| 研究課題/領域番号 |
20K12230
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| 研究機関 | 東京都立産業技術高等専門学校 |
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研究代表者 |
池田 宏 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 教授 (50332002)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | マイクロバブル / 超音波振動 / 環境調和型 / 機械部品 / 洗浄法 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，機械部品の洗浄において，マイクロバブルと超音波振動を活用することにより，洗浄水の汚染低減を行う環境調和型の洗浄法を開発し，この併用した場合の洗浄方法のメカニズムを解明することを目的としている．2年目までは，穴や溝のある機械部品や実際の精密機械部品を用いた洗浄実験による検証を中心に精力的に行ってきた．初年度までの測定では，使用するステンレス平板の形状については平面試料のみであったが，2年目は機械部品を想定した立体試料についても洗浄速度の測定を行った. 具体的には，立体試料の狭隘部が洗浄効果に及ぼす影響を確認し，超音波洗浄，マイクロバブル充満洗浄，超音波を併用したマイクロバブル充満洗浄の比較を行った. その結果，立体試料において超音波を併用したマイクロバブル充満洗浄を行うと洗浄による残留油分量の変化では超音波洗浄より残留油分量が多くなるが，洗浄後の試料表面の観察では全体的に偏りなく洗浄できることが明らかとなった. そこで3年目以降は，実際の精密機械部品を用いた洗浄実験による検証を行うため，さらに洗浄に最適な条件を検討することにした．洗浄効果をより高めるために環境に影響を及ぼさない程度の少量の界面活性剤を用いた場合の洗浄効果を明らかにすることにした. この実験により，臨界ミセル濃度の界面活性剤を溶解した洗浄液にマイクロバブルを充満させ洗浄実験を行ったところ，立体試料においては，ある特定の界面活性剤を併用すると平面試料と比べ洗浄効果が低いという結果が得られた．今後は，シュミレーションによる理論的な解析やより複雑な機械部品を用いた洗浄実験も行うことでその洗浄過程におけるメカニズムを解明する一助としたい.
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年度(令和4年度)は，穴や溝のある機械部品や実際の精密機械部品を用いた洗浄実験による検証について進めることができた. 具体的には，界面活性剤を併用したマイクロバブル充満洗浄において洗浄試料の形状が洗浄効果に及ぼす影響を調査した．その結果，臨界ミセル濃度の界面活性剤を併用することで洗浄効果の向上が見られたが試料形状によっては洗浄効果の大幅な向上が得られないことが明らかになった．また界面活性剤の種類によっては試料形状に関係なく洗浄効果の向上が得られない場合があるという問題点も確認することができた．以上のことから洗浄物の形状ごとにマイクロバブル充満洗浄と併用する洗浄法を考える必要があり，より効率的な洗浄方法について検討する必要がある.
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| 今後の研究の推進方策 |
2023年度(令和5年度)以降は，実際の精密機械部品を用いた洗浄実験による検証を行うため，さらなる洗浄に最適な条件を検討し，その洗浄過程におけるメカニズムを解明することとしたい. 次年度は継続的に進めるためにより複雑な機械部品も用いた洗浄実験を行う．さらに補助的ではあるがシュミレーションによる解析も行うことで理論的な検証も行いたい．なお，昨年度の界面活性剤を用いた測定では装置への不具合が多く見られたため，さらに耐久性の優れたマイクロバブル発生装置を新規に購入する.
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響により発表予定としていた学会が現地開催からオンライン開催となったため旅費については次年度に繰り越すことにした．界面活性剤を用いた測定では装置への不具合が多く見られたため，さらに既存より耐久性に優れたマイクロバブル発生装置や理論計算をするための機器購入が予定される．したがって，想定以上の費用が必要となるため，次年度へ繰り越すことにした．
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