特開 2024-31452 鉛板の切断方法および鉛板切断装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031452

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】鉛板の切断方法および鉛板切断装置

(51)【国際特許分類】

   B23D 33/00 20060101AFI20240229BHJP

   B23D 49/08 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B23D33/00 K

B23D49/08

【審査請求】有

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135004

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000204000

【氏名又は名称】太平電業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】390013815

【氏名又は名称】学校法人金井学園

(74)【代理人】

【識別番号】110000958

【氏名又は名称】弁理士法人インテクト国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100120237

【弁理士】

【氏名又は名称】石橋 良規

(72)【発明者】

【氏名】五嶋 智久

(72)【発明者】

【氏名】五十田 翔平

(72)【発明者】

【氏名】砂川 武義

【テーマコード（参考）】

3C040

3C051

【Ｆターム（参考）】

3C040AA12

3C040BB01

3C040DD06

3C040GG46

3C040GG47

3C040HH01

3C051AA11

3C051FF27

3C051FF28

(57)【要約】

【課題】ＢｉとＳｎからなる溶融した合金材を鉛板における刃先があてがわれた部分に供給することで、当該部分の鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、刃物を合金材の供給と共に移動させて鉛板を切断する場合において、合金材の溶融を効率化することにより、鉛板の切断に要する時間を短縮することができる、鉛板の切断方法等を提供する。
【解決手段】鉛板及び刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、鉛板及び刃物の少なくとも一方を加熱する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉛板に刃物の刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記刃物を前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断する、鉛板の切断方法であって、
前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方を加熱することを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項2】

請求項１に記載の鉛板の切断方法であって、
前記赤外線が照射される部分の少なくとも一部をアルミ箔で遮蔽することを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項3】

請求項１に記載の鉛板の切断方法であって、
前記赤外線により加熱して溶融させた前記合金材を、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給することを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項4】

請求項３に記載の鉛板の切断方法であって、
前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に前記赤外線を照射して、前記合金材を溶融させることを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項5】

鉛板に刃物の刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記刃物を前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断する、鉛板の切断方法であって、
溶融させた前記合金材を、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給することを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項6】

請求項５に記載の鉛板の切断方法であって、
前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記合金材を溶融させることを特徴とする、鉛板の切断方法。

【請求項7】

請求項１乃至６の何れか一項に記載の鉛板の切断方法により切断した鉛板における低融点合金に対して塩酸又は希硫酸を接触させて、前記鉛板からＢｉとＳｎを分離することを特徴とする、ＢｉとＳｎの分離方法。

【請求項8】

鉛板に刃先があてがわれる刃物と、
前記鉛板における前記刃先があてがわれる部分にＢｉとＳｎからなる合金材を供給する合金材供給手段と、
前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方を加熱する赤外線照射手段と、
前記刃物を移動させる駆動手段と、
を備えることを特徴とする鉛板切断装置。

【請求項9】

請求項８に記載の鉛板切断装置であって、
前記赤外線が照射される部分の少なくとも一部がアルミ箔で遮蔽されていることを特徴とする鉛板切断装置。

【請求項10】

請求項８に記載の鉛板切断装置であって、
前記赤外線照射手段は、前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に前記赤外線を照射して、前記合金材を溶融させ、
前記合金材供給手段は、溶融した前記合金材を、前記鉛板における前記刃先があてがわれた部分に供給することを特徴とする鉛板切断装置。

【請求項11】

請求項１０に記載の鉛板切断装置であって、
前記合金材供給手段は、前記刃物の内部を溶融した前記合金材が通る管路を有し、
前記管路は前記刃先に通じていることを特徴とする鉛板切断装置。

【請求項12】

鉛板に刃先があてがわれる刃物と、
前記鉛板における前記刃先があてがわれる部分にＢｉとＳｎからなる溶融した合金材を供給する合金材供給手段と、
前記刃物を移動させる駆動手段と、
を備え、
前記合金材供給手段は、前記合金材を貯蔵する容器を含み、
前記容器における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記合金材を溶融させる赤外線照射手段を、
備えることを特徴とする鉛板切断装置。

