JPH08112573A - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 洗浄液中に汚れ成分が濃縮せず、高い洗浄力
を発揮することができるとともに、汚れ成分の系外への
排出を抑制し、環境を汚染しない洗浄装置を提供する。 【解決手段】 電解水生成器３にて、水または電解質の
水溶液を電気分解して酸性水またはアルカリ水を生成
し、得られた電解酸性水または電解アルカリ水を使用し
て電解水洗浄槽１で被洗浄物を前段洗浄する。前段洗浄
に使用しない電解酸性水または電解アルカリ水は純水生
成器４で純水に再生され、純水洗浄槽２における仕上げ
洗浄に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ハンダ付
け後の残渣を洗浄除去するために使用される洗浄装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】ハンダ付け後の残渣を洗浄除去するため
の一般的な方法として、フロンを用いた洗浄方法が知ら
れるが、近年、環境保全のためにフロンの使用が制限さ
れる傾向にあり、非フロン洗浄技術が望まれている。

【０００３】一方、水を電気分解して得られるアルカリ
水または酸性水は洗浄能力に優れ、従来より、種々の分
野における洗浄に利用されている。アルカリ水は脱脂作
用や酸性物質の溶解作用が強く、有機物を除去する能力
も高い。また、酸性水は、酸化物、水酸化物等の無機物
の除去に効果があり、さらに殺菌作用、アストリンゼン
作用を持つことが知られている。これら洗浄用のアルカ
リ水または酸性水は、洗浄装置内で電解生成することが
望ましく、酸またはアルカリ薬液を補充する必要がな
い、補充液タンクを必要としない等、装置が簡略化でき
る利点がある。

【０００４】このような電解アルカリ水または電解酸性
水を用いた洗浄方法として、例えば特開昭６３−２５４
４１６号公報、特開昭６３−２５４４１７号公報には、
電解アルカリ水および次亜塩素酸を含む酸性水を用いて
コンタクトレンズの洗浄を行なう方法が開示されてい
る。また、特開平１−２１８４５４号公報には、別の電
解槽で発生した塩素ガスを電解アルカリ水に導いて洗浄
殺菌する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記方
法では、使用中に洗浄液中に汚れ成分が濃縮し、徐々に
洗浄力が低下したり、電極が汚れ成分で劣化するという
問題点があった。これを解消するため、一定使用期間
後、逆電解し、電極を洗浄する方法（特開昭６３−２５
４４１６号公報）、超音波をかけて電極面を洗浄する方
法（特開昭５８−１８９５５１号公報）、電解酸性水側
にオーバーフロー経路を設け、適宜回路を切り換えて電
解酸性水を電解アルカリ水側に流して電極を洗浄する方
法（特開昭５９−１４７６９３号公報）等が提案されて
いる。

【０００６】ところが、これらの処理を要することによ
り、水路系が複雑となったり、電極の洗浄が不十分なた
め、長期にわたって安定的に高い洗浄能力を維持し難
い。また、電極洗浄の度に排水を系外へ出すことにな
り、環境面に与える影響が懸念される。

【０００７】この排水の問題は、例えば活性炭方式の浄
水器を通した水を利用する電解アルカリ水製造器におい
ても発生し、活性炭の再生のために、適時水路を切り換
え、同時に生成する電解酸性水を活性炭に通して再生す
るものが知られているが（特開平５−５７２８２号公
報）、この際に酸性基をもつ有機物が活性炭から離脱
し、これを含む排水が大量に発生する。また、特開平４
−３０５９２７号公報には、電解オゾンガスを洗浄剤と
共に供給する方法が開示されているが、この洗浄法は一
段の洗浄であるため、酸やアルカリ成分が強固に付着し
た洗浄物を洗浄するには必ずしも十分ではない。さら
に、排水を凝縮蒸気として回収利用しているが、この再
加熱時に多大なエネルギーを消費する上、汚れた回収蒸
気は洗浄力が低下したり、被洗浄物を汚染するおそれが
あって適時更新する必要がある。

【０００８】しかして、本発明は、洗浄液中に汚れ成分
が濃縮することがなく、高い洗浄力を長期にわたり発揮
することができるとともに、フロンを使用せず、汚れ成
分の系外への排出を抑制して、環境を汚染しない洗浄装
置および洗浄方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の洗浄装置は、図
１に示すように、水または電解質の水溶液を電気分解し
て酸性水またはアルカリ水を生成する電解水生成器３
と、得られた電解酸性水または電解アルカリ水を使用し
て被洗浄物を洗浄する電解水洗浄槽１と、上記電解酸性
水または電解アルカリ水から純水を生成する純水生成器
４と、得られた純水を使用して被洗浄物を洗浄する純水
洗浄槽２とを具備するものである（請求項１）。

