JPH03249983A - 物品の洗浄方法およびその装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液状可燃物を洗浄剤として使用することを特
徴とする物品の洗浄方法およびその方法に使用する装置
に関するものである。

［従来技術とその課題］ 従来、物品の洗浄液として、トリクレン（トリクロロエ
チレン）、パークレン（テトラクロロエチレン）、四塩
化炭素およびフロン（クロロフルオロカーホン）などの
ハロゲン化炭化水素が広く使用されている。これらのハ
ロゲン化炭化水素は、洗浄力があり、かつ不燃性である
ので、火災を起こす危険性がなく、安全に使用できると
いう長所を存している。

しかるに、トリクレン、パークレン、四塩化炭素なとは
、身体への毒性か強く、安全性の点で問題かあり、また
、通商産業省の［化審法（化学物質の審査及び製造等の
規制に関する法律）Ｊの特定化学物質に昨年から指定さ
れている。一方、フロンは成層圏中のオゾン層を破壊し
、環境へ悪影響を与えるとの理由により近年使用が規制
されるようになったか、こわに代わり、身体への毒性が
なく、かつ火気に対し安全に使用できる洗浄剤は未だ提
案されていない。

方、イソパラフィン系炭化水素およびナフテン系炭化水
素を代表とする液状炭化水素は、安価であり、比較的良
好な洗浄力を宥し、生体への安全性も高く、オゾン層破
壊の懸念もないなどの長所を有するので、フロンの代替
品として好ましい洗浄剤である。しかしながら、木質的
に可燃性であるという欠点がある。また、これらの液状
炭化水素の他にアルコールなどの含酸素化合物も同様で
ある。

このような火災による危険性を避けるために、洗浄室な
どの洗浄域内の酸素濃度を、洗浄剤の爆発下限界よりも
低い値にすることが考えられるが、そのための手段とし
ては、窒素などの不燃性ガスを導入するのが通例である
。しかし、洗浄域内の酸素濃度を低下させるためには、
通常かなり大量の不燃性ガスを必要とする。しかも、窒
素ガスなどの不燃性ガスを大量に入手することは現実に
は容易ではなく、また、簡便な窒素ガス発生装置による
場合も、必ずしも低廉かつ大量に入手できるものではな
い。

一方、各種の可燃物の焼却炉やボイラー等の燃焼機関か
ら排出される燃焼廃ガスは、近年の厳しい公害規制に服
しているために、重金属その他の異物を含まない極めて
清浄なものであり、しかも省エネルギーの目的からいわ
ゆる低酸素運転が行なわれている。すなわち、過剰空気
を導入することなく燃焼させていることが多い。このこ
とは、燃焼時の廃ガス中の残存酸素濃度が極めて低いこ
とを意味している。

「発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、上記のような事情に鑑み、従来可燃性で
火災の危険があるために顧みられなかった炭化水素類や
含酸素化合物などの可燃性溶剤および前記燃焼廃ガスを
有効に利用し、火災の危険性がなく、人体にも安全に洗
浄を行なえるようにすることを目的として鋭意研究を行
ない、本発明を完成したものである。

［課題を解決するための手段］ すなわち、本発明は、可燃物質を燃焼して得られる燃焼
廃ガスあるいは不活性ガスを洗浄系内へ導入することに
より、洗浄域雰囲気中の酸素濃度を洗浄剤の爆発下限界
（限界酸素濃度ともいう）よりも低い値に維持しながら
、液状可燃物を洗浄剤として使用して洗浄することを特
徴とする物品の洗浄方法に関するものである。

更に、本発明は、洗浄域内雰囲気中の酸素濃度を検出す
るための酸素検出器が設置され、洗浄域内雰囲気中の酸
素濃度か洗浄剤に含まれる可燃物の爆発下限界よりも低
い値に維持されてなる、可燃物を含む洗浄剤により物品
を洗浄する洗浄域を有することを特徴とする物品の洗浄
装置に関するものである。また、その装置には、炭化水
素および／または含酸素化合物を燃焼する燃焼炉からの
燃焼廃ガスの導入路を前記洗浄域に接続することができ
る。

