JPH04156917A

JPH04156917A - 低級アルコールの回収法及び回収装置

Info

Publication number: JPH04156917A
Application number: JP2281329A
Authority: JP
Inventors: Kohei Ninomiya; 康平二宮; Masao Kikuchi; 政夫菊地; Masaru Umeda; 優梅田; Motojiyurou Yamatani; 山谷　元壽郎
Original assignee: Watanabe Shoko KK; Ube Industries Ltd
Current assignee: Watanabe Shoko KK; Ube Corp
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1992-05-29
Anticipated expiration: 2012-04-23
Also published as: JP2601941B2; US5138105A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、例えば、プリント配線板、半導体ウェハー
、電子部品などの精密電子部品、レンズ等の水洗浄後の
蒸気乾燥法における水分を含有する処理液の再生に有効
に適用される低級アルコールの回収法である。すなわち
、この発明は、概略、湿潤している精密電子部品を低級
アルコール蒸気で乾燥するための蒸気処理槽内に生成し
た？水分をかなり含有する凝縮処理液及び／又は低級ア
ルコール液からなる処理液ｊを、蒸発器と分＃膜モジュ
ールとへ順次供給することによって、混合蒸気を発生さ
せ次いでその混合蒸気から水分を膜分離し除去して、高
い純度の低級アルコールを分離・回収する方法、ならび
に、その蒸気処理槽におけるｒ水分を含有する処理液Ｊ
から高い純度の低級アルコールを回収することができる
低級アルコールの回収装置に係わるものである。

〔従来技術の説明〕

従来、イソプロパツールなどの溶媒を加熱して発生させ
た高温の溶媒痕気中に、湿潤した被乾燥物を配置し、そ
の溶媒Ｉ気のみで被乾燥物を乾燥する蒸気乾燥法は、特
開昭５６−１６８０７２号公報などによって知られてお
り、また、その関係の装置は特開昭５８−２０７６３８
号公報などによって知られている。

また、その蒸気乾燥用の装置としては、低級アルコール
などの処理液の蒸気発生部と、処理用空間と処理済後の
水分含有処理液の捕集部とが設けられている処理装置で
あって、上記捕集部における水分含有処理液を再生する
ために、水分除去手段と蒸留手段とを有する精製手段が
設けられており、そして、精製された処理液を上記蒸気
発生部へ導入可能にした蒸気乾燥装置が、特開昭６２−
１０６６３０号公報に開示されており、そして、その公
知文献には、その蒸気乾燥装置を使用して、半導体ウェ
ハーなどの蒸気乾燥によって発生した水分を含有する処
理液を水分除去手段と蒸留手段との精製手段によって再
生して、再生された処理液を蒸気発生部へ循環使用する
ことが、開示されている。

しかし、前記の公知の蒸気乾燥装置では、水分含有処理
液の水分除去手段が具体的に開示されておらず、水分含
有処理液から水分を除去する手段としては乾燥剤などの
使用が考えられるが、その処理能力には限界があり、ま
た、その場合に乾燥剤の再生が必要である。

また、前記の公知の蒸気乾燥装置では、蒸気処理槽の底
部に溜められている低級アルコールなどの処理液がしだ
いに水分濃度を増して、最絆的には、水分を高い割合で
含有するために、被乾燥物の版気乾燥が効果的に可能で
ある高い濃度の低級アルコール蒸気を発生させることが
できなくなるという問題があったので、新しい高純度の
低級アルコールをたえず補給し、水分濃度の高くなった
処理液を抜き出す必要があったが、その排出液の再生法
としでは経済的で効果的な方法が知られていなかったの
である。

〔解決すべき問題点］この発明は、蒸気乾燥法において、蒸気処理槽で凝縮さ
れた凝縮処理液などから水分を低エネルギー及び高い除
去率で除去して水分の除去された高純度の低級アルコー
ル液を容易に生成することができ、必要であれば、その
再生された低級アルコール液を蒸気乾燥用の１気処理槽
へ循環して使用することができる、低級アルコールの回
収法、並びに、その低級アルコールの回収装置を捉供す
ることを目的としている。