【００１０】上記構成において、電解水生成器３で生成
した電解酸性水または電解アルカリ水は、電解水洗浄槽
１における洗浄水として前段洗浄に使用される。電解酸
性水または電解アルカリ水よりなる電解水は洗浄力に優
れ、酸性水は無機化合物の除去に、アルカリ水は酸性物
質や有機化合物の除去に主に使用される。使用されない
電解水は純水生成器４で純水に再生され、純水洗浄槽２
における仕上げ洗浄水として使用される。

【００１１】このように、洗浄力に優れた電解水で前段
洗浄を行ない、さらに純水による仕上げ洗浄を行なうこ
とで、汚れを効果的に除去できる。また、使用されない
電解水は純水に再生されて仕上げ洗浄に利用されるの
で、洗浄排水をなくすことができる。洗浄水中の汚れ成
分は、電解水生成器３の電極上で酸化または還元により
分解され、あるいは、純水生成器４で活性炭等に吸着さ
せることにより除去されるので、汚れ成分が濃縮するこ
とがなく、長期間高い洗浄力が発揮できる。

【００１２】上記構成に加え、上記電解水洗浄槽１また
は純水洗浄槽２に、オゾンおよび過酸化水素水から選ば
れる少なくとも一種を供給する手段を設けてもよい（請
求項２）。具体的には、上記電解水生成器３にて発生す
る酸素ガスまたは水素ガスを原料として過酸化水素を合
成する過酸化水素発生装置７を設け（図２参照）、得ら
れた過酸化水素を上記電解水洗浄槽１または純水洗浄槽
２に供給するようにする（請求項３）。あるいは、上記
純水生成器４で生成する純水を原料としてオゾンを合成
するオゾン発生装置８を設け（図４参照）、得られたオ
ゾンを上記電解水洗浄槽１または純水洗浄槽２に供給す
るようにすればよい（請求項４）。

【００１３】オゾンまたは過酸化水素は酸化能力が高
く、有機物を分解除去するので、これらを洗浄水に添加
すると、洗浄力がさらに向上する。特に、過酸化水素発
生装置７またはオゾン発生装置８を設けて、これらを電
解水生成器３で副生する水素、酸素等を用いて、電気化
学的に合成すれば、外部からオゾンまたは過酸化水素を
補給する必要がなく、副生物を有効利用できる。

【００１４】上記電解水生成器３は、具体的には、容器
内を二分する隔膜３１と、該隔膜３１を挟んで対向配設
するアノード電極３２とカソード電極３３を有し、電解
質の水溶液を電気分解することにより上記カソード電極
３３側で水素ガスが溶解したｐＨ９以上、１２未満の電
解アルカリ水を、アノード電極３２側で電解酸性水を生
成する（請求項５）。

【００１５】上記電解水生成器３にて生成される、水素
ガスが溶解したｐＨ９以上、１２未満の電解アルカリ水
は、ハンダ付け後の残渣を洗浄除去するための洗浄水と
して有効である。水素は気相の全圧１気圧の時、０．０
００１３９ｇ（４０℃）〜０．００００７９ｇ（８０
℃）、電解水に溶解する。電解水に溶解した水素ガス
は、ハンダとフラックス残渣の間、ハンダ表面にある錫
の酸化物を還元し（白色残渣の除去）、ハンダ表面に密
着しているフラックス残渣を浮き上がらせる。このフラ
ックス残渣にｐＨ９以上、１２未満の適度なアルカリ度
を有する洗浄水が作用し、フラックスをミセル化して除
去する。

【００１６】アノード電極３２はカソード電極３３に対
して正に印加されているため、電解質中の陰イオンがア
ノード電極３２側に電気泳動する。アノード電極３２近
傍に集まった陰イオンの中でフラックスの成分である有
機酸イオンはアノード電極３２で酸化され、最終的には
二酸化炭素と水に分解されて除去される。また、ハロゲ
ンイオン、炭酸イオンや酢酸イオンのようなブレンステ
ッド酸イオンはアノード電極３２近傍の電解水を酸性に
変化させる。

【００１７】カソード電極３３はアノード電極３２に対
して負に印加されているため、電解質中の陽イオンがカ
ソード電極３３側に電気泳動する。カソード電極３３方
向に泳動する陽イオンとしては、電解質中のアルカリ金
属イオン等があり、これらはカソード電極３３近傍の電
解水をアルカリ性に変化させる。カソード電極３３では
水が電気分解して水酸イオンが生成するとともに、水素
ガスが発生する。

【００１８】上記電解水生成器３の上記カソード電極３
３材としては、水素過電圧が小さく、電解により水素を
発生しやすい貴金属、ニッケル、またはステンレス合金
が好適に使用される（請求項６）。上記電解質として
は、炭酸塩、炭酸水素塩、過炭酸塩（請求項７）、ある
いは水酸化物が挙げられ（請求項８）、洗浄力を向上さ
せる。上記電解水生成器３における電気分解は、水素が
電解水に吸収されやすい４０〜８０℃で行うことが望ま
しい（請求項９）。

