JP2003135940A - 濾過装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来、ＣＭＰ等の機械的加工により発生する
排水は、ＣＭＰスラリーに含まれる砥粒が微粒子である
ためにコロイド溶液となり、有効な濾過装置がなかっ
た。 【解決手段】 本発明では、コロイド溶液の微粒子を含
む排水をタンク５０に導入し、排水を循環させて第１の
フィルタ１の表面に吸引により形成されるゲル膜の第２
のフィルタ２を用いて濾過する濾過装置を提供する。こ
のときの吸引圧力は極めて微弱にして、第２のフィルタ
２の目詰まりを延ばしながら濾過能力を維持している。
更に第１のフィルタ１の表面に吸着される第２のフィル
タ２のゲル膜は吸引を停止することで容易に離脱でき、
再び濾過を続けることが可能な濾過装置を実現した。
排水は、ＣＭＰスラリーに含まれる砥粒が微粒子である
ためにコロイド溶液となり、有効な濾過装置がなかっ
た。 【解決手段】 本発明では、コロイド溶液の微粒子を含
む排水をタンク５０に導入し、排水を循環させて第１の
フィルタ１の表面に吸引により形成されるゲル膜の第２
のフィルタ２を用いて濾過する濾過装置を提供する。こ
のときの吸引圧力は極めて微弱にして、第２のフィルタ
２の目詰まりを延ばしながら濾過能力を維持している。
更に第１のフィルタ１の表面に吸着される第２のフィル
タ２のゲル膜は吸引を停止することで容易に離脱でき、
再び濾過を続けることが可能な濾過装置を実現した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被除去物の除去方
法に関し、また主に０．１５μｍ以下と非常に微細な被
除去物がコロイド溶液（ゾル）に含まれた流体の被除去
物を除去する濾過装置に関するものである。
法に関し、また主に０．１５μｍ以下と非常に微細な被
除去物がコロイド溶液（ゾル）に含まれた流体の被除去
物を除去する濾過装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、産業廃棄物を減らすこと、また産
業廃棄物を分別し再利用することまたは産業廃棄物を自
然界に放出させないことは、エコロジーの観点から重要
なテーマであり、２１世紀の企業課題である。この産業
廃棄物の中には、被除去物が含まれた色々な流体があ
る。
業廃棄物を分別し再利用することまたは産業廃棄物を自
然界に放出させないことは、エコロジーの観点から重要
なテーマであり、２１世紀の企業課題である。この産業
廃棄物の中には、被除去物が含まれた色々な流体があ
る。
【０００３】これらは、汚水、排水、廃液等の色々な言
葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被
除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明
する。これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被
除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用
されたり、分別された被除去物または濾過できず残った
ものを産業廃棄物として処理している。特に水は、濾過
により環境基準を満たすきれいな状態にして川や海等の
自然界に戻されたり、また再利用される。
葉で表現されているが、以下、水や薬品等の流体中に被
除去物である物質が含まれているものを排水と呼び説明
する。これらの排水は、高価な濾過処理装置等で前記被
除去物が取り除かれ、排水がきれいな流体となり再利用
されたり、分別された被除去物または濾過できず残った
ものを産業廃棄物として処理している。特に水は、濾過
により環境基準を満たすきれいな状態にして川や海等の
自然界に戻されたり、また再利用される。
【０００４】しかし、濾過処理等の設備費、ランニング
コスト等の問題から、これらの装置を採用することが非
常に難しく、環境問題にもなっている。
コスト等の問題から、これらの装置を採用することが非
常に難しく、環境問題にもなっている。
【０００５】このことからも判るように、排水処理の技
術は、環境汚染の意味からも、またリサイクルの点から
も重要な問題であり、低イニシャルコスト、低ランニン
グコストのシステムが早急に望まれている。
術は、環境汚染の意味からも、またリサイクルの点から
も重要な問題であり、低イニシャルコスト、低ランニン
グコストのシステムが早急に望まれている。
【０００６】一例として、半導体分野に於ける排水処理
を以下に説明していく。一般に、金属、半導体、セラミ
ック等の板状体を研削または研磨する際、摩擦による研
磨（研削）治具等の温度上昇防止、潤滑性向上、研削屑
または切削屑の板状体への付着等が考慮され、水等の流
体が研磨（研削）治具や板状体にシャワーリングされて
いる。
を以下に説明していく。一般に、金属、半導体、セラミ
ック等の板状体を研削または研磨する際、摩擦による研
磨（研削）治具等の温度上昇防止、潤滑性向上、研削屑
または切削屑の板状体への付着等が考慮され、水等の流
体が研磨（研削）治具や板状体にシャワーリングされて
いる。
【０００７】具体的には、半導体材料の板状体である半
導体ウェハをダイシングしたり、バックグラインドする
際、純水を流す手法が取られている。ダイシング装置で
は、ダイシングブレードの温度上昇防止のために、また
ダイシング屑がウェハに付着するのを防止するために、
半導体ウェハ上に純水の流れを作ったり、ブレードに純
水が当たるように放水用のノズルが取り付けられ、シャ
ワーリングされている。またバックグラインドでウェハ
厚を薄くする際も、同様な理由により純水が流されてい
る。
導体ウェハをダイシングしたり、バックグラインドする
際、純水を流す手法が取られている。ダイシング装置で
は、ダイシングブレードの温度上昇防止のために、また
ダイシング屑がウェハに付着するのを防止するために、
半導体ウェハ上に純水の流れを作ったり、ブレードに純
水が当たるように放水用のノズルが取り付けられ、シャ
ワーリングされている。またバックグラインドでウェハ
厚を薄くする際も、同様な理由により純水が流されてい
る。
【０００８】前述したダイシング装置やバックグライン
ド装置から排出される研削屑または研磨屑が混入された
排水は、濾過されてきれいな水にして自然界に戻した
り、あるいは再利用され、濃縮された排水は、回収され
ている。
ド装置から排出される研削屑または研磨屑が混入された
排水は、濾過されてきれいな水にして自然界に戻した
り、あるいは再利用され、濃縮された排水は、回収され
ている。
【０００９】現状の半導体製造に於いて、Ｓｉを主体と
する被除去物（屑）の混入された排水の処理には、凝集
沈殿法、フィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせた方法
の二通りがある。
する被除去物（屑）の混入された排水の処理には、凝集
沈殿法、フィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせた方法
の二通りがある。
【００１０】前者の凝集沈殿法では、凝集剤としてＰＡ
Ｃ（ポリ塩化アルミニウム）またはＡｌ2（ＳＯ４）3
（硫酸バンド）等を排水の中に混入させ、Ｓｉとの反応
物を生成させ、この反応物を取り除くことで、排水の濾
過をしていた。
Ｃ（ポリ塩化アルミニウム）またはＡｌ2（ＳＯ４）3
（硫酸バンド）等を排水の中に混入させ、Ｓｉとの反応
物を生成させ、この反応物を取り除くことで、排水の濾
過をしていた。
【００１１】後者の、フィルタ濾過と遠心分離を組み合
わせた方法では、排水を濾過し、濃縮された排水を遠心
分離機にかけて、シリコン屑をスラッジとして回収する
とともに、排水を濾過してできたきれいな水を自然界に
放出したり、または再利用していた。
わせた方法では、排水を濾過し、濃縮された排水を遠心
分離機にかけて、シリコン屑をスラッジとして回収する
とともに、排水を濾過してできたきれいな水を自然界に
放出したり、または再利用していた。
【００１２】例えば、図１１に示すように、ダイシング
時に発生する排水は、原水タンク２０１に集められ、ポ
ンプ２０２で濾過装置２０３に送られる。濾過装置２０
３には、セラミック系や有機物系のフィルタＦが装着さ
れているので、濾過された水は、配管２０４を介して回
収水タンク２０５に送られ、再利用される。または自然
界に放出される。
時に発生する排水は、原水タンク２０１に集められ、ポ
ンプ２０２で濾過装置２０３に送られる。濾過装置２０
３には、セラミック系や有機物系のフィルタＦが装着さ
れているので、濾過された水は、配管２０４を介して回
収水タンク２０５に送られ、再利用される。または自然
界に放出される。
【００１３】一方、濾過装置２０３は、フィルタＦに目
詰まりが発生するため、定期的に洗浄が施される。例え
ば、原水タンク２０１側のバルブＢ１を閉め、バルブＢ
３と原水タンクから洗浄水を送付するためのバルブＢ２
が開けられ、回収水タンク２０５の水で、フィルタＦが
逆洗浄される。これにより発生した高濃度のＳｉ屑が混
入された排水は、原水タンク２０１に戻される。また濃
縮水タンク２０６の濃縮水は、ポンプ２０８を介して遠
心分離器２０９へ輸送され、遠心分離器２０９により汚
泥（スラッジ）と分離液に分離される。Ｓｉ屑から成る
汚泥は、汚泥回収タンク２１０に集められ、分離液は分
離液タンク２１１に集められる。更に分離液が集められ
た分離液タンク２１１の排水は、ポンプ２１２を介して
原水タンク２０１に輸送される。
詰まりが発生するため、定期的に洗浄が施される。例え
ば、原水タンク２０１側のバルブＢ１を閉め、バルブＢ
３と原水タンクから洗浄水を送付するためのバルブＢ２
が開けられ、回収水タンク２０５の水で、フィルタＦが
逆洗浄される。これにより発生した高濃度のＳｉ屑が混
入された排水は、原水タンク２０１に戻される。また濃
縮水タンク２０６の濃縮水は、ポンプ２０８を介して遠
心分離器２０９へ輸送され、遠心分離器２０９により汚
泥（スラッジ）と分離液に分離される。Ｓｉ屑から成る
汚泥は、汚泥回収タンク２１０に集められ、分離液は分
離液タンク２１１に集められる。更に分離液が集められ
た分離液タンク２１１の排水は、ポンプ２１２を介して
原水タンク２０１に輸送される。
【００１４】これらの方法は、例えば、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａ
ｌ等の金属材料を主材料とする固形物または板状体、セ
ラミック等の無機物から成る固形物や板状体等の研削、
研磨の際に発生する屑を回収する際も採用されていた。
ｌ等の金属材料を主材料とする固形物または板状体、セ
ラミック等の無機物から成る固形物や板状体等の研削、
研磨の際に発生する屑を回収する際も採用されていた。
【００１５】一方、ＣＭＰ（Chemical-Mechanical Poli
shing）が新たな半導体プロセス技術として登場してき
た。
shing）が新たな半導体プロセス技術として登場してき
た。
【００１６】このＣＭＰ技術がもたらすものは、
：平坦なデバイス面形状の実現
：基板とは異なる材料の埋め込み構造の実現
である。
【００１７】は、リソグラフィ技術を使った微細パタ
ーンを精度良く形成するものである。またＳｉウェハの
貼り付け技術の併用等で、三次元ＩＣの実現の可能性を
もたらすものである。
ーンを精度良く形成するものである。またＳｉウェハの
貼り付け技術の併用等で、三次元ＩＣの実現の可能性を
もたらすものである。
【００１８】は、埋め込み構造を可能とするものであ
る。従来、ＩＣの多層配線には、タングステン（Ｗ）埋
め込み技術が採用されている。これは層間膜の溝にＣＶ
Ｄ法でＷを埋め込み、表面をエッチバックして平坦化し
ていたが、最近はＣＭＰにより平坦化されている。この
埋め込み技術の応用としては、ダマシンプロセス、素子
分離があげられる。
る。従来、ＩＣの多層配線には、タングステン（Ｗ）埋
め込み技術が採用されている。これは層間膜の溝にＣＶ
Ｄ法でＷを埋め込み、表面をエッチバックして平坦化し
ていたが、最近はＣＭＰにより平坦化されている。この
埋め込み技術の応用としては、ダマシンプロセス、素子
分離があげられる。
【００１９】これらＣＭＰの技術および応用は、サイエ
ンスフォーラム発行の「ＣＭＰのサイエンス」に詳述さ
れている。
ンスフォーラム発行の「ＣＭＰのサイエンス」に詳述さ
れている。
【００２０】続いて、ＣＭＰの機構を簡単に説明する。
図１２に示すように、回転定盤２５０上の研磨布２５１
に半導体ウェハ２５２を載せ、研磨材（スラリー）２５
３を流しながら擦り合わせ、研磨加工、化学的エッチン
グすることにより、ウェハ２５２表面の凹凸を無くして
いる。研磨材２５３の中の溶剤による化学反応と、研磨
布と研磨剤の中の研磨砥粒との機械的研磨作用で平坦化
されている。研磨布２５１としては、例えば発泡ポリウ
レタン、不織布などが用いられ、研磨材は、シリカ、ア
ルミナ等の研磨砥粒を、ｐＨ調整材を含んだ水に混合し
たもので、一般にはスラリーと呼ばれている。このスラ
リー２５３を流しながら、研磨布２５１にウェハ２５２
を回転させながら一定の圧力をかけて擦り合わせるもの
である。尚、２５４は、研磨布２５１の研磨能力を維持
するもので、常に研磨布２５１の表面をドレスされた状
態にするドレッシング部である。また２０２、２０８、
２１２はモーター、２５５〜２５７はベルトである。
図１２に示すように、回転定盤２５０上の研磨布２５１
に半導体ウェハ２５２を載せ、研磨材（スラリー）２５
３を流しながら擦り合わせ、研磨加工、化学的エッチン
グすることにより、ウェハ２５２表面の凹凸を無くして
いる。研磨材２５３の中の溶剤による化学反応と、研磨
布と研磨剤の中の研磨砥粒との機械的研磨作用で平坦化
されている。研磨布２５１としては、例えば発泡ポリウ
レタン、不織布などが用いられ、研磨材は、シリカ、ア
ルミナ等の研磨砥粒を、ｐＨ調整材を含んだ水に混合し
たもので、一般にはスラリーと呼ばれている。このスラ
リー２５３を流しながら、研磨布２５１にウェハ２５２
を回転させながら一定の圧力をかけて擦り合わせるもの
である。尚、２５４は、研磨布２５１の研磨能力を維持
するもので、常に研磨布２５１の表面をドレスされた状
態にするドレッシング部である。また２０２、２０８、
２１２はモーター、２５５〜２５７はベルトである。
【００２１】上述した機構は、例えば図１３に示すよう
に、システムとして構築されている。このシステムは、
大きく分けると、ウェハカセットのローディング・アン
ローデイングステーション２６０、ウェハ移載機構部２
６１、図１２で説明した研磨機構部２６２、ウェハ洗浄
機構部２６３およびこれらを制御するシステム制御から
成る。
に、システムとして構築されている。このシステムは、
大きく分けると、ウェハカセットのローディング・アン
ローデイングステーション２６０、ウェハ移載機構部２
６１、図１２で説明した研磨機構部２６２、ウェハ洗浄
機構部２６３およびこれらを制御するシステム制御から
成る。
【００２２】まずウェハが入ったカセット２６４は、ウ
ェハカセット・ローデイング・アンローディングステー
ション２６０に置かれ、カセット２６４内のウェハが取
り出される。続いて、ウェハ移載機構部２６１、例えば
マニプュレータ２６５で前記ウェハを保持し、研磨機構
部２６２に設けられた回転定盤２５０の上に載置され、
ＣＭＰ技術を使ってウェハが平坦化される。この平坦化
の作業が終わると、スラリーの洗浄を行うため、前記マ
ニプュレータ２６６によりウェハがウェハ洗浄機構部２
６３に移され、洗浄される。そして洗浄されたウェハ
は、ウェハカセット２６６に収容される。
ェハカセット・ローデイング・アンローディングステー
ション２６０に置かれ、カセット２６４内のウェハが取
り出される。続いて、ウェハ移載機構部２６１、例えば
マニプュレータ２６５で前記ウェハを保持し、研磨機構
部２６２に設けられた回転定盤２５０の上に載置され、
ＣＭＰ技術を使ってウェハが平坦化される。この平坦化
の作業が終わると、スラリーの洗浄を行うため、前記マ
ニプュレータ２６６によりウェハがウェハ洗浄機構部２
６３に移され、洗浄される。そして洗浄されたウェハ
は、ウェハカセット２６６に収容される。
【００２３】例えば、１回の工程で使われるスラリーの
量は、約５００ｃｃ〜１リットル／ウェハである。ま
た、前記研磨機構部２６２、ウェハ洗浄機構部２６３で
純水が流される。そしてこれらの排水は、ドレインで最
終的には一緒になるため、約５リットル〜１０リットル
／ウェハの排水が１回の平坦化作業で排出される。例え
ば３層メタルであると、メタルの平坦化と層間絶縁膜の
平坦化で約７回の平坦化作業が入り、一つのウェハが完
成するまでには、５〜１０リットルの七倍の排水が排出
される。
量は、約５００ｃｃ〜１リットル／ウェハである。ま
た、前記研磨機構部２６２、ウェハ洗浄機構部２６３で
純水が流される。そしてこれらの排水は、ドレインで最
終的には一緒になるため、約５リットル〜１０リットル
／ウェハの排水が１回の平坦化作業で排出される。例え
ば３層メタルであると、メタルの平坦化と層間絶縁膜の
平坦化で約７回の平坦化作業が入り、一つのウェハが完
成するまでには、５〜１０リットルの七倍の排水が排出
される。
【００２４】よって、ＣＭＰ装置を使うと、純水で希釈
されたスラリーがかなりの量排出されることが判る。
されたスラリーがかなりの量排出されることが判る。
【００２５】そしてこれらの排水は、凝集沈殿法で処理
されていた。
されていた。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、凝集沈
殿法は、凝集剤として化学薬品が投入される。しかし完
全に反応する薬品の量を特定するのは非常に難しく、ど
うしても薬品が多く投入され未反応の薬品が残る。逆に
薬品の量が少ないと、全ての被除去物が凝集沈降され
