JPH11253895A - 物品の洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高純度の有機溶剤により水、油脂、
微粒子等が付着した物品から、これらの付着物を効率よ
く洗浄するための装置を提供する。 【解決手段】有機溶剤を使用する物品の洗浄装置であっ
て、連続した有機溶剤の飽和蒸気域４を気相部として有
する蒸気洗浄槽１と液洗浄槽２とよりなり、該蒸気洗浄
槽は、上記飽和蒸気域における物品の洗浄位置の下部に
蒸気洗浄によって生成する有機溶剤の凝縮液を受けて系
外に取り出すドレンパン６を有し、そして、物品を上記
の蒸気洗浄槽より液洗浄槽に該飽和蒸気域４を経て順次
移動せしめるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高純度の有機溶剤
により水、油脂、微粒子等の汚染物質が付着した物品か
ら、これらの付着物を効率よく洗浄するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】メチルアルコール、エチルアルコール、
イソプロピルアルコール（以下、ＩＰＡと略記する。）
は、高純度、低微粒子含有量のものが市販されており半
導体工業などで精密洗浄用に広く使われている溶剤類で
ある。

【０００３】ＩＰＡによる洗浄・乾燥方法としては、洗
浄される物品をＩＰＡ蒸気に晒す蒸気洗浄法とＩＰＡに
よる浸漬洗浄とを組み合わせた方法が一般に行われてい
た。上記方法において使用される装置としては、例え
ば、ＩＰＡによる浸漬洗浄槽とＩＰＡによる蒸気洗浄槽
とを別個に配置し、物品を浸漬洗浄槽から蒸気洗浄槽に
順次移動せしめて洗浄・乾燥する装置、図２に示すよう
に、加熱手段２０を設けた蒸気発生浴２３を併設し、浸
漬洗浄槽２１の気相部に有機溶剤の飽和蒸気よりなる蒸
気洗浄域２２を形成し、物品Ａを蒸気洗浄域を経て浸漬
洗浄槽に浸漬し、最後に蒸気洗浄域で乾燥せしめるよう
にした装置が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来の装置では、物品を洗浄して除かれた汚染物質の全
ては浸漬洗浄槽に蓄積され、該浸漬洗浄槽において有機
溶剤を高純度に維持するためには、洗浄液である有機溶
剤を極めて頻繁に交換しなければならず、液管理に多大
の労力を要していた。また、蒸気洗浄域を気相部に有す
る浸漬洗浄槽よりなる装置においては、蒸気発生源であ
る蒸気発生浴内の有機溶剤を高純度に維持しなければ、
洗浄後の乾燥時にも汚染の原因となる。

【０００５】また、浸漬洗浄槽における汚染物質の蓄積
を防止するため、その前に蒸気洗浄槽を設けて予め大部
分の汚染物質を除去することも考えられるが、蒸気洗浄
槽から浸漬洗浄槽に物品を移動する間に微量付着する汚
染物質が物品の表面に強く付着し、浸漬洗浄槽での洗浄
を困難にするという問題を有する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、この様な背
景から、高純度のＩＰＡの如き高純度有機溶剤を用いる
洗浄装置に関して、洗浄性の向上、微粒子等の汚染物質
による逆汚染対策さらに液管理の簡素化について鋭意検
討を重ねた。

【０００７】その結果、洗浄機への汚染物質の蓄積を本
質的に防ぐには汚染物質を含む凝縮液を受け、系外に排
出するドレンパンを設けた蒸気洗浄槽を用いて、先ず、
蒸気洗浄を行うことが最も有効なこと、蒸気洗浄後に液
洗浄を行う際、該物品を乾燥させない事が精密洗浄にお
いて重要なことなどの知見を得た。

【０００８】そして、これらを総合して汚染物質を含む
凝縮液を受け、系外に排出するドレンパンを設けた蒸気
洗浄槽に浸漬洗浄槽などの液洗浄槽を併設すると共に、
これらの気相部を連続せしめて、有機溶剤による大容量
の飽和蒸気洗浄域を形成することにより、それぞれの洗
浄槽の洗浄液の汚染が著しく軽減され、液管理を簡素化
でき、しかも、洗浄効果を向上できる洗浄装置を開発す
るに到った。

