JPH07284740A - 洗浄方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水性洗浄液を用いる場合であっても、十分な
洗浄効果を挙げることができる洗浄方法を提供する。 【構成】 洗浄液中に被洗浄物Ｗを浸漬して洗浄液に超
音波発振器９３により超音波を与えて超音波洗浄を行う
と共に、この超音波洗浄下にて電磁コイル１０１、１０
３により被洗浄物Ｗを振動により揺さぶりを与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗浄方法および装置に
関し、特に各種部品を水性洗浄液を使用して脱脂洗浄す
る洗浄方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄、銅、アルミニウムなどを素材とする
各種機械部品に付着している切削油などの除去、金属の
プレス加工時に使用しているプレス油の製品からの除
去、各種機械部品の塗装前の脱脂洗浄、あるいはメッキ
前の脱脂洗浄などを、地球環境保全のために有機溶剤を
使用せずに水性洗浄液を使用して行うニーズがある。

【０００３】この水性洗浄液による洗浄方法として、水
性洗浄液中に被洗浄物を浸漬した状態にて洗浄液に噴流
を与える噴流洗浄法、被洗浄物に水性洗浄液を吹き付け
るスプレー法、水性洗浄液中に被洗浄物を浸漬して被洗
浄物に超音波を与える超音波洗浄法などがよく知られて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】超音波洗浄は、他の
洗浄方法に比して洗浄性能がよいが、水性洗浄液自身の
洗浄力の弱さにより、有機溶剤を使用した洗浄ほどは優
れた洗浄効果を発揮しない。界面活性剤による水性洗浄
液を使用した超音波洗浄においては、水性洗浄液を超音
波により振動させて界面活性剤の浸透力を補い、また被
洗浄物表面の油膜を振動させて表面張力により油滴化
し、界面活性剤が油滴を包み込んでミセルを生成せしめ
るエマルジョン化を促進する効果が得られるわけである
が、しかし超音波振動自体は、被洗浄物を直接振動させ
る力はあまりなく、被洗浄物表面より油滴を払い落とす
如き物理的作用をなさないから、油滴が大きいと、エマ
ルジョン化が行われても、それが被洗浄物表面より剥離
することなく被洗浄物表面に付着したままの状態にな
り、結果として優れた洗浄効果が得られないと云うこと
になる。

【０００５】この被洗浄物表面に付着したエマルジョン
化状態の油滴は、この後に行われるリンス液による洗浄
仕上げ工程にて被洗浄物表面より剥離し、これはリンス
液の寿命を縮める原因になる。また超音波振動自体は、
被洗浄物を直接振動させる力はあまりないことにより、
多数の小物部品を一度に洗浄するような場合には、隣接
する被洗浄物の面同士が接合していると、その状態のま
ま洗浄が行われ、更に悪いことに面同士間の微小間隙に
洗浄液が浸透すると、表面張力によって面同士が吸着す
る現象が生じ、接合面の洗浄が適切に行われないと云う
問題もある。

【０００６】本発明は、上述の問題点に着目してなされ
たものであり、水性洗浄液を用いる場合であっても、十
分な洗浄効果を挙げることができる改良された洗浄方法
および装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、洗浄液中に被洗浄物を浸漬して洗浄液に超
音波を与えて超音波洗浄を行うと共に、この超音波洗浄
下にて被洗浄物に振動により揺さぶりを与えることを特
徴とする洗浄方法によって達成される。上述の目的を達
成するために、本発明による洗浄装置は、洗浄液を貯容
する洗浄槽と、洗浄槽内に移動可能に配置された洗浄物
支持部材と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を発振する
超音波発振器と、前記洗浄物支持部材に振動を与える振
動発生手段とを有することを特徴としている。

【０００８】本発明による洗浄装置においては、前記振
動発生手段は前記洗浄物支持部材を磁気吸引する電磁コ
イルにより構成され、前記電磁コイルには交流電流が供
給されてよい。 本発明による洗浄装置は、上述の構成
に加えて、１個または複数個の予備液槽を有し、予備液
槽は前記洗浄槽との間で洗浄液が循環し得るように前記
洗浄槽と配管系により接続されており、その予備液槽の
うちの少なくとも１個は水性の洗剤液、あるいは水性の
リンス液を収容するための予備液槽であってよい。

【０００９】またその配管系にはフィルタ手段、油水分
離手段、イオン活性処理手段、磁界発生手段のうちの少
なくとも一つが設けられていてよい。また本発明による
洗浄装置は、上述の構成に加えて、洗浄完了後に被洗浄
物の乾燥も一連の作業として行われ得るよう、前記洗浄
槽内に被洗浄物の乾燥用空気を送り込むための乾燥用空
気供給手段を有していてよい。

【００１０】

【作 用】洗浄液中に被洗浄物を浸漬して洗浄液に超音
波を与えることにより超音波洗浄が行われ、この超音波
洗浄下にて被洗浄物に振動により揺さぶりを与えること
により、超音波による洗浄作用に加えて油滴などの汚れ
を振り払う作用が付与され、油滴などの汚れの被洗浄物
表面よりの剥離が促進される。

【００１１】また被洗浄物に揺さぶりが与えられること
により、隣接する被洗浄物が相互に振動的変位を生じ、
隣接する被洗浄物の面同士が接合した不動状態のまま洗
浄が行われることが回避される。振動発生手段が洗浄物
支持部材を磁気吸引する電磁コイルにより構成され、こ
の電磁コイルに交流電流が供給されることにより、電磁
コイルが間欠的に励磁し、洗浄物支持部材が間欠的に磁
気吸引され、洗浄物支持部材が振動する。

【００１２】予備液槽が設けられている場合には配管系
により水性洗剤液あるいは水性リンス液が洗浄槽と予備
液槽との間を循環し、その配管系にフィルタ手段、油水
分離手段、イオン活性処理手段、磁界発生手段などが設
けられていることにより、水性洗剤液、水性リンス液の
再生や活性化が行われる。また乾燥用空気供給手段が設
けられていることにより、洗浄完了後に洗浄槽内にて被
洗浄物の乾燥が行われる。

【００１３】

【実施例】以下に添付の図を参照して本発明を実施例に
ついて詳細に説明する。図１は本発明による洗浄装置の
一実施例を示している。洗浄装置は、洗浄槽１と、予備
液槽としての水性洗剤液槽３および水性リンス液槽５と
を有している。水性洗剤液槽３および水性リンス液槽５
には各々給水口７、９が設けられており、給水口７、９
には開閉弁１１、１３により開閉される給水管１５より
水が供給される。水性洗剤液槽３は界面活性剤による水
性洗剤液を貯容し、水性リンス液槽５は水あるいは水に
防錆剤を添加された水溶液よりなるリンス液を貯容す
る。

【００１４】水性洗剤液槽３および水性リンス液槽５の
底部には各々開閉弁１７、１９により開閉されるドレン
口２１、２３が設けられている。水性洗剤液槽３と水性
リンス液槽５には各々ヒータ２５、２７が設けられてお
り、これらヒータ２５、２７は槽内の水性洗剤液あるい
は水性リンス液を適当温度、例えば５０℃程度に加熱保
温する。

【００１５】洗浄槽１内には洗浄液供給パイプ２９が固
定配置されており、洗浄液供給パイプ２９は、導管３
１、開閉弁３３、導管３５によって洗剤液ポンプ３７の
吐出側に連通接続され、洗剤液ポンプ３７は吸入側を水
性洗剤液槽３の洗剤液取出口３９に連通接続されてい
る。また洗浄液供給パイプ２９は、導管３１、開閉弁４
１、導管４３によってリンス液ポンプ４５の吐出側に連
通接続され、リンス液ポンプ４５は吸入側を水性リンス
液槽５のリンス液取出口４７に連通接続されている。

