JP5890570B1

JP5890570B1 - 被洗浄物の蒸気洗浄方法及びその装置

Info

Publication number: JP5890570B1
Application number: JP2015170186A
Authority: JP
Inventors: 正英内野
Original assignee: Japan Field Co Ltd
Current assignee: Japan Field Co Ltd
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2035-08-31
Also published as: JP2017047340A

Abstract

【課題】洗浄溶剤の液面をシール液で被覆することにより、非洗浄時における洗浄溶剤からの洗浄蒸気の無駄な発生を抑制可能とするとともに、蒸気洗浄時には洗浄溶剤の液面をシール液で被覆したままで洗浄溶剤の蒸気を発生可能とする。【解決手段】洗浄槽1内にフッ素系溶剤2と、このフッ素系溶剤2よりも比重が小さい水、油脂類、又はその両方から成るシール液3とを収納し、このシール液3にてフッ素系溶剤2の液面12を被覆した状態で、フッ素系溶剤2及びシール液3を、フッ素系溶剤2の沸点以上、且つ、シール液3の沸点未満に加熱することにより、フッ素系溶剤2の蒸気14をシール液3の液面13上に発生させて、被洗浄物11の蒸気洗浄を可能とする。【選択図】図１

Description

本願の第１、２発明は、機械部品、電子部品、医療機器等の被洗浄物の蒸気洗浄に関するものであって、フッ素系溶剤の大気への拡散を防止して環境負荷を減少するとともに、フッ素系溶剤の消耗を減少して洗浄コストを低減可能とする被洗浄物の蒸気洗浄方法及びその装置に関するものである。

特開２００８−４７８７９号公報従来より、洗浄溶剤として使用されてきたフロン１１３等が、オゾン層の破壊防止と温暖化防止のために１９９５年に世界的に生産全廃となった。それ以後、フロン代替溶剤が各種開発されているが、このようなものの中には、沸点が低いため蒸発によるロスが大きい溶剤や、キロ当たりの単価が高価な溶剤が多く、コストが高くつくことが問題となっていた。

そこで従来より、特許文献１に示す如く洗浄溶剤の表面をシール液で被覆することによって洗浄溶剤の蒸発を抑え、洗浄溶剤の使用コストを低減しようとする方法が知られている。しかし、液面をシール液で被覆した状態では洗浄溶剤を加熱して沸騰させても、シール液の存在によって蒸気を発生させることは困難であるため、シール液を別の槽に移す等の手間や特別な装置が必要となり、コストが高くつくものとなっていた。

そこで、本願発明は上述の如き課題を解決しようとするものであって、洗浄溶剤の液面をシール液で被覆することにより、非洗浄時における洗浄溶剤からの洗浄蒸気の無駄な発生を抑制可能とするとともに、蒸気洗浄時には洗浄溶剤の液面をシール液で被覆したままで洗浄溶剤の蒸気を発生可能にしようとするものである。

本願の第１発明は上述の如き課題を解決するため、洗浄槽内にフッ素系溶剤と、このフッ素系溶剤よりも比重が小さい水、油脂類、又はその両方から成るシール液とを収納し、このシール液にてフッ素系溶剤の液面を被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液を、フッ素系溶剤の沸点以上、且つ、シール液の沸点未満に加熱することにより、フッ素系溶剤の蒸気をシール液の液面上に発生させて、被洗浄物の蒸気洗浄を可能としたものである。

上記の如くシール液にてフッ素系溶剤の液面を被覆することにより、シール液の存在によって非洗浄時におけるフッ素系溶剤の無駄な蒸発を防ぐことが可能となる。ここで、フッ素系溶剤の蒸発に関する実験を行った。まず、フッ素系溶剤としてHFE(商品名:Novec7100/スリーエムジャパン株式会社)を用いるとともに、シール液として水を用いた。そして、上記フッ素系溶剤を２つのガラス容器に97.9ｇずつ入れるとともに、このうちの一方のガラス容器には、更にシール液を15.1g添加した。このようにフッ素系溶剤にシール液を添加することにより、一方のガラス容器に収納したフッ素系溶剤はシール液の層によってその液面を被覆された状態となった。

そして、フッ素系溶剤のみを収納したガラス容器と、フッ素系溶剤及びシール液を収納したガラス容器とを室温下で静置し、各々の蒸発量を経時的に測定した。この実験結果を下記表１に示すとともに、表１の数値をグラフ化したものを図４に示す。

この実験結果から、フッ素系溶剤のみの場合は時間の経過とともに蒸発量が著しく増加しているのに対し、フッ素系溶剤にシール液を添加したものについては、120時間が経過しても蒸発量はわずか1.4wt％であり、蒸発量の著しい増加は見られないことが明らかとなった。この結果より、フッ素系溶剤の液面をシール液にて被覆することによってフッ素系溶剤の無駄な蒸発を防ぐことが出来ることが実証された。