以下に本発明の洗浄方法およびその装置を図示の略伝工
程図に基づいて詳細に説明する。

く被洗浄物〉 本発明により洗浄される物品については、特に制限はな
いが、好ましくは金属あるいはプラスチックス製の機械
部品または製品である。また、その形状、寸法なども特
に限定されない。

く洗浄剤〉 本発明の洗浄方法の工程の一例を第１図に簡単に示す。

本発明の方法に使用する洗浄剤１に含まれる可燃物は空
気中の酸素と結合し燃焼する化合物、すなわち、爆発下
限界が空気中の酸素濃度よりも低いものであって、例え
ば、従来引火の危険性が有るとされている液状炭化水素
あるいはアルコール等の液状含酸素化合物などの液状可
燃物である。

液状炭化水素としては、洗浄力や臭気および身体への安
全性などの観点から、液状ナフテン系炭化水素およびイ
ソパラフィン系炭化水素などを使用することができ、沸
点が７０〜２８０℃の範囲にあるものが好ましい。灯油
、軽油、ナフサなどの石油留分系炭化水素あるいはベン
ゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族系炭化水素は、
それらに含まれる芳香族化合物に由来する臭気および人
体に対する安全性などの観点から避けることが好ましい
。勿論、これらの欠点をカバーする方法で使用できるな
らばこれらの芳香族化合物を含むものでもよい。液状ナ
フテン系炭化水素としては、商品名：ナフチゾールＬ、
Ｍ、Ｈ（日本石油化学■製）として市販されているもの
、あるいはリモネンなどのテルペン類が使用できる。ま
た、液状イソパラフィン系炭化水素としては、商品名：
」石アイソゾール２００．３００．４００（日本石油化
学■製）などの市販品が使用できる。

また、含酸素化合物としては、−価、二価あるいは多価
アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類があ
るが、アルコール類が取扱い易いので好ましい。好適な
アルコールは沸点が６０〜２８０℃の範囲にあるもので
あり、これらの代表例としてはイソプロピルアルコール
などが挙げられる。

何れの場合も、沸点か過度に低いものは、揮発性が高く
、かつ引火点が低いので、酸素濃度を調節しても火災の
危険性があり好ましくない。また、高沸点のものは、洗
浄後の乾燥に時間を要するのでやはり好ましくない。

上記液状炭化水素や含酸素化合物などは混合して用いる
こともできる。

被洗浄物２が切削や研磨により加工された金属製機械部
品などの場合には、微細な金属粉に汚染されており、そ
れらを除去するために洗浄剤に界面活性剤を加えると効
果的である。また、その他の場合にも、必要に応じて洗
浄性能を向上させるために洗浄剤に界面活性剤を加える
ことができる。界面活性剤としては、カチオン系、アニ
オン系、ノニオン系および両性系の何れのものても使用
できる。界面活性剤の使用量は、洗浄剤に対して０．０
００１〜１０重量％、好ましくは０．００１〜１重量％
の範囲である。

〈洗浄工程〉 洗浄域としての洗浄室３の内部は外気と遮断されている
が、いわゆる気密構造にする必要はなく、急激な外気の
出入を防止できる程度であればよい。

すなわち、外気を吸い込んで室内雰囲気の酸素濃度か上
昇することがないように、常圧ないしやや加圧状態に保
たれていればよい。被洗浄物２の送入および次工程への
送出は、適宜の構造のシャッター４を経て行なう。

洗浄室３内には、適宜の数の洗浄槽、例えば３楕の洗浄
槽を設ける。すなわち、第一洗浄槽５、第二洗浄槽６お
よび仕上洗浄槽７である。洗浄処理開始時には、これら
の洗浄槽に新しい洗浄剤１を供給する。また、洗浄室３
内には、後述の燃焼廃ガス８を導入することによって、
洗浄室３内の酸素濃度を洗浄剤の爆発下限界よりも低い
濃度に保つ。導入するガスの量および圧力などは、洗浄
室３の容積、洗浄槽の数などに応して適宜に定めること
かできる。また前記の燃焼廃ガスの他に、適宜の不活性
ガス発生装置あるいは供給源から供給される窒素ガスや
炭酸ガスなどの不活性ガスを併用してもよい。更に、洗
浄室３内の酸素濃度は適宜の酸素濃度検知器９により測
定し、洗浄室３内が洗浄剤の爆発下限界の濃度以下にな
るように調整する。

