1.引言
自從國際社會1987年制訂了《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》,中國作為締約國之一,于一九九一年六月為積極淘汰ODS采取了一系列措施。1993年國務院批?? 準了《中國消耗臭氧層物質逐步淘汰國家方案》,簡稱《國家方案》。為保證《國家?? 方案》的具體實現,國家環保局、計劃委員會等單位發出了聯合通知,通知中第五項?? 規定“自本通知發布之日起,各地不得新建、擴建或改建下列生產裝置(線): ‘使用氯氟化碳或1.1.1-三氯乙烷或四氯化碳作為消洗劑的生產裝置’。”并初步達成目?? 標于2006年除生產用外,將禁止生產,銷售和消耗作為清洗劑使用的含ODS物質的清洗裝置(線、劑)。
隨著環保進程的加快,消除ODS物質清洗裝置(線、劑)被各個使用單位提到了議事日程上來,并逐漸成為未來清洗技術的一種趨勢。眾所周知,在需要清洗行業,碳溶劑或二氯乙烯、三氯乙烷等有機溶劑被認為是最好清洗工藝,因為其清洗性能好、干燥效果好(可自然揮發),對設備一次性投資少,但是,因為其對人類的生存空間帶來嚴重的在和危害,并且隨著實際的使用,人們發現它的使用成本越來越高,所以一種新的清洗技術既有利于環保,又能降低生產成本的消洗方法逐漸受到了眾多廠家的青睞,即水系消洗,準水系清洗,也成為未來清洗技術的一種發展潮流。
2.清洗原理:
清洗可以大致分為“干式清洗”和“濕式清洗”兩大類,這里所述的是使用液體替代CFC-113和1,1,1-三氯乙烷而進行的“濕式清洗”。清洗是物理作用和化學作用的綜合結果。
①化學作用的清洗
將清洗液的化學清洗作用原理,分為表面活性劑類型(水類清洗劑)和溶劑類型(準水類、非水類清洗劑略)分別加以說明。
以水類為代表的表面活性劑類的清洗原理是:清洗劑中的表面活性劑分子通過吸附、浸透,將附著在被清洗物表面的污漬(油脂等),從被洗物上乳化、分散出去。以有機溶劑類為代表的溶劑類的清洗原理是:通過清洗液的溶解作用,將污漬浸透、溶解進而除去。
這些清洗液由于種類不同,去污的原理也有所不同。因此,熟悉它們自身的優缺點并選擇性使用的非常重要的。
②物理作用的清洗
清洗是通過清洗液本身的化學性質(表面活性、溶解力等)與促進清洗的物理作用共同形成的綜合力量產生的效果。促進清洗的物理作用發揮著下列重要作用。
對被洗物和清洗液施加物理作用,在短時間內將污漬均勻地除去。
使被洗物附近的洗下的污物充分擴散到洗清液中,增強清洗效果。
為了確保穩定的清洗質量,必須采用將化學作用和物理作用最佳組合在一起的清洗設備,才能達到令人滿意的效果。
③超聲波清洗
超聲波清洗在清洗中作為物理力之一,在以前的清洗和替代清洗中都是最有效的方法,因而被眾多清洗設備采用。
超聲波清洗指的是,在清洗液中使用頻率為20kHz-1MHz的超聲波照射,使液體中產生氣穴攪拌力及沖擊力,這種強大的物理力可使污漬在短時間內被除去。
氣穴,即在清洗液中短時間反復出現氣泡并消失的現象。當氣泡消失時,會產生很大的壓力,致使污漬被剝離。氣穴的產生根據液體中空氣的含量及頻率的現中而有所差異,在抽空過的清洗液中較易產生氣穴,而波頻越高越難產生。
將超聲波發生器產生的電子振蕩能量,在超聲波振子中轉換成機械振動能量,使清洗滌槽內產生超聲波。超聲波振子根據安裝方法的不同,分為商業化的“槽外安裝式”和“槽內安裝式”兩種。
通常,一般工業用清洗多使用20-50kHz,精密清洗為100-500kHz,而半導體工業等的超精密清洗則多利用1MHz附近的高頻區。
3.清洗劑(非水系清洗劑略)
①水系清洗
水類清洗劑在替代之前就被廣泛應用。由水、堿、酸、表面活性劑、防銹材料等組合而成,依據性質分為中性、酸性、堿性三大類。清洗劑的狀態多為粉末狀或液體,一般加水稀釋(10-100倍),在40-80時使用。
水類與其它清洗劑相比,多為不燃、低毒。堿性清洗劑主要用于金屬零件的脫脂。這在水類清洗劑中種類最多,居于主導地位,特別是被具有廢水具有廢水處理設備的大型企業廣泛采用。
一般,水類清洗劑與準水類和非水類相比,油性溶解力較弱。壽命也短,因此必須頻繁更換清洗液,可能會產生較多的廢液。而且,由于清洗后的漂洗工序會產生大量廢水,所以設置作為輔助設備的廢水處理裝置以進行符合廢水排放標準的處理,這是非常必要的。
②準水系清洗
