JPH0669677B2 - 流体ジェット加工装置用噴射液 - Google Patents
流体ジェット加工装置用噴射液Info
- Publication number
- JPH0669677B2 JPH0669677B2 JP5606189A JP5606189A JPH0669677B2 JP H0669677 B2 JPH0669677 B2 JP H0669677B2 JP 5606189 A JP5606189 A JP 5606189A JP 5606189 A JP5606189 A JP 5606189A JP H0669677 B2 JPH0669677 B2 JP H0669677B2
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- JP
- Japan
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- jet
- liquid
- fluid jet
- nozzle
- fluid
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ノズルから超高圧流体を噴射し、該噴射流
体に対向する建造物、構造物、建材、板材、コンクリー
ト、加工物等の物体に対して切断、穿孔、研削等の加工
を行うのに適用される流体ジェット加工装置用噴射液に
関する。
体に対向する建造物、構造物、建材、板材、コンクリー
ト、加工物等の物体に対して切断、穿孔、研削等の加工
を行うのに適用される流体ジェット加工装置用噴射液に
関する。
〔従来の技術〕 従来、ノズルから超高圧水を噴射し、その噴射液に対向
する建造物、構造物、建材、板材、コンクリート、加工
物等の物体に対して切断、穿孔、研削等の加工を行うウ
ォータジェットと称される流体ジェット加工装置が開示
されている。このような流体ジェット加工装置は、各種
物体即ち固体の研削加工のために、ジェットノズルから
500〜3000kgf/cm2の超高圧水を噴射し、該ジェット流の
固体に対する衝撃力によって該固体を加工する方法が知
られている。
する建造物、構造物、建材、板材、コンクリート、加工
物等の物体に対して切断、穿孔、研削等の加工を行うウ
ォータジェットと称される流体ジェット加工装置が開示
されている。このような流体ジェット加工装置は、各種
物体即ち固体の研削加工のために、ジェットノズルから
500〜3000kgf/cm2の超高圧水を噴射し、該ジェット流の
固体に対する衝撃力によって該固体を加工する方法が知
られている。
例えば、特公昭56−42413号公報には、噴射ノズルから
水、化学液、研削液等の液体を細綿状のジェット流とし
て噴射し、このジェット流に対向する被加工物に衝突さ
せて該被加工物を孔明け、切断、切り抜き等の加工を行
うジェット加工装置が開示されている。
水、化学液、研削液等の液体を細綿状のジェット流とし
て噴射し、このジェット流に対向する被加工物に衝突さ
せて該被加工物を孔明け、切断、切り抜き等の加工を行
うジェット加工装置が開示されている。
また、特開昭63−16999号公報には、アブレッシブウォ
ータジェット切断装置が開示されている。該アブレッシ
ブウォータジェット切断装置は、ジェットノズルとキャ
ッチャーとの間に被切断材を配置し、次に、超高圧水を
高圧水供給ホースを介してジェットノズルに供給すると
共に、微粒研磨材を含有した懸濁液を懸濁液供給ホース
を介してジェットノズルに供給し、それによってジェッ
トノズルから微粒研磨材の混入したウォータジェットを
噴射し、該ジェットによって被切断材を切断加工するも
のである。上記微粒研磨材としては、アルミナ系微粒
粉、炭化珪素系微粒粉が使用され、また、懸濁液の温度
としては、20〜70％に調節されている。
ータジェット切断装置が開示されている。該アブレッシ
ブウォータジェット切断装置は、ジェットノズルとキャ
ッチャーとの間に被切断材を配置し、次に、超高圧水を
高圧水供給ホースを介してジェットノズルに供給すると
共に、微粒研磨材を含有した懸濁液を懸濁液供給ホース
を介してジェットノズルに供給し、それによってジェッ
トノズルから微粒研磨材の混入したウォータジェットを
