。
油水分離槽１７では、スキマーを用いて油を取り除き、その後、水ポンプ２０を駆動させて、洗浄槽２の洗浄水１を全て、油水分離槽１７に移動させた。
洗浄槽２から銅屑を取り出し、水洗いした後に、６０［℃］の乾燥機で銅屑の水分を完全に蒸発させた。
乾燥後の銅屑を１［ｇ］測り取って、油分抽出溶媒に浸漬させ残留油分を抽出し、油分濃度計を用いて残留油分濃度を測定した。
測定された残留油分濃度と、銅屑１［ｇ］の総表面積とから残留油分密度を算出した。
なお、光学顕微鏡で１粒の銅屑の表面積を測定し、それぞれの銅屑の表面積が同一であるとして、１粒の表面積に１［ｇ］あたりの粒数を乗じて、銅屑１［ｇ］の総表面積を算出した。
図６に示すように、洗浄を行う前の銅屑の残留油分密度が、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であり、また、アルカリ洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、１１２．５［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、微細な気泡３を用いた洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３０．７［μｇ／ｃｍ２］まで低下し、また、微細な気泡３と超音波とを用いた洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３．２［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００４１】
金属屑６の洗浄装置を実際にライン化するためには、金属屑６を繰り返し洗浄した場合であっても、安定して良好な洗浄効果が得られることを確かめる必要がある。つまり、繰り返し洗浄にともない速やかに洗浄液が劣化し、洗浄効果が低下してしまう場合には、洗浄効果を保つために、定期的に洗浄液の補充または交換が必要となる。
そこで、実際に、本願発明者は、金属屑６の洗浄を繰り返し行う実験を行った。
図７は、気泡３を用いた金属屑６の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化と、超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑６の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化とを示した図である。
気泡３を用いた金属屑６の洗浄実験は、上述した方法で繰り返し行った。
超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑６の洗浄実験は、上述したアルカリ洗剤が添加された洗浄水１に超音波を照射した。
気泡３を用いた洗浄では、洗浄バッチ回数が１回のときに、金属屑６の残留油分密度が３０．７［μｇ／ｃｍ２］であり、洗浄バッチ回数を６回行っても、金属屑６の残留油分密度は同程度であり、洗浄水１の劣化が全く見られなかった。
一方、超音波とアルカリ洗剤とを用いた洗浄では、洗浄バッチ回数が１回のときに、２２．３［μｇ／ｃｍ２］となり、図６のアルカリ洗剤を用いた洗浄結果と比較して、良い洗浄効果が得られたが、繰り返して洗浄を行うにつれて、洗浄効果が低下し、洗浄バッチ回数が６回のときに、金属屑６の残留油分密度が５８．３［μｇ／ｃｍ２］まで悪化した。
これは、超音波とアルカリ洗剤とを用いた洗浄では、洗浄水１中に異物５が蓄積されて、金属屑６の周辺に存在するため、洗浄水１が速やかに劣化する一方、気泡３を用いた洗浄では、洗浄水１中の異物５が気泡３に吸着されて洗浄水１の水面に向かって浮上して、さらに浮上した異物５が除去されるので、洗浄水１の劣化が低減されることによる。
【００４２】
次に、工場の金属切断・切削工程で金属屑６が排出されてから、この金属屑６が溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスについて説明する。
図８は、金属屑６が工場の金属切断・切削工程で排出されてから溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスを示す説明図である。
まず、工場で発生した金属屑６に大量の異物５が付着している場合には、ふるいまたは湯洗等の前処理を行って大体の異物５を金属屑６から除去する（ステップＳ１）。
次に、上述したように、気泡３と超音波とを用いた洗浄を行う（ステップＳ２）。
洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から取り出した後、水切り（エアブロー）によって、金属屑６に付着した洗浄水１を飛ばす（ステップＳ３）。
その後、必要に応じて、水すすぎを行い（ステップＳ４）、さらに、熱風乾燥を行って金属屑６に付着した残水分を確実に除去し（ステップＳ５）、金属屑６が溶解工程に供される。
【００４３】
次に、上述した前工程について説明する。
金属の切断・切削工程によって金属屑６が発生した際、金属屑６には、油または樹脂微粉末等の異物５が大量に付着している。この状態で金属屑６を洗浄装置に入れて洗浄することで、洗浄水１中に大量の異物５が放出される。
その結果、洗浄水１から異物５を分離・回収するために長い時間が必要となり、洗浄水１中の異物５が確実に分離されずに洗浄水１が劣化してしまう場合がある。
そこで、この洗浄装置に金属屑６を入れる前に、金属屑６に前処理を行って、付着した異物５の量を減らすことで、洗浄装置による金属屑６の洗浄を円滑に行うことができる。
実際、本願発明者は、前処理として、ふるいと、湯洗との２つ処理を実験した。
【００４４】
図９は、異物５である樹脂微粉末が付着した金属屑６である銅屑に、ふるいによる前処理を行ったときの樹脂微粉末の総重量を示した図である。
なお、銅屑の粒径は、８００〜１，２００［μｍ］である。
開口部の径が５００［μｍ］のメッシュから構成されたかごに、５［ｋｇ］の銅屑を入れて、機械的に１分間、上下に振動させた。
気泡３を用いた洗浄の後には、銅屑から樹脂微粉末が全て除去されていることから、前処理を行う前の銅屑の総重量と、前処理を行った後の銅屑の総重量と、気泡３を用いた洗浄の後の銅屑の総重量とから、前処理を行う前の樹脂微粉末の総重量と、前処理を行った後の樹脂微粉末の総重量とを算出した。
図９に示すように、前処理をする前の１［ｋｇ］の銅屑に付着した樹脂微粉末の総重量が、１４２．５［ｇ］であるのに対し、ふるいによる前処理をした後の１［ｋｇ］の銅屑に付着した樹脂微粉末の総重量は３０．１［ｇ］となり、簡単な前処理を行うことにより、約８０％の樹脂微粉末を金属屑６から除去することができた。
【００４５】
図１０は、異物５である水溶性油が付着した金属屑６である銅屑に、湯洗による前処理を行ったときの銅屑に付着した残留油分密度を示した図である。
なお、銅屑の粒径は、８００〜１，２００［μｍ］である。
上述したメッシュから構成されたかごに、５［ｋｇ］の銅屑を入れて、５０［℃］の水を１［Ｌ］、銅屑に滴下した後、水切り（エアブロー）を行った。
図１０に示すように、前処理を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５２２．３［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、湯洗による前処理を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、１９４．６［μｇ／ｃｍ２］となり、簡単な前処理を行うことにより、約６０％の水溶性油を金属屑６から除去することができた。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置によれば、攪拌機７によって金属屑６が攪拌され、攪拌された金属屑６に付着している異物５を、気泡生成器４から供給された気泡３が吸着し、気泡３に吸着された異物５が金属屑６から分離して洗浄水１の水面に向かって浮上し、異物排出手段１１により、洗浄槽２から洗浄水１がオーバーフローして、洗浄水１の水面付近まで浮上した異物５を洗浄槽２の外側に排出するので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
その結果、再付着した異物５をさらに洗浄する必要がなくなるので、洗浄装置のエネルギー消費量を削減することができる。
また、洗浄水１および気泡３によって異物５を金属屑から分離するので、有害性または有毒性のある洗浄液を用いた場合と比較して、有害性または有毒性の物質を削減することができ、環境負荷を低減させることができる。
また、攪拌機７は、洗浄槽２の内側に取り付けられた、回転することで金属屑６を攪拌する回転部を有し、気泡生成器４は、金属屑６に指向して洗浄水１および気泡３を噴射するので、攪拌機７が金属屑６を攪拌するとともに、気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を金属屑６に衝突させることができ、金属屑６に固着した異物５を金属屑６から除去することができる。
【００４７】
また、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、攪拌機７を回転させて金属屑６を攪拌する攪拌工程と、攪拌された金属屑６に向かって気泡生成器４から洗浄水１および気泡３を噴射する気泡供給工程と、洗浄水１を洗浄槽２からオーバーフローさせて、異物５を洗浄槽２の外側へ排出する異物排出工程とを備えているので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
【００４８】
また、攪拌翼７ａは、洗浄槽２の内側の底面に設けられ、回転中心が鉛直方向を向いて回転するので、簡単な構成で、金属屑６を攪拌して、気泡生成器４から噴射された気泡３を金属屑６に衝突させることができる。
【００４９】
また、洗浄槽２の上部には、浮上した金属屑６と衝突する第１のメッシュ１８が取り付けられ、気泡３とともに浮上した金属屑６を第１のメッシュ１８に衝突させるので、衝突により気泡３から金属屑６を分離させて、気泡３から分離した金属屑６を洗浄槽２の底面に沈殿させることができる。
【００５０】
また、気泡生成器４には、流出口４ｂに、金属屑６または異物５の流入を防ぐ逆止弁２５または第３のメッシュが設けられ、気泡生成器４からの洗浄水１および気泡３の噴射を停止したときに、気泡生成器４の内部に金属屑６または異物５が流入することを抑制するので、気泡生成器４の洗浄水１および気泡３の噴射能力が低下することを抑制することができ、さらに、水循環ポンプ１３の内部に金属屑６または異物５が流入することを抑制して、水循環ポンプ１３の洗浄水１の循環能力が低下することを抑制することができる。
その結果、洗浄装置の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