【０００９】即ち、本発明は、有機溶剤を使用する物品
の洗浄装置であって、連続した有機溶剤の飽和蒸気域を
気相部として有する蒸気洗浄槽と液洗浄槽とよりなり、
該蒸気洗浄槽は、上記飽和蒸気域における物品の洗浄位
置の下部に蒸気洗浄によって生成する有機溶剤の凝縮液
を受けて系外に取り出すドレンパンを有し、そして、物
品を上記の蒸気洗浄槽より液洗浄槽に該飽和蒸気域を経
て順次移動せしめる移送手段を設けてなる物品の洗浄装
置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の洗浄装置で使用する洗浄
液は、従来より物品の洗浄液として使用されている有機
溶剤が特に制限なく使用される。例えば、上に挙げたメ
チルアルコ−ル、エチルアルコ−ル、イソプロピルアル
コール（ＩＰＡ）、等のアルコール類、ジクロロメタ
ン、トリクロロエチレン等の塩素系溶剤類、ハイドロフ
ロロアルキル、ハイドロフロロアルキルエ−テル等の含
フッ素溶剤類が挙げられる。

【００１１】また、洗浄される物品は、本発明の洗浄装
置に供される前に、水洗等の他の洗浄過程を経たもので
も良い。

【００１２】以下、本発明の洗浄装置の代表的な態様を
示す図１に従って詳細に説明する。

【００１３】本発明の洗浄装置は、共通の飽和蒸気域４
を有する蒸気洗浄槽１と液洗浄槽２とより基本的に成
る。

【００１４】かかる蒸気洗浄槽１は、有機溶剤を蓄え、
該有機溶剤の加熱手段５を設けた蒸気発生浴３により構
成される。加熱手段は、電気ヒ−タ−、スチ−ム、熱媒
など一般的な手段が使用される。蒸気発生浴で発生した
有機溶剤蒸気は、空間部で有機溶剤の飽和蒸気域４を形
成する。また、上記の蒸気洗浄槽１は、該飽和蒸気域に
おいて、物品を蒸気洗浄するための蒸気洗浄域が存在
し、該蒸気洗浄域に於ける物品の洗浄位置の下部には、
物品を蒸気洗浄する際に凝縮し垂れ落ちる有機溶剤を受
け、系外に排出する配管７を接続したドレンパン６が設
けられる。

【００１５】これによって物品に付着していた水、油
脂、微粒子等の汚染物は洗われて有機溶剤とともに系外
に排出され、系内に汚染物が蓄積されることを効果的に
防止できる。

【００１６】尚、飽和蒸気域に於いて有機溶剤蒸気が外
部に漏れるのを防止するため、飽和蒸気域の上部に環状
のコンデンサ−９を設け蒸気を凝縮せしめるのが一般的
である。このように、凝縮されて液化した有機溶剤は、
樋１０を経て配管１１より液洗浄槽２に送られ、液洗浄
槽から更にオーバーフローして蒸気発生浴３に循環する
ように構成することが該液洗浄槽中の有機溶剤を高純度
に保つ上で望ましい。即ち、飽和蒸気域中の有機溶剤蒸
気の凝縮液は、他に汚染源がない限り清浄であり、液洗
浄槽内の洗浄液はこの液循環過程を通じて清浄な状態を
保つことができる。

【００１７】本発明において、液洗浄槽２は上記の蒸気
洗浄槽１に併設され、該蒸気洗浄槽と連続した飽和蒸気
域４を有する。即ち、飽和蒸気域を連続して設け、この
間を通過させることで液洗浄槽に移送される間に物品表
面の乾燥を防ぐことができるため、蒸気洗浄と液洗浄の
洗浄効果を最大限に発揮することが可能である。

【００１８】また、蒸気相の体積が蒸気洗浄槽１槽分に
比べて液洗浄槽の気相の体積分程度大きくできるため、
蒸気洗浄の際の蒸気崩壊現象をある程度抑制でき、外気
の流入による物品の微粒子汚染を抑えることができると
いう効果もある。

