(57)【要約】  炭酸ガスの消費ロスを抑えながらドライアイススノーを幅広に噴射して効率的な洗浄を実現するドライアイススノー噴射装置を提供する。  ドライアイススノーを生成するための炭酸ガス供給源と、ドライアイススノーを推進させるための整流ガスを供給するための整流ガス供給源と、ドライアイススノー噴射口（１）と、上記ドライアイススノー噴射口（１）を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口（３）とを備えたことにより、噴射されたドライアイススノーを整流ガスの作用で扁平にするため、従来のようなドライアイススノーがノズル内面にあたることによるロスやパーティクルの発生がなく、炭酸ガスのロスや洗浄不良といった事態の発生を防止できる。このように、炭酸ガスの消費ロスを抑えながら効率的で品質のよい洗浄を実現することができる。
2012121400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライアイススノーを生成するための炭酸ガス供給源と、ドライアイススノーを推進させるための整流ガスを供給するための整流ガス供給源と、上記炭酸ガス源と連通してドライアイススノーを噴射するドライアイススノー噴射口と、上記整流ガス供給源と連通するとともに、上記ドライアイススノー噴射口を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口とを備えていることを特徴とするドライアイススノー噴射装置。
【請求項２】
上記ドライアイススノー噴射口が、対峙する第１の整流ガス噴出口から噴出される整流ガスの合流点または合流点より上流側に配置されている請求項１記載のドライアイススノー噴射装置。
【請求項３】
上記ドライアイススノー噴射口の周囲には、ドライアイススノー噴射口の詰まりを防止するための整流ガスを噴出する第２の整流ガス噴出口が環状に設けられ、ドライアイススノー噴射口が、上記第２の整流ガス噴出口よりも突出して配置されている請求項１または２記載のドライアイススノー噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幅広の噴射対象に対して効率的にドライアイススノーを噴射することができるドライアイススノー噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液化炭酸ガスをオリフィスやニードル弁等の絞り機構で断熱膨張させることによって生成した微細なドライアイスを、細管内で凝縮させながらユースポイントで噴射して被洗浄物を洗浄することが行われている。このようなドライアイススノー洗浄は、原料ガスとして高純度の液化炭酸ガスが用いられるためにエレクトロニクス分野で使用が可能となる。
このようなドライアイススノー洗浄において、幅広の被洗浄物を洗浄するため、被洗浄物に合わせてドライアイススノーを幅広に噴射することが検討されている（例えば、下記の特許文献１〜３）。
特許文献１は、噴射ノズルの先端を偏平形状とし、噴出口に向かって広がるテーパー形状にするとともに、偏平形状のノズル先端に、噴出口部の短辺部にサイドスリットの切り欠き部を設けることを行うものである。
特許文献２は、特許文献１と同様に、開口部形状を偏平状とした中空の制御カバーを設け、開口部の長手方向の両側部に先端側に開口した切り込み部を形成するものである。
特許文献３は、噴射ノズルを複数並べて連結することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７９６３４号公報
【特許文献２】特開２００１−３４０８１６号公報
【特許文献３】特開２００４−３２２００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１、２の噴射ノズルでは、ドライアイススノーを噴射すると、ドライアイススノーの一部がノズル内面にあたり、ドライアイススノーが昇華することによるロスが発生するという問題がある。ドライアイスにロスが発生すると、炭酸ガスの消費量に対する洗浄効率が低下し、炭酸ガスを不必要に消費してしまうという問題がある。また、ドライアイススノーの一部がノズルに衝突することによりパーティクルが発生し、このパーティクルがドライアイススノーに混じって噴射されるため、良好な洗浄が実現できないという問題もある。一方、特許文献３の方法では、幅広の被洗浄物を短時間で洗浄できるかもしれないが、噴射ノズルの数を増やした分だけ炭酸ガスの消費量が増えてしまい、炭酸ガスの消費量に対する洗浄効率がよくないという問題がある。また、標準的な２重管構造のノズルを用いた装置では、洗浄幅が２〜１０ｍｍ程度であり、幅広の被洗浄物に対する効率的な洗浄が困難である。