また、超音波発生器２２から洗浄水１に超音波を供給して、超音波によって金属屑６に固着した異物５を金属屑６から分離させる超音波供給工程を備えているので、洗浄効果を向上させることができる。
【００５２】
また、攪拌工程および気泡供給工程の後、金属屑６の攪拌および気泡３の供給を低減させることで金属屑６を沈殿させる金属屑沈殿工程を備え、金属屑沈殿工程の後に、異物排出工程を行うので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
また、この洗浄方法によって洗浄された金属屑６の再資源化または再利用化を図ることができる。
【００５３】
実施の形態２．
図１１はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の攪拌機２６は、洗浄槽２の内側に取り付けられた、水平方向に延びた円柱形状の回転軸２６ａと、洗浄槽２の内側であって回転軸２６ａの周囲に等間隔に取り付けられた複数の回転部である延出部２６ｂとを有している。
それぞれの延出部２６ｂは回転軸２６ａから径方向に延びており、延出部２６ｂが回転軸２６ａを中心に回転することで、金属屑６が延出部２６ｂに掬い取られて攪拌する。
気泡生成器４は、洗浄槽２の上部に取り付けられており、攪拌機２６によって攪拌される金属屑６に指向している。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５４】
次に、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の動作について説明する。
攪拌機２６が駆動することで、延出部２６ｂが回転して金属屑６が少量ずつ持ち上げられる。
一方、気泡生成器４から洗浄水１および気泡３が金属屑６に向かって噴射される。
洗浄水１および気泡３が衝突した金属屑６は、攪拌機２６の延出部２６ｂの上で浮遊して、気泡３が金属屑６の細部まで行き渡る。
攪拌機２６が金属屑６を少量ずつ持ち上げるので、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６は、均一に洗浄水１および気泡３が当てられ、また、勢い良く洗浄水１および気泡３に衝突される。
【００５５】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１２は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１２に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、２９．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００５６】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、攪拌機２６の延出部２６ｂの回転中心が鉛直方向であるので、攪拌機２６が金属屑６を少量ずつ持ち上げることができる。その結果、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６に均一に洗浄水１および気泡３を当てることができ、また、持ち上げられた金属屑６に洗浄水１および気泡３を勢い良く衝突させることができる。
【００５７】
実施の形態３．
図１３はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、気泡生成手段が攪拌手段を兼用している。
気泡生成手段は、洗浄槽２の内側の底面に取り付けられた複数の第１の気泡生成器２７と洗浄槽２の側面に取り付けられた複数対の第２の気泡生成器２８とを有している。
なお、第１の気泡生成器２７は１個であってもよく、また第２の気泡生成器２８は一対であってもよい。
第１の気泡生成器２７は、上方に向かって洗浄水１および気泡３を噴射するように配置されており、第１の気泡生成器２７が洗浄水１および気泡３を噴射することで、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６が洗浄槽２の内側で攪拌される。
一対の第２の気泡生成器２８は、互いに気泡３が衝突するように対向して配置されており、一対の第２の気泡生成器２８から洗浄水１および気泡３が噴射されることで、金属屑６は洗浄水１および気泡３に挟みこまれる。
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の上部と桶１５との間に、４０メッシュまたは６０メッシュである微細な第２のメッシュ２９を備えている
この第２のメッシュ２９は、洗浄水１が通過可能であるとともに、金属屑６の移動を規制する。
したがって、洗浄水１が洗浄槽２からオーバーフローする際に、洗浄水１は第２のメッシュ２９を通過するとともに、洗浄水１に含まれる金属屑６は、第２のメッシュ２９により移動が規制されて、桶１５に到達することが抑制される。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１４は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１４に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３６．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置によれば、気泡生成手段が攪拌手段を兼用しているので、実施の形態１に記載の金属屑６の洗浄方法と比較して、攪拌機７を備える必要がなく、金属屑６の洗浄装置の構造を簡単にすることができ、洗浄装置の分解、分離の容易性を向上させることができる。
【００６０】
また、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、気泡供給手段が、金属屑６を攪拌するとともに、異物を金属屑６から分離させ、異物を浮上させるので、攪拌機７を駆動させる必要がない。
【００６１】
また、第１の気泡生成器２７が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６が攪拌され、第２の気泡生成器２８が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６が洗浄水１および気泡３に挟みこまれるので、金属屑６に勢い良く気泡３を衝突させることができ、かつ金属屑６を均一に高純度に洗浄することができる。
【００６２】
また、洗浄槽２の上部と桶１５との間には、洗浄水１が通過可能であるとともに、金属屑６の移動を規制する第２のメッシュ２９が設けられ、第２のメッシュ２９によって、洗浄槽２からオーバーフローする洗浄水１に含まれる金属屑６を洗浄水１から分離するので、桶１５に到達することを抑制することができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態１および上記実施の形態２に記載の金属屑の洗浄装置に、この実施の形態に記載の第２のメッシュ２９を設けてもよい。
【００６４】
実施の形態４．
図１５（ａ）はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の洗浄装置の要部を示す平面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、気泡生成手段が攪拌手段を兼用している。
気泡生成手段は、洗浄槽２の側面に取り付けられた複数の気泡生成器３０である。
それぞれの気泡生成器３０は、噴射される洗浄水１および気泡３が洗浄槽２の側面に沿って循環移動するように、洗浄槽２の周方向に傾いている。
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の内側の底面に取り付けられた円柱形状の支柱３１を備えている。
この支柱３１は、洗浄槽２の底面から上方に延びている。
その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００６５】
気泡生成器３０が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６は洗浄水１および気泡３とともに洗浄槽２の側面に沿って回転する。
回転する金属屑６は、新たに気泡生成器３０から噴射された気泡３と勢い良く衝突し、金属屑６に固着した異物５が、金属屑６から分離し、周囲にある気泡３に吸着されて浮上する。
また、回転する金属屑６には遠心力が作用するので、金属屑６は洗浄槽２の側面に近づき、金属屑６と気泡３との衝突が増加し、金属屑６から分離する異物５が増大する。
【００６６】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１６は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１６に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、４１．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００６７】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、気泡生成器３０および支柱３１により、洗浄水１および気泡３が洗浄槽２の内側で回転して、金属屑６を洗浄槽２の側面に沿って回転させるので、金属屑６に気泡３を勢い良く衝突させることができ、金属屑６に固着した異物５を、金属屑６から分離させることができる。
また、回転する金属屑６には遠心力が作用するので、金属屑６は洗浄槽２の側面に近づき、洗浄槽２の側面から噴射される気泡３と金属屑６との衝突が増え、金属屑６から分離する異物５を増大させることができる。
【００６８】
実施の形態５．
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、洗浄槽２の上部に取り付けられた第１のメッシュ１８が磁石から構成されている。
金属屑６が、鉄などの磁性体から構成されている場合に、金属屑６が第１のメッシュ１８に衝突することで、金属屑６が第１のメッシュ１８に吸着され、金属屑６が油水分離槽１７へ排出されることを抑制することができる。
金属屑６の洗浄を行った後に、第１のメッシュ１８に付着した金属屑６を回収する。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
なお、実施の形態２ないし実施の形態４に記載の金属屑６の洗浄装置に、磁石から構成された第１のメッシュ１８を備えてもよい。
また、実施の形態３に記載の第２のメッシュ２９を備えてもよい。
【００６９】
