部長部 on the web

ファインソルブを使用した洗浄をしているのでご紹介です。
ショーコさんが語っていたので使ってみました。
ファインソルブでの洗浄は超音波洗浄機を使うとかそういう発想がなくなるような洗浄性能です。
まぁ私、水洗い→ファインソルブで、普通のアルコール洗浄はしたことないんですが。。。
本当に洗浄できているか疑心暗鬼になりながらの水洗いよりファインソルブでの洗浄は遥かに楽で早くて確実です。
流れ作業で神経を使わなくて済みます。

●準備するもの
・洗浄剤 ファインソルブTH-S
ファインソルブはEやTHがありますがTH-Sがいいと思います。
E,THは第一石油類でTH-Sは第二石油類です。第二石油類のほうが引火点などが高い=安全です。
特殊な事情がない限り安全を考慮しTH-Sがいいと思います。
ちなみにいいサイズがないので一斗缶で買うことになると思うので一斗缶が置ける冷暗所の保管場所が必要です。

・ペンキバケツ : JEJアステージ ペイント用フタ付きバケツ #5 W約23×H約21.8cm
溶けない、安い、使いやすい、揮発しない
という素晴らしい容器です。サイズ感もいいです。
1次洗浄と2次洗浄の2つバケツを使用します。1次洗浄→2次洗浄の順で洗浄して1次洗浄液が汚くなったら破棄。2次洗浄液を1次洗浄液とします。

・湯切り : iimono117 湯切り ざる 平底 14㎝ 6メッシュ ステンレス製 木柄 天然木 フック付き 乾燥させやすい てぼ 湯切り網 湯切りざる 業務用 麺 ラーメン うどん (平底タイプ)
上記のペンキバケツにいい感じに収まりつつ大きめの湯切りです。これでジャブジャブします

・灯油チュルチュル : TRUSCO(トラスコ) GJ-10-1P ポリエチレン (PE)
間違っても一斗缶を手で持って容器に注いではいけません。不安全行動です。
灯油チュルチュルを使用してペンキバケツへ注ぎましょう。安いですが十分です。

・ポリエチレン手袋
材質を適当にすると手袋が溶けます(1敗)。ファインソルブは結構溶かす力が強いので注意してください。

・一斗缶の蓋
地味に問題なのがこれです。一斗缶は開けたら蓋できません。標準で中蓋がついていません。
ただし、レジンの蓋(里見デザインやWAVE)と同じなのでレジンの中蓋を持っていればそれで蓋ができます。
持ってない人は・・・・・・別の容器を探すなり頑張ってください。

●出力品手順
1. 出力品をベースから剥がす
3. 1次洗浄 :湯切りにパーツを入れて1次洗浄液で１分位ジャブジャブします。一応、同時に筆で軽く撫でてます。
4. 2次洗浄 : 2次洗浄液で1次洗浄と同様に洗浄します。
5. 終わったら洗浄液を拭き取ります
6. 乾燥 : 60℃30分程度乾燥
7. 二次硬化

以上です。
サポート取るのはどのタイミングがいいんですかね？まぁ適当で

やることはたいしたことないですがストレス無く作業できるための準備とかは案外めんどくさいのでこちらを参考にしてサクッとファインソルブでの洗浄を試してみてください。
製品名は密林で検索すれば同じのが出るはずです。

以上！

今回は真空ポンプの大気中水分の処理方法、実質ガスバラストバルブについてになります。
また、機種依存の内容もあるのでご注意ください。私が所有する真空ポンプはエドワーズのRV8です。RV8以外にもついてる機種は多数あります。ていうかわりとだいたいついてるはずです。

・大気中に水分が含まれることの問題
平たく言うと湿度が高すぎる場合、真空排気した際にポンプ内に水分が残る場合があります。大気中には水分が含まれています。真空ポンプは排気する際に圧縮し、その結果真空ポンプ内に凝集液が集まる可能性があります。
※凝集液はオイルに混ざり、オイルを劣化させます。

