(57)【要約】【課題】ショット材として使用する固体二酸化炭素の硬度、形状及び大きさを変更することにより洗浄能力を調節することが可能なブラスト洗浄方法とそれに用いる固体二酸化炭素の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】ブラスト洗浄方法は、破砕片をショット材に用いるプレート状の固体二酸化炭素を生成する工程（ステップＳ１０）と、生成されたプレート状の固体二酸化炭素を作業現場へ運搬する工程（ステップ２０）と、作業現場等においてプレート状の固体二酸化炭素を破砕する工程（ステップＳ３０）と、その破砕片を洗浄装置（ブラスト装置）に投入し（ステップＳ４０）、被洗浄物に吹き付けて（ステップＳ５０）洗浄を行う工程とを備えている。【選択図】図１
2010023212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物にショット材を高速で吹き付けて付着物を剥離するブラスト洗浄方法において、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を冷却してプレート状の固体二酸化炭素を生成する工程と、このプレート状の固体二酸化炭素を破砕する工程と、この破砕された固体二酸化炭素をショット材に用いて被洗浄物を洗浄する工程とを備えたことを特徴とするブラスト洗浄方法。
【請求項２】
前記プレート状の固体二酸化炭素の厚さは、３〜８ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のブラスト洗浄方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のブラスト洗浄方法のショット材として用いられる固体二酸化炭素の製造方法であって、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を三重点の温度よりも高い温度から大気圧における昇華温度まで冷却する第一の冷却工程と、この第一の冷却工程において生成された前記固体二酸化炭素を前記昇華温度よりも低い温度まで冷却する第二の冷却工程とを備えたことを特徴とする固体二酸化炭素の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載のブラスト洗浄方法のショット材として用いられる固体二酸化炭素の製造装置であって、液体二酸化炭素を充填可能に形成される矩形平板状の中空部と、この中空部を囲むように形成される冷却用ジャケットと、この冷却用ジャケットを囲むように形成される真空断熱室と、この真空断熱室及び前記中空部を真空引きする真空ポンプと、前記中空部に第一の供給管を介して前記液体二酸化炭素を供給する液体二酸化炭素供給手段と、前記冷却用ジャケットに第二の供給管を介して接続される冷凍機と、前記第一の供給管に設置される第一の開閉弁と、前記第二の供給管に設置される第二の開閉弁とを備え、前記中空部と前記冷却用ジャケットと前記真空断熱室は三重構造の真空容器を形成することを特徴とする固体二酸化炭素の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体二酸化炭素の破砕片をショット材として用いるブラスト洗浄方法に係り、特に、ショット材の硬度や大きさを変更することにより洗浄能力を調節することが可能なブラスト洗浄方法とそれに用いる固体二酸化炭素の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラスト洗浄とは、金属やセラミック等からなる被洗浄物に高速でショット材を吹き付けて錆びや塗装を除去する方法であり、一般に、ショット材には砂が用いられることが多い。しかしながら、砂をショット材に用いると、被洗浄物にショット材が残留し易く、それを回収する作業が新たに発生するおそれがある。通常、このようなショット材は回収が困難である。また、工程が増えることにより、処理費用がアップする。そのため、近年、被洗浄物にショット材が残留し難く、また、ショット材が残留した場合でも容易に回収できる洗浄方法として、ショット材にドライアイスを用いるブラスト洗浄方法が注目されている。