(57)【要約】【課題】  被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させ、超臨界ＣＯ2等に含まれる汚染物質又は不純物を超臨界ＣＯ2等から効率良く分離する。【解決手段】  貯留槽１１内の液体ＣＯ2を、被処理物の収容された洗浄槽１２に供給ポンプ１３が供給し、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプ１６が予備循環経路１４に循環させ、予備循環経路を循環する超臨界ＣＯ2等を温度調節手段２４が一定温度に保つ。洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を減圧する圧力調整弁２７と、この減圧された液体ＣＯ2を加熱し気化させてＣＯ2ガスとし汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽２６と、蒸留分離槽から排出されたＣＯ2ガスを冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段１７とを第１循環経路３１に設ける。洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等から汚染物質又は不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽３６を第２循環経路３２に設ける。【選択図】  図１
2006281014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体ＣＯ2が貯留された貯留槽(11)と、
汚染物質又は不純物を含む被処理物が収容された洗浄槽(12)と、
前記貯留槽(11)に貯留された液体ＣＯ2を前記洗浄槽(12)に供給する供給ポンプ(13)と、
前記洗浄槽(12)を含む予備循環経路(14)に設けられ前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力で前記予備循環経路(14)に循環させて前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により前記被処理物から前記汚染物質又は前記不純物を離脱させる循環ポンプ(16)と、
前記予備循環経路(14)に設けられ前記予備循環経路(14)を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度に保つ温度調節手段(24)と、
前記貯留槽(11)と前記洗浄槽(12)と前記供給ポンプ(13)と前記循環ポンプ(16)とを含む第１循環経路(31)に設けられ前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を前記第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧する圧力調整弁(27)と、
前記第１循環経路(31)に設けられ前記減圧された液体ＣＯ2を５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし前記汚染物質又は前記不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽(26)と、
前記第１循環経路(31)に設けられ前記蒸留分離槽(26)から排出された前記ＣＯ2ガスを前記第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段(17)と、
前記洗浄槽(12)と前記循環ポンプ(16)と前記温度調節手段(24)とを含む第２循環経路(32)に設けられ前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から前記汚染物質又は前記不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽(36)と
を備えた洗浄装置。
【請求項２】
液体ＣＯ2が貯留された貯留槽(11)と、
汚染物質又は不純物を含む被処理物が収容された洗浄槽(12)と、
前記貯留槽(11)に貯留された液体ＣＯ2を前記洗浄槽(12)に供給する供給ポンプ(13)と、
前記洗浄槽(12)を含む予備循環経路(14)に設けられ前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力で前記予備循環経路(14)に循環させて前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により前記被処理物から前記汚染物質又は前記不純物を離脱させる循環ポンプ(16)と、
前記予備循環経路(14)に設けられ前記予備循環経路(14)を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度に保つ温度調節手段(24)と、
前記貯留槽(11)と前記洗浄槽(12)と前記供給ポンプ(13)と前記循環ポンプ(16)とを含む主循環経路(51)に設けられ前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を前記第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧する圧力調整弁(27)と、
前記主循環経路(51)に設けられ前記減圧された液体ＣＯ2を５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2がスとし前記汚染物質又は前記不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽(26)と、
前記主循環経路(51)に設けられ前記蒸留分離槽(26)から排出された前記ＣＯ2ガスに含まれる前記汚染物質又は前記不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽(36)と、
前記主循環経路(51)に設けられ前記吸着分離槽(36)から排出された前記ＣＯ2ガスを前記第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却して超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2にする冷却手段(17)と
を備えた洗浄装置。
【請求項３】
吸着分離槽(36)に逆洗手段(37)が設けられた請求項１又は２記載の洗浄装置。
【請求項４】
汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽(12)に収容する工程と、
貯留槽(11)に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプ(13)により洗浄槽(12)に供給する工程と、
温度が５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度となり、圧力が４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力となり、更に循環ポンプ(16)による循環流量の供給ポンプ(13)による供給流量に対する比が１以上となるように、前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段(24)に供給して一定温度に保った後に前記洗浄槽(12)に戻して第１循環経路(14)を循環させることにより、前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により前記被処理物から前記汚染物質又は前記不純物を離脱させる予備洗浄工程と、
前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ(16)により圧力調整弁(27)に供給して前記第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧した後に蒸留分離槽(26)に供給して５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし前記汚染物質又は前記不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離し、前記蒸留分離されたＣＯ2ガスを冷却手段(17)にて前記第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却することにより液体ＣＯ2にして前記貯留槽(11)に戻し、更に前記液体ＣＯ2を前記供給ポンプ(13)により前記洗浄槽(12)に供給して第１循環経路(31)を循環させる第１洗浄工程と、