・トラップ
腐食性蒸気または大量の凝縮性蒸気を排気する場合、ポンプへの接続ラインにコールドトラップを使用することを検討します。腐食性蒸気によるポンプ内部の損傷およびオイルへの混入を防ぎます。コールドトラップは空気を冷やして空気内に含まれる水蒸気や有機溶剤を濃縮、分離します。一般的に使用される冷媒は、液体窒素またはドライアイスとアセトンです。使用される冷媒は、汚染物質の凝固点によって異なります。悲しいことに有機溶剤は液体窒素じゃないと無理です。

という訳で水蒸気の対策として考えられるのがトラップです。さきほどのコールドトラップ以外にも色々な種類のトラップがあります。後述のガスバラストバルブ機能がない場合、真空ポンプは水蒸気に対する耐性が無いのでこのようなトラップを用いて対策する必要があります。ガスバラストバルブがあっても補助で使う場合もあります。間違いなく、真空排気速度は落ちるのとお値段がするのが悩みどころです。

・ガスバラストバルブ
真空ポンプにはガスバラストバルブがついてるものがあります。この機能によって真空ポンプの水蒸気耐性を高めることが可能です。逆に言うとこの機能が無い場合、真空ポンプは少量の純水蒸気でも移動できません。ガスバラストバルブを有効にする(ガスバラストバルブを開く)と水蒸気耐性は上げられますが以下のようなデメリットも存在します。
・到達真空度が悪化する
・動作温度が上がる
・オイルの消費量が増える
しかし、これらは真空脱泡機として運用する上では無視できるレベルの問題です。ガスバラスト弁全開でも一桁Paまで到達できます。

※ガスバラストは全ての化学蒸気の凝縮低減に有効とは限りません。また、オイルの温度が高いほうが効果が高いそうです。ULVACだと20分動かして温度を70℃ほどにしろと書いてあります。ガスバラストバルブを開いてから運転するほうが油温が高くなるそうです。20分は長いですがいずれにせよ真空ポンプは暖機運転してからの使用をおすすめします。冬場はオイルが固まって始動しない場合すらあります。RV8はそのような場合オートで何度か始動を試みる動きがありました。

※ガスバラストバルブはオイルに溶け込んだ水蒸気を取り除く効果もあります。心配な場合は空運転してから使用を終えるようにすると良いです。
また、RV8では使用後はガスバラストバルブを閉じておくことが推奨されています。

・ガスバラストバルブの効果
RV8はガスバラスト閉、開(弱),開(強)の3つのモードが選べます。ガスバラスト強の場合、　0.22kg/h 、弱の場合 0.06kg/h とマニュアルに書いてあります。ガスバラスト強の場合一時間で220gまでの水分は許容できるということです。

では、通常の大気に含まれる水分はどれくらいでしょうか？
[水蒸気量 計算]
とかで調べると計算してくれるサイトなどが出ます。

温度[℃]、圧力[hPa]、相対湿度(通常想像しる湿度[%])などから絶対湿度[g/m^3]を求めましょう。絶対湿度[g/m^3]は空気1000Lに含まれる水分量になります。

現在の値で算出してみましょう
温度 19.2℃
湿度 41%
の場合、6.764[g/m^3]となりました。

今、1000Lの容積のチャンバーの蓋を閉じて真空引きした場合、6.7g程度の水分がポンプに入ることになります。RV8のガスバラストバルブ弱でも60g/hの処理能力があります。1g/mの処理能力なので6.7分未満でこのチャンバーをおおよそ排気できた場合は処理能力を超えます。ポンプの排気能力は160L/mです。160Lに含まれる水分量は1.07g程度です。ガスバラスト弱の処理能力とほぼ同等なので今ならポンプに何も繋がないでガスバラスト弱で動かすとポンプに入る水分量とガスバラストの処理能力がほぼ均衡します。なお、何も繋がないで排気し続けるのはわりと負荷の高い動作なのでやめたほうがいいです。

