(57)【要約】【課題】  加工油等が固着した金属部材の洗浄において、洗浄がうまく行える方法を提供する。【解決手段】  金属部材を洗浄するに先立って油による予備洗浄を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属部材を洗浄するに際し、油による予備洗浄を行うことを特徴とする金属部材の洗浄方法。
【請求項２】
洗浄に使用する溶媒が、水である請求項１に記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項３】
水が、アルカリ性電解水である請求項２に記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項４】
アルカリ性電解水が、ｐＨ８〜１２のものである請求項３に記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項５】
洗浄が、高圧噴射水によるものである請求項２〜４のいずれかに記載の金属部材の洗浄方法。
【請求項６】
金属部材が、電子写真装置用ブレード部材の支持板金である請求項１〜５のいずれかに記載の金属部材の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属部材の洗浄方法、さらに詳しくは、電子写真装置に用いられるクリーニングブレード、現像ブレード等のブレード部材の支持板金にブレードを形成する前の支持板金の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置では金属部材は金属素材から切り出し、切削、打ち抜き、スタンピング、研磨等により製造される。そのような加工の段階では金属素材の酸化防止や加工時の焼付防止のために機械油、加工油、工業用潤滑油等（以下、これらをあわせて「加工油等」と略すことがある）が用いられている。
【０００３】
また、加工後も金属部材は酸化されることが嫌われるために表面に防錆用の加工油等が塗布されることがある。
【０００４】
即ち、金属部材はいずれにしても表面に加工油等が付着している。このような加工油等が付着した金属部材ではそのまま使用する場合には問題にならないが、塗装したり、他の部材を金属部材上に接着や直接形成したりするようなときに表面に付着している油膜のためにうまくつかないことがある。
【０００５】
そのため、炭化水素系溶媒、アルコール系溶媒等の有機溶剤、フロン系溶媒等のハロン系溶剤による洗浄が行われ、特に洗浄後の表面状態が良好ことからフロン系溶媒による洗浄が好まれてきた。ところで、近年フロン系溶媒の使用が規制されるようになり、フロン系溶媒による洗浄に代わる洗浄方法が要望されるにいたっている。
【０００６】
一方、他の有機溶剤による洗浄では、付着油の洗浄に効果はあるが、フロン系溶媒によるほどでなく、また、低沸点の溶媒では引火や爆発の問題があり、防火、防爆、防臭等の対策が必要であり、高沸点の溶媒では付着油の除去が十分ではない。
【０００７】
ところで、引火や爆発のない洗浄方法として、苛性ソーダやアンモニアを含むアルカリ性水、塩酸、硫酸、リン酸、蟻酸等を含む酸性水、界面活性剤を含む水あるいは工業用水そのものを用いる水系溶媒によるものが知られている。アルカリ性水や酸性水を用いたものでは金属表面の腐食の問題があり、付着したアルカリ性あるいは酸性の水を除く処理が必要である。特に、金属が鉄の場合に表面防食のために亜鉛やスズで被覆されているがこれらはアルカリ性水や酸性水に侵されやすく、また、表面に酸化被膜が形成されるので比較的良好な材料として推奨されるアルミニウムであっても該被膜はアルカリ性水に溶解するし、アルミニウム自体はアルカリ性水及び酸性水に侵されるので、洗浄方法として採用しにくい。
【０００８】
また、界面活性剤を含む水による洗浄では、加工油等を含む油分の除去は比較的良好であるが、水系であるため溶存酸素よる腐食は抑えることが十分でないばかりか、排水は油分だけでなく、含まれる界面活性剤を後処理する必要がある。
【０００９】
近年、係る状況から、溶存酸素による腐食を抑える技術として洗浄水に水素を含ませることが試みられている（例えば、特許文献1参照）が、水素を使用することから水素に対する各種備え（例えば、防爆設備、高圧ガス設備等）が必要である。
【００１０】
