JP2021146418A - 廃液処理装置、及び加工粉回収装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】廃液処理装置において、付着板から加工屑を取り除く際に付着板を破損させない。【解決手段】加工屑を含む廃液内に付着板３１を水没させ、加工屑を付着させた付着板３１を水槽２から出し廃液の加工屑を除去するのに用いられ、付着板保持部３５と、保持部上下動機構３２と、付着板３１から水分を含んだ加工屑を剥ぎ取る機構１６とを備え、剥ぎ取り機構１６は、水平方向に平行に隙間を開け２本延在するエアノズル１６０と、各エアノズル１６０とエア源１６９とを連通する配管１６７に配設されるバルブ１６８と、バルブ開閉制御とエアノズル１６０間において付着板３１を上下動させる上下動機構３２の制御とを行う制御手段１６６と、を備え、エアノズル１６０間に、保持部３５が保持する付着板３１を進入させた後、付着板３１を上昇させる際にバルブ１６８を開き付着板３１の両側面に対し噴射したエアの風圧により、非接触で付着板３１に付着した加工屑を剥ぎ取る廃液処理装置１。【選択図】図３

Description

本発明は、廃液から加工屑を取り除く廃液処理装置、及び取り除かれた加工屑を乾燥させた加工粉を回収する加工粉回収装置に関する。
研削水を加工点等に供給しつつ研削砥石で被加工物を研削する研削加工においては、研削により発生した研削屑が研削水に含まれた研削廃液を、特許文献１に開示されているような廃液処理装置の水槽に貯めて、水槽内で研削廃液の研削屑を付着板に付着させ、付着板を水槽内の研削廃液から取り出すことで、研削廃液から研削屑を取り除き、研削屑が取り除かれた研削廃液を例えば特許文献２に開示されているような加工液再生装置で再生してから研削装置で再使用している。
特許文献１に開示されているような廃液処理装置は、水槽に陰極板と陽極板とを交互に配置し、例えば、被加工物がシリコンであったら、陽極板が付着板となり研削廃液内のシリコン屑を付着する。そのシリコン屑を付着させた陽極板を水槽から引き上げ、例えば特許文献３に開示されているように、陽極板に付着したシリコン屑をゴムへらで剥ぎ取った後、再び陽極板を水槽に水没させている。
特開２０１４−１２４５７６号公報 特開２０１２−２１８１３４号公報 特開２０１６−０４９５０６号公報
上記のように、陽極板からシリコン屑を剥ぎ取る際に、陽極板に押し当てるゴムへらに、シリコン屑が付着し乾燥する。そして、ゴムへらに付着したシリコン屑が乾燥して固化することによって、ゴムへらの弾力が無くなり硬い板になってしまう。そのため硬い板で陽極板に付着しているシリコン屑を剥ぎ落とすこととなり、陽極板を傷つけ破損させることがある。
また、陽極板から剥ぎ取ったシリコン屑は、乾燥させてから回収することで、例えばマイナス電極等の材料として使用できる。そのため、陽極板から剥ぎ取った水分を含むシリコン屑を、シリコン回収装置に投入して、シリコン回収装置の乾燥室内で例えばヒータ等を用いて熱を加えて乾燥させたり、乾燥室内に投入したエアによる乾燥を行ったりしてシリコン粉としているが、シリコン回収装置における消費電力やエア消費量が増大する等の問題がある。
したがって、廃液処理装置においては、陽極板（付着板）からシリコン屑等の加工屑を取り除く際に、陽極板を破損させないようにするという解決すべき課題がある。
また、シリコン屑等の加工屑を回収して乾燥させ加工粉（例えば、シリコン粉）とする加工粉回収装置においては、消費電力やエア消費量を少なくしつつ、加工屑を効率よく乾燥させるという課題がある。
上記課題を解決するための本発明は、加工液と砥粒とを用いて被加工物を削った際に排出される加工屑を含んだ廃液を水槽に溜め、該水槽に溜めた該廃液内に付着板を水没させ、該加工屑を付着させた該付着板を該水槽から取り出す事によって該廃液から該加工屑を取り除く廃液処理装置であって、該付着板を保持する保持部と、該保持部を上下移動させる上下移動機構と、該保持部に保持された該付着板から水分を含んだ該加工屑を剥ぎ取る剥ぎ取り機構とを備え、該剥ぎ取り機構は、水平方向に平行に隙間を開けて２本延在し互いが向かい合うように形成された噴射口を備える２本のエアノズルと、２本の該エアノズルとエア源とを連通する配管に配設されるバルブと、該バルブの開閉の制御と２本の該エアノズルの間の該隙間において該付着板を上下方向に移動させるための該上下移動機構の制御とを少なくとも行う制御手段と、を備え、平行な２本の該エアノズルの間の該隙間に、該保持部によって保持された該付着板を進入させた後、該付着板を上昇させる際に該バルブを開き、該付着板の一方の面、及び他方の面に対し該噴射口から噴射したエアの風圧によって、非接触で該付着板に付着した該加工屑を剥ぎ取ることを特徴とする廃液処理装置である。
前記廃液処理装置の、前記剥ぎ取り機構によって前記付着板から剥ぎ取った水分を含んだ前記加工屑を乾燥させた加工粉（例えば、シリコン粉）を回収する加工粉回収装置であって、該剥ぎ取り機構によって該付着板から剥ぎ取った該加工屑を乾燥させる乾燥機構を備え、該乾燥機構は、該剥ぎ取り機構によって剥ぎ取られた該加工屑を載置し、水平方向に該加工屑を移動させる搬送ベルトと、該搬送ベルトによって搬送された該加工粉を回収する回収ボックスと、該搬送ベルトの上部を覆い該搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥室と、を備え、該乾燥室は、該搬送ベルトの一方の端側に配設され該加工屑を投入するための投入口と、該剥ぎ取り機構の前記エアノズルから噴射され該投入口から該加工屑とともに該乾燥室内に投入されたエアを排気するために該搬送ベルトの他方の端側に配設される排気口と、を備え、該エアノズルが噴射したエアが該乾燥室内を該投入口から該排気口に向かう方向に流れることによって該搬送ベルトに載置した水分を含んだ該加工屑を乾燥させた該加工粉を回収する加工粉回収装置である。
