(57)【要約】【課題】容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる容器の洗浄方法を提供すること。【解決手段】内表面にシリカ凝集体が付着した、内容物の抜出し口を有する容器の洗浄方法であって、上記容器を濃度５〜１５質量％のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する低濃度洗浄工程と、上記低濃度洗浄工程後、上記容器を濃度２０質量％以上のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する高濃度洗浄工程と、を有する容器の洗浄方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
内表面にシリカ凝集体が付着した、内容物の抜出し口を有する容器の洗浄方法であって、
前記容器を濃度５〜１５質量％のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する低濃度洗浄工程と、
前記低濃度洗浄工程後、前記容器を濃度２０質量％以上のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する高濃度洗浄工程と、
を有する容器の洗浄方法。
【請求項２】
前記シリカ凝集体が、シリカゾルを含有する溶液中の水及び／又は有機溶媒の蒸発を伴う加熱操作において前記容器に付着したものである、請求項１に記載の洗浄方法。
【請求項３】
前記容器において、容器の内表面の面積に対する前記抜出し口の開口面積の比が１×１０−３以下である、請求項１又は２に記載の洗浄方法。
【請求項４】
前記低濃度洗浄工程及び／又は前記高濃度洗浄工程における洗浄方法が、浸漬洗浄又は撹拌洗浄である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【請求項５】
前記低濃度洗浄工程及び前記高濃度洗浄工程を含めた合計の洗浄回数が３回以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【請求項６】
前記シリカ凝集体が１〜２０ｍｍの平均厚さで前記容器の内表面に付着している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【請求項７】
前記容器を構成する材料が、グラスライニング、ＳＵＳ、ハステロイ及び樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の洗浄方法に関し、特に、シリカ凝集体が内表面に付着した、内容物の抜出し口を有する容器の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器内にシリカゾルを含有する溶液を充填した場合、容器から溶液を抜出しても容器の内表面にシリカ凝集体が残りやすい。残存したシリカ凝集体は、容器の再使用の妨げになる。特に、シリカゾルを含有する溶液に対し、溶液中の水及び／又は有機溶媒の蒸発を伴う加熱操作を行った場合、シリカ凝集体の容器への付着が顕著となる。このようなシリカ凝集体が付着した容器の洗浄方法としては、アルカリ水溶液を用いた方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３４０４１１号公報
【特許文献２】特開平１１−１７９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１及び２に記載された方法であっても、容器の内表面からのシリカ凝集体の除去が必ずしも十分ではなかったり、シリカ凝集体を十分に除去するまでに多くの洗浄回数又は長い洗浄時間を必要とする場合がある。また、洗浄時に容器の抜出し口がシリカ凝集体を含んだ洗浄液で閉塞する場合がある。
【０００５】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる容器の洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、内表面にシリカ凝集体が付着した、内容物の抜出し口を有する容器の洗浄方法であって、上記容器を濃度５〜１５質量％のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する低濃度洗浄工程と、上記低濃度洗浄工程後、上記容器を濃度２０質量％以上のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する高濃度洗浄工程と、を有する容器の洗浄方法を提供する。
