專利名稱：清洗方法及清洗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有凹部構造的部件、具體來說是利用機械加工、壓力加工等制成的部件，尤其是用于電子部件領域的精密加工部件等被清洗物的清洗方法及清洗裝置。
背景技術：
以往，利用機械加工、壓力加工等制成的部件，尤其是用于電子部件的精密部件在機械加工或壓力加工等加工后，需要進行“清洗”、“沖洗”、“干燥”三個工序。這是因為，在機械加工或壓力加工中將加工油用于加工對象物，所以需要去除附著在該加工對象物上的不必要的加工油。尤其對于要求高度清洗效果的精密部件來說，不僅需要清洗能力高的清洗劑，更重要的是作為最終工序的干燥工序。
在這種背景下，精密清洗領域的最終工序中采用氟利昂113或1，1，1，-三氯乙烷的蒸氣清洗去除作為加工油的潤滑油。但是，氟利昂113或1，1，1，-三氯乙烷在環(huán)境方面會引起臭氧層破壞，并且1，1，1，-三氯乙烷對人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響大，高濃度時將引發(fā)意識不清和停止呼吸等。因此，日本從1989年7月開始限制氟利昂，于1995年全面停止生產(chǎn)。
隨著氟利昂113和1，1，1，-三氯乙烷的退出，作為臭氧破壞物質(zhì)代替品的液體清洗劑，非水系使用如溴系溶劑(1-溴丙烷或丙基溴化物)、烴系溶劑(正烷烴系、異構鏈烷烴系、環(huán)烷烴系、芳香族系)、碘系溶劑(全氟正丙基碘酸鹽、全氟正丁基碘酸鹽、全氟正己基碘酸鹽)、氯系溶劑(作為脂肪族的三氯乙烷、四氯乙烷、二氯甲烷、三1，2-二氯乙烷以及作為芳香族的一氯甲苯、三氟甲基苯、對氯三氟甲基苯(PCBTF)、3，4-二氯三氟甲基苯(3，4-DCBTF))、氟系溶劑(HCFC系的HCFC-255ca、HCFC-141b、HCFC-123，HFC系的HFC-4310mee、HFC-356mcf、HFC-338Pcc，HFE系的HFE-7100、HFE-7200，環(huán)狀HFC系的OFCPA)、硅氧烷系溶劑(揮發(fā)性甲基硅氧烷系(VMS)、十二甲基環(huán)己硅氧烷、六甲基二硅氧烷、十甲基四硅氧烷)、酮系溶劑(甲基乙基酮(MEX))、醇系溶劑(乙醇、異丙醇(IPA)、或五氟丙醇(5FP))。
準水系可使用烴系(正烷烴系、異構鏈烷烴系、環(huán)烷烴系或芳香族系)、乙二醇醚類(乙烯系乙二醇醚、或異戊二烯乙二醇醚)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、テルベンゼン類(d-檸檬烯)、或硅氧烷系(揮發(fā)性甲基硅氧烷系VMS、十二甲基環(huán)己硅氧烷、六甲基二硅氧烷、或十甲基四硅氧烷)。
水系包括非添加(脫氧水、去離子水、超純水)、利用添加物改善清洗性的(堿系、酸性、離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、高級醇系表面活性劑、或添加臭氧的超純水)體系等。
這樣，制造了多種氟利昂替代用液體清洗劑，把使用它們的清洗方法用于精密部件。
如特開平9-263994號公報中所示，對電池用外殼，在700～900℃這樣非常高的溫度進行退火來燒掉作為加工油的潤滑油，以代替用有機溶劑的清洗。但是，用于鋁電解電容器的薄膜層積用鋁板中存在，附著在壓延板表面的壓延油、金屬粉等污染物在退火過程中燒結，導致外觀不良或密合性不良等問題，因此，在特開平6-272015號公報中，在軟化處理的退火工序中，在退火前用無機酸或有機酸或其混酸清洗鋁板表面后，進行退火處理。
還有，最近作為電池用外殼，在國際公開號WO97/42668、WO97/42667、WO98/10475中，用有機溶劑或堿系脫脂劑對銅板進行脫脂，酸清洗，鍍覆后施加熱處理，加熱至所要涂布的石油蠟系潤滑劑的熔點，在其表面涂布熔融潤滑劑，把該表面處理銅板用于深拉深加工、DI(Drawn & Ironed)加工、或DS(Dry Sanding)加工、DTR(Drawing & Thin Redrawing)加工。該潤滑油在加工成型后若在200～350℃溫度加熱，其大部分將被揮發(fā)去除，因此可簡化加工后的清洗。
另外，特許第3234541號中記載的HDD(硬盤驅(qū)動器)的框體或電解電容器、精密電子部件等為，在鋁合金材料的單面或兩面形成含有潤滑劑的有機樹脂皮膜，提高成型加工性，在其表面涂布揮發(fā)性潤滑劑，加工后將潤滑劑加熱揮發(fā)去除。
另一清洗方法為，如特開2000-225382號公報中記載，用超臨界或亞臨界狀態(tài)的水清洗金屬部件或模具時，通過使作為清洗成分的有機或無機的還原劑共存，來改變模具表面的狀態(tài)，或者在不會被接觸物等損傷的情況下清洗去除污染物。還有，如特表昭59-502137號公報中提案有用超臨界氣體去除有機物的清洗方法。還有，特許第2832190號公報中公開，通過急速變化超臨界或亞臨界狀態(tài)的流體的狀態(tài)來提高清洗效果。
這樣，在成型加工中用于提高成型加工性的潤滑油是必不可缺的物質(zhì)，甚至可以說開發(fā)潤滑油就是開發(fā)更高度的成型加工技術。但是，用于該成型加工的潤滑油，在將加工后的精密部件用作制品時，如果未能完全去除就會成為引發(fā)制品性能劣化或污染等制品不良的原因。從而，在成型加工中與涂布潤滑油一樣，開發(fā)能夠完全去除該潤滑油的清洗方法也是必不可缺的。
但是，使用溶劑的清洗方法，尤其在脫脂環(huán)節(jié)中考慮環(huán)境而多采用氟利昂替代劑等作為不對臭氧層破壞帶來影響的溶劑，但并不清楚其對于環(huán)境的影響。例如，2-溴丙烷是用作醫(yī)藥、農(nóng)藥、感光劑的中間體或烷基化劑等的已知物質(zhì)。并且，清洗所需時間、成本也是大問題。根據(jù)成型加工后的部件會用于何種制品，將決定加工后的清洗程度。因此，希望使用清洗力高的溶劑，但如上所述并不清楚清洗力高的溶劑對環(huán)境的影響，而影響小的溶劑的清洗力也低，所以不得不增加時間和工序(清洗次數(shù))。
例如，電池外殼、鋁電解電容器等加工后被進行鍍覆的物質(zhì)，需要精密清洗，因進行脫脂、去除雜質(zhì)、活化，所以清洗工序所需時間長。還有，用于HDD的框體等，使用時的防脫氣很重要，脫脂處理倍受重視。還有，溶劑清洗時，溶劑的管理(消防法)、人體方面的處置(勞動安全衛(wèi)生法)、廢液回收處理等管理方面的操作非常復雜，相應的人力也多，因而降低生產(chǎn)效率。
因此，為了盡量簡化使用溶劑的清洗方法，或者作為不進行溶劑清洗的好方法，采用一種組合有機樹脂膜與揮發(fā)性潤滑油等進行加工后，用退火蒸發(fā)掉揮發(fā)性潤滑油的方法。但是，該方法并不能完全蒸發(fā)掉潤滑油，微米級時無論如何都會在加工表面殘留一些油分或雜質(zhì)等。還有，尤其是被壓力成型加工的深拉深部件中的具有凹部等復雜構造的部件等，即使為蒸發(fā)掉潤滑油而進行退火，但受結構影響，多數(shù)情況為不能夠完全蒸發(fā)或壓力加工用潤滑油被印到不銹鋼等晶界等上而殘留雜質(zhì)，即使油分或雜質(zhì)等殘留物少，若在其存在的狀態(tài)進行退火，則油分將炭化，或雜質(zhì)燒結，從而產(chǎn)生污垢或斑點等不良情況或脫氣，導致應用制品性能下降。并且，對于為了簡化加工后的清洗或者不采用精密清洗的情況下防止制品性能下降而使用的表面處理銅板，制造表面處理銅板時使用與以往相同的有機溶劑或堿系脫脂劑進行脫脂、酸清洗、鍍覆后，施加熱處理，因此，只靠加工前進行清洗或加工后進行清洗的變化，幾乎無法改善對環(huán)境或人體的影響。
作為考慮環(huán)境因素的另一清洗方法，提出有采用超臨界或亞臨界狀態(tài)的二氧化碳或水來清洗的清洗法。該方法為，在超臨界或亞臨界狀態(tài)的二氧化碳或水中使作為清洗成分的有機或無機的還原劑共存，一般只用于重視在不引起模具的表面狀態(tài)變化或被接觸物損傷等的情況下進行清洗的塑料成型透鏡棱鏡等精密模具或模具周邊的部件等，主要目的為去除有機物。
但是，由壓力成型加工法加工的部件，尤其是電子部件，在加工時產(chǎn)生的雜質(zhì)不僅有潤滑油為代表的有機物，還包括切削屑或粉體等無機物單體，以及混雜著有機物與無機物，因此即使對有機物的去除效果好，在無機物與有機物混雜的環(huán)境下就難以獲得去除有機物的效果。
還有，清洗系統(tǒng)非常昂貴且清洗時間長，因此，主要應用的清洗物為模具等非常昂貴且重復使用的部件。
從而，本發(fā)明目的在于解決上述問題，提供一種通過用液化氣體或超臨界流體等清洗介質(zhì)清洗具有凹部構造的部件等被清洗物可提高其清洗效果的，具有凹部構造的部件等被清洗物的清洗方法及清洗裝置。
發(fā)明的公開本發(fā)明為了達到上述目的構成如下。
本發(fā)明的第1方案提供一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有上述附著物的上述部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)通入清洗介質(zhì)，使上述部件處于上述清洗介質(zhì)氣氛中，改變上述清洗介質(zhì)的溫度、壓力，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化，使清洗介質(zhì)遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
本發(fā)明的第6方案提供一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有上述附著物的上述部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)通入第1清洗介質(zhì)，改變上述第1清洗介質(zhì)的溫度、壓力，把上述第1清洗介質(zhì)變化為超臨界狀態(tài)，使上述第1清洗介質(zhì)遍布在上述凹部構造的上述表面來進行清洗后，進一步用作為第2清洗介質(zhì)的液體對上述部件進行液體清洗。
本發(fā)明的第9方案提供一種清洗裝置，具備清洗槽和、向上述清洗槽供給清洗介質(zhì)的清洗介質(zhì)供給部和、賦予上述清洗介質(zhì)溫度變化的加熱裝置和、賦予上述清洗介質(zhì)壓力變化的加壓裝置和、控制上述清洗介質(zhì)供給部、加熱裝置、加壓裝置的控制手段，通過控制上述加熱裝置、加壓裝置的至少一方，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，把清洗介質(zhì)變化為超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)，對上述清洗槽內(nèi)部件的凹部構造表面進行清洗。
