JP2006255603A - 電解水での洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子機器用部品に付着した異物粒子や油脂分を除去するための方法及び装置であって、洗浄工程を簡略化し、装置長さを短くすることができ、かつ、洗浄性に優れた洗浄方法及び洗浄装置を提供する。
【解決手段】 高圧の電解水として２流体ノズルに供給すると同時に高圧の気体をその２流体ノズルに供給し、２流体ノズル内で高圧の電解水と高圧の気体とを混合して電解水を微粒化して電解水ミスト流を形成し、この電解水ミスト流を２流体ノズルから噴霧して被洗浄物に衝突させることにより被洗浄物を洗浄する。この方法によれば、洗浄工程が簡略化され、装置長さも短くでき、かつ、最終的な純水による水洗に用いられる純水の量も低減することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は電子機器用部品の洗浄に関するものであり、さらに詳しくは半導体ウエハや液晶ディスプレイ用ガラス基板、プラズマディスプレイ用ガラス基板、プリント配線板、ＣＯＦテープやＴＡＢテープ、機能性フィルムなどの各種電子部品を製造する過程で電子部品に付着した異物粒子や指紋等の油脂分を除去するための洗浄方法に関わり、さらに該洗浄方法を実現するための洗浄装置に関わるものである。

一般に電子部品を製造する過程では製造過程で発生した異物粒子や指紋等の油脂分が製品に付着して製品歩留りが低下する場合がある。かかる問題を回避するための方法は、製造工程の要所で製品に付着した異物粒子や指紋等の油脂分を除去するための洗浄工程を付加するのが常識となっている。一般に製品に付着した異物粒子や指紋等の油脂分は製品表面とのポテンシャルエネルギーの存在で強固に製品表面に固定された状態にあるため、これを除去するための洗浄工程では異物粒子や指紋等の油脂分に外力を与えて製品表面から引き剥がす必要が生じる。かかる外力の付与には化学的もしくは機械的な方法が用いられるのが一般的であり、機械的な方法としては高圧ジェットのスプレーによる水洗や、超音波の振動を利用した超音波洗浄や、ブラシを用いたスクラブ洗浄などが広範に利用されている。近年、こうした各種の洗浄方法にくわえて、高圧の液体と気体を混合した液体ミストによる２流体洗浄が試みられるようになってきている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。一方、化学的な方法としては溶剤を使用する方法や界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤を使用する方法が一般的であるが、近年は電解水を使用する方法が利用されるようになってきている（例えば、特許文献３、特許文献４参照。）。異物粒子と指紋等の油脂分の両方を除去するためには、先ず化学的な洗浄方法で指紋等の油脂分を除去した後に、機械的な洗浄方法で異物粒子を除去する２段階の洗浄方法が用いられている。

指紋等の油脂分を除去するための化学的な洗浄方法では溶剤や界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤のなかに浸漬して溶解させる洗浄方法が用いられているが除去するまでに長い時間を要するのが難点である。これらを解決するための手段として液温を４０〜６０℃に加温するとか、超音波を付加する方法等が採用されているが要求に対して充分なものとはいえない。このためにやむなく処理槽を長くして対応する方法がとられている。また、界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤の場合は洗浄後の水洗工程を繰返し行わないと充分に除去できないという難点があり、多量の純水を必要とする。また、環境に対する負荷も大きく廃液処理や排水処理に必要とする費用、労力は多大なものがある。

近年、溶剤や界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤の代替品として、環境に対する負荷が小さく、廃液処理、排水処理が容易な電解水が使用されてきている。電解水の場合は純水洗浄による除去効率が良いために洗浄後の水洗工程も簡単であり、使用する純水量を大幅に低減できる。しかし、洗浄時間はアルカリ性洗浄剤と同様に長い時間を必要とし、４０〜６０℃に加温したり、超音波を付加したりして処理時間を短縮しようとしているが要求に対して充分なものとはいえない。

