純粋なオイルと水溶性クーラント：オイルミストの捕集にどのような影響を与えるのか？

1. 純粋なオイルと水溶性クーラント：違いは何ですか？

金属加工においては、潤滑、冷却、加工性能の向上を目的として、純油と水溶性クーラントが一般的に使用される。しかし、これらの組成と動作特性は異なる。

純粋な油とは何ですか？

原油（ストレート切削油とも呼ばれる）は、水で希釈せずにそのまま使用されます。一般的に、機械加工時の潤滑剤として機能し、摩擦低減と表面仕上げが重要な工程に適しています。

機械加工中、純粋な油は、機械的な攪拌、高速回転、または流体の衝撃によって空気中に飛散することがあります。高温もまた、より微細な油エアロゾルや煙状の排出物の形成に寄与する可能性があります。

水溶性冷却液とは何ですか？

水溶性冷却液は、使用前に水と混合します。配合によっては、乳化油、合成成分、腐食防止剤、その他の添加剤が含まれている場合があります。

その冷却特性により、多くのCNC加工用途に適しています。

しかし、水溶性クーラントは、高速切断、加圧流体供給、または機械的攪拌にさらされると、空気中にミストを発生させる可能性もある。

比較：純油 vs. 水溶性クーラント

2. それらはどのような種類の空気汚染物質を発生させるのか？

機械加工中に発生する空気中の汚染物質は、流体の種類だけで決まるものではない。

切削油、切削工具、被削材、および運転条件の相互作用は、空気中の粒子の大きさ、濃度、および組成に影響を与える。

純粋なオイルミスト：油滴と微細なエアロゾル

純粋なオイルミストは通常、油性液滴が周囲の空気中に分散した状態から構成される。

これらの液滴は、切削油が高速で移動する工具や工作物に接触したとき、または切削加工中に切削油が機械的に分散されたときに形成される可能性がある。

高温下では、流体の組成や加工条件によっては、微細なエアロゾルや煙状の排出物が発生する場合があります。

より小さな飛沫は空気中に長く浮遊する可能性があり、適切な微粒子ろ過が必要となる場合がある。

冷却液ミスト：水性液滴と混合汚染物質

水溶性切削油から発生する冷却液ミストは、一般的に水と冷却液の成分から構成されている。

冷却液の状態や加工プロセスによっては、空気中の液滴が以下の物質を運ぶ可能性もあります。

• オイルおよび潤滑油添加剤
• 浮遊油汚染
• 微細な金属粒子
• 機械加工工程からの残留物
• 管理状態の悪い液体中に存在する微生物汚染物質またはその副産物

水の蒸発は、浮遊する水滴の組成や大きさも変化させる可能性がある。

したがって、切削液に水が含まれているからといって、冷却液ミストを無害とみなすべきではない。

液滴のサイズが重要な理由とは？

大きな液滴は沈降したり分離されやすい一方、小さな液滴は浮遊したままになりやすく、より高度なろ過が必要となる場合がある。

したがって、オイルミスト捕集器は、流体の種類だけでなく、予想される粒子径分布と汚染物質の特性に基づいて評価する必要がある。

3. 加工条件はミストの発生にどのように影響しますか？

同じ切削油を使用した場合でも、CNC加工条件が異なれば、空気中の汚染レベルは大きく異なる可能性がある。

発生する霧の量には、いくつかの運転要因が影響する。

高速スピンドル

高速回転は、切削油の機械的分散を促進する可能性がある。

工具や加工物が回転すると、液滴が周囲の囲いの中に飛び散り、空気中にミストが発生する可能性が高まる。

冷却液の圧力と供給方法

高圧冷却システムは、切削工具、加工物、または機械表面に冷却液が衝突した際に、追加のミストを発生させることがあります。

ノズルの位置、噴霧方向、および流体流量もミストの発生に影響を与えます。適切な流体供給は、不要なエアロゾルの発生を抑制するのに役立ちます。

加工温度

切削領域で発生する熱は、切削油の挙動に影響を与える可能性がある。

純粋な油の場合、高温になると微細な油エアロゾルや煙が発生する可能性がある。

水溶性冷却剤の場合、熱によって水の蒸発が促進され、空気中に残った液滴の特性が変化する可能性がある。

機械筐体と換気

CNC工作機械の筐体の設計は、空気中の汚染物質の蓄積と放出の仕方に影響を与える。

空気の流れが適切に制御されていない場合や、囲いが頻繁に開閉される場合、霧が周囲の作業場に拡散する可能性があります。

加工時間

連続的な機械加工は、持続的な汚染負荷を発生させる可能性がある。

瞬間的な霧の発生量が中程度に見えても、長時間の運転は、収集システムが処理しなければならない液体および微粒子物質の総量を増加させる可能性がある。

加工条件とその影響

4. オイルミストコレクターにとって、汚染負荷が重要なのはなぜですか？

汚染負荷とは、オイルミスト捕集システムが一定期間内に処理しなければならない、空気中の汚染物質の量と特性を指します。

これは、工業機械加工環境向けのオイルミストコレクターを選定する際に最も重要な考慮事項の一つです。

