(57)【要約】【課題】複雑な形状や細孔のある部品や、接着材のような洗浄が困難な汚れが付着している部品を洗浄する場合においても、少ない設置スペースで安全に被洗浄物を洗浄することができる洗浄装置を提供する。【解決手段】この洗浄装置は、１つの洗浄槽と、被洗浄物を洗浄及び／又はリンスするために超音波を発生する超音波発生器と、準水系洗浄剤を一旦貯蔵する再生洗浄剤タンクと、準水系洗浄剤を洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動させる循環手段と、リンス液を８０℃以上の温度で貯蔵するリンス液貯湯タンクと、準水系洗浄剤が洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動した後に、リンス液貯湯タンク内に貯蔵されているリンス液を洗浄槽内に注入するリンス液注入調整手段と、リンス液を洗浄槽から一気に排出して被洗浄物の表面を乾燥状態に至らしめるリンス液排出調整手段と、循環手段等を制御する制御手段とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に被洗浄物が載置される洗浄槽と、
被洗浄物を洗浄及び／又はリンスするために超音波を発生する超音波発生器と、
被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤を一旦貯蔵する再生洗浄剤タンクと、
被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤を前記洗浄槽から前記再生洗浄剤タンクに移動させる循環手段と、
リンス液を８０℃以上の温度に加熱又は保温しながら貯蔵するリンス液貯湯タンクと、
被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤が前記洗浄槽から前記再生洗浄剤タンクに移動した後に、前記リンス液貯湯タンク内に貯蔵されている８０℃以上の温度を有するリンス液を前記洗浄槽内に注入するリンス液注入調整手段と、
被洗浄物が前記洗浄槽内でリンスされた後に、リンス液を前記洗浄槽から一気に排出して、被洗浄物の表面を乾燥状態に至らしめるリンス液排出調整手段と、
少なくとも前記循環手段、前記リンス液注入調整手段、及び、前記リンス液排出調整手段を制御する制御手段と、
を具備する洗浄装置。
【請求項２】
前記再生洗浄剤タンクが、準水系洗浄剤に含まれている気泡を除去するための減圧装置を含み、
前記循環手段が、被洗浄物が前記洗浄槽から取り出された後に、準水系洗浄剤を前記再生洗浄剤タンクから前記洗浄槽内に移動させる、
請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄槽と前記再生洗浄剤タンクとの間の流路に配置され、前記洗浄槽から前記再生洗浄剤タンクに移動する準水系洗浄剤を濾過するためのフィルターをさらに具備する、請求項１又は２記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記リンス液貯湯タンクが、前記洗浄槽の容量の少なくとも２倍の容量を有しており、８０℃以上に加熱されたリンス液を前記洗浄槽内に一気に供給するか、又は、８０℃以上に加熱されたリンス液を前記洗浄槽に連続的にオーバーフローさせることが可能である、請求項１〜３のいずれか１項記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記超音波発生器が、単一又は複数の周波数成分を有する超音波を発生する、請求項１〜４のいずれか１項記載の洗浄装置。
【請求項６】
超音波を発生することにより、準水系洗浄剤が注入された洗浄槽内で被洗浄物を洗浄して被洗浄物に付着している汚れを除去する工程（ａ）と、
被洗浄物が前記洗浄槽内で洗浄された後に、準水系洗浄剤を前記洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動させる工程（ｂ）と、
準水系洗浄剤が前記洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動した後に、８０℃以上の温度を有するリンス液を前記洗浄槽内に注入して被洗浄物をリンスする工程（ｃ）と、
被洗浄物が前記洗浄槽内でリンスされた後に、リンス液を前記洗浄槽から一気に排出して、被洗浄物の表面を乾燥状態に至らしめる工程（ｄ）と、