本發(fā)明的第10方案提供一種清洗裝置，具備具有導入清洗介質(zhì)的導入口和排出清洗介質(zhì)的排出口且收納清洗對象物的清洗槽和、經(jīng)上述導入口向上述清洗槽供給上述清洗介質(zhì)的清洗介質(zhì)供給部和、賦予上述清洗介質(zhì)溫度變化的加熱裝置和、賦予上述清洗介質(zhì)壓力變化的加壓裝置和、控制上述清洗介質(zhì)供給部、加熱裝置、加壓裝置的控制手段和、回收從上述排出口排出的清洗介質(zhì)以收集清洗后的去除物質(zhì)的回收部，通過控制上述加熱裝置、加壓裝置的至少一方，對收納在上述清洗槽的具有凹部構造的上述清洗對象物采用超臨界氣體或液化氣體，使清洗介質(zhì)遍布在上述凹部構造表面來進行清洗，同時上述導入口位于上述排出口的下側，上述排出口位于清洗對象物的上側。
本發(fā)明的第20方案提供一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法中，上述被清洗物的密度在上述流體的液體密度以下，通過變化上述流體的壓力、溫度中的至少一個條件，反復上述流體密度對于上述被清洗物密度的高低，而使上述被清洗物與上述流體接觸。
本發(fā)明的第21方案提供一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法中，上述被清洗物的密度在上述流體的液體密度以下，通過變化上述流體的壓力、溫度中的至少一個條件，使上述被清洗物密度與上述流體的液體密度接近的狀態(tài)下，由外力賦予上述流體變動，以使上述被清洗物與上述流體接觸。
本發(fā)明的第23方案提供一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法中，對浸漬到加壓第1流體中的上述被清洗物，使密度不同于上述第1流體的加壓第2流體接觸進行清洗時，不改變上述第1流體的相態(tài)、使上述被清洗物與上述第2流體接觸。
即，本發(fā)明就是為了解決上述課題，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過使用超臨界氣體或液化氣體使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
根據(jù)這種構成，用超臨界氣體或液化氣體使清洗介質(zhì)充分遍布在凹部構造表面，簡單快速地清洗附著在凹部的附著物。


關于本發(fā)明的各種目的與特征，可從附圖有關優(yōu)選實施方式的如下說明得以進一步明確。該附圖中圖1為本發(fā)明第1實施方式的清洗介質(zhì)的狀態(tài)圖。
圖2A、圖2B、圖2C、圖2D為表示本發(fā)明第1實施方式中具有凹部構造的部件例子的斷面圖及立體圖。
圖3為表示本發(fā)明第1實施方式中清洗系統(tǒng)的說明圖。
圖4A、圖4B為表示本發(fā)明第1實施方式中清洗工序的圖表。
圖5為表示本發(fā)明第1實施方式中清洗狀態(tài)的斷面圖。
圖6為表示本發(fā)明第1實施方式的實施例1的清洗對象物的說明圖。
圖7為表示本發(fā)明第1實施方式的實施例3的清洗對象物的立體圖。
圖8為表示本發(fā)明第1實施方式的實施例3的接觸角的說明圖。
圖9為表示水的物性對溫度依賴性的說明圖。
圖10A、圖10B為用箭頭表示宏觀上容易殘留污染物的部分的說明圖和用箭頭表示微觀上容易殘留污染物的部分的說明圖。
圖11為用箭頭表示宏觀上容易殘留污染物的部分的說明圖。
圖12為本發(fā)明第1實施方式的清洗方法中作為清洗對象物的另一例的超聲波傳感器外殼的概略斷面圖。
圖13為本發(fā)明第1實施方式的清洗方法中控制壓力時的時間圖。
圖14為本發(fā)明第1實施方式的清洗方法中控制溫度時的時間圖。
圖15為本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗方法中，使用雙層式腔室來提高壓力時的說明圖。
圖16為本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗方法中，使用雙層式腔室來降低壓力時，打開分為雙層的門時的說明圖。
圖17為本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，以液體狀態(tài)供給熱介質(zhì)時的說明圖。
圖18為本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，以氣體狀態(tài)供給熱介質(zhì)時的說明圖。
圖19為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置的控制裝置與溫度控制用繼電器和壓力控制用繼電器之間關系的說明圖。
圖20為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而旋轉(zhuǎn)攪拌用螺旋槳時的說明圖。
圖21為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而旋轉(zhuǎn)攪拌用螺旋槳時的說明圖。
圖22為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而旋轉(zhuǎn)攪拌用螺旋槳時的說明圖。
圖23為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而旋轉(zhuǎn)攪拌用螺旋槳的同時從噴嘴也供給清洗介質(zhì)時的說明圖。
圖24為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而從噴嘴供給清洗介質(zhì)的狀態(tài)的說明圖。
圖25為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而旋轉(zhuǎn)攪拌用螺旋槳的同時從超聲波傳感器供給超聲波的狀態(tài)的說明圖。
圖26為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而從超聲波傳感器供給超聲波的狀態(tài)的說明圖。
圖27A、圖27B、圖27C為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置的各種噴嘴形狀的概略斷面圖。
圖28為表示本發(fā)明第1實施方式的變形例的清洗裝置中，為了提高清洗效率而從多個噴嘴按照順序供給清洗介質(zhì)以產(chǎn)生對流的狀態(tài)的說明圖。
圖29為二氧化碳或水等流體(流動體)的狀態(tài)圖。
圖30為本發(fā)明第2實施方式中清洗裝置的概略圖。
圖31為本發(fā)明第3實施方式中清洗裝置的概略圖。
圖32為表示被清洗物密度大于流體密度時，被清洗物與流體之間關系的概略說明圖。
圖33為表示被清洗物密度小于流體密度時，被清洗物與流體之間關系的概略說明圖。
圖34為表示被清洗物密度與流體密度接近且不旋轉(zhuǎn)螺旋槳時，被清洗物與流體之間關系的概略說明圖。
圖35為表示被清洗物密度與流體密度接近且旋轉(zhuǎn)螺旋槳時，被清洗物與流體之間關系的概略說明圖。
圖36為在圖30的清洗裝置上設置信息數(shù)據(jù)庫時的概略圖。
具體實施例方式
在繼續(xù)本發(fā)明記述之前要說明的是，對附圖中相同部件賦予了相同參照符號。
下面，在參照

本發(fā)明實施方式之前，說明本發(fā)明概要。
本發(fā)明的第1發(fā)明為一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過用超臨界氣體或液化氣體，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
本發(fā)明的第2發(fā)明為如第1發(fā)明記載的清洗方法，其中使清洗介質(zhì)充分遍布在具有凹部構造的部件的整個表面來進行清洗。
本發(fā)明的第3發(fā)明為一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有附著物的部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)通入清洗介質(zhì)，使上述部件處于上述清洗介質(zhì)氣氛中，改變上述清洗介質(zhì)的溫度、壓力，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
根據(jù)該構成，通過控制液體狀態(tài)的密度、粘度等物性，利用引起液體、氣體、超臨界狀態(tài)的狀態(tài)變化的物理能量來提高清洗效果。
本發(fā)明的第4發(fā)明為如第3發(fā)明記載的清洗方法，其中對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，把清洗介質(zhì)變化成超臨界狀態(tài)來清洗凹部構造表面。
本發(fā)明的第5發(fā)明為如第3發(fā)明記載的清洗方法，其中對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，把清洗介質(zhì)變化成亞臨界狀態(tài)來清洗凹部構造表面。
本發(fā)明的第6發(fā)明為如第3發(fā)明或第4發(fā)明記載的清洗方法，其中對于清洗介質(zhì)從液體狀態(tài)在恒定溫度下改變壓力，交替地反復氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)，來進行狀態(tài)變化。
本發(fā)明的第7發(fā)明為如第3發(fā)明或第4發(fā)明記載的清洗方法，其中對于清洗介質(zhì)在恒定溫度下改變壓力，交替地反復氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)，來進行狀態(tài)變化。
本發(fā)明的第8發(fā)明為一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有附著物的部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)通入清洗介質(zhì)，使上述部件處于上述清洗介質(zhì)氣氛中，改變上述清洗介質(zhì)的溫度、壓力，把清洗介質(zhì)變成超臨界狀態(tài)，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
本發(fā)明的第9發(fā)明為一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有附著物的部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)通入清洗介質(zhì)，使上述部件處于上述清洗介質(zhì)氣氛中，改變上述清洗介質(zhì)的溫度、壓力，把清洗介質(zhì)變成超臨界狀態(tài)，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗后，進一步進行液體清洗。
本發(fā)明的第10發(fā)明為如第1～9發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其中清洗介質(zhì)為二氧化碳氣體、水。
