(57)【要約】【課題】廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しつつ、廃液の蒸発濃縮に伴って廃液中の有機成分が析出してしまうのを抑制する。【解決手段】蒸発濃縮部１において、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含むドライフィルムレジスト廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮する場合、イオン除去手段２において廃液からイオンを除去した後に、蒸発濃縮部１においてその廃液を蒸発濃縮する。好ましくは、イオン交換樹脂により、廃液からイオンを除去する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮するようにした廃液の蒸発濃縮方法において、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含む廃液からイオンを除去した後に、その廃液を蒸発濃縮することを特徴とする廃液の蒸発濃縮方法。
【請求項２】
前記廃液がレジスト廃液であることを特徴とする請求項１に記載の廃液の蒸発濃縮方法。
【請求項３】
イオン交換樹脂によってイオンを除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃液の蒸発濃縮方法。
【請求項４】
イオンを除去した後の廃液と、前記イオン交換樹脂の再生時に発生する押出廃液とを混合し、その混合された廃液を蒸発濃縮することを特徴とする請求項３に記載の廃液の蒸発濃縮方法。
【請求項５】
イオンがカチオンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃液の蒸発濃縮方法。
【請求項６】
廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮するようにした廃液の蒸発濃縮装置において、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含む廃液からイオンを除去した後に、その廃液を蒸発濃縮することを特徴とする廃液の蒸発濃縮装置。
【請求項７】
前記廃液がレジスト廃液であることを特徴とする請求項６に記載の廃液の蒸発濃縮装置。
【請求項８】
イオン交換樹脂によってイオンを除去することを特徴とする請求項６又は７に記載の廃液の蒸発濃縮装置。
【請求項９】
イオンを除去した後の廃液と、前記イオン交換樹脂の再生時に発生する押出廃液とを混合し、その混合された廃液を蒸発濃縮することを特徴とする請求項８に記載の廃液の蒸発濃縮装置。
【請求項１０】
イオンがカチオンであることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の廃液の蒸発濃縮装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は廃液の蒸発濃縮方法および装置に関し、特に、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しつつ、廃液の蒸発濃縮に伴って廃液中の有機高分子化合物が析出するのを抑制することができる廃液の蒸発濃縮方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年プリント配線板作製用フォトレジストとして架橋硬化型樹脂層を保護フィルムと支持フィルムとでサンドイッチ状に挟んだ構造のいわゆるドライフィルムレジストが広く使用されている。架橋硬化型樹脂層としては未露光部を塩素系有機溶剤で現像除去する溶剤現像型と、未露光部をアルカリ水溶液によって現像除去するアルカリ現像型とが知られているが、環境への影響および製造コストの有利さからアルカリ現像型のドライフィルムレジストが主流になりつつある。
【０００３】
アルカリ現像型ドライフィルムレジストは主としてバインダー用熱可塑性重合体、架橋性単量体、光重合開始剤、バックグラウンド染料、発色染料、熱重量禁止剤、密着促進剤等から構成されている。その製造方法は、まず、上記の構成部分を適当な溶剤に溶解させ、レジストドープを調製し、主としてポリエステルフィルムが用いられる支持フィルム上に塗工し、乾燥させレジスト膜を形成する。更に、レジスト膜上に主としてポリエチレンフィルムが用いられる保護フィルムをラミネートしてロール状に巻き取り、ドライフィルムレジストとなる。
【０００４】
レジストドープの調製に際して、溶剤を使用する必要があるため前記のバインダー用熱可塑性重合体は溶液重合にて製造する方が、作業の簡便さ及びコスト面からより好ましい。
【０００５】
溶液重合に使用される溶剤としては、従来から、トルエン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等が使用されている。
【０００６】
