JP6519493B2 - 洗浄装置および洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、洗浄装置および洗浄方法に関する。

従来、エレクトロニクス部品や機械加工部品などの製造工程では、後工程の品質や製品性能を確保するため、それらの部品に付着した汚れを除去する洗浄が行われている。それらの部品を被処理物として洗浄する方法には、油脂類を溶解する塩素系溶剤や炭化水素系溶剤などに被処理物を浸漬する洗浄方法、或いは、アルカリ、酸または界面活性剤などを含む水溶性洗浄液に被処理物を浸漬する洗浄方法、または、その水溶性洗浄液を被処理物に噴射する洗浄方法などがある。

一般に、洗浄の方式は、乾式洗浄と湿式洗浄に大別される。洗浄液を使用する洗浄方法は、湿式洗浄に分類することができる。しかしながら、湿式洗浄は、洗浄液により汚れを除去する「洗浄工程」、洗浄液をすすぎ液により除去する「すすぎ工程」、さらにそのすすぎ液を除去する「液切り・乾燥工程」からなり、乾式洗浄に比べ工程数が多くなることから、合理性に欠けるといえる。

また、洗浄の方式は、上述した「乾式洗浄」と「湿式洗浄」といった分類のほか、その洗浄のメカニズムから「化学的洗浄」と「物理的洗浄」とに分類することもできる。上述した部品のような被処理物を洗浄する場合、洗浄効率の点から化学的作用と物理的作用を組み合わせて行うケースが多く採用される。例えば、洗浄液に浸漬して油脂類を化学的に溶解し、さらに超音波の物理的作用を付加することで、洗浄効率を上げる洗浄方法が採用されることがある。
一方、物理的作用だけで汚れを除去する洗浄装置や洗浄方法も実用化されている。例えば、高圧水や高圧蒸気を被処理物に噴射するだけでも、油脂類などの付着汚れを除去することが可能である。しかし、その反面、この洗浄装置や洗浄方法は、洗浄に使用されるエネルギーの消費量が大きく、その設備も大型となる。

洗浄に使用されるエネルギーの消費量を抑え、被処理物に強固に付着した汚れを除去するコンパクトな方法として、メディアを被処理物に衝突させるブラスト洗浄がある。このブラスト洗浄のうち代表的なものとして、アルミナやガラスなどの硬度の高い固体、または重曹などの粉体をメディアとして使用するものがあり、このようなブラスト洗浄は、衝撃力が高く、付着汚れの除去効果も高い。メディアの材質及び形態には様々なものが用いられており、薄片メディアを用いた洗浄方式も考案されている（特許文献１参照）。
一方、ドライアイス、凍結粒子などを噴射させる洗浄方式も考案されている（特許文献２参照）。

近年、過冷却液を噴射する洗浄方法も考案されている。この洗浄方法は、大気圧下にある被洗浄物に対し、洗浄液をその凝固点より低い温度にした過冷却液を噴射ノズルから噴射することで、被洗浄物に付着した汚れを剥離し除去するものである。過冷却状態とされた洗浄液は、被洗浄物に衝突することで、その過冷却状態が解除されて凝固（凍結）する。その際、液体から固体へと相変化する際の体積膨張作用により被洗浄物の表面を擦ることで汚れが除去される（特許文献３参照）。

また、凍結微粒子と過冷却状態の液滴を含んだ媒体を噴射ノズルから噴射することで、微細バリの除去に対しても有効であることも開示されている（特許文献４参照）。
本発明者においても、油脂類に対し疎油性を示す過冷却液滴と気体の気液２相媒体による洗浄方式を考案した（特許文献５参照）。

特開２００７−２９９４５号公報 特開平６−１３２２７３号公報 特許第３３２３３０４号公報 特開２００８−２６４９２６号公報 特開２０１３−２５３２７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されているような固体や粉体を用いたメディア洗浄は、乾式洗浄に分類され合理的な洗浄工程を実現できるが、メディアの硬度が高いことから被処理物へのダメージ、または、メディアの摩耗による経年劣化などの課題がある。また、洗浄方式が「乾式」であるため、加工油などの液状の油脂類が付着した被処理物に対しては、メディアに油が付着し、メディアの流動性が阻害されることで、メディアが被処理物に残留するなどの課題がある。さらに、被処理物にメディアが残留することによる汚れの除去効果の低下を防ぐため、残留したメディアを除去するための後処理を強化する必要が生じる。したがって、特許文献１に記載されているメディア洗浄は、液状の油脂類が付着した被処理物に適用することが困難である。