本發(fā)明的第11發(fā)明為一種清洗方法，在去除附著在具有凹部構造的部件的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，通過把附著有附著物的部件放入清洗槽，向上述清洗槽內(nèi)導入作為清洗介質(zhì)的二氧化碳，使上述部件處于上述清洗介質(zhì)氣氛中，改變上述清洗介質(zhì)的溫度、壓力，將清洗介質(zhì)變成超臨界狀態(tài)，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗后，進一步重新導入水作為清洗介質(zhì)，將作為該清洗介質(zhì)的水變成超臨界狀態(tài)來清洗凹部構造表面。
本發(fā)明的第12發(fā)明為一種清洗裝置，具備清洗槽和、向上述清洗槽供給清洗介質(zhì)的清洗介質(zhì)供給部和、賦予上述清洗介質(zhì)溫度變化的加熱裝置和、賦予上述清洗介質(zhì)壓力變化的加壓裝置和、控制上述清洗介質(zhì)供給部、加熱裝置、加壓裝置的控制手段，通過控制上述加熱裝置、加壓裝置的至少一方，對收納在清洗槽的具有凹部構造的清洗對象物使用超臨界氣體或液化氣體，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
本發(fā)明的第13發(fā)明為如第12發(fā)明記載的清洗裝置，通過控制加熱裝置、加壓裝置的至少一方，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，使清洗介質(zhì)變化為超臨界狀態(tài)或亞臨界狀態(tài)來清洗凹部構造表面。
本發(fā)明的第14發(fā)明為一種清洗裝置，具備具有導入清洗介質(zhì)的導入口和排出清洗介質(zhì)的排出口且收納清洗對象物的清洗槽和、經(jīng)上述導入口向上述清洗槽供給清洗介質(zhì)的清洗介質(zhì)供給部和、賦予上述清洗介質(zhì)溫度變化的加熱裝置和、賦予上述清洗介質(zhì)壓力變化的加壓裝置和、控制上述清洗介質(zhì)供給部、加熱裝置、加壓裝置的控制手段和、回收從上述排出口排出的清洗介質(zhì)以收集清洗后的去除物質(zhì)的作為一例回收部的萃取收集容器；通過控制上述加熱裝置、加壓裝置的至少一方，對收納在清洗槽的具有凹部構造的清洗對象物采用超臨界氣體或液化氣體，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面來進行清洗，同時上述導入口位于上述排出口的下側，上述排出口位于清洗對象物的上側。
本發(fā)明的第15發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其特征在于具有凹部構造的部件為由壓力成型或切削加工法形成的構造體。
本發(fā)明的第16發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其特征在于具有上述凹部構造的部件為由壓力成型加工法或切削加工法形成的構造體，上述構造體主要由金屬材料構成。
本發(fā)明的第17發(fā)明為如第16發(fā)明記載的清洗方法，其特征在于形成具有上述凹部構造的部件的金屬材料的主成分由Fe、Al、Cu或Ti構成。
本發(fā)明的第18發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其特征在于具有上述凹部構造的部件為由壓力成型加工法或切削加工法形成的構造體，上述構造體主要由有機材料構成。
本發(fā)明的第19發(fā)明為如第18發(fā)明記載的清洗方法，其特征在于形成具有上述凹部構造的部件的有機材料的主成分由聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂構成。
本發(fā)明的第20發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其特征在于具有上述凹部構造的部件為由壓力成型加工法或切削加工法形成的構造體，上述構造體主要由陶瓷材料構成。
本發(fā)明的第21發(fā)明為如第20發(fā)明記載的清洗方法，其特征在于形成具有上述凹部構造的部件的陶瓷材料的主成分由SiO2、PZT、Ag或C構成。
本發(fā)明的第22發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其中具有上述凹部構造的部件主要由金屬與有機材料的復合體、主要由有機材料與陶瓷材料的復合體、或者主要由金屬與有機材料與陶瓷材料的復合體構成。
本發(fā)明的第23發(fā)明為如第1～11發(fā)明的任意一個發(fā)明中記載的清洗方法，其特征在于具有凹部構造的部件為超聲波傳感器用匹配層、或電子部件用、超聲波傳感器用、電池用、HDD(硬盤驅(qū)動器)用、電解電容器用等各種外殼。
這里作為一例清洗介質(zhì)使用液化氣體的超臨界狀態(tài)或液體狀態(tài)(包括亞臨界狀態(tài))。液化氣體種類主要使用二氧化碳(CO2)或水(H2O)單體，或者二氧化碳與水的混合物。根據(jù)構成部件的主要材料或污染物質(zhì)的構成物決定使用哪種清洗介質(zhì)或組合使用清洗介質(zhì)。
例如清洗部件的主成分為金屬，污染物為油脂等有機系與無機系的氧化物時，首先使用二氧化碳清洗有機系污染物后，導入水來刻蝕去除無機系的氧化物等。
還有，本發(fā)明通過控制液體狀態(tài)的密度、粘度等物性，利用引起液體、氣體、超臨界狀態(tài)的狀態(tài)變化的物理能量來提高清洗效果。尤其液體狀態(tài)二氧化碳，通過變化容器內(nèi)的溫度或壓力來容易地控制液體的密度、粘度等物性，并控制氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)、超臨界狀態(tài)的狀態(tài)，其控制溫度、壓力差較接近常溫、大氣壓，因此容易操作。
并且，對環(huán)境和人體的不良影響也小。通過對需要清洗的對象物適當組合物性、狀態(tài)變化，把伴隨物性、狀態(tài)變化產(chǎn)生的物理能量賦予污染物(加工油或切削屑等)來去除，或降低污染物對清洗物的附著力，以提高清洗效率。例如，首先向高壓容器內(nèi)導入液體狀態(tài)二氧化碳，改變溫度或壓力，反復液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)。在該工序中伴隨狀態(tài)變化，二氧化碳的物性也同時改變，從而物理能量作用于污染物，降低污染物的附著強度。然后，轉(zhuǎn)向超臨界狀態(tài)，溶解油脂等有機成分，并分解。眾所周知，超臨界狀態(tài)二氧化碳可溶解并分解有機物等油脂成分，但通過組合氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)的狀態(tài)變化，可有效清洗有機物或無機物、有機物與無機物的混合物等污染物。
作為本發(fā)明的一例清洗物，是通過壓力成型加工的部件或通過切削工序加工的部件，其特征在于具有凹部構造。尤其具有凹部構造的部件，污染物(加工油或切削屑等)從構造面或者是加工時因施加壓力而印到凹部構造部分，或者伴隨塑性變形切削屑等而容易殘留，因此清洗時也最難清洗。但是，通過適當使用液化氣體的氣體、液體狀態(tài)及超臨界狀態(tài)，尤其可提高具有凹部構造的部件的清洗效率，而二氧化碳在常溫下成為氣體，因此特征為無須干燥工序。作為清洗物的部件主要是采用壓力成型加工或切削加工制作的部件，其特征在于該部件的主成分由金屬材料、有機材料、陶瓷材料或它們的復合物構成。該金屬材料的主成分含有Fe、Al、Cu、Ti的任意一種。有機材料的主成分為聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂或熱塑性樹脂，陶瓷材料的主成分為SiO2、Ag、PZT或C。清洗介質(zhì)根據(jù)清洗對象物選擇二氧化碳或水等。
本發(fā)明適合清洗的部件為，如超聲波傳感器的匹配層或外殼、電池用外殼或電極、HDD用外殼(框體)、或電解電容器的外殼等具有凹部構造，清洗程度需要精密清洗且附加值高、以及滿足每個部件體積小等條件的電子部件。
下面用圖1～圖4B說明本發(fā)明第1實施方式的清洗方法及其裝置。
首先說明清洗方法中使用的超臨界流體及液化氣體。
圖1中表示橫軸為溫度T、縱軸為壓力P的清洗介質(zhì)的狀態(tài)圖。圖1內(nèi)的三重點(圖中的黑圓21)為氣體、液體、固體三相共存的狀態(tài)。在溫度低于三重點溫度時，固體與其蒸氣保持平衡，此時的蒸氣壓力由升華曲線(圖1的20)給出。當壓力低于該曲線時，固體升華成為氣體，壓力高時凝固成為固體。在溫度高于三重點溫度時，液體與其蒸氣保持平衡，此時的壓力為飽和蒸氣壓以蒸氣曲線(圖1的22)表示。當壓力低于該曲線時，液體全部氣化，而壓力高于它時，蒸氣全部液化(A區(qū)域)。即使壓力恒定且變化溫度，如果超過該曲線，則液體成為蒸氣，并且蒸氣成為液體。該蒸氣曲線的終點叫做臨界點(圖1的白圓23)，存在無法區(qū)別液體與氣體的狀態(tài)，氣液邊界面也消失。當溫度高于該臨界點的狀態(tài)時，能夠在不產(chǎn)生氣液共存狀態(tài)的條件下，在液體與氣體之間來回改變。在該區(qū)域，不管怎樣增大密度，也不會引起凝縮。把該臨界溫度(Tc)以上且臨界壓力(Pc)以上的狀態(tài)(區(qū)域B)稱為超臨界流體。
還有，液化氣體是指，如圖1所示溫度范圍在三重點溫度以上且臨界溫度以下、壓力在三重點壓力以上且高于蒸氣曲線壓力的區(qū)域的狀態(tài)。
這樣，從液化氣體狀態(tài)達到超臨界流體的過程中，經(jīng)過如圖1所示溫度、壓力低于臨界點的亞臨界狀態(tài)。這里，亞臨界狀態(tài)是指位于上述臨界溫度(Tc)及臨界壓力(Pc)的0.6倍范圍的狀態(tài)，從而定義為處于如下亞臨界溫度及亞臨界壓力范圍的狀態(tài)。
臨界溫度(Tc)＞亞臨界溫度≥0.6×臨界溫度(Tc)臨界壓力(Pc)＞亞臨界溫度≥0.6×臨界溫度(Pc)這種清洗介質(zhì)從液化氣體經(jīng)過亞臨界狀態(tài)變化成超臨界狀態(tài)。
這里使用的超臨界流體或液化氣體為二氧化碳(CO2)或水(H2O)。
二氧化碳的臨界溫度(Tc)＝31.1℃、臨界壓力(Pc)＝7.38MPa；水的臨界溫度(Tc)＝374.1℃、臨界壓力(Pc)＝22.04MPa。
