(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、フルオロカーボンのうち、いずれかからなるフッ素系溶剤と、炭化水素溶剤とが混合した混合溶剤を、フッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに分離する溶剤分離装置であって、
流入前と比較して流出後の混合溶剤におけるフッ素系溶剤の重量パーセント濃度が低くなるよう混合溶剤からフッ素系溶剤を、該フッ素系溶剤と炭化水素溶剤との比重の違いに基づいて分離する比重分離槽と、
上記比重分離槽から流出した混合溶剤を貯溜する貯溜槽と、
混合溶剤を加熱してフッ素系溶剤を気化させる溶剤加熱部を下部に有するとともに、気化したフッ素系溶剤を液化再生して混合溶剤から分離する冷却部を上部に有する構成の液化再生分離槽と、
溶剤を上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に循環させる循環手段とを備え、
上記循環手段は、
上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に接続され、上記貯溜槽から上記液化再生分離槽へ混合溶剤を吐出する吐出ラインと、
上記吐出ラインよりも下側において上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に接続され、上記液化再生分離槽で分離後の溶剤を上記液化再生分離槽から上記貯溜槽へ還流する還流ラインとで構成し、
上記貯溜槽に、上記比重分離槽、及び、上記液化再生分離槽で混合溶剤からフッ素系溶剤を分離した炭化水素溶剤を取り出す炭化水素溶剤分離ラインを設けた
溶剤分離装置。
【請求項２】
上記溶剤加熱部による加熱温度はフッ素系溶剤の沸点以下に設定された
請求項１記載の溶剤分離装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばワークの洗浄に用いられる炭化水素溶剤と、ワークに付着した炭化水素溶剤のリンスに用いられるフッ素系溶剤とが混合した混合溶剤を、フッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに分離するような溶剤分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にワークの洗浄およびリンス(すすぎ)には炭化水素溶剤(ＨＣ参照)とフッ素系溶剤(ＨＦＥ参照)とが用いられるが、これら両者が相互に混合すると洗浄能力が大幅に低下するので、混合した両溶剤を分離する必要がある。
【０００３】
そこで、従来においては炭化水素溶剤とフッ素系溶剤との比重差(例えばＨＣの比重は約０．８、ＨＦＥの比重は約１．５２)を利用して、これら両溶剤を比重分離することが試みられているが、炭化水素溶剤に溶け込んだフッ素系溶剤は比重分離程度では充分に分離されず、このため、従来においては両溶剤の混合したものは廃棄処分されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、混合溶剤を貯溜する貯溜槽と、下部に溶剤加熱部を有し、上部に冷却部を有する分離槽と、溶剤を貯溜槽と分離槽との間に循環させる循環手段とを備え、溶剤を循環させながら、溶剤加熱部にて混合溶剤を加熱して、フッ素系溶剤を気化させ、気化した溶剤を上部の冷却部にて液化再生して混合溶剤から分離すべく構成することで、フッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに良好に分離して、再利用することができる溶剤分離装置の提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明による溶剤分離装置は、ハイドロフルオロエーテル、ハイドロフルオロカーボン、パーフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、フルオロカーボンのうち、いずれかからなるフッ素系溶剤と、炭化水素溶剤とが混合した混合溶剤を、フッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに分離する溶剤分離装置であって、流入前と比較して流出後の混合溶剤におけるフッ素系溶剤の重量パーセント濃度が低くなるよう混合溶剤からフッ素系溶剤を、該フッ素系溶剤と炭化水素溶剤との比重の違いに基づいて分離する比重分離槽と、上記比重分離槽から流出した混合溶剤を貯溜する貯溜槽と、混合溶剤を加熱してフッ素系溶剤を気化させる溶剤加熱部を下部に有するとともに、気化したフッ素系溶剤を液化再生して混合溶剤から分離する冷却部を上部に有する構成の液化再生分離槽と、溶剤を上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に循環させる循環手段とを備え、上記循環手段は、上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に接続され、上記貯溜槽から上記液化再生分離槽へ混合溶剤を吐出する吐出ラインと、上記吐出ラインよりも下側において上記貯溜槽と上記液化再生分離槽との間に接続され、上記液化再生分離槽で分離後の溶剤を上記液化再生分離槽から上記貯溜槽へ還流する還流ラインとで構成し、上記貯溜槽に、上記比重分離槽、及び、上記液化再生分離槽で混合溶剤からフッ素系溶剤を分離した炭化水素溶剤を取り出す炭化水素溶剤分離ラインを設けた構成である。
【０００６】
上記構成のフッ素系溶剤は、沸点が約６０℃、比重が約１．５２のＨＦＥ(ハイドロ  フルオロ  エーテル)に設定してもよい。
上記構成の炭化水素溶剤は、沸点が１００℃以上、比重が約０．８のＨＣ(ハイドロカーボン)に設定してもよい。
【０００７】
上記構成によれば、循環手段により貯溜槽の混合溶剤を分離槽と該貯溜槽との間に循環させながら分離槽の下部において混合溶剤を溶剤加熱部にて加熱すると、混合溶剤中のフッ素系溶剤は気化し、気化したフッ素系溶剤は上部の冷却部にて液化再生される。
【０００８】
この結果、混合溶剤の全量をフッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに良好に分離して、再利用に供することができる。
上記構成の比重分離は、溶剤の物性から冷却条件下にて行なわれることが望ましい。  
上記構成によれば、比重分離処理を施すことなく直ちに加熱分離させる構成に対して両溶剤の分離効率の向上を図ることができる。
【０００９】
この発明の一実施態様においては、上記溶剤加熱部による加熱温度はフッ素系溶剤の沸点以下に設定されたものである。
上記構成によれば、加熱温度をフッ素系溶剤の沸点以下に設定し、所謂低温加熱にてフッ素系溶剤をゆっくりと気化させるので、混合溶剤中の炭化水素溶剤の気化を阻止することができる。
【００１０】
因に、加熱温度を高く設定して加熱した場合には、炭化水素溶剤の沸点はフッ素系溶剤の沸点に対して高いといえども、この炭化水素溶剤の気化が促進され、フッ素系溶剤の蒸気中に炭化水素溶剤の蒸気が混入して良好な分離が阻害されるので、上述のよう低温加熱処理により時間をかけて、ゆっくりとフッ素系溶剤を気化させるものである。なお、低温加熱処理方法は、間接加熱を用いた傾斜面を利用する手段で構成することもできる。
【００１３】
【実施例】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は溶剤分離装置を備えたワークの洗浄、すすぎ装置を示し、図１において、超音波洗浄装置１と、すすぎ装置２と、溶剤分離装置３とを設けている。
【００１４】
上述の超音波分離装置１は上部を開放してワーク出入口４が形成された有底筒状のタンク本体５を設け、このタンク本体５を仕切部６，７により貯溜槽８と前段洗浄槽９と後段洗浄槽１０とに区画している。
【００１５】
上述の各洗浄槽９，１０には超音波振動子１１，１２を配置している。また前段洗浄槽９において、そのアウトレットポートとインレットポートとの間にはポンプ１３およびフィルタ１４を介設した循環ライン１５を接続して、炭化水素溶剤Ａを循環すべく構成している。
【００１６】
