(57)【要約】      （修正有）【課題】ガラス管成形用スリーブシャフトを再利用する際に研削、研磨工程を必要とせず、六価クロムが空気中に飛散するのを防止し、簡便且つ安全なスリーブシャフトの洗浄処理方法を提供する。【解決手段】ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する第１の工程、前記水槽内に希硫酸液を注入し前記水槽内を酸性にする第２の工程、前記水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、前記スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元する第３の工程、前記水槽内に苛性ソーダを投入し前記水槽内を中性にし、水酸化クロムを沈殿させる第４の工程、前記水槽から前記スリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる第５の工程、からなることを特徴とするガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する第１の工程、
前記水槽内に希硫酸液を注入し前記水槽内を酸性にする第２の工程、
前記水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、前記スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元させる第３の工程、
前記水槽内に苛性ソーダを投入することによって前記水槽内を中性にし、水酸化クロムを沈殿させる第４の工程、
前記水槽から前記スリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる第５の工程、
からなることを特徴とするガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法。
【請求項２】
前記酸性は、ｐＨ２以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法。
【請求項３】
前記第３の工程と前記第４の工程の間に、ジフェニルカルバジドを滴下する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法。
【請求項４】
前記中性は、ｐＨ７．０〜７．５であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載された洗浄方法によって洗浄処理されたガラス管成形用スリーブシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管成形用スリーブシャフトの表面に付着した有害な六価クロムを無害な三価クロムに還元処理し、スリーブシャフトの再利用を可能とするガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管ガラスの成形方法として、いわゆるダンナー法が知られている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
ダンナー法によりガラス管を成形する場合、図３及び図４に示すように、スリーブ１が使用される。スリーブ１は、耐火物から成る円筒形状の胴部１０と、この胴部１０の先端に形成された耐火物から成る円錐台形状の頭部１１とを一体にして構成されており、胴部１０から頭部１１にかけて中心軸方向にスリーブシャフト２が内装され、胴部１０の後端及び頭部１１の先端においてそれぞれ固定具によって支持固定されている。スリーブシャフト２には、軸の中心を貫通する通気孔２０が設けられている。このスリーブ１は、図４に示す高温に保持されたマッフル１００内に、その頭部１１を下向きに傾けた姿勢で設けられ、不図示の駆動手段によりスリーブ１の中心軸回りに回転運動が与えられる。
【０００４】
このスリーブ１の胴部１０の基端側の上面に、リボン状の溶融ガラスＧが供給され、供給された溶融ガラスＧは、胴部１０の外周面に巻き付けられ、この外周面を覆うように筒状に成形されて頭部１１へ向かって移動する。さらに溶融ガラスＧは頭部１１の外周面に沿って窄みながら頭部１１の先端から離れ、管引機３００によって引き延ばされながら、スリーブシャフト２の通気孔２０を通じて頭部１１の先端から吹き出す高圧空気によって、所定寸法のガラス管に成形される。
【０００５】
このスリーブ１から引き出されたガラス管Ｇ１は、複数の受けローラー２１０で支持されてアニーラー２００内を走行しながら、アニーラー２００に設けられた不図示の冷却手段によって徐々に冷却され硬化して管引機３００に導入される。管引機３００を通過したガラス管Ｇ１は、切断機４００により所定の長さに切断され、その後、切断されたガラス管Ｇ２は、搬送装置５００により管引きの方向に対し直交する方向へ搬送されながら、必要に応じて図示しない再切・口焼装置によって再切・口焼き処理され、その後、検査・梱包等の出荷工程に至る。
【０００６】
通常、ダンナー法によるガラス管成形においては、マッフル１００内に温度勾配を設け、胴部１０の基端側のガラス温度を高温に維持しつつ、胴部１０の先端側のガラス温度を所定の温度まで下げることが行なわれている。胴部１０の基端側のガラス温度を高温に維持することによって、溶融ガラスＧの流動性を保って、溶融ガラスＧが先端側へ移動する過程で溶融ガラスＧの厚さを移動方向に均一化してガラス表面を平滑化し、また、胴部１０の先端側のガラス温度を所定温度まで下げることによって、溶融ガラスＧの粘度を頭部１１での管引き成形に適した値まで上昇させるようにしている。
【０００７】
ガラス管成形に使用されるスリーブ１は、溶融ガラスＧと直接接触し、且つ、ガラス管成形中にガスバーナの熱により高温に曝されるため劣化し易く、使用期間が経過すると新しいものと交換されることとなる。一方、スリーブ内部の軸部分であるスリーブシャフト２は、高温には曝されるが、溶融ガラスとは直接接触することがないため、ある程度再利用可能である。
【０００８】
スリーブシャフト２の材質としては、耐食性、耐熱性を必要とするため、ステンレスが使用されることが多い。ステンレスは、鉄、ニッケル、クロムの合金であり、耐熱性を有するが、高温に長時間、酸素存在下の状態となると、ステンレス中の三価クロムが有害な六価クロムに酸化されるという問題を有している。
【０００９】
前述の通り、図３に示すスリーブ胴部の基端側のガラス温度は高温に維持されるため、スリーブシャフト２の基端側も高温に曝されることとなる。さらにスリーブシャフト基端側において、スリーブ１の外部へと露出している基部２１は、酸素を含む外気にもさらされることとなる。基部２１において、スリーブシャフト中のクロムが高温、酸素存在下に置かれて三価クロムから有毒な六価クロムへと酸化され、黄色の物質が付着するという問題がある。