ドライフィルムレジストがドライフィルムレジスト廃液としてプリント配線板作製装置から排出される場合には、ドライフィルムレジスト廃液中には、上述したドライフィルムレジストを構成する成分が含まれる。つまり、ドライフィルムレジスト廃液中には、例えばカチオンなどのイオンやポリマーなどが含まれる。
【０００７】
従来、ドライフィルムレジスト廃液は、適当な処理方法が見つからないのでそのまま廃液処分業者に引き取ってもらって処分されていたが、その廃棄処分量を低減するために、廃液を蒸発させることにより予め廃液を濃縮していた。レジスト廃液を蒸発させる場合には、特開２００２−１３１９３２号公報に記載された方法のように、排水全量が前処理無しに蒸発せしめられていた。
【０００８】
このような廃液の減容化のために廃液を蒸発濃縮する場合、所定の蒸発濃縮倍率を越えると、廃液中の塩類濃度が高くなり、その結果、ドライフィルムレジスト廃液中の有機成分（フィルム成分）が溶解できなくなり、析出してしまう。有機成分が析出してしまうと、析出した固形物が蒸発濃縮処理用の伝熱面に付着して蒸発濃縮効率が著しく低下すると共に、析出した固形物によって廃液用のポンプ、配管等が閉塞するなどの問題が生じてしまう。このような問題を回避するため、従来の廃液の蒸発濃縮方法では、蒸発濃縮倍率を高い値に設定することができず、せいぜい５倍程度の濃縮倍率で運転せざるを得なかった。
【０００９】
ところが、本発明者の鋭意研究により、この廃液を蒸発濃縮する前に、廃液中のイオンを廃液から除去しておくと、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しても、廃液中の無機物濃度が低いために廃液中の有機成分が析出しないことが見出された。つまり、廃液からイオンを除去した後にその廃液を蒸発濃縮すれば、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しても、廃液中の無機物濃度が低いために廃液中の有機成分が析出しないことが見出された。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１３１９３２号公報  （第３頁）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前記問題点に鑑み、本発明は、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しつつ、廃液の蒸発濃縮に伴って廃液中の有機成分が析出してしまうのを抑制することができる廃液の蒸発濃縮方法および装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明によれば、廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮するようにした廃液の蒸発濃縮方法において、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含む廃液からイオンを除去した後に、その廃液を蒸発濃縮することを特徴とする廃液の蒸発濃縮方法が提供される。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、前記廃液がレジスト廃液であることを特徴とする請求項１に記載の廃液の蒸発濃縮方法が提供される。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、イオン交換樹脂によってイオンを除去することを特徴とする請求項１又は２に記載の廃液の蒸発濃縮方法が提供される。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、イオンを除去した後の廃液と、前記イオン交換樹脂の再生時に発生する押出廃液とを混合し、その混合された廃液を蒸発濃縮することを特徴とする請求項３に記載の廃液の蒸発濃縮方法が提供される。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、イオンがカチオンであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の廃液の蒸発濃縮方法が提供される。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮するようにした廃液の蒸発濃縮装置において、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含む廃液からイオンを除去した後に、その廃液を蒸発濃縮することを特徴とする廃液の蒸発濃縮装置が提供される。
【００１８】
請求項７に記載の発明によれば、前記廃液がレジスト廃液であることを特徴とする請求項６に記載の廃液の蒸発濃縮装置が提供される。
【００１９】
請求項８に記載の発明によれば、イオン交換樹脂によってイオンを除去することを特徴とする請求項６又は７に記載の廃液の蒸発濃縮装置が提供される。
【００２０】
