JPH06101080A

JPH06101080A - ワーク洗浄方法及び洗浄装置

Info

Publication number: JPH06101080A
Application number: JP4254887A
Authority: JP
Inventors: Nariyuki Ogino; 成幸荻野
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、水洗浄プロセスにおいて、形状の複
雑なワークに対しても汚れ、及び洗剤残りが生じない極
めて高い清浄度を実現する。【構成】本発明は、水洗浄プロセスにおいて防錆剤水溶
液による予備洗浄、及び減圧雰囲気下での洗浄並びリン
スを行い、水再生処理装置及び脱気装置をリンス工程に
備えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワークの洗浄方法及び
洗浄装置に関し、特に複雑形状を有する金属部品の洗浄
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】トリクロロエタンに代表されるハロゲン
化炭化水素系洗浄剤は、ワークに対する洗浄能力が高
く、また洗浄済みワークから洗浄剤をそのまま乾燥、除
去できるため、ワークの洗浄に適しており、しかも金属
との反応性を有していないため、回路基板や金属部品等
のワーク洗浄に広く使用されている。しかし、ハロゲン
化炭化水素系洗浄剤は、人体に対する問題及び環境破壊
の問題を有しているために、界面活性剤等を含む洗浄液
に代替されつつある。この界面活性剤を含む洗浄液を使
用した洗浄方法においては、例えば図―２の様なプロセ
スがある。ここで装置１は洗浄部であり、２０１は洗浄
液、２０２は超音波振動子、２０３は洗浄液を循環させ
るためのポンプである。次に装置２は予備リンス部であ
り、２０４は防錆剤の入ったリンス液、２０５は循環ポ
ンプである。装置３はリンス部であり、２段リンス方式
を採用している。２０６は超音波振動子であり、第１リ
ンスはこれを用い、第２リンスで仕上げリンスを行う。
最後に装置４は乾燥部であり、２０７は本体、２０８は
発熱ヒーターである。図２の洗浄工程で明らかな様に水
洗浄を行う場合には、洗浄後のワークに付着している洗
浄剤は乾燥のみではワークから除去出来ないため、その
後水にてワークをリンスし、除去する。そして更にワー
クに付着している水を乾燥により除去することになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような界
面活性剤を含む洗浄剤は、トリクロロエタンに比べる
と、洗浄能力、浸透能力が劣るので、未貫通穴や細い貫
通穴を有するような部品は、洗浄不足が生じ易く、洗浄
液中に多量の汚れが持ち込まれると、洗浄性が急激に減
少する、という問題点を有している。また、このような
未貫通穴や細い貫通穴を有するような部品は、付着して
いるワーク洗浄剤を除去しにくい為、洗浄後、清浄表面
を得ることが難しいという問題を有している。

【０００４】そこで、超音波洗浄やシャワー洗浄の物理
力を強化することにより洗浄性、リンス性を向上する方
法も考えられる。しかし、この方法を採用すると、ワー
クへのダメージが大きくなるので、実用的な対策とはな
り得ない。

【０００５】以上の問題点に鑑み、本発明の課題は予備
洗浄の実施、減圧下での洗浄及びリンス、並びにリンス
水への水溶性有機溶剤の添加並びに水再生処理装置及び
脱気装置の設置により、複雑形状を有する部品に対す
る、洗浄性の高いワーク洗浄方法、及びそれを行うため
の洗浄装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、ワークに付着している汚れの洗浄液中へ
の持込みを抑えるために予備洗浄工程において、水によ
る洗浄、又は吸引による汚れ除去を行うことを特徴とし
ている。ここで予備洗浄は洗浄剤を使用しないため、又
吸引除去する場合は空気を媒体とするため、汚れを分
離、回収し易い。又、洗浄工程においては、未貫通穴の
様なワーク細部に付着した汚れを押出し、さらに洗浄液
を細部に浸透させるために、大気中及び洗浄液中におい
て減圧することを特徴をしている。又リンス工程におい
てはワークに付着した洗浄剤を除去するために、水中に
て減圧すること、及びリンス水を常に高清浄度に保つた
めに活性炭を用いたろ過方法による再生処理装置、並び
に脱気装置を備えていること、さらにリンス液中及び活
性炭に水溶性有機溶剤を添加、含浸することを特徴とし
ている。

