JP3326845B2 - 洗浄乾燥方法および洗浄乾燥装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ，プリズム，ミ
ラーなどの光学素子、半導体ウエハー、金型用の鏡面入
子、その他の複雑な形状の金物やプラスチック部品、プ
レスや機械加工品等の被洗浄物を非水系溶剤のベーパー
により脱脂洗浄したり、精密洗浄後に乾燥する洗浄乾燥
方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述のような被洗浄物の洗浄はトリクロ
ロエタン，塩化メチレンなどの塩素系溶剤あるいはフロ
ンなどを用いて行われているが、これらを大気中で使用
することは大気汚染などの公害問題やオゾン層破壊の問
題となる。このため特開平２−１９８６７８号公報に
は、これらの溶剤を密閉空間内で使用して洗浄する方法
が開示されている。この方法は、密閉自在な洗浄槽に被
洗浄物を入れると共に、この被洗浄物が浸漬される程度
に溶剤を注入して洗浄し、さらに液を抜きながら溶剤の
高温の蒸気を送り込みながらベーパー洗浄と乾燥をする
ものであり、洗浄槽内を負圧に維持することにより、大
気中への溶剤の洩れを防止するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法は洗浄を主目的としており、乾燥は従属的なものとな
っている。すなわち洗浄槽内においては被洗浄物が溶剤
とベーパーで洗浄され乾燥をした後、被洗浄物を取り出
すが、被洗浄物に結露した液が取り切れないまま取り出
されるため、大気中で自然乾燥となるケースが多い。そ
のため洗浄時には溶剤が外部に流出しないにもかかわら
ず、被洗浄物を取り出した後に溶剤の外部への流出が行
われ、根本的な公害防止ができない不都合がある。しか
も乾燥を積極的に行うものではないところから、洗浄の
後に乾燥工程を別途、必要としている。

【０００４】また、溶剤を浄化することなく循環使用す
るため、経時的に溶剤が汚れ、これにより高精度な精密
洗浄ができない問題がある。さらに従来の方法はフロン
や塩素系溶剤などの不燃性溶剤を使用するものであり、
非水系溶剤またはアルコール系等の可燃性溶剤に対して
は安全性の観点から適用することができないものであっ
た。

【０００５】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であり、洗浄のみならず乾燥を行うことができ、しかも
溶剤の経時的な汚れのない循環使用が可能であり、可燃
性の非水系溶剤をも安全に使用することが可能な非水系
溶剤を用いたベーパー洗浄乾燥方法およびその装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の洗浄乾燥方法は、洗浄乾燥槽内を減圧状態にし
て供給した、水よりも比重が小さな非水系溶剤の蒸気の
みにより該槽内部に配設された被洗浄物を洗浄および／
または乾燥する洗浄乾燥工程、前記洗浄乾燥工程で用い
られた非水系溶剤の蒸気を洗浄乾燥槽内から回収すると
ともに液化する液化工程、前記非水系溶剤の蒸気が洗浄
乾燥槽内から回収された後に該洗浄乾燥槽内に大気を導
入して前記被洗浄物を取り出す取出し工程、前記液化工
程で液化した非水系溶剤を、槽底部に水を貯溜した分離
槽に導入し、該水内で非水系溶剤と水とを比重差で分離
して液状の非水系溶剤のみを回収する回収工程、前記回
収工程で回収された液状の非水系溶剤をベーパー発生槽
に送って該非水系溶剤を蒸気化し、当該蒸気を前記減圧
状態にした洗浄乾燥槽内に供給する供給工程、を有する
ことを特徴とする。