を具備する洗浄方法。
【請求項７】
工程（ｄ）の後に、被洗浄物を洗浄槽から取り出し、準水系洗浄剤を前記再生洗浄剤タンクから前記洗浄槽内に移動させる工程をさらに具備する、請求項６記載の洗浄方法。
【請求項８】
工程（ｃ）が、８０℃以上に加熱されたリンス液を前記洗浄槽内に一気に供給するか、又は、８０℃以上に加熱されたリンス液を前記洗浄槽に連続的にオーバーフローさせながら超音波を併用することにより、被洗浄物をリンスすることを含む、請求項６又は７記載の洗浄方法。
【請求項９】
リンス液を前記洗浄槽から排出した直後の被洗浄物の表面温度が少なくとも８０℃以上となるように、リンス液を８０℃よりも高い温度に加熱する工程をさらに具備する、請求項６〜８のいずれか１項記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つの槽を用いながら従来の多槽式洗浄装置に対して遜色ない洗浄品質を得ることができる新規で省設置スペース旦つ低廉な洗浄装置を提供するもので、特に、不燃性の準水系洗浄剤を用いる洗浄装置及び洗浄方法に関する。さらに、本発明は、リサイクルやリユース等に供する被洗浄物の洗浄において、最恵の洗浄ランニングコストを提供する新規な洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、環境保護や作業環境等の観点から、洗浄廃液に問題がなく、オゾン層や地球温暖化への影響がなく、さらには、光化学スモッグの原因となるＶＯＣ（揮発性有機化合物）が少ない洗浄剤の利用価値が高まっている。
【０００３】
一般的に用いられている洗浄剤の中で、水系洗浄剤は、不燃性であり、これらの懸念が少ないとされているが、水系洗浄剤は界面活性剤や酸やアルカリ等を成分としているので、排水のために大掛かりな処理設備が必要となるばかりでなく、特に、油性や高粘性のペースト状の汚れに対して洗浄力が十分に発揮され難い。そこで、上述した環境や人体への影響に課題を抱えるものの、汚れ溶解性が大きい非水系洗浄剤に頼っているのが実情である。
【０００４】
また、水系洗浄剤の大きな欠点は、リンス（濯ぎ）後の被洗浄物表面の水の乾燥仕上げに時間を要することである。便法として、水溶性及び揮発性を有するＩＰＡ（イソプロピルアルコール）やアセトン等で被洗浄物表面に付着している水を置換して乾燥を促進することも行われているが、発火の危険性やＶＯＣの問題を抱えている。そこで、これらの問題を克服するために、不燃性と、付着汚れに対する溶解洗浄力とを備えた準水系洗浄剤が注目されている。
【０００５】
図５は、準水系洗浄剤を用いる従来の洗浄装置を示す図である。この洗浄装置においては、準水系洗浄剤が満たされている第１の槽１０１内に被洗浄物が載置され、超音波発生器１０２から発生される超音波を被洗浄物に照射することによって、被洗浄物の表面に付着している付着物が除去される。その後、被洗浄物は、リンス液（純水）が満たされている第２の槽１０３内に搬送され、超音波発生器１０４から発生される超音波を被洗浄物に照射することによってリンスされる。リンスが終了すると、被洗浄物は、さらに別の場所に搬送され、被洗浄物をＩＰＡに浸漬した後に乾燥させる工程や、熱風やエアーブロー等によって被洗浄物を乾燥させる工程が行われる。しかしながら、図５に示されるような多槽式の洗浄装置によれば、複数の槽を設置するために大きなスペースが必要となるばかりでなく、設備投資の負担も大きい。
【０００６】
関連する技術として、特許文献１には、引火点の低い可燃性溶剤でしか洗浄できなかった部品に付着している樹脂汚れ等を、不燃性の準水系洗浄剤により除去可能にして、環境破壊物質に指定された塩素系溶剤の使用量の削減あるいは廃絶を目的とする部品洗浄方法が開示されている。この部品洗浄方法は、第１の槽（浸漬槽）において不燃性洗浄剤による超音波洗浄処理を第１の条件で行い、第２の槽（シャワー槽）において前記不燃性洗浄剤を使用して第２の条件でシャワー洗浄処理を行うことにより、不要な保護層又は樹脂汚れを除去する。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の部品洗浄方法においても、複数の槽と乾燥のための場所が必要となることに変りはない。乾燥仕上げまでを行い、省スペース且つ低廉な洗浄装置は、ニーズが大きいものの、実用化されていない。特に、クリーンルーム内において洗浄を行う場合には、できるだけ省スペースで低廉でないと、準水系洗浄装置の導入が非常に難しいのが実状であり、これらの課題を克服した洗浄装置及び洗浄方法が切望されている。
