TW201313341A - 製備吸收基質之製程及基質之整合處理系統 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供一種處理包含吸收材料之基質之製程。該吸收材料可為吸收合成材料，如聚酯。該材料係設計以用來在超潔淨環境下清潔表面。該製程首先包含於基質進入清潔系統時將一捲吸收材料展開。該清潔系統具有數個區段，包含預清洗區段、聲波能量清洗區段、以及乾燥區段。較佳地，將基質移動通過清潔系統之程序為連續的。該聲波能量清洗區段使用一或多個聲波能量產生器。於本發明之一態樣中，該製程還包括在基質移動通過乾燥區段後將基質裁切成段以形成擦拭器。隨後，將擦拭器置入袋中並將袋密封。本發明亦提供一種用於吸收材料之整合製程或處理系統。

Description

製備吸收基質之製程及基質之整合處理系統
本發明係關於吸收材料。更特定言之，本發明係關於一種用於處理及包裝吸收基質之整合製程，該基質係用於污染控制，以及一種用於製備擦拭器之整合系統，該擦拭器係於無塵室環境中使用。
無塵室被使用於多種設施，包括半導體製造廠、製藥廠、醫療設備製造廠、航太實驗室、以及其他需要極度清潔之類似場所。
無塵室係維持在建築物中之隔離區域。因此，無塵室通常具有高度專門之空調、通風及過濾系統以避免空氣中之微粒進入。進入無塵室之人員需穿戴特殊的服裝及手套，並使用專門之筆記本及書寫工具。
於無塵室內使用吸收基質來清潔設備是較為理想的。例如，在半導體製造無塵室內之表面需經常性地擦拭。在進行擦拭時，採用特殊的擦拭器及清潔液以避免污染。對於此類應用，擦拭器本身亦須為極度無微粒，且具有高度濕強度及結構完整性。如此一來，即便在被清潔液浸濕的情況下擦拭基質也不會在用於擦拭表面時碎裂。
用於如半導體製造無塵室及製藥廠等敏感區域之產品 需根據某些特性仔細選擇。這些特性包括微粒排放等級、離子污染等級、吸附性、以及對於因磨損或暴露於清潔物質下造成之降解的抗性。在此所要控制的污染通常稱為「微污染」，因該污染係由細小實體污染物所構成。這些污染物包括尺寸介於細菌和病毒之物質，以及濃度非常低之化學污染物，通常以ppm或甚至ppb來計量。
微污染通常為下列數種形式之一：實體微粒、離子及微生物、以及「可抽出物」。可抽出物係來自擦拭器纖維之雜質。先前，位於Upper Saddle River,New Jersey之Texwipe公司(現為位於Kernersville,North Carolina之Illinois Tool Works公司之Texwipe分部)已開發出特別適用於微粒控制環境下之擦拭器。詳見分別由Paley等人申請之美國專利第4,888,229號及第5,271,995號，該等專利全文在法律允許範圍內皆以引用方式納入本說明書中以供參照。亦參見美國專利第5,229,181號，該專利全文亦在法律允許範圍內以引用方式納入本說明書中以供參照。該等專利揭示用於無塵室之擦拭器。
然而，本技術領域需要一種用於製備具有一貫高度清潔之吸收及吸附基質之改良製程。此外，本技術領域需要一種可持續並有效率地產生無塵室擦拭器之清潔系統。再者，本技術領域需要一種用於無塵室擦拭器之整合處理及包裝系統，該系統在啟動後即可不需人力操作。
本發明首先提供一種處理吸收材料之製程。該吸收材料較佳地包含一種合成材料，如聚酯。該材料較佳地環繞軸心形成一捲，並於隨後展開以使該材料經過整合清潔及包裝製程。
於本發明之一態樣中，該製程首先包含將一捲吸收材料置於轉軸上。該轉軸可藉由馬達轉動，或可藉由抽拉材料捲而轉動。該製程隨後包含轉動該轉軸以將材料捲展開為通過清潔系統之基質。
該清潔系統具有數個區段或區域，可包括預清洗區段、聲波能量清洗區段、以及乾燥區段。可選地，該系統可在乾燥區段之前具有沖洗區段，並於乾燥區段之前或之後具有裁切區段。
該製程亦包括使基質移動通過預清洗區段。於預清洗區段中，可將預清洗流體噴向基質之至少一側。較佳地，該預清洗流體係為噴灑至基質前後兩側之水溶液。較佳地，該水溶液主要包含去離子水。可選地，該預清洗流體可為氣體。
該製程進一步包括使基質移動通過聲波能量清洗區段。於聲波能量清洗區段中，基質前後兩側之至少一側暴露在來自於一或多個聲波能量產生器之聲波能量下。
該聲波能量清洗區段可包括一或多個清洗階段，例如第一超音波清洗階段、第二超音波清洗階段、或以上兩 者。該聲波或音波能量係於裝有清洗液之水槽中產生。
