(57)【要約】【課題】添加剤を使用することなく、水溶性切削液を蒸留することなく、水溶性切削液内の細菌を殺菌することができる水溶性切削液の浄化方法及び浄化装置を提供する。【解決手段】工作機械に使用される水溶性切削液を大気圧下で６０〜７０℃の温度範囲内で３０分以上加熱するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械に使用される水溶性切削液の浄化方法において、
前記水溶性切削液を細菌の殺菌が可能で前記水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱する加熱処理を行うことを特徴とする水溶性切削液の浄化方法。
【請求項２】
前記水溶性切削液を攪拌しながら前記加熱処理を行うことを特徴とする請求項１記載の水溶性切削液の浄化方法。
【請求項３】
前記水溶性切削液の攪拌は、前記水溶性切削液内に充満させた微細な気泡により行うことを特徴とする請求項２記載の水溶性切削液の浄化方法。
【請求項４】
前記細菌の殺菌が可能で前記水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内は大気圧下で６０〜７０℃であって、前記加熱処理を３０分以上行うことを特徴とする請求項１記載の水溶性切削液の浄化方法。
【請求項５】
工作機械に使用される水溶性切削液の浄化方法において、
浄化タンク内に貯溜された前記水溶性切削液を細菌の殺菌が可能で前記水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱する加熱工程と、
前記水溶性切削液内に含まれる廃油やスラッジを浮上させる廃油等浮上工程と、
細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された前記浄化タンク内の下方の前記水溶性切削液と前記浄化タンク内の上方の前記廃油やスラッジとを分離して回収する分離回収工程と、
からなることを特徴とする水溶性切削液の浄化方法。
【請求項６】
工作機械に使用される水溶性切削液の浄化装置において、
前記水溶性切削液を貯溜する浄化タンクと、
前記浄化タンク内に配設され前記水溶性切削液を細菌の殺菌が可能で前記水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱するヒーターと、
を有することを特徴とする水溶性切削液の浄化装置。
【請求項７】
さらに、前記浄化タンク内の前記水溶性切削液を攪拌する攪拌手段を有することを特徴とする請求項６記載の水溶性切削液の浄化装置。
【請求項８】
前記攪拌手段は、前記浄化タンク内の前記水溶性切削液内に微細な気泡を発生させ充満させる気泡発生器であることを特徴とする請求項７記載の水溶性切削液の浄化装置。
【請求項９】
さらに、前記水溶性切削液内に含まれる廃油やスラッジを浮上させる廃油等浮上手段を有し、
細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された前記浄化タンク内の下方の前記水溶性切削液と前記浄化タンク内の上方の前記廃油やスラッジとを分離して回収することを特徴とする請求項６記載の水溶性切削液の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械に使用される水溶性切削液の浄化方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械による機械加工においては、工具や工作物の冷却や潤滑のために水溶性切削液を使用している。この水溶性切削液は、長期間使用していると、細菌が繁殖する。そして、細菌の繁殖により水溶性切削液が腐敗すると悪臭が発生する。さらに、腐敗した水溶性切削液はｐＨ値が下がるため、腐敗した水溶性切削液を工作機械に循環使用した場合には、その工作機械の部品や工作物等を酸化させる原因にもなる。そのため、従来、腐敗した水溶性切削液は廃液として処理されていた。
【０００３】