準水類清洗劑是由高沸點溶劑和活性劑等組合而成的。使用高沸點溶劑是為了降低失火危險。為了確保被洗物的可干燥性,通常多采用清洗后用水漂洗的辦法。與其添加表面活性劑來增強清洗能力,倒不如靠水來改善漂洗性能。
雖然其主要成分是乙二醇酯類、有機烴類、醇類、萜烯類、N.甲基吡咯烷酮類等,但由于通常含有5-20%的水分,所以可燃性很低。
一般清洗能力較強,能同時除去水溶性的油污漬。與水類清洗劑一樣,因為需要靠漂洗,所以用于漂洗的排水的廢水處理設備不可缺少。準水類清洗劑與水類清洗劑相比,由于清洗液中有機成分濃度較高,因此漂洗后廢水中的COD值(Chemical Oxygen Demand:化學需氧量)也較高。
最近,在金屬加工零件清洗等的清洗中,出現了不僅僅是清洗工序,連漂洗工序也使用準水類清洗劑,而不再靠水來漂洗的例子。
由于主要成分使用了可燃性的有機物,所以要添加水分消除可燃性。在清洗工序中,若加溫使用,水含量如果控制不當,就會造成水分不足和燃燒的情況,必須加以注意。另外,清洗液的廢液多為不能蒸餾再生的物質,需要作為產業廢棄物進行處理。
4.清洗裝置
根據清洗物的輸送方式,清洗裝置的分類可以分為“自動輸送”和“手工輸送”;根據清洗物的處理形式,可以分為“分批處理”和“連續處理”。
清洗裝置一般由清洗、漂洗、干燥3種基本功能構成,輸送方式分為“手工”和“自動”。處理形式分為“分批處理”和“連續處理”。
①處理形式
分批處理即以清洗筐為單位,將被洗物由一個槽向另一個槽間歇性地輸送,這是最常用的清洗方法。對于多部件的一次性處理十分方便,而且因其較好的處理能力、廣泛的適用性以及設備成本低廉等,被廣泛使用。
連續處理即將被洗物連續輸送的清洗方式,因其設備所占空間大,清洗方法受限制,所以適用于同種部件的大量清洗。例如在印刷電路板安裝工序中就要采用連續處理的噴淋清洗設備。
②清洗方式的種類和優點
清洗方式,分為超聲波式、噴流式、噴淋式、浸漬搖動式和蒸氣式等。而且,清洗方式又分為液相中清洗類和氣相中清洗類兩種。液相中清洗類又有浸漬式、噴流式、超聲波式、減壓式和搖動式等,適用于大多數的清洗液。
對于轉筒和搖動清洗,利用其單一功能的情況較少,多是與超聲波和噴流并用。噴流清洗也叫液相中噴射。是將清洗液在液相中噴向被洗物的清洗方式,應用于搭載半導體設備的印刷電路板等方面。超聲波清洗效果顯著,因而被應用于非常廣的范圍。
氣相中清洗類包括噴氣式、噴淋式和噴霧式等,由于牌霧化狀態,所以在使用可燃性清洗液的情況下,從安全角度考慮,清洗槽不能采用開放式構造。通常采用水類清洗劑。對于噴氣式,由于其噴射壓力高達20kg/cm2,所以能夠很好地將附著在被洗物表面的大顆粒塵埃和加工油等除去。對于噴淋與噴霧式,因為其噴射壓力不足2kg/cm2,或稍高于此,所以多被應用于玻璃纖維板等的精密清洗和超聲波清洗后的漂洗工序。
③干燥方式的種類和優點
干燥方式種類眾多。熱風式、減壓式、排氣式或旋轉式,多用于水類或有機溶劑類清洗劑的干燥工序。熱風式即將熱風吹向被洗物使之干燥的方法,設備構造簡單,分批處理和連續處理都可適用。
減壓式指的是將被洗物投入鍍錫鋼板內后,將壓力減至大氣壓以下,以降低清洗液和漂洗液的沸點,使之低溫干燥的方法。
旋轉式和排氣式,則是將清洗液和漂洗液在風力和離心力的強制作用下,從被洗物表面分離出去。由于受被洗物的形狀及清洗液和漂洗液沸點的影響,會出現干燥不足的情況,所以多與熱風并用。
以上介紹了未來清洗趨勢清洗原理、清洗劑和清洗裝置,日東作為一家大型的專業制造清洗設備的供應商,通過各種國際技術交流與合作努力提高自身的素質,為消除含ODS物質的清洗裝置(劑、線)在清洗業的應用,作出了大量優秀的成績。95年與韓國三星電機(東莞)有限公司就其電腦硬盤外殼的替代清洗,用ACS-4550在線式水系清洗裝置,替代了其使用的三氯乙烷間歇式清洗,被三星公司視為大陸工廠清洗設備的典范。98年更與長虹在微電子行業就陶瓷基板的替代清洗,成功使用BT-5072用水類清洗劑做介質,替代了其使用甲苯、甲醇做為清洗劑的清洗裝置,最大的降低了使用成本及減少了對工人身體的危害并有效地預防了火災的隱患。更與日本SONIC FELLOW合作,在LCD及顯像管行業積極推廣水系清洗裝置(劑、線),為消除含ODS物質的清洗裝置(劑、線)目標的達成積極努力。
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