また、シール液にてフッ素系溶剤の液面を被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液を、フッ素系溶剤の沸点以上に加熱することにより、フッ素系溶剤の蒸気をシール液の液面上に発生させることができる。そのため、フッ素系溶剤を被覆しているシール液をわざわざ洗浄槽から取り除く必要なく、洗浄槽内のフッ素系溶剤及びシール液の温度を上昇させるのみでフッ素系溶剤の蒸気による蒸気洗浄を行うことができることから、煩雑な手間や特別な装置を必要とすることがない。

また、フッ素系溶剤及びシール液の加熱温度をシール液の沸点未満としていることから、シール液の蒸気が発生するおそれが少なく、シール液に水を使用した場合でも、シール液の蒸気が被洗浄物に付着して被洗浄物にシミなどを発生させる事態を防ぐことができる。

また、本願の第２発明は上記本願の第１発明を実施するための蒸気洗浄装置であって、フッ素系溶剤、及びこのフッ素系溶剤よりも比重が小さい水、油脂類、又はその両方から成るシール液を収納した洗浄槽と、この洗浄槽内のフッ素系溶剤の液面をシール液にて被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液をフッ素系溶剤の沸点以上に加熱するための加熱機構を備えたものである。

尚、蒸気洗浄後は、加熱を停止する事とシール液を自然冷却することにより、フッ素系溶剤の蒸気発生を停止することができる。また、自然冷却のみならず、下記に示す如く洗浄槽内に冷却装置を設けることにより、フッ素系溶剤及びシール液を強制的に冷却することも可能である。

また、洗浄槽は、上記洗浄槽内のフッ素系溶剤及びシール液を冷却するための冷却機構を備えたものであっても良い。このように冷却機構を備えることにより、外気温がフッ素系溶剤の沸点以上の場合でも、この冷却機によりフッ素系溶剤を強制的に沸点未満に冷却することができる。また、このように洗浄槽内のフッ素系溶剤及びシール液を冷却機構によって冷却することにより、フッ素系溶剤の蒸気発生を自然冷却よりも速く停止させることができる。

また、フッ素系溶剤は、ＨＦＥ、Ｃ−ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＰＦＣ、ＰＦＰＥであっても良い。これらのフッ素系溶剤はオゾン層破壊の問題が生じにくいため、環境への負荷を低く抑えることができる。

また、水は、純水であっても良い。このように純水を使用することにより、ミネラル分等の不純物の混入を防止することが可能となる。

本発明は上述の如く構成したものであるから、フッ素系溶剤の液面を被覆することにより、シール液の存在によって非洗浄時のフッ素系溶剤の無駄な蒸発を防ぐことができる。また、シール液にてフッ素系溶剤の液面を被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液を、フッ素系溶剤の沸点以上、且つ、シール液の沸点未満に加熱することにより、フッ素系溶剤の蒸気をシール液の液面を通ってその上方に発生させることができる。そのため、フッ素系溶剤を被覆するシール液をわざわざ洗浄槽から取り除く必要がなく、洗浄槽内のフッ素系溶剤及びシール液の温度を上昇させるという簡易な方法のみで、フッ素系溶剤の蒸気による蒸気洗浄を行うことができる。従って、煩雑な手間や特別な装置を必要とすることがなくコストを低廉なものとすることができる。

本発明の実施例１において洗浄槽内にフッ素系溶剤とシール液とを収納した状態を示す断面図。シール液の液面の上方に被洗浄物を配置した状態を示す断面図。フッ素系溶剤の蒸気を発生させて蒸気洗浄を行う状態を示す断面図。フッ素系溶剤とシール液の蒸発実験結果を示すグラフ。

本願の第１、２発明の実施例１を図１〜３に於いて説明すると、（１）は洗浄槽であって、この洗浄槽(1)の内部には、洗浄槽(1)内のフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を加熱するための加熱機構(4)であるヒーターと、加熱温度を調節するためのサーモスタット(5)とを設けている。また、洗浄槽(1)内周の底部(6)側には、洗浄槽(1)内のフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を冷却するための冷却機構(7)として、冷却コイルを設けている。また、この洗浄槽(1)内周の開口部(8)側にも、凝縮用の冷却コイル(10)を設けている。

また、本実施例で使用するフッ素系溶剤(2)は、例えばフロン代替溶剤として知られているＨＦＥ(ハイドロフルオロエーテル)、Ｃ−ＨＦＣ(ハイドロフルオロカーボン)、ＨＦＯ(ハイドロフルオロオレフィン)、ＰＦＣ(パーフロロカーボン)、ＰＦＰＥ(パーフロロポリエーテル)等が挙げられる。特にＨＦＥ、Ｃ−ＨＦＣ、ＨＦＯはオゾン層破壊の問題が生じにくいため、環境への負荷を低く抑えることができる。また、本実施例で使用するシール液(3)は純水であって、フッ素系溶剤(2)よりも比重が小さい。尚、本実施例では上記の如くシール液(3)として純水を用いているが、他の異なる実施例ではこれに限らず、シール液(3)として油脂類、又は水と油脂類との混合液を用いることも可能である。