【００１９】上記電解水生成器３で生成される、水素ガ
スが溶解したｐＨ９以上、１２未満の電解アルカリ水に
て被洗浄体を洗浄した後、これを上記電解水生成器３の
アノード電極３２側で生成される電解酸性水で中和処理
するようにしてもよい（請求項１０）。被洗浄体の表面
に残ったアルカリ性の洗浄水は、乾燥することによりｐ
Ｈが増加し、ハンダ腐食の原因になる可能性があるが、
上記洗浄方法を採用し、中和洗浄することでこれを防止
することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の洗浄装置の構成を示す概略図で
あり、電解酸性水または電解アルカリ水を使用して前段
洗浄を行なう電解水洗浄槽１と、純水を使用して被洗浄
物の仕上げ洗浄を行なう純水洗浄槽２の２つの洗浄槽を
備えている。

【００２１】上記電解水洗浄槽１には、電解水生成器３
にて生成される電解酸性水または電解アルカリ水の一方
が（ここでは電解アルカリ水（カソード水））、洗浄水
として供給される。使用されないもう一方の電解水は、
純水生成器４に送られ、ここで純水に再生される。再生
された純水は、純水補給タンク６より補給される純水と
ともに、通常、加熱器５で加熱した後、純水洗浄槽２へ
送られ、仕上げ洗浄に利用される。使用された洗浄水は
電解水洗浄槽１の洗浄水とともに電解水生成器３に送ら
れ、上記洗浄サイクルを繰り返す。

【００２２】次に上記洗浄装置各部の詳細を説明する。
電解水生成器３は、隔膜３１を挟んでアノード電極３２
とカソード電極３３を対向して配し、両電極間に直流電
流を印加して水の分解を行なう装置である。すなわち、
アノード電極３２では式（１）に示すように酸素が発生
すると同時に水素イオンＨ⁺ が生成し、液のｐＨは低下
して酸性となる。 Ｈ₂ Ｏ→１／２Ｏ₂ ＋２Ｈ⁺ ＋２ｅ ・・・（１） 得られる電解酸性水（アノード水）は、酸化物、水酸化
物等の無機物の除去に有効で、殺菌作用、アストリンゼ
ン作用を有する。一方、カソード電極３３では式（２）
のように水素が発生すると同時に水酸化物イオンＯＨ^-
が生成し、液のｐＨは上昇してアルカリ性となる。 ２Ｈ₂ Ｏ＋２ｅ→Ｈ₂ ＋２ＯＨ^- ・・・（２） 得られる電解アルカリ水（カソード水）は脱脂作用や酸
性物質の溶解作用を有し、有機物の除去能力も高い。

【００２３】上記（１）、（２）の電極反応を行なわせ
るためには、電解ができる程度に液抵抗が小さいことが
必要であり、液抵抗の大きな水はカソード電極３３とア
ノード電極３２の距離をできるだけ小さくするか、ある
いはイオン性物質を添加して水の伝導度を上げて電解を
行なうのがよい。一般にイオン性物質を大量に含む物質
を洗浄する場合には、洗浄した水に含まれるイオン成分
だけである程度の伝導度を有しており、そのままで電解
を行なうこともできる。電解が困難である場合は、塩化
ナトリウム（ＮａＣｌ）や硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ ＳＯ
₄ ）等のイオン性物質を適量添加してもよい。特にＮａ
Ｃｌを添加した場合には、アノード電極３２で式（３）
により塩素ガスが発生し、電解液に次亜塩素酸（ＨＣｌ
Ｏ）となって溶ける。 ２Ｃｌ^- →Ｃｌ₂ ＋２ｅ ・・・（３） ＨＣｌＯを含有する電解液は殺菌や漂白作用を有し、洗
浄力が優れるため、この電解酸性水を利用するとより効
果的に洗浄を行なうことができる。

【００２４】アノード電極３２を構成する材料には、プ
ラチナ、金、イリジウム等の耐蝕性のある貴金属や、フ
ェライト、ルテニウム酸化物等の導電性酸化物、または
グラファイト等を用いることができる。カソード電極３
３は、アルカリ性下で耐食性に優れていればよく、上記
アノード電極３２を構成する材料の他、例えばニッケ
ル、ステンレス、チタン等の種々の材料が使用できる。

【００２５】隔膜３１の材質は特に限定されないが、温
水を用いることがあるため、耐熱性に優れたものがよ
い。また、電解アルカリ水を洗浄に用いる場合には、隔
膜３１としてカチオン交換膜を用いると、カチオン成分
が電解アルカリ水に濃縮され、アニオン成分を除くこと
ができるため、被洗浄物のアニオン成分を特に除去した
い場合には効果的である。逆にアニオン成分のみを濃縮
したい場合にはアニオン交換膜を用いればよい。

【００２６】なお、アノード電極３２は、酸性水を生成
する作用の他に、洗浄水中に含まれる有機物汚れを電解
酸化して最終的には炭酸ガスと水に分解する作用があ
り、後述する純水再生器４内の活性炭寿命を延ばす効果
を有する。また、純水仕上げ洗浄でオゾンまたは過酸化
水素が添加される場合、これらを酸素と水に分解し、純
水再生器４内のイオン交換樹脂の寿命を延ばす効果を有
する。