そして、既にそれに関する幾つかの発明や考案が開示されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、「洗浄装置、洗浄方法、固体状二酸化炭素の粒子の製造方法」という名称で、簡便な洗浄工程によって大面積のターゲット等を洗浄できる洗浄装置とそれに用いるドライアイスの製造方法に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明である「洗浄装置」は、二酸化炭素ガスが流通する第１の流路と、不活性ガスが流通する第２の流路と、第１の流路と第２の流路を流通するガスを合流させる合流部と、合流部に接続されるノズルとを備えるものである。
このような構造によれば、ターゲットに対して吹き付けられたドライアイスは昇華して炭酸ガスとなるため、排気手段等によって容易に除去される。従って、洗浄工程が簡便になる。また、ノズルの向きを変えることで、合流部で生じた固体状の二酸化炭素の粒子（ドライアイス）を所望の方向に噴出させることができる。これにより、大面積のターゲット等の洗浄が可能となる。
【０００４】
また、特許文献２には、不純物の混入が少なく、かつ、ミクロンオーダー以下で高硬度のドライアイス粒子を製造することが可能な「ドライアイスエーロゾルの製法」に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示された発明である「ドライアイスエーロゾルの製法」は、液化炭酸ガスを減圧して気液混合状態にした後、ノズル内部に噴射するとともに、このノズル内に窒素ガスを高速で噴射することを特徴とする。
上記製法においては、ノズル内部で気液混合状態の液化炭酸ガス及び炭酸ガスが窒素ガスの冷熱により過冷却され、窒素ガスを分散媒とし、ドライアイス粒子を分散相とするエーロゾルが生成されるという作用を有する。すなわち、本発明の方法によれば、ショット材がワークに残留しない上、不純物の混入が少なく、ミクロンオーダー以下で、かつ、硬度の高いドライアイス粒子を生成することができる。
【０００５】
さらに、特許文献３には「ドライアイススノー噴射洗浄装置と洗浄方法」という名称で、プラスチック成形品のバリや精密部品等の付着物を効率よく除去することが可能な洗浄装置とそれを用いた洗浄方法に関する発明が開示されている。
特許文献３に開示された発明である「ドライアイススノー噴射洗浄装置」は、ドライアイススノーの噴射洗浄ノズルと、液化炭酸ガス容器と、噴射用ガス源と、液化炭酸ガス容器と噴射洗浄ノズルを接続するドライアイススノー生成供給系統と、このドライアイススノー生成供給系統に設けられる液化炭酸ガスを間欠供給するための開閉手段と、噴射用ガス源と噴射洗浄ノズルを接続する噴射用ガス供給系統とを備えるものである。
このような構造の「ドライアイススノー噴射洗浄装置」においては、ショット材がワークに残留しないという作用を有する。また、推進ガスとなる噴射用ガスを連続的に噴射させる一方、ドライアイススノーを間欠的に噴射させることによれば、被洗浄物を冷却させることなく洗浄することが可能である。これにより、結露の発生を防ぐとともに、均一で良好な洗浄を行うことができる。
【特許文献１】特開２００４−８９９４４号公報
【特許文献２】特開２００３−５４９２９号公報
【特許文献３】特開２００１−２７７１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明は、炭酸ガスが昇華される際に不純物が混入してしまい、生成されるドライアイスの硬度が低くなるおそれがあった。また、パウダー状のドライアイスは角張った形状でないため、洗浄能力が低いという課題があった。さらに、ドライアイスの硬度、形状及び大きさを変更できないため、要求される洗浄能力を実現できないという課題があった。
【０００７】
また、特許文献２に開示された発明は、生成されるドライアイス粒子が角張った形状にならないため、十分な硬度が得られないおそれがあった。また、ショット材の硬度、形状及び大きさを調節できないため、一定の洗浄能力しか発揮されないという課題があった。
【０００８】
