JP2005292189A - 固形物回収装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メンテナンスが容易に行えるとともに、処理効率の向上を図ることのできる固形物回収装置を提供する。
【解決手段】現像処理後の処理液を貯留する貯留槽４と、この貯留槽４内の処理液が導入されるとともにその処理液を微細な固形物を含む濃縮液と上澄液とに分離する液体サイクロン９，１１，１４と、この液体サイクロンの第１の排出口から排出される濃縮液を回収する濃縮液回収タンク１５と、液体サイクロンの第２の排出口から排出される上澄液を貯留槽に帰還させる帰還通路１２とを備える構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばプラズマディスプレイパネルの現像工程における現像処理液から固形物を回収する固形物回収装置に関するものである。

プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の製造工程においては、ガラス基板上に銀ペースト等の感光材料が塗布され、露光によって所定のパターンが形成された後、現像工程、洗浄工程および乾燥工程からなる現像処理が行われる。

上記現像工程において、現像処理後の処理液は常に貯留槽内に貯留されて循環使用されている。しかしながら、この処理液中には現像工程中に不要となった感光材料がガラス基板の表面から剥離されて経時的に蓄積されるため、この処理液を循環使用した際に、ガラス基板上に処理液中の固形分が付着して基板の汚染を招くという問題点がある。また、これに起因して一定時間後に運転停止を余儀なくされることから現像工程の処理効率の悪化を招き、さらには循環使用する処理液のライフサイクルの短縮化を引き起こすこととなってしまう。これを防止するために、また使用済廃液の低公害化のためにも、現像工程において循環使用する処理液から固形物を除去・回収することが重要になっている。

従来、プラズマディスプレイパネルの製造工程において、現像処理液から固形物を回収するシステムとしては、図５に示されるような回収システムが採用されている。

この従来システムでは、現像ライン５０からの現像処理液（以下、「処理液」という。）５１を貯留する貯留槽５２が設けられ、この貯留槽５２内に前記処理液５１が供給されるように構成されている。また、この貯留槽５２内の処理液５１はその底部から循環ポンプ５３の作動により取り出され、フィルター（カートリッジフィルター）５４によってその処理液中の固形物が除去された後、前記貯留槽５２に戻される。さらに、前記貯留槽５４内の処理液はその底部からプロセスポンプ５５によってフィルター５６を介して現像ライン５０に供給されて循環使用される。

処理液から固形物を除去・回収するための方法もしくは装置を開示した先行文献として、特許文献１〜特許文献３がある。これら文献に開示された方法は、現像液を貯留槽内で静置させることによりその貯留槽の下部に沈降した固形物を回収する方法や、図５に示されるものと同様、フィルターを使用して固形物を除去・回収する方法に関するものである。

特開平８−８４９８８号公報 特開２０００―１０５４４７号公報 特開２００２−３３３６９６号公報

しかしながら、図５に示されるようなフィルターを用いる方法では、現像装置を連続運転する場合に、フィルターを定期的に交換する必要があることから、運転停止を回避するためには必然的にフィルター５４，５６を各々２個ずつ設けて切替え運転を行うことが必要となる。このため、システム構成が大掛かりになり、フィルター購入費用を含めた処理費用の増大が避けられないという問題点がある。また、通常用いられている数μｍのメッシュのフィルターでは数時間置きに交換作業が生じ、また貯留槽も現像装置の運転停止毎に洗浄を行って槽内液をバッチ交換する必要があるため、これらフィルターおよび貯留槽のメンテナンス作業に多大の労力と時間とを要するという問題点がある。

一方、前記各特許文献に開示されているような貯留槽内の下部に沈降した固形物を回収する方法では、連続運転によって効率的に固形物の除去・回収を行うことが困難であるという問題点がある。

本発明は、前述のような問題点に鑑みてなされたもので、メンテナンスが容易に行えるとともに、処理効率の向上を図ることのできる固形物回収装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、本発明による固形物回収装置は、
現像処理後の処理液を貯留する貯留槽と、この貯留槽内の処理液が導入されるとともにその処理液を微細な固形物を含む濃縮液と上澄液とに分離する液体サイクロンと、この液体サイクロンの第１の排出口から排出される濃縮液を回収する濃縮液回収タンクと、前記液体サイクロンの第２の排出口から排出される上澄液を前記貯留槽に帰還させる帰還通路とを備えることを特徴とするものである。