【００２７】このようにして得られる電解酸性水および
電解アルカリ水のうち、電解アルカリ水（カソード水）
は、上記電解水洗浄槽１へ送られ、電解酸性水（アノー
ド水）は純水生成器４へ送られる。

【００２８】純水生成器４では、電解水生成器３で生成
した電解酸性水を純水に再生する。純水生成器４は、加
熱蒸留、逆浸透膜方式等のいずれによるものでもよい
が、排水を出さないためには、洗浄過程で排出される有
機物、無機物を効果的に吸着、除去できるものが好まし
い。一般には、まず、活性炭を通して有機物を除去し、
次にアニオン、カチオン成分をイオン交換樹脂に吸着さ
せて純水とする。この再生された純水を、純水洗浄槽２
の仕上げ洗浄に用いることで、排水を出さず、効率よく
洗浄を行なうことができる。

【００２９】このようにして得られた純水は、純水洗浄
槽２に送られ、被洗浄物の仕上げ洗浄に使用される。再
生された純水を純水洗浄槽２に送る経路中には、加熱器
５を設置することが好ましく、温水を用いることで洗浄
力を高めることができる。加熱器５は電気ヒータ、スチ
ーム熱交換器等、種々のものを用いることができる。本
発明では、電解水生成器３において、電解中のジュール
熱によって洗浄水が温水化するので、加熱器５のエネル
ギーは少なくてよい。また、加熱によって蒸発する純水
を補充するため、純水補給タンク６を設け、適宜純水を
補給するとよい。

【００３０】純水洗浄槽２および上述した電解水洗浄槽
１における洗浄は、被洗浄物を洗浄槽１、２に浸漬する
か、もしくは洗浄槽１、２中の洗浄水をスプレー、シャ
ワー状に被洗浄物に噴霧、接触させることによりなされ
る。洗浄水の洗浄力は、洗浄水自身の化学的性質の他、
温度、圧力、流れの状態と程度（攪拌速度、乱流、層流
の程度）に依存し、特に温度と圧力の作用が大きいた
め、ポンプを用いてノズル１１、２１より洗浄水を被洗
浄物にスプレーするのが最も効果的である。浸漬洗浄す
る場合は、洗浄槽をエアーや後述するオゾン発生装置で
発生させたオゾン含有酸素ガスでバブリングしたり、超
音波振動子を洗浄槽に取付け、洗浄水を十分浸透させる
ことが望ましい。

【００３１】このように２段階の洗浄を行なうことで、
効果的に洗浄がなされ、しかも、再生された純水を用い
て仕上げ洗浄を行なっているので、排水をなくすことが
できる。また、電解水、純水の生成過程で汚れ成分を分
解除去でき、洗浄力の低下が防止できる。

【００３２】なお、ハンダ付け後の残渣を洗浄除去する
ためには、電解水洗浄槽１における洗浄水として、ｐＨ
を９以上、１２未満に調整され、カソード電極３３で発
生する水素ガスが溶解した電解アルカリ水を用いるのが
よい。ｐＨが９未満では、フラックス残渣の酸性成分の
溶解度が小さく、洗浄力が低下する。また、錫を腐食す
るおそれがある。ｐＨが１２ないしそれ以上では両性金
属である錫を腐食するおそれがある。

【００３３】カソード電極３３で発生する電解アルカリ
水のｐＨは、電解条件によって調整することができる。
すなわち、電解しようとする水溶液中の陽イオン濃度
と、電流密度および電解時間によってカソード電解液の
ｐＨは任意の値に調整することができる。例えば〔Ｎａ
⁺ 〕イオン濃度が１０^-5モル／ｌあるいは１０^-2モル／
ｌになるように、ＮａＣＯ₃ 等の電解質を水に加えて電
解すれば、今、 ｐＨ＝−ｌｏｇ〔Ｈ⁺ 〕＝１４＋ｌｏｇ〔ＯＨ^- 〕 の関係があり、電気的中性を保つために〔Ｎａ⁺ 〕＝
〔ＯＨ^- 〕の関係があることから、最終的にはカソード
電極側の液はｐＨ９〜１２までアルカリにすることがで
きる。言い換えれば、１０^-5モル／ｌあるいは１０^-2モ
ル／ｌのＮａＯＨを含んだ液とすることができる。

【００３４】このｐＨには電解時の電流密度が大きい
程、時間的に早く到達することができる。また、実際に
はフラックスの酸性成分が洗浄中に混入するため、予想
値ほどにはｐＨはアルカリにならないので、それより若
干多めの陽イオン添加となるよう、電解質を加えた方が
よい。フラックスの酸性成分の混入量がわずかな場合に
は、初期の陽イオン添加量で十分一定のｐＨに長時間コ
ントロールすることが可能であるが、酸性成分の混入量
が多い場合には、一定のｐＨとなるように、ｐＨセンサ
ーを洗浄槽に取り付け、この信号により電解条件（電流
密度、時間）を制御し、あるいは補助タンクからの陽イ
オンの添加をおこなってもよい。