【００１６】導管３５の途中にはマイクロフィルタ４９
と油水分離器５１とが直列接続され、また導管４３の途
中にもマイクロフィルタ５３と油水分離器５５とが直列
接続されている。また必要に応じて導管３５、４３の途
中にはイオン活性処理手段あるいは磁界発生手段による
水性洗浄液活性化装置５７、５９が接続されている。洗
浄槽１の底部にはドレン口６１が設けられており、ドレ
ン口６１は、導管６３、開閉弁６５、導管６７により水
性洗剤液槽３の洗剤液戻し口６９に連通接続され、また
導管６３、開閉弁７１、導管７３により水性リンス液槽
５のリンス液戻し口７５に連通接続されている。

【００１７】洗浄槽１には最大液位設定壁７７が設けら
れており、最大液位設定壁７７にはオーバフロー液槽７
９が設けられている。オーバフロー液槽７９の底部には
排出口８１が形成されており、排出口８１は、導管８
３、開閉弁８５、導管８７により水性洗剤液槽３の洗剤
液戻し口６９に連通接続され、また導管８３、開閉弁８
９、導管９１により水性リンス液槽５のリンス液戻し口
７５に連通接続されている。

【００１８】洗浄槽１内には洗浄物支持台９３がばね９
５により三次元的に移動可能にフローティング支持され
た態様にて配置されている。洗浄物支持台９３上には被
洗浄物Ｗを入れられた洗浄物収容篭９７が載置される。
洗浄槽１内には洗浄槽１内の洗浄液を１０ｋＨｚ以上の
周波数にて超音波を発振する超音波発振器９９が設けら
れている。

【００１９】洗浄槽１の両側には各々振動発生手段とし
ての電磁コイル１０１と１０３とが設けられている。電
磁コイル１０１と１０３は各々、洗浄物支持台９３の両
側に設けられた側端片１０５、１０７をプランジャとし
て動作し、交流電源１０４により互いに逆方向に５０〜
６０Ｈｚ程度の周波数の交流電流を通電される。これに
より電磁コイル１０１、１０３は特別な発振回路などを
必要とすることなく洗浄物支持台９３に図にて左右方向
の振動を与える。この振動による洗浄物支持台９３の振
幅は１〜２０ｍｍ程度であってよく、また振動数は２０
０〜８０００回／ｍｉｎ程度であってよい。

【００２０】洗浄槽１の上方には空気吹き出し管１０９
が配置されている。空気吹き出し管１０９は、ダクト１
１１によりブロワ１１３と連通接続され、ブロワ１１３
より乾燥用空気が供給される。またダクト１１１の途中
には乾燥用空気を加熱する温風供給用ヒータ１１５が設
けられている。また洗剤液ポンプ３７およびリンス液ポ
ンプ４５の吐出側は開閉弁１１７、１１９により、導管
１２１、活性炭などによる濾過器１２３、戻し導管１２
５による濾過回路に選択的に接続される。

【００２１】次に上述の如き構成よりなる洗浄装置の動
作を説明する。洗浄装置の動作には、水性洗剤液による
洗浄工程と、水性リンス液によるリンス仕上げ工程と、
乾燥工程との三工程があり、これら工程が図示されてい
ない一般的なシーケンス制御装置により順次自動的に実
行される。まず洗浄工程では、開閉弁４１、６５、７
１、８９を閉じて開閉弁３３、８５を開き、洗剤液ポン
プ３７をポンプ動作させる。これにより水性洗剤液槽３
内の水性洗剤液が導管３５、マイクロフィルタ４９、油
水分離器５１、開閉弁３３、導管３１を経て洗浄液供給
パイプ２９より洗浄槽１内に流入する。

【００２２】洗浄槽１内の水性洗剤液の液位が最大液位
設定壁７７の上端を超えようとすると、水性洗剤液は最
大液位設定壁７７の上端よりオーバフロー液槽７９内に
オーバフローし、その水性洗剤液は排出口８１より導管
８３、開閉弁８５、導管８７を通って洗剤液戻し口６９
より水性洗剤液槽３内に戻る。これにより洗浄槽１と水
性洗剤液槽３との間を水性洗剤液が循環することにな
る。