ミスト濃度

高濃度の空気中ミストを発生させる機械は、集塵システムにより大きな負荷をかける可能性がある。

システムが生成された汚染物質を効果的に捕捉・処理できない場合、ミストが機械筐体内部に蓄積したり、作業場に漏れ出したりする可能性があります。

液滴サイズ分布

汚染負荷は濃度だけで決まるものではない。

微細な液滴の割合が高いエアロゾルは、より小さな粒子を捕捉するのが難しいため、追加のろ過対策が必要となる場合があります。

液体の蓄積と排水

オイルミスト捕集装置は、空気の流れから分離された液体を処理する必要がある。

大量のミストを収集する場合、不要な液体の蓄積を防ぎ、収集性能を維持するために、排水設計が重要となる。

フィルターの負荷とメンテナンス

ろ過部品内部に汚染物質が蓄積すると、空気の流れに対する抵抗が増加する可能性があります。

適切なメンテナンスを行わないと、フィルターの目詰まりにより有効な空気流量が減少し、ミスト抽出性能に影響が出る可能性があります。

そのため、圧力監視、フィルター状態監視、および定期的なメンテナンスは、長期運用において重要です。

連続加工と断続加工

連続運転するCNC工作機械は、時折しか使用されない工作機械よりも、ミストコレクターが受ける累積的な汚染負荷が高くなる可能性がある。

したがって、機器の選定にあたっては、ミストの発生強度と発生時間の両方を考慮する必要がある。

5．各種加工油に適したオイルミストコレクターの選び方

オイルミストコレクターを選定する際には、加工油と実際の作業環境を総合的に評価する必要があります。

機械が純粋な油を使用するか水溶性クーラントを使用するかという点のみに基づいて機器を選択するのではなく、製造業者は以下の要素を検討すべきである。

ステップ1：加工油を特定する

CNC工作機械が、純粋な油、水溶性クーラント、またはその他の金属加工油のいずれを使用しているかを確認してください。

液体の組成、濃度、および潜在的な汚染物質を考慮してください。

ステップ2：加工条件の評価

主軸回転速度、クーラント圧力、切削温度、機械筐体の寸法、および稼働時間を確認してください。

これらの要因は、ミストの発生と必要な抽出性能に影響を与える。

ステップ3：汚染負荷の評価

運転中に発生するミスト濃度、液滴特性、および汚染物質の総量を考慮してください。

微細なエアロゾルや煙状の排出物を扱う用途では、選択したろ過構成が適切であることを確認してください。

ステップ4：空気の流れとろ過性能を評価する

CNC加工機のミストを効果的に除去するには、空気中の汚染物質を発生源で捕捉するのに十分な風量が必要です。

しかし、風量を増やすだけでは、集塵性能の向上は保証されない。

ろ過効率、システム抵抗、ダクト設計、フィルターの状態も考慮する必要があります。

ステップ5：保守と監視を検討する

定期的なメンテナンスは、安定した抽出性能を維持するのに役立ちます。

製造要件によっては、圧力表示、フィルターメンテナンスアラート、あるいはより高度な監視機能を備えた機器が製造業者にとって有益となる場合がある。

KOTON オイルミストコレクターソリューション

KOTONは、さまざまな運用要件や設備管理要件に対応するために設計された、複数のオイルミスト空気清浄機シリーズを提供しています。

Eシリーズ：シンプルな監視とろ過

KOTONのEシリーズオイルミスト空気清浄機は、圧力表示機能と過熱保護機能を備えています。

本シリーズは、簡単な操作性と必要最低限の監視機能を求めるメーカーにとって最適な選択肢です。

tシリーズ：デジタルメンテナンス表示

tシリーズオイルミスト空気清浄機には、デジタル表示による状態確認機能とフィルター交換時期のお知らせ機能が搭載されています。

これらの機能は、オペレーターがメンテナンスの必要性を特定し、機器の状態を監視するのに役立ちます。

Wシリーズ：スマートな監視と機器管理

Wシリーズオイルミスト空気清浄機は、機器管理のための監視機能と接続機能を備えています。

本シリーズは、より高度な機器監視機能を必要とする製造環境向けに設計されています。

6. よくある質問

7. KOTONでCNCマシンのミスト抽出性能を向上させる

効果的なオイルミスト捕集は、空気中の汚染源を理解することから始まります。

純粋な油性クーラントと水溶性クーラントでは、エアロゾルの特性が異なる場合があるが、抽出装置を選定する際には、加工条件と汚染負荷も同様に重要である。

株式会社コトンテクノロジーズは、産業機械加工環境向けにオイルミスト式空気清浄機ソリューションを提供しており、Eシリーズ、Tシリーズ、Wシリーズといった異なる監視機能や機器管理機能を備えた製品を取り揃えています。

加工油、運転条件、ろ過要件、およびメンテナンスの必要性を総合的に評価することで、製造業者はより情報に基づいた機器選定の意思決定を行うことができる。