(57)【要約】【課題】水溶液または有機溶剤を用いた洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、効果的に金属部材の表面から洗浄液を除去することで金属部材を乾燥できると共に洗浄液として有機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の大気中への拡散を極力抑えつつ、有機溶剤を回収することができる、金属部材の洗浄方法を提供すること。【解決手段】洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄方法であって、側壁に金属部材１が通過する入口３及び出口４を有すると共に内部に入口３及び出口４間を通過する金属部材１に向けてその中の気体が吐出されるようにノズル５を配置した気体流通管６と、気液分離機７と、ポンプ８またはブロアとを配管９により連結し、気体の流通経路が閉鎖系の循環経路となるように構成された乾燥装置２を用いて、金属部材を乾燥する、金属部材の洗浄方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄方法であって、側壁に金属部材が通過する入口及び出口を有すると共に内部に前記入口及び前記出口間を通過する金属部材に向けてその中の気体が吐出されるようにノズルを配置した気体流通管と、気液分離機と、ポンプまたはブロアとを配管により連結し、前記気体の流通経路が閉鎖系の循環経路となるように構成された乾燥装置を用いて、金属部材を乾燥することを特徴とする金属部材の洗浄方法。
【請求項２】
前記ノズルは、その前段に前記気体流通管の内壁と密に接合された気体導入部を有することを特徴とする請求項１に記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項３】
前記ノズルを通して吐出される前記気体の流速が４５ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項４】
洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄装置であって、側壁に金属部材が通過する入口及び出口を有すると共に内部に前記入口及び前記出口間を通過する金属部材に向けてその中の気体が吐出されるようにノズルを配置した気体流通管と、気液分離機と、ポンプまたはブロアとを配管により連結し、前記気体の流通経路が閉鎖系の循環経路となるように構成された乾燥装置を備えていることを特徴とする金属部材の洗浄装置。
【請求項５】
前記ノズルは、その前段に前記気体流通管の内壁と密に接合された気体導入部を有することを特徴とする請求項４に記載の金属部材の洗浄装置。
【請求項６】
前記ノズルを通して吐出される前記気体の流速が４５ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の金属部材の洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばキシレン等の有機溶剤または水溶液を用いた洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導体上に絶縁塗料を塗布して絶縁層を形成する絶縁電線の製造を例にとって説明すると、伸線工程や圧延工程を経て成形加工された導体用線材の表面には、加工時に発生した金属粉や加工用潤滑油などが付着している。
【０００３】
また、導体上に形成される絶縁電線の絶縁層の厚さは、その使用形態に基づく絶縁電線の電気的特性上の要求から薄膜化の一途をたどっており、導体用線材の表面に付着している金属粉や潤滑油などが十分に除去されないまま、次工程でその表面に絶縁塗料を塗布すると、絶縁電線の絶縁性能の低下を招くことが指摘されている。
【０００４】
導体用線材の表面に付着している金属粉や潤滑油などを除去するためには、有機溶剤を用いた洗浄液に線材を浸漬して、必要に応じて超音波を照射するなどにより洗浄能力を高めて線材の表面を洗浄する方法が広く採用されている。
【０００５】
また、この有機溶剤を用いた洗浄方法においては、有機溶剤を用いた洗浄液で線材の表面を洗浄した後、線材を乾燥して線材の表面から洗浄液を除去することが必要であり、これには線材の表面にエアーを高速で吹き付けて乾燥する、いわゆるエアブローと呼ばれる方法が一般に採用されている。
【０００６】
例えば、先行技術文献である特許文献１には、洗浄液で洗浄した後の線材の表面にエアーを吹き付けて、線材の表面に付着している洗浄液を吹き飛ばして乾燥するエアブロー型の乾燥機が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許３５６７１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のエアブローと呼ばれる線材の乾燥方法において、洗浄液として水を使用する場合には、水を蒸発させるためには大きなエネルギーを必要とする問題がある。表１に示すように、水の蒸発に必要なエネルギー、即ち蒸発潜熱は、他の有機溶剤の３〜７倍と大きい。そのため、導体表面に付着した水をすべて蒸発させて乾燥するためには、大きな熱源を必要とする。
【０００９】
【表１】
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【００１０】