機械的な洗浄方法としては高圧ジェットのスプレーによる方法がある。この洗浄方法は短時間での洗浄効果が大きいという利点があるが、負荷のかかる高圧ポンプのメンテナンスには多くの労力と費用を要する点、さらにはノズル先端の磨耗が大きいためにノズル交換頻度が多くなり、ノズル費用が高価なものになる等の難点がある。超音波洗浄はバッチ処理では広範囲に採用されているが洗浄効果が低いために長時間を要することや、製品に与えるダメージが大きいために配慮が必要である。ブラシ洗浄も広範囲に採用されている洗浄方法であるが、３μｍ以上の大きいサイズの異物粒子の除去には効果がある反面、小さいサイズの異物粒子の除去には効果が少ない。また、ブラシが製品表面と直接接触するために作業上の管理が悪いとキズを発生させる可能性があり、微細な回路基板等には使用しにくい。近年、採用されるようになってきている２流体洗浄は洗浄効果が優れており、メンテナンスフリー、製品に対するダメージが非常に少ない等の利点がある。難点としては他の洗浄方法と比較して高圧空気の使用量が多いという問題点があるがノズルの改良により、かなり解決されてきている。
特開平６−１０４３０４号公報 特開平７−２４５２８２号公報 特開２００１−２８４７７６号公報 特開平８−２８３９７６号公報

電子機器用部品に付着した異物粒子や指紋等の油脂分を除去するためには、従来の方法では、図１に示すように、第一段階として指紋等の油脂分を除去するための化学的洗浄１を実施した後に水洗２を行い、第二段階として異物粒子を除去するための機械的洗浄３を実施し、しかる後に最終水洗４が必要であった。このために洗浄工程数が多いことと化学的洗浄に長い時間を要するために、結果として洗浄装置が長くなり、装置価格も高価となる問題があった。また、化学的洗浄に界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤を使用する場合は、水洗処理工程で多量の純水を消費する難点があった。なお、図１中、５は化学的洗浄液の回収タンクであり、６は最終水洗で使用する純水回収タンクを示す。本発明の目的は、洗浄工程を簡略化し、装置長さを短くすることにより、安価で洗浄性の優れた洗浄装置を提供することと水洗処理工程での純水使用量を低減することにある。

本発明は、下記（１）〜（１０）の電解水を使用した洗浄装置に関する。
（１）２流体ノズル内に高圧の電解水と高圧の気体を導入し混合することによって、微粒化した電解水を含有する電解水ミスト流を形成し、その電解水ミスト流を２流体ノズルから被洗浄物に対して噴霧して衝突させて被洗浄物を洗浄する２流体洗浄部を有することを特徴とする洗浄装置。

（２）更に、
２流体洗浄部の２流体ノズルに高圧の電解水を供給する電解水供給手段；及び
２流体洗浄部の２流体ノズルに高圧の気体を供給する気体供給手段；
を有することを特徴とする（１）に記載の洗浄装置。

（３）電解水供給手段が、バルブと２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の電解水が導入されるようにこのバルブを自動的に開閉するように制御する制御系とを有する配管を有し、気体供給手段が、バルブと２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の気体が導入されるようにこのバルブを自動的に開閉するように制御する制御系とを有する配管を有する（２）に記載の洗浄装置。

（４）更に、２流体洗浄部で洗浄された被洗浄物を純水で洗浄する水洗部を有し、電解水供給手段が、
水洗部で洗浄に用いられた純水の排水を用いて水の電気分解を行なう電解水生成装置；及び
電解水生成装置で生成された電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する電解水供給系配管；
を有するものである（２）又は（３）に記載の洗浄装置。

（５）電解水供給手段が、
水洗部からの排水を回収して保管する排水回収タンク；
電解水生成装置；
排水回収タンクから電解水生成装置に排水を供給する排水供給配管；及び
電解水生成装置で生成された電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する電解水供給系配管；
を有するものである（２）〜（４）のいずれかに記載の洗浄装置。

（６）電解水供給手段が、更に、２流体洗浄部で洗浄に用いられた電解水を回収する電解水回収タンクを有し、
電解水供給系配管が、
電解水生成装置で生成された電解水を電解水回収タンクに供給する配管；及び
電解水回収タンクから電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する配管；
を有するものである（４）又は（５）に記載の洗浄装置。