於第一超音波清洗階段中，可使用一或多個管狀共振器，其中每個管狀共振器各自於一個頻率下運作，例如約20至50 kHz之頻率。於本發明之一態樣中，第一超音波清洗階段包括第一及第二組滾筒。第一組滾筒引導基質環繞第一變頻器，使得基質之前側直接暴露於來自於第一變頻器之超音波能量下。類似地，第二組滾筒引導基質環繞第二變頻器，使得基質之後側直接暴露於來自於第二變頻器之超音波能量下。
於第二超音波清洗階段中，亦可使用一或多個變頻器。該等變頻器較佳地為可於800 kHz至2.0 MHz之頻率下產生聲波能量之兆頻超音波變頻器，或更佳地，為可於900 kHz至1.2 MHz之頻率下產生聲波能量之超音波變頻器。較佳地，於第一超音波清洗階段之前或之後立即施加第二超音波清洗階段之能量。可利用滾筒使基質移動通過由一或多個變頻器所產生之聲波場。
該製程進一步包括使基質移動通過乾燥區段。於乾燥區段中，對已清潔之吸收材料加熱。較佳地，使用經加溫並過濾之空氣來加熱。
較佳地，使基質移動通過預清洗區段、聲波能量清洗區段、及乾燥區段之程序為連續的，且除了裝載吸收材料捲及最初將吸收材料捲饋入清潔系統之步驟外不需人力操作。
該清潔系統可選擇性地採用沖洗區段。在此情況下， 該製程進一步包括在基質移動通過乾燥區段之前使基質移動通過沖洗區段。在沖洗區段中，以主要包含去離子水的水溶液沖洗基質。
於本發明之一態樣中，該製程還包括在基質移動通過乾燥區段後裁切一長度之基質。於本發明之一態樣中，裁切一長度之基質係指將基質裁切為多段，每段之長度約為4至18吋，或較佳地，長度約為12吋。可利用例如雷射切割器、音波號角、或音波刀來執行將基質裁切為一長度之步驟。隨後，將該長度之基質或基質段置入密封袋中。較佳地，裁切基質並將基質段置入密封袋中之步驟為自動化的，亦即此步驟係在實質上不需人手接觸吸收材料的情況下進行。
吸收材料較佳地為一種設計用於清潔超潔淨環境或其他受控環境中之設備表面的吸收性材質。在一實施例中，置於袋中之吸收性材質具有約300 mL/m2至650 mLg/m2之吸水性。
定義
如本說明書中所用，用詞「移動」係指將基質轉移或引導通過製造程序中之各步驟。用詞「移動」包括於基質上施加張力。用詞「移動」亦可包括轉動轉軸，可藉由馬達施加轉動力、藉由施加張力於基質以展開基質、 或同時利用以上兩者。
特定實施例之討論
第1A圖及第1B圖共同圖示根據本發明一實施例之處理及包裝製程100。該製程100使用可清潔及包裝基質的系統，該基質可為吸收性、吸附性、或兼具以上兩者。雖然元件符號100在此表示一製程，元件符號100亦可表示包含一系列區段以實行處理及包裝製程之系統。
製程100所用之吸收基質較佳地由合成材料(諸如聚酯或尼龍)所製成。該材料係以材料捲110的形式提供。該材料經處理後纏繞於軸心115以形成材料捲110。該基質捲110可含有例如約900呎(274.3公尺)之材料。隨後將該吸收材料展開為基質105以使該材料通過處理及包裝製程100。
基質捲110代表一大捲吸收材料。較佳地，基質捲110包含編織聚酯材料。該編織聚酯材料可為例如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。其他可用之聚酯材料包括例如聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸丙二酯、聚己內酯、聚甘醇酸、聚乳酸、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚乙二醇、聚丁二醇、聚丙烯琥珀酸等。由聚酯材料製成之擦拭器在市面上由位於Kernersville,North Carolina之Illinois Tool Works公司之Texwipe分部以VECTRA®為商標所販售。關於此類擦拭器之說明可參見http：//www.texwipe.com。