前記第１洗浄工程が終了した後に、前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を前記循環ポンプ(16)により吸着分離槽(36)に供給して前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、更に前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段(24)に供給して一定温度に保ち前記洗浄槽(12)に戻して第２循環経路(32)を循環させる第２洗浄工程と
を含む洗浄方法。
【請求項５】
汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽(12)に収容する工程と、
貯留槽(12)に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプ(13)により洗浄槽(12)に供給する工程と、
温度が５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度となり、圧力が４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力となり、更に循環ポンプ(16)による循環流量の供給ポンプ(13)による供給流量に対する比が１以上となるように、前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段(24)に供給して一定温度に保った後に前記洗浄槽(12)に戻して予備循環経路(14)を循環させることにより、前記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により前記被処理物から前記汚染物質又は前記不純物を離脱させる予備洗浄工程と、
前記洗浄槽(12)内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ(16)により圧力調整弁(27)に供給して前記第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧した後に蒸留分離槽(26)に供給して５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし前記汚染物質又は前記不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離し、前記蒸留分離されたＣＯ2ガスを吸着分離槽(36)に供給して前記ＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、前記吸着分離されたＣＯ2ガスを冷却手段(17)にて前記第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却することにより液体ＣＯ2にして前記貯留槽(11)に戻し、更に前記液体ＣＯ2を前記供給ポンプ(13)により前記洗浄槽(12)に供給して主循環経路(51)を循環させる主洗浄工程と
を含む洗浄方法。
【請求項６】
吸着分離槽(36)に超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が循環していないときに、前記吸着分離槽(36)を逆洗する工程を更に含む請求項４又は５記載の洗浄方法。
【請求項７】
逆洗工程が、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の流通方向と逆方向に、吸着分離槽(36)に高温の水蒸気、極性有機溶媒、無極性有機溶媒、過酸化水素、又は高温空気を供給し、吸着剤を再生する工程である請求項６記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により有害有機物や油脂等の汚染物質又は不純物を含む部品や製品を洗浄する装置及びその洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗浄槽を中心として超臨界ＣＯ2等を循環させて被洗浄物を洗浄する洗浄装置（例えば、特許文献１及び２参照。）が開示されている。特許文献１に示された洗浄装置では、洗浄槽に複数の接続口が形成され、これらの接続口に循環経路が接続される。また被洗浄物の洗浄中に洗浄槽内の圧力を略一定に保ちながら超臨界ＣＯ2を循環させる循環機等が循環経路に設けられ、超臨界ＣＯ2を濾過する濾過フィルタが循環経路に設けられる。
このように構成された洗浄装置では、超臨界ＣＯ2を循環させながら被洗浄物の洗浄を行うため、被洗浄物の洗浄に要する時間を短縮できるとともに、被洗浄物の表面に付着する細かい汚れ成分（パーティクル）等を除去できる。また洗浄中に超臨界ＣＯ2に溶け込んだ汚染物質を濾過フィルタにより除去できるようになっている。
【０００３】
一方、特許文献２に示された洗浄装置では、被洗浄物が収容された洗浄槽に超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2が導入され、洗浄槽から導出された超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2が循環経路により再び洗浄槽に導入され、洗浄槽と同圧条件で洗浄槽から導出した超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中の溶解性汚染物質が分離手段により分離除去される。また分離手段は、超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中に溶解している汚染物質を捕捉する多孔質膜式の分離器であるか、或いは加熱による蒸留作用で超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中の溶解性汚染物質を分離除去する精留塔である。
このように構成された洗浄装置では、分離手段として多孔質膜式の分離器を用いれば、超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中に溶解している汚染物質の濃度が低い場合でも、効率良く汚染物質を分離除去できる。また分離手段として精留塔を用いれば、超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中に溶解している汚染物質の濃度が高い場合でも、効率良く汚染物質を分離除去できるようになっている。
【特許文献１】特開平８−２０６４８５号公報（請求項１及び２、段落［００１８］、段落［００２８］、段落［００３５］、図２）
【特許文献２】特開２００３−１１７５０８号公報（請求項１、２及び４、段落［００２５］、段落［００４８］、段落［００４９］、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の特許文献１に示された洗浄装置では、超臨界ＣＯ2中に含まれる細かい汚れ成分（パーティクル）を濾過フィルタで除去できるけれども、超臨界ＣＯ2に溶解した汚染物質を除去できない問題点があった。
また、上記従来の特許文献２に示された洗浄装置では、超臨界ＣＯ2又は亜臨界ＣＯ2中の汚染物質が粒子成分及び溶解成分からなる場合には、両者を同時に分離除去できない問題点があった。
本発明の目的は、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させることができるとともに、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物を超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から効率良く分離できる、洗浄装置及び洗浄方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、図１に示すように、液体ＣＯ2が貯留された貯留槽１１と、汚染物質又は不純物を含む被処理物が収容された洗浄槽１２と、貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2を洗浄槽１２に供給する供給ポンプ１３と、洗浄槽１２を含む予備循環経路１４に設けられ洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力で予備循環経路１４に循環させて超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる循環ポンプ１６と、予備循環経路１４に設けられ予備循環経路１４を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度に保つ温度調節手段２４と、貯留槽１１と洗浄槽１２と供給ポンプ１３と循環ポンプ１６とを含む第１循環経路３１に設けられ洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧する圧力調整弁２７と、第１循環経路３１に設けられ上記減圧された液体ＣＯ2を５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽２６と、第１循環経路３１に設けられ蒸留分離槽２６から排出されたＣＯ2ガスを第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段１７と、洗浄槽１２と循環ポンプ１６と温度調節手段２４とを含む第２循環経路３２に設けられ洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から汚染物質又は不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽３６とを備えた洗浄装置である。
