低環境負荷洗浄方法及び洗浄装置
【課題】低環境負荷で、より洗浄力の高い洗浄方法、その方法を実施するための洗浄ユニット、およびその洗浄ユニットを組み込んだ洗浄装置を提供すること。
【解決手段】洗浄方法は、洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させ、その液を被処理部物に供給しながらブラシ処理することを特徴とし、洗浄ユニットは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽（１０２）と、洗浄槽（１０２）内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズル（１０３）と、被処理物をブラッシング処理するためのブラシとを具備したことを特徴とし、洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備し、洗浄ユニットとして、前記洗浄ユニットを用いたことを特徴とする。
【解決手段】洗浄方法は、洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させ、その液を被処理部物に供給しながらブラシ処理することを特徴とし、洗浄ユニットは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽（１０２）と、洗浄槽（１０２）内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズル（１０３）と、被処理物をブラッシング処理するためのブラシとを具備したことを特徴とし、洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備し、洗浄ユニットとして、前記洗浄ユニットを用いたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機アルカリが微量に含有する洗浄液を、製造工程の洗浄プロセスに適用することが許せる分野の各種基板、および機械加工部品等のような一般工業部品の低環境負荷対応の、洗浄方法および洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洗浄分野において、環境負荷を低減させることを目的としての、電解アルカリ性水、およびマイクロバブルという技術が開発されている。更には、洗浄液としての電解アルカリ性水、電解アルカリ性水製造装置、マイクロバブル発生ノズル、あるいはポンプを組み込んだマイクロバブル発生ユニットが市販されるようになってきている。これらの技術を応用した洗浄方法及び洗浄装置は、例えば次のような特許文献に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、洗浄液としての電解アルカリ性水による洗浄（液温４０〜９０℃）、液切り、乾燥の工程の洗浄方法および構成の洗浄装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、洗浄液としての電解アルカリ性水による大気遮断洗浄（液温は洗浄液のｐＨまたは乳化度変化に対応して上昇させる）、リンス、乾燥の構成の洗浄装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３では、洗浄液としての空気バブリング電解アルカリ性水による超音波洗浄の洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、洗浄液としての電解アルカリ性水による超音波洗浄（音圧、ｐＨモニタリングにより洗浄時間、液補給を決める）の洗浄装置が開示されている。
【０００７】
特許文献５では、洗浄液としての電解アルカリ性水による超音波洗浄の洗浄技術（油分濃度による洗浄液管理）の洗浄装置が開示されている。
【０００８】
特許文献６では、洗浄液としての処理液、マイクロバブル（直径２０μｍ以下）、超音波（５〜１００ＭＨｚ）を適用した洗浄装置が開示されている。
【０００９】
特許文献７では、洗浄液としての液体、マイクロバブル（所定ガス）、超音波によるバッチ式及び枚葉式の洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【００１０】
特許文献８では、洗浄液としての常温の純水、窒素ガスマイクロバブル（３０ｐｐｍ以上）、超音波による洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【００１１】
特許文献９では、洗浄液としての界面制御剤添加水溶液、マイクロバブル、油水分離の構成の洗浄方法が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−１９２８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６８３５号公報
【特許文献３】特開２００２−３２０９３４号公報
【特許文献４】特開２００５−０１３８８６号公報
【特許文献５】特開２００５−２６２１５５号公報
【特許文献６】特開２００５−０９３８７３号公報
【特許文献７】特開２００６−１７９７６５号公報
【特許文献８】特開２００６−３１０４５６号公報
【特許文献９】特開２００７−３０１５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
