JP2022158497A

JP2022158497A - 洗浄方法および洗浄装置

Info

Publication number: JP2022158497A
Application number: JP2021063445A
Authority: JP
Inventors: 悠輔山形; Yusuke Yamagata
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2022-10-17

Abstract

【課題】本開示は、シール材が付着した部材を洗浄する際、作業者の負担を軽減できる洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。【解決手段】本開示に係る洗浄方法では、シール材が付着した被洗浄部材１を、溶媒および溶媒２２に不溶な粒状部材２１を含む洗浄液２０に浸漬させ、洗浄液２０中で、粒状部材２１が被洗浄部材１に衝突するよう洗浄液２０に流れを発生させ、被洗浄部材１に付着していたシール部材を、粒状部材２１に吸着させて除去する。【選択図】図４

Description

本開示は、洗浄方法および洗浄装置に関するものである。

航空機構造体等では、シール材が用いられている（特許文献１参照）。このシール材は使用する前に一定時間撹拌する必要がある。

シール材は高粘度であるため、撹拌には電動モータ式の撹拌機が用いられる。撹拌機は、シール材が収容される容器と、シール材を撹拌する撹拌パドルとを備えている。

シール材が入っていた容器は、使用後に廃棄される。一方、撹拌パドルは高価であるため、繰り返し使用される。使用済みの撹拌パドルにはシール材が付着している。そのため、再使用前に洗浄し、撹拌パドルからシール材を完全に除去する必要がある。

従来、撹拌パドルの洗浄には、有機溶媒または高圧洗浄機が用いられている。

有機溶媒を用いた洗浄では、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）および樹脂製のブラシを用いて、作業者が手作業で撹拌パドルからシール材を除去する。

特開２０１８－１７２５５６号公報

現状、撹拌パドルの洗浄には専属の人員が必要である。１本の撹拌パドルの洗浄に要する時間が数分であったとしても、本数が多いと人件費が嵩む。

ＭＥＫは、消防法で第４類引火性液体_第１石油類_非水溶性に分類される危険物である。危険物を取り扱うためには、作業者の教育が必要である。危険物に指定される薬剤は、１日の取扱量が規制されている。例えば、事業所等の通常建屋での指定数量は２００Ｌであり、１日に取り扱えるのは指定数量の１／５（４０Ｌ未満）である。

撹拌パドルの洗浄には、ＭＥＫが大量に必要である。これは、同建屋内における他の作業でＭＥＫを使用する際の制約となる。

高圧洗浄機では、洗浄液に高圧力をかけて噴き出し高粘度のシール材を除去する。しかしながら、高圧洗浄機を用いる場合、設備が大型となる。大型の設備の導入には、搬入経路、設置スペースおよび建屋の耐荷重等の制約がある。高圧洗浄機は、定期メンテナンスが必要である。撹拌パドルから取り除かれたシール材は、時間経過により徐々に硬化するため、高圧洗浄機の経路に詰まる可能性が高い。高圧を発生させる際に生じる騒音の対策も必要である。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シール材が付着した部材を洗浄する際、作業者の負担を軽減できる洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。

本開示は、従来よりも少ない洗浄液量でシール材を除去できる洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。

本開示は、高圧洗浄機と比べて小型の設備でシール材を除去できる洗浄方法および洗浄装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の洗浄方法および洗浄装置は以下の手段を採用する。

本開示は、シール材が付着した被洗浄部材を、溶媒および該溶媒に不溶な粒状部材を含む洗浄液に浸漬させ、前記洗浄液中で、前記粒状部材が前記被洗浄部材に衝突するよう前記洗浄液に流れを発生させ、前記被洗浄部材に付着していたシール部材を、前記粒状部材に吸着させて除去する洗浄方法を提供する。

本開示は、シール材が付着した被洗浄部材を設置する被洗浄部材設置部と、溶媒および該溶媒に不溶な粒状部材を含む洗浄液と前記被洗浄部材とを収容できる洗浄容器と、前記洗浄容器内に収容された洗浄液を流動させる液流発生部と、を備えた洗浄装置を提供する。

本開示によれば、洗浄液に被洗浄部材を浸した状態で、洗浄が行われる。これにより、従来の樹脂ブラシを用いた手作業での洗浄に比べて、洗浄液の使用量を低減できる。

洗浄液を流動させることで、粒状部材が被洗浄部材に衝突する。被洗浄部材に付着していたシール材は、衝突した粒状部材に吸着し、被洗浄部材の表面から除去される。

洗浄液の流動は、粒状部材が被洗浄部材に衝突できる程度であればよい。そのような洗浄液の流れは、高圧洗浄機よりも小型の装置で発生させられる。洗浄液を流動させている間、作業者が張り付いている必要はない。