本発明は、上記のような事情に鑑みなされたもので、炭酸ガスの消費ロスを抑えながらドライアイススノーを幅広に噴射して効率的な噴射を実現するドライアイススノー噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明のドライアイススノー噴射装置は、ドライアイススノーを生成するための炭酸ガス供給源と、ドライアイススノーを推進させるための整流ガスを供給するための整流ガス供給源と、上記炭酸ガス源と連通してドライアイススノーを噴射するドライアイススノー噴射口と、上記整流ガス供給源と連通するとともに、上記ドライアイススノー噴射口を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口とを備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
すなわち、本発明は、ドライアイススノー噴射口と、上記ドライアイススノー噴射口を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口とを備えている。
このため、ドライアイススノー噴射口から噴射されたドライアイススノーは、対峙する第１の整流ガス噴出口から噴出された整流ガスの作用により扁平に広がり、被洗浄物に衝突する。このように、噴射されたドライアイススノーを整流ガスの作用で扁平にするため、従来のようなドライアイススノーがノズル内面にあたることによるロスやパーティクルの発生がなく、炭酸ガスのロスや洗浄不良といった事態の発生を防止できる。このように、炭酸ガスの消費ロスを抑えながら効率的で品質のよい洗浄を実現することができる。
本発明において、上記ドライアイススノー噴射口が、対峙する第１の整流ガス噴出口から噴出される整流ガスの合流点または合流点より上流側に配置されている場合には、
ドライアイススノーは幅広く均一に噴射される。すなわち、ドライアイススノーは固体混じりであるため、噴射方向は噴射直後の噴射流方向に大きく依存するところ、上記構成により、ドライアイススノー噴射口から噴射された直後のドライアイスの噴射方向が、対峙する第１の整流ガス噴出口から噴出した整流ガスが合流して形成するガス流に従うことになり、ドライアイススノーは幅広く均一に噴射される。このように、ドライアイススノーは、ドライアイススノー噴射口から噴射されたときまたはその後に、対峙する第１の整流ガス噴出口から噴出された整流ガスの作用により扁平に広がる。このため、ドライアイススノーを効果的に扁平化させることができ、小さな整流ガスの噴出圧力でより幅広の被洗浄物に対応した洗浄が可能となる。
本発明において、上記ドライアイススノー噴射口の周囲には、ドライアイススノー噴射口の詰まりを防止するための整流ガスを噴出する第２の整流ガス噴出口が環状に設けられ、ドライアイススノー噴射口が、上記第２の整流ガス噴出口よりも突出して配置されている場合には、
ドライアイススノー噴射口や流通路でのドライアイススノーの詰まりを抑え、ドライアイススノーを安定して噴射させ続け、洗浄トラブルの発生を未然に防止することができる。また、第１の整流ガス噴出口から噴出された整流ガスの合流点近傍のガス流が、第２の整流ガス噴出口自体あるいはそこから噴出された整流ガスによって、第１の整流ガス噴出口から噴出された整流ガスが乱されることを防止することができる。特に、ドライアイススノー噴射口を挟んで対峙する第１の整流ガス噴出口の傾斜が緩やかな場合には、第２の整流ガス噴出口自体あるいはそこから噴出された整流ガスによって第１の整流ガス噴出口から噴出された整流ガスがより顕著に乱れるのを防止する。また、第２の整流ガス噴出口を突き出したときには、ドライアイススノー噴射口を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口間を広くする必要があり、第１の整流ガス噴出口と合流点までの距離が離れてしまい、整流ガスの流速が落ちて幅広く均一なドライアイススノーへの影響が避けられない。このように、ドライアイススノー噴射口を第２の整流ガス噴出口よりも突出させて合流点近傍に配置することにより、ガス流の障害とならないようにすることが可能となり、幅広く均一なドライアイススノーの噴射が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明のドライアイススノー噴射ノズルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明のドライアイススノー噴射ノズルを噴射口側から見た図である。