特許文献３に開示された発明は、ドライアイススノーが角張った形状でないため、洗浄能力を高めることができないという課題があった。また、ドライアイススノーは硬度、形状及び大きさを変更できず、従って、洗浄能力の調節ができないという課題があった。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、ショット材として使用する固体二酸化炭素の硬度、形状及び大きさを変更することにより洗浄能力を調節することが可能なブラスト洗浄方法とそれに用いる固体二酸化炭素の製造方法及び製造装置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】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明であるブラスト洗浄方法は、被洗浄物にショット材を高速で吹き付けて付着物を剥離するブラスト洗浄方法において、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を冷却してプレート状の固体二酸化炭素を生成する工程と、このプレート状の固体二酸化炭素を破砕する工程と、この破砕された固体二酸化炭素をショット材に用いて被洗浄物を洗浄する工程とを備えたことを特徴とするものである。
このようなブラスト洗浄方法によれば、洗浄能力が固体二酸化炭素の硬度や形状や大きさによって決定されるという作用を有する。また、プレート状の固体二酸化炭素はペレット状のドライアイスに比べて気化し難いという作用を有する。
【００１１】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のブラスト洗浄方法において、プレート状の固体二酸化炭素の厚さは、３〜８ｍｍであることを特徴とするものである。
このようなブラスト洗浄方法によれば、プレート状の固体二酸化炭素の厚さが３ｍｍ以上であることから、ショット材として最低限必要な質量が確保される。また、プレート状の固体二酸化炭素の厚さが８ｍｍ以下であるため、破砕が容易である。
【００１２】
請求項３記載の発明である固体二酸化炭素の製造方法は、請求項１又は請求項２に記載のブラスト洗浄方法のショット材として用いられる固体二酸化炭素の製造方法であって、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を三重点の温度よりも高い温度から大気圧における昇華温度まで冷却する第一の冷却工程と、この第一の冷却工程において生成された固体二酸化炭素を昇華温度よりも低い温度まで冷却する第二の冷却工程とを備えたことを特徴とするものである。
このような固体二酸化炭素の製造方法によれば、第一の冷却工程において不純物（二酸化炭素以外の気体）が追い出されながら液体二酸化炭素が固形化するという作用を有する。また、第一の冷却工程で生成された固体二酸化炭素の硬度が第二の冷却工程においてさらに高められるという作用を有する。すなわち、これらの工程により、加圧された状態の液体二酸化炭素を大気中に放出して固体化させる従来の方法に比べて、格段に硬い固体二酸化炭素が生成される。さらに、第二の冷却工程における冷却終了温度を変更することにより、生成される固体二酸化炭素の硬度が調節されるという作用を有する。そして、大気圧における昇華温度よりも低い温度まで冷却された固体二酸化炭素は、大気に曝された場合に温度差によって無数の割れ線が生じるという作用を有する。これにより、破砕した際に、破砕片の大きさに関係なく、鋭利な角が形成される。
【００１３】
請求項４記載の発明である固体二酸化炭素の製造装置は、請求項１又は請求項２に記載のブラスト洗浄方法のショット材として用いられる固体二酸化炭素の製造装置であって、液体二酸化炭素を充填可能に形成される矩形平板状の中空部と、この中空部を囲むように形成される冷却用ジャケットと、この冷却用ジャケットを囲むように形成される真空断熱室と、この真空断熱室及び中空部を真空引きする真空ポンプと、中空部に第一の供給管を介して液体二酸化炭素を供給する液体二酸化炭素供給手段と、冷却用ジャケットに第二の供給管を介して接続される冷凍機と、第一の供給管に設置される第一の開閉弁と、第二の供給管に設置される第二の開閉弁とを備え、中空部と冷却用ジャケットと真空断熱室は三重構造の真空容器を形成することを特徴とするものである。