接著，使用圖3說明本發(fā)明第1實施方式的清洗系統(tǒng)的概要。本發(fā)明第1實施方式的清洗裝置的構成為，至少具備作為一例清洗槽的高壓容器1、保有清洗介質(zhì)的液化供給槽(或高壓泵)2、從液化供給槽2把成為清洗介質(zhì)的液化氣體向高壓容器1供給的液體泵(相當于清洗介質(zhì)供給部的一例)3、加熱高壓容器1內(nèi)的加熱器5、通過控制加熱器5來控制高壓容器1內(nèi)液化氣體溫度的加熱器控制部4、回收高壓容器1內(nèi)的清洗后的廢液的廢液回收槽6、氣化回收到廢液回收槽6的液化氣體的氣化器7、收集清洗后去除物質(zhì)的作為一例回收部的萃取收集容器8。高壓容器1內(nèi)由于液體泵3的液化氣體供給而壓力改變，在加熱器控制部4的控制下由加熱器5控制液化氣體的溫度。這樣，通過控制上述溫度或上述壓力，生成作為清洗介質(zhì)的超臨界流體(本實施方式中為超臨界氣體)、亞臨界流體(第1實施方式中為亞臨界氣體)或液化氣體，利用清洗介質(zhì)清洗清洗物。還有，圖3中1000為控制上述清洗裝置的清洗動作的控制裝置，連接到液體泵3和加熱器控制部4和氣化器7和萃取收集容器8，以控制各個動作。
這里，使用液化氣體作為清洗介質(zhì)，但高壓容器1內(nèi)可以直接供給亞臨界流體或超臨界流體，并且氣化器7可以氣化亞臨界流體或超臨界流體。
接著，說明清洗物。如圖2A、圖2B、圖2C、圖2D表示，具有凹部的壓力成型加工后的部件(27、28、29、30)或由切削加工形成的部件(27、28、29、30)尤其容易在凹部附著附著物26，如潤滑油等加工油或雜質(zhì)(切削屑等)。還有，因該凹部部分為進去的結構，加工時施加壓力的部分，因此與其他平坦的構造部分相比，潤滑油等加工油或雜質(zhì)(切削屑等)的附著性高，并且清洗劑難以浸透，所以容易生成清洗斑、清洗殘留物。
更具體來說，作為清洗對象物或被清洗物的部件的污染物殘留的場所40的具體例為，當壓力成型品中的深拉深加工品的情況為，宏觀上是如圖10A所示由壓力成型而彎曲的局部附近，微觀上是如圖10B所示凹凸嚴重的部分(換句話說是材料表面的粗糙部分)，或尤其是清洗用溶劑難以進入的部分。還有，壓力成型品中的沖孔加工品的情況為，如圖11所示，宏觀上是沖孔時沖孔用刀刃接觸的部分41，微觀上是凹凸嚴重的部分(換句話說是材料表面的粗糙部分)，尤其是清洗用溶劑難以進入的部分。
還有，作為尤其污染物難以掉落的附著物且可利用本發(fā)明清洗方法及其裝置清洗的附著物的例子，當上述附著物為壓力成型油(涂布型)時為壓力成型時使用的潤滑油，尤其是印到材料的潤滑油或因加熱而加工變質(zhì)的潤滑油。還有，當上述附著物為材料前涂布型潤滑油時為預先對材料涂布潤滑油的加工成型用材料，并不是在壓力成型時涂布，而是在材料廠涂布到表面的潤滑油。
作為本發(fā)明清洗方法及裝置的清洗對象物或被清洗物的部件的材質(zhì)，如金屬時有各種不銹鋼、鋁、鈦、鐵等。尤其是容易生銹的鐵等因不必干燥而適合作為本發(fā)明清洗方法及裝置的清洗對象物或被清洗物即部件的材質(zhì)。此外，作為金屬與有機物的復合材料，有在金屬表面粘貼有機物(PPT、PET等)薄板的材料或涂層的材料。
還有，作為清洗對象物的另一例，在圖12表示其他超聲波外殼的形狀。
然后，向高壓容器1內(nèi)導入滲透性高且具有一定粘度的液化狀態(tài)(包括亞臨界流體)二氧化碳或水作為清洗介質(zhì)。尤其二氧化碳為，在較低溫度和壓力下成為液體狀態(tài)。因此，由控制裝置1000控制液體泵3和加熱器控制部4的動作來控制溫度和壓力，從而容易地制造液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)的物性變化(這里物性變化為，如比較氣體與液體時密度從0.6～1kg/m3變到1000kg/m3，變化3～4位數(shù)，粘度從10-5Pa·s變到10-3Pa·s，變化2位數(shù)，擴散系數(shù)從10-5變到10-9以下，變化4位數(shù)以上，導熱系數(shù)為從10-3變到10-1，變化2位數(shù))或從液體狀態(tài)到氣體狀態(tài)，從氣體狀態(tài)到液體狀態(tài)的狀態(tài)變化。
還有，二氧化碳或水對人體也無害，操作性良好。
進一步，二氧化碳或水在臨界狀態(tài)具有對有機物的分解、去除作用，水在特定壓力和溫度狀態(tài)具有刻蝕氧化物等效果，從而發(fā)揮各自特征，有效清洗具有凹部構造的部件。
這里，二氧化碳的超臨界狀態(tài)對有機物的分解、去除作用以及水具有氧化物的機理雖然目前沒有完全清楚，但認為在于作為密度函數(shù)表示的溶解力、離子積等的平衡物性這種宏觀平均性質(zhì)，以及具有溶劑化(群)等分子水平的局部性構造。尤其最近才認為與形成于溶質(zhì)分子周圍的溶劑和構造有關，當在熱運動與分子間力對抗的超臨界流體柱存在溶質(zhì)分子時，溶質(zhì)-溶劑相互作用獲得相對優(yōu)勢，溶質(zhì)分子周圍的溶劑分子被吸引，發(fā)生溶劑化，從而溶質(zhì)分子的附近與主體相比成為高密度狀態(tài)。這被認為與超臨界流體的高選擇性溶解力或反應速度的促進等特征的現(xiàn)象有緊密關系。
還有，關于水的氧化物刻蝕效果，在圖9表示水的物性對溫度的依賴性(25MPa恒定壓力化)。室溫下水的介電常數(shù)為約80，非常大。
因此，雖然電解質(zhì)等無機物能夠良好地溶解，但有機物幾乎不溶解。但是，提高溫度時介電常數(shù)逐漸下降，當374℃以上的超臨界水中為10程度，成為與極性小的有機溶劑相當?shù)闹怠Ｆ浣Y果雖然有機物能夠良好地溶解，但無機物幾乎不溶解。充分利用這種物性變化狀態(tài)，尤其在200℃溫度前后且5～10MPa程度壓力下，也能獲得對氧化物等無機物的刻蝕效果。
下面說明用圖3所示清洗系統(tǒng)對這種清洗物，即具有凹部的部件進行清洗時的情況。這里，圖4A、圖4B與圖1所示清洗介質(zhì)的狀態(tài)圖相同。
經(jīng)壓力成型加工的部件(尤其電子部件)等清洗物在附著有加工油或雜質(zhì)的狀態(tài)下被放入高壓容器1。向高壓容器1導入部件后，改變溫度或壓力中的任意一方，進行從液體狀態(tài)到氣體狀態(tài)，從氣體狀態(tài)到液體狀態(tài)的狀態(tài)變化。
例如，如圖4A所示途徑1為，在恒定壓力下提高溫度時從液體狀態(tài)成為氣體狀態(tài)，從該狀態(tài)回落(降低)溫度時成為液體狀態(tài)。另一方面，如圖4B所示途徑2為，在恒定溫度下降低壓力時從液體狀態(tài)變成氣體狀態(tài)，從該狀態(tài)增加壓力時從氣體狀態(tài)回到液體狀態(tài)。若反復幾次該工序，尤其從液體狀態(tài)變成氣體狀態(tài)時，加工油或雜質(zhì)(切削屑等)受到物理能量(物性變化為，如比較氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)時密度從0.6～1kg/m3變到1000kg/m3，變化3～4位數(shù)，粘度從10-5Pa·s變到10-3Pa·s，變化2位數(shù)，擴散系數(shù)從10-5變到10-9以下，變化4位數(shù)以上。導熱系數(shù)從10-3變到10-1，變化2位數(shù)。其中，尤其認為是伴隨密度變化和粘度變化的表面張力變化帶來的物理能量)的作用，附著在部件的加工油或雜質(zhì)(切削屑等)的附著力下降，提高清洗效果。
還有，通過反復液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)，如圖5所示在高壓容器內(nèi)產(chǎn)生液化氣體的對流(箭頭31)，使作為清洗劑的液化氣體滲透到具有凹部的部件32的各個角落，以提高清洗效果。
然后，其特征在于把溫度、壓力變化到臨界點以上，轉(zhuǎn)向超臨界狀態(tài)，進行該清洗。此時經(jīng)過多次反復氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的工序后，把液化氣體排出到高壓容器外，重新導入液化氣體，然后把溫度或壓力變化到臨界點溫度及臨界點壓力以上，轉(zhuǎn)到在超臨界狀態(tài)進行的清洗工序。超臨界狀態(tài)時主要進行有機物的分解去除，在特定溫度及壓力狀態(tài)下進行無機系氧化物的刻蝕(使用水的情況)。
還有，根據(jù)作為清洗物的部件的污染程度，也可以不使用超臨界狀態(tài)而是只通過反復上述液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)的清洗工序來進行清洗。
這里部件的清洗程度，如果使用日本產(chǎn)業(yè)清洗協(xié)議會在平成6年的報告書“一般性清洗度評價方法和清洗度的指標的分類”中所示的“試樣2”進行說明的話，是指被記為清洗度的“粗清洗”程度或“一般清洗”程度。
本發(fā)明第1實施方式的清洗裝置為，具備高壓容器1、向上述高壓容器1導入超臨界氣體及液化氣體的液體泵3、控制高壓容器1內(nèi)超臨界氣體及液化氣體的溫度的加熱器控制部4及加熱器5、收集清洗后的去除物質(zhì)的萃取收集容器8、控制裝置1000，如圖3及圖5所示，用于向上述高壓容器1導入液化氣體的導入口1a必須位于從上述高壓容器1內(nèi)排放液化氣體的排出口1b的下側，進一步，排出口1b位于清洗對象物31的上側。這主要是因為，液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)時清洗對象物31的比重大于清洗氣體的比重，相對于此，有機物系污染物或無機物系氧化物的比重小于清洗氣體。因此，作為污染物的有機物或無機物在液體狀態(tài)或超臨界狀態(tài)時傾向于浮在清洗物之上。需要導入口1a位于排出口1b的下側是因為，為了使作為清洗氣體的液化氣體充分遍布在作為清洗對象物31的具有凹部構造的部件。
另一方面，需要排出口1b位于導入口1a的上側是因為，為了防止從清洗部件31曾被去除的附著物或污染物再次附著到部件31上。
由本發(fā)明第1實施方式的清洗方法及清洗裝置可望獲得清洗效果的部件主要是電子學相關電子部件及其相關部件。尤其是經(jīng)過壓力成型加工及切削加工的精密加工部件。這些部件為了提高加工精度必須使用潤滑油等加工油。但是，該加工油的殘留將影響下一工序的處理，如鍍覆處理或粘接等的性能特性，導致裝置及制品的性能和可靠性降低。因此，對高水平的殘留物去除，即需要精密清洗的部件發(fā)揮效果。
應用商品包括超聲波傳感器的匹配層或電池的電極(尤其是二次電池等)、其他還有電池用外殼、HDD用外殼(也叫做框體)、或電解電容器用外殼等。超聲波傳感器用匹配層等，形成有無數(shù)微細的孔或凹凸，形成微觀性凹部構造。具體來說，使用無機系玻璃球與有機系環(huán)氧樹脂混合的材料，無機系玻璃球、有機系環(huán)氧樹脂等各種材料。
還有，超聲波傳感器用外殼等，其材料為不銹鋼、鋁或環(huán)氧樹脂。加工采用根據(jù)壓力成型加工的深拉深或樹脂成型，切削加工。電池用外殼一般使用鋁，或者最近使用對鋁進行鍍覆的多層鋼材，由壓力成型加工制作。HDD用外殼材料使用鋁，尤其最近使用對鋁進行有機物系涂層的復合鋼材，進行壓力成型加工。電解電容器用外殼也一樣，材料使用鋁或在鋁材料上施加有機膜涂層的復合鋼板，進行壓力成型加工。
這樣，通過選擇工序或作為清洗介質(zhì)的氣體等，還能應用于層積不同材料有機物和無機物的復合材料。但并不局限于這些制品領域，當然對由壓力成型加工及切削加工加工的具有凹部構造的部件也有效。
