電解洗浄装置及び電解洗浄方法
【課題】本発明は、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる電解洗浄装置及び電解洗浄方法を提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法は、陽極１０と洗浄対象物Ｍを保持する陰極２０とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極１０及び陰極２０間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置１及び電解洗浄方法であって、前記陽極１０は、陰極２０に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部１１，１１を備え、前記複数の陽極部１１，１１のうち一部の陽極部１１Ａにおける前記陰極２０との通電量が、他の陽極部１１Ｂにおける前記陰極２０との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御する。
【解決手段】本発明に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法は、陽極１０と洗浄対象物Ｍを保持する陰極２０とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極１０及び陰極２０間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置１及び電解洗浄方法であって、前記陽極１０は、陰極２０に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部１１，１１を備え、前記複数の陽極部１１，１１のうち一部の陽極部１１Ａにおける前記陰極２０との通電量が、他の陽極部１１Ｂにおける前記陰極２０との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解洗浄装置及び電解洗浄方法に関し、より詳しくは、Ｆｅや鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｔｉ、希金属類を材質とする精密金型等の金属部品を腐食又は溶解させることなく、樹脂、ガラス、ゴム、研磨剤、スマット等の付着汚れや、錆、酸化皮膜等の金属酸化物、変色等の汚れを好適に除去することのできる電解洗浄装置及び電解洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いて高温・高圧下で樹脂成形を繰り返すと、金型に樹脂や添加剤が熱分解して発生したガスが焼きついたり、焼けただれた樹脂が付着したりし、場合によっては腐食性物質を含む酸化皮膜が形成されることがある。これを適切な方法でメンテナンスせずに放置すると、金型が腐食して破損してしまうこともある。従来、これらの汚れが付着した金型等の金属部品は、手作業で磨いて取り除くといった方法や超音波洗浄によりメンテナンスされることが多かった。しかし、これらの方法は、作業が面倒であり、しかも、結合力の強い汚れは充分に除去することが出来なかった。
【０００３】
そこで、このような結合力の強い汚れをも効果的に除去することのできる洗浄方法として、電解を利用した洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００４】
電解洗浄は、電解洗浄液を電解したときに発生するガスによって汚れを押し上げて剥離することが基本原理となっている。また、一般的に、電解洗浄液にはキレート剤等の添加剤が加えられており、これら添加剤が電解洗浄液中に溶解した金属イオンを配位して封鎖することで、金属イオンが洗浄対象物に焼けや変色等の損傷を与えるのを防止している。
【０００５】
ところが、これら添加剤は、電解反応によって徐々に分解・消耗されていくものであり、一定量以上洗浄液成分が分解・消耗すると、上述したような金属イオンを封鎖する機能が急速に失われ、洗浄対象物に損傷が生じるようになる。従って、使用前の状態からこの状態になるまでの期間が電解洗浄液の寿命となる。なお、電解洗浄液の寿命と通電量は、ファラデーの電気分解の法則に従い、反比例の関係にあることが知られている（例えば、非特許文献１）。即ち、通電量を増やせば寿命は短くなり、逆に通電量を減らせば寿命は長くなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２８８５３号公報
【特許文献２】特開平７−２１４５７０号公報
【特許文献３】特開平９−１６４５３３号公報
【非特許文献１】「プラスチックス」 日本プラスチックス工業連盟、５８巻（２００７年１２月号）、p５５−５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、現在まで、洗浄効果と通電量とは比例関係にあると考えられてきた。従って、洗浄効果を高めるために、通電量を増加させる方法が採られ、その結果寿命が短くなることを余儀なくされていた。
【０００８】
しかしながら、電解洗浄液は、一般に高価である上にランニングコストに占める割合が高いため、寿命が短いとランニングコストが高くなってしまうという問題がある。また、使用済みの電解洗浄液を頻繁に廃棄しなければないことは、廃液量が増えることによって環境負荷を増大させるため好ましくない。さらに、交換頻度が高いと、電解洗浄全体の作業効率が低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる電解洗浄装置及び電解洗浄方法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】
【００１０】
本発明に係る電解洗浄装置は、陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置であって、前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電解洗浄方法は、陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄方法であって、前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御することを特徴とする。
【００１２】
上記構成からなる電解洗浄装置及び電解洗浄方法によれば、陽極及び陰極間に常時一様に通電する従来の電解洗浄装置及び電解洗浄方法の場合と同程度の洗浄効果を維持できつつも、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。或いは、同じ量の電解洗浄液を用いて、より多くの洗浄対象を洗浄することができる。かかる効果が発揮される理由の一つとしては、特定の陽極部と陰極との通電量が常時変化することで、陰極に保持された洗浄対象物における気体の発生状態が常時変化するため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対して効果的に加えることができることが考えられる。また、複数の陽極部は異なる位置に位置するため、最も通電量の多い陽極部が時間によって変化すると、洗浄作用が加えられる方向が時間的に変動することとなり、洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対して効果的に加えることができることも理由の一つとして考えられる。しかも、電解洗浄液の寿命は通電量に反比例することから、陽極及び陰極間に常時一様に通電する（すなわち配置された全ての陽極部に対して常時一定に通電する）従来の電解洗浄に比べて通電量を抑えることができ、その分電解洗浄液の寿命を長くできる。
【００１３】
また、上記構成においては、前記通電量は、前記各陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御される構成が好ましい。
【００１４】
このようにすれば、通電量の制御を電圧の制御によって行うことができるため、通電量の制御が容易となる。
【００１５】
また、上記構成においては、前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧がそれ以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部とは別の陽極部及び陰極間に印加される電圧が該別の陽極部以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成されることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、一部の陽極部及び陰極間と別の陽極部及び陰極間にそれぞれ異なるタイミングで高い電圧が印加されるため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対してより効果的に加えることができる。
【００１７】
具体的には、前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、一方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成されることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、常時、各陽極部及び陰極間のうちのいずれかにしか電圧が印加されない状態となるため、単位時間当たりの通電量を好適に減少させることができる。
【００１９】
また、前記各陽極部及び陰極間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される構成が好ましい。
【００２０】
また、その電解洗浄方法としては、前記各陽極部及び陰極間に、所定時間毎に一定の大きさの電圧を交互に印加する構成が好ましい。
【００２１】
このようにすれば、各陽極部及び陰極間の総通電量が同じになるため、洗浄対象物を全体的に均一に電解洗浄することができる。
【００２２】
また、前記陽極は、Ｆｅ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金を用いて形成される構成が好ましい。
【００２３】
或いは、前記陽極は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成される構成であってもよい。
【００２４】
また、前記電解洗浄装置は、前記電解洗浄液を超音波振動させる超音波発生器を備える構成が好ましい。
【００２５】
このようにすれば、電解洗浄液が超音波振動することにより洗浄対象物に付着した汚れの剥離を促進することができる。
【００２６】
また、前記電解洗浄液は、電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有し、界面活性剤として、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有する構成が好ましい。
【００２７】
また、上記電解洗浄方法においては、電解洗浄中に前記電解洗浄液中に補充液を補充することを含み、該補充液は、電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有する構成が好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。従って、長時間に亘って電解洗浄液を使用することが可能であるので、ランニングコストを低減でき、また、廃液の発生頻度を少なくして環境への負荷をも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００３０】
第一実施形態に係る電解洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、陽極１０と洗浄対象物Ｍを保持する陰極２０とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極１０及び陰極２０間に電流を流して洗浄対象物Ｍを電解洗浄するものである。以下では、まず、電解洗浄装置１自体の構成について概略的な説明を行う。前記電解洗浄装置１は、前記陽極１０及び陰極２０の他、筐体２と、該筐体２の上部に配置され、電解洗浄液を収容する洗浄槽３と、電極（陽極１０及び陰極２０）に給電する電源４を筐体２の内部に備える。
【００３１】
前記陽極１０は、後述する金属の放電部分１２ａが洗浄槽３の内部に位置するように設けられ、電解洗浄の際には前記放電部分１２ａが電解洗浄液に浸漬される。具体的には、図２に示すように、前記陽極１０は、洗浄槽３の上端の開口部から吊り下げられる。また、陽極１０は、異なる電圧を別々に印加可能な複数（例えば、二つ）の陽極部１１，１１を備える。これによって、前記陽極１０は、陰極２０に対して異なる通電量で通電可能となる。（なお、以下では、二つの陽極部１１を区別して記載する必要がある場合には、陽極部１１Ａ，１１Ｂといったように、Ａ，Ｂの添え字を付けて記載することとする。）
【００３２】
各陽極部１１は、前記放電部分１２ａが水平面に沿う平面上に位置するように配置され、具体的には、前記放電部分１２ａを有する陽極体１２と、該陽極体１２を支持する支持体１３とを備えて構成される。また、前記陽極部１１は、図３（Ａ）にも示されるような部材であり、陽極体１２を複数（例えば、４〜１０個）有する。陽極体１２としては、円形状の平面部分を有する円盤状金属（直径３６ｍｍ）が用いられる。なお、陽極体１２は、二つ一組で設けられる。また、陽極体１２は、図３（ｂ）に示すように、前記放電部分１２ａを除き、電解洗浄液と接触する部分は外面を樹脂等の絶縁体１２ｂによって被覆される。