本発明において、前記液体サイクロンは多段に配置されるのが好ましい。

また、前記処理液は、プラズマディスプレイパネルの現像工程から排出される現像処理液であるのが良い。

本発明によれば、貯留槽内の処理液が液体サイクロンに導入され、この液体サイクロンにて処理液に旋回流が形成されることによってその処理液中に混入している固形物が比重差により分別される。こうして、処理液中の固形物粒子は遠心力によって濃縮されて第１の排出口から濃縮液回収タンクに連続的に排出され、一方、粗粒の大部分が分離された後の上澄液は第２の排出口から貯留槽に帰還される。したがって、液体サイクロンの交換等もほとんどなく、メンテナンスフリーであるとともに、処理液中の固形物を高濃度で回収することが可能となり、新液に近い処理液となり、長時間、安定して循環使用することができる。また、従来の処理槽を大幅に改造することなく、ユニットを追加するだけで対応することができる。しかも、従来方式のように頻繁なフィルター交換等の部品交換が不要になり、ランニングコスト、メンテナンスコストの大幅な低減が可能となる。さらに、既存のフィルターに比べて固形物の分離性能が高いことから、現像処理対象物としての基板の汚染も軽減することができる。

本発明において、前記液体サイクロンを多段に配置した場合には、処理性能の更なる向上を図ることができる。また、多段配置の液体サイクロンの一式を用いて、切替えにより複数の貯留槽に対して用いることが可能である。

また、本発明の固形物回収装置をプラズマディスプレイパネルの現像工程に用いることで、この現像工程における現像処理液から銀を含む固形物を高精度に、かつ極めて効率的に回収することができ、他の不純物を除くことにより貴金属（銀）を高効率で回収することができる。また、本発明の固形物回収装置は、銀（Ａｇ）以外に、Ａｕ，ＲｕＯ，蛍光体，顔料，ガラスフリットなどの固形分の回収にも利用可能である。

次に、本発明による固形物回収装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１には、プラズマディスプレイパネルの現像工程に適用された本発明の一実施形態に係る固形物回収装置のシステム構成図が示されている。

本実施形態の固形物回収装置１においては、現像ライン２からの現像処理液（以下、「処理液」という。）３を貯留する貯留槽４が設けられ、この貯留槽４が区画壁５によって第１貯留部４ａとその第１貯留部４ａのオーバーフロー液を貯留する第２貯留部４ｂとに分割されており、前記処理液３が第２貯留部４ｂに供給されるとともに、第１貯留部４ａからのオーバーフロー液が第２貯留部４ｂに供給されるように構成されている。

前記第１貯留部４ａ内の処理液３はその底部からプロセスポンプ６によってフィルター７を介して現像ライン２に供給されて循環使用される。一方、前記第２貯留槽４ｂに貯留された処理液はその底部からポンプ８により取り出されて第１段の液体サイクロン９に供給される。この液体サイクロン９では、後述するように処理液に遠心力が加えられることによりその処理液が濃縮液と上澄液とに分離され、固形物濃度の増した濃縮液はポンプ１０を介して第２段の液体サイクロン１１に供給される。一方、前記液体サイクロン９にて分離された固形物をほとんど含まない上澄液は回収ライン（帰還通路）１２を通して貯留槽４の第１貯留部４ａへ戻される。

第２段の液体サイクロン１１においても、第１段の液体サイクロン９と同様、処理液は遠心力を受けて濃縮液と上澄液とに分離され、濃縮液はポンプ１３を介して第３段の液体サイクロン１４に供給される一方、固形物をほとんど含まない上澄液は回収ライン１２を通して貯留槽４の第１貯留部４ａへ戻される。さらに、第３段の液体サイクロン１４においても同様の処理がなされ、この液体サイクロン１４を通過した濃縮液は高濃度の固形物を含む液体となって濃縮液回収タンク１５に貯留され、またその液体サイクロン１４を通過した上澄液は回収ライン１２を通して第１貯留部４ａへ戻される。

なお、貯留槽４の第１貯留部４ａには、新液供給ライン１６から必要に応じて新液が補充される。また、濃縮液回収タンク１５内に貯留された濃縮液は銀の回収処理に付され、銀を回収した後に残った不純物は焼却処分等に付される。