【０００７】ここで使用される有機溶剤は炭素数が３以
下並びに洗浄液中の洗浄剤よりも低分子量であることを
特徴としている。

【０００８】

【実施例】

（実施例１〜１６）次に本発明の実施例１〜１６に係わ
る洗浄装置を、図１を参照して説明する。

【０００９】図１には、本例のワーク洗浄装置の全体構
成を模式的に示してある。本例の装置は金属部品（ワー
ク）を洗浄するためのものであり、洗浄カゴを用いてワ
ークを一括して洗浄する構成となっている。この図１に
示すように、本例の装置１は、ワーク搬送経路の上流側
から順に、予備洗浄部２、減圧洗浄部３、洗浄部４、予
備リンス部５、減圧リンス部６、最終リンス部７、乾燥
部８が配列された構成となっている。

【００１０】次に、図１に基いて、各部の構成を説明す
る。

【００１１】まず、予備洗浄部２においては、ワークに
対する防錆剤を含む水１０１が貯留されている洗浄槽１
０２より気中でワークに対して噴射することによりワー
クの予備洗浄を行う。ここで、洗浄槽１０２は、上方が
解放したほぼ立方体形状を有し、その四方壁内壁には、
噴角６０度の充円錐タイプのノズル１０３が６本配置さ
れている。これらのノズル１０３は、洗浄槽１０２の内
部に搬送された洗浄籠１０４に対し、斜め上方からワー
クに対する防錆剤を含む水を噴射する。また、これらの
ノズル群は、水循環経路１０５を介して、洗浄槽１０２
の底面に連通しており、この循環経路１０５には、ポン
プ１０６、及び油水分離装置１０７が介挿されている。

【００１２】次に、減圧洗浄部３においては、予備洗浄
されたワークを水系洗浄剤１０８が貯留された洗浄液槽
１０９の内部に浸漬し、シャッター１１０により洗浄液
槽１０９を密閉し、ロータリーポンプ１１１及びメカニ
カルブースターポンプ１１２により減圧する。これらの
真空ポンプ（ロータリーポンプ１１１、メカニカルブー
スターポンプ１１２）は、洗浄液槽１０９の上部に吸引
口１１３を設けており、リークバルブ１１４により真空
度を調節し、排気口１１５より洗浄液槽上部の空気を排
気する。

【００１３】次に、洗浄部４においては、予備洗浄され
たワークを水系洗浄剤１１６が貯留された洗浄液槽１１
７の内部に浸漬し、超音波洗浄を行う。ここで洗浄液槽
１１７も、上方が解放したほぼ立方体形状を有し、洗浄
液槽１１７内に貯留されている洗浄液１１６には、洗浄
液槽１１７の底面側に配置された超音波発振装置１１８
により、周波数２８ｋＨｚの超音波が伝播可能になって
いる。

【００１４】次に、予備リンス部５においては、防錆作
用を有する防錆剤を混合したリンス液１１９を貯留した
リンス液槽１２０の中にワークを浸漬する。リンス液１
１９に浸漬した状態でワークを上下に揺動させることに
より、ワークに付着している洗浄液を洗い落とす。

【００１５】次に、減圧リンス部６においては、防錆作
用を有する防錆剤を混合したリンス液１２１を貯留した
リンス液槽１２０の中にワークを搬入し、リンス液１２
１の中にワークを浸漬した状態で、シャッター１２３に
よりリンス液槽１２２を密閉し、ロータリーポンプ１２
４及びメカニカルブースターポンプ１２５により減圧す
る。これらの真空ポンプ（ロータリーポンプ１２４、メ
カニカルブースターポンプ１２５）は、リンス液槽１２
２の上部に吸引口１２６を設けており、リークバルブ１
２７により真空度を調節し、排気口１２８よりリンス液
槽上部の空気を排気する。

【００１６】次に、最終リンス部７においては、純水１
２９が貯留された純水槽１３０の内部で超音波洗浄を行
ない、ワークから洗浄液を洗い落とす。ここで純水槽１
３０は、上方が解放したほぼ立方体状を有し、その底面
側に配置された超音波発生装置１３１により、純水１２
９には、周波数２８ｋＨｚの超音波が伝播可能となって
いる。また純水槽１３０の底面側には、純水を槽外に引
き出して、再び純水槽１３０に戻す循環経路１３２が配
置されており、その循環経路１３２には、ポンプ１３
３、純水再生ユニット１３４、及び、気水分離ユニット
１３５（脱気装置）が介挿されている。

【００１７】ここで、純水再生ユニット１３４は、活性
炭濾過部１３４ａ、カチオンイオン交換部１３４ｂ及び
アニオンイオン交換部１３４ｃとを備え、循環する純水
から不純物を除去し、純水を再生して使用するようにな
っている。

