JPH03127675A - 溶剤洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、溶剤を用いて機械部品や電子基板等の洗浄を
行う溶剤洗浄装置に関する。

［従来の技術］ 従来の溶剤洗浄装置としては、つぎの機種が知られてい
る。

イ、洗浄槽上部の槽内壁に冷却ジャケットを有し、この
冷却ジャケットによって洗浄槽内部の温度を下げること
により、洗浄槽上面より溶剤ガス成分の飛散を防止した
溶剤洗浄装置。

口、洗浄槽上部の槽内壁に冷却ジャケットを有し、この
冷却ジャケットにより高濃度、小ｍｌｌガスを吸気し、
該吸気ガスを冷却機によって溶剤ガスを冷却凝縮して回
収し、その冷却回収後のガスを洗浄槽に戻すことによっ
て、洗浄槽上面より溶剤ガスの飛散を防止する溶剤洗浄
装置。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、イの溶剤洗浄装置においては、冷却ジャケッ
ト温度の飽和蒸気圧濃度以下にはならないため、かなり
の溶剤ガス成分は洗浄槽上面より外部に飛散することに
なるという課題があった。

さらに、口の溶剤洗浄装置においては、洗浄槽に戻すガ
スの溶剤ガス濃度が冷却凝縮温度の飽和蒸気圧濃度以下
になりえないため、かなりの溶剤ガス成分が洗浄槽上面
より外部に飛散するという課題があった。

本発明は、洗浄槽から外部に飛散する溶剤ガスの量を低
減する溶剤洗浄装置の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の溶剤洗浄装置は、 ガスに含まれる高濃度の溶剤ガス成分を回収する回収手
段と、 内部に物品を洗浄する揮発性溶剤液を有するとともに、
前記溶剤液の液面より上方で開口した開口部、空気また
は溶剤ガス成分の稀薄なガスを内部に吸込む吸込み口５
および前記溶剤液が揮発することにより内部に発生した
高濃度の溶剤ガス成分を含むガスを前記回収手段に送込
む送込み口を有する洗浄槽と、 前記吸込み口から前記送込み口に向かう空気流を発生さ
せる送風手段と を備えている。

［作用］ 送風手段により発生する、洗浄槽の吸込み口から送込み
口に向かう空気流によって、洗浄槽内に存する揮発性溶
剤液の液面と洗浄槽の開口部との間を遮蔽する。このた
め、溶剤液が揮発することにより内部に発生ずる、高濃
度の溶剤ガス成分を含むガスが開口部から外部（；飛散
することを防げる。

［発明の効果１ 洗浄槽の一口部から外部に飛散する高濃度の溶剤ガス成
分を含むガスの儀を低く抑えることができる。

［実施例］ 本発明の溶剤洗浄装置を図に示す実施例に基づき説明す
る。

第１図は有機溶剤を用いて機械部品や電子基板等の洗浄
を行う溶剤洗浄装置を示す。

溶剤洗浄装ｚｉは、回収手段２と、洗浄槽３と、送風手
段としての圧縮機４および真空ポンプ５と、これらを連
結するガス管６を有する。

回収手ｌ’ｉ２は、除去手段としての溶剤ガス分離１１
２１および凝縮塔２２を有する。

溶剤ガス分１ｌｌＩｔ膜２１は、高濃度の溶剤ガス成分
を含むガスから溶剤ガス成分を分離除去し、溶剤ガス成
分の稀薄なガスを取り出すものである。この溶剤ガス分
離膜２１は、溶剤ガスに対しては高い透過性を有し、空
気に対してはできる限り不透過性を有し、溶剤ガスと空
気とを分離するバリアー膜として働く、また、溶剤ガス
分離膜２１は、多孔質支持膜」−に溶剤ガスを分離する
分離機能層を形成した複合）ＩＩ積構造とると分離機能
層の厚みを可変でき、機能層の厚みにより変化する溶剤
ガス分離性能を任意に制御できる。