公知の低環境負荷対応、マイクロバブル適用の洗浄方法および洗浄装置は、前記のように開示されており、それは、電解アルカリ性水を洗浄液とする、電解アルカリ性水と超音波を組み合わせる、マイクロバブル水を洗浄液とする、マイクロバブル水と超音波を組み合わせる、という内容であるが、本発明者らが、脱脂能力を洗浄力として評価した結果、上記いずれの場合も、十分に満足得られるものではなかった。
【００１４】
そこで、本発明は、低環境負荷で、より洗浄力の高い洗浄方法、その方法を実施するための洗浄ユニット、およびその洗浄ユニットを組み込んだ洗浄装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の洗浄方法は、洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させる工程と、マイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給しながらのブラシ処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、この洗浄方法を実施するための本発明の洗浄ユニットは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽と、該洗浄槽内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズルと、被処理物をブラッシングするためのブラシと、を具備したことを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前記の洗浄ユニットを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、電解アルカリ性水、マイクロバブル、ブラシを組み合わせた洗浄方法およびその洗浄方法を組み込んだ洗浄装置にある。
【００１９】
本発明の洗浄方法によれば、各種被処理物に対しての、脱脂およびパーティクル除去などの洗浄力、および、洗浄の均一性を格段に向上させることができる。また、液温は常温（２５℃程度）と高温にする必要がなく、蒸発などによる洗浄液としての電解アルカリ性水の消耗を少なくすることができる。
【００２０】
更には、電解アルカリ性水は微量の無機物が含まれているだけであり、その主成分は水である。従って、従来のような非水系、準水系の洗浄液とは異なり、環境に対する負荷が極めて低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の洗浄方法では、まず、洗浄液として、液温を常温（２５℃程度）とした電解アルカリ性水を用いて、この電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるとともに、このマイクロバブルを発生させたマイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給しながら、被処理物にブラッシング処理を施すこととしている。
【００２２】
そして、この方法を実施するための本発明の洗浄ユニットでは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽を備えるともに、洗浄槽内の電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズルが備えられており、更に、被処理物にブラッシング処理を施すためのブラシを備えている。
【００２３】
また、本発明の洗浄装置では、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、前記洗浄ユニットとして、前記の洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。
【実施例１】
【００２４】
本発明の洗浄方法の実施例について説明すると、本実施例の洗浄方法では、まず、洗浄槽１０２内に電解アルカリ性水を蓄え、この電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるとともに、このマイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給する。
【００２５】
そして次に、前記マイクロバブル電解アルカリ性水を供給された被処理物にブラッシング処理を施し、これにより、被処理物に付着している油脂やパーティクルが除去される。
【００２６】
なお、マイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給する方法としては、マイクロバブルを発生させた電解アルカリ性水を蓄えた洗浄槽に被処理物を入れる方法、あるいは、洗浄槽内のマイクロバブル電解アルカリ性水を、重力方式により、被処理物をブラッシングするエリアに注入する方法が考えられるが、いずれの方法でもよい。
【００２７】
次に、この方法を実施するための、洗浄ユニットの実施例について図１を参照して説明すると、図１は本実施例の洗浄ユニット１００の構成を示す図である。
【００２８】
そして、本実施例の洗浄ユニットは、洗浄槽１０２と、マイクロバブル発生ノズル１０３と、気体が混入しても信頼性のあるポンプ１０４と、洗浄液を温度調節するための熱交換器１０５、および恒温水循環装置１０６と、水用流量計１０７と、空気用流量計１０８と、ボールバルブ２０９、１１０とニードルバルブ１１１と、圧力計１１２、１１３と、ブラシ１１４を具備して構成されており、洗浄槽１０２内には、洗浄液１０１として、電解アルカリ性水を蓄えている。
【００２９】
