JP2005152820A

JP2005152820A - クリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置及び洗浄方法

Info

Publication number: JP2005152820A
Application number: JP2003396804A
Authority: JP
Inventors: Osahisa Matsudaira; 長久松平; Mitsuhiro Onda; 光弘恩田
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-27
Also published as: JP4396241B2

Abstract

【課題】クリンルーム内に設置されている、塗工機等の配管内部およびスリットダイ内部の洗浄に使用する溶剤の回収や無害化に際し、クリーンルーム内の排気量を増やしたり、あるいは供給クリーン空気を増やしたりすることなく、常に室内空気の循環を行い、室内が室外より陽圧に保って状態で２種類以上の溶剤を用いて配管内部およびスリットダイ内部の洗浄ができるクリンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置および洗浄方法を提供する。
【解決手段】クリーンルーム内に具備され、溶剤を使用して配管内部およびスリットダイ内部を洗浄する方法および装置であって、前記溶剤を使用する際にスリットダイノズル周縁の溶剤混入空気を吸引する吸入口を設け、前記吸入口から吸引される溶剤混入空気がアスピレーター（水流ポンプ）により吸引され、吸引された溶剤混入空気の溶剤が水中に吸収される事を特徴としたクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置及び洗浄方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリーンルーム内に設置されている、塗工装置等の配管内部やスリットダイ内部の洗浄時に使用する揮発性あるいは引火性の高い溶剤または人体に有害な溶剤が空気と触れる箇所でアスピレーターにより揮発溶剤を含んでいる空気を吸引し、さらにクリーンルーム内で水中に揮発溶剤を吸収させることにより、クリーンルーム内を負圧にすることなく、クリーンルーム内に揮発してしまう溶剤を安易に吸引吸収処理できるクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置及び洗浄方法に関する。

従来、クリーンルーム内に設置されている揮発性あるいは引火性の高い溶剤を使用する塗工装置等にはモーター等電気関連周縁に対しての防爆対策がなされてきた。また近年半導体ウエハ等、基板製造におけるクリーンルーム内のリーン度などの問題がクローズアップされ、一段とクリーンルームおよびクリーンルーム内の製造に対する関心が持たれている。

特に半導体装置を用いて製造作業を行うクリーンルームの空気の洗浄方法や、あるいは基盤洗浄装置の排気装置等に注目が注がれ、且つこれらに対する多くの提案がなされている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

また、上記クリーンルーム内に設置されている塗工装置等の防爆設備においては揮発性溶剤を含んだ空気は乾燥機内の空気を含めクリーンルーム外に排出されている。このために、クリーンルーム内が負圧となり、直接外気がクリーンルーム内に流入し、クリーンルーム内のクリーン度が保てなくなる。このためにクリーンルーム内を陽圧にするクリーンエアーが多く供給する必要がある。

上記、局所排気や乾燥機内の空気が排気される際に、排気される溶剤が揮発性有機物の場合には、安全性を考慮すれば、全量クリーンルーム外に排出することが望ましい。しかし、エネルギー的損失や、クリーンエアーを供給する費用が高くなるために、乾燥作業等の後半部分の空気は一部リターンされて用いるのが一般的であるが、防爆の観点から、殆どの空気はクリーンルーム外に廃棄する必要がある。

また、環境汚染の観点から、乾燥空気中に含まれる揮発性溶媒は回収が求められているために、多くの回収装置が提案されされている。（例えば、特許文献３あるいは特許文献３。）。

しかし、殆どの揮発性溶媒は回収されず焼却処理されている。また、クリーンエアーとしても再利用されていない。

さらに、空気中に放出された有機溶剤等を回収するのに活性炭を使用する方法が多く提案され、また知られている（例えば、特許文献３および特許文献４参照。）。

しかし、空気中に放出された有機溶剤を活性炭を用いて回収する場合、溶剤濃度が高くなるとすぐに直ぐに活性炭が破過（飽和状態）してしまい、効果が著しく低下したりあるいは殆ど有機溶剤を吸収しない場合がある。

