(57)【要約】【課題】排水中から効率的にアルコールを回収することによって水切り溶液に含まれるアルコールの消費を抑制し、優れた水切り性を維持することができる水切り乾燥装置を提供する。【解決手段】水切り乾燥装置１は、表面に水分が付着した被処理材５ａを水切り溶液６１中に浸漬して、被処理材５ａから水分を除去する装置である。この水切り乾燥装置１は、フッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液よりなる水切り溶液６１を蓄える水切り槽２１と、水切り槽２１からあふれ出た水切り溶液６１を蓄えると共に水切り溶液６１から水分濃度の高い分離液６２を浮上分離させるための分離槽２２と、パーベーパレーション膜を用いて分離液６２から水分を除去して濃縮させたアルコールを回収するアルコール回収装置４とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に水分が付着した被処理材を水切り溶液中に浸漬して該被処理材から水分を除去する水切り乾燥装置において、
フッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液よりなる上記水切り溶液を蓄える水切り槽と、
該水切り槽からあふれ出た上記水切り溶液を蓄えると共に該水切り溶液から水分濃度の高い分離液を浮上分離させるための分離槽と、
パーベーパレーション膜を用いて上記分離液から水分を除去して濃縮させたアルコールを回収するアルコール回収装置とを有していることを特徴とする水切り乾燥装置。
【請求項２】
請求項１において、上記分離槽と上記アルコール回収装置との間には、上記分離液にアルコールを加えてアルコール濃度を調整するための調整槽が配設されていることを特徴とする水切り乾燥装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記アルコール回収装置は、処理すべき上記分離液を蓄える濃縮槽と、上記パーベーパレーション膜を備えたパーベーパレーション膜モジュールとを有しており、
上記濃縮槽と上記パーベーパレーション膜モジュールとの間には、上記濃縮槽から上記分離液を上記パーベーパレーション膜モジュールに供給する供給経路と、上記パーベーパレーション膜モジュールから導出された上記分離液を上記濃縮槽に戻す導出経路とが設けられており、
上記濃縮槽と上記パーベーパレーション膜モジュールとの間を上記分離液が循環可能に構成されていることを特徴とする水切り乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に水分が付着した被処理材を水切り溶液中に浸漬して該被処理材から水分を除去する水切り乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品、光学部品、精密機械部品、あるいは金属、非金属製品等（以下、物品と呼ぶ）は、一般的に純水等により洗浄した後、物品の表面に付着した水分を除去する水切り工程が必要とされている。この水切り工程が不十分であると、乾燥後の物品の表面に水じみが発生する等の問題が生じる。
【０００３】
近年、物品の表面に付着した水分を容易に乾燥除去し、かつ乾燥後の水じみの発生を抑制することができる水切り溶液の組成物やその乾燥方法が提案されている。特にフッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液は、低毒性、不燃性、低腐食性であり、なおかつ優れた水切り性を示す。そのため、この混合溶液は、工業的に有効な水切り溶液として利用することができ、これを用いた水切り乾燥方法も提案されている。
【０００４】
上記水切り乾燥方法として、被処理材の表面に付着した水分を除去するために、水切り溶液に被処理材を浸漬し、超音波振動や撹拌などの物理的作用を付加させる方法が提供されている（特許文献１）。
【０００５】
上記に示される方法は、図３に示すごとく、水切り乾燥装置９を用いて行われる。
まず、表面に水分が付着した被処理材９５ａを上記特定の水切り溶液９６１が蓄えられた水切り槽９２１に浸漬する。付着していた水分（以下、適宜、単に「水」と呼ぶ）は、水切り溶液９６１との比重差により浮力を受け、付着力が弱まるため、被処理材９５ａの表面から剥離される。剥離された水は水切り槽９２１の液面に浮上する。この浮上した水は、水切り槽９２１からあふれ出た水切り溶液９６１と共に分離槽９２２へ流れ落ちる。