噴射し、該ジェットによって被切断材を切断加工するも
のである。上記微粒研磨材としては、アルミナ系微粒
粉、炭化珪素系微粒粉が使用され、また、懸濁液の温度
としては、20〜70％に調節されている。
しかしながら、上記のような通常、ウォータジェットと
称される流体ジェット加工装置では、ジェット流自体の
噴射パターンが拡散状態になり、被加工物に衝突する際
には衝突力が低下し、研削能力が弱いものとなる。ま
た、高粘性液をポンプに吸引すると、該ポンプは過負荷
による故障が多発するという問題がある。また、噴射液
の粘度とウォータジェットの効果との間には、必ずしも
相関性は無いものである。
称される流体ジェット加工装置では、ジェット流自体の
噴射パターンが拡散状態になり、被加工物に衝突する際
には衝突力が低下し、研削能力が弱いものとなる。ま
た、高粘性液をポンプに吸引すると、該ポンプは過負荷
による故障が多発するという問題がある。また、噴射液
の粘度とウォータジェットの効果との間には、必ずしも
相関性は無いものである。
この発明の目的は、上記課題を解決することであり、流
体ジェット加工装置に使用する噴射液について水溶性高
分子を加えてジェット流自体の噴射パターンについて種
々検討した結果、全ての水溶性高分子が上記課題を解決
できるものではなく、特別な物性範囲を持つアクリル系
イオン性水溶性高分子ジェット流自体の噴射パターンを
収束状態を維持できる最適なものであることを見出し、
該アクリル系イオン性水溶性高分子の水溶液をポンプに
よってジェットノズルから噴射し、ポンプに高負荷を与
えること無く、ジェットノズルから噴射される流体ジェ
ットの加工効率を上げることができる流体ジェット加工
装置用噴射液を提供することである。
体ジェット加工装置に使用する噴射液について水溶性高
分子を加えてジェット流自体の噴射パターンについて種
々検討した結果、全ての水溶性高分子が上記課題を解決
できるものではなく、特別な物性範囲を持つアクリル系
イオン性水溶性高分子ジェット流自体の噴射パターンを
収束状態を維持できる最適なものであることを見出し、
該アクリル系イオン性水溶性高分子の水溶液をポンプに
よってジェットノズルから噴射し、ポンプに高負荷を与
えること無く、ジェットノズルから噴射される流体ジェ
ットの加工効率を上げることができる流体ジェット加工
装置用噴射液を提供することである。
この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。即ち、この発明は、２〜50モル％のイ
オン性モノマー単位と50モル％以上のアクリルアミドモ
ノマー単位を有し、１規定食塩水中における固有粘度が
10dl/g以上であるアクリルアミド共重合物を0.02〜0.2
重量％溶解した水溶液から成ることを特徴とする流体ジ
ェット加工装置用噴射液に関する。
構成されている。即ち、この発明は、２〜50モル％のイ
オン性モノマー単位と50モル％以上のアクリルアミドモ
ノマー単位を有し、１規定食塩水中における固有粘度が
10dl/g以上であるアクリルアミド共重合物を0.02〜0.2
重量％溶解した水溶液から成ることを特徴とする流体ジ
ェット加工装置用噴射液に関する。
即ち、この発明による流体ジェット加工装置用噴射液と
して適している水溶性高分子は、１規定食塩水中におけ
る固有粘度が10dl/g以上であり、イオン化率２〜50モル
％であるアクリル系イオン性水溶液性高分子であり、ア
クリルアミドモノマー単位を50モル％以上有するアクリ
ルアミド共重合物である。この水溶性高分子は、効果に
悪影響を及ぼさない範囲（通常20モル％以下）の量の共
重合によるアクリルアミド以外のノニオン性モノマー単
位を有することもできる。
して適している水溶性高分子は、１規定食塩水中におけ
る固有粘度が10dl/g以上であり、イオン化率２〜50モル
％であるアクリル系イオン性水溶液性高分子であり、ア
クリルアミドモノマー単位を50モル％以上有するアクリ
ルアミド共重合物である。この水溶性高分子は、効果に
悪影響を及ぼさない範囲（通常20モル％以下）の量の共
重合によるアクリルアミド以外のノニオン性モノマー単
位を有することもできる。