このような構造の固体二酸化炭素の製造装置においては、液体二酸化炭素を注入する前に中空部から、固体二酸化炭素を生成する際に不純物となり得る気体が真空ポンプによって排出されるという作用を有する。また、中空部に注入された液体二酸化炭素は、第二の供給管を介して冷却用ジャケットに注入された冷媒と熱交換を行うことによって冷却されるという作用を有する。さらに、真空ポンプによって真空状態まで減圧された真空断熱室は、中空部や冷却用ジャケットと外部との間の熱の出入りを遮断するという作用を有する。加えて、冷凍機を用いて温度を調節した冷媒を冷却用ジャケットに注入する構成となっていることから、中空部の温度管理が容易である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明の請求項１に記載のブラスト洗浄方法によれば、ショット材の硬度や形状あるいは大きさを変更することで洗浄能力を調節できる。また、運搬時における気化蒸発に伴う減少量をペレット状のドライアイスを運搬する場合に比べて少なくすることができる。さらに、固体二酸化炭素の生成時における硬度を、実際に作業現場等において破砕する直前まで維持することが可能である。
【００１５】
粉状のドライアイスをペレット化する場合には大型の油圧圧縮機が必要であるが、本発明の請求項２に記載のブラスト洗浄方法によれば、小型の破砕機によって所望の大きさの破砕片を容易に生成できる。従って、洗浄作業に必要な費用を大幅に削減することが可能である。
【００１６】
本発明の請求項３に記載の固体二酸化炭素の製造方法によれば、ブラスト洗浄方法におけるショット材に適した硬度を有する固体二酸化炭素を容易に生成することができる。また、ブラスト洗浄方法のショット材に適した鋭利な角を有する破砕片を生成可能なプレート状の固体二酸化炭素を容易に製造することができる。
【００１７】
本発明の請求項４に記載の固体二酸化炭素の製造装置においては、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を所望の温度まで容易に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係るブラスト洗浄方法とそれに用いる固体二酸化炭素の製造方法及び製造装置の実施例について説明する。
【実施例】
【００１９】
ブラスト洗浄方法の実施例について図１を用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態に係るブラスト洗浄方法の工程図である。
本実施例のブラスト洗浄方法は、ショット材に固体二酸化炭素の破砕片を用いることを特徴としており、図１に示すように、破砕片をショット材に用いるプレート状の固体二酸化炭素を生成する工程（ステップＳ１０）と、生成されたプレート状の固体二酸化炭素を作業現場等へ運搬する工程（ステップ２０）と、作業現場等においてプレート状の固体二酸化炭素を破砕する工程（ステップＳ３０）と、その破砕片を洗浄装置（ブラスト装置）に投入した後（ステップＳ４０）、被洗浄物に吹き付けて（ステップＳ５０）洗浄を行う工程とを備えている。
【００２０】
まず、ステップＳ１０では、後述する方法により予め工場等において三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素を冷却してプレート状の固体二酸化炭素を生成する。なお、プレートが３ｍｍよりも薄いと、破砕した場合にショット材として最低限必要とされる質量が得られない。一方、プレートが８ｍｍよりも厚いと、ショット材に適した大きさまで破砕するのに時間を要し、場合によっては新たな工程が必要となる。また、破砕機に大きな負担がかかるため、好ましくない。そこで、本実施例においては、ステップＳ１０において生成されるプレート状の固体二酸化炭素の厚さを、特に３〜８ｍｍとしている。ステップＳ２０では、生成されたプレート状の固体二酸化炭素を市販の保冷庫等に収納した状態で実際に洗浄作業を行う現場等へ運搬する。なお、保冷庫については特に限定はしないが、複数枚の上記プレート状の固体二酸化炭素を一度に収納できるような構造であることが望ましい。なお、プレート状の固体二酸化炭素を生成した場所で引き続き洗浄作業を行う場合には、この工程は不要である。次に、ステップＳ３０では、後述する方法によりプレート状の固体二酸化炭素を破砕して、１．５〜８ｍｍ角の破砕片を生成する。この破砕片をステップＳ４０において、洗浄装置（ブラスト装置）に投入する。そして、ステップＳ５０では、洗浄装置を作動させて固体二酸化炭素の破砕片からなるショット材を被洗浄物に高速で吹き付ける。これにより、被洗浄物が洗浄される。