同様に、後段洗浄槽１０において、そのアウトレットポートとインレットポートとの間にはポンプ１６およびフィルタ１７を介設した循環ライン１８を接続して、炭化水素溶剤Ａを循環すべく構成している。
【００１７】
ここで、上述の炭化水素溶剤ＡとしてはＨＣ(ハイドロカーボン)が用いられる。このＨＣの物性は次の通りである。
ＨＣの物性
比重…０．８１６
引火点…８６（ＰＭ，℃）
沸点…１００℃以上
アニリン点…６７℃
なお、上述の各洗浄槽９，１０には必要に応じてヒータ等の加熱手段を設けてもよく、また図中の矢印ａ，ｂはオーバフローを示す。
【００１８】
一方、上述のすすぎ装置２は次のように構成されている。
すなわち、上部を開放してワーク出入口１９が形成された有底筒状のタンク本体２０を設け、このタンク本体２０の下部にはフッ素系溶剤８の蒸気を形成する蒸留槽２１と、この蒸留槽２１に仕切部２２を介して隣接された超音波槽２３と、水分離槽２４とを形成している。
【００１９】
また上述のタンク本体２０の上下方向中間部の周囲には冷却ジャケット２５を配設する一方、水分離槽２４の上方部には冷却コイル２６を配置している。
さらに、超音波槽２３には超音波振動子２７を設ける一方、水分離槽２４内にはその下端を槽内底部と非接触と成した仕切部２８を設けている。
【００２０】
そして、蒸留槽２１および超音波槽２３の液面と冷却ジャケット２５との間にフッ素系溶剤Ｂの蒸気層Ｃを形成する一方、水分離槽２４では冷却ジャケット２５で冷却した溶剤と、蒸気層Ｃの蒸気を冷却コイル２６で冷却再生した液つまりフッ素系溶剤Ｂの液を貯溜し、空気中の水分とフッ素系溶剤Ｂとを比重分離(水の比重１．０、ＨＦＥの比重１．５２参照)すべく構成している。
【００２１】
また超音波槽２３において、そのアウトレットポートとインレットポートとの間にはポンプ２９およびフィルタ３０を介設した循環ライン３１を接続して、フッ素系溶剤Ｂを循環すべく構成している。
【００２２】
ここで、上述のフッ素系溶剤ＢとしてはＨＦＥ(ハイドロ  フルオロ  エーテル)が用いられる。このＨＦＥの物性は次の通りである。
【００２３】
ＨＦＥの物性
化学式…Ｃ4Ｆ9ＯＣＨ3
沸点…６０℃
表面張力…１３．６dynes/cm
比熱…０．２８cal/g/℃
引火点…なし
比重…１．５２
なお、上述の各槽２１，２３には必要に応じてヒータ等の加熱手段を設けてもよく、また図中の矢印ｃ，ｄはオーバフローを示す。
【００２４】
ワークを図１に仮想線矢印ｅで示すように、超音波洗浄装置１の前段洗浄槽９における炭化水素溶剤Ａの液中に浸漬して超音波洗浄し、一旦引き上げたワークを次段の洗浄槽１０における炭化水素溶剤Ａの液中に浸漬して超音波洗浄する。
【００２５】
次に、この洗浄後のワークをすすぎ装置２に搬送して、超音波槽２３におけるフッ素系溶剤Ｂの液中に浸漬して、ワークに付着したＨＣをＨＦＥにて除去(リンス)し、次に液中から一旦蒸気層Ｃまで持ち上げて、ワークを蒸気洗浄し、蒸気洗浄後のワークを乾燥エリア３２まで持ち上げて乾燥処理した後に、ワークは次工程に向けて搬出されるが、特に上述の超音波槽２３においてＨＣとＨＦＥとが相互に混合するので、この槽２３の液が矢印ｄで示すようにオーバフローされる蒸留槽２１にはＨＣとＨＦＥとの混合溶剤Ｄが流入することになる。
【００２６】
上述の溶剤分離装置３は、この混合溶剤Ｄをフッ素系溶剤Ｂと炭化水素溶剤Ａとに分離するもので、その詳細を図２に示す。
この溶剤分離装置３は図２に示すように、フッ素系溶剤Ｂと炭化水素溶剤Ａとを冷却条件下にて比重分離する比重分離槽３３と、混合溶剤Ｄを貯溜する予備タンク３４と、混合溶剤Ｄを貯溜する貯溜槽としての溶剤プールタンク３５と、下部に溶剤加熱部としてのヒータ３６(加熱手段)を有し、上部に冷却部３７を有する分離タンク３８と、溶剤再生部３９とを備えている。ここで、上述の冷却部３７は後述する冷却コイル４３を有すると共に、上面開放形の有底筒状のタンクで構成されており、液化した溶剤の再生液を受けるようになっている。
【００２７】
図１で示したすすぎ装置２の蒸留槽２１底部と図２に示す比重分離槽３３の上部とをライン４０で接続して、混合溶剤Ｄを比重分離槽３３に流入すべく構成している。
【００２８】