洗浄室３内の雰囲気中の酸素濃度が、爆発下限界濃度よ
りも高くなったときは、燃焼廃ガス８あるいは不活性ガ
スを系内に導入することにょフて酸素濃度を下げる。

爆発下限界の酸素濃度は、洗浄剤としての可燃物蒸気の
種類、温度、圧力その他の条件により変動するので、予
め実験その他の手段により確認しておくことが必要であ
る。適宜の文献値を利用することもできる。例えば、可
燃性ガスである水素、−酸化炭素、アセチレン等の爆発
下限界の酸素濃度（限界酸素濃度）は約５％であるが、
その他の殆どの可燃性液状炭化水素の爆発下限界の酸素
濃度は約１１〜１２容量％付近である。含酸素化合物で
は更に高い限界酸素濃度となる。

本発明の方法を実施する場合の設定値としての酸素濃度
は、安全性を見込んで、実際の爆発下限界の酸素濃度よ
りもある程度低めの値、例えば、１割から２割程度低い
値に設定することが好ましい。洗浄室３内の酸素濃度を
そのような値よりも低く維持することによって、不慮の
爆発事故を防止することができる。

洗浄室３内に導入された燃焼廃ガスは、本来大気中に廃
棄されるものであるから、洗浄後はそのままあるいは必
要に応して洗浄剤蒸気を回収除去した後に大気中に放出
すればよい。

洗浄操作において、洗浄剤１と被洗浄物２との接触効率
を向上させるために、洗浄剤１中に被洗浄物２を単に浸
漬するのみではなく、被洗浄物２を上下動させたり、あ
るいは洗浄剤１を攪拌器によって攪拌したり、または超
音波発生装置１０によって超音波振動を与えたり、ポン
プ循環あるいはフラッシングなど任意の方法を採用する
ことができる。

洗浄槽はＩＷＩ式でもよいが、必要に応して２禮式ある
いは図示のように３糟式とし、被洗浄物２と洗浄剤１と
を接触、例えば向流接触させ、最初の汚染を最後の仕上
洗浄［７にてきるだけ持ち込まないようにして、洗浄を
効率的に行なうことかできる。仕上洗浄槽７としては、
攪拌の他、上部から洗浄剤１をシャワ一方式で供給する
か、または上下あるいは１２０度の３方向からスプレー
やジェット噴射によって洗浄剤１を供給する。

また、イオン系物質の汚わや水溶性の汚れなどが多い場
合あるいは非金属物品を洗浄する場合には、界面活性剤
を添加した洗浄剤で洗浄した後、水で洗浄することも可
能である。

被洗浄物２はバッチ式にして順次移動させるか、あるい
は適宜のコンベアーによって連続的に移動させればよい
。

〈乾燥工程〉 前記洗浄工程で被洗浄物２を洗浄した後、洗浄後の物品
に付着した洗浄剤１を乾燥し除去する。

通常は、洗浄剤１の引火点よりも低い温度の温風または
熱風によって乾燥する。勿論、乾燥工程の域内雰囲気に
おける酸素濃度が、前記洗浄工程と同様に爆発下限界よ
りも低く維持されていれば、ヒーター１２を経て可燃物
の引火点よりも高温の温風または熱風を送り乾燥するこ
とができる。その場合、乾燥器１１を乾燥室１３内に設
け、洗浄室３と同棟に、燃焼廃ガス８または不活性ガス
を導入して、乾燥室１３内の酸素濃度を洗浄剤１の爆発
下限界以下に調節する。そのため乾燥室１３にも適宜の
酸素濃度検知器９を設けることが望ましい。

被洗浄物２が洗浄剤１である程度濡れていても、洗浄剤
２の種類によっては、大気中に放置することにより自然
乾燥させることもできる。また、後続の加工その他の工
程に支障がないときは特に乾燥工程を設ける必要はない
。例えば、金属物品の洗浄後、防錆処理を行なう場合な
どには、寧ろ炭化水素系の洗浄剤が金属表面に付着して
いる方か好ましいこともあり、場合によっては、防錆処
理が不要になる場合もあり経済的である。