また、この発明による流体ジェット加工装置用噴射液用
高分子に用いるイオン性モノマーとしては、アクリル酸
塩、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
塩、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミ
ド、又はその四級化物、ジアルキルアミノアルキル（メ
タ）アクリレート、又はその四級化物等を例示すること
ができ、単独或いは複数種を選び、アクリルアミドと共
重合させることによりアクリル系イオン性水溶性高分子
を得ることができる。
高分子に用いるイオン性モノマーとしては、アクリル酸
塩、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸
塩、ジアルキルアミノアルキル（メタ）アクリルアミ
ド、又はその四級化物、ジアルキルアミノアルキル（メ
タ）アクリレート、又はその四級化物等を例示すること
ができ、単独或いは複数種を選び、アクリルアミドと共
重合させることによりアクリル系イオン性水溶性高分子
を得ることができる。
アクリルアミド及びイオン性モノマーと共重合できるノ
ニオン性モノマーとしては、ジアセトンアクリルアミ
ド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、アクリロ
ニトリル、スチレン等を例示することができる。また、
これらのアクリルアミド共重合物と同一の分子構造を取
るポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルア
ミドスルホメチル化物、ポリアクリルアミドマンニッヒ
化物等も同一の目的に用いることができる。
ニオン性モノマーとしては、ジアセトンアクリルアミ
ド、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、アクリロ
ニトリル、スチレン等を例示することができる。また、
これらのアクリルアミド共重合物と同一の分子構造を取
るポリアクリルアミド部分加水分解物、ポリアクリルア
ミドスルホメチル化物、ポリアクリルアミドマンニッヒ
化物等も同一の目的に用いることができる。
これらのアクリル系イオン性水溶性高分子は、粉末状固
体、ペースト状水溶液、油中水型エマルジョン、塩水溶
液中ディスパージョン等の状態で流通市販されるもので
ある。特に、アクリル系イオン性水溶性高分子につい
て、粒径100μｍ以下のポリマー微粒子を液中に分散さ
せたエマルジョン、ディスパージョンは溶解速度が速い
ため、連続的に溶解しながら供給することもでき、最も
望ましい形態である。このアクリル系イオン性水溶液高
分子は、濃度0.02〜0.2重量％の水溶液としてポンプに
吸引し、ジェットノズルより噴射させる。この発明によ
る噴射液を用いる流体ジェット加工装置は、加工対象物
として、岩石、金属、非金属、木材、建材、樹脂、プラ
スチック等、又はこれらの複合物の種々の物質から構成
された任意の物体、例えば、建造物、構造物、建材、板
材、コンクリート体、加工物等に適用できる。また、こ
の噴射液には、必要に応じて防錆剤等の被加工物研削面
保護剤を配合することもできる。
体、ペースト状水溶液、油中水型エマルジョン、塩水溶
液中ディスパージョン等の状態で流通市販されるもので
ある。特に、アクリル系イオン性水溶性高分子につい
て、粒径100μｍ以下のポリマー微粒子を液中に分散さ
せたエマルジョン、ディスパージョンは溶解速度が速い
ため、連続的に溶解しながら供給することもでき、最も
望ましい形態である。このアクリル系イオン性水溶液高
分子は、濃度0.02〜0.2重量％の水溶液としてポンプに
吸引し、ジェットノズルより噴射させる。この発明によ
る噴射液を用いる流体ジェット加工装置は、加工対象物
として、岩石、金属、非金属、木材、建材、樹脂、プラ
スチック等、又はこれらの複合物の種々の物質から構成
された任意の物体、例えば、建造物、構造物、建材、板
材、コンクリート体、加工物等に適用できる。また、こ
の噴射液には、必要に応じて防錆剤等の被加工物研削面
保護剤を配合することもできる。
この発明による流体ジェット加工装置用噴射液は、上記
