JPH0557256A - 超音波洗浄装置 - Google Patents

超音波洗浄装置

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JPH0557256A
JPH0557256A JP21559391A JP21559391A JPH0557256A JP H0557256 A JPH0557256 A JP H0557256A JP 21559391 A JP21559391 A JP 21559391A JP 21559391 A JP21559391 A JP 21559391A JP H0557256 A JPH0557256 A JP H0557256A
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JP
Japan
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washing
membrane module
cleaning
liquid
ultrasonic
Prior art date
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Pending
Application number
JP21559391A
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English (en)
Inventor
Kazuhiko Nishimura
和彦 西村
Yukio Hatano
征雄 畑野
Koji Shimada
浩司 島田
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】洗浄液中の溶存ガスを簡単かつ連続的に除去す
ることにより、より効果的な超音波洗浄の可能な装置を
提供することにある。 【構成】超音波発信機を備えた洗浄タンク内部にある洗
浄液を疎水性ガス透過膜に供給し、再度、洗浄タンクへ
還流するシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波洗浄装置に関す
るものであり、さらに詳しくは、キャビテーション効果
を強化させた超音波洗浄装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】周知のとおり、超音波洗浄は洗浄工程の
強化、省力化、高精度の精密洗浄などを可能とし、ま
た、洗浄精度の均一性が確保できるので、洗浄作業の合
理化という点で各方面の注目を浴び、あらゆる方面で広
く利用されている。
【0003】超音波洗浄は物理力による洗浄法の一つ
で、物理力としてキャビテーション作用という水中爆雷
効果を利用したものである。超音波洗浄におけるキャビ
テーション作用の大きさは、温度や洗浄液中の溶存ガス
量などにも影響されることが知られており、特に、液中
に多量の溶存ガス(気泡)があると超音波がこの気泡で
反射されてキャビテーション効果が小さくなることが知
られている(高橋ら、高周波の工業への応用、東京電気
大出版局)。
【0004】脱気された洗浄液を使用して超音波洗浄を
実施すると、キャビテーション効果の増大のために、超
音波洗浄の洗浄効率は向上する。このために、新しい超
音波洗浄方法として、沸騰槽を洗浄水の脱気手段として
使用して超音波洗浄を行なう方法(特開昭63−221
878号公報、特開昭64−27680号公報)、脱気
手段と共に洗浄タンクの水面に空気遮断手段を設けた方
法(実開昭63−103786号公報)などが提案され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】脱気した洗浄水を使用
してキャビテーション効果を高めて超音波洗浄を実施す
る方法は、効果的な超音波洗浄が可能であるため、注目
を集めている技術である。
【0006】しかしながら、脱気手段としての適用が検
討されている沸騰槽による脱気は、脱気処理に時間がか
かること、バッチ処理が基本であるため、脱気された洗
浄水中への再気体溶解等をふせぐ必要があったこと、取
扱いが難しいことなどの問題点があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、疎水性
ガス透過膜モジュール、減圧ポンプまたはエジェクタ
ー、送液ポンプ、および、超音波発振機を備えた洗浄タ
ンクを有し、洗浄タンク内部にある洗浄液を送液ポンプ
により該疎水性ガス透過膜モジュールを通過させた後
に、洗浄タンク内部に再度還流させる循環ラインを設け
たことを特徴とする、超音波洗浄装置にある。
【0008】
【作用】超音波洗浄装置の洗浄タンク1内部の洗浄液
は、送液ポンプ3によりライン6を通って疎水性ガス透
過膜モジュール4の内部を通過した後で、循環ライン7
を通り洗浄タンク1に還流される。ガス透過膜モジュー
ル4の内部には疎水性ガス透過膜が内蔵されており、洗
浄液は該膜の表面に接してモジュールの内部を流れる。
この間に該膜の裏面に通じている流路を減圧ポンプ5で
引き、膜の裏面を減圧状態に保つことで、洗浄液中の溶
存ガスは、膜の裏面側に透過除去され、該モジュール4
の出口においては、入り口に比べて洗浄液中の溶存ガス
濃度は低くなる。よって、しばらくの時間が立つと、洗
浄タンク1内の洗浄液中の溶存ガスは好ましい濃度まで
脱気される。この状態において、洗浄したい物体9を洗
浄水中に浸し、超音波発信機2を作動させることにより
超音波洗浄を実施すると、好ましいキャビテーション効