ず、被除去物が分離せず残ってしまう。特に、薬品の量
が多い場合は、上澄液に薬品が残る。これを再利用する
場合、濾過流体に薬品が残留するため、化学反応を嫌う
ものには再利用できない問題があった。
殿法は、凝集剤として化学薬品が投入される。しかし完
全に反応する薬品の量を特定するのは非常に難しく、ど
うしても薬品が多く投入され未反応の薬品が残る。逆に
薬品の量が少ないと、全ての被除去物が凝集沈降され
ず、被除去物が分離せず残ってしまう。特に、薬品の量
が多い場合は、上澄液に薬品が残る。これを再利用する
場合、濾過流体に薬品が残留するため、化学反応を嫌う
ものには再利用できない問題があった。
【００２７】また薬品と被除去物の反応物であるフロッ
クは、あたかも藻の如き浮遊物で生成される。このフロ
ックを形成する条件は、ｐＨ条件が厳しく、攪拌機、ｐ
Ｈ測定装置、凝集剤注入装置およびこれらを制御する制
御機器等が必要となる。またフロックを安定して沈降さ
せるには、大きな沈殿槽が必要となる。例えば、３立方
メートル（ｍ3）／１時間の排水処理能力であれば、直
径３メートル、深さ４メートル程度のタンク（約１５ト
ンの沈降タンク）が必要となり、全体のシステムにする
と約１１メートル×１１メートル程度の敷地も必要とさ
れる大がかりなシステムになってしまう。
クは、あたかも藻の如き浮遊物で生成される。このフロ
ックを形成する条件は、ｐＨ条件が厳しく、攪拌機、ｐ
Ｈ測定装置、凝集剤注入装置およびこれらを制御する制
御機器等が必要となる。またフロックを安定して沈降さ
せるには、大きな沈殿槽が必要となる。例えば、３立方
メートル（ｍ3）／１時間の排水処理能力であれば、直
径３メートル、深さ４メートル程度のタンク（約１５ト
ンの沈降タンク）が必要となり、全体のシステムにする
と約１１メートル×１１メートル程度の敷地も必要とさ
れる大がかりなシステムになってしまう。
【００２８】しかも沈殿槽に沈殿せず浮遊しているフロ
ックもあり、これらはタンクから外部に流出する恐れが
あり、全てを回収することは難しかった。つまり設備の
大きさの点、このシステムによるイニシャルコストが高
い点、水の再利用が難しい点、薬品を使う点から発生す
るランニングコストが高い点等の問題があった。
ックもあり、これらはタンクから外部に流出する恐れが
あり、全てを回収することは難しかった。つまり設備の
大きさの点、このシステムによるイニシャルコストが高
い点、水の再利用が難しい点、薬品を使う点から発生す
るランニングコストが高い点等の問題があった。
【００２９】一方、図１２の如き、５立方メートル（ｍ
3）／１時間のフィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせ
た方法では、濾過装置２０３にフィルタＦ（ＵＦモジュ
ールと言われ、ポリスルホン系ファイバで構成されたも
の、またはセラミックフィルタ）を使用するため、水の
再利用が可能となる。しかし、濾過装置２０３には４本
のフィルタＦが取り付けられ、フィルタＦの寿命から、
約５０万円／本と高価格なフィルタを、少なくとも年に
１回程度、交換する必要があった。しかも濾過装置２０
３の手前のポンプ２０２は、フィルタＦが加圧型の濾過
方法であるためフィルタの目詰まりが発生してモータの
負荷が大きく、ポンプ２０２が高容量であった。また、
フィルタＦを通過する排水の内、２／３程度は、原水タ
ンク２０１に戻されていた。更には被除去物が入った排
水をポンプ２０２で輸送するため、ポンプ２０２の内壁
が削られ、ポンプ２の寿命も非常に短かった。
3）／１時間のフィルタ濾過と遠心分離機を組み合わせ
た方法では、濾過装置２０３にフィルタＦ（ＵＦモジュ
ールと言われ、ポリスルホン系ファイバで構成されたも
の、またはセラミックフィルタ）を使用するため、水の
再利用が可能となる。しかし、濾過装置２０３には４本
のフィルタＦが取り付けられ、フィルタＦの寿命から、
約５０万円／本と高価格なフィルタを、少なくとも年に
１回程度、交換する必要があった。しかも濾過装置２０
３の手前のポンプ２０２は、フィルタＦが加圧型の濾過
方法であるためフィルタの目詰まりが発生してモータの
負荷が大きく、ポンプ２０２が高容量であった。また、
フィルタＦを通過する排水の内、２／３程度は、原水タ
ンク２０１に戻されていた。更には被除去物が入った排
水をポンプ２０２で輸送するため、ポンプ２０２の内壁
が削られ、ポンプ２の寿命も非常に短かった。
【００３０】これらの点をまとめると、モータの電気代
が非常にかかり、ポンプＰやフィルタＦの取り替え費用
がかかることからランニングコストが非常に大きい問題
があった。
が非常にかかり、ポンプＰやフィルタＦの取り替え費用
がかかることからランニングコストが非常に大きい問題
があった。
【００３１】更に、ＣＭＰに於いては、ダイシング加工
とは、比較にならない量の排水が排出される。スラリー
はコロイド状に流体内に分布し、ブラウン運動によりな
かなか沈降しない。しかもスラリーに混入される砥粒の
粒径は１０〜２００ｎｍの極めて微細なものである。従
って、微細な砥粒から成るスラリーをフィルタで濾過す
ると、フィルタの孔に砥粒が侵入し、すぐに目詰まりを
起こし、目詰まりが頻繁に発生するため、排水を大量に
処理できない問題があった。
とは、比較にならない量の排水が排出される。スラリー
はコロイド状に流体内に分布し、ブラウン運動によりな
かなか沈降しない。しかもスラリーに混入される砥粒の
粒径は１０〜２００ｎｍの極めて微細なものである。従
って、微細な砥粒から成るスラリーをフィルタで濾過す
ると、フィルタの孔に砥粒が侵入し、すぐに目詰まりを
起こし、目詰まりが頻繁に発生するため、排水を大量に
処理できない問題があった。
【００３２】今までの説明からも判るように、地球環境
に害を与える物質を可能な限り取り除くため、または濾
過流体や分離された被除去物を再利用するために、排水
の濾過装置は、色々な装置を追加して大がかりなシステ
ムとなり、結局イニシャルコスト、ランニングコストが
膨大と成っている。従って今までの汚水処理装置は、到
底採用できるようなシステムでなかった。
に害を与える物質を可能な限り取り除くため、または濾
過流体や分離された被除去物を再利用するために、排水
の濾過装置は、色々な装置を追加して大がかりなシステ
ムとなり、結局イニシャルコスト、ランニングコストが
膨大と成っている。従って今までの汚水処理装置は、到
底採用できるようなシステムでなかった。
【００３３】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題に鑑
みてなされ、本発明の目的は、コロイド溶液の被除去物
を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク内に浸漬
される第１のフィルタとその表面に吸着されるゲル膜よ
り成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ装置と、
前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの濾過流体
を前記タンク外に取り出す第２のパイプとを備え、前記
タンク内で前記流体の前記被除去物を濃縮する濾過装置
を提供することにある。
みてなされ、本発明の目的は、コロイド溶液の被除去物
を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク内に浸漬
される第１のフィルタとその表面に吸着されるゲル膜よ
り成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ装置と、
前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの濾過流体
を前記タンク外に取り出す第２のパイプとを備え、前記
タンク内で前記流体の前記被除去物を濃縮する濾過装置
を提供することにある。
【００３４】本発明の他の目的は、被除去物から成膜さ
れたゲル膜を第２のフィルタとして用いる濾過装置を提
供することにある。
れたゲル膜を第２のフィルタとして用いる濾過装置を提
供することにある。
【００３５】本発明の他の目的は、前記フィルタ装置は
フレームと、該フレームにその周囲を支持された前記第
１のフィルタと、前記第１のフィルタの表面に吸着され
た前記第２のフィルタとで構成される濾過装置を提供す
ることにある。
フレームと、該フレームにその周囲を支持された前記第
１のフィルタと、前記第１のフィルタの表面に吸着され
た前記第２のフィルタとで構成される濾過装置を提供す
ることにある。
【００３６】また本発明の他の目的は、前記フィルタ装
置は前記フレームの両側に２枚の前記第１のフィルタが
設けられ、前記フレームと前記第１のフィルタとの間に
中空部を形成され、前記フレームの上部に前記第１のパ
イプが接続され、前記中空部から前記ポンプにより濾過
流体を吸引される濾過装置を提供することにある。
置は前記フレームの両側に２枚の前記第１のフィルタが
設けられ、前記フレームと前記第１のフィルタとの間に
中空部を形成され、前記フレームの上部に前記第１のパ
イプが接続され、前記中空部から前記ポンプにより濾過
流体を吸引される濾過装置を提供することにある。
【００３７】また本発明の他の目的は、前記フィルタ装
置は前記フレームと、多数の孔を設けたスペーサと、該
スペーサを覆う前記第１のフィルタと、前記第１のフィ
ルタの表面に吸着された前記第２のフィルタとで構成さ
れ、吸引されたときに前記第１のフィルタが内側に窪む
のを前記スペーサで支持する濾過装置を提供することに
ある。
置は前記フレームと、多数の孔を設けたスペーサと、該
スペーサを覆う前記第１のフィルタと、前記第１のフィ
ルタの表面に吸着された前記第２のフィルタとで構成さ
れ、吸引されたときに前記第１のフィルタが内側に窪む
のを前記スペーサで支持する濾過装置を提供することに
ある。
【００３８】また本発明の他の目的は、前記第１のフィ
ルタはポリオレフィン系高分子で形成され、フィルタ孔
は前記被除去物の径より大きい濾過装置を提供すること
にある。
ルタはポリオレフィン系高分子で形成され、フィルタ孔
は前記被除去物の径より大きい濾過装置を提供すること
にある。
【００３９】また本発明の他の目的は、前記フィルタ装
置は前記流体内に複数枚間隔を設けて垂直に併設される
濾過装置を提供することにある。
置は前記流体内に複数枚間隔を設けて垂直に併設される
濾過装置を提供することにある。
【００４０】更に本発明の他の目的は、前記タンクの底
部に散気管を設け、該散気管から発生される気泡を前記
フィルタ装置の表面に沿って上昇させ、前記流体に前記
フィルタ装置に沿って並行流を起こさせる濾過装置を提
供することにある。
部に散気管を設け、該散気管から発生される気泡を前記
フィルタ装置の表面に沿って上昇させ、前記流体に前記
フィルタ装置に沿って並行流を起こさせる濾過装置を提
供することにある。
【００４１】更に本発明の他の目的は、前記ポンプは微
弱な吸引圧力を実現する小型で低消費電力のポンプを用
いた濾過装置を提供することにある。
弱な吸引圧力を実現する小型で低消費電力のポンプを用
いた濾過装置を提供することにある。
【００４２】更に本発明の他の目的は、前記第１のパイ
プには圧力計が設けられ、前記フィルタ装置の吸引圧力
を測定する濾過装置を提供することにある。
プには圧力計が設けられ、前記フィルタ装置の吸引圧力
を測定する濾過装置を提供することにある。
【００４３】更に本発明の他の目的は、前記第２のパイ
プには流量計が挿入され、該流量計で測定される濾過流
量を一定にするように前記ポンプの吸引圧力を制御する
濾過装置を提供することにある。
プには流量計が挿入され、該流量計で測定される濾過流
量を一定にするように前記ポンプの吸引圧力を制御する
濾過装置を提供することにある。
【００４４】更に本発明の他の目的は、前記第２のパイ
プの端部には光センサを設け、前記タンク外に濾過流体
を取り出す第３のパイプと濾過流体を前記タンクに戻す
第４のパイプに分岐して前記光センサで検出される光透
過率により前記第３および第４のパイプのいずれかに切
り換えられる濾過装置を提供することにある。
プの端部には光センサを設け、前記タンク外に濾過流体
を取り出す第３のパイプと濾過流体を前記タンクに戻す
第４のパイプに分岐して前記光センサで検出される光透
過率により前記第３および第４のパイプのいずれかに切
り換えられる濾過装置を提供することにある。
【００４５】更に本発明の他の目的は、前記第１のパイ
プに接続された補助タンクを設け、該補助タンクには濾
過流体を蓄える濾過装置を提供することにある。
プに接続された補助タンクを設け、該補助タンクには濾
過流体を蓄える濾過装置を提供することにある。
【００４６】更に本発明の他の目的は、前記被除去物は
ＣＭＰスラリーから成る濾過装置を提供することにあ
る。
ＣＭＰスラリーから成る濾過装置を提供することにあ
る。
【００４７】更に本発明の他の目的は、コロイド溶液の
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第２のパイプから光センサを介して分岐する前記タン
ク外に濾過流体を取り出す第３のパイプと濾過流体を前
記タンクに戻す第４のパイプとを備え、前記第２のフィ
ルタを成膜する際に、前記フィルタ装置、前記第１のパ
イプ、前記ポンプ、前記第２のパイプ、前記光センサお
よび前記第４のパイプの経路で前記流体を循環させる濾
過装置を提供することにある。
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第２のパイプから光センサを介して分岐する前記タン
ク外に濾過流体を取り出す第３のパイプと濾過流体を前
記タンクに戻す第４のパイプとを備え、前記第２のフィ
ルタを成膜する際に、前記フィルタ装置、前記第１のパ
イプ、前記ポンプ、前記第２のパイプ、前記光センサお
よび前記第４のパイプの経路で前記流体を循環させる濾
過装置を提供することにある。
【００４８】更に本発明の他の目的は、前記ポンプの前
記第２のフィルタ成膜時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力
より小さく設定され、前記第２のフィルタを柔らかく形
成して前記第２のフィルタ成膜時と濾過時の濾過流量を
一定に保つ濾過装置を提供することにある。
記第２のフィルタ成膜時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力
より小さく設定され、前記第２のフィルタを柔らかく形
成して前記第２のフィルタ成膜時と濾過時の濾過流量を
一定に保つ濾過装置を提供することにある。
【００４９】更に本発明の他の目的は、前記ポンプの前
記第２のフィルタ成膜時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力
より小さく設定され、前記第２のフィルタを柔らかく形
成して前記第２のフィルタ成膜時と濾過時の吸引圧力を
一定に保つ濾過装置を提供することにある。
記第２のフィルタ成膜時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力
より小さく設定され、前記第２のフィルタを柔らかく形
成して前記第２のフィルタ成膜時と濾過時の吸引圧力を
一定に保つ濾過装置を提供することにある。
【００５０】更に本発明の他の目的は、前記光センサで
検出される光透過率が一定値以上になると前記第４のパ
イプから前記第３のパイプに切り換えて濾過工程に移行
する濾過装置を提供することにある。
検出される光透過率が一定値以上になると前記第４のパ
イプから前記第３のパイプに切り換えて濾過工程に移行
する濾過装置を提供することにある。
【００５１】更に本発明の他の目的は、コロイド溶液の
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第２のパイプに挿入された流量計と、前記フィルタ装
置で前記流体の濾過をする際に、前記流量計で測定され
る濾過流量を一定に保つように前記ポンプの吸引圧力を
増加させる濾過装置を提供することにある。
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第２のパイプに挿入された流量計と、前記フィルタ装
置で前記流体の濾過をする際に、前記流量計で測定され
る濾過流量を一定に保つように前記ポンプの吸引圧力を
増加させる濾過装置を提供することにある。
【００５２】更に本発明の他の目的は、コロイド溶液の
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第１のパイプに接続され濾過流体を蓄える補助タンク
とを備え、前記第２のフィルタが目詰まりを起こして濾
過流量が減じる際に、前記ポンプを停止して前記フィル
タ装置に加えた吸引圧力を無くするとともに、前記補助
タンクに蓄えられた濾過流体を前記第１のパイプを介し
て前記フィルタに逆流させて前記フィルタ装置に内部か
ら静水圧を加えて前記第１のフィルタを外側に膨らませ
て前記第２のフィルタ表面に吸着されたゲルを離脱させ
る濾過装置を提供することにある。
被除去物を含む流体が収納されるタンクと、前記タンク
内に浸漬される第１のフィルタとその表面に吸着される
ゲル膜より成る第２のフィルタとで形成されるフィルタ
装置と、前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを
介して前記流体を吸引するポンプと、前記ポンプからの
濾過流体を前記タンク外に取り出す第２のパイプと、前
記第１のパイプに接続され濾過流体を蓄える補助タンク
とを備え、前記第２のフィルタが目詰まりを起こして濾
過流量が減じる際に、前記ポンプを停止して前記フィル
タ装置に加えた吸引圧力を無くするとともに、前記補助
タンクに蓄えられた濾過流体を前記第１のパイプを介し
て前記フィルタに逆流させて前記フィルタ装置に内部か