また、特許文献２に記載されているようなドライアイスや凍結粒子を用いたメディア洗浄は、被処理物へのダメージやメディアの残留の課題は解決できるが、メディアのコストが高く、また、メディアを固体の状態で保管するための消費エネルギーも大きいものとなる、したがって、特許文献２に記載されているメディア洗浄は、ランニングコストが高くなる問題がある。

さらに、特許文献３、４及び５に記載されている洗浄方式は、過冷却液を噴射するために処理領域が狭いので、局所的な汚れ除去に対しては有効であるが、被洗浄物の広い領域の汚れを除去することが困難である。この洗浄方式により被洗浄物の広い領域を処理するには、噴射ノズルを多数個設置するか、または、噴射ノズルを走査させるための付帯設備を追加するなどの課題が残されている。しかし、そのようにすれば、洗浄装置の体格が大型化すると共に、洗浄装置の製造コスト及びランニングコストが増大することが懸念される。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ブラスト（メディア）洗浄において、洗浄能力を高めると共に、被処理物に付着した油脂類又は異物等の汚れを広範囲に洗浄することの可能な洗浄装置および洗浄方法を提供することを目的とする。

第１発明の洗浄装置は、搬送部、処理槽、噴射手段および冷却手段を備える。搬送部は、被処理物を搬送する。処理槽は、搬送部により搬送される被処理物が通過する。噴射手段は、処理槽を通過する被処理物に向けて、液体の洗浄媒体として、融点が３０℃から６０℃の環状カーボネート類を微粒化して噴射する。冷却手段は、噴射手段により噴射された洗浄媒体が被処理物に衝突する箇所の処理槽内の空間を、洗浄媒体の凝固点より低い温度に冷却する。

これにより、噴射手段から微粒化された状態で噴射された洗浄媒体は、冷却手段により凝固点より低い温度に冷却されて凝固し、その一部または全部が固体となって被処理物に衝突する。そのため、被処理物に衝突する際の洗浄媒体の硬度が高くなるので、被処理物に付着した汚れを十分に除去することが可能となる。さらに、噴射手段は、洗浄媒体を微粒化した状態で噴射するので、被処理物に対しその洗浄媒体を広範囲に噴射することが可能である。したがって、洗浄装置は、洗浄能力を高めると共に、被処理物を広範囲に洗浄することができる。その結果、洗浄装置は、噴射手段を移動するための付帯装置等を備えることなく被処理物を広範囲に洗浄することが可能であるので、設備を小型化することができる。

第２発明は、洗浄方法の発明である。この洗浄方法は、搬送工程、冷却工程および噴射洗浄工程を含む。搬送工程では、処理槽内に被処理物を搬送する。冷却工程では、噴射手段により噴射された洗浄媒体が被処理物に衝突する箇所の処理槽内の空間を、冷却手段により洗浄媒体の凝固点より低い温度に冷却する。噴射洗浄工程では、処理槽を通過する被処理物に向けて、噴射手段により、液体の洗浄媒体として、融点が３０℃から６０℃である加圧された液体の環状カーボネート類を微粒化して噴射し、処理槽内の空間で固体に変化した洗浄媒体を被処理物に衝突させることで、被処理物を洗浄する。
この洗浄方法は、上述した第１発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態による洗浄装置の模式的な断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の断面図である。 第１実施形態による洗浄方法のフローチャートである。 本発明の第２実施形態による洗浄装置の模式的な断面図である。 本発明の第３実施形態による洗浄装置の模式的な断面図である。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。また、各図において、同一の構成が複数箇所に記載されている場合、その一部にのみ符号を付すものとする。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。本実施形態の洗浄装置１は、洗浄媒体として、カーボネート類の中で融点（凝固点）が３０℃〜６０℃の環状カーボネート類（以下、単に「カーボネート類」という。）を用いるものである。カーボネート類とは、有機電解液として用いられるプロピレンカーボネート、エチレンカーボネートまたはブチレンカーボネートなどのことをいう。