洗浄液１０１はポンプ１０４により循環させるが、ボールバルブ１０９、１１０とニードルバルブ１１１およびポンプ１０４のインバータ制御により、所定の圧力、流量に調節を行う。
【００３０】
また、洗浄ユニット１００の機器構成においては、圧力計１１２の指示値は０．４ＭＰａ、圧力計１１３の指示値は０．３ＭＰａ、水用流量計１０７の指示値は１６Ｌ／分、空気用流量計１０８の指示値は０．８ＮＬ／分となる。
【００３１】
更に、液温は熱交換器１０５および恒温水循環装置１０６により、２４〜２５℃に調節する。これにより、洗浄液１０１は白濁した外観となる。
【００３２】
次に、本実施例の洗浄方法の評価結果について説明すると、本実施例の洗浄方法の評価において、脱脂能力としての洗浄力は、各種の表面張力を有する和光純薬工業製濡れ指数標準液（ＪＩＳ Ｋ６７６８）を入手し、それを綿棒でテストピース（固体表面）に塗布し、その時の濡れ性で判断する評価方法とした。
【００３３】
そして、入手した標準液は３２ｍＮ／ｍ、３４ｍＮ／ｍ、３６ｍＮ／ｍ、３７ｍＮ／ｍ、３８ｍＮ／ｍ、４２ｍＮ／ｍ、４５ｍＮ／ｍ、５０ｍＮ／ｍ、５２ｍＮ／ｍ、６２ｍＮ／ｍの表面張力のものとした。表面張力の大きい標準液が濡れる程、残留油性物質量が少ないことを意味する。
【００３４】
特開平１１−２１７５９８には、和光純薬工業製濡れ指数標準液で求めた臨界表面張力とフーリエ積分赤外線分光計（ＦＴ−ＩＲ日本電子製ＪＩＲ−ＷＩＮＳＰＥＣ５０）で測定した油性物質の量とは相関関係があることが開示されている。表面張力７２ｍＮ／ｍの水（２５℃）が濡れる固体表面の残留油性物質量を“１”とした場合の相対値で示されている。参考のため相関図を図２に示すが、臨界表面張力とは固体表面の濡れる、濡れないの境目における濡れる標準液の表面張力の値を意味する。
【００３５】
また、パーティクル除去能力としての洗浄力は、脱脂能力があれば、被処理物に付着したパーティクルを剥離させる作用や、マイクロバブルへのパーティクルの付着による被処理物への再付着防止などの作用が考えられるため、脱脂能力とパーティクル除去能力は等価と判断した。
【００３６】
テストピース作成方法について図３を参照して説明すると、まず、テストピースを準備し、綿棒でテストピースに油を塗布し、産業用ワイパー拭取りを行い、その後に加熱処理（８０℃×２時間）を行い、その後、洗浄、市水によるリンス、エアーガンによる水切りを行った後に、脱脂能力の評価を行った。そして、テストピースは、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼板（５７ｍｍ×４０ｍｍ×ｔ１．５ｍｍ）を使用し、油としては、潤滑油（新日本石油株式会社製添加物ゼロ品）、切削油（レッキス工業株式会社製ＭＩＹＡＧＡＷＡ１００ＳＷ−Ｒ）、食用胡麻油とした。
【００３７】
次に、本実施例の洗浄方法の評価のための洗浄処理シーケンスについて説明すると、本実施例における評価処理では、マイクロバブルが発生して白濁している洗浄液１０１の中に、テストピースとブラシ１１４を挿入し、手動で、所定の時間、テストピースのブラッシングを行う方式を採用した。
【００３８】
図４に、液温が２４〜２５℃における洗浄液１０１（電解アルカリ性水および市水）の脱脂能力を示す。電解アルカリ性水の臨界表面張力は４５〜５０ｍＮ／ｎ程度、残留油性物質量（相対値）は２以下と、十分に満足できる。
【００３９】
市水の場合は、臨界表面張力３６〜３７ｍＮ／ｍ程度、残留油性物質量（相対値）３０以下と、ある程度の洗浄力はあるが、電解アルカリ性水よりは劣る。このように、洗浄液１０１としての電解アルカリ性水、マイクロバブル発生ノズル１０３、ブラシ１１４を組み合わせた洗浄方法は、１０秒程度の短時間処理でも、十分に洗浄力を発揮できる。
【実施例２】
【００４０】
（第１の形態）
本発明の洗浄装置の実施例の第１の形態について図５を参照して説明すると、本形態の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前述した洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。即ち、電解アルカリ性水を洗浄水として用いるとともに、マイクロバブル、ブラッシングを組み合わせた洗浄方法を実施するための洗浄ユニットを組み込んだ洗浄装置としている。
【００４１】
そして、本形態では、ワークを水平あるいは傾斜の姿勢でローラ搬送しながら、洗浄処理を行なう枚葉式洗浄装置であり、各種材質の角形基板などの低環境負荷洗浄処理に最適である。
【００４２】
基本構成４００は、ローダ４００−１、洗浄ユニット４００−２、リンスユニット４００−３、乾燥ユニット４００−４、アンローダ４００−５、ローラ搬送機構４００−６である。そして、本発明の洗浄ユニットは洗浄ユニット４００−２に組み込まれる。
【００４３】
リンスユニット４００−３は、純水によるスプレー、シャワー等の既存の技術を、単独あるいは組み合わせた内容で製作する。
【００４４】
乾燥ユニット４００−４は、既存の技術であるエアナイフ方式等で製作する。
【００４５】
洗浄ユニット４００−２は、ブラシ４０３およびワーク搬送の為のローラ４０４を内部に具備してなる洗浄槽４０２と、マイクロバブル発生ノズル２０３、白濁した電解アルカリ性水２１５の供給ラインおよびオーバーフローラインを具備してなる電解アルカリ性水貯槽４０１と、電解アルカリ性水２１５の循環及びこれに空気を含有させる為のポンプ２０５と、電解アルカリ性水２１５を常温に温度調節する熱交換器２０６及び恒温水循環ユニット２０７と、循環系を最適に成立させる為のバッファ槽２０４と、これに流入してくる、洗浄槽４０２からの汚れ（油分、パーティクル等）を除去する為の、汚れ回収ユニット２１４と、電解アルカリ性水供給ユニット２１３の構成で製作する。