【０００６】
次に、被処理材９５ａを水切り槽９２１から蒸気槽９２７へ引き上げる。引き上げられた被処理材９５ｂは、蒸気槽９２７に充満している蒸気によって表面に付着している水切り溶液９６１を蒸気乾燥させる。
これにより、被処理材９５ｂの表面に付着した水分は除去される。
【０００７】
一方、分離槽９２２に流れ落ちた水と水切り溶液９６１は、比重差により分離され、分離槽９２２の液面には水分濃度の高い分離液９６２が浮上分離する。分離液９６２は配管９３６を通り、排水９６３として外部に排出される。
また、分離槽９２２で分離された水切り溶液は回収され、水切り槽９２１に戻される。
【０００８】
しかし、排水９６３は、いまだ高濃度のアルコールを含有し、適切な排水処理を施す必要がある。また、水切り作業を繰り返すことにより、水切り溶液９６１に含まれるアルコールは選択的に消費され、水切り性が低下するという問題がある。従って、優れた水切り性を維持するためには、アルコールを定期的に補給する必要がある。この定期的なアルコールの補給頻度又は量を低減し、省資源化に貢献するために、排水中から効率的にアルコールを回収できるシステムが望まれている。
【０００９】
【特許文献１】特開平５−３２０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、排水中から効率的にアルコールを回収することによって水切り溶液に含まれるアルコールの消費を抑制し、優れた水切り性を維持することができる水切り乾燥装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、表面に水分が付着した被処理材を水切り溶液中に浸漬して該被処理材から水分を除去する水切り乾燥装置において、フッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液よりなる上記水切り溶液を蓄える水切り槽と、該水切り槽からあふれ出た上記水切り溶液を蓄えると共に該水切り溶液から水分濃度の高い分離液を浮上分離させるための分離槽と、パーベーパレーション膜を用いて上記分離液から水分を除去して濃縮させたアルコールを回収するアルコール回収装置とを有していることを特徴とする水切り乾燥装置にある（請求項１）。
【００１２】
本発明の水切り乾燥装置は、パーベーパレーション膜を有するアルコール回収装置を設けている。そのため、この水切り乾燥装置を使用すれば、被処理材からの水分除去を十分に行うことができると共に、使用した水切り溶液の排水中から効率的にアルコールを回収できる。
【００１３】
即ち、まず、表面に水分が付着した被処理材を上記特定の水切り溶液が蓄えられた水切り槽に浸漬する。付着していた水分は上記水切り溶液との比重差により浮力を受け、付着力が弱まるため、上記被処理材の表面から剥離される。剥離された水は上記水切り槽の液面に浮上する。この浮上した水は、上記水切り槽からあふれ出た上記水切り溶液と共に上記分離槽に流れ落ちる。
【００１４】
上記分離槽に流れ落ちた水と水切り溶液は、比重差により分離され、該分離槽の液面には水分濃度の高い分離液が浮上分離する。上記分離液はアルコール回収装置へ送られ、上記パーベーパレーション膜により水分が除去される。そして、アルコール濃度を高めて濃縮させたアルコールを回収し、上記水切り槽に戻すことができる。
【００１５】
これにより、高濃度のアルコールを上記水切り槽へ定期的に補給することができ、アルコールの消費を抑制することができる。また、水切り作業の繰り返しによる水切り性の低下を抑制し、優れた水切り性を維持することができる。
また、パーベーパレーション膜を透過した水は、排水として外部に排出されるが、アルコール濃度が低いため、排水処理を施す負荷が大幅に軽減する。
【００１６】
以上のごとく、本発明によれば、排水中から効率的にアルコールを回収することによって水切り溶液に含まれるアルコールの消費を抑制し、優れた水切り性を維持することができる水切り乾燥装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明において、上記水切り溶液はフッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液からなる。上記フッ素系溶剤としては、例えば、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン等を用いることができる。また、上記アルコールとしては、例えば、エタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等を用いることができる。