果により、効果的な超音波洗浄を実施することができ
る。
【0009】
【実施例】図1に本発明の一実施例にかかる超音波洗浄
装置を示す。
【0010】本発明においては脱気手段として疎水性気
体透過膜モジュール4を使用することができるが、この
モジュールは、コンパクトである、操作が容易である、
保守点検が不要、短時間での脱気が可能である等の利点
を有している。
【0011】本発明における疎水性ガス透過膜モジュー
ルの構造としては、その構造を特に限定しないが、スパ
イラルモジュール、中空糸モジュール、キャピラリータ
イプモジュールなどを任意に使用することができる。ま
た、好ましくは、流速特性に優れており、かつ高い脱気
性能を有しているスパイラルモジュールの使用が好まし
い。スパイラルモジュールは一般に図2に示す構造をし
ており、容器内に組み込んだ状態で使用される場合が普
通である。
【0012】本発明における疎水性ガス透過膜モジュー
ルの膜構成としては、膜の形状が平膜形状であり、且つ
多孔質支持体層とその上に設けた高分子均質層または緻
密層からなる複合膜が用いられる。多孔質支持体層は、
疎水性気体透過膜の性能に最も影響する高分子均質層の
支持層として高分子均質層の機械的変形を防止する役目
を持っており、かつ、十分な気体透過性能を有している
ことが必要である。また、該支持体層の強度をさらに上
げるために、該支持体層の下にポリエステル織物または
不織布などの補強層を有していることが好ましい。多孔
質支持体層の好ましい高分子としては、ポリエステル、
ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリレート、ポリ
メタクリレート、ポリ4フッ化エチレン、ポリスルホ
ン、ポリカーボネート等が例示されるが、特に好ましく
は、ポリスルホン、又はポリプロピレンである。
【0013】多孔質支持体層の上に形成される高分子均
質層の具体的としては、シリコーン系樹脂、ふっ素系樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4メチルペン
テン、などが一般的であるが、特にこれらに限定される
ものではない。特に、シリコーン系樹脂は、水中の溶存
ガス除去に卓越した性能を発揮することができ、最も好
ましく、ポリオルガノシロキサン、架橋型ポリオルガノ
シロキサン、ポリオルガノシロキサン/ポリカーボネー
ト共重合体、ポリオルガノシロキサン/ポリフェニレン
共重合体、ポリオルガノシロキサン/ポリスチレン共重
合体、ポリトリメチルシリルプロピン等があげられる。
この中でも、機械的強度が高く、酸素透過係数が大きい
という点で、架橋型ポリジメチルシロキサンが最も好ま
しい。この架橋型ポリジメチルシロキサンは、製法によ
って得られる薄膜の性能が異なり、特開昭60−257
803号公報、特開昭62−216624号公報、特開
昭62−216623号公報に記載されている製法にし
たがって得られた架橋型ポリジメチルシロキサンの薄膜
が気体透過性に優れ、ピンホールが少ないため好まし
い。また、複合膜において、高分子均質膜の材質が、上
記架橋型ポリジメチルシロキサンを主成分とするもの
を、架橋型シリコーン系複合膜と呼んでいる。
【0014】架橋型シリコーン系複合膜は、基材膜の表
面に架橋型シリコーン系の薄膜を形成させたことを特徴
とする膜で、表面の状態が一般に非多孔膜といわれるほ
ど緻密な状態を形成している場合が多い。このため、シ
リコーンその物の持つ疎水性に加えて、非多孔膜である
ことで汚れ成分の吸着を押さえることができるという素
晴らしい特性を有している。また、このシリコーン膜の
表面にふっ素樹脂系の超薄膜を形成させて、疎水性を一
層向上させることもできる。
【0015】本発明においては疎水性ガス透過膜モジュ
ール4に内蔵されたガスの透過側を減圧にすることで膜
表面側を流れる洗浄液中の溶存ガスを膜の裏面に透過さ
せ除去することができるが、この減圧手段としては、真
空ポンプなどの減圧ポンプ5やエジェクターを使用する
ことができる。真空ポンプも任意の形式のものを使用す
ることができるが、溶存ガスと共に膜を透過してきた水
蒸気によるポンプ腐食を避ける為には、水封式の真空ポ
ンプを使用することが最も好ましい。
【0016】循環ポンプ3については洗浄液を所定量循
環できるものであれば良く種類、形式を限定しない。ま
た、超音波洗浄機2の作動中においても、循環ポンプを
運転して脱気された洗浄液を常時循環しておくのが普通
であるが、洗浄タンク1内の洗浄液の液面からの空気溶
け込み量を考慮して、適宜間欠的な運転をすることも差
支えない。また、ヒーターの併用等により、洗浄液の温
度を任意の値にコントロールすることもできる。
【0017】本発明に使用する洗浄液としては、特に限
定しないが、水、中性洗剤水溶液、各種の有機溶媒等が
適当である。また、本発明の適用用途としては、合成繊
維製造用の口金洗浄、スケール成分付着物のスケール成
分除去、機械加工時に残る微小金属片の除去などがあ
る。
【0018】超音波洗浄効果の評価法は、洗浄タンクの
中に使用済みの合成繊維(ナイロン6)製造用の口金を
入れ超音波を作動させ、口金が綺麗になったか確認する
ことにより行った。この超音波洗浄効果を定量的に把握
するために、この循環ラインの途中11から溶存酸素濃
度 1.2ppm の脱気水を供給圧 2kg/cm2 で強力超音波洗
浄機(本田電子株式会社製強力超音波洗浄機、PULS
E JET、モデルW-357)12に供給し、噴射距離10