この請求項１に記載された洗浄装置では、先ず洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を予備循環経路１４に循環させると、洗浄槽１２内の被洗浄物の表面から汚染物質又は不純物が離脱する。次に洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第１循環経路３１に循環させると、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が圧力調整弁２７で減圧されかつ蒸留分離槽２６で加熱されて気化しＣＯ2ガスとなるので、粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物の大部分がＣＯ2ガスから蒸留分離される。更に洗浄槽１２内の汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第２循環経路３２に循環させると、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に僅かに残った汚染物質又は不純物の粒子成分が吸着分離槽３６により吸着分離される。
【０００６】
請求項２に係る発明は、図２に示すように、液体ＣＯ2が貯留された貯留槽１１と、汚染物質又は不純物を含む被処理物が収容された洗浄槽１２と、貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2を洗浄槽１２に供給する供給ポンプ１３と、洗浄槽１２を含む予備循環経路１４に設けられ洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力で予備循環経路１４に循環させて超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる循環ポンプ１６と、予備循環経路１４に設けられ予備循環経路１４を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度に保つ温度調節手段２４と、貯留槽１１と洗浄槽１２と供給ポンプ１３と循環ポンプ１６とを含む主循環経路５１に設けられ洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧する圧力調整弁２７と、主循環経路５１に設けられ上記減圧された液体ＣＯ2を５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽２６と、主循環経路５１に設けられ蒸留分離槽２６から排出されたＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽３６と、主循環経路５１に設けられ吸着分離槽３６から排出されたＣＯ2ガスを第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段１７とを備えた洗浄装置である。
この請求項２に記載された洗浄装置では、先ず洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を予備循環経路１４に循環させると、洗浄槽１２内の被洗浄物の表面から汚染物質又は不純物が離脱する。次に洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を主循環経路１４に循環させると、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が圧力調整弁２７で減圧されかつ蒸留分離槽２６で加熱されて気化しＣＯ2ガスとなるので、粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物の大部分がＣＯ2ガスから蒸留分離される。更にこのＣＯ2ガス中に僅かに残った汚染物質又は不純物の粒子成分が吸着分離槽３６により吸着分離される。
【０００７】
請求項４に係る発明は、図１に示すように、汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽１２に収容する工程と、貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給する工程と、温度が５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度となり、圧力が４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力になり、更に循環ポンプ１６による循環流量の供給ポンプ１３による供給流量に対する比が１以上となるように、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段２４に供給して一定温度に保った後に洗浄槽１２に戻して予備循環経路１４を循環させることにより、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる予備洗浄工程と、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ１６により圧力調整弁２７に供給して第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧した後に蒸留分離槽２６に供給して５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離し、この蒸留分離されたＣＯ2ガスを冷却手段１７にて第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却することにより液体ＣＯ2にして貯留槽１１に戻し、更に液体ＣＯ2を供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給して第１循環経路３１を循環させる第１洗浄工程と、第１洗浄工程が終了した後に、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ１６により吸着分離槽３６に供給して超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、更に超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段２４に供給して一定温度に保ち洗浄槽１２に戻して第２循環経路３２を循環させる第２洗浄工程とを含む洗浄方法である。
この請求項４に記載された洗浄方法では、先ず洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を予備循環経路１４に循環させて、洗浄槽１２内の被洗浄物の表面から汚染物質又は不純物を剥離させる。次に洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第１循環経路３１に循環させると、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が圧力調整弁２７で減圧されかつ蒸留分離槽２６で加熱されて気化するので、ＣＯ2ガスとなる。これにより粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物の大部分がこのＣＯ2ガスから蒸留分離される。更に洗浄槽１２内の汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を第２循環経路３２に循環させて、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に僅かに残った汚染物質又は不純物の粒子成分を吸着分離槽３６で吸着分離する。
【０００８】