溶剤ガス分離ＷＡ２１の多孔質支持膜としては、例えば
ポリスルホン多孔質支持膜、ポリプロピレン多孔質支持
膜、ポリエーテルスルホン多孔質支持膜、ポリイミド多
孔質支持膜、またはポリテトラフルオロエチレン多孔質
支持膜などを用いることができる。

さらに、溶剤ガス分離ＷＡ２１の分離Ｉ！能層としては
、例えばニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリジメチ
ルシロキサン、エチレンプロピレンゴム、ポリウレタン
またはポリブテン−１などの高温用ゴムを用いることが
できる０分離機能層の厚みは、０．１μ〜５μが望まし
い、溶剤ガス分離膜２１は、分離８１能層の厚みによっ
て、複合膜の溶剤ガスと窒素との分離係数が変化し、厚
みを厚くすることによって、分離係数が高くなる。この
ため、分離機能層の厚みは、分離係数以上になる厚みに
することが望ましい。

溶剤ガス分離ｆｉ２１の溶剤ガスの透過速度は、望まし
くは０．１　（ｒｒｒ／ｒｄ−ｈｒ−ａｔａ＋）以上、
より望ましくは１＜ｒｄ／ａｔ−ｈｒ−ａｔｌ）以上で
ある。溶剤ガス分離Ｊｌｌ！２１の空気の透過性は、空
気中の窒素の透過性が溶剤ガスの透過性に対して１／２
５以下であることが望ましい、言い替えれば、溶剤ガス
と窒素との分離係数が２５以上が望ましい、溶剤ガスと
窒素との分離係数が２５を下回る場合は、洗浄槽３への
リターンガス中に溶剤ガスが多く含まれるため好ましく
ない。

なお、本実施例では、溶剤ガス分離１摸２１として複合
膜を用いたが、溶剤ガス分離ＪＩ１２１としてロブ・ス
ーリラジャン（Ｌｏｅｂ−８ｏｕｒｒａｊａｎ）の非対
称膜を用いても良い。

また、本実施例では、除去手段として溶剤ガス分離Ｊｌ
１２１により高濃度の溶剤ガス成分を除去する膜分離法
を用いたが、吸着法または吸収法などを用いても良い、
吸着法とは、活性炭等の吸着材により溶剤ガス成分をガ
ス中から吸着して除去する方法をいう、吸収法とは、シ
リコーンオイルなどの吸収材に高濃度の溶剤ガス成分を
含むガスを泡立たせ、溶剤ガス成分を吸収して除去する
方法をいう、ただし、吸着法および吸収法は、吸着材お
よび吸収材が溶剤ガスによって飽和された場合、交換す
る必要があるので、本実施例のようにこの交換の必要の
ない膜分離法が望ましい除去手段といえる。

凝縮器２２は、溶剤液を取出すための取出パイプ２３を
有し、溶剤ガス分１１１１膜２１で濃縮された溶剤ガス
を溶剤液として回収するものである。この凝縮器２２の
内部には、冷却機２４から熱媒体が供給される凝縮器２
５が配設されている。この凝縮器２５は、濃縮された溶
剤ガスと熱媒体とを熱交換させることにより溶剤ガスを
凝縮し冷却する。

洗浄槽３は、内部に貯溜部３０、蒸気発生部３１゜冷却
ジャケット３２および乾燥部３３を有する。貯溜部３０
は、物品を洗浄するための揮発性有機溶剤液（Ｐ／４え
ば、液温度３０℃、沸点７４℃）を貯溜している。蒸気
発生部３１は、ヒータ３４によって貯溜されている溶剤
液を加熱することにより物品を蒸気洗浄するための蒸気
を発生させる部分である。冷却ジャケット３２は、洗浄
槽３内に溶剤液が揮発することにより発生した高濃度の
溶剤ガスを凝縮させて冷却する凝縮器３５を有する。乾
燥部３３は、物品を乾燥させる部分である。