以下に先行技術文献を示す。
特開平１１−４０５３４号公報特開平５−５７１３６号公報特開平５−２６９３３８号公報特開平９−１０８５３４号公報

クリーンルーム内の局所排気や乾燥機内の空気を全て排気する場合、クリーンルーム外に排気することになるため、クリーンルーム内が負圧になると言う問題がある。

また、クリーンルーム内が負圧になるために直接外気が流入しクリーン度が著しく低下する問題もある。このためにクリーンルーム内を常に陽圧にするためにＨＥＰＡフイルター（ｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）あるいはＵＬＰＡフイルター（ｕｌｔｒａｌｏｗｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎａｉｒ−ｆｉｌｔｅｒ）で空気中の浮遊微粒子を除去したクリーンエアーが多く供給されている。このためにフイルターの交換作業や購入等に多額の費用がかかる問題がある。

さらに、洗浄性は良いが揮発性や引火性が高い溶剤や、あるいは過剰に吸引すると麻酔作用を起こす心配のある人体に有害な溶剤を使用することができないと言う問題もある。安全性を考慮し揮発性の低い溶剤を使用するとクリーンルーム内の装置内部や配管内部の洗浄に時間が掛かったり、あるいはソルベントショック（主に洗浄用溶剤により塗工液起因の凝集物やゲル物…塗工液のカス）が発生する問題がある。

また、さらに上記クリーンルーム内にクリーンエアーが多く供給されと共にクリーンルーム内の温湿度の調整が必要になり、温湿度調整をするための電気的エネルギーも多くかかり、非常に不経済である。

本発明は上記した問題を鑑みてなされたものであり、クリーンルーム内に具備されている装置内部あるいは装置の配管内部の洗浄に際し、クリーンルーム内を負圧させることなく、常に一定の陽圧とクリーン度を保ち、揮発性やあるいは引火性の高い溶剤や、過剰に吸引すると麻酔作用を起こす心配のある人体に有害な溶剤なども含めて洗浄性の良い溶剤が使用でき、さらに溶剤を含んだ空気がクリーンルーム内で水に吸収されクリーンルーム外に排水され、さらに排水処理部で処理される安価で簡易に作製でき、さらに使用に際して電気的エネルギーをはじめ費用が少なくて済む経済的なクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置及び洗浄方法を提供する。

本発明は上記の問題を解決するためになされるもので、本発明の請求項１に係る発明は、クリーンルーム内に設置され、２種類以上の溶剤を使用して配管内部およびスリットダイ内部を洗浄する装置であって、前記溶剤を使用する際にスリットダイ周縁の溶剤を含んでいる空気を吸引する吸入口を設け、前記吸入口から水が定圧循環しているアスピレーター（水流ポンプ）により溶剤を含んでいる空気が吸引され、吸引された溶剤を含んでいる空気の溶剤が水中に吸収される事を特徴としたクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記、アスピレーターに定圧循環している水の補充と廃棄を行う機能を有する請求項１記載のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気
装置である。

次ぎに、本発明の請求項３に係る発明は、前記、アスピレーターに定圧循環している水を冷却させる為の冷却機能を有する請求項１または２記載のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、配管内部の溶剤成分残留防止を目的とした乾燥と連動た吸引を行う機能を有する請求項１記載クリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、前記クリーンルーム内に設置され、２種類以上の溶剤を使用して配管内部およびスリットダイ内部の洗浄はコーティング液と相溶性のあるものから順次洗浄性の高い溶剤へと切り換えて洗浄することを特徴としたクリーンルーム内装置配管洗浄方法である。

クリーンルーム内で揮発性あるいは引火性の高い溶剤や有害な溶剤を用いて装置内部や装置の配管内部を洗浄する際に、クリーンルーム内を負圧することなく常に一定のクリーン度を保つて安全に、且つ、完璧に洗浄性の良い溶剤を使用して装置および装置の配管内部の洗浄作業ができる。

また、クリーンルーム内のクリーン度を保つために一定時間内でのクリーンエアーの供給回数を増やすことがないために空気中の異物粒子を除去するフイルターの交換回数が減少することにより作業時間あるいは購入費用が大幅に減少する。

さらに、上記の用にクリーンエアーの供給回数を増やすことがないために温湿度の調整も容易となり、且つ電気的エネルギー等も減少し、経費が削減でき、経済的にも、また環境にも優れているクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置および洗浄方法である。

また、局所排気によりクリーンルーム内に揮発性あるいは引火性または有害な溶剤が放出することが少ないために短時間に洗浄性の良い溶剤で洗浄作業ができる。

また、さらに溶剤発生箇所の吸引口から溶剤が混ざった空気を吸引しアスピレーターを通して水中に吸収されることにより、アセトン、アセトニトリル、ブチルアルコール、ピリジン、ジエチルアミン、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、アクリル酸等といった溶剤は水中に溶けこみ容易に排水処理ができる。また、メチルエチルケトン等の非水溶性液体も水に溶解し容易にクリーンルーム内からクリーンルーム外に排水され、さらに排水処理部で処理される簡易で安価に作製することができる。