亦可使用其他合成材料。該等合成材料包括例如聚醯 胺、聚丙烯腈、聚對苯二甲酸苯酯醯胺、聚醯胺(諸如，尼龍6、尼龍6/6、尼龍12、聚天冬氨酸、聚麩胺酸等)、聚胺、聚醯亞胺、聚丙烯酸(諸如，聚丙烯醯胺、聚丙烯腈、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯等)、聚碳酸脂(諸如，聚雙酚)、聚二烯(諸如，聚丁二烯聚異戊二烯、聚降冰片烯等)、聚環氧化物、聚醚(諸如，聚乙烯乙二醇(聚氧化乙烯)、聚丁烯乙二醇、聚氧化丙烯、聚縮醛(三聚甲醛)、聚四亞甲基醚(聚四氫呋喃)、聚表氯醇等)、聚烯烴(諸如，聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚丁烯、聚辛烯等)、聚亞苯基(諸如，聚苯醚、聚苯硫醚、聚苯醚碸等)、含矽聚合物(諸如，聚二甲基矽氧烷、聚羧甲基矽烷等)、聚氨酯、聚乙烯基(諸如，聚乙烯丁醛、聚乙烯醇、聚乙烯醇酯、聚乙烯醇醚、聚乙酸乙烯、聚苯乙烯、聚甲基苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基乙烯基醚、聚乙基乙烯基醚、聚乙烯基甲基酮等)、聚縮醛、以及聚芳基。
此外，雖然不鼓勵在超潔淨應用中包含纖維素纖維，但亦可使用聚酯及纖維素材料之混合物。亦可使用編織及非編織合成材料之混合物。
參照第1A圖，範例製程100首先包含將吸收材料捲110置於轉軸120上。轉軸120可藉由馬達122轉動並以一預定轉速將基質捲110展開。較佳地，基質捲110以約22呎/分鐘(0.11公尺/秒)的速率展開或移動通過製程100。
馬達122可進而由支撐架124所支撐。支撐架124可為固定式或可攜式。如第1A圖所示，支撐架124包括輪子126以將吸收材料捲110及馬達122移動至定位。無論支撐架124為固定式或可攜式，製程100接下來包含轉動轉軸120與軸心115以展開吸收材料捲110。
將聚酯材料110展開為基質105。基質105之寬度較佳地為約4吋(10.16公分)至18吋(45.7公分)之間。在此階段，基質105可被稱為「網」或「縫捲」。
使基質105通過包含於製程100中之一系列處理區段或區域。這些區段可包括預清洗區段130、聲波能量清洗區段140及150、沖洗區段160、以及乾燥區段170。較佳地，製程100亦可包含裁切區段180(於乾燥區段170之前或之後)，以及包裝區段190。
如第1A圖所示，製程100包括使基質105移動通過預清洗區段130。於預清洗區段中，將預清洗流體133噴灑至構成基質105之吸收材料上。於本發明之一態樣中，預清洗流體133係為噴灑至基質105之前側105a及後側105b之水溶液133。較佳地，水溶液133主要包含去離子水。噴嘴134係用於噴灑水溶液133。
替代地，預清洗流體133可為氣態溶液。該氣態溶液可包含例如二氧化碳、臭氧、水蒸氣、或上述氣體之組合。
為將基質105導入預清洗區段130，作業員會先將基質捲110之前端展開。此步驟係由人工手動完成，然而 預清洗區段130以及製程100之其他區段較佳地為自動化的，以無需人工的方式進行係為確保清潔並提升效率。
可使用多個夾輥132以輔助基質105通過預清洗區段130之動作。夾輥132使得基質105可在噴嘴134之間移動，使基質105之前側105a及後側105b皆可被浸濕。較佳地，夾輥132為管狀物體，該管狀物體係由不鏽鋼或其他易於清潔或消毒的材質所製成。
應理解到第1A圖中夾輥132及噴嘴134的配置僅為示例性；亦可使用其他配置，例如以一對噴嘴134噴灑水或氣體流體至基質105之單側的配置。
在所有配置中，水溶液或其他預清洗流體133皆凝結或滴落至容器136而被收集起來。隨後將水溶液133導入排水管138。可於此處將水溶液133過濾並重複使用。第1A圖中標示有水線135。在一實施例中，最低位置之夾輥132實際上可位在低於水線135數吋處。
製程100亦包括使基質105移動通過聲波能量清洗區段。於第1A圖之配置中，聲波能量清洗區段實際上包含兩階段，分別標示為140及150。
階段140係為第一超音波能量清洗階段。於此階段吸收材料之前側105a及後側105b皆暴露於超音波能量之下。超音波能量係由一或多個能量產生器144所供應。能量產生器144可製造數百個(甚至數千個)內爆氣泡，該等內爆氣泡可產生微爆波。
能量產生器144較佳地包含管狀共振器。管狀共振器 係為超音波變頻器及電力供應器。管狀共振器144係用於在超音波清洗階段130中產生並供應聲波能量至基質105。所產生能量之頻率較佳地為約20 kHz至80 kHz、更佳地為約20 kHz至50 kHz、且更佳地為約40 kHz。輸入共振器144的電力較佳地為每加侖清洗溶液143約20W至250W。