【請求項13】

請求項１０又は請求項１２に記載の鉛板切断装置であって、
前記容器は、前記刃先があてがわれる部分の上方に設けられるとともに、下部に前記合金材を滴下するための合金材供給口が形成されており、
前記容器内を前記容器外に対して正圧とする圧力制御手段を更に備えることを特徴とする鉛板切断装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、鉛板の切断方法および鉛板切断装置、特に、金属ヒュームを発生させることなく、鉛板を容易かつ確実にしかも安価に切断することができる、鉛板の切断方法および鉛板切断装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、原子力発電所の廃止措置作業の一つに、放射線の遮蔽材として利用された鉛板の切断作業がある。

【0003】

鉛板の切断法として、マシニングセンターにおいて大量の切削油剤を使用して切断する方法があるが、この方法ではマシニングセンターまで放射性物質を含む鉛板１を運搬する必要があるし、仮にマシニングセンターを近隣に設けたとしても切断時に使用した切削油剤に含まれる放射性物質が切断現場を汚染するため採用は現実的ではない。

【0004】

また、他の鉛板の切断法として、バーナーによる熱切断方法が考えられるが、有害な金属ヒュームが発生する等の問題がある。

【0005】

そこで、金属ヒュームを発生させることのない鉛板の切断法として、電熱ヒーターで加熱した鉛板に超音波カッターの刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を刃先があてがわれた部分の鉛板に供給することで、当該部分の鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、超音波カッターを合金材の供給と共に移動させて鉛板を切断する切断法が特許文献１に開示されている。また、同様に、超音波カッターの刃先を電熱ヒーターで加熱して、鉛板を切断する切断法が特許文献２に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６６８８８１６号公報

【特許文献2】特許第６６８８８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１、２の切断法では、鉛板又は刃物を電熱ヒーターで加熱し、鉛板における刃物の刃先があてがわれる部分に合金材を供給することで合金材を溶融させるが、合金材が溶融する温度まで鉛板又は刃物を加熱するのに時間を要し、切断に時間が掛かるという問題があった。

【0008】

そこで、この発明の目的は、ＢｉとＳｎからなる溶融した合金材を鉛板における刃先があてがわれた部分に供給することで、当該部分の鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、刃物を合金材の供給と共に移動させて鉛板を切断する場合において、合金材の溶融を効率化することにより、鉛板の切断に要する時間を短縮することができる、鉛板の切断方法および鉛板切断装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、下記を特徴とするものである。

【0010】

請求項１に記載の発明は、鉛板に刃物の刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記刃物を前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断する、鉛板の切断方法であって、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方を加熱することを特徴とする。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の鉛板の切断方法であって、前記赤外線が照射される部分の少なくとも一部をアルミ箔で遮蔽することを特徴とする。

【0012】

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の鉛板の切断方法であって、前記赤外線により加熱して溶融させた前記合金材を、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給することを特徴とする。

【0013】

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鉛板の切断方法であって、前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に前記赤外線を照射して、前記合金材を溶融させることを特徴とする。

【0014】

請求項５に記載の発明は、鉛板に刃物の刃先をあてがい、ＢｉとＳｎからなる合金材を前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給し、かくして、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金として軟化させ、そして、前記刃物を前記合金材の供給と共に移動させて前記鉛板を切断する、鉛板の切断方法であって、溶融させた前記合金材を、前記刃先があてがわれた部分の前記鉛板に供給することを特徴とする。

【0015】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の鉛板の切断方法であって、前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記合金材を溶融させることを特徴とする。

【0016】

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の鉛板の切断方法により切断した鉛板における低融点合金に対して塩酸又は希硫酸を接触させて、前記鉛板からＢｉとＳｎを分離することを特徴とする。

【0017】

請求項８に記載の発明は、鉛板に刃先があてがわれる刃物と、前記鉛板における前記刃先があてがわれる部分にＢｉとＳｎからなる合金材を供給する合金材供給手段と、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記鉛板及び前記刃物の少なくとも一方を加熱する赤外線照射手段と、を備えることを特徴とする。

【0018】

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の鉛板切断装置であって、前記赤外線が照射される部分の少なくとも一部がアルミ箔で遮蔽されていることを特徴とする。