【特許文献１】特開平８−１０３７３８号公報（第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、複雑な形状や細孔のある部品や、接着材のような洗浄が困難な汚れが付着している部品を洗浄する場合においても、少ない設置スペースで安全に被洗浄物を洗浄することができる洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。特に、既存の生産設備が設置されている場合や、生産環境管理が厳しいクリーンルーム内に新たな設備を導入する場合には、設置スペースが設備導入の絶対条件になる場合が少なくないが、本発明は、これらの厳しい条件にも適合する洗浄装置及び洗浄方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の１つの観点に係る洗浄装置は、内部に被洗浄物が載置される洗浄槽と、被洗浄物を洗浄及び／又はリンスするために超音波を発生する超音波発生器と、被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤を一旦貯蔵する再生洗浄剤タンクと、被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤を洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動させる循環手段と、リンス液を８０℃以上の温度に加熱又は保温しながら貯蔵するリンス液貯湯タンクと、被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤が洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動した後に、リンス液貯湯タンク内に貯蔵されている８０℃以上の温度を有するリンス液を洗浄槽内に注入するリンス液注入調整手段と、被洗浄物が洗浄槽内でリンスされた後に、リンス液を洗浄槽から一気に排出して、被洗浄物の表面を乾燥状態に至らしめるリンス液排出調整手段と、少なくとも循環手段、リンス液注入調整手段、及び、リンス液排出調整手段を制御する制御手段とを具備する。
【００１０】
また、本発明の１つの観点に係る洗浄方法は、超音波を発生することにより、準水系洗浄剤が注入された洗浄槽内で被洗浄物を洗浄して被洗浄物に付着している汚れを除去する工程（ａ）と、被洗浄物が洗浄槽内で洗浄された後に、準水系洗浄剤を洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動させる工程（ｂ）と、準水系洗浄剤が洗浄槽から再生洗浄剤タンクに移動した後に、８０℃以上の温度を有するリンス液を洗浄槽内に注入して被洗浄物をリンスする工程（ｃ）と、被洗浄物が洗浄槽内でリンスされた後に、リンス液を洗浄槽から一気に排出して、被洗浄物の表面を乾燥状態に至らしめる工程（ｄ）とを具備する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の槽を用いなければ洗浄及びリンスができなかった従来の準水系洗浄装置が、１つの洗浄槽のみで洗浄から乾燥仕上げまでの洗浄全工程を連続的に行うことができるので、被洗浄物の収納カゴ等を複数の槽の間で移動させる手間や搬送設備等が不要であり、省スペース且つコンパクトで低廉な洗浄装置を提供することができる。また、本発明により、一般洗浄だけでなく、クリーンルーム内等における設備設置条件が厳しい条件で高機能・高性能部品類を洗浄する場合にも、省スペース且つコンパクトで低廉な洗浄システムを提供することできるので、生産性の向上に資することは計り知れない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された事項の範囲内で適用が可能である。図１は、本発明の一実施形態に係る洗浄装置の構成を示す一部断面図である。図１に示すように、この洗浄装置は、内部に被洗浄物が載置される洗浄槽１と、被洗浄物を洗浄及び／又はリンスするために超音波を発生する超音波発生器２と、被洗浄物が洗浄槽１内で超音波洗浄された後に準水系洗浄剤を洗浄槽１から排出する洗浄剤排出コック３と、洗浄槽１から排出される準水系洗浄剤を一旦貯蔵する再生洗浄剤タンク４と、準水系洗浄剤を濾過するフィルター５と、準水系洗浄剤を循環させる循環ポンプ６及び７と、リンス液を加熱又は保温しながら貯蔵するリンス液貯湯タンク８と、リンス液貯湯タンク８に貯蔵されているリンス液を洗浄槽１に注入するリンス液注入調整手段９と、リンス液を洗浄槽１から排出するリンス液排出調整手段１０と、オペレータが洗浄装置を操作する際に用いられる操作部１３と、各部を制御する制御部１４とを有している。