以上説明したように、この実施の形態に係る洗浄方法によれば、第１のメッシュ１８が磁石から構成され、第１のメッシュ１８に衝突して気泡３と分離した金属屑６を第１のメッシュ１８に吸引させるので、金属屑６が油水分離槽１７へ排出されることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 洗浄水（洗浄液）、２ 洗浄槽、３ 気泡、４ 気泡生成器（気泡供給手段）、４ａ 流入口、４ｂ 流出口、４ｃ 狭窄部、４ｄ ガス吸引口、５ 異物、６ 金属屑、７ 攪拌機（攪拌手段）、７ａ 攪拌翼（回転部）、７ｂ 回転軸、７ｃ モータ部、８ 空気管、９ ガスポンプ、１０ ガス流量計、１１ 異物排出手段、１２ 洗浄水循環管、１３ 水循環ポンプ、１４ａ 第１の水量計、１４ｂ 水圧計、１５ 桶、１６ 配管、１７ 油水分離槽、１８ 第１のメッシュ、１９ 流路管、２０ 水ポンプ、２１ 第２の水量計、２２ 超音波発生器、２３ 洗浄槽搬出手段、２３ａ 開閉蓋、２３ｂ レバー、２４ 油水分離槽搬出手段、２４ａ 開閉蓋、２４ｂ レバー、２５ 逆止弁、２６ 攪拌機、２６ａ 回転軸、２６ｂ 延出部（回転部）、２７ 第１の気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、２８ 第２の気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、２９ 第２のメッシュ、３０ 気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、３１ 支柱。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、異物が付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、洗浄液に気泡を供給する気泡供給手段とを備えた金属屑の洗浄装置およびこの装置を用いた金属屑の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、異物が付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、金属屑を移動させる搬送手段と、移動する金属屑に向かって洗浄液を吹き付けて金属屑を浮遊させる洗浄液吹き付け手段と、浮遊した金属屑に超音波を照射して金属屑から異物を分離させる超音波発生手段とを備えた金属屑の洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２７１９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術では、金属屑から分離した異物は、そのまま、洗浄槽に貯留された洗浄液に存在しているので、金属屑に異物が再付着してしまう恐れがあるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる洗浄装置および洗浄方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る金属屑の洗浄装置は、異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽の内側に設けられた回転部を有し、前記回転部が回転することで前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、前記気泡供給手段は、前記洗浄液とともに前記気泡を噴射する気泡生成器であり、前記気泡生成器の流出口は、前記攪拌手段によって攪拌される前記金属屑に指向している。
【０００７】
また、この発明に係る金属屑の洗浄装置は、異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、前記気泡供給手段は、前記攪拌手段を兼用する。
【０００８】
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法は、洗浄液が貯留された洗浄槽の内側に設けられた回転部を回転させて、前記洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、攪拌された前記金属屑に向かって気泡生成器から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えている。
【０００９】
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法は、洗浄液が貯留された洗浄槽に気泡供給手段から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、攪拌された前記金属屑に向かって前記気泡供給手段から前記洗浄液とともに前記気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る金属屑の洗浄装置によれば、異物排出手段が、金属屑から分離して浮上した異物を洗浄槽の外側に排出するので、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる。
また、この発明に係る金属屑の洗浄方法によれば、異物排出工程により、金属屑から分離して浮上した異物が洗浄槽の外側に排出されるので、金属屑から分離した異物が金属屑に再付着することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る金属屑の洗浄装置を示す構成図である。
【図２】図１の気泡生成器を示す断面図である。
【図３】図１の気泡生成器を駆動させて、異物が付着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図４】図１の気泡生成器および超音波発生器を駆動させて、異物が固着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図５】図１の気泡生成器および超音波発生器を駆動させて、微細な凹凸部の内側に異物が付着した金属屑を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
【図６】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図７】気泡を用いた金属屑の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化と、超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化とを示した図である。
【図８】金属屑が工場の金属切断・切削工程で排出されてから溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスを示す説明図である。
【図９】樹脂微粉末が付着した銅屑に、ふるいによる前処理を行ったときの樹脂微粉末の総重量を示した図である。
【図１０】水溶性油が付着した銅屑に、湯洗による前処理を行ったときの銅屑に付着した残留油分密度を示した図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図である。
【図１２】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図である。
【図１４】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【図１５】図１５（ａ）はこの発明の実施の形態４に係る金属屑の洗浄装置の要部を示す断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の洗浄装置の要部を示す平面図である。
【図１６】銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、洗浄液である洗浄水１を貯留する洗浄槽２と、洗浄水１に気泡３を供給する気泡供給手段である複数の気泡生成器４とを備えている。
ここで、気泡３とは、球状となる微細な気泡３のことである。微細な気泡３と異なる通常の大きな気泡は、水中を浮上するときに受ける水からの抗力によって、球状でなくなり、歪んだ形となる。
これに対して、微細な気泡３は気泡３の内部の圧力が高いため、水の抗力による歪みがなく、球状となることが広く知られている。
具体的には、気泡３の径が１ｍｍ以下となる場合に、気泡３は球状となる。
洗浄槽２は、開口部が上方を向いた有底円筒形状であり、異物５が付着した金属屑６を上方から内側に入れることができる。
気泡生成器４から供給された気泡３は、異物５を吸着し、金属屑６から異物５を分離させて、異物５を洗浄水１の水面に向かって浮上させる。
それぞれの気泡生成器４は、洗浄槽２の上部に取り付けられている。
【００１３】
洗浄水１には、微細な気泡３を安定して維持するために、アルコール系化合物または界面活性材等の添加剤が添加されている。
この添加剤は、分子内にカルボキシル基とアミノ基とを有した、分子量をカルボキシル基の数で割った値が９４以上２８０以下の物質、分子内に複数の水酸基を有した、分子量を水酸基の数で割った値が３８以上７３以下の物質、分子内にエステル基を有した、分子量をエステル基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質、または、分子内にスルホン酸基を有した、分子量をスルホン酸基の数で割った値が４７以上１４０以下の物質等である。
この添加剤を、洗浄水１中に０．００１［ｍｏｌ／Ｌ］以上１［ｍｏｌ／Ｌ］以下の微量を添加することで、微細な気泡３を安定して維持することができる。
また、その他の添加剤としては、アルコール系化合物を主とする水酸基含有化合物（ａ１）、アミノ基含有化合物（ａ２）、カルボキシル基含有化合物（ａ３）が好ましい。
また、水酸基含有化合物（ａ１）のうち、１価のアルコール（ａ１１）および２価〜８価の多価アルコール（ａ１２）、フェノール類（ａ１３）、多価フェノール類（ａ１４）、その他の多価アルコール類（ａ１５）がより好ましい。
また、アミノ基含有化合物（ａ２）のうち、モノアミン類（ａ２１）、ポリアミン類（ａ２２）およびアルカノールアミン類（ａ２３）がより好ましい。
また、特に好ましいのは、１価のアルコール（ａ１１）および２価〜８価の多価アルコール（ａ１２）であり、とりわけ好ましいのは、１価のアルコール（ａ１１）である。
【００１４】
１価のアルコール（ａ１１）としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、１−ペンタノール、アリルアルコール、および合成または天然の高級アルコール（例えば、炭素数１４〜１５の合成アルコール（市販品としては、ドバノール４５（三菱化学株式会社製））等の炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜８の１価のアルコールが挙げられる。
【００１５】