ら静水圧を加えて前記第１のフィルタを外側に膨らませ
て前記第２のフィルタ表面に吸着されたゲルを離脱させ
る濾過装置を提供することにある。
【００５３】更に本発明の他の目的は、前記静水圧は前
記補助タンクと前記タンクの液面の高さ差で決められる
濾過装置を提供することにある。
記補助タンクと前記タンクの液面の高さ差で決められる
濾過装置を提供することにある。
【００５４】更に本発明の他の目的は、前記タンクの底
部に散気管を設け、気泡の発生量を濾過時より増加させ
る濾過装置を提供することにある。
部に散気管を設け、気泡の発生量を濾過時より増加させ
る濾過装置を提供することにある。
【００５５】更に本発明の他の目的は、前記第２のフィ
ルタの再生を完了すると前記ポンプを動作させて前記流
体の再濾過を開始する濾過装置を提供することにある。
ルタの再生を完了すると前記ポンプを動作させて前記流
体の再濾過を開始する濾過装置を提供することにある。
【００５６】更に本発明の他の目的は、前記第２のフィ
ルタの再生を完了すると前記ポンプを動作させて前記流
体の再濾過を開始し、濾過水を補助タンクに供給する濾
過装置を提供することにある。
ルタの再生を完了すると前記ポンプを動作させて前記流
体の再濾過を開始し、濾過水を補助タンクに供給する濾
過装置を提供することにある。
【００５７】一般に、ＣＭＰのスラリーに混入される砥
粒のように２００ｎｍクラス以下の粒体を取り除くに
は、この粒体よりも小さな孔のフィルタ膜を採用するの
が一般的である。しかし本発明は、被除去物より成るゲ
ル膜をフィルタとして用い、フィルタに形成される数多
くの隙間を流体の通過路として活用している。また本発
明はフィルタ自身が被除去物の粒体の集合体であること
から、目詰まりの原因となる被除去物をフィルタから離
間させることができ、濾過能力の維持が実現できるもの
である。更に本発明はゲル膜のフィルタが濾過を続ける
ことで目詰まりしても、そのフィルタを再生して濾過を
継続でき長時間の濾過が実現できるものである。
粒のように２００ｎｍクラス以下の粒体を取り除くに
は、この粒体よりも小さな孔のフィルタ膜を採用するの
が一般的である。しかし本発明は、被除去物より成るゲ
ル膜をフィルタとして用い、フィルタに形成される数多
くの隙間を流体の通過路として活用している。また本発
明はフィルタ自身が被除去物の粒体の集合体であること
から、目詰まりの原因となる被除去物をフィルタから離
間させることができ、濾過能力の維持が実現できるもの
である。更に本発明はゲル膜のフィルタが濾過を続ける
ことで目詰まりしても、そのフィルタを再生して濾過を
継続でき長時間の濾過が実現できるものである。
【００５８】
【発明の実施の形態】本発明を説明する上で本発明に用
いる用語の定義を明確にする。
いる用語の定義を明確にする。
【００５９】コロイド溶液とは直径が１ｎｍ〜１μｍの
大きさの微粒子が媒質中に分散している状態をいう。こ
の微粒子はブラウン運動をし、普通の濾紙は通過するが
半透膜は通過しない性質がある。また凝集速度が非常に
遅い性質は微粒子間に静電気反発力が働いているため、
接近する機会を少なくしていると考えられている。
大きさの微粒子が媒質中に分散している状態をいう。こ
の微粒子はブラウン運動をし、普通の濾紙は通過するが
半透膜は通過しない性質がある。また凝集速度が非常に
遅い性質は微粒子間に静電気反発力が働いているため、
接近する機会を少なくしていると考えられている。
【００６０】ゾルはコロイド溶液とほぼ同義に使用さ
れ、ゾルはゲルと異なり液体中に分散していて流動性を
示し、微粒子は活発にブラウン運動をしている。
れ、ゾルはゲルと異なり液体中に分散していて流動性を
示し、微粒子は活発にブラウン運動をしている。
【００６１】ゲルはコロイド粒子が独立した運動性を失
って、集合して固化した状態をいう。例えば寒天やゼラ
チンは温水に溶かせば分散してゾルになるが、これを冷
却すると流動性を失ってゲルとなる。ゲルには液体分の
多いヒドロゲルとやや乾燥したキセロゲルとがある。
って、集合して固化した状態をいう。例えば寒天やゼラ
チンは温水に溶かせば分散してゾルになるが、これを冷
却すると流動性を失ってゲルとなる。ゲルには液体分の
多いヒドロゲルとやや乾燥したキセロゲルとがある。
【００６２】ゲル化の要因としては、分散媒の水を取り
除いて乾燥させたり、シリカスラリー（ｐＨ９〜１０）
に電解質塩を添加してｐＨ６〜７までｐＨ調整をした
り、冷却をして流動性を失わせる等がある。
除いて乾燥させたり、シリカスラリー（ｐＨ９〜１０）
に電解質塩を添加してｐＨ６〜７までｐＨ調整をした
り、冷却をして流動性を失わせる等がある。
【００６３】スラリーは粒子と液体および化学薬品を混
合して、ポリッシングに使用するコロイド溶液またはゾ
ルを言う。前述したＣＭＰに用いる研磨剤をＣＭＰスラ
リーと呼んでいる。ＣＭＰスラリーにはシリカ系研磨
剤、酸化アルミニウム（アルミナ）系研磨剤、酸化セリ
ウム（セリア）系研磨剤等が知られている。もっともよ
く利用されるのはシリカ系研磨剤であり、その中でもコ
ロイダルシリカが広く用いられる。コロイダルシリカと
は、７〜３００ｎｍのコロイドサイズのシリカ超微粒子
が水または有機溶媒中に沈降すること無く均質に分散し
ている分散液であり、シリカゾルとも呼ばれる。このコ
ロイダルシリカは水の中で粒子が単分散しているので、
コロイド粒子の相互の反発力で１年以上放置してもほと
んど沈降することはない。
合して、ポリッシングに使用するコロイド溶液またはゾ
ルを言う。前述したＣＭＰに用いる研磨剤をＣＭＰスラ
リーと呼んでいる。ＣＭＰスラリーにはシリカ系研磨
剤、酸化アルミニウム（アルミナ）系研磨剤、酸化セリ
ウム（セリア）系研磨剤等が知られている。もっともよ
く利用されるのはシリカ系研磨剤であり、その中でもコ
ロイダルシリカが広く用いられる。コロイダルシリカと
は、７〜３００ｎｍのコロイドサイズのシリカ超微粒子
が水または有機溶媒中に沈降すること無く均質に分散し
ている分散液であり、シリカゾルとも呼ばれる。このコ
ロイダルシリカは水の中で粒子が単分散しているので、
コロイド粒子の相互の反発力で１年以上放置してもほと
んど沈降することはない。
【００６４】まず本発明は被除去物がコロイド溶液ある
いはゾルで流体中に含まれた状態の排水から被除去物を
濾過により取り除く被除去物の除去方法を提供すること
にある。
いはゾルで流体中に含まれた状態の排水から被除去物を
濾過により取り除く被除去物の除去方法を提供すること
にある。
【００６５】被除去物は、３ｎｍ〜２μｍの粒径分布の
微粒子が大量に入ったコロイド溶液（ゾル）であり、例
えばＣＭＰに用いるシリカ、アルミナあるいはセリア等
の砥粒と砥粒により削られて発生する半導体材料屑、金
属屑および／または絶縁膜材料屑である。本実施例では
ＣＭＰスラリーとして、キャボット社製Ｗ２０００タン
グステン研磨用のスラリーを用いた。このスラリーはｐ
Ｈ ２．５、砥粒分布１０〜２００ｎｍのシリカを主成
分としている。
微粒子が大量に入ったコロイド溶液（ゾル）であり、例
えばＣＭＰに用いるシリカ、アルミナあるいはセリア等
の砥粒と砥粒により削られて発生する半導体材料屑、金
属屑および／または絶縁膜材料屑である。本実施例では
ＣＭＰスラリーとして、キャボット社製Ｗ２０００タン
グステン研磨用のスラリーを用いた。このスラリーはｐ
Ｈ ２．５、砥粒分布１０〜２００ｎｍのシリカを主成
分としている。
【００６６】本発明の原理を図１を参照して説明する。
【００６７】本発明は、コロイド溶液（ゾル）の被除去
物が混入された流体（排水）を、被除去物から形成した
ゲル膜から成るフィルタで除去するものである。
物が混入された流体（排水）を、被除去物から形成した
ゲル膜から成るフィルタで除去するものである。
【００６８】具体的に説明すると、有機高分子の第１の
フィルタ１表面に、コロイド溶液の被除去物であるＣＭ
Ｐスラリーから形成した第２のフィルタ２となるゲル膜
を形成し、このフィルタ１、２をタンク内の流体３中に
浸漬し、被除去物が入った排水を濾過するものである。
フィルタ１表面に、コロイド溶液の被除去物であるＣＭ
Ｐスラリーから形成した第２のフィルタ２となるゲル膜
を形成し、このフィルタ１、２をタンク内の流体３中に
浸漬し、被除去物が入った排水を濾過するものである。
【００６９】第１のフィルタ１は、ゲル膜を付着させる
ことができれば原理的に考えて有機高分子系、セラミッ
ク系とどちらでも採用可能である。ここでは、平均孔径
０．２５μｍ、厚さ０．１ｍｍのポリオレフィン系の高
分子膜を採用した。このポリオレフィン系から成るフィ
ルタ膜の表面写真を図２Ｂに示した。
ことができれば原理的に考えて有機高分子系、セラミッ
ク系とどちらでも採用可能である。ここでは、平均孔径
０．２５μｍ、厚さ０．１ｍｍのポリオレフィン系の高
分子膜を採用した。このポリオレフィン系から成るフィ
ルタ膜の表面写真を図２Ｂに示した。
【００７０】また、第１のフィルタ１はフレーム４の両
面に設けられた平膜構造を有し、流体に垂直になるよう
に浸漬され、フレーム４の中空部５からポンプ６により
吸引する様に構成され、ろ液７を取り出せる。
面に設けられた平膜構造を有し、流体に垂直になるよう
に浸漬され、フレーム４の中空部５からポンプ６により
吸引する様に構成され、ろ液７を取り出せる。
【００７１】次に、第２のフィルタ２は第１のフィルタ
１表面全体に付着され、被除去物のゾルを吸引すること
でゲル化して形成されるゲル膜である。一般にゲル膜は
ゼリー状であるので、フィルタとしての働きは無いと考
えられている。しかし、本発明ではこのゲル膜の生成条
件を選択することで第２のフィルタ２の機能を持たせる
ことができる。この生成条件は後で詳述する。
１表面全体に付着され、被除去物のゾルを吸引すること
でゲル化して形成されるゲル膜である。一般にゲル膜は
ゼリー状であるので、フィルタとしての働きは無いと考
えられている。しかし、本発明ではこのゲル膜の生成条
件を選択することで第２のフィルタ２の機能を持たせる
ことができる。この生成条件は後で詳述する。
【００７２】では、上記した被除去物のコロイド溶液
（ゾル）で被除去物のゲル膜である第２のフィルタ２を
形成し、被除去物を取り除く濾過について図１および図
２Ａを参照して説明する。
（ゾル）で被除去物のゲル膜である第２のフィルタ２を
形成し、被除去物を取り除く濾過について図１および図
２Ａを参照して説明する。
【００７３】１は第１のフィルタで、１１はフィルタ孔
である。またフィルタ孔１１の開口部および第１のフィ
ルタ１の表面に層状に形成されている膜は、被除去物１
３のゲル膜である。この被除去物１３はポンプからの吸
引圧力により第１のフィルタ１を介して吸引され、流体
３の水分が吸い取られるために乾燥（脱水）してコロイ
ド溶液の被除去物の微粒子がゲル化して結合し、フィル
タ孔１１を通過できない大きなゲル膜を第１のフィルタ
ー１表面に形成する。このゲル膜が第２のフィルタ２を
形成する。
である。またフィルタ孔１１の開口部および第１のフィ
ルタ１の表面に層状に形成されている膜は、被除去物１
３のゲル膜である。この被除去物１３はポンプからの吸
引圧力により第１のフィルタ１を介して吸引され、流体
３の水分が吸い取られるために乾燥（脱水）してコロイ
ド溶液の被除去物の微粒子がゲル化して結合し、フィル
タ孔１１を通過できない大きなゲル膜を第１のフィルタ
ー１表面に形成する。このゲル膜が第２のフィルタ２を
形成する。
【００７４】やがて第２のフィルタ２が所定の膜厚にな
ると第２のフィルタ２は被除去物のゲルを通過させない
隙間を形成し、この第２のフィルタ２を利用してコロイ
ド溶液の被除去物の濾過が開始される。従ってポンプ６
で吸引しながら濾過を続けると、第２のフィルタ２の表
面には徐々にゲル膜が積層されて厚くなり、やがて第２
のフィルタ２は目詰まりして濾過を続けられなくなる。
この間に被除去物のコロイド溶液はゲル化されながら、
第２のフィルタ２の表面に付着してコロイド溶液の水が
第１のフィルター１を通過して濾過水として取り出され
る。
ると第２のフィルタ２は被除去物のゲルを通過させない
隙間を形成し、この第２のフィルタ２を利用してコロイ
ド溶液の被除去物の濾過が開始される。従ってポンプ６
で吸引しながら濾過を続けると、第２のフィルタ２の表
面には徐々にゲル膜が積層されて厚くなり、やがて第２
のフィルタ２は目詰まりして濾過を続けられなくなる。
この間に被除去物のコロイド溶液はゲル化されながら、
第２のフィルタ２の表面に付着してコロイド溶液の水が
第１のフィルター１を通過して濾過水として取り出され
る。
【００７５】図２Ａにおいて、第１のフィルタ１の片面
には、被除去物が混入されたコロイド溶液の排水があ
り、第１のフィルタ１の反対面には、第１のフィルタ１
を通過した濾過水が生成されている。矢印の方向に排水
は吸引されて流れ、この吸引によりコロイド溶液中の微
粒子が第１のフィルタ１に近づくにつれて静電気反発力
を失いゲル化されていくつかの微粒子が結合したゲル膜
が第１のフィルタ１表面に吸着されて第２のフィルタ２
が形成される。この第２のフィルタ２の働きでコロイド
溶液中の被除去物はゲル化されながら排水の濾過が行わ
れる。第１のフィルタ１の反対面からは濾過水が吸引さ
れる。
には、被除去物が混入されたコロイド溶液の排水があ
り、第１のフィルタ１の反対面には、第１のフィルタ１
を通過した濾過水が生成されている。矢印の方向に排水
は吸引されて流れ、この吸引によりコロイド溶液中の微
粒子が第１のフィルタ１に近づくにつれて静電気反発力
を失いゲル化されていくつかの微粒子が結合したゲル膜
が第１のフィルタ１表面に吸着されて第２のフィルタ２
が形成される。この第２のフィルタ２の働きでコロイド
溶液中の被除去物はゲル化されながら排水の濾過が行わ
れる。第１のフィルタ１の反対面からは濾過水が吸引さ
れる。
【００７６】このように第２のフィルタ２を介してコロ
イド溶液の排水をゆっくりと吸引することで、排水中の
水が濾過水として取り出せ、被除去物は乾燥してゲル化
し第２のフィルタ２表面に積層されて被除去物はゲル膜
として捕獲される。
イド溶液の排水をゆっくりと吸引することで、排水中の
水が濾過水として取り出せ、被除去物は乾燥してゲル化
し第２のフィルタ２表面に積層されて被除去物はゲル膜
として捕獲される。
【００７７】次に、第２のフィルタ２の生成条件につい
て図３を参照して説明する。図３は第２のフィルタ２の
生成条件とその後の濾過量を示している。
て図３を参照して説明する。図３は第２のフィルタ２の
生成条件とその後の濾過量を示している。
【００７８】本発明の方法では、まず第２のフィルタ２
の生成と濾過の工程から構成されている。第２のフィル
タ２の生成条件により濾過時の精製水濾過量が大きく異
なり、第２のフィルタ２の精製条件を適切に選択しない
と、ゲル膜の第２のフィルタ２でほとんど濾過できない
ことが明らかとなる。これは従来ではコロイド溶液の濾
過は不可能であると言われてきた事実と一致している。
の生成と濾過の工程から構成されている。第２のフィル
タ２の生成条件により濾過時の精製水濾過量が大きく異
なり、第２のフィルタ２の精製条件を適切に選択しない
と、ゲル膜の第２のフィルタ２でほとんど濾過できない
ことが明らかとなる。これは従来ではコロイド溶液の濾
過は不可能であると言われてきた事実と一致している。
【００７９】図３Ｂに示す特性は、図３Aに示す方法で
実験的に求められたものである。すなわち、円筒の容器
２１の底部に第１のフィルタ１を設け、キャボット社製
Ｗ２０００タングステン研磨用のスラリー２２の原液５
０ｃｃを入れて吸引圧力を変えてゲル膜の生成を行う。
続いて残ったスラリー２２を捨てて精製水２３を１００
ｃｃ入れ、極めて低い吸引圧力で濾過を行うものであ
る。これにより第２のフィルタ２となるゲル膜の濾過特
性を調べることが出来る。なお、このときの第１のフィ
ルタ１は直径４７ｍｍのものを用い、その面積は１７３
４ｍｍ2である。
実験的に求められたものである。すなわち、円筒の容器
２１の底部に第１のフィルタ１を設け、キャボット社製
Ｗ２０００タングステン研磨用のスラリー２２の原液５
０ｃｃを入れて吸引圧力を変えてゲル膜の生成を行う。
続いて残ったスラリー２２を捨てて精製水２３を１００
ｃｃ入れ、極めて低い吸引圧力で濾過を行うものであ
る。これにより第２のフィルタ２となるゲル膜の濾過特
性を調べることが出来る。なお、このときの第１のフィ
ルタ１は直径４７ｍｍのものを用い、その面積は１７３
４ｍｍ2である。
【００８０】図３Ｂにおいて、ゲル膜の生成工程では、
吸引圧力を−５５ｃｍＨｇ、−３０ｃｍＨｇ、−１０ｃ
ｍＨｇ、−５ｃｍＨｇ、−２ｃｍＨｇと変えて１２０分
間成膜を行い、ゲル膜の性質を調べた。この結果、吸引
圧力を−５５ｃｍＨｇと強く設定すると２時間で濾過量
は１６ｃｃと一番多く、順に１２．５ｃｃ、７．５ｃ
ｃ、６ｃｃ、４．５ｃｃとなる。
吸引圧力を−５５ｃｍＨｇ、−３０ｃｍＨｇ、−１０ｃ
ｍＨｇ、−５ｃｍＨｇ、−２ｃｍＨｇと変えて１２０分
間成膜を行い、ゲル膜の性質を調べた。この結果、吸引
圧力を−５５ｃｍＨｇと強く設定すると２時間で濾過量
は１６ｃｃと一番多く、順に１２．５ｃｃ、７．５ｃ
ｃ、６ｃｃ、４．５ｃｃとなる。
【００８１】次に、精製水に入れ替えてこのゲル膜で濾
過を行う。このときの吸引圧力は−１０ｃｍＨｇ一定に
設定される。吸引圧力−５５ｃｍＨｇで成膜されたゲル
膜ではわずか０．７５ｃｃ／時間しか濾過できない。吸
引圧力−３０ｃｍＨｇで成膜されたゲル膜では約１ｃｃ
／時間の濾過量である。しかし、吸引圧力−１０ｃｍＨ
ｇのゲル膜では２．２５ｃｃ／時間、吸引圧力−５ｃｍ
Ｈｇのゲル膜では３．２５ｃｃ／時間、吸引圧力−２ｃ
ｍＨｇのゲル膜では３．１ｃｃ／時間の濾過量となり、
極めて弱い吸引圧力で成膜されたゲル膜は濾過工程でも
安定して濾過が行える。この実験結果から、第２のフィ
ルタ２のゲル膜の生成工程では約３ｃｃ／時間の濾過量
になるように吸引圧力を設定すれば、その後の濾過工程
