(57)【要約】【課題】本発明の目的は、液中に浸漬された散気装置において、散気管内における固形物の固着を防止することが可能な散気装置を提供することである。【解決手段】  本発明に係る散気装置は、濾過槽１４、散気管２２、制御部３０を少なくとも備えている。濾過槽１４は液体の収容に構成される。散気管２２は、濾過槽１４の底部に配置され、液体にエアを供給するための複数の散気孔２６を有している。制御部３０は、散気管からのエアの供給および停止をコントロールするように構成される。さらに、制御部３０は、散気管２２へのエアの供給を停止し、所定時間後に、散気管２２に再びエアを供給することによって、散気管２２内に導入された液体を散気孔２６から排出する散気孔洗浄モードを有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する収容槽と、
前記収容槽の底部に配置され、前記液体にエアを供給するための複数の散気孔を有する散気管と、
前記散気管からのエアの供給および停止をコントロールする制御部と、
を備える散気装置であり、
前記制御部は、前記散気管へのエアの供給を停止し、所定時間後に、前記散気管に再びエアを供給することによって、前記散気管内に導入された液体を前記散気孔から排出する散気孔洗浄モードを有することを特徴とする散気装置。
【請求項２】
前記液体が少なくともフッ酸を含むガラス基板のエッチング液であることを特徴とする請求項１に記載の散気装置。
【請求項３】
前記制御部は、エアの供給開始から所定時間経過後にエアの供給を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の散気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液中に浸漬される散気装置に関し、特に散気管内への固形物の付着を防止することが可能な散気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
不溶性生成物を含む溶液を固液分離するための濾過装置として膜モジュールを用いたものがある。濾過処理装置の構成の一例としては、被処理液を収容した濾過処理槽内に平膜モジュールを浸漬し、吸引濾過するものがある。この際、平膜モジュールに固形物が付着するので、平膜モジュールの下方に複数の散気孔を備えた散気管が配置されている。膜モジュールに固形物が付着しないように散気孔からエアを放出することによって気泡を発生させ、膜モジュールに付着した固形物を除去するように構成される。
【０００３】
このような固液分離は長時間にわたって処理が続くことが多い。濾過処理が長引くと、散気孔から被処理液が散気管内で侵入し、不溶性生成物が散気管内で固化することがある。多量の不溶性生成物が散気管内で固化してしまうと、散気孔が目詰まりを起こしてしまう。散気孔が閉塞すると被処理液に対するエアの供給量が不足してしまい、膜モジュールへの固形物の付着を防止することが困難になり、最終的に固液分離を好適に行うことができなくなる。
【０００４】
散気孔の閉塞を防止する手段としては、洗浄液を用いて散気管内に固着した固形物を除去する方法があった（例えば、特許文献１参照。）。この方法では、一時的にエアの供給を停止した後に散気管内に洗浄液を注入し、洗浄後に洗浄液を散気孔から排出するように構成される。散気孔の目詰まりを防止することにより、濾過装置の連続運転が可能になり、効果的な処理を行うことができるとされていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９‐１７２５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような固着防止手段が適用できない場合がある。ここでは、ガラス基板のエッチング液の処理を一例として説明する。ガラス基板のエッチング液はフッ酸を含んでいることが多く、フッ酸がガラス基板と反応することで不溶性生成物がエッチング液中に発生するため、濾過処理によって不溶生成物を除去してからエッチング液を再利用することがある。この際、エッチング液が散気孔から散気管内に侵入すると、散気管内でエッチング液が乾燥して、固着物によって散気孔が閉塞してしまうことがある。
【０００７】
このため、散気孔の閉塞を防止するための手段が必要であるが、エッチング液の濾過処理では洗浄液を用いて散気管を洗浄することは好ましくない。その理由は、エッチング液は所望のエッチング性能（エッチング速度、スラッジの発生の抑制等）を満たす必要があるからである。このため、エッチング液にはフッ酸以外にも無機酸や界面活性剤が添加されており、洗浄液で洗浄した後にこの洗浄液をエッチング液中に混入させてしまうと、エッチング液の組成が変わってしまい、エッチング液の再利用が困難になる。