【０００７】また、この方法に適用される本発明の洗浄
乾燥装置は、槽内部に配設された被洗浄物を、密閉状態
の減圧下で供給された水よりも比重が小さな非水系溶剤
の蒸気のみにより洗浄および／または乾燥を行う洗浄乾
燥槽と、前記洗浄乾燥槽で用いられた非水系溶剤の蒸気
が液化されて槽底部に貯溜した水内に導入されるととも
に該水内で水との比重差で非水系溶剤が分離される密閉
状態の分離槽と、前記分離槽に連結され前記分離槽内で
分離された液状の非水系溶剤を貯溜する密閉状態のタン
クと、前記タンクから供給される液状の非水系液剤を密
閉状態で加熱して蒸気化するベーパー発生槽と、前記ベ
ーパー発生槽内で蒸気化された非水系溶剤の蒸気を前記
洗浄乾燥槽に導く管路と、を備えていることを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】上述した洗浄乾燥方法においては、減圧状態に
して供給した、水よりも比重が小さな非水系溶剤の蒸気
のみを使用するため、蒸気洗浄のみならず、乾燥をも行
うことがきる。また、前記蒸気として使用された非水系
溶剤は、洗浄乾燥槽から回収されるとともに液化された
後、分離槽に貯溜した水内で比重差により水と分離され
ることにより液状の非水系溶剤として回収されるととも
に、該液状の非水系溶剤がベーパー槽に送られて蒸気化
される時に沸点の相違により油脂等の汚れと分離されて
蒸気となる。このためこの蒸気により前記洗浄乾燥槽で
被洗浄物の洗浄を行うと精密洗浄を行うことができる。
しかも全ての工程がクローズドシステムとなっているた
め安全性を確保することができる。

【０００９】一方、上述した洗浄乾燥装置では、洗浄乾
燥槽、分離槽、タンク、ベーパー発生槽のいずれもが密
閉構造にできるようになっていて、被洗浄物の洗浄およ
び／または乾燥、非水系溶剤と水との比重差による分
離、水が分離された液状の非水系溶剤の貯溜さらにはこ
の液状の非水系溶剤の蒸気化を、非水系溶剤が循環する
ようにこれらを系統的に連結して行うため、効率の良い
処理が可能になる。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す。本実施例は
２点鎖線で区分されるように、洗浄乾燥手段１と、回収
手段２と、蒸気発生手段３とに大別されて構成される。
洗浄乾燥手段１は被洗浄物４の脱脂洗浄あるいは精密洗
浄と乾燥を行うものであり、これに加えて洗浄→乾燥を
も連続的に行う。この洗浄乾燥手段１は開閉可能な蓋１
１の閉鎖により内部が密閉状態となる洗浄乾燥槽１０を
備え、この洗浄乾燥槽１０内には被洗浄物４が載置され
るネット，棚などの受部材１２が１段または多段状に設
けられている。また洗浄乾燥槽１０の側面および底面の
外側部分には同槽１０を所定温度に保持するための保温
ヒータ１３が配置されている。この保温ヒータ１３の加
熱作動により洗浄乾燥槽１０内における非水系溶剤のベ
ーパーの結露が防止される。かかる洗浄乾燥槽１０は減
圧状態下で非水系溶剤の蒸気（ベーパー）によって被洗
浄物の洗浄および／または乾燥を行うものであり、洗浄
乾燥槽１０内を減圧状態から常圧状態へ戻すためのリー
ク弁１４が設けられている。

【００１１】前記回収手段２は分離槽２０および分離槽
２０に連結されたタンク２１を備えている。分離槽２０
は蓋２０ａで密閉されており、その内部には水Ｗが貯溜
されている。分離槽２０にはこの水Ｗを分離槽２０に循
環させるための循環路２２が設けられている。この循環
路２２には洗浄乾燥槽１０からの非水系溶剤のベーパー
や結露液を分離槽２０上部に供給する水封式ポンプから
なる真空ポンプ２３が配設されている。かかる循環路２
２を経路に沿って説明すると、２４はドレン用弁、２５
は異物の濾別のためのストレーナー、２６は真空ポンプ
２３に水を供給するポンプ、２７は真空ポンプ２３から
非水系溶剤および水の混合液を冷却して液化を促進させ
るためのコンデンサである。なお、分離槽２０内には冷
却を行うためのコイル状の冷却管２８が設けられている
と共に、真空ポンプ２３，コンデンサ２７を通過した混
合液を水槽Ｗの内部に導くロート２９が設けられてい
る。かかる分離槽２０では比重差により非水系溶剤と水
とを分離するものであり、比重が小さな非水系溶剤は水
槽Ｗの上層に浮上する。このような分離により、洗浄乾
燥槽１０内の非水系溶剤はベーパーの形態、液状の形態
のいずれにしても分離槽２０で回収される。分離槽２０
に連結されたタンク２１はこのようにして分離された非
水系溶剤のみが供給され、再使用のための一時的な貯溜
を行うものであり、密閉構造となっている。

