(57)【要約】【課題】消泡剤を用いることなく泡沫を迅速に消泡する。【解決手段】内槽と、内槽を収容する外槽と、内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に泡沫を保持する内槽底部、処理する泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、内槽底部の外壁と外槽底部の内壁との間に、内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、
前記内槽は、
上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に当該泡沫を保持する内槽底部、処理する当該泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、
前記外槽は、
上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、
前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けた
ことを特徴とする消泡装置。
【請求項２】
内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、
前記内槽は、
内槽開口部、内槽底部、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過しうる孔またはスリットを有する円筒形の側壁及び当該側壁の内側に配置され当該被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シートと、から構成され、
前記外槽は、
上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、
前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けた
ことを特徴とする消泡装置。
【請求項３】
前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項１又は２に記載の消泡装置。
【請求項４】
前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に、さらに，少なくとも１個の多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは円筒状の多孔質撥水性シートを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の消泡装置。
【請求項５】
複数の前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは複数の前記円筒状の多孔質撥水性シートの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項４に記載の消泡装置。
【請求項６】
前記多孔性撥水性円筒からなる側壁の内側に、もしくは孔またはスリットを有する前記円筒形の側壁と前記円筒状の多孔質撥水性シートの間に、フィルタを配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の消泡装置。
【請求項７】
泡沫の消泡処理方法であって、
回転する回転槽内で撥水性材料からなる多孔質シートもしくは円筒に泡沫を接触させることにより消泡し溶液にする消泡工程と、
前記消泡工程により生じた前記溶液を前記回転槽の遠心力により前記多孔質シートを透過させ、当該溶液を回収する回収工程と、
を有することを特徴とする泡沫の消泡処理方法。
【請求項８】
前記回収工程において、前記多孔質シートを透過した前記溶液を、さらにフィルタに透過させることを特徴とする請求項７に記載の泡沫の消泡処理方法。
【請求項９】
前記回収工程において、前記多孔質シートを収容した前記回転槽の側面に設けた複数の隙間を通過した前記溶液を回収することを特徴とする請求項７又は８に記載の泡沫の消泡処理方法。
【請求項１０】
前記回転槽の外側の半径をｃｍで表したとき、当該回転槽の回転速度が、３９３×（当該回転槽の半径の平方根の逆数）ｒｐｍ以上であることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の泡沫の消泡処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、泡沫の消泡装置及び泡沫の消泡処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
処理液に発生した泡は、効率的に消泡する必要がある。例えば、特許文献１には、処理液の泡が供給される内槽と、内槽の内壁に固定された複数の羽部材と、内槽を回転させるモータと、内槽の同心円上に配置され、複数の小径孔を通過した処理液を回収する外槽とを含み、内槽の回転によって加わる遠心力により、泡が破泡して液化される消泡装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２５４４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
