特許 5719787 殺菌装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5719787

(24)【登録日】2015年3月27日

(45)【発行日】2015年5月20日

(54)【発明の名称】殺菌装置

(51)【国際特許分類】

   B23Q 11/00 20060101AFI20150430BHJP

   B23Q 11/10 20060101ALI20150430BHJP

   C02F 1/46 20060101ALI20150430BHJP

【ＦＩ】

   B23Q11/00 Z

   B23Q11/10 Z

   C02F1/46 Z

【請求項の数】4

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2012-25784(P2012-25784)

(22)【出願日】2012年2月9日

(65)【公開番号】特開2013-158901(P2013-158901A)

(43)【公開日】2013年8月19日

【審査請求日】2013年10月23日

(73)【特許権者】

【識別番号】394004697

【氏名又は名称】イマセウエル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124752

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷 真司

(74)【代理人】

【識別番号】100080045

【弁理士】

【氏名又は名称】石黒 健二

(72)【発明者】

【氏名】岩井 広伸

(72)【発明者】

【氏名】市川 徹

(72)【発明者】

【氏名】横塚 裕也

【審査官】 足立 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−０４７３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２６５０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６２−２２７４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４５６１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｑ １１／００

Ｂ２３Ｑ １１／１０

Ｃ０２Ｆ １／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水溶性切削油を含むクーラント中に配置される陽極および陰極を備え、
前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することで前記クーラント中に酸素の気泡を発生させ、
前記クーラントは、上方に向かって流れる上昇流を形成しており、
前記陽極および前記陰極は、前記クーラントの上昇流に曝されるように配置されることを特徴とする殺菌装置。

【請求項2】

請求項１に記載の殺菌装置において、
前記クーラントには鉄イオンが含まれていることを特徴とする殺菌装置。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の殺菌装置において、
前記クーラントには鉄イオン以外の金属イオンが含まれていることを特徴とする殺菌装置。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の殺菌装置において、
前記クーラントには金属の粉体や塊が含まれていることを特徴とする殺菌装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水溶性切削油を含むクーラントを殺菌する殺菌装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、切削、研削等の金属加工で使用された水溶性切削油を含むクーラントの処理では、いわゆる浮上油をクーラントから分離するオイルスキマーを用いる方法が主流となっている（例えば、特許文献１参照。）。ところで、使用後のクーラントは腐臭を放つ場合が多く、浮上油の処理とともに腐臭対策が求められている。

【0003】

ここで、腐臭の原因は、硫化菌等の嫌気性細菌の繁殖によるものと推定されている。 そこで、クーラントに腐食防止剤を添加したり、銅イオンや銀イオンのように殺菌効果を有する金属イオンを添加したりして嫌気性細菌の繁殖を抑制する薬品添加が検討されている。しかし、殺菌効果を持続するには薬品添加を継続する必要があり、装置コスト、ランニングコストともに高価になる虞が高い。さらに、金属イオンを添加する場合には、ミスト飛散したクーラントを経口摂取することによる毒性も懸念される。

【0004】

また、空気の吹き込みにより嫌気性細菌の繁殖を抑制する空気曝気、オゾンの殺菌力を利用するオゾン殺菌等も検討されている。しかし、空気曝気は殺菌効率が低く、効率を高めようとすると装置が大規模になってコストが高くなってしまう。さらに、オゾン殺菌は、オゾン自体が毒性を有しており、悪臭を放つものであるため採用が難しい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９−２２６４９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、クーラントに対し、毒性に配慮することなく、かつ、安価に嫌気性細菌の殺菌効果を高めることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

〔請求項１の手段〕
請求項１の手段によれば、殺菌装置は、水溶性切削油を含むクーラント中に配置される陽極および陰極を備え、陽極と陰極との間に電圧を印加することでクーラント中に酸素の気泡を発生させる。
これにより、クーラントに対し、毒性に配慮することなく、かつ、安価に嫌気性細菌の殺菌効果を高めることができる。

【0008】

ここで、請求項１の殺菌装置による嫌気性細菌の殺菌作用は、定かではないものの以下のように推定することができる。
すなわち、請求項１の殺菌装置によれば、クーラント中の細菌は、気泡による圧壊、電圧印加による感電、および電圧印加により発生するラジカルの攻撃等を受け、さらに、嫌気性細菌は、酸素による攻撃をも受ける。つまり、請求項１の殺菌装置は、クーラントへの電圧印加により、細菌に対して様々な殺菌作用を複合的に及ぼすことができる。このため、請求項１の殺菌装置によれば、嫌気性細菌の繁殖を極めて強力に抑制して嫌気性細菌を死滅させることができる。

【0009】

また、請求項１の殺菌装置によれば、クーラントに低電圧を印加できれば殺菌作用を奏することができるので、毒性に配慮する必要がなく、また、装置コストもランニングコストも安価である。
以上により、請求項１の殺菌装置によれば、クーラントに対し、毒性に配慮することなく、かつ、安価に嫌気性細菌の殺菌効果を高めることができる。

