(57)【要約】【課題】被処理物を容易に確実に不動態化処理できる不動態化処理装置を提供する。【解決手段】被処理物を不動態化処理する装置であって、処理液を貯留して被処理物が浸漬される処理槽２と、この処理槽２に設けられる超音波振動子４と、この超音波振動子４を作動させる超音波発振器と、この超音波発振器を制御して被処理物を不動態化処理する制御手段とを備える。処理槽２内の処理液を設定温度まで加熱した後、超音波振動子４を作動させた状態で被処理物を不動態化処理するのが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物を不動態化処理する装置であって、
処理液を貯留して被処理物が浸漬される処理槽と、この処理槽に設けられる超音波振動子と、この超音波振動子を作動させる超音波発振器と、この超音波発振器を制御して被処理物を不動態化処理する制御手段とを備える
ことを特徴とする不動態化処理装置。
【請求項２】
前記処理槽内の処理液を加熱する加熱手段を備え、
前記処理槽内の処理液を設定温度まで加熱した後、前記超音波振動子を作動させた状態で被処理物を不動態化処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の不動態化処理装置。
【請求項３】
前記被処理物は、医療器具であり、
前記処理液は、水に食品添加物からなる処理剤を混入した水溶液である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の不動態化処理装置。
【請求項４】
処理槽内に処理液を貯留して被処理物を浸漬した状態で、前記処理槽内の貯留液に超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理する
ことを特徴とする不動態化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療器具などの各種物品を不動態化処理する装置と方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１の段落［０００２］に開示されるように、ステンレス鋼などの耐食性を向上させるために、硝酸を用いた不動態化処理が知られている。具体的には、３０％程度の硝酸溶液を６０℃前後まで加熱しておき、この硝酸溶液にステンレス鋼を１時間ほど浸漬して不動態化処理するのが一般的とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１３４８５号公報（段落［０００２］）
【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、被処理物には、様々な形態のものがあり、たとえば隙間や穴などを有するものもある。そのため、被処理物を処理液に浸漬するだけでは、処理液との接触が十分になされず、所期の不動態化処理を細部まで図れないおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、被処理物を容易に確実に不動態化処理できる不動態化処理装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、被処理物を不動態化処理する装置であって、処理液を貯留して被処理物が浸漬される処理槽と、この処理槽に設けられる超音波振動子と、この超音波振動子を作動させる超音波発振器と、この超音波発振器を制御して被処理物を不動態化処理する制御手段とを備えることを特徴とする不動態化処理装置である。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理することで、被処理物を容易に確実に不動態化処理することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記処理槽内の処理液を加熱する加熱手段を備え、前記処理槽内の処理液を設定温度まで加熱した後、前記超音波振動子を作動させた状態で被処理物を不動態化処理することを特徴とする請求項１に記載の不動態化処理装置である。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理することで、被処理物を容易に確実に不動態化処理することができる。しかも、事前に処理液を設定温度まで加熱しておくことで、安定した確実な不動態化処理を実現することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記被処理物は、医療器具であり、前記処理液は、水に食品添加物からなる処理剤を混入した水溶液であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の不動態化処理装置である。