【０００７】
上記洗浄方法によれば、相対的に低濃度のアルカリ金属水酸化物水溶液（以下、「アルカリ水溶液」とも言う）を用いて低濃度洗浄工程を行った後、より高濃度のアルカリ水溶液を用いて高濃度洗浄工程を行うことにより、容器の抜出し口がシリカ凝集体を含んだアルカリ水溶液（洗浄液）で閉塞することを抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる。この方法は、低濃度洗浄工程においてシリカ凝集体の一部を低濃度アルカリ水溶液で除去した後、高濃度洗浄工程によって残存するシリカ凝集体を高濃度アルカリ水溶液で除去する方法である。このように段階的にシリカ凝集体を除去することで、容器の抜出し口がシリカ凝集体を含んだアルカリ水溶液で閉塞することを抑制することができる。また、高濃度洗浄工程を行うことで、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に除去することができる。更に、低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程の少なくとも２段階の洗浄工程で洗浄することで、少ない洗浄回数且つ短時間で、効率的に容器の内表面からシリカ凝集体を除去することができる。
【０００８】
ここで、上記シリカ凝集体は、シリカゾルを含有する溶液中の水及び／又は有機溶媒の蒸発を伴う加熱操作において上記容器に付着したものであってもよい。
【０００９】
上記容器において、容器の内表面の面積に対する上記抜出し口の開口面積の比は、１×１０−３以下であってもよい。
【００１０】
上記低濃度洗浄工程及び／又は上記高濃度洗浄工程における洗浄方法は、浸漬洗浄又は撹拌洗浄であってもよい。
【００１１】
上記洗浄方法において、上記低濃度洗浄工程及び上記高濃度洗浄工程を含めた合計の洗浄回数は３回以下であってもよい。
【００１２】
上記シリカ凝集体は、１〜２０ｍｍの平均厚さで上記容器の内表面に付着していてもよい。
【００１３】
上記容器を構成する材料は、グラスライニング、ＳＵＳ、ハステロイ及び樹脂からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる容器の洗浄方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態に係る容器の洗浄方法は、内表面にシリカ凝集体が付着した、内容物の抜出し口を有する容器の洗浄方法であって、上記容器を濃度５〜１５質量％のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する低濃度洗浄工程と、上記低濃度洗浄工程後、上記容器を濃度２０質量％以上のアルカリ金属水酸化物水溶液で洗浄する高濃度洗浄工程と、を有する方法である。
【００１７】
シリカ凝集体は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む物質の凝集体であれば特に限定されない。シリカ凝集体としては、シリカゾルを含有する溶液の充填及び排出により容器に付着したもの、シリカゾルを含有する溶液中の水及び／又は有機溶媒の蒸発を伴う加熱操作において容器に付着したもの等が挙げられる。特に、シリカゾルを含有する溶液中の水及び／又は有機溶媒の蒸発を伴う加熱操作において容器に付着したシリカ凝集体は、洗浄により除去し難い傾向があるため、本実施形態の洗浄方法により除去することが望ましい。本実施形態の洗浄方法によれば、上記のような加熱操作において容器に付着したシリカ凝集体であっても、十分に且つ効率的に除去することが可能である。
【００１８】