【００１０】
従って、スリーブシャフトを再利用する際には、有毒な六価クロムをスリーブシャフトから除去する必要があり、従来は六価クロムの付着物を研削することによって除去していた。しかしながら、研削を行うと研削された粉状の六価クロムが飛散し、周囲の環境を汚染する可能性があるのと同時に、研削、研磨作業を行う作業者が十分な防塵対策を講じる必要があるという問題がある。
【特許文献１】特開平１１−１８０７２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、ガラス管成形用スリーブシャフトを再利用する際に研削、研磨工程を必要とせず、六価クロムが空気中に飛散するのを防止し、簡便且つ安全なスリーブシャフトの洗浄処理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】
【００１２】
請求項１に係る発明は、ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する第１の工程、前記水槽内に希硫酸液を注入し前記水槽内を酸性にする第２の工程、前記水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、前記スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元させる第３の工程、前記水槽内に苛性ソーダを投入することによって前記水槽内を中性にし、水酸化クロムを沈殿させる第４の工程、前記水槽から前記スリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる第５の工程、からなることを特徴とするガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法に関する。
【００１３】
請求項２に係る発明は、前記酸性は、ｐＨ２以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法に関する。
【００１４】
請求項３に係る発明は、前記第３の工程と前記第４の工程の間に、ジフェニルカルバジドを滴下する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法に関する。
【００１５】
請求項４に係る発明は、前記中性は、ｐＨ７．０〜７．５であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法に関する。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかに記載された洗浄方法によって洗浄処理されたガラス管成形用スリーブシャフトに関する。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する第１の工程、水槽内に希硫酸液を注入し前記水槽内を酸性にする第２の工程、水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元させる第３の工程、水槽内に苛性ソーダを投入することによって水槽内を中性にし、水酸化クロムを沈殿させる第４の工程、水槽からスリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる第５の工程からなるガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法であるから、スリーブシャフトの研削、研磨を必要とせず、省労力でスリーブシャフトの再利用が可能となる。これにより、六価クロムが飛散することを防止し、溶液の状態で処理できることから、六価クロムの飛散により環境汚染の可能性を低減することができ、作業者は防塵対策を講じる必要がなく、また十分に作業者の安全を確保することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、酸性は、ｐＨ２以下であることから、第３の工程時に六価クロムを三価クロムへとより効率よく還元させることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、第３の工程と前記第４の工程の間に、ジフェニルカルバジドを滴下する工程を含むことから、溶液及びスリーブシャフト中に六価クロムが残存しているかどうかを確認することができるため、作業者の安全をより確実に確保することができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、中性は、ｐＨ７．０〜７．５であることから、第４の工程時に水酸化クロムをより効率よく沈殿させることができる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載された洗浄方法によって洗浄処理されたガラス管成形用スリーブシャフトであることから、より簡便且つ確実に六価クロムが除去されたスリーブシャフトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法のフロー図である。図２は、本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法において、スリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬した状態を表す断面図である。
【００２４】
本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法は、ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する第１の工程、水槽内に希硫酸液を注入し水槽内を酸性にする第２の工程、水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元する第３の工程、水槽内に苛性ソーダを投入し前記水槽内を中性にし水酸化クロムを沈殿させる第４の工程、水槽からスリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる第５の工程を含むことを特徴としている。
【００２５】