【００１９】上記液洗浄槽における洗浄手段は浸漬洗浄
が最も一般的であるが、これに超音波洗浄器１３を併用
し、洗浄効果をより増すこともできる。また、前記配管
１１から供給される有機溶剤の凝縮液をスプレ−する方
式も可能である。

【００２０】液洗浄を行うにより、蒸気洗浄で取り除く
ことができなかった残りの水、油脂、微粒子は物品表面
から有機溶剤中に拡散して除かれる。前述の態様を採用
すれば、液洗浄槽には有機溶剤蒸気が凝縮した清浄な有
機溶剤が供給されるので、これらの汚染物は希釈効果で
減少する。また、微粒子状固体汚染物に関しては、さら
には液洗浄槽中の液をフィルタ−１５を介して循環する
ことで好適に除去できる。このようにして液洗浄槽は高
純度を維持することができる。

【００２１】尚、必要に応じて、液洗浄槽の有機溶剤の
少なくとも一部を抜き出し、蒸留等の手段で水、油脂も
除去し、該槽中の有機溶剤を高純度に維持することも可
能である。この場合でも、従来の装置に比べその処理量
は著しく減少される。

【００２２】液洗浄槽中の有機溶剤は、有機溶剤の飽和
蒸気域と接しているので、その加温効果で溶剤温度が上
昇する。そのため、物品の洗浄効果は室温の時と比べて
非常に向上する。

【００２３】本発明の洗浄装置においては、液洗浄の後
に物品を再度蒸気洗浄することにより仕上げ洗浄と乾燥
を行うよう構成することが望ましい。蒸気洗浄操作は、
図１に示す如く、別途飽和蒸気域にドレンパン８を有す
る蒸気洗浄槽を設けても良いし、前記蒸気洗浄槽を再度
使用しても良い。

【００２４】しかし、蒸気洗浄は物品と蒸気の温度差を
利用するものであるから、液洗浄後の物品の温度が溶剤
蒸気とほとんど同じである場合は、該蒸気洗浄ができな
い。従って、蒸気洗浄に必要な温度差をつけるために液
洗浄槽には温度調節手段１２として、冷却コイルなどの
液冷却手段を設けることが好ましい。

【００２５】その際、液洗浄槽２の液温をあまり下げす
ぎるとその洗浄効果が低下するだけでなく、液面がコン
デンサの作用をし、飽和蒸気域を維持するために多大の
エネルギーを必要とするか、飽和蒸気域が維持できなく
なるため、好ましくない。

【００２６】従って、液洗浄槽の液温は飽和蒸気域との
温度差が５〜４０℃、好ましくは、１０〜４０℃、特
に、１０〜３０℃となるように温度調節手段１２によっ
て制御することが望ましい。

【００２７】本発明の装置において洗浄される物品の移
送は、洗浄される物品を蒸気洗浄槽１より飽和蒸気域４
を経て液洗浄槽２に移送し得るものであれば、自動、手
動を問わず、公知の機構が特に制限なく採用される。一
般には、発塵の少ない手段が好適に採用される。例え
ば、エアシリンダ−やボ−ルネジ駆動を利用したロボッ
トによる搬送が好適である。

【００２８】本発明の洗浄装置を使用した好適な洗浄方
法を示せば下記のようになる。

【００２９】即ち、物品は最初に蒸気洗浄槽１に供給さ
れて蒸気洗浄がなされる。ここで凝縮し垂れ落ちた有機
溶剤の凝縮液はドレンパン６を経て配管７により系外へ
排出される。蒸気洗浄終了後物品は該移送手段により飽
和蒸気域４を経て液洗浄槽２に供給され、ここで微量存
在する残余の汚染物質を除去される。

【００３０】清浄になった物品は、必要により、有機溶
剤蒸気内を移動し別途設けた又は初めに使用した蒸気洗
浄槽に供給され、蒸気洗浄により仕上げの洗浄と乾燥が
なされる。