mmで厚さ15μmのアルミ箔に30秒間噴射した。前記アル
ミ箔の表面をマイクロスコ−プで観察し、噴射により形
成された孔の直径を測定した。該孔の直径が大きいほ
ど、キャビテーション効果が高いことを意味し、よって
超音波洗浄効果は高いと見なし得る。
【0019】実施例1 図2に示したように、ポリエステルタフタ/ポリスルホ
ンからなる支持体上に架橋型ポリジメチルシロキサンの
薄膜を形成させた疎水性ガス透過膜16を、縦溝を有す
るポリエステル織物からなる透過側流路材15と、ポリ
プロピレン性ネットからなる供給側流路材14ととも
に、硬質塩化ビニル性の多孔質中心管13の周りを巻き
締めた、スパイラル型疎水性ガス透過膜エレメント(東
レ株式会社製脱気膜エレメント SG−110)4を用
いて、図1に示す超音波洗浄装置に組み込み、温度25℃
で循環ポンプを使用し洗浄タンクの水を流量16L/分で
該エレメントに供給し、真空ポンプを作動させてエレメ
ント裏側圧力を60Torr に調整し、洗浄タンクの溶存酸
素濃度を低下させた。この洗浄タンクの中に使用済みの
合成繊維(ナイロン6)製造用の口金を入れ超音波を作
動させたところ口金が非常に綺麗になった。噴射により
形成された孔の直径は3mm であった。
【0020】比較例1 実施例1と同様のスパイラル型疎水性ガス透過膜エレメ
ントを用いて、図1に示す超音波洗浄装置に組み込み、
温度25℃で循環ポンプを使用し洗浄タンクの水を流量16
L/分で該エレメントに供給し、真空ポンプが停止して
おり、かつ、洗浄タンクの溶存酸素濃度の低下がない事
を確認し、この洗浄タンクの中に実験例1と同様の使用
済みの合成繊維(ナイロン6)製造用の口金を入れ超音
波を作動させたところ口金はそれほど綺麗にならなかっ
た。噴射により形成された孔の直径は 0.3mmであった。
【0021】
【発明の効果】本発明により、洗浄液中の溶存ガスを簡
単に連続的に除去することが可能となり、この状態で超
音波洗浄を実施することにより、超音波洗浄の向上が達
成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の超音波洗浄装置の装置構成を示すフロ
ー図である。
【図2】本発明の疎水性気体透過膜モジュールの一例で
あるスパイラルモジュールの構造を説明する、構造図で
あり、モジュールを容器から取り出して巻きほぐした状
態を示している。
【符号の説明】 1:洗浄タンク 2:超音波発信機 3:送液ポンプ 4:ガス透過膜モジュール 5:減圧ポンプ 6:循環ライン 7:循環ライン 8:ドレンライン 9:被洗浄物 10:減圧ライン 11:超音波効果定量ライン 12:強力超音波洗浄機 13:多孔質中心管 14:供給側流路材 15:透過側流路材 16:疎水性ガス透過膜 17:供給液体流路(概念図) 18:透過液体流路(概念図)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 疎水性ガス透過膜モジュール、減圧ポン
    プまたはエジェクター、送液ポンプ、および、超音波発
    振機を備えた洗浄タンクを有し、洗浄タンク内部にある
    洗浄液を送液ポンプにより該疎水性ガス透過膜モジュー
    ルを通過させた後に、洗浄タンク内部に再度還流させる
    循環ラインを設けたことを特徴とする、超音波洗浄装
    置。
  2. 【請求項2】 疎水性ガス透過膜モジュールの形状がス
    パイラルモジュールであることを特徴とする請求項1記
    載の超音波洗浄装置。
  3. 【請求項3】 疎水性ガス透過膜モジュールに内蔵され
    るガス透過膜の材質が、架橋型シリコーン系複合膜であ
    ることを特徴とする請求項1記載の超音波洗浄装置。
JP21559391A 1991-08-27 1991-08-27 超音波洗浄装置 Pending JPH0557256A (ja)

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JP21559391A JPH0557256A (ja) 1991-08-27 1991-08-27 超音波洗浄装置

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Family

ID=16675002

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002370060A (ja) * 2001-06-13 2002-12-24 Fuji Photo Film Co Ltd 塗布液の脱気システム及び塗布液の脱気方法
US7111632B2 (en) 2003-09-22 2006-09-26 Seagate Technology Llc Ultrasonic cleaning device for removing undesirable particles from an object
JP2012058095A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Nhk Spring Co Ltd 波長検出方法、波長検出装置、溶存ガス総量評価方法、溶存ガス総量評価装置、溶存ガス総量制御方法、及び溶存ガス総量制御装置
CN105643375A (zh) * 2016-01-12 2016-06-08 中国石油大学(华东) 一种高声能密度单槽真空混频浸没式超声波表面处理装置

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