【図３】洗浄試験における寸法関係を説明するための図である。
【図４】洗浄試験の結果を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本実施形態のドライアイススノー噴射装置は、ドライアイススノーを生成するための図示しない炭酸ガス供給源と、ドライアイススノーを推進させるための整流ガスを供給するための図示しない整流ガス供給源と、上記炭酸ガス供給源および整流ガス供給源と連通してドライアイススノーを噴射するドライアイススノー噴射ノズルとを備えて構成されている。
上記炭酸ガス供給源は、具体的には液化炭酸ガスボンベ等を用いることができる。上記整流ガスとしては、例えば窒素ガスを使用することができ、整流ガス供給源としては、液化窒素タンクを使用することができる。
図１は本発明が適用されたドライアイススノー噴射ノズルの一実施形態を示す断面図、図２は噴射口側から見た図である。
このドライアイススノー噴射ノズルは大略円筒状を呈しており、先端中央に上記炭酸ガス源と連通してドライアイススノーを噴射するドライアイススノー噴射口１が開口している。また、上記整流ガス供給源と連通するとともに、上記ドライアイススノー噴射口１を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口３が形成されている。
より詳しく説明すると、上記ドライアイススノー噴射ノズルは、ノズル本体６と、ドライアイススノー流通管５とを備えて構成されている。上記ドライアイススノー流通管５は、具体的には樹脂チューブやステンレスチューブを使用することができる。
上記ドライアイススノー噴射口１は、ドライアイススノーが流通するドライアイススノー流通管５の先端開口として形成されている。上記ドライアイススノー流通管５は、中空で筒状のノズル本体６の内部通路８に同軸状に挿通されて配置されている。これにより、ドライアイススノー流通管５が挿通されたノズル本体６の内部通路８は、第２の整流ガスが流通する第２の流通路１２に形成されている。また、上記ドライアイススノー噴射口１の周囲には、ドライアイススノー噴射口１の詰まりを防止するための整流ガスを噴出する第２の整流ガス噴出口４が環状に形成される。ドライアイススノー噴射口１の詰まりをより防止するため、あるいはノズルの結露を防止するために、この第２の整流ガスを図示しないガスヒータ等の加温手段によって加温してもよい。
また、上記ノズル本体６の内部通路８は、この例では、先端の開口径が小さくなるように設定されており、上記第２の整流ガス噴出口４の付近で整流ガスの流通する面積を絞り込んで、整流ガスの流速を速くするようになっている。なお、内部通路８の先端開口径を小さく絞りこまなくてもよい。また、ドライアイススノー流通管５は、ノズル本体６の先端面すなわち第２の整流ガス噴出口４の開口部よりも先端側に突出している。これにより、ドライアイススノー噴射口１が、上記第２の整流ガス噴出口４よりも突出して配置されている。
上記ノズル本体６には、第１の整流ガスを流通させる第１の流通路１１が形成される。上記ノズル本体６の先端面には、ドライアイススノー噴射口１を挟む位置に２つの突出部１３が形成され、両突出部１３の内側面が、ドライアイススノー噴射口１に向きながら噴射方向に向かって広がる傾斜面１４に形成されている。この傾斜面１４に、第１の流通路１１に連通する第１の整流ガス噴出口３が開口している。これにより、第１の整流ガス噴出口３は、ドライアイススノー噴射口１を挟んで、ドライアイススノー噴射口１に向かうとともに噴射方向にも向くよう傾斜して対峙している。上記第１の整流ガス噴出口３から噴出される整流ガスは、ドライアイススノー噴射口１および噴射方向に向かって斜めに噴出される。被洗浄物が冷えることによる結露を防止するために、この第１の整流ガスを図示しないガスヒータ等の加温手段によって加温してもよい。
上記傾斜面１４がドライアイススノーの噴出方向となす角度θは、２０°≦θ≦４５°程度が好ましい。また、第１の整流ガス噴出口３の形状としては、好ましくは長穴形状或いは円形状が良い。
