WO1991007239A1 - Methode et appareil de sechage - Google Patents

Description

明 細 書

乾燥方法及びそのための装置

「技術分野」

本発明は、 ブリ ン ト配線板などの電子部品、 レンズゃブリズ ムなどの光学部品、 歯車やリードフ レームなどの精密機械部品 の精密洗浄や表面処理などの後で、 該部品表面に付着している 水分を除去する乾燥方法及びそのための装置に関する。

「背景技術」

半導体、 液晶表示素子、 ブリ ン ト配線板などの電子部品、 レンズゃブリズムなどの光学部品、 歯車やリー ドフ レームなど の精密機械部品の精密洗浄や表面処理などを行なった後の乾燥 では、 該'部品の表面付着水を、 安全に、 かつ短時間で除去する と共に、 高度な乾燥仕上がり状態が、 安価に得られるこ とが要 求される。

通常、 乾燥方法の選定は、 被乾燥物体の乾燥仕上がりのレべ ル、 乾燥作業の能率、 コス トなどを考慮してなされるが、 下記 の通り、 従来から用いられている乾燥方法には、 これらの要件 をすベて満足するものがなく 、 新しい乾燥方法の開発が待たれ ていた。

① 拭き取り乾燥法

乾いた布やスポンジのようなもので濡れた表面を拭き、 水分 を吸い取る方法であり、 手軽ではあるが、 小型で形状が複雑な 被乾燥物体に適用することが困難であり、 また仕上がり も良好 であるとは言い難く 、 作業性も悪い。 ② 熱風循環乾燥法

熱風を循環せしめた容器内に被乾燥物体を入れて乾燥する方 法で、 ハン ド リ ングの容易さから広く 用いられているが、 被乾 燥物体に熱風が直接当たるため、 被乾燥物体の二次汚染防止 上、 該熱風は、 ゴミ粒子や油性物質を全く含まないものである こ とが要求される。 しかしながら、 それらを完全に除去するこ とは実際上不可能であ り 、 高度の乾燥仕上がり は期待できな い。

③ ガス （空気、 窒素ガスなど） の吹き付け乾燥法

空気や窒素ガスなどを被乾燥物体に吹き付けて乾燥する方法 であるが、 高純度のガスを大量に必要とするため、 コス ト的に 問題があり、 また、 ガス流の影になる部分は乾燥しにく く 、 乾 燥ムラが発生する欠点がある。

④ 赤外線、 遠赤外線照射乾燥法

赤外線や遠赤外線を乾燥熱源と して利用する方法で、 その雰 囲気 （環境） が清浄であれば高度の乾燥仕上がり を期待できる が、 乾燥速度が遅く 、 大型で形状が複雑な被乾燥物体では乾燥 ムラがでやすい。

⑤ 真空乾燥法

容器内に被乾燥物体を入れ、 真空ボンプなどで減圧して水分 を蒸発せしめ除去する方法であるが、 水の蒸発に伴い蒸発潜熱 を被乾燥物体から奪うため被乾燥物体の温度が低下し、 結果と して水の蒸発 （乾燥） に長い時間を要することになる。 また、 真空ポンプのオイルによる被乾燥物体の汚染の恐れもある。 ⑥ スピンアウ ト乾燥法

遠心力で水を吹き飛ばす方法で、 極く短時間で乾燥できると いう利点があるが、 吹き飛ばされた水 （汚れている こ とが多 い） がミス ト と して装置内を舞い、 被乾燥物体に再付着してこ れを汚すという欠点がある。

⑦ 溶剤蒸気乾燥法

親水性の溶剤蒸気を被乾燥物体に接触せしめ、 水と溶剤とを 置換する方法で、 仕上がりの非常に良好な乾燥が出来る。 ただ し、 溶剤と して一般にイ ソプロピルアルコール （ I P A ) のよ うな可燃性のものを用いるので、 該蒸気に引火しないよう装置 を防爆構造にしたり、 消火設備を備える必要がある。

⑧ 水置換乾燥法

不燃性の水置換剤 （水切り剤） 、 例えばフロ ン 1 1 3ノアル コール系あるいはフロ ン 1 1 3 /界面活性剤系溶剤で表面の水 分を除去した後、 不燃性有機溶剤、 例えばフロ ン 1 1 3でもつ て該水置換剤を除去することによって仕上げるもので、 引火性 もなく 、 簡単に乾燥が出来るという利点があるが、 表面が多少 疎水化される （フ ロ ンの吸着による と考えられる） 傾向があ り 、 乾燥仕上がり が良いと は言えない。 また、 フ ロ ン 1 1 3 は、 オゾン層破壊の要因と言われてお り 、 その使用故に本法 は、 好ま しく ない。