（７）電解水供給手段が、更に、電解水生成装置で生成された電解水を保管する電解水保管タンクを有し、
電解水供給系配管が、
電解水生成装置で生成された電解水を電解水保管タンクに供給する配管；
電解水保管タンク内の電解水を、２流体洗浄部で消費された電解水の量だけ自動的に電解水保管タンクから電解水回収タンクへ供給するように制御する制御系及びバルブを有する配管；及び
電解水回収タンクから電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体洗浄用ノズルに供給する配管；
を有するものである（４）〜（６）のいずれかに記載の洗浄装置。

（８）電解水生成装置が、アノードが配置されたアノード室、カソードが配置されたカソード室及びアノード室とカソード室とを隔てる隔膜とを有する電解槽を有するものである（４）〜（７）のいずれかに記載の洗浄装置。

（９）電解水ミスト流による洗浄後に被洗浄物上にたまった電解水を、被洗浄物にエアーを吹き付けて除去及び回収するための液切用エアースリットノズルが、２流体洗浄部に設けられている（１）〜（８）のいずれかに記載の洗浄装置。

（１１）更に、２流体ノズルと被洗浄物とを、被洗浄物の電解水ミスト流による洗浄時に、２流体ノズルから噴出される電解水ミスト流が被洗浄物に衝突する位置に保持する保持手段を有する（１）〜（９）のいずれかに記載の洗浄装置。

また、本発明は、下記（１１）〜（１５）の電解水を使用した洗浄方法に関する。
（１１）水の電気分解によって得られる酸性電解水又はアルカリ電解水を高圧の電解水として２流体ノズルに供給すると同時に高圧の気体をその２流体ノズルに供給し、２流体ノズル内で高圧の電解水と高圧の気体とを混合して電解水を微粒化して電解水ミスト流を形成し、この電解水ミスト流を２流体ノズルから噴霧して被洗浄物に衝突させることを特徴とする洗浄方法。

（１２）電解水ミスト流による洗浄後に、被洗浄物を純水によって洗浄し、その洗浄に用いられた純水の排水を用いて水の電気分解を行ない、得られた電解水を電解水ミスト流による洗浄に用いる（１１）に記載の洗浄方法。

（１３）電解水ミスト流による洗浄に用いられた電解水を電解水回収タンクに回収し、純水の排水を用いて製造された電解水を一旦電解水生成タンク内に保管し、この電解水生成タンクから、電解水タンク内に、被洗浄物の洗浄によって消費された電解水の量だけの電解水を自動的に供給する（１２）に記載の洗浄方法。

（１４）電解水ミスト流による洗浄後に被洗浄物上に溜まった電解水を液切用エアースリットノズルでエアーを吹き付けることにより、被洗浄物上の電解水除去して回収する（１１）〜（１３）のいずれかに記載の洗浄方法。

（１５）電解水ミスト流を使用する洗浄において、被洗浄物が電解水ミスト流による洗浄位置に配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の電解水と高圧の気体とを供給するように、高圧の電解水及び高圧の気体の供給を自動的に制御する（１１）〜（１４）のいずれかに記載の洗浄方法。

本発明にれば、図２に示すように、２流体洗浄部において２流体ノズル８内に高圧の電解水と高圧の気体を導入し、混合することにより微粒化して被洗浄物に対して噴霧し、電解水ミスト流を被洗浄物に衝突させることにより、電解水を用いる化学的洗浄と機械的洗浄を同時に行うことができる。これにより洗浄工程を２段階処理から１段階処理に簡略化し、処理時間も短くできるようになった。結果として、装置長さが大幅に短くなり、装置価格も大幅に低減できるようになった。また、電解水を使用することにより、従来の界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤と比較して、水洗工程で使用する純水量も大幅に低減できるようになった。

電解水ミスト流の形成及びそれによる非洗浄物の洗浄（以下、２流体洗浄とよぶことがある）に用いられる２流体ノズルは特に限定されず、洗浄目的にあったノズルを使用すればよく、市販品を利用することができる。