【０００８】
本発明の目的は、液中に浸漬された散気装置において、散気管内における固形物の固着を防止することが可能な散気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る散気装置は、収容槽、散気管、制御部を備えている。収容槽は液体を収容するように構成される。散気管は、収容槽の底部に配置され、液体にエアを供給するための複数の散気孔を有している。制御部は、散気管からのエアの供給および停止をコントロールするように構成される。さらに、制御部は、散気管へのエアの供給を停止し、所定時間後に、散気管に再びエアを供給することによって、散気管内に導入された液体を散気孔から排出する散気孔洗浄モードを有している。ここで、所定時間とは、散気孔を通って散気管内に収容層内の液体を侵入させるのに十分な時間を意味している。
【００１０】
本発明によれば、散気孔洗浄モードを有することによって、散気管内に付着した固形物を簡易な構成によって除去することが可能になる。また、散気管内に洗浄液を供給するための配管や設備等を導入する必要もないので、散気装置を構成が複雑化することもない。さらに、洗浄液を収容層内の液体に混入させるような構成ではないため、収容層内の液体を再利用する際も、好適に洗浄を行うことができる。
【００１１】
また、液体は、少なくともフッ酸を含むガラス基板のエッチング液であることが好ましい。ガラス基板のエッチング液は、特に散気孔へ固形物が付着しやすいため、目詰まりが発生しやすい。また、上記のようにエッチング液を再利用することがあるため、本発明を適用することにより、好適にエアを供給することが可能になる。
【００１２】
また、制御部は、エアの供給開始から所定時間経過後にエアの供給を停止することが好ましい。エアの供給開始から所定時間経過後にエアの供給を停止し、定期的に散気孔洗浄モードにすることで、散気孔の目詰まりを未然に防止することができる。また、散気管内をウェットな状態に維持しておくことで、散気孔への固形物の付着を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、液中に浸漬された散気装置において、散気管内における固形物の固着を防止することが可能な散気装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エッチングシステムの概略を示す図である。
【図２】濾過槽を示す図である。
【図３】散気管の構成について示す図である。
【図４】散気装置の制御機構について示す図である。
【図５】エッチング装置について示す図である。
【図６】散気装置の制御機構について示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態を示す散気装置が適用されたガラス基板のエッチングシステム１０の概略構成図ある。エッチングシステム１０は、エッチング装置１２、濾過槽１４、エア供給部１６およびバッファ槽１８を備えている。エッチング装置１２は、フッ酸を含む薬液を用いてガラス基板をウェットエッチングするための装置であり、例えば、液晶パネル基板の薄型化処理やカバーガラスのくり貫き処理のような表面処理が実施される。エッチング装置１２としては、公知の枚葉式エッチング装置や浸漬式エッチング装置等を使用することができる。エッチング液は少なくともフッ酸を含んでおり、塩酸や硫酸等の無機酸や界面活性剤を含んでいてもよい。エッチング装置１２において、エッチング液は不図示のエッチング液収容槽に収容されており、適宜、エッチング装置１２や濾過槽１４に供給される。
【００１６】
濾過槽１４は、ガラス基板と反応したエッチング液を収容するための槽である。濾過槽１４は、エッチング装置１２と接続されており、エッチング装置１２にて使用されたエッチング液が供給される。エッチング液はガラスと反応することによって、不溶性生成物（以下、スラッジという。）が発生する。ここで、エッチング液中のスラッジについて説明する。フッ酸を含むエッチング液は、ガラス基板と接触することによって、ガラス基板の成分がエッチング液に溶出する。特に、アルミニウムを含んでいるガラス基板は、AlF4-またはAlF52-といった陰イオンが発生し、これらがガラス基板から流出したカルシウムやマグネシウム等の金属イオンと反応することによってスラッジが発生する。このようなスラッジは、ガラス基板に付着すると、その部分だけエッチングが行われなくなってしまうので、ある程度エッチング処理を行い、エッチング液中にスラッジが増加すると、エッチング液を濾過し、スラッジを除去することが好ましい。