【００３５】電解時に添加される電解質は上記のものに
限らず、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムの
炭酸塩、炭酸水素塩、あるいは過炭酸塩を用いることが
できる。これらは洗浄力に優れる上、残留しても悪影響
を及ぼすことがない。溶解性、ｐＨ、コストの面からナ
トリウムの炭酸水素塩が好適である。また電解質として
リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムの水酸化物
を用いることもでき、優れた洗浄力を示す。溶解性、ｐ
Ｈの面からはナトリウムの水酸化物が好適に使用され
る。

【００３６】この時、上記カソード電極３３を構成する
材料として、水素を発生しやすいプラチナ、パラジウ
ム、イリジウム等の貴金属、ニッケル、またはそれらの
合金、もしくはステンレス合金を用いるとよい。特に、
コストおよび耐蝕性の点から、ニッケル、ニッケルめっ
き鉄、あるいはステンレス合金が好適である。ステンレ
ス合金としては、ニッケルを含まないフェライト、マル
テンサイト系ステンレスでもよいし、耐蝕性の良好なニ
ッケルを含むオーステナイト系ステンレスであってもよ
い。

【００３７】また、上記電解水生成器３における電気分
解を４０〜８０℃で行うと、水素が電解水に吸収されや
すい。電気分解を行う温度が４０°未満であると、電解
水の粘性が上がり、電気分解の反応速度も低下する。ま
た、洗浄力も低下する。温度が８０°を越えると、水素
の溶解度が低下し、電解水の還元力が低下する。

【００３８】この水素ガスが溶解したｐＨ９以上１２未
満の電解アルカリ水を用いて、被洗浄体を洗浄した後、
さらに上記電解水生成器３のアノード電極３２側で生成
される電解酸性水で中和処理するようにしてもよい。こ
れにより、被洗浄体の表面に残ったアルカリ性の洗浄水
を中和し、ハンダの腐食を防止することができる。

【００３９】上記実施例では、電解水洗浄槽を１つと
し、洗浄水として電解アルカリ水のみを用いたが、電解
水洗浄槽を複数設けて、一方に電解酸性水を、他方に電
解アルカリ水を供給してもよく、酸性およびアルカリ性
物質の両方を汚れ成分として持つ被洗浄物の汚れを効果
的に除去することができる。

【００４０】また、上記純水洗浄槽２に、過酸化水素
（Ｈ₂ Ｏ₂ ）またはオゾン（Ｏ₃ ）のうちの一種、ある
いは両方を添加すると、仕上げ洗浄能力をさらに向上さ
せることができる。これらの物質は、酸化能力が高く、
有機物を分解除去する能力に優れている。Ｈ₂ Ｏ₂ は過
酸化水素水として薬液補充の形で補充し、Ｏ₃ は乾燥酸
素ガスをオゾン放電系に通じて合成してもよいが、これ
らの物質を上記洗浄システムの中で、電気化学的に合成
すればシステムが簡略化できるのでより好ましい。以下
に、過酸化水素発生装置またはオゾン発生装置を組込ん
だ洗浄装置の例を示す。

【００４１】図２は本発明の第２の実施の形態であり、
加熱器５より純水洗浄槽２に至る流路途中に過酸化水素
発生装置７を配設してある。洗浄槽１、２では洗浄を浸
漬により行なうようになしてある。その他の構成は、上
記第１実施例と同じである。

【００４２】過酸化水素発生装置７の詳細を図３に示
す。該装置７は、燃料電池型セル７１内をイオン交換膜
７２により複数室に区画し、その両側にアノード電極と
カソード電極を接合した構成を有し、イオン交換膜７２
はここでは固体電解質膜（パーフルオロスルホン酸ポリ
マー）を使用している。セル７１内はアノード電極側を
アノード室７３、カソード電極側をカソード室７４とし
ており、アノード室７３には電解水生成器３のカソード
電極３３で発生するＨ₂ （式（２）参照）が導入路７５
より導入される。一方、カソード室７４には、電解水生
成器３のアノード電極３２で発生するＯ₂ （式（１）参
照）が導入路７６より、純水生成器４で発生する純水が
導入路７７より導入される。そして、導入されたＯ₂ と
Ｈ₂ を電気化学的に反応させてＨ₂ Ｏ₂ を合成する。

【００４３】すなわち、アノード電極３２では式（４）
により水素ガスがイオン化し、 Ｈ₂ →２Ｈ⁺ ＋２ｅ ・・・（４） カソード電極３３では式（５）によりＨ₂ Ｏ₂ が生成す
る。なお、式（５）の他に式（６）の反応がカソード電
極３３で進行する。 ２Ｈ⁺ ＋Ｏ₂ ＋２ｅ→Ｈ₂ Ｏ₂ ・・・（５） （４Ｈ⁺ ＋Ｏ₂ ＋４ｅ→２Ｈ₂ Ｏ ・・・（６）） ここで、上記式（５）のＨ₂ Ｏ₂ 生成反応を式（６）の
反応より優先して行なわせるには、式（５）の反応の触
媒能力が高い金等の貴金属をカソード電極３３に用いる
とよい。アノード電極３２の材質は水素のイオン化が速
やかに行なわれ、かつ耐食性に優れるプラチナ、イリジ
ウム等の貴金属が好ましい。