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
この流体ジェット加工装置用噴射液は、流体ジェットに
よる研削加工において水の代わりに高分子水溶液を噴射
することによって研削効率を増大させることである。即
ち、従来、ウォータジェットに適用されている超高圧水
をジェットノズル先端から被加工物まで噴射した場合に
は、ウォータジェット流はある程度の距離までは収束状
態で噴射されるが、少し離れた距離に到ると、噴射パタ
ーンは霧状に拡散した状態で噴射されるのに対して、こ
の発明による噴射液を使用すると、流体ジェット流が長
い距離にわたって収束した状態の噴射パターンを維持で
き、その収束した状態即ちジェット流のエネルギーが集
中した状態で被加工物に衝突することができる。そのた
め、被加工物の物体に対して流体ジェットの衝撃力は飛
躍的に高まる結果を得ることができる。
のように構成されており、次のように作用する。即ち、
この流体ジェット加工装置用噴射液は、流体ジェットに
よる研削加工において水の代わりに高分子水溶液を噴射
することによって研削効率を増大させることである。即
ち、従来、ウォータジェットに適用されている超高圧水
をジェットノズル先端から被加工物まで噴射した場合に
は、ウォータジェット流はある程度の距離までは収束状
態で噴射されるが、少し離れた距離に到ると、噴射パタ
ーンは霧状に拡散した状態で噴射されるのに対して、こ
の発明による噴射液を使用すると、流体ジェット流が長
い距離にわたって収束した状態の噴射パターンを維持で
き、その収束した状態即ちジェット流のエネルギーが集
中した状態で被加工物に衝突することができる。そのた
め、被加工物の物体に対して流体ジェットの衝撃力は飛
躍的に高まる結果を得ることができる。
この発明による噴射液で形成される十分な距離に伸びる
収束したジェット流は、非ニュートン流動の示す構造粘
性に起因するものと考えられる。即ち、静止物体と移動
流体の接触により発生するところのカルマン渦が、静止
大気との摩擦により超高圧で噴射したジェット流内にも
発生し、ジェット流を拡散させるのに対し、この発明に
よる水溶性高分子が該カルマン渦の発生を防止すること
により収束したジェット流を与えるものと推測される。
収束したジェット流は、非ニュートン流動の示す構造粘
性に起因するものと考えられる。即ち、静止物体と移動
流体の接触により発生するところのカルマン渦が、静止
大気との摩擦により超高圧で噴射したジェット流内にも
発生し、ジェット流を拡散させるのに対し、この発明に
よる水溶性高分子が該カルマン渦の発生を防止すること
により収束したジェット流を与えるものと推測される。
この発明による噴射液は、上記のような構造粘性を発揮
する水溶性高分子としては、１規定食塩水中における固
有粘度が10dl/g以上であり、イオン化率が２〜50モル％
であるアクリルアミド共重合物を挙げることができ、高
重合度により生じた長大な高分子鎖は、高分子内イオン
相互の反発により伸長し、構造粘性を発揮するものであ
る。
する水溶性高分子としては、１規定食塩水中における固
有粘度が10dl/g以上であり、イオン化率が２〜50モル％
であるアクリルアミド共重合物を挙げることができ、高
重合度により生じた長大な高分子鎖は、高分子内イオン
相互の反発により伸長し、構造粘性を発揮するものであ
る。
以下、この発明による流体ジェット加工装置用噴射液の
実施例を説明する。
実施例を説明する。
第１図において、この発明による噴射液を用いた流体ジ
ェット加工装置の一例を示す。この流体ジェット加工装
置において、機台１に配置されたノズル移動装置２は該
機台１上を水平方向に移動可能な往復台９と該往復台９
上で上下方向に移動可能な支持台６を有し、該支持台６
にはノズルホルダ７が取付けられている。このノズルホ
ルダ７にはジェットノズル３が取外し可能に取付けられ
ている。また、ノズルホルダ７には、超高圧ジェットポ
ンプから送られた高圧流体をジェットノズル３に供給す
るため、流体パイプ８が接続されている。流体ジェット
加工装置における往復台９と支持台６の移動制御は、ノ
ズル移動操作盤４のコントローラ（図示省略）からの指