この洗浄槽３は、蒸発洗浄する物品を外部から洗浄槽３
の内部に搬送するチェーンやベルトコンベアなどの搬送
装置３６を有する。

また、洗浄槽３は、開口部３７、吸込み口３８および送
込み口３９を有する。

開口部３７は、洗浄槽３の上端面に形成され、溶剤液の
液面より上方で大気に向かって開口している。この開口
部３１は、蒸発洗浄する物品を外部から洗浄槽３の内部
に搬送するために開口されている。

この吸込み口３８は、溶剤ガス分離ＪＩ［２１で分離さ
れた溶剤ガス成分の稀薄なガスを洗浄槽３内に吸込む、
吸込み口３８は、溶剤液の液面と開口部３７との間の洗
浄槽３の側壁に形成されている。なお、吸込み口３８の
形成位置は、送込み口３９より低い位置が望ましい、と
くに、吸込み口３８の形成位置は、洗浄ＷＩ３の内部か
ら溶剤ガスの上昇があるので、吸込み０３８から吸込ま
れたガスと洗浄槽３内からのガスとの合わさったものが
、送込み口３９に向かうような位置にすることが望まし
い、この位置は、洗浄槽３の大きさや、運転条件によっ
て異なるため、各溶用洗浄装置にあった位置に合わせる
ことが望ましい。

この送込み口３９は、溶剤液が揮発することにより洗浄
ｍ３内に発生した高濃度の溶剤ガス成分を含むガスを溶
剤ガス分離ｉ′ｌＡ２１に送込む、送込み口３９は、溶
剤液の液面と開口部３１との間の洗浄槽３の側壁に形成
されている。送込み口３９の位置は、洗浄槽３内からの
高濃度の溶剤ガスをできるだけ溶剤ガス分離１１５［２
１に送込め、りかも洗浄槽３外の大気を送込みにくいと
いう点で、開口部３１より１０■以上低い位置が望まし
い、さらに、送込み口３９の位置は、開口部３１より２
０３以上低い位置が望ましく、３０３以上低い位置が最
も望ましい、そして、送込み口３９は、必要量のガスを
溶剤ガス分離膜２１に送込むという点で、凝縮器３５よ
り上方に位置させることが望ましい。

送込み口３９の通路断面積は、吸込み口３８の通路断面
積より大きく形成されている６例えば、送込み口３９の
通路断面積は、吸込み口３８の通路断面積の約１０倍の
大きさである。そして、吸込み口３８への吸込み方向は
、送込み口３つからの送込み方向と一致している。

なお、本実施例では、洗浄４９３における溶剤ガス成分
の稀薄なガスの吸込み方向と高濃度の溶剤ガス成分を含
むガスの送込み方向とを一致させたが、本発明の範囲内
で吸込み方向と送込み方向とが必ずしも一致させる必要
はない。

圧縮機４は、溶剤ガス分離膜２１で分離された溶剤ガス
成分の稀薄なガスを吸込み口３８から洗浄槽３内に送込
んで、送込み口３９から洗浄槽３内の高濃度の溶剤ガス
成分を含むガスを吸引し加圧して溶剤ガス分１１１ｉ１
２１に供給するものである。このため、洗浄槽３内には
、吸込み口３８から送込み口３９に向かう空気流が発生
する。

この圧縮Ｉ！１４の吸引力による洗浄槽３の送込み口３
９から吸引される送込み風量は、・洗浄槽３で溶剤液の
揮発により発生する溶剤ガス量に等しいことが望ましい
が、溶剤ガス量の５０％以上１５０％以下におさまって
いることが望ましい、また、圧縮機４の吐出力による吸
込み口３８から洗浄槽３内へ吐出される吸込み風量は、
送込み口３９から送込まれる送込みガス〈溶剤ガス成分
の稀薄なガス）の風景以下であることが洗浄ｍ３内の圧
力を上昇させないという点で好ましい。