多価アルコール（ａ１２）としては、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチルペンタンジオール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ビス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサン、１，４−ビス（ヒドロキシエチル）ベンゼンおよび２，２−ビス（４，４’−ヒドロキシシクロヘキシル）プロパン等の炭素数２〜１８の２価アルコールが挙げられる。
また、多価アルコール（ａ１２）としては、グリセリンおよびトリメチロールプロパン等の炭素数３〜１８の３価アルコールが挙げられる。
また、多価アルコール（ａ１２）としては、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、トリグリセリン、αーメチルグルコシド、ソルビトール、キシリット、マンニット、ジペンタエリスリトール、グルコース、フルクトースおよびショ糖等の４〜８価のアルコールが挙げられる。
【００１６】
フェノール類（ａ１３）としては、フェノールおよび炭素数１〜６のアルキル基を有するアルキルフェノール（例えば、クレゾールおよびｐ−エチルフェノール等）等の１価のフェノールが挙げられる。
【００１７】
多価フェノール類（ａ１４）としては、ピロガロール、カテコール、ヒドロキノン、ビスフェノール（例えば、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＦ、ビスフェノールＳ等）およびトリスフェノール（例えば、トリスフェノールＰＡ等）等の多価アルコールが挙げられる。
【００１８】
その他の多価アルコール類（ａ１５）としては、セルロール系化合物（例えば、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびそれらのケン化物等）、ゼラチン、デンプン、デキストリン、ノボラック樹脂（例えば、フェノールノボラック、クレゾールノボラック等）、ポリフェノール、ポリブタジエンポリオール、ひまし油系ポリオール、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレートの（共）重合体およびポリビニルアルコールなどの多官能（２〜１００）ポリオール等のその他の多価アルコールが挙げられる。
【００１９】
アミノ基含有化合物（ａ２）としては、アンモニア、モノアミン類（ａ２１）、ポリアミン類（ａ２２）、アルカノールアミン類（ａ２３）およびその他の多価アルコールが挙げられる。
【００２０】
モノアミン類（ａ２１）の具体例としては、炭素数１〜２０のアルキルモノアミン類（ブチルアミン等）、炭素数６〜１８の芳香族モノアミン（アニリン等）のモノアミン類等が挙げられる。
【００２１】
ポリアミン類（ａ２２）としては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンおよびジエチレントリアミン等の脂肪族ポリアミン、ピペラジンおよびＮ−アミノエチルピペラジン等の複素環式ポリアミン類、並びに、ジシクロヘキシルメタンジアミン、およびイソホロンジアミン等の脂環式ポリアミンが挙げられる。
また、ポリアミン類（ａ２２）としては、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、ジエチルトリレンジアミン、キシリレンジアミン、ジフェニルメタンジアミン、ジフェニルエーテルジアミンおよびポリフェニルメタンポリアミン等の芳香族ポリアミン、ジカルボン酸と過剰のポリアミン類との縮合により得られるポリアミドポリアミン、並びに、ポリエーテルポリアミンが挙げられる。
【００２２】
アルカノールアミン（ａ２３）としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミンおよびトリイソプロパノールアミン等のアミノアルコール（この場合は、アルコールとアミンの両方の活性水素がｐ価の価数に相当する。）が挙げられる。
【００２３】
添加剤の濃度としては、１ｐｐｍから１０００ｐｐｍの濃度の範囲で用いることが好ましく、特に好ましいのは、５ｐｐｍから１００ｐｐｍの濃度の範囲である。
【００２４】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６を攪拌する攪拌手段である攪拌機７を備えている。
この攪拌機７は、洗浄槽２の底面に設けられた回転部である攪拌翼７ａと、基端部がこの攪拌翼７ａの中心に固定され、先端部が上方向に延びた回転軸７ｂと、この回転軸７ｂの先端部に設けられたモータ部７ｃとを有している。
回転軸７ｂの軸線は鉛直方向であり、攪拌翼７ａは回転軸７ｂを回転中心に回転する。
気泡生成器４の先端部は、攪拌機７によって攪拌される金属屑６に指向している。
【００２５】
金属屑６は、金属の切断、切削またはその他の機械加工において発生するものであり、粒径０．１［μｍ］〜５０，０００［μｍ］の大きさである。
金属屑６は、鉄または銅等の重金属、アルミニウム、マグネシウムまたはチタン等の軽金属、金、銀、白金またはパラジウム等の貴金属、リチウム、チタンまたはモリブデン等のレアメタル、またはこれらの合金である。
なお、金属屑６は、これらの材料に限らず、比重が水より重いものであれば、例えば、熱硬化性樹脂、ポリエチレンまたはポリプロピレン等の汎用プラスチック、またはポリエチレンテレフタラート等のエンジニアリング・プラスチックまたはＡＢＳ樹脂等の特殊な合成樹脂であってもよい。
【００２６】
また、この洗浄装置は、それぞれの気泡生成器４に接続された空気管８と、この空気管８に接続されたガスポンプ９と、空気管８に取り付けられたガス流量計１０とを備えている。
ガスポンプ９は、空気管８を介して、気泡生成器４に空気を供給する。
ガス流量計１０は、空気管８を流れる空気の量を計測する。
【００２７】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２から洗浄水１をオーバーフローさせて、金属屑６から分離して洗浄水１の水面に向かって浮上した異物５を洗浄槽２の外側に排出する異物排出手段１１を備えている。
異物排出手段１１は、それぞれの気泡生成器４に接続された洗浄水循環管１２と、この洗浄水循環管１２に接続された水循環ポンプ１３とを有している。
水循環ポンプ１３は、洗浄水循環管１２を介して、気泡生成器４に洗浄水１を供給し、気泡生成器４から洗浄槽２へ洗浄水１が供給され、洗浄水１が洗浄槽２の許容量を超えて洗浄槽２に供給されることで、洗浄水１が洗浄槽２からオーバーフローする。
また、この洗浄装置は、洗浄水循環管１２に取り付けられた第１の水量計１４ａおよび水圧計１４ｂを備えている。
第１の水量計１４ａは、洗浄水循環管１２を流れる洗浄水１の量を計測する。
【００２８】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の外側に取り付けられた桶１５と、一端部がこの桶１５に接続された配管１６と、この配管１６の他端部が内側に臨んだ油水分離槽１７とを備えている。
桶１５は洗浄槽２からオーバーフローした洗浄水１を受け、桶１５で集められた洗浄水１は、配管１６を介して、油水分離槽１７へ送られて、油水分離槽１７に貯留される。
油水分離槽１７には洗浄水循環管１２が接続されており、油水分離槽１７に貯留された洗浄水１は、異物５が除去された後に、水循環ポンプ１３の駆動によって、再び洗浄槽２に送り込まれる。
【００２９】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の上部に取り付けられた複数枚の第１のメッシュ１８を備えている。
それぞれの第１のメッシュ１８は、上方から視たときに、一方の第１のメッシュ１８の開口部と他方の第１のメッシュ１８の開口部とが、互いにずれて積み重ねられている。
浮上した金属屑６が第１のメッシュ１８に衝突することで、金属屑６は洗浄槽２の底面に沈殿する。
【００３０】
また、この洗浄装置は、一端部が洗浄槽２の内側に臨み、他端部が油水分離槽１７の内側に臨んだ流路管１９と、この流路管１９の中間部に取り付けられた水ポンプ２０と、この水ポンプ２０より下流側の流路管１９に取り付けられた第２の水量計２１とを備えている。
水ポンプ２０が駆動することで、洗浄槽２に貯留された洗浄水１は、流路管１９を介して、油水分離槽１７へ送り込まれる。
第２の水量計２１は、流路管１９を流れる洗浄水１の量を計測する。
【００３１】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２に取り付けられた複数の超音波発生器２２を備えている。
超音波発生器２２は、洗浄槽２に貯留された洗浄水１に超音波を供給し、この超音波が金属屑６に照射されることで、金属屑６に付着した異物５が、金属屑６から分離する。
【００３２】
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の底面に取り付けられた洗浄槽搬出手段２３と、油水分離槽１７の底面に取り付けられた油水分離槽搬出手段２４とを備えている。
洗浄槽搬出手段２３は、洗浄槽２の底面に形成された搬出口を開閉する開閉蓋２３ａと、この開閉蓋２３ａを開閉させるレバー２３ｂとを有している。
レバー２３ｂを用いて開閉蓋２３ａを回動させて、搬出口を開くことで、洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から搬出することができる。
油水分離槽搬出手段２４は、油水分離槽１７の底面に形成された搬出口を開閉する開閉蓋２４ａと、この開閉蓋２４ａを開閉させるレバー２４ｂとを有している。
レバー２４ｂを用いて開閉蓋２４ａを回動させて、搬出口を開くことで、油水分離槽１７の内側に混入した金属屑６を油水分離槽１７から搬出することができる。
【００３３】
図２は、図１の気泡生成器４を示す断面図である。
気泡生成器４は、ベンチュリータイプの管であり、この気泡生成器４は、基端部に、洗浄水１が流入する流入口４ａが形成され、先端部に、洗浄水１が流出する流出口４ｂが形成されている。
また、この気泡生成器４は、中間部に、流入口４ａと流出口４ｂとを連通した狭窄部４ｃと、外側から狭窄部４ｃの内部空間に連通したガス吸引口４ｄとが形成されている。
狭窄部４ｃは、流入口４ａおよび流出口４ｂより流路が狭く形成されている。
流入口４ａから流入した洗浄水１は、狭窄部４ｃで流速が早くなり、この狭窄部４ｃで発生する減圧現象（ベルヌーイの定理）を利用して、ガス吸引口４ｄから外側の空気が吸引され、洗浄水１に気泡３が混入する。
したがって、ガスポンプ９を駆動させなくても、気泡３を洗浄水１に混入させることができる。
なお、ガスポンプ９を駆動させて気泡生成器４に空気を送り、ガス流量計１０で空気の量を検出し、検出される空気の量が所定の量となるように、ガスポンプ９の駆動を調整することで、気泡３の径および気泡３の密度を調整することができる。
【００３４】