【００４６】
尚、この供給ユニットに替えて、電解アルカリ性水製造装置を配置してもかまわない。また、マイクロバブル発生ノズル２０３は、種類により循環系を最適な流量、圧力に調節する必要がある。その為に、水流量検知器２０８、圧力検知器２０９、２１０、空気流量検知器２１１、減圧検知器２１２を具備する。
【００４７】
ここで、重要なことは、白濁した電解アルカリ性水２１５の移送に、ポンプなどの機械的手段を用いてはならないことである。もし、この手段で移送すれば、白濁した電解アルカリ性水２１５は、半透明の概観となり、マイクロバブルの圧壊が進行する。この現象は圧壊エネルギーの洗浄への効用を考慮すれば、極めて好ましくない。
【００４８】
この対応策は、図５に示したように、電解アルカリ性水貯槽４０１と洗浄槽４０２の、高さ方向の位置関係を、電解アルカリ性水貯槽４０１の方が上となるように配置して、白濁した電解アルカリ性水２１５を、重力でブラシ４０３の近傍のワーク表面に供給することにある。
【００４９】
（第２の形態）
本発明の洗浄装置の実施例の第２の形態について図６を参照して説明すると、本形態の洗浄装置も、前述の第１の形態と同様に、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前述した洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。
【００５０】
そして、第２の形態は、ワークに回転を与えて、洗浄処理を行なう枚葉式洗浄装置であり、製造工程において、無機アルカリが微量に含有している洗浄液が許せる分野の丸形基板等の低環境負荷洗浄処理に最適である。
【００５１】
基本構成５００は、ローダ５００−１、洗浄ユニット５００−２、リンス・乾燥ユニット５００−３、アンローダ５００−４、ロボット搬送機構５００−５である。本発明の洗浄ユニットは、洗浄ユニット５００−２に組み込まれるが、その内容は第３の形態と同一である。
【００５２】
なお、洗浄ユニット５００−２は、既存の技術である、回転機構部５０１、ワーク保持器５０２、カップ５０３、ブラシ５０４、及び図示はしていないが、ワーク移載の為のカップ５０３、あるいは回転機構部５０１の昇降機構の内容で製作する。
【００５３】
また、リンス・乾燥ユニット５００−３は、基本的には洗浄ユニット５００−２と同一であるが、ブラシ５０４は不要であり、電解アルカリ性水２１５の供給に替えて、純水の注入による回転リンスと、空気あるいは窒素ガスの吹付けによる回転水切り乾燥を適用して製作する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、電解アルカリ性水、マイクロバブル、及びブラッシングを組み合わせたことを特徴とし、それにより、各種被処理物に対して、脱脂およびパーティクル除去などの洗浄力、および、洗浄の均一性を格段に向上させることを可能にしているため、無機アルカリが微量に含有する洗浄液を製造工程の洗浄プロセスに適用することが許せる分野の各種基板、および、機械加工部品等のような一般工業部品の、低環境負荷対応の洗浄の全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の洗浄ユニットの構成を示す図である。
【図２】臨界表面張力と残留油性物質量（相対値）の相関図
【図３】テストピース作成方法
【図４】洗浄液、マイクロバブル、ブラシの組合せによる脱脂能力を説明するための図である。
【図５】本発明の洗浄装置の実施例の第１形態を説明するための図である。
【図６】本発明の洗浄装置の実施例の第２形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ 洗浄ユニット
１０１ 洗浄液
１０２ 超音波洗浄槽
１０３ マイクロバブル発生ノズル
１０４ ポンプ
１０５ 熱交換器
１０６ 恒温水循環装置
１０７ 水用流量計
１０８ 空気用流量計
１０９、１１０ ボールバルブ
１１１ ニードルバルブ
１１２、１１３ 圧力計
１１４ ブラシ
２０３ マイクロバブル発生ノズル
２０４ バッファ槽
２０５ ポンプ
２０６ 熱交換器
２０７ 恒温水循環ユニット
２０８ 水流量検知器
２０９、２１０ 圧力検知器
２１１ 空気流量検知器
２１２ 減圧検知器
２１３ 電解アルカリ性水供給ユニット
２１４ 汚れ回収ユニット
２１５ 電解アルカリ性水
４００ 枚葉式洗浄装置（その１）基本構成
４０１ 電解アルカリ性水貯槽
４０２ 洗浄槽
４０３ ロールブラシ
４０４ ローラ
５００ 枚葉式洗浄装置（その２）基本構成
５０１ 回転機構部
５０２ ワーク保持器
５０３ カップ部
５０４ ディスクブラシ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無機アルカリが微量に含有する洗浄液を、製造工程の洗浄プロセスに適用することが許せる分野の各種基板、および機械加工部品等のような一般工業部品の低環境負荷対応の、洗浄方法および洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、洗浄分野において、環境負荷を低減させることを目的としての、電解アルカリ性水、およびマイクロバブルという技術が開発されている。更には、洗浄液としての電解アルカリ性水、電解アルカリ性水製造装置、マイクロバブル発生ノズル、あるいはポンプを組み込んだマイクロバブル発生ユニットが市販されるようになってきている。これらの技術を応用した洗浄方法及び洗浄装置は、例えば次のような特許文献に開示されている。