【００２１】
このようなブラスト洗浄方法によれば、洗浄能力が固体二酸化炭素の硬度や形状や大きさによって決定されるという作用を有する。また、プレート状の固体二酸化炭素の厚さが３ｍｍ以上であることから、ショット材として最低限必要な質量が確保される。さらに、プレート状の固体二酸化炭素の厚さが８ｍｍ以下であるため、破砕が容易である。加えて、プレート状の固体二酸化炭素はペレット状のドライアイスに比べて気化し難いという作用を有する。
すなわち、本実施例のブラスト洗浄方法によれば、ショット材の硬度や形状あるいは大きさを変更することにより洗浄能力を調節することが可能である。また、ペレット状のドライアイスに比べて運搬時における気化蒸発に伴う減少量をはるかに少なくすることができる。さらに、作業現場等において実際に破砕する直前まで、固体二酸化炭素の生成時における硬度を維持することができる。通常、粉状のドライアイスをペレット化する場合には、大型の油圧圧縮機が必要となるが、本実施例のブラスト洗浄方法においては、小型の破砕機によって所望の大きさの破砕片を容易に生成することができる。従って、洗浄作業に必要な費用が大幅に削減される。また、生成するプレート状の固体化二酸化炭素の厚さが８ｍｍ以下であるため、冷却に要するエネルギーを従来の方法よりも少なくするとともに、液体二酸化炭素を厚みの中心まで確実に固形化させることが可能である。これにより、均一な硬度を有するプレート状の固体二酸化炭素が生成される。
【００２２】
次に、プレート状の固体二酸化炭素を生成する工程（図１のステップＳ１０）について図２乃至図４を用いて詳しく説明する。
図２（ａ）は本発明の実施の形態に係る固体二酸化炭素の製造装置の実施例の外観図であり、（ｂ）は同図（ａ）の製造装置から取り出された状態の固体二酸化炭素を示す模式図である。また、図３（ａ）は図２（ａ）に示した真空容器の正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
本実施例の固体二酸化炭素の製造装置は、三重点の圧力よりも高い圧力で注入した液体二酸化炭素を、冷凍機から冷却用ジャケット内に送られる冷媒との熱交換により冷却してプレート状の固体二酸化炭素を生成する装置である。
図２（ａ）及び図３に示すように、本実施例の固体二酸化炭素の製造装置は、真空容器１と、液体二酸化炭素２の貯蔵容器３と、冷媒の温度を制御する冷凍機（図示せず）と、真空ポンプ２０を備えている。真空容器１は、二酸化炭素固形室４、冷却用ジャケット５及び真空断熱室６からなる三重構造の耐圧性を有する容器である。二酸化炭素固形室４は上面に開口部４ａが設けられた矩形平板状の中空部であり、二酸化炭素固形室４の外側には開口部４ａを除く５面を囲むように冷却用ジャケット５及び真空断熱室６が順次、設けられている。なお、二酸化炭素固形室４の内面は、固形化した二酸化炭素を抜き易くするために、上側の寸法に対して下側の寸法を少なくした、いわゆるテーパ状となっている。また、二酸化炭素固形室４で生成されたプレート状の固体二酸化炭素７（図２（ｂ）参照）を取り出すために真空容器１の上面には開口部１ａが二酸化炭素固形室４の開口部４ａに連通して設けられている。さらに、真空容器１の開口部１ａには二酸化炭素固形室４を密閉可能に蓋８が取り付けられている。蓋８に形成された供給口８ａ及び排出口８ｂには液体二酸化炭素２の供給管９ａ及び真空引きライン管９ｂがそれぞれ接続されている。そして、供給管９ａには貯蔵容器３が接続され、真空引きライン管９ｂには真空ポンプ２０が接続されている。すなわち、二酸化炭素固形室４は貯蔵容器３から供給管９ａを介して液体二酸化炭素２が供給されるとともに、真空ポンプ２０により減圧可能に構成されている。