令によって行われる。ジェットノズル３から噴射された
流体ジェットは、搬送台５に設置された被加工物10、例
えば、プラスチック、石膏ボード、合板等の物体に対し
て噴射され、該被加工物10を切断、研削、穿孔等の加工
が施される。
ェット加工装置の一例を示す。この流体ジェット加工装
置において、機台１に配置されたノズル移動装置２は該
機台１上を水平方向に移動可能な往復台９と該往復台９
上で上下方向に移動可能な支持台６を有し、該支持台６
にはノズルホルダ７が取付けられている。このノズルホ
ルダ７にはジェットノズル３が取外し可能に取付けられ
ている。また、ノズルホルダ７には、超高圧ジェットポ
ンプから送られた高圧流体をジェットノズル３に供給す
るため、流体パイプ８が接続されている。流体ジェット
加工装置における往復台９と支持台６の移動制御は、ノ
ズル移動操作盤４のコントローラ（図示省略）からの指
令によって行われる。ジェットノズル３から噴射された
流体ジェットは、搬送台５に設置された被加工物10、例
えば、プラスチック、石膏ボード、合板等の物体に対し
て噴射され、該被加工物10を切断、研削、穿孔等の加工
が施される。
実施例−１ 第１図に示す流体ジェット加工装置の搬送台５上に、圧
縮強度2600kgf/cm2の硬度を持つ厚さ5mmのアルミ合金板
の被加工物10を設置した。ジェットノズル３のノズル孔
径は0.5mmであり、ジェットノズル３とアルミ合金板の
距離は50mmである。表−１に記載した高分子の中和物水
溶液を超高圧ポンプにより2000kgf/cm2に加圧し、ジェ
ットノズル３から噴射させ、貫通時間と貫通孔径を計測
した結果を表−２に示す。噴射液の粘度は、温度25℃の
下で、粘度計〔東京計器（株）製のＢ−8M型粘度計の１
号ロータ60rpm〕で測定した。
縮強度2600kgf/cm2の硬度を持つ厚さ5mmのアルミ合金板
の被加工物10を設置した。ジェットノズル３のノズル孔
径は0.5mmであり、ジェットノズル３とアルミ合金板の
距離は50mmである。表−１に記載した高分子の中和物水
溶液を超高圧ポンプにより2000kgf/cm2に加圧し、ジェ
ットノズル３から噴射させ、貫通時間と貫通孔径を計測
した結果を表−２に示す。噴射液の粘度は、温度25℃の
下で、粘度計〔東京計器（株）製のＢ−8M型粘度計の１
号ロータ60rpm〕で測定した。
実施例−２ 表−３記載の各液を実施例−１と同様に噴射し厚さ5mm
の軟鋼板に対する貫通試験を行い貫通時間を測定した結
果を表−３に示す。
の軟鋼板に対する貫通試験を行い貫通時間を測定した結
果を表−３に示す。
〔発明の効果〕 この発明による流体ジェット加工装置用噴射液は、上記
のように構成されており、次のような効果を有する。即
ち、この流体ジェット加工装置用噴射液は、２〜50モル
％のイオン性モノマー単位と50モル％以上のアクリルア
ミドモノマー単位を有し、１規定食塩水中における固有
粘度が10dl/g以上であるアクリルアミド共重合物を0.02
〜0.2重量％溶解した水溶液から成るので、噴射液自体
の経時劣化を改善できると共に、噴射液を噴射ポンプか
ら配管を経てノズルから噴射される際に、噴射液の配管
摩擦抵抗を低減できることは勿論のこと、ノズルから噴
射された流体ジェット流が長い距離にわたって収束状態
の噴射パターンを維持でき、その収束した噴射パターン
で被加工物に衝突する状態を作り出すことができる。そ
のため、被加工物の物体に対して流体ジェットの衝撃力
は、ジェット流のエネルギーが拡散することなく集中状
態で衝突して飛躍的に高まる結果を得ることができ、被
加工物に対して切断、穿孔、研削等の加工について、加
工速度を高速度に改善して作業効率を改善でき、しかも
被加工物に対する加工精度を向上できる。また、ノズル
から噴射した噴射液が噴射途中で空気中に飛散するよう
なことが抑制でき、作業上取り扱いも極めて容易であ
る。
のように構成されており、次のような効果を有する。即
ち、この流体ジェット加工装置用噴射液は、２〜50モル
％のイオン性モノマー単位と50モル％以上のアクリルア
ミドモノマー単位を有し、１規定食塩水中における固有
粘度が10dl/g以上であるアクリルアミド共重合物を0.02
〜0.2重量％溶解した水溶液から成るので、噴射液自体