では私の環境で計算してみましょう。
チャンバー容積 48Lとした場合、水分量は0.32g程です。ガスバラスト弱の処理能力 1g/m なのでガスバラストによる水蒸気への対処は約20s以上の運転が必要になります。計算では10kPa(大気圧の1/10)に達するまで47sかかりますのでガスバラスト弱でも大丈夫そうです。

実際の複製では22L程度を40s程引きます。0.15gの水分量に対して40sの処理能力が0.66gなので十分対処できてそうです。

※RV8は説明書にこのような情報が載っています。産業用の機種は流石に違いますね。

・水蒸気の季節、夏
大気中の温度が高いほど空気が含むことができる水分量が増えます。(飽和水蒸気量が増える)日本の夏は温度が高く湿度も高い高温多湿になります。高い時は70～80%になるそうです。なので最悪の条件として夏場を検討しましょう。悲しいことに私の作業場はケチってエアコンが無いので温度は高くなります。

温度 35℃
湿度 80%
の場合、31.666[g/m^3]となりました。今のおよそ6倍の水分を含んでいます。

実際の複製で考えると22L中の水分は0.7g、先程も書いたとおりガスバラスト弱で40sの処理能力が0.66gなので若干アウトです。ですが、ここまで最悪の条件でもガスバラスト弱でおおよそカバーできる事がわかりました。説明書にもガスバラスト(強)はそうそう使わないみたいに書いてあったのですが納得です。

・蒸気を発する物体に対する真空排気
今までは大気を真空排気することを前提とした話でした。大気を排気する場合はガスバラスト弱で十分なのがわかりました。しかし、真空脱泡機で使用する場合は話が異なります。有機溶剤は放っておいても水より早く揮発します。さらに状況は悪くなり、真空脱泡を行う場合レジンは発熱、大気圧の低下の両面から沸騰へと向かいます。なので間違いなく通常の大気よりも多くの蒸気、この場合揮発した有機溶剤を含んだ気体を排気することになります。

沸騰する際は液体内部からも液相から気相への相転移がおこるので蒸発量は通常を遥かに凌ぐと思います。なので真空脱泡機でレジンなどを扱う際はガスバラストバルブを最大開放したほうが良いと思います。

ちなみにガスバラストバルブ(強)の場合 220g/h => 3.6g/m なので流石に1分で3gも減っててもOKなら能力的に大丈夫な気がします。
強はかなりのオーバースペックに感じますね。

・真空排気の時間について
以前の記事で「真空排気の時間は40sとする」と書きました。これは、レジン混合して液体=>個体になる時間を考慮しての数値です。なので混合してからの硬化時間が長いレジンなら真空排気の時間は多く取れます。

レジンには120s硬化や180s硬化といったものが販売されていますが、この時間をあまり鵜呑みにするのは危険です。温度による化学反応なので雰囲気温度にも左右されます。なので真空脱泡する際はコップに注いで今の硬化時間を見たほうがいいと思います。コップに注ぐと一つの大きな塊になるので一気に発熱してその熱が全体に伝わるので同じ量でも型に流すより早く硬化するはずです。なので最悪値的な参考になります。

私は以前までウェーブのアイボリーノンキシレン(180s)を使用していました。ちょっと前に里見デザインのホワイト(180s)に変えたところ明らかに硬化速度が落ちたことを実感しました。ちゃんとした比較はしてないのですが、ウェーブの気分で型をあけるとまだ柔らかかったりして倍位の時間を待つようにしました。生産性は悪くなりますが、気泡への対策としては良い傾向です。

今、ためしにテストしたところ(19.5℃)36gの硬化時間が約5分ほどかかりました。明らかに長いので納得の結果です。ちょくちょくマドラーで触ってたのですが3分強までは粘性の違いも感じられませんでした。
こうなると真空排気できる時間は最低でも2mほど取れそうです。真空排気時間を長く取りたい方は里見のレジンをおすすめします。