一方、アルカリ性成分や酸性成分を用いないアルカリ性水や酸性水、いわゆる電解水が飲用等に喧伝されるようになり、この電解水を金属部材の洗浄に用いる試みがされるに至っている（例えば、特許文献２、３）。
【００１１】
しかしながら、この方法でも、上記電解質を含むアルカリ水、酸性水による洗浄のような洗浄後の後新鮮水による洗浄は不要となるが、電解質を含まない分固着した油を充分に洗浄できないことがあった。
【００１２】
また、金属部材の洗浄方法として、金属部材を洗浄溶剤に浸漬して金属部材に付着した加工油等の付着物を除去する方法（浸漬式洗浄方法）が知られている。しかしながら、浸漬式洗浄のみでは洗浄力が低いため、浸漬式洗浄を行う前にあらかじめアルカリ性水溶液によって脱脂し、更にはブラシロールによって仕上げ洗浄を行う必要がある。この様に浸漬式洗浄方法では工程が複雑になってしまい、コスト上昇の原因になってしまう。
【００１３】
そのため、給気系から気体を供給して高圧容器内で洗浄水に気体が溶存した気体溶存水を生成し、この気体を含む洗浄水を被洗浄体に噴射して洗浄する洗浄方法（例えば、特許文献４参照）や、水または電解質水溶液を電気分解して生成したアルカリ性電解水を加熱及び加圧し、被洗浄体に噴射して洗浄する方法（例えば、特許文献５参照）が検討されている。
【００１４】
しかし、これらの方法では、金属部材に単に加工油等が付着した程度であれば、そう問題もなく洗浄可能であったが、金属部材上に加工時や長期保存による油の劣化や埃の付着、輸送時の変質油の付着等により加工油等が固着した状態にある場合は、充分な洗浄効果が得られなかった。
【特許文献１】特開昭５８−３７２００号公報
【特許文献２】特開平７−７５７８４号公報
【特許文献３】特開平８−１１６０号公報
【特許文献４】特開平６−７１２３３号公報
【特許文献５】特開２００１−３２７９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明は、加工油等が固着した金属部材の洗浄において、洗浄がうまく行える方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討したところ、金属部材を洗浄するに際し、予め新鮮な加工油等に金属部材を浸漬し、引き上げたものを直ちに洗浄に供することにより、油が固着していても容易に金属部材の表面が清浄になることを見出し、さらに検討して、ついに本発明に至った。
【００１７】
すなわち、本発明は、金属部材を洗浄するに際し、油による予備洗浄を行うことを特徴とする金属部材の洗浄方法である。
【００１８】
洗浄に使用する溶媒が水であり、該水がアルカリ性電解水、特にｐＨ８〜１２であるアルカリ性電解水であることあるいは溶媒が水であるときに該洗浄が高圧噴射水によることが好ましく、また、金属部材が電子写真装置用ブレード部材の支持板金であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の金属部材の洗浄方法では、洗浄に先立って、油、特に加工油等で洗浄（湿潤）させるだけで金属部材に固着し、通常の洗浄除去が困難な油成分が容易に、かつ金属部材表面への腐食等の悪影響もなく、洗浄できるので、設備増強もほとんど不要であり、その利用価値は高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明が対象とする金属部材とは、鉄、ステンレス、真鍮等の各種機械の構成部材として用いられる部材であり、大は構造躯体から小は歯車等の部品に至る。なお、これら部材は表面酸化防止のために加工前の原料段階から油類、例えば機械油、加工油、工業用潤滑油等が塗布されていることが多く、該部材の加工中、加工後にも加工油等が用いられる。
【００２１】
金属部材は、そのままの使用では防錆効果がある油膜で覆われていることは好ましいのであるが、表面を塗装したり、さらに他の部材と一体化して用いるような場合に、この油膜が障害となったりすることが多い。特に、長期保管されたものや加工時に際し加工油等が使用されたものでは油膜が固着していることが多く、通常はかなり強引な洗浄が必要である。しかしながら、本発明の洗浄方法を採用すると簡単に洗浄可能である。
【００２２】
なお、金属部材として、他の部材と一体化して用いるものの例には、電子写真装置で用いられる各種ブレード部材がある。このブレード部材は通常、金属部材である支持板金に弾性ゴムからなるブレードが一体として取り付けられている。このブレード部材を製造するに際し、支持板金は洗浄される。