〔問題点を解決する手段〕

この出願の第１の発明は、（Ａ）蒸気処理槽内で、低級アルコール蒸気を、湿潤し
ている被乾燥物と接触させて蒸気乾燥する際に生成した
水分を含有する凝縮処理液及び／又は低級アルコール液
からなる処理液を藤発器へ供給し、混合蒸気を発生させ
、（Ｂ）　該混合薄気を、耐熱性ポリマー製のガス分離膜
を内蔵する分離膜モジニールへ供給し、（Ｃ）該分＃膜
モジュールにおいて、前記混合蒸気を前記ガス分離膜と
接触させて、ガス分＃膜の透過側から高い水分含有率の
透過蒸気を排出すると共に、ガス分＊膜の供給側から水
分含有率が減少されていると共に低級アルコール含有率
が高められた未透過茶気を取り出し、（＋１）その未透過蒸気を冷却して液化し、水分の除去
された高い純度の低級アルコール液となすことを特徴と
する低級アルコールの回収法に関する。

また、第２の発明は、（ａ）低級アルコール蒸気を発生させ、その蒸気を湿潤
している被乾燥物と接触させ、被乾燥物を蒸気乾燥する
蒸気処理槽、６）該蒸気処理槽内から、水分を含有する凝縮処理液及
び／又は低級アルコール液からなる処理液を蒸気処理槽
から抜き出して黄発器へ供給する手段、及び、前記水分
含有処理液を加熱して混合蒸気を発生させる蒸発器、（Ｃ）　　前記混合蒸気から水蒸気を分離し除去するた
めの耐熱性ポリマー製のガス分離膜を内蔵する分離膜モ
ジュール、（ｄ）　　分離膜モジュール内のガス分離膜の混合蒸気
供給側から未透過蒸気を取り出し冷却装置へ供給する手
段、および、未透過蒸気を冷却して高い純度の低級アル
コール液となすための冷却装置、および、（ｅ）　　前記分離膜モジュール内のガス分離膜の透過
側から高い水分含有率の透過蒸気を取り出し排出するた
めの手段からなることを特徴とする低級アルコールの回
収装置に関する。

以下、この出願の各発明について、図面も参考にして、
さらに詳しく説明する。

第１図は、この発明を実施する装置の一例の概略を示す
フロー図である。

この発明の回収法では、例えば、第１図に示すように、
凝縮処理液の捕集部２が内設されていて、ヒーター４を
設けた低級アルコールの液溜部５が底部に形成されてい
る「蒸気処理槽１１を使用して蒸気乾燥する際に、その
底部の液溜部５に溜められているｒ水分が含有されてい
る低級アルコール１及び／又は前記の補集部２に溜めら
れている「水分が多量に含有されている凝縮処理液１か
らなるｒ処理液１が使用される。

すなわち、前記蒸気処理槽ｌでは、第１図に示すように
、まず、蒸気処理槽１において、被乾燥物８を保持する
支持具９によって捕集部２の上方に配置された被乾燥物
８を低級アルコールの処理液の蒸気と接触させて蒸気乾
燥するのである。

この発明の回収法では、その蒸気乾燥の際に、被乾燥物
８の表面で凝縮して捕集部２に捕集されたｒ水分を含有
する凝縮処理液１と、処理液を溜めるための液溜部５の
１水分濃度の上がった低級アルコール液１の一部とを、
配管６及び７およびクーラーｌＯ経由で処理液タンク２
０に抜き出すのである。

なお、前記の蒸気乾燥においては、液溜部５の低級アル
コール液を抜き出しながら、低級アルコールタンク６０
からポンプ６２及び配管６１経由で新鮮な低級アルコー
ル（高純度）を補給して、蒸気処理槽内の低級アルコー
ル濃度（例えば、液溜部５の低級アルコール濃度を９０
重量％以上、特に９５重量％以上とする）を高いレベル
に維持するのである。

前記の補充される新しい低級アルコールは、水分が２重
置％以下、特に１重量％以下である高純度（特に９８重
量％以上、特に９９重量％以上）の低級アルコールであ
ることが好ましい。

前述のようにして処理液タンク２０に抜き出された各処
理液などの混合液をポンプ２２及び配管２１経由でｒｚ
発器３０１へ供給し、その蒸発器３０において処理液を
ヒーター３１で加熱して、低級アルコール肩気と水蒸気
とを主として含有するｒ混合蒸気１を発生させ、排出管
３２経由で、必要であれば該混合蒸気を過熱器４１へ送
り充分に過熱した後、充分に過熱されている混合蒸気を
配管４２経由でｒ耐熱性ポリマー製のガス分ＭＷ（蒸気
分離膜）を内蔵する分離膜モジュール４０Ｊへ供給する
のである。

前記の処理液タンク２０での処理液は、その低級アルコ
ール濃度を７５重量％以上、特に８０重量％以上に維持
することが、高い純度の低級アルコールを膜分離によっ
て得るために好ましい。