しかし、近年では、腐敗した水溶性切削液を直ちに廃液として処理するのではなく、長寿命化を図る方法として、細菌を殺菌し水溶性切削液をリサイクルする方法が提案されている。例えば、添加剤を水溶性切削液の中に入れて、細菌を殺菌する方法である。他の方法としては、特開２００１−２１９３３７号公報に開示されている方法がある。この方法は、工作機械で使用する水溶性の切削油をバクテリヤ等の細菌を殺菌できる温度で蒸留回収して再使用するとともに、切削油中の油泥物を分離減容処理するリサイクル方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、添加剤を入れて殺菌する方法では、添加剤の費用がかかる。また、特開２００１−２１９３３７号公報に開示されたリサイクル方法は、水溶性切削液を蒸留しており、水溶性切削液の性能を低下させる可能性がある。すなわち、蒸留した水溶性切削液を再使用することは困難となる場合がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、添加剤を使用することなく、さらには水溶性切削液を蒸留することなく、水溶性切削液内の細菌を殺菌することができる水溶性切削液の浄化方法及び浄化装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の水溶性切削液の浄化方法は、工作機械に使用される水溶性切削液の浄化方法において、水溶性切削液を細菌の殺菌が可能で水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱する加熱処理を行う方法である。つまり、このような加熱処理を行うことにより、水溶性切削液内に含まれる細菌の殺菌が可能となる。さらに、水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱処理を行うことから、特開２００１−２１９３３７号公報に記載のリサイクル方法のような蒸留する方法とは異なる。すなわち、蒸留しない浄化方法であるので、浄化後も水溶性切削液の性能を維持することができる。すなわち、水溶性切削液を廃液として処分することがなく、浄化後の水溶性切削液をそのまま再使用することができる。
【０００７】
また、細菌の殺菌が可能で水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内は大気圧下で６０〜７０℃であって、加熱処理を３０分以上行うとよい。これにより、水溶性切削液内に含まれる細菌を確実に殺菌することができる。
【０００８】
また、本発明の水溶性切削液の浄化方法は、水溶性切削液を攪拌しながら加熱処理を行うようにしてもよい。水溶性切削液全体の殺菌を行うには、水溶性切削液全体の温度を所定の温度に所定時間維持する必要がある。そこで、水溶性切削液を攪拌しながら加熱処理を行うことで、水溶性切削液全体が所定の温度に所定時間維持することが可能となる。これにより、水溶性切削液全体の殺菌を確実に行うことができる。
【０００９】
また、水溶性切削液の攪拌は、水溶性切削液内に充満させた微細な気泡により行うようにしてもよい。水溶性切削液内に微細な気泡を送り込むと、水溶性切削液内に含まれたスラッジや廃油を浮上させることができる。すなわち、微細な気泡を充満させることにより、水溶性切削液をスラッジや廃油とそれらを除去したクリーン液とに分離することができる。つまり、スラッジや廃油を分離してクリーン液を生成することができると共に、水溶性切削液の攪拌作用により上述のとおり水溶性切削液全体の殺菌を行うことができる。
【００１０】
また、本発明の水溶性切削液の浄化方法は、工作機械に使用される水溶性切削液の浄化方法において、加熱工程と、廃油等浮上工程と、分離回収工程と、からなることを特徴とする。加熱工程は、浄化タンク内に貯溜された水溶性切削液を細菌の殺菌が可能で水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱する工程である。廃油等浮上工程は、水溶性切削液内に含まれる廃油やスラッジを浮上させる工程である。分離回収工程は、細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された浄化タンク内の下方の水溶性切削液と、浄化タンク内の上方の廃油やスラッジとを分離して回収する工程である。
