JP3584126B2 - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばリードフレーム等の油の付着した被洗浄物(ワーク)を洗浄するのに使用して最適な洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、前記リードフレームの洗浄にあっては、ワークを溶剤(洗浄液)蒸気雰囲気中に晒すことにより、溶剤とワークの温度差の分だけワークに熱を奪われた溶剤をワークの表面に凝縮させて付着させ、この時にワークに付着した汚れを液状の溶剤と一緒に洗い流すようにした蒸気洗浄が広く行われている。
【0003】
この種の蒸気洗浄においては、洗浄液として、例えばトリクレン等の塩素系溶剤、炭化水素系溶剤、または100〜300℃程度の炭化水素系溶剤やグリコールエーテル系溶剤等が一般に用いられている。またこのような溶剤がワークの最終洗浄等に広く利用されており、従来の洗浄法等と比べて高い洗浄効果を得ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような蒸気洗浄にあっては、溶剤(洗浄液)を蒸気化する必要があるばかりでなく、ワークが溶剤蒸気と同じ温度になると、それ以上の時間をかけても溶剤がワーク上で凝縮しないので洗浄効果が無くなってしまう。一方、浸漬洗浄にあっては、洗浄液の汚れに伴って洗浄効果が低下してしまうばかりでなく、洗浄後のワークを乾燥させるのに多大の時間を要するのが現状であった。
【0005】
例えば本発明者らは、ワークとして30℃、10kgの鉄(比熱0.12cal/deg.−kg)を100℃の洗浄液で蒸気洗浄する場合のワーク上で凝縮する洗浄液量を計算したところ、10kg×0.12cal/deg.ーkg×(100℃−30℃)÷66cal/l(溶剤の蒸発潜熱)=1.09リットルしか凝縮せず、この量が理論的に最大の凝縮量であることを見出した。
【0006】
本発明は上記に鑑み、蒸気洗浄を行なう場合には上記したような制限を受けるため、洗浄に寄与する液量を自由に選択することができ蒸気洗浄と同等或いはそれ以上の洗浄効果が得られ、しかもより短時間でワークを乾燥させることができるようにした洗浄装置及び洗浄方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の洗浄装置(シャワー洗浄装置)は、非水系洗浄液を貯蔵し大気圧下で加温する液タンクと、加温した洗浄液を加熱媒体として使用する加温手段を周囲に設けた洗浄槽とを備え、前記洗浄槽の内部に前記液タンクから加温されて送られてくる非水系洗浄液を噴霧状態で噴射するシャワーを配置するとともに、前記洗浄槽内を減圧する減圧手段を備えたことを特徴とする。
【0008】
このように構成した本発明によれば、洗浄槽を加温手段を介して加温しつつ加温された非水系洗浄液を噴霧状態でワークに振り掛けることによって、汚れのない洗浄液を用いて大気圧下でワークを洗浄・加温し、洗浄終了後に洗浄槽内を減圧することによって、この内部に残った非水系洗浄液を瞬時に蒸発させてワークをより短時間で乾燥させることができる。
【0009】
ここに、前記加温媒体として加温した非水系洗浄液を使用することが好ましく、これによって、洗浄液のより有効利用を図ることができる。また洗浄液を洗浄槽に導入するには、洗浄槽内を減圧手段によって減圧することによって導入することが好ましく、これにより洗浄液を洗浄槽に導入する液送ポンプ手段を省くことができる。しかも導入する際に非水系洗浄液が万一気化していても外部に漏れることがなく、爆発などの危険は無い。
【0010】
本発明の洗浄方法(シャワー洗浄方法)は、洗浄槽を加温しつつ該洗浄槽内に加温した非水系洗浄液を噴霧状態で導入してワークを大気圧下または減圧下で洗浄・加温し、前記洗浄槽を加温したまま該洗浄槽内を減圧してワークを乾燥することを特徴とする。
【0011】
このように構成した本発明によれば、加温雰囲気下で汚れのない任意の温度に加温した非水系洗浄液を特に重量に比して表面積の多い薄板状のワークや液だまりの多いワークに振り掛けつつ、ワークを洗浄・加温し、洗浄終了後に非水系洗浄液を瞬時に蒸発させてワークをより短時間で乾燥させることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明に係る洗浄装置の一例を示す系統図で、同図に示すように、この洗浄装置には、蒸留再生器1から送られてくる再生後の洗浄液2を貯蔵する液タンク3が備えられ、この液タンク3の内部には、この内部に貯えられている洗浄液2を大気圧下で、例えば80℃〜100℃に加温する温度調節器4が配置されている。
【0013】
ここに、前記洗浄液2としては、例えばトリクレン等の塩素系溶剤等の低沸点溶剤や沸点が100℃〜300℃程度の非水系溶剤、親水性溶剤、シリコン系溶剤、グリコールエーテル系溶剤、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)などが用いられている。
