JPH075905Y2 - 物品の洗浄装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒及びその水
溶液よりなる洗浄液を用いて物品を洗浄し、洗浄に用い
た洗浄液から水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒又はその
水溶液を回収するための物品の洗浄装置に関する。

（従来の技術及び考案が解決しようとする課題） シリコンウエハーや液晶表示板に用いるガラス板等のエ
レクトロニクス関連材料は、製品の歩留りを向上させ、
また、誤動作を避けるためにその表面が清浄でなければ
ならない。そのために、上記のエレクトロニクス関連材
料の表面は、酸又はアルカリによる洗浄後、純水による
洗浄が行なわれ、さらにその後に乾燥を容易に行なうた
めに水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒の蒸気による洗浄
又は噴霧による洗浄が行なわれている。

上記の水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒の噴霧による洗
浄では、被洗浄物の表面において先の洗浄に用いられた
純水と有機溶媒の混合による発泡が生じ、被洗浄物の表
面を有機溶媒によって均一に洗浄することが困難であっ
た。この問題の解決方法として、純水と有機溶媒のいず
れか一方の使用をやめることが考えられる。しかしなが
ら、純水は、酸又はアルカリによる洗浄後に被洗浄物に
付着する酸又はアルカリの除去のために必須であり、ま
た、有機溶媒は、純水による洗浄後の被洗浄品の乾燥を
良好に行なうために必須である。

そこで、純水と有機溶媒のいずれの使用も断念すること
なく被洗浄物の表面での発泡を防止する方法について検
討した結果、純水と有機溶媒による洗浄の間に、有機溶
媒の水溶液による洗浄を行なうことで解決できることが
わかった。

しかしながら、上記の方法によると、有機溶媒とその水
溶液の調製が必要となる。これは、市販の有機溶媒を水
によって希釈して有機溶媒の水溶液を調製する工程が必
要となることを示す。また、高濃度に濃縮されて市販さ
れている有機溶媒を水で希釈して低濃度にすることはエ
ネルギーの無駄な消費にもなる。

（課題を解決するための手段） 本考案者らは、上記した課題を解決するために種々検討
した結果、有機溶媒の希釈工程を特に必要とせず、しか
も洗浄に用いた洗浄液を回収し、しかも有機溶媒とその
水溶液の調製が容易に行なえる洗浄装置を開発し、本考
案を提案するに至った。

即ち、本考案は、水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒又は
その水溶液よりなる洗浄液であって該有機溶媒の濃度が
高濃度と低濃度の洗浄液を夫々槽内に供給するための供
給口と洗浄に用いられた洗浄液を槽外に排出するための
排出口とを有する洗浄槽と、該洗浄槽から排出される洗
浄液の蒸溜器と、該蒸溜器の溜出液の第１貯槽と、該溜
出液の第２貯槽と、第２貯槽の溜出液を濃縮するための
浸透気化器とよりなり、該第１貯槽は洗浄槽の低濃度の
洗浄液の供給口に接続されており、また、第２貯槽は洗
浄槽の高濃度の洗浄液の供給口に接続されており、さら
に、第２貯槽と浸透気化器とはこれらの間で溜出液を循
環するために閉回路を形成するように接続されてなる物
品の洗浄装置である。

以下に、図面に従って本考案を詳細に説明する。

第１図は、本考案の物品の洗浄装置を示す概略図であ
る。

洗浄槽１は、水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒又はその
水溶液よりなる洗浄液であって該有機溶媒の濃度が高濃
度及び低濃度の洗浄液を槽内に供給するための供給口２
及び２′を夫々有している。さらに上記の洗浄液とは異
なる有機溶媒の濃度を有する洗浄液の供給口が設けられ
ていても良い。第１図では、洗浄槽１に水の供給口３が
設けられており、洗浄槽１中で有機溶媒及びその水溶液
による洗浄の他に水による洗浄も行なえるようになって
いる。

洗浄槽１における物品の洗浄方法は、公知の方法が採用
される。例えば、第１図に示したように低濃度と高濃度
の洗浄液の供給口から夫々の洗浄液を物品に順次噴霧す
る方法、或いは、洗浄槽１内を２室に仕切り、一室で低
濃度の洗浄液による物品の蒸気洗浄を、他室で高濃度の
洗浄液による蒸気洗浄を順次行なっても良い。

第１図では、有機溶媒の高濃度と低濃度の洗浄液による
洗浄を１つの洗浄槽で行なう態様を示したが、これらの
洗浄液による洗浄を別個の洗浄槽で行なうこともでき
る。

洗浄槽１は、洗浄に用いられた洗浄液の排出口４を有す
る。洗浄に用いられた洗浄液は、一般には有機溶媒、そ
の水溶液及び必要により用いられる混合液となってい
る。

洗浄槽１に設けられた洗浄液の排出口４は、蒸溜器５に
接続されており、該排出口４から排出される洗浄液は、
蒸溜器５に送られて蒸溜される。蒸溜により得られる溜
出液は、有機溶媒と水の共沸混合物である。