電解水を使用した２流体洗浄の洗浄効果を高めるためには気体の圧力及び液体としての電解水圧力が必要であり、かかる圧力を実現するには気体及び電解水を加圧して２流体ノズルに導入することが必要である。本発明の洗浄装置は、予め、高圧の気体を２流体ノズルに供給する気体供給手段と、高圧の電解水を２流体ノズルに供給する電解水供給手段を備えたものであってもよく、或いは、別途用意したそれらの手段を洗浄時に備え付けてもよい。２流体洗浄用ノズルに高圧の気体を供給する手段としては、例えば、オイルフリースクリュー圧縮機と、それと２流体ノズルを連結する配管、配管の経路の一部に設けられたバルブとからなる構成が挙げられる。一方、高圧の電解水を供給する手段としては、例えば、電解水供給源に備え付けた渦流タービンポンプと、それと２流体ノズルとを連結する配管、配管の一部に設けられたバルブからなる構成が挙げられる。

本発明に適した気体及び電解水の圧力は、それぞれ該気体の圧力が大気圧に１００乃至９００ｋＰａを加えたものであり、該電解水の圧力が大気圧に１００ｋ乃至９００ｋＰａを加えたものであることが望ましい。さらに好ましくは、該気体及び電解水の圧力が大気圧に２００ｋ乃至６００ｋＰａを加えたものである。かかる圧力の下限は洗浄力が低下することから、上限は洗浄に要する気体、電解水の消費量が増加することから定められるものである。

上記のような圧力から得られる気体及び電解水の、２流体ノズル１個あたりの流量は、それぞれ、気体の流量が２０乃至２００リットル／分であり、電解水の流量が０．２乃至５リットル／分であることが望ましい。さらに好ましくは、気体の流量が４０乃至１００リットル／分であり、電解水の流量が０．３乃至１リットル／分であることが望ましい。かかる流量の下限は洗浄力が低下することから、上限は洗浄に要する気体、電解水の消費量が増加することか定められるものである。

２流体洗浄に用いる気体の種類は、加圧された空気、窒素ガス、炭酸ガス、アルゴンガスなどであるが、その他の気体が用いられないわけではない。空気は主として経済性の観点から有利であり、窒素ガスは容易に不純物を含まない高純度のガスが得られることから汚染防止とその不燃性から可燃性の液体と組合わせた場合に安全性の観点から有利であり、炭酸ガスは水に溶解して電気伝導度を増大することから静電気防止の観点で有利である。

本発明に用いられる電解水は、水の電気分解によってアノード側に生成する酸性電解水、カソード側に生成するアルカリ性電解水のいずれであってもよい。電解水としては、別途入手したものを用いてもよいが、本発明においては、電解水を用いた２流体洗浄後、被洗浄物を純水で洗浄することが望ましく、その純水による洗浄に用いた排水を用いて電解水を生成し、それを２流体洗浄に用いてもよい。その場合、本発明に用いられる電解水生成装置としては、特に限定されず、市販品を利用することができる。通常、アノードが配置されたアノード室、カソードが配置されたカソード室及びアノード室とカソード室とを隔てる隔膜とを有する電解槽を有するものが用いられる。電解液としては、例えば、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩等の電解助剤の１〜１０重量％水溶液を用いることができる。例えば、ジプコム社のespax電解装置を使用して、アルカリ性電解水を生成する一例を以下に示す。純水を電気分解する条件として、電解液として炭酸カリウムの５％溶液、電解電流設定を１１Ａ、生成量を２リットル／分としたとき、この条件で生成されたアルカリ電解水はｐＨ値が１１．５であった。電解水は酸性電解水でも粒子及び指紋等の油脂分除去に効果があることを確認しているが、この時の酸性電解水の生成条件は電解液に塩化ナトリウムあるいは塩化カリウムの飽和溶液を使用し、電解電流設定値は２０Ａ、生成量は１．６リットル／分であり、この条件で生成された酸性電解水のｐＨ値は２．４であった。このように電解水はアルカリ性電解水または酸性電解水でも異物粒子や指紋等の油脂分除去に効果があり、どちらでも使用することができる。