「発明の開示」

本発明は、 半導体、 液晶表示素子、 ブリ ン 卜配線板などの電 子部品、 レンズゃブリ ズムなどの光学部品、 歯車や リ ー ドフ レームなどの精密機械部品の精密洗浄や表面処理などを行なつ た後の乾燥において、 従来技術では充足し得なかつた要件を全 て満足せしめる方法及び装置を提供するものであって、 該部品 の表面付着水を、 安全に、 かつ短時間で除去すると共に、 高度 な乾燥仕上がり状態が、 安価に得られるものである。

本発明は、 被乾燥物体を、 蒸気でもって充分に加熱した後、 該収納容器の内部空間を冷却することを特徴とする被乾燥物体 を乾燥する方法及びそのための装置であって、 その方法は、 該 容器の内部空間に存在する空気を該加熱蒸気でもって置換する と共に、 該冷却操作を、 該蒸気の導入が停止されると共に、 該 容器が外気と遮断された状態で行い、 更に、 該冷却操作の後、 該容器に乾燥ガスを導入することをことを特徴とする。

該蒸気は、 その蒸気圧が少く とも大気圧 （ 7 6 0 m m H g ) となる温度 （沸点） の蒸気を用いる。 該蒸気源と しては、 通常 は、 安全性を考慮して水を用いるが、 被乾燥物体の耐熱性に制 限がある場合には、 水よ り低沸点の親水性有機溶剤、 例えばメ タノ ール， エタ ノ ール， I . p . A (イ ソブロ ピルアルコ ー ル） などの低級アルコール類やアセ トンなどを用いても良い。 親水性有機溶剤と して何を用いるかについては、 さ らに被乾燥 物体の耐薬品性ゃ該溶剤のコス トを考慮して適宜選択すれば良 い。

ちなみに、 上記の各蒸気源の沸点は、 下記の通 り である ( 2 0 °Cにおける蒸気圧を併記） 。 蒸気源 沸点 c) 蒸気圧（mmHg:

アセ ト ン 5 6. 3 1 8 5. 9 メ タノ ール 64. 7 9 7. 3 ェタノ ール 78. 3 44. 1

P . A 8 2. 4 3 2. 7 水 0 0 7. 5 本発明の方法の手順及び作用を第 1図を参照しつつ以下に説 明する。 図の縦軸は、 （ a ) が、 被乾燥物体の表面温度 ： T ( °C ) 、 ( b ) が、 容器内の空間に存在する水分量 ： W (m gノ £ ) 、 （ c ) 力 被乾燥物体の表面付着水分量 ： M ( g / m ² ) 、 （ d ) 力 凝縮液量 ： Q ( g ) であ り 、 横軸 は、 経過時間 ： tである。 尚、 使用蒸気は、 1 0 0 °Cの水蒸気 であると して説明する。 又、 下記①〜⑥は、 各操作を示してい る。

① 収納容器の中に、 被乾燥物体を入れ蓋をする （時間 ： t 0 ) 。

で、 各状態値は、 T 。 （室温） ， W。 （ T 。 における 飽和蒸気密度とその雰囲気の相対湿度よ り求められる） ， M _s (例えば、 1 0 μの水膜だとすると、 1 0 g/m ² とな る） である （凝縮水 ： Qは、 乾燥操作の過程で発生するもの 故、 当然のこと "ゼロ " である） 。

② 該容器に蒸気を導入する （時間 ： t i → t ₂ ) 。

この操作で、 該容器内の空気は水蒸気で置換され、 最終的 には （ 1: ₂ ) 、 該容器内部空間は該蒸気が充満した状態にな る。 又、 この操作で、 該蒸気は、 被乾燥物体表面と該容器壁 面に凝縮しつつ （凝縮水量 ： Qは、 この操作の初期にピーク を示す。 尚、 加熱初期においては、 被乾燥物体の表面温度が 加熱蒸気の温度よ り低いため、 該蒸気は、 被乾燥物体の表面 で凝縮し、 しかも、 被乾燥物体表面の付着水と置換するた め、 その付着水分量 ： Mは、 見掛け上、 一旦増加する） 被乾 燥物体と該容器とを該蒸気の温度に等し く なるまで加熱す る。 被乾燥物体と該容器との温度が、 該蒸気の温度に近づく につれ、 凝縮水量は減少し （総凝縮水量 ： I ) 、 両温度が等 しく なった時点では、 被乾燥物体表面と該容器壁面の付着水 (実際は、 凝縮水） は蒸気と置換され、 凝縮水の生成がなく なる （ CI = 0 g ) と共に、 被乾燥物体が単に蒸気圧 7 6 0 m m H gの飽和蒸気雰囲気 （相対湿度 1 0 0 %の状態。 W ₂ = 5 98 m g/£ ) 中に存在する状態となる （被乾燥物 体表面の付着水 ： M= 0 g/m ² 、 すなわち M _f ) 。

③ 該容器内に蒸気が充満し、 被乾燥物体の温度が該蒸気温度 に等しく なつたこ とを確認後、 蒸気の導入を停止し、 該容器 を外気と遮断状態にしてから該容器内部空間を冷却する （時 間 ： t ₂→ t 3 ) 。