即，上述第1實施方式的清洗方法中，對上述清洗介質(zhì)改變溫度或壓力，使上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化，使清洗介質(zhì)充分遍布在上述凹部構造表面。還有，進一步根據(jù)需要，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，將上述清洗介質(zhì)變成超臨界狀態(tài)來進行上述凹部構造表面的清洗。還有，對上述清洗介質(zhì)進行液體狀態(tài)與氣體狀態(tài)交替的狀態(tài)變化后，將上述清洗介質(zhì)變成亞臨界狀態(tài)來進行上述凹部構造表面的清洗。
總之，作為使清洗介質(zhì)充分遍布在部件的方法，變化壓力或溫度利用對流來進行遍及，因此有如下7種方法。這些都可以利用控制裝置1000，控制液體泵3和加熱器控制部4的動作，控制溫度和壓力來進行。
(1)把(液體-氣體)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制溫度。
(2)把(氣體-液體)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制壓力。
(3)把(液體-氣體-液體)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制溫度。
(4)把(氣體-液體-氣體)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制壓力。
(5)把(液體-超臨界)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制溫度。
(6)把(氣體-超臨界)作為1個循環(huán)進行至少1個循環(huán)以上后，向超臨界狀態(tài)控制壓力。
(7)把(1)～(6)的1個循環(huán)中的至少1次作為超臨界狀態(tài)?？刂茐毫驕囟取?br> 這里，根據(jù)液體泵3的動作控制的控制裝置1000的壓力控制用的時間圖表為如圖13所示，對于橫軸時間軸的縱軸分別為腔室內(nèi)壓力和CO2導入排出。腔室內(nèi)壓力高時導入CO2，腔室內(nèi)壓力低時排出CO2，通過定期反復該操作來控制壓力。
還有，根據(jù)加熱器控制部4的動作控制的控制裝置1000的溫度控制用的時間圖表為如圖13所示，對于橫軸時間軸的縱軸分別為腔室內(nèi)溫度和加熱器電源的ON(開)或OFF(關)。提高腔室內(nèi)溫度時加熱器電源為ON，降低腔室內(nèi)溫度時加熱器電源為OFF，通過定期反復該操作來控制溫度。
上述壓力控制的其他方法為，采用由主腔室43和副腔室44構成的雙層式腔室，在控制裝置1000的動作控制下，提高壓力時，如圖15所示關閉分層的門45，容易地提高壓力，另一方面降低壓力時，根據(jù)控制裝置1000的動作控制如圖16所示開放分層的門45。另外，圖15及圖16中，46為清洗介質(zhì)，47為清洗對象物。
進一步，溫度控制的其他方法為，如圖17所示，用液體泵3向主腔室48內(nèi)的清洗液體49內(nèi)以液體狀態(tài)導入溫度高于或低于清洗液體49的清洗介質(zhì)49，把主腔室48內(nèi)的清洗介質(zhì)控制在給定溫度。還有，如圖18所示，用泵3A代替泵3向主腔室48內(nèi)以氣體狀態(tài)導入溫度高于或低于清洗液體49的清洗介質(zhì)50，把主腔室48內(nèi)的清洗液體49控制在給定溫度。
圖19是表示內(nèi)置上述清洗方法的動作控制的控制程序的控制裝置1000和、根據(jù)控制裝置1000控制動作的加熱器控制部4內(nèi)的溫度控制用繼電器53和、根據(jù)控制裝置1000控制動作的液體泵3內(nèi)的壓力控制用繼電器54和、上述清洗裝置60的說明圖。
如圖20所示，上述第1實施方式中，作為一例提高清洗效率的方法，在控制裝置1000的控制下，利用電動機63旋轉(zhuǎn)配置于主腔室64頂側的葉輪(攪拌用螺旋槳)62，攪拌主腔室64內(nèi)的清洗介質(zhì)65，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖21所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，利用電動機63旋轉(zhuǎn)配置于主腔室64的底面?zhèn)鹊娜~輪(攪拌用螺旋槳)62，攪拌主腔室64內(nèi)的清洗介質(zhì)65，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖22所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，利用電動機63旋轉(zhuǎn)配置于主腔室64的側面?zhèn)鹊娜~輪(攪拌用螺旋槳)62，攪拌主腔室64內(nèi)的清洗介質(zhì)65，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖23所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，利用電動機63旋轉(zhuǎn)配置于主腔室64頂側的葉輪(攪拌用螺旋槳)62，攪拌主腔室64內(nèi)的清洗介質(zhì)65，同時在控制裝置1000的控制下，驅(qū)動液體泵3，從配置在對置于主腔室64的側面的一對噴嘴66向主腔室64導入清洗介質(zhì)，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖24所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，驅(qū)動液體泵3，從以放射狀配置在主腔室64的圓筒狀側面的多個噴嘴66向主腔室64導入清洗介質(zhì)，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖25所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，同時或依次驅(qū)動配置在主腔室64的對置側面的一對超聲波傳感器67，從主腔室64的側面對清洗介質(zhì)65賦予超聲波振動，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖26所示，上述第1實施方式中，作為另一例提高清洗效果的方法，在控制裝置1000的控制下，同時或依次驅(qū)動以放射狀配置在主腔室64的圓筒狀側面的多個超聲波傳感器67，從主腔室64的側面對清洗介質(zhì)65賦予超聲波振動，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。
還有，如圖28所示，在圖24清洗裝置中作為另一例提高清洗效果的方法，也可以在控制裝置1000的控制下，從以放射狀配置在主腔室64的圓筒狀側面的多個噴嘴66向主腔室64依次導入清洗介質(zhì)，提高清洗介質(zhì)65對清洗對象物47的清洗效率。此時，如圖28所示，從1到8的噴嘴序號順序，或者從8到1的順序從噴嘴66向主腔室64依次導入清洗介質(zhì)，在主腔室64內(nèi)產(chǎn)生對流，進一步提高清洗效率。在各噴嘴設置開閉閥或閘門，由控制裝置1000控制該開閉閥或閘門的動作，任意控制清洗介質(zhì)的導入順序、開閉時間、噴出壓力、噴出量。
上述第1實施方式的各噴嘴66的前端形狀優(yōu)選如圖27A～27C所示的形狀。噴嘴形狀的構造為如圖27A～27C所示，通過改變噴出口的分開數(shù)、噴出壓力、噴出時間，改變從噴嘴噴出的流體的能量密度，對應于清洗對象物來提高攪拌效率。例如，當清洗對象物的尺寸大，結構簡單時，不太攪拌也容易去除雜質(zhì)，因此即使是如圖27A所示簡單的噴嘴形狀也沒有問題。另一方面，如果清洗對象物的尺寸小且構造復雜時，根據(jù)其大小和復雜度，噴嘴形狀也使用如圖27B、圖27C等攪拌效果高的。還有，當清洗對象物為非常精密的光學部件等或者非常脆弱時，最好根據(jù)清洗對象物改變噴嘴形狀、噴出壓力、噴出時間。附圖中只表示了二維結構，但實際上具有三維結構。
下面，根據(jù)具體實施例，說明本發(fā)明上述第1實施方式的效果。
實施例1
清洗經(jīng)壓力成型加工和切削加工的外殼。清洗用液化氣體使用二氧化碳。如圖6所示，是材質(zhì)為SUS304、尺寸為φ12mm、高度h5mm的具有凹部構造的外殼。使用該外殼測定根據(jù)不同清洗工藝的殘留物(油分)量和微粒量。清洗工藝討論了如下7種工序，①溶劑清洗(1-溴丙烷)、②在液體狀態(tài)在恒定溫度下變化壓力時的清洗、③在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化時的清洗、④只采用超臨界清洗時的清洗、⑤在②工序后超臨界清洗、⑥在③工序后超臨界清洗、⑦在超臨界狀態(tài)清洗后，在液體狀態(tài)清洗。在各清洗工序各清洗100個外殼，并進行分析。殘留油分分析是，用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒是清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。
將其結果示于表1。
表1

從以上結果可以知道，與溶劑清洗相比，殘留油分量和微粒量都可以得到較小值。還有，通過改變壓力，組合二氧化碳的氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)、超臨界狀態(tài)，可進一步提高去除無機物系微粒的清洗效果。
實施例2與實施例1相同，清洗經(jīng)壓力成型加工和切削加工的外殼。清洗用液化氣體使用二氧化碳。如圖6所示，是材質(zhì)為SUS304、尺寸為φ12mm、高度5mm的具有凹部構造的外殼。使用該外殼測定根據(jù)不同清洗工藝的殘留物(油分)量和微粒量。清洗工藝討論了如下5種工序，①在液體狀態(tài)在恒定壓力下變化溫度時的清洗、②在恒定壓力下變化溫度，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化時的清洗、③只采用超臨界清洗時的清洗、④在①工序后超臨界清洗、⑤在②的清洗后超臨界清洗。在各清洗工序各清洗100個外殼，并進行分析。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。將其結果示于表2。
表2

從以上結果可以知道，與在恒定溫度下變化壓力進行物性變化、狀態(tài)變化時相同，在恒定壓力下變化溫度進行清洗時，殘留油分量和微粒量也都可以得到較小值。還有，通過改變溫度，組合二氧化碳的氣體狀態(tài)、液體狀態(tài)、超臨界狀態(tài)，還能提高去除無機物系微粒的清洗效果。