この比重分離槽３３には仕切部４１を設ける一方、冷却コイル４２を配設している。この冷却コイル４２と冷却部３７に配置された冷却コイル４３とは直列に接続されており、冷却ライン４４を介して両冷却コイル４２，４３に冷却水または冷媒を流通すべく構成している。
【００２９】
上述の炭化水素溶剤Ａとフッ素系溶剤ＢとしてのＨＦＥとは温度が上昇すると溶解量が多くなり完全混合状態となる一方、冷却した場合には分離する性質をもっているので、混合溶剤Ｄを冷却コイル４２で冷却しながら比重分離する。
【００３０】
炭化水素溶剤ＡとしてのＨＣの比重は約０．８で、フッ素系溶剤ＢとしてのＨＦＥの比重は約１．５２であるから、ＨＦＥの上部にＨＣが浮くことになる。但し、この比重分離後においてもＨＣに対してＨＦＥが約１３wt％混合している。
【００３１】
比重分離後の混合溶剤Ｄ(ＨＦＥの混合率約１３wt％の混合溶剤)は仕切部４１をオーバフロー(矢印ｆ参照)してタンク部４５に至った後に、ライン４６を介して予備タンク３４に貯溜され、またはライン４７を介して溶剤プールタンク３５に供給貯溜される。
【００３２】
上述の溶剤プールタンク３５と分離タンク３８とは循環手段４８で相互に接続されている。すなわち、溶剤プールタンク３５と分離タンク３８とをポンプ４９を有する吐出ライン５０で接続すると共に、分離タンク３８の下部と溶剤プールタンク３５の下部とを還流ライン５１で接続している。
【００３３】
而して、混合溶剤Ｄの分離に際しては、ポンプ４９を駆動して、混合溶剤Dを溶剤プールタンク３５と分離タンク３８との間を循環させながら、ヒータ３６で分離タンク３８内の混合溶剤Ｄをフッ素系溶剤Ｂの沸点以下、例えば４０〜５０℃に加熱する(この加熱温度はＨＣのアニリン点以下でもある)。
【００３４】
混合溶剤Ｄが４０〜５０℃の低温に加熱されると、沸点が約６０℃のフッ素系溶剤Ｂは気化し、この気化蒸気Ｂ’は上動した後に、分離タンク３８の上部に設けられた冷却部３７で液化再生して液状のフッ素系溶剤Ｂとなって該冷却部３７に貯溜される。
【００３５】
具体的には１０〜２０リットルの混合溶剤Ｄに対して上記条件下にて６〜８時間の加熱処理、循環処理を行なうことで、濃度９９wt％のＨＦＥを回収することができた。
【００３６】
したがって、このような処理後においては分離タンク３８の下部および溶剤プールタンク３５内にはＨＣのみが残ることになる。
【００３７】
そこで、上述の冷却部３７と溶剤再生部３９とをライン５２で接続し、液化回収したフッ素系溶剤Ｂを該ライン５２を介して溶剤再生部３９に流出し、ここで例えば比重分離(水の比重１．０、ＨＦＥの比重１．５２参照)にて水を分離させた後に、溶剤再生部３９の底部とすすぎ装置２の所定部とを接続するライン５３を介して、分離後のフッ素系溶剤Ｂをすすぎ装置２に戻して再利用する一方、溶剤プールタンク３５と超音波洗浄装置１の所定部とを接続するライン５４を介して、分離後の炭化水素溶剤Ａを超音波洗浄装置１に戻して再利用する。
【００３８】
上述のライン５４は図１に示すようにポンプ１３のサクション側に接続されており、また該ライン５４には電磁弁等の開閉弁(図示せず)が介設されていて、この開閉弁の開弁時にポンプ１３の吸引力により、分離後の炭化水素溶剤Ａを超音波洗浄装置１にリターンさせることができる。
また、上述のライン５３からの分離後のフッ素系溶剤Ｂは、水頭または該ライン５３に介設するポンプ(図示せず)にて、すすぎ装置２にリターンさせることができる。
【００３９】
このように上記実施例の溶剤分離装置は、フッ素系溶剤Ｂ(ＨＦＥ参照)と炭化水素溶剤Ａ(ＨＣ参照)とが混合した混合溶剤Ｄを、フッ素系溶剤Ｂと炭化水素溶剤Ａとに分離する溶剤分離装置であって、混合溶剤Ｄを貯溜する貯溜槽(溶剤プールタンク３５参照)と、下部に溶剤加熱部(ヒータ３６参照)を有し、上部に冷却部３７を有する分離槽(分離タンク３８参照)と、溶剤Ｄを上記貯溜槽(溶剤プールタンク３５参照)と分離槽(分離タンク３８参照)との間に循環させる循環手段４８とを備え、上記溶剤加熱部(ヒータ３６参照)にて混合溶剤Ｄを加熱し、フッ素系溶剤Ｂを気化させ、気化した溶剤Ｂ’を上部の冷却部３７にて液化再生して混合溶剤Ｄから分離するものである。