上記の洗浄工程および乾燥工程では酸素濃度検知器９に
よる厳重な監視を行ない、酸素濃度かに昇した場合には
、燃焼廃ガスあるいは不活性ガスを自動的に補給できる
ようにすることが好ましい。

また、系内に温度計を設置し、装置の温度が洗浄剤の引
火点以下になっていることを監視し、装置内の温度が上
昇した場合には、低温の燃焼廃ガスあるいは不活性ガス
を導入することが好ましい。

く洗浄剤回収工程〉 被洗浄物２を洗浄した後には、洗浄剤１をそのまま廃棄
することもできるが、例えば蒸留塔１４など適宜の回収
処理装置によって廃洗浄剤１ａを処理して回収洗浄剤１
ｂを回収し、洗浄工程に循環して再利用することが望ま
しい。その場合、廃洗浄剤１ａ中に、異物、金属粉ある
いは水分などが含まれている場合には、ストレーナ−、
トラツブなど適宜の分離器１５によって、それらを予め
除去することが好ましい。

く燃焼廃ガス発生工程〉 洗浄工程の酸素濃度を低下させるための燃焼廃ガス８の
供給源としては、各種のプラスチックや紙、木材などの
産業廃棄物を焼却する焼却炉や、重油、軽油などの石油
留分を燃料とするボイラーなどの燃焼炉から得られる排
ガスを用いることができるが、本発明において、好まし
くは、廃洗浄剤１ａあるいは廃洗浄剤１ａから洗浄剤１
ｂを回収した残液ＩＣを燃焼炉１６で燃焼させ、そこか
ら排出された燃焼廃ガス８を使用する。

般の燃焼炉には、公害防止の対策上、粉塵、Ｓｏｘ、Ｎ
Ｏｘおよび重金属などを除去する装置を通常設けるので
、極めて清浄な燃焼廃ガスが排出される。しかも、省エ
ネルギーなどの点から、燃焼に必要な理論空気量よりも
過大な量の空気量を供給せずに、低酸素運転により燃焼
炉が操作されるために、廃ガス中の残留酸素量は非常に
少なく、実際にその濃度は数容量％程度である。従つて
、これらの燃焼廃ガスを利用して、すなわち、単に充分
な量の上記廃ガスを導入することにより洗浄剤の爆発下
限界よりも邊かに低い酸素濃度にすることができる。

因に、炭化水素を燃焼させた場合に得られる燃焼廃ガス
８の組成の一例を示す。

窒　　　　素　　　　　７４．８　　容量％二酸化炭素
　　　１１．２　容量％ 水　　　　分　　　　　　９．４　　　容量％酸　　　
　素　　　　　　４．６　　容■％上記のように、燃焼
炉１６から排出される燃焼廃ガス８は清浄てあり、しか
も、通常の液状可燃物の限界酸素濃度よりも酸素濃度が
充分に低いので、洗浄工程内の雰囲気ガスとして使用す
るために適したものである。但し水蒸気を含んでおり、
また高温であるから、燃焼炉１６から排出された燃焼廃
ガス８を洗浄室３や乾燥室１３内に導入する前に、冷却
器１７、フィルター１８および水分除去器１９などによ
って適宜に処理することが好ましい。

−Ｆ記の燃焼廃ガス８を洗浄室３および乾燥室１３内へ
導入することによって、これらの系内の酸素濃度を洗浄
剤の爆発下限界よりも低い値に維持できないときなどに
は、別途に窒素ガスや炭素ガスなとの不活性ガスを追加
導入することもできる。

［発明の効果］ 本発明の方法および装置によれば、従来、火災が懸念さ
れた可燃性洗浄剤による洗浄操作を、火災の発生を心配
することなく安全に行なうことかできる。また、無駄に
廃棄されていた燃焼廃ガスも有効に利用することができ
る。