電解水は室温でも異物粒子や指紋等の油脂分除去に充分な効果があるが、４０〜６０℃に加温するとさらに得られる効果が増大するが、一方ではランニングコストも増加するので要求レベルを勘案して室温にするか４０〜６０℃に加温するかを選択する必要がある。

電解水の必要な供給量の把握は重要であり、アルカリ性電解水を使用する場合は指紋等の油脂分の溶解による液劣化、被洗浄物に付着して持ち出される液の減量、高圧気体に空気を使用する場合は炭酸ガス吸収によるｐＨ値の低下による液劣化等の要因がある。一般的に電子部品では指紋等の油脂分が溶解して液劣化する影響は極微量であり、ほとんど無視してよいし、被洗浄物に付着して持ち出される液の減量は液切用エアースリットノズルでエアーを被洗浄物上に吹付けることにより回収すれば影響を低減することができる。このときのエアー圧はエアースリットノズルのスリット幅が０．１５ｍｍの場合は１００ｋＰａ程度でも充分であるが、エアースリットノズルを使用しない場合はサイズ３００×４００ｍｍのガラス基板でＭＡＸ０．４リットルも持ち出されて減量してしまうので２流体洗浄直後にエアースリットノズル処理して電解水を回収することは必要である。２流体洗浄液にアルカリ性電解水を使用する場合は液劣化を決定つける要因となるのが空気中に含まれる炭酸ガスの影響であり、炭酸ガス吸収によりｐＨ値が低下していくが、この影響を低減するためには不必要な空気の供給は極力押える必要がある。従って、被洗浄物が洗浄装置に流れてきた時は自動的にバルブが開き２流体ノズルに空気が供給され、被洗浄物が流れてこないときは自動的にバルブが閉まり２流体ノズルに空気が供給されないように、制御されたバルブを配管系統の一部に設置することが好ましい。

図２に、本発明の洗浄装置と洗浄方法の一実施態様の系統図を模式的に示す。この実施態様の洗浄装置は、２流体洗浄部と水洗部を有し、水洗部で用いられた純水の排水を用いて水の電気分解を行なう電解水生成装置１２と、電解水生成装置で生成された電解水を高圧の電解水として２流体ノズルに供給する電解水供給系配管とを有する電解水供給手段を用いている。電解水供給手段は、更に、水洗部からの排水を回収して保管する排水回収タンク１３と、電解水生成装置１２で生成した電解水を保管する電解水保管タンク１４と、２流体洗浄部で用いた電解水を回収する電解水回収タンク１１とを有する。そして、この実施態様における電解水供給系配管は、排水回収タンク１３から電解水生成装置に純水を供給する排水供給配管Ｐ１、電解水生成装置１２で生成された電解水を電解水保管タンク１４に供給する配管Ｐ２、電解水保管タンク１４から電解水回収タンク１１へ供給する配管Ｐ３、及び、電解水回収タンク１１から電解水を２流体連結ノズル８に高圧の電解水として供給する配管Ｐ４を有する。２流体洗浄を行う２流体洗浄部７には２流体ノズル８と液切用のエアースリットノズル９が配置されている。尚、液切り用エアースリットノズルの外観図を図３に示す。１７はＳＵＳ製液切用エアースリットノズルの本体部品を示し、１８はエアーを吹出すスリット部分を示し、１９はエアースリットノズル本体にエアーを供給する供給口を示す。図２に示すこの実施態様における２流体ノズルは、５個のノズルが連結した２流体連結ノズルであるが、ノズル１個の単体からなるものであってもよいし、５個未満又は５個を超える数のノズルが直列、並列等に連結したものであってもよい。この実施態様においては、被洗浄物に付着した電解水は、この液切用エアースリットノズル９からのエアーの吹きつけによって除去され、洗浄に用いられた電解水と共に、電解水回収タンク１１に回収される。２流体洗浄を終えた被洗浄物は、水洗部１０で、純水により水洗される。水洗に用いられた純水の排水は、排水回収タンク１３に回収される。水洗後、被洗浄物は、適宜エアーブロー等によって水切りされる。排水回収タンク１３に回収された純水は、必要に応じて排水回収タンク１３に保管された後、排水供給配管Ｐ１により、電解水生成装置１２に供給される。排水供給配管Ｐ１には、純水の供給を適宜調整するためのバルブ１５Ａが設置されており、電解水生成装置１２への純水の供給を必要に応じて行なうことができるよう、バルブ１５Ａの開閉を制御系１６Ｘで制御できるようになっている。電解水生成装置１２では、排水回収タンク１３から供給された純水に電解助剤を加えて水の電気分解を行なう。得られた電解水（酸性電解水又はアルカリ性電解水のいずれでもよい）は、配管Ｐ２により電解水保管タンク１４に保管される。配管Ｐ２にも、制御系１６Ｘで開閉を制御しうるバルブ１５Ｂが設置されている。電解水は、電解水保管タンク１４から、配管Ｐ３を経て電解水回収タンク１１に供給される。電解水回収タンク１１には液面センサ（図示せず）が設置されている。２流体洗浄で消費された量を液面センサで検知し、それに相当する量を自動的に電解水保管タンク１４より電解水回収タンク１１へ供給できるように、配管Ｐ３にはバルブ１５Ｃが設置されており、このバルブの開閉を制御系１６Ｘで制御できるようになっている。これとは別に電解水生成装置１２で生成した電解水を直接、電解水回収タンク１１へ供給することもできる。電解水の生成量は必要量を自動的に把握し、その分量だけを自動的に供給するようにすれば無駄にならず効率的であり、そのためにはバルブ１５Ａ〜１５Ｃの開閉を制御系１６Ｘで制御するとよい。電解水回収タンク１１からの電解水は、配管Ｐ４を経て、２流体洗浄部の２流体ノズル８へ、高圧の電解水として供給される。配管Ｐ４には、バルブ１５Ｄが設置されており、２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の電解水が導入されるように、制御系１６Ｙがこのバルブ１５Ｄの開閉を自動的に制御する。また、この実施態様における気体供給手段の配管Ｐ５にもバルブ１５Ｅが設置されており、２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の気体が導入されるように、制御系１６Ｙがこのバルブ１５Ｅの開閉を自動的に制御する。各配管には、必要に応じ、ポンプ（図示せず）が設置される。