【0019】

請求項１０に記載の発明は、請求項８に記載の鉛板切断装置であって、前記赤外線照射手段は、前記合金材を貯蔵する容器における黒色ペイントが塗布されている部分に前記赤外線を照射して、前記合金材を溶融させ、前記合金材供給手段は、溶融した前記合金材を、前記鉛板における前記刃先があてがわれた部分に供給することを特徴とする。

【0020】

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の鉛板切断装置であって、前記合金材供給手段は、前記刃物の内部を溶融した前記合金材が通る管路を有し、前記管路は前記刃先に通じていることを特徴とする。

【0021】

請求項１２に記載の発明は、鉛板に刃先があてがわれる刃物と、前記鉛板における前記刃先があてがわれる部分にＢｉとＳｎからなる溶融した合金材を供給する合金材供給手段と、前記刃物を移動させる駆動手段と、を備え、前記合金材供給手段は、前記合金材を貯蔵する容器を含み、前記容器における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して、前記合金材を溶融させる赤外線照射手段を、備えることを特徴とする。

【0022】

請求項１３に記載の発明は、請求項１０又は請求項１２に記載の鉛板切断装置であって、前記容器は、前記刃先があてがわれる部分の上方に設けられるとともに、下部に前記合金材を滴下するための合金材供給口が形成されており、前記容器内を前記容器外に対して正圧とする圧力制御手段を更に備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0023】

この発明によれば、鉛板及び刃物の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射し、鉛板及び刃物の少なくとも一方を加熱することにより、合金材が供給される部分を効率的に加熱することができ、延いては、合金材の溶融を効率化させ、鉛板の切断に要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本実施形態における、赤外線ヒーターにより鉛板を加熱している様子を示す斜視図である。

【図2】赤外線ヒーターにより加熱した鉛板の温度変化を測定する実験例における測定点の一例を示す斜視図である。

【図3】赤外線ヒーターにより加熱した鉛板の温度変化を測定する実験例の結果の一例を示すグラフである。

【図4】本実施形態における、鉛板切断装置の一例を示す斜視図である。

【図5】本実施形態における、鉛板の切断方法の一例を示すフローチャートである。

【図6】（Ａ）は鉛板を切断する状態を示す概略断面図であり、（Ｂ）は鉛板の切断が進行した状態を示す概略断面図である。

【図7】（Ａ）は合金材供給手段としての刃物の一例を示す斜視図であり、（Ｂ）は同断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

この発明の実施態様を、図面を参照しながら説明する。

【0026】

図１を用いて、赤外線ヒーターによる鉛板の加熱方法の一例について説明する。赤外線ヒーター２は、作業台Ｗに載置された鉛板１を非接触状態で加熱する。赤外線ヒーター２としては、短波赤外線（波長：１０００ｎｍ～２５００ｎｍ）を出射するハロゲンヒーターを採用した。鉛板１における、赤外線ヒーター２が赤外線を照射する部分（本実施形態では、赤外線ヒーター２の方向を向いている面１ａ）には、黒色ペイントが塗布されている。黒色ペイントとしては、一例として、ジャパンセンサー株式会社の黒体塗料JSC-3号（放射率0.94）を用いることができる。後述する実験例でも説明するが、鉛板１における赤外線ヒーター２が赤外線を照射する部分に対して黒色ペイントを塗布しておくことにより、黒色ペイントを塗布しない場合よりも、効率的に加熱することができる。なお、黒色ペイントは、鉛板１の側面１ｂ、１ｄ、上面１ｃに塗布することとしてもよい。

【0027】

一方で、赤外線の照射により加熱されると不都合な物や部分については、アルミ箔により赤外線を遮蔽することで加熱されることを防ぐことができる。例えば、作業台Ｗや周囲の物品をアルミ箔により遮蔽することで、これらの加熱による劣化を防ぐことができる。また、鉛板１の温度管理を行うなどのために、例えば、側面１ｂ、１ｄや、上面１ｃ等をアルミ箔で遮蔽してもよい。