該容器を冷却すると、 該容器内空間に存在する蒸気は、 冷 却部表面に凝縮し始め （総凝縮水量 ： II ) 、 それにしたがつ て該容器内空間は、 減圧状態になる （例えば、 2 0 °C迄冷却 した と すれば、 その温度における飽和蒸気圧 ： 1 7 . 5 mmH g迄減圧される） 。 尚、 その時点での Wすなわち W₃ は、 2 0 °Cの飽和蒸気密度 （相対湿度 1 0 0 %) に相当する 1 7. 3 m gノ £である。 こ こで、 被乾燥物体と冷却部と は、 後述の通り熱的に隔離 （絶縁） せしめられ、 しかも被乾 燥物体の熱容量が大きいこ と と、 該容器内が減圧 （真空） 状 態にあって熱の伝導が悪いこ と もあって、 被乾燥物体の表面 温度 ： T 3 は、 該容器内部空間の温度よ り相当高い状態にあ り （被乾燥物体から該冷却部に向かって負の温度勾配を有す る） 、 被乾燥物体表面近傍の空間水分は、 該表面に凝縮する こ となく 、 該冷却部に効率よ く凝縮する。

該容器内の凝縮液量の増加がなく なつた時点 （ t ₃ ) で冷 却を停止し、 該容器に乾燥ガスを導入する。

該容器内の圧力が大気圧に戻ると共に、 該容器内の相対湿 度が W ₃ よ り W₄ ( < W。 ） に低下する。

該乾燥ガスと しては、 清浄で、 相対湿度が極力低いものが 好ま しく 、 通常 1 0 %以下、 必要に応じ、 乾燥剤等を通過せ しめさ らに乾燥せしめた不燃性のガス、 例えば空気もしく は 窒素ガスを用いる。 この操作によって、 被乾燥物体表面への水分再付着が防止 されるのである （ こ こで、 被乾燥物体の温度は、 τ ₃ よ り

Τ ₄ に低下しているが、 その低下分に相当する熱エネルギー が、 該容器内の残存水分への蒸発潜熱の供給源となるので、 この点も被乾燥物体表面への水分再付着防止に寄与している のである） 。

⑤ 該容器内の圧力が大気圧に戻った後、 該容器から被乾燥物 体を取り出す。

⑥ 上記①〜⑤のステップを繰り返す。

上述の通り、 本発明の方法は、 先ず、 蒸気でもって被乾燥物 体を加熱し （当然のこ とながら、 熱エネルギーを放出した蒸気 は被加爇物表面で凝縮するので被乾燥物体表面の付着水分は凝 縮水で置換され、 最終的には、 被乾燥物体の温度が該蒸気温度 と等しく なつた時点で、 該凝縮水は、 該蒸気で置換される） 、 該容器内部空間に蒸気を充満せしめ、 該容器を外気と遮断状態 にしてから被乾燥物体の収納容器内部空間を冷却し、 該内部空 間に存在する水分を凝縮せしめ （該内部空間は、 結果と して減 圧される） 、 最後に、 該内部空間圧力を大気圧に戻す操作を利 用して該内部空間に乾燥ガスを導入せしめるこ とによって乾燥 する方法故、 該冷却部と被乾燥物体とが気相を通じてのみ伝熱 可能な状態におかれること及び該冷却部表面で凝縮する凝縮液 が被乾燥物体に再付着しないようにすることが、 重要なボイ ン ト となる。

本発明の装置は、 収納容器内の被乾燥物体を蒸気でもって充 分に加熱した後、 該容器内部空間を冷却するこ と によって被乾 燥物体を乾燥せしめる装置であって、 被乾燥物体の収納容器 に、 蒸気導入手段と、 該収納容器内部空間を冷却する手段と、 凝縮液の貯留 · 排出手段と、 乾燥ガスの導入手段と、 を備える と共に、 該容器が、 該冷却手段の冷却部と被乾燥物体とが熱的 に絶縁し得る及び該収納容器内部空間を外気と遮断し得る、 構 造を有するこ とを特徴とする。