請求項５に係る発明は、図２に示すように、汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽１２に収容する工程と、貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給する工程と、温度が５℃を越えかつ２００℃以下の第１の温度となり、圧力が４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の第１の圧力となり、更に循環ポンプ１６による循環流量の供給ポンプ１３による供給流量に対する比が１以上となるように、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を温度調節手段２４に供給して一定温度に保った後に洗浄槽１２に戻して予備循環経路１４を循環させることにより、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる予備洗浄工程と、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ１６により圧力調整弁２７に供給して第１の圧力より低い４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧した後に蒸留分離槽２６に供給して５℃以上かつ３１℃以下の第２の温度に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をこのＣＯ2ガスから蒸留分離し、この蒸留分離されたＣＯ2ガスを吸着分離槽３６に供給してＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、この吸着分離されたＣＯ2ガスを冷却手段１７にて第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満の第３の温度に冷却することにより液体ＣＯ2にして貯留槽１１に戻し、更に液体ＣＯ2を供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給して主循環経路５１を循環させる主洗浄工程とを含む洗浄方法である。
この請求項５に記載された洗浄方法では、先ず洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を予備循環経路１４に循環させて、洗浄槽１２内の被洗浄物の表面から汚染物質又は不純物を剥離させる。次に洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を主循環経路５１に循環させると、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が圧力調整弁２７で減圧されかつ蒸留分離槽２６で加熱されて気化するので、ＣＯ2ガスとなる。これにより粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物の大部分がこのＣＯ2ガスから蒸留分離される。更にこのＣＯ2ガス中に僅かに残った汚染物質又は不純物の粒子成分を吸着分離槽３６で吸着分離する。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように、本発明によれば、汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽に収容し、貯留槽内の液体ＣＯ2を供給ポンプが洗浄槽に供給し、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプが予備循環経路に循環させて超臨界ＣＯ2等により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させ、予備循環経路を循環する超臨界ＣＯ2等を温度調節手段が一定温度に保ち、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を減圧する圧力調整弁を第１循環経路に設け、この減圧された液体ＣＯ2を加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽を第１循環経路に設け、蒸留分離槽から排出されたＣＯ2ガスを冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段を第１循環経路に設け、更に洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等から汚染物質又は不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽を第２循環経路に設けたので、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させることができるとともに、汚染物質又は不純物が超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる粒子成分及び溶解成分からなっていても、この汚染物質又は不純物を上記蒸留分離及び吸着分離の組合せにより超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から効率良く分離できる。
また汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽に収容し、貯留槽内の液体ＣＯ2を供給ポンプが洗浄槽に供給し、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプが予備循環経路に循環させて超臨界ＣＯ2等により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させ、予備循環経路を循環する超臨界ＣＯ2等を温度調節手段が一定温度に保ち、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を減圧する圧力調整弁を主循環経路に設け、この減圧された超臨界ＣＯ2等を加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離する蒸留分離槽を主循環経路に設け、蒸留分離槽から排出されたＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離する吸着分離槽を主循環経路に設け、更に吸着分離槽から排出されたＣＯ2ガスを冷却して液体ＣＯ2にする冷却手段を主循環経路に設ければ、上記洗浄装置より簡単な構成でかつ上記洗浄装置より少ない洗浄工程で、上記と同様に、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させることができるとともに、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物を超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から効率良く分離できる。
【００１０】
また汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽に収容し、貯留槽に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプにより洗浄槽に供給し、循環ポンプによる循環流量の供給ポンプによる供給流量に対する比が所定範囲となるように、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を温度調節手段に供給して一定温度に保った後に洗浄槽に戻して循環させることにより、超臨界ＣＯ2等により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる予備洗浄工程を行い、予備洗浄終了後であって、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプにより圧力調整弁に供給して減圧した後に蒸留分離槽に供給して加熱し気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離し、この蒸留分離されたＣＯ2ガスを冷却手段にて冷却することにより液体ＣＯ2にして貯留槽に戻し、更にこの液体ＣＯ2を供給ポンプにより洗浄槽に供給して循環させる第１洗浄を行い、第１洗浄が終了した後に、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプにより吸着分離槽に供給して超臨界ＣＯ2等に含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、更に超臨界ＣＯ2等を温度調節手段に供給して一定温度に保ち洗浄槽に戻して循環させる第２洗浄を行えば、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させることができるとともに、汚染物質又は不純物が超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる粒子成分及び溶解成分からなっていても、この汚染物質又は不純物を上記蒸留分離及び吸着分離の組合せにより超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から効率良く分離できる。
また汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽に収容し、貯留槽に貯留された液体ＣＯ2を供給ポンプにより洗浄槽に供給し、循環ポンプによる循環流量の供給ポンプによる供給流量に対する比が所定範囲となるように、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を温度調節手段に供給して一定温度に保った後に洗浄槽に戻して循環させることにより、超臨界ＣＯ2等により被処理物から汚染物質又は不純物を離脱させる予備洗浄を行い、予備洗浄終了後であって、洗浄槽内の超臨界ＣＯ2等を循環ポンプにより圧力調整弁に供給して減圧した後に蒸留分離槽に供給して加熱し気化させることによりＣＯ2ガスとし上記汚染物質又は不純物の大部分をＣＯ2ガスから蒸留分離した後に、この蒸留分離されたＣＯ2ガスを吸着分離槽に供給してＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部を吸着分離し、この吸着分離されたＣＯ2ガスを冷却手段にて冷却することにより液体ＣＯ2にして貯留槽に戻し、更にこの液体ＣＯ2を供給ポンプにより洗浄槽に供給して循環させる主洗浄を行えば、上記洗浄方法より少ない洗浄工程で、上記と同様に、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物を被洗浄物から速やかに離脱させることができるとともに、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物を超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から効率良く分離できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１に示すように、洗浄装置１０は、液体ＣＯ2が貯留された貯留槽１１と、汚染物質又は不純物を含む被処理物が収容された洗浄槽１２と、貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2を洗浄槽１２に供給する供給ポンプ１３と、洗浄槽１２を含む予備循環経路１４と、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を予備循環経路１４に循環させる循環ポンプ１６とを備える。貯留槽１１には、温度が４℃以上かつ３１℃未満、好ましくは１４℃以上かつ２５℃未満の第３の温度であって、かつ圧力が４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下、好ましくは５．０ＭＰａ以上かつ６．５ＭＰａ以下の第３の圧力である液体ＣＯ2が貯留される。この貯留槽１１内の温度（第３の温度）は、後述する蒸留分離槽２６内の温度（第２の温度）より低く設定される。ここで、貯留槽１１内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の温度を４℃以上かつ３１℃未満の範囲に限定したのは、４℃未満の低温では冷却に過剰なエネルギが必要であり、３１℃以上では液体ＣＯ2が超臨界ＣＯ2となってガス圧縮器が必要となり流体供給コストが高くなるからである。また貯留槽１１内の液体ＣＯ2の圧力を４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下の範囲に限定したのは、貯留槽１１内の温度を上記範囲に限定したことに基づく、即ち液体ＣＯ2の飽和蒸気圧にて決まるからである。貯留槽１１内の液体ＣＯ2の温度及び圧力は、貯留槽１１内に設けられた温度センサ（図示せず）及び圧力センサ（図示せず）の各検出出力に基づいて後述する冷却手段１７により調節される。また汚染物質を含む被処理物としては、油などの有機物を含む電子部品等が挙げられ、不純物を含む被処理物としては、成形前に樹脂に添加された酸化防止剤を含む樹脂製のフィルム、繊維、板、成形体等が挙げられる。なお、上記酸化防止剤は、樹脂製フィルム等の成形時に樹脂製フィルム等の酸化を防止するために添加され、成形後は不要となるため、樹脂製フィルム等から除去されることが好ましい。貯留槽１１の底面には供給管路１８の一端が接続され、供給管路１８の他端は洗浄槽１２の側面上部に接続され、供給管路１８の途中に供給用開閉弁１９と供給ポンプ１３と逆止弁２１とが設けられる。供給ポンプ１３としては、往復動式ポンプが挙げられる。また逆止弁２１は、貯留槽１１から洗浄槽１２への液体ＣＯ2の流れを許容しかつ洗浄槽１２から貯留槽１１への超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の流れを阻止するように構成される。
【００１２】
予備循環経路１４は、洗浄槽１２を中心として超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環させるための経路であり、一端が洗浄槽１２の底面に接続されかつ他端が洗浄槽１２の上面に接続された予備循環パイプ２２を有する。また予備循環パイプ２２には、このパイプ２２の一端側から他端側に向って順に循環ポンプ１６と予備パイプ用開閉弁２３と温度調節手段２４とが設けられる。従って、予備循環経路１４は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、予備パイプ用開閉弁２３、温度調節手段２４、及びこれらを接続する予備循環パイプ２２からなる。上記洗浄槽１２内の温度は５℃を越えかつ２００℃以下、好ましくは３１℃以上かつ１５０℃以下の第２の温度に保たれ、洗浄槽１２内の圧力は４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以上かつ６０ＭＰａ以下の第２の圧力に保たれる。洗浄槽１２内の圧力（第２の圧力）は貯留槽１１内の圧力(第１の圧力)より高く設定され、洗浄槽１２内の温度（第２の温度）は貯留槽１１内の温度(第１の温度)より高く設定される。ここで、洗浄槽１２内の温度を５℃を越えかつ２００℃以下の範囲に限定したのは、５℃以下では更に高い洗浄効果を期待できずまた冷却コストが高くなるからであり、２００℃を越えるとＣＯ2密度が低下することで洗浄効果が低くなりまた洗浄槽１２のシール部材や被洗浄物の劣化などの問題があるからである。また洗浄槽１２内の圧力を４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下の範囲に限定したのは、４．５ＭＰａ以下ではＣＯ2密度が低下して洗浄効果が低くなり、１００ＭＰａを越えると耐圧性能の高い洗浄槽１２を用いなければならず装置負荷が重くなるからである。また予備パイプ用開閉弁２３は予備循環経路１４を開閉する弁（電磁弁等）であり、温度調節手段２４は予備循環経路１４を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を５℃を越えかつ２００℃以下、好ましくは３１℃以上かつ１５０℃以下の範囲内の一定温度に保つ熱交換器である。超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環しているときに、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の温度は、洗浄槽１２内に設けられた温度センサ（図示せず）の検出出力に基づいて上記温度調節手段２４により調節される。また超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環しているときであって、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力が所定圧からずれているときには、洗浄槽１２内に設けられた圧力センサ（図示せず）の検出出力に基づいて圧力調整弁２７を制御することにより調節される。なお、循環ポンプとしては、遠心式ポンプ、往復動式ポンプ等が挙げられる。
【００１３】
一方、貯留槽１１と洗浄槽１２と供給ポンプ１３と循環ポンプ１６とを含む第１循環経路３１は、洗浄槽１２と後述する蒸留分離槽２６をメインとして超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環させるための経路であり、一端が循環ポンプ１６と予備パイプ用開閉弁２３との間の予備循環パイプ２２に接続されかつ他端が貯留槽１１の上面に接続された第１循環パイプ３１ａを有する。また第１循環パイプ３１ａには、このパイプ３１ａの一端側から順に第１パイプ用開閉弁３１ｂと圧力調整弁２７と蒸留分離槽２６と冷却手段１７とが設けられる。従って、第１循環経路３１ａは、貯留槽１１、供給用開閉弁１９、供給ポンプ１３、逆止弁２１、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、第１パイプ用開閉弁３１ｂ、圧力調整弁２７、蒸留分離槽２６及び冷却手段１７と、これらを接続する供給管路１８、予備循環パイプ２２の一部及び第１循環パイプ３１ａからなる。第１パイプ用開閉弁３１ｂは第１循環経路３１を開閉する弁（電磁弁等）であり、圧力調整弁２７は洗浄槽１２から排出された超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力（第１の圧力）を、この洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2より低い圧力であって４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下、好ましくは５．０ＭＰａ以上かつ６．５ＭＰａ以下の圧力範囲の第２の圧力に減圧する弁である。また蒸留分離槽２６にはヒータ２８が挿入され、このヒータ２８により蒸留分離槽２６内の液体ＣＯ2が５℃以上かつ３１℃以下、好ましくは１５℃以上かつ２５℃以下の温度範囲の第２の温度に加熱される。圧力調整弁２７により減圧された液体ＣＯ2は蒸留分離槽２６内で加熱されて気化されることによりＣＯ2ガスとなり、液体ＣＯ2に含まれる汚染物質又は不純物の大部分（粒子成分及び溶解成分）がこのＣＯ2ガスから蒸留分離されるように構成される。