上記の如く構成したものを用いた被洗浄物(11)の蒸気洗浄方法について以下に説明する。まず、蒸気洗浄の開始前に洗浄槽(1)にフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を収納しておく。このようにフッ素系溶剤(2)とともにシール液(3)を収納することにより、洗浄槽(1)内は両者の比重差によって、図１に示す如く下層をフッ素系溶剤(2)、上層をシール液(3)とする二層に分離するものとなる。そして、洗浄槽(1)内のフッ素系溶剤(2)の液面(12)がシール液(3)の層によって完全に被覆されるものとなることから、このシール液(3)の層によって非洗浄時のフッ素系溶剤(2)の無駄な蒸発を防ぐことが可能となり、コストを抑制することができる。

そして、適宜の移動機構(図示せず。)により、図２に示す如く被洗浄物(11)をシール液(3)の液面(13)に臨ませて配置する。このような状態で、洗浄槽(1)内に設けた加熱機構(4)によりフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を、フッ素系溶剤(2)の沸点以上、且つ、シール液(3)の沸点未満に加熱する。このようにフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)をフッ素系溶剤(2)の沸点以上に加熱することにより、フッ素系溶剤(2)がシール液(3)にて被覆された状態でも、図３に示す如く、このフッ素系溶剤(2)の蒸気(14)をシール液(3)の液面(13)よりも上方に発生させることが可能となる。

また、フッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を、このシール液(3)の沸点未満とすることにより、本実施例の如くシール液(3)に水を使用した場合でもシール液(3)が蒸発して被洗浄物(11)に付着するおそれが少なく、被洗浄物(11)にシミなどを発生させる事態を防ぐことができる。また、この蒸気洗浄時には、洗浄槽(1)の開口部(8)側に配置した冷却コイルにより洗浄槽(1)内の蒸気(14)の凝縮を可能としている。

そして蒸気洗浄が終了すると、加熱機構(4)によるフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)の加熱を停止し、外気温がフッ素系溶剤(2)の沸点よりも低い場合には、フッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を自然冷却する。そしてこの自然冷却により、フッ素系溶剤(2)及びシール液(3)がフッ素系溶剤(2)の沸点よりも低くなるため、フッ素系溶剤(2)の蒸発が停止する。またこの時、フッ素系溶剤(2)はシール液(3)によって被覆された状態であるため、蒸気洗浄終了後も引き続きフッ素系溶剤(2)の無駄な蒸発を防ぐことができる。そのため、フッ素系溶剤(2)の消耗を必要最小限に抑えることが出来るため、コストを低廉なものとすることができるとともに、環境への負荷を低く抑えることが可能となる。

更に、必要に応じて洗浄槽(1)の底部(6)側に設けた冷却機構(7)を作動させることにより、洗浄槽(1)内のフッ素系溶剤(2)及びシール液(3)を急速に冷却することも可能である。そのため、外気温がフッ素系溶剤(2)の沸点以上の場合でも、この冷却機構(7)によりフッ素系溶剤(2)を強制的にフッ素系溶剤(2)の沸点未満に冷却することができる。また、フッ素系溶剤(2)の蒸気発生を自然冷却の場合よりも早急に停止することが可能となるため、フッ素系溶剤(2)の無駄な蒸発を更に効果的に抑制することができる。

また上記の如く、シール液(3)にてフッ素系溶剤(2)の液面(12)を被覆した状態でフッ素系溶剤(2)の蒸気(14)をシール液(3)の液面(13)上に発生させることができるため、フッ素系溶剤(2)を被覆するシール液(3)をわざわざ洗浄槽(1)から取り除く必要なく、煩雑な手間や特別な装置を必要とすることがない。従って、簡易な方法且つ低コストで地球環境に負担の少ない蒸気洗浄を行うことができる。

1 洗浄槽
2 フッ素系溶剤
3 シール液
4 加熱機構
7 冷却機構
11 被洗浄物
12 液面
13 液面
14 蒸気

Claims

洗浄槽内にフッ素系溶剤と、このフッ素系溶剤よりも比重が小さい水、油脂類、又はその両方から成るシール液とを収納し、このシール液にてフッ素系溶剤の液面を被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液を、フッ素系溶剤の沸点以上、且つ、シール液の沸点未満に加熱することにより、フッ素系溶剤の蒸気をシール液の液面上に発生させて、被洗浄物の蒸気洗浄を可能としたことを特徴とする被洗浄物の蒸気洗浄方法。
フッ素系溶剤、及びこのフッ素系溶剤よりも比重が小さい水、油脂類、又はその両方から成るシール液を収納した洗浄槽と、この洗浄槽内のフッ素系溶剤の液面をシール液にて被覆した状態で、フッ素系溶剤及びシール液をフッ素系溶剤の沸点以上に加熱するための加熱機構を備えたことを特徴とする被洗浄物の蒸気洗浄装置。
洗浄槽は、内部に収納したフッ素系溶剤及びシール液を冷却するための冷却機構を備えたことを特徴とする請求項２の被洗浄物の蒸気洗浄装置。
フッ素系溶剤は、ＨＦＥ、Ｃ−ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＰＦＣ、ＰＦＰＥであることを特徴とする請求項１の被洗浄物の蒸気洗浄方法。
水は、純水であることを特徴とする請求項１の被洗浄物の蒸気洗浄方法。