こ こで、 該収納容器と しては、 通常、 蓋を上部に係着する (被乾燥物体の出し入れに配慮） 有底 （凝縮液の貯留 · 排出を 考慮） 円筒 （本乾燥操作が一時的にしろ減圧条件下で行なわれ るこ とを考慮） 型の鋼製容器を用いる。 勿論、 種々の耐圧容器 が使用可能であることは言うまでもない。 該蒸気導入手段は、 通常、 系外の蒸気発生源と連絡する配管 （流量調節及びノ又は 流入を遮断する弁を付設） を意味するが、 該収納容器にヒ ー タ、 例えば電気ヒータや蒸気ヒータ等を付設し、 該収納容器に 予め張り込んだ液を加熱し系内で蒸気を発生せしめてもよい。 又、 蒸気ヒーターを用いる場合には、 蒸気導入操作と冷却操作 とはシーケンシャル操作故、 該冷却手段 （通常、 該収納容器の 側壁及び Z又は底面を二重壁構造と したり、 該収納容器内部空 間に冷却管を配設し、 該壁内部もしく は管内に系外よ り冷媒を 流す間接冷却方式を採る） の冷却部をヒーター と して兼用して もよい （この場合には、 熱媒と冷媒を該機器へ切替え導入する ための弁が必要となる） 。 尚、 該冷却部は、 冷却操作時その表 面に凝縮する液が被乾燥物体と接触しないよう、 被乾燥物体の 該容器内収納位置とは水平方向にある程度の距離をおいて配設 するか又は両者の間に隔壁を設ける （該冷却部が被乾燥物体と ほぼ同一高さに置かれる場合） もしく は、 該冷却部を被乾燥物 体の該容器内収納位置より下方に位置せしめる。 さ らに、 被乾 燥物体と該冷却部との熱的絶縁をはかるため、 被乾燥物体を低 熱伝導率の材料からなる部材を介して、 もしく は該材料からな る保治具上に直接載置する、 又は該容器上部よ り直接もしく は カゴ等の容器に入れた上で吊設せしめる。 該凝縮液の貯留 · 排 出手段は、 該容器の底部に確保した空間であって、 該凝縮液の 排出用配管 （該容器の減圧状態を維持せしめるための弁を付 設） をその最深部に付設せしめられた、 少な く と も第 1 図 ( d ) に示す総凝縮液量の Πを貯留し得る容量もしく は液面計 が作動し得る深さを有するものであればよ く 、 その形状は、 集 液性を考えると円錐状が好ま しいが、 それに限定する必要はな い。 尚、 加熱用の蒸気を系内で賄う場合には、 ヒータの空焚き 防止に必要な容量も考慮しなければならない。 該容器内部空間 を外気と遮断し得る構造と しては、 通常、 該凝縮液の排出用配 管の末端を水封せしめたトラップを用いる （蒸気導入操作時に 生成する凝縮液は、 該卜ラップを経由して逐次該容器外へ排出 される） 。 該乾燥ガスの導入手段は、 通常、 系外のガス源と連 絡する配管 （流量調節及び/又は流入を遮断する弁を付設） を 意味するが、 系外よ り蒸気を導入する場合には、 蒸気導入操作 と乾燥ガス導入操作とはシーケンシャル操作故、 該蒸気導入手 段と兼用してもよい （この場合には、 蒸気とガスとの切替え弁 が必要となる） 。

尚、 本発明の方法は、 バッチ操作故、 通常、 被乾燥物体の製 造システムのライ ン速度に合せ、 上述の装置を複数基準備する が、 逆に、 該装置の単位時間処理能力を大き く し、 単基もし く は少数基と してもよい。

「図面の簡単な説明」

第 1 図は、 本発明の基本的な乾燥機構を説明する図で、 具体 的数字は、 蒸気源と して水を用いた場合を例と して示してある

(縦軸は、 （ a ) が、 被乾燥物体の表面温度 ： T C ) 、 ( b ) が、 被乾燥物体の収納容器内部空間に存在する水分量 ： W ( m g / £ ) 、 ( c ) が、 被乾燥物体の表面付着水分量 ： M ( g / m ² ) , ( d ) が、 凝縮液量 ： Q ( g ) であり、 横軸 は、 経過時間 ： t (添字は、 それぞれ、 0 ： 被乾燥物体の収納 容器への挿入時、 1 ： 収納容器への蒸気の導入開始時、 2 ： 収 納容器への蒸気の導入停止及び該容器の冷却開始時、 3 ： 収納 容器の冷却停止及び該容器への乾燥ガスの導入開始時、 4 ： 乾 燥操作の終了時、 を示す） である。 尚、 Tと Wの添字は、 の それに対応する各時点での Tと Wの各状態値を、 Mの添字は、 s ： 乾燥前の、 m a x : 最大の、 ： f ： 最終の、 各値を、 Qの I と IIは、 それぞれ蒸気導入時と冷却時の総凝縮水量を、 示して いる） 。 第 2図は、 本発明の装置の一実施例の縦断面図、 第 3 図及び第 4図は、 本発明の装置の他の実施例の縦断面図であつ て、 特に、 第 2図とは異なる蒸気の導入態様 （系内で該蒸気を 賄う） 示す図、 第 5図 （ a ) は、 本発明の代替方法のための装 置の縦断面図であ り 、 同図 （ b ) は、 その要部拡大図であ る。