の経時劣化を改善できると共に、噴射液を噴射ポンプか
ら配管を経てノズルから噴射される際に、噴射液の配管
摩擦抵抗を低減できることは勿論のこと、ノズルから噴
射された流体ジェット流が長い距離にわたって収束状態
の噴射パターンを維持でき、その収束した噴射パターン
で被加工物に衝突する状態を作り出すことができる。そ
のため、被加工物の物体に対して流体ジェットの衝撃力
は、ジェット流のエネルギーが拡散することなく集中状
態で衝突して飛躍的に高まる結果を得ることができ、被
加工物に対して切断、穿孔、研削等の加工について、加
工速度を高速度に改善して作業効率を改善でき、しかも
被加工物に対する加工精度を向上できる。また、ノズル
から噴射した噴射液が噴射途中で空気中に飛散するよう
なことが抑制でき、作業上取り扱いも極めて容易であ
る。
第１図はこの発明による流体ジェット加工装置用噴射液
を使用できる流体ジェット加工装置の一例を示す概略図
である。 １……機台、２……ノズル移動装置、３……ジェットノ
ズル、６……支持台、10……被加工物。
を使用できる流体ジェット加工装置の一例を示す概略図
である。 １……機台、２……ノズル移動装置、３……ジェットノ
ズル、６……支持台、10……被加工物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 祐一 東京都足立区西伊興１―10―５ (56)参考文献 特開 昭51−31986（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】２〜50モル％のイオン性モノマー単位と50
モル％以上のアクリルアミドモノマー単位を有し、１規
定食塩水中における固有粘度が10dl/g以上であるアクリ
ルアミド共重合物を0.02〜0.2重量％溶解した水溶液か
ら成ることを特徴とする流体ジェット加工装置用噴射
液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5606189A JPH0669677B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 流体ジェット加工装置用噴射液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5606189A JPH0669677B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 流体ジェット加工装置用噴射液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02237799A JPH02237799A (ja) | 1990-09-20 |
| JPH0669677B2 true JPH0669677B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=13016567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5606189A Expired - Lifetime JPH0669677B2 (ja) | 1989-03-10 | 1989-03-10 | 流体ジェット加工装置用噴射液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0669677B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5170758B2 (ja) * | 2008-07-09 | 2013-03-27 | ハイモ株式会社 | ダイラタンシー性を誘起する水溶性ブロック状共重合体及びダイラタンシー性組成物 |
-
1989
- 1989-03-10 JP JP5606189A patent/JPH0669677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02237799A (ja) | 1990-09-20 |
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