真空ポンプ５は、溶剤ガス分離膜２１の透過側を負圧に
して、濃縮された溶剤ガスを凝縮塔２２に送る。

なお、本実施例では、送風手段として圧縮機４および真
空ポンプ５を用いたが、送風手段として圧１ｆｉ８４ま
たは真空ポンプ５を単独で用いても良く、また送風機な
どを用いても良い。

ガス管６は、第１リサイクル管６１および第２リサイク
ル管６２を有する。第１リサイクル管６１は、溶剤ガス
分離１１５ｉ２１で分離された溶剤ガス成分の稀薄なガ
スを洗浄槽３の吸込み口３Ｂに戻すものである。第２リ
サイクル管６２は、凝縮塔２２で回収されなかった溶剤
ガスを圧縮機４の手前に戻すものである。

なお、本実施例において、高濃度の溶剤ガス成分を含む
ガスとは、ガス中の溶剤ガス成分が室温での飽和蒸気圧
濃度以上をさし、好ましくは１０，０００ｐｐｍ以上、
より好ましくは２０．　ｏｏｏｐｐ曽以上をさす、また
、溶剤ガス成分の稍薄なガスとは、ガス中の溶剤ガス成
分が５．ＯＯＯｐｐｍ以下をさし、望ましくは３，００
０ＥＩ四以下、さらに望ましくは２．０００ｐｐｌ以下
をさす。

本実施例の溶剤洗浄装置１の作用を第１図に基づき説明
する。

圧縮機４によって、洗浄槽３内の高濃度の溶剤ガス成分
を含むガスを吸引し圧力を加えて溶剤ガス分離膜２１に
供給する。溶剤ガス分ｗ１膜２１に供給された高濃度の
溶剤ガス成分を含むガスは、圧縮機４により加圧され、
真空ポンプ５により減圧される。この圧力差を駆動力に
して、溶剤ガス分離膜２１で高濃度の溶剤ガスと溶剤ガ
ス成分の稀薄なガスとが分離される。なお、分離効率が
大きくきくのは、供給側の圧力と透過側の圧力との比で
ある圧力比であり、この圧力比が１０以上であることが
望ましい。

溶剤ガス分離［１２１の透過側は、真空ポンプ５によっ
て負圧にしておき、溶剤ガスが濃縮された濃縮ガスが凝
縮塔２２で回収される。凝縮塔２２で回収されなかった
溶剤ガスは、圧縮機４の上流側に送り、再度溶剤ガス分
離ｗＡ２１によって高濃度の溶剤ガスが分離される。

一方、溶剤ガス分離Ｊｌｉ２１によって溶剤ガスを分離
除去した溶剤ガス成分の稀薄なガスは、圧縮機４の吐出
力によって、吸込み口３８がら洗浄槽３内に戻される。

このように、本実施例では、溶剤ガス分離膜２１で分離
した溶剤ガス成分の稀薄なガスを吸込み口３８から洗浄
槽３内に戻すというクローズドシステムとしているので
、従来装置で発生する高濃度の溶剤ガス成分を含むガス
を系外（溶剤洗浄装Ｎ１の外）に排出する損失がない、
このため、溶剤消費量の最も少ない溶剤洗浄装置１を提
供できる。

そして、圧縮４１ｇ１４の吐出力によって、吸込み口３
８から洗浄槽３内に戻された溶剤ガス成分の稀薄なガス
は、圧縮機４の吸引力によって送込み口３９から吸引さ
れる。このため、吸込み口３８から送込み口３９に向か
う空気流が発生する。

したがって、溶剤ガス成分の稀薄なガスの流れが洗浄Ｗ
Ｊ３の開口部３１を覆うため、高濃度の溶剤ガス成分を
含むガスが開口部３７から大気（こ飛散することが低く
抑えられる。