【００１７】
濾過槽１４内には、図２に示すようにマイクロフィルタ２０および散気管２２が設けられている。マイクロフィルタ２０は吸引濾過を行うように構成された平膜の濾過モジュールであり、濾過槽１４内に収容される。マイクロフィルタ２０によって濾過されたエッチング液は、吸引配管２４により吸引され、バッファ槽１８に供給される。なお、マイクロフィルタ２０はエッチング液の濾過量に応じて複数配置されることが好ましく、膜の大きさや孔径は被処理液によって適宜変更することが可能である。なお、本実施形態では、エッチング液中のスラッジの捕集するためにマイクロフィルタ２０の孔径は、０．１〜０．５μｍに設定されている。
【００１８】
散気管２２は濾過槽１４の底部に配置され、エッチング液中にエアを供給するように構成される。散気管２２は、図３（Ａ）に示すように複数の散気孔２６を等間隔に有しており、散気孔２６から液中にエアが排出される。液中に排出されたエアは気泡となり、マイクロフィルタ２０に付着しているスラッジを除去しつつ、濾過槽１４内のエッチング液を循環させるように構成される。散気管２２は、マイクロフィルタ２０全体に気泡が接触するように配置されており、散気孔２６の口径や間隔は適宜調整することができる。また、散気管２２は散気孔２６が下向きになるように配置することが好ましい。下向きに配置することによって、散気孔２６からのエッチング液の流入を抑制することが可能になる。
【００１９】
エア供給部１６は散気管２２に接続されており、散気管２２にエアを供給するように構成される。エア供給部１６としてはエアブロアを使用することができる。
【００２０】
バッファ槽１８は、吸引配管２４によってマイクロフィルタ２０に接続されており、濾過されたエッチング液を収容するように構成される。バッファ槽１８に供給されたエッチング液は、適宜フッ酸やその他の薬液を補充し、組成を調整した後に、エッチング装置１２に返送され、エッチング液として再利用される。
【００２１】
エッチングシステム１０は、エッチング液収容槽中のエッチング液のＳＳ濃度を測定し、ＳＳ濃度が規定値以上になると、エッチング液を濾過槽１４に供給するように構成される。濾過槽１４に供給されたエッチング液は、マイクロフィルタ２０によって濾過され、濾過されたエッチング液はバッファ槽１８に供給される。濾過処理中、散気管２２は常時エアを供給し続けているが、気泡を放出した際に散気管２２内が瞬間的に負圧になるため、エッチング液が散気管２２内に侵入することがある。散気管２２に流入したエッチング液はエアによって乾燥し、散気管２２内においてスラッジ２８が固着してしまう。図３（Ｂ）に示すように、スラッジ２８は、特に散気孔２６の周囲に固着しやすく、散気孔２６の目詰まりの原因となっている。
【００２２】
上記のようなスラッジ２８の固着を防ぐために、本実施形態では、一定時間毎にエアの供給を一時的に停止し、散気管２２内にエッチング液を流入させる散気孔洗浄モードを有している。図４は、エアの供給および停止を制御するための制御部３０の制御機構を示すブロック図である。制御部３０は、ＣＰＵ３２およびメモリ３４を備えており、タイマー３６およびエア開閉弁３８と接続されている。
【００２３】
ＣＰＵ３２は、メモリ３４に格納されたプログラムを読み込みつつ、タイマー３６が計測したエアの供給時間に基づいて、エア開閉弁３８を制御するように構成される。
【００２４】
タイマー３６は、濾過槽１４におけるエアの供給時間を計測するように構成される。なお、エアの供給時間とは、エア供給部１６の稼働時間によって定義され、エア供給部１６から散気管２２へエアが供給された積算時間のことである。タイマー３６は、あらかじめ設定したエアの供給時間に達すると、ＣＰＵ３２に信号を送るように構成される。
【００２５】
エア開閉弁３８は、エア供給部１６と散気管２２を接続する配管に配置されており、ＣＰＵ３２からの指示に基づいて、エア供給部１６からのエアの供給および停止を制御するように構成される。
【００２６】
本実施形態における散気孔洗浄モードでは、エアの供給時間が１時間に達すると、タイマー３６からＣＰＵ３２に信号が送られ、エアの供給を停止するためにＣＰＵ３２から指示でエア開閉弁３８を閉じるように構成される。エアの供給が停止されることによって散気管２２内が負圧になり、散気孔２６から散気管２２内へエッチング液が流入する。エアの停止時間は適宜設定することが可能であり、本実施形態では、エアの供給を１分間停止するように制御される。濾過処理を円滑に行うためには、エアの停止時間は、３０秒〜５分間に設定することが好ましい。