での濾過量が一番大きくなることが明らかである。
過を行う。このときの吸引圧力は−１０ｃｍＨｇ一定に
設定される。吸引圧力−５５ｃｍＨｇで成膜されたゲル
膜ではわずか０．７５ｃｃ／時間しか濾過できない。吸
引圧力−３０ｃｍＨｇで成膜されたゲル膜では約１ｃｃ
／時間の濾過量である。しかし、吸引圧力−１０ｃｍＨ
ｇのゲル膜では２．２５ｃｃ／時間、吸引圧力−５ｃｍ
Ｈｇのゲル膜では３．２５ｃｃ／時間、吸引圧力−２ｃ
ｍＨｇのゲル膜では３．１ｃｃ／時間の濾過量となり、
極めて弱い吸引圧力で成膜されたゲル膜は濾過工程でも
安定して濾過が行える。この実験結果から、第２のフィ
ルタ２のゲル膜の生成工程では約３ｃｃ／時間の濾過量
になるように吸引圧力を設定すれば、その後の濾過工程
での濾過量が一番大きくなることが明らかである。
【００８２】この理由は吸引圧力が強いと、成膜される
ゲル膜が膨潤度が低く、緻密で硬くなり、ゲル膜が水分
の含有が少なく収縮された状態で成膜されるので、精製
水が浸透する通路がほとんど無くなるためであると考え
られる。
ゲル膜が膨潤度が低く、緻密で硬くなり、ゲル膜が水分
の含有が少なく収縮された状態で成膜されるので、精製
水が浸透する通路がほとんど無くなるためであると考え
られる。
【００８３】これに対して吸引圧力を弱くすると、成膜
されるゲル膜は膨潤度が高く、密度が低く柔らかくな
り、ゲル膜に水分の含有が多く膨潤された状態のまま成
膜され、精製水が浸透する通路を多く確保できる。ちょ
うど粉雪がゆっくり降り積もる状態を考えれば容易に理
解できる。本発明の特徴はこの微弱な吸引圧力で成膜さ
れた膨潤度の高いゲル膜を用いて、このゲル膜に水分が
浸透する性質を利用して濾過を実現したことにある。
されるゲル膜は膨潤度が高く、密度が低く柔らかくな
り、ゲル膜に水分の含有が多く膨潤された状態のまま成
膜され、精製水が浸透する通路を多く確保できる。ちょ
うど粉雪がゆっくり降り積もる状態を考えれば容易に理
解できる。本発明の特徴はこの微弱な吸引圧力で成膜さ
れた膨潤度の高いゲル膜を用いて、このゲル膜に水分が
浸透する性質を利用して濾過を実現したことにある。
【００８４】図４を参照して、ゲル膜の特性を説明す
る。
る。
【００８５】図４Ａはゲル膜中に含まれるゾル量と濾過
量の関係を示す。ゾルの除去量はスラリー濃度３％の精
製水からゲル膜成膜時の濾過量から第１のフィルタ１に
捕捉されたゾル量を求めている。このゾル量が吸引によ
る乾燥で第２のフィルタ２としてゲル化して付着した量
と考えられる。これから明らかになることは微弱な吸引
により第２のフィルタ２を成膜したときほどゾル量が少
ないことが分かる。すなわち、３ｃｃ／時間の濾過量の
ときに消費されるゾル量は０．１５ｃｃと極めて少な
く、第２のフィルタ２に含まれるゾル量が少ないほど濾
過量は多くなる。これが本発明の重要なポイントを示唆
するもので、出来るだけゾル量の少ない第２のフィルタ
２を形成することでコロイド溶液の排水の濾過を実現可
能にするものである。
量の関係を示す。ゾルの除去量はスラリー濃度３％の精
製水からゲル膜成膜時の濾過量から第１のフィルタ１に
捕捉されたゾル量を求めている。このゾル量が吸引によ
る乾燥で第２のフィルタ２としてゲル化して付着した量
と考えられる。これから明らかになることは微弱な吸引
により第２のフィルタ２を成膜したときほどゾル量が少
ないことが分かる。すなわち、３ｃｃ／時間の濾過量の
ときに消費されるゾル量は０．１５ｃｃと極めて少な
く、第２のフィルタ２に含まれるゾル量が少ないほど濾
過量は多くなる。これが本発明の重要なポイントを示唆
するもので、出来るだけゾル量の少ない第２のフィルタ
２を形成することでコロイド溶液の排水の濾過を実現可
能にするものである。
【００８６】また、図４Ｂでは上述したゾル除去量とゲ
ル膜の体積からその膨潤度すなわちゲル膜中のゾルの密
度を示す。吸引圧力が−３０ｍｍＨｇのときの第２のフ
ィルタ２の膜厚が６ｍｍ、吸引圧力が−１０ｍｍＨｇの
ときの第２のフィルタ２の膜厚が４ｍｍである実験結果
から、膨潤度は２７から３０に増加している。すなわ
ち、吸引圧力が大きいほど膨潤度が低下し、第２のフィ
ルタ２のゾル量の密度が高くなることを示している。さ
らに重要なことは吸引圧力が低いほど第２のフィルタ２
の膜厚も薄くなり且つ膨潤度も大きくなり、図３Ｂに示
す吸引圧力を微弱にして形成した第２のフィルタ２の濾
過時の濾過量が多く且つ長時間濾過できることを裏付け
ている。
ル膜の体積からその膨潤度すなわちゲル膜中のゾルの密
度を示す。吸引圧力が−３０ｍｍＨｇのときの第２のフ
ィルタ２の膜厚が６ｍｍ、吸引圧力が−１０ｍｍＨｇの
ときの第２のフィルタ２の膜厚が４ｍｍである実験結果
から、膨潤度は２７から３０に増加している。すなわ
ち、吸引圧力が大きいほど膨潤度が低下し、第２のフィ
ルタ２のゾル量の密度が高くなることを示している。さ
らに重要なことは吸引圧力が低いほど第２のフィルタ２
の膜厚も薄くなり且つ膨潤度も大きくなり、図３Ｂに示
す吸引圧力を微弱にして形成した第２のフィルタ２の濾
過時の濾過量が多く且つ長時間濾過できることを裏付け
ている。
【００８７】従って、本発明で主に０．１５μｍ以下の
微粒子のコロイド溶液の排水が濾過できる大きなポイン
トは第２のフィルタ２の成膜条件に依るところが大きい
ことが明確になる。
微粒子のコロイド溶液の排水が濾過できる大きなポイン
トは第２のフィルタ２の成膜条件に依るところが大きい
ことが明確になる。
【００８８】図２に示すフィルタは図１のフィルタの片
側を示しており、実際にはゲル膜がどのように付着する
かを説明する模式図である。
側を示しており、実際にはゲル膜がどのように付着する
かを説明する模式図である。
【００８９】第１のフィルタ１はコロイド溶液の排水に
垂直に立って浸漬され、排水は被除去物１３が分散した
コロイド溶液となっている。被除去物１３は小さい黒丸
で示している。ポンプ６により第１のフィルタ１を介し
て排水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第１のフィル
タ１に近づくにつれて被除去物の微粒子はゲル化して第
１のフィルタ１の表面に吸着される。白丸で示すゲル化
した微粒子１４は第１のフィルタ１のフィルタ孔１１よ
り大きいものが徐々に第１のフィルタ１表面に吸着して
積層され、ゲル膜より成る第２のフィルタ２を形成す
る。なおフィルタ孔１１より径の小さいゲル化した微粒
子１４は第１のフィルタ１を通過するが、第２のフィル
タ２を成膜する工程では濾過水は再び排水に循環される
ので問題はない。そして前述したように約１２０分間を
掛けて第２のフィルタ２が形成される。この成膜する工
程では、極めて微弱な吸引圧力で吸引されているのでゲ
ル化した微粒子１４はいろいろな形状の隙間を形成しな
がら積層され、極めて膨潤度の低い柔らかなゲル膜の第
２のフィルタ２となる。排水中の水はこの膨潤度の高い
ゲル膜を浸透して吸引されて第１のフィルタ１を通過し
て濾過水として取り出され、最終的に排水は濾過される
ことになる。
垂直に立って浸漬され、排水は被除去物１３が分散した
コロイド溶液となっている。被除去物１３は小さい黒丸
で示している。ポンプ６により第１のフィルタ１を介し
て排水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第１のフィル
タ１に近づくにつれて被除去物の微粒子はゲル化して第
１のフィルタ１の表面に吸着される。白丸で示すゲル化
した微粒子１４は第１のフィルタ１のフィルタ孔１１よ
り大きいものが徐々に第１のフィルタ１表面に吸着して
積層され、ゲル膜より成る第２のフィルタ２を形成す
る。なおフィルタ孔１１より径の小さいゲル化した微粒
子１４は第１のフィルタ１を通過するが、第２のフィル
タ２を成膜する工程では濾過水は再び排水に循環される
ので問題はない。そして前述したように約１２０分間を
掛けて第２のフィルタ２が形成される。この成膜する工
程では、極めて微弱な吸引圧力で吸引されているのでゲ
ル化した微粒子１４はいろいろな形状の隙間を形成しな
がら積層され、極めて膨潤度の低い柔らかなゲル膜の第
２のフィルタ２となる。排水中の水はこの膨潤度の高い
ゲル膜を浸透して吸引されて第１のフィルタ１を通過し
て濾過水として取り出され、最終的に排水は濾過される
ことになる。
【００９０】すなわち、本発明では膨潤度の高いゲル膜
で第２のフィルタ２を形成し、第１のフィルタ１から微
弱な吸引圧力で吸引することで第１のフィルタ１に接す
るゲル膜に含まれる水分を脱水させてゲル膜を収縮さ
せ、そのゲル膜に排水に接するゲル膜から水分を浸透さ
せて補給して膨潤させることを繰り返して、第２のフィ
ルタ２を水分のみ浸透させて濾過するのである。
で第２のフィルタ２を形成し、第１のフィルタ１から微
弱な吸引圧力で吸引することで第１のフィルタ１に接す
るゲル膜に含まれる水分を脱水させてゲル膜を収縮さ
せ、そのゲル膜に排水に接するゲル膜から水分を浸透さ
せて補給して膨潤させることを繰り返して、第２のフィ
ルタ２を水分のみ浸透させて濾過するのである。
【００９１】また、第１のフィルタ１には排水の底面か
ら空気の気泡１２を送り、第１のフィルタ１の表面に沿
って排水に並行流を形成している。これは第２のフィル
タ２が第１のフィルタ１の表面全体に均一に付着するた
めと第２のフィルタ２に隙間を形成して柔らかく付着す
るためである。具体的には１．８リットル／分のエアー
流量に設定をしているが、第２のフィルタ２の膜質によ
り選択される。
ら空気の気泡１２を送り、第１のフィルタ１の表面に沿
って排水に並行流を形成している。これは第２のフィル
タ２が第１のフィルタ１の表面全体に均一に付着するた
めと第２のフィルタ２に隙間を形成して柔らかく付着す
るためである。具体的には１．８リットル／分のエアー
流量に設定をしているが、第２のフィルタ２の膜質によ
り選択される。
【００９２】次に濾過工程では、この第２のフィルタ２
の表面に微弱な吸引圧力により白丸で示すゲル化した微
粒子１４が吸着されながら徐々に積層される。このとき
に精製水は第２のフィルタ２および更に積層される白丸
で示すゲル化した微粒子１４を浸透して第１のフィルタ
１から濾過水として取り出される。すなわち排水に含ま
れる、例えばＣＭＰの場合にはシリカ、アルミナあるい
はセリア等の砥粒と砥粒により削られて発生する半導体
材料屑、金属屑および／または絶縁膜材料屑等の加工屑
はゲルとして第２のフィルタ２の表面に徐々に積層して
捕獲され、水はゲル膜を浸透して第１のフィルタ１から
濾過水として取り出せる。
の表面に微弱な吸引圧力により白丸で示すゲル化した微
粒子１４が吸着されながら徐々に積層される。このとき
に精製水は第２のフィルタ２および更に積層される白丸
で示すゲル化した微粒子１４を浸透して第１のフィルタ
１から濾過水として取り出される。すなわち排水に含ま
れる、例えばＣＭＰの場合にはシリカ、アルミナあるい
はセリア等の砥粒と砥粒により削られて発生する半導体
材料屑、金属屑および／または絶縁膜材料屑等の加工屑
はゲルとして第２のフィルタ２の表面に徐々に積層して
捕獲され、水はゲル膜を浸透して第１のフィルタ１から
濾過水として取り出せる。
【００９３】しかし、図３Ｂに示すように長時間濾過を
続けると、第２のフィルタ２表面には厚くゲル膜が付着
されるために上述した隙間もやがて目詰まりを起こし、
濾過水は取り出せなくなる。このために濾過能力を再生
するにはこの積層されたゲル膜を除去することが必要に
なる。
続けると、第２のフィルタ２表面には厚くゲル膜が付着
されるために上述した隙間もやがて目詰まりを起こし、
濾過水は取り出せなくなる。このために濾過能力を再生
するにはこの積層されたゲル膜を除去することが必要に
なる。
【００９４】続いて、図５を参照してより具体化された
濾過装置を説明する。
濾過装置を説明する。
【００９５】図５において、５０は原水タンクである。
このタンク５０の上方には、排水供給手段としてパイプ
５１が設けられている。このパイプ５１は被除去物が混
入した流体をタンク５０に導入する。例えば、半導体分
野で説明すると、ダイシング装置、バックグラインド装
置、ミラーポリッシング装置またはＣＭＰ装置から流れ
出るコロイド溶液の被除去物が混入された排水（原水）
が導かれる所である。尚、この排水は、ＣＭＰ装置から
流れる砥粒、砥粒により研磨または研削された屑が混入
された排水として説明していく。
このタンク５０の上方には、排水供給手段としてパイプ
５１が設けられている。このパイプ５１は被除去物が混
入した流体をタンク５０に導入する。例えば、半導体分
野で説明すると、ダイシング装置、バックグラインド装
置、ミラーポリッシング装置またはＣＭＰ装置から流れ
出るコロイド溶液の被除去物が混入された排水（原水）
が導かれる所である。尚、この排水は、ＣＭＰ装置から
流れる砥粒、砥粒により研磨または研削された屑が混入
された排水として説明していく。
【００９６】原水タンク５０に貯められた原水５２の中
には、第２のフィルタが形成されたフィルタ装置５３が
複数個設置される。このフィルタ装置５３の下方には、
例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽
に使うバブリング装置の如き、散気管５４が設けられ、
ちょうどフィルタ装置５３の表面を通過するようにその
位置が調整されている。この散気管５４はフィルタ装置
５３の底辺全体に渡って配置され、気泡をフィルタ装置
５３の全面に均一に供給出来るようになっている。５５
はエアーポンプである。ここでフィルタ装置５３は図１
に示す第１のフィルタ１、フレーム４、中空部５および
第２のフィルタ２を指している。
には、第２のフィルタが形成されたフィルタ装置５３が
複数個設置される。このフィルタ装置５３の下方には、
例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽
に使うバブリング装置の如き、散気管５４が設けられ、
ちょうどフィルタ装置５３の表面を通過するようにその
位置が調整されている。この散気管５４はフィルタ装置
５３の底辺全体に渡って配置され、気泡をフィルタ装置
５３の全面に均一に供給出来るようになっている。５５
はエアーポンプである。ここでフィルタ装置５３は図１
に示す第１のフィルタ１、フレーム４、中空部５および
第２のフィルタ２を指している。
【００９７】フィルタ装置５３に固定されたパイプ５６
は、図１のパイプ８に相当するものである。このパイプ
５６は、フィルタ装置５３で濾過された濾過流体が流
れ、バルブＶ１を介して吸引を行うマグネットポンプ５
７に接続される。パイプ５８はマグネットポンプ５７か
らコントロールバルブＣＶ１を介してバルブＶ３および
バルブＶ４に接続されている。またパイプ５６のバルブ
Ｖ１の後に第１の圧力計５９が設けられ、吸引圧力Ｐｉ
ｎを測定している。更にパイプ５８のコントロールバル
ブＣＶ１の後には流量計Ｆおよび第２の圧力計６０が設
けられ、流量計６１で一定の流量になるように制御して
いる。またエアーポンプ５５からのエアー流量はコント
ロールバルブＣＶ２で制御される。
は、図１のパイプ８に相当するものである。このパイプ
５６は、フィルタ装置５３で濾過された濾過流体が流
れ、バルブＶ１を介して吸引を行うマグネットポンプ５
７に接続される。パイプ５８はマグネットポンプ５７か
らコントロールバルブＣＶ１を介してバルブＶ３および
バルブＶ４に接続されている。またパイプ５６のバルブ
Ｖ１の後に第１の圧力計５９が設けられ、吸引圧力Ｐｉ
ｎを測定している。更にパイプ５８のコントロールバル
ブＣＶ１の後には流量計Ｆおよび第２の圧力計６０が設
けられ、流量計６１で一定の流量になるように制御して
いる。またエアーポンプ５５からのエアー流量はコント
ロールバルブＣＶ２で制御される。
【００９８】パイプ５１から供給された原水５２は、原
水タンク５０に貯められ、フィルタ装置５３により濾過
される。このフィルタ装置に取り付けられた第２のフィ
ルタ２の表面は、気泡が通過し、気泡の上昇力や破裂に
より並行流を発生させ、第２のフィルタ２に吸着するゲ
ル化した被除去物を動かし、フィルタ装置５３の全面に
均一に吸着させてその濾過能力が低下しないように維持
されている。
水タンク５０に貯められ、フィルタ装置５３により濾過
される。このフィルタ装置に取り付けられた第２のフィ
ルタ２の表面は、気泡が通過し、気泡の上昇力や破裂に
より並行流を発生させ、第２のフィルタ２に吸着するゲ
ル化した被除去物を動かし、フィルタ装置５３の全面に
均一に吸着させてその濾過能力が低下しないように維持
されている。
【００９９】ここで前述したフィルタ装置５３、具体的
には原水タンク５０の中に浸漬されるフィルタ装置５３
について図６および図７を参照しながら説明する。
には原水タンク５０の中に浸漬されるフィルタ装置５３
について図６および図７を参照しながら説明する。
【０１００】図６Ａに示す符号３０は、額縁の如き形状
のフレームであり、図１のフレーム４と対応する。この
フレーム３０の両面には第１のフィルタ１（図１）とな
るフィルタ膜３１、３２が貼り合わされ固定されてい
る。そしてフレーム３０、フィルタ膜３１、３２で囲ま
れた内側の空間３３（図１の中空部５と対応する）に
は、パイプ３４（図１のパイプ８と対応する）を吸引す
ることにより、フィルタ膜３１、３２により濾過され
る。そしてフレーム３０にシールされて取り付けられて
いるパイプ３４を介して濾過水が取り出されている。も
ちろんフィルタ膜３１、３２とフレーム３０は、排水が
フィルタ膜以外から前記空間３３に侵入しないように完
全にシールされている。
のフレームであり、図１のフレーム４と対応する。この
フレーム３０の両面には第１のフィルタ１（図１）とな
るフィルタ膜３１、３２が貼り合わされ固定されてい
る。そしてフレーム３０、フィルタ膜３１、３２で囲ま
れた内側の空間３３（図１の中空部５と対応する）に
は、パイプ３４（図１のパイプ８と対応する）を吸引す