容器へのシリカ凝集体の付着量は特に限定されないが、例えば、容器の内表面に１〜２０ｍｍの平均厚さで付着していてもよい。付着したシリカ凝集体の平均厚さは、付着したシリカ凝集体の任意の５箇所に針金をさし、シリカ凝集体が付着した部分の厚みを物差しで測定し、その平均値をとることにより求めることができる。本実施形態の洗浄方法は、上記範囲内の平均厚さで付着しているシリカ凝集体の除去に適している。本実施形態の洗浄方法によれば、上記範囲内の平均厚さのシリカ凝集体を、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、十分に且つ効率的に除去することができる。付着しているシリカ凝集体の平均厚さが１ｍｍ未満である場合でも、本実施形態の洗浄方法により、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、シリカ凝集体を容器の内表面から十分に除去することができるが、付着量が少ないため、従来の洗浄方法でも除去可能な場合がある。また、付着しているシリカ凝集体の平均厚さが２０ｍｍを超える場合でも、本実施形態の洗浄方法により、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、シリカ凝集体を容器の内表面から十分に除去することができるが、洗浄回数が多くなり、洗浄時間が長くなる傾向があるため、付着量がより少ない段階で本実施形態の方法により洗浄することが望ましい。
【００１９】
容器は、少なくとも内容物の抜出し口を有する容器である。容器において、外部に開かれた開口部は、抜出し口のみであってもよい。その場合、容器の外部から内部への物質の投入、内部から外部への物質の排出は、全て抜出し口から行うこととなる。また、容器は、抜出し口以外の開口部を有していてもよい。例えば、容器が抜出し口とは別に物質の投入口を有している場合、容器の外部から内部への物質の投入は投入口から行い、内部から外部への物質の排出は抜出し口から行うことができる。更に、抜出し口及び他の開口部は、物質の流量を調整するための弁を有していてもよい。
【００２０】
容器の形状は特に限定されないが、槽型、円筒形、円錐形、角形、球形等の形状であってもよい。
【００２１】
容器において、容器の内表面の面積Ｓ２に対する抜出し口の開口面積Ｓ１の比（Ｓ１／Ｓ２）は特に限定されないが、１×１０−３以下であってもよい。
【００２２】
容器を構成する材料は特に限定されないが、グラスライニング、ＳＵＳ、ハステロイ及び樹脂からなる群より選択される少なくとも一種の材料を含むことが好ましい。
【００２３】
容器の容量は特に限定されないが、例えば、１００〜５０００Ｌであってもよい。本実施形態の洗浄方法によれば、どのような容量の容器であっても、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる。
【００２４】
本実施形態の洗浄方法では、内表面にシリカ凝集体が付着した容器に対し、低濃度洗浄工程を行った後、高濃度洗浄工程を行う少なくとも２段階の洗浄工程により、容器の洗浄を行う。
【００２５】
低濃度洗浄工程は、濃度５〜１５質量％のアルカリ水溶液（アルカリ金属水酸化物水溶液）で容器を洗浄する工程である。洗浄液として使用するアルカリ水溶液としては、公知のアルカリ水溶液を特に制限なく使用することができる。アルカリ水溶液として具体的には、水酸化リチウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液等が挙げられる。これらの中でも、水酸化ナトリウム水溶液がより好ましい。
【００２６】
低濃度洗浄工程で使用するアルカリ水溶液中のアルカリ金属水酸化物の濃度は、５〜１５質量％であり、５〜１０質量％であることが好ましく、６〜９質量％であることがより好ましい。水及び濃度が５質量％未満のアルカリ水溶液では容器に付着したシリカを除去し難く、高濃度洗浄工程で容器の抜出口が閉塞することが懸念される。濃度が５質量％以上であることで、高濃度洗浄工程で容器の抜出口の閉塞を抑制できる程十分にシリカ凝集体を除去でき、最終的に容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することが可能となる。また、濃度が１５質量％以下であることで、洗浄液による容器の抜出し口の閉塞を抑制することができる。
【００２７】
低濃度洗浄工程での洗浄方法はシリカ凝集体の付着面とアルカリ水溶液が接触する方法であり、例えば、容器内にアルカリ水溶液を充填する方法、アルカリ水溶液に容器を浸漬する方法等が挙げられる。洗浄効率をより高めるために、アルカリ水溶液の撹拌、容器の振とう、超音波の印加等を行ってもよい。
【００２８】
洗浄時にアルカリ水溶液の撹拌を行う場合、例えば、反応容器等に備え付けの撹拌翼により撹拌することができる。