【００１１】
加熱工程を行うことにより、水溶性切削液内に含まれる細菌の殺菌が可能となる。さらに、水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱工程を行うことから、特開２００１−２１９３３７号公報に記載のリサイクル方法のような蒸留する方法とは異なる。すなわち、蒸留しない浄化方法であるので、浄化後も水溶性切削液の性能を維持することができる。さらに、回収された細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された水溶性切削液は、そのまま工作機械に再使用することができる。つまり、水溶性切削液を廃液として処分することがなく、再使用される浄化後の水溶性切削液の性能は低下することがない。
【００１２】
また、廃油等浮上工程は、水溶性切削液内に充満させた微細な気泡により行うようにしてもよい。微細な気泡により、廃油やスラッジを確実に浮上させることができる。
【００１３】
また、加熱工程における細菌の殺菌が可能で前記水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内は、大気圧下で６０〜７０℃であって、さらに、加熱工程を３０分以上行うとよい。これにより、水溶性切削液内に含まれる細菌を確実に殺菌することができる。
【００１４】
また、本発明の水溶性切削液の浄化装置は、工作機械に使用される水溶性切削液の浄化装置において、水溶性切削液を貯溜する浄化タンクと、浄化タンク内に配設され細菌の殺菌が可能で水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱するヒーターと、を有する。つまり、浄化タンク内の水溶性切削液をヒーターで加熱することにより、水溶性切削液内に含まれる細菌の殺菌が可能となる。さらに、水溶性切削液の沸点以下の温度範囲内で加熱処理を行うことから、特開２００１−２１９３３７号公報に記載のリサイクル方法のような蒸留する方法とは異なる。すなわち、蒸留しない浄化方法であるので、浄化後も水溶性切削液の性能を維持することができる。すなわち、水溶性切削液を廃液として処分することがなく、浄化後の水溶性切削液をそのまま再使用することができる。
【００１５】
また、本発明の水溶性切削液の浄化装置は、さらに、浄化タンク内の水溶性切削液を攪拌する攪拌手段を有するようにしてもよい。これにより、浄化タンク内の水溶性切削液全体の殺菌を確実に行うことができる。
【００１６】
また、本発明の水溶性切削液の浄化装置における攪拌手段は、浄化タンク内の水溶性切削液内に微細な気泡を発生させ充満させる気泡発生器としてもよい。この気泡発生器により水溶性切削液内に微細な気泡を送り込むと、水溶性切削液内に含まれたスラッジや廃油を浮上させることができる。すなわち、微細な気泡を充満させることにより、水溶性切削液をスラッジや廃油とそれらを除去したクリーン液とに分離することができる。つまり、スラッジや廃油を分離してクリーン液を生成することができると共に、水溶性切削液の攪拌作用により上述のとおり水溶性切削液全体の殺菌を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の水溶性切削液の浄化装置は、さらに、水溶性切削液内に含まれる廃油やスラッジを浮上させる廃油等浮上手段を有し、細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された浄化タンク内の下方の水溶性切削液と浄化タンク内の上方の廃油やスラッジとを分離して回収するようにしてもよい。
【００１８】
これにより、回収された細菌の殺菌が行われ廃油やスラッジが除去された水溶性切削液は、そのまま工作機械に再使用することができる。つまり、よりクリーンな液を生成することができる。つまり、水溶性切削液を廃液として処分することがなく、再使用される浄化後の水溶性切削液の性能は低下することがない。
【００１９】