【００２３】この循環過程にて水性洗剤液は、マイクロ
フィルタ４９を通過することにより液中の固形不純物が
除去され、油水分離器５１により液中の油分が分離除去
される。洗浄槽１内の水性洗剤液の液位が最大液位設定
壁７７の上端近くにまで達し、洗浄物支持台９３上の洗
浄物収容篭９７内に入れられた被洗浄物Ｗがすべて水性
洗剤液中に浸かれば、超音波発振器９９を発振動作させ
て洗浄液に超音波を発振し、交流電源１０４により電磁
コイル１０１と１０３に互いに逆方向に交流電流を通電
して洗浄物支持台９３に図にて左右方向の振動を与え
る。

【００２４】これにより洗浄物支持台９３と共に洗浄物
支持台９３上の洗浄物収容篭９７が揺れ動き、洗浄物収
容篭９７内の被洗浄物Ｗが篭内にて揺さぶられ、被洗浄
物Ｗ同士が篭内にて相対移動する。なお、電磁コイル１
０１、１０３の励磁により生じる磁界が洗浄槽１内の水
性洗剤液に作用し、水性洗剤液が活性化する。

【００２５】超音波により水性洗剤液は界面活性剤の浸
透力を補い、また被洗浄物表面の油膜が振動して表面張
力により油滴化することが促進され、これに伴い界面活
性剤が油滴を包み込んでミセルを生成せしめるエマルジ
ョン化が活発になる。この状態下にて洗浄物収容篭９７
内の被洗浄物Ｗが篭内にて揺さぶられていることによ
り、被洗浄物表面に付着しているエマルジョン化状態の
油滴が物理的作用により振り払われるようにして被洗浄
物表面より剥離することを促進され、素早くミセルとな
る。

【００２６】また被洗浄物Ｗが揺さぶられることによ
り、隣接する被洗浄物Ｗが相互に振動的変位を生じ、隣
接する被洗浄物Ｗの面同士が接合した不動状態のまま洗
浄が行われることが回避され、また面同士間の微小間隙
に洗浄液が浸透することにより表面張力によって面同士
が吸着することが回避され、被洗浄物Ｗの全面が適切に
超音波洗浄される。

【００２７】この洗浄過程にて水性洗剤液は、上述の如
く洗浄槽１と水性洗剤液槽３との間を循環し、マイクロ
フィルタ４９を通過することにより、液中の固形不純物
が除去され、油水分離器５１により液中の油分が分離除
去されるから、洗浄槽１には浄化された水性洗剤液が循
環供給され、洗浄工程の進行に伴い洗浄効果が低下する
ことがない。また水性洗浄液活性化装置５７が設けられ
ていれば、この循環過程にて水性洗剤液は、活性化さ
れ、洗浄力を増大する。

【００２８】洗浄工程が完了すれば、洗剤液ポンプ３７
の運転を停止し、開閉弁６５を開いて洗浄槽１内の水性
洗剤液を全て水性洗剤液槽３内に戻す。この水性洗剤液
の排水過程にて、洗浄物収容篭９７、被洗浄物Ｗなどに
付着している水性洗剤液の水切りのために、洗浄物支持
台９３は電磁コイル１０１と１０３により引き続き加振
されていてよい。

【００２９】水性洗剤液の排水が完了すれば、開閉弁３
３、６５、７１、８５を閉じて開閉弁４１、８９を開
き、リンス液ポンプ４５をポンプ動作させる。これによ
り水性リンス液槽５内の水性リンス液が導管４３、マイ
クロフィルタ５３、油水分離器５５、開閉弁４１、導管
３１を経て洗浄液供給パイプ２９より洗浄槽１内に流入
する。

【００３０】洗浄槽１内の水性リンス液の液位が最大液
位設定壁７７の上端を超えようとすると、水性リンス液
は最大液位設定壁７７の上端よりオーバフロー液槽７９
内にオーバフローし、その水性リンス液は排出口８１よ
り導管８３、開閉弁８９、導管９１を通ってリンス液戻
し口７５より水性リンス液槽５内に戻る。これにより洗
浄槽１と水性リンス液槽５との間を水性リンス液が循環
することになる。