洗浄を自動的に行なうためには、本発明の装置に２流体ノズルと被洗浄物とを、被洗浄物の電解水ミスト流による洗浄時に、２流体ノズルから噴出される電解水ミスト流が被洗浄物に衝突する位置に保持する保持手段を設けることが好ましい。

２流体洗浄の一実施態様の系統図を、図４に模式的に示す。この態様では、２流体ノズル１個を用いた洗浄状態を示す。２流体洗浄用チャンバ２０の内部に２流体ノズル２１と被洗浄物２２を相対運動させながら、２流体ノズル２１に高圧の気体を供給する配管２４と高圧の電解水を供給する配管２５から気体および電解水を導入する。２流体ノズル２１の内部ではこれらを混合して電解水を微細なミストに分割し、さらにミストに被洗浄物２２への方向の運動量を与えて、２流体ノズル２１の先端から気液の混合流である電解水ミスト流２３を噴出する。かかる気液の混合流２３を被洗浄物２２に衝突させ、被洗浄物２２に付着した異物および指紋等の油脂分を除去して洗浄するのである。かかる洗浄を適切に行うために、この実施態様では、高圧の気体を供給する配管２４と高圧の電解水を供給する配管２５の経路の一部にバルブ２６を設け、２流体ノズル２１と被洗浄物２２の相対運動に同期したバルブ２６の開閉を制御系２７にて行なっている。なお、被洗浄物２２の両側に２流体ノズル２１を配置し、両面を同時に洗浄してもよい。

図５に、本発明の洗浄装置の他の一実施態様における２流体洗浄部の部分斜視図を示す。この実施態様において、９個の２流体ノズル２８が連結して２流体連結ノズル２９を構成し、被洗浄物３１の上方に配置されており、幅の広い被洗浄物３１を効率よく電解水ミスト流３０で洗浄することができる。保持及び搬送手段として、並列した複数の駆動ローラからなるローラ搬送機構３２を用いている。駆動ローラを同一方向に回転させることにより、被洗浄物３１を矢印の方向に移動させつつ、２流体連結ノズル２９から噴出される電解水ミスト流３０が被洗浄物３１に衝突する位置に保持している。このローラ搬送機構を更に延長することにより、水洗部を含む受け取りまでの工程を連続して行なうことができる。