本実施形態では、洗浄媒体として、エチレンカーボネート（凝固点：約３５℃、沸点：約２４０℃、比重：約１．３）を例に説明する。エチレンカーボネートは、常温では無色の結晶体で沸点が高く（蒸気圧が低く）、極性の大きい有機材料であり、水や多くの有機溶剤と混合する。引火点や発火点を有するが、消防法では危険物には該当せず、人体に対し低毒性であり、コストの低い有機材料であるという特徴を持っている。

（洗浄装置１の構成）
本実施形態の洗浄装置１は、洗浄媒体生成部２と洗浄部３とを備えている。
まず、洗浄媒体生成部２について説明する。洗浄媒体生成部２は、カーボネート類補給槽２０、保温配管２１、高圧ポンプ２２、及び噴射手段としてのインジェクタ２３などから構成されている。

カーボネート類補給槽２０は、上述した洗浄媒体としてのカーボネート類２４が供給され、それを貯液する。カーボネート類補給槽２０に供給される際のカーボネート類２４の形態は、液状品、固形品またはフレーク品いずれの形態でもよく、限定するものではない。カーボネート類補給槽２０には、カーボネート類２４を加熱する加熱手段としてヒータ２５が設置されている。このヒータ２５は、カーボネート類２４をその凝固点以上に加熱し、カーボネート類を液体の状態にするものである。

カーボネート類補給槽２０には、保温配管２１が接続されている。保温配管２１は、液体のカーボネート類を液体の状態、すなわち凝固点以上に加熱あるいは保温する機能を有している。
保温配管２１の途中には、高圧ポンプ２２が設置されている。高圧ポンプ２２は、高粘度液移送可能なポンプであり、液体状態のカーボネート類を例えば２０ＭＰａ程度の高圧に加圧することが可能である。

保温配管２１の端部には、インジェクタ２３が取り付けられる。インジェクタ２３は、洗浄部３を構成する処理槽３１に設置される。インジェクタ２３には、例えば内燃機関等に用いられる電子制御式の燃料噴射装置を適用することが可能である。インジェクタ２３は、内径が微小に形成された噴孔から、高圧ポンプ２２により加圧された液体のカーボネート類を噴射する。これにより、カーボネート類は、インジェクタ２３の噴孔から微粒化された状態で被処理物４に向けて噴射される。

なお、カーボネート類を加圧し噴射する噴射手段は、高圧ポンプ２２およびインジェクタ２３に限定されるものではない。噴射手段として、例えばピストン式の噴射器などを用いてもよい。
或いは、噴射手段として、圧縮気体とカーボネート類の液体とからなる気液２相媒体を外部混合型または内部混合型の２流体ノズルによりカーボネート類を微粒化して噴射する方式を採用してもよい。その場合、圧縮気体は、カーボネート類の凝固点より高い温度、望ましくは凝固点のプラス５℃〜１０℃に温度調節されていることが好適である。凝固点のプラス５℃以上とすることで、インジェクタ２３の噴孔付近でカーボネート類が凝固して噴孔が目詰まりを起こすことを防ぐことができる。凝固点のプラス１０℃以下とすることで、インジェクタ２３から噴射されたカーボネート類を凝固させるための冷却エネルギーを低減することができる。

次に、洗浄部３について説明する。洗浄部３は、処理槽３１、仕切壁３２、リンス液ヒータ３３、冷却管３４および搬送コンベア３５などから構成されている。
処理槽３１は、有底筒状に形成され、上部が開口している。処理槽３１の内側には、処理槽３１内の空間を仕切る仕切壁３２が設けられている。仕切壁３２により２つに仕切られた処理槽３１内の空間のうち、上述したインジェクタ２３が設置される側の空間を第１空間αと称し、それとは別にインジェクタ２３から噴射されるカーボネート類が遮断された空間を第２空間βと称する。