【００４４】このようにしてカソード電極３３で生成す
るＨ₂ Ｏ₂ を含有する水を、適時あるいは常時、導出路
７８より純水洗浄器２に導く。酸性成分および有機成分
は、洗浄槽１で電解アルカリ洗浄により除去（脱脂）さ
れ、さらに、過酸化水素添加純水による仕上げ洗浄で残
留有機物を分解除去できる。従って純水洗浄槽２の汚れ
成分の濃縮を防止できる。また、電解水生成器３で副生
するＨ₂ とＯ₂ をＨ₂Ｏ₂ の合成原料として有効に利用
できる。

【００４５】図４には本発明の第３の実施の形態を示
す。本実施例では、電解アルカリ水を用いる電解水洗浄
槽１に加えて電解水洗浄槽９を設け、電解水生成器３で
生成される電解酸性水（アノード水）を供給して、電解
アルカリ水、電解酸性水、純水の３段階洗浄を行なうよ
うになしてある。また、加熱器５より純水洗浄槽２に至
る流路途中にオゾン発生装置８を配設してある。各洗浄
槽１、２、９における洗浄はポンプを用いてスプレ−洗
浄するようになしてある。その他の構成は、上記第１実
施例と同じである。

【００４６】図５にオゾン発生装置８の詳細を示す。図
において、オゾン発生装置８内は固体電解質膜（パーフ
ルオロスルホン酸ポリマー）よりなるイオン交換膜８１
により複数室に区画されている。イオン交換膜８１の両
側にはアノード電極とカソード電極が接合してあり、ア
ノード電極側をアノード室８２、カソード電極側をカソ
ード室８３としてある。アノード電極には、酸素発生過
電圧の高い材料、例えば二酸化鉛を用いるのがよい。カ
ソード電極にはプラチナ等の貴金属を用いるのが好まし
い。アノード室８２、カソード室８３には純水生成器４
で生成される純水の導入路８４、８５がそれぞれ配設さ
れ、アノード電極３２では式（７）により純水を原料と
してオゾンが合成される。なお、カソード電極３３では
上記式（２）により水素ガスが発生する。 ３Ｈ₂ Ｏ→Ｏ₃ ＋６Ｈ⁺ ＋６ｅ ・・・（７） ここで、アノード電極３２では上記式（１）に従い、酸
素発生反応も同時に起きるため、結局、アノード電極３
２では酸素とオゾンを含んだ混合ガスが生成することに
なり、導出路８６より導出するオゾン含有純水が純水洗
浄器２に供給される。酸性成分は電解水洗浄槽１で、ア
ルカリ成分は電解水洗浄槽９で除去され、さらに、オゾ
ン含有純水により残留する汚れを除去することができ
る。また、オゾン含有酸素ガスを電解水洗浄槽１へバブ
リングすることで有機物汚れを分解除去することがで
き、汚れ成分の濃縮を防いで、純水生成器４内の活性炭
寿命を向上することができる。

【００４７】上記オゾン発生器８に供給する純水は、ア
ノード室８２、カソード室８３両室へ供給する必要は必
ずしもなく、少なくともカソード室８３へ供給すればよ
い。また、供給する水の量は電極表面が十分濡れる量が
あればよい。カソード室８３のみへ供給する場合には、
カソード室８３からイオン交換膜８１を透過してアノー
ド室８２へ到達した水のみが反応してオゾン含有酸素ガ
スを生成する。従って、アノード液中への不純物混入に
よる電流効率の低下のおそれがなく、アノード液のイオ
ン交換処理（不純物除去）を行なう必要はない。

【００４８】なお、上記オゾン発生器８では、カソード
室８３へ酸素ガスを導入することにより、カソード電極
３３では、上記式（２）の水素発生反応以外に式（５）
の過酸化水素発生反応を行なうこともでき、この場合、
カソード室８３よりＨ₂ Ｏ₂含有純水を得ることができ
る。この反応は酸素ガスの圧力が大きい程有利に進行す
るため、カソード室８３は１気圧以上の加圧状態で行な
うことが望ましい。