次に、液体サイクロン９の詳細構造について説明する。図２には液体サイクロンの断面図が示され、図３にはその液体サイクロンにおけるサイクロン本体の断面図（ａ）とそのＡ−Ａ線断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。なお、ここでは第１段の液体サイクロン９を中心に説明するが、第２段および第３段の液体サイクロン１１，１４についても、その構造および作用については同様である。

この液体サイクロン９は、図２に示されるように、軸線を上下方向に向けて配される中空の略円筒状のケーシング２０と、このケーシング２０の中空部に保持されるサイクロン本体２１と、ケーシング２０の側部に取付けられる原液（処理液）供給用継手２２と、ケーシング２０の下部に取付けられる濃縮液取出用継手（第１の排出口）２３と、ケーシング２０の上部に取付けられる上澄液取出用継手（第２の排出口）２４とを備えている。

また、前記サイクロン本体２１は、図３に示されるように、上部が円筒形状で下部が先窄まりの円錐形状に形成され中央下部にフランジ部２５ａを有する中空の外筒２５と、この外筒２５の上端部にその外筒２５と同心に接合され、中央下部にフランジ部２６ａを有する中空の内筒２６とを備え、内筒２６の下端が外筒２５の上端部に開口され、外筒２５の下端に下部回収口２５ｂが、内筒２６の上端に上部回収口２６ｂがそれぞれ設けられて構成されている。

また、前記外筒２５の上端部内壁面には、前記原液供給用継手２２を介してケーシング２０内に導入された原液をサイクロン本体２１内に取り込む原液供給口２７が設けられている。この原液供給口２７は、外筒２５の上端部と内筒２６の下端に突出形成された上昇渦部２６ｃとの間に形成された環状空間２８に開口するように、かつその環状空間２８に対して接線方向に原液を導入するようにその形状が設定されている。

このように構成されたサイクロン本体２１は、上下の各フランジ２６ａ，２５ａをケーシング２１の内壁面にそれぞれ接当させ、上部回収口２６ｂが上澄液取出用継手２４の内側通路に、下部回収口２５ｂが濃縮液取出用継手２３の内側通路にそれぞれ連通するようにしてそのケーシング２０内にセットされる。

こうして、原液供給用継手２２を介してポンプ８で加圧された処理液がケーシング２１内に導入されると、この処理液はサイクロン本体２１内にその接線方向に導入され、前記環状空間２８内を旋回しながら外筒２５の下部の円錐形状部へ進み、液中の粒子を旋回時の遠心力により分離、濃縮させ、この濃縮された濃縮液を外筒２５の下部回収口２５ｂから濃縮液取出用継手２３を通って連続的に排出する。一方、粗粒の大部分を分離した液は内筒２６の上昇渦部２６ｃ内を上昇して上部回収口２６ｂから上澄液取出用継手２４を通って流出する。

以上のように、液体サイクロン９（液体サイクロン１１，１４についても同様）は、液中に分散している微粒子を比重差により分離・濃縮する機能を有しており、構造がシンプルで、駆動部分がなく、本実施形態のような現像処理液の濃縮処理に用いて好適である。

本実施形態では、液体サイクロン９として、ケーシング２０内に１本のサイクロン本体２１を装着したものを説明したが、１つのケーシング内に複数本のサイクロン本体２１を装着した、所謂マルチ液体サイクロンを用いることもできる。図４に示されるのは、このマルチ液体サイクロンを用いた本発明の他の実施形態に係る液体サイクロンの断面図である。

この実施形態の液体サイクロン３０においては、ケーシング３１が、原液としての処理液を導入する原液導入室３２と、その処理液から分離・濃縮後の濃縮液を排出する濃縮液排出室３３と、粗粒分離後の上澄液を排出する上澄液排出室３４とにそれぞれ区画壁３５，３６にて区画され、上下の区画壁３５，３６に上端部および下端部がそれぞれ保持されるように複数本（本実施形態では３本）のサイクロン本体２１が並列に配されている。

このように構成されているので、原液供給用継手２２を介して加圧された処理液がケーシング３１の原液導入室３２内に導入されると、この処理液は３個の各サイクロン本体２１内にその接線方向に導入され、前述と同様に旋回時の遠心力により液中の粒子を分離、濃縮させ、この濃縮された濃縮液を濃縮液排出室３３を介して濃縮液取出用継手２３から連続的に排出する。一方、粗粒の大部分を分離した液は上澄液排出室３４を介して上澄液取出用継手２４から流出する。