従来の、エアブローと呼ばれる線材の乾燥方法によれば、線材の表面から洗浄液を除去する際に有機溶剤が飛散、揮発するという問題がある。揮発した有機溶剤はいわゆるＶＯＣ（Ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ：揮発性有機化合物）として大気中に拡散するが、このＶＯＣは光化学オキシダントの原因となる可能性があり、大気汚染を引き起こす恐れがある。
【００１１】
また、大気中に拡散したＶＯＣを回収するためには、その何百倍、何千倍といった体積の大気を吸引してＶＯＣを分離しなければならず、大規模な設備が必要となる。
【００１２】
かかる問題に鑑み、本発明の目的は、金属部材を洗浄液に接触させて金属部材表面の付着物を除去する工程において、洗浄液を蒸発以外の方法で効果的に金属部材表面から除去することである。
【００１３】
また、本発明の目的は、特に洗浄液が有機溶剤である場合に、金属部材表面から除去された有機溶剤を、大気に散逸する量を最小限に抑えて回収することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄方法であって、側壁に金属部材が通過する入口及び出口を有すると共に内部に前記入口及び前記出口間を通過する金属部材に向けてその中の気体が吐出されるようにノズルを配置した気体流通管と、気液分離機と、ポンプまたはブロアとを配管により連結し、前記気体の流通経路が閉鎖系の循環経路となるように構成された乾燥装置を用いて、金属部材を乾燥することを特徴とする金属部材の洗浄方法を提供する。
【００１５】
上記において、上記乾燥装置の気体流通管内で、金属部材に向けて吐出された気体は、金属部材の表面から洗浄液を除去すると共に除去した洗浄液をミスト化して含む気体となって、気液分離機を通過する。気液分離機では、そのような気体からミストが分離されることにより、水溶液または有機溶剤が回収される。また、気液分離機を通過した気体は、ポンプまたはブロアにより配管を通じて気体流通管に送られることにより、気体の流通経路は全体が閉鎖系のいわゆるクローズドシステム化された循環経路となる。気液分離機としては、コンデンサにより凝縮液化された気体から水溶液または有機溶剤を分離するタイプのものを用いることが好ましい。
【００１６】
この金属部材の洗浄方法によれば、上記構成の採用により、特に上記乾燥装置を用いることにより、例えば水溶液または有機溶剤を用いた洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、効果的に金属部材の表面から洗浄液を除去することで金属部材を乾燥できると共に洗浄液として有機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の大気中への拡散を極力抑えつつ、有機溶剤を回収することができる。この結果、ＶＯＣの発生を抑制し、大気汚染など環境への影響を軽減することができると共に労働作業環境の改善が可能になる。
【００１７】
請求項２の発明は、前記ノズルは、その前段に前記気体流通管の内壁と密に接合された気体導入部を有することを特徴とする請求項１に記載の金属部材の洗浄方法を提供する。
【００１８】
この金属部材の洗浄方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、気体流通管の中の気体が漏れなく気体導入部により案内されてノズルを通して吐出されるので、ノズルを通して吐出される気体の風速が高められることにより、金属部材を効果的に乾燥して金属部材の表面から洗浄液を十分に除去することができる。
【００１９】
請求項３の発明は、前記ノズルを通して吐出される前記気体の流速が４５ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機溶剤を用いた金属部材の洗浄方法を提供する。
【００２０】
この金属部材の洗浄方法によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、ノズルを通して吐出される気体の風速が、実験に基づいて金属部材の表面から洗浄液が剥離するのに必要な風速と定められるので、金属部材を迅速且つ効果的に乾燥して金属部材の表面から洗浄液を十分に除去することができる。
【００２１】
請求項４の発明は、洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、金属部材を乾燥して、金属部材の表面から洗浄液を除去する、金属部材の洗浄装置であって、側壁に金属部材が通過する入口及び出口を有すると共に内部に前記入口及び前記出口間を通過する金属部材面に向けてその中の気体が吐出されるようにノズルを配置した気体流通管と、気液分離機と、ポンプまたはブロアとを配管により連結し、前記気体の流通経路が閉鎖系の循環経路となるように構成された乾燥装置を備えていることを特徴とする金属部材の洗浄装置を提供する。
【００２２】
この金属部材の洗浄装置によれば、上記構成の採用により、特に上記乾燥装置を備えていることにより、例えば水溶液または有機溶剤を用いた洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、効果的に金属部材の表面から洗浄液を除去することで金属部材を乾燥できると共に洗浄液として有機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の大気中への拡散を極力抑えつつ、有機溶剤を回収することができる。この結果、ＶＯＣの発生を抑制し、大気汚染など環境への影響を軽減することができると共に労働作業環境の改善が可能になる。また、有機溶剤の回収にあたり、大規模な設備を必要としない効果がある。