【００１８】最後に、乾燥部８においては、ワークを吸
引口１３６の上に搬入設置し、ターボファン１３７によ
り吸引力により水切りを行う。さらにワークを高温雰囲
気中に晒して、ワークに付着している水を除去する。こ
こで乾燥室１３８の上面カバー１３９は、ワークの搬
入、搬出のタイミングに合わせて解放、閉鎖動作が可能
となっている。

【００１９】次にこの構成のワーク洗浄装置１におい
て、図３に示すような深い未貫通穴を有するワーク３０
１の洗浄を行う。洗浄方法は以下の通りである。

【００２０】切削加工油の付着したワーク１０００個を
直径１５ｃｍ高さ１５ｃｍの洗浄カゴ１０４に入れ、ま
ず、予備洗浄部２においてノズル１０３からの水１０１
の気中シャワーを常温で行い、表面に付着した切削加工
油をある程度除去した。この時の噴射圧は、１ｋｇ／ｓ
ｑ．ｃｍとした。

【００２１】尚、ワークより剥離された油は、油水分離
装置１０７により、浮上した油が分離回収され、水のみ
が循環経路１０５より洗浄槽１０３に戻る。

【００２２】次に、減圧洗浄部３において、ワーク３０
１の入った洗浄カゴ１０４を非イオン系活性剤洗浄液１
０８に浸漬し、シャッター１１０を閉鎖することによ
り、洗浄液槽１０９を密閉し、ロータリーポンプ１１１
を稼働させて、２０ｔｏｒｒまで徐々に減圧した。この
時の洗浄液１０８は２２度以下とした。真空度が、２０
ｔｏｒｒに達したら、リークバルブ１１４を開閉するこ
とにより、真空度を１分間保持した。この時未貫通穴内
に存在している気体が膨張して、付着油を穴外に押し出
す。

【００２３】その後、リークバルブ１１４を解放するこ
とにより、洗浄液槽内を常圧に戻した。この時、未貫通
穴内に存在している気体は、圧縮され洗浄液を穴内に取
り込む。

【００２４】次に洗浄部４において、１０分間超音波洗
浄した。ワーク表面の汚れは完全に洗浄され、また未貫
通穴内壁に付着した汚れは、洗浄液に乳化される。次
に、予備リンス部５において、ワークは常温にてリンス
液１２０の中で上下に揺動され、ワークに付着されてい
た洗浄液が洗い落とされる。

【００２５】次に、減圧リンス部６において、ワーク３
０１の入った洗浄カゴ１０４をリンス液１２１に浸漬
し、シャッター１２６を閉鎖することにより、リンス液
槽１２２を密閉し、ロータリーポンプ１２４を稼働させ
て、２０ｔｏｒｒまで徐々に減圧した。この時のリンス
液１２１は２２度以下とした。真空度が、２０ｔｏｒｒ
に達したら、リークバルブ１２７を開閉することによ
り、真空度を１分間保持した。この時、未貫通穴内に存
在している気体が膨張して、付着油により乳化した洗浄
剤を穴外に押し出す。その後、リークバルブ１２７を
解放することにより、リンス液槽内を常圧に戻す。この
時、未貫通穴内に存在している気体は、圧縮されリンス
液を穴内に取り込む。

【００２６】次に、最終リンス部７において１０分間純
水でリンスした。ワークに付着していた洗浄液及び水
は、リンス液１２９で完全に置換される。ここで純水
は、脱気装置１３５により溶存酸素量が約０．５ｐｐｍ
以下に低減されているので、リンス中にワークと純水及
び純水中の溶存酸素とが反応せず、ワークに錆が発生し
ない。

【００２７】また、このリンス液中にメタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコール、ｎープロピルアルコ
ール、アセトンの内、少なくとも１種類を添加した水を
用いると、リンス性は、格段に向上する。さらにこれら
の有機溶剤は、非イオン性であり、且つ活性炭に対する
吸着性が低いので循環して使用することができる。また
上記有機溶剤の添加の方法は、直接水に添加しても良い
し、活性炭に含浸させても良い。

【００２８】最後に、乾燥部８において洗浄カゴを吸引
口１３６に設置し、ターボファン１３７によりワークに
付着した水を吸引した。洗浄カゴの下方より吸引をする
ので、ワーク同士の衝突が少なく傷や打痕が付きにく
い。また水切り性が良いのでシミができにくい。さらに
シャッター１３９を閉鎖し、乾燥機１３８の内部を高温
雰囲気に保持し乾燥した。

