(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気分解によって得られる水のｐＨ値が１０．５以上１２．５以下であり、及び、酸化還元電位が−１１０ｍＶから−９２５ｍＶであり、溶存水素濃度が０．０３ｍｇ／ｄｍ３以上１．２ｍｇ／ｄｍ３以下、溶存酸素濃度が０．７ｍｇ／ｄｍ３以上６．７ｍｇ／ｄｍ３以下である電解イオン水を洗浄水とする洗浄機において、水溶性クーラント液で加工を行った被洗浄物を電解イオン水で洗浄した洗浄水を、蒸発濃縮し水溶性クーラント液として再利用することを特徴とした水溶性クーラント液の再利用方法。
【請求項２】
供給バルブ（４）を通し洗浄タンク内の水溶性クーラント液が混合された洗浄水を濃縮する濃縮タンク（１）と、この濃縮タンク（１）に供給される洗浄水の適性量可否を感知する液面センサー（８）と、上記の濃縮タンク（１）の上部に設けられ、水分の蒸発が促進されるように循環ポンプ（２）により循環供給される洗浄水を噴霧させる噴霧ノズル（５）が内部に設けられた噴霧室（６）と、上記の濃縮タンク（１）に設けられ、この濃縮タンク（１）内の洗浄水の温度を温度センサー（９）の管理下に加温するヒーター（３）と、上記の噴霧室（６）の上端部に設けられ、上記の濃縮タンク（１）及び噴霧室（６）から蒸発された蒸気状態の水分を大気に排出する排気ファン（７）と、上記の濃縮タンク（１）の下端部に設けられ、濃縮タンク（１）内で水溶性クーラント液の濃度を１％以上２０％以下に濃縮された洗浄水を水溶性クーラント液として回収するための排出バルブ（１０）とを備えてなる水溶性クーラント液の再利用装置において、請求項１記載の水溶性クーラント液の再利用方法を用いることを特徴とする水溶性クーラント液の再利用装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水を電気分解して得られる電解イオン水を洗浄水として使用する洗浄機において、洗浄後に発生する洗浄水を水溶性クーラント液として再利用する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脱脂洗浄にはこれまでフロン１１３や１・１・１−トリクロロエタンに代表されるハロゲン化炭化水素系洗浄液が大量に用いられてきたが、オゾン層破壊や地下水、土壌汚染等の環境破壊が指摘され、多くの物質が使用禁止となっている。これらに変わる代替洗浄方法の技術開発が進められ、各種の洗浄方法が提案されているが、それぞれに問題を含んでいるのが現状である。
【０００３】
代替洗浄方法は水系、準水系、非水系に大別できる。
【０００４】
水系は、アルカリ洗剤、中性洗剤等を使用する方法と、市水あるいは純水のみで洗浄する方法がある。しかし、どの水系洗浄方法でも金属、特に鉄鋼を洗浄する場合は錆の発生が問題になることが多く、乾燥工程で大量の熱エネルギーを必要としたり、防錆剤を併用する必要があった。
特に、洗剤を使用する方法ではリンス工程が必要であったり、洗剤の濃度管理が必要となる。また、洗剤に含まれる界面活性剤には内分泌攪乱作用と疑われる成分（アルキルフェノール、ノニルフェノール等）を含んでいたり、分解によって生成される危険性が報告されている。
また、市水、純水のみの洗浄では十分な洗浄効果が得られないことがある。
【０００５】
準水系は、グリコールエーテルやアルコール、エステル等を水と混合した洗浄液を用いるが、引火の危険性がある。またリンス工程が必要であることや、防錆についての配慮が必要なのは水系と類似している。
【０００６】
非水系は、アルコールや炭化水素等の引火性溶剤を使用するため、防爆対策が必要である。また、溶剤の中には乾燥が遅いものもあり、乾燥設備を大型化する必要がある。
【０００７】
そこで、特開平１０−１９２８６０号で開示されているような、水を電気分解して得られるアルカリ性水を洗浄水として利用する技術が注目されている。
【０００８】
この方式は、界面活性剤やアルカリ薬剤を使用せず、一般の市水、工業用水等を原料に電気分解を行いアルカリ性水とすることで、水の洗浄力を高めるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