【００２３】
請求項５の発明は、前記ノズルは、その前段に前記気体流通管の内壁と密に接合された気体導入部を有することを特徴とする請求項４に記載の金属部材の洗浄装置を提供する。
【００２４】
この金属部材の洗浄装置によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、気体流通管の中の気体が漏れなく気体導入部により案内されてノズルを通して吐出されるので、ノズルを通して吐出される気体の風速が高められることにより、金属部材を効果的に乾燥して金属部材の表面から洗浄液を十分に除去することができる。
【００２５】
請求項６の発明は、前記ノズルを通して吐出される前記気体の流速が４５ｍ／秒以上であることを特徴とする請求項４又は５に記載の金属部材の洗浄装置を提供する。
【００２６】
この金属部材の洗浄装置によれば、上記効果に加えて、上記構成の採用により、ノズルを通して吐出される気体の流速が、実験に基づいて金属部材の表面から洗浄液が剥離するのに必要な流速と定められるので、金属部材を迅速且つ効果的に乾燥して金属部材の表面から洗浄液を十分に除去することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の金属部材の洗浄方法及びその装置によれば、水溶液または有機溶剤を用いた洗浄液で金属部材の表面を洗浄した後、効果的に金属部材の表面から洗浄液を除去することで金属部材を乾燥できると共に洗浄液として有機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の大気中への拡散を極力抑えつつ、有機溶剤を回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る金属部材の洗浄方法及びその装置の概略説明図である。
【図２】本発明一実施の形態に係る気体流通管内のノズル周辺部の説明図である。
【図３】洗浄液の剥離に必要な気体の流速と気体流通管を通過させる必要回数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図１及び図２に基づいて本発明の好適な実施の形態を詳述する。
【００３０】
図１において、１は図示しない引き抜きダイスにより伸線加工された金属部材としての銅線である。この銅線１は、伸線加工時に発生した金属粉や加工用潤滑油などの付着物を除去するために予め図示しない例えばキシレン等の有機溶剤を用いた洗浄液で表面洗浄した後、乾燥してその表面から洗浄液を除去するために、この乾燥装置２に導入される。
【００３１】
乾燥装置２は、側壁に銅線１が通過する入口３及び出口４を有すると共に内部に前記入口３及び前記出口４間を通過する銅線１に向けてその中の気体が吐出されるようにノズル５を配置した気体流通管６と、気液分離機７と、ポンプ８またはブロアとを配管９により連結し、気体の流通経路が閉鎖系のいわゆるクローズドシステム化された循環経路となるように構成されている。気体としては通常空気が使用される。
【００３２】
この図１において、気体流通管６の入口３から導入され、出口４から導出される銅線１は、前記入口３及び前記出口４間の気体流通管６内で、ノズル５を通して吐出、吹き付けられた気体により乾燥されて、その表面に付着している洗浄液が除去される。また、前記気体流通管６内で、ノズル５を通して銅線１に向けて吐出、吹き付けられた気体は、銅線１の表面から洗浄液を除去すると共に除去した洗浄液をミスト化して含む気体となって、気液分離機７を通過する。気液分離機７では、そのような気体からミストが分離されることにより、洗浄液が回収される。また、気液分離機７を通過した気体は、ポンプ８またはブロアにより配管９を通じて気体流通管６に送られることにより、気体の流通経路は閉鎖系のいわゆるクローズドシステム化された循環経路を構成する。従って、この実施の形態では、そのような循環経路の中で、効果的に銅線１の表面から洗浄液を除去することで金属部材を乾燥できると共に洗浄液として有機溶剤を用いた場合には、有機溶剤の大気中への拡散を極力抑えつつ、有機溶剤を回収することができる。
【００３３】
また、図２に示されるように、気体流通管６の内部に配置されたノズル５は、その前段に気体流通管６の内壁と密に接合された端部を有するラッパ面状の気体導入部１０を有する。従って、この実施の形態では、気体流通管６の中の気体が漏れなく気体導入部１０により案内されてノズル５を通して吐出されるので、ノズル５を通して吐出される気体の風速が高められることにより、銅線１を効果的に乾燥して銅線１の表面から洗浄液を十分に除去することができる。
【実施例】
【００３４】
（実施例１）
図１及び図２に基づき、図示しない引き抜きダイスにより銅線を線速度３０ｍ／分で伸線加工して、直径３ｍｍの銅線１を得た後、有機溶剤を用いた洗浄液としてキシレンを満たした図示しない洗浄槽に銅線１を通過させて、銅線１の表面を洗浄した。その後直ちに、図１の乾燥装置２に銅線１を通過させて、銅線１を乾燥して銅線１の表面から洗浄液を除去した。なお、この後、銅線１は絶縁塗料が塗布される前に図示しない焼鈍炉へと導かれる。