【００１８】
また、本発明において、上記パーベーパレーション膜としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリイミド、キトサン、ゼオライト等を用いることができる。なお、パーベーパレーション膜とは、蒸発させた処理液を透過させ、特定物質を分離・回収する、孔のない均質膜である。
【００１９】
また、上記分離槽と上記アルコール回収装置との間には、上記分離液にアルコールを加えてアルコール濃度を調整するための調整槽が配設されていることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記調整槽で上記分離液にアルコールを加えてアルコール濃度を高めた後、例えば、５０ｗｔ％以上に調整した後に、上記アルコール回収装置に送ることができる。これにより、上記パーベーパレーション膜によるアルコールの濃縮効率を高めることができる。
【００２０】
また、上記アルコール回収装置は、処理すべき上記分離液を蓄える濃縮槽と、上記パーベーパレーション膜を備えたパーベーパレーション膜モジュールとを有しており、上記濃縮槽と上記パーベーパレーション膜モジュールとの間には、上記濃縮槽から上記分離液を上記パーベーパレーション膜モジュールに供給する供給経路と、上記パーベーパレーション膜モジュールから導出された上記分離液を上記濃縮槽に戻す導出経路とが設けられており、上記濃縮槽と上記パーベーパレーション膜モジュールとの間を上記分離液が循環可能に構成されていることが好ましい（請求項３）。この場合には、上記濃縮槽と上記パーベーパレーション膜モジュールとの間を上記分離液が連続的に循環することができるため、上記パーベーパレーション膜によるアルコールの濃縮効率を高めることができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例１）
以下に、本発明の実施例にかかる水切り乾燥装置について図１〜図３を用いて説明する。
本例の水切り乾燥装置１は、表面に水分が付着した被処理材５ａを水切り溶液６１中に浸漬して、被処理材５ａから水分を除去する装置である。
この水切り乾燥装置１は、フッ素系溶剤とアルコールとの混合溶液よりなる水切り溶液６１を蓄える水切り槽２１と、水切り槽２１からあふれ出た水と水切り溶液６１を蓄えると共に水切り溶液６１から水分濃度の高い分離液６２を浮上分離させるための分離槽２２と、パーベーパレーション膜を用いて分離液６２から水分を除去して濃縮させたアルコールを回収するアルコール回収装置４とを有している。
以下、さらに詳説する。
【００２２】
水切り乾燥装置１は、図１に示すごとく、水切り乾燥部２と、調整槽３と、アルコール回収装置４と、これらをつなぐ複数の配管とにより構成されている。
水切り乾燥部２は、被処理材５ａを水切り槽２１に浸漬するための開放口２８を有し、上方が開放されている。
また、水切り乾燥部２の下方には、水切り溶液６１を蓄えると共に、表面に水分が付着した被処理材５ａを浸漬する水切り槽２１が配設されている。
【００２３】
水切り槽２１の隣には、水切り槽２１からあふれ出た水と水切り溶液６１を蓄えると共に、比重差により水分濃度の高い分離液６２を浮上分離させるための分離槽２２が並設されている。
分離槽２２の隣には、分離槽２２で分離され、下方に溜まった水切り溶液を連通口２２１から導入し、備蓄する備蓄槽２３が並設されている。
備蓄槽２３の隣には、備蓄槽２３からあふれ出た水切り溶液と、アルコール回収装置４から回収されたアルコールと水切り溶液を混合する回収槽２４が並設されている。なお、回収槽２４は、バルブ３７１を備えた配管３７を通じてアルコール回収装置４と接続されている。なお、回収槽２４を介さず、水切り槽２１とバルブ３７１を備えた配管３７を通じて後述するアルコール回収装置４と接続する構成とすることもできる。
【００２４】
また、水切り槽２１には、分離槽２２を併設した側と反対側に、回収された水切り溶液を蓄えると共に、定期的あるいは連続的に水切り溶液を水切り槽２１へ供給する供給槽２５が並設されている。なお、供給槽２５を並設せず、水切り槽２１の液面へ水切り溶液を直接供給する構成とすることもできる。