また、廃油等浮上手段は、浄化タンク内の水溶性切削液内に微細な気泡を発生させ充満させる気泡発生器としてもよい。微細な気泡により、廃油やスラッジを確実に浮上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。図１は、本発明の水溶性切削液の浄化方法を実施するための浄化装置である。この浄化装置は、図１に示すように、ダーティータンク部１と、フィルタ２と、浄化部３と、クリーンタンク４と、廃油等処理部５とから構成される。
【００２１】
ダーティータンク部１は、ダーティータンク１１と、送液用ポンプ１２とから構成される。ダーティータンク１１は、工作機械による機械加工に使用された水溶性切削液であるダーティー液を貯溜している。さらに、後述する浄化部３の浄化タンク３１から一部送液された水溶性切削液も貯溜している。送液用ポンプ１２は、ダーティータンク１１に取付けられ、ダーティータンク１１内のダーティー液をフィルタ２や浄化部３等へ送液する。
【００２２】
フィルタ２は、例えば、０．１ｍｍ以上の粗いスラッジを除去することができるものを使用している。そして、フィルタ２は、送液用ポンプ１２と連結パイプ６１で連通されている。
【００２３】
浄化部３は、浄化タンク３１と、ヒーター３２と、気泡発生用ポンプ３３と、かき板３４と、かき板駆動用モータ３５と、液量メータ３６、３７とから構成される。浄化タンク３１には、フィルタ２１を通過し連結パイプ６２を介して送液された水溶性切削液が貯溜されている。この浄化タンク５１の容量は、５００Ｌである。そして、浄化タンク３１内には、ヒータ３２が固定されている。ヒータ３２は、出力が１５ｋＷのものを使用している。また、浄化タンク３１の上方には、浄化タンク３１の中心を通る鉛直軸線から放射線状に複数枚のかき板３４が鉛直軸線を中心に回転可能に配設されている。そして、このかき板３４を回転駆動させるかき板駆動用モータ３５が浄化タンク３１の上側に固定されている。また、浄化タンク３１の下方には、浄化タンク３１内に微細な気泡を発生させる気泡発生用ポンプ３３が取付けられている。さらに、浄化タンク３１の低い位置に液量メータ３６が、浄化タンク３１の高い位置に液量メータ３７が取付けられている。また、浄化タンク３１の下方には、連結パイプ６３が連結されている。この連結パイプ６３は、クリーンタンク側バルブ６４又はダーティータンク側バルブ６５を介してダーティータンク１１又はクリーンタンク４とへ連結されている。
【００２４】
クリーンタンク４は、浄化タンク３１から送液された水溶性切削液が貯溜されている。
【００２５】
廃油等処理部５は、回収タンク５１と、廃油タンク５２と、オイルスキマー５３と、スラッジタンク５４と、スラッジコンベア５５とから構成される。回収タンク５１は、フィルタ２及び浄化タンク３１から回収された廃油及びスラッジが貯溜されている。オイルスキマー５３は、２つの回転部と回転部間に掛けられベルトとから構成されている。そして、一方の回転部は、回収タンク５１内の上方に配設されている。また、他方の回転部は、回収タンク５１の外側に配設されている。この他方の回転部の下側には、廃油タンク５２が設置されている。また、回収タンク５１内の下方には、スラッジコンベア５５が配設されている。スラッジコンベア５５は、水平部分と傾斜部分とから構成されている。そして、スラッジコンベア５５の傾斜部分の先端の下側には、スラッジタンク５４が配設されている。なお、フィルタ２と回収タンク５１とは連結パイプ６６で、浄化タンク３１と回収タンク５１とは連結パイプ６７で連結されている。
【００２６】
次に、このような構成からなる水溶性切削液の浄化装置の動作について説明する。
【００２７】
まず、ダーティータンク１１内にダーティー液が供給される。このダーティー液は、工作機械による機械加工に使用された水溶性切削液であって、廃油及びスラッジが含まれ、さらに、細菌が繁殖している。そして、ダーティータンク１１に貯溜されたダーティー液が、送液用ポンプ１２の駆動により、連結パイプ６１を介してフィルタ２へ送液される。送液されたダーティー液は、フィルタ２により、ダーティー液内に含まれる粗いスラッジが除去される。
【００２８】