本発明に係る廃液処理装置は、付着板を保持する保持部と、保持部を上下移動させる上下移動機構と、保持部に保持された付着板から水分を含んだ加工屑を剥ぎ取る剥ぎ取り機構とを備え、剥ぎ取り機構は、水平方向に平行に隙間を開けて２本延在し互いが向かい合うように形成された噴射口を備える２本のエアノズルと、２本のエアノズルとエア源とを連通する配管に配設されるバルブと、バルブの開閉の制御と２本のエアノズルの間の隙間において付着板を上下方向に移動させるための上下移動機構の制御とを少なくとも行う制御手段と、を備えることで、平行な２本のエアノズルの間の隙間に、保持部によって保持された付着板を進入させた後、付着板を上昇させる際にバルブを開き、付着板の一方の面、及び他方の面に対し噴射口から噴射したエアの風圧によって、非接触で付着板に付着した加工屑を剥ぎ取ることができる。したがって、付着板を破損させることが無い。
廃液処理装置の剥ぎ取り機構によって付着板から剥ぎ取った水分を含んだ加工屑を乾燥させた加工粉（例えば、シリコン粉）を回収する本発明に係る加工粉回収装置は、剥ぎ取り機構によって付着板から剥ぎ取った加工屑を乾燥させる乾燥機構を備え、乾燥機構は、剥ぎ取り機構によって剥ぎ取られた加工屑を載置し、水平方向に加工屑を移動させる搬送ベルトと、搬送ベルトによって搬送された加工粉を回収する回収ボックスと、搬送ベルトの上部を覆い搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥室と、を備え、乾燥室は、搬送ベルトの一方の端側に配設され加工屑を投入するための投入口と、剥ぎ取り機構のエアノズルから噴射され投入口から加工屑とともに乾燥室内に投入されたエアを排気するために搬送ベルトの他方の端側に配設される排気口と、を備えていることで、エアノズルが噴射したエアが乾燥室内を投入口から排気口に向かう方向に流れることによって搬送ベルトに載置した水分を含んだ加工屑を乾燥させ、乾燥した加工粉を回収することが可能となる。また、付着板から加工屑を剥ぎ取る際に使ったエアを、そのまま乾燥室内に投入して加工屑乾燥用のエアとして利用することにより加工屑の乾燥を早めることができ、また、乾燥用に別途のエアを乾燥室内に投入する必要が無くなり、エアの消費量を抑えることができたり、ヒータ乾燥に比べて加工粉回収装置の消費電力を抑えたりすることが可能となる。
加工屑生成装置（研削装置）、廃液処理装置、及び加工粉回収装置の構造の一例を示す断面図である。 付着板である陽極板、及び陰極板を収容した水槽、付着板を保持する保持部、並びに保持部を上下動させる上下移動機構の一例を示す斜視図である。 保持部により水槽から取り出された付着板から加工粉回収装置の乾燥室内に水分を含んだ加工屑をエアノズルによるエア噴射により剥ぎ落し、さらに、エアノズルが噴射したエアが乾燥室内を投入口から排気口に向かう方向に流れることで搬送ベルトに載置した水分を含んだ加工屑を乾燥させた加工粉を回収する状態を説明する断面図である。
図１に示す本発明に係る廃液処理装置１は、加工屑生成装置の一例である研削装置４において加工液（例えば、純水）が供給されつつ固体の被加工物８０が研削砥石４０４４で削られて排出される被加工物８０の加工屑８０９を含んだ廃液９０から、水分を多く含んだ加工屑８０９を取り除く装置である。廃液処理装置１は研削装置４内に組み込まれていてもよいし、研削装置４とは別体となっていてもよい。
なお、廃液処理装置１は、回転する切削ブレードでシリコンウェーハ等を切削加工する切削装置が生み出す加工屑を含む廃液から加工屑を除去する装置であってもよい。
図１に示す研削装置４は、被加工物８０を保持する保持テーブル４１と、被加工物８０を回転する研削砥石４０４４で研削する研削手段４０とを少なくとも備えている。
本実施形態において固体の被加工物８０はシリコンウェーハであるが、円柱状のシリコンインゴット等であってもよい。
研削装置４の基台４９上に配設された保持テーブル４１は、例えば、ポーラス部材等からなり図示しない吸引源に連通する保持面（上面）を備えている。保持テーブル４１は、軸方向がＺ軸方向である回転軸を軸に回転可能であると共に、テーブル支持台４２によって支持されている。基台４９の上面に形成された開口４９０内に配設されているテーブル支持台４２は、電動アクチュエータ等の図示しないＸ軸移動手段によってＸ軸方向（紙面手前奥方向）に往復移動可能となっている。
保持テーブル４１の移動経路両脇には、箱状のウォーターケース４８が配設されている。ウォーターケース４８は、テーブル支持台４２の左右２箇所の位置に図示しているが、図１中紙面手前奥方向にも形成されており、平面視では矩形の箱状に形成され、一体となる桶部４８４を有している。即ち、ウォーターケース４８は、保持テーブル４１をＸ軸方向に往復移動させるために、箱状の部材の底板４８０の中央部に矩形状の開口部４８１を設けており、底板４８０、内側壁４８２及び外側壁４８３により構成されて加工液を受け止める桶部４８４と、底板４８０に貫通形成された排液口４８５とから構成される。排液口４８５には、ウォーターケース４８の外部に延びる給液管４８５５の一端が接続されている。ウォーターケース４８は、被加工物８０が削られて排出される加工屑８０９を含み保持テーブル４１から流下する廃液９０を受け止めて、タンク１２へと送る。