また、この洗浄装置は、気泡生成器４の流出口４ｂに設けられた逆止弁２５を備えている。
この逆止弁２５は、異物５または金属屑６が気泡生成器４の内側に流入することを防ぐ。
なお、逆止弁２５に限らず、例えば、微細な第３のメッシュであってもよい。ただし、この第３のメッシュの場合、目詰まりが発生する可能性があるので、定期的に第３のメッシュを交換し、または、第３のメッシュの逆洗手段を洗浄装置に取り付けることが好ましい。
気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を噴射している間は、気泡生成器４の中では、流入口４ａから流出口４ｂに向かって洗浄水１および気泡３が流れる。
一方、気泡生成器４からの洗浄水１および気泡３の噴射を停止したときには、気泡生成器４の中では、洗浄水１および気泡３の流れが停止し、または流出口４ｂから流入口４ａに向かって洗浄水１および気泡３が流れる。
この流出口４ｂから流入口４ａに向かって洗浄水１および気泡３が流れた場合には、逆止弁２５によって、異物５または金属屑６が気泡生成器４の内側に流入することが防止されるので、狭窄部４ｃに異物５または金属屑６が詰まってしまうことが防止され、また、異物５または金属屑６が気泡生成器４を通過して水循環ポンプ１３の内側に入り込むことが防止される。
【００３５】
図３は図１の気泡生成器４を駆動させて、異物５が付着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
金属屑６の洗浄を行う前では、洗浄水１のすべては、油水分離槽１７に貯留されており、洗浄槽２には洗浄水１が存在していない。
まず、洗浄槽２の内側に異物５が付着した金属屑６を入れる。
次に、図３の（ａ）に示すように、攪拌機７が金属屑６を攪拌する攪拌工程を行うとともに、気泡生成器４が洗浄水１とともに気泡３を垂直下向きに噴射する気泡供給工程を行う。
気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を噴射することにより、洗浄槽２には、洗浄水１が貯留される。
このとき、洗浄水１とともに気泡生成器４から噴射された気泡３は、図３の（ｂ）に示すように、金属屑６に衝突して、金属屑６の表面に付着した異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、図３の（ｃ）に示すように、金属屑６から分離する。
【００３６】
洗浄槽２の許容量の９割程度まで洗浄水１が洗浄槽２に貯留されたときには、攪拌機７による金属屑６の攪拌を停止し、気泡生成器４への洗浄水１の供給量および空気の供給量を２分の１以上１０分の１以下まで下げる金属屑沈殿工程を行う。
これにより、気泡生成器４から洗浄槽２へ噴射される洗浄水１および気泡３の量が低減され、図３の（ｄ）に示すように、気泡３に吸着された異物５および気泡３に吸着された金属屑６は、気泡３が洗浄水１の水面に向かって浮上するのに伴って浮上し、気泡３に吸着されていない金属屑６は洗浄槽２の底面に沈殿する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面付近で第１のメッシュ１８に衝突する。
第１のメッシュ１８に衝突した異物５は、疎水性であるので、気泡３に吸着されたまま、さらに洗浄水１の水面に向かって浮上し、気泡３が洗浄水１の水面で波泡して、洗浄水１の水面に放出される。
気泡３に吸着された金属屑６は、洗浄水１の水面付近で第１のメッシュ１８に衝突する。
第１のメッシュ１８に衝突した金属屑６は、親水性であるので、気泡３と分離して、洗浄槽２の底面に沈殿する。
【００３７】
次に、気泡生成器４への気泡３の供給を停止する異物排出工程を行う。
これにより、気泡生成器４から洗浄槽２への気泡３の供給が停止され、金属屑６は洗浄槽２の底面に完全に沈殿する。
また、気泡生成器４からは洗浄水１が噴射され続けるので、洗浄水１は、洗浄水１の表面近くに浮上した異物５とともに、洗浄槽２からオーバーフローして桶１５に集められる。
桶１５に集められた洗浄水１および異物５は、配管１６を介して、油水分離槽１７に貯留される。
次に、気泡生成器４への洗浄水１の供給を停止し、水ポンプ２０を駆動させて、洗浄槽２に貯留された洗浄水１を、流路管１９を介して、油水分離槽１７へ送り込む。
最後に、レバー２３ｂを用いて開閉蓋２３ａを回動させて、洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から搬出する。
【００３８】
図４は、図１の気泡生成器４および超音波発生器２２を駆動させて、異物５が固着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
例えば、異物５が金属屑６に付着してから長時間経過した場合には、金属屑６に付着した異物５は金属屑６に固着した状態となり、気泡生成器４を駆動させただけでは、金属屑６から異物５を分離させることが困難となる場合がある。
この場合、気泡生成器４の駆動と、超音波発生器２２の駆動とを、例えば、５秒〜５分間隔で切り換えて行う。
まず、気泡生成器４を駆動させ、金属屑６に付着した大まかな異物５を金属屑６から分離させる気泡供給工程を行う。
次に、超音波発生器２２を駆動させ、超音波発生器２２から洗浄水１へ超音波を供給する超音波供給工程を行い、図４（ａ）に示すように、超音波が金属屑６に照射される。
これにより、金属屑６に固着していた異物５は、図４（ｂ）に示すように、金属屑６から分離し、金属屑６の周辺に存在する。
次に、超音波発生器２２の駆動を停止し、再度、気泡生成器４を駆動させる気泡供給工程を行うことで、図４（ｃ）に示すように、洗浄水１に気泡３が供給され、この気泡３が金属屑６の周辺に存在する異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面に向かって浮上するので、金属屑６に再付着することが抑制される。
【００３９】
図５は、図１の気泡生成器４および超音波発生器２２を駆動させて、微細な凹凸部の内側に異物５が付着した金属屑６を洗浄する洗浄方法を示す説明図である。
例えば、金属屑６の微細な凹凸部の内側に異物５が付着し、かつ、この凹凸部に気泡３が入り込むことができない場合には、気泡生成器４を駆動させただけでは、金属屑６から異物５を分離させることが困難となる場合がある。
この場合、気泡生成器４の駆動と、超音波発生器２２の駆動とを、例えば、１０秒〜５分間隔で切り換えて行う。
まず、気泡生成器４を駆動させ、金属屑６に付着した大まかな異物５を金属屑６から分離させる気泡供給工程を行った後、超音波発生器２２を駆動させ、超音波発生器２２から洗浄水１へ超音波を供給する超音波供給工程を行い、図５（ａ）に示すように、超音波が金属屑６に照射される。
これにより、金属屑６の凹凸部の内側に付着していた異物５は、図５（ｂ）に示すように、金属屑６の凹凸部から分離し、金属屑６の周辺に存在する。
次に、超音波発生器２２の駆動を停止し、再度、気泡生成器４を駆動させる気泡供給工程を行うことで、図５（ｃ）に示すように、洗浄水１に気泡３が供給され、この気泡３が金属屑６の周辺に存在する異物５を吸着する。
気泡３に吸着された異物５は、洗浄水１の水面に向かって浮上するので、金属屑６に再付着することが抑制される。
【００４０】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図６は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
なお、効果を比較するために、従来から行われているアルカリ洗剤が添加された洗浄水１を用いた洗浄の結果も図６に示している。
このときのアルカリ洗剤の洗浄水１中の濃度を１０％とした。
実験条件として、銅屑の粒径を５００［μｍ］〜１，０００［μｍ］、銅屑の洗浄槽２内での占有率を１０［％］以下、攪拌機７の攪拌速度を３０〜６０［ｒｐｍ］、洗浄水１中の添加剤の濃度を０．００５［ｍｏｌ／Ｌ］、洗浄水１の温度を５０［℃］、気泡生成器４から噴射される洗浄水１の量と空気の量との比を１：１〜１：３とした。
微細な気泡３を用いた洗浄では、５分間の洗浄を行い、微細な気泡３と超音波とを用いた洗浄では、微細な気泡３を用いた２分間の洗浄と、超音波を用いた２分間の洗浄と、微細な気泡３を用いた２分間の洗浄と、超音波を用いた２分間の洗浄と、微細な気泡３を用いた１分間の洗浄とからなる５段階の切換運転によって洗浄を行った。
その後、攪拌機７の駆動を止め、気泡生成器４から噴射される洗浄水１および気泡３の量を、洗浄時の３分の１に減少させて銅屑と油とを分離させた。
さらに、気泡生成器４からの気泡３の噴射を完全に止め、洗浄水１のみを噴射させて、浮上した油を洗浄水１とともに洗浄槽２からオーバーフローさせ、油を洗浄水１とともに桶１５および配管１６を介して油水分離槽１７に移動させた。
油水分離槽１７では、スキマーを用いて油を取り除き、その後、水ポンプ２０を駆動させて、洗浄槽２の洗浄水１を全て、油水分離槽１７に移動させた。
洗浄槽２から銅屑を取り出し、水洗いした後に、６０［℃］の乾燥機で銅屑の水分を完全に蒸発させた。
乾燥後の銅屑を１［ｇ］測り取って、油分抽出溶媒に浸漬させ残留油分を抽出し、油分濃度計を用いて残留油分濃度を測定した。
測定された残留油分濃度と、銅屑１［ｇ］の総表面積とから残留油分密度を算出した。
なお、光学顕微鏡で１粒の銅屑の表面積を測定し、それぞれの銅屑の表面積が同一であるとして、１粒の表面積に１［ｇ］あたりの粒数を乗じて、銅屑１［ｇ］の総表面積を算出した。
図６に示すように、洗浄を行う前の銅屑の残留油分密度が、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であり、また、アルカリ洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、１１２．５［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、微細な気泡３を用いた洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３０．７［μｇ／ｃｍ２］まで低下し、また、微細な気泡３と超音波とを用いた洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３．２［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００４１】
金属屑６の洗浄装置を実際にライン化するためには、金属屑６を繰り返し洗浄した場合であっても、安定して良好な洗浄効果が得られることを確かめる必要がある。つまり、繰り返し洗浄にともない速やかに洗浄液が劣化し、洗浄効果が低下してしまう場合には、洗浄効果を保つために、定期的に洗浄液の補充または交換が必要となる。
そこで、実際に、本願発明者は、金属屑６の洗浄を繰り返し行う実験を行った。