【００１２】前記蒸気発生手段３はベーパー発生槽３０
と、加熱器３１とを有している。ベーパー発生槽３０は
内部に非水系溶剤が貯溜されていると共に、加熱器３１
からの高温高圧の水蒸気が供給されて非水系溶剤を加熱
する加熱コイル３２が設けられている。３３はベーパー
発生槽３０内の非水系溶剤の液面高さを検出するレベル
計であり、このレベル計３３の検出値に応じた非水系溶
剤の供給が行われる。加熱器３１はヒーター３１ａを備
えており、内部に設けられた熱媒体を加熱する。この加
熱器３１としては電気ボイラ、工場スチームその他の加
熱機構を選択することができ、図示例においては電気ボ
イラーが使用されている。この加熱器３１は温水タンク
３４と連結されて、同タンク３４内の温水がポンプ３５
の駆動により加熱器３１に供給されて加熱される。この
加熱により温水は水蒸気となり、ベーパー発生槽３０の
加熱コイル３２に送出され、同槽３０内の非水系溶剤を
加熱してベーパーとする。加熱後の水蒸気はオートトラ
ップ３６で凝結した液となり、温水タンク３４に回収さ
れて再使用される。なお温水タンク３４内の温水の液面
は液面計３７により検出されて、所定量が常時貯溜され
るようになっている。

【００１３】以上のような洗浄乾燥手段１，回収手段２
および蒸気発生手段３は以下に説明する配管路により連
結されることで、非水系溶剤が循環するクローズドシス
テムが構成されている。まず洗浄乾燥手段１と回収手段
２とはメイン配管およびサブ配管の２系統により連結さ
れる。メイン配管は洗浄乾燥槽１０の底部と回収手段２
の真空ポンプ２３とを接続して、洗浄乾燥槽１０で結露
した液状の非水系溶剤の排出を行う管路５１と、洗浄乾
燥槽１０の上部と真空ポンプ２３とを接続して、非水系
溶剤のベーパーの排出を行う管路５２とから構成され
る。これらの管路５１，５２には開閉作動する排気弁５
３，５４が設けられると共に、管路５２にはベーパーを
冷却して液化するコンデンサ５５が設けられている。

【００１４】一方、サブ管路は２点鎖線で示すように、
洗浄乾燥槽１０の底部とメイン配管の管路５２の排気弁
５４とを接続する管路５６と、洗浄乾燥槽１０の底部と
回収手段２のタンク２１を直接に連結する管路５９とか
らなり、管路５９には排気弁５７およびコンデンサ５８
が設けられている。これらのメイン配管およびサブ配管
は洗浄乾燥槽１０内の非水系溶剤の排出状況に応じて、
択一的に、あるいは同時に使用される。

【００１５】回収手段２と蒸気発生手段３とを連結する
配管路は回収手段２のタンク２１と蒸気発生手段３のベ
ーパー発生槽３０との間に配設された管路６０から構成
される。この管路６０には送液ポンプ６１と、濾過によ
り異物を除去するフィルタ６２と、自動弁６３および逆
止弁６４とが設けられている。送液ポンプ６１はベーパ
ー発生槽３０のレベル計３３の検出信号に基づいて作動
し、タンク２１内の非水系溶剤をベーパー発生槽３０に
供給する。この送液ポンプ６１はベーパー発生槽３０内
の非水系溶剤が所定の下限値になったとき作動する一
方、所定の上限値になったとき停止するように制御され
るものである。

【００１６】蒸気発生手段３と洗浄乾燥手段１とを連結
する配管路はベーパー発生槽３０と洗浄乾燥槽１０を連
結する管路７０とから構成され、この管路７０には送気
弁７１が設けられている。また、この管路７０には送気
弁７２および絞り弁７３が送気弁７１と並列となるよう
に配置されている。図１において、８０はベーパー発生
槽３０および加熱器３１に設けられた温度コントロー
ラ、８１はベーパー発生槽３０および加熱器３１の圧力
を検出し制御する圧力コントローラである。