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、被処理物が医療器具であっても、食品添加物からなる処理剤を用いることで、安全である。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、処理槽内に処理液を貯留して被処理物を浸漬した状態で、前記処理槽内の貯留液に超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理することを特徴とする不動態化処理方法である。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理することで、被処理物を容易に確実に不動態化処理することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の不動態化処理装置および方法によれば、被処理物を容易に確実に不動態化処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例の不動態化処理装置を示す概略図であり、一部を断面にして示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施例の不動態化処理装置１を示す概略図であり、一部を断面にして示している。
【００１８】
本実施例の不動態化処理装置１は、処理液を貯留して被処理物（図示省略）が浸漬される処理槽２と、この処理槽２内の処理液を加熱する加熱手段３と、処理槽２に設けられる超音波振動子４と、この超音波振動子４を作動させる超音波発振器（図示省略）と、加熱手段３や超音波発振器を制御して被処理物を不動態化処理する制御手段（図示省略）とを備える。
【００１９】
被処理物は、特に問わないが、たとえば鉗子やメスなどの医療器具である。被処理物は、一部または全部が、処理液との接触により不動態化される金属製であり、典型的にはステンレス製である。
【００２０】
処理槽２は、被処理物が収容される中空容器である。処理槽２は、本実施例では略矩形の中空ボックス状である。処理槽２は、扉（図示省略）で開閉可能とされる。典型的には、処理槽２は、上方へ開口した処理槽本体と、この処理槽本体の開口部を閉じる扉とから構成される。
【００２１】
処理槽２内には、中途まで処理液が貯留される。処理槽２には、貯留液の温度を検出する温度センサ５が設けられる他、所望により水位センサ（図示省略）が設けられる。
【００２２】
処理槽２には、予め設定濃度に調整された処理液が供給されてもよいが、本実施例では、給水手段６による水と給液手段７による処理剤とが供給されて、処理槽２内で混合されて設定濃度の処理液とされる。
【００２３】
処理液は、被処理物との接触により、被処理物を不動態化処理、つまり被処理物の表面に薄い不動態膜（耐食性の酸化被膜）を形成するための液体である。本実施例では、水に処理剤を混入した設定濃度（たとえば処理剤がクエン酸の場合は１重量％以上）の水溶液とされる。処理剤は、従来公知の硝酸などでもよいが、被処理物が医療器具の場合、食品添加物からなるものが好ましい。食品添加物からなる処理剤として、たとえば、クエン酸またはアスコルビン酸を挙げることができる。なお、本実施例では、処理剤（典型的にはクエン酸）は、所定濃度（前記設定濃度よりも高濃度）の水溶液とされる。
【００２４】
給水手段６は、処理槽２内に水を供給する手段である。この水として、水道水、軟水または純水などを用いることができる。いずれにしても、給水源からの給水路８が処理槽２に接続されており、その給水路８には給水弁９が設けられている。給水弁９の開閉により、処理槽２内への給水を制御することができる。但し、給水弁９に代えてまたはこれに加えて、給水路８に給水ポンプを設け、この給水ポンプの発停により、処理槽２内への給水を制御してもよい。あるいは、場合により、給水弁９の開度を調整したり、給水ポンプをインバータ制御したりしてもよい。
【００２５】
給液手段７は、処理槽２内に処理剤を供給する手段である。本実施例では、処理剤の貯留タンク１０が給液路１１を介して処理槽２に接続されており、その給液路１１には給液ポンプ１２が設けられている。給液ポンプ１２を作動させることで、処理槽２内へ処理剤を供給することができる。処理槽２内において、処理剤の濃度が設定範囲に収まるように、給水手段６による給水量と、給液手段７による給液量とが調整される。