研削手段４０は、軸方向が保持テーブル４１の保持面と直交するＺ軸方向（鉛直方向）である回転軸４００をモータ４０２で回転駆動し、回転軸４００の下端にマウント４０３を介して着脱可能に接続された研削ホイール４０４で被加工物８０を研削する。研削ホイール４０４は、円環状のホイール基台と、略直方体形状の外形を備えホイール基台の下面に複数環状に配設された研削砥石４０４４とを備えている。
そして、研削手段４０は、Ｚ軸方向に上下動可能となっている。
例えば、回転軸４００内部には、加工液供給源に連通し加工液の通り道となる図示しない流路が、回転軸４００の軸方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられており、該流路は、ホイール基台の底面において研削砥石４０４４に向かって加工液を噴出可能に開口している。なお、被加工物８０を研削する位置まで降下した状態の研削手段４０の研削ホイール４０４に隣接する位置に加工液ノズルが配設されており、該加工液ノズルから研削砥石４０４４と被加工物８０との接触部位に噴射された加工液が直接供給されるものとしてもよい。
図１に示す廃液処理装置１は、廃液９０を貯める水槽２と、水槽２から水分を多く含んだ加工屑８０９を取り出す取り出し手段３と、取り出し手段３の保持部３５に保持された付着板３１（陽極板３１）から水分を含んだ加工屑８０９を剥ぎ取る剥ぎ取り機構１６と、を少なくとも備えている。
ウォーターケース４８の排液口４８５より低い位置には、例えば、廃液９０を収容するタンク１２が配設されており、タンク１２は、給液管４８５５の他端が接続された供給口１２０を備えている。タンク１２は、タンク１２内から被加工物８０の加工屑８０９を含む廃液９０を汲み上げて水槽２へと送出する送出ポンプ１２１を備えており、送出ポンプ１２１は送出管１２１１を介して水槽２の流入口２０に向けて廃液９０を送出する。
略直方体の箱状の水槽２は、例えば、合成樹脂等の絶縁部材によって形成されており、平面視矩形の底板２１と、底板２１の外周から一体的に＋Ｚ方向に立ち上がる４枚の側壁とからなり、底板２１と各側壁とで囲まれた空間に被加工物８０の加工屑８０９を含む廃液９０を溜めることができる。図１、２でＸ軸方向において対向する２枚の側壁を側壁２２０として、Ｙ軸方向において対向する２枚の側壁を側壁２２１とする。
また、水槽２の上部には、廃液９０が溢れることを防止する図示しないオーバーフロー管が設けられている。オーバーフロー管は、タンク１２に連通しており、水槽２から溢れようとした廃液９０を再びタンク１２に導く。
水槽２内の廃液９０から水分を含む加工屑８０９を取り出す図１、２に示す取り出し手段３は、例えば、水槽２に配設しマイナスに帯電させる陰極板３０（図２には不図示）と、陰極板３０に対面させ水槽２から抜き差し可能としプラスに帯電させ水分を含む加工屑８０９を吸着させる陽極板である付着板３１と、付着板３１を保持する保持部３５と、保持部３５を上下移動させる上下移動機構３２とを備えている。
付着板３１は、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形に形成されている。例えば、付着板３１は、銅、銀、白金、又は金などの材料で構成することができ、本実施形態ではＳＵＳを適用している。加工屑８０９は、付着板３１のＹ軸方向の側面である一方の面と、一方の面の反対の側面である他方の面とに主に付着する。
例えば、図１、２に示す水槽２のＸ軸方向において対向する二枚の側壁２２０の内側面には、図示しない複数の支持溝が形成されており、付着板３１は、Ｘ軸方向に所定間隔を空けて該支持溝に挿入された状態で、水槽２内に配設されている。即ち、複数の付着板３１は、その両側面が水槽２の長手方向（Ｙ軸方向）と直交し水槽２の幅方向（Ｘ軸方向）と平行な状態で、互いに間隔を空けて配置されている。付着板３１の上端面には、例えば、幅方向（Ｘ軸方向）の中央部から互いに間隔を空けて上方に突出した二つの被係合部３１０が設けられている。被係合部３１０は、矩形板状に形成され、中央にＸ軸方向に貫通した被係合孔３１０２が設けられている。被係合孔３１０２には、図１，２に示す保持部３５の係合ピン３５２３が進入して係合する。
図１に示す陰極板３０は、互いに隣り合う付着板３１の間に設けられている。即ち、陰極板３０は、付着板３１にＹ軸方向において対向して、付着板３１と離間して交互に複数配設されており、付着板３１と平行な状態になっている。
陰極板３０は、例えば、図１に示すように、側面視矩形環状の筐体３３０により支持されており、筐体３３０には排出部３３１が形成されている。排出部３３１は、例えば、加工屑８０９が除去され筐体３３０内に流入した浄水９２を図示しない浄水貯水タンクへと送給する配管である。そして、陰極板３０は筐体３３０の両側開口面を塞ぐように互いに間隔をあけて平行をなすように配設されている。