【００３３】
前記陽極体１２は、支持体１３に対する高さ位置を調整可能に構成され、任意の高さ方向位置で固定される。また、陽極体１２は、金属の放電部分１２ａと洗浄対象物Ｍの上端面との間隔が２０〜５０ｍｍとなるように配置され、特に、３０ｍｍが好ましい。このようにすると、洗浄対象物Ｍに焼けや変色等の損傷を発生されることなく、好適に電解洗浄を行うことができる。
【００３４】
また、前記陽極１０の陽極体１２は、前記陰極２０のうち洗浄対象物Ｍが載置される部分を、従来の電解洗浄装置（例えば、図５，図７参照）に比べて広い範囲に亘って覆うように配置される。具体的には、前記陽極体１２は、図１に示すように、前記陰極２０の面積に対して若干狭い領域を少なくとも覆うように設けられる。即ち、陽極体１２が被洗浄面を全体的に覆うように配置される。例えば、複数の陽極体１２，１２…によって画定される陽極１０の仮想的な外形線Ｌ１と、洗浄対象物Ｍが載置される部分によって画定される陰極２０の外形線Ｌ２とを二次元的に重ね合わせた状態（上面視）において、前記二つの外形線の間にできる隙間の領域Ｓは、陽極体１２を配置することができない程度の大きさに設定される。即ち、前記隙間の領域Ｓの幅は、前記陽極体１２以下の大きさに形成される。
【００３５】
なお、前記陽極１０（即ち、陽極体１２）は、Ｆｅを用いて形成される。Ｆｅは、安価なため、電解洗浄装置１のコストダウンを図ることができる。ただし、電解洗浄液中に金属イオンが蓄積すると、酸化物などに変化して洗浄対象物Ｍに吸着する可能性が高まるため、これを防止する観点からは、陽極１０（即ち、陽極体１２）は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ等のイオン化傾向が小さい白金族金属、若しくはこれらの合金を用いて形成することが好ましい。さらに、前記陽極体１２は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成したものであってもよい。このようにすれば、高価な白金族金属の使用量を少なくすることができるため、経済的である。
【００３６】
前記陰極２０は、図２に示すように、洗浄対象物Ｍと電気的に接続した状態で該洗浄対象物Ｍを支持する支持部材２１と、該支持部材２１を吊り下げる吊下部材２２とを備えて構成される。また、前記支持部材２１は、洗浄対象物Ｍと接触するように構成される金属の導電部分２１ａを有する。具体的には、支持部材２１は、ステンレス等の金属製のトレイとして設けられる。ただし、陰極としては、上述のものに限定されず、ステンレス等の金属製のかごとして設けられるものであってもよい。また、前記支持部材２１には、該支持部材２１の両面間を連通する空間部が形成される。このようにすれば、電解洗浄液が前記支持部材２１に形成された空間部を流通することができるため、洗浄対象物Ｍとの隙間に電解によって分解した洗浄液が蓄積することなく、常に新鮮な洗浄液を供給することができるため、分解した洗浄液成分が洗浄対象物に焼き付いたりするような問題を引き起こすことなく好適に洗浄することができる。具体的には、前記支持部材２１は、複数のパンチ孔が形成されたいわゆるパンチングメタルを用いて形成される。なお、前記支持部材２１は、開口上端部を樹脂等の絶縁体２１ｂによって縁取りされている。また、また、吊下部材２２は、支持部材２１との接続部分２２ａ及び電源４との接続部分２２ｂを除き、樹脂等の絶縁体２２ｃによって被覆されている。
【００３７】
前記電解洗浄装置１には、電解洗浄以外にも前記電解洗浄液を超音波振動させて洗浄対象物の超音波洗浄を行うための超音波発生器（図示しない）が備えられている。該超音波発生器は、前記洗浄槽３の下部に設けられる。超音波洗浄は、電解洗浄と同時に又は交互に行うことができるが、電解洗浄と同時に行われるのが好ましい。
【００３８】
このようにすれば、電解洗浄液が超音波振動することにより洗浄対象物Ｍに付着した汚れの剥離を促進することができる。具体的には、超音波振動によってキャビテーションが発生し、これによって汚れの剥離が促進されるとともに、電解反応が活性化される。従って、陽極体１２と対面していない箇所や、凹んだ部分に対しても洗浄効果を高く発揮することができる。
【００３９】
また、前記電解洗浄装置１は、前記電解洗浄液を加熱する加熱装置（図示しない）を備える構成が好ましい。なお、電解洗浄を行う液温は、２０〜７０℃が好ましく、この場合には、洗浄対象物Ｍが焼けや変色を生じることなく好適に洗浄を実施することができる。さらに、液温が５０〜６０℃の場合には、金属酸化皮膜、錆、樹脂付着物、ガス焼けなどの比較的結合の強い金型汚れに対しても、洗浄対象物Ｍに損傷を与えることなく短時間で最も効率よく洗浄することができる。
【００４０】
また、前記電解洗浄装置１は、電解洗浄液を洗浄槽３から排出し、夾雑物を除去し、再度洗浄槽３内に投入する循環機構（図示しない）を備える。ここで、循環機構について具体的に説明する。前記洗浄槽３は、底部分から電解洗浄液が供給されるように構成されており、洗浄槽３が満杯となると、所定の高さ位置に設けられた排出部から電解洗浄液がオーバーフローするようになっている。電解洗浄の際には、洗浄対象物Ｍから剥離した付着物などの夾雑物や泡が発生するものであるが、電解洗浄液をオーバーフローさせることで、これら夾雑物や泡も電解洗浄液とともに洗浄槽３から排出される。排出された電解洗浄液は、例えばフィルターによる濾過等の周知の方法によって浄化処理され、浄化された電解洗浄液は再度前記洗浄槽３に供給される。
【００４１】
なお、前記電解洗浄装置１によって洗浄される洗浄対象物Ｍは、例えば、フラットパネルディスプレイの導光板やシート状光学レンズ、携帯電話の超小型精密なカメラレンズ、車両用リフレクター等を射出成型する金型である。
【００４２】
電解洗浄液としては、電解質と、キレート剤と、界面活性剤とを含有するものが用いられる。電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有するものが好ましい。キレート剤としては、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤を含有するもの、及び、グルコン酸塩が好ましい。界面活性剤としては、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有するものが好ましく、特に、両性界面活性剤が好ましい。また、電解洗浄液は、ｐＨが８〜１４のアルカリ性水溶液であり、この範囲では、ｐＨ値が高いほど洗浄効果が高くなる。また、このｐＨ範囲で洗浄を行えば、Ｆｅや鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｔｉ、希金属類を材質とする洗浄対象物の腐食は無視できる。
【００４３】
上記電解洗浄液において、キレート剤は、電解洗浄液中に溶解した金属イオンを配位して封鎖するため、金属イオンに由来する洗浄対象物の変色を好適に防止することができる。また、界面活性剤は、電解洗浄液の表面張力を小さくするため、汚れの隙間に対する浸透性を高めて洗浄効果を高めることができる。また、界面活性剤によって電解洗浄液の液面に泡が発生するため、電解洗浄によって発生した気体が液面で弾けるときに発生するアルカリ性のミストが飛散するのを好適に防止することができる。
【００４４】
さらに、長時間に亘って電解洗浄を行うと、電解洗浄液の蒸発や水の電気分解によって液量が減少するため、電解洗浄開始時の液量を維持すべく、補充液を適宜補充する。補充液は、水であってもよいが、電解質とキレート剤とグルコン酸塩とを含有するものが好ましく、界面活性剤を含有するものがさらに好ましい。なお、上述の電解洗浄液と同様に、電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有するものが好ましい。キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤を含有するものが好ましい。界面活性剤としては、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有するものが好ましく、特に、両性界面活性剤が好ましい。
【００４５】
次に、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法の特徴的部分である電圧（通電量）の制御について説明する。
【００４６】
前記電解洗浄装置１は、図４に示すように、前記複数の陽極部１１，１１のうち一部の陽極部１１Ａにおける前記陰極２０との通電量が、他の陽極部１１Ｂにおける前記陰極２０との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成される。
【００４７】
具体的には、前記通電量は、前記陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御される。即ち、前記電解洗浄装置１は、前記複数の陽極部１１，１１及び陰極２０間の電圧のうち一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間の電圧が他の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間の電圧に比べて高い状態と低い状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成される。
【００４８】
また、前記電解洗浄装置１は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧がそれ以外の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部１１Ａとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧が該別の陽極部１１Ｂ以外の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成される。なお、印加される電圧が約２Ｖ（いわゆる過電圧）を下回ると電流が流れなくなり電解ガスを発生させることができない状態となるため、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧が他の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧に比べて高い状態とする際には、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧は少なくとも過電圧以上の電圧とされる。
【００４９】
また、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成される。具体的には、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されず、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加される間、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間には電圧が印加されない。
【００５０】
また、前記各陽極部１１及び陰極２０間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される。例えば、各陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間に対して３０秒周期で（即ち、１５秒毎に）５Ｖの直流電圧を交互に印加する。
【実施例１】
【００５１】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例のみの記載に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において適宜変更することができる。まず、以下の実施例１，２及び比較例１，２において、電解洗浄液の寿命を検証した。
【００５２】
＜実施例１＞
実施例１では、図１及び図２に示す電解洗浄装置１を使用した。陽極１０は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な陽極部１１を二つ備え、各陽極部１１は、それぞれ円盤状の陽極体１２（直径３６ｍｍ）を４個備える。また、陰極２０は、複数の小孔が形成されたステンレス製のトレイを支持部材２１として用いた。また、洗浄対象物Ｍとしては、金型や金属部品の素材に利用される鋼材（幅３０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を用いた。なお、測定には洗浄対象物Ｍを一つ用いた。そして、上記洗浄対象物Ｍを前記支持部材２１上に並べてセットした。前記陽極１０は、金属の放電部分と洗浄対象物Ｍの上端面との間隔が３０ｍｍとなるように配置した。
【００５３】
電解洗浄液としては、４．５重量％水酸化ナトリウム、５重量％エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム、２重量％グルコン酸ナトリウム、及び微量（例えば、１重量％以下）の両性界面活性剤を含むアルカリ性水溶液からなる電解洗浄液（ｐＨ１３．６）を用いた。なお、電解洗浄装置１の洗浄槽３は１０Ｌの容量を有するものであり、この電解洗浄液を前記洗浄槽３に９Ｌ投入した。
【００５４】
なお、電解洗浄中に電解洗浄液が減少するため、補充液として水を適宜補充した。測定が終了するまでに補充した補充液の量は約２２００ｍＬであった。
【００５５】