そして、上述したように、ドライアイススノー流通管５がノズル本体６の先端面よりも突出していることにより、ドライアイススノー噴射口１は、対峙する第１の整流ガス噴出口３から噴出される整流ガスの合流点または合流点より上流側に配置されている。
本実施形態のドライアイススノー噴射ノズルは、ドライアイススノー噴射口１と、上記ドライアイススノー噴射口１を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口３とを備えている。
このため、ドライアイススノー噴射口１から噴射されたドライアイススノーは、対峙する第１の整流ガス噴出口３から噴出された整流ガスの作用により扁平に広がり、被洗浄物に衝突する。このように、噴射されたドライアイススノーを整流ガスの作用で扁平にするため、従来のようなドライアイススノーがノズル内面にあたることによるロスやパーティクルの発生がなく、炭酸ガスのロスや洗浄不良といった事態の発生を防止できる。このように、炭酸ガスの消費ロスを抑えながら効率的で品質のよい洗浄を実現することができる。
また、上記ドライアイススノー噴射口１が、対峙する第１の整流ガス噴出口３から噴出される整流ガスの合流点または合流点より上流側に配置されているため、
ドライアイススノーは幅広く均一に噴射される。すなわち、ドライアイススノーは固体混じりであるため、噴射方向は噴射直後の噴射流方向に大きく依存するところ、上記構成により、ドライアイススノー噴射口１から噴射された直後のドライアイスの噴射方向が、対峙する第１の整流ガス噴出口１から噴出した整流ガスが合流して形成するガス流に従うことになり、ドライアイススノーは幅広く均一に噴射される。このように、ドライアイススノーは、ドライアイススノー噴射口１から噴射されたときまたはその後に、対峙する第１の整流ガス噴出口３から噴出された整流ガスの作用により扁平に広がる。このため、ドライアイススノーを効果的に扁平化させることができ、小さな整流ガスの噴出圧力でより幅広の被洗浄物に対応した洗浄が可能となる。
また、上記ドライアイススノー噴射口１の周囲には、ドライアイススノー噴射口１の詰まりを防止するための整流ガスを噴出する第２の整流ガス噴出口４が環状に設けられ、ドライアイススノー噴射口１が、上記第２の整流ガス噴出口４よりも突出して配置されているため、
ドライアイススノー噴射口１や流通路でのドライアイススノーの詰まりを抑え、ドライアイススノーを安定して噴射させ続け、洗浄トラブルの発生を未然に防止することができる。また、第１の整流ガス噴出口３から噴出された整流ガスの合流点近傍のガス流が、第２の整流ガス噴出口４自体あるいはそこから噴出された整流ガスによって、第１の整流ガス噴出口３から噴出された整流ガスが乱されることを防止することができる。
特に、ドライアイススノー噴射口１を挟んで対峙する第１の整流ガス噴出口３の傾斜が緩やかな場合には、第２の整流ガス噴出口４自体あるいはそこから噴出された整流ガスによって第１の整流ガス噴出口３から噴出された整流ガスがより顕著に乱れるのを防止する。また、第２の整流ガス噴出口４を突き出したときには、ドライアイススノー噴射口１を挟んで傾斜して対峙する第１の整流ガス噴出口３間を広くする必要があり、第１の整流ガス噴出口３と合流点までの距離が離れてしまい、整流ガスの流速が落ちて幅広く均一なドライアイススノーへの影響が避けられない。このように、ドライアイススノー噴射口１を第２の整流ガス噴出口４よりも突出させて合流点近傍に配置することにより、ガス流の障害とならないようにすることが可能となり、幅広く均一なドライアイススノーの噴射が可能となる。
また、本実施形態では、炭酸ガス消費量が１〜５ｋｇ／ｈとなり、効果的に幅広くドライアイススノー噴射が可能となる。
【実施例１】
【０００９】
上記実施形態で説明したドライアイススノー噴射ノズルを用いて洗浄試験を行った。
洗浄対象物としてガラス基板を準備し、油性ペンで付着させたインクをドライアイススノー洗浄で除去し、除去された洗浄幅を測定した。
・試験条件
第１の整流ガス噴出口の傾斜面角度θ：２５°
第１の整流ガス噴出口の形状        ：φ１．６ｍｍ長穴構造
ドライアイススノー流通管外径      ：φ１．６ｍｍ
第２の整流ガス噴出口の内径        ：φ２．８ｍｍ
整流ガス供給圧力                  ：０．４５ＭＰａＧ
液化炭酸ガス供給圧力              ：７．０ＭＰａＧ
洗浄時間                          ：１２０ｓｅｃ