【0028】

次に、図２及び図３を用いて、赤外線ヒーター２により鉛板１（幅２００ｍｍ、高さ５０ｍｍ、奥行１００ｍｍ）を加熱した場合における鉛板１の温度変化を測定した実験例について説明する。本実験例では、図２に示す、鉛板１における測定点Ｐ１（前面）、Ｐ２（中間）、Ｐ３（背面）について温度測定を行った。

【0029】

温度測定は、次の（１）－（３）の３パターンについて行った。
（１）パターン１
面１ａへの黒色ペイントの塗布：無し（無垢）
赤外線ヒーター２と面１ａの距離：２０ｃｍ
（２）パターン２
面１ａへの黒色ペイントの塗布：有り
赤外線ヒーター２と面１ａの距離：２０ｃｍ
（３）パターン３
面１ａへの黒色ペイントの塗布：有り
赤外線ヒーター２と面１ａの距離：１０ｃｍ

【0030】

温度変化の測定結果を図３のグラフで示す。パターン１では、４，８００秒程で各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が約７５℃～約８０℃に到達した。また、パターン２では、４，８００秒程で各測定点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が約１１８℃～約１３０℃に到達した。そして、パターン３では、２，４００秒ほどで、測定点Ｐ１が約１６０℃に到達し、測定点Ｐ２が約１５０℃に到達し、測定点Ｐ３が約１４０℃に到達した。

【0031】

この測定結果から、赤外線ヒーター２により赤外線が照射される部分に黒色ペイントを塗布することで、塗布しない場合よりも鉛板１を効果的に加熱できることが分かる。なお、後述するように、本実施形態において鉛板１を切断する場合、鉛板１の切断部を１３９℃以上にすることが求められるが、パターン３の条件であれば、２，４００秒（４０分）ほどで加熱することが可能となる。また、一般的に輻射熱で温度を上げることが難しいとされていた鉛（パターン１を参照）であっても黒色ペイントを塗布することにより輻射熱で温度を上げることができた。

【0032】

なお、一般的に金属は電子を沢山有し遠赤外線を反射するため輻射熱で加熱しづらいとされている。また、金属を除くほとんどの物質が表面層で遠赤外線を吸収し温度が即座に上昇するとされている。そうした中、鉛板１の切断には鉛板１を１５０℃程度まで加熱できれば充分であるという条件の下、赤外線ヒーター２で鉛板１を加熱してみたところ時間は掛かったが目的の温度に達することができた。更に、鉛板１に黒色ペイントを塗布した上で、赤外線ヒーター２で加熱してみたところ、より効率的に加熱することができた。

【0033】

次に、図４を用いて、本実施形態における鉛板切断装置１０について説明する。鉛板切断装置１０は、赤外線ヒーター２と、レシプロソーを構成する刃物３及び駆動部８（「駆動手段」の一例）と、ＢｉとＳｎからなる合金材６（融点：１３９℃）を貯蔵し、鉛板１の後述する切断部Sに供給する供給容器５と、を含む。

【0034】

鉛板１は、面１ａに黒色ペイントが塗布されており、面１ａが赤外線ヒーター２から赤外線を照射されることで加熱される。鉛板１は、例えば、原子力発電所における、放射線の遮蔽材である。

【0035】

刃物３は、刃先４が鉛板１にあてがわれ、駆動部８によりスライドしつつ下方に移動させられることにより、鉛板１を切断する。なお、本実施形態では、鉛板１における刃先４があてがわれる部分を切断部Ｓという。

【0036】

刃物３には黒色ペイントが塗布されており、刃物３が赤外線ヒーター２から赤外線を照射されることで加熱される。なお、本実施形態では、鉛板１及び刃物３を加熱することとするが、これらの何れか一方を加熱することとしてもよい。例えば、刃物３のみを加熱する場合には、鉛板１の切断部Ｓ以外で赤外線が当たる部分をアルミ箔で遮蔽することとする。また、鉛板１のみを加熱する場合などには、刃物３に黒色ペイントを塗布しなかったり、アルミ箔で赤外線を遮蔽したりしてもよい（但し、刃物３を加熱する場合であっても刃物３の素材そのものが黒い場合などには黒色ペイントを塗布しなくてもよい場合がある）。なお、本実施形態では、レシプロソーにより鉛板１を切断することとするが、他の切断手段（例えば、超音波カッター等）を用いることとしてもよい。