そして、前記陽極に対して３０秒周期で（即ち、１５秒毎に）５Ｖの直流電圧を交互に印加して電解洗浄を行った（電流３０〜４５Ａ／平方デシメートル）。また、電解洗浄と同時に４０ｋＨｚの超音波を照射した。なお、液温は４５〜６０℃に維持した。
【００５６】
そして、１時間ごとに、洗浄対象物Ｍに損傷（具体的には、焼けや変色）が発生しているか否かの検証を行い、洗浄対象物Ｍに損傷が確認されるまでの時間を測定した。検証としては、洗浄対象物Ｍを電解洗浄装置から取り出し、流水で水洗して電解洗浄液を取り除いた後、アルゴンガスを吹き付けて乾燥させ、照明等のある明るい環境下で肉眼及び光学顕微鏡を用いて損傷（具体的には、焼けや変色）の有無を調べる作業を行った。その結果、４３時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５７】
＜比較例１＞
比較例１は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。比較例１では、図５に示すような、陽極６０が一つの陽極部６１で構成され、該陽極部６１は、陽極体６２を６個有する電解洗浄装置５１を用いた。なお、比較例１に係る電解洗浄装置５１のうち、実施例１に係る電解洗浄装置１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。そして、印加する電圧を変化させることなく、５Ｖの直流電圧を常時印加した。測定が終了するまでに補充した補充液（水）の量は、約１５００ｍＬであった。その結果、２９時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５８】
＜実施例２＞
実施例２は、補充液を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。実施例２では、補充液として、２．５％水酸化ナトリウム、１％エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム（ＥＤＴＡ‐４Ｎａ）、１重量％以下の微量の両性界面活性剤を含むアルカリ性水溶液（ｐＨ１３．６）を用いた。また、測定が終了するまでに補充した補充液の量は約５０００ｍＬであった。その結果、５７時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５９】
＜比較例２＞
比較例２は、陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例２と同様である。比較例２では、図１に示すような陽極１０に対して各陽極部１１，１１及び陰極２０間に印加する電圧を変化させることなく、８個の陽極体１２の全てに対して５Ｖの直流電圧を常時印加した。測定が終了するまでに補充した補充液（アルカリ性水溶液）の量は約１５００ｍＬであった。その結果、１６時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記測定の結果、電解洗浄液の寿命は、実施例１，２の方が比較例１，２に比べて長いことが確認された。
【００６２】
次に、以下の実施例３，４及び比較例３，４において、電解洗浄の効果を検証した。
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３では、洗浄対象物Ｍとして、上記各例と同様の材質及び寸法を有し、表面に赤錆が発生した鋼材を用いた。かかる洗浄対象物Ｍは、鋼材をエタノールで脱脂した後、塩水を噴霧して、室温で５日間放置することで作製した。
【００６４】
電解洗浄装置１としては、実施例１で用いたものと同様な構成のものを用いた。また、液温が５５〜６０℃である点を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。
【００６５】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００６６】
＜比較例３＞
比較例３は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。また、比較例３では、比較例１で用いたものと同様の図５に示す構成の陽極６０を用いた。
【００６７】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００６８】
＜実施例４＞
実施例４は、洗浄対象物Ｍを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。実施例４では、洗浄対象物Ｍとして、上記各例と同様の材質及び寸法を有し、表面に酸化皮膜が形成された鋼材を用いた。かかる洗浄対象物Ｍは、鋼材を空気中において電熱器で加熱することによって作製され、具体的には、表面の状態が本来の金属色から褐色に変化し、さらに褐色から紫色に変化し始めるまで加熱した後（１０分程度）に放冷することにより、褐色と紫色が混在した酸化皮膜が表面に形成された洗浄対象物Ｍを作製した。
【００６９】
かかる洗浄対象物Ｍを用いて測定を行った結果、５分経過時の検証では酸化皮膜が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００７０】
＜比較例４＞
比較例４は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例４と同様である。また、比較例４では、比較例１で用いたものと同様の図５に示す構成の陽極６０を用いた。
【００７１】
かかる洗浄対象物Ｍを用いて測定を行った結果、５分経過時の検証では酸化皮膜が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】
＜実施例５＞
実施例５は、陽極の構成と洗浄対象物Ｍの個数を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。実施例５では、図６に示すような、陽極１０が異なる陽極部１１を二つ備え、各陽極部１１は、それぞれ円盤状の陽極体１２を１０個有するものを用いた。また、測定には洗浄対象物Ｍを６個用いた。
【００７４】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が全ての洗浄対象物Ｍにおいて一部残存していたが、１０分経過時の検証では全ての洗浄対象物Ｍにおいて消滅したことが確認された。これらを表３に示す。
【００７５】
＜比較例５＞
比較例５は、陽極の構成及び配置と洗浄対象物の個数を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例５と同様である。比較例５では、図７に示すような、陽極６０が一つの陽極部６１で構成され、該陽極部６１は、それぞれ陽極体６２（直径５０ｍｍ）を８個有するものを用いた。また、中央の二つの洗浄対象物Ｍは陽極と対向する配置であったが、左右の４個の洗浄対象物Ｍは、陽極と対向しない配置となった。
【００７６】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時及び１０分経過時の検証において、電極を挟んで左右に配置された洗浄対象物Ｍにおいて、一部赤錆が残存していることが確認された。これらを表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
実施例３，４と比較例３，４とを比較すると、実施例３，４においては、特定の陽極に電圧が常時印加されるものではなかったにもかかわらず、電圧が常時印加されるものである比較例３，４と洗浄効果が同程度であることが確認された。このことから、上述のように印加される電圧を制御した場合には、少ない通電量で同等の洗浄効果を奏することが確認された。
【００７９】
また、実施例１，２における比較及び実施例３，４における比較を考慮すると、本実施例に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、従来と同程度の洗浄効果を奏しつつも寿命を長く維持できることが確認できた。
【００８０】
また、実施例５と比較例５との比較から、陽極１０及び陰極２０によって挟まれる領域に配置された洗浄対象物Ｍは電解洗浄を好適に行うことができるが、陰極と対向した位置に陽極が存在しない領域に配置された洗浄対象物Ｍは電解洗浄を十分に行うことができないことが確認された。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。従って、長時間に亘って電解洗浄液を使用することが可能であるので、ランニングコストを低減でき、また、廃液の発生頻度を少なくして環境への負荷をも低減することができる。
【００８２】
即ち、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、陽極及び陰極間に常時一様に通電する従来の電解洗浄装置及び電解洗浄方法の場合と同程度の洗浄効果を維持できつつも、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。かかる効果が発揮される理由の一つとしては、特定の陽極部１１と陰極２０との通電量が常時変化することで、陰極２０に保持された洗浄対象物Ｍにおける気体の発生状態が常時変化するため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対して効果的に加えることができるということが考えられる。また、複数の陽極部１１は異なる位置に位置するため、最も通電量の多い陽極部１１が時間によって変化すると、洗浄作用が加えられる方向が時間的に変動することとなり、洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対して効果的に加えることができることも理由の一つとして考えられる。
【００８３】
さらに、通電量が多い状態から少ない状態に変化すると気体の発生が抑制される。ここで、電解洗浄液は、前記循環手段による流れや、超音波振動による振動や、温度差によって発生する対流や、気体の上昇によって発生する対流等によって、常時撹拌される状態となっている。従って、気体の発生が抑制されている間に電解洗浄液の撹拌によって洗浄対象物Ｍの表面から気体が除去されるため、洗浄対象物Ｍの表面に電解洗浄液を好適に供給することができ、電解洗浄効果がさらに高まる。
【００８４】
しかも、常時一定の電圧を印加する場合に比べて通電量を抑えることができ、その分電解洗浄液の寿命を長くできる。また、通電量が減少することにより、陽極１０からの発熱量が小さくなることで電解洗浄液の急速な温度上昇を抑えることができる。従って、電解洗浄液の温度制御を容易に行うことができるとともに、電解洗浄液に添加されている界面活性剤による泡が過剰に発生することも好適に防止することができる。
【００８５】
また、前記通電量は、前記陽極部１１及び陰極２０間に印加する電圧によって制御されるため、通電量の制御を電圧の制御によって行うことができるため、通電量の制御が容易となる。
【００８６】
また、前記電解洗浄装置１は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧がそれ以外の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部１１Ａとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧が該別の陽極部１１Ｂ以外の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成される。従って、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間と別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に対してそれぞれ異なるタイミングで高い電圧が印加されるため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対してより効果的に加えることができる。
【００８７】
また、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成される。従って、常時、各陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間のうちのいずれかにしか電圧が印加されない状態となるため、通電量を好適に減少させることができる。
【００８８】
また、前記各陽極部１１及び陰極２０間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される。従って、各陽極部１１及び陰極２０間の総通電量が同じになるため、洗浄対象物Ｍを全体的に均一に電解洗浄することができる。
【００８９】
さらに、上記実施形態に係る電解洗浄装置１は、二つの陽極部１１，１１及び陰極２０間に交互に電圧が印加され、いずれか一方の陽極部１１及び陰極２０間に電圧が印加される間は他方の陽極部１１及び陰極２０間には電圧が印加されないものである。従って、陽極１０全体としての単位時間当たりの通電面積が電極面積に比べて小さくなるように制御できるため、電極面積を多く確保することができる。即ち、陽極体１２を従来よりも多く設けることができるため、陽極体１２を局所的にではなく分散させて配置することも可能となる。従って、前記洗浄槽３の深さ方向に沿う断面の領域を満遍なく網羅することができ、比較的大きな洗浄対象物Ｍに対しても、ムラなく均一に電解洗浄を行うことができる。また、複数の洗浄対象物Ｍを同時に洗浄する場合にも、洗浄対象物ごとのムラなく均一に電解洗浄を行なうことができる。
【００９０】