そして、粗いスラッジが除去されてフィルタ２を通過したダーティー液が、連結パイプ６２を介して浄化タンク３１に送液される。なお、送液用ポンプ１２による浄化タンク３１への送液は、液量メータ３７の信号がＯＮ状態となるまで行われる。液量メータ３７の信号がＯＮ状態となるには、液量メータ３７が取付けられている位置に水溶性切削液が存在することが必要である。つまり、液量メータ３７の信号がＯＮ状態となると、液量メータ３７が設置されている高さまでダーティー液が貯溜されることになる。一方、フィルタ２により除去された粗いスラッジは、連結パイプ６６を介して回収タンク５１に送液される。
【００２９】
続いて、浄化タンク３１に貯溜されたダーティー液が、浄化タンク３１にて浄化処理される。この浄化処理は、ダーティー液内に含まれる廃油及び細かいスラッジの除去とダーティー液内に存在する細菌の殺菌とを行って、クリーン液を生成する処理である。具体的には、気泡発生ポンプ３３を駆動させることにより、浄化タンク３１内に微細な気泡を発生させて充満させる。発生させた微細な気泡は、ダーティー液中に含まれる廃油及び細かいスラッジを伴って浮上する（廃油等浮上工程）。これにより、浄化タンク３１内のダーティー液の上方に廃油及びスラッジが堆積することになる。
【００３０】
同時に、かき板駆動用モータ３５を駆動させて、かき板３４を回転させる。かき板３４の回転により、浄化タンク３１内の上方に堆積した廃油及び細かいスラッジが、かき板３４の周囲へ送られる。さらに、連結パイプ６７を介して回収タンク５１へ送液される（分離回収工程）。
【００３１】
さらに、気泡発生用ポンプ３３による微細な気泡の発生と同時に、ヒーター３２を駆動して、まずは浄化タンク３１内のダーティー液が６０℃になるまで加熱する（加熱処理、加熱工程）。例えば、ダーティー液が５００Ｌであって、出力１５ｋＷのヒーター３２を使用した場合には、約２時間の加熱を行うことで、ダーティー液を６０℃にすることができる。ただし、この加熱時間は、加熱前の液温や外気温等により変化する。続いて、浄化タンク３１内のダーティー液の液温を、６０℃の状態で、３０分間保持する。これは、ダーティー液の温度を監視しながら、ヒーター３２を制御することにより行う。ダーティー液の温度の監視は、浄化タンク３１内の複数箇所のダーティー液の温度を監視するのが好ましい。なお、この間も気泡発生用ポンプ３２により微細な気泡を発生させておく。ダーティー液中に微細な気泡を発生させることにより、ダーティー液の攪拌効果を生じさせ、ダーティー液全体を６０℃に維持させることが可能となる。また、ヒーター３２により加熱する際は、大気圧下で行っている。従って、上述の加熱処理（加熱工程）による加熱温度は、水溶性切削液の沸点以下の温度範囲となる。
【００３２】
このような浄化処理により、浄化タンク３１内には廃油及びスラッジが除去され、さらに殺菌された水溶性切削液であるクリーン液が生成される。ただし、浄化タンク３１内の水溶性切削液の上方には、かき板３４により除去できない廃油やスラッジが一部残っている。
【００３３】
浄化処理が終了すると、クリーンタンク側バルブ６４を開き、浄化タンク３１の下方に貯溜されているクリーン液が連結パイプ６３を介してクリーンタンク４へ送液される。その後、浄化タンク３１に取付けられている液量メータ３６の信号がＯＦＦ状態になると、クリーンタンク側バルブ６４が閉じ、同時にダーティータンク側バルブ６５が開く。なお、液量メータ３６の信号がＯＦＦ状態となる場合とは、液量メータ３６が取付けられている位置に水溶性切削液が存在しない場合である。そして、浄化タンク３１内に残された廃油やスラッジを含む水溶性切削液が、連結パイプ６３を介してダーティータンク１１へ送液される。すなわち、浄化タンク３１内に貯溜された水溶性切削液が、クリーンタンク４とダーティータンク１１とに分けられる（分離回収工程）。
【００３４】
クリーンタンク４に貯溜されたクリーン液は、再び工作機械に供給され、再使用される。一方、ダーティータンク１１に貯溜されたダーティー液は、再び、上述の浄化処理が行われる。
【００３５】
