JPS60153982A - 表面洗浄方法 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はオゾンと紫外線を用いた物体の表面洗浄方法に
関する。

［発明の技術的背景とその問題点〕 近年、液晶表示用ガラス基盤、半導体、金属表面などに
おいて、微鼠表面汚染物が問題となり、各種の洗浄方法
が開発検討されている。

洗浄方法としては、水洗、薬品洗浄、液体噴射などの湿
式６．浄と火炎洗浄、スパッタ洗浄、プラズマ洗浄、紫
外線−オゾン洗浄などがある。表面汚染物は、加工時の
人体の皮脂からの油脂、化粧品からの油脂、顔料、大気
中に浮遊しているモーター、ポンプなどの油類、あるい
は、はこり、金属粉、たばこの煙、糸くずなどである。

切削、研磨ふどの加工時に付着した切削油、研磨材など
の有機質、無機質を問わず、種々雑多であり、従来の洗
浄法では長時間を要したり、確実な洗浄効果は得られに
くかった。従えば、最も有効な洗浄方法として近年知ら
れている気相における紫外線−オゾン洗浄においても、
有機質の汚れに対しては優れた洗浄効果を示すが、無機
質に対して全く効果がないと１９問題があった。

すなわち、気相での紫外線−オゾン洗浄では、気相中で
酸素から原子状の酸素が発生し、これが近傍にある物体
の表面汚染物（Ｍ）と反応し、汚染物質をＣＯ，もしく
は水にまで酸化分解し表面を洗浄する。

ｈν ０、　→０・＋０・ Ｍ　−１−００，ＣＯ，、Ｈ２Ｏ あるいは、紫外線によ・りて生じたオゾンが再び紫外線
（主に２５３．７ａｍの波長）によって分解、この時に
汚染物質を酸化する過程が考えられる。

ｈν ０８　→　０・＋０゜ しかし、どちらの過程とも、気相酸化のため有機物の汚
染物質は酸化され低分子化、蒸発する程度まで、あるい
はＣ０１１と水までの完全酸化が必要とされる。無機物
については、これらの酸化作用による洗浄効果は全く期
待されない。

［発明の目的〕 本発明の目的は、冶機質および無機質を含む微量の表面
汚染物を、確実に洗浄する表面洗浄方法を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

本発明は、紫外線の照射下に溶存オゾンを含む水を洗浄
すべき表面に接触させて汚れを酸化洗浄することを特徴
とする。

すなわち、本発明の液相における紫外線−メシン洗浄方
法は、気相での洗浄効果と異なり、酸化は部分酸化、つ
まり中程度の酸化物、アルデヒド、ケトン、カルボン酸
などとなり、水を媒体として洗浄される１ζめ効果的で
ある。通常の汚染物は、有機物、無機物の共存によるこ
とが多く、無機物質も水に溶解させ、あるいは、懸濁さ
せて除去することができるので、その洗浄効果は確実で
ある。

しかし、水中では紫外線により酸素から原子状酸素は発
生することができないため、別途、酸素、空気から発生
させたオゾーンを水に溶解したものを用いる。オゾンは
、水中で自己分解を起し、酸素に戻るが、紫外線照射下
では、その自己分解は次のように促進される ０３＋Ｈ，Ｏ→ＨＯ，＋０Ｈ ＨＯ，＋ＯＨ→２ＨＯ１ ０、−１−ＨＯ，→Ｈσ＋２０゜ ＨＯ＋　ＨＯ，→Ｏ，＋Ｈ，Ｏ ｈν ０、→０・＋０２ ０、　＋ＨＯ）１　、−ＯＨ，−００１１このように、
水中で各種イオンの他に酸化力の強い酸素ラジカル、ヒ
ドロキシルラジカル、過酸化水素ラジカルを生成する。

これらのラジカル類は、活性が畠いため寿命は短かく、
洗浄表面で溶存オゾンから紫外線によって発生させるの
が最も効果的である。

また、洗浄表面にも紫外線が照射されるため汚染物質の
反応性は高することも、当然洗浄効果を促進゛Ｊ−る。

更に、洗浄表面の水洗による汚染物質の除去、あるいは
、オゾン化ガス共存による洗浄効果では、＃ｉｌｌかい
気泡による表面の機械的洗浄動床も加わる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を示す第１図を参考にして油１
明する。２′ｌ′Ｓ１図は、顕微鏡用スライドグラス（
ソーダ石灰ガラス７６　Ｘ　１２　Ｘ　１．２〜１．５
ｔ）１を３枚、円筒形の紫外線反応塔（石英３０φＸ５
００）２内に、ＰＴｌｉ’Ｅ支持具（図示せず）にて垂
直に取付ける。捷だその紫外線反応’ｆｍ）２の外周と
隣接する如く、紫外線ランプ（１５Ｗ　２５φＸ４５０
）　３を２本（コード類図示せず）、相対する形で設置
する。

スライドグラス１と紫外線ランプ３との距離は約１５副
である。

ｉＩ：＋紳度！ｉｊ気のポンベ４より、−短１荘の空気
が送られ、メゾン蛇生器５で発生したオゾン含むオゾン
化債気は、メゾン吸収塔（１５０φＸ２５００）６内に
、その底部に設けた散気管７かも、細かい気泡として注
入され、気液接触により大部分はオゾンとして水中へ移
行する。一方、吸収されなかったオゾンは、排オゾンと
して塔頂より排出され、活性炭筒８を通過させてオゾン
を分解後、大気中へ放出される。