［実施例］ 以下に実施例により本発明を更に詳細に説明する。

〈実施例１〉 洗浄剤としてイソパラフィン系炭化水素（商品名「８石
アイソゾール３００Ｊ　、日本石油化学■製）を使用し
て、図示のような工程に従って被洗浄物をバッチ式で移
動させ、直径１０ｍｍの切削、研磨加工された金属ベア
リングホールの洗浄を行なった。

使用した８石アイソゾール３００の性状は以下の通りで
ある。

密　度（１５℃、ｇ／ｃｍ３）　　　０．７６４引火点
（ＰＭ、℃）５５ 限界酸素濃度（％）１１ 初留点（”Ｃ）　　　　　　　１７３ ５０％点（”Ｃ）　　　　　　　　　１８１乾　　　点
　（’Ｃ）　　　　　　　　　　　　　１８９飽和炭化
水素　（νｏ１％）　　　　　　９９．８以十洗浄操作
条件は以下の通りである。

洗浄室酸素濃度　％）　　　　　８〜９洗浄槽内温度　
℃）４０ 洗浄室圧力ｍｍＨ２０）　　　　１〜５洗浄剤使用量　
立／被洗浄物ｋｇ）　　３洗浄時間ｍｉｎ、、３槽合計
）９ 燃焼廃ガス酸素濃度（％）４．８ 燃焼廃ガス供給量 （Ｎ−ｍ３／ｈｒ−洗浄室ＩＩ＋３）３乾燥室温度（℃
）　　　　　４０ 廃ガス導入口風速（ｍ７秒）　　　　　５乾燥時間（分
）１５ 以上の洗浄処理の結果、金属粉や加工油等は完全に除去
され、また製品の乾燥も容易であり、清浄な洗浄品を得
ることができた。また、洗浄室内の雰囲気には引火性は
無かった。

〈実施例２〉 洗浄剤としてナフテン系炭化水素（商品名「ナフチゾー
ルＭＪ、日本石油化学■製）を使用し、実施例１と同様
にして洗浄試験を行なった。

使用した口重ナフチゾールＭの性状は以下の通りである
。

比　　　重　（１５７４℃）　　　　　　　　　０．８
１５引火点（ＰＭ、℃）８６ 限界酸素濃度（％）　　　　　　　　Ｉｆ初留点（”Ｃ
）　　　　　　２０９．５５０％点（”Ｃ）　　　　　
　　　２１７．５乾　　　点　（”Ｃ）　　　　　　　
　　　　２３５．５ナフテン　（％）　　　　　　　　
７５以上洗浄操作条件は以下の通りである。

洗浄室酸素濃度（％）　　　　　　８〜９洗浄槽内温度
（’ｌ：）　　　　　　６０洗浄室圧力（＋ｎｍＨ２０
）　　　　１〜５超　　　音　　　波（ｋＨｚ）　　　
　　　　　　　２８洗浄剤使用量（Ｉｌ／被洗浄物ｋｇ
）　　４洗浄時間（ｍｉｎ、、３槽合計）６ 燃焼廃ガス酸素濃度（％）５．２ 燃焼廃ガス供給量 （Ｎ−ｍ３／ｈｒ・洗浄室ｍ３）　　３．５乾燥室温度
（”Ｃ）　　　　　６０ 廃ガス導入口風速（ｍ７秒）１０ 乾燥時間（分）１５ 以上の洗浄処理の結果、実施例１と同様に清浄な洗浄品
を得ることができた。また、洗浄室内の雰囲気には引火
性は無かった。

〈実施例３〉 水性の汚れおよびハンダフラックスなどが付着したプリ
ント基板を、炭化水素洗浄剤「ナフチゾールＭおよびイ
ソプロピルアルコールの１＝１の混合溶剤を洗浄剤とし
て使用し、 程に従って洗浄を行なった。