超音波變頻器可為例如PZT(鋯鈦酸鉛)變頻器或磁致伸縮變頻器。適用之市售變頻器之一例為由位於Newtown,Connecticut之Sonics & Materials公司所販售之Vibra-Cell VCX系列。
第1A圖所示之能量產生器144在本說明書中意指管狀共振器。然而，應瞭解到能量產生器144亦可為平板或其他形式之能量產生器，該等能量產生器可在超音波頻率範圍內(較佳地在20 kHz至50 kHz之間)產生聲波能量。能量產生器144可為例如由位於Escondido,California之Electrowave Ultrasonics公司所生產之壓電變頻器。
共振器144係位於水槽146中。於第1A圖之配置中概略地圖示一對管狀共振器144。然而應理解到亦可使用單一個共振器144或多於兩個共振器144。於本發明之一態樣中，可將由數個共振器所構成之一陣列置於水槽146中。較佳地，可根據水槽146的幾何形狀「調整」管狀共振器144。
共振器144係置於貼近基質105處。共振器144可傳 遞能夠製造空孔效應之高頻音波能量，進而藉由快速地改變聲場中之壓力以增加吸收材料內之微擾流。若聲場內所產生之聲波具有夠高之振幅，則會發生稱為空孔效應的現象，使液相中形成微小空穴或氣泡。此現象係歸因於液體剪力及隨後的快速崩塌。經過足夠的循環之後空孔氣泡將成長至共振尺寸，此時氣泡會於一個壓縮循環內劇烈內爆，並產生數千大氣壓之局部壓力變化。
用於清潔基質105之清洗溶液143係容納於水槽146中。清洗溶液143較佳地包含去離子水以及本技術領域所熟知用於清潔紡織品之介面活性劑。較佳地，可將水加熱。可提供排水管148以在清洗溶液143替換或循環時接收清洗溶液143。
水槽146中標示有流體線145，用以表示清洗期間清洗溶液143之水平面。可選地，可提供側面汲口149以排除高於流體線145之溶液。如此一來，可將所有漂浮於液面之非揮發性殘餘物自水槽146移除。
可使用多個滾筒142以輔助基質105通過超聲波能量清洗區段140之動作。滾筒142使得基質105可在能量產生器144之間移動，使基質之前側105a及後側105b皆可暴露於聲波能量下。滾筒142較佳地為由不鏽鋼所製成之圓筒狀裝置。
於替代的配置方式中，亦可將能量產生器144裝設於水槽146之底部或側壁。但由於會限制聲波能量與基質兩側105a及105b接觸的能力，此種配置方式是較為不 理想的。在任何情況下，將基質105沒入流體線145之下是較為理想的，如此則可藉由清洗溶液143及能量產生器144之聲波作用清洗基質105。
於本發明之一態樣中，第一超音波清洗區段140包括第一及第二組滾筒142。第一組滾筒引導基質105之吸收材料環繞第一能量產生器，使得吸收材料之前側105a直接暴露於來自於第一能量產生器之超音波能量下。類似地，第二組滾筒引導基質105之吸收材料環繞第二能量產生器，使得吸收材料之後側105b直接暴露於來自於第二能量產生器之超音波能量下。
聲波能量清洗區段之階段150代表兆頻超音波能量清洗階段。在此階段中，將吸收材料之前側105a及後側105b暴露於兆頻超音波能量下。該兆頻超音波能量係由至少一個能量產生器154所供應。能量產生器154可製造數百萬個(甚至數十億個)內爆氣泡，該等內爆氣泡可產生微爆波。
能量產生器154較佳地為連接至電源供應器之變頻器。變頻器154係用於在兆頻超音波清洗階段150中產生並供應聲波能量至基質105。所產生能量之頻率較佳地為約800 kHz至1200 kHz、更佳地為約900 kHz至1100 kHz、且更佳地為約1 MHz。該變頻器較佳地係由可產生聲波能量的壓電晶體所組成。該聲波能量進而在水槽中製造空孔。
兆頻超音波變頻器154可為例如由位於Davenport, Iowa之Blue Wave Ultrasonics公司所生產之磁致伸縮變頻器，或由位於Trenton,New Jersey之Megasonic Sweeping公司所生產之兆頻超音波清掃產生器。
變頻器平板154位於水槽156中。於第1A圖之配置中概略地圖示單一個變頻器平板154。然而應理解到亦可使用多於一個變頻器平板154。較佳地，可根據水槽156的幾何形狀「調整」變頻器平板154。
用於清潔基質105之清洗溶液153係容納於水槽156中。清洗溶液153較佳地包含去離子水以及本技術領域所熟知之介面活性劑。較佳地，可將清洗溶液153之水加熱。可提供排水管158以在清洗循環後接收清洗溶液153。