冷却用ジャケット５に連通するように真空容器１の下面に形成される冷媒供給口５ａ及び冷媒排出口５ｂには冷媒供給管１１ａ及び冷媒排出管１１ｂがそれぞれ接続されており、冷媒供給管１１ａには冷凍機（図示せず）が接続されている。すなわち、冷凍機によって所望の温度に調節された冷媒が冷媒供給管１１ａを介して冷却用ジャケット５に供給される構造となっている。また、真空断熱室６に連通するように真空容器１の上面及び下面にそれぞれ形成される吸気口６ａ及び排水口６ｂには吸気管１２ａ及び排水管１２ｂがそれぞれ接続されており、吸気管１２ａには真空ポンプ２０が接続されている。さらに、供給管９ａ、真空引きライン管９ｂ、冷媒排出管１１ｂ及び排水管１２ｂには供給口８ａ、排出口８ｂ、冷媒排出口５ｂ及び排水口６ｂの近傍にそれぞれ開閉弁１３ａ〜１３ｄが取り付けられている。また、開閉弁１３ａと供給口８ａの間で供給管９ａから分岐する分岐管１０ａには、開閉弁１３ｅを介して圧力計１０が接続されている。また、真空容器１の上面には二酸化炭素固形室４の外面の温度を測定するための表面温度計１４が設置されている。
【００２３】
このような構造の固体二酸化炭素の製造装置においては、固体二酸化炭素７を生成する際に不純物となり得る気体が真空ポンプ２０によって液体二酸化炭素２を注入する前の二酸化炭素固形室４から排出されるという作用を有する。また、貯蔵容器３から供給管９ａを介して二酸化炭素固形室４に注入された液体二酸化炭素２は、冷媒供給管１１ａを介して冷却用ジャケット５に注入された冷媒と熱交換を行うことによって冷却されるという作用を有する。また、真空ポンプ２０によって真空状態まで減圧された真空断熱室６は、二酸化炭素固形室４や冷却用ジャケット５と外部との間の熱の出入りを遮断するという作用を有する。さらに、冷凍機を用いて冷媒の温度を調節することにより、二酸化炭素固形室４における液体二酸化炭素２の冷却速度が制御されるという作用を有する。
すなわち、本実施例の固体二酸化炭素の製造装置によれば、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素２を所望の温度まで容易に冷却することができる。
【００２４】
次に、上記構造の製造装置を用いて固体二酸化酸素を製造する方法について図４を用いて説明する。
図４は本実施例の固体二酸化炭素の製造方法の工程図である。
図４に示すように、ステップＳ１１において、真空ポンプ２０を作動させて真空断熱室６が真空度１０−３ＭＰａとなるように減圧する。ステップＳ１２では、排出管９ｂに接続した真空ポンプ２０を作動させて二酸化炭素固形室４が真空度１０−３ＭＰａとなるように減圧した後、冷却用ジャケット５に冷媒を注入し、表面温度計１４が−５０℃程度を示すようになるまで二酸化炭素固形室４を冷却する。次に、ステップＳ１３において、開閉弁１３ａを操作して供給管９ａ内の液体二酸化炭素２を三重点の圧力（０．５１８ＭＰａ）よりも高い圧力がかかった状態で二酸化炭素固形室４に注入する。ステップＳ１４では、二酸化炭素固形室４に液体二酸化炭素２が完全に充填されたことを確認した後、開閉弁１３ａを閉めて、二酸化炭素固形室４を遮断、密閉する。そして、冷凍機によって温度制御された冷媒を冷却用ジャケット５に送り込み、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素２を冷却し、二酸化炭素固形室４の温度を−５０℃から約１分間に１℃ずつ、−７９℃まで低下させる。すなわち、ステップＳ１４は、三重点の圧力よりも高い圧力を加えた状態で液体二酸化炭素２を三重点の温度（−５６．６℃）よりも高い温度から大気圧における昇華温度（−７８．９℃）程度まで冷却することにより、液体二酸化炭素２を気化させずに、直接、固形化させる工程である。そして、この工程は、二酸化炭素固形室４の内部に存在する不純物（二酸化炭素以外の気体）を追い出しながら液体二酸化炭素２を固形化させることを目的としている。次に、ステップＳ１５において、二酸化炭素固形室４の温度を−７９℃から−１００℃まで短時間で低下させる。この工程により、固形化した液体二酸化炭素２の硬度がさらに高められる。なお、上述の冷却終了温度（−１００℃）を変更することにより、生成される固体二酸化炭素７の硬度は容易に調節される。ステップＳ１６では、液体二酸化炭素２の固化が完了して二酸化炭素固形室４の圧力が大気圧まで低下したことを確認した後、真空容器１の蓋８を開放する。その後、表面が少し溶けた状態の固体二酸化炭素７を真空容器１から取り出す。このとき、固体二酸化炭素７の温度は大気圧における昇華温度以下となっている。そして、この温度差のため、固体二酸化炭素７には無数の割れ線１５が発生する（図２（ｂ）参照）。