陰極板３０は、付着板３１と同様に、電気化学的に貴となる材料で構成され、平面形状が矩形の平板状に形成されている。例えば、陰極板３０は、銅、銀、白金、又は金等の材料で構成することができる。本実施形態では、ＳＵＳを適用している。陰極板３０は、例えば網目を備える板状に形成されており、網目で加工屑８０９を引っ掛けること無く、マイナスに帯電されることで加工屑８０９に対して斥力を発生させる。即ち、陰極板３０は、マイナスに帯電されることで、廃液９０の液体としての浄水９２のみの通過を許容し、マイナスに帯電した加工屑８０９との間に斥力を生じて、加工屑８０９の通過を規制する。これによって、筐体３３０と陰極板３０とは、陰極板３０を通過した浄水９２が存在する領域を内側に形成し、陰極板３０が加工屑８０９との間に斥力を生じることで、浄水９２が存在する領域を水槽２内の廃液９０から区画する。
なお、陰極板３０の形状等は本実施形態に限定されるものではない。
各陰極板３０及び各付着板３１の下端と水槽２の底板２１との間には所定幅の隙間が設けられており、水槽２に流入した廃液９０は、該隙間を通り陰極板３０と付着板３１との間を上昇していく。
本実施形態において、付着板３１と陰極板３０との間には直流電圧が印加される。すなわち、付着板３１に図示しない直流電源のプラス（＋）側が接続されて廃液９０中でプラスに帯電され、廃液９０中でマイナスに帯電したシリコン屑である加工屑８０９を吸着する。一方、陰極板３０に図示しない直流電源のマイナス（−）側が接続されて廃液９０中でマイナスに帯電される。この結果、付着板３１と陰極板３０との間には電界が形成される。そして、廃液９０に混入されてマイナス（−）に帯電されている加工屑８０９は、電気泳動によって、マイナス（−）に帯電された陰極板３０から反発し、プラス（＋）に帯電された付着板３１に吸着される。
図１、２に示す付着板３１の上部を保持した保持部３５を上下動させて水槽２から付着板３１を抜き出す、又は付着板３１を水槽２に差し込みする上下移動機構３２は、Ｙ軸方向移動手段３４によって、水槽２の上方を水平にＹ軸方向に往復移動可能となっている。図２に詳しく示すＹ軸方向移動手段３４は、水槽２の長手方向（Ｙ軸方向）と平行に設けられた水平ボールネジ３４０と、水平ボールネジ３４０を回転駆動するモータ３４３と、Ｙ軸方向に延在する一対の水平移動用のガイドレール３４１と、内部のナットが水平ボールネジ３４０に螺合し両端下面がガイドレール３４１に摺接する可動部材３４２と、を備えている。そして、モータ３４３の駆動により水平ボールネジ３４０が回動することにより可動部材３４２に固定された上下移動機構３２がガイドレール３４１にガイドされてＹ軸方向に移動する構成となっている。水平ボールネジ３４０及びガイドレール３４１は、水槽２の上方から本発明に係る加工粉回収装置６の上方にわたる長さを有しており、上下移動機構３２及び保持部３５をＹ軸方向に移動させることにより、保持部３５が保持した付着板３１を水槽２から加工粉回収装置６の上方に移動させることができる。
なお、図２においては加工粉回収装置６を簡略化して示している。
図２に詳しく示す上下移動機構３２は、可動部材３４２に上端が固定された鉛直板３２９と、水槽２の深さ方向（Ｚ軸方向）と平行に鉛直板３２９の側面に設けられた鉛直ボールネジ３２１と、鉛直ボールネジ３２１を回転駆動するモータ３２３と、Ｚ軸方向に延在する一対のガイドレール３２２と、を備えている。そして、保持部３５は、内部のナットが鉛直ボールネジ３２１に螺合し側面がガイドレール３２２に摺接する。モータの駆動により鉛直ボールネジ３２１が回動することにより保持部３５がガイドレール３２２にガイドされてＺ軸方向に移動する構成となっている。
付着板３１を保持する保持部３５は、例えば、内部のナットが鉛直ボールネジ３２１に螺合し付着板３１の幅方向に延在する板状部材３５０と、板状部材３５０の下面に配設された一対のチャックシリンダ３５２とを備えている。一対のチャックシリンダ３５２は、水槽２の幅方向（Ｘ軸方向）に互いに間隔をあけて配設されている。一対のチャックシリンダ３５２は、板状部材３５０に取り付けられたシリンダ本体３５２２と、シリンダ本体３５２２から水槽２の幅方向（Ｘ軸方向）に突没自在に設けられた係合ピン３５２３とを備えている。一対のチャックシリンダ３５２は、例えば、シリンダ本体３５２２から突出する係合ピン３５２３がＸ軸方向において互いに近づく状態となっている。各係合ピン３５２３は、下降する保持部３５が付着板３１の上方に位置付けられた状態でシリンダ本体３５２２から互いに接近するように突出すると、付着板３１の各被係合部３１０の被係合孔３１０２にそれぞれ挿入される。これによって、保持部３５が付着板３１を保持した状態になる。
保持部３５に保持された付着板３１から水分を含んだ加工屑８０９を剥ぎ取る図３に詳しく示す剥ぎ取り機構１６は、水平方向（Ｘ軸方向）に平行に隙間を開けて２本延在し互いが向かい合うように形成された噴射口１６００を備える２本のエアノズル１６０と、２本のエアノズル１６０とエア源１６９とを連通する配管１６７に配設されるバルブ１６８と、バルブ１６８の開閉の制御と２本のエアノズル１６０の間の隙間において保持部３５に保持された付着板３１を上下方向に移動させるための上下移動機構３２の制御とを少なくとも行う制御手段１６６と、を備えている。
図３に示すエアノズル１６０は、例えば、後述する加工粉回収装置６の乾燥室６５の投入口６５０に一体的に接続された有天箱状のケーシング１６２の内側面に固定されている。ケーシング１６２の天井には、付着板３１をケーシング１６２内に進入させるための進入口１６２２が貫通形成されている。ケーシング１６２の内部空間は、乾燥室６５の投入口６５０に連通している。