實施例3采用實施例1中探討的清洗方法中最有效的清洗工序⑥“在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化后進行超臨界清洗”，清洗不同材質(zhì)的外殼。外殼的材質(zhì)為①鋁、②在鋁上涂層有機膜的復合板、③不銹鋼SUS304、④Cu、⑤Ti。如圖7所示，外殼形狀為縱5mm×橫30mm×高50mm。在各清洗工序各清洗100個外殼，進行了分析。清洗用液化氣體使用二氧化碳。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。將其結果示于表3。
表3

從以上結果可以知道，從殘留油分量和微粒量和外觀檢查進行判斷，無一例外都能獲得清洗效果。還有，可知對于不同材質(zhì)的外殼也能在不引起外傷的情況下清洗。
外觀檢查、微粒量的判斷基準采用日本產(chǎn)業(yè)清洗協(xié)議會在平成6年的報告書“一般性清洗度評價方法和清洗度的指標的分類”中所示的“試樣2”說明，把其中作為清洗度記載的“一般清洗”以上定為○。
實施例4采用實施例1中探討的清洗方法中最有效的清洗工序⑥“在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化后進行超臨界清洗”，清洗不同材質(zhì)的部件。只是，有機物系材質(zhì)比金屬系及陶瓷系軟，因此縮短了時間。清洗用液化氣體使用二氧化碳。部件為經(jīng)壓力成型加工或切削來加工形狀的物質(zhì)。部件的材質(zhì)為①環(huán)氧樹脂、②聚酰亞胺樹脂、③塑料、④環(huán)氧樹脂與玻璃球的混合物、⑤SiO2、⑥C(碳)。部件形狀為直徑φ10.8mm×高1.15mm。外觀檢查使用SEM(Scanning ElectronMicroscopy，掃描電子顯微鏡)，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。將其結果示于表4。
表4

外觀檢查、微粒量的判斷基準采用日本產(chǎn)業(yè)清洗協(xié)議會在平成6年的報告書“一般性清洗度評價方法和清洗度的指標的分類”中所示的“試樣2”說明，把其中作為清洗度記載的“一般清洗”以上定為○。
實施例5進一步，為了調(diào)查清洗效果，尤其是防止污染物再附著效果，改變高壓容器的構造和清洗對象物的容器固定位置來進行清洗，測定殘留油分量和微粒量。清洗用液化氣體使用二氧化碳。清洗工序采用實施例1中探討的清洗方法中最有效的清洗工序⑥“在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化后進行超臨界清洗”進行清洗。部件是經(jīng)壓力成型加工制成的外殼，形狀為縱5mm×橫30mm×高50mm。如下改變高壓容器的構造和清洗對象物的容器固定位置來進行清洗，①液化氣體導入口＜清洗對象物＜液化氣體排出口、②液化氣體導入口＞清洗對象物＞液化氣體排出口、③液化氣體導入口＜液化氣體排出口＜清洗對象物、④清洗對象物＜液化氣體導入口＜液化氣體排出口、⑤清洗對象物＜液化氣體排出口＜液化氣體導入口、⑥液化氣體排出口＜液化氣體導入口＜清洗對象物。在各清洗工序各自清洗100個外殼，并進行分析。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線分光法)測定其萃取油分。還有，對于微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。將其結果示于表5。
表5

從以上結果可以知道，高壓容器的構造和清洗對象物的容器固定位置為，當液化氣體導入口＜清洗對象物＜液化氣體排出口時，可通過防止污染物再附著效果提高清洗效果。
實施例6為了調(diào)查是否與凹部構造的深度或形狀有關，改變凹部構造的形狀或深度來探討清洗效果。清洗用液化氣體使用二氧化碳。采用實施例1中探討的清洗方法中最有效的清洗工序⑥“在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化后進行超臨界清洗”進行清洗。部件是經(jīng)壓力成型加工制成的外殼，形狀為①縱5mm×橫30mm×高50mm、②縱5mm×橫10mm×高5mm、③縱3mm×橫5mm×高20mm、④φ10.8mm×高5mm、⑤φ5mm×高5mm。在各清洗工序各自清洗100個外殼，并進行分析。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。將其結果示于表6。
表6

從以上結果可以看到，不管外殼形狀如何都具有清洗效果。從而，可以知道，與外殼形狀無關，都可清洗。
實施例7探討經(jīng)壓力成型加工和切削加工的外殼的清洗工序。清洗用液化氣體使用二氧化碳。是材質(zhì)為SUS304、尺寸為φ2mm、高度為5mm的具有凹部構造的外殼。使用該外殼測定根據(jù)不同清洗工藝的殘留物(油分)量和微粒量、氧化物的變化、根據(jù)接觸角測定的潤濕性。清洗工藝討論了如下4種工序，①使用二氧化碳在恒定溫度下變化壓力，反復5次氣體狀態(tài)與液體狀態(tài)的狀態(tài)變化后轉(zhuǎn)向超臨界狀態(tài)的清洗、②在①的清洗后，排出二氧化碳，并導入水，在200℃、5MPa進行清洗、③在①的清洗后，向二氧化碳中導入水，在200℃、5MPa進行清洗、④只在200℃、5MPa水中進行清洗。在各清洗工序各自清洗100個外殼，并進行分析。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。
還有，關于氧化物的變化是使用ESCA(X射線光電子分光法)測定(氧化物的判斷基準為，以初始值(脫脂處理后)的氧化物峰強度為1，把各清洗后的氧化物峰強度用比值表示)。
還有，關于接觸角是使用協(xié)和界面化學(株)制造的自動接觸角計CA-Z型測定。接觸角一般用作表示物質(zhì)表面對液體的親和程度(親和性、或潤濕性)的指標。如圖8所示，接觸角是指在固體、液體、氣體三相界面，液滴的切線與固體面之間所形成的角度，液體對表面的親和性越好，接觸角越小。
將其結果示于表7。氧化物量是以清洗工序①為1進行標準化。還有，接觸角是用純水作為液體進行測定。
表7

從以上結果可以確認，通過組合二氧化碳的清洗工序和水的200℃、5MPa清洗，可去除油分及無機物系氧化物，進一步接觸角也小，可改善潤濕性。
根據(jù)本發(fā)明第1實施方式，通過用液化氣體或超臨界流體的清洗介質(zhì)對具有凹部構造的部件等被清洗物進行清洗，可提高清洗效果。
第2實施方式接著，參照圖29，說明本發(fā)明第2實施方式中使用的加壓流體，尤其是超臨界狀態(tài)的意義。
該第2實施方式是考慮到再利用第1實施方式中去除的物質(zhì)。即，在以往使用超臨界或亞臨界狀態(tài)流體的清洗中，為提高清洗效果進行過各種研究。例如，公開有一種急速變化超臨界或亞臨界狀態(tài)流體的狀態(tài)的方法。但是，這些流體的劇烈狀態(tài)變化會對清洗對象物帶來物理性沖擊，因此有時導致部件變形，甚至嚴重時會產(chǎn)生缺口。尤其密度低的部件或薄板且形成復雜結構凹部的部件非常容易受其影響。
另一方面，經(jīng)壓力成型加工的加工部件尤其是電子部件，為了提高精度使用大量潤滑油。因此，加工后部件的清洗液中含有大量潤滑油主成分即烴類有機物。并且，潤滑油的目的為提高加工精度，所以除了烴類有機物以外還含有表面活性劑等有機物。但是，靠通常的清洗就無法分離烴類有機物和表面活性劑等有機物，無法再利用。
還有，清洗系統(tǒng)非常昂貴，且花費清洗時間，因此，主要應用的清洗物為模具等非常昂貴且重復使用的部件。
第2及第3實施方式就是為了解決這些問題。
本發(fā)明的利用加壓流體的清洗方法，是通過使加壓后的流體接觸于被清洗物，去除附著在被清洗物表面的雜質(zhì)的方法，其特征在于在不改變與被清洗物接觸的加壓流體的相態(tài)的條件下改變其流體密度。
尤其，即使被清洗物的密度在流體的液體密度以下，也可以通過改變流體的壓力、溫度中的至少一個條件，使流體密度對于被清洗物的密度反復高低，以獲得清洗效果。此時，當加壓流體為超臨界流體時，效果提高。
還有，本發(fā)明的利用加壓流體的清洗方法是一種通過使被清洗物與加壓流體接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法，其特征在于對于浸漬到加壓第1流體中的上述被清洗物，使密度不同于上述第1流體的加壓第2流體接觸來進行清洗。此時，在不改變第1流體的相態(tài)的條件下，使上述被清洗物與上述第2流體接觸。
此時，當?shù)?流體為超臨界流體時可獲得理想的效果。尤其，通過被清洗物密度在第1流體的液體密度以下，且通過使密度小于該被清洗物密度的第2流體與被清洗物接觸，可提高清洗效果。還有，第1流體與第2流體相同，第1流體為液體，第2流體為超臨界流體時可獲得特別理想的效果。
本發(fā)明的利用加壓流體的清洗方法中，優(yōu)選所用流體含有選自二氧化碳、水、氨、低氧化碳、醇中的至少一種，這樣可獲得更好的效果。
還有，當附著在適用本發(fā)明的被清洗物表面的雜質(zhì)為潤滑油時，效果更好。進一步，當適用本發(fā)明的被清洗物為具有凹部構造的部件時效果更好。
首先，對第2實施方式進行說明。
圖29表示二氧化碳或水等流體(流動體)的狀態(tài)圖。圖29中橫軸表示溫度，縱軸表示壓力。溫度為臨界溫度Tc102且壓力為臨界壓力Pc103的點(Tc、Pc)為臨界點101。溫度在臨界溫度Tc102以上且壓力在臨界壓力Pc103以上的范圍為超臨界狀態(tài)104。該超臨界狀態(tài)104時，流體是與氣體105、液體106、固體107不同的相。眾所周知，該超臨界狀態(tài)顯示不同于氣體、液體、固體等的性質(zhì)，且為流體。例如，超臨界狀態(tài)的流體的密度處于氣體與液體中間的值，可由溫度與壓力條件調(diào)節(jié)。還有，超臨界狀態(tài)，不僅是密度，清洗時，還可控制離子積、介電常數(shù)、擴散等，因此可用作獲得高清洗效果的方法。
進一步，關于清洗，液體狀態(tài)的密度非常大，因此對于清洗是有效的流體，根據(jù)情況有時使用液體狀態(tài)。還有，有時將并非是超臨界狀態(tài)而處于較高溫度、高壓區(qū)域的、壓力、溫度條件近似于超臨界狀態(tài)的液體狀態(tài)稱為亞臨界區(qū)域狀態(tài)，該加壓液體狀態(tài)也可用于清洗。
這里，如作為流體的二氧化碳的臨界溫度Tc102為約31.1℃，二氧化碳的臨界壓力Pc103為約7.38MPa。水的情況是，臨界溫度Tc102為約374.3℃，臨界壓力Pc103為約22.1MPa。
流體優(yōu)選常溫常壓下為氣體的物質(zhì)，可使用二氧化碳、水、氨、低氧化碳等，此外也可以使用稍微提高溫度即可揮發(fā)的醇。其中，二氧化碳和水對人體無害，操作性也好。另外，二氧化碳在臨界狀態(tài)具有分解去除有機物的作用，水具有刻蝕氧化物等效果，因此通過發(fā)揮各自特性，有效清洗具有凹部構造的部件。
本發(fā)明第2實施方式的清洗方法優(yōu)選適用于具有凹部構造的部件。這些部件尤其容易在凹部附著加工油如潤滑油或雜質(zhì)(切削屑等)。還有，該凹部部分為進去的結構，加工時施加壓力的部分，因此與其他平坦的構造部分相比，潤滑油等加工油的附著性高，并且清洗劑等難以浸透，所以容易生成清洗斑、清洗殘留物。因此，滲透性高、具有一定粘性、溶解性的液體狀態(tài)(包括亞臨界流體)或超臨界狀態(tài)的加壓流體作為清洗介質(zhì)時效果好。