実験でアルカリ性電解水を使用した時の供給空気量とｐＨ値の低下および指紋等の油脂分除去効果の関係を確認したところ、表１の結果が得られた。この時の設定条件は２流体連結ノズルに設置されているノズル数は９個であり、この時のノズル数９個の空気供給量は０．４５Ｎｍ^３／分となる。電解水回収タンク中のアルカリ電解水容量は２０リットルであり、液温は室温である。表１の実験結果から、この設定条件でのアルカリ性電解水１リットルに吹き込まれる累積空気限界量は０．９Ｎｍ^３までであり、空気使用量０．４５Ｎｍ^３／分からすると、空気使用量を累積空気限界量で割った０．５リットル／分が必要な供給量ということになる。このデータをベースに供給量を自動制御すればよく、ノズル数が増減しても簡単に算出することができる。

以上説明したように、２流体ノズルでの洗浄液に電解水を使用することにより、異物粒子や指紋等の洗浄において、化学的洗浄と機械的洗浄を同時に実施でき、しかも処理時間を大幅に短縮できることから、洗浄装置の長さを大幅に短くすることができ、安価で洗浄性の優れた洗浄装置を実現することができるようになった。また、電解水の採用により、従来の界面活性剤を含んだアルカリ性洗浄剤と比較して水洗処理での純水使用量を大幅に低減することができるようになった。

従来洗浄装置の洗浄工程と模式図。 本発明の洗浄装置及び洗浄方法の一態様のと模式図。 液切用エアースリットノズルの外観図 本発明の２流体洗浄方法を系統図にて模式的に示した図。 本発明の洗浄装置の一態様の部分斜視図。

符号の説明

１ 化学的洗浄部
２ 水洗部
３ 機械的洗浄部
４ 最終水洗部
５ 化学的洗浄液の回収タンク
６ 最終水洗の純水回収タンク
７ ２流体洗浄部
８ ２流体連結ノズル
９ 液切用エアースリットノズル
１０ 水洗部
１１ 電解水回収タンク
１２ 電解水生成装置
１３ 排水回収タンク
１４ 電解水保管タンク
１５Ａ〜１５Ｅ バルブ
Ｐ１〜Ｐ５ 配管
１６Ｘ，１６Ｙ 制御系
１７ 液切用エアースリットノズル本体
１８ スリット部
１９ エアー供給口
２０ 洗浄用チャンバ
２１ ２流体ノズル
２２ 被洗浄物
２３ 電解水ミスト流
２４ 気体を供給する配管
２５ 電解水を供給する配管
２６ バルブ
２７ 制御系
２８ ２流体ノズル
２９ ２流体連結ノズル
３０ 電解水ミスト流
３１ 被洗浄物
３２ ローラ搬送機構

Claims (15)