【００２５】
このような固体二酸化炭素の製造方法によれば、液体二酸化炭素２を固形化する際に不純物が混ざり難いため、加圧された状態の液体二酸化炭素２を大気中に放出して固体化させる従来の方法に比べて、格段に硬い固体二酸化炭素７が生成される。また、真空容器１から取り出したプレート状の固体二酸化炭素７には無数の割れ線１５が生じているため、破砕した際に、破砕片の大きさに関係なく、鋭利な角が形成されるという作用を有する。
すなわち、本実施例の固体二酸化炭素の製造方法によれば、ブラスト洗浄方法におけるショット材に適した硬度を有する固体二酸化炭素７を容易に生成することができる。また、ブラスト洗浄方法のショット材に適した鋭利な角を有する破砕片を生成可能なプレート状の固体二酸化炭素７を容易に製造することができる。
【００２６】
なお、本願発明の固体二酸化炭素の製造方法は本実施例に示す場合に限定されるものではない。すなわち、ステップＳ１４における液体二酸化炭素２の冷却開始温度は−５０℃に限定されない。ただし、二酸化炭素固形室４へ注入する際に液体二酸化炭素２が固形化しないように、この冷却開始温度は少なくとも三重点の温度よりも高くなければならない。しかし、この冷却開始温度が三重点の温度に比べて高すぎる場合には、この冷却工程に要する時間が長くなってしまう。従って、上記冷却開始温度は三重点の温度よりも高く、かつ、三重点の温度に近い温度に設定することが望ましい。また、冷却終了温度については、例えば、ステップＳ１５の冷却工程を省略してステップＳ１４で生成された固体二酸化炭素７をステップＳ１６で真空容器１から取り出して大気に曝した場合にもすぐには昇華が起き難いように、大気圧における昇華温度と略等しい温度に設定することが必要である。さらに、本実施例では、ステップＳ１４において二酸化炭素固形室４の温度を約１分間に１℃ずつ低下させているが、本工程の冷却速度はこれに限定されるものではなく、適宜変更可能である。ただし、この工程は、二酸化炭素固形室４の内部に存在する不純物（二酸化炭素以外の気体）を効率よく追い出すことができるように比較的時間をかけてゆっくり行うことが望ましい。また、ステップＳ１５における冷却終了温度は、少なくとも大気圧における昇華温度よりも低く設定されていればよく、本実施例に示した−１００℃に限定されるものではない。すなわち、上記冷却終了温度は、生成しようとする固体二酸化炭素７の硬度に応じて適宜変更可能である。さらに、冷却時間についても適宜変更可能である。ただし、この工程で冷却時間を長くしたとしても固体二酸化炭素７の硬度はほとんど影響を受けないこと及び冷却効率を考慮すると、上記冷却時間は比較的短くすることが望ましい。
【００２７】
上記プレート状の固体二酸化炭素を破砕する工程（図１のステップＳ３０）について図５及び図６を用いて詳しく説明する。
図５はプレート状の固体二酸化炭素を破砕するための破砕機の実施例の模式図である。また、図６（ａ）は図５の破砕機を構成する回転刃の正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の端部近傍の部分拡大図である。
図５に示すように、本実施例の破砕機は、複数の破砕刃１６が形成された一対の破砕用歯車１７，１７を備えている。そして、この破砕用歯車１７，１７は互いの破砕刃１６が噛み合うように駆動軸１８，１８に取り付けられている。すなわち、破砕用歯車１７，１７は駆動軸１８，１８の回転に伴って矢印Ａ，Ｂの向きにそれぞれ回転する。この状態で、破砕用歯車１７，１７の間にプレート状の固体二酸化炭素７を矢印Ｃの向きに投入すると、固体二酸化炭素７は破砕用歯車１７，１７の回転によって２つの駆動軸１８，１８の間に押し込まれつつ、破砕刃１６，１６のせん断によって破砕される。これにより、固体二酸化炭素７の破砕片１９が生成される。なお、駆動軸１８，１８は平行に、かつ、互いの距離を変更可能に設置されている。また、破砕用歯車１７，１７は間に投入される固体二酸化炭素７に対して破砕刃１６，１６が互いに非対称に噛み込むように駆動軸１８，１８に対してそれぞれ取り付けることができる。