【００１７】次に本実施例の作動を説明する。被洗浄物
４を洗浄する非水系溶剤としては、直鎖状または環状の
シロキサン化合物、テルペンなどのベンゼン系化合物、
ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）やエタノールなどの
アルコール類、その他の化合物を適宜、選択使用する。
これらの溶剤は可燃性であるが、本実施例は全体がクロ
ーズドシステムとなっているため、外部に揮散すること
がなく、安全な洗浄または乾燥を行うことができる。ま
ず、保温ヒータ１３により洗浄乾燥槽１０を加温した状
態で、同槽１０の受部材１２上に被洗浄物４をセット
し、蓋１１を閉じ、密閉する。なお被洗浄物は界面活性
剤による洗浄，市水によるリンス、純水によるリンスを
行った後、ＩＰＡによる置換を行う通常の洗浄が行われ
たものあるいはこの洗浄がなされていない未処理のもの
を適用することができる。

【００１８】洗浄乾燥槽１０の密閉状態で排気弁５３お
よび５４を開いて真空ポンプ２３を作動し、これにより
洗浄乾燥槽１０内を減圧状態とする。この減圧で所定の
真空度になったとき、排気弁５３，５４を閉じる。一
方、蒸気発生手段３では加熱器３１によりベーパー発生
槽３０内の非水系溶剤が加熱され、これにより非水系溶
剤のベーパーが発生している。この状態で管路７０の送
気弁７１，７２を開いてベーパーを洗浄乾燥槽１０内に
導入する。ベーパーは洗浄乾燥槽１０内で所定の濃度と
なるまで供給され、これにより被洗浄物４を非水系溶剤
のベーパーで洗浄する。

【００１９】かかるベーパー洗浄を所定時間行った後、
送気弁７１，７２を閉じると共に、排気弁５３，５４を
開く。このとき真空ポンプ２３が作動しているため洗浄
乾燥槽１０内の非水系溶剤のベーパーおよび結露液が管
路５１，５２から吸引，除去される。このとき、ベーパ
ーは管路５２のコンデンサ５５で液化される。吸引され
た非水系溶剤は真空ポンプ２３で水と混合され、コンデ
ンサ２７で残余のベーパーが液化された後、分離槽２０
に導入される。このように洗浄乾燥槽１０内の非水系溶
剤をコンデンサ５５，２７で液化することにより、非水
系溶剤の回収率を向上させることができる。洗浄乾燥槽
１０の内部の吸引を行った後、排気弁５３，５４を閉じ
ながらリーク弁１４を開いて大気を導入し、これにより
ベーパーによる洗浄および乾燥を終了し、被洗浄物４を
取り出す。

【００２０】分離槽２０に導入された非水系溶剤は、そ
の比重差で水と分離されることにより回収され、オーバ
ーフローした非水系溶剤がタンク２１に移される。一
方、ベーパー発生槽３０では内部の液面高さがレベル計
３３で検出されており、この液面が下限値となったと
き、送液ポンプ６１が駆動して非水系溶剤がタンク２１
からベーパー発生槽３０に供給され、その不足量の補充
が行われる。なお、分離槽２０は水との比重差で非水系
溶剤を分離しているが、非水系溶剤としてＩＰＡなどの
アルコールを使用した場合、分離槽２０に替えて水−ア
ルコール分離装置を用いることにより、その分離を行う
ものである。

【００２１】このような洗浄または乾燥では、クローズ
ドシステムにより処理するため、非水系溶剤が外部に洩
出あるいは拡散することがない。このため非水系溶剤が
大気や環境を汚染することなく、有効な公害防止が可能
となる。また、洗浄乾燥を減圧下で行うため、酸素がほ
とんど遮断され、可燃性の非水系溶剤であっても安全性
が向上すると共に、低温度での洗浄乾燥が可能で被洗浄
物への熱的ダメージも軽減させることができる。さらに
非水系溶剤を回収手段２で回収して循環使用するため、
その有効利用が可能となっている。しかも回収した非水
系溶剤はベーパー発生槽３０でベーパー化する際に、沸
点の相違により油脂と分離されるため、純度の高い状態
での循環使用が可能で、強力な洗浄力および乾燥力を保
持することができる。