A · ·· ·被乾燥物体

1 · ·· ·収納容器 2

3 · ·· ·底部 4 · · · ·蒸気導入管

5 卜ラ ップ

6 · · · ·凝縮液オーバーフロー管

7 · · · ·乾燥ガス導入管 8 ·，♦ ·冷却部

9……冷却水導入管 1 0 · · · ·冷却水排出管

1 1 · · · ·被乾燥物体保持具 ' 1 2 ·'· '液張込み管

1 3——ヒータ 1 4 · ·· ·凝縮液排出管

1 5——ドレン管 1 6 , 1 7——樋

2 1 , 2 2， 2 3. 2 4， 2 5 , 2 6， 2 7——弁

3 1 · ·· ·圧力検知手段 32 · · · ·温度検知手段

3 3 · · · ·液位検知手段

「発明を実施するための最良の形態」

次に、 本発明の詳細について図面に参照しつつ説明するが、 本発明がこの実施例に限定されるものでないことは言う までも ない。

第 2図は、 本発明の乾燥装置の 1つの実施例を示す縦断面図 である。

該装置は、 被乾燥物体 ： Aをその中に収容可能な蓋付き有底 円筒型容器 ： 1 (底部 ： 3は、 逆円錐形であり、 蓋 ： 2は、 該 容器を密閉できるものである） に、 その一端が該容器内に開放 されている蒸気導入管 ·· 4 と、 凝縮液排出管 '. 1 4を介して底 部 ： 3に接続せしめられた トラップ ： 5 と、 その一端が該容器 内に開放されているガス導入管 ： 7 と、 冷却水導入管 ： 9 と冷 却水排出管 ： 1 0 とがそれぞれ接続された冷却部 ： 8 (該容器 側壁を二重壁構造と し、 該冷却部と して利用） と、 をそれぞれ 備えている。 ここで、 被乾燥物体 ： Aは、 該冷却部と熱的に絶 縁せしめるべく 、 低熱伝導率の材料からなる格子状の保持具 ： 1 1 上に載置される。 尚、 各管 ： 4 , 7 , 9 ， 1 0 , 1 4に は、 それぞれ流量調節及び又は遮断用の弁 ： 2 1 . 2 3 . 2 4 , 2 5 , 2 2が、 該容器の上部には、 圧力検知手段 ： 3 1 と温度検知手段 ： 3 2が、 下部には、 液位検知手段 ： 3 3がそ れぞれ付設されている。

この装置を用いた乾燥操作は、 下記の手順にて行なわれる (図面上では、 被乾燥物体 ： Aを一個もしく は一群と して表示 してある。 尚、 蒸気は、 1 0 0 °Cの水蒸気と して説明する） 。 先ず、 該容器 （各弁の状態は、 2 1 , 2 3 , 2 4 . 2 5 ： 閉、 2 2 : 開である） 中の保持具 ： 1 1上に、 被乾燥物体 ： A を載置し、 蓋 ： 2 を閉じる （第 1 図において時刻 ： t。 の状 態） 。 次いで、 弁 ： 2 1 を開けて、 該容器内に水蒸気を導入す る （第 1 図において時刻 ： t ！ → t ₂ ) 。 水蒸気は、 純水を大 気圧下で沸騰させて得たもので （蒸気発生源は図示せず） 、 被 乾燥物体と該容器自身を加熱する と共に凝縮せしめられ、 更 に、 該容器内部空間に存在する空気と置換しつつ該凝縮水を 凝縮液排出管 ： 1 4— ト ラ ッ プ ： 5→凝縮液オーバーフロ ー 管 ： 6のルー トにて系外に排出する。 被乾燥物体と該容器の温 度が蒸気の温度に等しく なると蒸気の凝縮が終わり、 該容器内 部空間は水蒸気で満された状態となる （第 1 図において時刻 ： t ₂ の状態。 オーバーフロー管 ： 6から排出される凝縮水量が 一定もしく は "ゼロ " となり、 一部蒸気そのものが出てく るこ とでその終点を把握可能であり、 更に温度検知手段 ： 3 2 にて 確認できる） 。 そこで、 弁 ： 2 1 ， 2 2 を閉じ、 弁 ： 2 5 , 2 4を開け、 冷却水導入管 ： 9→冷却部 ： 8—冷却水排出管 ： 1 0のルー 卜で冷却水を流す （第 1 図において時刻 ： t ₂ → t a ) 。 この操作によって該容器内部空間に充満した水蒸気 は、 該冷却部表面にて凝縮せしめられ、 該容器内の圧力は、 0 . 0 2 3気圧 （冷却設定温度が 2 0 °Cの場合） に降下し、 凝 縮水は、 該容器の底部 ： 3に溜る。 その終点 （第 1 図において 時刻 ： t 3 の状態） を、 液位検知手段 ： 3 3にて把握 （液位が 一定であること） し、 更に温度検知手段 ： 3 2にて確認 （該容 器内部空間の温度が一定であること） した後、 弁 ： 2 4 , 2 5 を閉じて冷却を止め、 弁 ： 2 3を開けて精製した乾燥ガスを乾 燥ガス導入管 ： 7 よ り該容器内に導入して該容器内の圧力を 大気圧 （圧力検知手段 ： 3 1 でモニター） に戻してから、 弁 ： 2 2を開 （該容器底部のに溜った凝縮水を系外に排出する） 、 弁 ： 2 3 を閉にし、 蓋 ： 2 を開けて被乾燥物体 ： Aを取り 出 す。 これで、 乾燥操作が終了し、 次なる乾燥操作に備えるこ と になる。 尚、 凝縮液の排出手段 （該容器内部空間と外気との遮 断手段兼用） と して、 弁 ： 2 2 と トラ ップ ·· 5 との組合せ方式 を示したが、 本発明の装置はこれに限定されるものではなく 、 例えば、 弁 ： 2 2を調圧弁と し、 トラップ ： 5を省略してもよ い。