図３は、洗浄試験における寸法関係を説明する図である。
第１の整流ガス噴出口３が形成された傾斜面１４と噴射方向（この例ではノズルの長手方向でもある）とのなす角度θを２５°とした。
第２の整流ガス噴出口４から被洗浄物までの距離を２５ｍｍとした。
第２の整流ガス噴出口４は距離Ｘ＝−３．５ｍｍで固定した。
この洗浄試験では、液化炭酸ガスを４．５ｋｇ／ｈで供給した。
第１の整流ガス噴出口３から噴出させた第１の整流ガスの合流点とドライアイススノー噴射口１との距離Ｘ（ｍｍ）を変化させて実際にドライアイススノー洗浄を実施し、そのときの洗浄幅（ｍｍ）を測定した。上記距離Ｘは、−Ｘで合流点より上流、＋Ｘで合流点より下流である。
図４は、上記洗浄試験の結果を示す線図である。
図４からわかるように、距離Ｘの範囲は、−２．５ｍｍ≦Ｘ≦０ｍｍが良く、さらに好ましくは−２．０ｍｍ≦Ｘ≦−０．５ｍｍであった。
【実施例２】
【００１０】
実施例１で実施したドライアイススノー噴射ノズルの第２の整流ガス噴出口４をドライアイススノー流通管５とともに突出させて洗浄試験を実施した。
第２の整流ガス噴出口４とドライアイススノー噴射口１の位置はＸ＝０ｍｍで固定した。また、第２の整流ガス噴出口４から被洗浄物までの距離を２１．５ｍｍとした。
実施例１と同様に、洗浄対象物としてガラス基板を準備し、油性ペンで付着させたインクをドライアイススノー洗浄で除去し、除去された洗浄幅を測定した。
・試験条件
第１の整流ガス噴出口の傾斜面角度θ：２５°
第１の整流ガス噴出口の形状        ：φ１．６ｍｍ長穴構造
ドライアイススノー流通管外径      ：φ１．６ｍｍ
第２の整流ガス噴出口の内径        ：φ２．８ｍｍ
第２の整流ガス噴出口の外径        ：φ４．０ｍｍ
整流ガス供給圧力                  ：０．４５ＭＰａＧ
液化炭酸ガス供給圧力              ：７．０ＭＰａＧ
洗浄時間                          ：１２０ｓｅｃ
上記洗浄試験を行った結果、洗浄幅は１５ｍｍであった。
実施例１では、第２の整流ガス噴出口を距離Ｘ＝−３．５ｍｍで固定し、ドライアイススノー噴出口１がＸ＝０ｍｍであれば、ドライアイススノー噴射口１が第２の整流ガス噴出口４よりも突出した状態である。このときの洗浄幅が４７ｍｍであった。
実施例２では、第２の整流ガス噴出口４をドライアイススノー流通管５とともに突出させたため、ドライアイススノー噴射口１は第２の整流ガス噴出口４よりも突出していない状態である。このときの洗浄幅が１５ｍｍであった。
このように、ドライアイススノー噴射口１を第２の整流ガス噴出口４よりも突出させた方がドライアイススノーがより幅広く噴射されていることがわかる。ドライアイススノー流通管５、第２の整流ガス噴出口４の口径が大きくなった場合、第１の整流ガスの乱れはより大きくなる。
なお、上記実施形態では、第１の整流ガス噴出口３を、ドライアイススノー噴射口１を挟んでそれぞれ１つずつ設けるようにしたが、これに限定するものではなく、ドライアイススノー噴射口１を挟んでそれぞれ複数ずつ設けるようにすることもできる。この場合も、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。
本発明が対象とするものは、例えば、電子基板、電子部品、センサー素子、フラットパネルディスプレイ基板、タッチパネル、半導体基板、半導体素子、ＭＥＭＳ、光学部品、光学フィルム関連品、印刷関連品、磁気部品、半導体関連品、金属部品、熱交換器、成形金型、ガラス、食品等各種のものをあげることができる。本発明では、これらの対象物に付着した異物、パーティクル、無機物、有機物等、各種の汚染物を除去することができる。また、プラスチック成形部品にできたバリ等を除去することにも適用できる。これらの態様を本発明の洗浄に含める趣旨である。
【符号の説明】
【００１１】
１：ドライアイススノー噴射口
３：第１の整流ガス噴出口
４：第２の整流ガス噴出口
５：ドライアイススノー流通管
６：ノズル本体
８：内部通路
１１：第１の流通路
１２：第２の流通路
１３：突出部
１４：傾斜面
【図１】
2012121400.tif 000003
【図２】
2012121400.tif 000004
【図３】
2012121400.tif 000005
【図４】
2012121400.tif 000006
【国際調査報告】
2012121400.tif 000007
2012121400.tif 000008