【００１３】
このように、本発明の一実施形態に係る洗浄装置においては、洗浄、リンス、乾燥のために１つの槽のみが用いられるので、従来の洗浄装置においてリンスのために用いられていた槽と乾燥のためのスペースとを削減することができる。また、不燃性の準水系洗浄剤を使用するので、火災の危険がなく安全である。
【００１４】
洗浄槽１の内部には洗浄カゴ１ａが設置されており、被洗浄物は、洗浄カゴ１ａの中に載置される。後で説明する真空撹拌脱泡ミキサーの部品（シリンジ）の洗浄においては、シリンジに付着しているシール材がシリンジから剥離して準水系洗浄剤に完全に溶解する前に、泥状のシール材が洗浄槽１の底に堆積するので、洗浄カゴ１ａの下に受け皿を置いて受けるか、網目の洗浄カゴの替りに金属容器を使用することによって、洗浄槽１が汚れることを回避できる。また、必要に応じて、洗浄槽１の内部に、洗浄剤成分の揮散を抑制するための冷却管（チラー）１ｂを設けても良いが、準水系洗浄剤を用いる洗浄においては冷却管１ｂを必要としないことが多い。
【００１５】
超音波発生器２は、単一又は複数の周波数成分を有する超音波を発生する。特に、比較的低い周波数を有する超音波と比較的高い周波数を有する超音波とを時分割に又は重畳して発生することにより（マルチ超音波）、被洗浄物の様々な箇所に付着している汚れを効果的に除去することができる。
【００１６】
洗浄槽１の下部には、排出口が設けられており、排出口に接続された流路には、準水系洗浄剤を洗浄槽１から排出するために用いられる洗浄剤排出コック３が設けられている。洗浄剤排出コック３を通過した準水系洗浄剤は、洗浄槽１と再生洗浄剤タンク４との間の第１の流路に配置されているフィルター５によって濾過され、準水系洗浄剤に混入した汚れが取り除かれる。さらに、第１の流路には、循環ポンプ６が設けられている。また、再生洗浄剤タンク４に一旦貯蔵された準水系洗浄剤を洗浄槽１に戻すために、循環ポンプ７が設けられた第２の流路が存在する。
【００１７】
ここで、洗浄剤排出コック３と、循環ポンプ６及び７とは、洗浄工程において被洗浄物の超音波洗浄に使用された準水系洗浄剤を洗浄槽１から再生洗浄剤タンク４に移動させると共に、リンス工程及び乾燥工程を終えた被洗浄物が洗浄槽１から取り出された後に準水系洗浄剤を再生洗浄剤タンク４から洗浄槽１内に移動させる循環手段として機能する。なお、洗浄槽１と再生洗浄剤タンク４との間の高低差を利用することにより、循環ポンプ６と循環ポンプ７との内の一方を省略するようにしても良い。
【００１８】
再生洗浄剤タンク４には、準水系洗浄剤に含まれている気泡を除去するための減圧装置４ａが設けられている。洗浄槽内の洗浄液に超音波を印加して洗浄を行う場合に、洗浄剤に含まれている気泡を脱気することにより超音波の減衰を防止し、被洗浄物の微細な隙間の汚れを除去し易くして洗浄性を向上させることは、広く利用されており、使用例も多く、公知の事実である。本実施形態に係る洗浄装置は、この技術を洗浄槽１に適用するのではなく再生洗浄剤タンク４に適用することにより、再生洗浄剤タンク４内を減圧雰囲気として再生洗浄剤タンク４内で洗浄液を脱気し、脱気された洗浄液を再生洗浄剤タンク４と洗浄槽１との間で循環させることによって、洗浄効果を高めている。実験においても、再生洗浄剤タンク４内で洗浄液を脱気することにより洗浄効果が極めて高くなることが確認されている。
【００１９】
リンス液貯湯タンク８は、ヒータ等の発熱部８ａを有しており、リンス液を８０℃以上の温度に加熱又は保温しながら貯蔵する。また、リンス液貯湯タンク８は、洗浄槽１の容量の少なくとも２倍の容量を有しており、８０℃以上に加熱されたリンス液を洗浄槽１内に一気に供給するか、又は、８０℃以上に加熱されたリンス液を洗浄槽１に連続的にオーバーフローさせることが可能である。