・RVシリーズについて
エドワーズのRVシリーズは200Vで動くものとか色々ありますが型番から判別できます。
A 65X-YY-ZZZ
X: 型。RV8は4
YYY: モーターの種類。
904 = 100/200V,50/60Hz Single-phase
906 = 110-115/120V 50/60Hz Single-phase
です。このどちらかであれば普通の家でも動かせるはずです。

以上になります。真面目に書いちゃった！ヤバイですね☆

2021/04/19 追記
真空ポンプのプロの友達からガスバラストバルブの効果は油温50℃と70℃で倍位差があったり、導入するガスの湿度で変化したりするそうなので梅雨の時期は効果半分と見たほうがいいと教えていただきました。だからといってガスバラストを全開にして半日も運転させるとオイルが半分くらい減ってミストトラップが速攻でヘタって最悪オイルミストトラップからオイルだぱぁするそうです。つら・・・・本格的に使用する前はガスバラストOFFで暖機運転 + 適宜オイルチェックしてオイル白濁時に水抜き運転などがおすすめのようです。

ガスバラストバルブが思ったよりオイルを消費しそうなのは分かりましたが私のようなフィギュアを複製する人間は実際の稼働時間はかなり短めなので要所で使っていけばいいと思います。また、他にもレジン複製で真空脱泡機を運用してるとレジンがポンプ内でひじきみたいに固まってそのうち死ぬとかいう発言もネットで見ました。やはりレジン複製の真空脱泡時はガスバラスト全開にしたほうがいいのではないかと・・・・難しいですねぇ～

とりあえずマメにオイル交換すればどうにかなりそうな気もします。1作品フィギュア複製したらオイル半分交換とか？あと、最低でも月イチくらいで電源いれたほうがいいとか・・・オイルかたまりそうですしね～

・真空脱泡機を組んでみた！
・真空脱泡機を作るのに実際に使用したもの全て。
・ためして実験！！

第1部では真空についてとか真空を引くための時間の計算とかのお話をしました。本当に脱泡機を組むだけなら第2部だけみればできるかと思います。

●真空脱泡機を組んでみた！

用意するもの

・デシケータ:V-3P(48L)
・ポンプ:エドワーズ RV8
・その他配管
というわけでここからは私の所有するRV8において配管などの細かいパーツの選び方についてです。

・配管
大変に面倒なのはここもです。2つのプランを用意しました。RV8は吸入口がNW25という規格なので普通のチューブ配管を使用しない方法もあります。私はその方法を選びました。普通にチューブを使用する方はPLAN Bを参考にしてください。

PLAN A

NW25 フレキシブルチューブを使用する方式です。ちょっと高いけど配管も太いし溶剤耐性も高いはずです。チャンバーの取り付け口が細いのが残念で仕方がないです。あと、調べてすぐ出たのも高ポイントです。
ebayを使うともう少し安く抑えられそうですがう～む・・・納期と信頼性を天秤にかけて頼みたいかといわれるとNoだったのでモノタロウで調達しました。

NW25センターリング＆クランプ(\2000)
NW25フレキシブルチューブ(\7990)
NW25センターリング＆クランプ(\2000)
継ぎ手(メスネジ用)　 ALF-1/4-U25A (\7,880)
Rc1/4 to G1/4 変換ジョイント　TA271CA-22(\1390)
計 21,056

PLANB

普通の配管チューブを使用します。配管はクソややこしくてブチギレそうでした。テーパーネジと平行ねじがあるのですが表記が新旧入り交じってるしぐぬぬ・・・・

NW25センターリング＆クランプ(\2000)
継ぎ手(メスネジ用)　 ALF-1/4-U25A (\7,880)

ホースニップル Rc1/4 寸法D 10.5Φmm、HN-7210 (\569) [10.5 mm]

ホースクランプ(\100)
クニロン真空ホース 内径×外径 9×24(Φmm)、1巻(1m) (\2000)
ホースクランプ(\100)