【０００３】
特許文献１では、洗浄液としての電解アルカリ性水による洗浄（液温４０〜９０℃）、液切り、乾燥の工程の洗浄方法および構成の洗浄装置が開示されている。
【０００４】
特許文献２では、洗浄液としての電解アルカリ性水による大気遮断洗浄（液温は洗浄液のｐＨまたは乳化度変化に対応して上昇させる）、リンス、乾燥の構成の洗浄装置が開示されている。
【０００５】
特許文献３では、洗浄液としての空気バブリング電解アルカリ性水による超音波洗浄の洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【０００６】
特許文献４では、洗浄液としての電解アルカリ性水による超音波洗浄（音圧、ｐＨモニタリングにより洗浄時間、液補給を決める）の洗浄装置が開示されている。
【０００７】
特許文献５では、洗浄液としての電解アルカリ性水による超音波洗浄の洗浄技術（油分濃度による洗浄液管理）の洗浄装置が開示されている。
【０００８】
特許文献６では、洗浄液としての処理液、マイクロバブル（直径２０μｍ以下）、超音波（５〜１００ＭＨｚ）を適用した洗浄装置が開示されている。
【０００９】
特許文献７では、洗浄液としての液体、マイクロバブル（所定ガス）、超音波によるバッチ式及び枚葉式の洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【００１０】
特許文献８では、洗浄液としての常温の純水、窒素ガスマイクロバブル（３０ｐｐｍ以上）、超音波による洗浄方法および洗浄装置が開示されている。
【００１１】
特許文献９では、洗浄液としての界面制御剤添加水溶液、マイクロバブル、油水分離の構成の洗浄方法が開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１０−１９２８６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８６８３５号公報
【特許文献３】特開２００２−３２０９３４号公報
【特許文献４】特開２００５−０１３８８６号公報
【特許文献５】特開２００５−２６２１５５号公報
【特許文献６】特開２００５−０９３８７３号公報
【特許文献７】特開２００６−１７９７６５号公報
【特許文献８】特開２００６−３１０４５６号公報
【特許文献９】特開２００７−３０１５２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
公知の低環境負荷対応、マイクロバブル適用の洗浄方法および洗浄装置は、前記のように開示されており、それは、電解アルカリ性水を洗浄液とする、電解アルカリ性水と超音波を組み合わせる、マイクロバブル水を洗浄液とする、マイクロバブル水と超音波を組み合わせる、という内容であるが、本発明者らが、脱脂能力を洗浄力として評価した結果、上記いずれの場合も、十分に満足得られるものではなかった。
【００１４】
そこで、本発明は、低環境負荷で、より洗浄力の高い洗浄方法、その方法を実施するための洗浄ユニット、およびその洗浄ユニットを組み込んだ洗浄装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の洗浄方法は、洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させる工程と、マイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給しながらのブラシ処理工程と、を含むことを特徴とする。
【００１６】
また、この洗浄方法を実施するための本発明の洗浄ユニットは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽と、該洗浄槽内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズルと、被処理物をブラッシングするためのブラシと、を具備したことを特徴とする。
【００１７】
更に、本発明の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前記の洗浄ユニットを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、電解アルカリ性水、マイクロバブル、ブラシを組み合わせた洗浄方法およびその洗浄方法を組み込んだ洗浄装置にある。
【００１９】
本発明の洗浄方法によれば、各種被処理物に対しての、脱脂およびパーティクル除去などの洗浄力、および、洗浄の均一性を格段に向上させることができる。また、液温は常温（２５℃程度）と高温にする必要がなく、蒸発などによる洗浄液としての電解アルカリ性水の消耗を少なくすることができる。
【００２０】
更には、電解アルカリ性水は微量の無機物が含まれているだけであり、その主成分は水である。従って、従来のような非水系、準水系の洗浄液とは異なり、環境に対する負荷が極めて低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の洗浄方法では、まず、洗浄液として、液温を常温（２５℃程度）とした電解アルカリ性水を用いて、この電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるとともに、このマイクロバブルを発生させたマイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給しながら、被処理物にブラッシング処理を施すこととしている。