粒状部材は、溶媒に不溶であるため、洗浄途中で溶けることなく、シール材を除去できる。粒状部材が溶けて被洗浄部材に付着することもない。

撹拌翼の一例を示す図である。一実施形態に係る洗浄装置の概略構成図である。洗浄液を入れた洗浄容器の断面図である。洗浄液中に被洗浄部材を浸漬した状態で、洗浄液に流れを発生させたイメージ図である。

以下に、本開示に係る洗浄方法および洗浄装置の一実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態における洗浄対象（被洗浄部材）は、シール材撹拌機で使用された後の撹拌翼である。

（シール材）
シール材は、自動車、産業機械、住宅設備（建具）、航空機、宇宙機、武器車両、船舶、鉄道車両、車両設備、車体遮蔽（ドア、窓、シール）、工作機械等での使用が想定される部材である。シール材は、樹脂を主成分とした高粘度材料から形成されている。樹脂は、ポリサルファイド系等であってよい。

シール材撹拌機で使用された後の撹拌翼の表面には、シール材が付着している。撹拌終了直後のシール材は、高粘度の状態であるが、時間経過とともに硬くなる。

図１に、撹拌翼の一例を示す。図１の撹拌翼は、アンカー翼１である。該アンカー翼１は、支持部２と一体で形成されている。アンカー翼１および支持部２は、例えば、ステンレス製である。アンカー翼１は、高粘度材料の混合に適している。

（洗浄装置）
図２に、本実施形態に係る洗浄方法を実施するための洗浄装置の概略構成図を例示する。

洗浄装置１０は、被洗浄部材設置部１１、洗浄容器１２および液流発生部１３を備えている。

被洗浄部材設置部１１には、被洗浄部材（図２では、アンカー翼１）が設置され得る。図２において、被洗浄部材設置部１１は、液流発生部１３上に配置されている。図２では、アンカー翼１が洗浄容器１２内に収容されるよう、支持部２の端部が被洗浄部材設置部１１に接続されている。

洗浄容器１２は、洗浄液および被洗浄部材を収容可能な容量を有する。図２における洗浄容器１２は、有底円筒状であり、開口１４を有する。洗浄容器１２の直径は、アンカー翼の翼径の１．１～１．５倍程度であるとよい。洗浄容器１２は、金属製の缶であってよい。洗浄容器１２は、円筒軸を中心として回転可能に、液流発生部１３の上に配置されている。

液流発生部１３は、洗浄容器１２内に収容された洗浄液に流れを発生させる駆動部を有する。駆動部は、電動式またはエア式であってよい。駆動部がエア式である洗浄装置は、防爆エリアでも使用できる。液流発生部１３は、例えば、撹拌装置等である。

図２の液流発生部１３は、回転部１５および回転部を回転させる駆動部（不図示）を有する撹拌装置である。洗浄容器１２は回転部１５に接続されている。駆動部は、洗浄容器１２の円筒軸を中心として洗浄容器１２が回転するよう、回転部１５を回転させる。液流発生部１３は、電源１６、運転時間設定部１７、正逆回転切替部１８、および回転速度調整部１９等を備えていてもよい。

（洗浄方法）
本実施形態に係る洗浄方法では、溶媒および粒状部材を含む洗浄液に被接合部材（本実施形態では撹拌翼）を浸漬させた状態で、洗浄液を流動させる。

溶媒は、粒状部材が不溶の液体である。「不溶」とは、粒状部材が一切溶解しないことである。溶媒は、水、有機溶媒等である。有機溶媒は、例えば、アルコール類、エチル類、ケトン類、アセトン類である。溶媒は、引火性の液体であってよい。溶媒は、１気圧における引火点が２１℃以上であることが好ましい。好適な溶媒は、イソプロピルアルコールである。

粒状部材は、樹脂製の球体（樹脂球）またはセラミックス製の球体（セラミックス球）であってよい。該球体の直径は、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるとよい。樹脂球の材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、フッ素樹脂、メラミン樹脂等であってよい。セラミックス球の材料は、ジルコン質、アルミナ質等であってよい。

