超音波洗浄における油分の影響

回答（１）です。

簡単に言えば、
ワークに付着した異物をキャビテーションにより液体中に乳化、拡散させたりして、
ワークの表面を洗浄するが、超音波洗浄のないようです。
そこに、切削油起因の油分が存在するとその油分をキャビテーションにより乳化、拡散させ
除去してから、ワークに付着した異物の除去となるので除去し難くなります。
また、油と水は、乳化し難いことも要因です。

最近の洗浄実験から
　１：オリジナルの加工油には、ナノレベルの添加物を入れる傾向がある
　２：ナノレベルの加工油が均一に攪拌されていない
　３：表面にナノレベルの添加物や反応物の汚れが付着する傾向がある

　特に、プレス加工において、
　　　　表面のカーボンとの反応傾向が大きいと感じています

水槽の液面に油の膜ができた状態になると
　空気が水槽内の液体に取り込めなくなります
　この状態で超音波照射を継続すると
　キャビテーションが小さくなり
　発生しなくなることもある状態になります

オーバーフロー・・・による液循環により
　水槽に適切なバランスで空気を取り込む必要があります

超音波洗浄の原理については(1)さんの通りで、λ／２ごとにキャビテーションの強いところが出来、その部分が良く洗浄できます。

洗浄により、乳化した油分が増加すると超音波が散乱して、キャビテーションが弱くなることが考えられます。
　原因は水と油で音響インピーダンスが違い、その界面で超音波が反射するが、超音波が球状の油分で多方向に散乱し、何層にもなった油分で超音波が弱められて、洗浄効果を抑制すると考えられます。
（光の場合のすりガラスを入れたような状態になる）

昔、水を用いて超音波洗浄実験を行ったことがありますが、最初は良く洗浄できていたのに、洗浄を繰り返すと洗浄効果が弱くなったことを記憶しています。
対策としては、油分を溶剤の前洗浄で除去し、本洗浄で超音波洗浄を行い、さらに洗浄剤を循環再生すると効果的と思います。

>洗浄物の表面に切削油起因の油分が存在すると洗浄効果を抑制する....
に答えていなかったので、分かる範囲で回答します。

油分が油膜となって付着するする時、分子間引力、静電気等があるが後者は水中につけることで静電気を失い容易に剥離できる。
　しかし、分子間引力による付着は、被膜状に展開した物はかなり強い付着力を持っているで、λ／２ピッチごとにキャビテーションが弱い（洗浄力が弱い）場所では超音波の洗浄作用（剥離、凝集、乳化、振り切り）が弱くなる。（１）さんの洗浄原理参照

そこで、洗浄物を上下に遥動させて、キャビテーションをムラ無く照射するようにしたり、多周波にしてムラを少なくするような工夫をしている。

　いずれにしても、超音波＋水だけの洗浄では、洗浄が難しいので、洗浄剤を添加して油分の溶解力を高める等の工夫が必要である。
詳細については、洗浄機メーカに対象ワーク、汚れ（油分）等を明示して相談した方が良いと思います。

超音波洗浄の原理
洗浄における媒体は、水を代表する液体である。
ワークに付着した異物を液体中に乳化、拡散させたりして、ワークの表面を洗浄する。
このときに異物をワークから剥離させるのに物理的な力を作用させて洗浄を助ける役割を
するのが超音波である。
超音波を液中に照射すると、液中に周波数に応じた定在波が生じ、λ／２の整数倍ごとに
汚れの良く落ちるところが発生する。
となっています。

そのワークに付着した異物を液体中に乳化、拡散させたりして、ワークの表面を洗浄する
が、切削油起因の油分が存在すると油分でできなくなるという事です。
ですから、油分をワークから分離し易くするのは界面活性剤であり、乳化/拡散させるのは
乳化促進剤です。

でも、樹脂に浸み込んだ油分は、薬品を用いて洗浄する事になります。
（あまり関係ないかな？半導体分野なら、多少関係があるんだが、…）

回答（２）さんに喧嘩を売るわけではありませんが、

超音波の透過性に関しては、製造メーカーやそのオーソリティーによって見解が多少異なって
いますので、その不確かな内容よりは、油分洗浄に効果がある対策を講じた方が合理的です。

結局、記述内容は回答（２）さんと略同じとなりますが、
過度の水溶液の乳化状態は、BATHのオーバーフローや循環によっての除去がワーク引き上げ
時の再付着等でも効果的なので、合理的な洗浄パターンと手法を用いる事が大切です。