ハイカプラ(プラグ)ホース取り付け用 30PH (\250)[11.3 mm] トラスコ品番113-0251

ハイカプラ(ソケット)相手側取付サイズ R1/4(PT1/4) 20SF(\699)トラスコ品番113-2504

Rc1/4 to G1/4 変換ジョイントTA271CA-22(\1390)

計 12,598

ふむふむ・・・・あれ？普通の配管あんまし安くない・・・・ていうかパーツ多くて面倒。というわけでPLAN Aで行きます。配管長が50cmしかないですけど短い方がベターなのでOKです。
PLANB調べるのクソめんどくさかったのに使わんし・・・・普通のチューブを使う人もこれを参考にしてみてください。合ってるかわからないけどたぶん大丈夫です。。。。。

・その他
配管の他に必要な物を挙げていきます。

必須
・シールテープ

・ポンプオイル
純正品:ウルトラグレード19 4L \6990

・オイル廃棄箱

オプション
・ポンプの台座

・ エースクロス
詰め物の発泡スチロールに巻きます。

★追加のもの
後述しますがデシケータに備え付けのバルブを交換しました。これによりデシケータから出るのがRc1/4になったので　Rc1/4 G1/4変換ジョインとは不要になりました。南無。

追加購入物
・アソー 六角ニップル NT-1022 119*3
・パーカーハネフィン 中圧イコノボールバルブ　1,190*2

ニップルは内径を気にします。このサイズのニップルでは最大の内径だと思います。最小直径8mmになります。バルブはボールバルブです。これも内径を気にします。この製品は10mmです。バルブはクルクル回すやつよりハンドル型のが楽でした。他のを買うにしてもフルボアというのを選ぶと良いです。径が太いので。

●真空脱泡機を作るのに実際に使用したもの全て。
まとめです。要らなくなったやつとか省いています。

・メイン
ポンプ:エドワーズ RV8 27,280
デシケータ:V-3P(48L) 45,000

・配管
NW25センターリング＆クランプ x2セット (\2000 * 2)
NW25フレキシブルチューブ(\7990)
継手(メスネジ用)　 ALF-1/4-U25A (\7,880)
アソー 六角ニップル NT-1022 (\119*3)
パーカーハネフィン 中圧イコノボールバルブ　(\1,190*2)

・その他
ウルトラグレード19 4L \6990
カクダイ シールテープ 5m テープ幅8mm　\129

発泡スチロール板 60倍発泡 450×450×厚さ50mm \616
発泡スチロール 100×60×210 (12) ￥3,480
光洋化学 気密防水テープ エースクロス アクリル系強力粘着 片面テープ 011 黒 50mm×20M \500*2
透明シール キッチンシート 40CM×5M 剥がせる中粘度 ￥1,295 ←低粘度でよかったかも

TRUSCO(トラスコ) ルートバンメッシュタイプ 370×500 4輪自在 S付 黒 MPK-500JS-BK　￥3,325
TRUSCO(トラスコ) 75パイ/100パイキャスタｰ用車止め”とめたろう” 2個1組 CH75100-2S　￥631

計 112,353

※注意事項
オイルミストトラップ
NW25エルボ
はポンプに付属していました。エルボも地味に重要なのであって助かりました。

・後悔したこと
排気管の最小内径がニップルの8mmになりました。チャンバーのねじ切りは変えられないのですがフルボアのバルブが10mmだったのでもう1サイズ上げればもう少し太くできたかもしれません。後述しますが内径は重要です。

・まとめ
デシケータが安いのはわかっていましたがポンプ本体も今思うとかなりお得ですね。NW25のエルボとオイルミストトラップは高いのです。ただ、配管とかその他オプションも含めるとその倍かかってますね。デシケータが既製品の鍋型なら10万切れそうです。3Dプリンタや外注での複製費用を考えると意外と安いと言えるのではないでしょうか。