【００４９】図６は本発明の第４の実施の形態であり、
このようにして生成するオゾンおよびＨ₂ Ｏ₂ 含有純水
を利用して洗浄を行なうようになしてある。本実施例で
は、純水生成器４より純水洗浄槽２に至る流路途中にオ
ゾン発生装置８が配設してあり、オゾン発生装置８のカ
ソード室８３へは、上記純水生成器４より純水が、電解
水生成器３のアノード室より酸素が導入される。そして
カソード室８３で生成するＨ₂ Ｏ₂ 含有純水が純水洗浄
槽２に供給される一方、アノード室８２で発生するオゾ
ン含有酸素ガスを、電解アルカリ水による洗浄槽１およ
び純水洗浄槽２にバブリングして浸漬洗浄を行なう。酸
性成分および有機成分は電解水洗浄槽１で除去され、特
に有機成分はオゾンで分解除去される。さらに純水洗浄
槽２のオゾンおよび過酸化水素を含有する純水によっ
て、残留有機物を分解除去することができる。従って、
洗浄槽の汚れ成分の濃縮を防止して、高い洗浄力を長期
間維持できる。

【００５０】また、上記第３、第４の実施の形態に示し
たオゾン発生装置８によりオゾンを電解合成すること
は、放電を利用するオゾン発生装置に対し、以下のよう
な利点を有する。 １）乾燥空気または乾燥酸素を原料とする必要がなく、
乾燥機が不要である。 ２）高電圧の放電回路を必要としない。 ３）空気中の放電で発生する有害なＮＯｘを生成しな
い。 ４）オゾン水を合成する場合には、水へのオゾンガスの
溶解速度がおそく、水へオゾンガスをバブリングしても
高濃度のオゾン水を短時間で生成することは困難であ
る。本実施例に従い、オゾンを電解法により合成する場
合には、電極表面でオゾン飽和の状態が保たれているた
め、高濃度オゾン水が比較的短時間で合成できる。

【００５１】なお、上記各実施例において洗浄水に添加
されるオゾンや過酸化水素は、分解、揮発しやすく、製
品に残留して悪影響を与えることがない。

【００５２】

【実施例】

（実施例１）次に、本発明の効果を確認するため、上記
図１に示した洗浄装置を用いて洗浄試験を行った。被洗
浄体としては、ＪＩＳＩＩ型くし歯型電極（ガラスエポ
キシ基板上のＣｕ配線パターンにハンダめっきしたも
の）に、はんだ付け用の水溶性フラックスを０．１ｍｌ
添加し、再溶融処理（２２０℃、５分間）したものを用
いた。

【００５３】洗浄水は、フラックス成分の混入を想定し
て、フラックスを１ｇ／ｌの濃度で純水に溶かしたもの
をベース液（ｐＨ４）とした。電解水生成器３として、
３ｌの容器内に、電極面積２００ｃｍ² のプラチナめっ
きチタン板（プラチナめっき厚さ：２μｍ）２枚を電極
３２、３３とし、極間距離５ｍｍで設置したものを用
い、ＮａＨＣＯ₃ ：０．０１モル／ｌをベース液に添加
した電解質水溶液を調製して電解水生成器３に導入し、
電気分解を行ったところ、１０ｍＡ／ｃｍ² の定電流電
解、電圧２０Ｖのとき、アノード電極３２側では最大ｐ
Ｈ３の電解酸性水、カソード電極３３側では最大ｐＨ１
１の水素飽和電解アルカリ水が得られた（水素溶解量
０．０００１ｇ／ｌ）。

【００５４】上記のようにして得られたｐＨ１０．８の
水素飽和電解アルカリ水を洗浄水とし、上記被洗浄体
を、電解水洗浄槽１にて洗浄した後（６０℃、１分
間）、純水洗浄槽２にて純水すすぎを行い、熱風乾燥し
た。洗浄度の評価は、安藤電気（株）製絶縁抵抗測定装
置ＶＧＭ−ＢＢを用いて、相対湿度９４％、４０℃の恒
温恒湿槽中で１００Ｖ印加１分後の表面絶縁抵抗を測定
した。評価方法は次の３段階評価とし、結果を表１に示
した。 ○：表面絶縁抵抗＞１０³ ＭΩ △：１０ＭΩ≦表面絶縁抵抗≦１０³ ＭΩ ×：表面絶縁抵抗＜１０ＭΩ

【００５５】表１には、洗浄方法と、目視およびＳＥＭ
（走査型電子顕微鏡）観察で判断した白色残渣の除去程
度と、ハンダ部のエッチング程度を併記した。評価方法
はそれぞれ次の通りである。 白色残渣の除去程度 ○：完全除去 △：若干除去 ×：ほとんど残留 はんだ部のエッチング程度 ○：エッチングなし △：わずかにエッチング ×：エッチング大

【００５６】

【表１】

【００５７】（実施例２）次に、上記実施例１同様にし
て、ｐＨ１０．８の水素飽和電解アルカリ水で洗浄した
後、さらにアノード電極３２側で生成した酸性水（ｐＨ
３．４）にて中和洗浄する試験を行った。中和洗浄後
は、上記実施例１同様の純水洗浄、乾燥を行った。結果
を表１に併記する。

【００５８】表１に明らかなように、実施例１、２とも
に、表面絶縁抵抗、白色残渣の除去程度、はんだ部のエ
ッチング程度のいずれも良好な結果が得られた。なお、
表面絶縁抵抗値は、 実施例１：２×１０³ 〜６×１０³ 実施例２：４×１０³ 〜１×１０⁴ であり、酸性水による中和洗浄を行うことで、そうでな
い場合に比べ、表面絶縁抵抗の値がやや大きく、より良
好に洗浄が行われていることがわかった。