接著，說明使用本發(fā)明第2實施方式加壓流體的清洗方法。
本發(fā)明第2實施方式的清洗方法為，通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法，在不改變與被清洗物接觸的加壓流體相態(tài)的條件下，變化該流體的密度來進行清洗。尤其當被清洗物密度在流體的液體密度以下時，通過控制該流體的密度，改變施加到被清洗物的浮力。由此隨著流體密度對于被清洗物密度反復高低，使被清洗物在流體中上下運動，產(chǎn)生攪拌效果。此時，當加壓流體為超臨界狀態(tài)流體時，除了可以使密度較大地變化而優(yōu)選外，同時還具有伴隨密度變化，介電常數(shù)等發(fā)生變化，導致溶解性變化等效果。
例如，二氧化碳在0.1MPa、30℃時氣體的密度為約1kg/m3，而液體時在30℃～15℃約600～1600kg/m3，超臨界狀態(tài)時雖然因溫度和壓力條件而異，但在臨界壓力以上，可控制在約200kg/m3至1000kg/m3以上。從而，被清洗物優(yōu)選具有該密度范圍。
被清洗物的密度優(yōu)選在200kg/m3至約1500kg/m3范圍，使用超臨界狀態(tài)流體時，被清洗物的密度優(yōu)選在200kg/m3至約1000kg/m3范圍。作為被清洗物，可以適用樹脂成型體或內(nèi)部具有中空構造的輕質(zhì)材料構成的部件等。作為被清洗物，如用環(huán)氧樹脂等固定中空玻璃珠的部件用作超聲波傳感器的音響匹配部件，但成型時由于切削加工等中空玻璃珠會被切斷或被脫落而在加工表面形成珠子大小的凹部構造。凹部構造的尺寸為寬、深度達幾μm至幾百μm，而且其內(nèi)部進入了加工時切斷的玻璃片，因此用簡單的浸漬清洗難以去除。還有，成型加工時的殘留油成分有時也存在于表面或內(nèi)部。在清洗這些污染物時可發(fā)揮本發(fā)明效果。但能夠適用的物質(zhì)并不限定于此。
圖30、圖32、圖33為采用本發(fā)明第2實施方式的清洗方法的清洗裝置的概略圖。尤其圖32和圖33是根據(jù)流體380的密度，當被清洗物214變輕時密合狀態(tài)解除而容易去除雜質(zhì)381，通過反復該過程利用攪拌效果進行清洗時的示意圖。
該裝置的主要構成要素為，清洗槽的一例為壓力容器210，回收雜質(zhì)381的分離容器220、供給流體380的高壓儲氣罐(或罐)201和液體泵202和、流體380的溫度調(diào)節(jié)器204和控制各容器溫度的溫度控制裝置211、221和、控制壓力控制閥203、213、223的壓力控制裝置230。
流體380使用二氧化碳，被清洗物214使用中空玻璃珠的環(huán)氧樹脂硬化成型體(密度約550kg/m3)，進行說明。把被清洗物214放入清洗用具212內(nèi)，設置到壓力容器210內(nèi)，用溫度調(diào)節(jié)器204、壓力控制閥203調(diào)節(jié)溫度和壓力條件，用液體泵202向壓力容器210內(nèi)導入流體380。壓力容器210使用容器用溫度控制裝置211和壓力控制裝置230控制清洗條件。
二氧化碳作為約47℃、約12MPa的超臨界狀態(tài)流體380被送入壓力容器210。在該條件下二氧化碳的密度為約600kg/m3，因此，被清洗物214在壓力容器210中成為浮在二氧化碳流體的狀態(tài)。若從該初始狀態(tài)在恒定溫度下控制壓力，則流體380的密度在約10Mpa下成為500kg/m3，變得比被清洗物214的密度輕，因此被清洗物214開始下沉。還有，從初始狀態(tài)在恒定壓力下控制溫度，則流體380的密度在約55℃成為500kg/m3，變得比被清洗物214的密度輕，因此被清洗物214開始下沉。通過控制壓力或溫度、或兩者，提高或降低流體380的密度，可使被清洗物214在流體380中上升或下沉(參照圖33)，提高攪拌效果來提高清洗效果。由此，作為易溶于超臨界狀態(tài)二氧化碳的潤滑油等成分的雜質(zhì)381，能夠容易地從被清洗物214的凹部或窄部有效溶出去除。還有，作為難溶于超臨界狀態(tài)二氧化碳的玻璃或樹脂的切削粉等成分的雜質(zhì)381，則能夠容易地從被清洗物214的凹部或窄部擠壓去除。
當被清洗物214的密度和流體380的密度大致相同時，通過在壓力控制裝置230等控制裝置的動作控制下旋轉(zhuǎn)攪拌螺旋槳383來攪拌流體380，可與密度變化相同地，改變施加到被清洗物214的浮力，從而獲得如上所述清洗效果。這是一種不靠上述密度的高低狀態(tài)，而是使兩者密度非常相近，在其他原理作用下容易地解除被清洗物214之間的密合的例子。根據(jù)該方法，無須反復流體的密度(壓力、溫度)的高低狀態(tài)，條件控制簡便。
還有，另外的作為利用外力的機械性變動，除了機械攪拌外，還可通過流體的噴嘴噴射來實施，因此后述的圖31，作為適用于本發(fā)明第3實施方式中清洗裝置的例子而在圖36表示了組合流體噴嘴噴射的例子。另外圖36中，400是為了改變每個部件的清洗條件的部件(被清洗物)信息數(shù)據(jù)庫。即，基于信息數(shù)據(jù)庫400內(nèi)的信息，當被清洗物214的密度和流體380的密度大致相同時，利用噴嘴噴射容易地解除被清洗物214之間的密合。根據(jù)該方法，無須反復流體的密度(壓力、溫度)的高低狀態(tài)，條件控制簡便。
還有，本方法中，通過在初始狀態(tài)使被清洗物214和加壓流體380的密度大致相同，只稍微變化壓力或溫度條件即可使被清洗物214在加壓流體中上下浮動。還有，圖30中表示了控制整個壓力容器210的條件的例子，但也可以在被清洗物214附近設置加熱構件，通過提高被清洗物214附近的溫度，來只降低該處的密度，使被清洗物214下沉。這些條件可根據(jù)附著在被清洗物214的雜質(zhì)種類等來適當選擇使用。除了本方法效果外，如果在壓力容器210外部或內(nèi)部設置輔助攪拌效果的構件，效果將更好。作為這些構件，可以適當選擇使用旋轉(zhuǎn)葉輪式攪拌機構或由超聲波振子的攪拌構件等。
含有從被清洗物214去除的雜質(zhì)的超臨界狀態(tài)二氧化碳將送入分離容器220，控制壓力以降低超臨界狀態(tài)二氧化碳的壓力，回到氣體狀態(tài)。此時，溶解在二氧化碳的雜質(zhì)伴隨溶解度下降而分離，從而作為清洗殘留物222回收。還有，不溶于二氧化碳的雜質(zhì)381將沉降，作為清洗殘留物222回收。通過用不同于壓力容器210的其他容器回收雜質(zhì)381，可防止再附著到部件上。
圖30中流體是以氣體狀態(tài)排氣的形式，但也可以冷卻該氣體狀態(tài)二氧化碳并送入液體泵再度加壓，再使用。因此，可提供連續(xù)性清洗裝置。
第3實施方式接著，說明本發(fā)明第3實施方式的清洗方法。
本發(fā)明的第3實施方式也是一種通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法，在不改變與被清洗物接觸的流體的相態(tài)的條件下提高清洗效果。本方法中，不改變第1流體的相態(tài)，使第2流體與被清洗物接觸來獲得特別優(yōu)異的效果。對于浸漬到加壓第1流體中的上述被清洗物，通過使密度不同于該第1流體的加壓第2流體與其接觸，利用對被清洗部的噴射或泡沫等來提高攪拌效果。
進一步，第2流體為超臨界狀態(tài)流體時，對于具有凹部或窄部的部件等被清洗物，通過提高超臨界流體的擴散性，可有效去除難以清洗的部件深處的雜質(zhì)。此時，當加壓流體為超臨界狀態(tài)流體時，除了可以使密度變化較大而優(yōu)選外，同時還具有伴隨密度變化，介電常數(shù)等發(fā)生變化，導致溶解性變化等效果。
還有，當?shù)?流體與第2流體相同，第1流體為液體，第2流體為超臨界流體時，可獲得尤其好的效果。當兩個流體不同時雖然能夠利用兩者溶解性的差異提高清洗效果，但當兩個流體相同時的優(yōu)點為，可以再利用清洗后的流體，因此無須分離流體，可進行高效率清洗。還有，當被清洗物的密度低于第1流體且高于第2流體時，與第2實施方式相同，第2流體與被清洗物接觸而控制浮力，以帶來攪拌效果，因此可提高清洗效果。
圖31是進行本發(fā)明第3實施方式的清洗方法的清洗裝置的概略圖。該裝置的主要構成要素為，清洗槽為壓力容器310，回收雜質(zhì)的分離容器320、供給第1流體的高壓儲氣罐(或罐)301和液體泵302和、第1流體的溫度調(diào)節(jié)器304和控制各容器溫度的溫度控制裝置311、321和、控制壓力控制閥303、313、323的壓力控制裝置330。這里，使用供給第2流體的高壓儲氣罐(或罐)341和液體泵342和、第2流體的溫度調(diào)節(jié)器344和控制壓力控制閥343的壓力控制裝置330，使第2流體接觸被清洗物314附近。
流體使用二氧化碳，被清洗物314使用帽型SUS(不銹鋼)外殼所代表的具有凹部的壓力成型加工部件或由切削加工法形成的部件，進行說明。被清洗物314放入清洗用具312內(nèi)，并將設置到壓力容器310內(nèi)，用液體泵302向壓力容器310內(nèi)導入由溫度調(diào)節(jié)器304、壓力控制閥303調(diào)節(jié)了溫度和壓力條件的流體。壓力容器310使用容器用溫度控制裝置311和壓力控制裝置330控制清洗條件。二氧化碳以液體狀態(tài)送入壓力容器310，浸漬被清洗物314，用于清洗。另外，對于壓力容器310中的具有凹部構造的被清洗物314，使用供給第2流體的高壓儲罐(或罐)341和液體泵342和、第2流體的溫度調(diào)節(jié)器344和控制壓力控制閥343的壓力控制裝置330，通過噴出部345向被清洗物314附近接觸作為第2流體的超臨界狀態(tài)二氧化碳。
具有凹部構造的被清洗物314配置到壓力容器310中，在第1流體中被清洗的同時利用第2流體促進清洗效果。第2流體的噴出部345朝被清洗物314的開口部設置時，可容易地進行至難以清洗的深處。作為效果可以認為，由接觸不同密度流體而引起的擴散等帶來的攪拌效果和伴隨它的對于雜質(zhì)的剝離去除效果，不同溶解度流體帶來的對具有不同溶解度的雜質(zhì)的溶解去除效果，兩流體具有壓力差時，壓力均等化沖擊帶來的振動效果等發(fā)揮作用，從而加速清洗效果。由此，易溶于流體的潤滑油等成分容易從被清洗物的凹部或窄部也能夠有效溶出去除。還有，難溶于流體的玻璃或切削粉等成分則容易從被清洗物的凹部或窄部剝離或擠壓去除。此時，使第2流體接觸的時間可以是連續(xù)性也可以是間歇性，可以是定速也可以是變速，可以根據(jù)被清洗物等設定。
還有，被清洗物314密度低于第1流體的液體狀態(tài)密度時，通過接觸不同密度的第2流體，如與第2實施方式相同，可由被清洗物的上下運動獲得攪拌效果，提高清洗效果。
還有，含有從被清洗物314去除的雜質(zhì)的第1流體和第2流體混合的流體將送入分離容器320，控制壓力或溫度來分離混合流體并回收的同時，分離回收清洗殘留物322。分離的各流體可各自加壓以循環(huán)利用。還有，若第1和第2流體相同，則可簡化清洗裝置及清洗操作。