なお、従来は、前記洗浄槽３の深さ方向に沿う断面の領域を満遍なく網羅するように多数の陽極体１２を配置すると、その分電極面積が増加してしまい、通電量が過大となるため、電解洗浄液の寿命を縮めるだけでなく、洗浄対象物Ｍに過大な電流が局所的に流れることで洗浄対象物を損傷させるおそれがあった。この点、上述のような電圧の制御方法によって電解洗浄を行うことで、電解洗浄液の寿命を長く維持できる上に、過大な電流によって洗浄対象物Ｍが損傷するのを好適に防止することができる。
【００９１】
また、例えば洗浄対象物Ｍが小さい場合等、複数の陽極部１１のうちの一部の陽極部１１で網羅される範囲内で電解洗浄を行いたい場合には、一部の陽極部１１及び陰極２０間のみに電圧を（常時又はオンオフの繰り返しで断続的に）印加し、他には電圧を常時印加しないようにしてもよい。すなわち、配置された陽極部１１の全てを使用せずに、洗浄対象物Ｍを設置した箇所に対面する陽極部１１及び陰極２０間のみに通電することよって電解洗浄を行い、洗浄対象物Ｍを設置していない箇所の陽極部１１及び陰極２０間には通電しないようにして、無駄に洗浄液が消耗しないようにしてもよい。
【００９２】
なお、本発明に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９３】
例えば、前記陽極１０を構成する陽極部１１は、複数の陽極体１２，１２…を有するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、陽極部１１は、平坦な形状の放電部分を有し、該放電部分が水平面に沿う平面上に位置するように配置される陽極体を備えるものであってもよい。
【００９４】
具体的には、例えば、図８に示すように、陽極体３２に該陽極体３２の両面間を連通する空間部３３が形成されるものが考えられる。この陽極体３２は、網状（ラス状）を有する部材、即ち、網状体として構成される。一般に、電解電流は電極の縁部に集中して流れる性質を有するものである。この場合、かかる網状の陽極体３２であれば、縁部を多く確保することができるため、電流分布が偏ってしまうことを好適に防止でき、洗浄対象物Ｍを均一に洗浄することができる。
【００９５】
また、両面間を連通する空間部３３が形成される陽極体３２であれば、電解洗浄の際に発生する気体が前記空間部３３を通って抜けるため、陽極体３２より鉛直方向下方で気体が発生したとしても、上昇してきた気体を該陽極体３２が溜めてしまうことなく好適に逃がすことができる。この観点からは、前記空間部３３が複数設けられることが好ましい。ただし、図９に示すように、上述のような空間部を有しない平板状を有する陽極体４２であってもよい。
【００９６】
また、前記電解洗浄装置１は、陽極１０が陽極部１１を３個以上備えるものであってもよい。この場合には、各陽極部１１が順番に若しくはランダムに電圧を印加されるものであってもよい。そして、例えば陽極部が３個ある場合には、これらに順次異なる電圧を印加するものであってもよく、これら陽極部を二つと一つの二組に分け、それぞれに対して異なる電圧を印加するものであってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態においては、複数の陽極部を二つに分けて通電量を制御するものであったが、これに限定されるものではなく、図１０の概略図に示すように、３つ以上に分けて通電量を制御するものであってもよい。陽極１０が４つの陽極部７１（７１Ａ〜７１Ｄ）を備え、これらを陽極部７１Ａ，７１Ｂの組と、陽極部７１Ｃと、陽極部７１Ｄとの３つに分けて通電量を制御する場合について、図１０を用いて説明すると、一部の陽極部７１Ａ，７１Ｂ（これらをグループＧ１で示す）及び陰極２０間に対してそれ以外の陽極部７１Ｃ，７１Ｄ（これらをグループＧ２で示す）及び陰極２０間よりも高い電圧を印加する状態と、前記一部の陽極部７１Ａ，７１Ｂ（Ｇ１）とは別の陽極部７１Ｃ及び陰極２０間に対して該別の陽極部７１Ｃ以外の陽極部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ（これらをグループＧ３とする）及び陰極２０間よりも高い電圧を印加する状態とを切替可能に構成される。なお、陽極部７１Ａ，７１Ｂ同士は陰極に対する通電量が同じとなるように設定される。
【００９８】
また、複数の陽極部のうち、一部の陽極部及び陰極間のみ印加される電圧が変動するように制御され、他の陽極部及び陰極間には、常時一定の電圧が印加され、その電圧値は、前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧の最大値と最小値との間となるように設定されるものであってもよい。さらに、前記一部の陽極部及び陰極間と他の陽極部及び陰極間に印加される電圧とで、印加される電圧の最大値とが異なるものであってもよい。
【００９９】
また、前記複数の陽極部１１及び陰極２０間は、それぞれ同じ時間に亘って電圧が印加されるものであったが、これに限定されるものではなく、印加時間が陽極部１１によって適宜異なるものであってもよい。
【０１００】
また、前記陽極１０は、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されず、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加される間、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間には電圧が印加されないものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加されるタイミングと前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間とは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加されるタイミングとが部分的に重複するものであってもよい。換言すると、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間及びそれとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に同時に電圧が印加される状態が存在するものであってもよい。また、図１１に示すように、いずれの陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間にも電圧が印加されない状態が存在するものであってもよい。
【０１０１】
また、前記図１１及び図１２に示したように、印加される電圧値は、一定のものに限られず、低い状態から高い状態まで連続的に変動するものであっても良い。また、印加される電圧は時間的に連続的に変動するものに限られず、不連続に変動するものであってもよい。
【０１０２】
また、前記陽極１０は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、それとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されないものであったが、これに限定されるものではなく、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間にも、それとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間よりも小さい電圧が印加されるものであってもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態においては、超音波洗浄を併せて行い、電解洗浄液を循環し、電解洗浄液を濾過し、電解洗浄中に補充液を補充するものであったが、これに限定されるものではなく、これらの付随的な操作は、電解洗浄の際に行われないものであってもよく、これらの付随的な操作の中の一部が行われるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図２】同実施形態に係る電解洗浄装置の断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る電解洗浄装置の陽極を構成する陽極部を示し、（Ａ）は、陽極部全体の斜視図を示し、（Ｂ）は、陽極部の陽極体の斜視図を示す。
【図４】同実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【図５】比較例に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図７】他の比較例に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置において用いられる陽極を構成する陽極部の斜視図を示す。
【図９】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置において用いられる陽極を構成する陽極部の斜視図を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、複数の陽極部に対して通電量を制御する場合における陽極部の区分を説明する概略図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電解洗浄装置、２…筐体、３…洗浄槽、４…電源、１０…陽極、１１（１１Ａ，１１Ｂ）…陽極部、１２…陽極体、１２ａ…放電部分、１２ｂ…絶縁体、１３…支持体、２０…陰極、２１…支持部材、２１ａ…導電部分、２１ｂ…絶縁体、２２…吊下部材、２２ａ…支持部材との接続部分、２２ｂ…電源との接続部分、２２ｃ…絶縁体、３２…陽極体、３３…空間部、４２…陽極体、５１…電解洗浄装置、６０…陽極、６１…陽極部、６２…陽極体、７１（７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ）…陽極部、Ｌ１…外形線、Ｌ２…外形線、Ｍ…洗浄対象物、Ｓ…隙間の領域、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…グループ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解洗浄装置及び電解洗浄方法に関し、より詳しくは、Ｆｅや鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｔｉ、希金属類を材質とする精密金型等の金属部品を腐食又は溶解させることなく、樹脂、ガラス、ゴム、研磨剤、スマット等の付着汚れや、錆、酸化皮膜等の金属酸化物、変色等の汚れを好適に除去することのできる電解洗浄装置及び電解洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金型を用いて高温・高圧下で樹脂成形を繰り返すと、金型に樹脂や添加剤が熱分解して発生したガスが焼きついたり、焼けただれた樹脂が付着したりし、場合によっては腐食性物質を含む酸化皮膜が形成されることがある。これを適切な方法でメンテナンスせずに放置すると、金型が腐食して破損してしまうこともある。従来、これらの汚れが付着した金型等の金属部品は、手作業で磨いて取り除くといった方法や超音波洗浄によりメンテナンスされることが多かった。しかし、これらの方法は、作業が面倒であり、しかも、結合力の強い汚れは充分に除去することが出来なかった。
【０００３】
そこで、このような結合力の強い汚れをも効果的に除去することのできる洗浄方法として、電解を利用した洗浄方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００４】
電解洗浄は、電解洗浄液を電解したときに発生するガスによって汚れを押し上げて剥離することが基本原理となっている。また、一般的に、電解洗浄液にはキレート剤等の添加剤が加えられており、これら添加剤が電解洗浄液中に溶解した金属イオンを配位して封鎖することで、金属イオンが洗浄対象物に焼けや変色等の損傷を与えるのを防止している。
【０００５】
ところが、これら添加剤は、電解反応によって徐々に分解・消耗されていくものであり、一定量以上洗浄液成分が分解・消耗すると、上述したような金属イオンを封鎖する機能が急速に失われ、洗浄対象物に損傷が生じるようになる。従って、使用前の状態からこの状態になるまでの期間が電解洗浄液の寿命となる。なお、電解洗浄液の寿命と通電量は、ファラデーの電気分解の法則に従い、反比例の関係にあることが知られている（例えば、非特許文献１）。即ち、通電量を増やせば寿命は短くなり、逆に通電量を減らせば寿命は長くなる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１２８８５３号公報
【特許文献２】特開平７−２１４５７０号公報
【特許文献３】特開平９−１６４５３３号公報
【非特許文献１】「プラスチックス」 日本プラスチックス工業連盟、５８巻（２００７年１２月号）、p５５−５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、現在まで、洗浄効果と通電量とは比例関係にあると考えられてきた。従って、洗浄効果を高めるために、通電量を増加させる方法が採られ、その結果寿命が短くなることを余儀なくされていた。
【０００８】
しかしながら、電解洗浄液は、一般に高価である上にランニングコストに占める割合が高いため、寿命が短いとランニングコストが高くなってしまうという問題がある。また、使用済みの電解洗浄液を頻繁に廃棄しなければないことは、廃液量が増えることによって環境負荷を増大させるため好ましくない。さらに、交換頻度が高いと、電解洗浄全体の作業効率が低下するという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる電解洗浄装置及び電解洗浄方法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】