1. ２流体ノズル内に高圧の電解水と高圧の気体を導入し混合することによって、微粒化した電解水を含有する電解水ミスト流を形成し、その電解水ミスト流を２流体ノズルから被洗浄物に対して噴霧して衝突させて被洗浄物を洗浄する２流体洗浄部を有することを特徴とする洗浄装置。
2. 更に、
   ２流体洗浄部の２流体ノズルに高圧の電解水を供給する電解水供給手段；及び
   ２流体洗浄部の２流体ノズルに高圧の気体を供給する気体供給手段；
   を有することを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
3. 電解水供給手段が、バルブと２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の電解水が導入されるようにこのバルブを自動的に開閉するように制御する制御系とを有する配管を有し、気体供給手段が、バルブと２流体洗浄部の洗浄位置に被洗浄物が配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の気体が導入されるようにこのバルブを自動的に開閉するように制御する制御系とを有する配管を有する請求項２に記載の洗浄装置。
4. 更に、２流体洗浄部で洗浄された被洗浄物を純水で洗浄する水洗部を有し、電解水供給手段が、
   水洗部で洗浄に用いられた純水の排水を用いて水の電気分解を行なう電解水生成装置；及び
   電解水生成装置で生成された電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する電解水供給系配管；
   を有するものである請求項２又は３に記載の洗浄装置。
5. 電解水供給手段が、
   水洗部からの排水を回収して保管する排水回収タンク；
   電解水生成装置；
   排水回収タンクから電解水生成装置に排水を供給する排水供給配管；及び
   電解水生成装置で生成された電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する電解水供給系配管；
   を有するものである請求項２〜４のいずれかに記載の洗浄装置。
6. 電解水供給手段が、更に、２流体洗浄部で洗浄に用いられた電解水を回収する電解水回収タンクを有し、
   電解水供給系配管が、
   電解水生成装置で生成された電解水を電解水回収タンクに供給する配管；及び
   電解水回収タンクから電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体ノズルに供給する配管；
   を有するものである請求項４又は５に記載の洗浄装置。
7. 電解水供給手段が、更に、電解水生成装置で生成された電解水を保管する電解水保管タンクを有し、
   電解水供給系配管が、
   電解水生成装置で生成された電解水を電解水保管タンクに供給する配管；
   電解水保管タンク内の電解水を、２流体洗浄部で消費された電解水の量だけ自動的に電解水保管タンクから電解水回収タンクへ供給するように制御する制御系及びバルブを有する配管；及び
   電解水回収タンクから電解水を高圧の電解水として２流体洗浄部の２流体洗浄用ノズルに供給する配管；
   を有するものである請求項４〜６のいずれかに記載の洗浄装置。
8. 電解水生成装置が、アノードが配置されたアノード室、カソードが配置されたカソード室及びアノード室とカソード室とを隔てる隔膜とを有する電解槽を有するものである請求項４〜７のいずれかに記載の洗浄装置。
9. 電解水ミスト流による洗浄後に被洗浄物上にたまった電解水を、被洗浄物にエアーを吹き付けて除去及び回収するための液切用エアースリットノズルが、２流体洗浄部に設けられている請求項１〜８いずれかに記載の洗浄装置。
10. 更に、２流体ノズルと被洗浄物とを、被洗浄物の電解水ミスト流による洗浄時に、２流体ノズルから噴出される電解水ミスト流が被洗浄物に衝突する位置に保持する保持手段を有する請求項１〜９のいずれかに記載の洗浄装置。
11. 水の電気分解によって得られる酸性電解水又はアルカリ電解水を高圧の電解水として２流体ノズルに供給すると同時に高圧の気体をその２流体ノズルに供給し、２流体ノズル内で高圧の電解水と高圧の気体とを混合して電解水を微粒化して電解水ミスト流を形成し、この電解水ミスト流を２流体ノズルから噴霧して被洗浄物に衝突させることを特徴とする洗浄方法。
12. 電解水ミスト流による洗浄後に、被洗浄物を純水によって洗浄し、その洗浄に用いられた純水の排水を用いて水の電気分解を行ない、得られた電解水を電解水ミスト流による洗浄に用いる請求項１１に記載の洗浄方法。
13. 電解水ミスト流による洗浄に用いられた電解水を電解水回収タンクに回収し、純水の排水を用いて製造された電解水を一旦電解水生成タンク内に保管し、この電解水生成タンクから、電解水タンク内に、被洗浄物の洗浄によって消費された電解水の量だけの電解水を自動的に供給する請求項１２に記載の洗浄方法。
14. 電解水ミスト流による洗浄後に被洗浄物上に溜まった電解水を液切用エアースリットノズルでエアーを吹き付けることにより、被洗浄物上の電解水除去して回収する請求項１１〜１３のいずれかに記載の洗浄方法。
15. 電解水ミスト流を使用する洗浄において、被洗浄物が電解水ミスト流による洗浄位置に配置されているときのみに２流体ノズルに高圧の電解水と高圧の気体とを供給するように、高圧の電解水及び高圧の気体の供給を自動的に制御する請求項１１〜１４のいずれかに記載の洗浄方法。

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