【００２０】
リンス液注入調整手段９及びリンス液排出調整手段１０の各々は、制御信号に従ってリンス液の流量を調整できるコック、電磁バルブ、又は、電磁弁等を含んでいる。リンス液注入調整手段９は、リンス液貯湯タンク８から洗浄槽１に注入されるリンス液の流量を調整する。リンス液排出調整手段１０は、洗浄槽１から排出されるリンス液の流量を調整する。
【００２１】
制御部１４は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）、又は、ＣＰＵ（中央演算装置）と記録媒体に記録されたソフトウエアとを含んでおり、操作部１３を用いたオペレータの操作に応答して、各種の制御信号を生成することにより、洗浄の開始から乾燥の終了まで各部を自動制御する。具体的には、制御部１４は、洗浄剤排出コック３の開閉と、循環ポンプ６及び７の動作と、リンス液注入調整手段９及びリンス液排出調整手段１０の開閉とを少なくとも制御し、さらに、超音波発生器２の動作と、再生洗浄剤タンク４の減圧装置４ａの動作と、リンス液貯湯タンク８の発熱部８ａの動作とを必要に応じて制御する。
【００２２】
以下に、図１に示す洗浄装置を用いた本発明の一実施形態に係る洗浄方法について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係る洗浄方法を説明するための図である。まず、図２の（ａ）に示す工程において、洗浄槽１内に準水系洗浄剤１１が注入され、超音波発生器２によって超音波を発生することにより、洗浄槽１内で被洗浄物が超音波洗浄されて、被洗浄物に付着している汚れが除去される。一方、リンス液貯湯タンク８内には、予め加熱されたリンス液１２が貯蔵されている。
【００２３】
被洗浄物が洗浄槽１内で超音波洗浄された後に、図２の（ｂ）に示す工程において、被洗浄物を洗浄する際に用いられた準水系洗浄剤１１が、洗浄槽１から排出され、再生洗浄剤タンク４内に一旦貯蔵される。その際に、洗浄槽１から再生洗浄剤タンク４に移動する準水系洗浄剤が、フィルターを用いて濾過される。
【００２４】
準水系洗浄剤１１が洗浄槽１から排出された後に、図２の（ｃ）に示す工程において、加熱されたリンス液１２が洗浄槽１内に注入されて、被洗浄物がリンスされる。ここで、８０℃以上に加熱されたリンス液１２を洗浄槽１内に一気に供給するか、又は、８０℃以上に加熱されたリンス液を連続的にオーバーフローさせながら超音波を併用することにより、被洗浄物がリンスされる。
【００２５】
被洗浄物が洗浄槽１内でリンスされた後に、図２の（ｄ）に示す工程において、被洗浄物をリンスする際に用いられたリンス液１２が洗浄槽１から一気に排出され、被洗浄物の表面が乾燥状態となる。ここで、被洗浄物表面の乾燥速度は、リンス液１２の温度に依存するので、リンス液１２を洗浄槽１から排出した直後の被洗浄物の表面温度が少なくとも８０℃以上となるように、リンス液１２を予め８０℃よりも高い温度に加熱しておくことが望ましい。一方、リンス液貯湯タンク８において減少したリンス液１２は、給水により適宜補充される。
【００２６】
このように、熱水を排水することにより、被洗浄物の表面は直ちに乾燥するが、被洗浄物の形状や個数によってはリンス液が残ることもあるので、送風を行う送風機や、熱風エアーを用いてエアーブローを行う熱風送風機や、赤外線照射を行う赤外線照射機等を併用して、被洗浄物の乾燥を促進しても良い。被洗浄物の表面が乾燥状態となったら、図２の（ｅ）に示す工程において、被洗浄物が洗浄槽１から取り出される。その後、準水系洗浄剤１１を再生洗浄剤タンク４から洗浄槽１内に移動させることにより、図２の（ａ）に示す工程を繰り返すことができる。
【００２７】
次に、本発明の一実施形態に係る洗浄方法の効果を確認するために行われた実験について説明する。この実験においては、洗浄槽１の容量を４０リットル、リンス液貯湯タンク８の容量を８０リットルとし、リンス液として純水が使用された。また、被洗浄物として、真空撹拌脱泡ミキサー「ＵＦＯ−Ｓ５」（（株）イーエムイー製）の部品が用いられた。この真空撹拌脱泡ミキサーは、液晶表示パネルの製造工程において、液晶を挟んで２枚の透明基板を貼り合わせる際に用いられる紫外線硬化シール材を撹拌するためのものである。
【００２８】