溶媒および粒状部材は、体積比で溶媒が粒状部材の２～５倍程度、好ましくは３～４倍となるよう混合させるとよい。

図３に、洗浄液２０を入れた洗浄容器１２の断面図を示す。静置した洗浄液２０中において、粒状部材２１は溶媒２２に分散、または沈殿している。粒状部材２１は、洗浄液２０が流動することで溶媒２２中に粒状部材２１が分散され得る比重である。

洗浄液２０の流動は、例えば、撹拌により発生させることができる。撹拌速度は、２０ｒｐｍ以上２００ｒｐｍ以下、好ましくは４０ｒｐｍ以上１００ｒｐｍ以下であってよい。

図４に、洗浄液２０中に被洗浄部材（アンカー翼１）を浸漬した状態で、洗浄液２０に流れを発生させたイメージ図を示す。洗浄容器１２を回転させて洗浄液２０を流動させることで、溶媒２２中に粒状部材２１が分散される。流れに乗って移動する途中、粒状部材２１が、アンカー翼１の表面に接触（衝突）する。アンカー翼１の表面に付着したシール材は、衝突してきた粒状部材２１に吸着され、アンカー翼１の表面から取り除かれる。

なお、図２および図４では、洗浄容器１２を回転させているが、これに限定されず、被洗浄部材の形態に応じて、洗浄容器を固定し、被洗浄部材を回転させてもよい。また、被洗浄部材を回転させ、洗浄容器を逆回転させてもよい。また、洗浄容器および被洗浄部材は固定し、別の撹拌手段を用いて、洗浄容器内の洗浄液に流れを発生させてもよい。

（実施例）
図２に記載の洗浄装置１０を用い、上記実施形態に従って、シール材が付着した被洗浄部材の洗浄を行った。

洗浄装置１０の液流発生部１３には、撹拌機を用いた。被洗浄部材には、シール材ＰＲ－１７７６ＭＣｌａｓｓＢ（ＰＰＧ社製）の撹拌に使用した後の撹拌翼（アンカー翼１、ステンレス製、翼径０．１６ｍ、翼幅０．０５ｍ）を用いた。

ＰＲ－１７７６ＭＣｌａｓｓＢは、主剤と硬化剤を混合して使用される２液型のシール材である。ＰＲ－１７７６ＭＣｌａｓｓＢは、二酸化マンガンで硬化したＰｅｒｍａｐｏｌ（登録商標）Ｐ－５変性ポリサルファイドとなりうる。シール材の硬化前の粘度は、１１，０００ｐｏｉｓｅ（ポアズ）である。シール材の硬化後の硬度は４８ＳｈｏｒｅＡ（ショア硬度）である。

洗浄容器１２は、直径０．１８ｍ、深さ０．２３ｍの金属缶を用いた。

洗浄液の調製：
ポリプロピレン（ＰＰ）製の樹脂球１．６７Ｌと、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）６．１３Ｌを混合し、洗浄液を調製した。樹脂球の直径は６ｍｍであり、１．６７Ｌでおよそ１４８００個となる。

洗浄：
撹拌機に洗浄容器１２をセットし、洗浄容器１２内に洗浄液を入れた。その後、洗浄液中に使用済みの撹拌翼を浸漬し、室温で、洗浄容器１２を６０ｒｐｍで２分間回転させた。

結果：
洗浄後の撹拌翼は、表面からシール材が除去され、再利用可能な状態であった。一方、洗浄液中の樹脂球の表面には、シール材が吸着（付着）していることが目視で確認された。また、目視では、樹脂球およびシール材がＩＰＡに溶けだしている様子は確認されなかった。

ＭＥＫおよび樹脂製のブラシを用いた従来の洗浄（従来法）では、撹拌翼１つあたりの洗浄に約３分を要した。本実施形態では２分間でシール材を除去できることから、従来法よりも洗浄時間を短縮できる。

従来法では、作業者がブラシを用いて手作業でシール材を除去するが、本実施形態によれば、洗浄液を流動させている間、洗浄を洗浄装置１０に任せることができる。これにより、作業者の負担を軽減できる。

ＰＰ製の樹脂球はＩＰＡに不溶であり、シール材は樹脂球に付着する。ＩＰＡ（洗浄液）を撹拌翼ごとに交換する必要はない。樹脂球は汚れがひどくなったら、樹脂球のみ交換すればよい。所定条件で使用した後の撹拌翼（翼径０．１６ｍ、翼幅０．０５ｍ）１６０本を一日で洗浄した場合、本実施例では、ＩＰＡの使用量は、１０Ｌ未満／日であった。一方、従来法におけるＭＥＫの使用量は約３０Ｌ／日であった。この結果から、本実施例によれば、溶媒の使用量を従来法よりも少なくできることが確認された。