請求項９に記載の発明によれば、イオンを除去した後の廃液と、前記イオン交換樹脂の再生時に発生する押出廃液とを混合し、その混合された廃液を蒸発濃縮することを特徴とする請求項８に記載の廃液の蒸発濃縮装置が提供される。
【００２１】
請求項１０に記載の発明によれば、イオンがカチオンであることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の廃液の蒸発濃縮装置が提供される。
【００２２】
請求項１〜１０に記載の廃液の蒸発濃縮方法および装置では、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含む廃液からイオンが除去された後に、その廃液が蒸発濃縮される。つまり、廃液が蒸発濃縮される前に、予め廃液中のイオンが除去され、廃液中の無機物濃度が低減される。次いで、その廃液が蒸発濃縮される。その結果、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しても、廃液中の無機物濃度が低いために廃液中の有機成分が析出しない。すなわち、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しつつ、廃液の蒸発濃縮に伴って廃液中の有機成分が析出してしまうのを抑制することができる。除去対象となるイオンとしてはカチオンが好ましい。
【００２３】
好ましくは、官能基を有している有機高分子化合物とイオンとを含むレジスト廃液からイオンが除去された後に、そのレジスト廃液が蒸発濃縮される。また、好ましくは、イオン交換樹脂によってイオンが除去される。また、例えばイオン交換樹脂の再生時に発生する押出廃液などのように有機成分が残留する場合に、好ましくは、イオンを除去した後の廃液と、イオン交換樹脂の再生時の押出廃液とが混合され、その混合された廃液が蒸発濃縮される。
【００２４】
好ましくは、ＩＣチップなどの製造工程から排出されるカルボキシル基を有するアクリル系共重合体、多官能（メタ）アクリレートモノマー、光重合開始剤などとナトリウムなどのカチオン成分が含まれるドライフィルムレジスト廃液から、主にナトリウムなどのカチオンをカチオン交換樹脂で除去した後に、そのドライフィルムレジスト廃液が蒸発濃縮される。また、好ましくは、イオン交換樹脂は再生し繰り返し使用される。カチオン交換樹脂は、再生が容易なように、弱酸性カチオン交換樹脂であることが好ましいが、これに限定されるものではない。また、イオン除去を行う装置形態は特に限定されない。炭酸根が多く含まれる廃液をカチオン交換樹脂固定床で脱塩する場合は、廃液を上向流で流すのが好ましい。固定床内に廃液中の有機成分が多量に析出する場合は、バッチ連続式の装置を用いるのが好ましい。また、蒸発装置は一般的な廃液濃縮装置を使用可能である。
【００２５】
本明細書において、廃液とは、官能基を有し溶液のｐＨ、塩類濃度等によって溶解度が変化する高分子化合物と無機イオンとが共存し、かつ前記高分子化合物が溶解状態を保っている廃液を言う。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１は本発明の廃液の蒸発濃縮方法を適用した一実施形態の概略構成図である。図１において、１は廃液の一部を蒸発させることによりその廃液を濃縮する蒸発濃縮部、２は官能基を有している有機高分子化合物とカチオンとを含む廃液からカチオンを除去するためのイオン除去手段である。詳細には、本実施形態では、蒸発濃縮すべき廃液としてドライフィルムレジスト廃液が用いられる。また、イオン除去手段２として、イオン交換樹脂が用いられ、廃液中のカチオンが必要程度除去される。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態では、まず、イオン除去手段２において、官能基を有している有機高分子化合物とカチオンとを含むドライフィルムレジスト廃液からカチオンが除去され、次いで、蒸発濃縮部１において、そのドライフィルムレジスト廃液が蒸発濃縮される。また、図１に示すように、イオン除去手段２としてのイオン交換樹脂には洗浄水・酸が供給され、再生される。詳細には、イオン交換樹脂の再生では、運転判断が行われ、イオン交換樹脂から廃液が押出される。つまり、有機成分を多量に含む廃液がイオン交換樹脂層内から抜き出される。次いで、イオン交換樹脂が酸、アルカリによって再生され、洗浄される。イオン交換樹脂の再生時に排出される押出廃液は、カチオンを除去した後のドライフィルムレジスト廃液と混合され、その混合された廃液が蒸発濃縮部１において蒸発濃縮される。
【００２９】
［実施例］
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
（比較例）
本比較例では、図２に示した従来の廃液の蒸発濃縮装置が用いられた。図２において、１１は図１に示した蒸発濃縮部１と同様に構成された蒸発濃縮部である。
【００３１】