この発明の回収法では、混合蒸気を分離膜モジニール４
０へ供給した後、次いで、第１図に示すように、分ｊｌ
ｌ膜モジュール４０において、ガス分離膜の透過側を真
空ポンプ４６で充分に減圧した状態にしておき、前記混
合蒸気をガス分離膜の供給側で咳分Ｉ！ｌＷＪと接触さ
せて、ガス分［１の透過側から「水分を高濃度で含有す
る透過蒸気」を透過蕉気の取出管４３経由で排出すると
共に、一方該ガス分ＨＷｉの供給側から「水分が除去さ
れた未透過蒸気」を未透過遺気の取出管４７経由で取り
出しクーラー４８などの冷却装置で充分に冷却して液化
し「水分が除去された低級アルコール液ｊとなし、該低
級アルコール液タンク５０に受は入れるのである。

前述のようにして該タンク５０に回収された低級アルコ
ール液は、水分が宴質的に除去されておりかなり高い純
度を有するものであり、種々の工業的な用途に再使用す
ることができる。

前記の回収された低級アルコール液は、必要であれば、
ポンプ５２及び配管５１経由で前記の蒸気処理槽１の液
溜部５へ連続的又は断続的に送り戻して、前述の茶気乾
燥に再利用（循環使用）することもできる。

前記のガス分離膜は、水蒸気０１２０）のｒ透過速度（
ＰＨ２０）　Ｊが１．　ＯＸ　１０−’ｃｄ（ＳＴＰ）
　／ｃｄ　−ｓｅｃｃｔａＨｇ以上と充分に高い値を示
すと共に、水（Ｈ，Ｏ）と低級アルコール（ＲＯＨ）と
の混合蒸気から水蒸気を選択的に透過させることができ
るというガス分離性能を表示する「分離度（Ｐ　Ｈ２０
／　Ｐ　ＲＯ）ｌ　）が１００〜１００００、特に５０
０〜８０００程度であって、しかも、その分離膜の使用
温度が５０〜３００°Ｃ（特に８０〜２５０°Ｃの高温
度）の広い温度範囲であることが好ましく、例えば、芳
香族ポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリスルホンなど
の耐熱性ポリマーからなる非対称性ガス分離膜（極めて
薄い緻密層と支持層となる厚い多孔層とからなるガス分
Ｍ膜）、特に芳香族ポリイミド製の非対称性ガス分離中
空糸膜が好適である。

この発明の回収法において、前述の蒸発器３０で発生し
た混合蒸気を分離膜モジュール４０へ供給する際に、そ
の混合蒸気は、低級アルコール及び水の沸点のいずれよ
りも高い温度に過熱されていることが好ましく、また、
その混合蒸気の圧力は、１〜１０ｋｇ／ｃｄ程度である
ことが好ましい。

また、分離膜モジュールのガス分離膜の透過側は、５　
Ｑ　Ｑ　ｔｏｒｒ以下、特に２００　ｔｏｒｒ以下に減
圧されていることが好ましい。

この発明の回収法において、分離膜モジュール４０の未
透過蒸気（水分の除去された低級アルコール蒸気）をク
ーラー４８によって冷却して低級アルコール液となした
後にタンク５０に回収された高純度の低級アルコールを
、蒸気処理槽１の液溜部５へ供給する際の温度は、低級
アルコール及び水のいずれか一方の低い沸点より１０°
Ｃ以上低い温度、特に２０°Ｃ以上低い温度であること
が好ましく、低級アルコールがイソプロパツールである
場合には１０〜９０°Ｃ１とくに３０〜８０°Ｃ程度の
温度であることが好ましい。

また、分離膜モジニール４０の透過蒸気（水分を高い割
合で含有する蒸気）は、クーラー４４によって冷却され
てトラップ４５から抜き出して系外へ排出すればよい。

この発明の回収法において薄気乾燥において処理液とし
て使用する低級アルコールは、エタノール、ｎ−プロパ
ツール、イソプロパツール、ｎ−ブタノール、イソブタ
ノールなどの炭素数２〜４個を有する低級アルコールを
好適に挙げることができ、その中でもイソプロパツール
が最も好適である。

この発明の回収法に使用する回収装置は、概略、第１図
に示すように、（ａ）　蒸気処理槽１、（ｂ）蒸発器３
０、（Ｃ）分離膜モジニール４０、（ｄｌ冷却装置（ク
ーラー）４８、および、（ｅ）回収された低級アルコー
ル液のタンク５０を有している回収装置であればよい。