【００３１】本発明の洗浄装置を使用して洗浄を行う場
合、該洗浄装置はクリーンルーム内に設置して使用する
ことが、洗浄後の物品の汚染を一層防止することができ
好ましい。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の洗浄装置は、洗浄される物品から除去される汚染物
質による洗浄装置内の洗浄液の汚染が著しく低減される
ので、液管理が容易であり、且つ高純度の有機溶剤を使
用した精密洗浄に好適である。例えば、純度９９．９９
％以上、０．５μｍ以上の微粒子個数が５０個／ｃｃ以
下の電子工業用ＩＰＡを使用した洗浄に好適に使用する
ことができる。

【００３３】また、蒸気洗浄槽と液洗浄槽が共通の飽和
蒸気域によって連続しているため、各洗浄槽間の物品の
移送をこの飽和蒸気域を経て行うことで、移送中におけ
る物品の乾燥による汚染物質の強固な再付着を防ぐこと
ができ、極めて高度な洗浄を行うことが可能である。

【００３４】

【実施例】本発明を具体的に説明するため実施例を挙げ
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００３５】実施例１ 有機溶剤として電子工業用ＩＰＡ（純度９９．９９％以
上、０．５μｍ以上の微粒子個数が５０個／cc以下）を
使用し、以下の手順により、１００ｍｍ角、厚さ０．３
ｍｍの、表面にガラス粉と切削油が付着ガラス板をステ
ンレス製カゴに１０枚縦にセットした状態で洗浄・乾燥
した。

【００３６】使用した洗浄装置は、前記図１に示した構
造のものを使用した。即ち、共通の飽和蒸気域４を有す
る蒸気洗浄槽１と液洗浄槽２とより基本的に成り、かか
る蒸気洗浄槽１の蒸気発生浴３には、上記ＩＰＡを蓄
え、加熱手段５として電気ヒーターによる間接加熱を行
い、飽和蒸気域４を形成した。また、上記の蒸気洗浄槽
１は、該飽和蒸気域に於ける物品の洗浄位置の下部に、
物品を蒸気洗浄する際に凝縮し垂れ落ちる有機溶剤を受
け、系外に排出する配管７を接続したドレンパン６が設
けられたものを使用した。

【００３７】上記液洗浄槽２は、超音波洗浄器１３を備
えた浸漬洗浄槽とし、これにＩＰＡを入れ、循環ポンプ
１４でＩＰＡを０．２μｍのフィルターを介して適宜循
環させた。尚、浸漬洗浄槽の温度は５０℃となるように
冷却管１１で冷却した。

【００３８】本装置におけるＩＰＡの循環経路は、蒸気
発生浴３で蒸気として発生して飽和蒸気域４を形成し、
その一部がコンデンサ−９で凝縮し、凝縮液が樋１０に
より集められ、配管１１を経て液洗浄槽２に供給された
後、オーバーフローにより、蒸気発生浴３に供給され、
再度蒸発を繰り返す。

【００３９】また、蒸気洗浄の際の凝縮液は２つのドレ
ンパン６、８を経て配管７から系外に排出されるので汚
染物は洗浄装置に蓄積されない。

【００４０】尚、図には示されていないが、ＩＰＡの損
失分は、液洗浄槽に補充した。

【００４１】本発明の洗浄装置はクリ−ンル−ムに設置
し、洗浄されるガラス板の搬送はロボットによって行え
るようにした。

【００４２】本発明の装置を使用してガラス板を洗浄す
る前に、ガラス板を先ず、クリーンルーム内で、界面活
性剤水溶液に浸漬して洗浄後、純水による浸漬すすぎ洗
浄を行った。

【００４３】ガラス板は、濡れた状態で上記洗浄装置の
ドレンパン６上の飽和蒸気域に移送し、蒸気洗浄を行っ
た。その後、該ガラス板を飽和蒸気域を経て液洗浄槽２
に移してＩＰＡによる超音波洗浄を行い、最後に、ドレ
ンパン８上の飽和蒸気域に移送し、仕上げの蒸気洗浄・
乾燥をで行った。