【0014】
一方、リードフレーム等のワーク(被洗浄物)Wを内部にセットして、この最終洗浄を行う洗浄槽5が備えられ、この洗浄槽5の周囲には、加温手段としての加温媒体導入部6が設けられ、この加温媒体導入部6内に導入される加温媒体によって、洗浄槽5が加温されるようになっている。さらに洗浄槽5には、この槽の頂部で開口し、排気タンク23に接続された配管10gが備えられ、この配管10g内には、バルブ9e、コンデンサ30及び減圧手段としての真空ポンプ31が順次介装されている。更に、洗浄槽5には、この内部を大気圧に戻すリーク弁32が設けられている。
【0015】
また、前記液タンク3の底部に連通し、内部にシャワーポンプ8及びバルブ9aを介装した配管10aが備えられ、この配管10aの先端は、前記温度調節器4によって加温された洗浄液2を洗浄槽5の内部に噴霧状態で噴射するシャワー11に連結されている。なお洗浄槽内を減圧手段により減圧して洗浄液を洗浄槽内に導入する場合には、シャワーポンプ8を省略してもよい。
【0016】
洗浄槽内を減圧する手段またはシャワーポンプによって、液タンク3内に貯蔵され減圧下または大気圧下で加温された洗浄液2が、洗浄槽5内でワークWに向けてシャワー11から噴霧状態で噴射され、この洗浄液2がワークWに振り掛けられて、常に汚れのない洗浄液2でこの洗浄が行われるようになっている。ここで汚れのない洗浄液はたとえば図3に示すような洗浄液再生ユニット1によって再生される。この洗浄液再生ユニット1は、蒸気発生槽41と、発生した蒸気を少なくともその蒸気の一部を凝縮して液化する第1凝縮槽51と、第2凝縮槽52とからなり、前記第2凝縮槽から凝縮液輸送手段であるポンプを介してエゼクター53に液輸送することにより、第1凝縮槽内が減圧されている。このようなユニット内で洗浄液は減圧下で蒸留再生されるため、再生された洗浄液は酸化などにより変成されることがない。
【0017】
なお、前記例では、複数のシャワーを備えた例を示しているが、内部に長さ方向に沿って複数のシャワーノズルを穿設した噴出管によって、シャワーを構成するすることもできる。
【0018】
また、図示しないが、この例には、オイル加熱装置が備えられ、このオイル加熱装置によって加熱されたオイルを前記温度調整器4に導くとともに、この加熱されたオイルを加温媒体として前記加温媒体導入部6に導入するように構成されているが、前記液タンク3内に貯蔵され加温された洗浄液2を加温媒体として使用することもできる。
【0019】
前記洗浄槽5には、この底部に溜まった洗浄液2を引き抜くための配管10bが接続され、この配管10bの他端は、液戻しタンク12に接続されているとともに、この配管10bの内部にはバルブ9bが介装されている。なお、この液戻しタンク12の内部には、一対の液面検知スイッチ14a,14bを備えた水位計13が配置されている。
【0020】
更に、超音波発振器20を備えた超音波洗浄槽21が備えられ、この超音波洗浄槽21と前記液戻しタンク12とは、配管10cで繋がれているとともに、この配管10c内にポンプ22及びバルブ9cが介装され、前記液戻しタンク12内の洗浄液2が超音波洗浄槽21内に導入されるようになっている。
【0021】
そして、前記超音波洗浄槽21をオーバーフローした洗浄液2は、配管10dから排気タンク23内に導かれ、この排気タンク23の内部に配置された冷却コイル24を介して冷却された後、配管10eを通って前記蒸留再生器1に戻されるよう構成されている。なお、前記排気タンク23の内部の液面の上方位置には、ミスト回収フィルタ25が配置されている。
【0022】
ここに、前記液タンク2をオーバーフローした洗浄液2も、配管10f及びバルブ9dを介して、排気タンク23内に流入するようになっている。一方、洗浄槽5には、前記したように、排気タンク23に接続された配管10gが備えられ、バルブ9e、コンデンサ30及び真空ポンプ31が順次介装され、リーク弁32が設けられている。またコンデンサ30は、バルブを介してトラップ液タンク13に接続されている。
【0023】
そして、大気圧または減圧下での洗浄が終了した後、洗浄槽5に貯留した洗浄液をバルブ9bを開いて液戻しタンク12に輸送した後、真空ポンプ31によって、洗浄槽5内を、例えば100torr以下に減圧し、この減圧によって、洗浄槽5内に残留している洗浄液2を蒸発させ、これによって、ワークWをより短時間で乾燥するように構成されている。
【0024】
次に、前記洗浄装置によるワークWの洗浄を、図2を参照して工程順に説明する。先ず、内部に洗浄液2を導入した超音波洗浄槽21内にワークWをセットすることにより、常温大気圧下でワークWを洗浄液2内に浸漬させ、この状態で超音波発振器20を作動させて超音波洗浄を行う(ステップ1)。この超音波洗浄を行う際に超音波洗浄槽21内を減圧する操作と、 大気圧に開放する操作とを1サイクル以上繰り返してもよい。この操作を繰り返すことにより、たとえば袋物(中空のもの)あるいは隙間が小さいため、洗浄液が侵入しにくいワークの一部分を精密に洗浄したり、また、ワークの洗浄速度を早めることができる。