泡沫は、一般の洗浄廃液等に多く存在する。また、プリント配線基板や液晶パネル等のフラットディスプレイ基盤等を、ウェットプロセスにより現像、洗浄あるいは剥離等の処理を行った後の処理液にも泡沫が含まれることがある。浮遊選鉱の場合には、界面活性剤を含む溶液の泡沫に粒子を吸着させて分離を行うが、消泡と同時に粒子を回収できれば好都合である。
【０００５】
また、めっき液を泡沫化し、流動する泡沫中でめっきを行うという技術もある。これらの泡沫は、その後、廃液として処理されることもあり、回収した泡沫を溶液化し再利用することもある。泡沫を迅速に消泡するためにシリコンオイル等の消泡剤が用いられることが多い。しかし、消泡剤の使用は、消泡された溶液に、その後の過程で不要な成分を付け加えることになる。その場合、回収した溶液の再利用を困難にし、また、廃液処理に余計な負荷を与える。
本発明の目的は、消泡剤を用いることなく泡沫を迅速に消泡することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、［１］〜［１０］に係る発明が提供される。
［１］請求項１に係る発明は、内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に当該泡沫を保持する内槽底部、処理する当該泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置である。
【０００７】
［２］請求項２に係る発明は、内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、内槽開口部、内槽底部、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過しうる孔またはスリットを有する円筒形の側壁及び当該側壁の内側に配置され当該被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シートと、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置である。
【０００８】
［３］請求項３に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項１又は２に記載の消泡装置である。
［４］請求項４に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に、さらに，少なくとも１個の多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは円筒状の多孔質撥水性シートを設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の消泡装置である。
［５］請求項５に係る発明は、複数の前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは複数の前記円筒状の多孔質撥水性シートの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項４に記載の消泡装置である。
［６］請求項６に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁の内側に、もしくは孔またはスリットを有する前記円筒形の側壁と前記円筒状の多孔質撥水性シートの間に、フィルタを配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の消泡装置である。
【０００９】
［７］請求項７に係る発明は、泡沫の消泡処理方法であって、回転する回転槽内で撥水性材料からなる多孔質シートもしくは円筒に泡沫を接触させることにより消泡し溶液にする消泡工程と、前記消泡工程により生じた前記溶液を前記回転槽の遠心力により前記多孔質シートを透過させ、当該溶液を回収する回収工程と、を有することを特徴とする泡沫の消泡処理方法である。
［８］請求項８に係る発明は、前記回収工程において、前記多孔質シートを透過した前記溶液を、さらにフィルタに透過させることを特徴とする請求項７に記載の泡沫の消泡処理方法である。
［９］請求項９に係る発明は、前記回収工程において、前記多孔質シートを収容した前記回転槽の側面に設けた複数の隙間を通過した前記溶液を回収することを特徴とする請求項７又は８に記載の泡沫の消泡処理方法である。
［１０］請求項１０に係る発明は、前記回転槽の外側の半径をｃｍで表したとき、当該回転槽の回転速度が、３９３×（当該回転槽の半径の平方根の逆数）ｒｐｍ以上であることを特徴とする請求項７乃至９いずれか１項に記載の泡沫の消泡処理方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、泡沫を、消泡剤を用いることなく迅速に消泡することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態が適用される消泡装置の一例を説明する図である。
【図２】図１に示す消泡装置の断面平面図である。
【図３】フィルタを設けた消泡装置を説明する断面平面図である。
【図４】消泡装置の他の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさや形状を表すものではない。
【００１３】
＜消泡装置＞