【００２２】なお上記実施例では、洗浄乾燥槽１０内の
非水系溶剤を管路５１および５２からなるメイン配管で
回収しているが、管路５６，５９からなるサブ配管で回
収しても良い。この場合は、被洗浄物４の洗浄後に、送
気弁７１，７２を閉じて管路５９の排気弁５７を開くこ
とにより行う。これにより洗浄乾燥槽１０内で結露した
非水系溶剤の液体がコンデンサ５８を通過した後、タン
ク２１に直接、流入する。また、これと連動してリーク
弁１４を微小時間開くと共に、排気弁５３，５４を開い
て真空ポンプ２３の吸引力を作用させる。これにより洗
浄乾燥槽１０内の非水系溶剤のベーパーはコンデンサ２
７を通過して液化された後、分離槽２０内に流入し、分
離槽２０内で水との分離が行われる。

【００２３】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の洗浄乾燥方法お
よび洗浄乾燥装置によれば、非水系溶剤が外部に拡散す
ることがなく、しかも減圧下での処理であるため、可燃
性の非水系溶剤を使用しても安全であり、洗浄および洗
浄に続く乾燥をも行うことができる。また非水系溶剤を
回収、再生して循環使用できるため、効率の良い処理が
可能になるとともに、精密洗浄やその乾燥を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す配管図。

【符号の説明】 １ 洗浄乾燥手段 ２ 回収手段 ３ 蒸気発生手段 ４ 被洗浄物 １０ 洗浄乾燥槽 ２０ 分離槽 ２１ タンク ３０ ベーパー発生槽 ３１ 加熱器

フロントページの続き (72)発明者 小野 定之 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オ リンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 田中 正人 長野県更埴市大字鋳物師屋75番地５ 株 式会社 千代田製作所内 (56)参考文献 特開 平２−198678（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−139705（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B08B 3/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄乾燥槽内を減圧状態にして供給し
   た、水よりも比重が小さな非水系溶剤の蒸気のみにより
   該槽内部に配設された被洗浄物を洗浄および／または乾
   燥する洗浄乾燥工程、 前記洗浄乾燥工程で用いられた非水系溶剤の蒸気を洗浄
   乾燥槽内から回収するとともに液化する液化工程、 前記非水系溶剤の蒸気が洗浄乾燥槽内から回収された後
   に該洗浄乾燥槽内に大気を導入して前記被洗浄物を取り
   出す取出し工程、 前記液化工程で液化した非水系溶剤を、槽底部に水を貯
   溜した分離槽に導入し、該水内で非水系溶剤と水とを比
   重差で分離して液状の非水系溶剤のみを回収する回収工
   程、 前記回収工程で回収された液状の非水系溶剤をベーパー
   発生槽に送って該非水系溶剤を蒸気化し、当該蒸気を前
   記減圧状態にした洗浄乾燥槽内に供給する供給工程、を
   有することを特徴とする洗浄乾燥方法。
2. 【請求項２】 槽内部に配設された被洗浄物を、密閉状
   態の減圧下で供給された水よりも比重が小さな非水系溶
   剤の蒸気のみにより洗浄および／または乾燥を行う洗浄
   乾燥槽と、 前記洗浄乾燥槽で用いられた非水系溶剤の蒸気が液化さ
   れて槽底部に貯溜した水内に導入されるとともに該水内
   で水との比重差で非水系溶剤が分離される密閉状態の分
   離槽と、 前記分離槽に連結され前記分離槽内で分離された液状の
   非水系溶剤を貯溜する密閉状態のタンクと、 前記タンクから供給される液状の非水系液剤を密閉状態
   で加熱して蒸気化するベーパー発生槽と、 前記ベーパー発生槽内で蒸気化された非水系溶剤の蒸気
   を前記洗浄乾燥槽に導く管路と、を備えていることを特
   徴とする洗浄乾燥装置。