洗浄に使用するアルカリ性水の洗浄水は、繰り返し洗浄に使用するが、水溶性クーラント液を含んだ被洗浄対象物の洗浄を行うと、アルカリ性水は、水を電気分解しているため、水に電解現象が発生し、水素結合を破壊し、分子中の原子間距離とＨ−Ｏ−Ｈの角度の間に何らかの変化を生じさせ、陰イオン界面活性物質のような形をしたヒドロキシルイオンを生じさせ、該イオンの界面活性作用のため乳化しやすく、水溶性クーラント液とエマルジョン化するため、繰り返し洗浄を行う際、被洗浄対象物に油分が再付着する問題がある。
【００１０】
そのため、洗浄液から油分を分離し、新液に近い状態のアルカリ性水で洗浄する必要があるが、洗浄水がエマルジョン化しているため、単に油と水の比重差だけで完全に分離させることができず、特殊なフィルターエレメントを使用する必要がある。
【００１１】
フィルターエレメントを使用して洗浄水中の油分に吸着させる方法が、特公平７−２６６１５号に開示されている。
この場合、油水分離の機能、性能を維持するために定期的にエレメントを交換する必要があり、交換経費がかかる問題があった。
【００１２】
また、交換したエレメントは油分を多量に含んでおり、一般廃棄物として処理することができず、専門業者に依頼して産業廃棄物として処理しなければならず、運転経費がかかる問題があった。
【００１３】
本発明は、添加剤を含まないアルカリ性水を洗浄水としているため、従来のフィルターエレメントを使用した油水分離方法を使用せずに、水溶性クーラント液を含んだ洗浄液を抜き出し、蒸発濃縮することで水溶性クーラント液として再利用することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、電気分解によって得られる水のｐＨ値が１０．５以上１２．５以下であり、及び、酸化還元電位が−１１０ｍＶから−９２５ｍＶであり、溶存水素濃度が０．０３ｍｇ／ｄｍ３以上１．２ｍｇ／ｄｍ３以下、溶存酸素濃度が０．７ｍｇ／ｄｍ３以上６．７ｍｇ／ｄｍ３以下である電解イオン水を洗浄水とする洗浄機において、水溶性クーラント液で加工を行った被洗浄物を電解イオン水で洗浄した洗浄水を、蒸発濃縮し水溶性クーラント液として再利用することを特徴とした水溶性クーラント液の再利用方法である。
【００１６】
さらに、供給バルブ（４）を通し洗浄タンク内の水溶性クーラント液が混合された洗浄水を濃縮する濃縮タンク（１）と、この濃縮タンク（１）に供給される洗浄水の適性量可否を感知する液面センサー（８）と、上記の濃縮タンク（１）の上部に設けられ、水分の蒸発が促進されるように循環ポンプ（２）により循環供給される洗浄水を噴霧させる噴霧ノズル（５）が内部に設けられた噴霧室（６）と、上記の濃縮タンク（１）に設けられ、この濃縮タンク（１）内の洗浄水の温度を温度センサー（９）の管理下に加温するヒーター（３）と、上記の噴霧室（６）の上端部に設けられ、上記の濃縮タンク（１）及び噴霧室（６）から蒸発された蒸気状態の水分を大気に排出する排気ファン（７）と、上記の濃縮タンク（１）の下端部に設けられ、濃縮タンク（１）内で水溶性クーラント液の濃度を１％以上２０％以下に濃縮された洗浄水を水溶性クーラント液として回収するための排出バルブ（１０）とを備えてなる水溶性クーラント液の再利用装置において、前記の水溶性クーラント液の再利用方法を用いることを特徴とする水溶性クーラント液の再利用装置である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
発明の実施形態を以下に説明する。
ここで用いた電解イオン水は、原水に水道水を用い、これを軟水装置２（日本練水（株）製ＭＥ−５Ｓ型、使用イオン交換樹脂：スチレン系強酸性イオン交換樹脂（ナトリウム形））に通水してカルシウムイオン濃度、及びマグネシウムイオン濃度を０．００５ｍｍｏｌ／ｄｍ３以下とした。これに炭酸ナトリウムを添加して炭酸ナトリウム濃度を２．０ｍｍｏｌ／ｄｍ３とした。
【００１８】
上記の水を電解イオン水生成装置１の有隔膜電解槽にて電気分解を行い、アルカリ性水を得てこれを洗浄水とした。電気分解の条件は印加電圧ＤＣ６０Ｖ、電流密度１．０Ａ／ｄｍ２、生成量４Ｌ／分である。
【００１９】