日本の消防法において、ＩＰＡは第４類アルコール類に分類される。ＩＰＡの指定数量は４００Ｌである。ＭＥＫの指定数量は２００Ｌであるから、通常建屋で一日に使用できる溶媒の量は、ＩＰＡを用いることで、ＭＥＫを用いた場合よりも多くなる。これにより、他の溶媒を使用する作業の制約が少なくなる。

本実施形態に係る洗浄は、被洗浄部材を収容可能な大きさの洗浄容器と、洗浄液を流動させる流動発生部を用いることで実施できる。流動発生部は、撹拌機等である。撹拌機は、高圧洗浄機に比べて小さく、省スペースである。よって、撹拌機を用いた洗浄では、建屋の耐荷重または間口の制限が少ない。

〈付記〉
以上説明した実施形態に記載の洗浄方法および洗浄装置は、例えば以下のように把握される。

本開示に係る洗浄方法では、シール材が付着した被洗浄部材（１）を、溶媒（２２）および該溶媒に不溶な粒状部材（２１）を含む洗浄液（２０）に浸漬させ、前記洗浄液中で、前記粒状部材が前記被洗浄部材に衝突するよう前記洗浄液に流れを発生させ、前記被洗浄部材に付着していたシール部材を、前記粒状部材に吸着させて除去する。

本開示に係る洗浄装置（１０）は、シール材が付着した被洗浄部材を設置する被洗浄部材設置部（１１）と、溶媒および該溶媒に不溶な粒状部材を含む洗浄液と前記被洗浄部材とを収容できる洗浄容器（１２）と、前記洗浄容器内に収容された洗浄液を流動させる液流発生部（１３）と、を備えている。

上記開示の一態様において、前記溶媒は、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）であってよい。

ＩＰＡは、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）よりも消防法で規定された指定数量が多い。そのため、ＩＰＡを使用することで、同建屋内での他の溶媒を使用する作業の制約を少なくできる。

上記開示の一態様では、撹拌により、前記洗浄液の流れを発生させてもよい。

上記開示の一態様では、高圧をかけなくても、撹拌による生じる流れに乗せて粒状部材を被洗浄部材の表面に衝突させることで、被洗浄部材の表面からシール材を除去できる。撹拌は、小型の装置で実施できる。撹拌には、高圧を発生させる装置が不要であるため、騒音が発生しない。

上記開示の一態様において、粒状部材は、樹脂球またはセラミックス球であってよい。

樹脂球およびセラミックス球は、撹拌により生じる流れに乗って溶媒中に分散され得る。これにより、被洗浄部材への衝突（接触）が可能となる。

上記開示の一態様において、前記樹脂球またはセラミックス球の直径は、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

粒状部材が大きすぎると、被洗浄部材への接触機会が減る。粒状部材が小さすぎると、シール材が吸着できる表面積を確保できない。また、粒状部材が小さすぎると、衝突の際の衝撃が小さくなりすぎるため、シール材の除去効率が低下する。

１アンカー翼（被洗浄部材）
２支持部
１０洗浄装置
１１被洗浄部材設置部
１２洗浄容器
１３液流発生部
１４開口
１５回転部
１６電源
１７運転時間設定部
１８正逆回転切替部
１９回転速度調整部
２０洗浄液
２１粒状部材
２２溶媒

Claims

シール材が付着した被洗浄部材を、溶媒および該溶媒に不溶な粒状部材を含む洗浄液に浸漬させ、
前記洗浄液中で、前記粒状部材が前記被洗浄部材に衝突するよう前記洗浄液に流れを発生させ、
前記被洗浄部材に付着していたシール部材を、前記粒状部材に吸着させて除去する洗浄方法。
前記溶媒は、イソプロピルアルコールである請求項１に記載の洗浄方法。
撹拌により、前記洗浄液の流れを発生させる請求項１または請求項２に記載の洗浄方法。
前記粒状部材は、樹脂球またはセラミックス球である請求項１～３のいずれかに記載の洗浄方法。
前記樹脂球または前記セラミックス球の直径は、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項４に記載の洗浄方法。
シール材が付着した被洗浄部材を設置する被洗浄部材設置部と、
溶媒および該溶媒に不溶な粒状部材を含む洗浄液と前記被洗浄部材とを収容できる洗浄容器と、
前記洗浄容器内に収容された洗浄液を流動させる液流発生部と、
を備えた洗浄装置。