気液接触により、水中へ移行した溶存オゾンを含む水は
、塔底より送出され、紫外線が照射される紫外線反応筒
２内へ送られる。そして紫外線を照射され、水中オゾン
の分解に伴ない筒内に設置されたスライドグラス１の表
面の表面汚染物を酸化させる。反応後、紫外線反応筒２
から流出した水は、送水ポンプ９で再び、オゾン吸収塔
６へ循環される。ｌＯは紫外線反応筒２へ入る水中の溶
存オゾン濃度を測定するだめのサンプル採取部である。

水温は３０℃±２℃で、紫外線ランプ点灯中は、ランプ
を直視しないように行なった。

まず、スライドグラス表向の汚れを落すために必要な洗
浄時間を調べだ。

スライドグラス３枚を用い、各スライドグラス１に対す
る表面流速を１０（ＩＶ′ｓｅｃ、溶存オゾン濃度を１
ｍｇ／７．循環水水温を３０℃に設定した条件で０．５
　、１．０　、２．０の各洗浄時間で行ない、洗浄効果
を接触角でめた。

循環水は純水を用い、あらかじめ溶存オゾンを含ませた
純水で配管内、塔内を数回洗浄し、汚染のないことを確
かめてから実験を行なった。洗浄後のスライドグラス１
は、再度純水ですすぎ、汚染のないようグローボックス
内で風乾した後、接触角の測定を行なった。測定は、ス
ライドグラスの中心部に純水を数μ１滴下し、ゴニオメ
ータ−で接触角をめた。測定値は、３枚のスライドグラ
スの平均値として第１表示す。

第１表から表らかな如＜０．５〜１時間と、時間の増加
に従い、著しい洗浄効果を示すが、その以後、時間をか
けてもあまり洗浄効果は上らないことがわかった。また
、紫外線を照射しないで、１時間オゾン水溶液を通過さ
せた場合も表に示したが、洗浄効果がある程度認められ
たものと、全く変化のないものがあり、紫外線−オゾン
の洗浄効果は明らかである。

第１表 次に、溶存オゾン濃度、表面流速の影響を調べた。

スライドグラス各３枚を用い、洗浄時間１時間、循環水
、水温３０℃の条件で、溶存オゾン濃度の影響は、スラ
イドグラスの表面流速Ｉ　Ｑｃｍ／ｓ　ｅ　ｃで溶存オ
ゾン濃度を０．５　、１．Ｏ１３，Ｏｍｇ／ｌに変化さ
せて調べた。スライドグラスの表面流速の影響は、溶存
オゾン濃度１．０ｍｇ／ｌ！で表面流速をｌ　Ｑｆｆ＃
／ＳｅＣカら２０（Ｊｎ／ｓｅｃに増加させて調べた。

それぞれの効果は、洗浄後のスライドグラスの接触角で
め、第２表に結果を示す。

溶存オゾン濃度の増加に従い、洗浄効果も上がる傾向を
示している。表面流速の増加に従って、洗浄効果も増加
するが、溶存オゾン濃度はど顕著な影響を示さない。

第２表 まだ、紫外線照射下、溶存オゾンを含む水に、オゾン化
空気などを注入させて、スライドグラスと直接接触させ
、表面汚染物を洗浄することも可能である。この場合、
気泡による機械的な洗浄効果が加わるため、さらに効果
的であることを定性的に確かめた。

以下、上記内容を本発明の他の実施例として示す。オゾ
ン化空気などの細かい気泡を水とともに、紫外線照射下
の汚染物質表面に流し洗浄するもので、これを第２図に
で説明する。

図中、第１図と同じ部分は同じ行対を付けである。第２
図において、オゾンはオゾン発生器５で発生させ、スラ
イドグラス１を入れた紫外線反応筒２の底部に設けた多
孔質グラスポールＩＩから水中に細かい気泡として１ｗ
ｔ％オゾンガスを１１７ｍで注入する。洗浄用の純水は
、気泡分離塔１２の底部から送水ポンプ９にて紫外線反
応塔２に送り、その下部から表面流速２０（ｍ／ｓｅｃ
でオゾン化空気とともに送り込まれる。オゾン化空気は
水中に溶存オゾンとして溶解１−ると共に、紫外線を照
射され、酸化力の強いラジカル類を生成し、汚染物質を
酸化洗浄することができる。この場合は、細かい気泡に
よる機械的な洗浄効果も加わる。この結果０．５時間の
洗浄時間で接触角４°まで洗浄することができだ。

また、くり返しの洗浄を考えるならば紫外線による酸化
反応が加速される条件として、洗浄液のＰ　ｋｌを酸性
とすることもできる。更に、オゾンの発生を高純度空気
より酸素を用いることによって、オゾン濃度が高まり、
洗浄効果が増加することはもちろんである。

これらの結果より、表面汚染物質の洗浄には、紫外線を
照射した物体の表面にオゾン含有水、もしくは、オゾン
化墾気の細かい気泡を含むオゾン自有水を流ずことによ
って効率的な洗浄が行なえることがわかる。

〔発明の効果〕

以上、説明したように本発明は、汚染表面を紫外線照射
Ｔ１溶存オゾンを含む水と接触するようにしたため、有
機質だけでなく、無機質の汚れも確実に洗浄除去できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の表面洗浄方法の一実施例を示す説明
図、第２図は本発明の実施例を示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶存オゾンもしくは、オゾン化ガス気泡を含むオゾン含
   有水を、紫外線照射下、物体表面に流し汚染物質を除去
   する表面洗浄方法。