図３は、被洗浄物として洗浄される真空撹拌脱泡ミキサーの部品を示す図である。この真空撹拌脱泡ミキサーには、分配器２１（特殊ナイロン製）と、シール材注入ノズル２２（ステンレス製）と、シリンジ２３（金属製）と、ニードル２４（金属製）とが付属している。これらの部品には、硬化前のシール材３０が付着する。そこで、本発明の一実施形態に係る洗浄方法に従って、部品２１〜２４に付着したシール材３０を洗浄し、残存汚れ量を測定すると共に、顕微鏡を用いて部品２１〜２４の表面状態を観察した。
【実施例１】
【００２９】
実施例１においては、シール材３０として、紫外線硬化シール材「ＷＲ−７１７」（協立化学産業（株）製、特殊変成アクリル系化合物、常温での粘度：約４０万ｍＰａ・ｓ）が使用され、液体の準水系洗浄剤として、「エリーズＭ８５２０」（旭化成ケミカルズ（株）製、不燃性、比重１．０６（常温）、無機質微粉末高充填組成）が使用された。被洗浄物である部品２１〜２４の各々について、複数のサンプルを洗浄槽１に収納し、準水系洗浄剤を温度３０℃として洗浄槽１に注入して、超音波洗浄が行われた。この超音波洗浄は、３０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの単一周波数成分を有する超音波、又は、３０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚと３５０ｋＨｚ〜５２０ｋＨｚの２つの周波数成分を有する超音波（マルチ周波数）を用いて、所定の時間行われた。
【００３０】
次いで、準水系洗浄剤を排出して、有効濾過径が約５μｍのコットン（木綿）を含むフィルター５を介して再生液としたものを再生洗浄剤タンク４に移した後、リンス液貯湯タンク８から、そのタンク容量の約半分の量（４０リットル）の温度８７℃の熱水（純水）を洗浄槽１に注入して、周波数３０ｋＨｚ〜４０ｋＨｚの超音波を用いて、リンス洗浄が１０分間行われた。
【００３１】
次いで、熱水を洗浄槽１から一気に排出したところ、被洗浄物の表面温度は８０℃〜８１℃になっており、被洗浄物に付着している水膜が直ちに蒸発して、被洗浄物の表面が乾燥状態となった。
【００３２】
図４は、本発明の実施例１における汚れの除去効果を示す表である。ここで、残存汚れ量（ｗｔ％）は、洗浄前のシール材の付着量と乾燥仕上げ後の残存シール材の付着量とを電子天秤で秤量して求めた。また、乾燥仕上げ後の被洗浄物の表面を、高倍率の光学顕微鏡を用いて観察することにより、被洗浄物の清浄度を評価した。
【００３３】
その結果、準水系洗浄剤を用いた洗浄において洗浄時間を最も要したのは、細径を有するシリンジであり、図４に示すように、単一の周波数成分を有する超音波を用いて約２０分、マルチ超音波を用いて約１５分の洗浄で、要求される清浄度が得られた。また、分配器及びニードルの洗浄においては、これらの時間よりも数分程度短い洗浄時間で、要求される清浄度を満たすことが分かった。
【００３４】
実施例１における被洗浄物（図３に示す部品類２１〜２４）は、液晶表示パネルの透明基板の貼り合わせ工程において用いられるものであり、製造ラインの規模によって差異があるものの、洗浄を必要とする頻度は高くないのが実情である。図５に示す従来の洗浄方法によれば、洗浄装置を稼働できるように維持しておくための遊びの時間が多く、それに費やす無駄なコストが被洗浄物の洗浄ランニングコストに加わり、それを１とすると、実施例１によれば１／２〜１／４のコストで済むことが実際の製造ラインで確かめられた。
【比較例１】
【００３５】
現在、液晶表示パネル用シール材の洗浄には、図５に示すような洗浄装置の槽１０１又は１０２の中に被洗浄物を投入し、洗浄液及びリンス液としてアセトンを使用する洗浄方法が工業的に広く使用されている。そこで、洗浄液及びリンス液として常温のアセトン（可燃性、比重０．７９）を用いて、実施例１に準じた洗浄方法で比較実験を行った。
【００３６】
その結果、シリンジの洗浄において、要求される清浄度に達するためには約２５分の洗浄時間を要した。また、超音波の種類による差異は殆ど見られなかった。その理由は、洗浄剤としてアセトンを用いる場合には、準水系洗浄剤「エリーズＭ８５２０」を用いる場合と比較して、超音波が伝播し難いからであると推察される。さらに、洗浄槽に冷却管が欠かせず、防爆仕様の設備が不可欠である。
【実施例２】
【００３７】