以上、 蒸気源と して水を用いた場合について説明したが、 耐 熱性の制約がある場合には、 引火爆発に留意した （設備及び各 操作において） 上で、 親水性の低沸点有機溶剤、 例えば、 各種 の低級アルコールを用いればよく 、 その場合の加熱温度は、 各 アルコ ールの沸点とするのがよい。 この場合の冷却設定温度 は、 確保し得る冷媒温度及び該加熱温度との熱落差 （温度差） から適宜選択すればよい。

第 3図及び第 4図は、 本発明の装置の他の実施例の縦断面図 であって、 所要蒸気を系内にて賄う場合の例である （尚、 冷却 部 ： 8は、 第 2図のそれの代替案を示す意味で、 該容器底部側 壁内面 （第 3図） もしく は側壁内面 （第 4図） に配設せしめた コィル状配管を用いた） 。

第 3図に示す態様では、 前述の蒸気導入管 ： 4に代え、 液 張込み管 ： 1 2を、 新たに該容器底部側壁外面にヒータ ： 1 3 を、 それぞれ設け、 蒸気の導入工程において、 予め液張込み 管 ： 1 2 を経由 して該容器底部に張込んだ所定量の液をヒー タ ： 1 3にて加熱することによって該加熱蒸気を得んとするも のである。 該加熱時に生成する凝縮液は、 該加熱蒸気の圧力で もって、 凝縮液排出管 ： 1 4 (弁 ： 2 2 は遮断弁） を経由し て、 系外に排出される。 尚、 管 ： 1 5は、 冷却工程にて発生す る凝縮液 （第 1 図 （ d ) における総凝縮液量. II ) を排出するた めの ド レン管 （弁 ： 2 7は遮断弁） である。 ここで、 凝縮液排 出管 ： 1 4は、 別途、 切替え弁を設けるこ とによって液張込み 管及び凝縮液排出管と して兼用 （時分割使用） 可能である。

第 4図に示す態様は、 第 3図に示す態様の ドレン管 ： 1 5 と 凝縮液排出管 ： 1 4 とを兼用せしめると共にヒータ ： 1 3を該 容器底部側壁内面に設けた （第 3図の装置においても、 採用可 能） 態様であり、 蒸気の発生要領は、 第 3図に示した要領と同 様である。 但し、 弁 ： 2 2は、 調圧弁とするか、 又は第 2図の 装置と同様遮断弁と し、 更に トラップ ： 5を付設してもよい。

両態様において初期の張込み液量は、 蒸気にて加熱しなけれ ばならない熱容量と蒸発潜熱とから求められる液量に、 該ヒー 夕の空炊き防止液量を加えた量を確保すればよい。

第 2 図に示した装置 （内径 ： 3 9 0 m m , 内高 ： 5 7 9 mm , 内容積 ： 5 0 ) を用いて、 表面付着水分量が 1 0 m ² 、 大きさが 1 5 0 ^W X 1 5 0 ^L のガラス板 1 0枚をポリエ チレン製の力ゴに入れて乾燥せしめた。 その際の所要時間は、 t 0 -* t 2 ： 8 m 1 n . , t 2 -→ t 3 ： 4 m i n . , t ₃ -» t 4 ： 2 m i n . ， 計 1 4 m i n . であり、 その乾燥仕上り状 態は、 表面のシミゃ付着物もなく極めて良好であった。 尚、 蒸 気は、 1 0 0 °Cの水を、 乾燥ガスは、 窒素ガスを、 それぞれ用 いた。

以上、 これまでは、 該加熱操作を、 該容器の蓋を閉めた上で 行い、 次いで、 該冷却操作を、 該蒸気の導入が停止されると共 に、 該容器が外気と遮断された状態で行い、 更に、 該冷却操作 の後、 該容器に乾燥ガスを導入する方法及びそのための操作で もって本発明を説明してきたが、 本発明は、 これに限定されな いこ とが、 以下に述べる説明よ り明らかになるであろう。

第 5図 （ a ) は、 本発明の別の乾燥装置の 1つの実施例を示 す縦断面図であ り 、 第 5 図 （ b ) は、 その要部拡大部であ る。

該装置は、 被乾燥物体 ： Aをその中に収容可能な上部が開放 された有底円筒型容器 ： 1 (底部 ： 3は、 逆円錘形である） に、 その一端が該容器内の被乾燥物体収納位置下方において開 放されている蒸気導入管 ： 4 と、 ドレン管 ： 1 5 (弁 ： 2 7は 遮断弁） と、 該容器の垂直方向 （紙面では、 上下方向） の任意 の位置を冷却可能と なるよ う個別に冷却水の導入 · 停止用弁