ることにより、フィルタ膜３１、３２により濾過され
る。そしてフレーム３０にシールされて取り付けられて
いるパイプ３４を介して濾過水が取り出されている。も
ちろんフィルタ膜３１、３２とフレーム３０は、排水が
フィルタ膜以外から前記空間３３に侵入しないように完
全にシールされている。
【０１０１】図６Ａのフィルタ膜３１、３２は、薄い樹
脂膜であるため、吸引されると内側に反り、破壊に至る
場合もある。そのため、この空間をできるだけ小さく
し、濾過能力を大きくするために、この空間３３を大き
く形成する必要がある。これを解決したものが、図６Ｂ
である。図６Ｂでは、空間３３が９個しか示されていな
いが、実際は数多く形成される。また実際に採用したフ
ィルタ膜３１は、約０．１ｍｍ厚さのポリオレフィン系
の高分子膜であり、図６Ｂに示す如く、薄いフィルタ膜
が袋状に形成されており、図６ＢではＦＴで示した。こ
の袋状のフィルタＦＴの中に、パイプ３４が一体化され
たフレーム３０が挿入され、前記フレーム３０と前記フ
ィルタＦＴが貼り合わされている。符号ＲＧは、押さえ
手段であり、フィルタＦＴが貼り合わされた枠を両側か
ら押さえるものである。そして押さえ手段の開口部ＯＰ
からは、フィルタＦＴが露出している。詳細について
は、図７を参照して再度説明する。
脂膜であるため、吸引されると内側に反り、破壊に至る
場合もある。そのため、この空間をできるだけ小さく
し、濾過能力を大きくするために、この空間３３を大き
く形成する必要がある。これを解決したものが、図６Ｂ
である。図６Ｂでは、空間３３が９個しか示されていな
いが、実際は数多く形成される。また実際に採用したフ
ィルタ膜３１は、約０．１ｍｍ厚さのポリオレフィン系
の高分子膜であり、図６Ｂに示す如く、薄いフィルタ膜
が袋状に形成されており、図６ＢではＦＴで示した。こ
の袋状のフィルタＦＴの中に、パイプ３４が一体化され
たフレーム３０が挿入され、前記フレーム３０と前記フ
ィルタＦＴが貼り合わされている。符号ＲＧは、押さえ
手段であり、フィルタＦＴが貼り合わされた枠を両側か
ら押さえるものである。そして押さえ手段の開口部ＯＰ
からは、フィルタＦＴが露出している。詳細について
は、図７を参照して再度説明する。
【０１０２】図６Ｃは、フィルタ装置５３自身を円筒形
にしたものである。パイプ３４に取り付けられたフレー
ムは、円筒形で、側面には開口部ＯＰ１、ＯＰ２が設け
られている。開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２に対応する側
面が取り除かれているため、開口部間には、フィルタ膜
３１を支持する支持手段ＳＵＳが設けられることにな
る。そして側面にフィルタ膜３１が貼り合わされる。
にしたものである。パイプ３４に取り付けられたフレー
ムは、円筒形で、側面には開口部ＯＰ１、ＯＰ２が設け
られている。開口部ＯＰ１と開口部ＯＰ２に対応する側
面が取り除かれているため、開口部間には、フィルタ膜
３１を支持する支持手段ＳＵＳが設けられることにな
る。そして側面にフィルタ膜３１が貼り合わされる。
【０１０３】更に図７を参照して、図６Ｂのフィルタ装
置５３を詳述する。
置５３を詳述する。
【０１０４】まず図６Ｂのフレーム３０に相当する部分
３０ａを図７Aおよび図７Ｂで説明する。部分３０ａ
は、見た限り段ボールの様な形状に成っている。０．２
ｍｍ程度の薄い樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２が重な
り、その間に縦方向にセクションＳＣが複数個設けら
れ、樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２，セクションＳＣで
囲まれて空間３３が設けられる。この空間３３の断面
は、縦３ｍｍ、横４ｍｍから成る矩形であり、別の表現
をすると、この矩形断面を持ったストローが何本も並べ
られ一体化されたような形状である。部分３０ａは、両
側のフィルタ膜ＦＴを一定の間隔で維持しているので、
以下スペーサと呼ぶ。
３０ａを図７Aおよび図７Ｂで説明する。部分３０ａ
は、見た限り段ボールの様な形状に成っている。０．２
ｍｍ程度の薄い樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２が重な
り、その間に縦方向にセクションＳＣが複数個設けら
れ、樹脂シートＳＨＴ１、ＳＨＴ２，セクションＳＣで
囲まれて空間３３が設けられる。この空間３３の断面
は、縦３ｍｍ、横４ｍｍから成る矩形であり、別の表現
をすると、この矩形断面を持ったストローが何本も並べ
られ一体化されたような形状である。部分３０ａは、両
側のフィルタ膜ＦＴを一定の間隔で維持しているので、
以下スペーサと呼ぶ。
【０１０５】このスペーサ３０ａを構成する薄い樹脂シ
ートＳＨＴ１，ＳＨＴ２の表面には、直径１ｍｍの孔Ｈ
Ｌがたくさん開けられ、その表面にはフィルタ膜ＦＴが
貼り合わされている。よって、フィルタ膜ＦＴで濾過さ
れた濾過水は、孔ＨＬ、空間３３を通り、最終的にはパ
イプ３４から出ていく。
ートＳＨＴ１，ＳＨＴ２の表面には、直径１ｍｍの孔Ｈ
Ｌがたくさん開けられ、その表面にはフィルタ膜ＦＴが
貼り合わされている。よって、フィルタ膜ＦＴで濾過さ
れた濾過水は、孔ＨＬ、空間３３を通り、最終的にはパ
イプ３４から出ていく。
【０１０６】またフィルタ膜ＦＴは、スペーサ３０ａの
両面ＳＨＴ１、ＳＨＴ２に貼り合わされている。スペー
サ３０ａの両面ＳＨＴ１，ＳＨＴ２には、孔ＨＬの形成
されていない部分があり、ここに直接フィルタ膜ＦＴ１
が貼り付けられると、孔ＨＬの形成されていない部分に
対応するフィルタ膜ＦＴ１は、濾過機能が無く排水が通
過しないため、被除去物が捕獲されない部分が発生す
る。この現象を防止するため、フィルタ膜ＦＴは、少な
くとも２枚貼り合わされている。一番表側のフィルタ膜
ＦＴ１は、被除去物を捕獲するフィルタ膜で、このフィ
ルタ膜ＦＴ１からスペーサ３０ａの表面ＳＨＴ１に向か
うにつれて、フィルタ膜ＦＴ１の孔よりも大きな孔を有
するフィルタ膜が設けられ、ここではフィルタ膜ＦＴ２
が一枚貼り合わされている。依って、スペーサ３０ａの
孔ＨＬが形成されていない部分でも、間にフィルタ膜Ｆ
Ｔ２が設けられているため、フィルタ膜ＦＴ１全面が濾
過機能を有するようになり、フィルタ膜ＦＴ１全面に被
除去物が捕獲され、第２のフィルタ膜が表裏の面ＳＨ
１、ＳＨ２全面に形成されることになる。また図面の都
合で、フィルタ膜ＳＨＴ１、ＳＨＴ２が矩形状のシート
の様に表されているが、実際は図６Ｂに示すように袋状
に形成されている。
両面ＳＨＴ１、ＳＨＴ２に貼り合わされている。スペー
サ３０ａの両面ＳＨＴ１，ＳＨＴ２には、孔ＨＬの形成
されていない部分があり、ここに直接フィルタ膜ＦＴ１
が貼り付けられると、孔ＨＬの形成されていない部分に
対応するフィルタ膜ＦＴ１は、濾過機能が無く排水が通
過しないため、被除去物が捕獲されない部分が発生す
る。この現象を防止するため、フィルタ膜ＦＴは、少な
くとも２枚貼り合わされている。一番表側のフィルタ膜
ＦＴ１は、被除去物を捕獲するフィルタ膜で、このフィ
ルタ膜ＦＴ１からスペーサ３０ａの表面ＳＨＴ１に向か
うにつれて、フィルタ膜ＦＴ１の孔よりも大きな孔を有
するフィルタ膜が設けられ、ここではフィルタ膜ＦＴ２
が一枚貼り合わされている。依って、スペーサ３０ａの
孔ＨＬが形成されていない部分でも、間にフィルタ膜Ｆ
Ｔ２が設けられているため、フィルタ膜ＦＴ１全面が濾
過機能を有するようになり、フィルタ膜ＦＴ１全面に被
除去物が捕獲され、第２のフィルタ膜が表裏の面ＳＨ
１、ＳＨ２全面に形成されることになる。また図面の都
合で、フィルタ膜ＳＨＴ１、ＳＨＴ２が矩形状のシート
の様に表されているが、実際は図６Ｂに示すように袋状
に形成されている。
【０１０７】次に、袋状のフィルタ膜ＳＨＴ１、ＳＨＴ
２、スペーサ３０ａおよび押さえ手段ＲＧがどのように
取り付けられているか、図７Ａ、図７Ｃおよび図７Ｄを
参照して説明する。
２、スペーサ３０ａおよび押さえ手段ＲＧがどのように
取り付けられているか、図７Ａ、図７Ｃおよび図７Ｄを
参照して説明する。
【０１０８】図７Ａは完成図であり、図７Ｃは、図７Ａ
のＡ−Ａ線に示すように、パイプ３４頭部からパイプ３
４の延在方向（縦方向）に切断した図を示し、図７Ｄ
は、Ｂ−Ｂ線に示すように、フィルタ装置３５を水平方
向に切断した断面図である。
のＡ−Ａ線に示すように、パイプ３４頭部からパイプ３
４の延在方向（縦方向）に切断した図を示し、図７Ｄ
は、Ｂ−Ｂ線に示すように、フィルタ装置３５を水平方
向に切断した断面図である。
【０１０９】図７Ａ、図７Ｃ、図７Ｄを見ると判るよう
に、袋状のフィルタ膜ＦＴに挿入されたスペーサ３０ａ
は、フィルタ膜ＦＴも含めて４側辺が押さえ手段ＲＧで
挟まれている。そして袋状にとじた３側辺および残りの
１側辺は、押さえ手段ＲＧに塗布された接着剤ＡＤ１で
固定される。また残りの１側辺（袋の開口部）と押さえ
手段ＲＧとの間には、空間ＳＰが形成され、空間３３に
発生した濾過水は、空間ＳＰを介してパイプ３４へと吸
引される。また押さえ金具ＲＧの開口部ＯＰには、接着
剤ＡＤ２が全周に渡り設けられ、完全にシールされ、フ
ィルタ以外から流体が侵入できない構造になっている。
に、袋状のフィルタ膜ＦＴに挿入されたスペーサ３０ａ
は、フィルタ膜ＦＴも含めて４側辺が押さえ手段ＲＧで
挟まれている。そして袋状にとじた３側辺および残りの
１側辺は、押さえ手段ＲＧに塗布された接着剤ＡＤ１で
固定される。また残りの１側辺（袋の開口部）と押さえ
手段ＲＧとの間には、空間ＳＰが形成され、空間３３に
発生した濾過水は、空間ＳＰを介してパイプ３４へと吸
引される。また押さえ金具ＲＧの開口部ＯＰには、接着
剤ＡＤ２が全周に渡り設けられ、完全にシールされ、フ
ィルタ以外から流体が侵入できない構造になっている。
【０１１０】よって空間３３とパイプ３４は連通してお
り、パイプ３４を吸引すると、フィルタ膜ＦＴの孔、ス
ペーサ３０ａの孔ＨＬを介して流体が空間３３に向かっ
て通過し、空間３３からパイプ３４を経由して外部へ濾
過水を輸送できる構造となっている。
り、パイプ３４を吸引すると、フィルタ膜ＦＴの孔、ス
ペーサ３０ａの孔ＨＬを介して流体が空間３３に向かっ
て通過し、空間３３からパイプ３４を経由して外部へ濾
過水を輸送できる構造となっている。
【０１１１】ここで用いるフィルタ装置５３は、図７の
構造を採用しており、フィルタ膜を取り付けるフレーム
（押さえ金具ＲＧ）の大きさはＡ４サイズであり、具体
的には縦：約１９ｃｍ、横：約２８．８ｃｍ、厚み：５
〜１０ｍｍである。実際にはフィルタ装置５３はフレー
ムの両面に設けられるので、上記した２倍の面積（面
積：０．１０９ｍ2）となる。しかし原水タンク５０の
大きさによりフィルタ装置の枚数や大きさは自由に選ば
れ、求められる濾過量から決められる。
構造を採用しており、フィルタ膜を取り付けるフレーム
（押さえ金具ＲＧ）の大きさはＡ４サイズであり、具体
的には縦：約１９ｃｍ、横：約２８．８ｃｍ、厚み：５
〜１０ｍｍである。実際にはフィルタ装置５３はフレー
ムの両面に設けられるので、上記した２倍の面積（面
積：０．１０９ｍ2）となる。しかし原水タンク５０の
大きさによりフィルタ装置の枚数や大きさは自由に選ば
れ、求められる濾過量から決められる。
【０１１２】続いて、図５に示す濾過装置を用いて実際
の濾過方法を具体的に説明する。
の濾過方法を具体的に説明する。
【０１１３】まず原水タンク５０にコロイド溶液の被除
去物が混入された排水をパイプ５１を介して入れる。こ
のタンク５０の中に第２のフィルタ２が形成されていな
い第１のフィルタ１のみのフィルタ装置５３を浸漬し、
パイプ５６を介してポンプ５７で微弱な吸引圧力で吸引
しながら排水を循環させる。循環経路はフィルタ装置５
３、パイプ５６、バルブＶ１、ポンプ５７、パイプ５
８、コントロールバルブＣＶ１、流量計６１、光センサ
ー６２、バルブＶ３であり、排水はタンク５０から吸引
されまたタンク５０に戻される。
去物が混入された排水をパイプ５１を介して入れる。こ
のタンク５０の中に第２のフィルタ２が形成されていな
い第１のフィルタ１のみのフィルタ装置５３を浸漬し、
パイプ５６を介してポンプ５７で微弱な吸引圧力で吸引
しながら排水を循環させる。循環経路はフィルタ装置５
３、パイプ５６、バルブＶ１、ポンプ５７、パイプ５
８、コントロールバルブＣＶ１、流量計６１、光センサ
ー６２、バルブＶ３であり、排水はタンク５０から吸引
されまたタンク５０に戻される。
【０１１４】循環させることによりフィルタ装置５３の
第１のフィルタ１（図６では３１）には、第２のフィル
タ２が成膜され、最終的には目的のコロイド溶液の被除
去物が捕獲される様になる。
第１のフィルタ１（図６では３１）には、第２のフィル
タ２が成膜され、最終的には目的のコロイド溶液の被除
去物が捕獲される様になる。
【０１１５】すなわち、ポンプ５７により第１のフィル
タ１を介して排水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第
１のフィルタ１に近づくにつれて被除去物の微粒子はゲ
ル化して第１のフィルタ１の表面に吸着される。ゲル化
した微粒子は第１のフィルタ１のフィルタ孔１１より大
きいものが徐々に第１のフィルタ１表面に吸着して積層
され、ゲル膜より成る第２のフィルタ２を形成する。な
おフィルタ孔１１より径の小さいゲル化した微粒子は第
１のフィルタ１を通過するが、第２のフィルタ２の成膜
とともに排水中の水はこの隙間を通路として吸引されて
第１のフィルタ１を通過して精製水として取り出され、
排水は濾過されるようになる。
タ１を介して排水を微弱な吸引圧力で吸引をすると、第
１のフィルタ１に近づくにつれて被除去物の微粒子はゲ
ル化して第１のフィルタ１の表面に吸着される。ゲル化
した微粒子は第１のフィルタ１のフィルタ孔１１より大
きいものが徐々に第１のフィルタ１表面に吸着して積層
され、ゲル膜より成る第２のフィルタ２を形成する。な
おフィルタ孔１１より径の小さいゲル化した微粒子は第
１のフィルタ１を通過するが、第２のフィルタ２の成膜
とともに排水中の水はこの隙間を通路として吸引されて
第１のフィルタ１を通過して精製水として取り出され、
排水は濾過されるようになる。
【０１１６】光センサー６２で濾過水に含まれる微粒子
の濃度を監視し、微粒子が所望の混入率よりも低いこと
を確認して濾過を開始する。濾過が開始される時は、バ
ルブＶ３が光センサー６２からの検出信号で閉じられ、
バルブＶ４が開かれて前述した循環経路は閉じられる。
従って、バルブＶ４から精製水が取り出される。散気管
５４からは常時エアーポンプ５５から供給される空気の
気泡がコントロールバルブＣＶ２で調整されてフィルタ
装置５３の表面に供給されている。
の濃度を監視し、微粒子が所望の混入率よりも低いこと
を確認して濾過を開始する。濾過が開始される時は、バ
ルブＶ３が光センサー６２からの検出信号で閉じられ、
バルブＶ４が開かれて前述した循環経路は閉じられる。
従って、バルブＶ４から精製水が取り出される。散気管
５４からは常時エアーポンプ５５から供給される空気の
気泡がコントロールバルブＣＶ２で調整されてフィルタ
装置５３の表面に供給されている。
【０１１７】そして連続して濾過が続けられると、原水
タンク５０の排水中の水は精製水としてタンク５０の外
に取り出されるので、排水中の被除去物の濃度は上がっ
てくる。すなわち、コロイド溶液は濃縮されて粘度を増
してくる。このために原水タンク５０にはパイプ５１か
ら排水を補充して、排水の濃度の上昇を抑えて濾過の効
率を上げる。しかし、フィルタ装置５３の第２のフィル
タ２表面にゲル膜が厚く付着して、やがて第２のフィル
タ２は目詰まりを起こし、濾過が行えない状態になる。
タンク５０の排水中の水は精製水としてタンク５０の外
に取り出されるので、排水中の被除去物の濃度は上がっ
てくる。すなわち、コロイド溶液は濃縮されて粘度を増
してくる。このために原水タンク５０にはパイプ５１か
ら排水を補充して、排水の濃度の上昇を抑えて濾過の効
率を上げる。しかし、フィルタ装置５３の第２のフィル
タ２表面にゲル膜が厚く付着して、やがて第２のフィル
タ２は目詰まりを起こし、濾過が行えない状態になる。
【０１１８】フィルタ装置５３の第２のフィルタ２が目
詰まりを起こすと、第２のフィルタ２の濾過能力の再生
を行う。すなわち、ポンプ５７を停止し、フィルタ装置
５３に加わる負の吸引圧力を解除する。
詰まりを起こすと、第２のフィルタ２の濾過能力の再生
を行う。すなわち、ポンプ５７を停止し、フィルタ装置
５３に加わる負の吸引圧力を解除する。
【０１１９】図８に示すその模式図を参照して、その再
生工程を更に詳述する。図８Ａは濾過工程のフィルタ装
置５３の状態を示している。第１のフィルタ１の中空部
５は微弱な吸引圧力によりは外側と比較すれば負圧とな
っているので、第１のフィルタ１は内側に窪んだ形状に
なっている。従って、その表面に吸着される第２のフィ
ルタ２も同様に内側に窪んだ形状になっている。更に第
２のフィルタ２の表面に徐々に吸着されるゲル膜も同様
である。
生工程を更に詳述する。図８Ａは濾過工程のフィルタ装
置５３の状態を示している。第１のフィルタ１の中空部
５は微弱な吸引圧力によりは外側と比較すれば負圧とな
っているので、第１のフィルタ１は内側に窪んだ形状に
なっている。従って、その表面に吸着される第２のフィ
ルタ２も同様に内側に窪んだ形状になっている。更に第
２のフィルタ２の表面に徐々に吸着されるゲル膜も同様
である。
【０１２０】ところが、再生工程ではこの微弱な吸引圧
力が停止されてほぼ大気圧に戻るので、フィルタ装置５
３の第１のフィルタ１は元の状態に戻る。これにより第
２のフィルタ２およびその表面に吸着されたゲル膜も同
様に戻る。この結果、まずゲル膜を吸着していた吸引圧
力がなくなるので、ゲル膜はフィルタ装置５３への吸着
力を失うと同時に外側に膨らむ力を受ける。これによ
り、吸着したゲル膜は自重でフィルタ装置５３から離脱