【００２２】
そして、この方法を実施するための本発明の洗浄ユニットでは、洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽を備えるともに、洗浄槽内の電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズルが備えられており、更に、被処理物にブラッシング処理を施すためのブラシを備えている。
【００２３】
また、本発明の洗浄装置では、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、前記洗浄ユニットとして、前記の洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。
【実施例１】
【００２４】
本発明の洗浄方法の実施例について説明すると、本実施例の洗浄方法では、まず、洗浄槽１０２内に電解アルカリ性水を蓄え、この電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させるとともに、このマイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給する。
【００２５】
そして次に、前記マイクロバブル電解アルカリ性水を供給された被処理物にブラッシング処理を施し、これにより、被処理物に付着している油脂やパーティクルが除去される。
【００２６】
なお、マイクロバブル電解アルカリ性水を被処理物に供給する方法としては、マイクロバブルを発生させた電解アルカリ性水を蓄えた洗浄槽に被処理物を入れる方法、あるいは、洗浄槽内のマイクロバブル電解アルカリ性水を、重力方式により、被処理物をブラッシングするエリアに注入する方法が考えられるが、いずれの方法でもよい。
【００２７】
次に、この方法を実施するための、洗浄ユニットの実施例について図１を参照して説明すると、図１は本実施例の洗浄ユニット１００の構成を示す図である。
【００２８】
そして、本実施例の洗浄ユニットは、洗浄槽１０２と、マイクロバブル発生ノズル１０３と、気体が混入しても信頼性のあるポンプ１０４と、洗浄液を温度調節するための熱交換器１０５、および恒温水循環装置１０６と、水用流量計１０７と、空気用流量計１０８と、ボールバルブ２０９、１１０とニードルバルブ１１１と、圧力計１１２、１１３と、ブラシ１１４を具備して構成されており、洗浄槽１０２内には、洗浄液１０１として、電解アルカリ性水を蓄えている。
【００２９】
洗浄液１０１はポンプ１０４により循環させるが、ボールバルブ１０９、１１０とニードルバルブ１１１およびポンプ１０４のインバータ制御により、所定の圧力、流量に調節を行う。
【００３０】
また、洗浄ユニット１００の機器構成においては、圧力計１１２の指示値は０．４ＭＰａ、圧力計１１３の指示値は０．３ＭＰａ、水用流量計１０７の指示値は１６Ｌ／分、空気用流量計１０８の指示値は０．８ＮＬ／分となる。
【００３１】
更に、液温は熱交換器１０５および恒温水循環装置１０６により、２４〜２５℃に調節する。これにより、洗浄液１０１は白濁した外観となる。
【００３２】
次に、本実施例の洗浄方法の評価結果について説明すると、本実施例の洗浄方法の評価において、脱脂能力としての洗浄力は、各種の表面張力を有する和光純薬工業製濡れ指数標準液（ＪＩＳ Ｋ６７６８）を入手し、それを綿棒でテストピース（固体表面）に塗布し、その時の濡れ性で判断する評価方法とした。
【００３３】
そして、入手した標準液は３２ｍＮ／ｍ、３４ｍＮ／ｍ、３６ｍＮ／ｍ、３７ｍＮ／ｍ、３８ｍＮ／ｍ、４２ｍＮ／ｍ、４５ｍＮ／ｍ、５０ｍＮ／ｍ、５２ｍＮ／ｍ、６２ｍＮ／ｍの表面張力のものとした。表面張力の大きい標準液が濡れる程、残留油性物質量が少ないことを意味する。
【００３４】
特開平１１−２１７５９８には、和光純薬工業製濡れ指数標準液で求めた臨界表面張力とフーリエ積分赤外線分光計（ＦＴ−ＩＲ日本電子製ＪＩＲ−ＷＩＮＳＰＥＣ５０）で測定した油性物質の量とは相関関係があることが開示されている。表面張力７２ｍＮ／ｍの水（２５℃）が濡れる固体表面の残留油性物質量を“１”とした場合の相対値で示されている。参考のため相関図を図２に示すが、臨界表面張力とは固体表面の濡れる、濡れないの境目における濡れる標準液の表面張力の値を意味する。
【００３５】
また、パーティクル除去能力としての洗浄力は、脱脂能力があれば、被処理物に付着したパーティクルを剥離させる作用や、マイクロバブルへのパーティクルの付着による被処理物への再付着防止などの作用が考えられるため、脱脂能力とパーティクル除去能力は等価と判断した。
【００３６】
テストピース作成方法について図３を参照して説明すると、まず、テストピースを準備し、綿棒でテストピースに油を塗布し、産業用ワイパー拭取りを行い、その後に加熱処理（８０℃×２時間）を行い、その後、洗浄、市水によるリンス、エアーガンによる水切りを行った後に、脱脂能力の評価を行った。そして、テストピースは、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼板（５７ｍｍ×４０ｍｍ×ｔ１．５ｍｍ）を使用し、油としては、潤滑油（新日本石油株式会社製添加物ゼロ品）、切削油（レッキス工業株式会社製ＭＩＹＡＧＡＷＡ１００ＳＷ−Ｒ）、食用胡麻油とした。
【００３７】