図１は、本実施の形態が適用される消泡装置の一例を説明する図である。図１に示す消泡装置３０は、所定の処理により発生した泡沫１１を収容する回転槽としての内槽３１と、内槽３１を回転軸３５により回転可能に取り付けた外槽３２とから構成されている。さらに、内槽３１の内側には、多孔質シートとしての円筒状の多孔質撥水性シート３３が配置されている。また、外槽３２の下部には、消泡処理後の処理液１１ｂを排出する抜き出し口としての排出口３４が設けられている。
【００１４】
（内槽３１）
内槽３１は、上部に泡沫１１を供給するための内槽開口部３１ａ、下部に泡沫１１を保持する底面３１ｂ、円筒形状の側壁３１ｃを有している。側壁３１ｃには、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過可能な複数のスリット３１１が形成されている。尚、スリット３１１に代わり、矩形、方形、円形や網状などの複数の孔が形成されていてもよい。側壁３１ｃの内側には、被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シート３３が配置されている。内槽３１は、回転軸３５により外槽３２の外槽底部３２ｂに回転可能に取り付けられ、図示しない所定の回転機構により回転する回転槽である。尚、図１では回転機構を回転槽下部に置いた例を示しているが、回転機構は回転槽の上部にあってもよい。
【００１５】
前項に記載したように、内槽３１の側壁３１ｃに形成されたスリット３１１は矩形、方形、円形などの複数の孔や網状であってもよく、その形状や大きさは特に限定されないが、内槽３１の回転時において多孔質撥水性シート３３を安定に保持できるものであることが必要である。本実施の形態では、スリット３１１は縦長の形状を有し、内槽の材質にもよるが、その幅は、通常、１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下である。但し、通常０．５ｍｍ以上、好ましくは１ｍｍ以上である。
側壁３１ｃを構成する材料は特に限定されず、例えば、プラスチック、金属等が挙げられる。
【００１６】
（外槽３２）
外槽３２は、外槽底部３２ｂ、泡沫１１が破泡によって生じた液体が外部に飛散することを防ぐ側壁３２ｃから構成されており、内槽３１の側壁３１ｃと外槽３２の側壁３２ｃの間には、外槽３２の側壁３２ｃによってとらえられた液体を下部に流す空隙３２ａを設ける。外槽底部３２ｂには、泡沫１１が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口としての排出口３４が設けられている。側壁３２ｃの最上部と泡沫１１を供給するための内槽開口部３１ａの間には、図示してはいないが、飛沫の飛散を防止する蓋を設けている。
【００１７】
また、内槽３１の内槽底部３１ｂの外壁と外槽３２の外槽底部３２ｂの内壁との間に、内槽３１の回転によって破泡し液状化された溶液が外槽３２の外槽底部３２ｂに溜まり且つ撹拌されないように空間が設けられている。
【００１８】
（多孔質撥水性シート３３）
多孔質撥水性シート３３は、内槽３１の内壁に接するように円筒状の形状を有し、多孔質の撥水性材料から形成されている。ここで撥水性材料とは、処理する泡沫１１を構成する溶液には完全には濡れない材料であることを意味する。具体的には、被処理泡沫を形成する溶液に対する接触角が０ではない材料であり、より好ましくは接触角が９０°以上の材料であることが好ましい。用いうる材料としては、フッ素樹脂、ポリオレフィン等が挙げられる。
【００１９】
多孔質撥水性シート３３の多孔質構造は特に限定されず、例えば、所定の孔径を有する複数の貫通孔が形成された構造、複数の縦長孔又は横長孔が形成された構造、網目状構造等が挙げられる。また、例えば、不織布等の多孔質材料も使用が可能である。
多孔質構造が有する複数の貫通孔の大きさは、当該貫通孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさが、被処理泡沫の直径の通常２０倍以下であり、より好ましくは１０倍以下である。本実施の形態では、多孔質構造が有する複数の貫通孔の孔径は、通常、１．５ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。但し、通常、１μｍ以上、好ましくは、３μｍ以上である。
【００２０】
本実施の形態では、多孔質撥水性シート３３の内側に、多孔質撥水性シート３３と同様な多孔質の撥水性材料から形成された円筒状の撥水性シートを設け、多層構造とすることも可能である。多孔質撥水性シート３３の内側に設けた多孔質撥水性シートの孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさは、多孔質撥水性シート３３の孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさより数倍程度大きくてもよい。
【００２１】
この場合、さらに、多孔質撥水性シート３３と複数の円筒状の撥水性シートとの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填することができる。撥水性材料からなる粒子の材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリオレフィン等が挙げられる。当該粒子は特定の形状である必要は無く任意であり、その大きさは多孔質撥水性シート３３の孔を通り抜けられない大きさであればよく、通常、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。