を始める。更に、この離脱を進めるために散気管５４か
らの気泡の量を２倍程度に増加させると良い。実験に依
れば、フィルタ装置５３の下端から離脱が始まり、雪崩
の様に第１のフィルタ１表面の第２のフィルタ２のゲル
膜が離脱し、原水タンク５０の底面に沈降する。その
後、第２のフィルタ２は前述した循環経路で排水を循環
させて再度成膜を行うと良い。この再生工程で第２のフ
ィルタ２は元の状態まで戻り、排水の濾過を行える状態
まで復帰し、再び排水の濾過を行う。
力が停止されてほぼ大気圧に戻るので、フィルタ装置５
３の第１のフィルタ１は元の状態に戻る。これにより第
２のフィルタ２およびその表面に吸着されたゲル膜も同
様に戻る。この結果、まずゲル膜を吸着していた吸引圧
力がなくなるので、ゲル膜はフィルタ装置５３への吸着
力を失うと同時に外側に膨らむ力を受ける。これによ
り、吸着したゲル膜は自重でフィルタ装置５３から離脱
を始める。更に、この離脱を進めるために散気管５４か
らの気泡の量を２倍程度に増加させると良い。実験に依
れば、フィルタ装置５３の下端から離脱が始まり、雪崩
の様に第１のフィルタ１表面の第２のフィルタ２のゲル
膜が離脱し、原水タンク５０の底面に沈降する。その
後、第２のフィルタ２は前述した循環経路で排水を循環
させて再度成膜を行うと良い。この再生工程で第２のフ
ィルタ２は元の状態まで戻り、排水の濾過を行える状態
まで復帰し、再び排水の濾過を行う。
【０１２１】更に、この再生工程で中空部５に濾過水を
逆流させると、第１に、第１のフィルタ１が元の状態に
戻るのを助け且つ濾過水の静水圧が加わり更に外側に膨
らむ力を加え、第２に、第１のフィルタ１の内側からフ
ィルタ孔１１を通して濾過水が第１のフィルタ１と第２
のフィルタ２の境界にしみ出して第１のフィルタ１の表
面から第２のフィルタ２のゲル膜が離脱するのを促進す
る。
逆流させると、第１に、第１のフィルタ１が元の状態に
戻るのを助け且つ濾過水の静水圧が加わり更に外側に膨
らむ力を加え、第２に、第１のフィルタ１の内側からフ
ィルタ孔１１を通して濾過水が第１のフィルタ１と第２
のフィルタ２の境界にしみ出して第１のフィルタ１の表
面から第２のフィルタ２のゲル膜が離脱するのを促進す
る。
【０１２２】上述のように第２のフィルタ２を再生させ
ながら濾過を続けると、原水タンク５０の排水の被除去
物の濃度が上昇し、やがて排水もかなりの粘度を有す
る。従って、排水の被除去物の濃度が所定の濃度を超え
たら、濾過作業を停止し沈殿させるために放置する。す
るとタンク５０の底に濃縮スラリーが貯まり、このゲル
の濃縮スラリーをバルブ６４を開けて回収する。回収さ
れた濃縮スラリーは圧縮または熱乾燥してその中に含ま
れる水を除去して更にその量を圧縮する。これにより産
業廃棄物として扱われるスラリーの量は大幅に減少でき
る。
ながら濾過を続けると、原水タンク５０の排水の被除去
物の濃度が上昇し、やがて排水もかなりの粘度を有す
る。従って、排水の被除去物の濃度が所定の濃度を超え
たら、濾過作業を停止し沈殿させるために放置する。す
るとタンク５０の底に濃縮スラリーが貯まり、このゲル
の濃縮スラリーをバルブ６４を開けて回収する。回収さ
れた濃縮スラリーは圧縮または熱乾燥してその中に含ま
れる水を除去して更にその量を圧縮する。これにより産
業廃棄物として扱われるスラリーの量は大幅に減少でき
る。
【０１２３】図９を参照して、図５に示す濾過装置の運
転状況を説明する。運転条件は前述したＡ４サイズのフ
ィルタ装置５３の１枚の両面（面積：０．１０９ｍ2）
を用いたものである。初期流量は前述したように濾過効
率の良い３ｃｃ／時間（０．０８ｍ3／日）に設定し、
再生後流量も同じに設定している。エアーブロー量は成
膜および濾過時１．８Ｌ／分、再生時３Ｌ／分としてい
る。Ｐｉｎおよび再Ｐｉｎは吸引圧力であり、圧力計５
９で測定される。Ｐｏｕｔおよび再Ｐｏｕｔはパイプ５
８の圧力であり、圧力計６０で測定される。流量および
再流量は流量計６１で測定され、フィルタ装置５３から
吸引される濾過量を表している。
転状況を説明する。運転条件は前述したＡ４サイズのフ
ィルタ装置５３の１枚の両面（面積：０．１０９ｍ2）
を用いたものである。初期流量は前述したように濾過効
率の良い３ｃｃ／時間（０．０８ｍ3／日）に設定し、
再生後流量も同じに設定している。エアーブロー量は成
膜および濾過時１．８Ｌ／分、再生時３Ｌ／分としてい
る。Ｐｉｎおよび再Ｐｉｎは吸引圧力であり、圧力計５
９で測定される。Ｐｏｕｔおよび再Ｐｏｕｔはパイプ５
８の圧力であり、圧力計６０で測定される。流量および
再流量は流量計６１で測定され、フィルタ装置５３から
吸引される濾過量を表している。
【０１２４】図９で左側のＹ軸は圧力（単位：ＭＰａ）
を示し、Ｘ軸に近づくほど負圧が大きくなることを示し
ている。右側のＹ軸は流量（単位：ｃｃ／分）を示す。
Ｘ軸は成膜からの経過時間（単位：分）を示す。
を示し、Ｘ軸に近づくほど負圧が大きくなることを示し
ている。右側のＹ軸は流量（単位：ｃｃ／分）を示す。
Ｘ軸は成膜からの経過時間（単位：分）を示す。
【０１２５】本発明のポイントであるが、第２のフィル
タ２の成膜工程、濾過工程および再生後の濾過工程にお
いて、流量および再流量は３ｃｃ／時間を維持するよう
に制御している。このために成膜工程ではＰｉｎは−
０．００１ＭＰａから−０．００５ＭＰａと極めて微弱
の吸引圧力で柔らかく吸着されたゲル膜で第２のフィル
タ２を形成している。
タ２の成膜工程、濾過工程および再生後の濾過工程にお
いて、流量および再流量は３ｃｃ／時間を維持するよう
に制御している。このために成膜工程ではＰｉｎは−
０．００１ＭＰａから−０．００５ＭＰａと極めて微弱
の吸引圧力で柔らかく吸着されたゲル膜で第２のフィル
タ２を形成している。
【０１２６】次に、濾過工程ではＰｉｎは−０．００５
ＭＰａから徐々に大きくして、一定の流量を確保しなが
ら濾過を続ける。濾過は約１０００分続けられ、やがて
流量が減少し始めてときに再生工程を行う。これは第２
のフィルタ２の表面にゲル膜が厚く付着して目詰まりを
起こすためである。
ＭＰａから徐々に大きくして、一定の流量を確保しなが
ら濾過を続ける。濾過は約１０００分続けられ、やがて
流量が減少し始めてときに再生工程を行う。これは第２
のフィルタ２の表面にゲル膜が厚く付着して目詰まりを
起こすためである。
【０１２７】更に、第２のフィルタ２の再生が行われる
と、徐々に再Ｐｉｎを大きくしながら一定の再流量で再
度濾過を続ける。第２のフィルタ２の再生および再濾過
は原水５２が所定の濃度、具体的には濃縮度が５倍から
１０倍になるまで続けられる。
と、徐々に再Ｐｉｎを大きくしながら一定の再流量で再
度濾過を続ける。第２のフィルタ２の再生および再濾過
は原水５２が所定の濃度、具体的には濃縮度が５倍から
１０倍になるまで続けられる。
【０１２８】また、上述した運転方法とは異なり、吸引
圧力を濾過流量の多い−０．００５ＭＰａに固定して濾
過を行う方法も採用できる。この場合は、第２のフィル
タ２の目詰まりとともに濾過流量は徐々に減少するが、
濾過時間を長く取れ且つポンプ５７の制御が簡単となる
利点がある。従って、第２のフィルタ２の再生は濾過流
量が一定値以下に減少したときに行えば良い。
圧力を濾過流量の多い−０．００５ＭＰａに固定して濾
過を行う方法も採用できる。この場合は、第２のフィル
タ２の目詰まりとともに濾過流量は徐々に減少するが、
濾過時間を長く取れ且つポンプ５７の制御が簡単となる
利点がある。従って、第２のフィルタ２の再生は濾過流
量が一定値以下に減少したときに行えば良い。
【０１２９】図１０Ａは、ＣＭＰ用スラリーの中に含ま
れる砥粒の粒径分布を示すものである。この砥粒は、Ｓ
ｉ酸化物から成る層間絶縁膜をＣＭＰするものであり、
材料はＳｉ酸化物から成り、一般にシリカと呼ばれてい
るものである。最小粒子径は約０．０７６μｍ、最大粒
子径は、０．３４μｍであった。この大きな粒子は、こ
の中の粒子が複数集まって成る凝集粒子である。また平
均粒径は、約０．１４４８μｍであり、この近傍０．１
３〜０．１５μｍで分布がピークとなっている。またス
ラリーの調整剤としては、ＫＯＨまたはＮＨ３が一般的
に用いられる。またｐＨは、約１０から１１の間であ
る。
れる砥粒の粒径分布を示すものである。この砥粒は、Ｓ
ｉ酸化物から成る層間絶縁膜をＣＭＰするものであり、
材料はＳｉ酸化物から成り、一般にシリカと呼ばれてい
るものである。最小粒子径は約０．０７６μｍ、最大粒
子径は、０．３４μｍであった。この大きな粒子は、こ
の中の粒子が複数集まって成る凝集粒子である。また平
均粒径は、約０．１４４８μｍであり、この近傍０．１
３〜０．１５μｍで分布がピークとなっている。またス
ラリーの調整剤としては、ＫＯＨまたはＮＨ３が一般的
に用いられる。またｐＨは、約１０から１１の間であ
る。
【０１３０】具体的に、ＣＭＰ用の砥粒はシリカ系、ア
ルミナ系、酸化セリウム系、ダイヤモンド系が主にあ
り、他に酸化クロム系、酸化鉄系、酸化マンガン系、Ｂ
ａＣＯ４系、酸化アンチモン系、ジルコニア系、イット
リア系がある。シリカ系は、半導体の層間絶縁膜、Ｐ−
Ｓｉ、ＳＯＩ等の平坦化、Ａｌ・ガラスディスクの平坦
化に使用されている。アルミナ系は、ハードディスクの
ポリッシング、金属全般、Ｓｉ酸化膜等の平坦化に使用
されている。また酸化セリウムは、ガラスのポリッシン
グ、Ｓｉ酸化物のポリッシングとして、酸化クロムは、
鉄鋼の鏡面研磨に使用されている。また酸化マンガン、
ＢａＣＯ４は、タングステン配線のポリッシングに使用
されている。
ルミナ系、酸化セリウム系、ダイヤモンド系が主にあ
り、他に酸化クロム系、酸化鉄系、酸化マンガン系、Ｂ
ａＣＯ４系、酸化アンチモン系、ジルコニア系、イット
リア系がある。シリカ系は、半導体の層間絶縁膜、Ｐ−
Ｓｉ、ＳＯＩ等の平坦化、Ａｌ・ガラスディスクの平坦
化に使用されている。アルミナ系は、ハードディスクの
ポリッシング、金属全般、Ｓｉ酸化膜等の平坦化に使用
されている。また酸化セリウムは、ガラスのポリッシン
グ、Ｓｉ酸化物のポリッシングとして、酸化クロムは、
鉄鋼の鏡面研磨に使用されている。また酸化マンガン、
ＢａＣＯ４は、タングステン配線のポリッシングに使用
されている。
【０１３１】更には、酸化物ゾルと呼ばれ、このゾル
は、シリカ、アルミナ、ジルコニア等、金属酸化物また
は一部水酸化物から成るコロイドサイズの微粒子が水ま
たは液体中に均一に分散されているモノで、半導体デバ
イスの層間絶縁膜やメタルの平坦化に使用され、またア
ルミ・ディスク等の情報ディスクにも検討されている。
は、シリカ、アルミナ、ジルコニア等、金属酸化物また
は一部水酸化物から成るコロイドサイズの微粒子が水ま
たは液体中に均一に分散されているモノで、半導体デバ
イスの層間絶縁膜やメタルの平坦化に使用され、またア
ルミ・ディスク等の情報ディスクにも検討されている。
【０１３２】図１０Ｂは、ＣＭＰ排水が濾過され、砥粒
が捕獲されていることを示すデータである。実験では、
前述したスラリーの原液を、純水で５０倍、５００倍、
５０００倍に薄め、試験液として用意した。この３タイ
プの試験液は、従来例で説明したように、ＣＭＰ工程に
於いて、ウェハが純水で洗浄されるため、排水は、５０
倍〜５０００倍程度になると想定し、用意された。
が捕獲されていることを示すデータである。実験では、
前述したスラリーの原液を、純水で５０倍、５００倍、
５０００倍に薄め、試験液として用意した。この３タイ
プの試験液は、従来例で説明したように、ＣＭＰ工程に
於いて、ウェハが純水で洗浄されるため、排水は、５０
倍〜５０００倍程度になると想定し、用意された。
【０１３３】この３つのタイプの試験液の光透過率を４
００ｎｍの波長の光で調べると、５０倍の試験液は、２
２．５％、５００倍の試験液は、８６．５％、５０００
倍の試験液は、９８．３％である。原理的には、排水に
砥粒が含まれていなければ、光は散乱されず、限りなく
１００％に近い数値をとるはずである。
００ｎｍの波長の光で調べると、５０倍の試験液は、２
２．５％、５００倍の試験液は、８６．５％、５０００
倍の試験液は、９８．３％である。原理的には、排水に
砥粒が含まれていなければ、光は散乱されず、限りなく
１００％に近い数値をとるはずである。
【０１３４】これら３つのタイプの試験液に前記第２の
フィルタ膜１３が形成されたフィルタを浸漬し濾過する
と、濾過後の透過率は、３つのタイプとも９９．８％と
なった。つまり濾過する前の光透過率よりも濾過後の光
透過率の値が大きいため、砥粒は捕獲できている。尚、
５０倍希釈の試験液の透過率データは、その値が小さい
ため図面には出てこない。
フィルタ膜１３が形成されたフィルタを浸漬し濾過する
と、濾過後の透過率は、３つのタイプとも９９．８％と
なった。つまり濾過する前の光透過率よりも濾過後の光
透過率の値が大きいため、砥粒は捕獲できている。尚、
５０倍希釈の試験液の透過率データは、その値が小さい
ため図面には出てこない。
【０１３５】以上の結果から、本発明の濾過装置に設け
たフィルタ装置５３のゲル膜より成る第２のフィルタ２
でＣＭＰ装置から排出されるコロイド溶液の被除去物を
濾過すると、透過率で９９．８％程度まで濾過できるこ
とが判った。
たフィルタ装置５３のゲル膜より成る第２のフィルタ２
でＣＭＰ装置から排出されるコロイド溶液の被除去物を
濾過すると、透過率で９９．８％程度まで濾過できるこ
とが判った。
【０１３６】図１１を参照して再生回路を追加した具体
化された濾過装置を説明する。なお、図５に示す濾過装
置と同一構成要素は同一符号を付した。
化された濾過装置を説明する。なお、図５に示す濾過装
置と同一構成要素は同一符号を付した。
【０１３７】図１１において、５０は原水タンクであ
る。このタンク５０の上方には、排水供給手段としてパ
イプ５１が設けられている。このパイプ５１は被除去物
が混入した流体をタンク５０に導入する。例えば、半導
体分野で説明すると、ダイシング装置、バックグライン
ド装置、ミラーポリッシング装置またはＣＭＰ装置から
流れ出るコロイド溶液の被除去物が混入された排水（原
水）が導かれる所である。尚、この排水は、ＣＭＰ装置
から流れる砥粒、砥粒により研磨または研削された屑が
混入された排水として説明していく。
る。このタンク５０の上方には、排水供給手段としてパ
イプ５１が設けられている。このパイプ５１は被除去物
が混入した流体をタンク５０に導入する。例えば、半導
体分野で説明すると、ダイシング装置、バックグライン
ド装置、ミラーポリッシング装置またはＣＭＰ装置から
流れ出るコロイド溶液の被除去物が混入された排水（原
水）が導かれる所である。尚、この排水は、ＣＭＰ装置
から流れる砥粒、砥粒により研磨または研削された屑が
混入された排水として説明していく。
【０１３８】原水タンク５０に貯められた原水５２の中
には、第２のフィルタが形成されたフィルタ装置５３が
複数個設置される。このフィルタ装置５３の下方には、
例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽
に使うバブリング装置の如き、散気管５４がフィルタ装
置５３の底辺全体に渡って設けられ、ちょうどフィルタ
装置５３の表面を通過するようにその位置が調整されて
いる。５５はエアーポンプである。空気はエアーポンプ
５５から供給され、エアーの流量を制御するコントロー
ルバルブＣＶ２およびエアー流量計６９を介して散気管
５４に導かれる。ここでフィルタ装置５３は図１に示す
第１のフィルタ１、フレーム４、中空部５および第２の
フィルタ２を指している。
には、第２のフィルタが形成されたフィルタ装置５３が
複数個設置される。このフィルタ装置５３の下方には、
例えばパイプに小さい孔を開けたような、また魚の水槽
に使うバブリング装置の如き、散気管５４がフィルタ装
置５３の底辺全体に渡って設けられ、ちょうどフィルタ
装置５３の表面を通過するようにその位置が調整されて
いる。５５はエアーポンプである。空気はエアーポンプ
５５から供給され、エアーの流量を制御するコントロー
ルバルブＣＶ２およびエアー流量計６９を介して散気管
５４に導かれる。ここでフィルタ装置５３は図１に示す
第１のフィルタ１、フレーム４、中空部５および第２の
フィルタ２を指している。
【０１３９】フィルタ装置５３に固定されたパイプ５６
は、図１のパイプ８に相当するものである。このパイプ
５６は、フィルタ装置５３で濾過された濾過流体が流
れ、バルブＶ１を介して吸引を行うマグネットポンプ５
７に接続される。パイプ５８はマグネットポンプ５７か
ら第１のコントロールバルブＣＶ１を介してバルブＶ３
およびバルブＶ４に接続されている。またパイプ５６の
バルブＶ１の後に第１の圧力計５９が設けられ、吸引圧
力Ｐｉｎを測定している。更にパイプ５８の第１のコン
トロールバルブＣＶ１の後には流量計６１および第２の
圧力計６０が設けられ、流量計６１で一定の濾過流量に
なるように制御している。
は、図１のパイプ８に相当するものである。このパイプ
５６は、フィルタ装置５３で濾過された濾過流体が流
れ、バルブＶ１を介して吸引を行うマグネットポンプ５
７に接続される。パイプ５８はマグネットポンプ５７か
ら第１のコントロールバルブＣＶ１を介してバルブＶ３
およびバルブＶ４に接続されている。またパイプ５６の
バルブＶ１の後に第１の圧力計５９が設けられ、吸引圧
力Ｐｉｎを測定している。更にパイプ５８の第１のコン
トロールバルブＣＶ１の後には流量計６１および第２の
圧力計６０が設けられ、流量計６１で一定の濾過流量に
なるように制御している。
【０１４０】また、バルブ５８は光センサ６２に接続さ
れ、光センサ６２からは分岐したパイプ６３、６４に導
かれる。パイプ６３、６４には光センサ６２からの検出
信号で開閉が切り換えられるバルブＶ３、Ｖ４が挿入さ
れ、パイプ６３は濾過水をタンク５０に戻し、パイプ６
４は濾過水を外部に取り出すようになっている。光セン
サー６２は濾過水に含まれる微粒子の濃度を監視し、微