(図示せず） を配した冷却部 ： 8 (図では、 該容器内側壁に配 された リ ング状配管と して示している） と、 各冷却管 ： 8 i

( i = l〜 n ) 表面にて凝縮する加熱蒸気を個別に受けて該容 器外に排出せしめるための樋 ： 1 6 i と、 被乾燥物体表面にて 凝縮する加熱蒸気の凝縮水を受けて該容器外に排出せしめる 樋 ： 1 7 と、 をそれぞれ備えている。 ここで、 被乾燥物体 ： A は、 前述の装置と同様、 該冷却部と熱的に絶縁された保持具 ：

1 1上に載置されている （別途、 該容器上部よ り吊設せしめら れるカゴに入れてもよい） 。 尚、 前各図と機能が同じ部位 部 材については、 同一符号を付している。

この装置を用いた乾燥操作は、 下記の手順にて行われる。 先ず、 該容器 （弁 ： 2 .7は、 閉） のレベル " a " よ り上部に ある冷却管 8 i に冷却水を流した上で、 弁 ： 2 1 を開け、 該容 器内に水蒸気を導入する。 該容器内部空間のレベル " a " 以下 に蒸気が充満したら、 被乾燥物体 ： Aを、 該容器に入れる （そ の上面は、 該レベル " a " よ り下にある） 。 該蒸気は、 被乾燥 物体と該容器自身を加熱すると共に凝縮せしめられ、 該レベル " a " よ り上部の冷却管 ： 8 i の樋 ： 1 6 i と、 被乾燥物体収 納位置よ り下部にある樋 ： 1 7 と、 からそれぞれ排出される。 被乾燥物体と該蒸気との熱交換が平衡に達したら （この状態で は、 被乾燥物体の表面水分は、 該蒸気で置換されている） 、 該 冷却管 ： 8 i に、 その上位のものから下位のものに順次冷却水 を導入する。 ここで、 蒸気相のレベルは、 " a " から " b " に 向って、 低下し、 遂には、 " b " に達する （この操作におい て、 導入蒸気は、 蒸気自身及び冷却水の無駄を回避すべく 、 該 レベルの低下に応じて、 弁 ： 2 1の開度を絞り込むのが好まし い） 。 次いで、 被乾燥物体を該容器から取り出し （乾燥の原動 力は、 被乾燥物体の表面温度が冷却せしめられている該容器空 間温度よ り相当高い状態にあるため、 被乾燥物体表面近傍の空 間水分は、 該表面に凝縮することなく、 該冷却部に凝縮するこ とによる） 、 次の乾燥操作のため、 先ず弁 ： 2 7を開いて ドレ ン管 ： 1 5 よ り該容器内の凝縮水を排出してから弁 ： 2 7を閉 じ、 次いで冷却水の導入を今度は、 下位から上位に向って順次 停止すると共に、 該蒸気の導入量を順次増大せしめ、 該蒸気相 のレベルを " a " 迄戻す。 尚、 本方法において、 加熱蒸気を装 置外部から導入する態様にて説明したが、 前記方法と同様、 該 容器底部に蒸気源となる液体 （純水もしく は、 低沸点の親水性 の有機溶剤） を予め張り込み、 ヒーターにて加熱し、 自家生成 せしめてもよい （その際には、 管 ： 4は、 液張り管と して使用 し、 ドレン管 ： 1 5に付設された弁 ： 2 7は、 乾燥操作の 1サ ィ クルの間、 閉とする。 更に、 蒸気発生量のコン トロールは、 定法に従って、 例えば、 電気ヒーターであれば、 電流を調整す ることによって行う） 。

この方法では、 乾燥操作の終期に乾燥ガスの導入を行わない ため、 前記の方法に比し、 乾燥仕上りの程度は若干低く なるも のの、 減圧雰囲気とならないため、 該容器の耐圧設計が不要で あり、 乾燥時間も短く なるので、 作業性が向上する。

尚、 従来技術に比し、 乾燥仕上り の程度は充分に高いもの 故、 前記方法の簡便法と して、 例えば板状のような構造が簡単 な被乾燥物体の乾燥方法と して充分利用し得るものである。 「産業上の利用可能性」

上述の通り、 本発明によれば、 半導体、 液晶表示素子、 プリ ン 卜配線板などの電子部品、 レンズゃプリ ズムなどの光学部 品、 歯車やリー ドフレームなどの精密機械部品の精密洗浄や表 面処理などの後の乾燥において、 安全にかつ短時間で高度な乾 燥仕上り状態が得られるので、 産業上きわめて有用である。