例えば、ケーシング１６２の内側面の上側の領域に固定された２本のエアノズル１６０は、エア１６０９を例えば斜め下方内側に向かって噴射可能な噴射口１６００を複数長手方向（Ｘ軸方向）に整列して備えている。なお、噴射口１６００は、噴射したエア１６０９による付着板３１からの加工屑８０９の剥ぎ取りを最適化できるように形状、サイズ、及び噴射角度等が設定されている。例えば、エアノズル１６０の側面に一本連続的に延びる細幅のスリット状に噴射口１６００が形成されていてもよい。即ち、エアナイフとして機能するエアノズル１６０の噴射口１６００から斜め下方内側に向かって噴射されるエアは、Ｘ軸方向に延びるエアカーテンを形成する。
Ｙ軸方向において対向する２本のエアノズル１６０の隙間は、付着板３１がエアノズル１６０に接触せずに上下動可能な大きさとなっている。
２本のエアノズル１６０に継手等を介して一端側が連通する配管１６７の他端側は、コンプレッサー等からなるエア源１６９に接続されている。配管１６７内には、電流が流されることで配管１６７とエア源１６９との連通を開閉する例えばソレノイドバルブ等のバルブ１６８が配設されている。
制御手段１６６は、例えば制御プログラムに従って演算処理するＣＰＵ及びメモリ等の記憶素子等で構成されており、少なくとも上下移動機構３２、及びバルブ１６８に電気的に接続されている。例えば、制御手段１６６はバルブ１６８に対する通電を制御することで、バルブ１６８の開閉を制御する。制御手段１６６は、例えば、サーボアンプとして機能し、図２に示す上下移動機構３２のモータ３２３に対して動作信号を供給して、上下移動機構３２による保持部３５の上下移動動作、及び所定の高さへの位置づけ動作を制御する。
例えば、図１、２に示すようにＹ軸方向における水槽２に隣接する位置に、廃液処理装置１の剥ぎ取り機構１６によって付着板３１から剥ぎ取った水分を含んだ加工屑８０９を乾燥させた加工粉８０９１（図３参照）を回収する本発明に係る加工粉回収装置６が配設されている。
加工粉回収装置６は、例えば、剥ぎ取り機構１６によって付着板３１から剥ぎ取った加工屑８０９を乾燥させる乾燥機構６０を備えている。そして、乾燥機構６０は、剥ぎ取り機構１６によって剥ぎ取られた加工屑８０９を載置し、水平方向（Ｙ軸方向）に加工屑８０９を移動させる搬送ベルト６１と、搬送ベルト６１によって搬送された加工粉８０９１を回収する回収ボックス６３と、搬送ベルト６１の上部を覆い搬送ベルト６１の延在方向（Ｙ軸方向）に延在する乾燥室６５と、を備えている。
乾燥室６５は、搬送ベルト６１の一方の端側（−Ｙ方向側）に配設され加工屑８０９を投入するための投入口６５０と、剥ぎ取り機構１６の２本のエアノズル１６０から噴射され投入口６５０から加工屑８０９とともに乾燥室６５内に投入されたエアを排気するために搬送ベルト６１の他方の端側（＋Ｙ方向側）に配設される排気口６５１と、を備えている。
乾燥室６５は、例えば、平面視略直方体状の外形を備えており、矩形の底板６５３と、底板６５３の外周から一体的に＋Ｚ方向に立ち上がる４枚の側壁と、側壁の上端に連結され搬送ベルト６１の上面に対面する天板６５４とで構成されている。図３でＸ軸方向において対向する２枚の側壁（紙面奥側のみ図示）を側壁６５５１として、Ｙ軸方向において対向する２枚の側壁を側壁６５５２、側壁６５５３とする。乾燥室６５の内部の搬送ベルト６１上方は、加工屑８０９の搬送方向にエアを流す通気路６５９となっている。
天板６５４の一方の端側（−Ｙ方向側）には、加工屑８０９を搬送ベルト６１に投下する投入口６５０が厚み方向に貫通形成されている。また、投入口６５０には、エアノズル１６０が取り付けられたケーシング１６２が一体的に接続されている。
例えば、本実施形態のように、図３に示す投入口６５０の上方には、投入口６５０を開閉可能でＹ軸方向にスライド移動可能なスライド扉６５０３が配設されていてもよい。また、例えば、投入口６５０の下方には、剥ぎ取られ落下した水分を含む加工屑８０９を搬送ベルト６１上にガイドするように搬送ベルト６１に対して傾けられてガイド板６５０５が配設されている。
本実施形態において、投入口６５０は、乾燥室６５の一方の端側（−Ｙ方向側）にエアを吸気する吸気口としての役割も果す。
例えば、天板６５４の下面には、複数の凸部６５４２が形成されていてもよい。凸部６５４２は、図３に示すように例えば半球体状の外形を備えているが、これに限定されず、円柱状や角柱状の外形を備えていてもよい。凸部６５４２は、例えば、天板６５４の下面にＸ軸方向及びＹ軸方向に所定の等間隔を空けて複数配設されているが、天板６５４の下面にランダムに複数配設されていてもよい。また、凸部６５４２が円柱状や角柱状の外形の場合には、Ｘ軸方向に延在させＹ軸方向に所定の等間隔を空けて複数配設させてもよい。
乾燥室６５内の通気路６５９を搬送方向に流れるエアは、天板６５４の下面の凸部６５４２に衝突することで乱気流となる。即ち、不規則なエアの渦が搬送ベルト６１上で発生すると共に、搬送方向にエアが流れていく。その結果、搬送ベルト６１上の水分を含む加工屑８０９に乱気流が噴き付けられることで、加工屑８０９の水分がより蒸発しやすくなる。なお、凸部６５４２は天板６５４の下面に形成されていなくてもよい。