【００２３】
金属部材の原料等について、支持板金の原料金属板を説明すると、亜鉛メッキ鋼板、亜鉛−ニッケルメッキ鋼板、亜鉛−鉄メッキ鋼板、亜鉛−クロムメッキ鋼板、亜鉛−アルミニウムメッキ鋼板、亜鉛−チタンメッキ鋼板、亜鉛−マグネシウムメッキ鋼板、亜鉛−マンガンメッキ鋼板等の亜鉛系の電気メッキ、溶融メッキ、蒸着メッキ鋼板、アルミニウムまたはアルミニウム合金メッキ鋼板、鉛または鉛合金メッキ鋼板、錫または錫合金メッキ鋼板、さらにはこれらのメッキ層に少量の異種金属元素あるいは不純物としてコバルト、モリブデン、タングステン、ニッケル、チタン、クロム、アルミニウム、マンガン、鉄、マグネシウム、鉛、アンチモン、錫、銅、カドミウム、ヒ素等を含有したもの、および／またはシリカ、アルミナ、チタニア等の無機物を分散させたものがあり、さらには、以上のメッキと他の種類のメッキ、例えば鉄メッキ、鉄−リンメッキ等を組み合わせた複層メッキしたものがあげられる。なお、表面処理の一種に非クロム表面処理があり、支持板金としては非クロム表面処理をしたものが望ましい。
【００２４】
非クロム表面処理とは、金属表面に、例えば、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂、アルキド系樹脂およびそれらを部分的に変性した重合体もしくは共重合体等から選ばれる水系樹脂あるいは溶剤系樹脂等から選ばれる１種、あるいは２種類以上を混合したもの等の層が設けられたものであり、特に、樹脂として架橋可能な樹脂であることが好ましい。
【００２５】
なお、洗浄の程度としては、通常、ＪＩＳ−Ｋ６７６８に基づいて測定した表面張力が３６０μＮ／ｃｍ以上であることが適当である。表面張力がこの値以上であれば金属部材の表面は塗装、他の部材との一体化に品質上問題なく、特に、ブレード部材の製造においては製造されたブレード部材の品質も充分満足できるものとなる。この値が４００μＮ／ｃｍ以上であると完全に洗浄できたものと判断できる。
【００２６】
本発明では、図１に示す工程フローにより金属部材が洗浄される。
【００２７】
まず、金属部材は、油による予備洗浄１が行われる。ついで、予備洗浄で金属部材表面に付着残存する予備洗浄油を金属部材に固着した油汚れと共に本洗浄２で洗い落とす。最後に、金属部材表面についた本洗浄の溶媒を乾燥３する。乾燥終了後の金属部材は表面保護のための油分がないので、通常は、あまり間を置かずに、次工程、例えば、塗装工程、他の部材との一体化工程に供給される。
【００２８】
予備洗浄とは、本洗浄の前工程として行うものであり、本発明では油を用いた洗浄である。なお、必ずしも必要ではないが、本発明では、この油を用いた予備洗浄に先立ち、各種の洗浄方法で更に予備洗浄を行っていてもよい。
【００２９】
予備洗浄に用いる油としては、金属の加工や防錆に使用される、機械油、加工油、工業用潤滑油（例えばＮｏ．６１５：日本工作油）等が挙げられる。なお、粘性ができるだけ低いものであることが望ましい。これは、金属部材の表面に固着した油分に対し親和性があり、この予備洗浄の油に固着した油を溶解させた後の各種溶媒、好ましくは水系洗浄剤、特に水での本洗浄で、容易に洗浄することができるからである。
【００３０】
なお、本発明では、金属部材の全面を予備洗浄する必要はなく、例えば、金属部材がブレード部材の支持板金であるとき、支持板金のブレードを形成接着させるのに必要な部分のみが予備洗浄されていてもよい。すなわち、金属部材の洗浄すべき個所のみが予備洗浄され、該予備洗浄での油が付着残存していれば良い。
【００３１】
さらに、金属部材の表面に固着した油分が予備洗浄によって完全に除かれている必要はなく、固着した油に予備洗浄によって用いられた油が浸透しているだけでも充分であり、本発明では、例えば加工油等で浸漬洗浄、スプレー洗浄、含油布による拭い洗浄等ばかりでなく、必要量の油を金属部材表面に保持させることでもよい。油を金属部材表面に保持させる方法としては、浸漬、噴射、スポンジ、布等を使用した塗布などが挙げられる。好ましくは、スプレー噴射である。なお、噴射圧力を０．０５ＭＰａ以下とすることが望ましい。本発明における予備洗浄で使用する油は微量で充分な洗浄効果が得られるため、噴射圧力が０．０５ＭＰａを超えると余分に油を付着させたり、油煙を発生させたりする。