【００２６】
加熱手段３は、処理槽２内の貯留液を加熱する手段である。加熱手段３は、その構成を特に問わないが、本実施例では電気ヒータ１３から構成される。電気ヒータ１３は、通常オンオフ制御されるが、場合により出力を制御されてもよい。但し、加熱手段３は、電気ヒータ１３ではなく、たとえば蒸気ヒータから構成されてもよい。蒸気ヒータを用いる場合、蒸気ヒータへの給蒸の有無または量が制御される。
【００２７】
なお、処理槽２には、所望により、貯留液の撹拌手段を設けてもよい。撹拌手段は、その構成を特に問わないが、たとえば処理槽２内の底部から水を汲み上げて、処理槽２内の上部へ戻す循環路から構成することができる。
【００２８】
超音波振動子４は、典型的には、処理槽２の下部に設けられる。超音波振動子４は、超音波発振器（図示省略）と接続されている。超音波発振器から設定周波数で超音波振動子４に給電することで、超音波振動子４を所望に発振させることができる。そして、これによる超音波振動は、処理槽２内の貯留液に付与される。なお、超音波発振器を制御することで、超音波の周波数（Ｈｚ）および／または出力（Ｗ）などを変更可能に構成されてもよい。
【００２９】
制御手段は、前記各センサの検出信号や経過時間などに基づき、前記各手段や超音波発振器などを制御する制御器（図示省略）である。具体的には、制御器は、給水弁９、給液ポンプ１２、電気ヒータ１３、超音波発振器の他、温度センサ５などに接続されている。そして、制御器は、以下に述べるように、所定の手順（プログラム）に従い、処理槽２内の被処理物の不動態化処理を図る。
【００３０】
以下、本実施例の不動態化処理装置１の運転方法、言い換えれば不動態化処理方法の一例について説明する。
【００３１】
運転開始前、前記各手段３，６，７や超音波振動子４は停止している。具体的には、給水弁９は閉じた状態にあり、給液ポンプ１２、電気ヒータ１３および超音波振動子４は停止している。その状態で、被処理物を処理槽２内に収容して、処理槽２の扉を閉じる。そして、ユーザにより所定の運転開始ボタンが押されると、運転が開始される。つまり、制御器は、前記各手段３，６，７や超音波発振器を制御して、処理槽２内に処理液を貯留して被処理物を浸漬することで、被処理物を不動態化処理する。その間、少なくとも一部期間で、超音波振動子４を作動させた状態で、被処理物を不動態化処理するのが好ましい。なお、超音波振動子４の作動は、連続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよいし、途中で、周波数や出力などを変更してもよい。
【００３２】
本実施例では、典型的には、給水動作、給液動作、加熱動作、本処理動作、排水動作を、順次に実行して、被処理物を不動態化処理する。
【００３３】
≪給水動作≫
給水動作では、被処理物が浸漬される設定水位まで、給水手段６により処理槽２内に給水する。処理槽２内に所望量の水が貯留されると、給水手段６による給水を停止する。
【００３４】
≪給液動作≫
給液動作では、給液ポンプ１２を作動させて、所定量の処理剤を処理槽２内に供給する。たとえば、給液ポンプ１２を所定時間だけ作動させて、貯留タンク１０内の処理剤を所定量だけ処理槽２内に供給する。なお、ここでは、処理剤はクエン酸であるとして説明するが、クエン酸以外を用いる場合には、それに応じて、後述する温度条件や時間条件などを変更可能である。
【００３５】
≪加熱動作≫
加熱動作では、加熱手段３により、処理槽２内の貯留液を設定温度まで加熱する。加熱目標温度としての設定温度は、適宜に設定されるが、通常、７０℃以上１００℃以下の範囲で設定され、好ましくは８０℃以上９５℃以下で設定される。処理槽２内の貯留液が設定温度になると、加熱手段３を停止する。但し、後続の本処理動作においても、加熱手段３により、処理槽２内の貯留液を設定温度に維持してもよい。なお、前記撹拌手段を備える場合、加熱動作において撹拌手段を作動させて、貯留液の撹拌を図るのがよい。
【００３６】
≪本処理動作≫
本処理動作では、処理槽２内の処理液に被処理物を浸漬した状態で、設定時間（典型的には６０分以上）保持して、被処理物を不動態化処理する。その間、本実施例では、一部または全部の期間において、超音波発振器により超音波振動子４を作動させる。超音波振動の付与は、継続的に行ってもよいし、間欠的に行ってもよい。また、途中で、超音波の周波数や出力などを変更してもよい。いずれにしても、本処理動作では、最終的には、超音波振動子４を停止する。
【００３７】