搬送ベルト６１は、例えば、側壁６５５１に固定されたベルトモータ６１２により回動可能となっている。ベルトモータ６１２のシャフトには、主動ローラ６１３が取り付けられており、主動ローラ６１３には無端の搬送ベルト６１が巻回されている。側壁６５５１の内側面においてベルトモータ６１２から所定距離だけ＋Ｙ方向に離した位置には従動ローラ６１４が取り付けられており、搬送ベルト６１は、この従動ローラ６１４にも巻回されている。ベルトモータ６１２が主動ローラ６１３を回転駆動することで、主動ローラ６１３及び従動ローラ６１４の回転に伴って搬送ベルト６１が回動する。
乾燥室６５内には、例えば、搬送ベルト６１の上に載置された水分を含む加工屑８０９を搬送ベルト６１の上で所定の厚みに引き延ばす厚み調整手段６６が配設されている。本実施形態における厚み調整手段６６は、例えば、搬送ベルト６１の加工屑８０９が投下される位置の近傍において搬送ベルト６１を上下方向から挟み込むように配設され、搬送ベルト６１から受ける摩擦力により回転する一対の挟み込みローラである。該一対の挟み込みローラのＸ軸方向の各両端は、例えば、Ｘ軸方向において対向する各側壁６５５１に固定されている。該一対の挟み込みローラは、例えば、搬送ベルト６１の幅以上の長さでＸ軸方向に延在している。なお、厚み調整手段６６は、搬送ベルト６１の上方に配設されたスキージ等であってもよい。
天板６５４の他方の端側（＋Ｙ方向側）には、乾燥室６５外にエアを排気する排気口６５１が貫通形成されている。
排気口６５１には、排気管６７１を介してブロアファン６７２の吸い込み口が連通している。ブロアファン６７２の吐出口には、配管６７３の一端が接続されている。本実施形態においては、例えば、配管６７３の他端にはブロアファン６７２による排気の流量を２つに分割し流量調整が可能である分割部６７４が接続されている。分割部６７４は、例えば、分流三方調節弁であるが、三方管を用いて、かつ、工場設備側配管６７５と導入管６７６との配管径で排気が所定の流量にそれぞれ分割されるようにしてもよい。
分割部６７４には、吸引手段を備える工場設備の排気装置６９に連通する工場設備側配管６７５と、分割部６７４で分割された一方の流量の排気を乾燥室６５内に戻し入れるための導入管６７６の一端とが接続されている。例えば、天板６５４の投入口６５０と排気口６５１との間となる位置には、戻し入口６５４８が形成されており、導入管６７６の他端が接続されている。
なお、加工粉回収装置６は、乾燥室６５から排気したエアを戻し入れない構成となっていてもよい。
底板６５３の他方の端側（＋Ｙ方向側）には、粉排出口６５８が厚み方向に貫通形成されており、搬送ベルト６１は乾燥後の加工粉８０９１を該粉排出口６５８に向かって落下させる。粉排出口６５８の下方には、バネヒンジ等によって支持され加工粉８０９１の重みによって開閉可能な開閉扉６５８１が配設されている。
乾燥室６５の他方の端（＋Ｙ方向側の端）の下方には、回収ボックス６３が配設されている。回収ボックス６３は、乾燥室６５の粉排出口６５８の直下において開口している。回収ボックス６３の上部側には、例えば、図示しないセンサ（例えば、透過型光センサ）が配設されている。粉排出口６５８から乾燥した加工粉８０９１が回収ボックス６３内に落とされていき、回収ボックス６３内に加工粉８０９１が所定高さまで溜まると、該センサによって回収ボックス６３を交換すべき旨の発報がなされる。なお、回収ボックス６３は、重量センサを備えていてもよいし、上記のようなセンサを備えていなくてもよい。
以下に、加工液を供給しつつ図１に示す固体の被加工物８０が研削砥石４０４４で削られることで排出される被加工物８０の加工屑８０９を含んだ廃液９０から、水分を含んだ加工屑８０９を取り除き、取り除いた加工屑８０９を乾燥させ加工粉８０９１とする場合の、廃液処理装置１及び加工粉回収装置６の動作について説明する。
まず、被加工物８０が保持テーブル４１の保持面で吸引保持された後、テーブル支持台４２が駆動して保持テーブル４１上の被加工物８０が研削砥石４０４４と対向する研削位置で位置決めされる。そして、研削ホイール４０４が回転し、研削手段４０が降下していき、回転する研削砥石４０４４が被加工物８０の上面に当接することで研削が行われる。また、保持テーブル４１が所定速度で回転することで被加工物８０も回転するので、研削砥石４０４４が被加工物８０の上面全面の研削加工を行う。研削中は、研削砥石４０４４と被加工物８０の上面との接触部位に加工液（例えば、純水）が供給され、接触部位が冷却・洗浄される。
この研削加工によって被加工物８０が研削されて微細な被加工物８０の加工屑８０９が形成されると共に、加工屑８０９が加工液に混入して加工屑８０９を含む廃液９０が生成される。該廃液９０は、開口４９０を介してウォーターケース４８に流れ込んだ後、給液管４８５５、タンク１２、及び送出管１２１１を経て水槽２に流入して溜められる。
このように廃液９０が水槽２に貯液された状態において、廃液９０に付着板３１及び陰極板３０を着液させ、付着板３１に図示しない直流電源のプラス（＋）を通電する一方、陰極板３０に直流電源のマイナス（−）を通電する。この結果、付着板３１と陰極板３０との間には電界が形成される。そして、廃液９０に混入されてマイナス（−）に帯電されている加工屑８０９は、マイナス（−）に帯電された陰極板３０から反発し、プラス（＋）に帯電された付着板３１の主に両側面に吸着される。