【００３１】洗浄槽１内の水性リンス液の液位が最大液
位設定壁７７の上端近くにまで達し、洗浄物支持台９３
上の洗浄物収容篭９７内に入れられた被洗浄物Ｗがすべ
て水性リンス液中に浸かれば、超音波発振器９９を発振
動作させて洗浄液に超音波を発振し、電磁コイル１０１
と１０３に互いに逆方向に交流通電して洗浄物支持台９
３に図にて左右方向の振動を与える。

【００３２】これにより洗浄物支持台９３と共に洗浄物
支持台９３上の洗浄物収容篭９７が揺れ動き、洗浄物収
容篭９７内の被洗浄物Ｗが篭内にて揺さぶられ、被洗浄
物Ｗ同士が篭内にて相対移動する。なお、この場合には
電磁コイル１０１、１０３の励磁により生じる磁界が洗
浄槽１内の水性リンス液に作用し、水性リンス液が活性
化する。

【００３３】超音波により水性リンス液中でも被洗浄物
Ｗが超音波洗浄作用を受けて更に洗浄され、この状態下
にて洗浄物収容篭９７内の被洗浄物Ｗが篭内にて揺さぶ
られていることにより、被洗浄物表面に残存しているエ
マルジョン化状態の油滴が物理的作用により振り払われ
るようにして被洗浄物表面より剥離することが促進され
る。

【００３４】また被洗浄物Ｗが揺さぶられることによ
り、隣接する被洗浄物Ｗが相互に振動的変位を生じ、隣
接する被洗浄物Ｗの面同士が接合した不動状態のままリ
ンスが行われることが回避され、被洗浄物Ｗの全面が適
切にリンスされる。この洗浄過程にて水性リンス液は、
上述の如く洗浄槽１と水性洗剤液槽３との間を循環し、
マイクロフィルタ５３を通過することにより液中の固形
不純物が除去され、油水分離器５５により液中の油分が
分離除去されるから、洗浄槽１には浄化された水性リン
ス液が循環供給され、リンス工程の進行に伴いリンス効
果が低下することがない。また水性洗浄液活性化装置５
９が設けられていれば、この循環過程にて水性リンス液
は、活性化され、洗浄力を増大する。

【００３５】リンス工程が完了すれば、リンス液ポンプ
４５の運転を停止し、開閉弁７１を開いて洗浄槽１内の
水性リンス液を全て水性リンス液槽５内に戻す。この水
性リンス液の排水過程にても、洗浄物収容篭９７、被洗
浄物Ｗなどに付着している水性リンス液の水切りのため
に、洗浄物支持台９３は電磁コイル１０１と１０３によ
り引き続き加振されていてよい。

【００３６】水性洗剤液の排水が完了すれば、洗浄物支
持台９３を電磁コイル１０１と１０３により加振させた
状態のまま、ブロワ１１３を送風動作させ、また温風供
給用ヒータ１１５を発熱動作させて、空気吹き出し管１
０９より温風を洗浄物支持台９３上の洗浄物収容篭９７
内の被洗浄物Ｗに吹き付ける。この乾燥過程でも洗浄物
収容篭９７内の被洗浄物Ｗは揺さぶられることにより、
隣接する被洗浄物Ｗが相互に振動的変位を生じ、隣接す
る被洗浄物Ｗの面同士が接合した不動状態のまま乾燥が
行われることが回避され、被洗浄物Ｗの全面が適切に乾
燥される。またこの振動により被洗浄物Ｗの表面に付着
している液膜が表面表力により粒状になり、表面積の増
加、液滴落下により乾燥時間が短縮される。

【００３７】なお、寿命に達した水性洗剤液や水性リン
ス液の廃棄に際しては、開閉弁１１７あるいは１１９を
開いてこれら液を洗剤液ポンプ３７あるいはリンス液ポ
ンプ４５により濾過器１２３へ送り、濾過処理後に水性
洗剤液槽３のドレン口２１より一般排水として廃棄する
ことが可能である。なお、上述の実施例では、予備液槽
として水性洗剤液槽３および水性リンス液槽５が設けら
れているが、これらは省略されてもよく、この場合には
洗浄液供給パイプ２９と排出口８１とがポンプを含む循
環路により直接的に接続さればよい。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
による洗浄方法および装置によれば、洗浄液中に被洗浄
物を浸漬して洗浄液に超音波振動を与えることにより超
音波洗浄が行われ、この超音波下にて被洗浄物が振動に
より揺さぶられることにより、超音波による洗浄作用に
加えて油滴などの汚れを振り払う作用が付加され、油滴
などの汚れの被洗浄物表面よりの剥離が促進されるか
ら、水性洗浄液を用いる場合であっても、十分な洗浄効
果が得られるようになり、またその後のリンス処理にお
けるリンス液の寿命が長くなる。