【００２９】減圧下で洗浄及びリンスを行うので、ワー
クの隅々まで洗浄液若しくは、水が行き渡るので、乾燥
後のワークに洗浄残さが残らない。

【００３０】表１及び表２に実施例１〜１６の減圧洗
浄、減圧リンス、予備洗浄及び最終リンスの諸条件を示
す。尚、予備洗浄、本洗浄、予備リンス、最終リンス、
乾燥の各工程は、１０分である。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】（実施例１７〜２４）実施例１〜１６にお
ける減圧洗浄工程を以下の如くする事によりさらに洗浄
性が向上する。

【００３４】減圧洗浄部において、ワークの入った洗浄
カゴを洗浄槽に搬送し、洗浄液に浸漬しない状態で、シ
ャッターを閉鎖することにより密閉し、ロータリーポン
プを稼働させ、２０ｔｏｒｒまで減圧する。この時、未
完通穴に存在している気体が膨張し、付着汚れを穴外に
押し出すと同時に、減圧時の発泡により、穴内には多く
の気泡が存在する。

【００３５】その後、リークバルブを解放することによ
り洗浄液槽内を常圧に戻す。

【００３６】次に、ワーク３０１の入った洗浄カゴ１０
４を洗浄液１０８に浸漬し、シャッター１１０を閉鎖す
ることにより、洗浄液槽１０９を密閉し、ロータリーポ
ンプ１１１を稼働させて、２０ｔｏｒｒまで徐々に減圧
する。この時の洗浄液１０８は２２度以下とする。真空
度が、２０ｔｏｒｒに達したら、リークバルブ１１４を
開閉することにより、真空度を３０秒間保持する。この
時、未貫通穴内に存在している気体が膨張して、付着油
を穴外に押し出す。

【００３７】その後、リークバルブ１１４を解放するこ
とにより、洗浄液槽内を常圧に戻す。この時、未貫通穴
内に存在している気体は、圧縮して洗浄液を穴内に取り
込む。

【００３８】このように、最初に大気下において減圧す
るので、穴内に気泡が入りやすく、汚れを押し出し易く
なる。

【００３９】従って未完通穴中に汚れが多量に存在して
いるワークについても充分な洗浄品質を得ることができ
る。

【００４０】表３に実施例１７〜２４の減圧洗浄、減圧
リンス、予備洗浄の諸条件を示す。尚、減圧洗浄部及び
減圧リンス部における真空度２０ｔｏｒｒ以下の保持時
間は３０秒であり、その他の各工程は１０分である。

【００４１】

【表３】

【００４２】（実施例２５〜３２）実施例２５〜３２に
関わる洗浄装置について説明する。

【００４３】図１における予備洗浄部を図４のように替
え、後は実施例１〜８と同様に行った。

【００４４】ワークの入った洗浄カゴをテーパーのつい
た真空吸引口に搬送し、静置し、配管により接続された
吸引装置により吸引し、ワーク表面に付着した汚れを吸
引除去した。表４にその場合の諸条件を示す。

【００４５】

【表４】

【００４６】また比較例として、図１に示すような従来
のワーク洗浄装置１を用いたときの条件を表５に示す。

【００４７】

【表５】

【００４８】表１〜表５に示すような条件により洗浄し
た結果を表６、表７に示す。油分残さ量は、ＣＦＣ―１
１３により付着油を抽出し、２８８０／ｃｍ付近の炭化
水素基によるピーク高さより算出した。

【００４９】

【表６】

【００５０】

【表７】

【００５１】上記の結果から明らかな如く、実施例１〜
３２は、比較例１〜４に比べて格段に油分残さ量が少な
く、即ち、洗浄性が格段に良好である。

【００５２】

【発明の効果】以上の実施例及び比較例より明らかな如
く、本発明により未貫通穴や細い貫通穴を有するような
部品においても、洗浄度よく洗浄することが可能となっ
た。

【００５３】本発明は水系洗浄方法において、極めて重
要な手段になると言えよう。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の洗浄装置の全体構成を示す図。