水槽156中標示有流體線155，用以表示聲波清洗期間清洗溶液153之水平面。
可使用多個夾輥152以輔助基質105通過兆頻超音波能量清洗區段150之動作。夾輥152使得基質105可在變頻器154周圍移動，使基質105之至少一側可直接暴露於聲波能量下。可選擇性地將變頻器154裝設於水槽156之底部或側壁。在任何情況下，將基質105沒入流體線145之下是較為理想的，如此則可同時藉由清洗溶液143及能量產生器154之聲波作用清洗基質105。
於第1A圖之配置中，第一超音波清洗階段140係位於第二超音波清洗階段150之前。然而應理解到第二超音波清洗階段150亦可位於第一超音波清洗階段140之 前。因此，可在超音波頻率範圍之聲波能量之前或之後施加兆頻超音波頻率範圍之聲波能量。
製程100亦包括使基質105移動通過沖洗區段160。於沖洗區段中，使用噴嘴164將水溶液163噴灑至基質105上。於本發明之一態樣中，水溶液163係噴灑至基質105之前側105a及後側105b。較佳地，該水溶液主要包含去離子水。
可使用多個夾輥162以輔助基質105通過沖洗區段160之動作。夾輥162使得基質105可在噴嘴164之上、之下、或之間移動，使基質105之前側105a及後側105b皆可被噴灑。夾輥162較佳地為由不鏽鋼所製成之圓筒狀裝置。
去離子水163係收集於容器166中，隨後導入排水管168。可於此處將水過濾並重複使用。第1B圖中標示有水線165。在一實施例中，最低位置之夾輥162實際上可位在低於水線165數吋處。
在經過沖洗之後，將構成基質105之吸收材料移動通過乾燥區段170。於乾燥區段中，對已過清潔或處理之材料加熱。較佳地，使用經加溫並經過HEPA過濾之空氣來加熱。透過一或多個加熱單元176傳送該空氣。每個加熱單元176包括一或多個吹風機或風扇174以緩和地將經加溫之空氣吹過基質105之前側105a及/或後側105b。
可提供多個夾輥172以輔助基質105通過乾燥區段170 之動作。於第1B圖之配置中，滾筒172係設置於加熱單元176之前及之後。
較佳地，使基質105移動通過預清洗區段130、聲波能量清洗區段140/150、沖洗區段160、及乾燥區段170之程序為連續的。為使基質105移動通過製備程序100，以一系列滾筒引導並緩和地抽拉基質105。隨後將基質105裁切成段。
第1B圖展示基質105由加熱單元176進入裁切區段180之示例性動作。於裁切區段180中，以滾筒182將基質105引導至數個槳狀物184之一者上。槳狀物184於轉盤186上轉動。在操作中，將一定長度的基質105置於槳狀物184上。基質105係藉由透過個別槳狀物184上的孔185施加之緩和真空吸力固持於槳狀物184上。於本發明之一態樣中，槳狀物184係保持為實質垂直位向，而軟管(未圖示)透過豎立之槳狀物184上的孔185傳送吸力。隨後將該長度之基質105以雷射或刀刃(未圖示)切割。替代地，基質105之片段係以熱能或音波能量切割，該等能量用於密封或融合片段之邊緣。例如可使用音波刀或音波號角。
將該長度之基質105較佳地切割成長度為4吋(10.16公分)、9吋(22.9公分)、12吋(30.5公分)、或甚至16吋(40.6公分)之片段。於本發明之一態樣中，每個片段為12吋×12吋。替代地，每個片段可為約9吋×12吋。個別片段係標示為元件符號181。
因為施加負壓於該長度之基質105後側的緣故，每個新裁切之基質片段181即使在切割後仍然會留在槳狀物184上。隨後將槳狀物184轉動向下約90度，同時移除真空吸力以釋放基質片段181。第1B圖中圖示有基質片段181之堆疊189。
在釋放基質片段181之後轉動轉盤186。以新的槳狀物184接收下一段長度之基質，並將該基質呈送至雷射或刀刃。切割該長度之基質，並隨後將新裁切之片段181置於堆疊189上。重複上述程序以裁切更多片段181並將該等片段置於堆疊189上。
在指定次數的循環之後(例如50次、75次、或100次)，將基質片段181(或「擦拭器」)之堆疊189沿輸送帶188(或其他輸送裝置)移動。使用輸送帶188將擦拭器之堆疊189傳送至包裝區段190。隨後包裝區段190將擦拭器之堆疊189置於平台195上。
