汚れの付着・除去のメカニズムと洗浄理論、評価方法 / 洗浄剤、洗浄方法・プロセスの選び方と洗浄システムの構築とコストシミュレーション

2010年10月28日「汚れの付着・除去のメカニズムと洗浄理論、評価方法」

講師

横浜国立大学 教育人間科学部
教授 学術博士 大矢 勝 氏

• 専門 : 洗浄科学
• 活動 : 日本油化学会 洗浄 洗剤部会 副部会長

　汚れの種類と洗浄剤の種類に応じた汚れの付着・除去のメカニズムと洗浄理論、そして評価方法について講演する。 　まず分離型洗浄、溶解型洗浄、分解型洗浄の3パターンに分ける洗浄の基本的な考え方と汚れの分類法を紹介し、各種洗浄剤や洗浄機器がそれらの洗浄作用にどのように関連しているのかを説明する。 　界面活性剤の構造や働きの基礎をはじめとし、酸、アルカリ、酸化剤、還元剤、有機溶剤等の洗浄に関連した意味づけが理解できるよう解説する。 　また、一般的な種々の汚れの定量方法や、試験法をどのように考えていけばよいのかといった点について説明する。 　特に外観のデジタル画像から有色汚れ付着量を求める手法については実例を紹介して説明する。

1. 洗浄の基礎理論
   1. 3種の洗浄メカニズム
      • 分離型洗浄
      • 溶解型洗浄
      • 分解型洗浄
   2. 汚れの分類
      • 水溶性汚れ
      • 油性汚れ
      • 固体汚れの分類と性質
2. 水系洗浄剤
   1. 界面活性剤
      • 基本構造と種類
      • 基本的性質
      • 洗浄作用について
   2. アルカリ剤
      • アルカリ剤の種類と性質
      • 表面電位への影響
      • 溶解・分解作用
   3. 酸
      • 酸の種類
      • 酸による溶解メカニズム
      • 酸使用上の注意点
   4. 酸化・還元剤
      • 酸化と還元の意味
      • 代表的酸化剤・還元剤
      • 各種漂白剤
      • 漂白活性化剤
      • 活性酸素
   5. 金属イオン封鎖剤
      • 水の硬度
      • 硬度成分の洗浄への影響
      • 各種金属イオン封鎖剤
3. 準水系洗浄剤
   • 準水系洗浄剤の種類とそれぞれの性質
4. 非水系洗浄剤
   • 非水系洗浄剤に用いられる有機溶剤の種類と性質
   • 使用上の注意点等
5. 各種洗浄装置
   • 超音波
   • 高圧水
   • 泡沫利用システム 等
6. 各種汚れ除去に適した洗浄方法
   1. 油性汚れ・固体汚れ・水溶性汚れの除去について
      • 各種汚れ別の洗浄方法の紹介)
   2. 機械力と洗浄剤との関係
      • 機械力主体型洗浄と洗浄剤主体型洗浄の使い分け)
7. 清浄度の評価
   1. 外観からの評価
      • 目視評価
      • 表面反射率による評価
      • クベルカムンク式
      • 画像データからの評価
   2. 汚れの化学分析
      • 有機汚れの各種化学分析
      • 無機汚れの各種化学分析
8. 洗浄率と洗浄力に関する理論
   • 統計分布理論により洗浄率から洗浄力を求める考え方
• 質疑応答・名刺交換

2010年10月29日「洗浄剤、洗浄方法・プロセスの選び方と洗浄システムの構築とコストシミュレーション」

講師

荒川化学工業(株) 機能材料事業部 営業部
部付部長 前野 純一 氏

　産業用洗浄技術の一翼を担う、湿式洗浄法について、洗浄剤種、洗浄方法について解説する。 　各種洗浄剤、洗浄方法の特徴を述べるとともに、これらを用いてどのように洗浄プロセスを設計していけばよいか、設計の基本部分についても解説する。 　また、産業洗浄技術において洗浄液やリンス液の品質管理は重要課題である。液寿命の概念を理解し、液寿命として何をどのような方法で管理するのが望ましいか、また、濃度の振れを小さくし、常に安全な平衡濃度で運転するためどのように洗浄プロセスを設計すればよいか、それらの計算方法を応用したコストシミュレーションについて解説する。

1. 洗浄の基礎 (洗浄プロセスについての理解)
   1. 洗浄とは
   2. 乾式洗浄と湿式洗浄
      1. 乾式洗浄
      2. 湿式洗浄
         • 溶解
         • 可溶化
         • 乳化
         • 剥離・分散
         • 分解
2. 汚染物について
   1. 汚染物質種
      1. 有機物系汚染物質
      2. 無機物系汚染物質
   2. 汚れの状態
      1. 物理的捕捉
      2. van der waals 力
      3. 静電引力
      4. 水素結合
3. 洗浄剤の種類と特徴
   1. 溶剤系洗浄剤
   2. 水系洗浄剤
   3. 準水系洗浄剤
4. 洗浄方法について
   1. 浸漬洗浄
      • 揺動洗浄
      • 攪拌洗浄
   2. 超音波洗浄
   3. シャワー洗浄
   4. 液中ジェット洗浄
   5. 直通式洗浄
   6. ブラシ洗浄
5. 洗浄プロセスについて
   1. 洗浄プロセスについて
   2. 洗浄
   3. 粗リンス
   4. 仕上げリンス
   5. 乾燥
      • 熱風乾燥
      • 圧縮ガスによるエアナイフ乾燥
      • スピン乾燥
      • 揮発性溶剤による蒸気乾燥
      • 輻射熱乾燥
        • 赤外線
        • 遠赤外線照射
      • 真空乾燥
6. 洗浄設計～プロセスの最適化
   1. 被洗浄物、汚染物の把握
   2. 洗浄目的の明確化、必要清浄度の把握
   3. 洗浄剤の選定、洗浄方法の選択
   4. 洗浄方法の選択
   5. 洗浄プロセス設計
   6. 設計したプロセスの確認、最適化
   7. 洗浄プロセスの確立
   8. 洗浄装置の設計、製作
   9. システムの導入
7. 洗浄剤と洗浄システム
8. 液寿命の決定
9. 液管理方法
   1. 洗浄剤の管理
      1. 汚れ成分濃度の管理方法
      2. 水分濃度の管理方法
   2. すすぎ槽の濃度管理
   3. 仕上げリンス槽の濃度管理
   4. 液管理計の選定
10. ランニングコスト低減方法
11. 廃水処理装置
    1. 生物処理法
    2. 蒸留再生装置
    3. リンス水浄化装置
    4. 純水再生装置
12. コストシミュレーション
    1. 洗浄剤コスト試算
    2. プレリンス1、2槽物質収支
    3. 仕上げ槽洗浄剤濃度について
    4. ランニングコスト試算参考例
• 質疑応答・名刺交換