【0010】

さらに、請求項１の手段によれば、クーラントは、上方に向かって流れる上昇流を形成している。そして、陽極および陰極は、クーラントの上昇流に曝されるように配置される。
これにより、酸素の気泡はクーラントとともに上昇するので、酸素の気泡と細菌とは上方に向かって並流する。このため、気泡による圧壊および酸素による攻撃を嫌気性細菌に対して効率的に及ぼすことができるので、嫌気性細菌の殺菌効果を、より一層高めることができる。

【0011】

〔請求項２の手段〕
請求項２の手段によれば、クーラントには鉄イオンが含まれている。
鉄イオンは、好気性細菌の栄養源となるものである。そこで、鉄イオンを含むクーラント中に陽極および陰極を配置して電圧を印加することにより、鉄イオンをクーラントから分離して、好気性細菌の栄養源を低減することができる。

【0012】

すなわち、鉄イオンを含むクーラント中に陽極および陰極を配置して電圧を印加することにより、鉄イオンを鉄の酸化物または水酸化物とし、さらに、酸素、水素の気泡により上昇させて鉄の酸化物または水酸化物のフロックとする。これにより、鉄イオンをクーラントから分離して、好気性細菌の栄養源を低減することができる。

【0013】

〔請求項３の手段〕
請求項３の手段によれば、クーラントには鉄イオン以外の金属イオンが含まれている。
これにより、鉄イオンの分離と同様にして鉄イオン以外の金属イオンをクーラントから分離することができる。特に、クーラントには、アルミ合金の加工に伴い、アルミニウムイオンが含まれる場合が多く、アルミニウムイオンを含むクーラントに対しても、クーラントからアルミニウムイオンを有効に分離することができる。

【0014】

〔請求項４の手段〕
請求項４の手段によれば、クーラントには金属の粉体や塊が含まれている。
この場合、鉄合金やアルミ合金等の金属の粉体や塊に含まれる鉄成分やアルミニウム成分は、一旦、陽極の酸化作用によりイオン化された後、鉄やアルミニウムの酸化物や水酸化物となり、さらに、酸素、水素の気泡により上昇して鉄やアルミニウムの酸化物または水酸化物のフロックとなる。これにより、分離回収が困難である金属の粉体や塊をクーラントから分離することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】殺菌装置の構成図である（実施例）。

【発明を実施するための形態】

【0016】

実施形態の殺菌装置は、水溶性切削油を含むクーラント中に配置される陽極および陰極を備え、陽極と陰極との間に電圧を印加することでクーラント中に酸素の気泡を発生させる。また、クーラントは、上方に向かって流れる上昇流を形成している。そして、陽極および陰極は、クーラントの上昇流に曝されるように配置される。
また、クーラントには鉄イオン、および鉄イオン以外の金属イオンが含まれており、さらに、金属の粉体や塊が含まれている。

【実施例】

【0017】

〔実施例の構成〕
実施例の殺菌装置１の構成を、図面を用いて説明する。
殺菌装置１は、水溶性切削油を含むクーラントを殺菌処理するものであり、例えば、鉄合金やアルミ合金に切削、研削等の加工を施す金属加工装置に隣接するように配置して使用される。また、殺菌装置１は、オイルスキマー等の油水分離装置と一体にまたは別体に設けられ、油水分離装置により、浮上油等を除去されたクーラントを受け入れて殺菌処理する。

【0018】

ここで、油水分離装置から受け入れたクーラントには、切削油が溶けたまま含まれており、鉄イオン、および鉄イオン以外の金属イオン（例えば、アルミニウムイオン）も含まれている。さらに、油水分離装置から受け入れたクーラントには、鉄合金やアルミ合金の粉体や塊が含まれている。

【0019】

殺菌装置１は、受け入れたクーラントの流動領域２を構成する本体３と、流動領域２に配置される陽極４および陰極５と、所定の制御装置（図示せず。）とを備え、制御装置により所定のポンプ６を動作させてクーラントを流動領域２に通水させるとともに、陽極４と陰極５との間に直流電圧を印加する。

【0020】

流動領域２は、鉛直下方に向かって流れたクーラントが最下部で流れ方向を逆転して鉛直上方に向かって流れるようにＵ字状に形成されている。
すなわち、本体３では、流動領域２が所定の仕切り壁７によって２つに仕切られ、仕切り壁７の一方側、他方側に形成されるそれぞれの流動領域２ａ、２ｂは、仕切り壁７の下端側でのみ連通している。また、流動領域２ａ、２ｂは大気開放されており、流動領域２ａ、２ｂでは気液の界面８が形成されている。

【0021】

そして、流動領域２ａに陽極４および陰極５が挿入されており、さらに、流動領域２ｂの上端近傍にクーラントの導入路９が接続し、流動領域２ａの上端近傍にクーラントの導出路１０が接続している。ここで、陽極４は、例えば、白金チタン電極からなり、陰極５はステンレス電極でからなる。また、陽極４、陰極５間に印加される電圧は、例えば、数Ｖ〜十数Ｖの低電圧である。