【００１４】
なお、圧力調整弁２７により減圧されたＣＯ2（液体ＣＯ2又はＣＯ2ガス）の圧力、即ち蒸留分離槽２６内の圧力と、ヒータ２８により加熱された蒸留分離槽２６内の温度は、蒸留分離槽２６に供給された液体ＣＯ2を気化させる圧力及び温度であり、またこの気化したＣＯ2ガスは比較的僅かな温度差の冷却手段１７の冷媒で冷却することにより再び液体ＣＯ2にすることができる圧力及び温度であることが好ましい。これにより冷却手段１７から排出された液体ＣＯ2の温度及び圧力が貯留槽１１内の液体ＣＯ2の温度及び圧力と同一となる。なお、図１の符号３３はＣＯ2ガスから分離された汚染物質又は不純物を排出するために蒸留洗浄槽２６の下面に接続された排出パイプであり、この排出パイプ３３には排出用弁３４が設けられる。
【００１５】
一方、洗浄槽１２と循環ポンプ１６と温度調節手段２４とを含む第２循環経路３２は、洗浄槽１２と吸着分離槽３６をメインとして超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環させるための経路であり、一端が循環ポンプ１６と第１パイプ用開閉弁３１ｂとの間の第１循環パイプ３１ａに接続されかつ他端が予備パイプ用開閉弁２３と温度調節手段２４との間の予備循環パイプ２２に接続された第２循環パイプ３２ａを有する。また第２循環パイプ３２ａには、このパイプ３２ａの一端側から順に第２パイプ用開閉弁３２ｂと吸着分離槽３６と第２パイプ用開閉弁３２ｃとが設けられる。従って、第２循環経路３２は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、第２パイプ用開閉弁３２ｂ、吸着分離槽３６、第２パイプ用開閉弁３２ｃ及び温度調節手段２４と、これらを接続する予備循環パイプ２２の一部、第１循環パイプ３１ａの一部及び第２循環パイプ３２ａからなる。２つの第２パイプ用開閉弁３２ｂ，３２ｃは第２循環経路３２を開閉する弁（電磁弁等）である。吸着分離槽３６には、活性炭などの吸着剤（図示せず）が収容され、この吸着剤により洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2から汚染物質又は不純物の残部（極微量残留有機物など）が吸着分離されるように構成される。なお、吸着分離槽には、吸着剤とともに、目開き３０〜８００μｍの金属網等からなるフィルタを収容してもよい。
【００１６】
また吸着分離槽３６には逆洗手段３７が設けられる。この逆洗手段３７は、逆洗流体を逆洗流体貯留槽（図示せず）から吸着分離槽３６に供給する逆洗用供給管路３７ａと、逆洗流体を吸着分離槽３６から排出する逆洗用排出管路３７ｂと、逆洗用供給管路３７ａに設けられこの供給管路３７ａを開閉する逆洗供給用開閉弁３７ｃと、逆洗用排出管路３７ｂに設けられこの排出管路３７ｂを開閉する逆洗排出用開閉弁３７ｄと、吸着分離槽３６の前後の第２循環パイプ３２ａにそれぞれ設けられ吸着分離槽３６の前後の第２循環パイプ３２ａの差圧を検出する差圧センサ（図示せず）とを有する。逆洗手段３７は、第２循環経路３２に超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が流通しておらず、かつ差圧センサが所定値以上の圧力差を検出したときに、吸着分離槽３６内を大気圧に減圧した状態で、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の流通方向とは逆方向に吸着分離槽３６内のフィルタに逆洗流体を噴射するように構成される。逆洗流体としては、高温の水蒸気、極性有機溶媒、無極性有機溶媒、過酸化水素、又は高温空気等が挙げられる。高温の水蒸気の温度は１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃に設定される。また極性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、アセトン等が挙げられ、無極性有機溶媒としては、ベンゼン、トルエン、ヘキサン、デカン等が挙げられる。更に高温空気の温度は１００〜３００℃、好ましくは１５０〜２５０℃に設定される。
【００１７】
このように構成された洗浄装置１０を用いた被洗浄物の洗浄方法を説明する。
先ず各開閉弁を閉じた状態で、汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽１２に収容した後に、洗浄槽１２を密閉する。この状態で供給用開閉弁１９と予備パイプ用開閉弁２３を開いて供給ポンプ１３を作動させる。これにより貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2が供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給される。洗浄槽１２に所定量の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が貯留されると、供給ポンプ１３を停止するとともに、循環ポンプ１６を作動させる。ここで、貯留槽１１に液体ＣＯ２を貯留するとしたのに対し、洗浄槽１２に超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を貯留するとしたのは、貯留槽１１内の液体ＣＯ2を供給ポンプ１３により加圧して洗浄槽１２内で超臨界ＣＯ2にする場合を含むためである。これにより洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環する。具体的には、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、予備パイプ用開閉弁２３及び温度調節手段２４を循環する。この予備循環経路１４を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の温度は温度調節手段２４により５℃を越えかつ２００℃以下、好ましくは３１℃以上かつ１５０℃以下の第１の温度に保たれる。予備循環経路１４を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力は圧力調整弁２７により４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以上かつ６０ＭＰａ以下の第１の圧力に保たれる。循環ポンプ１６による超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の循環流量の、供給ポンプ１３による超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の供給流量に対する比は、１以上、好ましくは５〜２０となるように保たれる。この循環流量の供給流量に対する比を１以上に限定したのは、１未満ではＣＯ2抽出能力を十分に発揮できないためである。また循環流量の供給流量に対する比の好ましい範囲の上限を２０としたのは、２０を越えると循環ポンプが大型化してしまい実用的でないからである。上記超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環することにより、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物の大部分が被洗浄物から離脱（抽出も含む。）し、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に溶解又は分散する。
【００１８】