【００２７】
散気管２２内へエッチング液が流入することによって、散気孔２６付近に固着したスラッジ２８がエッチング液によって再び溶解するため、散気孔２６の目詰まりが解消される。１分間が経過すると、ＣＰＵ３２の指示によりエア開閉弁３８が解放され、散気管２２にエアが供給される。エアが供給されることによって、散気管２２内のエッチング液が散気孔２６から濾過槽１４に排出され、散気管２２は再びエッチング液へエアを供給することが可能になる。
【００２８】
このように、濾過槽１４内のエッチング液を散気管２２内にあえて流入させる散気孔洗浄モードを有することによって、散気管２２に付着したスラッジ２８を除去している。また、エアの供給開始から定期的にエッチング液を流入させることによって、散気管２２内をウェットな状態に保つことができるので、スラッジ２８の固着を予防することも可能である。
【００２９】
続いて、図５を用いて別の実施形態について説明する。図５は、ガラス基板の浸漬式のエッチング装置４０を示す図である。エッチング装置４０は、エッチング槽４２、散気管４４およびエア供給部４６を有している。
【００３０】
エッチング槽４２は少なくともフッ酸を含むエッチング液を収容するように構成される。散気管４４は、エッチング槽４２を底面に配置され、上方に向けてエアを供給するように構成される。散気管４４およびエア供給部４６の構成については上記実施形態と実質的に同じであるため、説明を省略する。
【００３１】
エッチング装置４０は、所望の組成に調合されたエッチング液を収容した状態のエッチング槽４２に複数のガラス基板が収容されたガラスキャリア４８が浸漬される。ガラス基板はエッチング液と接触することによって、エッチング処理が行われる。この際、エッチング液中にスラッジが発生するため、散気管４４によってエアを供給することでエッチング液を循環させ、ガラス基板にスラッジが付着しないように構成される。
【００３２】
このようなエッチング処理においても、上記実施形態のようにスラッジが発生するため、散気管４４が目詰まりするおそれがある。エッチング装置４０では、図６に記載の制御機構によって散気管４４の目詰まりを防止するように構成される。制御部５０は、ＣＰＵ５２およびメモリ５４を備えており、圧力計５６およびエア開閉弁５８と接続されている。ＣＰＵ５２およびメモリ５４は、上記実施形態と実質的な構成は同じであるため、説明は省略する。圧力計５６は、エア供給部４６から散気管４４へのエアの供給圧力を測定するように構成される。エア開閉弁５８は、エア供給部４６からのエアの供給を制御するように構成される。
【００３３】
ＣＰＵ５２は、圧力計５６から送られてくるエアの供給圧力が所定数値以上になると、散気孔洗浄モードに基づいて、エア開閉弁５８を閉めるように構成される。散気管４４がスラッジにより目詰まりを起こすと、所望量のエアがエッチング液に供給されず、エア供給部４６からの供給圧力が上昇する。このような状態になると、ＣＰＵ５２からの信号によって、エア開閉弁５８を閉めて、散気管４４へのエアの供給を停止する。すると、散気管４４内へエッチング液が流入し、散気孔付近に付着したスラッジが除去される。例えば、１分間エアの供給を停止した後に、再びエアを供給することによって、散気管４４内のエッチング液を排出し、通常通りエアの供給を再開する。
【００３４】
本実施形態では、エアの供給圧力によって、散気孔洗浄モードへの移行を制御するように構成される。圧力が上昇したタイミングで散気管を洗浄することができるため、可能な限りエアの供給を継続することが可能であり、エアの供給不足によりエッチング不良を防止することが可能になる。
【００３５】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３６】
１０‐エッチングシステム
１２‐エッチング装置
１４‐濾過槽
１６‐エア供給部
１８‐バッファ槽
２０‐マイクロフィルタ
２２‐散気管
２４‐吸引配管
２６‐散気孔
３０‐制御部
３２‐ＣＰＵ
３４‐メモリ
３６‐タイマー
３８‐エア開閉弁
４０‐エッチング装置
４２‐エッチング槽
４４‐散気管
４６‐エア供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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