【００２５】
供給槽２５の隣には、水切り槽２１から引き上げられた被処理材５ｂの蒸気乾燥のために用いる、蒸気を発生させる蒸気発生槽２６が並設されている。蒸気発生槽２６の底部には、蒸気発生槽２６に蓄えられた水切り溶液６１を加熱し、蒸気とするためのヒータ２６１が配設されている。
なお、供給槽２５及び蒸気発生槽２６と回収槽２４とは、ポンプ３１１を備えた配管３１を通じて接続されており、回収槽２４内の液を供給槽２５又は蒸気発生槽に送ることができるよう構成されている。
【００２６】
水切り乾燥部２の上方には、蒸気発生槽２６から発生した蒸気を充満させると共に、水切り槽２１から引き上げられた被処理材５ｂの表面に付着している水切り溶液６１を蒸気乾燥させる蒸気槽２７が配設されている。
また、蒸気槽２７の上部には、開放口２８から外部へ放出される蒸気を冷却する冷却管２７１が、蒸気槽２７の側壁に沿って配設されている。この冷却管２７１の内部には、冷却水が循環している。
【００２７】
冷却管２７１には、冷却管２７１の表面で冷やされ、蒸気から液体となった水切り溶液６１を回収する回収器２７１が配設されている。冷却管２７１と回収器２７２とは、配管３２を通じて接続されている。
また、回収器２７２には、回収した水切り溶液６１を水切り槽２１に戻すための配管３３が配設されている。
【００２８】
水切り乾燥部２内に配設された分離槽２２とアルコール回収装置４との間には、図１に示すごとく、分離液６２にアルコールを加えてアルコール濃度を調整するための調整槽３が配設されている。調整槽３は、ポンプ３４１を備えた配管３４を通じて分離槽２２と、バルブ３５１を備えた配管３５を通じてアルコール回収装置４とそれぞれ接続されている。
なお、調整槽３を配設せずに分離槽２２とアルコール回収装置４とを直接的に接続する構成とすることもできる。
【００２９】
アルコール回収装置４は、図２に示すごとく、分離液６２を蓄える濃縮槽４１と、パーベーパレーション膜４２１を備えたパーベーパレーション膜モジュール４２とを有している。また、濃縮槽４１とパーベーパレーション膜モジュール４２との間には、ヒータ４３１を備えた加熱装置４３が配設されている。
【００３０】
濃縮槽４１、パーベーパレーション膜モジュール４２、加熱装置４３は、ポンプ４５１を備えた配管４５と配管４６、４７とを通じて接続されており、分離液６２が循環可能であるように構成されている。
また、濃縮槽４１は、ポンプ３５１を備えた配管３５を通じて調整槽３と、バルブ３７１を備えた配管３７を通じて回収槽２４とそれぞれ接続されている。なお、回収槽２４を介さず、濃縮槽４１と水切り槽２１とをバルブ３７１を備えた配管３７を通じて直接的に接続する構成とすることもできる。
【００３１】
パーペーパレーション膜モジュール４２には、パーベーパレーション膜４２１を透過した蒸気を冷却するコンデンサー４４が配設されている。パーベーパレーション膜モジュール４２とコンデンサー４４とは、配管４８を通じて接続されている。また、コンデンサー４４には、排水６３を外部に排出するための配管３６が配設されている。
なお、コンデンサー４４は配設しない構成とすることもできる。
【００３２】
本例では、水切り溶液６１として、フッ素系溶剤であるハイドロフルオロエーテルとアルコールであるイソプロピルアルコールとの混合溶液を用いた。また、パーベーパレーション膜４２１として三井造船（株）製のＡ型ゼオライト膜チューブを用いた。
【００３３】
次に、水切り乾燥装置１を用いて水切り乾燥を行う方法について説明する。
まず、表面に水分が付着した被処理材５ａを、開放口２８から水切り溶液６１が蓄えられた水切り槽２１に浸漬する。付着していた水分は水切り溶液６１との比重差により浮力を受け、付着力が弱まるため、被処理材５ａの表面から剥離される。剥離された水は水切り槽２１の液面に浮上する。このとき、水切り溶液６１に超音波振動や撹拌などの物理的作用を加えることにより、被処理材５ａの表面に残留している付着した水分をしっかりと取り除くことができる。浮上した水は、水切り槽２１からあふれ出た水切り溶液６１と共に分離槽２２へ流れ落ちる。
【００３４】
次に、被処理材５ａを水切り槽２１から蒸気槽２７へ引き上げる。引き上げられた被処理材５ｂは、蒸気槽２７に充満している蒸気によって表面に付着している水切り溶液６１を蒸気乾燥させる。