供給ポンプ１３により連続的に液体ＣＯ2を供給し続けると、予備循環経路１４内の圧力が高まるけれども、圧力調整弁２７により予備循環経路１４内の圧力が一定になるように制御する。これにより抽出された汚染物質又は不純物は蒸留分離槽２６に液体ＣＯ2とともに排出される。これらの一連の操作により、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が第１循環経路３１を循環する。具体的には、洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、第１パイプ用開閉弁３１ｂ、圧力調整弁２７、蒸留分離槽２６、冷却手段１７、貯留槽１１、供給用開閉弁１９、供給ポンプ１３及び逆止弁２７を循環する。この汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は圧力調整弁２７により洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力（第１の圧力）より低い圧力であって４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下、好ましくは５．０ＭＰａ以上かつ６．５ＭＰａ以下の第２の圧力に減圧された状態で蒸留分離槽２６に排出される。そして蒸留分離槽２６内のヒータ２８により５℃以上かつ３１℃以下、好ましくは１５℃以上かつ２５℃以下の第２の温度に加熱される。これにより蒸留分離槽２６に供給された液体ＣＯ2は気化してＣＯ2ガスとなり、上記液体ＣＯ2に含まれていた汚染物質又は不純物の大部分がこのＣＯ2ガスから蒸留分離される。汚染物質又は不純物の大部分が除去された比較的清浄なＣＯ2は、蒸留分離槽２６の上面に接続された第１循環パイプ３１ａを通って冷却手段１７に供給され、この冷却手段１７により第２の温度より低い４℃以上かつ３１℃未満、好ましくは１４℃以上かつ２５℃未満の温度範囲の第３の温度に冷却されて液体ＣＯ2になる。この液体ＣＯ2は貯留槽１１に戻った後、供給ポンプ１３により再び洗浄槽１２に供給される。一方、蒸留分離槽２６内にてＣＯ2ガスから分離された汚染物質又は不純物は、排出用弁３４を開くことにより、蒸留分離槽２６の下面に接続された排出パイプ３３を通って排出される。上記洗浄により被洗浄物から大部分の汚染物質又は不純物が除去される。
【００１９】
所定時間経過した後に、第２パイプ用開閉弁３２ｂ，３２ｃを開き、予備パイプ用開閉弁２３及び第１パイプ用開閉弁３１ｂを閉じ、更に供給ポンプ１３を停止させる。これにより洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が第２循環経路３２を循環する。具体的には、洗浄槽１２内の僅かな汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、第２パイプ用開閉弁３２ｂ、吸着分離槽３６、第２パイプ用開閉弁３２ｃ及び温度調節手段２４を循環する。この超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の温度は温度調節手段２４により５℃を越えかつ２００℃以下、好ましくは３１℃以上かつ１５０℃以下の第１の温度に保たれる。第２循環経路３２を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力は供給ポンプ１３及び圧力調整弁２７を制御することにより４．５ＭＰａを越えかつ１００ＭＰａ以下、好ましくは１０ＭＰａ以上かつ６０ＭＰａ以下の第１の圧力に保たれる。超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が第２循環経路３２を循環することにより、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に僅かに含まれる汚染物質又は不純物が吸着分離槽３６のフィルタにより吸着分離され、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は更に清浄になり、清浄な超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2にいより被洗浄物を洗浄することができる。即ち、上記予備洗浄工程、第１洗浄工程及び第２洗浄工程と３回の洗浄工程を経ることにより、洗浄槽１２内の被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物の殆ど全てが被洗浄物から離脱し、被洗浄物は極めて清浄になる。
【００２０】
第２洗浄の終了後、予備パイプ用開閉弁２３を開き、２つの第２パイプ用開閉弁３２ｂ，３２ｃを閉じ、第１パイプ用開閉弁３１ｂを開き、更に循環ポンプ１６を停止させて、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を貯留槽１１に戻した後に、、第１パイプ用開閉弁３１ｂを閉じて、洗浄槽１２内を大気圧まで減圧する。これにより洗浄槽１２から被洗浄物を取出すことができる。そして汚染物質又は不純物を含む別の被洗浄物を洗浄槽１２に収容して上記と同様の洗浄を行う。
なお、吸着分離槽３６のフィルタに所定量以上の汚染物質又は不純物が堆積したら、２つの第２パイプ用開閉弁３２ｂ，３２ｃを閉じ、逆洗排出用開閉弁３７ｄを開いて、吸着分離槽３６内を大気圧まで減圧した後に、逆洗供給用開閉弁３７ｃを開く。これにより超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の流通方向と逆方向に、逆洗用供給管路３７ａから吸着分離槽３６内のフィルタに逆洗流体が噴射されるので、フィルタに堆積した汚染物質又は不純物がフィルタから離脱して逆洗流体とともに逆洗用排出管路３７ｂから排出され、フィルタが再生される。
【００２１】
＜第２の実施の形態＞
図２は本発明の第２の実施の形態を示す。図２において図１と同一符号は同一部品を示す。
この実施の形態では、予備洗浄経路１４が第１の実施の形態と同一に構成され、第１及び第２循環経路に代えて、貯留槽１１と洗浄槽１２と供給ポンプ１３と循環ポンプ１６とを含む主循環経路５１が設けられる。主循環経路５１は、洗浄槽１２と蒸留分離槽２６と吸着分離槽３６をメインとして超臨界ＣＯ2、液体ＣＯ2又はＣＯ2ガスを循環させるための経路であり、一端が循環ポンプ１６と予備パイプ用開閉弁２３との間の予備循環パイプ２２に接続されかつ他端が貯留槽１１の上面に接続された主循環パイプ５１ａを有する。また主循環パイプ５１ａには、このパイプ５１ａの一端側から順に主パイプ用開閉弁５１ｂと圧力調整弁２７と蒸留分離槽２６と吸着分離槽３６と冷却手段１７とが設けられる。従って、主循環経路５１は、貯留槽１１、供給用開閉弁１９、供給ポンプ１３、逆止弁２１、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、主パイプ用開閉弁５１ｂ、圧力調整弁２７、蒸留分離槽２６、吸着分離槽３６及び冷却手段１７と、これらを接続する供給管路１８、予備循環パイプ２２の一部及び主循環パイプ５１ａからなる。主パイプ用開閉弁５１ｂは主循環経路５１を開閉する弁（電磁弁等）である。また圧力調整弁２７及び蒸留分離槽２６は第１の実施の形態と同一に構成される。吸着分離槽３６には、活性炭などからなる吸着剤（図示せず）が収容され、この吸着剤により蒸留分離槽２６から排出されたＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の残部（溶解成分及び粒子成分）がＣＯ2ガスから吸着分離されるように構成される。また吸着分離槽３６には第１の実施の形態と同一の逆洗手段３７が設けられる。図２の符号５２及び５３は吸着分離槽３６の逆洗時に吸着分離槽３６と蒸留分離槽２６及び冷却手段１７との連通を遮断するための逆洗時遮断開閉弁である。この実施の形態では、単一の吸着分離槽３６を示したが、一対の吸着分離槽を主循環パイプに並列に接続してもよい。この場合、一対の吸着分離槽を交互に用いることにより連続運転が可能となる。更に冷却手段１７は、主循環経路５１に設けられ吸着分離槽３６から排出されたＣＯ2ガスを吸着分離槽３６内の温度（第２の温度）より低い温度であって４℃以上かつ３１℃未満、好ましくは１４℃以上かつ２５℃未満の温度範囲の第３の温度に冷却して液体ＣＯ2にするように構成される。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。
【００２２】
このように構成された洗浄装置５０を用いた被洗浄物の洗浄方法を説明する。
先ず各開閉弁を閉じた状態で、汚染物質又は不純物を含む被処理物を洗浄槽１２に収容した後に、洗浄槽１２を密閉する。この状態で供給用開閉弁１９と予備パイプ用開閉弁２３を開いて供給ポンプ１３を作動させる。これにより貯留槽１１に貯留された液体ＣＯ2が供給ポンプ１３により洗浄槽１２に供給される。洗浄槽１２に所定量の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が貯留されると、循環ポンプ１６を作動させる。これにより第１の実施の形態と同様に、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環する。超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が予備循環経路１４を循環することにより、被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物の大部分が被洗浄物から離脱し、超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に粒子状に混入したり、或いは超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2中に溶け込む。
