超臨界=酸化炭素洗浄装置Rotowasher'M
Precision

parts

uslng

Super

Rotowasher'M′′

Systemcleanlng
Criticaldioxidecarbon(技)第1研究開発部第3研究室
田
西
英
Hideo

Nishida中井Iiiroshi

佐夫
寛Nakai伯丸

一Kazumaru

Saeki

当社は超臨界水酸化技術で提携しているChematur社(スウェーデン)が開発･販売している超臨界二酸化炭素洗浄装置RotowasherTMの国内独占販売実施契約を締結した｡同装置は,電子,機械部品精密洗浄分野で,従来のフロンや水に代替して洗浄溶媒に超臨界二酸化炭素を使用しその特性を活かすと共に,洗浄チャンバーを高速回転させることで洗浄度を向上させることができる点tに大きな特長がある｡本稿ではRotowasherTMの特長と仕様を解説する｡

Shinkorightfor

Pantecthehasparts

precision

RotowasherTM

uses

conventionalorganic

solvents

efficientlyforbetreatedcharacteristicon

Disribution

thecontracted

cleanlng

environmentallyorwater,WithbenignCarbonandthelevelregarding

Chematur

Systemtheenhanclng

agreement

Englneerlng

dioxideaslnsolvent

revolutionary

rotationofThiscleanlng.

distribution

exclusive

Sweden.

The

comparedtosystems

paper

to

allowsdescribes

theRotowasherTM.

超臨界二酸化炭素

Super

精密洗浄装置Precision

高速回転洗浄チャンバー

High

ま えがき
当社は,超臨界水酸化(Super

criticalcarbon

cleanlng

speed

rotatlng

dioxidei

SystemWashing

chamber

用いることで,環境に優しい無公害なシステムであCritical

Water

るo

この二酸化炭素の超臨界流体が有する高浸透性

Oxidation:SCWO)で提携しているChematur社などの特性が付加されるとともに,さらに洗浄チャ(スウェーデン)が開発,販売している超臨界二酸ンバーを高速回転することで,機械的な洗浄効果を大幅に促進したところに大きな特長がある｡また,化炭素洗浄装置RotowasherTM(写真1 )の日本国内での独占販売契約を締結した｡本RotowasherTM

装置は,コンパクトにスキッド化されており,電気,装置は,精密洗浄が求められる電子,機械部品にこ計装用空気,液化炭酸の供給で容易に操作,運転でれまでの有機溶媒に代わって超臨界二酸化炭素をきる｡

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神鋼パンテツク技報

Vol.

44

No.

2(2001/2)

当社技術研究所に試験機を設置し,洗浄部品の洗浄効果を評価するとともに,必要な洗浄度に対する操作条件の探索試験を行う｡

1.超臨界二酸化炭素の特性
第1図に二酸化炭素の状態図を,第1表に超臨界二酸化炭素の物性比較を示す｡
二酸化炭素を洗浄剤とするメリットは,次の点が挙げられる｡･自然環境に存在し安価で入手が容易･従来の有機系洗浄剤の代替となる溶解特性を有する･粘性や表面張力が小さく微小な●

写真1

RotowasherT

Photo.1

Generalの装置外観(2600×800×1800H)(2600×800×1800H)of RotowasherTM

view.霊芸;芸票票芸が大きい･除去した汚れ成分の回収が容易･溶媒が不燃性及び無毒で安全†

一方,超臨界二酸化炭素を洗浄剤として用いるデメリットは,臨界温度が31.2℃と常温近辺にあるh:](/つt′)

クsupercriticalcarbon dioxideプ

LiquidSolidC)が臨界圧力が7.4MPaと高圧になることである｡

LLl＋L＋1＋LIZq)

ロー

設備が高圧設備になることで,従来の常圧の洗浄装置と比べ,運転,保守の取扱が異なる｡しかし,最Pc

CP

7,4 MPa(Criticalpoint)

近の高圧ユニット技術及び計電装技術の進展により,TP安全性,操作の簡便性は増しており,さらに,装置のシンプル化,コンパクト化が実現している｡

吉1C｡

Te‑perature→

2.洗浄プロセス概要
第2図に,

Gas

(Triple point)

RotowasherTM装置のシステムフロー凶を示す｡

第1図
Fig.

二酸化炭素相平衡状態図
1Phasediagramorcarbondioxide●二芸荒器古志J6hE?(B監禁霊172#ocri:雷票L=言4&M
以上)の洗浄溶媒として,有機物の汚(オイル分等)

第1表

二酸化炭素の物性比較

TablelPhysicalproperties

ofcarbondioxideを溶解除去し洗浄するものである｡
洗浄プロセスは,被洗浄物を洗浄チャンバーにセットして,超臨界二酸化炭素を連続的に流す,次のバッ

Denslty

チステップからなる｡(g/cm3)1 )被洗浄部品の洗浄チャンバー内へのセット

2)洗浄工程(洗浄サイクルは,自動制御運転)

Gas

Liquid0.0006‑0.002

0.6′‑1.6

10‑30

200‑3000

Viscoslty(FLPa.s)
Diffusivlty3)洗浄部品の取り出し(cm2/sec)

0.1‑0.4(0.2‑2)×10￣5

汚れた被洗浄部品は,洗浄チャンバー内のバスケット内に国定される｡第3図に洗浄チャンバーの概要図を示す｡

で系内が充填され,その後,昇庄ダイアフラムポン

洗浄工程は,操作員が開始ボタンを押すことで開プと加熱器が作動し,所定の超臨界の温度,圧力条始され,以降,自動的に洗浄サイクルが実施され件が達成される｡洗削ま,バスケットが高速回転する｡最初に,コンデンサータンクからの二酸化炭素る中に,溶媒の二酸化炭素が連続供給される中で行Vol.