【００３９】また被洗浄物に揺さぶりが与えられること
により、隣接する被洗浄物が相互に振動的変位を生じ、
隣接する被洗浄物の面同士が接合した不動状態のまま洗
浄が行われることが回避され、被洗浄物全面が適切に洗
浄されることになる。振動発生手段が洗浄物支持部材を
磁気吸引する電磁コイルにより構成され、この電磁コイ
ルに交流電流が供給されることにより、特別な発振回路
などを必要とすることなく洗浄物支持部材が振動する。

【００４０】また予備液槽が設けられている場合には水
性洗剤液による洗浄工程と次のリンス工程とが連続的に
行われ得るようになり、また配管系により水性洗剤液あ
るいは水性リンス液が洗浄槽と予備液槽との間を循環
し、その配管系にフィルタ手段、油水分離手段、イオン
活性処理手段、磁界発生手段などが設けられていること
により、水性洗剤液、水性リンス液の再生や活性化が行
われ、長時間に亙って適切な洗浄条件が保たれるように
なる。また乾燥用空気供給手段が設けられていることに
より、洗浄完了後に洗浄槽内にて、被洗浄物のハンドリ
ングを要することなく、被洗浄物の乾燥が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による洗浄装置の一実施例を示すシステ
ム構成図。

【符号の説明】

１…洗浄槽 ３…水性洗剤液槽 ５…水性リンス液槽 ２５、２７…ヒータ ３７…洗剤液ポンプ ４５…リンス液ポンプ ４９…マイクロフィルタ ５１…油水分離器 ５３…マイクロフィルタ ５５…油水分離器 ５７、５９…水性洗浄液活性化装置 ７９…オーバフロー液槽 ９３…浄物支持台 ９９…超音波発振器 １０１、１０３…電磁コイル １０４…交流電源 １０９…空気吹き出し管 １１３…ブロワ １１５…温風供給用ヒータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 洗浄液中に被洗浄物を浸漬して洗浄液に
   超音波を与えて超音波洗浄を行うと共に、この超音波洗
   浄下にて被洗浄物に振動により揺さぶりを与えることを
   特徴とする洗浄方法。
2. 【請求項２】 洗浄液を貯容する洗浄槽と、前記洗浄槽
   内に移動可能に配置された洗浄物支持部材と、前記洗浄
   槽内の洗浄液に超音波を発振する超音波発振器と、前記
   洗浄物支持部材に振動を与える振動発生手段とを有する
   ことを特徴とする洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記振動発生手段は前記洗浄物支持部材
   を磁気吸引する電磁コイルにより構成され、前記電磁コ
   イルには交流電流が供給されることを特徴とする請求項
   ２に記載の洗浄装置。
4. 【請求項４】 １個または複数個の予備液槽を有し、予
   備液槽は前記洗浄槽との間で洗浄液が循環し得るように
   前記洗浄槽と配管系により接続されていることを特徴と
   する請求項３に記載の洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記予備液槽のうちの少なくとも１個は
   水性の洗剤液を収容するための予備液槽であることを特
   徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記予備液槽のうちの少なくとも１個は
   水性のリンス液を収容するための予備液槽であることを
   特徴とする請求項４に記載の水性洗浄剤用洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記配管系にはフィルタ手段、油水分離
   手段、イオン活性処理手段、磁界発生手段のうちの少な
   くとも一つが設けられていることを特徴とする請求項４
   〜６のいずれかに記載の洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記洗浄槽内に被洗浄物の乾燥用空気を
   送り込むための乾燥用空気供給手段を有することを特徴
   とする請求項２〜７のいずれかに記載の洗浄装置。