【００１０】
本発明に係る電解洗浄装置は、陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置であって、前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成されることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る電解洗浄方法は、陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄方法であって、前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御することを特徴とする。
【００１２】
上記構成からなる電解洗浄装置及び電解洗浄方法によれば、陽極及び陰極間に常時一様に通電する従来の電解洗浄装置及び電解洗浄方法の場合と同程度の洗浄効果を維持できつつも、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。或いは、同じ量の電解洗浄液を用いて、より多くの洗浄対象を洗浄することができる。かかる効果が発揮される理由の一つとしては、特定の陽極部と陰極との通電量が常時変化することで、陰極に保持された洗浄対象物における気体の発生状態が常時変化するため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対して効果的に加えることができることが考えられる。また、複数の陽極部は異なる位置に位置するため、最も通電量の多い陽極部が時間によって変化すると、洗浄作用が加えられる方向が時間的に変動することとなり、洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対して効果的に加えることができることも理由の一つとして考えられる。しかも、電解洗浄液の寿命は通電量に反比例することから、陽極及び陰極間に常時一様に通電する（すなわち配置された全ての陽極部に対して常時一定に通電する）従来の電解洗浄に比べて通電量を抑えることができ、その分電解洗浄液の寿命を長くできる。
【００１３】
また、上記構成においては、前記通電量は、前記各陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御される構成が好ましい。
【００１４】
このようにすれば、通電量の制御を電圧の制御によって行うことができるため、通電量の制御が容易となる。
【００１５】
また、上記構成においては、前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧がそれ以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部とは別の陽極部及び陰極間に印加される電圧が該別の陽極部以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成されることが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、一部の陽極部及び陰極間と別の陽極部及び陰極間にそれぞれ異なるタイミングで高い電圧が印加されるため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物に付着した汚れに対してより効果的に加えることができる。
【００１７】
具体的には、前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、一方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成されることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、常時、各陽極部及び陰極間のうちのいずれかにしか電圧が印加されない状態となるため、単位時間当たりの通電量を好適に減少させることができる。
【００１９】
また、前記各陽極部及び陰極間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される構成が好ましい。
【００２０】
また、その電解洗浄方法としては、前記各陽極部及び陰極間に、所定時間毎に一定の大きさの電圧を交互に印加する構成が好ましい。
【００２１】
このようにすれば、各陽極部及び陰極間の総通電量が同じになるため、洗浄対象物を全体的に均一に電解洗浄することができる。
【００２２】
また、前記陽極は、Ｆｅ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金を用いて形成される構成が好ましい。
【００２３】
或いは、前記陽極は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成される構成であってもよい。
【００２４】
また、前記電解洗浄装置は、前記電解洗浄液を超音波振動させる超音波発生器を備える構成が好ましい。
【００２５】
このようにすれば、電解洗浄液が超音波振動することにより洗浄対象物に付着した汚れの剥離を促進することができる。
【００２６】
また、前記電解洗浄液は、電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有し、界面活性剤として、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有する構成が好ましい。
【００２７】
また、上記電解洗浄方法においては、電解洗浄中に前記電解洗浄液中に補充液を補充することを含み、該補充液は、電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有する構成が好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本発明によれば、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。従って、長時間に亘って電解洗浄液を使用することが可能であるので、ランニングコストを低減でき、また、廃液の発生頻度を少なくして環境への負荷をも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００３０】
第一実施形態に係る電解洗浄装置１は、図１及び図２に示すように、陽極１０と洗浄対象物Ｍを保持する陰極２０とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極１０及び陰極２０間に電流を流して洗浄対象物Ｍを電解洗浄するものである。以下では、まず、電解洗浄装置１自体の構成について概略的な説明を行う。前記電解洗浄装置１は、前記陽極１０及び陰極２０の他、筐体２と、該筐体２の上部に配置され、電解洗浄液を収容する洗浄槽３と、電極（陽極１０及び陰極２０）に給電する電源４を筐体２の内部に備える。
【００３１】
前記陽極１０は、後述する金属の放電部分１２ａが洗浄槽３の内部に位置するように設けられ、電解洗浄の際には前記放電部分１２ａが電解洗浄液に浸漬される。具体的には、図２に示すように、前記陽極１０は、洗浄槽３の上端の開口部から吊り下げられる。また、陽極１０は、異なる電圧を別々に印加可能な複数（例えば、二つ）の陽極部１１，１１を備える。これによって、前記陽極１０は、陰極２０に対して異なる通電量で通電可能となる。（なお、以下では、二つの陽極部１１を区別して記載する必要がある場合には、陽極部１１Ａ，１１Ｂといったように、Ａ，Ｂの添え字を付けて記載することとする。）
【００３２】
各陽極部１１は、前記放電部分１２ａが水平面に沿う平面上に位置するように配置され、具体的には、前記放電部分１２ａを有する陽極体１２と、該陽極体１２を支持する支持体１３とを備えて構成される。また、前記陽極部１１は、図３（Ａ）にも示されるような部材であり、陽極体１２を複数（例えば、４〜１０個）有する。陽極体１２としては、円形状の平面部分を有する円盤状金属（直径３６ｍｍ）が用いられる。なお、陽極体１２は、二つ一組で設けられる。また、陽極体１２は、図３（ｂ）に示すように、前記放電部分１２ａを除き、電解洗浄液と接触する部分は外面を樹脂等の絶縁体１２ｂによって被覆される。
【００３３】
前記陽極体１２は、支持体１３に対する高さ位置を調整可能に構成され、任意の高さ方向位置で固定される。また、陽極体１２は、金属の放電部分１２ａと洗浄対象物Ｍの上端面との間隔が２０〜５０ｍｍとなるように配置され、特に、３０ｍｍが好ましい。このようにすると、洗浄対象物Ｍに焼けや変色等の損傷を発生されることなく、好適に電解洗浄を行うことができる。
【００３４】
また、前記陽極１０の陽極体１２は、前記陰極２０のうち洗浄対象物Ｍが載置される部分を、従来の電解洗浄装置（例えば、図５，図７参照）に比べて広い範囲に亘って覆うように配置される。具体的には、前記陽極体１２は、図１に示すように、前記陰極２０の面積に対して若干狭い領域を少なくとも覆うように設けられる。即ち、陽極体１２が被洗浄面を全体的に覆うように配置される。例えば、複数の陽極体１２，１２…によって画定される陽極１０の仮想的な外形線Ｌ１と、洗浄対象物Ｍが載置される部分によって画定される陰極２０の外形線Ｌ２とを二次元的に重ね合わせた状態（上面視）において、前記二つの外形線の間にできる隙間の領域Ｓは、陽極体１２を配置することができない程度の大きさに設定される。即ち、前記隙間の領域Ｓの幅は、前記陽極体１２以下の大きさに形成される。
【００３５】
なお、前記陽極１０（即ち、陽極体１２）は、Ｆｅを用いて形成される。Ｆｅは、安価なため、電解洗浄装置１のコストダウンを図ることができる。ただし、電解洗浄液中に金属イオンが蓄積すると、酸化物などに変化して洗浄対象物Ｍに吸着する可能性が高まるため、これを防止する観点からは、陽極１０（即ち、陽極体１２）は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ等のイオン化傾向が小さい白金族金属、若しくはこれらの合金を用いて形成することが好ましい。さらに、前記陽極体１２は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成したものであってもよい。このようにすれば、高価な白金族金属の使用量を少なくすることができるため、経済的である。
【００３６】
前記陰極２０は、図２に示すように、洗浄対象物Ｍと電気的に接続した状態で該洗浄対象物Ｍを支持する支持部材２１と、該支持部材２１を吊り下げる吊下部材２２とを備えて構成される。また、前記支持部材２１は、洗浄対象物Ｍと接触するように構成される金属の導電部分２１ａを有する。具体的には、支持部材２１は、ステンレス等の金属製のトレイとして設けられる。ただし、陰極としては、上述のものに限定されず、ステンレス等の金属製のかごとして設けられるものであってもよい。また、前記支持部材２１には、該支持部材２１の両面間を連通する空間部が形成される。このようにすれば、電解洗浄液が前記支持部材２１に形成された空間部を流通することができるため、洗浄対象物Ｍとの隙間に電解によって分解した洗浄液が蓄積することなく、常に新鮮な洗浄液を供給することができるため、分解した洗浄液成分が洗浄対象物に焼き付いたりするような問題を引き起こすことなく好適に洗浄することができる。具体的には、前記支持部材２１は、複数のパンチ孔が形成されたいわゆるパンチングメタルを用いて形成される。なお、前記支持部材２１は、開口上端部を樹脂等の絶縁体２１ｂによって縁取りされている。また、また、吊下部材２２は、支持部材２１との接続部分２２ａ及び電源４との接続部分２２ｂを除き、樹脂等の絶縁体２２ｃによって被覆されている。
【００３７】
前記電解洗浄装置１には、電解洗浄以外にも前記電解洗浄液を超音波振動させて洗浄対象物の超音波洗浄を行うための超音波発生器（図示しない）が備えられている。該超音波発生器は、前記洗浄槽３の下部に設けられる。超音波洗浄は、電解洗浄と同時に又は交互に行うことができるが、電解洗浄と同時に行われるのが好ましい。
【００３８】
このようにすれば、電解洗浄液が超音波振動することにより洗浄対象物Ｍに付着した汚れの剥離を促進することができる。具体的には、超音波振動によってキャビテーションが発生し、これによって汚れの剥離が促進されるとともに、電解反応が活性化される。従って、陽極体１２と対面していない箇所や、凹んだ部分に対しても洗浄効果を高く発揮することができる。
【００３９】
また、前記電解洗浄装置１は、前記電解洗浄液を加熱する加熱装置（図示しない）を備える構成が好ましい。なお、電解洗浄を行う液温は、２０〜７０℃が好ましく、この場合には、洗浄対象物Ｍが焼けや変色を生じることなく好適に洗浄を実施することができる。さらに、液温が５０〜６０℃の場合には、金属酸化皮膜、錆、樹脂付着物、ガス焼けなどの比較的結合の強い金型汚れに対しても、洗浄対象物Ｍに損傷を与えることなく短時間で最も効率よく洗浄することができる。
【００４０】
また、前記電解洗浄装置１は、電解洗浄液を洗浄槽３から排出し、夾雑物を除去し、再度洗浄槽３内に投入する循環機構（図示しない）を備える。ここで、循環機構について具体的に説明する。前記洗浄槽３は、底部分から電解洗浄液が供給されるように構成されており、洗浄槽３が満杯となると、所定の高さ位置に設けられた排出部から電解洗浄液がオーバーフローするようになっている。電解洗浄の際には、洗浄対象物Ｍから剥離した付着物などの夾雑物や泡が発生するものであるが、電解洗浄液をオーバーフローさせることで、これら夾雑物や泡も電解洗浄液とともに洗浄槽３から排出される。排出された電解洗浄液は、例えばフィルターによる濾過等の周知の方法によって浄化処理され、浄化された電解洗浄液は再度前記洗浄槽３に供給される。