次に、本実施例の洗浄方法の評価のための洗浄処理シーケンスについて説明すると、本実施例における評価処理では、マイクロバブルが発生して白濁している洗浄液１０１の中に、テストピースとブラシ１１４を挿入し、手動で、所定の時間、テストピースのブラッシングを行う方式を採用した。
【００３８】
図４に、液温が２４〜２５℃における洗浄液１０１（電解アルカリ性水および市水）の脱脂能力を示す。電解アルカリ性水の臨界表面張力は４５〜５０ｍＮ／ｎ程度、残留油性物質量（相対値）は２以下と、十分に満足できる。
【００３９】
市水の場合は、臨界表面張力３６〜３７ｍＮ／ｍ程度、残留油性物質量（相対値）３０以下と、ある程度の洗浄力はあるが、電解アルカリ性水よりは劣る。このように、洗浄液１０１としての電解アルカリ性水、マイクロバブル発生ノズル１０３、ブラシ１１４を組み合わせた洗浄方法は、１０秒程度の短時間処理でも、十分に洗浄力を発揮できる。
【実施例２】
【００４０】
（第１の形態）
本発明の洗浄装置の実施例の第１の形態について図５を参照して説明すると、本形態の洗浄装置は、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前述した洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。即ち、電解アルカリ性水を洗浄水として用いるとともに、マイクロバブル、ブラッシングを組み合わせた洗浄方法を実施するための洗浄ユニットを組み込んだ洗浄装置としている。
【００４１】
そして、本形態では、ワークを水平あるいは傾斜の姿勢でローラ搬送しながら、洗浄処理を行なう枚葉式洗浄装置であり、各種材質の角形基板などの低環境負荷洗浄処理に最適である。
【００４２】
基本構成４００は、ローダ４００−１、洗浄ユニット４００−２、リンスユニット４００−３、乾燥ユニット４００−４、アンローダ４００−５、ローラ搬送機構４００−６である。そして、本発明の洗浄ユニットは洗浄ユニット４００−２に組み込まれる。
【００４３】
リンスユニット４００−３は、純水によるスプレー、シャワー等の既存の技術を、単独あるいは組み合わせた内容で製作する。
【００４４】
乾燥ユニット４００−４は、既存の技術であるエアナイフ方式等で製作する。
【００４５】
洗浄ユニット４００−２は、ブラシ４０３およびワーク搬送の為のローラ４０４を内部に具備してなる洗浄槽４０２と、マイクロバブル発生ノズル２０３、白濁した電解アルカリ性水２１５の供給ラインおよびオーバーフローラインを具備してなる電解アルカリ性水貯槽４０１と、電解アルカリ性水２１５の循環及びこれに空気を含有させる為のポンプ２０５と、電解アルカリ性水２１５を常温に温度調節する熱交換器２０６及び恒温水循環ユニット２０７と、循環系を最適に成立させる為のバッファ槽２０４と、これに流入してくる、洗浄槽４０２からの汚れ（油分、パーティクル等）を除去する為の、汚れ回収ユニット２１４と、電解アルカリ性水供給ユニット２１３の構成で製作する。
【００４６】
尚、この供給ユニットに替えて、電解アルカリ性水製造装置を配置してもかまわない。また、マイクロバブル発生ノズル２０３は、種類により循環系を最適な流量、圧力に調節する必要がある。その為に、水流量検知器２０８、圧力検知器２０９、２１０、空気流量検知器２１１、減圧検知器２１２を具備する。
【００４７】
ここで、重要なことは、白濁した電解アルカリ性水２１５の移送に、ポンプなどの機械的手段を用いてはならないことである。もし、この手段で移送すれば、白濁した電解アルカリ性水２１５は、半透明の概観となり、マイクロバブルの圧壊が進行する。この現象は圧壊エネルギーの洗浄への効用を考慮すれば、極めて好ましくない。
【００４８】
この対応策は、図５に示したように、電解アルカリ性水貯槽４０１と洗浄槽４０２の、高さ方向の位置関係を、電解アルカリ性水貯槽４０１の方が上となるように配置して、白濁した電解アルカリ性水２１５を、重力でブラシ４０３の近傍のワーク表面に供給することにある。
【００４９】
（第２の形態）
本発明の洗浄装置の実施例の第２の形態について図６を参照して説明すると、本形態の洗浄装置も、前述の第１の形態と同様に、被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、洗浄ユニットとして、前述した洗浄ユニットを用いたことを特徴としている。
【００５０】
そして、第２の形態は、ワークに回転を与えて、洗浄処理を行なう枚葉式洗浄装置であり、製造工程において、無機アルカリが微量に含有している洗浄液が許せる分野の丸形基板等の低環境負荷洗浄処理に最適である。
【００５１】
基本構成５００は、ローダ５００−１、洗浄ユニット５００−２、リンス・乾燥ユニット５００−３、アンローダ５００−４、ロボット搬送機構５００−５である。本発明の洗浄ユニットは、洗浄ユニット５００−２に組み込まれるが、その内容は第３の形態と同一である。
【００５２】
なお、洗浄ユニット５００−２は、既存の技術である、回転機構部５０１、ワーク保持器５０２、カップ５０３、ブラシ５０４、及び図示はしていないが、ワーク移載の為のカップ５０３、あるいは回転機構部５０１の昇降機構の内容で製作する。
【００５３】