本実施形態によれば、サイクロン本体２１を複数本設置した分、処理液の処理効率を向上させることができる。なお、本実施形態のような液体サイクロン３０を用いる場合には、この液体サイクロン３０を先の実施形態（図１参照）のように複数段設置する際、第１段、第２段、第３段と進むにつれて処理液が順次少なくなっていくので、各段のサイクロン本体の本数は順次少なくなるようにするのが好ましい。

前記各実施形態の固形物回収装置によれば、液体サイクロンが破損しない限り、液体サイクロンの交換をほとんど行う必要がなく、メンテナンスフリーであるとともに、高濃度で固形物の回収ができ、かつ現像処理液を長期間安定して循環使用することができる。しかも、従来の貯留槽（処理槽）を大幅に改造する必要もなく、ユニットを追加するだけで対応することが可能である。

また、従来方式のように頻繁なフィルター交換が不要になり、フィルター購入費用が不要になり、ランニングコスト、メンテナンスコストを大幅に低減することが可能となる。また、既存のフィルターに比べて固形物の分離性能が高いことから、基板に対する固形物の汚染の軽減を図ることができる。さらに、１段、２段、３段の各液体サイクロンよりなるサイクロンユニット一式で、切替えにより複数の貯留槽に用いることが可能である。

前記実施形態では、プラズマディスプレイパネルの現像工程での現像処理液からの固形物回収に用いた例を説明したが、本発明は、これに限らず、スクリーン印刷などの版洗浄に用いられる薬液からの不純物除去を始め、各種の固形物を含む工業廃液の回収装置としても適用することができ、経済性が高く実用性に富んだ処理装置であると言える。また、本発明は、銀（Ａｇ）以外に、Ａｕ，ＲｕＯ，蛍光体，顔料，ガラスフリットなどの固形分の回収にも利用可能である。

次に、本発明による固形物回収装置の具体的実施例について説明する。

図１にて示される前記実施形態の装置を用いて、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）用背面板の現像工程での現像処理液から銀を含む固形物を回収した場合の固形物濃度測定結果を調査した。そして、この調査結果を、既存のフィルター方式（図５参照）での固形物濃度測定結果と比較した。それぞれの測定結果を以下に示す。

（１）本実施形態の液体サイクロン処理による固形物濃度測定結果
・原液（サイクロン供給液）・・・５８０ｍｇ／Ｌ
・処理液（サイクロン上澄液）・・１５ｍｇ／Ｌ（循環使用液）
・回収液（サイクロン濃縮液）・・２，３００ｍｇ／Ｌ（銀回収液）
・サイクロンによる捕集効率＝９８％

（２）既存フィルター処理による固形物濃度測定結果
・原液（フィルター前液）・・・１，２００ｍｇ／Ｌ
・処理液（フィルター後液）・・９８０ｍｇ／Ｌ（循環使用液）
・フィルターによる捕集効率＝１８％

以上の測定結果から、本実施形態のような液体サイクロンを用いることにより、明らかに固形物の捕集効率を向上させることができ、効率的に固形物の除去・回収が行えることがわかった。

本発明の一実施形態に係る固形物回収装置のシステム構成図 本実施形態における液体サイクロンの断面図 本実施形態の液体サイクロンにおけるサイクロン本体の断面図（ａ）とそのＡ−Ａ線断面図（ｂ） 本発明の他の実施形態に係る液体サイクロンの断面図 従来の固形物回収装置のシステム構成図

符号の説明

１ 固形物回収装置
２ 現像ライン
３ 現像処理液
４ 貯留槽
５ 区画壁
６ プロセスポンプ
８，１０，１３ ポンプ
９，１１，１４，３０ 液体サイクロン
１２ 回収ライン（帰還通路）
１５ 濃縮液回収タンク
１６ 新液供給ライン

Claims (3)

1. 現像処理後の処理液を貯留する貯留槽と、この貯留槽内の処理液が導入されるとともにその処理液を微細な固形物を含む濃縮液と上澄液とに分離する液体サイクロンと、この液体サイクロンの第１の排出口から排出される濃縮液を回収する濃縮液回収タンクと、前記液体サイクロンの第２の排出口から排出される上澄液を前記貯留槽に帰還させる帰還通路とを備えることを特徴とする固形物回収装置。
2. 前記液体サイクロンは多段に配置される請求項１に記載の固形物回収装置。
3. 前記処理液は、プラズマディスプレイパネルの現像工程から排出される現像処理液である請求項１または２に記載の固形物回収装置。

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