処理槽３１の底に設けられた加熱沸騰槽３１１には、被処理物４に付着したカーボネート類をすすぐためのリンス液３６が供給（貯液）されている。なお、処理槽３１と加熱沸騰槽３１１とは、連続して一体に形成されている。リンス液３６には、カーボネート類と極めて相溶性が高い、水を用いる。加熱沸騰槽３１１には、リンス液ヒータ３３が設けられている。リンス液ヒータ３３は、リンス液３６を５０℃以上、望ましくは大気圧沸点（１００℃）以上に加熱し、水蒸気が発生する状態とする。これにより、処理槽３１内の空間に水蒸気が充満する。
加熱沸騰槽３１１には、リンス液３６を入れ替えるためのドレンパイプ３７およびドレンコック３８が設けられている。ドレンコック３８を開放すると、加熱沸騰槽３１１からドレンパイプ３７を通じてリンス液３６が排出される。
上述した加熱沸騰槽３１１およびリンス液ヒータ３３は、リンス手段の一例に相当する。

処理槽３１において加熱沸騰槽３１１の上側には、冷却手段としての冷却管３４が設置されている。冷却管３４は、処理槽３１の内を周回するように設けられ、処理槽３１内の第１空間α及び第２空間βを、カーボネート類の凝固点より低い温度に冷却する。望ましくは、冷却管３４は、処理槽３１内の第１空間αを、カーボネート類の凝固点より４０℃低い温度に冷却する。また、冷却管３４は、処理槽３１内の第２空間βを、リンス液の沸点より低い温度に冷却する。これにより、加熱沸騰槽３１１に貯液されたリンス液３６が沸騰状態にある場合、処理槽３１内には、上側から、冷却管３４で冷却された保冷空気層Ｂ１およびＢ２、リンス液の飽和蒸気層Ｃ、並びに、リンス液の沸騰液層Ｄが形成される。上述したインジェクタ２３は、第１空間αの保冷空気層Ｂ１に配設され、保冷空気層Ｂ１にカーボネート類の噴射領域Ａを形成する。なお、図１及び図２において、破線Ｅは保冷空気層Ｂ１およびＢ２の上限を示し、破線Ｆは飽和蒸気層Ｃの上限を示している。

搬送部としての搬送コンベア３５は、例えばベルト等に被処理物４を固定するための複数の治具が取り付けられたものである。図１の矢印Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌに示すように、搬送コンベア３５は、処理槽３１内に複数の被処理物４を搬送する。搬送コンベア３５は、被処理物４を連続搬送するか、或いは、一定距離を移動後に停止するピッチ搬送するものである。搬送コンベア３５は、被処理物４を、処理槽３１の開口部から第１空間αの保冷空気層Ｂ１およびカーボネート類の噴射領域Ａを通過させた後、リンス液の飽和蒸気層Ｃを搬送しつつ仕切壁３２の下側をくぐらせ、続いて第２空間βの保冷空気層Ｂ２を通過させた後、開口部から処理槽３１の外側へ搬出する。

インジェクタ２３は、カーボネート類の噴射領域Ａを通過する被処理物４に対し、液体のカーボネート類を微粒化して噴射する。そのカーボネート類は、保冷空気層Ｂ１で冷却されて凝固し、その一部または全部が固体となって被処理物４に衝突する。また、被処理物４に衝突することなく、被処理物４の周囲を通過したカーボネート類は、仕切壁３２に捕捉される。ここで、仕切壁３２の内側には加熱手段３９が設けられている。加熱手段３９は、仕切壁３２をカーボネート類の凝固点より高く沸点より低い温度に加熱または保温するものである。そのため、仕切壁３２に衝突したカーボネート類は、融解して液体となり、仕切壁３２を伝って下に流れ、加熱沸騰槽３１１に回収される。

仕切壁３２の下には、案内板４０が設けられている。案内板４０は、屋根形状をしており、下端部が被処理物４の外側まで延びている。そのため、案内板４０は、仕切壁３２を伝う液体のカーボネート類を、仕切壁３２の下を通る被処理物４を除く位置に案内することが可能である。したがって、仕切壁３２の下を通る被処理物４に液体のカーボネート類が降りかかることが防がれる。