図７は、気泡３を用いた金属屑６の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化と、超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑６の洗浄を繰り返し行ったときの残留油分密度の変化とを示した図である。
気泡３を用いた金属屑６の洗浄実験は、上述した方法で繰り返し行った。
超音波とアルカリ洗剤とを用いた金属屑６の洗浄実験は、上述したアルカリ洗剤が添加された洗浄水１に超音波を照射した。
気泡３を用いた洗浄では、洗浄バッチ回数が１回のときに、金属屑６の残留油分密度が３０．７［μｇ／ｃｍ２］であり、洗浄バッチ回数を６回行っても、金属屑６の残留油分密度は同程度であり、洗浄水１の劣化が全く見られなかった。
一方、超音波とアルカリ洗剤とを用いた洗浄では、洗浄バッチ回数が１回のときに、２２．３［μｇ／ｃｍ２］となり、図６のアルカリ洗剤を用いた洗浄結果と比較して、良い洗浄効果が得られたが、繰り返して洗浄を行うにつれて、洗浄効果が低下し、洗浄バッチ回数が６回のときに、金属屑６の残留油分密度が５８．３［μｇ／ｃｍ２］まで悪化した。
これは、超音波とアルカリ洗剤とを用いた洗浄では、洗浄水１中に異物５が蓄積されて、金属屑６の周辺に存在するため、洗浄水１が速やかに劣化する一方、気泡３を用いた洗浄では、洗浄水１中の異物５が気泡３に吸着されて洗浄水１の水面に向かって浮上して、さらに浮上した異物５が除去されるので、洗浄水１の劣化が低減されることによる。
【００４２】
次に、工場の金属切断・切削工程で金属屑６が排出されてから、この金属屑６が溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスについて説明する。
図８は、金属屑６が工場の金属切断・切削工程で排出されてから溶解・再利用工程に供されるまでのシーケンスを示す説明図である。
まず、工場で発生した金属屑６に大量の異物５が付着している場合には、ふるいまたは湯洗等の前処理を行って大体の異物５を金属屑６から除去する（ステップＳ１）。
次に、上述したように、気泡３と超音波とを用いた洗浄を行う（ステップＳ２）。
洗浄後の金属屑６を洗浄槽２から取り出した後、水切り（エアブロー）によって、金属屑６に付着した洗浄水１を飛ばす（ステップＳ３）。
その後、必要に応じて、水すすぎを行い（ステップＳ４）、さらに、熱風乾燥を行って金属屑６に付着した残水分を確実に除去し（ステップＳ５）、金属屑６が溶解工程に供される。
【００４３】
次に、上述した前工程について説明する。
金属の切断・切削工程によって金属屑６が発生した際、金属屑６には、油または樹脂微粉末等の異物５が大量に付着している。この状態で金属屑６を洗浄装置に入れて洗浄することで、洗浄水１中に大量の異物５が放出される。
その結果、洗浄水１から異物５を分離・回収するために長い時間が必要となり、洗浄水１中の異物５が確実に分離されずに洗浄水１が劣化してしまう場合がある。
そこで、この洗浄装置に金属屑６を入れる前に、金属屑６に前処理を行って、付着した異物５の量を減らすことで、洗浄装置による金属屑６の洗浄を円滑に行うことができる。
実際、本願発明者は、前処理として、ふるいと、湯洗との２つ処理を実験した。
【００４４】
図９は、異物５である樹脂微粉末が付着した金属屑６である銅屑に、ふるいによる前処理を行ったときの樹脂微粉末の総重量を示した図である。
なお、銅屑の粒径は、８００〜１，２００［μｍ］である。
開口部の径が５００［μｍ］のメッシュから構成されたかごに、５［ｋｇ］の銅屑を入れて、機械的に１分間、上下に振動させた。
気泡３を用いた洗浄の後には、銅屑から樹脂微粉末が全て除去されていることから、前処理を行う前の銅屑の総重量と、前処理を行った後の銅屑の総重量と、気泡３を用いた洗浄の後の銅屑の総重量とから、前処理を行う前の樹脂微粉末の総重量と、前処理を行った後の樹脂微粉末の総重量とを算出した。
図９に示すように、前処理をする前の１［ｋｇ］の銅屑に付着した樹脂微粉末の総重量が、１４２．５［ｇ］であるのに対し、ふるいによる前処理をした後の１［ｋｇ］の銅屑に付着した樹脂微粉末の総重量は３０．１［ｇ］となり、簡単な前処理を行うことにより、約８０％の樹脂微粉末を金属屑６から除去することができた。
【００４５】
図１０は、異物５である水溶性油が付着した金属屑６である銅屑に、湯洗による前処理を行ったときの銅屑に付着した残留油分密度を示した図である。
なお、銅屑の粒径は、８００〜１，２００［μｍ］である。
上述したメッシュから構成されたかごに、５［ｋｇ］の銅屑を入れて、５０［℃］の水を１［Ｌ］、銅屑に滴下した後、水切り（エアブロー）を行った。
図１０に示すように、前処理を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５２２．３［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、湯洗による前処理を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、１９４．６［μｇ／ｃｍ２］となり、簡単な前処理を行うことにより、約６０％の水溶性油を金属屑６から除去することができた。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置によれば、攪拌機７によって金属屑６が攪拌され、攪拌された金属屑６に付着している異物５を、気泡生成器４から供給された気泡３が吸着し、気泡３に吸着された異物５が金属屑６から分離して洗浄水１の水面に向かって浮上し、異物排出手段１１により、洗浄槽２から洗浄水１がオーバーフローして、洗浄水１の水面付近まで浮上した異物５を洗浄槽２の外側に排出するので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
その結果、再付着した異物５をさらに洗浄する必要がなくなるので、洗浄装置のエネルギー消費量を削減することができる。
また、洗浄水１および気泡３によって異物５を金属屑から分離するので、有害性または有毒性のある洗浄液を用いた場合と比較して、有害性または有毒性の物質を削減することができ、環境負荷を低減させることができる。
また、攪拌機７は、洗浄槽２の内側に取り付けられた、回転することで金属屑６を攪拌する回転部を有し、気泡生成器４は、金属屑６に指向して洗浄水１および気泡３を噴射するので、攪拌機７が金属屑６を攪拌するとともに、気泡生成器４が洗浄水１および気泡３を金属屑６に衝突させることができ、金属屑６に固着した異物５を金属屑６から除去することができる。
【００４７】
また、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、攪拌機７を回転させて金属屑６を攪拌する攪拌工程と、攪拌された金属屑６に向かって気泡生成器４から洗浄水１および気泡３を噴射する気泡供給工程と、洗浄水１を洗浄槽２からオーバーフローさせて、異物５を洗浄槽２の外側へ排出する異物排出工程とを備えているので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
【００４８】
また、攪拌翼７ａは、洗浄槽２の内側の底面に設けられ、回転中心が鉛直方向を向いて回転するので、簡単な構成で、金属屑６を攪拌して、気泡生成器４から噴射された気泡３を金属屑６に衝突させることができる。
【００４９】
また、洗浄槽２の上部には、浮上した金属屑６と衝突する第１のメッシュ１８が取り付けられ、気泡３とともに浮上した金属屑６を第１のメッシュ１８に衝突させるので、衝突により気泡３から金属屑６を分離させて、気泡３から分離した金属屑６を洗浄槽２の底面に沈殿させることができる。
【００５０】
また、気泡生成器４には、流出口４ｂに、金属屑６または異物５の流入を防ぐ逆止弁２５または第３のメッシュが設けられ、気泡生成器４からの洗浄水１および気泡３の噴射を停止したときに、気泡生成器４の内部に金属屑６または異物５が流入することを抑制するので、気泡生成器４の洗浄水１および気泡３の噴射能力が低下することを抑制することができ、さらに、水循環ポンプ１３の内部に金属屑６または異物５が流入することを抑制して、水循環ポンプ１３の洗浄水１の循環能力が低下することを抑制することができる。
その結果、洗浄装置の長寿命化を図ることができる。
【００５１】
また、超音波発生器２２から洗浄水１に超音波を供給して、超音波によって金属屑６に固着した異物５を金属屑６から分離させる超音波供給工程を備えているので、洗浄効果を向上させることができる。
【００５２】
また、攪拌工程および気泡供給工程の後、金属屑６の攪拌および気泡３の供給を低減させることで金属屑６を沈殿させる金属屑沈殿工程を備え、金属屑沈殿工程の後に、異物排出工程を行うので、金属屑６から分離した異物５が金属屑６に再付着することを抑制することができる。
また、この洗浄方法によって洗浄された金属屑６の再資源化または再利用化を図ることができる。
【００５３】
実施の形態２．
図１１はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の攪拌機２６は、洗浄槽２の内側に取り付けられた、水平方向に延びた円柱形状の回転軸２６ａと、洗浄槽２の内側であって回転軸２６ａの周囲に等間隔に取り付けられた複数の回転部である延出部２６ｂとを有している。
それぞれの延出部２６ｂは回転軸２６ａから径方向に延びており、延出部２６ｂが回転軸２６ａを中心に回転することで、金属屑６が延出部２６ｂに掬い取られて攪拌する。
気泡生成器４は、洗浄槽２の上部に取り付けられており、攪拌機２６によって攪拌される金属屑６に指向している。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５４】
次に、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の動作について説明する。
攪拌機２６が駆動することで、延出部２６ｂが回転して金属屑６が少量ずつ持ち上げられる。
一方、気泡生成器４から洗浄水１および気泡３が金属屑６に向かって噴射される。
洗浄水１および気泡３が衝突した金属屑６は、攪拌機２６の延出部２６ｂの上で浮遊して、気泡３が金属屑６の細部まで行き渡る。
攪拌機２６が金属屑６を少量ずつ持ち上げるので、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６は、均一に洗浄水１および気泡３が当てられ、また、勢い良く洗浄水１および気泡３に衝突される。