【００４１】
なお、前記電解洗浄装置１によって洗浄される洗浄対象物Ｍは、例えば、フラットパネルディスプレイの導光板やシート状光学レンズ、携帯電話の超小型精密なカメラレンズ、車両用リフレクター等を射出成型する金型である。
【００４２】
電解洗浄液としては、電解質と、キレート剤と、界面活性剤とを含有するものが用いられる。電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有するものが好ましい。キレート剤としては、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤を含有するもの、及び、グルコン酸塩が好ましい。界面活性剤としては、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有するものが好ましく、特に、両性界面活性剤が好ましい。また、電解洗浄液は、ｐＨが８〜１４のアルカリ性水溶液であり、この範囲では、ｐＨ値が高いほど洗浄効果が高くなる。また、このｐＨ範囲で洗浄を行えば、Ｆｅや鋼、ステンレス鋼、Ｎｉ、Ｔｉ、希金属類を材質とする洗浄対象物の腐食は無視できる。
【００４３】
上記電解洗浄液において、キレート剤は、電解洗浄液中に溶解した金属イオンを配位して封鎖するため、金属イオンに由来する洗浄対象物の変色を好適に防止することができる。また、界面活性剤は、電解洗浄液の表面張力を小さくするため、汚れの隙間に対する浸透性を高めて洗浄効果を高めることができる。また、界面活性剤によって電解洗浄液の液面に泡が発生するため、電解洗浄によって発生した気体が液面で弾けるときに発生するアルカリ性のミストが飛散するのを好適に防止することができる。
【００４４】
さらに、長時間に亘って電解洗浄を行うと、電解洗浄液の蒸発や水の電気分解によって液量が減少するため、電解洗浄開始時の液量を維持すべく、補充液を適宜補充する。補充液は、水であってもよいが、電解質とキレート剤とグルコン酸塩とを含有するものが好ましく、界面活性剤を含有するものがさらに好ましい。なお、上述の電解洗浄液と同様に、電解質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有するものが好ましい。キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤を含有するものが好ましい。界面活性剤としては、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有するものが好ましく、特に、両性界面活性剤が好ましい。
【００４５】
次に、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法の特徴的部分である電圧（通電量）の制御について説明する。
【００４６】
前記電解洗浄装置１は、図４に示すように、前記複数の陽極部１１，１１のうち一部の陽極部１１Ａにおける前記陰極２０との通電量が、他の陽極部１１Ｂにおける前記陰極２０との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成される。
【００４７】
具体的には、前記通電量は、前記陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御される。即ち、前記電解洗浄装置１は、前記複数の陽極部１１，１１及び陰極２０間の電圧のうち一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間の電圧が他の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間の電圧に比べて高い状態と低い状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成される。
【００４８】
また、前記電解洗浄装置１は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧がそれ以外の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部１１Ａとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧が該別の陽極部１１Ｂ以外の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成される。なお、印加される電圧が約２Ｖ（いわゆる過電圧）を下回ると電流が流れなくなり電解ガスを発生させることができない状態となるため、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧が他の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧に比べて高い状態とする際には、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧は少なくとも過電圧以上の電圧とされる。
【００４９】
また、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成される。具体的には、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されず、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加される間、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間には電圧が印加されない。
【００５０】
また、前記各陽極部１１及び陰極２０間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される。例えば、各陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間に対して３０秒周期で（即ち、１５秒毎に）５Ｖの直流電圧を交互に印加する。
【実施例１】
【００５１】
以下、実施例を挙げて本発明についてさらに詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例のみの記載に限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において適宜変更することができる。まず、以下の実施例１，２及び比較例１，２において、電解洗浄液の寿命を検証した。
【００５２】
＜実施例１＞
実施例１では、図１及び図２に示す電解洗浄装置１を使用した。陽極１０は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な陽極部１１を二つ備え、各陽極部１１は、それぞれ円盤状の陽極体１２（直径３６ｍｍ）を４個備える。また、陰極２０は、複数の小孔が形成されたステンレス製のトレイを支持部材２１として用いた。また、洗浄対象物Ｍとしては、金型や金属部品の素材に利用される鋼材（幅３０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、高さ１０ｍｍ）を用いた。なお、測定には洗浄対象物Ｍを一つ用いた。そして、上記洗浄対象物Ｍを前記支持部材２１上に並べてセットした。前記陽極１０は、金属の放電部分と洗浄対象物Ｍの上端面との間隔が３０ｍｍとなるように配置した。
【００５３】
電解洗浄液としては、４．５重量％水酸化ナトリウム、５重量％エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム、２重量％グルコン酸ナトリウム、及び微量（例えば、１重量％以下）の両性界面活性剤を含むアルカリ性水溶液からなる電解洗浄液（ｐＨ１３．６）を用いた。なお、電解洗浄装置１の洗浄槽３は１０Ｌの容量を有するものであり、この電解洗浄液を前記洗浄槽３に９Ｌ投入した。
【００５４】
なお、電解洗浄中に電解洗浄液が減少するため、補充液として水を適宜補充した。測定が終了するまでに補充した補充液の量は約２２００ｍＬであった。
【００５５】
そして、前記陽極に対して３０秒周期で（即ち、１５秒毎に）５Ｖの直流電圧を交互に印加して電解洗浄を行った（電流３０〜４５Ａ／平方デシメートル）。また、電解洗浄と同時に４０ｋＨｚの超音波を照射した。なお、液温は４５〜６０℃に維持した。
【００５６】
そして、１時間ごとに、洗浄対象物Ｍに損傷（具体的には、焼けや変色）が発生しているか否かの検証を行い、洗浄対象物Ｍに損傷が確認されるまでの時間を測定した。検証としては、洗浄対象物Ｍを電解洗浄装置から取り出し、流水で水洗して電解洗浄液を取り除いた後、アルゴンガスを吹き付けて乾燥させ、照明等のある明るい環境下で肉眼及び光学顕微鏡を用いて損傷（具体的には、焼けや変色）の有無を調べる作業を行った。その結果、４３時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５７】
＜比較例１＞
比較例１は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。比較例１では、図５に示すような、陽極６０が一つの陽極部６１で構成され、該陽極部６１は、陽極体６２を６個有する電解洗浄装置５１を用いた。なお、比較例１に係る電解洗浄装置５１のうち、実施例１に係る電解洗浄装置１と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。そして、印加する電圧を変化させることなく、５Ｖの直流電圧を常時印加した。測定が終了するまでに補充した補充液（水）の量は、約１５００ｍＬであった。その結果、２９時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５８】
＜実施例２＞
実施例２は、補充液を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。実施例２では、補充液として、２．５％水酸化ナトリウム、１％エチレンジアミン四酢酸・四ナトリウム（ＥＤＴＡ‐４Ｎａ）、１重量％以下の微量の両性界面活性剤を含むアルカリ性水溶液（ｐＨ１３．６）を用いた。また、測定が終了するまでに補充した補充液の量は約５０００ｍＬであった。その結果、５７時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００５９】
＜比較例２＞
比較例２は、陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例２と同様である。比較例２では、図１に示すような陽極１０に対して各陽極部１１，１１及び陰極２０間に印加する電圧を変化させることなく、８個の陽極体１２の全てに対して５Ｖの直流電圧を常時印加した。測定が終了するまでに補充した補充液（アルカリ性水溶液）の量は約１５００ｍＬであった。その結果、１６時間経過時の検証において、洗浄対象物Ｍに損傷が確認された。これらを表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】
上記測定の結果、電解洗浄液の寿命は、実施例１，２の方が比較例１，２に比べて長いことが確認された。
【００６２】
次に、以下の実施例３，４及び比較例３，４において、電解洗浄の効果を検証した。
【００６３】
＜実施例３＞
実施例３では、洗浄対象物Ｍとして、上記各例と同様の材質及び寸法を有し、表面に赤錆が発生した鋼材を用いた。かかる洗浄対象物Ｍは、鋼材をエタノールで脱脂した後、塩水を噴霧して、室温で５日間放置することで作製した。
【００６４】
電解洗浄装置１としては、実施例１で用いたものと同様な構成のものを用いた。また、液温が５５〜６０℃である点を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例１と同様である。
【００６５】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００６６】
＜比較例３＞
比較例３は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。また、比較例３では、比較例１で用いたものと同様の図５に示す構成の陽極６０を用いた。
【００６７】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００６８】
＜実施例４＞
実施例４は、洗浄対象物Ｍを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。実施例４では、洗浄対象物Ｍとして、上記各例と同様の材質及び寸法を有し、表面に酸化皮膜が形成された鋼材を用いた。かかる洗浄対象物Ｍは、鋼材を空気中において電熱器で加熱することによって作製され、具体的には、表面の状態が本来の金属色から褐色に変化し、さらに褐色から紫色に変化し始めるまで加熱した後（１０分程度）に放冷することにより、褐色と紫色が混在した酸化皮膜が表面に形成された洗浄対象物Ｍを作製した。
【００６９】
かかる洗浄対象物Ｍを用いて測定を行った結果、５分経過時の検証では酸化皮膜が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００７０】
＜比較例４＞
比較例４は、陽極の構成及び陽極に印加する電圧に関するものを除いて、各種の条件は基本的に上記実施例４と同様である。また、比較例４では、比較例１で用いたものと同様の図５に示す構成の陽極６０を用いた。
【００７１】
かかる洗浄対象物Ｍを用いて測定を行った結果、５分経過時の検証では酸化皮膜が残存していたが、１０分経過時の検証では消滅したことが確認された。これらを表２に示す。