付着板３１に加工屑８０９が吸着されたことにより加工屑８０９がおおまかに除去された浄水９２は、排出部３３１よって取水されて図示しない浄水貯水タンクへ送給される。
一定量の加工屑８０９を付着板３１が吸着した後、図１に示すＹ軸方向移動手段３４が上下移動機構３２及び保持部３５を狙いの一枚の付着板３１の上方に位置付ける。次いで、保持部３５が降下して付着板３１を保持し、付着板３１を水槽２内の廃液９０から引き上げる。そして、Ｙ軸方向移動手段３４が、付着板３１を保持した保持部３５を剥ぎ取り機構１６のケーシング１６２の進入口１６２２の上方まで移動させる。
次いで、図３に示す制御手段１６６による上下移動機構３２の制御の下で、上下移動機構３２によって付着板３１を保持した保持部３５が降下されて、付着板３１が進入口１６２２からケーシング１６２内に進入して、例えば、付着板３１の加工屑８０９が付着している部分全体がケーシング１６２内の２本のエアノズル１６０の噴射口１６００よりも下方の位置になるように位置づけされ、付着板３１の下降が停止される。即ち、平行な２本のエアノズル１６０の間の隙間に付着板３１が位置づけられる。
その後、制御手段１６６による上下移動機構３２の制御の下で、上下移動機構３２によって付着板３１を保持した保持部３５が所定の速度で上昇するとともに、制御手段１６６からバルブ１６８に通電がなされて、バルブ１６８が開状態になる。そして、エア源１６９から送出された圧縮エアが、配管１６７を通り２本のエアノズル１６０の噴射口１６００から斜め下方内側に向かって噴出してエアカーテンを形成し、付着板３１の−Ｙ方向側の一方の側面及び＋Ｙ方向側の他方の側面に噴き付けられる。そして該エアの風圧によって上昇する付着板３１の両側面に付着している加工屑８０９が下方に向かって非接触で押し流されていき、付着板３１から剥ぎ落されて投入口６５０から乾燥室６５内にエアとともに投入される。
上記２本のエアノズル１６０により形成されるエアカーテンを、上昇する付着板３１が通過しきると、付着板３１の両側面全面から加工屑８０９が剥ぎ落された状態になる。このように、本発明に係る廃液処理装置１は、エアの風圧により非接触で付着板３１から加工屑８０９を剥ぎ取ることができるので、付着板３１を破損させることが無い。
なお、１枚の付着板３１に付着した加工屑８０９のエアの風圧による剥ぎ落しは、上記制御手段１６６による上下移動機構３２及びバルブ１６８の制御によって、繰り返し行われてもよい。
加工屑８０９が剥ぎ取られた付着板３１は、ケーシング１６２から上下移動機構３２によって搬出され、例えば、Ｙ軸方向移動手段３４によって再び水槽２へと運ばれて、水槽２内の元の場所に戻される。
エアと共に加工屑８０９は、例えば塊となって投入口６５０からボックス内部のガイド板６５０５に落下して、さらに、搬送ベルト６１上へと移動する。
そして、ベルトモータ６１２、主動ローラ６１３、及び従動ローラ６１４により搬送ベルト６１を回動させて水分を含んだ加工屑８０９を−Ｙ方向側から＋Ｙ方向側に搬送する。図３に示すように、搬送ベルト６１の上方には厚み調整手段６６が配設されているため、搬送ベルト６１上の水分を含んだ加工屑８０９は、厚み調整手段６６の下方を通過することで、搬送ベルト６１上で所定の厚み（例えば、１ｍｍ〜２ｍｍ）に引き延ばされる。
上記搬送ベルト６１による水分を多く含んだ加工屑８０９の搬送が行われると共に、２本のエアノズル１６０から噴射されケーシング１６２を通り投入口６５０から乾燥室６５内に至ったエアが、さらに、通気路６５９を加工屑８０９の搬送方向（−Ｙ方向から＋Ｙ方向）に流れる。その結果、搬送ベルト６１上の加工屑８０９の水分が蒸発し、加工屑８０９が乾燥する。また、乾燥室６５外に配設されたブロアファン６７２が駆動し、乾燥室６５内の通気路６５９を−Ｙ方向から＋Ｙ方向へ流れるエアを排気口６５１から吸引していく。
ブロアファン６７２の風量は、例えば１０ｍ３／分に設定される。そして、乾燥室６５内から吸気されブロアファン６７２の吐出口から配管６７３に吐出された排気は、分割部６７４で工場設備の排気装置６９側へと流される他方の流量（例えば、風量５ｍ３／分）の排気と、乾燥室６５内に戻される一方の流量（例えば、風量５ｍ３／分）の排気１６０８との２つに分割される。なお、排気は、ブロアファン６７２の図示しないモータが発生する熱を吸収するため、ブロアファン６７２内で５度〜６度その温度が上昇する。そして、温度が上昇した一方の排気１６０８が、導入管６７６及び戻し入口６５４８を介して乾燥室６５内に戻されて＋Ｙ方向へ流れていき、加工屑８０９に含まれる水分を効率的に蒸発させていく。なお、一方の排気１６０８の流量と工場設備の排気装置６９側へ流される排気の流量との比は上記のように１：１に限定されるものではない。
上記のように水分を含んだ加工屑８０９から水分が除去されることで、搬送ベルト６１上には乾燥した加工粉８０９１のみが残存する。搬送ベルト６１上の乾燥した加工粉８０９１は、従動ローラ６１４を超えて搬送されると、回収ボックス６３に向かって落下する。乾燥した加工粉８０９１の重みにより、開閉扉６５８１が開き、回収ボックス６３に水分が除去された加工粉８０９１が回収される。