混合溶剤の性状は以下の通りである。

密　　　度　（１５℃、ｇ／ｃｍ３）　　　　　０．８
０３引火点（Ｔａｇ　、　℃）　　　　２５以下限界酸
素濃度（％）１１ 洗浄操作条件は以下の通りである。

洗浄室酸素濃度　％）　　　　　　８〜９洗浄槽内温度
　℃）３５ 洗浄室圧力ｍｍ１１２０）　　　　１〜５洗浄剤使用量
　ｆｔ／被洗浄物ｋｇ）２０洗浄時間ｍｉｎ、、３檀合
計）６ 燃焼廃ガス酸素濃度（％）５．１ 燃焼廃ガス供給量 （Ｎ−ＩＩ１３／ｈｒ・洗浄室ｍ３）３乾燥室温度（’
ｅ）　　　　　５０ 廃ガス導入口風速（ｍ７秒）　　　　　５乾燥時間（分
）１０ 以上の洗浄処理の結果、水性の汚れやハンダフラックス
などは完全に除去され、製品の乾燥も容図示のような工 易であり、清浄な洗浄品を得ることができた。

また、洗浄室内の雰囲気には引火性は無かった。

〈実施例４〉 イオン性の汚れや微細な金属粒子の汚わが付着した研磨
による鏡面仕上げの金属部品（ピストンリング）を洗浄
した。洗浄剤としては炭化水素洗浄剤ナフチゾールＭに
市販のアニオン系界面活性剤を０．５％添加して使用し
た。

洗浄操作条件は以下の通りである。

洗浄室酸素濃度　％）　　　　　　８〜９洗浄槽内温度
　℃）６０ 洗浄室圧力ｌｎｍＨ２０）１〜５ 洗浄剤使用量　２／被洗浄物ｋｇ）　　１洗浄時間ｍｉ
ｎ、、３ＪｆｆＩ合計）５燃焼廃ガス酸素濃度（％）５
．２ 燃焼廃ガス供給量 （Ｎ−ｍ３／ｈｒ・洗浄室ＬＤ３）４ 乾燥室温度（”Ｃ）　　　　　６０ 廃ガス導入口風速（ｍ７秒）１０ 乾燥時間（分）１５ 以上の洗浄処理の結果、イオン性の汚れや微細な金属粒
子の汚れは完全に除去され、乾燥も容易であり、清浄な
洗浄品を得ることができた。

また、洗浄室内の雰囲気には引火性は無かった。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の洗浄方法を説明するための工程図であ
る。 １　・・・ １　ｂ・・・ ２・・・ ４　・・・ ６　・・・ ８・・・ １０　・・・ １２・・・ １４・・・ １６・・・ １８・・・ 洗浄剤　　　１ａ・・・ 回収洗浄剤　ＩＣ・・・ 被洗浄物　　　３・・・ シャッター　　５・・・ 第二洗浄槽　　７・・・ 燃焼廃ガス　　９・・・ 超音波発生装置　１１ ヒーター　　１３・・・ 蒸留塔　　　１５・・・ 燃焼炉　　　１７・・・ フィルター　１９・・・ 廃洗浄剤 回収残液 洗浄室 第−洗浄槽 仕上洗浄槽 酸素濃度検知器 ・・・乾燥器 乾燥室 分離器 冷却器 水分除去器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）可燃物を含む洗浄剤を用い、かつ洗浄域の雰囲気
   中の酸素濃度を該洗浄剤の爆発下限界よりも低い値に維
   持しながら洗浄することを特徴とする物品の洗浄方法。
2. （２）炭化水素の燃焼廃ガスの少なくとも一部を導入す
   ることにより、前記雰囲気中の酸素濃度を前記爆発下限
   界よりも低い値に維持する請求項１に記載の物品の洗浄
   方法。
3. （３）液状炭化水素および／または液状含酸素化合物を
   含む洗浄液を用いて液洗浄する請求項１または２に記載
   の洗浄方法。
4. （４）洗浄域内雰囲気中の酸素濃度を検出するための酸
   素検出器が設置され、洗浄域内雰囲気中の酸素濃度が洗
   浄剤に含まれる可燃物の爆発下限界よりも低い値に維持
   されてなる、可燃物を含む洗浄剤により物品を洗浄する
   洗浄域を有することを特徴とする物品の洗浄装置。
5. （５）炭化水素および／または含酸素化合物を燃焼する
   燃焼炉からの燃焼廃ガスの導入路が前記洗浄域に接続さ
   れてなる請求項４に記載の洗浄装置。