【００７２】
【表２】
【００７３】
＜実施例５＞
実施例５は、陽極の構成と洗浄対象物Ｍの個数を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例３と同様である。実施例５では、図６に示すような、陽極１０が異なる陽極部１１を二つ備え、各陽極部１１は、それぞれ円盤状の陽極体１２を１０個有するものを用いた。また、測定には洗浄対象物Ｍを６個用いた。
【００７４】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時の検証では赤錆が全ての洗浄対象物Ｍにおいて一部残存していたが、１０分経過時の検証では全ての洗浄対象物Ｍにおいて消滅したことが確認された。これらを表３に示す。
【００７５】
＜比較例５＞
比較例５は、陽極の構成及び配置と洗浄対象物の個数を除いて、各種の条件は基本的に上記実施例５と同様である。比較例５では、図７に示すような、陽極６０が一つの陽極部６１で構成され、該陽極部６１は、それぞれ陽極体６２（直径５０ｍｍ）を８個有するものを用いた。また、中央の二つの洗浄対象物Ｍは陽極と対向する配置であったが、左右の４個の洗浄対象物Ｍは、陽極と対向しない配置となった。
【００７６】
そして、洗浄対象物Ｍの表面に発生した赤錆が電解洗浄によって消滅したことが確認される時間を測定した。その結果、５分経過時及び１０分経過時の検証において、電極を挟んで左右に配置された洗浄対象物Ｍにおいて、一部赤錆が残存していることが確認された。これらを表３に示す。
【００７７】
【表３】
【００７８】
実施例３，４と比較例３，４とを比較すると、実施例３，４においては、特定の陽極に電圧が常時印加されるものではなかったにもかかわらず、電圧が常時印加されるものである比較例３，４と洗浄効果が同程度であることが確認された。このことから、上述のように印加される電圧を制御した場合には、少ない通電量で同等の洗浄効果を奏することが確認された。
【００７９】
また、実施例１，２における比較及び実施例３，４における比較を考慮すると、本実施例に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、従来と同程度の洗浄効果を奏しつつも寿命を長く維持できることが確認できた。
【００８０】
また、実施例５と比較例５との比較から、陽極１０及び陰極２０によって挟まれる領域に配置された洗浄対象物Ｍは電解洗浄を好適に行うことができるが、陰極と対向した位置に陽極が存在しない領域に配置された洗浄対象物Ｍは電解洗浄を十分に行うことができないことが確認された。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、洗浄効果を低下させることなく、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。従って、長時間に亘って電解洗浄液を使用することが可能であるので、ランニングコストを低減でき、また、廃液の発生頻度を少なくして環境への負荷をも低減することができる。
【００８２】
即ち、本実施形態に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法によれば、陽極及び陰極間に常時一様に通電する従来の電解洗浄装置及び電解洗浄方法の場合と同程度の洗浄効果を維持できつつも、電解洗浄液の寿命を長く維持することができる。かかる効果が発揮される理由の一つとしては、特定の陽極部１１と陰極２０との通電量が常時変化することで、陰極２０に保持された洗浄対象物Ｍにおける気体の発生状態が常時変化するため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対して効果的に加えることができるということが考えられる。また、複数の陽極部１１は異なる位置に位置するため、最も通電量の多い陽極部１１が時間によって変化すると、洗浄作用が加えられる方向が時間的に変動することとなり、洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対して効果的に加えることができることも理由の一つとして考えられる。
【００８３】
さらに、通電量が多い状態から少ない状態に変化すると気体の発生が抑制される。ここで、電解洗浄液は、前記循環手段による流れや、超音波振動による振動や、温度差によって発生する対流や、気体の上昇によって発生する対流等によって、常時撹拌される状態となっている。従って、気体の発生が抑制されている間に電解洗浄液の撹拌によって洗浄対象物Ｍの表面から気体が除去されるため、洗浄対象物Ｍの表面に電解洗浄液を好適に供給することができ、電解洗浄効果がさらに高まる。
【００８４】
しかも、常時一定の電圧を印加する場合に比べて通電量を抑えることができ、その分電解洗浄液の寿命を長くできる。また、通電量が減少することにより、陽極１０からの発熱量が小さくなることで電解洗浄液の急速な温度上昇を抑えることができる。従って、電解洗浄液の温度制御を容易に行うことができるとともに、電解洗浄液に添加されている界面活性剤による泡が過剰に発生することも好適に防止することができる。
【００８５】
また、前記通電量は、前記陽極部１１及び陰極２０間に印加する電圧によって制御されるため、通電量の制御を電圧の制御によって行うことができるため、通電量の制御が容易となる。
【００８６】
また、前記電解洗浄装置１は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧がそれ以外の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部１１Ａとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に印加される電圧が該別の陽極部１１Ｂ以外の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成される。従って、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間と別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に対してそれぞれ異なるタイミングで高い電圧が印加されるため、剥離作用等の洗浄作用を洗浄対象物Ｍに付着した汚れに対してより効果的に加えることができる。
【００８７】
また、前記陽極１０は、二つの陽極部１１，１１のうち、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成される。従って、常時、各陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間のうちのいずれかにしか電圧が印加されない状態となるため、通電量を好適に減少させることができる。
【００８８】
また、前記各陽極部１１及び陰極２０間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加される。従って、各陽極部１１及び陰極２０間の総通電量が同じになるため、洗浄対象物Ｍを全体的に均一に電解洗浄することができる。
【００８９】
さらに、上記実施形態に係る電解洗浄装置１は、二つの陽極部１１，１１及び陰極２０間に交互に電圧が印加され、いずれか一方の陽極部１１及び陰極２０間に電圧が印加される間は他方の陽極部１１及び陰極２０間には電圧が印加されないものである。従って、陽極１０全体としての単位時間当たりの通電面積が電極面積に比べて小さくなるように制御できるため、電極面積を多く確保することができる。即ち、陽極体１２を従来よりも多く設けることができるため、陽極体１２を局所的にではなく分散させて配置することも可能となる。従って、前記洗浄槽３の深さ方向に沿う断面の領域を満遍なく網羅することができ、比較的大きな洗浄対象物Ｍに対しても、ムラなく均一に電解洗浄を行うことができる。また、複数の洗浄対象物Ｍを同時に洗浄する場合にも、洗浄対象物ごとのムラなく均一に電解洗浄を行なうことができる。
【００９０】
なお、従来は、前記洗浄槽３の深さ方向に沿う断面の領域を満遍なく網羅するように多数の陽極体１２を配置すると、その分電極面積が増加してしまい、通電量が過大となるため、電解洗浄液の寿命を縮めるだけでなく、洗浄対象物Ｍに過大な電流が局所的に流れることで洗浄対象物を損傷させるおそれがあった。この点、上述のような電圧の制御方法によって電解洗浄を行うことで、電解洗浄液の寿命を長く維持できる上に、過大な電流によって洗浄対象物Ｍが損傷するのを好適に防止することができる。
【００９１】
また、例えば洗浄対象物Ｍが小さい場合等、複数の陽極部１１のうちの一部の陽極部１１で網羅される範囲内で電解洗浄を行いたい場合には、一部の陽極部１１及び陰極２０間のみに電圧を（常時又はオンオフの繰り返しで断続的に）印加し、他には電圧を常時印加しないようにしてもよい。すなわち、配置された陽極部１１の全てを使用せずに、洗浄対象物Ｍを設置した箇所に対面する陽極部１１及び陰極２０間のみに通電することよって電解洗浄を行い、洗浄対象物Ｍを設置していない箇所の陽極部１１及び陰極２０間には通電しないようにして、無駄に洗浄液が消耗しないようにしてもよい。
【００９２】
なお、本発明に係る電解洗浄装置１及び電解洗浄方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００９３】
例えば、前記陽極１０を構成する陽極部１１は、複数の陽極体１２，１２…を有するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、陽極部１１は、平坦な形状の放電部分を有し、該放電部分が水平面に沿う平面上に位置するように配置される陽極体を備えるものであってもよい。
【００９４】
具体的には、例えば、図８に示すように、陽極体３２に該陽極体３２の両面間を連通する空間部３３が形成されるものが考えられる。この陽極体３２は、網状（ラス状）を有する部材、即ち、網状体として構成される。一般に、電解電流は電極の縁部に集中して流れる性質を有するものである。この場合、かかる網状の陽極体３２であれば、縁部を多く確保することができるため、電流分布が偏ってしまうことを好適に防止でき、洗浄対象物Ｍを均一に洗浄することができる。
【００９５】
また、両面間を連通する空間部３３が形成される陽極体３２であれば、電解洗浄の際に発生する気体が前記空間部３３を通って抜けるため、陽極体３２より鉛直方向下方で気体が発生したとしても、上昇してきた気体を該陽極体３２が溜めてしまうことなく好適に逃がすことができる。この観点からは、前記空間部３３が複数設けられることが好ましい。ただし、図９に示すように、上述のような空間部を有しない平板状を有する陽極体４２であってもよい。
【００９６】
また、前記電解洗浄装置１は、陽極１０が陽極部１１を３個以上備えるものであってもよい。この場合には、各陽極部１１が順番に若しくはランダムに電圧を印加されるものであってもよい。そして、例えば陽極部が３個ある場合には、これらに順次異なる電圧を印加するものであってもよく、これら陽極部を二つと一つの二組に分け、それぞれに対して異なる電圧を印加するものであってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態においては、複数の陽極部を二つに分けて通電量を制御するものであったが、これに限定されるものではなく、図１０の概略図に示すように、３つ以上に分けて通電量を制御するものであってもよい。陽極１０が４つの陽極部７１（７１Ａ〜７１Ｄ）を備え、これらを陽極部７１Ａ，７１Ｂの組と、陽極部７１Ｃと、陽極部７１Ｄとの３つに分けて通電量を制御する場合について、図１０を用いて説明すると、一部の陽極部７１Ａ，７１Ｂ（これらをグループＧ１で示す）及び陰極２０間に対してそれ以外の陽極部７１Ｃ，７１Ｄ（これらをグループＧ２で示す）及び陰極２０間よりも高い電圧を印加する状態と、前記一部の陽極部７１Ａ，７１Ｂ（Ｇ１）とは別の陽極部７１Ｃ及び陰極２０間に対して該別の陽極部７１Ｃ以外の陽極部７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｄ（これらをグループＧ３とする）及び陰極２０間よりも高い電圧を印加する状態とを切替可能に構成される。なお、陽極部７１Ａ，７１Ｂ同士は陰極に対する通電量が同じとなるように設定される。
【００９８】
また、複数の陽極部のうち、一部の陽極部及び陰極間のみ印加される電圧が変動するように制御され、他の陽極部及び陰極間には、常時一定の電圧が印加され、その電圧値は、前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧の最大値と最小値との間となるように設定されるものであってもよい。さらに、前記一部の陽極部及び陰極間と他の陽極部及び陰極間に印加される電圧とで、印加される電圧の最大値とが異なるものであってもよい。
【００９９】
また、前記複数の陽極部１１及び陰極２０間は、それぞれ同じ時間に亘って電圧が印加されるものであったが、これに限定されるものではなく、印加時間が陽極部１１によって適宜異なるものであってもよい。
【０１００】