【００５５】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１２は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１２に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、２９．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００５６】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、攪拌機２６の延出部２６ｂの回転中心が鉛直方向であるので、攪拌機２６が金属屑６を少量ずつ持ち上げることができる。その結果、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６に均一に洗浄水１および気泡３を当てることができ、また、持ち上げられた金属屑６に洗浄水１および気泡３を勢い良く衝突させることができる。
【００５７】
実施の形態３．
図１３はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、気泡生成手段が攪拌手段を兼用している。
気泡生成手段は、洗浄槽２の内側の底面に取り付けられた複数の第１の気泡生成器２７と洗浄槽２の側面に取り付けられた複数対の第２の気泡生成器２８とを有している。
なお、第１の気泡生成器２７は１個であってもよく、また第２の気泡生成器２８は一対であってもよい。
第１の気泡生成器２７は、上方に向かって洗浄水１および気泡３を噴射するように配置されており、第１の気泡生成器２７が洗浄水１および気泡３を噴射することで、洗浄槽２の内側に入れられた金属屑６が洗浄槽２の内側で攪拌される。
一対の第２の気泡生成器２８は、互いに気泡３が衝突するように対向して配置されており、一対の第２の気泡生成器２８から洗浄水１および気泡３が噴射されることで、金属屑６は洗浄水１および気泡３に挟みこまれる。
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の上部と桶１５との間に、４０メッシュまたは６０メッシュである微細な第２のメッシュ２９を備えている
この第２のメッシュ２９は、洗浄水１が通過可能であるとともに、金属屑６の移動を規制する。
したがって、洗浄水１が洗浄槽２からオーバーフローする際に、洗浄水１は第２のメッシュ２９を通過するとともに、洗浄水１に含まれる金属屑６は、第２のメッシュ２９により移動が規制されて、桶１５に到達することが抑制される。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００５８】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１４は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１４に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、３６．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置によれば、気泡生成手段が攪拌手段を兼用しているので、実施の形態１に記載の金属屑６の洗浄方法と比較して、攪拌機７を備える必要がなく、金属屑６の洗浄装置の構造を簡単にすることができ、洗浄装置の分解、分離の容易性を向上させることができる。
【００６０】
また、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、気泡供給手段が、金属屑６を攪拌するとともに、異物を金属屑６から分離させ、異物を浮上させるので、攪拌機７を駆動させる必要がない。
【００６１】
また、第１の気泡生成器２７が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６が攪拌され、第２の気泡生成器２８が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６が洗浄水１および気泡３に挟みこまれるので、金属屑６に勢い良く気泡３を衝突させることができ、かつ金属屑６を均一に高純度に洗浄することができる。
【００６２】
また、洗浄槽２の上部と桶１５との間には、洗浄水１が通過可能であるとともに、金属屑６の移動を規制する第２のメッシュ２９が設けられ、第２のメッシュ２９によって、洗浄槽２からオーバーフローする洗浄水１に含まれる金属屑６を洗浄水１から分離するので、桶１５に到達することを抑制することができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態１および上記実施の形態２に記載の金属屑の洗浄装置に、この実施の形態に記載の第２のメッシュ２９を設けてもよい。
【００６４】
実施の形態４．
図１５（ａ）はこの実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置の要部を示す断面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の洗浄装置の要部を示す平面図である。
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、気泡生成手段が攪拌手段を兼用している。
気泡生成手段は、洗浄槽２の側面に取り付けられた複数の気泡生成器３０である。
それぞれの気泡生成器３０は、噴射される洗浄水１および気泡３が洗浄槽２の側面に沿って循環移動するように、洗浄槽２の周方向に傾いている。
また、この洗浄装置は、洗浄槽２の内側の底面に取り付けられた円柱形状の支柱３１を備えている。
この支柱３１は、洗浄槽２の底面から上方に延びている。
その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００６５】
気泡生成器３０が洗浄水１および気泡３を噴射することで、金属屑６は洗浄水１および気泡３とともに洗浄槽２の側面に沿って回転する。
回転する金属屑６は、新たに気泡生成器３０から噴射された気泡３と勢い良く衝突し、金属屑６に固着した異物５が、金属屑６から分離し、周囲にある気泡３に吸着されて浮上する。
また、回転する金属屑６には遠心力が作用するので、金属屑６は洗浄槽２の側面に近づき、金属屑６と気泡３との衝突が増加し、金属屑６から分離する異物５が増大する。
【００６６】
実際、本願発明者は、この洗浄装置を用いて、銅製品の製造工程から排出された、異物５である油が付着した金属屑６である銅屑を洗浄する実験を行った。
図１６は、銅屑の洗浄前後における銅屑に付着した残留油分密度を測定した結果を示した図である。
実験条件は、実施の形態１のときと同様である。
図１６に示すように、洗浄を行う前の銅屑に付着した残留油分密度は、５１８．１［μｇ／ｃｍ２］であるのに対し、洗浄を行った後の銅屑に付着した残留油分密度は、４１．１［μｇ／ｃｍ２］まで低下した。
【００６７】
以上説明したように、この実施の形態に係る金属屑６の洗浄方法によれば、気泡生成器３０および支柱３１により、洗浄水１および気泡３が洗浄槽２の内側で回転して、金属屑６を洗浄槽２の側面に沿って回転させるので、金属屑６に気泡３を勢い良く衝突させることができ、金属屑６に固着した異物５を、金属屑６から分離させることができる。
また、回転する金属屑６には遠心力が作用するので、金属屑６は洗浄槽２の側面に近づき、洗浄槽２の側面から噴射される気泡３と金属屑６との衝突が増え、金属屑６から分離する異物５を増大させることができる。
【００６８】
実施の形態５．
この実施の形態に係る金属屑６の洗浄装置は、洗浄槽２の上部に取り付けられた第１のメッシュ１８が磁石から構成されている。
金属屑６が、鉄などの磁性体から構成されている場合に、金属屑６が第１のメッシュ１８に衝突することで、金属屑６が第１のメッシュ１８に吸着され、金属屑６が油水分離槽１７へ排出されることを抑制することができる。
金属屑６の洗浄を行った後に、第１のメッシュ１８に付着した金属屑６を回収する。
その他の構成は、実施の形態１と同様である。
なお、実施の形態２ないし実施の形態４に記載の金属屑６の洗浄装置に、磁石から構成された第１のメッシュ１８を備えてもよい。
また、実施の形態３に記載の第２のメッシュ２９を備えてもよい。
【００６９】
以上説明したように、この実施の形態に係る洗浄方法によれば、第１のメッシュ１８が磁石から構成され、第１のメッシュ１８に衝突して気泡３と分離した金属屑６を第１のメッシュ１８に吸引させるので、金属屑６が油水分離槽１７へ排出されることを抑制することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１ 洗浄水（洗浄液）、２ 洗浄槽、３ 気泡、４ 気泡生成器（気泡供給手段）、４ａ 流入口、４ｂ 流出口、４ｃ 狭窄部、４ｄ ガス吸引口、５ 異物、６ 金属屑、７ 攪拌機（攪拌手段）、７ａ 攪拌翼（回転部）、７ｂ 回転軸、７ｃ モータ部、８ 空気管、９ ガスポンプ、１０ ガス流量計、１１ 異物排出手段、１２ 洗浄水循環管、１３ 水循環ポンプ、１４ａ 第１の水量計、１４ｂ 水圧計、１５ 桶、１６ 配管、１７ 油水分離槽、１８ 第１のメッシュ、１９ 流路管、２０ 水ポンプ、２１ 第２の水量計、２２ 超音波発生器、２３ 洗浄槽搬出手段、２３ａ 開閉蓋、２３ｂ レバー、２４ 油水分離槽搬出手段、２４ａ 開閉蓋、２４ｂ レバー、２５ 逆止弁、２６ 攪拌機、２６ａ 回転軸、２６ｂ 延出部（回転部）、２７ 第１の気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、２８ 第２の気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、２９ 第２のメッシュ、３０ 気泡生成器（気泡供給手段、攪拌手段）、３１ 支柱。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽の内側に設けられた回転部を有し、前記回転部が回転することで前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、
前記気泡供給手段は、前記洗浄液とともに前記気泡を噴射する気泡生成器であり、
前記気泡生成器の流出口は、前記攪拌手段によって攪拌される前記金属屑に指向していることを特徴とする金属屑の洗浄装置。
【請求項２】
異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、
前記気泡供給手段は、前記攪拌手段を兼用することを特徴とする金属屑の洗浄装置。
【請求項３】
洗浄液が貯留された洗浄槽の内側に設けられた回転部を回転させて、前記洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、
攪拌された前記金属屑に向かって気泡生成器から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えたことを特徴とする金属屑の洗浄方法。
【請求項４】
前記回転部は、前記洗浄槽の底面に設けられ、回転中心が鉛直方向を向いて回転することを特徴とする請求項３に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項５】