第１の工程は、ガラス管成形に使用される耐火物製スリーブの中心軸を構成するスリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬する工程である。スリーブ使用後にスリーブシャフト２をスリーブから取り外し、図２に示す水槽３に載置する。水槽３は、スリーブシャフト２を内包することができ、水に完全に浸漬させることが可能な程度の容量を有するものを要する。例えば、スリーブシャフト２が、直径１６０ｍｍ、長さ５１２０ｍｍのもの洗浄を行う場合は、水槽３は、縦５５００ｍｍ、幅３２０ｍｍ、高さ５５０ｍｍのものを使用することが挙げられる。水槽３は、色々な化学薬品、クロム等の金属イオンの存在、酸性や塩基性の条件下に置かれるため、ＳＵＳ３０４等の耐薬品性、耐候性のある材質が使用される。図２では水槽３は、移動可能とするために公知の車輪等の移動部材が備えつけられており、また、底部が地面と接触していないため、フォークリフト等によって、持ち上げ可能となっている。水槽３には公知の継手、バルブが接続されることにより、水槽３内から容易に排水可能となっている。スリーブシャフト２が水槽３の底部に接触しないようにするため、水槽３内にはスペース部材４を少なくとも２箇所配置し、スリーブシャフト２はスペース部材４に架け渡すように載置される。スリーブシャフト２の黄色に変色した部分が六価クロムの部分であるため、黄色部分がスペース部材４と接触せず水と接触するように載置する。水槽３にスペース部材４を介してスリーブシャフト２を載置したあと、スリーブシャフト２が完全に水没するまで水を注入する。なお、スリーブシャフト２の載置の形態はこれに限定されず、水槽３に水を貯留させた後に、スリーブシャフト２を浸漬してもよい。
【００２６】
第２の工程は、水槽内に希硫酸液を注入し水槽内を酸性にする工程である。第１の工程でスリーブシャフト２を水槽３内に完全に浸漬させた後、希硫酸液を水槽３内に注入する。希硫酸は、１０％ｖ／ｖのものが使用される。希硫酸液は、水槽３内を均一に撹拌しながら注入されるのが好ましい。撹拌は、撹拌棒等を使用し作業者が手動で行ってもよく、また、公知のスクリュー、ポンプ等を使用して機械的に行ってもよい。水槽３内のｐＨは、２以下が好ましい。水槽３内のｐＨは、既存のｐＨメータを使用して測定される。水槽３内が酸性になると、水槽３内の溶液の色は黄色となる。
【００２７】
第３の工程は、水槽内に重亜硫酸ソーダを投入した後静置し、スリーブシャフト表面に付着した六価クロムを三価クロムへ還元する工程である。第２の工程で水槽３内を酸性にした後、重亜硫酸ソーダを投入する。重亜硫酸ソーダの投入量は、水槽３内の溶液の色が緑色になるまで投入する。例えば、水槽３内の溶液の容積が８５０Ｌ程度の場合は、重亜硫酸ソーダを３ｋｇ以上投入すればよい。第２の工程と同様、重亜硫酸ソーダは、水槽３内を均一に撹拌しながら投入されるのが好ましい。重亜硫酸ソーダ投入後、２〜３時間静置し、スリーブシャフトに付着した六価クロムを三価クロムへと還元させる。なお、水槽３内では、下記化１に記載されているように反応が進行することによって、スリーブシャフトに付着した六価クロムが三価クロムへと還元される。
【００２８】
【化１】
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【００２９】
第３の工程後に、さらにジフェニルカルバジドを滴下する工程を含むことがより好ましい。ジフェニルガルバジドの滴下後に水槽３内の溶液が赤色に変化した場合は、六価クロムが残存していることが判るからである。この場合、水槽３内にさらに重亜硫酸ソーダを投入した後、２〜３時間静置させる第３の工程を再度行う。その後、再度ジフェニルカルバジドを滴下し、水槽３内の溶液が赤色に変色しなくなるまで上述した第３の工程を繰り返し行う。一方、ジフェニルカルバジドを滴下しても水槽３内の溶液が赤色に変色しなくなった場合は、後述する第４の工程へと進む。
【００３０】
第４の工程は、水槽内に苛性ソーダを投入することによって前記水槽内を中性にし、水酸化クロムを沈殿させる工程である。第３の工程でスリーブシャフト２を水槽３内に十分浸漬し静置させた後、好ましくはジフェニルカルバジドで六価クロムが残存していないことを確認した後に苛性ソーダを投入する。苛性ソーダは、水槽３内の溶液が中性となるまで上述した第１の工程と同様に水槽３内を撹拌しながら投入され、好ましくはｐＨが７．０〜７．５となるまで投入される。水槽３内のｐＨは、上述した第１の工程と同様、既存のｐＨメータを使用して測定される。なお、水槽３内では、下記化２に記載されているように反応が進行することによって、上述した第３の工程後に溶液中に溶出した三価クロムは、苛性ソーダが投入されることによって水酸化クロムとして析出し、水槽３内の溶液中に沈殿する。
【００３１】
【化２】
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【００３２】
第５の工程は、水槽からスリーブシャフトを引き上げ、水洗後乾燥させる工程である。第４の工程後に水槽３内からスリーブシャフト３を引き上げ、水道水で溶液を洗い流したあと、自然乾燥させる。スリーブシャフト３を早期に乾燥させたい場合は、公知の温風乾燥機等を使用してもよい。水槽３内の溶液は、沈殿した水酸化クロムごと公知の排水処理槽へと送水され、公知の廃水処理方法によって、廃水処理される。
【００３３】
上述した第１の工程から第５の工程を経ることによって、スリーブシャフトに付着していた黄色の六価クロムの付着物が完全に除去され、かつ、付着物の除去に伴う劣化の無いガラス管成形用スリーブシャフトを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、ガラス管成形用スリーブの交換時にスリーブシャフトを再利用するためにガラス管成形用スリーブシャフトを洗浄するのに好適に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法のフロー図である。
【図２】本発明に係るガラス管成形用スリーブシャフトの洗浄方法において、スリーブシャフトを水槽内に載置し水に浸漬した状態を表す断面図である。
【図３】従来のスリーブを用いたガラス管成形工程を説明するスリーブとシャフトの概略側面図である。
【図４】従来のスリーブを用いたガラス管成形工程を説明する成形ラインの側面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    スリーブ
２    スリーブシャフト
３    水槽
４    スペース部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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