粒子が所望の混入率よりも低いことを確認して濾過を開
始する。濾過が開始される時は、バルブＶ３が光センサ
ー６２からの検出信号で閉じられ、バルブＶ４が開かれ
て精製水が外部に取り出される。
れ、光センサ６２からは分岐したパイプ６３、６４に導
かれる。パイプ６３、６４には光センサ６２からの検出
信号で開閉が切り換えられるバルブＶ３、Ｖ４が挿入さ
れ、パイプ６３は濾過水をタンク５０に戻し、パイプ６
４は濾過水を外部に取り出すようになっている。光セン
サー６２は濾過水に含まれる微粒子の濃度を監視し、微
粒子が所望の混入率よりも低いことを確認して濾過を開
始する。濾過が開始される時は、バルブＶ３が光センサ
ー６２からの検出信号で閉じられ、バルブＶ４が開かれ
て精製水が外部に取り出される。
【０１４１】また、補助タンク７０はバルブＶ５により
パイプ５８と接続され、濾過水を貯める働きがあり、一
定量を超えるとオーバーフローしてタンク５０にパイプ
７１で戻される。その底部にはバルブＶ２が設けられ、
パイプ５６と接続されている。この補助タンク７０はタ
ンク５０の液面より１０〜２０ｃｍ程度高い位置に設け
られ、第２フィルタの再生工程で利用される。
パイプ５８と接続され、濾過水を貯める働きがあり、一
定量を超えるとオーバーフローしてタンク５０にパイプ
７１で戻される。その底部にはバルブＶ２が設けられ、
パイプ５６と接続されている。この補助タンク７０はタ
ンク５０の液面より１０〜２０ｃｍ程度高い位置に設け
られ、第２フィルタの再生工程で利用される。
【０１４２】更に、タンク５０にはｐＨ調節機６５、加
熱冷却機６６が設けられ、特にＣＭＰ排水のｐＨを６〜
７程度に調整をしたり、ゲル化を促進するために排水の
温度を調整する。タンク５０から排水がオーバーフロー
するのを防止するために液面計６７で監視し、排水の流
入量を調整する。
熱冷却機６６が設けられ、特にＣＭＰ排水のｐＨを６〜
７程度に調整をしたり、ゲル化を促進するために排水の
温度を調整する。タンク５０から排水がオーバーフロー
するのを防止するために液面計６７で監視し、排水の流
入量を調整する。
【０１４３】更に、この濾過装置の運転を制御する制御
装置６８が設けられ、図１１で点線で示すようにコント
ロールバルブＣＶ１、ＣＶ２、流量計６１、６９、ポン
プ５７、圧力計５９、６０、光センサ６２等が各工程毎
に制御される。
装置６８が設けられ、図１１で点線で示すようにコント
ロールバルブＣＶ１、ＣＶ２、流量計６１、６９、ポン
プ５７、圧力計５９、６０、光センサ６２等が各工程毎
に制御される。
【０１４４】上述した濾過装置では、第２のフィルタの
成膜工程、濾過工程、第２のフィルタの再生工程、再濾
過工程、メンテナンス工程において、制御装置６８から
の制御で各バルブ等を開閉し、ポンプ５７等の運転を制
御している。以下に各工程毎にその運転状況を説明す
る。なお、図１２に各工程でのポンプ５７，光センサ６
２、エアーポンプ５５および各バルブの動作状態を示
す。
成膜工程、濾過工程、第２のフィルタの再生工程、再濾
過工程、メンテナンス工程において、制御装置６８から
の制御で各バルブ等を開閉し、ポンプ５７等の運転を制
御している。以下に各工程毎にその運転状況を説明す
る。なお、図１２に各工程でのポンプ５７，光センサ６
２、エアーポンプ５５および各バルブの動作状態を示
す。
【０１４５】まず、原水タンク５０にコロイド溶液の被
除去物が混入された排水をパイプ５１を介して入れる。
このタンク５０の中に第２のフィルタ２が形成されてい
ない第１のフィルタ１のみのフィルタ装置５３を所望の
濾過流量を得られる枚数だけ間隔を設けて浸漬する。具
体的には、１０枚から４０枚程度のフィルタ装置５３が
図示しないが支持手段に懸架される。当然フィルタ装置
５３の１枚の濾過面積によりこの枚数も異なるが、タン
ク５０の大きさよりフィルタ装置５３の必要な濾過面積
総計は求められる。
除去物が混入された排水をパイプ５１を介して入れる。
このタンク５０の中に第２のフィルタ２が形成されてい
ない第１のフィルタ１のみのフィルタ装置５３を所望の
濾過流量を得られる枚数だけ間隔を設けて浸漬する。具
体的には、１０枚から４０枚程度のフィルタ装置５３が
図示しないが支持手段に懸架される。当然フィルタ装置
５３の１枚の濾過面積によりこの枚数も異なるが、タン
ク５０の大きさよりフィルタ装置５３の必要な濾過面積
総計は求められる。
【０１４６】次に、第２のフィルタ２の成膜工程に移行
する。パイプ５６を介してポンプ５７で微弱な吸引圧力
で吸引しながらタンク５０内の排水を循環させる。循環
経路はフィルタ装置５３、パイプ５６、バルブＶ１、ポ
ンプ５７、パイプ５８、コントロールバルブＣＶ１、流
量計６１、光センサー６２、バルブＶ３であり、排水は
タンク５０から吸引されまたタンク５０に戻される。散
気管５４からはエアーポンプ５５からコントロールバル
ブＶ２を通り供給される空気の気泡が上昇してフィルタ
装置５３の表面に供給されている。このとき、他のバル
ブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｄは閉じられている。
する。パイプ５６を介してポンプ５７で微弱な吸引圧力
で吸引しながらタンク５０内の排水を循環させる。循環
経路はフィルタ装置５３、パイプ５６、バルブＶ１、ポ
ンプ５７、パイプ５８、コントロールバルブＣＶ１、流
量計６１、光センサー６２、バルブＶ３であり、排水は
タンク５０から吸引されまたタンク５０に戻される。散
気管５４からはエアーポンプ５５からコントロールバル
ブＶ２を通り供給される空気の気泡が上昇してフィルタ
装置５３の表面に供給されている。このとき、他のバル
ブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、Ｄは閉じられている。
【０１４７】排水を循環させることによりフィルタ装置
５３の第１のフィルタ１（図６では３１）には、第２の
フィルタ２が成膜され、最終的には目的のコロイド溶液
の被除去物が捕獲される様になる。すなわち、ポンプ５
７により第１のフィルタ１を介して排水を微弱な吸引圧
力で吸引をすると、第１のフィルタ１に近づくにつれて
被除去物の微粒子はゲル化して第１のフィルタ１の表面
に吸着される。ゲル化した微粒子は第１のフィルタ１の
フィルタ孔１１より大きいものが徐々に第１のフィルタ
１表面に吸着して積層され、ゲル膜より成る第２のフィ
ルタ２を形成する。なおフィルタ孔１１より径の小さい
ゲル化した微粒子は第１のフィルタ１を通過するが、第
２のフィルタ２の成膜とともに排水中の水はこの隙間を
通路として吸引されて第１のフィルタ１を通過して精製
水として取り出され、排水は濾過されるようになる。
５３の第１のフィルタ１（図６では３１）には、第２の
フィルタ２が成膜され、最終的には目的のコロイド溶液
の被除去物が捕獲される様になる。すなわち、ポンプ５
７により第１のフィルタ１を介して排水を微弱な吸引圧
力で吸引をすると、第１のフィルタ１に近づくにつれて
被除去物の微粒子はゲル化して第１のフィルタ１の表面
に吸着される。ゲル化した微粒子は第１のフィルタ１の
フィルタ孔１１より大きいものが徐々に第１のフィルタ
１表面に吸着して積層され、ゲル膜より成る第２のフィ
ルタ２を形成する。なおフィルタ孔１１より径の小さい
ゲル化した微粒子は第１のフィルタ１を通過するが、第
２のフィルタ２の成膜とともに排水中の水はこの隙間を
通路として吸引されて第１のフィルタ１を通過して精製
水として取り出され、排水は濾過されるようになる。
【０１４８】このとき光センサー６２で濾過水に含まれ
る微粒子の濃度を監視し、微粒子が所望の混入率よりも
低いことを確認して濾過工程に移行する。
る微粒子の濃度を監視し、微粒子が所望の混入率よりも
低いことを確認して濾過工程に移行する。
【０１４９】続いて、第２のフィルタ２の成膜が完了す
ると、濾過工程に進む。濾過が開始されると、バルブＶ
３が光センサー６２からの検出信号で閉じられ、バルブ
Ｖ４が開かれて前述した循環経路は閉じられ、バルブＶ
４から濾過水が取り出される。この工程では、流量計６
１で一定の濾過流量になるように制御装置６８で制御さ
れ、第２のフィルタ２の目詰まりをできるだけ防いで濾
過時間を長く保持できるように運転される。図９に示す
ように、ポンプ５７の吸引圧力Ｐｉｎは徐々に増加さ
れ、濾過流量を一定に保持している。なお、他の部分は
成膜工程と同様の運転条件となっている。
ると、濾過工程に進む。濾過が開始されると、バルブＶ
３が光センサー６２からの検出信号で閉じられ、バルブ
Ｖ４が開かれて前述した循環経路は閉じられ、バルブＶ
４から濾過水が取り出される。この工程では、流量計６
１で一定の濾過流量になるように制御装置６８で制御さ
れ、第２のフィルタ２の目詰まりをできるだけ防いで濾
過時間を長く保持できるように運転される。図９に示す
ように、ポンプ５７の吸引圧力Ｐｉｎは徐々に増加さ
れ、濾過流量を一定に保持している。なお、他の部分は
成膜工程と同様の運転条件となっている。
【０１５０】何らかの原因で第２のフィルタ２が破壊さ
れた場合は、光センサ６２で微粒子の混入が検出され
て、バルブＶ４が閉じられ、逆にバルブＶ３が開かれて
濾過水はタンク５０に戻される。すなわち、成膜工程に
逆戻りをして第２のフィルタ２の修復を行い、正常に戻
ると再び濾過工程に戻る。
れた場合は、光センサ６２で微粒子の混入が検出され
て、バルブＶ４が閉じられ、逆にバルブＶ３が開かれて
濾過水はタンク５０に戻される。すなわち、成膜工程に
逆戻りをして第２のフィルタ２の修復を行い、正常に戻
ると再び濾過工程に戻る。
【０１５１】そして連続して濾過が続けられると、原水
タンク５０の排水中の水は濾過水としてタンク５０の外
に取り出されるので、排水中の被除去物の濃度は上がっ
てくる。すなわち、コロイド溶液は濃縮されて粘度を増
してくる。このために原水タンク５０にはパイプ５１か
ら排水を補充して、排水の濃度の上昇を抑えて濾過の効
率を上げる。しかし、フィルタ装置５３の第２のフィル
タ２表面にゲル膜が厚く付着して、やがて第２のフィル
タ２は目詰まりを起こし、濾過が行えない状態になる。
タンク５０の排水中の水は濾過水としてタンク５０の外
に取り出されるので、排水中の被除去物の濃度は上がっ
てくる。すなわち、コロイド溶液は濃縮されて粘度を増
してくる。このために原水タンク５０にはパイプ５１か
ら排水を補充して、排水の濃度の上昇を抑えて濾過の効
率を上げる。しかし、フィルタ装置５３の第２のフィル
タ２表面にゲル膜が厚く付着して、やがて第２のフィル
タ２は目詰まりを起こし、濾過が行えない状態になる。
【０１５２】この第１フィルタ１の表面に第２のフィル
タ２のゲル膜が厚く吸着されると、濾過流量の減少とし
て流量計６１で検知されて制御装置６８により濾過工程
から第２のフィルタの再生工程に移行する。
タ２のゲル膜が厚く吸着されると、濾過流量の減少とし
て流量計６１で検知されて制御装置６８により濾過工程
から第２のフィルタの再生工程に移行する。
【０１５３】まず、再生工程ではポンプ５７を停止し、
フィルタ装置５３に加わる負の吸引圧力を解除する。同
時に、バルブＶ２が開かれて補助タンク７０に予め蓄え
られた濾過水がバルブＶ１を介してパイプ５６を逆流し
てフィルタ装置５３の中空部５に送られる。
フィルタ装置５３に加わる負の吸引圧力を解除する。同
時に、バルブＶ２が開かれて補助タンク７０に予め蓄え
られた濾過水がバルブＶ１を介してパイプ５６を逆流し
てフィルタ装置５３の中空部５に送られる。
【０１５４】従って、再生工程ではこの微弱な吸引圧力
が停止されてほぼ大気圧に戻るので、フィルタ装置５３
の第１のフィルタ１は吸引圧力で窪んだ状態から元の状
態に戻る。これにより第２のフィルタ２およびその表面
に吸着されたゲル膜も同様に戻る。この結果、まずゲル
膜を吸着していた吸引圧力がなくなるので、ゲル膜はフ
ィルタ装置５３への吸着力を失うと同時に外側に膨らむ
力を受ける。更に、補助タンク７０がタンク５０液面よ
り高い位置に設けられるので、補助タンク７０からの濾
過水の逆流によりその高低差による静水圧が加わり、フ
ィルタ装置５３の第１のフィルタ１および第２のフィル
タ２は外側に膨らむ力が加わる。これにより、吸着した
ゲル膜は自重および静水圧でフィルタ装置５３から離脱
を始める。更に、この離脱を進めるために散気管５４か
らの気泡の量を２倍程度に増加させると良い。実験に依
れば、フィルタ装置５３の下端から離脱が始まり、雪崩
の様に第１のフィルタ１の表面に付着した第２のフィル
タ２のゲル膜が離脱し、原水タンク５０の底面に沈降す
る。続いて前述した循環経路で排水を循環させて第２の
フィルタ２の成膜を行うと良い。この再生工程で第２の
フィルタ２は元の状態まで戻り、排水の濾過を行える状
態まで復帰し、再び排水の濾過を行う。このときにバル
ブＶ２を閉じてバルブＶ５を開き、補助タンク７０に濾
過水を貯めておき、次の再生工程に備える。
が停止されてほぼ大気圧に戻るので、フィルタ装置５３
の第１のフィルタ１は吸引圧力で窪んだ状態から元の状
態に戻る。これにより第２のフィルタ２およびその表面
に吸着されたゲル膜も同様に戻る。この結果、まずゲル
膜を吸着していた吸引圧力がなくなるので、ゲル膜はフ
ィルタ装置５３への吸着力を失うと同時に外側に膨らむ
力を受ける。更に、補助タンク７０がタンク５０液面よ
り高い位置に設けられるので、補助タンク７０からの濾
過水の逆流によりその高低差による静水圧が加わり、フ
ィルタ装置５３の第１のフィルタ１および第２のフィル
タ２は外側に膨らむ力が加わる。これにより、吸着した
ゲル膜は自重および静水圧でフィルタ装置５３から離脱
を始める。更に、この離脱を進めるために散気管５４か
らの気泡の量を２倍程度に増加させると良い。実験に依
れば、フィルタ装置５３の下端から離脱が始まり、雪崩
の様に第１のフィルタ１の表面に付着した第２のフィル
タ２のゲル膜が離脱し、原水タンク５０の底面に沈降す
る。続いて前述した循環経路で排水を循環させて第２の
フィルタ２の成膜を行うと良い。この再生工程で第２の
フィルタ２は元の状態まで戻り、排水の濾過を行える状
態まで復帰し、再び排水の濾過を行う。このときにバル
ブＶ２を閉じてバルブＶ５を開き、補助タンク７０に濾
過水を貯めておき、次の再生工程に備える。
【０１５５】この後に、再濾過工程に入り再び排水の濾
過を開始する。運転条件は濾過工程と同様である。この
ように第２のフィルタ２を再生させながら何度も濾過を
続けると、原水タンク５０の排水の被除去物の濃度が上
昇し、やがて排水もかなりの粘度を有する。従って、排
水の被除去物の濃度が所定の濃度を超えたら、濾過作業
を停止してメンテナンス工程に移行する。
過を開始する。運転条件は濾過工程と同様である。この
ように第２のフィルタ２を再生させながら何度も濾過を
続けると、原水タンク５０の排水の被除去物の濃度が上
昇し、やがて排水もかなりの粘度を有する。従って、排
水の被除去物の濃度が所定の濃度を超えたら、濾過作業
を停止してメンテナンス工程に移行する。
【０１５６】メンテナンス工程はパイプ５６、５８およ
び補助タンク７０にある濾過水を排出するステップと、
タンク５０内の排水および底部に貯まったゲルを排出す
るステップから構成される。
び補助タンク７０にある濾過水を排出するステップと、
タンク５０内の排水および底部に貯まったゲルを排出す
るステップから構成される。
【０１５７】前のステップでは、ポンプ５７およびエア
ーポンプ５５を停止し、コントロールバルブＣＶ１、バ
ルブＶ１、Ｖ２、Ｖ５を開いて、パイプ５６、５８およ
び補助タンク７０にある濾過水をパイプ５６に設けた排
出用のバルブＤより外部に排出する。
ーポンプ５５を停止し、コントロールバルブＣＶ１、バ
ルブＶ１、Ｖ２、Ｖ５を開いて、パイプ５６、５８およ
び補助タンク７０にある濾過水をパイプ５６に設けた排
出用のバルブＤより外部に排出する。
【０１５８】また、後のステップでは凝集沈殿させるた
めに放置してタンク５０の底に濃縮スラリーを沈殿さ
せ、このゲルの濃縮スラリーをバルブＶ６を開けて回収
する。回収された濃縮スラリーは熱乾燥してその中に含
まれる水を蒸発させて更にその量を圧縮する。これによ
り産業廃棄物として扱われるスラリーの量は大幅に減少
できる。上澄みの排水は同様にバルブＶ６から排出さ
れ、続く濾過工程においてまたタンク５０に戻される。
めに放置してタンク５０の底に濃縮スラリーを沈殿さ
せ、このゲルの濃縮スラリーをバルブＶ６を開けて回収
する。回収された濃縮スラリーは熱乾燥してその中に含
まれる水を蒸発させて更にその量を圧縮する。これによ
り産業廃棄物として扱われるスラリーの量は大幅に減少
できる。上澄みの排水は同様にバルブＶ６から排出さ
れ、続く濾過工程においてまたタンク５０に戻される。
【０１５９】
【発明の効果】一般に、ＣＭＰのスラリーに混入される
砥粒のように主に０．１５μｍクラス以下の微粒子を取
り除くには、この微粒子よりも小さな孔のフィルタ膜を
採用するのが一般的であるが、このようなフィルタ膜は
存在しないので濾過をすることができなかった。しか
し、本発明は主に０．１５μｍ以下の小さな孔のフィル
タ膜を用いることなく、コロイド溶液の被除去物をゲル
膜のフィルタを成膜して濾過出来る濾過装置を実現し
た。
砥粒のように主に０．１５μｍクラス以下の微粒子を取
り除くには、この微粒子よりも小さな孔のフィルタ膜を
採用するのが一般的であるが、このようなフィルタ膜は
存在しないので濾過をすることができなかった。しか
し、本発明は主に０．１５μｍ以下の小さな孔のフィル
タ膜を用いることなく、コロイド溶液の被除去物をゲル
膜のフィルタを成膜して濾過出来る濾過装置を実現し
た。
【０１６０】また、ゲル膜のフィルタをゾルで含まれる
被除去物の流体から形成するために、凝集剤等の薬品を
添加すること無く且つ微小孔のフィルタも用いること無
く濾過出来る濾過装置を実現した。
被除去物の流体から形成するために、凝集剤等の薬品を
添加すること無く且つ微小孔のフィルタも用いること無
く濾過出来る濾過装置を実現した。