また、リンス・乾燥ユニット５００−３は、基本的には洗浄ユニット５００−２と同一であるが、ブラシ５０４は不要であり、電解アルカリ性水２１５の供給に替えて、純水の注入による回転リンスと、空気あるいは窒素ガスの吹付けによる回転水切り乾燥を適用して製作する。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、電解アルカリ性水、マイクロバブル、及びブラッシングを組み合わせたことを特徴とし、それにより、各種被処理物に対して、脱脂およびパーティクル除去などの洗浄力、および、洗浄の均一性を格段に向上させることを可能にしているため、無機アルカリが微量に含有する洗浄液を製造工程の洗浄プロセスに適用することが許せる分野の各種基板、および、機械加工部品等のような一般工業部品の、低環境負荷対応の洗浄の全般に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の洗浄ユニットの構成を示す図である。
【図２】臨界表面張力と残留油性物質量（相対値）の相関図
【図３】テストピース作成方法
【図４】洗浄液、マイクロバブル、ブラシの組合せによる脱脂能力を説明するための図である。
【図５】本発明の洗浄装置の実施例の第１形態を説明するための図である。
【図６】本発明の洗浄装置の実施例の第２形態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５６】
１００ 洗浄ユニット
１０１ 洗浄液
１０２ 超音波洗浄槽
１０３ マイクロバブル発生ノズル
１０４ ポンプ
１０５ 熱交換器
１０６ 恒温水循環装置
１０７ 水用流量計
１０８ 空気用流量計
１０９、１１０ ボールバルブ
１１１ ニードルバルブ
１１２、１１３ 圧力計
１１４ ブラシ
２０３ マイクロバブル発生ノズル
２０４ バッファ槽
２０５ ポンプ
２０６ 熱交換器
２０７ 恒温水循環ユニット
２０８ 水流量検知器
２０９、２１０ 圧力検知器
２１１ 空気流量検知器
２１２ 減圧検知器
２１３ 電解アルカリ性水供給ユニット
２１４ 汚れ回収ユニット
２１５ 電解アルカリ性水
４００ 枚葉式洗浄装置（その１）基本構成
４０１ 電解アルカリ性水貯槽
４０２ 洗浄槽
４０３ ロールブラシ
４０４ ローラ
５００ 枚葉式洗浄装置（その２）基本構成
５０１ 回転機構部
５０２ ワーク保持器
５０３ カップ部
５０４ ディスクブラシ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させ、その液を被処理部物に供給しながらブラシ処理することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記マイクロバブル液を、重力方式により被処理物に供給することを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
洗浄液としての電解アルカリ性水の液温は常温（２５℃程度）とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の洗浄方法を実施するための洗浄ユニットであって、
洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽（１０２）と、
該洗浄槽（１０２）内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズル（１０３）と、
被処理物をブラッシング処理するためのブラシと、を具備したことを特徴とする洗浄ユニット。
【請求項５】
被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、前記洗浄ユニットとして、請求項４に記載の洗浄ユニットを用いたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項１】
洗浄液としての電解アルカリ性水にマイクロバブルを発生させ、その液を被処理部物に供給しながらブラシ処理することを特徴とする洗浄方法。
【請求項２】
前記マイクロバブル液を、重力方式により被処理物に供給することを特徴とする請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
洗浄液としての電解アルカリ性水の液温は常温（２５℃程度）とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の洗浄方法を実施するための洗浄ユニットであって、
洗浄液としての電解アルカリ性水を内部に蓄えるための洗浄槽（１０２）と、
該洗浄槽（１０２）内にマイクロバブルを発生させるためのマイクロバブル発生ノズル（１０３）と、
被処理物をブラッシング処理するためのブラシと、を具備したことを特徴とする洗浄ユニット。
【請求項５】
被洗浄物を洗浄するための洗浄ユニットと、被洗浄液に付着した洗浄液を除去するためのリンスユニットと、被処理物を水切り乾燥する乾燥ユニットを具備した洗浄装置において、前記洗浄ユニットとして、請求項４に記載の洗浄ユニットを用いたことを特徴とする洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１３７１３５（Ｐ２０１０−１３７１３５Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１３９４４（Ｐ２００８−３１３９４４）
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（３９２０１４９３３）株式会社ラスコ (16)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（３９２０１４９３３）株式会社ラスコ (16)
【Ｆターム（参考）】
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