（洗浄装置による洗浄方法）
次に、洗浄装置１により被処理物４の汚れを除去する洗浄方法について説明する。
洗浄装置１が洗浄対象とする被処理物４として、自動車部品の構成要素となる機械加工部品を例に説明する。一般に、そのような被処理物４には、切削加工、研削加工またはプレス成形加工などによる加工油（油脂類）や微小な切削屑または研削屑の異物が付着している。本実施形態の洗浄方法は、それらの油脂類や異物などの汚れを除去することを目的とするものである。なお、油脂類とは、加工油に限定されるものではなく、グリース類、ワックス類、フラックス類または液晶などが想定される。

図３に、本実施形態の洗浄方法のフローチャートを示す。
なお、図３及び以下の説明では、各ステップをＳと表示するものとする。
この洗浄方法は、搬送工程（Ｓ１）、冷却工程（Ｓ２）、噴射洗浄工程（Ｓ３）、リンス工程（Ｓ４）および乾燥工程（Ｓ５）などを含んでいる。なお、これらの工程は、処理槽３１内を搬送される複数の被処理物４に対し、同時または連続して行われるものである。
まず、搬送工程（Ｓ１）では、被処理物４が搬送コンベア３５によって処理槽３１内に搬入される。搬送コンベア３５は、第１空間αの噴射領域Ａを一定速度で被処理物４を通過させるか、または、その噴射領域Ａで被処理物４を一定時間停止させる。

次に、冷却工程（Ｓ２）において、冷却管３４により、処理槽３１内をカーボネート類の凝固点より低い温度に冷却し、保冷空気層Ｂ１を形成する。なお、冷却工程（Ｓ２）による冷却は、搬送工程（Ｓ１）を開始する前から予め行っておいてもよい。
続いて、噴射洗浄工程（Ｓ３）では、インジェクタ２３の噴孔から被処理物４に向けて、加圧された液体のカーボネート類を微粒化して噴射する。すると、インジェクタ２３から噴射されたカーボネート類の微小液滴は、その保冷空気層Ｂ１で直ちに冷却され、液体から固体へ相変化する。そして、カーボネート類の粒子状固体は被処理物４に連続的に衝突し、その噴射流の物理的作用により被処理物４に付着した汚れが払拭除去される。これにより、被処理物４に付着した汚れは、噴射領域Ａで払拭除去される。

次に、リンス工程（Ｓ４）では、搬送コンベア３５は、その状態の被処理物４を飽和蒸気層Ｃへ搬送する。上述した噴射洗浄工程（Ｓ３）において、第１空間αの保冷空気層Ｂ１を通過した被処理物４には、カーボネート類が付着残留した状態となっている。また、被処理物４は、保冷空気層Ｂ１を通過する際にリンス液の沸点より低い温度に冷却されている。そのため、被処理物４が飽和蒸気層Ｃを通過する際、リンス液の蒸気が凝縮した液体のリンス液が被処理物４の表面に付着し、そのリンス液により、噴射洗浄工程（Ｓ３）で被処理物４に付着残留したカーボネート類が除去される。被処理物４の表面でカーボネート類を含んだリンス液は、被処理物４から落下し、沸騰液層Ｄに回収される。

続いて、乾燥工程（Ｓ５）では、搬送コンベア３５は、被処理物４を第２空間βの保冷空気層Ｂ２へ搬送する。第２空間βの保冷空気層Ｂ２では、被処理物４に付着したリンス液の液切り乾燥が行われる。
乾燥工程（Ｓ５）を通過した被処理物４は、洗浄処理が完了しており、搬送コンベア３５により洗浄装置１から搬出される。なお、乾燥が不十分な場合は、洗浄装置１の外で、温風乾燥やブロワ乾燥など水を気化除去する後処理を行ってもよい。

（リンス液の更新方法）
次に、加熱沸騰槽３１１のリンス液３６の更新方法について説明する。
上述した洗浄方法を継続して行うと、加熱沸騰槽３１１に貯液されたリンス液３６に対し、カーボネート類や除去された加工油が混入する量が多くなり、リンス液３６の沸点が上昇する。そのため、水蒸気の発生率が低下し、飽和蒸気層Ｃの空間が小さくなることから、飽和蒸気層Ｃを被処理物４が通過する時間及び距離が短くなる。したがって、被処理物４に付着したカーボネート類を十分にすすぐことが困難になり、品質の低下を招くおそれがある。