由本發(fā)明第2及第3實施方式的清洗方法及清洗裝置獲得清洗效果的部件主要是電子學相關電子部件及其相關部件。尤其是由壓力成型加工及切削加工的精密加工部件。這些部件為了提高加工精度必須使用潤滑油等加工油。但是，該加工油的殘留將影響下一工序的處理，如鍍覆處理或粘接等的性能特性，導致裝置及制品的性能和可靠性降低。因此，對高程度的殘留物去除，即需要精密清洗的部件發(fā)揮效果。應用部件包括超聲波傳感器的匹配層或電池的電極(尤其是二次電池等)。此外還有電池用外殼、HDD用外殼(也叫做框體)、或電解電容器用外殼等。超聲波傳感器用匹配層等使用無機系玻璃球與有機系環(huán)氧樹脂的混合物質(zhì)，無機系玻璃球、有機系環(huán)氧樹脂等各種材料。還有，超聲波傳感器用外殼等的材料為不銹鋼、鋁、環(huán)氧樹脂。加工采用利用壓力成型加工的深拉深或樹脂成型、切削加工。電池用外殼一般使用鋁，或者最近使用對鋁進行鍍覆的多層鋼材，由壓力成型加工制作。HDD用外殼材料使用鋁，最近使用對鋁進行有機物系涂層的復合鋼材，進行壓力成型加工。電解電容器用外殼也一樣，材料使用鋁單體或在鋁材料上施加有機膜涂層的復合銅板，進行壓力成型加工。這樣，通過選擇工序或作為使用清洗介質(zhì)的氣體種類等，還能應用于層積不同材料的有機物和無機物的復合材料。但并不局限于這些制品領域，當然對由壓力成型加工及切削加工進行加工的具有凹部構造的部件也有效。
下面根據(jù)具體實施例說明本發(fā)明的第2及第3實施方式的效果。
實施例8用環(huán)氧樹脂浸漬中空玻璃珠(約30μm)并加熱固化，把該成型體切削加工成給定部件形狀，然后清洗。部件形狀為直徑φ10.8mm×高1.15mm，密度為550kg/m3。該部件在加工面存在多處中空玻璃珠切斷或脫落而形成的珠子大小的凹部構造。
根據(jù)外觀檢查及測定附著在表面的非溶解性微粒量來評價清洗效果。外觀檢查是目測確認是否有缺口、裂紋等，微粒是在清洗后用實物光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察部件表面和凹部內(nèi)部是否有雜質(zhì)。
清洗是把上述部件各自100個放入籃子狀清洗用具中，使用二氧化碳作為流體。根據(jù)以下清洗方法比較。
(1)不清洗；(2)浸漬在超臨界狀態(tài)二氧化碳(約57℃、13MPa、密度約550kg/m3)中后，以10分鐘間隔反復12MPa和14MPa間的升壓和降壓，清洗3小時；(3)在超臨界狀態(tài)二氧化碳(約47℃、12MPa、密度約600kg/m3)中浸漬清洗3小時；(4)在液體狀態(tài)二氧化碳(約20℃、密度約750kg/m3)中浸漬1小時后，在上述(2)條件下清洗；(5)在超臨界狀態(tài)二氧化碳(約47℃、12MPa、密度約600kg/m3)中浸漬1小時后，在恒定溫度下急速開放壓力使容器內(nèi)成為氣體狀態(tài)，反復該操作3次，將清洗結果示于表8。
表8


這種部件時可以知道，即使進行清洗，若如(3)、(4)只把部件簡單地浸漬在加壓二氧化碳中，則雜質(zhì)尤其是對二氧化碳不溶性物質(zhì)的清洗效果低。這是因為部件浮在流體上，因此部件之間重疊，該重疊部分未能分離，無法清洗。還可以知道，若只接觸于流體，則難以去除部件的微小凹部深處的雜質(zhì)。還可以知道，如(5)產(chǎn)生急速的流體相變時，雖然由其沖擊促進雜質(zhì)的去除，但密度低的本部件因部件之間碰撞而產(chǎn)生了缺口和裂紋。
相對于此，可以知道本發(fā)明清洗方法(2)中可以良好地清洗至凹部。該效果的產(chǎn)生原因通過觀察壓力容器內(nèi)部可以知道，由于加壓二氧化碳密度的變化，部件上下運動，從而接觸面分離，同時還有伴隨它的攪拌效果。
實施例9對壓力成型加工和切削加工的外殼進行清洗。材質(zhì)為SUS304，是尺寸為φ12mm、高5mm的具有凹部構造的外殼。
對每100個外殼進行清洗和分析，根據(jù)外觀檢查、殘留油分檢查、及測定附著在表面的非溶解性微粒量來評價清洗效果。外觀檢查是目測確認是否有缺口、裂紋等。殘留油分分析是用溶劑(四氯化碳)萃取油分后，用FT-IR(傅立葉轉(zhuǎn)換紅外線分光法)測定其萃取油分。還有，對微粒，清洗后用微粒檢查機(ToPcon制造的晶片表面檢查裝置WM-1700/1500)進行測定。
清洗時，把上述部件各自100個放入籃子狀清洗用具中，只使用一種流體時使用二氧化碳作。還有，使用兩種流體時，使用液體狀態(tài)二氧化碳作為第1流體，使用超臨界狀態(tài)二氧化碳作為第2流體。對以下清洗方法進行比較。
(1)在液體狀態(tài)二氧化碳(約20℃)中浸漬的狀態(tài)下，把超臨界狀態(tài)二氧化碳(約47℃、12MPa)噴出并接觸到部件上，清洗3小時；(2)在超臨界狀態(tài)二氧化碳(約47℃、12MPa)中浸漬清洗3小時(3)在液體狀態(tài)二氧化碳(約20℃)中浸漬1小時后，用上述(2)條件清洗；(4)在超臨界狀態(tài)二氧化碳(約47℃、12MPa)中浸漬1小時后，在恒定溫度下急速開放壓力使容器內(nèi)成為氣體狀態(tài)，反復該操作3次，將清洗結果示于表9。
表9

任何方法都看不到因油分附著而引起的外觀變色，通過使用加壓二氧化碳可減少殘留油分量。但是，可以知道如果只通過浸漬清洗，則對二氧化碳不溶性微粒的效果小。尤其可以觀察得到存在于凹部構造內(nèi)部。相對于此，可以知道在本發(fā)明清洗方法(1)中可良好地清洗去除雜質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，通過控制加壓流體的密度并與具有凹部構造的部件等被清洗物接觸，可根據(jù)加壓流體的溶劑效果有效去除溶解于流體的潤滑油等雜質(zhì)。進一步，通過控制與部件接觸的流體的密度來發(fā)揮攪拌效果，可有效去除不溶于流體的雜質(zhì)。從而，本發(fā)明的清洗處理中，通過選擇適于部件的最佳清洗條件，可同時賦予加壓流體的溶劑效果及攪拌效果，有效清洗部件，因此，具有較大的工業(yè)價值。
還有，通過應用用于解除上述密合的技術，為了表面改性解除被處理物與被處理物之間的粘合，從而可均勻地處理被處理物表面，能夠應用于形成羥基等的親水處理、由表面活性劑的疏水處理、疏油處理、以及在表面涂布其他材料等方面。另外，關于表面改性，如噴射第2流體的外殼中，通過在該流體中添加處理劑，可獲得能夠有效進行表面改性的效果。還有，為了萃取通過解除被處理物與被處理物之間的粘合，可從被處理物內(nèi)部有效萃取成分，適用于潤滑油等的油脂萃取、從植物等的萃取物萃取、香料萃取等。
上述表面改性中利用了，通過對作為清洗處理物的外殼和作為雜質(zhì)的潤滑油和CO2進行加壓，使作為流體的CO2變得與潤滑油等油脂成分具有親和性(溶解度提高)的特性。
上述萃取中通過變化CO2的溫度與壓力，微觀上解除分子之間的密合，宏觀上使其溶解，改變萃取的對象物對CO2的溶解度(換言之，改變作為溶劑的CO2的密度)，利用該特性在溶劑中溶解萃取的對象物后，降低溫度與壓力，析出萃取對象物，得以萃取。
通過適當組合上述各種實施方式中的任意實施方式，可發(fā)揮各自具有的效果。
本發(fā)明參照附圖對優(yōu)選實施方式進行了充分記載，但很顯然該技術相關熟練人員可進行各種變形或修正。這些變形或修正只要不超出附加的權利要求說明的本發(fā)明范圍，則應理解為包含在其中。
權利要求
1.一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體(380)與被清洗物(214)接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)(381)的清洗方法中，上述被清洗物的密度在上述流體的液體密度以下，通過變化上述流體的壓力、溫度中的至少一個條件，反復上述流體密度對于上述被清洗物密度的高低，使上述被清洗物在上述流體中上下運動，產(chǎn)生攪拌效果，使上述被清洗物與上述流體接觸，從而去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)。
2.一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體(380)與被清洗物(214)接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)(381)的清洗方法中，上述被清洗物的密度在上述流體的液體密度以下，通過變化上述流體的壓力、溫度中的至少一個條件，在上述被清洗物密度與上述流體液體密度接近的狀態(tài)下，由外力賦予上述流體變動，對上述流體產(chǎn)生攪拌效果，使上述被清洗物與上述流體接觸，從而去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)。
3.如權利要求1或2的任意一項中記載的利用加壓流體的清洗方法，上述流體為超臨界流體。
4.一種利用加壓流體的清洗方法，在通過使加壓流體與被清洗物接觸以去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)的清洗方法中，對于浸漬到加壓第1流體中的上述被清洗物，接觸密度不同于上述第1流體的加壓第2流體即超臨界流體來進行清洗時，不改變上述第1流體的相態(tài)，而把作為上述第2流體的超臨界流體通過配置于上述被清洗物附近的噴出部與上述被清洗物接觸，從而去除附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)。
5.如權利要求4記載的利用加壓流體的清洗方法，上述被清洗物的密度在上述第1流體的密度以下，把密度小于上述被清洗物密度的上述第2流體與上述被清洗物接觸。
6.如權利要求4記載的利用加壓流體的清洗方法，上述第1流體與上述第2流體相同，上述第1流體為液體，上述第2流體為超臨界流體。
7.如權利要求1、2、4的任意一項中記載的利用加壓流體的清洗方法，上述流體含有選自二氧化碳、水、氨、低氧化碳、醇中的至少一種。
8.如權利要求1、2、4的任意一項中記載的利用加壓流體的清洗方法，附著在上述被清洗物表面的雜質(zhì)為潤滑油。
9.如權利要求1、2、4的任意一項中記載的利用加壓流體的清洗方法，上述被清洗物為具有凹部構造的部件。
全文摘要
通過用液化氣體或超臨界流體清洗介質(zhì)清洗具有凹部構造的部件來提高清洗效果。在去除附著在具有凹部構造的部件(31)的至少上述凹部構造表面的附著物的清洗方法中，使用超臨界氣體或液化氣體使清洗介質(zhì)不遍布在上述凹部構造表面來進行清洗。
文檔編號B08B3/00GK1689716SQ20051007427
公開日2005年11月2日 申請日期2003年5月12日 優(yōu)先權日2002年5月20日
發(fā)明者入江庸介, 森田清之, 鈴木正明, 足立明久, 橋本雅彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社