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神鋼パンテツク技報

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Loadingof details

AIO47
Lifting aid,

L＋

Sepaya tor
Dirty

Parts

Condenser

Cooling

RIO45
Washing

Macbl'T7echamber

殉OilS

Washz'ng
ChamberbcoolerBasketPumpHeater

第2国Fig.

HydrauticPowerunitUnit還CO2Col(liq)

第3図

FromTank

Fig.

洗浄チャンバーの概略図
30utlinedrawlng

Ofwashingchamber

装置システムフロー
2Systemflow

sheet

3.

われる｡

iRotowasherTM超臨界二酸化炭素洗浄の年寺長
超臨界二酸化炭素洗浄の特長は,従来のフロン系

汚れの有機物は,超臨界相の二酸化炭素に溶解し,洗浄法および水洗音争法と比較して次のとおりであるo飽和に達した二酸化炭素は,洗浄チャンバーから流(丑洗浄溶媒が環境に対して安全出していく｡バスケットの回転作動は,被洗浄物か(参複雑な形状をもつ細孔や微細などから汚れを容ら溶媒への有機物の物質移動を促進させる｡

易に除去

洗浄チャンバーを出た二酸化炭素は減圧バルブで(勤水による腐食,熟による変質を回避

減圧されて分離器に送られ,圧力は,コンデンサに④洗浄後の乾燥工程が不要通じた二酸化炭素の貯蔵圧力となる｡減圧膨脹によ(9処理時間が短く,処理コストが安価

り二酸化炭素の一部が液化するので,これを気化蒸(む高い汚れ除去性能発させるために分離器では加熱される｡溶解してい(う二酸化炭素は,精製,循環連続使用が可能

た有機物は液体で分離器のボトムに収集され定期的⑧ユーティリティ消費量が小さい｡に抜き出し除去される｡

さらに,一方,大部分の気相の二酸化炭素は,活性炭フィルタで精製されてコンデンサに循環される｡活性炭
フィルタでは,二酸化炭素に同伴する有機廃液のミ

RotowasherTM超臨界二酸化炭素洗浄の最大の特長は,洗浄チャンバーを高速(‑1200irpm)で回転させることで,汚れの溶媒ヘの物質移動溶解を促進させることによる洗音争効果の増大であストが除去される｡精製された気相の二酸化炭素は,る｡また,洗浄度は,回転速度,洗浄時間,溶媒二コンデンサの上部で冷却凝縮されて下部タンクに収酸化炭素の温度,圧力条件により調節される｡

集貯蔵される｡

4.

洗浄工程が終了すると系内は,コンデンサの貯蔵

RotowasherTM装置仕様

4.1装置仕様20 min圧力まで減圧された後,洗浄チャンバーは前後のバ･最小サイクルブで遮断される｡次に,チャンバー内の残存する･洗音争対象物標準径

二酸化炭素は大気に放散され,これが溶媒二酸化炭･沈着争チャンバー標準容積
浄 操 作 圧 力･洗素の消費量となる｡
洗浄チャンバーの圧力が大気になった時,チャン･洗音争 操ル時間作

100 mm

温バーの蓋が開けられ,洗浄された部品がセットされ･洗浄チャンバー回転速度たバスケットが取り出される｡これで一連の工程は･装置ユニットサイズ(写真1)完了し,装置は,次のバッチ洗浄工程への待機工程となる｡
56

装置ユニ
神鋼パンテツク技報

ット

度

15L
‑40

MPa

‑loo℃
‑1 200rpm
2 600×800×1

800

重量:800kg
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Opticalmaterials

Electronics
Precision

Optical丘ber

machineⅣ

CameraPrecision

bearing

precision

valve

Semiconductor

partselectronic
semiconductorCleaning applicationsof SCCO2

Medicalequlpment

Die‑castautomo也velens

medicalimplant

Surfaceofmothermaterial

RotowasherTMの対象洗浄物

4Fig.

parts

parts

Plating, gilding

Aerospace

第4図

parts

parts

Electrical appliancematerials

Contact

deviceparts

Cleanable

products

byRotowasherTM●4.2

対象洗浄物を第4図に示す｡対象洗浄物は,今後のユーティリティ消費量
電力:2.5kW以下
費･消探索試験によりさらに広がりが期待されるものであ

装 空

気 消 費 量:10L/h以下･計(圧力: 0.6‑0.7MPa)

る｡

実際の適用例としては,ミシン組立工場の粉末成型部品の切削油除去に用いられている｡

二酸化炭素消費量:1.5kg/バッチ･ユーティリティ消費量の比較
TCE
超臨界二酸化(トリクロロエチレン洗浄)炭素洗浄ユーティリティ

33kW/サイクル

消章量7kW/サイクル

すび

超臨界二酸化炭素の特性を活かした精密洗浄装置
RotowasherTh4は,高速回転洗浄による洗浄効果の促進を大きな特長として,フロン,水洗浄の代替適

5.対象洗浄物用だけでなく,新たな精密洗浄分野への適用が期待

RotowasherTM超臨界二酸化炭素洗浄装置の適用

●む

される｡

連絡先
西田

英

夫

TEFAX
E‑mailVol. 44

No.

第1研究開発部
第3研究室
主任研究員
L

078‑992‑6525
078‑99216504

h.nishida@pantec.co.jp

2(2001/2)

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