包裝區段190較佳地為自動化的，亦即在不需人手操作的情況下將擦拭器之堆疊189置入袋中。於本發明之一態樣中，將袋192呈送至堆疊189。以空氣脈衝由一端打開袋192，並將兩鰭(未圖示)部份地旋轉以使袋192之該端保持開啟。隨後將堆疊189移入袋192中，並將袋192移開並加以密封。將擦拭器置入袋192之動作係使用活塞194自動地完成。如此可避免人手接觸吸收材料。
所裁切之每個基質片段181(即每個擦拭器)較佳地 每平方公尺具有約0.5×106至5.0×106個約0.5至5.0μm之微粒及纖維。此外，每個擦拭器較佳地每平方公尺具有約30,000至70,000個長度約5.0至100μm之微粒及纖維。此外，每個擦拭器較佳地每平方公尺具有少於150個大於100μm之纖維。
於本發明之一態樣中，每個擦拭器具有少於約0.06 ppm的鉀、少於約0.05 ppm的氯、少於約0.05 ppm的鎂、少於約0.20 ppm的鈣、少於約0.30 ppm的鈉。於本發明之另一態樣中，每個擦拭器具有少於約0.20 ppm的硫。於本發明之另一態樣中，每個擦拭器具有約0.02 g/m2的IPA萃取劑以及約0.01 g/m2的DIW萃取劑。於本發明之另一態樣中，每個擦拭器具有約0.02 g/m2的IPA萃取劑以及約0.01 g/m2的DIW萃取劑。於本發明之另一態樣中，每個擦拭器具有約300 mL/m2至650 mL/m2之吸水性，且更佳地具有約450 mL/m2之吸水性。
第2圖為可用於包裝吸收基質的示例性袋192之透視圖。於裁切區段180將基質105裁切成段後，以袋192接收吸收材料片段。隨後將袋192密封。如第2圖所示，袋192包括齒孔195，使得使用者可在無塵室中快速地打開密封之袋192。
袋192可被終端使用者用於清潔無塵室內之表面。故在此提供清潔表面之方法。該方法包括接收一包擦拭器。該等擦拭器係於如同上述製程100之多種實施例之處理系統內包裝。該方法進一步包括打開擦拭器之包 裝、取出一片擦拭器、以及使用取出之擦拭器擦拭無塵室環境中之表面。
如同所見，本發明茲提供一種用於包裝吸收及吸附材料之改良製程。應注意到第1A圖及第1B圖中所示製程100之配置僅為示例性。例如，可將預清洗區段130、聲波能量清洗區段140/150、沖洗區段160、及乾燥區段170合併為佔地面積較小的模組。該佔地面積可為例如僅30呎乘30呎(或約83.6 m2)。該模組可於多個區段中配備攝影機以監視基質105通過區段130、140、150、160、170之進度。
雖然本案所述之發明顯然經過精確計算以達成上述之好處及優點，應理解到在不脫離本發明之精神的情況下，可對本發明實施例做出各種變化和修飾。
100‧‧‧製程
105‧‧‧基質
105a‧‧‧基質前側
105b‧‧‧基質後側
110‧‧‧基質捲
115‧‧‧軸心
120‧‧‧轉軸
122‧‧‧馬達
124‧‧‧支撐架
126‧‧‧輪子
130‧‧‧預清洗區段
132‧‧‧夾輥
133‧‧‧預清洗流體
134‧‧‧噴嘴
135‧‧‧水線
136‧‧‧容器
138‧‧‧排水管
140‧‧‧聲波能量清洗區段
142‧‧‧滾筒
143‧‧‧清洗溶液
144‧‧‧能量產生器
145‧‧‧流體線
146‧‧‧水槽
148‧‧‧排水管
149‧‧‧側面汲口
150‧‧‧聲波能量清洗區段
152‧‧‧夾輥
153‧‧‧清洗溶液
154‧‧‧能量產生器
155‧‧‧流體線
156‧‧‧水槽
158‧‧‧排水管
160‧‧‧沖洗區段
162‧‧‧夾輥
163‧‧‧水溶液
164‧‧‧噴嘴
165‧‧‧水線
166‧‧‧容器
168‧‧‧排水管
170‧‧‧乾燥區段
172‧‧‧夾輥
174‧‧‧風扇
176‧‧‧加熱單元
180‧‧‧裁切區段
181‧‧‧基質段
182‧‧‧滾筒
184‧‧‧槳狀物
185‧‧‧孔
186‧‧‧轉盤
188‧‧‧輸送帶
189‧‧‧堆疊
190‧‧‧包裝區段
192‧‧‧袋
194‧‧‧活塞
195‧‧‧齒孔
為使本發明能被更清楚地理解，本說明書附有部份圖示、圖表、及/或流程圖。然而應注意到，附圖僅圖示本發明之選定實施例，因此不應被視為本發明範圍之限制，本發明可包含其他等效之實施例及應用。
第1A圖及第1B圖共同圖示根據本發明一實施例之處理及包裝製程。該製程係用於製備吸收基質，且較佳地，該製程在啟動後即可不需人力操作。
第2圖為包裝袋之透視圖，在基質被裁切或摺疊成多 段之後可用此袋包裝吸收基質。