【００３２】
予備洗浄で、金属部材表面に油が付着させるのであるが、付着処理後に付着した油を洗浄領域全体に均一に展延させておくことが望ましい。この展延方法としては、気体の噴射による方法、スポンジ、ブレード等を使用して展延する方法等が挙げられる。展延作業後は、金属部材上に存在する予備洗浄の油が１０μｍ以下であることが望ましい。１０μｍ以上では予備洗浄した後に残っているのに必要な油の量を超えており、次工程の水洗浄の負荷を増してしまい、結果として金属部材の洗浄能力を低下させる結果となりやすい。
【００３３】
次いで、油による予備洗浄された金属部材に対し各種溶媒による本洗浄を行う。ここで用いる溶媒としては、金属部材表面に付着した予備洗浄の油を充分に流し落とすものであれば、例えば、有機溶剤系洗浄液（例えば炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤、シリコン系溶剤）、水系洗浄剤（工業水、電解水、アルカリ性洗浄剤、中性洗浄剤、酸性洗浄剤）、準水系洗浄剤（例えば水と炭化水素やグリコールエーテル、メチルピロリドンなどの可燃性溶剤を組み合わせ、界面活性剤を添加したもの）等いずれでもよい。また、本洗浄としては、必要により、異なる溶媒系を組み合わせて２回以上とすることも可能である。
【００３４】
なお、安全性の点から、水系のもの、特に水が好ましく、水の場合は酸性成分、アルカリ性成分のほとんど含まないものが望ましい。近年開発された電解水はほとんど無機イオンを含まずに、水の電気分解によりプロトンイオンリッチの水（酸性電解水）やアルカリイオンリッチの水（アルカリ性電解水）として提供され、通常の工業水や脱イオン水よりも洗浄の能力が高いので好ましく、本発明でも用いうる。特に、油分の洗浄の能力に優れることからアルカリ性電解水が好ましい。なお、この際のアルカリ性の程度としてはｐＨ８〜１２が、好ましくはｐＨ９〜１１が適当である。アルカリ性電解水のｐＨが８より低いと、脱脂洗浄能力が低くなりやすく、十分な洗浄効果が得られないことがある。また、アルカリ性電解水のｐＨ１２より高いと、強アルカリ性の影響により、金属部材の表面が腐食されやすく、品質的に欠陥を与えることがある。
【００３５】
水洗浄による方法ついて述べると、金属部材を、水に浸漬する方法、超音波等をかける浸漬超音波による方法、水を噴霧する方法、水を含む布等で拭う方法等種々あり、金属部材表面に付着した予備洗浄での油が除去される方法ならばいずれでもよいが、水を高圧噴射して洗浄する方法が高圧水による金属部材表面の油膜を剥離する効果もあり望ましい。なお、この際の高圧噴射水は０．２〜１．０ＭＰａの圧力でノズルから金属部材表面に噴射する。この圧力が０．２ＭＰａより低い場合は衝突エネルギーが小さすぎて、十分な洗浄が得られないことがあり、また、１．０ＭＰａより高いと、高圧水の衝撃力により金属部材の表面に荒れを生じることがあり、品質上問題が発生することがある。
【００３６】
また、水洗浄における洗浄水の温度は５０〜７０℃とすることが望ましい。温度が５０℃未満では、付着油の除去が不充分になりやすく、また、洗浄後に金属部材を乾燥するのに時間がかかるので、乾燥装置のコスト高や乾燥中に金属部材の表面が錆びることがある。一方、温度が７０℃を越えると、金属部材の表面が劣化しやすくなり、また、金属部材の材質によっては変形したりして、品質的に欠陥を与えることがある。
【００３７】
本洗浄した後には、金属部材は乾燥して、次工程に供給される。なお、乾燥方法としては、乾燥空気（含む、窒素）を吹き付ける方法、減圧あるいは常圧の乾燥炉を通す方法、乾燥した布等で拭う方法等種々あるが、金属部材表面を酸化させないで次工程に供給できる方法であれば、何れでもよい。また、清浄雰囲気下に洗浄、乾燥後の金属部材を保管しておくことにより、次工程との連携をとることは必ずしも必要ではない。
【実施例】
【００３８】
以下、実施例により本発明を説明する。しかしながら、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない
【００３９】
まず、洗浄力評価について説明する。
【００４０】
・洗浄の程度の評価（表面張力）