図１で示すように、洗浄装置内の洗浄タンクより送られる水溶性クーラント液が混合した洗浄水が濃縮タンク１に給水される。液面センサー８で適量を関知した後、給水弁４が閉じ給水が停止して、ヒーター３が昇温開始する。昇温温度は温度センサー９にて管理を行う。昇温開始と同時に循環ポンプ２が液の循環を開始し、噴霧ノズル５から噴霧室６内で液を噴霧し蒸発を促進させる。排気ファン７で蒸気の状態になった水分を大気に還元する。蒸発し減溶した分については、給水弁４を開き補充する。水溶性クーラント液を含んだ洗浄水の濃度が、使用可能な濃度に到達した時点でバルブ１０より回収する。使用可能な水溶性クーラント液の濃度としては、１％から２０％とした。
【００２０】
被洗浄対象物に付着している水溶性クーラント液としては、ＪＩＳ  Ｋ  ２２４１で定められたＷ１種の乳化型（ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｔｙｐｅ）とＷ２種の透明乳化型（ｓｏｌｕｂｌｅ  ｔｙｐｅ）をそれぞれクーラント液Ａ、Ｂとする。
【００２１】
【実施例１】
各クーラント液Ａ，Ｂを被洗浄対象物に付着させ、電解イオン水で洗浄を行い上記方法で洗浄水を蒸発濃縮して、濃度５％の水溶性クーラント液をつくり、比較のため水道水（滋賀県東浅井郡びわ町の水道水）で希釈した濃度５％の水溶性クーラント液を使用した。
【００２２】
各水溶性クーラント液を用いてマシニングセンターでドリル穴あけ加工を連続的に行い、ドリルの寿命によって再利用可能であるか判定した。ドリルはφ６ｍｍを使用し、回転数は２８００ｒｐｍ、送りは０．１ｍｍ／回で行った。鋼鈑の材質はＳＳ４１で、厚さは３０ｍｍである。
結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
表１に示すように、工具寿命の面から、本発明による水溶性クーラント液が再利用可能であるとともに、水道水で希釈した水溶性クーラント液と比較しても、電解イオン水を含んだ水溶性クーラント液の方がクーラント液との乳化が促進されるため、潤滑性が向上しドリルの磨耗が低下するため、最高で２０％以上の穴加工が可能であることがわかる。
特に、水道水で希釈した水溶性クーラント液のドリル穴加工数と比較した場合、クーラント液Ａで１８％以上、クーラント液Ｂで１２％以上の改善効果が得られる電解イオン水の水質条件としては、ｐＨ値が１０．５以上１２．５以下、酸化還元電位が−１１０ｍＶから−９２５ｍＶ、溶存水素濃度が０．０３ｍｇ／ｄｍ３以上１．２ｍｇ／ｄｍ３以下、溶存酸素濃度が０．７ｍｇ／ｄｍ３以上６．７ｍｇ／ｄｍ３以下であった。
【００２５】
【発明の効果】
この発明の効果としては、再利用装置で蒸発濃縮した水溶性クーラント液が再利用できるだけでなく、洗浄水に電解イオン水を使用することで、該電解イオン水自身が持つ乳化性があるために、加工性の低下がなく工具寿命も延ばすことができ、より自動制御加工機に対応した水溶性クーラント液となる。
【００２６】
また、還元性の高いアルカリ性水を洗浄水として使用するため、バクテリアの繁殖や、繁殖に伴う異臭の発生を無くすことで職場の改善が行え、また、有害な防腐剤等の薬剤の添加が不必要になるため、人と環境にやさしい水溶性クーラント液となる。
【００２７】
しかも、洗浄装置においても、水溶性クーラント液で濃縮された洗浄水を抜き出していくため、常に新しい電解イオン水が洗浄装置に補充され、洗浄品質を低下することがなく洗浄を行うことができる。
【００２８】
また、洗浄機で使用して油分が高くなった洗浄液は、蒸発濃縮し水溶性クーラント液として再利用するため、まったく廃棄物を出さないクローズドシステム化となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  電解イオン水を洗浄液として使用した後の水溶性クーラント液を再利用する工程の説明図である。
【符号の説明】
１  濃縮タンク
２  循環ポンプ
３  ヒーター
４  給水弁
５  噴霧ノズル
６  噴霧室
７  排気ファン
８  液面センサー
９  温度センサー
１０  バルブ
【図１】
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