100‧‧‧製程
105‧‧‧基質
105a‧‧‧基質正面
105b‧‧‧基質背面
110‧‧‧基質捲
115‧‧‧軸心
120‧‧‧轉軸
122‧‧‧馬達
124‧‧‧支撐架
126‧‧‧輪子
130‧‧‧預清洗區段
132‧‧‧夾輥
133‧‧‧預清洗流體
134‧‧‧噴嘴
135‧‧‧水線
136‧‧‧容器
138‧‧‧排水管
140‧‧‧聲波能量清洗區段
142‧‧‧滾筒
143‧‧‧清洗溶液
144‧‧‧能量產生器
145‧‧‧流體線
146‧‧‧水槽
148‧‧‧排水管
149‧‧‧側面汲口
150‧‧‧聲波能量清洗區段
152‧‧‧夾輥
153‧‧‧清洗溶液
154‧‧‧能量產生器
155‧‧‧流體線
156‧‧‧水槽
158‧‧‧排水管

Claims (32)

  1. 一種用於處理一吸收材料之製程，該製程包含：展開一捲吸收材料作為一基質進入一清潔系統；使該基質移動通過該清潔系統中之一聲波能量清洗區段，其中該基質前後兩側之至少一側暴露在來自於一或多個聲波能量產生器之能量脈衝下，該一或多個聲波能量產生器位於一清洗溶液之一水槽內；以及進一步使該基質移動通過該清潔系統中之一乾燥區段，其中對已清潔之該吸收材料加熱；且其中已清潔並乾燥之該吸收材料均勻地具有每平方公尺少於150個長度大於100μm之纖維。
  2. 如請求項1所述之製程，其中該吸收材料包含一合成材料。
  3. 如請求項2所述之製程，其中該吸收材料主要包含聚酯。
  4. 如請求項1所述之製程，其中該吸收材料為一吸收性材料。
  5. 如請求項5所述之製程，其中該吸收性材料具有約300 mL/m2至650 mL/m2之吸水性。
  6. 如請求項3所述之製程，進一步包含：使該基質移動通過該清潔系統中之一預清洗區段，其中在使該基質移動通過該聲波能量清洗區段之前，將一預清洗流體噴灑至該吸收材料上。
  7. 如請求項7所述之製程，其中該預清洗區段中之該預清洗流體為(i)主要包含去離子水之一液體；(ii)包含二氧化碳、水蒸氣、臭氧、或上述氣體之組合之一氣流；或(iii)上述流體之組合。
  8. 如請求項8所述之製程，其中使該基質移動通過該預清洗區段、該聲波能量清洗區段、以及該乾燥區段之程序為連續的。
  9. 如請求項9所述之製程，進一步包含：在使該基質移動通過該乾燥區段之後，將該基質裁切成段以形成個別擦拭器；將該等擦拭器置入一袋中；以及密封該袋。
  10. 如請求項10所述之製程，其中將該基質裁切成段並將該等擦拭器置入一袋中之步驟係在實質上不需人手接觸該吸收材料的情況下進行。
  11. 如請求項11所述之製程，其中裁切一長度之該基質之步驟係使用一雷射切割器、一音波刀或一音波號角來執行。
  12. 如請求項10所述之製程，其中每個擦拭器具有約(i)每平方公尺30,000至70,000個長度約5.0至100μm之微粒及纖維；(ii)每平方公尺0.5×106至5.0×106個長度約0.5至5.0μm之微粒及纖維；或(iii)上述兩者。
  13. 如請求項10所述之製程，其中每個擦拭器具有少於約0.06 ppm的鉀、少於約0.05 ppm的氯、少於約0.05 ppm的鎂、少於約0.20 ppm的鈣、少於約0.30 ppm的鈉。
  14. 如請求項3所述之製程，其中：該聲波能量清洗區段包含一第一超音波能量清洗器；且該一或多個能量產生器包含至少一個在約20 kHz至80 kHz頻率下運作之變頻器。
  15. 如請求項3所述之製程，其中：該聲波能量清洗區段包含一第二超音波能量清洗器；且該一或多個能量產生器包含至少一個在約900 kHz 至2.0 MHz頻率下運作之變頻器。
  16. 如請求項3所述之製程，其中該聲波能量清洗區段包含：一超音波能量清洗站，該超音波能量清洗站具有至少一個在約20 kHz至50 kHz頻率下運作之聲波變頻器；一水槽，該水槽位於該超音波能量清洗站中，當該基質移動通過該超音波能量清洗站時用以容納一定體積之去離子水及介面活性劑；一兆頻超音波能量清洗站，該兆頻超音波能量清洗站具有至少一個在約900 kHz至2.0 MHz頻率下運作之聲波變頻器；及另一水槽，該水槽位於該兆頻超音波能量清洗站中，當該基質移動通過該超音波能量清洗站時用以容納一定體積之去離子水及介面活性劑。