金属部材表面の洗浄の程度の評価は、ＪＩＳ−Ｋ６７６８に基づき測定する表面張力によった。すなわち、ぬれ張力試験用混合液（和光純薬工業株式会社製）を使用して、該ＪＩＳにより定められた温湿度条件に放置したサンプルの表面張力を測定する。なお、表面張力が３６０μＮ／ｃｍ以上あれば洗浄されていると判断する。
【００４１】
・表面腐食
乾燥した後に、洗浄部位の表面状態を１０倍拡大の虫眼鏡で、腐食および荒れが認められるか否かを観察した。
【００４２】
（実施例１）
クロメート処理亜鉛メッキ鋼板（商品名：ジンコート鋼板、新日本製鐵株式会社製）から製造されたブレード用の支持板金に、工業用潤滑油（商品名：Ｎｏ．６１５、日本工作油株式会社製）を３秒間スプレー塗布した後、全面均一になるようエアーブローを行なった。油膜の厚さは約７μｍであった。この油を付着させた支持板金を、ｐＨ９のアルカリ性電解水（高橋金属株式会社製の電解イオン水洗浄システム装置により製造）で洗浄した。その後、温風乾燥により充分な乾燥を行い、表面張力の測定を行ったところ、４２０μＮ／ｃｍであり、完全に洗浄できていた。表面腐食の有無と共に、その結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
実施例１において、アルカリ性電解水に代えて工業水を用いる他は、実施例１と同様にして、支持板金を洗浄した。得られた支持板金の表面張力を測定したところ、３８０μＮ／ｃｍであった。結果を表１に示す。
【００４４】
（実施例３）
実施例１において、ブレード用の支持板金の製造原料をウレタン変性オレフィン樹脂及びアクリル変性オレフィン樹脂を含む非クロム表面処理をしている亜鉛メッキ鋼板（商品名：ジンコート２１、新日本製鐵株式会社製）に代える他は、実施例１と同様にした。支持板金の表面張力の測定を行ったところ、４２０μＮ／ｃｍであり、完全に洗浄できていた。結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例１）
実施例３において、油での予備洗浄せずに、ｐＨ９のアルカリ性電解水による洗浄を製造された支持板金に直接行い、次いで、温風乾燥により充分に乾燥して得られた支持板金の表面張力を測定した。表面張力は３５０μＮ／ｃｍで、洗浄不足であると判断された。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
油による予備洗浄を行わない（比較例１）と、支持板金の表面張力が低くなり、洗浄不足であることがわかる。また、油による予備洗浄をしてあれば工業水での洗浄（実施例２）でも品質上は向上し、満足できる。
【００４８】
（実施例４）
実施例３において、ｐＨ９のアルカリ性電解水による洗浄を洗浄水噴射圧０．５ＭＰａの高圧噴射で行なう他は実施例３と同様に洗浄した。洗浄力評価の結果を表２に示す。
【００４９】
（実施例５）
実施例４において、アルカリ性電解水としてｐＨ１３のアルカリ性電解水（高橋金属株式会社製の電解イオン水洗浄システム装置により製造）を用いる他は実施例４と同様に洗浄した。洗浄力評価の結果を表２に示す。
【００５０】
（実施例６）
実施例４において、洗浄水噴射圧を０．１ＭＰａとする他は実施例４と同様に洗浄した。洗浄力評価の結果を表２に示す。
【００５１】
（実施例７）
実施例４において、洗浄水噴射圧を１．５ＭＰａとする他は実施例４と同様に洗浄した。洗浄力評価の結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
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【００５３】
表２にみられるように、本発明の洗浄方法ではいずれも満足の行く洗浄結果が得られている。なお、本洗浄で用いるアルカリ性電解水をｐＨ１３としたり（実施例５）、噴射圧を１．５ＭＰａにしたりする（実施例７）と、次工程での使用には問題がない程度ではあるが、表面腐食が若干認められた。また、噴射圧が０．１ＭＰａである（実施例６）と洗浄不足になる傾向にある。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の洗浄方法の工程フロー図である。
【符号の説明】
【００５５】
１          予備洗浄
２          本洗浄
３          乾燥
【図１】
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