実施例１において、４０リットルの熱水を洗浄槽１に注入するのみならず、その後、１分間に２リットルの割合で熱水を連続的に洗浄槽１に注いでオーバーフローさせながらリンス洗浄したところ、洗浄が難しいシリンジの洗浄において、単一の周波数成分を有する超音波又はマルチ超音波を用いて、約１０分の洗浄時間で満足できる清浄度が得られた。
【実施例３】
【００３８】
実施例１において、シール材を、「フォトレックＳ−ＷＢ」（積水化学工業（株）製、常温粘度：約４０万ｍＰａ・ｓ、紫外線硬化型の特殊エポキシアクリル系樹脂）、及び、「ＫＡＹＡＭＩＲＲＯＲ」（日本化薬（株）製、アクリレート樹脂）に替えて、その他は実施例１と同じ条件で洗浄実験を行ったところ、実施例１とほぼ同様の結果が得られた。
【実施例４】
【００３９】
実施例１における洗浄剤に替えて、不燃性且つ水溶解性であるＮＭＰ（Ｎーメチルピロリドン、比重１．０３）に純水を５ｗｔ％含有した準水系洗浄剤を用い、また、液晶表示パネル用シール材として「ストラクトボンドＸＮ２１−Ｓ」（三井化学（株）製、熱硬化型）を用いて洗浄実験を行った結果、シリンジの洗浄において、単一の周波数成分を有する超音波を用いて約３０分、マルチ超音波を用いて約２５分の洗浄時間で、要求される清浄度が得られた。実施例４においては、現在一般的に行われているアセトン洗浄と同等以上の洗浄度を得ることができ、生産ラインの実用化に見合う遜色のない洗浄が為しえた。
【実施例５】
【００４０】
実施例１における被洗浄物に替えて、熱可塑性あるいは熱硬化前のポリウレタン（日本ポリウレタン（株）製）が汚れとして付着した金属部品、セラミックス部品、又は、プラスチック部品を、不燃性準水系洗浄剤である「エリーズＭ５７２１」（旭化成ケミカルズ（株）製）を用いて洗浄し、市水を８５℃〜８８℃に加熱した熱水でリンス洗浄した結果、３〜５分の洗浄時間で満足できる洗浄度が得られた。
【実施例６】
【００４１】
実施例１における被洗浄物に替えて、切削加工油が付着している冷蔵庫用スクロールコンプレッサーの回転ローター（金属製）を、不燃性準水系洗浄剤「ＰＳ−１」（第一工業製薬（株）製、比重０．９５）を用いて洗浄した。その後、リンス液貯湯タンク８の容量の約半分（４５リットル）の量の８８〜９０℃の熱水を洗浄槽１に一気に注入して、リンス洗浄を７分間行うことにより、単一周波数超音波でもマルチ超音波でも余り差異なく、約１０分の洗浄時間で満足できる洗浄度が得られた。
【００４２】
実施例６において、リンス液貯湯タンク８から約半分の量の熱水を洗浄槽１に注入した直後に、同じ量の１８℃の純水を直ちにリンス液貯湯タンク８の下部からリンス液貯湯タンク８内に補充したところ、リンス液貯湯タンク８内の純水は１０〜１２分で所定の熱水温度に達し、次の被洗浄物の洗浄のための準備に無駄な時間を費やすことなく連続洗浄が可能であった。
【００４３】
一方、リンス液貯湯タンク８の容量を、洗浄槽１へのリンス液注入量（４５リットル）と等しくして、リンス洗浄の度にリンス液貯湯タンク８を空にした場合には、１８℃の水を所定の温度まで高めるのに３０分〜４０分が必要であることが実験で確かめられた。その場合には、洗浄時間に給湯時間が加算されて、洗浄効率が悪くなってしまう。これに対し、リンス液貯湯タンク８の容量を洗浄槽１の容量の２倍以上とすることによって、連続洗浄が可能となり、洗浄効率を改善することができる。
【実施例７】
【００４４】
現在行政が推進している自動車部品のリユース並びにリサイクル利用に鑑みて、使用済みの廃車から取り出した小物部品であるエンジンピストンのドライブ部品（擦動部品、鉄鋼）、リング部品（アルミニウム合金）、スターター（銅合金）の洗浄実験を、実施例１の方法に準じて行った。実験場所は、自動車部品解体現場である。汚れは、泥、砂、塵埃、オイルスラッジ、及び、エンジンの熱で劣化した潤滑油等である。超音波としては３０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚのマルチ超音波を用い、リンス液としては市水を温度８５℃〜８８℃に加熱した熱水を用い、熱水をオーバーフローさせながらリンス洗浄した。
【００４５】
自動車部品解体現場においては、車種の違う上記部品類が存在しているが、準水系洗浄剤を用いた洗浄、及び、熱水を用いたリンスを共に１０分程度行い、熱水を一気に排出してから約５分間で、要求清浄度を充足する部品類が再生された。自動車部品解体現場が手狭にもかかわらず、洗浄装置の設置スペースが小さくて済むので、これまでは他社に依存して行っていた洗浄を社内で行えるようになり、作業のスピード化及び収益の改善に大いに寄与することができた。