【0037】

供給容器５（「合金材供給手段」の一例）は、断面が三角形の樋状の金属製容器（例えば、銅製容器やアルミニウム製容器を用いることができる）であって、当該三角形の１つの頂点が下方を向くように（当該頂点が樋の下部となるように）、刃物３の上方に刃物３の移動方向Ｄに沿って配置されている。供給容器５は、レシプロソーの駆動部８に支持具７を介して設置されており、内部にＢｉとＳｎからなる合金材６を貯蔵する。また、供給容器５の外面５ａ、５ｂ、５ｃには黒色ペイントが塗布されており、供給容器５は赤外線ヒーター２から赤外線を照射されることにより加熱される。そして、供給容器５の内部が１３９℃以上に加熱されると、合金材６（融点：１３９℃）は溶融する。なお、供給容器５の外面５ａ、５ｂ、５ｃに黒色ペイントを塗布することで、供給容器５及び合金材６を効率的に加熱することができる。なお、外面５ｃについては赤外線が当たらない場合には黒色ペイントを塗布しなくても良い。また、外面５ｃに黒色ペイントを塗布する場合には、もう一台の赤外線ヒーター２を用意して、外面５ｃに赤外線が照射可能な位置に配置しても良い。

【0038】

供給容器５の底には複数の合金材供給口５ｄが形成されており、供給容器５内で溶融した合金材６は合金材供給口５ｄから鉛板１における切断部Ｓに滴り落ちる（供給される）。溶融した合金材６が供給された切断部Ｓの鉛板１は、ＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金（融点：９５℃）に合金化され、液相になって軟化する。なお、合金材供給口５ｄは、合金材６が切断部Ｓに満遍なく落下するように、適切な位置に適切な数設けられる。

【0039】

なお、図４の例では供給容器５の上部を開放状態にしているが、合金材６の粘度等の影響により合金材６が合金材供給口５ｄからの滴下量を制御できない場合には、供給容器５の上部を蓋等により閉じるとともに、供給容器５の内部に圧力を加えるための孔を形成し、当該孔からシリンダ（「圧力制御手段」の一例）で圧力を加えて供給容器５の内部を供給容器５の外部に対して正圧にしてもよい。供給容器５の内部の圧力を制御することで、合金材供給口５ｄからの滴下量を調節することができる。

【0040】

赤外線ヒーター２は、鉛板１及び刃物３の少なくとも何れか一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を非接触状態で照射して、輻射熱により鉛板１及び刃物３の少なくとも一方を加熱する。このとき、赤外線ヒーター２は切断部Ｓが低融点合金の融点である９５℃以上となるように加熱する。

【0041】

赤外線ヒーター２としては、赤外線を出射するヒーターを採用できるが、例えば短波近赤外線を出射するハロゲンヒーターは発熱体（一般にタングステン線）が２，０００℃以上になり、昇温も早い（数秒）ため好適である。

【0042】

また、赤外線ヒーター２は、供給容器５における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を非接触状態で照射して、輻射熱により供給容器５及びその内部に貯留されている合金材６を加熱する。このとき、赤外線ヒーター２は合金材６がその融点である１３９℃以上となるように供給容器５及び合金材６を加熱する。なお、赤外線ヒーター２は、供給容器５及び合金材６を加熱するに際し、鉛板１及び刃物３の少なくとも一方を１３９℃以上に加熱してもかまわない。

【0043】

このように、赤外線ヒーター２は輻射熱により非接触状態で鉛板１、刃物３及び供給容器５を同時に加熱することができる。これに対して、リボンヒーター等で加熱しようとしても非接触状態では加熱対象を加熱することができず、同時にそれぞれを加熱しようとする場合、個別に接触状態で加熱せざるを得ない。