そこで、リンス液３６に含まれるカーボネート類及び加工油の濃度が洗浄品質から規定される管理値となった段階、または、リンス液３６の沸点が洗浄品質から規定される管理値となった段階において、リンス液３６の更新を行うことが好ましい。リンス液３６の更新は、加熱沸騰槽３１１のリンス液３６の温度をカーボネート類の凝固点より高い温度とした状態で、加熱沸騰槽３１１に接続されたドレンパイプ３７に設けられたドレンコック３８を開放し、加熱沸騰槽３１１からリンス液３６を外部へ排出する。その後、加熱沸騰槽３１１には、新たなリンス液３６を供給する。

（作用効果）
第１実施形態の洗浄装置１は、次の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態では、インジェクタ２３から微粒化された状態で噴射されたカーボネート類が、冷却管３４で冷却された保冷空気層Ｂ１で、その凝固点より低い温度に冷却されて凝固し、その一部または全部が固体となって被処理物４に衝突する。そのため、被処理物４に衝突する際のカーボネート類の硬度が高くなるので、被処理物４に付着した汚れを十分に除去することが可能である。さらに、インジェクタ２３は、カーボネート類を微粒化した状態で噴射するので、被処理物４に対しそのカーボネート類を広範囲に噴射することが可能である。したがって、洗浄装置１は、洗浄能力を高めると共に、被処理物４を広範囲に洗浄することができる。その結果、洗浄装置１は、インジェクタ２３を移動するための付帯装置等を備えることなく被処理物４を広範囲に洗浄することが可能であるので、設備を小型化し、その製造コストを低減することができる。

（２）第１実施形態では、インジェクタ２３は、融点が３０℃から６０℃のカーボネート類を被処理物４に向けて噴射する。
カーボネート類は、固体の状態であっても、砂や金属などに比べて硬度が低いので、被処理物４に与えるダメージを低減することができる。
また、カーボネート類は、疎油性を有するので、被処理物４に付着した加工油などの液状の油脂類を確実に除去することが可能である。したがって、この洗浄装置１は、メディア洗浄の課題であった加工油などの液状の油脂類が付着した被処理物４に対しても適用することが可能である。

さらに、カーボネート類は、ドライアイスなどに比べて安価であるので、ランニングコストを低減することが可能である。
また、カーボネート類は、親水性を有するので、水によりメディア残渣を容易に除去することが可能であり、ランニングコストを低減することが可能である。
さらに、融点が３０℃〜６０℃のカーボネート類を使用することで、その融点が大気温に近いことから、冷却管３４による冷却エネルギーの消費量を低減することが可能である。

（３）第１実施形態では、リンス液ヒータ３３が、リンス液としての水を蒸気にして被処理物４が通過する空間に充満させる。
これにより、純水により被処理物４をすすぐことが可能であるので、洗浄効果を高め、被処理物４に付着したカーボネート類の残渣を除去することが可能である。
また、カーボネート類は、消防法上危険物に該当しないものの引火点や発火点を有する可燃性物質であるが、リンス液として水を用いることで、燃焼（火災）のリスクが軽減されるので、カーボネート類を安全に使用することができる。

（４）第１実施形態では、冷却管３４は、処理槽３１内の空間を、カーボネート類の凝固点より低く、且つ、リンス液の沸点より低い温度にするものである。
これにより、インジェクタ２３により処理槽３１内に噴射された液体のカーボネート類を固体に変えて非処理物に衝突させると共に、処理槽３１内に充満するリンス液の蒸気を被処理物４の表面で凝縮させて液体とし、被処理物４をすすぐことが可能である。

（５）第１実施形態では、洗浄装置１は、処理槽３１の内側の空間を、インジェクタ２３からカーボネート類が被処理物４に噴射される第１空間αと、インジェクタ２３から噴射されるカーボネート類が遮断された第２空間βとに仕切る仕切壁３２を備える。
これにより、仕切壁３２により１個の処理槽３１を第１空間αと第２空間βとに仕切ることで、洗浄装置１の構成を簡素、且つ、小型化することができる。