【００３５】
ここで、洗浄槽内の洗浄液である有機溶剤のキシレンは、銅線１の通過により銅線１の表面に付着して持ち出されるため、時間とともに減少する。一方、乾燥装置２内では、銅線１の表面に付着したキシレンは、気体流通管６を通過する過程でノズル５を通して吐出される気体により乾燥されて銅線１の表面から除去されるが、その一部は揮発して気体流通管６の入口３及び出口４から漏洩するものの、大部分は気液分離機７で回収される。また、乾燥が十分でない場合は、銅線１の表面に付着したキシレンは、焼鈍炉に持ち込まれて、そこで揮発する。
【００３６】
洗浄槽で洗浄された後の銅線に対する乾燥性能は、洗浄槽内のキシレンの減少量（消費量）と、気液分離機等で回収されたキシレンの量（回収量）と、焼鈍炉で測定された雰囲気中のキシレン濃度とから総合的に求めることができる。ここで、実施例と比較例によって夫々同じ銅線に対する乾燥性能を測定して比較した結果を表２に示す。なお、比較例では、乾燥方式として従来のエアブロー方式を採用し、キシレンの回収量は無いものとした。
【００３７】
【表２】
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【００３８】
表２において、洗浄後の銅線に対する本来の乾燥性能は、乾燥されずに銅線の表面に付着して持ち出されるキシレンの量から評価できることから、焼鈍炉で測定した雰囲気中のキシレン濃度から評価することができる。また、キシレンの回収性能は、回収されたキシレンの量（回収量）から評価することができる。実施例の場合、洗浄槽で消費したキシレン２１３ｍＬのうち１２５ｍＬが気液分離機で回収されており、キシレンの回収率は約５８％である。
【００３９】
実施例においては、銅線１の走行速度に応じてノズル５から銅線１に向けて吐出・吹き付けられる気体の流速を適切に設定することにより、銅線１の表面に付着した洗浄液（有機溶剤）は気体によって剥離・除去されて、気体中にミストとして飛散する。ミストの大部分は気体の流れによって気液分離機７の方向に運ばれるが、その一部は気体流通管６の内部に留まる。このとき、気体流通管６の内部と外部の圧力を適切に制御することにより、その圧力差によって気体流通管６の入口３及び出口４から流出する気体の量を抑制できることから、流出する気体に含まれて漏出されるミストの量を抑制することができる。
【００４０】
また、ミスト化した洗浄液（有機溶剤）を含む気体はその流れによって気液分離機７に到達し、そこで有機溶剤は分離・回収される。気液分離機７としては、樹脂繊維やグラスウールなどによるミストトラップを使用して有機溶剤を回収するもの、遠心力を利用したサイクロン方式の装置により有機溶剤を回収するもの、洗浄液を冷却により凝縮して有機溶剤を回収するコンデンサを使用した装置などがあり、有機溶剤の種類に応じて適宜選択することができるが、キシレン等の揮発性の高い有機溶剤を用いた洗浄液の場合は、ミストに加えて気化した有機溶剤も回収することができる、コンデンサを使用した気液分離機を使用することが好ましい。なお、実施例では遠心力を利用したサイクロン方式の気液分離機７を使用している。
【００４１】
（実施例２）
実際に洗浄後の乾燥を行った他の例について説明する。洗浄液として水を主成分とするエマルジョン性の潤滑剤を用いた点を除いては実施例１と同様に洗浄を行った。乾燥性能は、銅線表面に布を当てて一定時間拭き取ったのち、布の重量変化を測定することによって評価した。すなわち、最初に、図２の気体流通管６を設けない場合に銅線表面に付着している水の量Ｗ１を測定し、次に図２の気体流通管６を設けた場合に、気体流通管６を通過後に銅線表面に付着している水の量Ｗ２を測定し、両者を比較した。測定の結果、Ｗ１＝４．１ｇ／分、Ｗ２は測定下限以下（測定下限＝０．１ｇ／分）であり、効果的に水が剥離されていることを確認した。
【００４２】
また、ここで、銅線１の表面に付着した洗浄液を剥離・除去するために必要な適正な気体の流速と、それを発生させるために必要なポンプ８またはブロアの能力を考える。発明者らの実験による検討の結果、銅線表面からの洗浄液の剥離に必要な流速は、図３に示されるように、４５ｍ／秒以上であり、それ以下では例えば上記気体流通管６を使用した場合、気体流通管６を複数回通過させないと銅線表面から洗浄液を剥離できないことが分かった。図３において、ノズル５の内径を５ｍｍとすると、流速４５ｍ／秒を達成するために必要な気体の流量は約５３Ｌ／分であり、ほぼ垂直に配置された気体流通管６の内径を２０ｍｍ、長さを１ｍとすると、気体流通管６の両端の気体の圧力差は１２Ｐａ程度である。このような流速、圧力差（静圧）を得るために必要なポンプ８またはブロアの能力としては、小型のターボファンで十分可能である。例えば、六合製作所のターボファンＴ２−１０１００１４は、回転数３０００ｒｐｍのとき、流速０．１ｍ3／分で１３５Ｐａの制圧を発生させることが可能であり、十分使用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  銅線
２  乾燥装置
３  入口
４  出口
５  ノズル
６  気体流通管
７  気液分離機
８  ポンプ
９  配管
１０  気体導入部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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