本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気方法及び装置を実施の形態に沿って以下に図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図５は本発明の一実施例を示す。図１は本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置が使用されるクリーンルーム内の一実施例の概略を示す説明図である。本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置はクリーンルーム内で高精度・高精密な塗工加工が要求される、例えばカラーフィルターあるいは液晶材料、半導体材料または感熱記録材料、経皮吸収製剤等の生産・製造作業等に使用される。

図１に示すようにクリーンルーム１内には本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置２のほかに塗工ユニット部３および乾燥ガスユニット５と塗工液貯蔵部４から
構成されている洗浄処理部６から形成され、洗浄処理部６と塗工ユニット部３は塗工ユニット部３のスリットダイ内部や配管内部を洗浄するための溶剤が移送され、さらに溶剤で洗浄後、洗浄した溶剤が配管内部等に残るのを防止するための乾燥ガスを移送すための洗浄配管１３で接続されている。

次ぎに、図２はクリーンルーム１内に設置されている本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置とスリットダイが設けられている塗工機および塗工機の配管内部が洗浄される一実施例の概略を示す説明図である。

本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置は図１に示すようにスリットダイが設けられている塗工機および塗工機の配管内部の洗浄が開始されるとスリットダイ近傍に設けられている吸引口から溶剤を含んでいる空気が吸引される。

上記、一実施例の図２に示す塗工機および塗工機の配管内部の洗浄はソルベントショックを防止するために２種類以上の溶剤タンク１５が設けられている溶剤貯蔵部４から移送される。また、各々の溶剤タンク１６には塗工液との相溶性のあるものから順次洗浄性の高い溶剤へと切り換えていくために、溶剤タンク１５の上側方向に三方コップ型のタンク切り換え用バルブ１７が施され、さらに洗浄のバラツキをなくすために溶剤の重量制御を行うロードセル１６が溶剤タンク１５の底部に施されている。

また、タンク切り換え用バルブ１７は図には示していないが外部からの操作信号か、あるいは人手による操作によって流路の切り換えを行うか、いずれの方法を用いることもできる。外部からの操作信号で作動させるか、あるいは人手により作動させるかによりタンク切り換え用バルブ１７の仕様が適宜選択される。

さらに、溶剤タンク１５から移送される溶剤の洗浄バラツキをなくすために溶剤の流速を制御するための溶剤流量制御バルブ２１が設けられ、さらに溶剤流量制御バルブ２１の吐出方向に溶剤の流量を計測する流量計１８が施されている。

さらに流量計１８を通過した溶剤は溶剤の中の異物等を取るための溶剤用フィルター１９を通過して乾燥ガスユニット部５からのガスと交わる第１切り換えバルブ２０が施されている場所に到達し、さらに洗浄時には塗工ユニット部３の塗工液切り換えバルブ２５から洗浄するための溶剤が移送されて塗工ユニット部３の配管あるいはダイヘッド３６内部等を順次相溶性のある溶剤により洗浄される。また、洗浄時に溶剤と窒素等の乾燥用ガスとを混合して塗工ユニット部３に送り込み塗工ユニット部３の配管あるいはダイヘッド３６を洗浄することもできる。

また、乾燥ガスユニット部５は塗工機の配管あるいはダイヘッド３６の内部を乾燥させるためのガスを貯蔵する乾燥用ガスタンク２４とガスの流速を制御するための乾燥用ガス流量制御バルブ２３および乾燥用ガス流量制御バルブ２３を通過したガスの流量を計測する乾燥用ガス流量計２２が乾燥配管１２によって連設されている。

また乾燥用ガス流量計２２を通過したガスは溶剤タンク１５から移送された溶剤と交わる第１切り換えバルブ２０に到達し、さらに洗浄時には塗工ユニット部３の塗工液切り換えバルブ１０から乾燥させるためのガスが移送して塗工ユニット部３の配管あるいはダイヘッド５内部の溶剤による洗浄後の乾燥が施される。