（６）第１実施形態の洗浄装置１は、カーボネート類の凝固点より高く、且つ、カーボネート類の沸点より低い温度に仕切壁３２を加熱する加熱手段３９を備える。
これにより、固体となって仕切壁３２に付着したカーボネート類を液体に融解して回収することができる。したがって、固体となったカーボネート類が仕切壁３２に堆積することを防ぐことが可能である。

（７）第１実施形態の洗浄装置１は、仕切壁３２を伝う液体を、被処理物４を除く位置に案内する案内板４０を備える。
これにより、仕切壁３２を伝うカーボネート類が仕切壁３２から落下して被処理物４に付着し被処理物４が再汚染されることを防ぐことができる。

第１実施形態の洗浄方法は、次の作用効果を奏する。
（８）第１実施形態の洗浄方法では、噴射洗浄工程（Ｓ３）において、インジェクタ２３により液体のカーボネート類を微粒化して噴射し、保冷空気層Ｂ１で固体に変化したカーボネート類を被処理物４に衝突させることで、被処理物４を洗浄する。
これにより、洗浄能力を高めると共に、被処理物４を広範囲に洗浄することができる。

（９）第１実施形態では、リンス工程（Ｓ４）において、リンス液ヒータ３３によりリンス液としての水を蒸気にして被処理物４が通過する空間に充満させる。
これにより、純水により被処理物４をすすぐことが可能であるので、洗浄効果を高めることができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態を図４に示す。第２実施形態の洗浄装置１では、搬送コンベア３５が被処理物４を加熱沸騰槽３１１の沸騰液層Ｄにあるリンス液３６に浸漬する。第２実施形態は、被処理物４が複雑な形状である場合、または、飽和蒸気層Ｃに被処理物４を通過させるだけでは被処理物４に付着残留したカーボネート類の除去が不十分な場合に好適である。

＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態を図５に示す。第３実施形態の洗浄装置１は、洗浄媒体生成部２の構成が第１、第２実施形態の構成と異なっている。
第３実施形態の洗浄媒体生成部２は、保冷圧縮気体供給器４１、温調ホッパー４２、保温配管４３、ミキシング器４４およびインジェクタ４５などから構成されている。
保冷圧縮気体供給器４１は、カーボネート類の凝固点よりも低い温度に温調した高圧気体または低温液化ガス（以下、「保冷圧縮気体」という。）を貯留している。保冷圧縮気体供給器４１は、その保冷圧縮気体を、温調ホッパー４２とミキシング器４４とに供給するように構成されている。

温調ホッパー４２は、カーボネート類のフレーク品あるいは固体品が粉砕され、微粒化されたものを貯蔵している。温調ホッパー４２の内部は、温調器４６により、カーボネート類の凝固点より低い温度に保冷されている。
温調ホッパー４２には、カーボネート類を圧送するための保温配管４３が接続している。保温配管４３の内部は、カーボネート類の凝固点より低い温度に温調されている。この保温配管４３の途中にはミキシング器４４が設けられている。また、保温配管４３の端部には、インジェクタ４５が取り付けられている。

保冷圧縮気体供給器４１の保冷圧縮気体が温調ホッパー４２に供給されると、温調ホッパー４２に貯蔵されているカーボネート類がミキシング器４４に圧送される。また、保冷圧縮気体供給器４１の保冷圧縮気体は、ミキシング器４４へも供給される。ミキシング器４４において、カーボネート類の粒状固体と低温気体の２相媒体が形成され、その２相媒体はインジェクタ４５から処理槽３１を搬送されている被処理物４に向けて噴射される。そのカーボネート類は、保冷空気層Ｂ１で固体の状態を保ったまま、被処理物４に衝突する。これにより、被処理物４に付着した汚れが払拭除去される。

このように、第３実施形態では、インジェクタ４５は、カーボネート類として、液体のカーボネート類を噴射することに代えて、微粒化された固体のカーボネート類を加圧された気体と共に噴射する。
これにより、第３実施形態においても、上述した第１、第２実施形態と同様の作用効果を奏することが可能である。