【0022】

以上の構成により、クーラントは、導入路９から流動領域２ｂに導入されて下方に向かって流れ、仕切り壁７の下端側を通って流動領域２ａに流入する。そして、クーラントは、流動領域２ａにおいて上方に向かって流れる上昇流を形成し、導出路１０を通じて装置外に導出される。
そして、クーラントは、流動領域２ａにおいて陽極４、陰極５間を上昇しながら通過する間、電圧の印加を受ける。

【0023】

これにより、水の電気分解反応によって酸素、水素の気泡が発生し、これらの気泡は、クーラントの上昇流に伴われて界面８に向かって上昇する。また、鉄合金の粉体や塊としてクーラントに含まれる鉄成分が陽極４における酸化作用により鉄イオンとなり、発生した鉄イオンは、当初から存在する鉄イオンとともに鉄の酸化物または水酸化物となる。

【0024】

同様に、アルミ合金の粉体や塊としてクーラントに含まれるアルミニウム成分が陽極４における酸化作用によりアルミニウムイオンとなり、発生したアルミニウムイオンは、当初から存在するアルミニウムイオンとともにアルミニウムの酸化物または水酸化物となる。そして、鉄の酸化物や水酸化物、およびアルミニウムの酸化物や水酸化物は、酸素および水素の気泡により界面８に向かって上昇し、界面８にてフロックを形成する。

【0025】

〔実施例の効果〕
実施例の殺菌装置１は、水溶性切削油を含むクーラント中に配置される陽極４および陰極５を備え、陽極４と陰極５との間に電圧を印加することでクーラント中に酸素の気泡を発生させる。
これにより、クーラントに対し、毒性に配慮することなく、かつ、安価に嫌気性細菌の殺菌効果を高めることができる。

【0026】

ここで、殺菌装置１による嫌気性細菌の殺菌作用は、定かではないものの以下のように推定することができる。
すなわち、殺菌装置１によれば、クーラント中の細菌は、気泡による圧壊、電圧印加による感電、および電圧印加に伴い発生するラジカルの攻撃等を受け、さらに、嫌気性細菌は、酸素による攻撃をも受ける。つまり、殺菌装置１は、クーラントへの電圧印加により、細菌に対して様々な殺菌作用を複合的に及ぼすことができる。このため、殺菌装置１によれば、嫌気性細菌の繁殖を極めて強力に抑制して嫌気性細菌を死滅させることができる。

【0027】

また、殺菌装置１によれば、数Ｖ〜十数Ｖの低電圧をクーラントに印加することで殺菌作用を奏することができるので、毒性に配慮する必要がなく、また、装置コストもランニングコストも安価である。
以上により、殺菌装置１によれば、クーラントに対し、毒性に配慮することなく、かつ、安価に嫌気性細菌の殺菌効果を高めることができる。

【0028】

さらに、殺菌装置１によれば、クーラントに印加される電圧が低いことから、クーラントに溶けている切削油を破壊しないので、クーラントから水溶性切削油を回収したり、殺菌後のクーラントを再利用したりすることができる。

【0029】

また、陽極４および陰極５は、上昇流を形成している流動領域２ａに挿入されている。
これにより、酸素の気泡はクーラントとともに上昇するので、酸素の気泡と細菌とは上方に向かって並流する。このため、気泡による圧壊および酸素による攻撃を嫌気性細菌に対して効率的に及ぼすことができるので、嫌気性細菌の殺菌効果を、より一層高めることができる。

【0030】

また、クーラントには鉄イオンが含まれている。
鉄イオンは、好気性細菌の栄養源となるものである。そこで、鉄イオンを含むクーラントに電圧を印加することにより、鉄イオンをクーラントから分離して、好気性細菌の栄養源を低減することができる。
すなわち、流動領域２ａにクーラントを導入して陽極４、陰極５間に電圧を印加することにより、鉄イオンを鉄の酸化物や水酸化物とし、同時に酸素や水素の気泡により上昇させて鉄の酸化物や水酸化物のフロックとする。これにより、鉄イオンをクーラントから分離して、好気性細菌の栄養源を低減することができる。

【0031】

また、クーラントには鉄イオン以外の金属イオンであるアルミニウムイオンが含まれている。
そして、流動領域２ａにクーラントを導入して陽極４、陰極５間に電圧を印加することにより、鉄イオンの分離と同様にしてアルミニウムイオンをクーラントから分離することができる。

【0032】

また、クーラントには鉄合金やアルミ合金のような金属の粉体や塊が含まれている。
鉄合金の粉体や塊に含まれる鉄成分は、一旦、陽極４の酸化作用によりイオン化された後、鉄の酸化物や水酸化物となり、さらに、酸素および水素の気泡により上昇して鉄の酸化物や水酸化物のフロックとなる。同様に、アルミ合金の粉体や塊に含まれるアルミニウム成分も、アルミニウムの酸化物や水酸化物のフロックとなる。これにより、分離回収が困難である鉄合金やアルミ合金の粉体や塊をクーラントから分離することができる。
なお、殺菌装置１の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。

【符号の説明】

【0033】

１ 殺菌装置 ４ 陽極 ５ 陰極

【図1】