【００５９】（比較例１〜４）また、洗浄水として、純
水を用いたもの（比較例１）、ＮａＨＣＯ₃ またはＮａ
₂ ＣＯ₃ でベース液のｐＨを表のように調整したもの
（比較例１２〜４）を用い、同様の洗浄試験を行った。
結果を表１に併記する。

【００６０】表１に明らかなように、表面絶縁抵抗から
見る洗浄度は、純水洗浄した比較例１以外、いずれも良
好であるが、比較例２、３は白色残渣の除去程度が不十
分であり、比較例４は白色残渣の除去程度が不十分で、
かつはんだ部が大きくエッチングされていた。

【００６１】以上より、ハンダ付け後の残渣の洗浄に
は、特に、ｐＨ９以上、１２未満の水素含有アルカリ電
解水が優れた効果を有すること、洗浄後に酸性水による
中和洗浄を行うとより効果的であることがわかる。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、本発明の洗浄装置は、洗
浄水に汚れ成分が濃縮することがなく、長期にわたり優
れた洗浄力を発揮する。また、非フロン洗浄技術であ
り、洗浄排水をなくして汚れ成分が系外へ排出するのを
抑制でき、環境を汚染しないので、工業的に優れた利用
価値を有するものである。また、本発明の洗浄方法によ
れば、優れた洗浄効果が得られる上、弱アルカリ領域の
電解水で洗浄した後、さらに酸性の電解水で中和するの
で被洗浄体自身にダメージを与えるおそれが小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す洗浄装置の全
体構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す洗浄装置の全
体構成図である。

【図３】過酸化水素発生器の全体断面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す洗浄装置の全
体構成図である。

【図５】オゾン発生器の全体断面図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す洗浄装置の全
体構成図である。

【符号の説明】

１ 電解水洗浄槽 ２ 純水洗浄槽 ３ 電解水生成器 ４ 純水生成器 ５ 加熱器 ６ 純水補給タンク ７ 過酸化水素発生器 ８ オゾン発生器

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水または電解質の水溶液を電気分解して
   酸性水またはアルカリ水を生成する電解水生成器と、得
   られた電解酸性水または電解アルカリ水を使用して被洗
   浄物を洗浄する電解水洗浄槽と、上記電解酸性水または
   電解アルカリ水から純水を生成する純水生成器と、得ら
   れた純水を使用して被洗浄物を洗浄する純水洗浄槽とを
   具備することを特徴とする洗浄装置。
2. 【請求項２】 上記電解水洗浄槽または純水洗浄槽に、
   オゾンおよび過酸化水素から選ばれる少なくとも一種を
   供給する手段を設けた請求項１記載の洗浄装置。
3. 【請求項３】 上記電解水生成器にて発生する酸素ガス
   または水素ガスを原料として過酸化水素を合成する過酸
   化水素発生装置を設け、得られた過酸化水素を上記電解
   水洗浄槽または純水洗浄槽に供給するようになした請求
   項１記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 上記純水生成器で生成する純水を原料と
   してオゾンを合成するオゾン発生装置を設け、得られた
   オゾンを上記電解水洗浄槽または純水洗浄槽に供給する
   ようになした請求項１記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 上記電解水生成器が、容器内を二分する
   隔膜と、該隔膜を挟んで対向配設するアノード電極およ
   びカソード電極を有し、電解質の水溶液を電気分解する
   ことにより上記カソード電極側で水素ガスが溶解したｐ
   Ｈ９以上、１２未満の電解アルカリ水を、上記アノード
   電極側で電解酸性水を生成するものである請求項１記載
   の洗浄装置。
6. 【請求項６】 上記カソード電極が、貴金属、ニッケ
   ル、またはステンレス合金よりなる請求項５記載の洗浄
   装置。
7. 【請求項７】 上記電解質が炭酸塩、炭酸水素塩、また
   は過炭酸塩である請求項５または６記載の洗浄装置。
8. 【請求項８】 上記電解質が水酸化物である請求項５ま
   たは６記載の洗浄装置。
9. 【請求項９】 上記電解水生成器における電気分解を４
   ０〜８０℃で行う請請求５ないし８のいずれかに記載の
   洗浄装置。
10. 【請求項１０】 容器内を二分する隔膜を挟んでアノー
    ド電極とカソード電極を対向配設し、両電極に通電して
    電解質の水溶液を電気分解することにより、カソード電
    極側で水素ガスが溶解したｐＨ９以上、１２未満の電解
    アルカリ水を、アノード電極側で電解酸性水を生成し、
    上記水素ガスが溶解したｐＨ９以上１２未満の電解アル
    カリ水にて被洗浄体を洗浄した後、上記電解酸性水にて
    中和処理することを特徴とする洗浄方法。