上記、洗浄時あるいは乾燥時に発生する洗浄溶剤はスリットダイ３６のスリットノズル先端部から吐出する際に初めて空気と触れ溶剤が放出される。放出された溶剤をクリーンルーム内で処理するために本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置の吸引
口７がスリットダイ３６近傍に設けられ、アスピレーター１０の吸引力により吸引口７からスリットダイ３６のスリットノズル先端部から吐出されている溶剤から放出された、溶剤を含んでいる空気が吸引され、空気吸収管１４でタンク１００内のアスピレーター１０に送られて水に吸収される。

さらに、タンク１００内に設けられているアスピレーター１０で吸引された溶剤を含んでいる空気は水に吸収されタンク１００内のアスピレーター１０下部から落下し、多数の孔が施されている第１シャワー板１１にあたり水に吸収している溶剤がより一層吸収あるいは溶解される。また、第１シャワー板１１を通過した、溶剤が吸収あるいは溶解されている水は、さらに、第２シャワー板１１ｂと第３シャワー板１１ｃにあたり、第３シャワー板に施されている多数の孔からタンク１００底部の溶剤吸収水として一定量貯められると同時にトラップフイルターを等してタンク１００底部から給水ポンプ９によって水配管内を定圧循環によりアスピレーター１０に送られる。

また、吸引口７から溶剤を含んでいる空気が吸引され、アスピレーター１０から落下し、さらに多数の孔が施されている第１シャワー板１１にあたり、さらに第２シャワー板１１ｂと第３シャワー板１１ｃにあたり溶剤が吸収された空気は水トラップ用フイルター４１を通ってトラップ４０からクリーンルーム内にクリーンエアーとしてリサイクルされる。

また、上記第１シャワー板１１および第２シャワー板１１ｂおよび第３シャワー板１１ｃに施されている多数の孔は空気の流れを阻害しない程度、できる限り小さい方が溶剤を水に吸収あるいは溶解し易い。

また、本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置に施されているアスピレーター１０に使用されている溶剤吸収水は必ずしも水に限定するものでなく、配管内部あるいはスリットダイ内部を洗浄する溶剤によって適宜選定される。例えば洗浄する溶剤が非水溶性液体の場合には水の変わりにギャーオイルあるいはシリンダーオイル等を用いることもできる。

また、上記タンク１００内に設けられているアスピレーター１０は液体を管に流しその管の一部が細くなっていると液体の流れが速くなり、その周りの圧力は低くなるといった原理を利用して形成されたものであり、図４に示すように先端が細くなっている内管４６より溶剤吸収水４２を勢いよく流すことによって図中のＡ方向より溶剤が含んでいる空気を吸い込む。

また、図５はアスピレーター１０が並列に設けられている一実施例の概要を示す説明図である。図５に示すようにアスピレーター１０を並列に適宜の台数を設けることにより吸引量が増加され、より多くの溶剤を含んだ空気を確実に吸引し排水処理させることもできる。

さらに、溶剤を含んでいる空気が吸引口７から吸引し続け、水に吸収されるとタンク１００内の溶剤吸収水４２に含まれる溶剤が増加するために吸収能力が減少するために、図には示していないが溶剤吸収水４２に含まれる溶剤含有量を計測し、さらにその値により制御盤からの信号によって適宜給水管８から水が供給されると同時にタンク内の溶剤吸収水４２が排水パイプ４３でクリーンルーム外に排水され、さらに図には示していないが排水処理部で処理される。

次ぎに、図３はクリーンルーム１内に設置されている本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置がスリットダイ方式の塗工機に用いられている一実施例の概略を示
す説明図である。図３に示すように本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置は塗工機の配管あるいはスリットダイ内部の洗浄に使用されるほか塗工作業時に塗工液中の溶剤がクリーンルーム内に放出するのを防ぐために用いることもできる。

図３に示すように塗工ユニット部３は塗工する塗工液が貯蔵される塗工液貯蔵タンク３９と、塗工液がスリットダイ３６に供給される際にスリットノズル等から塗工液がいつも均一にカーテン状に形成されるために、ゴミなどの異物を取り除くための塗工液用フィルター４５と、さらに塗工液を塗工液貯蔵タンク３９から移送させるための塗工液供給ポンプ３１と、塗工液をカーテン状に形成するスリットダイ３６と、さらにスリットダイ３６から落ちる塗工液を受け止める塗工液受け皿３３と塗工液受け皿３３に落ちた塗工液とスリットダイ３６に供給され余分の塗工液を貯める廃液槽４４からなり、スリットダイ３６と塗工液受け皿３３を除いて各部分が樹脂製パイプあるいはステンレス製パイプまたは金属製パイプの内面を樹脂加工等が施されているパイプで配管されている。