【００２３】
供給ポンプ１３により連続的に液体ＣＯ2を供給し続けると、予備循環経路１４内の圧力が高まるけれども、圧力調整弁２７により予備循環経路１４内の圧力が一定になるように制御する。これにより抽出された汚染物質又は不純物は蒸留分離槽２６に液体ＣＯ2とともに排出される。これらの一連の操作により、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2が主循環経路５１を循環する。具体的には、洗浄槽１２内の粒子成分及び溶解成分からなる汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は、洗浄槽１２、循環ポンプ１６、主パイプ用開閉弁５１ｂ、圧力調整弁２７、蒸留分離槽２６、逆洗時遮断開閉弁５２、吸着分離槽３６、逆洗時遮断開閉弁５３、冷却手段１７、貯留槽１１、供給用開閉弁１９、供給ポンプ１３及び逆止弁２１を循環する。この汚染物質又は不純物を含む超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2は圧力調整弁２７により洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の圧力（第１の圧力）より低い圧力であって４．５ＭＰａ以上かつ７．４ＭＰａ以下、好ましくは５．０ＭＰａ以上かつ６．５ＭＰａ以下の圧力範囲の第２の圧力に減圧され、蒸留分離槽２６に排出される。そして蒸留分離槽２６内のヒータ２８により５℃以上かつ３１℃以下、好ましくは１５℃以上かつ２５℃以下の温度範囲の第２の温度に加熱される。これにより蒸留分離槽２６に供給された液体ＣＯ2は気化してＣＯ2ガスとなり、このＣＯ2ガスに含まれる汚染物質又は不純物の大部分がＣＯ2ガスから蒸留分離される。蒸留分離されて汚染物質又は不純物の大部分が除去された比較的清浄なＣＯ2は、蒸留分離槽２６の上面に接続された主循環パイプ５１ａを通って吸着分離槽３６に供給される。この蒸留分離されたＣＯ2ガス中に僅かに含まれる粒子状の汚染物質又は不純物が吸着分離槽３６の吸着剤により吸着分離され、ＣＯ2ガスは更に清浄になった後に冷却手段１７に供給され、この冷却手段１７により冷却されて液体ＣＯ2になる。この液体ＣＯ2は貯留槽１１に戻った後、供給ポンプ１３により再び洗浄槽１２に供給される。一方、蒸留分離槽２６内にてＣＯ2ガスから分離した汚染物質又は不純物は、排出用弁３４を開くことにより、蒸留分離槽２６の下面に接続された排出パイプ３３を通って排出される。
【００２４】
上述のように、上記予備洗浄工程及び主洗浄工程の２回の洗浄工程を経ることにより、洗浄槽１２内の被洗浄物に含まれる汚染物質又は不純物の殆ど全てが被洗浄物から離脱し、被洗浄物は極めて清浄になる。また本実施の形態の洗浄装置では、第１の実施の形態の洗浄装置より洗浄工程が少なくて済むので、洗浄装置５０を比較的簡単に構成できるとともに、第１の実施の形態より洗浄時間を短縮することができる。主洗浄が完了すると、供給ポンプ１３を停止させ、供給用開閉弁１９を閉じ、循環ポンプ１６を停止させて、洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2を循環ポンプ１６により貯留槽１１に戻した後に、全ての開閉弁を閉じて、洗浄槽１２内を大気圧まで減圧する。これにより洗浄槽１２から被洗浄物を取出すことができる。そして汚染物質又は不純物を含む別の被洗浄物を洗浄槽１２に収容して上記と同様の洗浄を行う。更に吸着分離槽３６の吸着剤に所定量以上の汚染物質又は不純物が堆積した場合には、第１の実施の形態と同様に、吸着分離槽３６の吸着剤を逆洗して再生する。このとき２つの逆洗時遮断開閉弁５２，５３は閉じられる。
なお、上記第１の実施の形態では、予備洗浄、第１洗浄及び第２洗浄をそれぞれ所定時間ずつ行い、上記第２の実施の形態では、予備洗浄及び主洗浄をそれぞれ所定時間ずつ行ったが、各循環経路を循環する超臨界ＣＯ2又は液体ＣＯ2の汚れの程度を光学的な汚れ検出センサにより検出し、この汚れ検出センサの検出出力に基づいて次の循環洗浄に移行するように構成してもよい。
【実施例】
【００２５】
次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。
＜実施例１＞
図１に示す洗浄装置１０を用いて、原料樹脂１００重量％に対し約１重量％の酸化防止剤（不純物）を含んだ縦×横×厚さが３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．５ｍｍのポリエチレン板（被洗浄物）を洗浄した。また上記ポリエチレン板を洗浄槽１２に収容し、吸着分離槽３６には活性炭からなる吸着剤と目開き５０μｍの金属製網を収容した。先ず供給用開閉弁１９を開き、供給ポンプ１３を作動させて、貯留槽１１内の液体ＣＯ2（温度：２５℃、圧力：６．４ＭＰａ）を１００リットル／時の流量で洗浄槽１２に供給した。予備循環経路１４に液体ＣＯ2を充填した後に、循環ポンプ１６を作動させて、洗浄槽１２内の液体ＣＯ2を予備洗浄経路１４に１時間循環させた。次に洗浄槽１２内の温度（第１の温度）及び圧力（第１の圧力）を５０℃及び１５ＭＰａにそれぞれ調節することにより、上記液体ＣＯ2を超臨界ＣＯ2にした後に、この洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2を第１循環経路３１に１時間循環させた。このとき洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2を圧力調整弁２７により６．４ＭＰａ（第２の圧力）に減圧した後に、蒸留分離槽２６でヒータ２８により２８℃（第２の温度）に加熱して気化させることによりＣＯ2ガスとし、酸化防止剤（不純物）をＣＯ2ガスから蒸留分離した。またこの蒸留分離されたＣＯ2ガスを冷却手段１７により２０℃（第３の温度）に冷却して液体ＣＯ2にした。更に洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2を第２循環経路３２に３時間循環させた。このとき洗浄槽１２内の超臨界ＣＯ2の温度（第２の温度）及び圧力（第２の圧力）を５０℃及び１５ＭＰａにそれぞれ調節した。
＜比較例１＞
液体ＣＯ2に代えてジクロメタン溶媒を用い、貯留槽、洗浄槽、蒸留分離槽及び吸着分離槽内の圧力を大気圧としたことを除いて、実施例１と同様にして、所定量の酸化防止剤（不純物）を含んだ縦×横×厚さが３００ｍｍ×３００ｍｍ×０．５ｍｍのポリエチレン板（被洗浄物）を洗浄した。
【００２６】
＜比較試験及び評価＞
実施例１の洗浄装置を用いて実施例１の方法で洗浄したポリエチレン板（以下、実施例１のポリエチレン板という）と洗浄槽から取出し、比較例１の洗浄装置を用いて比較例１の方法で洗浄したポリエチレン板（以下、比較例１のポリエチレン板という）と洗浄槽から取出して、ジクロメタン溶媒に２４時間それぞれ浸漬した。これにより各ポリエチレン板に含まれた酸化防止剤をジクロメタン溶媒にそれぞれ抽出した。次に２００〜２４０ｎｍの波長で上記ジクロメタン溶媒の吸収強度を紫外線（ＵＶ）検出器によりそれぞれ測定した。この結果、比較例１のポリエチレン板を浸漬したジクロメタン溶媒には約６０％の酸化防止剤が溶出し、実施例１のポリエチレン板を浸漬したジクロメタン溶媒には約５％の酸化防止剤が溶出していた。従って、比較例１の装置及び方法で洗浄されたポリエチレン板からは約４０％しか酸化防止剤を除去できなかったのに対し、実施例１の装置及び方法で洗浄されたポリエチレン板からは約９５％の酸化防止剤を除去できたことが分かった。従って、ジクロメタン溶媒を用いた比較例１の洗浄と比べて、液体ＣＯ2及び超臨界ＣＯ2を用いた実施例１の洗浄は、かなり効果的であることを確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明第１実施形態の洗浄装置を示す構成図である。
【図２】本発明第２実施形態の洗浄装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１０，５０  洗浄装置
１１  貯留槽
１２  洗浄槽
１３  供給ポンプ
１４  予備循環経路
１６  循環ポンプ
１７  冷却手段
２４  温度調節手段
２６  蒸留分離槽
２７  圧力調整弁
３１  第１循環経路
３２  第２循環経路
３６  吸着分離槽
３７  逆洗手段
５１  主循環経路
【図１】
2006281014.tif 000003
【図２】
2006281014.tif 000004