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例の破砕機においては、２５個の破砕刃１６を有する複数の破砕用歯車１７（直径４０ｍｍ、厚さ３ｍｍ）が駆動軸１８に取り付けられている。そして、隣り合う破砕用歯車１７同士は駆動軸１８の方向に見て互いに破砕刃１６がちょうど重ならないように駆動軸１８に対して取り付けられている。このとき、破砕片１９の大きさは、理論上、６ｍｍ×４．９ｍｍ以下となる。また、それぞれの破砕用歯車１７の間に厚さ１ｍｍのスペーサを取り付けた場合には、５〜８ｍｍ幅の破砕片１９が得られることになる。
【００２８】
このような構造の破砕機においては、駆動軸１８，１８の間隔に応じて、破砕片１９の大きさが変わるという作用を有する。すなわち、駆動軸１８，１８の間隔を狭くした場合には、小さい破砕片１９が生成され、駆動軸１８，１８の間隔を広くした場合には、大きい破砕片１９が生成される。また、２つの破砕用歯車１７の間に設置されるスペーサの幅に応じて、破砕片１９の大きさが変わるという作用を有する。さらに、間に投入される固体二酸化炭素７に対して破砕刃１６，１６が互いに非対称に噛み込むように破砕用歯車１７，１７を駆動軸１８，１８に取り付けることによっても、同様に破砕片１９の大きさが変わる。
以上説明したように、本実施例の破砕機においては、プレート状の固体二酸化炭素７の破砕によって生じる破砕片１９の大きさを調節することが可能である。
【００２９】
このような方法によって製造されるプレート状の固体二酸化炭素７は、ブラスト洗浄方法のショット材に限らず、従来のドライアイスの四角形状の市販品とほぼ同じ用途に使用することができる。また、プレート状の固体二酸化炭素７のサイズ（厚さを除く）は、本実施例に示す場合に限定されるものではなく、適宜変更可能である。さらに、平板状の固体二酸化炭素７を製造する際の容器の冷却方法は、冷媒浸漬する方法、冷媒配管を接触させる方法、冷却機に直接取り付ける方法等があり、本実施例に示した冷却方法に特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上説明したように、請求項１乃至請求項４に記載された発明は、被洗浄物にショット材を高速で吹き付けて付着物を剥離するブラスト洗浄の分野において利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態に係るブラスト洗浄方法の工程図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態に係る固体二酸化炭素の製造装置の実施例の外観図であり、（ｂ）は同図（ａ）の製造装置から取り出された状態の固体二酸化炭素を示す模式図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）に示した真空容器の正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図４】本実施例の固体二酸化炭素の製造方法の工程図である。
【図５】プレート状の固体二酸化炭素を破砕するための破砕機の実施例の模式図である。
【図６】（ａ）は図５の破砕機を構成する回転刃の正面図であり、（ｂ）は同図（ａ）の端部近傍の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…真空容器  １ａ…開口部  ２…液体二酸化炭素  ３…貯蔵容器  ４…二酸化炭素固形室  ４ａ…開口部  ５…冷却用ジャケット  ５ａ…冷媒供給口  ５ｂ…冷媒排出口  ６…真空断熱室  ６ａ…吸気口  ６ｂ…排水口  ７…固体二酸化炭素  ８…蓋  ８ａ…供給口  ８ｂ…排出口  ９ａ…供給管  ９ｂ…真空引きライン管  １０…圧力計  １０ａ…分岐管  １１ａ…冷媒供給管  １１ｂ…冷媒排出管  １２ａ…吸気管  １２ｂ…排水管  １３ａ〜１３ｅ…開閉弁  １４…表面温度計  １５…割れ線  １６…破砕刃  １７…破砕用歯車  １８…駆動軸  １９…破砕片  ２０…真空ポンプ  Ａ〜Ｃ…矢印
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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