【００２９】
低濃度洗浄工程での洗浄時のアルカリ水溶液の温度は、取り扱い性の観点から、１０〜３０℃であることが好ましく、温度が高いほうがシリカの溶解性が高いことから３０℃以上に加熱してもよい。
【００３０】
低濃度洗浄工程での洗浄時間は、シリカ除去性及び洗浄効率の観点から、１５〜３０時間であることが好ましく、２０〜２５時間であることがより好ましい。
【００３１】
上述した低濃度洗浄工程は、内表面にシリカ凝集体が付着した容器に対する最初の洗浄工程として行うことができる。また、少なくとも当該低濃度洗浄工程の前に、当該低濃度洗浄工程で用いるアルカリ水溶液よりも高濃度のアルカリ水溶液を用いた洗浄工程は行わないことが望ましい。なお、低濃度洗浄工程で用いるアルカリ水溶液よりも更に低濃度のアルカリ水溶液を用いた洗浄工程、又は、水（純水等）を用いた洗浄工程であれば、低濃度洗浄工程よりも前に行ってもよい。
【００３２】
高濃度洗浄工程は、濃度２０質量％以上のアルカリ水溶液（アルカリ金属水酸化物水溶液）で容器を洗浄する工程である。高濃度洗浄工程は、アルカリ水溶液中のアルカリ金属水酸化物の濃度を変えた以外は低濃度洗浄工程と同様の方法及び条件で行うことができる。
【００３３】
高濃度洗浄工程で使用するアルカリ水溶液中のアルカリ金属水酸化物の濃度は、２０質量％以上であり、２０〜４０質量％であることが好ましく、２５〜３５質量％であることがより好ましい。濃度が２０質量％以上であることで、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することが可能となる。
【００３４】
高濃度洗浄工程での洗浄時間は、低濃度洗浄工程と同様に、シリカ除去性及び洗浄効率の観点から、３５〜５５時間であることが好ましく、４０〜５０時間であることがより好ましい。このように、低濃度洗浄工程を相対的に短時間で行い、高濃度洗浄工程を相対的に長時間行うことで、全体の洗浄時間を短縮しながら、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に且つ効率的に除去することができる。特に、シリカ凝集体の十分な除去には高濃度洗浄工程の方が重要であるため、当該高濃度洗浄工程により多くの時間を費やすことが望ましい。
【００３５】
上記以外の高濃度洗浄工程の実施方法及び条件は、低濃度洗浄工程と同様である。
【００３６】
低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程の一方又は両方は、複数回行ってもよい。例えば、低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程を１回ずつ行った後、更に低濃度洗浄工程又は高濃度洗浄工程を行ってもよい。また、低濃度洗浄工程を２回行った後に高濃度洗浄工程を行ってもよい。このように実施する洗浄工程の合計の回数を増やすと、シリカ除去性がより向上する。シリカ除去性をより向上させる観点からは、少なくとも高濃度洗浄工程を複数回行うことが好ましく、低濃度洗浄工程を行った後、高濃度洗浄工程を２回行うことが好ましい。但し、洗浄工程の回数が増えると、洗浄時間が長くなったり、洗浄効率が低下する傾向があるため、合計の洗浄回数は５回以下であることが好ましく、３回以下であることがより好ましい。また、合計の洗浄回数は２回、すなわち低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程が各１回であってもよい。なお、ここで言う合計の洗浄回数は、後述する追加洗浄工程や水洗工程を行う場合、それらも含めた回数である。
【００３７】
本実施形態の洗浄方法は、低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程で使用するアルカリ水溶液のいずれとも異なる濃度のアルカリ水溶液で容器を洗浄する追加洗浄工程を有していてもよい。追加洗浄工程は、低濃度洗浄工程及び高濃度洗浄工程の後、または、低濃度洗浄工程と高濃度洗浄工程との間のいずれかに行う。追加洗浄工程で使用するアルカリ水溶液の濃度は、５質量％未満、又は、１５質量％超２０質量％未満であってもよい。シリカ除去性及び取り扱い性の観点から、追加洗浄工程で使用するアルカリ水溶液の濃度は、１５質量％超２０質量％未満であることが好ましい。
【００３８】