（他の実施形態）
（１）上述した実施形態では、処理槽３１の内側で仕切板を縦向きに配置した。これに対し、他の実施形態では、処理槽３１の内側で仕切板を横向きに配置してもよい。この場合、その仕切板の上側を保冷空気層Ｂ１としてインジェクタ２３による噴射洗浄工程を行い、仕切板の下側を飽和蒸気層Ｃしてリンス工程を行うことが可能である。

（２）上述した実施形態では、リンス液として水を用いた。これに対し、他の実施形態では、リンス液としてカーボネート類と相溶性が高いフッ素化合物を用いてもよい。
このように、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１ ・・・洗浄装置
４ ・・・被処理物
２３・・・インジェクタ（噴射手段）
３１・・・処理槽
３４・・・冷却管（冷却手段）
３５・・・搬送コンベア（搬送部）

Claims (11)

1. 被処理物（４）を搬送する搬送部（３５）と、
   前記搬送部により搬送される前記被処理物が通過する処理槽（３１）と、
   前記処理槽を通過する前記被処理物に向けて、液体の洗浄媒体として、融点が３０℃から６０℃の環状カーボネート類を微粒化して噴射する噴射手段（２３）と、
   前記噴射手段により噴射された洗浄媒体が前記被処理物に衝突する箇所の前記処理槽内の空間を、洗浄媒体の凝固点より低い温度に冷却する冷却手段（３４）と、を備える洗浄装置。
2. 洗浄媒体に対し相溶性の高いリンス液（３６）を用いて、前記被処理物に付着した洗浄媒体をすすぐリンス手段（３２，３３）をさらに備える請求項１に記載の洗浄装置。
3. 前記リンス手段は、リンス液としての水を蒸気にして前記被処理物が通過する空間に充満させるものである請求項２に記載の洗浄装置。
4. 前記冷却手段は、前記処理槽内の空間を、洗浄媒体の凝固点より低く、且つ、リンス液の沸点より低い温度にするものである請求項２または３に記載の洗浄装置。
5. 前記処理槽の内側の空間を、前記噴射手段により前記被処理物に噴射された洗浄媒体を凝固させる第１空間（α）と、前記噴射手段により前記被処理物に噴射された洗浄媒体が遮断された第２空間（β）とに仕切る仕切壁（３２）をさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の洗浄装置。
6. 洗浄媒体の凝固点より高く、且つ、洗浄媒体の沸点より低い温度に仕切壁を加熱する加熱手段（３９）をさらに備える請求項５に記載の洗浄装置。
7. 前記被処理物の重力方向上側に設けられ、前記仕切壁を伝う液体を、前記被処理物を除く位置に案内する案内板（４０）を備える請求項５または６に記載の洗浄装置。
8. 前記噴射手段（４５）は、液体の洗浄媒体を噴射することに代えて、微粒化された固体の環状カーボネート類を加圧された気体と共に噴射するものである請求項１から７のいずれか一項に記載の洗浄装置。
9. 処理槽内に被処理物を搬送する搬送工程（Ｓ１）と、
   噴射手段により噴射された洗浄媒体が前記被処理物に衝突する箇所の前記処理槽内の空間を、冷却手段により洗浄媒体の凝固点より低い温度に冷却する冷却工程（Ｓ２）と、
   前記処理槽内を通過する前記被処理物に向けて、前記噴射手段により、液体の洗浄媒体として、融点が３０℃から６０℃である加圧された液体の環状カーボネート類を微粒化して噴射し、前記処理槽内の空間で固体に変化した洗浄媒体を前記被処理物に衝突させることで、前記被処理物を洗浄する噴射洗浄工程（Ｓ３）と、を含む洗浄方法。
10. 洗浄媒体に対し相溶性の高いリンス液を用いて前記被処理物に付着した洗浄媒体をすすぐリンス工程（Ｓ４）をさらに含む請求項９に記載の洗浄方法。
11. 前記リンス工程では、リンス手段によりリンス液としての水を蒸気にして前記被処理物が通過する空間に充満させる請求項１０に記載の洗浄方法。

Images