  17. 如請求項3所述之製程，進一步包含：在使該基質移動通過該乾燥區段之前，使該基質移動通過一沖洗區段，其中以主要包含去離子水之一水溶液沖洗該基質。
  18. 如請求項7所述之製程，進一步包含：將一捲吸收材料置於一轉軸上；且其中展開該吸收材料捲之步驟包含從該轉軸上展開 該吸收材料捲以將該基質引導至該預清洗區段。
  19. 如請求項19所述之製程，其中：該吸收材料捲在置於轉軸上之前係纏繞於一軸心；該吸收材料捲在置於該轉軸上之前具有至少25呎(3.31公尺)之一長度；且展開該吸收材料捲之步驟包含轉動該轉軸。
  20. 如請求項1所述之製程，其中該熱源包含經加溫並經過HEPA過濾之空氣。
  21. 一種用於接收一捲吸收材料作為一基質並處理該吸收材料的處理系統，該處理系統包含：一聲波能量清洗區段，配置以使該基質前後兩側之至少一側暴露在來自於一或多個聲波能量產生器之能量脈衝下，該一或多個聲波能量產生器位於一清洗溶液之一水槽內；一乾燥區段，配置以對已清潔之該吸收材料施加經加溫並過濾之空氣；一裁切區段，配置以在該基質通過該乾燥區段之後連續地將該基質裁切成個別擦拭器，並將該等擦拭器放置為一堆疊；以及一包裝區段，配置以連續地接收每個擦拭器堆疊，並在實質上不需人手操作的情況下將該等擦拭器堆疊置入 一袋中。
  22. 如請求項22所述之處理系統，其中該吸收材料主要包含聚酯。
  23. 如請求項22所述之處理系統，其中：該吸收材料可為一吸收性材料、一吸附性材料、或兼具以上兩者性質之材料；且在經過清潔並乾燥之後，該吸收材料均勻地具有每平方公尺少於150個長度大於100μm之纖維。
  24. 如請求項22所述之處理系統，其中：該吸收材料為一吸收性材料；且該吸收性材料具有約300 mL/m2至650 mL/m2之吸水性。
  25. 如請求項22所述之處理系統，進一步包含：一預清洗區段，配置以接收該吸收材料捲作為一基質，並在使該基質移動進入該聲波能量清洗區段之前將一預清洗流體噴灑至該吸收材料上。
  26. 如請求項26所述之處理系統，其中該預清洗區段中之該預清洗流體為(i)主要包含去離子水之一液體；(ii)包含二氧化碳、水蒸氣、臭氧、或上述氣體之組合之一 氣流；或(iii)上述流體之組合。
  27. 如請求項27所述之處理系統，進一步包含：一沖洗區段，配置以連續地接收來自於該聲波能量清洗區段之該基質，並在乾燥步驟之前藉由噴灑去離子水以沖洗該基質。一支撐架，具有用以支撐該吸收材料捲之一轉軸；及一馬達，用以轉動該轉軸以展開該吸收材料捲作為一基質進入該預清洗區段。
  28. 如請求項22所述之處理系統，其中：該聲波能量清洗區段包含一第一超音波能量清洗器；且該一或多個能量產生器包含至少一個在約20 kHz至80 kHz頻率下運作之變頻器。
  29. 如請求項29所述之處理系統，其中：每個該至少一個變頻器係為一管狀共振器；且每個該至少一個管狀共振器係在約20 kHz至50 kHz頻率下運作。
  30. 如請求項29所述之處理系統，其中該第一超音波能量清洗器包含：一第一組滾筒，用以引導該基質環繞一第一變頻器， 使得該基質之前側直接暴露於來自於該第一變頻器之超音波能量下；以及一第二組滾筒，用以引導該基質環繞一第二變頻器，使得該基質之後側直接暴露於來自於該第二變頻器之超音波能量下。
  31. 如請求項22所述之處理系統，其中：該聲波能量清洗區段包含一第二超音波能量清洗器；且該一或多個能量產生器包含至少一個在約800 kHz至2.0 MHz頻率下運作之變頻器。
  32. 一種清潔一表面之方法，該方法包含：接收一包擦拭器，該等擦拭器係於一處理系統內包裝，該處理系統包含：一聲波能量清洗區段，配置以使該基質前後兩側之至少一側暴露在來自於一或多個聲波能量產生器之能量脈衝下，該一或多個聲波能量產生器位於一清洗溶液之一水槽內；一乾燥區段，配置以對已清潔之該吸收材料施加經加溫並過濾之空氣；一裁切區段，配置以在該基質通過該乾燥區段之後連續地將該基質裁切成個別擦拭器，並將該等擦拭器放置為一堆疊；以及 一包裝區段，配置以連續地接收每個擦拭器堆疊，並在實質上不需人手操作的情況下將該等擦拭器堆疊置入一袋中；打開該等擦拭器之包裝；取出該等擦拭器之一者；以及使用取出之該擦拭器擦拭一無塵室環境中之一表面。
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