洗浄に関する解析

分析の受託業務をする会社はありますが、 不良の原因解析、 プロセスの判定まではなかなかできないのが現状です。　
当社は、 洗浄工程に特化した分析・解析を行います。
　◎洗浄パラメーター測定と解析
　◎洗浄不良解析

洗浄パラメーター測定と解析

洗浄工程は、 以下の５つのステップによって構成されており、 一つでも不完全ですと 洗浄品質は劣化します。
これら５ステップが機能しているかどうか測定し解析する必要があります。
　１．濡れ、　２．汚れ分離、　３．汚れ再付着防止、　４．排出（リンス）、　５．乾燥

１．濡れ

湿式洗浄では基材と汚れが濡れることで洗浄が開始します。
濡れを評価するには、 基材、 汚れ、 洗浄液の表面張力を求めます。　しかし何かの計測器で単純には計測できません。　例えば、 水の表面張力( γ )は 72.8mN/m ですが、 分散成分(γd = 29.1)、 極性成分(γp = 1.3)、 水素結合成分(γh = 42.4) の３成分に分けて 求めることになります。
そして表面張力３成分を求めた 洗浄液と汚れ、洗浄液と基材 の接触角を計算で求め、 濡れ性を評価することになります。

２．汚れ分離

汚れの分離方法には、主に以下の３つのメカニズムがあります。

①剥離
　粒子などの剥離に必要なエネルギーを求めるには、 以下の計算を行います。
　この時、 基材 / 汚れ / 洗浄液 の間の界面エネルギーを 実験と計算で求めておく必要があります。
　剥離エネルギー⊿G = (剥離後の界面エネルギーの総和) － (剥離前の界面エネルギーの総和)

　この⊿Gを超える外力を超音波等で 与えることで、汚れを剥離できることになりますので、重要なパラメーターです。
　剥離の挙動を確認する場合は、 拡張型DLVO理論 を使いシミュレーションします。

②溶解
　汚れの溶解性を評価する指標として、ハンセン溶解度パラメーター（HSP）があります。　
　汚れのHSPがわかれば、 溶解する溶媒を容易に選ぶ、調合することができます。
　現状洗浄液が適しているかも判断できます。

③分解
　汚れをどのように分解できるかは、よごれの材質、構造によります。
　 FTIRやガスクロ等 で明確になれば、アルカリ等で分解できるか、 酸化剤・還元剤 が必要であるかわかります。
　洗浄液の酸化還元電位を調べ、現状が適しているかも判断できます。
　

３．汚れ再付着防止

汚れを分離しても再付着してしまえば意味がありません。
洗浄液中の汚れのゼータ電位を測定し、 DLVO理論での再付着シミュレーションを行い、再付着評価します。
再付着しているのであれば、洗浄液や槽内流れの改善が必要になります。

４．排出（リンス）

リンスでの排出性を確認する方法として以下があります。
　① 水の導電率、 粒子の時間ごとの低下度合調査
　②シミュレーションでの槽内流れ解析
　③PIV実験での槽内流れ解析

５．乾燥

乾燥性は溶媒の蒸発潜熱を調べることでわかります。　
特に水は潜熱が大きいので、 水膜を薄くしてから加熱する等の工夫が必要です。

洗浄不良解析

→ 洗浄不良解析

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