本処理動作では、超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理することで、被処理物を容易に確実に不動態化処理することができる。すなわち、被処理物がたとえば隙間や穴などを有していても、超音波振動を付与することで、キャビテーションの衝撃などにより、被処理物の細部にまで処理液を接触させて、確実に不動態化処理することができる。
【００３８】
≪排水動作≫
排水動作では、処理槽２の底部からの排水路（図示省略）に設けた排水弁を開けることで、処理槽２内から排水する。処理槽２内からの排水後、排水弁を閉めて、一連の運転を終了する。
【００３９】
排水動作において、処理槽２内の処理液は外部へ排水されるが、その排水は、中和装置において中和された後、排水されるのが好ましい。中和装置は、処理槽２内において処理液に中和剤を投入する構成でもよいし、処理槽２内からの排水系統において排水中に中和剤を混入する構成でもよい。後述するように、不動態化処理の前または後に、被処理物の洗浄や濯ぎが可能な不動態化処理装置１の場合、洗浄剤としてアルカリ性洗剤を備えることがあるが、そのアルカリ性洗剤を処理液の中和剤として用いてもよい。
【００４０】
上述した一連の不動態化処理工程により、被処理物は、不動態化処理される。被処理物が、たとえばマルテンサイト系ステンレスＳＵＳ４２０Ｊ２を用いた医療器具（医療用鋼製小物）である場合、この素材はステンレス材としては比較的錆を生じ易いが、上述した不動態化処理を施すことで、腐食環境に強い不動態化皮膜の強化が図られる。これにより、耐食性を向上させ、長期間使用することが可能となる。従って、医療器具の買い替えコストを抑えることもできる。
【００４１】
上述した一連の動作からなる不動態化処理工程の前には、被処理物の洗浄工程や濯ぎ工程を実施してもよい。また、不動態化処理工程の後には、被処理物の濯ぎ工程などを実施してもよい。その場合、不動態化処理装置１には、被処理物の不動態化処理機能だけでなく、洗浄機能や濯ぎ機能が付与されることになる。言い換えれば、不動態化処理装置１は、不動態化処理機能付き洗浄装置として構成されてもよい。
【００４２】
不動態化処理装置１に洗浄機能を付与する場合、給液手段７として、処理剤の貯留タンク１０以外に、洗浄剤（たとえばアルカリ性洗剤、酵素配合洗剤）の貯留タンク１０を設けるのが好ましい。その場合、各貯留タンク１０は、それぞれ給液路１１を介して処理槽２に接続され、各給液路１１に給液ポンプ１２が設けられる。
【００４３】
そして、被処理物を洗浄するには、前述した不動態化処理の場合と同様に、典型的には、給水動作、給液動作、加熱動作、本処理動作、排水動作を、順次に実行して、被処理物を洗浄する。但し、給液動作では、処理剤に代えて洗浄剤が供給され、処理槽２内には洗浄液が貯留される。そして、この洗浄液を加熱後に、超音波振動子４を作動させるなどして被処理物を洗浄後、洗浄液を排水すればよい。個々の動作は、不動態化処理の場合と同様であるから、説明を省略する。
【００４４】
なお、洗浄工程では、給液動作を省略してもよい。つまり、洗浄剤を投入することなく、給水手段６による水だけで被処理物を洗浄してもよい。そして、好ましくは、その後、洗浄剤を投入して、洗浄液により被処理物を洗浄するのがよい。
【００４５】
不動態化処理装置１に濯ぎ機能を付与する場合、給液手段７として、処理剤の貯留タンク１０以外に、濯ぎ剤（たとえば潤滑防錆剤）の貯留タンク１０を設けるのが好ましい。その場合、各貯留タンク１０は、それぞれ給液路１１を介して処理槽２に接続され、各給液路１１に給液ポンプ１２が設けられる。
【００４６】
そして、被処理物を濯ぎするには、前述した不動態化処理の場合と同様に、典型的には、給水動作、給液動作、加熱動作、本処理動作、排水動作を、順次に実行して、被処理物を濯ぎする。但し、給液動作では、処理剤に代えて濯ぎ剤が供給され、処理槽２内には濯ぎ液が貯留される。そして、この濯ぎ液を加熱後に、超音波振動子４を作動させるなどして被処理物を濯ぎ後、濯ぎ液を排水すればよい。個々の動作は、不動態化処理の場合と同様であるから、説明を省略する。
【００４７】
なお、濯ぎ工程では、給液動作を省略してもよい。つまり、濯ぎ剤を投入することなく、給水手段６による水だけで被処理物を濯ぎしてもよい。そして、好ましくは、その後、濯ぎ剤を投入して、濯ぎ液により被処理物を濯ぎするのがよい。たとえば、不動態化処理工程後になされる濯ぎ工程では、まずは給水手段６による水のみで濯ぎし、その後、濯ぎ剤として潤滑防錆剤を用いて仕上げ処理するのがよい。
【００４８】