【００４４】以上の洗浄試験を５０回繰り返した。

【００４５】（評価方法）以上の洗浄によって得られた
ガラス板の洗浄効果を洗浄回数毎に評価した。即ち、該
ガラス板にクリーンルーム内で高輝度光を照射し、目視
で残存物を観察して残留汚染物や微粒子を光散乱による
輝点として観察した。結果は、前記水洗された後のガラ
ス板の汚染度を１００としてその対比で示した。

【００４６】また、ガラス板表面の乾燥シミについても
目視で有無を判定した。

【００４７】上記結果を表１に示す。但し、評価結果
は、洗浄回数１、１０、２０、３０、４０及び５０回に
ついてのみ示した。

【００４８】

【表１】

【００４９】実施例２ ＩＰＡ洗浄において浸漬洗浄の際、フィルタ−循環を行
わなかった以外は実施例１と同じ操作を行った。洗浄後
のガラス板を実施例１と同様に評価した結果を表２に示
す。この結果より、本発明の装置によれば、全く液管理
を行わなくても２０回程度の洗浄においては、洗浄槽の
液管理が殆ど必要ないことが判る。

【００５０】

【表２】

【００５１】比較例１ 図２に示す洗浄装置を使用して下記条件で洗浄した以外
は、実施例１と同様なガラス板の水洗を行い、また、同
様な有機溶剤を使用して洗浄を行った。蒸気発生浴２３
中のＩＰＡを加熱手段２０として電気ヒーターによる間
接加熱を行い、浸漬洗浄槽２１の気相部にＩＰＡの飽和
蒸気よりなる蒸気洗浄域２２を形成した。上記水洗後の
ガラス板を蒸気洗浄域を経て浸漬洗浄槽に浸漬し、最後
に蒸気洗浄域で乾燥して取り出した。

【００５２】以上の洗浄試験を５０回繰り返した。

【００５３】洗浄後のガラス板を実施例１と同様に評価
した結果を表３に示す。

【００５４】

【表３】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の洗浄装置の代表的な態様を示す概略
図

【図２】 従来の洗浄装置を示す概略図

【符号の説明】

１ 蒸気洗浄槽 ２ 液洗浄槽 ３ 蒸気発生浴 ４ 飽和蒸気域 ５ 加熱手段 ６ ドレンパン ７ 配管 ８ ドレンパン ９ コンデンサー 10 樋 11 配管 12 冷却管 13 超音波洗浄器 14 循環ポンプ 15 フィルター 20 加熱手段 21 浸漬洗浄槽 22 飽和蒸気域 23 蒸気発生浴

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機溶剤を使用する物品の洗浄装置であ
   って、連続した有機溶剤の飽和蒸気域を気相部として有
   する蒸気洗浄槽と液洗浄槽とよりなり、該蒸気洗浄槽
   は、上記飽和蒸気域における物品の洗浄位置の下部に蒸
   気洗浄によって生成する有機溶剤の凝縮液を受けて系外
   に取り出すドレンパンを有し、そして、物品を上記の蒸
   気洗浄槽より液洗浄槽に該飽和蒸気域を経て順次移動せ
   しめるようにしたことを特徴とする物品の洗浄装置。
2. 【請求項２】 必要により別途第２の蒸気洗浄槽を設
   け、物品を液洗浄槽より蒸気洗浄槽又は第２の蒸気洗浄
   槽に移動せしめるようにすると共に該液洗浄槽の液相部
   に有機溶剤の温度調節手段を設けた請求項１記載の洗浄
   装置。
3. 【請求項３】 液洗浄槽が超音波洗浄器を有する浸漬洗
   浄槽である請求項１の洗浄装置。
4. 【請求項４】 液洗浄槽中の液をフィルターを介して循
   環する手段を設けた請求項１の洗浄装置。
5. 【請求項５】請求項１の洗浄装置を使用し、有機溶剤に
   よる物品の蒸気洗浄と液洗浄とを該有機溶剤の飽和蒸気
   域を経て連続的に移送して実施することを特徴とする物
   品の洗浄方法。