【００４０】
この構成によれば、循環手段４８により貯溜槽(溶剤プールタンク３５参照)の混合溶剤Ｄを分離槽(分離タンク３８参照)と該貯溜槽(溶剤プールタンク３５参照)との間に循環させながら分離槽(分離タンク３８参照)の下部において混合溶剤Ｄを溶剤加熱部(ヒータ３６参照)にて加熱すると、混合溶剤Ｄ中のフッ素系溶剤Ｂは気化し、気化したフッ素系溶剤Ｂ’は上部の冷却部３７にて液化再生される。
【００４１】
この結果、混合溶剤Ｄの全量をフッ素系溶剤Ｂと炭化水素溶剤Ａとに良好に分離して、再利用に供することができる。
【００４２】
しかも、上記溶剤加熱部(ヒータ３６参照)による加熱温度(４０〜５０℃参照)はフッ素系溶剤Ｂの沸点(ＨＦＥの沸点約６０℃参照)以下に設定されたものである。
この、加熱温度をフッ素系溶剤Ｂの沸点以下に設定し、所謂低温加熱にてフッ素系溶剤Ｂをゆっくりと気化させるので、混合溶剤Ｄ中の炭化水素溶剤Ａの気化を阻止することができる。
【００４３】
因に、加熱温度を高く設定して加熱した場合には、炭化水素溶剤Ａの沸点はフッ素系溶剤Ｂの沸点に対して高いといえども、この炭化水素溶剤Ａの気化が促進され、フッ素系溶剤Ｂの蒸気中Ｂ’に炭化水素溶剤Ａの蒸気が混入して良好な分離が阻害されるので、上述のよう低温加熱処理により時間をかけて、ゆっくりとフッ素系溶剤Ｂを気化させるものである。
【００４４】
さらに、上記貯溜槽(溶剤プールタンク３５参照)または分離槽(分離タンク３８参照)の前段にフッ素系溶剤Ｂと炭化水素溶剤Ａとを比重分離する比重分離槽３３が設けられたものである。
【００４５】
この構成によれば、比重分離処理を施すことなく直ちに加熱分離させる構成に対して両溶剤Ａ，Ｂの分離効率の向上を図ることができる。
【００４６】
図３は溶剤分離装置３の他の実施例を示し、分離タンク３８に傾斜面５４を設け、ヒータ３６で混合溶剤Ｄを間接的に低温加熱すべく構成したものである。
このように構成しても先の実施例とほぼ同様の作用効果を奏するので、図３において図２と同一の部分には同一符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００４７】
この発明の構成と、上述の実施例との対応において、
この発明のフッ素系溶剤は、実施例のＨＦＥ(ハイドロ  フルオロ  エーテル)に対応し、
以下同様に、
炭化水素溶剤は、ＨＣ(ハイドロカーボン)に対応し、
貯溜槽は、溶剤プールタンク３５に対応し、
溶剤加熱部は、ヒータ３６(加熱手段)に対応し、
液化再生分離槽は、分離タンク３８に対応するも、
この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４８】
例えば、フッ素系溶剤としてはＨＦＥに代えて、ＨＦＣ、ＰＦＣ、ＨＣＦＣ、ＦＣなどの他のフッ素系不活性溶剤であってもよく、炭化水素溶剤はＨＣに代えてＰＳ−２(第一工業製薬株式会社の商品名)などの他の炭化水素溶剤であってもよい。
【００４９】
【発明の効果】
この発明によれば、混合溶剤を貯溜する貯溜槽と、下部に溶剤加熱部を有し、上部に冷却部を有する分離槽と、溶剤を貯溜槽と分離槽との間に循環させる循環手段とを備え、溶剤を循環させながら、溶剤加熱部にて混合溶剤を加熱して、フッ素系溶剤を気化させ、気化した溶剤を上部の冷却部にて液化再生して混合溶剤から分離すべく構成することで、フッ素系溶剤と炭化水素溶剤とに良好に分離して、再利用することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の溶剤分離装置を備えたワークの洗浄、すすぎ装置の説明図。
【図２】  本発明の溶剤分離装置を示す系統図。
【図３】  溶剤分離装置の他の実施例を示す系統図。
【符号の説明】
Ａ…炭化水素溶剤
Ｂ…フッ素系溶剤
Ｄ…混合溶剤
３３…比重分離槽
３５…溶剤プールタンク(貯溜槽)
３６…ヒータ(溶剤加熱部)
３７…冷却部
３８…分離タンク(分離槽)
４８…循環手段
【図１】
0004689084.tif 000002
【図２】
0004689084.tif 000003
【図３】
0004689084.tif 000004