本比較例では、ドライフィルムレジスト廃液中のカチオンが除去されることなく、ドライフィルムレジスト廃液が、蒸発濃縮部１１において、そのまま蒸発濃縮された。その結果、ドライフィルムレジスト廃液の濃縮倍率が５〜６倍を越えたところで、ドライフィルムレジスト廃液中の有機成分が析出し、加熱部表面に析出、固化してしまった。その結果、装置の運転を継続することは不可能となった。詳細は以下の通りであった。
【００３２】
本比較例では、ＩＣチップ製造工程から排出されたドライフィルムレジスト廃液が図２に示した廃液の蒸発濃縮装置に供給された。そのドライフィルムレジスト廃液の性状は、以下の通りであった。
【００３３】
ｐＨ（−）：１２．８
電気伝導率（ｍＳ／ｍ）：２，２６０
ＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）：１，２７０
Ｎａ（ｍｇ／Ｌ）：４，６００
Ｋ（ｍｇ／Ｌ）：１．２
Ｃａ（ｍｇ／Ｌ）：３
【００３４】
本比較例では、試験条件は以下の通りであった。
【００３５】
（１−１）常圧濃縮
温度：１００℃
圧力：１，０１３ｈＰａ（大気圧）
試験概略：
セパラブルフラスコに廃液１Ｌを入れ、スターラーで攪拌しながらマントルヒーターで加熱し濃縮。廃液量が５００ｍＬまで減ったら全量１Ｌになるまで廃液を継ぎ足した。
【００３６】
（１−２）減圧濃縮
温度：６０〜７０℃
圧力：１８０ｈＰａ（−６２５ｍｍＨｇ）
試験概略：
ロータリーエバポレーターで減圧濃縮。常圧濃縮同様、フラスコに廃液１Ｌを入れる。蒸発で廃液量が５００ｍＬまで減ったら全量１Ｌになるように廃液を継ぎ足した。
【００３７】
本比較例では、試験結果は以下の通りであった。
【００３８】
（２−１）常圧濃縮
濃縮が進むにつれて有機成分がモヤモヤした沈殿物として析出するが、塊にはならない。
５．４倍濃縮まで有機成分が固化しないことを確認。
濃縮倍率が約５．５倍を越えた辺りから濃縮液の上澄みが澄んできて有機成分が析出、固化し塊になった。
固化した塊はガム状。ポンプ輸送は不可能であった。
【００３９】
（２−２）減圧濃縮
濃縮が進むにつれて有機成分がモヤモヤした沈殿物として析出するが、塊にはならない。
濃縮倍率が約６倍を越えた辺りから濃縮液の上澄みが澄んできて有機成分が固化し塊になった。
固化した塊は常圧濃縮の場合と同様にガム状であった。ポンプ輸送は不可能と判断。
【００４０】
（実施例１）
実施例１では、比較例と同じＩＣチップ製造工程から排出されたドライフィルムレジスト廃液が図１に示した廃液の蒸発濃縮装置に供給された。
【００４１】
実施例１では、ドライフィルムレジスト廃液を弱酸性カチオン樹脂（バイエル社製：ＣＮＰ−８０ＷＳ）を充填した固定床（図１のイオン除去手段２）に上向流通水し、得られた脱カチオン・フィルム廃液を上述した比較例と同様の方法で濃縮した。その結果、有機成分の析出は若干あったものの２０倍以上に濃縮しても析出成分は固化しなかった。
【００４２】
脱カチオン・フィルム廃液の性状は、以下の通りであった。
ｐＨ（−）：６．５
電気伝導率（ｍＳ／ｍ）：４９０
ＴＯＣ（ｍｇ／Ｌ）：１，１００
Ｎａ（ｍｇ／Ｌ）：１，３００
Ｋ（ｍｇ／Ｌ）：ＮＤ（検出限界以下）
Ｃａ（ｍｇ／Ｌ）：ＮＤ（検出限界以下）
【００４３】
実施例１では、試験条件は上述した比較例の試験条件と同様であった。
【００４４】
実施例１では、試験結果は以下の通りであった。
【００４５】
（３−１）常圧濃縮
濃縮が進むにつれて有機成分がモヤモヤした沈殿物として析出するが、塊にはならない。
約２２倍濃縮まで有機成分が固化しないことを確認。
【００４６】
（３−２）減圧濃縮
濃縮が進むにつれて有機成分がモヤモヤした沈殿物として析出するが、塊にはならない。
約２０倍濃縮まで有機成分が固化しないことを確認。
【００４７】
（実施例２）
実施例２では、図１に示した廃液の蒸発濃縮装置が用いられた。
【００４８】
実施例２では、ドライフィルムレジスト廃液の脱アルカリ処理後、イオン除去手段２（カチオン交換樹脂）を水洗浄し酸で再生を行った。１，０００回までの繰り返し試験の結果、カチオン交換性能に問題がないことを確認した。樹脂は弱酸性カチオン樹脂（バイエル社製：ＣＮＰ−８０ＷＳ）を固定床で用いた。
【００４９】
【発明の効果】
請求項１〜１０に記載の発明によれば、廃液の蒸発濃縮倍率を高い値に設定しつつ、廃液の蒸発濃縮に伴って廃液中の有機成分が析出してしまうのを抑制することができる。詳細には、有機成分の析出固化を防止できるため、蒸発濃縮処理用の伝熱面の有機成分汚れを低減することができる。また、従来よりも廃液の蒸発濃縮倍率を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の廃液の蒸発濃縮方法を適用した廃液の蒸発濃縮装置の一実施形態の概略構成図である。
【図２】従来の廃液の蒸発濃縮装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１    蒸発濃縮部
２    イオン除去手段
【図１】
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【図２】
2004148272.tif 000004