【図２】従来の洗浄装置の１例の全体構成を示す図。

【図３】洗浄が困難なワークの１例である深い未貫通穴
を有するワーク形状を示す図。

【図４】本発明の予備洗浄部における空気を媒体とし、
ワーク付着油を除去する吸引装置を示す図。

【符号の説明】

１０１予備洗浄部における防錆剤を含む水１０２〃洗浄槽１０３〃防錆剤を含む水を噴出さ
せるノズル１０４洗浄籠１０５予備洗浄部におけるノズルへ連通している循
環パイプ１０６ポンプ１０７予備洗浄部における油水分離装置１０８減圧〃水系洗浄液１０９〃洗浄液槽１１０〃シャッター１１１ロータリーポンプ１１２メカニカルブースターポンプ１１３減圧洗浄部における吸引口１１４〃ソークバルブ１１５〃排気口１１６洗浄部における水系洗浄液１１７〃洗浄液槽１１８〃超音波発振装置１１９予備リンス部における防錆剤を含んだリンス
水１２０〃リンス液槽１２１減圧リンス部における防錆剤を含んだリンス
水１２２〃リンス液槽１２３〃シャッター１２４ロータリーポンプ１２５メカニカルブースターポンプ１２６減圧リンス部における吸引口１２７〃ソークバルブ１２８〃排気口１２９最終リンス部におけるリンス用純水１３０〃リンス槽１３１〃超音波発生装置１３２〃循環パイプ１３３ポンプ１３４純水再生ユニット１３５気水分離ユニット１３６乾燥部におけるワーク洗浄籠吸引口１３７〃吸引用ターボファン１３８〃乾燥室１３９〃の上面カバー２０１従来洗浄プロセスにおける洗浄部洗浄液２０２超音波振動子２０３ポンプ２０４予備リンス部における防錆剤含有リンス水２０５ポンプ２０６超音波振動子２０７乾燥部本体２０８発熱ヒーター３０１未貫通穴を有するワーク４０１本発明予備洗浄部における吸引装置のワーク
洗浄籠吸引口４０２〃吸引用
ターボファン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】洗浄液を使用して、ワークから付着物等
を洗い落とす洗浄工程とワークに対する防錆剤を含む水
を使用して、ワークに付着している洗浄液を洗い落とす
リンス工程と、ワークに付着している水を乾燥除去する
乾燥工程を有することを特徴とするワーク洗浄方法及び
洗浄装置。
【請求項２】請求項１において、前記洗浄工程に先立
ってワークから付着物を洗い落とす予備洗浄工程を有す
ることを特徴とするワーク洗浄方法及び洗浄装置。
【請求項３】請求項２において、前記予備洗浄工程
は、ワークに対する防錆剤を含む水を使用した物である
ことを特徴とするワーク洗浄方法。
【請求項４】請求項２において、前記予備洗浄工程
は、吸引力を使用してワークから付着物を吸引除去する
ことを特徴とするワーク洗浄方法。
【請求項５】請求項１において前記洗浄工程が、ワー
クを空気中において減圧する洗浄方法と、洗浄液または
水中で減圧する洗浄方法の少なくともひとつを含む洗浄
工程を有することを特徴とするワーク洗浄方法及び洗浄
装置。
【請求項６】請求項１において、前記リンス工程に先
立って、ワークを水中で減圧する方法を含む工程を有す
ることを特徴とするワーク洗浄方法。
【請求項７】請求項１において、リンス工程は、水を
循環させる循環手段と循環する水に含まれている不純物
を除去する再生手段を備えていることを特徴とするワー
ク洗浄装置。
【請求項８】請求項７において、前記水再生手段は、
水を濾過して不純物を分離する濾過手段を備えているこ
とを特徴とするワーク洗浄装置。
【請求項９】請求項８において、前記濾過手段は、活
性炭の吸着作用を利用するものであることを特徴とする
ワーク洗浄装置。
【請求項１０】請求項７において、循環させる水中に低
分子量の水溶性有機溶剤を溶解させたことを特徴とする
ワーク洗浄方法。
【請求項１１】請求項１０において、前記有機溶剤の炭
素数が３以下のアルコールであることを特徴とするワー
ク洗浄方法。
【請求項１２】請求項１１において、前記有機溶剤が、
請求項１における洗浄液の分子量よりも小さい分子量を
持つ有機溶剤であることを特徴とするワーク洗浄方法。
【請求項１３】請求項９において、前記活性炭に水溶性
有機溶剤を含浸させたことを特徴とするワーク洗浄方
法。
【請求項１４】請求項１３において、前記有機溶剤の炭
素数が３以下のアルコールであることを特徴とするワー
ク洗浄方法。
【請求項１５】請求項１３において、前記有機溶剤が、
請求項１における洗浄液の分子量よりも小さい分子量を
持つ有機溶剤であることを特徴とするワーク洗浄方法。