本実施形態の洗浄方法は、容器内に残留するアルカリ水溶液を除去するために、容器を水（純水等）で洗浄する水洗工程を有していてもよい。水洗工程は、低濃度洗浄工程、高濃度洗浄工程及び必要に応じて行われる追加洗浄工程の後に、最後の洗浄工程として行うことが望ましい。また、水洗工程は、各洗浄工程における洗浄効率を向上させる観点から、低濃度洗浄工程の前、低濃度洗浄工程と高濃度洗浄工程との間、或いは、低濃度洗浄工程又は高濃度洗浄工程と追加洗浄工程との間に行ってもよく、洗浄液を除去するために洗浄工程後に実施してもよい。
【００３９】
本実施形態の洗浄方法により容器を洗浄することで、容器の内表面からシリカ凝集体を十分に除去できるため、当該容器の再使用が可能である。そして、洗浄後の容器を用いて製品を製造した場合、残存するシリカ凝集体による製品品質の低下を防ぐことができ、未使用の容器を用いて製品を製造した場合と同等の製品品質を得ることが可能となる。また、本実施形態の洗浄方法では、容器の取出し口の閉塞を回避することができるため、容器の洗浄及び洗浄後の容器を用いた製品の製造を繰り返し行った場合、安定した製造が可能となる。
【００４０】
以上、本発明の容器の洗浄方法の実施形態について説明したが、本発明の容器の洗浄方法は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
＜シリカ凝集体が付着した容器の準備＞
抜出し口の開口面積Ｓ１が４．９×１０−４ｍ２、容器の内表面の面積Ｓ２が２．２ｍ２（Ｓ１／Ｓ２＝２．２×１０−４）、内容量が２００Ｌである、抜出し口を有する槽型のグラスライニング製容器を用意した。この容器は、抜出し口以外の開口部を有する。この容器内に、シリカゾル溶液（スノーテックスＯ−４０、ＢＥＴ径２０〜２５ｎｍ、ＳｉＯ２濃度４０質量％）９０Ｌとγブチロラクトンとを充填し、水の蒸発を伴う加熱操作を行った。その後、容器内からシリカゾル溶液を排出した。これにより、内表面に平均厚さ２ｍｍのシリカ凝集体が付着した容器を得た。
【００４３】
（実施例１）
シリカ凝集体が付着した容器内に、濃度７質量％のＮａＯＨ水溶液１８０Ｌを入れ、約２５℃、回転数８０ｒｐｍ（ファウドラー翼）の条件で２４時間撹拌洗浄した（低濃度洗浄工程）。その後、容器の抜出し口からＮａＯＨ水溶液を排出した。次に、低濃度洗浄工程後の容器内に、濃度２８質量％のＮａＯＨ水溶液１８０Ｌを入れ、約２５℃、回転数８０ｒｐｍ（ファウドラー翼）の条件で４８時間撹拌洗浄した（高濃度洗浄工程）。その後、容器の抜出し口からＮａＯＨ水溶液を排出した。
【００４４】
（比較例１）
シリカ凝集体が付着した容器内に、濃度２８質量％のＮａＯＨ水溶液１８０Ｌを入れ、約２５℃、回転数８０ｒｐｍ（ファウドラー翼）の条件で７２時間撹拌洗浄した。その後、容器の抜出し口からＮａＯＨ水溶液を排出した。
【００４５】
（比較例２）
シリカ凝集体が付着した容器内に、濃度７質量％のＮａＯＨ水溶液１８０Ｌを入れ、約２５℃、回転数８０ｒｐｍ（ファウドラー翼）の条件で７２時間撹拌洗浄した。その後、容器の抜出し口からＮａＯＨ水溶液を排出した。
【００４６】
＜抜出し口閉塞の評価＞
実施例及び比較例の洗浄方法において、容器の抜出し口からアルカリ水溶液を排出する際に、抜出し口の閉塞が発生するかどうかを評価した。すなわち、アルカリ水溶液の排出時に抜出し口の閉塞が発生せず、スムーズに排出できた場合を「Ａ」、アルカリ水溶液の排出時に抜出し口が閉塞し、内容物が出てこない場合を「Ｂ」と評価した。結果を表１に示す。
【００４７】
＜シリカ除去性の評価＞
実施例及び比較例の洗浄方法による洗浄後の容器について、容器内に残存するシリカ凝集体の量を以下の方法で測定した。まず、洗浄後の容器の内表面の付着物をスワブ法によりサンプリングした。スワブ材としては、２５０ｍｍ×２５０ｍｍのセルロース製ベンコットンを用いた。前処理したスワブ材をＩＣＰ発光分析により測定することで、１検体当たりのシリカ量を求めた。シリカ除去性は、シリカ量が１検体当たり１０００μｇ以下である場合を「Ａ」、１０００μｇを超える場合を「Ｂ」として評価した。結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
表１に示した結果から明らかなように、実施例の洗浄方法によれば、容器の抜出し口の閉塞を抑制しつつ、効率的に且つ十分にシリカ凝集体を除去できることが確認された。