前記回転部は、回転中心が水平方向を向いて回転することを特徴とする請求項３に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項６】
洗浄液が貯留された洗浄槽に気泡供給手段から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、
攪拌された前記金属屑に向かって前記気泡供給手段から前記洗浄液とともに前記気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えたことを特徴とする金属屑の洗浄方法。
【請求項７】
前記気泡供給手段は、前記洗浄槽の底面から上方向に向かって前記気泡を噴射して前記金属屑を浮遊させ、前記洗浄槽の側面から互いに対向する方向に向かって前記気泡を噴射して、浮上した前記金属屑を前記気泡で挟み込むことを特徴とする請求項６に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄槽の内側の底面には、上方向に延びた円柱形状の支柱が設けられ、
前記気泡供給手段は、前記気泡が前記洗浄槽の側面に沿って回転するように前記洗浄槽の側面から前記洗浄液および前記気泡を噴射して、前記金属屑を前記洗浄槽の側面に沿って回転させることを特徴とする請求項６に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄槽の上部には、浮上した前記金属屑と衝突する第１のメッシュが設けられ、
浮上した前記金属屑を前記第１のメッシュに衝突させて、前記金属屑と前記気泡とを分離させることを特徴とする請求項３ないし請求項８の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄槽の外側には、前記洗浄槽からオーバーフローする前記洗浄液を受ける桶が設けられ、
前記洗浄槽と前記桶との間には、前記洗浄液が通過可能であるとともに前記金属屑の通過を規制する第２のメッシュが設けられ、
前記第２のメッシュによって、前記洗浄槽からオーバーフローする前記洗浄液に含まれる前記金属屑を前記洗浄液から分離することを特徴とする請求項３ないし請求項９の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１１】
前記第１のメッシュは、磁石から構成され、
前記第１のメッシュに衝突して前記気泡と分離した前記金属屑を前記第１のメッシュに吸引させることを特徴とする請求項９に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１２】
前記気泡生成器の前記流出口には、前記金属屑または前記異物の流入を防ぐ逆止弁または第３のメッシュが設けられ、
前記気泡生成器からの前記洗浄液および前記気泡の噴射を停止したときに、前記逆止弁または前記第３のメッシュによって、前記金属屑または前記異物が前記気泡生成器に流入することを抑制することを特徴とする請求項３ないし請求項１１の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に超音波を供給して、前記金属屑に付着した前記異物を前記金属屑から分離させる超音波供給工程をさらに備えたことを特徴とする請求項３ないし請求項１２の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１４】
前記攪拌工程および前記気泡供給工程の後、前記金属屑の攪拌および前記気泡の供給を低減させることで、前記金属屑を沈殿させる金属屑沈殿工程を備え、
前記金属屑沈殿工程の後に、前記異物排出工程を行うことを特徴とする請求項３ないし請求項１３の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１５】
請求項３ないし請求項１４の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法によって洗浄されたことを特徴とする金属屑。
【請求項１】
異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽の内側に設けられた回転部を有し、前記回転部が回転することで前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、
前記気泡供給手段は、前記洗浄液とともに前記気泡を噴射する気泡生成器であり、
前記気泡生成器の流出口は、前記攪拌手段によって攪拌される前記金属屑に指向していることを特徴とする金属屑の洗浄装置。
【請求項２】
異物が表面に付着した金属屑が内側に入れられ、洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記金属屑を攪拌する攪拌手段と、
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給手段と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出手段とを備え、
前記気泡供給手段は、前記攪拌手段を兼用することを特徴とする金属屑の洗浄装置。
【請求項３】
洗浄液が貯留された洗浄槽の内側に設けられた回転部を回転させて、前記洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、
攪拌された前記金属屑に向かって気泡生成器から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えたことを特徴とする金属屑の洗浄方法。
【請求項４】
前記回転部は、前記洗浄槽の底面に設けられ、回転中心が鉛直方向を向いて回転することを特徴とする請求項３に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項５】
前記回転部は、回転中心が水平方向を向いて回転することを特徴とする請求項３に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項６】
洗浄液が貯留された洗浄槽に気泡供給手段から前記洗浄液とともに気泡を噴射して、洗浄槽の内側に入れられた、異物が表面に付着した金属屑を攪拌する攪拌工程と、
攪拌された前記金属屑に向かって前記気泡供給手段から前記洗浄液とともに前記気泡を噴射して、前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に前記気泡を供給し、前記気泡を前記異物に吸着させ、前記気泡の衝突によって前記異物を前記金属屑から分離させ、前記気泡が前記洗浄液の液面に向かって浮上するのに伴って前記異物を浮上させる気泡供給工程と、
前記洗浄液を前記洗浄槽からオーバーフローさせて、浮上した前記異物を前記洗浄槽の外側へ排出する異物排出工程とを備えたことを特徴とする金属屑の洗浄方法。
【請求項７】
前記気泡供給手段は、前記洗浄槽の底面から上方向に向かって前記気泡を噴射して前記金属屑を浮遊させ、前記洗浄槽の側面から互いに対向する方向に向かって前記気泡を噴射して、浮上した前記金属屑を前記気泡で挟み込むことを特徴とする請求項６に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄槽の内側の底面には、上方向に延びた円柱形状の支柱が設けられ、
前記気泡供給手段は、前記気泡が前記洗浄槽の側面に沿って回転するように前記洗浄槽の側面から前記洗浄液および前記気泡を噴射して、前記金属屑を前記洗浄槽の側面に沿って回転させることを特徴とする請求項６に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項９】
前記洗浄槽の上部には、浮上した前記金属屑と衝突する第１のメッシュが設けられ、
浮上した前記金属屑を前記第１のメッシュに衝突させて、前記金属屑と前記気泡とを分離させることを特徴とする請求項３ないし請求項８の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１０】
前記洗浄槽の外側には、前記洗浄槽からオーバーフローする前記洗浄液を受ける桶が設けられ、
前記洗浄槽と前記桶との間には、前記洗浄液が通過可能であるとともに前記金属屑の通過を規制する第２のメッシュが設けられ、
前記第２のメッシュによって、前記洗浄槽からオーバーフローする前記洗浄液に含まれる前記金属屑を前記洗浄液から分離することを特徴とする請求項３ないし請求項９の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１１】
前記第１のメッシュは、磁石から構成され、
前記第１のメッシュに衝突して前記気泡と分離した前記金属屑を前記第１のメッシュに吸引させることを特徴とする請求項９に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１２】
前記気泡生成器の前記流出口には、前記金属屑または前記異物の流入を防ぐ逆止弁または第３のメッシュが設けられ、
前記気泡生成器からの前記洗浄液および前記気泡の噴射を停止したときに、前記逆止弁または前記第３のメッシュによって、前記金属屑または前記異物が前記気泡生成器に流入することを抑制することを特徴とする請求項３ないし請求項１１の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１３】
前記洗浄槽に貯留された前記洗浄液に超音波を供給して、前記金属屑に付着した前記異物を前記金属屑から分離させる超音波供給工程をさらに備えたことを特徴とする請求項３ないし請求項１２の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１４】
前記攪拌工程および前記気泡供給工程の後、前記金属屑の攪拌および前記気泡の供給を低減させることで、前記金属屑を沈殿させる金属屑沈殿工程を備え、
前記金属屑沈殿工程の後に、前記異物排出工程を行うことを特徴とする請求項３ないし請求項１３の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法。
【請求項１５】
請求項３ないし請求項１４の何れか１項に記載の金属屑の洗浄方法によって洗浄されたことを特徴とする金属屑。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１０−１８９７４２（Ｐ２０１０−１８９７４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７６０８（Ｐ２００９−３７６０８）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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