また、回収タンク５１に貯溜された廃油及びスラッジは、オイルスキマー５３及びスラッジコンベア５５により、廃油タンク５２及びスラッジタンク５４に分離される。すなわち、まず、オイルスキマー５３の回転部を回転駆動させる。この回転により、オイルスキマー５３のベルトが回転する。そして、回収タンク５１内の上方にある廃油が、オイルスキマー５３のベルトの回転に伴って移動する。その結果、オイルスキマー５３の先端側に設置されている廃油タンク５２に廃油が回収される。一方、スラッジコンベア５５を回転駆動させる。これにより、回収タンク５１内の下方にあるスラッジが、スラッジコンベア５５の回転に伴って移動する。その結果、スラッジコンベア５５の傾斜部の先端に設置されているスラッジタンク５４にスラッジが回収される。
【００３６】
（殺菌試験）
次に、上述の加熱処理により水溶性切削液内の細菌を殺菌できるかに関する試験について説明する。
【００３７】
本試験のサンプルとして、ダーティータンク１１内の異なる４箇所から少量のダーティー液を採取したものを用いた。そして、これらの４つのサンプル（サンプル１〜サンプル４）には、採取当初は細菌数約１０７個／ｍｌであった。一般に、水溶性切削液中の細菌数が１０７個／ｍｌ以上の場合には、その水溶性切削液は腐敗しているといえる。これらのサンプル１〜４を用いて、加熱温度を４０℃〜７０℃とし、それぞれの温度で保持する時間を３０分とした場合に、それぞれの場合における細菌数を検査した。その結果を図２に示す。図２に示すように、加熱温度が４０℃と５０℃の場合には、水溶性切削液中の細菌数はサンプル１〜４のほとんどが１０７個／ｍｌであった。すなわち、細菌は、ほとんど死滅していない。ところが、加熱温度が６０℃や７０℃とした場合には、水溶性切削液中の細菌はほぼ完全になくなっている。この結果から、加熱保持時間を３０分とした場合には、６０℃〜７０℃の温度範囲で加熱することで水溶性切削液中の細菌を殺菌することができる。
【００３８】
次に、上述のサンプル１〜４を用いて、加熱温度を６０℃とし、その温度で保持する時間を１０分〜４０分とした場合に、それぞれの場合における細菌数を検査した。その結果を図３に示す。図３に示すように、加熱保持時間が１０分の場合には、細菌はほとんど死滅していない。加熱保持時間が２０分の場合には、わずかに細菌数が減少しているものがある。しかし、この場合の細菌数が最も少ないサンプル３であっても、１０４個／ｍｌである。加熱保持時間を３０分以上にすると、細菌はほぼ完全になくなっている。この結果から、加熱温度を６０℃とした場合には、加熱保持時間は３０分以上にすると水溶性切削液中の細菌を殺菌することができる。
【００３９】
さらに、加熱した場合であっても、水溶性切削液の性能は何ら変化ないことが確認できた。すなわち、水溶性切削液の潤滑性や冷却性は劣化しない。
【００４０】
従って、水溶性切削液を６０℃の温度で３０分以上加熱することで、性能を低下させることなく、確実に殺菌することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の水溶性切削液の浄化方法及び浄化装置によれば、添加剤を使用することなく、さらには水溶性切削液を蒸留することなく、水溶性切削液内の細菌を殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水溶性切削液の浄化装置を示す図である。
【図２】実験結果を示す図である。
【図３】実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１　・・・　ダーティータンク部
２　・・・　フィルタ
３　・・・　浄化部
４　・・・　クリーンタンク
５　・・・　廃油等処理部
１１　・・・　ダーティータンク
１２　・・・　送液用ポンプ
３１　・・・　浄化タンク
３２　・・・　ヒーター
３３　・・・　気泡発生用ポンプ
３４　・・・　かき板
３５　・・・　かき板駆動用モータ
３６、３７　・・・　液量メータ
５１　・・・　回収タンク
５２　・・・　廃油タンク
５３　・・・　オイルスキマー
５４　・・・　スラッジタンク
５５　・・・　スラッジコンベア
【図１】
2004066428.tif 000003
【図２】
2004066428.tif 000004
【図３】
2004066428.tif 000005