該蒸溜器５は第１貯槽６に接続されており、蒸溜器から
の溜出液は第１貯槽６に貯溜される。そして、第１貯槽
６は前記した洗浄槽１に設けられた低濃度の洗浄液の供
給口２′に接続されており、第１貯槽６に貯溜されてい
る溜出液の一部は、低濃度の洗浄液の供給口２′に送ら
れる。この場合において、溜出液は必要に応じて純水に
より希釈して低濃度の洗浄液の供給口２′に送ることも
できる。

さらに、上記の第１貯槽６は第２貯槽７に接続されてお
り、第１貯槽６に貯溜された溜出液の残部は第２貯槽７
に送られる。

また、本考案の別の態様として、蒸溜器５を第１貯槽６
及び第２貯槽７の両者と接続し、蒸溜器５における蒸溜
によって得られる溜出液を第１貯槽６と第２貯槽７の両
者に並行して送ることもできる。この場合には、第１貯
槽に貯溜された溜出液の全量を洗浄槽１の低濃度の洗浄
液の供給口２′に供給してもよい。

さらに、本考案においては、第２貯槽７と浸透気化器８
とがこれらの間で溜出液を循環するために閉回路を形成
するように接続されている。第１図においては、溜出液
を濃縮する浸透気化器８と第２貯槽７とが連結されてお
り、該第２貯槽７と溜出液の浸透気化器８への供給装置
９とが連結されており、さらに該供給装置９と上記の浸
透気化器８とが連結されて閉回路を形成している。そし
て、即時濃度測定装置10が上記第２貯槽７中に設けられ
ている。即時濃度測定装置10は、閉回路内を循環する溜
出液の濃度を測定するものである。ここで、即時とは、
濃度測定を開始してから濃度の値が計算される迄の間に
ほとんど時間遅れがないことをいう。

浸透気化器による溜出液の濃縮を良好に行なうために
は、上記の時間遅れ（応答時間）が１分以内であること
が好ましい。

本考案における即時濃度測定装置は、液体の比重を利用
した濃度計や超音波を利用した濃度計が好適に用いられ
る。

即時濃度測定装置は、連続して濃度を測定できるもので
あることが好ましいが、上記した時間遅れが大きくなら
ない程度に間欠的に濃度を測定できるものであってもよ
い。

即時濃度測定装置10の設置位置は、第１図に示したよう
に第２貯槽７であってもよく、また、第２貯槽７から浸
透気化器８に至る接続管であってもよい。

本考案において浸透気化器による溜出液の濃縮は、次の
ようにして行なわれる。

即時濃度測定装置10のセットされた第２貯槽７に入って
いる溜出液は、第２貯槽７に取りつけられたヒーター11
により加熱され、一定温度になった後に供給装置９によ
り浸透気化器８に供給され、分離膜により脱水された
後、第２貯槽７に戻る。時間経過とともに溜出液は脱水
され、濃縮される。溜出液濃度は即時濃度測定装置10に
より連続して測定され、所望する濃度に到達後、運転が
停止される。

ヒーター11は、溜出液が浸透気化器８で失われる熱量を
補給するためのものである。

浸透気化器８に供給された溜出液は分離膜の表面で脱水
される時、その蒸発潜熱により熱量を奪われるので、流
量が少ない程浸透気化器８の入口と出口間の温度差が生
じ、分離膜の分離効率が低下する。膜性能を最高に発揮
するためには、流速を上げることにより温度降下を出来
るだけ押えることが好ましい。通常は溜出液を浸透気化
器への入口温度が40〜70℃で供給したときに温度効果が
５℃、さらに３℃以下となるように流量や分離膜面積等
の条件を選択することが好ましい。

上記した浸透気化器と第２貯槽との間の循環による溜出
液の濃縮は、連続式で行なうこともできるが、第１貯槽
から第２貯槽への溜出液の送液を停止してバッチ式で行
なうことが好ましい。バッチ式を採用した場合、分離膜
の性能劣化を容易に検出することができる。

例えば、あらかじめ性能の分かっている分離膜を使用す
ることにより任意の２点の濃度間の濃縮時間を計算又は
実測しておき、これら２点の濃度間の濃縮に要する時間
が延びたことにより膜性能の異常を知らせることも可能
である。この操作をコンピューターにより自動的に行な
わせ、膜性能の異常をアラームさせることもできる。

本考案において用いられる浸透気化器に組み込まれた分
離膜は、公知のものが何ら制限なく用いることができ、
例えば、セルロース，ポリビニル，ポリアミド，ポリエ
ステル，ポリスルホン，ポリカーボネート，ポリイミド
系のポリマーなどが挙げられる。分離膜の形状は、例え
ば、平膜を積層したプレートアンドフレーム型，中空系
をポッテイングしたモジュール型などが挙げられるがこ
れらに限られるものではない。