【0025】
次に、超音波洗浄後のワークを超音波洗浄槽21から取出し、これを洗浄槽5内に移動させる(ステップ2)。そして、この状態で、加温媒体を加温媒体導入部6に導入して、洗浄槽5を加温しつつ、バルブ9aを開き、シャワーポンプ8を駆動するかまたはバルブ9eを開くとともに、真空ポンプ31を駆動させることにより、液タンク3内に貯蔵され温度調節器4を介して、任意の温度例えば80℃〜100℃に加温された洗浄液2を洗浄槽5内に導いて、ワークWを大気圧または減圧下で最終洗浄する(ステップ3)。
【0026】
この時、前記洗浄液2は、シャワー11を介して噴霧状でワークWに降り掛かり、この結果、常に汚れのない洗浄液2によってワークWの洗浄が行われ、しかも、洗浄槽5が加温されているため、洗浄槽5の周壁の濡れが防止され、ワークWも均一に加温される。
【0027】
しかる後、バルブ9bを開いて、洗浄槽5の底部に溜まった洗浄液を液戻しタンク12に排出する(ステップ4)。これによって、洗浄槽5の底部に溜まった汚れた洗浄液がワークWに再付着してしまうことを防止することができる。また洗浄液が洗浄槽に残留していると、減圧して乾燥させる際に突沸によって汚染された洗浄液がワークに再付着してしまうことを防止することができる。
【0028】
次に、前述のように、加温媒体を加温媒体導入部6に導入して、洗浄槽5を加温したまま、バルブ9eを開くとともに、真空ポンプ31を駆動させて、洗浄槽5内を、例えば100torr以下に減圧し、洗浄・加温されたワークWを乾燥する(ステップ5)。
【0029】
この時、ワークWを含め洗浄槽5内は一様に加温されているため、この減圧に伴って、洗浄槽5内に残留する洗浄液2は瞬時に蒸発し、これによって、ワークWの乾燥に要する時間の短縮化を図ることができる。
【0030】
最後に、加温媒体の加温媒体導入部6への導入を停止し、リーク弁32を開いて、洗浄槽5内を大気圧に戻し、洗浄及び乾燥後のワークWを洗浄槽5から取出して次工程に搬送する(ステップ6)。なお、前記真空ポンプ31の前段にはコンデンサ30が設けられ、前記コンデンサ30にはバルブ9hを介してトラップ液タンク13に接続し配管10hを経て排気タンク23に接続されている。このため、真空ポンプ31を停止せずにコンデンサ30でトラップした洗浄液を抜くことができるので、洗浄作業が中断されることが無く、また前段に設けられたコンデンサ30によって洗浄液の蒸気を完全にトラップできるので、真空ポンプ31を傷めることもなく、乾燥までに時間を要せず、高温下では洗浄できないワークでも洗浄が可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、洗浄槽を加温手段を介して加温しつつ、加温された洗浄液を噴霧状態でワークに振り掛けることにより、汚れのない洗浄液を用いて大気圧下でワークを洗浄・加温することができ、これによって、蒸気洗浄と同等或いはそれ以上の洗浄効果を得ることができる。しかも、洗浄終了後に洗浄槽内を減圧することによって、この内部に残った洗浄剤を容易に蒸発させてワークをより短時間で乾燥させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す洗浄装置の系統図。
【図2】同じく、本発明の他の実施の形態を示す洗浄装置の系統図。
【図3】本発明に使用される洗浄液再生ユニット。
【図4】同じく、洗浄工程を工程順に示す工程図。
【符号の説明】
2 洗浄液
3 液タンク
4 温度調節器
5 洗浄槽
6 加熱媒体導入部(加温手段)
9a〜9h バルブ
10a〜10h 配管
11 シャワー
12 液戻しタンク
13 トラップ液タンク
21 超音波洗浄槽
30 コンデンサ
31 真空ポンプ(減圧手段)
32 大気開放手段
Claims (3)
- 非水系洗浄液を貯蔵し加温する液タンクと、加温した洗浄液を加熱媒体として使用する加温手段を周囲に設けた洗浄槽とを備え、前記洗浄槽の内部に前記液タンクから加温されて送られてくる非水系洗浄液を噴霧状態で噴射するシャワーを配置するとともに、前記洗浄槽内を減圧する減圧手段を備えたことを特徴とする洗浄装置。
- 前記減圧手段の前段に洗浄液をトラップするためのコンデンサを設け、該コンデンサはバルブを介してトラップ液タンクと接続されていることを特徴とする請求項1に記載の洗浄装置
- 洗浄槽を加温しつつ該洗浄槽内に加温した非水系洗浄液を噴霧状態で導入してワークを大気圧下または減圧下で洗浄・加温し、前記洗浄槽を加温したまま該洗浄槽内を減圧してワークを乾燥することを特徴とする洗浄方法。
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