【0044】

なお、赤外線が照射されること、加熱されることが不都合な部分（例えば、鉛板１、刃物３、供給容器５等の黒色ペイントが塗布されていない部分や、支持具７、駆動部８等）についてはアルミ箔により赤外線を遮蔽することとしてもよい。特に、加熱により劣化しやすい物や部分については、アルミ箔で遮蔽しておくことが好ましい。

【0045】

本実施形態の鉛板切断装置１０によれば、赤外線ヒーター２により加熱された供給容器５内の合金材６が溶融して合金材供給口５ｄから切断部Ｓに滴り落ちる（供給される）ことで、切断部Ｓの鉛板１がＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金となって軟化する。そして、赤外線ヒーター２により切断部Ｓを低融点合金の融点以上に加熱した状態で、切断部Ｓに合金材６を供給しつつ、刃物３が切断部Ｓに刃先４があてがわれたまま移動することにより鉛板１を切断することができる。

【0046】

次に、図５及び図６（Ａ）、（Ｂ）を用いて、鉛板１の切断方法について説明する。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）において、合金材供給手段５Ｚは、例えば、コイル状に巻かれた合金材６を順次、刃先４があてがわれる部分（切断部Ｓ）の鉛板１に供給する。

【0047】

まず、鉛板１及び刃物３の少なくとも一方に黒色ペイントを塗布しておき、黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射して鉛板１及び刃物３の少なくとも一方を加熱する（ステップＳ１）。なお、赤外線の照射には赤外線ヒーター２などを用いることができる。

【0048】

また、鉛板１における刃先４があてがわれる切断部Ｓに刃物３の刃先４をあてがう（ステップＳ２、図６（Ａ））。

【0049】

また、切断部ＳにＢｉとＳｎからなる合金材６を供給する（ステップＳ３、図６（Ａ））。ここで、切断部Ｓに合金材６を供給する目的は、切断部Ｓに溶融した合金材６を接触させることで、切断部Ｓの鉛板１をＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金（融点が９５℃）として軟化させることにある。

【0050】

切断部Ｓを低融点合金化する方法として、鉛板１又は刃物３の少なくとも何れか一方を加熱して切断部Ｓを１３９℃以上に加熱し、例えば合金材供給手段５Ｚにより溶融していない合金材６を供給（接触）させて切断部Ｓで合金材６を溶融させる方法と、上述した供給容器５等で予め溶融させた合金材６を切断部Ｓに供給する方法があり、ステップＳ３では何れの方法を採用してもよい。ただし、鉛板１を切断部Ｓで切断する場合には、切断部Ｓを低融点合金の融点である９５℃以上にする必要があることから、鉛板１又は刃物３の少なくとも何れか一方を加熱して９５℃以上にすることとする。そのため、上述した鉛板切断装置１０のように、鉛板１及び刃物３の少なくとも何れか一方に黒色ペイントを塗布して赤外線ヒーター２で加熱することが好適である。

【0051】

そして、切断部Ｓに合金材６を供給しつつ、刃物３を刃先４が切断部Ｓにあてがわれた状態で移動させることで鉛板１を切断する（ステップＳ４、図６（Ｂ））。刃物３の移動は、刃物３の移動方向Ｄにスライドさせつつ、下方に移動（下降）させるのが好ましい。なお、ステップＳ１～ステップＳ３は適宜順番を変更することができる。

【0052】

なお、鉛板切断装置１０について説明したのと同様に、赤外線が照射されること、加熱されることが不都合な部分については、アルミ箔で赤外線を遮蔽することが好ましい。

【0053】

以上、説明したように、本実施形態の鉛板切断装置１０や鉛板切断方法によれば、鉛板１及び刃物３の少なくとも一方における黒色ペイントが塗布されている部分に赤外線を照射することにより、合金材６が供給される部分（切断部Ｓ）を効率的に加熱することができ、延いては、合金材６の溶融を効率化させ、鉛板１の切断に要する時間を短縮することができる。

【0054】

また、切断部Ｓを低融点合金とした状態で、刃物３を合金材６の供給と共に下降させることで、合金材６が供給された切断部ＳのＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金が、液相になって軟化し、これによって、鉛板１を、金属ヒュームを発生させることなく、容易かつ確実にしかも安価に切断することができる。