又、 本発明は、 従来技術では得られなかった下記の利点を有 するものである。

1 ) 精製された蒸気やガスを用いること、 また、 それらは使い 捨てであるため、 特に優れた乾燥仕上り状態を得るこ とができ る。

2 ) 被乾燥物の大きさや形状に制限がなく 、 複雑な形をしたも のでも高度な高度な乾燥仕上り状態にすることができる。

3 ) 内部に可動部分がなく 、 簡単な構造故、 故障が少なく 、 し かも操作の自動化が容易である。 又、 被乾燥物体が再汚染され ること もなく 、 一部洗浄効果も期待しえる。

4 ) 乾燥に用いる消耗品の量は少なく 、 低コス トで乾燥ができ る。

Claims

請求の範囲

1 . 収納容器内の被乾燥物体を蒸気でもって充分に加熱した 後、 該容器の内部空間を冷却することを特徴とする被乾燥物体 を乾燥する方法。

2 . 該加熱操作において、 該容器の内部空間に存在する空気を 該加熱蒸気でもって置換すると共に、 該冷却操作を、 該蒸気の 導入が停止される と共に該容器が外気と遮断された状態で行 い、 更に、 該冷却操作の後、 該容器に乾燥ガスを導入する請求 項 1 に記載の方法。

3 . 全操作を、 該容器が大気に開放された状態にて行う と共 に、 該冷却操作を、 該容器の垂直方向上部から下部に向けて順 次行う請求項 1 に記載の方法。

4 . 該蒸気が、 その蒸気圧が少なく と も大気圧となる温度の水 又は親水性有機溶剤である請求項 2又は、 3に記載の方法。

5 . 請求項 2に記載の方法でもって、 被乾燥物を乾燥せしめる 装置であって、 被乾燥物体の収納容器に、 蒸気導入手段と、 該 収納容器内部空間を冷却する手段と、 凝縮液の貯留 · 排出手段 と、 乾燥ガスの導入手段と、 を備えると共に、 該容器が、 該冷 却手段の冷却部と被乾燥物体とが熱的に絶縁し得る及び該収納 容器内部空間を外気と遮断し得る、 構造を有するこ とを特徴と する装置。

6 . 該収納容器が、 密閉可能な蓋を上部に係着する有底円筒型 の鋼製容器である請求項 5に記載の装置。

7 . 該冷却手段が、 該容器内部空間に冷却面を配設し、 該冷却 面を介して間接的に該空間を冷却する手段であって、 しかも、 該冷却面が被乾燥物体の該容器内収納位置とは水平方向にある 程度の距離をおいて配設せしめられる、 又は、 該冷却部を被乾 燥物体の該容器内収納位置よ り下方に位置せしめる請求項 6に 記載の装置。

8 . 該冷却部と被乾燥物体との断熱構造が、 該容器底部空間の 上部の該容器側壁に固着せしめられた低熱伝導率の材料からな る保治具係止手段と該係止手段に架設せしめられる被乾燥物体 載置用の保治具よ りなる、 又は、 該容器の蓋に固着された被乾 燥物体吊具と該吊具に吊設せしめられる被乾燥物体収納用の力 ゴよりなる請求項 7に記載の装置。

9 . 該容器内部空間を外気と遮断する構造が、 該容器上部に係 着された密閉可能な蓋と、 該容器の底部に接続された凝縮液の 排出用配管の末端を水封せしめた トラップ、 又は、 該凝縮液の 排出用配管に付設された弁と、 からなる請求項 8 に記載の装 置。

1 0 . 請求項 3に記載の方法でもって、 被乾燥物体を乾燥せし める装置であって、 被乾燥物体の収納容器に、 蒸気導入手段 と、 該取納容器内部空間を冷却する手段と、 凝縮液の貯留 ， 排 出手段とを備えると共に、 該容器が、 該冷却手段の冷却部と乾 燥物体とが熱的に絶縁し得る構造を有することを特徴とする装 置。

1 1 . 該収納容器が、 上部が開放された有底円筒形の鋼製容器 であり、 該冷却手段が、 該容器内部空間に冷却面を配設し、 該 冷却面を介して間接的に該空間を冷却する手段であって、 しか も、 該冷却面が被乾燥物体の該容器内収納位置とは水平方向に ある程度の距離をおいて配設せしめられると共に、 被乾燥物体 の該容器内収納位置よ り上方に配設せしめられ、 且つ、 各冷却 面下部に凝縮液の受け部が形成せしめられ、 該冷却部と被乾燥 物体との断熱構造が、 該容器底部空間の上部の該容器側壁に固 着せしめられた低熱伝導率の材料からなる保治具係止手段と該 係止手段に架設せしめられる被乾燥物体載置用の保治具よ りな る、 又は、 該容器の上面に固着された被乾燥物体吊具と該吊具 に吊設せしめられる被乾燥物体収納用のカ ゴよ り なる請求項 1 0に記載の装置。

1 2 . 該蒸気導入手段が、 該容器底部に設けたヒーターによ り 該容器底部空間に予め張り込んだ液を加熱し所要蒸気を発生せ しめる手段である請求項 6又は、 1 0に記載の装置。