【００２２】
前述したように、内槽３１は外槽３２に、図示しない回転機構により回転可能に取り付けられている。内槽３１の回転速度は特に限定されない。本実施の形態では、回転槽である内槽３１の外側の半径をｃｍで表したとき、内槽３１の回転速度は、３９３×（内槽３１の半径の平方根の逆数）ｒｐｍ以上で、３，０００×（内槽３１の半径の平方根の逆数）ｒｐｍ程度までの範囲であることが好ましい。
【００２３】
図２は、図１に示す消泡装置のＩＩ−ＩＩ断面平面図である。図２に示すように、泡沫１１は、多孔質撥水性シート３３の表面上で微細な泡沫１１が破泡し、液体状態に戻る。その後、液体状態に戻った溶液は、多孔質撥水性シート３３を透過し、さらに、回転軸３５により矢印Ａ方向に回転する内槽３１の側面に形成されたスリット３１１を通過し、外槽３２に達する。
【００２４】
図３は、フィルタを設けた消泡装置を説明する断面平面図である。
図３に示す消泡装置は、多孔質撥水性シート３３と内槽３１との間に設けたフィルタ３６をさらに有している。多孔質撥水性シート３３の表面上での破泡後に液体状態に戻った溶液は、多孔質撥水性シート３３を透過し、さらにフィルタ３６を透過し、スリット３１１から内槽３１の側面を通過し、外槽３２に達する。
【００２５】
多孔質撥水性シート３３と内槽３１の側壁３１ｃ（図１参照）との間にフィルタ３６を設けることにより、泡沫１１が消泡するのと同時に溶液に含まれる粒子状固形物等を濾過することができる。
フィルタ３６は、溶液に侵食されない材料で構成され特に限定されない。本実施の形態では、例えば、紙や各種のフェルト等が挙げられる。フィルタ３６の細孔の孔径は、濾別したい粒子の大きさに応じ適宜選択される。本実施の形態では、フィルタ３６の細孔の孔径は、通常、２５０μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下であり、通常、０．３μｍ以上、好ましくは、０．７μｍ以上である。
【００２６】
＜泡沫の消泡処理方法＞
消泡装置３０に移送された泡沫１１は、消泡装置３０の内槽３１の回転により生じる遠心力により、内槽３１の側壁３１ｃの内側に配置した多孔質撥水性シート３３に接触し、多孔質撥水性シート３３の表面上で消泡する。
本実施の形態では、内槽３１に排出された泡沫１１は、内槽３１が回転することにより生じる遠心力によって多孔質撥水性シート３３の表面と接触する。泡沫１１を構成する微細な複数の泡は、撥水性材料との作用により合体し破泡すると考えられる。
【００２７】
泡沫１１は、多孔質撥水性シート３３の表面上で泡沫１１が破泡後、多孔質撥水性シート３３を透過し、さらに、内槽３１の側面に形成されたスリット３１１を通過し、外槽３２の底部に設けられた排出口３４から排出される。
外槽３２から排出された溶液は所定の回収装置（図示せず）により回収する。回収処理の際に、回収した溶液を、さらにフィルタに透過させることも可能である。
【００２８】
＜消泡装置の他の一例＞
図４は、消泡装置の他の一例を説明する図である。図１に示した消泡装置３０と同様な構成には同じ符号を使用し、その説明を省略する。
図４に示す消泡装置３００は、回転槽としての内槽３０１と、内槽３０１を回転軸３５により回転可能に取り付けた外槽３２とから構成されている。外槽３２の下部には、消泡処理後の処理液１１ｂを排出する抜き出し口としての排出口３４が設けられている。
【００２９】
（内槽３０１）
内槽３０１は、開口部３０１ａ、内槽底部３０１ｂ、円筒形状の側壁３０１ｃを有している。側壁３０１ｃは、前述した消泡装置３０に用いられた多孔質撥水性シート３３（図１参照）と同様な材料（即ち、処理する泡沫１１を構成する溶液には完全には濡れない材料）により形成され、破泡によって生じた液体が通過しうる複数の孔を有する多孔性撥水性円筒を構成している。
側壁３０１ｃの多孔質構造は特に限定されず、前述した多孔質撥水性シート３３と同様に、例えば、所定の孔径を有する複数の貫通孔が形成された構造、複数の縦長孔又は横長孔が形成された構造、網目状構造等が挙げられる。また、例えば、不織布等の多孔質材料も使用が可能である。
【００３０】
図４に示す消泡装置３００は、多孔性撥水性円筒からなる側壁３０１ｃの内側に、当該多孔性撥水性円筒と同様な多孔質の撥水性材料から形成された円筒状の撥水性シートを設け、多層構造とすることも可能である。
この場合、さらに、側壁３０１ｃと円筒状の撥水性シートとの間に、また、複数の円筒状の撥水性シートとの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填することができる。
【００３１】
また、多孔性撥水性円筒からなる側壁３０１ｃの内側に、フィルタを設けることにより、泡沫１１が消泡するのと同時に溶液に含まれる粒子状固形物等を濾過することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１１…泡沫、３０，３００…消泡装置、３１，３０１…内槽、３２…外槽、３３…撥水性多孔質シート、３４…排出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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