さらに、本考案においては、前記した第２貯槽７は洗浄
槽１に設けられた高濃度の洗浄液の供給口２に接続され
ており、浸透気化器８によって高濃度に濃縮された溜出
液が第２貯槽７から洗浄液の供給口２に送られる。この
場合、第２貯槽７と洗浄液の供給口２との間に、第１図
に示すように精製装置12を設け、浸透気化器８によって
濃縮された溜出液を精製することが好ましい。

蒸溜器から溜出する溜出液及びさらに浸透気化器８を循
環して得られた溜出液は、必要に応じて水により希釈し
て、前記した高濃度及び低濃度の洗浄液以外の洗浄液と
して洗浄に使用することもできる。

本考案において使用される水相溶性且つ易揮発性の有機
溶媒としては、メタノール，エタノール，イソプロパノ
ール，ブタノール等のアルコール類；アセトン，メチル
エチルケトン等のケトン類が好適に用いられる。尚、本
考案における上記の有機溶媒の高濃度及び低濃度という
用語は、これら有機溶媒の相対的な濃度の高低を示すた
めに用いられ、絶対的な濃度を示すものではない。しか
し、一般には高濃度の有機溶媒は90重量％以上が、低濃
度の有機溶媒は30重量％以上90重量％未満のものが用い
られる。

以上のようにして、洗浄に用いられた洗浄液は、異なる
濃度の有機溶媒又はその水溶液として回収され、再使用
される。

（効果） 本考案の洗浄装置により、洗浄で使用された洗浄液から
有機溶媒及び有機溶媒の水溶液の回収が可能となる。ま
た、回収された有機溶媒やその水溶液は、さらに希釈し
なくても使用可能であるために洗浄液調製のための希釈
工程は不要となる。従って、高濃度に濃縮した有機溶媒
を洗浄液に使用するために水で希釈するという無駄を省
くことができる。

従って、本考案は、有機溶媒及びその水溶液を洗浄液と
して使用する洗浄工程において、洗浄液の回収や洗浄液
の無駄のない調製を可能にするものである。

（実施例） 以下に実施例を示すが、本考案は実施例に限定されるも
のではない。

実施例 第１図に示した洗浄装置を用いて、液晶用のガラス板の
洗浄を行なった。

洗浄槽１に設けられた供給口3,2′及び２には、夫々、
純水,85重量％イソプロピルアルコール水溶液（以下、
イソプロピルアルコールをIPAと略称する）及び99重量
％IPA水溶液が供給され、これらの洗浄液を順次、液晶
用のガラス板に夫々５秒間噴霧して洗浄を行なった。噴
霧中に純水とIPA水溶液との混合による気泡は発生せ
ず、液晶用のガラス板は良好に洗浄できた。

洗浄槽１での洗浄で使用された純水及びIPA水溶液は混
合されて約50重量％IPA水溶液となり、洗浄槽１の排出
口４から排出された。排出された約50重量％IPA水溶液
は蒸溜器５で蒸溜され、約85重量％IPA水溶液が溜出液
として第１貯槽６に得られた。約85重量％IPA水溶液の
半量は、洗浄槽１の供給口２′に送られ、残りの半量
は、第２貯槽７に送られた。第２貯槽７に送られたIPA
水溶液は、即時濃度測定装置（東レエンジニアリング
（株）製：標準形液体密度計DFL−5:応答時間１秒以
内）10により測定した結果、85.8重量％であった。この
IPA水溶液を浸透気化器８と第２貯槽７との間を循環さ
せてバッチ式で溜出液の濃縮を行ない、即時濃度測定装
置10による濃度測定値が99.0重量％に達した時点で循環
を停止した。99.0重量％IPA水溶液は第２貯槽７から精
製器12で高純度に精製された後、洗浄槽１の供給口２に
送られ、再び液晶用のガラス板の洗浄に用いることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の物品の洗浄装置を示す概略図である。 図中、１は洗浄機,2は高濃度の洗浄液の供給口,2′は低
濃度の洗浄液の供給口,3は水の供給口,4は洗浄液の排出
口,5は蒸溜器,6は第１貯槽,7は第２貯槽,8は浸透気化
器,9は供給装置,10は即時濃度測定装置,11はヒーター,1
2は精製器を夫々示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】水相溶性且つ易揮発性の有機溶媒又はその
   水溶液よりなる洗浄液であって該有機溶媒の濃度が高濃
   度と低濃度の洗浄液を夫々槽内に供給するための供給口
   と洗浄に用いられた洗浄液を槽外に排出するための排出
   口とを有する洗浄槽と、該洗浄槽から排出される洗浄液
   の蒸溜器と、該蒸溜器の溜出液の第１貯槽と、該溜出液
   の第２貯槽と、第２貯槽の溜出液を濃縮するための浸透
   気化器とよりなり、該第１貯槽は洗浄槽の低濃度の洗浄
   液の供給口に接続されており、また、第２貯槽は洗浄槽
   の高濃度の洗浄液の供給口に接続されており、さらに、
   第２貯槽と浸透気化器とはこれらの間で溜出液を循環す
   るために閉回路を形成するように接続されてなる物品の
   洗浄装置。