また、溶剤液が揮発することにより、あるいはヒータ３
４により加熱されることにより発生した高濃度の溶剤ガ
ス成分を含むガスも、圧縮機４の吸引力によって送込み
口３９から吸引される。このため、送込み口３９付近の
溶剤ガス成分の濃度が著しく低減される。

さらに、溶剤洗浄装置１を回収装置として見た場合には
、洗浄槽３の開口部３７から大気に飛散するガス濃度の
著しい低減により、従来装置のような大風量のガスを回
収、処理する回収装置は不要となる。そして、本実施例
のように、ガス中の溶剤ガス成分の分離に溶剤ガス分離
Ｍ、２１を使用する膜分離法とした場合には、吸着法お
よび吸収法に必要な脱着のための加熱または真空装置部
と新しい吸着材への交換装置部が不要となり、従来装置
と比較して溶剤洗浄装置１は小型化を図れる。

なお、洗浄槽３を溶剤洗浄機として見た場合には、冷却
ジャケット３２の上部の溶剤ガス濃度を著しく低減する
ことにより、物品へ付着した溶剤ガス成分の乾燥も早く
なり、開口部３７までの距離の短縮も可能になる。この
ため、洗浄槽３の小型化を図れる。

つぎに、本発明の実施例を比較例と比較した結果を述べ
る。

■、実施例１ フロン１１３を洗浄溶媒で使用して、第２図に示すよう
な洗浄槽３で電子基板の洗浄を行った０分離手段として
シリコーンオイル５Ｈ７０１（東しシリコーン■製〉に
高濃度の溶剤ガス成分を含むガスを泡立たせて、フロン
１１３ガスを吸収して回収した後に、洗浄槽３へ戻し、
溶剤ガス成分の稀薄なガスは大気に放出した。なお、溶
剤ガス成分の稀薄なガスの濃度を測定すると１００ｐｐ
Ｈであった。

吸込み口３８からは、大気を吸込んだ、運転条件は洗浄
［３の内部温度４４．６℃であり、運転開始時の洗浄槽
内のフロン１１３の量は１３０ｊである。

送込み口３９からの送込みガスの風量を測定すると０．
０６ｒｒｒ／ｍｉｎであった。このような運転条件で運
転している時の洗浄槽３の開口部３７付近のフロン１１
３の平均濃度を測定すると１０．５ＱＱｐｐｌであった
。８時間運転後の洗浄槽３内に残っているフロン１１３
の量を測定すると１２９．６５１であった。

■、比較例１ 実施例１の洗浄槽で吸気および送気をしない、従来装置
の洗浄槽を使用した場合、運転開始時の洗浄槽内のフロ
ン１１３の量は１３０Ｍである。８時間運転後の洗浄槽
内に残っているフロン１１３の量を測定すると１２６．
６４！であった。このような運転条件で運転している時
の開口部のフロン１１３の平均濃度を測定すると１０５
，０００ｐｐ■であった。

したがって、本発明が溶剤ガスの飛散防止に効果がある
ことが確認できる。

■、実施例２ フロン１１３を洗浄溶媒で使用して、第１図に示す洗浄
ＷＪ３で電子基板の洗浄を行った。運転条件が、洗浄槽
の内部温度４４．６℃、運転開始時の洗浄槽３内のフロ
ン１１３の量は１３０１である。

溶剤ガス分Ｍ膜として、特公昭６４−３１３４号公報に
開示されているように、１００重量部のトリクロロトリ
フルオロエタンに、アミノ変成ポリシロキサンＳ　Ｆ　
−８４１７（東しシリコーン■製）１．０重量部とトリ
レンジイソシアネート０．０６重量部とを均一に溶解し
、ポリスルホン多孔質支持膜に塗１１ｉシ、熱風で乾燥
して架１ｆｆｉポリジメチルシリコーン複合膜を作成し
た。