また、前記陽極１０は、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されず、他方の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加される間、一方の陽極部１１Ａ及び陰極２０間には電圧が印加されないものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加されるタイミングと前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間とは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に電圧が印加されるタイミングとが部分的に重複するものであってもよい。換言すると、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間及びそれとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間に同時に電圧が印加される状態が存在するものであってもよい。また、図１１に示すように、いずれの陽極部１１Ａ，１１Ｂ及び陰極２０間にも電圧が印加されない状態が存在するものであってもよい。
【０１０１】
また、前記図１１及び図１２に示したように、印加される電圧値は、一定のものに限られず、低い状態から高い状態まで連続的に変動するものであっても良い。また、印加される電圧は時間的に連続的に変動するものに限られず、不連続に変動するものであってもよい。
【０１０２】
また、前記陽極１０は、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間、それとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には電圧が印加されないものであったが、これに限定されるものではなく、前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間に電圧が印加される間にも、それとは別の陽極部１１Ｂ及び陰極２０間には前記一部の陽極部１１Ａ及び陰極２０間よりも小さい電圧が印加されるものであってもよい。
【０１０３】
また、上記実施形態においては、超音波洗浄を併せて行い、電解洗浄液を循環し、電解洗浄液を濾過し、電解洗浄中に補充液を補充するものであったが、これに限定されるものではなく、これらの付随的な操作は、電解洗浄の際に行われないものであってもよく、これらの付随的な操作の中の一部が行われるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明の実施形態に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図２】同実施形態に係る電解洗浄装置の断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る電解洗浄装置の陽極を構成する陽極部を示し、（Ａ）は、陽極部全体の斜視図を示し、（Ｂ）は、陽極部の陽極体の斜視図を示す。
【図４】同実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【図５】比較例に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図６】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図７】他の比較例に係る電解洗浄装置の平面図を示す。
【図８】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置において用いられる陽極を構成する陽極部の斜視図を示す。
【図９】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置において用いられる陽極を構成する陽極部の斜視図を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、複数の陽極部に対して通電量を制御する場合における陽極部の区分を説明する概略図を示す。
【図１１】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【図１２】本発明の他の実施形態に係る電解洗浄装置及び電解洗浄方法において、各陽極部及び陰極間に印加される電圧の波形のグラフを示す。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電解洗浄装置、２…筐体、３…洗浄槽、４…電源、１０…陽極、１１（１１Ａ，１１Ｂ）…陽極部、１２…陽極体、１２ａ…放電部分、１２ｂ…絶縁体、１３…支持体、２０…陰極、２１…支持部材、２１ａ…導電部分、２１ｂ…絶縁体、２２…吊下部材、２２ａ…支持部材との接続部分、２２ｂ…電源との接続部分、２２ｃ…絶縁体、３２…陽極体、３３…空間部、４２…陽極体、５１…電解洗浄装置、６０…陽極、６１…陽極部、６２…陽極体、７１（７１Ａ，７１Ｂ，７１Ｃ，７１Ｄ）…陽極部、Ｌ１…外形線、Ｌ２…外形線、Ｍ…洗浄対象物、Ｓ…隙間の領域、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…グループ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置であって、
前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、
前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成されることを特徴とする電解洗浄装置。
【請求項２】
前記通電量は、前記各陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の電解洗浄装置。
【請求項３】
前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧がそれ以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部とは別の陽極部及び陰極間に印加される電圧が該別の陽極部以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の電解洗浄装置。
【請求項４】
前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、
一方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電解洗浄装置。
【請求項５】
前記各陽極部及び陰極間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加されることを特徴とする請求項４に記載の電解洗浄装置。
【請求項６】
前記陽極は、Ｆｅ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項７】
前記陽極は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項８】
前記電解洗浄液を超音波振動させる超音波発生器を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項９】
陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄方法であって、
前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、
前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御することを特徴とする電解洗浄方法。
【請求項１０】
前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、
前記各陽極部及び陰極間に、所定時間毎に一定の大きさの電圧を交互に印加することを特徴とする請求項９に記載の電解洗浄方法。
【請求項１１】
前記電解洗浄液は、
電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、
キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有し、
界面活性剤として、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電解洗浄方法。
【請求項１２】
電解洗浄中に前記電解洗浄液中に補充液を補充することを含み、
該補充液は、
電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、
キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の電解洗浄方法。
【請求項１】
陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄装置であって、
前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、
前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御可能に構成されることを特徴とする電解洗浄装置。
【請求項２】
前記通電量は、前記各陽極部及び陰極間に印加する電圧によって制御されることを特徴とする請求項１に記載の電解洗浄装置。
【請求項３】
前記一部の陽極部及び陰極間に印加される電圧がそれ以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態と、前記一部の陽極部とは別の陽極部及び陰極間に印加される電圧が該別の陽極部以外の陽極部及び陰極間に印加される電圧よりも高い状態とを切替可能に構成されることを特徴とする請求項２に記載の電解洗浄装置。
【請求項４】
前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、
一方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態と、他方の陽極部及び陰極間のみに電圧が印加される状態とを切替可能に構成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の電解洗浄装置。
【請求項５】
前記各陽極部及び陰極間には、所定時間毎に交互に一定の大きさの電圧が印加されることを特徴とする請求項４に記載の電解洗浄装置。
【請求項６】
前記陽極は、Ｆｅ，Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金を用いて形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項７】
前記陽極は、Ｔｉからなる陽極本体をＰｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｕ若しくはこれらの合金によって被覆して形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項８】
前記電解洗浄液を超音波振動させる超音波発生器を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電解洗浄装置。
【請求項９】
陽極と洗浄対象物を保持する陰極とを電解洗浄液中に浸漬し、陽極及び陰極間に電流を流して洗浄対象物を電解洗浄する電解洗浄方法であって、
前記陽極は、陰極に対して異なる通電量で通電可能な複数の陽極部を備え、
前記複数の陽極部のうち一部の陽極部における前記陰極との通電量が、他の陽極部における前記陰極との通電量に比べて多い状態と少ない状態とで交互に切り替わるように制御することを特徴とする電解洗浄方法。
【請求項１０】
前記陽極は、二つの陽極部によって構成され、
前記各陽極部及び陰極間に、所定時間毎に一定の大きさの電圧を交互に印加することを特徴とする請求項９に記載の電解洗浄方法。
【請求項１１】
前記電解洗浄液は、
電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、
キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有し、
界面活性剤として、中性界面活性剤、両性界面活性剤、陰イオン界面活性剤の少なくともいずれか一つを含有することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電解洗浄方法。
【請求項１２】
電解洗浄中に前記電解洗浄液中に補充液を補充することを含み、
該補充液は、
電解質として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、クエン酸ナトリウムの少なくともいずれか一つを含有し、
キレート剤として、カルボキシレート基（ＣＯＯ−）及び窒素（Ｎ）原子で金属イオンを配位するキレート剤と、グルコン酸塩とを含有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の電解洗浄方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２４２９３０（Ｐ２００９−２４２９３０Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−９４５５１（Ｐ２００８−９４５５１）
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【出願人】（５９３０４７４１５）ソマックス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月１日（２００８．４．１）
【出願人】（５９３０４７４１５）ソマックス株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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