【００４６】
以上の実施例において、被洗浄物に照射すべき超音波としては、被洗浄物に付着する広範囲の汚れに対しては単一の周波数成分を有する超音波で良いが、液晶表示パネル貼り合わせ用シール剤（接着剤）等のように洗浄が難しい汚れに対しては、低周波数と高周波数とを同時に併用するマルチ超音波がより効果的であることが、洗浄実験により確認された。
【００４７】
当該マルチ超音波の周波数としては、低周波数として２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度、高周波数として１５０ｋＨｚ〜１ＧＨｚ程度が適しており、しかも、液体としては超音波を透過し易い比重が１．０以上又は表面張力が５０ｄｙｎｅ／ｃｍ以上の洗浄剤やリンス液を用いる場合に効果的である。
【００４８】
ここで、熱水のリンス液は、リンス液貯湯タンク８から所定量を一気にあるいは連続して洗浄槽１に注入されるが、連続注入の場合には、洗浄槽１においてリンス液をオーバーフローさせながらリンス洗浄が行われる。リンス液貯湯タンク８の容量が洗浄槽１の容量の２倍以上となるように設計を行うことにより、洗浄に必要なランニング時間を効率良く短縮することができる。
【００４９】
熱水によるリンス洗浄が終了したら、熱水を一気に当該洗浄槽から排出することによって、被洗浄物表面の付着物を熱水が直ちに揮散して乾燥状態に導くことができる。そのためには、乾燥状態となった直後の被洗浄物の表面温度が少なくとも８０℃以上であることが望ましく、そのような状態となるように、リンス液貯湯タンク８内にヒータ等の発熱部８ａが設置されている。このように、熱水を排水することにより、被洗浄物の表面は直ちに乾燥するが、場合によっては、熱風や送風、赤外線のような乾燥手段を併用して、乾燥を速めて洗浄全工程時間を短縮しても良い。
【００５０】
一般に、準水系洗浄剤は、水よりコストが高いので、被洗浄物の洗浄に使用した準水系洗浄剤を循環させて再生利用するのが良く、そのための手段として、洗浄槽１から循環ポンプ６によって排出される汚れを含む準水系洗浄剤をフィルター５に通して殆どの汚れを除去し、この再生洗浄液を再生洗浄剤タンク４に移して、次の被洗浄物の洗浄に循環使用することにより、洗浄ランニングコストの低減を図ることができる。また、何回も使用した準水系洗浄剤は、水に希釈して下水に放出することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、液晶表示パネルや半導体装置等のエレクトロニクス部品、又は、真空撹拌脱泡ミキサーのノズル等の精密機械部品を洗浄するための洗浄装置及び洗浄方法において利用することが可能である。特に、本発明は、間欠頻度での洗浄、又は、被洗浄物の種類が一定でない洗浄等において、１つの洗浄装置で効率良く旦つ最善な洗浄ランニングコストを実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係る洗浄装置の構成を示す一部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る洗浄方法を説明するための図である。
【図３】被洗浄物として洗浄される真空撹拌脱泡ミキサーの部品を示す図である。
【図４】本発明の実施例１における汚れの除去効果を示す表である。
【図５】準水系洗浄剤を用いる従来の洗浄装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  洗浄槽
１ａ  洗浄カゴ
１ｂ  冷却管
２  超音波発生器
３  洗浄剤排出コック
４  再生洗浄剤タンク
４ａ  減圧装置
５  フィルター
６、７  循環ポンプ
８  リンス液貯湯タンク
８ａ  発熱部
９  リンス液注入調整手段
１０  リンス液排出調整手段
１１  準水系洗浄剤
１２  リンス液
１３  操作部
１４  制御部
２１  分配器
２２  注入ノズル
２３  シリンジ
２４  ニードル
３０  シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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