●ためして実験！！

ドキドキ実験タイム！ダヴィンチ！！

何度も書いてるけどおさらい

・ポンプ:140L/m
・デシケータ:48L
真空到達予測時間
10kPa 47s
1kPa 98s
です。

結果は！！！！

D E A T H

すいませんが正確な値はとってなかったんですがおおよそ予想の倍近い時間がかかりました。
OMG！！でもこの結果に至った理由はすぐわかりました。何故なら大気開放する際に 約40秒？←もうちょいかかってたかも　もかかる。
お、おう・・・・大気開放おっせぇ・・・・まぁデシケータですし用途が違いますからね。
つまるところ弁の口径が不足しているということです。
先程のパーツリストで弁を変更してたと書いていたのはこういうことです。

右がデシケータ付属品です。え？ほっそ・・・・・
なんと直径2mm程度しかありません。断面積はπr＾２なので半径5mmにできるなら断面積は25倍だね！！
流石に弁を変更。だけでは終わらん！デシケータの穴も若干細い！！

というわけでインパクトドライバーを用いて10mmの穴に拡張しました。正直怖かったです。間違ってもネジ山潰しちゃだめだゾそんなこんなでパーツ変更して最小径8mmとなりました。

———-再テスト————
成功！！！！

温度:21℃
湿度:40%
5分間の暖機運転後計測

48L 詰め物なし
50kPa :12s[14.5s]
10kPa :44s[47.6s]
5kPa :57s[63s]

22.4L 詰め物あり
50kPa :6s[6.7s]
10kPa :20s[22.2s]
5kPa :27s[29.4s]
振り切れ(1kPa):44s[46s]

※[]内は予測値

だいたい計算通りになりました。なお、ブルドン管真空計は誤差を含みますがそれでもおおよそ合ってると言っていい結果だと思います。
ここまで当たるならこの計算は使用するに値します。流石や・・・・・

さて、「わーい！やったー！」と言いたいところですが少しだけ問題が残っています。
配管抵抗です。
残念ながら配管抵抗の計算はむずそうです。めんどくさくなったわけじゃないです。じゃないです。ちょっと調べた感じ

・基本的に太くて短いのが正義
・ポンプを無限に強くしても配管径(配管抵抗)によって律速される
・できれば最低直径10mm欲しい

直径2mmの時の概算は無かったんですがやべぇくらい抵抗上がりそうな感じでした。そもそもRV8の配管はNW25,つまり基本的に直径25mmを想定しています。なので8mmで性能が出るかはかなり不安でしたがなんとかなりました。どうやら高真空になるほど径が太くないと性能が出なさそうですね(適当)

うおぉぉぉぉ！！ポンプ2台！！「1＋1で200だ。10倍だぞ10倍!!」とか言ってポンプ増やしても
配管が細いといい感じに性能が上がらない可能性が高いです。ていうか大気開放より高速には真空引けないのではないかな～～～とか。

　まぁ何がそんなに心配なのかというとみんな大好きBBKの真空ポンプです。やっぱ新品や！！とか言うと自ずとBBKになるんですがアレは吸気管はフレア系になっています。1/4フレアがどう見てもPT1/4より細いのでかなーり危険な香りです。たぶん第1部で他の人の記事を見て「計算と全然チゲェ！！」の最大の要因はこの配管径(配管抵抗)によるものだと思われます。ご注意を。

以上、第2部でした。第3部は実際に複製してみた！という題目の予定ですが普通にワンフェス後になると思うのでかなり先になると思います。真空脱泡機作るだけなら第2部までの内容で十分だと思うので是非参考にしてください。

以下雑まとめ
・排気速度は計算で求まるので事前に計算すること。ちゃんと合う。※第1部参照
・ポンプの排気口径には注意。8mmで平気だったけど10mm以上あると安心。フレア系は細い(かも)なので要注意。
ポンプ選定時から注意すること。

あ、ちなみに未だに微リークが止まりません。テヘペロ☆
びみょーにリークしてるくらいは複製にはあんま影響しませんね！！真空保管庫としては問題ですが。