また、塗工ユニット部３に設けられている塗工液貯蔵タンク３９に貯えられている塗工液は塗工液供給ポンプ３１の駆動により塗工液貯蔵タンク３９から第１塗工液配管３２の途中にある塗工用フィルター４５を通って塗工液供給ポンプ３１に入り、さらに塗工液供給ポンプ３１の吐出方向に接続されている第２塗工液配管３７を通ってスリットダイ３６に塗工液が供給され、スリットダイ３６に供給された余分な塗工液とスリットダイ３６からカーテン状に流され、塗工されない塗工液が廃液槽４４に回収される。

また、溶剤が混入されている塗工液はスリットダイ３６のスリットノズル先端からカーテン状に塗工液が吐出される部分で初めて空気と触れ、塗工液中に混入されている溶剤が放出される。

さらに、放出された溶剤はスリットダイ３６と塗工液受け皿３３近傍に施されているクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置の吸引口７から空気と共に吸引され空気吸収配管１４を通過してアスピレーター１０によりタンク１００内に施されているシャワー板１１で吸収された空気に含まれている溶剤が水中で溶解され溶剤吸収水として貯えられる。

本発明の活用例としてクリーンルーム外で臭気あるいは有害物質等を発散あるいは放出する自動車産業あるいは廃棄物処理産業または外食産業などに幅広く利用できる。

本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置が設置されている一実施例の概略を示す説明図である。本発明のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置が設けられている塗工装置及びその洗浄装置の一実施例の概略を示す説明図である。クリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置が塗工機の塗工作業に用いられている一実施例の概略を示す説明図である。アスピレーターの原理を示す説明図である。アスピレーターが並列に形成され使用する一実施例の概略を示す説明図である。

符号の説明

１…クリーンルーム
２…クリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置
３…塗工ユニット部
４…溶剤貯蔵部
５…乾燥ガスユニット部
６…洗浄処理部
７…吸引口
８…給水管
９…給水ポンプ
１０…アスピレーター
１１…第１シャワー板
１１ｂ…第２シャワー板
１１ｃ…第３シャワー板
１２…乾燥配管
１３…洗浄配管
１４…空気吸収配管
１５…溶剤タンク
１６…ロードセル
１７…溶剤送り出しバルブ
１８…溶剤用流量計
１９…溶剤用フィルター
２０…第１切り換えバルブ
２１…溶剤流量制御バルブ
２２…乾燥ガス用流量計
２３…乾燥ガス用流量制御バルブ
２４…乾燥用ガスタンク
２５…塗工液切り換えバルブ
２６…塗工液挿入バルブ
２７…オーバーフロー用切り換えバルブ
２８…第２塗工液配管
２９…第１廃棄用バルブ
３０…第２廃棄用バルブ
３１…塗工液供給ポンプ
３２…第１塗工液配管
３３…塗工液受け皿
３４…廃液缶
３５…廃液槽
３６…ダイヘッド
３７…第２塗工液配管
３８…水配管
３９…塗工液貯蔵タンク
４０…トラップ
４１…トラップフィルター
４２…溶剤吸収水
４３…排水パイプ
４４…廃液槽
４５…塗工液用フイルター
１００…タンク

Claims

クリーンルーム内に設置され、２種類以上の溶剤を使用して配管内部およびスリットダイ内部を洗浄する装置であって、前記溶剤を使用する際にスリットダイ周縁の溶剤を含んでいる空気を吸引する吸入口を設け、前記吸入口から水が定圧循環しているアスピレーター（水流ポンプ）により溶剤を含んでいる空気が吸引され、吸引された溶剤を含んでいる空気の溶剤が水中に吸収される事を特徴としたクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置。
前記、アスピレーターに定圧循環している水の補充と廃棄を行う機能を有する請求項１記載のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置。
前記、アスピレーターに定圧循環している水を冷却させる為の冷却機能を有する請求項１または２記載のクリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置。
配管内部の溶剤成分残留防止を目的とした乾燥と連動した吸引を行う機能を有する請求項１記載クリーンルーム内装置配管洗浄用局所排気装置。
前記、２種類以上の溶剤を使用して配管内部およびスリットダイ内部の洗浄はコーティング液と相溶性のあるものから順次洗浄性の高い溶剤へと切り換えて洗浄することを特徴としたクリーンルーム内装置配管洗浄方法。