なお、架橋型ポリジメチルシリコーン層の厚みは約２μ
であり、フロン１１３ガスと窒素の分離係数は２５であ
った。

送込み口３９の送込み速度は、０．１　ｍ　／　Ｓｅｃ
　、吸込み口３８からの吸込み速度は１ｍ／Ｓｅｃ、圧
縮機４によって６ｋｇ−Ｇに加圧し、溶剤ガス分離膜の
透過側の圧力を−０，９に、−Ｇになるように真空ポン
プ５で吸引する。凝縮基２２は温度２〜３℃で運転した
。

このような運転条件で運転している時の洗浄槽３の開口
部３７から飛散したフロン１１３濃度を測定すると８．
５７０ｐｐｍであった。８時間連続運転した後、運転を
止め、洗浄槽３内のフロン１１３の量を測定すると１２
９．７５１Ｊであった。

ＩＶ、比較例２ 実施例２の洗浄槽を使用し、吸気口からの吸気をせずに
従来の洗浄槽と同じ運転を行った。洗浄槽の内部温度は
４４．６℃であり、運転開始時の洗浄槽内のフロン１１
３の量は１３０１であった。

このような運転条件で運転している時の洗浄槽の開口部
のフロン１１３ガス濃度を測定すると１０５゜０００ｐ
ｐｍであった。８時間運転後の洗浄槽内に残っているフ
ロン１１３の量を測定すると１２６．６　Ｎであった。

したがって、実施例２と比較例２との比較から、本発明
が溶剤ガスの飛散防止効果が非常に大きいことが確認で
きる。

■、実施例３ 実施例２と同様の洗浄槽３で洗浄溶剤として１１．１ト
リクロロエタンを使用した。使用した溶剤ガス分１１１
１１には実施例１と同じ膜であるが、トリクロロエタン
と窒素との分離係数が３０であった。洗浄槽の内部温度
は７４℃で、その他の運転条件は実施例１と同じにした
。運転開始時のトリクロロエタンの量は１３０！Ｊであ
った。“このような運転条件で運転している時の洗浄槽
３の開口部３７のトリクロロエタンの濃度を測定すると
６．０００ｐｐｍであった。

８時間運転後のトリクロロエタンの量を測定すると１２
９．８４Ｎであった。

ｖｌ、比較例３ 実施例３と同じ条件で洗浄槽を運転し、吸気口からの吸
気をせずに従来の洗浄槽と同じ運転を行った。このよう
な運転条件で運転している時の洗浄槽の開口部のトリク
ロロエタン蒸気濃度を測定すると５７．６００ｐｐ−で
あった、８時間運転後の洗浄槽内のトリクロロエタンの
量を測定すると１２８．６４１であった。なお、運転開
始時の量は１３０ｆＩであった。

実施例３と比較例３との比較から、本発明がいかに洗浄
槽内３から溶剤ガス飛散を抑えているかが確認できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用された一実施例の溶剤洗浄装置を
示す概略図、第２図は実施例１の溶剤洗浄装置の要部拡
大図である。 図中 １・・・溶剤洗浄装置　２・・・回収手段　３・・・洗
浄槽４・・・圧縮機（送風手段）　　５・・・真空ポン
プ（送風手段）３７・・・開口部　３８・・・吸込み口
　３９・・・送込み口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）ガスに含まれる高濃度の溶剤ガス成分を回収
   する回収手段と、 （ｂ）内部に物品を洗浄する揮発性溶剤液を有するとと
   もに、 前記溶剤液の液面より上方で開口した開口部、空気また
   は溶剤ガス成分の稀薄なガスを内部に吸込む吸込み口、
   および前記溶剤液が揮発することにより内部に発生した
   高濃度の溶剤ガス成分を含むガスを前記回収手段に送込
   む送込み口を有する洗浄槽と、 （ｃ）前記吸込み口から前記送込み口に向かう空気流を
   発生させる送風手段と を備えた溶剤洗浄装置。