ところで、本発明の不動態化処理方法は、上述した不動態化処理装置１を用いる場合に限らず、実施することもできる。いずれにしても、上述したのと同様に、処理槽２内に処理液を貯留して被処理物を浸漬した状態で、処理槽２内の貯留液に超音波振動を付与しながら、被処理物を不動態化処理すればよい。
【００４９】
そして、不動態化処理する前には、前述したとおり、洗浄工程や濯ぎ工程を実行可能とされてもよい。あるいは、不動態化処理した後に、前述したとおり、洗浄工程や濯ぎ工程を実行可能とされてもよい。いずれの場合も、洗浄工程では、処理槽２内に洗浄液を貯留し、この洗浄液に被処理物を浸漬して洗浄する。また、濯ぎ工程では、処理槽２内に濯ぎ液を貯留し、この濯ぎ液に被処理物を浸漬して濯ぎする。
【００５０】
本発明の不動態化処理装置および方法は、前記実施例に限定されず、適宜変更可能である。特に、不動態化処理装置１は、被処理物を不動態化処理する装置であって、処理液を貯留して被処理物が浸漬される処理槽２と、この処理槽２に設けられる超音波振動子４と、この超音波振動子４を作動させる超音波発振器と、この超音波発振器を制御して被処理物を不動態化処理する制御手段とを備えるのであれば、その他の構成および制御は適宜に変更可能である。また、同様に、不動態化処理方法は、処理槽２内に処理液を貯留して被処理物を浸漬した状態で、処理槽２内の貯留液に超音波振動を付与しながら被処理物を不動態化処理するのであれば、その他は特に問わない。
【００５１】
たとえば、前記実施例では、不動態化処理装置１は、給水手段６と給液手段７とを備え、給水手段６による水に給液手段７により処理剤を混入して処理液としたが、処理槽２内には予め調製した処理液を供給可能としてもよい。
【００５２】
また、給液手段７で処理剤を投入するのではなく、処理剤は手動で処理槽２に投入するようにしてもよい。つまり、運転開始に先立って、被処理物を処理槽２内に収容する際、固体（たとえばタブレット状）または粉体状などの処理剤（たとえばクエン酸）を処理槽２内に投入するようにしてもよい。
【００５３】
また、前記実施例において、不動態化処理装置１には、処理槽２内の減圧手段や、処理槽２内の復圧手段を設けてもよい。減圧手段は、処理槽２内の気体を外部へ吸引排出して、処理槽２内を減圧する手段である。復圧手段は、減圧された処理槽２内へ気体を導入して、処理槽２内を復圧する手段である。復圧手段として、処理槽２の内外の差圧を利用して処理槽２内の気相部に外気を導入する気相給気手段と、処理槽２の内外の差圧を利用して処理槽２内の液相部に外気を導入する液相給気手段との内、一方または双方を備えるのが好ましい。
【００５４】
減圧手段や復圧手段（気相給気手段および／または液相給気手段）を備える場合、処理槽２内を減圧（または減復圧）しつつ超音波振動子４を作動させて、不動態化処理を図ることができる。あるいは、前記本処理動作において、超音波振動子４の停止中に、処理槽２内を減圧（または減復圧）して、不動態化処理を図ることができる。つまり、本処理動作において、減圧手段により処理槽２内を減圧後、気相給気手段または液相給気手段により、処理槽２内を復圧する動作を行ってもよい。減圧手段による減圧時、処理槽２内の貯留液を沸騰させてもよい。そして、気相給気手段または液相給気手段による処理槽２内への給気は、貯留液の沸騰中に行ってもよい。なお、このような処理槽２内の減圧やその後の復圧は、本処理動作に限らず、場合により加熱動作などで行ってもよいし、不動態化処理工程に限らず、その前後の洗浄工程や濯ぎ工程でも同様に行ってもよい。
【００５５】
さらに、前記実施例では、不動態化処理工程において、給水動作、給液動作、加熱動作、本処理動作、排水動作を順次に実行したが、少なくとも本処理動作を行えばよく、たとえば加熱動作は場合により省略可能である。その場合、加熱手段３の設置は、省略可能である。また、不動態化処理工程では、処理液を設定温度に保持したが、この設定温度は途中で変更してもよい。そして、洗浄工程、濯ぎ工程、不動態化処理工程などの相互間においても、設定温度を変更してもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５６】
１  不動態化処理装置
２  処理槽
３  加熱手段
４  超音波振動子
５  温度センサ
６  給水手段
７  給液手段
８  給水路
９  給水弁
１０  貯留タンク
１１  給液路
１２  給液ポンプ
１３  電気ヒータ
【図１】
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