【0055】

さらに、切断が終了した鉛板１の切断面は、冷えた低融点合金を介して接着されるので、切断された鉛板１が未切断の鉛板１から分離するおそれはない。この結果、切断された鉛板１の落下による事故を未然に防止することができる。なお、冷えた低融点合金は金属結晶構造が粗いとともに鉛に比べて硬く、脆いために、切断された鉛板１にハンマー等で打撃を加えると、切断された鉛板１は未切断の鉛板１から容易に剥がれるので、切断された鉛板１の撤去作業を容易に行える。

【0056】

なお、本実施形態の鉛板切断装置１０では供給容器５を用いて、溶融させた合金材６を切断部Ｓに供給することとしたが、供給容器５を設けずに、鉛板１又は刃物３の少なくとも何れか一方を１３９℃以上に加熱することとして、合金材供給手段５Ｚ等により溶融していない合金材６を切断部Ｓに直接接触させて供給することとしてもよい。

【0057】

また、溶融させた合金材６を切断部Ｓの鉛板１に供給して切断部Ｓを低融点合金化する場合には、鉛板１や刃物３に赤外線を照射して切断部Ｓを加熱する代わりに、他の方法（例えば電熱ヒーターによる加熱）により鉛板１や刃物３を加熱して、低融点合金化した切断部Ｓを９５℃以上にしてもよい。

【0058】

次に、図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて、切断部Ｓに溶融した合金材６を供給可能な刃物１１について説明する。

【0059】

刃物１１（「合金材供給手段」の一例）は、内部に溶融した合金材６が通る管路を有する。管路は横管１２と複数の縦管１３Ａ～１３Ｅを含み、各縦管１３Ａ～１３Ｅは、横管１２の下方に接続され、刃先４に通じている。横管１２には、図示しない容器において溶融された合金材６が溶融した状態のまま取り込まれ、合金材６は各縦管１３Ａ～１３Ｅを通じて刃先４から切断部Ｓに供給される。なお、管路内にて合金材６が凝固しないように、刃物３に熱伝導性の高い金属（例えば、銅）を用い、黒色ペイントを塗布した上で赤外線ヒーター２等により加熱することが好ましい。また、図７（Ｂ）に示すように、刃物３における横管１２が設けられる部分には、フィラー（膨らみ）１４を設けて強度を向上させることが好ましい。

【0060】

刃物１１によれば、図４に示した供給容器５を刃物３の上方に設置する必要がなく、刃先４から直接、切断部Ｓに合金材６を供給することができるため合金材６が供給容器５から落下した際に切断部Ｓ以外の部分に飛散することを防止できる。

【0061】

次に、切断した鉛板１から切断部ＳにおけるＢｉとＰｂとＳｎからなる低融点合金からＢｉとＳｎを分離する方法について説明する。鉛は両性元素であり、硝酸、強塩基の水溶液と反応して溶ける一方、塩酸と希硫酸には鉛の表面に難溶性の被膜（塩化鉛ＰｂＣｌ_２や、硫酸鉛ＰｂＳＯ_４の被膜）を作り溶けない。また、ＢｉとＳｎは塩酸と希硫酸に溶ける。そこで、切断した鉛板１における低融点合金に対して塩酸又は希硫酸を接触させることにより、鉛板１からＢｉとＳｎを分離することができる。

【0062】

これにより、放射性物質を含む鉛板１を本実施形態の切断方法により細切れにして廃棄処理する際、鉛板１からＢｉ及びＳｎを分離した状態（鉛のみの状態）で廃棄することができる。また、鉛板１から分離したＢｉ及びＳｎは従来公知の方法により精製することにより鉛板１の切断に再利用することができる。

【符号の説明】

【0063】

１：鉛板
２：赤外線ヒーター
３：刃物
４：刃先
５：供給容器
５Ｚ：合金材供給手段
６：合金材
７：支持具
８：駆動部
１０：鉛板切断装置
１１：刃物
１２：横管
１３Ａ～１３Ｅ：縦管
１４：フィラー
Ｄ：移動方向
Ｓ：切断部
Ｗ：作業台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】