上記のように、廃液処理装置１の剥ぎ取り機構１６によって付着板３１から剥ぎ取った水分を含んだ加工屑８０９を乾燥させた加工粉８０９１（本実施形態においては、シリコン粉）を回収する本発明に係る加工粉回収装置６は、剥ぎ取り機構１６によって付着板３１から剥ぎ取った加工屑８０９を乾燥させる乾燥機構６０を備え、乾燥機構６０は、剥ぎ取り機構１６によって剥ぎ取られた加工屑８０９を載置し、水平方向（Ｙ軸方向）に加工屑８０９を移動させる搬送ベルト６１と、搬送ベルト６１によって搬送された加工粉８０９１を回収する回収ボックス６３と、搬送ベルト６１の上部を覆い搬送ベルト６１の延在方向に延在する乾燥室６５と、を備え、乾燥室６５は、搬送ベルト６１の一方の端側に配設され加工屑８０９を投入するための投入口６５０と、剥ぎ取り機構１６のエアノズル１６０から噴射され投入口６５０から加工屑８０９とともに乾燥室６５内に投入されたエアを排気するために搬送ベルト６１の他方の端側に配設される排気口６５１と、を備えていることで、エアノズル１６０が噴射したエアが乾燥室６５内を投入口６５０から排気口６５１に向かう方向に流れることによって搬送ベルト６１に載置した水分を含んだ加工屑８０９を乾燥させ、乾燥した加工粉８０９１を回収することが可能となる。また、付着板３１から加工屑８０９を剥ぎ取る際に使ったエアを、そのまま乾燥室６５内に投入して加工屑乾燥用のエアとして利用することにより加工屑８０９の乾燥を早めることができ、また、乾燥用に別途のエアを乾燥室６５内に投入する必要が無くなり、エアの消費量を抑えることができたり、ヒータ乾燥に比べて加工粉回収装置６の消費電力を抑えたりすることが可能となる。
本発明に係る廃液処理装置１及び加工粉回収装置６は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。また、添付図面に図示されている廃液処理装置１及び加工粉回収装置６の各構成要素の形状等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
８０：被加工物 ８０９：加工屑 ８０９１：加工粉
４：研削装置 ４９：基台 ４０：研削手段 ４１：保持テーブル ４２：テーブル支持台 ４８：ウォーターケース
１２：タンク １２１：送出ポンプ
１：廃液処理装置 ２：水槽
３：取り出し手段 ３０：陰極板 ３３０：筐体 ３３１：排出部
３１：付着板（陽極板） ３１０：被係合部 ３１０２：被係合孔
３２：上下移動機構 ３２１：鉛直ボールネジ ３２３：モータ
３４：Ｙ軸方向移動手段 ３４０：水平ボールネジ ３４２：可動部材
３５：保持部 ３５２：一対のチャックシリンダ ３５２３：係合ピン
１６：剥ぎ取り機構 １６０：エアノズル １６００：噴射口 １６２：ケーシング
１６８：バルブ １６６：制御手段 １６９：エア源 １６７：配管
１６２：ケーシング １６２２：進入口
６：加工粉回収装置 ６０：乾燥機構 ６１：搬送ベルト ６１２：ベルトモータ ６６：厚み調整手段
６３：回収ボックス
６５：乾燥室 ６５４：天板 ６５４２：凸部 ６５４８：戻し入口 ６５０：投入口 ６５０３：スライド扉 ６５１：排気口 ６５３：底板 ６５８：粉排出口 ６５９：通気路
６７２：ブロアファン ６７４：分割部

Claims (2)

  1. 加工液と砥粒とを用いて被加工物を削った際に排出される加工屑を含んだ廃液を水槽に溜め、該水槽に溜めた該廃液内に付着板を水没させ、該加工屑を付着させた該付着板を該水槽から取り出す事によって該廃液から該加工屑を取り除く廃液処理装置であって、
    該付着板を保持する保持部と、該保持部を上下移動させる上下移動機構と、該保持部に保持された該付着板から水分を含んだ該加工屑を剥ぎ取る剥ぎ取り機構とを備え、
    該剥ぎ取り機構は、水平方向に平行に隙間を開けて２本延在し互いが向かい合うように形成された噴射口を備える２本のエアノズルと、２本の該エアノズルとエア源とを連通する配管に配設されるバルブと、該バルブの開閉の制御と２本の該エアノズルの間の該隙間において該付着板を上下方向に移動させるための該上下移動機構の制御とを少なくとも行う制御手段と、を備え、
    平行な２本の該エアノズルの間の該隙間に、該保持部によって保持された該付着板を進入させた後、該付着板を上昇させる際に該バルブを開き、該付着板の一方の面、及び他方の面に対し該噴射口から噴射したエアの風圧によって、非接触で該付着板に付着した該加工屑を剥ぎ取ることを特徴とする廃液処理装置。
  2. 請求項１記載の廃液処理装置の、前記剥ぎ取り機構によって前記付着板から剥ぎ取った水分を含んだ前記加工屑を乾燥させた加工粉を回収する加工粉回収装置であって、
    該剥ぎ取り機構によって該付着板から剥ぎ取った該加工屑を乾燥させる乾燥機構を備え、
    該乾燥機構は、該剥ぎ取り機構によって剥ぎ取られた該加工屑を載置し、水平方向に該加工屑を移動させる搬送ベルトと、該搬送ベルトによって搬送された該加工粉を回収する回収ボックスと、該搬送ベルトの上部を覆い該搬送ベルトの延在方向に延在する乾燥室と、を備え、
    該乾燥室は、該搬送ベルトの一方の端側に配設され該加工屑を投入するための投入口と、該剥ぎ取り機構の前記エアノズルから噴射され該投入口から該加工屑とともに該乾燥室内に投入されたエアを排気するために該搬送ベルトの他方の端側に配設される排気口と、を備え、
    該エアノズルが噴射したエアが該乾燥室内を該投入口から該排気口に向かう方向に流れることによって該搬送ベルトに載置した水分を含んだ該加工屑を乾燥させた該加工粉を回収する加工粉回収装置。
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