蒸気槽２７に充満している蒸気は、開放口２８から外部へ放出されないように、内部に冷却水を循環させている冷却管２７１の表面で冷やされ、液体となって回収器２７２に回収される。回収された水切り溶液６１は配管３３を通り、水切り槽２１に戻される。
【００３５】
一方、分離槽２２に流れ落ちた水と水切り溶液６１は、比重差により分離され、分離槽２２の液面には水分濃度の高い分離液６２が浮上分離する。この分離液６２は配管３４を通り、調整槽３に送られる。
なお、分離槽２２で分離された水切り溶液は、分離槽２２の下方に溜まり、連通口２２１から備蓄槽２３へ導入される。さらに、備蓄槽２３からあふれ出た水切り溶液は、回収槽２４に回収される。
【００３６】
調整槽３に送られた分離液６２は、アルコール回収装置４でのアルコールの濃縮を効率よく行うため、アルコール濃度が常に５０ｗｔ％以上になるようにアルコールを加えて濃度調整を行う。濃度調整された分離液６２は配管３５を通り、アルコール回収装置４に送られる。
【００３７】
アルコール回収装置４に送られた分離液６２は、バルブ３７１を閉鎖した状態で濃縮槽４１に蓄えられ、ある一定量となったところでバルブ３５１を閉鎖する。これにより、アルコール回収装置４は、濃縮槽４１とパーベーパレーション膜モジュール４２との間に、ヒータ４３１を備えた加熱装置４３を設けた循環系が形成される。
【００３８】
濃縮槽４１に蓄えられた分離液６２はポンプ４５１の駆動によって配管４５を通り、加熱装置４３に送られる。そして、加熱装置４３に備えられたヒータ４３１によって加熱され、蒸気となって配管４６を通り、パーベーパレーション膜モジュール４２に送られる。蒸気となった分離液６２は、パーベーパレーション膜モジュール４２に備えられたパーベーパレーション膜４２１により脱水・アルコール濃縮され、配管４７を通り、濃縮槽４１に戻される。
【００３９】
一方、パーベーパレーション膜４２１を蒸気となって透過した水は、配管４８を通り、コンデンサー４４に送られる。そして、コンデンサー４４によって冷却されて液体となり、排水６３として配管３６を通り外部に排出されるが、アルコール濃度は低いため、排水処理を施す負荷が大幅に軽減される。
【００４０】
分離液６２は、濃縮槽４１とパーベーパレーション膜モジュール４２との間を数回循環し、パーベーパレーション膜４２１による脱水・アルコール濃縮を繰り返し行う。
十分に脱水され、所定のアルコール濃度（望ましくはアルコール濃度が９５ｗｔ％以上）に濃縮された分離液６２は、濃縮槽４１から配管３７を通り、回収槽２４に回収される。
【００４１】
アルコール回収装置４より回収槽２４に回収されたアルコールは、水切り溶液とともに配管３１を通り、供給槽２５及び蒸気発生槽２６に送られる。供給槽２５に送られたアルコールは、水切り溶液とともに水切り槽２１に戻される。なお、アルコール回収装置４より回収されたアルコールを濃縮槽４１から配管３７を通り、回収槽２４を介さずに水切り槽２１に戻してもよい。
【００４２】
これらにより、高濃度のアルコールを水切り槽２１へ定期的に補給することができ、アルコールの消費を抑制することができる。また、水切り作業の繰り返しによる水切り性の低下を抑制し、優れた水切り性を維持することができる。
【００４３】
以上のごとく、本例によれば、排水中から効率的にアルコールを回収することによって水切り溶液に含まれるアルコールの消費を抑制し、優れた水切り性を維持することができる水切り乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１における、水切り乾燥装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例１における、調整槽とアルコールとの構成を示す回収装置の説明図。
【図３】従来例における、水切り乾燥装置の構成を示す説明図。
【符号の説明】
【００４５】
１  水切り乾燥装置
２１  水切り槽
２２  分離槽
３  調整槽
４  アルコール回収装置
４１  濃縮槽
４２  パーベーパレーション膜モジュール
４２１  パーベーパレーション膜
５ａ、５ｂ  被処理材
６１  水切り溶液
６２  分離液
【図１】
2006015214.tif 000003
【図２】
2006015214.tif 000004
【図３】
2006015214.tif 000005