【０１６１】更に、ゲル膜より成る第２のフィルタの成
膜は吸引により第１のフィルタ表面に微粒子をゲル化し
ながら行え、しかも吸引圧力を微弱に設定してゆっくり
排水を吸引することで極めて濾過効率の良い濾過装置を
実現できた。
膜は吸引により第１のフィルタ表面に微粒子をゲル化し
ながら行え、しかも吸引圧力を微弱に設定してゆっくり
排水を吸引することで極めて濾過効率の良い濾過装置を
実現できた。
【０１６２】更に、ゲル膜より成る第２のフィルタは成
膜条件を最適に選ぶことおよび濾過流量または吸引圧力
を一定に保持することで、極めて目詰まりし難い且つ濾
過時間の長い濾過装置を実現できた。
膜条件を最適に選ぶことおよび濾過流量または吸引圧力
を一定に保持することで、極めて目詰まりし難い且つ濾
過時間の長い濾過装置を実現できた。
【０１６３】更に、ＣＳＰの半導体装置を製造するため
に用いるＣＭＰスラリーの濾過を実現し、ＣＭＰスラリ
ーに含まれる大量の砥粒やＣＭＰで排出される電極材料
の屑やシリコンあるいはシリコン酸化膜の屑も同時に濾
過できる濾過装置を実現した。
に用いるＣＭＰスラリーの濾過を実現し、ＣＭＰスラリ
ーに含まれる大量の砥粒やＣＭＰで排出される電極材料
の屑やシリコンあるいはシリコン酸化膜の屑も同時に濾
過できる濾過装置を実現した。
【０１６４】また、本発明では第２のフィルタ表面に濾
過を続けることで吸着されるゲルをポンプでの吸引を停
止することで、そのゲルの自重を利用して離脱できるの
で、第２のフィルタの再生が容易に行える濾過装置であ
る。そして濾過工程、再生工程および再濾過工程を何度
も繰り返し行え、極めて長時間の濾過を続けることを可
能にした濾過装置である。
過を続けることで吸着されるゲルをポンプでの吸引を停
止することで、そのゲルの自重を利用して離脱できるの
で、第２のフィルタの再生が容易に行える濾過装置であ
る。そして濾過工程、再生工程および再濾過工程を何度
も繰り返し行え、極めて長時間の濾過を続けることを可
能にした濾過装置である。
【０１６５】更に、本発明では第２のフィルタの再生に
際したポンプの吸引を停止するだけでフィルタ装置が外
側に膨らんで戻る力を利用して第１のフィルタ表面に吸
着された第２のフィルタのゲル膜の離脱を行うので、従
来の濾過装置の様に大がかりな逆洗浄を全く必要としな
い利点がある。また再生工程で気泡を濾過時より増量す
ることで、気泡の上昇力や破裂による力が更に第１のフ
ィルタ表面に追加されて更に第２のフィルタのゲル膜の
離脱を促進する利点もある。更に補助タンクからの濾過
水をフィルタ装置に逆流させることで更に高低差による
静水圧を追加して加えるので、ゲル膜の離脱をより促進
する利点もある。
際したポンプの吸引を停止するだけでフィルタ装置が外
側に膨らんで戻る力を利用して第１のフィルタ表面に吸
着された第２のフィルタのゲル膜の離脱を行うので、従
来の濾過装置の様に大がかりな逆洗浄を全く必要としな
い利点がある。また再生工程で気泡を濾過時より増量す
ることで、気泡の上昇力や破裂による力が更に第１のフ
ィルタ表面に追加されて更に第２のフィルタのゲル膜の
離脱を促進する利点もある。更に補助タンクからの濾過
水をフィルタ装置に逆流させることで更に高低差による
静水圧を追加して加えるので、ゲル膜の離脱をより促進
する利点もある。
【０１６６】更にまた、本発明を実現する濾過装置では
第２のフィルタが目詰まりしない様に、微弱な吸引圧力
で吸引しているため、ポンプは小型ポンプで達成でき
る。しかも濾過水がポンプを通過するため、被除去物に
よる摩耗の心配もなく、その寿命もはるかに長くなっ
た。従ってシステムの規模が小さくでき、ポンプを稼働
するための電気代は節約でき、更にはポンプの取り替え
費用も大幅に抑えられ、イニシャルコストも、ランニン
グコストも削減できた。
第２のフィルタが目詰まりしない様に、微弱な吸引圧力
で吸引しているため、ポンプは小型ポンプで達成でき
る。しかも濾過水がポンプを通過するため、被除去物に
よる摩耗の心配もなく、その寿命もはるかに長くなっ
た。従ってシステムの規模が小さくでき、ポンプを稼働
するための電気代は節約でき、更にはポンプの取り替え
費用も大幅に抑えられ、イニシャルコストも、ランニン
グコストも削減できた。
【０１６７】また原水タンクのみを利用して濃縮させる
ので、余分な配管、タンクおよびポンプ等が不要とな
り、省資源型の濾過装置が可能となった。
ので、余分な配管、タンクおよびポンプ等が不要とな
り、省資源型の濾過装置が可能となった。
【図１】 本発明のフィルタを説明する図である。
【図２】 本発明のフィルタの動作原理を説明する図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の第２のフィルタの成膜条件を説明す
る（Ａ）断面図および（Ｂ）特性図である。
る（Ａ）断面図および（Ｂ）特性図である。
【図４】 本発明の第２のフィルタの特性を説明する図
である。
である。
【図５】 本発明の具体化された濾過装置を説明する図
である。
である。
【図６】 本発明のフィルタ装置を説明する図である。
【図７】 本発明の更に具体化されたフィルタ装置を説
明する図である。
明する図である。
【図８】 本発明のフィルタ装置の再生を説明する図で
ある。
ある。
【図９】 本発明の濾過装置の運転状況を説明する図で
ある。
ある。
【図１０】 本発明の濾過特性を説明する図である。
【図１１】 本発明の更に具体化された濾過装置を説明
する図である。
する図である。
【図１２】 本発明の更に具体化された濾過装置の運転
状況を説明する図である。
状況を説明する図である。
【図１３】 従来の濾過システムを説明する図である。
【図１４】 ＣＭＰ装置を説明する図である。
【図１５】 ＣＭＰ装置のシステムを説明する図であ
る。
る。
１ 第１のフィルタ
２ 第２のフィルタ
４ フレーム
５ 中空部
６ ポンプ
７ ろ液
１１ フィルタ孔
５０ 原水タンク
５２ 原水
５３ フィルタ装置
５７ ポンプ
６１ 流量計
６２ 光センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｄ 69/10 Ｂ０１Ｄ 69/10
(72)発明者 飯沼 宏文
群馬県邑楽郡大泉町坂田１丁目１番１号
三洋アクアテクノ株式会社内
(72)発明者 梅沢 浩之
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
(72)発明者 井関 正博
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
Ｆターム(参考） 4D006 GA02 HA42 HA93 JA03A
JA03C JA04A JA07A JA08A
JA19A JA31A JA53A JB01
JB11 KA12 KA42 KA43 KA64
KC02 KC03 KC12 KC14 KC27
KE03Q KE06Q KE09P KE11P
KE22Q MA03 MA16 MB02
MB19 NA46 PA02 PB15 PB23
PC01
Claims (41)
- 【請求項１】 コロイド溶液の被除去物を含む流体が収
納されるタンクと、 前記タンク内に浸漬される第１のフィルタとその表面に
吸着されるゲル膜より成る第２のフィルタとで形成され
るフィルタ装置と、 前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、 前記ポンプからの濾過流体を前記タンク外に取り出す第
２のパイプとを備え、 前記タンク内で前記流体の前記被除去物を濃縮すること
を特徴とする濾過装置。 - 【請求項２】 前記第２のフィルタは前記被除去物から
形成されるゲル膜であることを特徴とする請求項１記載
の濾過装置。 - 【請求項３】 前記フィルタ装置はフレームと、該フレ
ームにその周囲を支持された前記第１のフィルタと、前
記第１のフィルタの表面に吸着された前記第２のフィル
タとで構成されることを特徴とする請求項１記載の濾過
装置。 - 【請求項４】 前記フィルタ装置は前記フレームの両側
に２枚の前記第１のフィルタが設けられ、前記フレーム
と前記第１のフィルタとの間に中空部を形成され、前記
フレームの上部に前記第１のパイプが接続され、前記中
空部から前記ポンプにより濾過流体を吸引されることを
特徴とする請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項５】 前記フィルタ装置は前記フレームと、多
数の孔を設けたスペーサと、該スペーサを覆う前記第１
のフィルタと、前記第１のフィルタの表面に吸着された
前記第２のフィルタとで構成され、吸引されたときに前
記第１のフィルタが内側に窪むのを前記スペーサで支持
することを特徴とする請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項６】 前記第１のフィルタはポリオレフィン系
高分子で形成され、フィルタ孔は前記被除去物の径より
大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれ
かに記載の濾過装置。 - 【請求項７】 前記フィルタ装置は前記流体内に複数枚
間隔を設けて垂直に併設されることを特徴とする請求項
１から請求項５のいずれかに記載の濾過装置。 - 【請求項８】 前記タンクの底部に散気管を設け、該散
気管から発生される気泡を前記フィルタ装置の表面に沿
って上昇させ、前記流体に前記フィルタ装置に沿って並
行流を起こさせることを特徴とする請求項１から請求項
７のいずれかに記載の濾過装置。 - 【請求項９】 前記散気管は前記フィルタ装置の底辺全
体に渡って設けられたことを特徴とした請求項８に記載
の濾過装置。 - 【請求項１０】 前記ポンプは微弱な吸引圧力を実現す
る小型で低消費電力のポンプを用いたことを特徴とする
請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項１１】 前記第１のパイプには圧力計が設けら
れ、前記フィルタ装置の吸引圧力を測定することを特徴
とする請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項１２】 前記第２のパイプには流量計が挿入さ
れ、該流量計で測定される濾過流量を一定にするように
前記ポンプの吸引圧力を制御することを特徴とする請求
項１記載の濾過装置。 - 【請求項１３】 前記第２のパイプの端部には光センサ
を設け、前記タンク外に濾過流体を取り出す第３のパイ
プと濾過流体を前記タンクに戻す第４のパイプに分岐し
て前記光センサで検出される光透過率により前記第３お
よび第４のパイプのいずれかに切り換えられることを特
徴とする請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項１４】 前記第１のパイプに接続された補助タ
ンクを設け、該補助タンクには濾過流体を蓄えることを
特徴とする請求項１記載の濾過装置。 - 【請求項１５】 前記補助タンクは前記タンクの液面よ
り高い位置に設けられることを請求項１４記載の濾過装
置。 - 【請求項１６】 前記被除去物は主に０．１５μｍ以下
の微粒子から成ることを特徴とした請求項１から請求項
１５のいずれかに記載の濾過装置。 - 【請求項１７】 前記被除去物はＣＭＰスラリーから成
ることを特徴とした請求項１から請求項１６のいずれか
に記載の濾過装置。 - 【請求項１８】 前記被除去物はＣＭＰスラリーおよび
ＣＭＰ加工時に発生する加工屑から成ることを特徴とし
た請求項１から請求項１６のいずれかに記載の濾過装
置。 - 【請求項１９】 コロイド溶液の被除去物を含む流体が
収納されるタンクと、 前記タンク内に浸漬される第１のフィルタとその表面に
吸着されるゲル膜より成る第２のフィルタとで形成され
るフィルタ装置と、 前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、 前記ポンプからの濾過流体を前記タンク外に取り出す第
２のパイプと、 前記第２のパイプから光センサを介して分岐する前記タ
ンク外に濾過流体を取り出す第３のパイプと濾過流体を
前記タンクに戻す第４のパイプとを備え、 前記第２のフィルタを成膜する際に、前記フィルタ装
置、前記第１のパイプ、前記ポンプ、前記第２のパイ
プ、前記光センサおよび前記第４のパイプの経路で前記
流体を循環させることを特徴とする濾過装置。 - 【請求項２０】 前記第２のフィルタは前記被除去物か
ら形成されるゲル膜であることを特徴とする請求項１９
記載の濾過装置。 - 【請求項２１】 前記ポンプの前記第２のフィルタ成膜
時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力より小さく設定され、
前記第２のフィルタを柔らかく形成して前記第２のフィ
ルタ成膜時と濾過時の濾過流量を一定に保つことを特徴
とする請求項１９または請求項２０記載の濾過装置。 - 【請求項２２】 前記ポンプの前記第２のフィルタ成膜
時の吸引圧力は濾過時の吸引圧力より小さく設定され、
前記第２のフィルタを柔らかく形成して前記第２のフィ
ルタ成膜時と濾過時の吸引圧力を一定に保つことを特徴
とする請求項１９または請求項２０記載の濾過装置。 - 【請求項２３】 前記光センサで検出される光透過率が
一定値以上になると前記第４のパイプから前記第３のパ
イプに切り換えて濾過工程に移行することを特徴とする
請求項１９から請求項２２のいずれかに記載の濾過装
置。 - 【請求項２４】 前記被除去物は主に０．１５μｍ以下
の微粒子から成ることを特徴とした請求項１９から請求
項２３のいずれかに記載の濾過装置。 - 【請求項２５】 前記被除去物はＣＭＰスラリーから成
ることを特徴とした請求項１９から請求項２４のいずれ
かに記載の濾過装置。 - 【請求項２６】 前記被除去物はＣＭＰスラリーおよび
ＣＭＰ加工時に発生する加工屑から成ることを特徴とし
た請求項１９から請求項２４のいずれかに記載の濾過装
置。 - 【請求項２７】 コロイド溶液の被除去物を含む流体が
収納されるタンクと、 前記タンク内に浸漬される第１のフィルタとその表面に
吸着されるゲル膜より成る第２のフィルタとで形成され
るフィルタ装置と、 前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、 前記ポンプからの濾過流体を前記タンク外に取り出す第
２のパイプと、 前記第２のパイプに挿入された流量計と、 前記フィルタ装置で前記流体の濾過をする際に、前記流
量計で測定される濾過流量を一定に保つように前記ポン
プの吸引圧力を増加させることを特徴とする濾過装置。 - 【請求項２８】 前記第２のフィルタは前記被除去物か
ら形成されるゲル膜であることを特徴とする請求項２７
記載の濾過装置。 - 【請求項２９】 前記被除去物は主に０．１５μｍ以下
の微粒子から成ることを特徴とした請求項２７または請
求項２８に記載の濾過装置。 - 【請求項３０】 前記被除去物はＣＭＰスラリーから成
ることを特徴とした請求項２７から請求項２９のいずれ
かに記載の濾過装置。 - 【請求項３１】 前記被除去物はＣＭＰスラリーおよび
ＣＭＰ加工時に発生する加工屑から成ることを特徴とし
た請求項２７から請求項２９のいずれかに記載の濾過装
置。 - 【請求項３２】 コロイド溶液の被除去物を含む流体が
収納されるタンクと、 前記タンク内に浸漬される第１のフィルタとその表面に
吸着されるゲル膜より成る第２のフィルタとで形成され
るフィルタ装置と、 前記フィルタ装置に接続された第１のパイプを介して前
記流体を吸引するポンプと、 前記ポンプからの濾過流体を前記タンク外に取り出す第
２のパイプと、 前記第１のパイプに接続され濾過流体を蓄える補助タン
クとを備え、 前記第２のフィルタが目詰まりを起こして濾過流量が減
じる際に、前記ポンプを停止して前記フィルタ装置に加
えた吸引圧力を無くするとともに、前記補助タンクに蓄
えられた濾過流体を前記第１のパイプを介して前記フィ
ルタに逆流させて前記フィルタ装置に内部から静水圧を
加えて前記第１のフィルタを外側に膨らませて前記第２
のフィルタ表面に吸着されたゲルを離脱させることを特
徴とする濾過装置。 - 【請求項３３】 前記第２のフィルタは前記被除去物か
ら形成されるゲル膜であることを特徴とする請求項３２
記載の濾過装置。 - 【請求項３４】 前記静水圧は前記補助タンクと前記タ
ンクの液面の高さ差で決められることを特徴とする請求
項３２記載の濾過装置。 - 【請求項３５】 前記タンクの底部に散気管を設け、気
泡の発生量を濾過時より増加させることを特徴とする請
求項３２記載の濾過装置。 - 【請求項３６】 前記散気管は前記フィルタ装置の底辺
全体に渡って設けられたことを特徴とした請求項３５に
記載の濾過装置。 - 【請求項３７】 前記第２のフィルタの再生を完了する
と前記ポンプを動作させて前記流体の再濾過を開始する
ことを特徴とする請求項３２記載の濾過装置。 - 【請求項３８】 前記第２のフィルタの再生を完了する
と前記ポンプを動作させて前記流体の再濾過を開始し、
濾過水を前記補助タンクに供給することを特徴とする請
求項３２記載の濾過装置。 - 【請求項３９】 前記被除去物は主に０．１５μｍ以下
の微粒子から成ることを特徴とした請求項３２から請求
項３８のいずれかに記載の濾過装置。 - 【請求項４０】 前記被除去物はＣＭＰスラリーから成
ることを特徴とした請求項３２から請求項３９のいずれ
かに記載の濾過装置。 - 【請求項４１】 前記被除去物はＣＭＰスラリーおよび
ＣＭＰ加工時に発生する加工屑から成ることを特徴とし
た請求項３２から請求項３９のいずれかに記載の濾過装
置。
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ID=19149452
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