前記の蒸気処理槽１は、例えば、第１図に示すように、
被乾燥物８を保持して捕集部２の上方に移動させること
ができる保持具９を配置する手段が連設されていると共
に、凝縮処理液の捕集部２及び必要であれば側壁に冷却
管３が内設されていて、そして、藁発用低級アルコール
の液溜部５が底部に形成されておりその外側にヒーター
４が設けられていて、さらに、該蒸気処理槽ｌから凝縮
処理液等の処理液を取出すための配管６及び７とからな
っており、さらに、前記混合液を受は入れる処理液タン
ク２０、該処理液を該タンク２０から蒸発器３０へ供給
するためのポンプ２２および配管２１と連結しているこ
とが好ましい。

前記の蒸発器３０は、凝縮処理液と低級アルコール液と
からなる処理液を蒸発させて混合蒸気を発生させるため
のものであり、蒸発用のヒーター３１が設けてあり、発
生した混合蒸気用の排出管３２を備えていればよい。

前記の分離膜モジュール４０は、前記混合液の混合蒸気
から水蒸気をガス分離して除去するためのものであり、
前述のガス分離膜（中空糸膜など）を内蔵しており、ガ
ス分離膜の供給側から未透過蒸気を取り出すための取出
管４７と連結しており、さらに、必要であれば、そのガ
ス分離膜の透過側を減圧状態にするための真空ポンプ４
６と接続している透過蒸気の取出管４３と、透過蒸気を
冷却するためのクーラー４４と、その冷却液のトラップ
４５とを備えていて、水分を高い割合で含有する透過蒸
気の冷却液を排出することができるようになっていても
よい。

そして、この発明の回収装置は、分離膜モジュール４０
のガス分離膜の供給側から取出管４７経出で取り出され
る未透過蒸気を冷却して液化して低級アルコール液とす
るための冷却装置（クーラー４８）を備えており、そし
て、前記の低級アルコール液を受は入れるための低級ア
ルコール液タンク５０、さらに、該タンク５０がポンプ
５２と連結している。

この発明の回収法及び回収装置は、例えば、プリント配
線板、半導体ウェハー、電子部品、液晶基板などの精密
電子部品、レンズなどの水洗浄後のｒ低級アルコールに
よる蒸気乾燥１において生成するｒ水分を含有する処理
液」からｒ高純度の低級アルコール１を回収する際に有
効に適用することができる。

〔実施例〕

以下に実施例を示して、この発明をさらに詳しく説明す
る。

実施例１第１図に示すようなフローを有する回収装置を使用し、
そして、分離膜モジュールとして宇部興産■製の芳香族
ポリイミド製のガス分離中空糸膜（商品名；ＵＢＥポリ
イミド膜、タイプＤ）を内蔵している分離膜モジュール
（膜面積；　４．８０イ）を使用して、さらに、被乾燥
物として充分に湿潤しているレンズ（径；４０１、約６
万枚）について、イソプロパツール（ＩＰＡ）からなる
処理液の蒸気による蒸気乾燥を約１週間連続的に行って
高い純度のイソプロパツール液（濃度：９９．５重量％
）を回収した。

なお、前記の操作において、蒸気処理槽ｌの液溜部５で
のイソプロパツール濃度を平均９５重量％以上に維持し
、また、処理液タンク２ｏ内の処理液中のイソプロパツ
ール濃度を平均８５重量％に維持しながら行った。

第１図のフローにおいて示された■〜■の箇所での各流
体の圧力及び温度、および、それらの流体の組成及び流
量の平均値を第１表に示す。

実施例２被乾燥物として充分に湿潤している半導体ウェハー（径
；１４７ｍ、平均供給割合？　３００枚／Ｈｒ）を使用
し、第１図に示すフローにおいて循環ライン５３を使用
して回収された高純度のイソプロパツールを蒸気処理槽
１の液溜部５へ戻して循環使用し、低級アルコールタン
ク６０からのイソプロパツールの補給を少なくし、分離
膜モジュールとして膜面積；　２．７９　ｎｆのものを
使用したはがば、実施例１と同様にして蒸気乾燥および
インプロパツールの回収を行った。

なお、前記の操作において、蒸気処理槽１の液溜部５で
のイソプロパツール濃度を平均９７重量％以上に雑持し
、また、処理液タンク２ｏ内の処理液中のイソプロパツ
ール濃度を平均９７重量％に維持しながら行った。

前記の操作の結果を第２表に示す。

第１表 ■■　■　■　■　■　■ 流体の状態　　　液状　　液状　液状　　蒸気　　蒸気
　　蒸気　　液状温度　（’Ｃ）　　　　３０　　　３
０　　３０　　１３０　　１２０　　１３０　　　３０
圧力（ｋｇ／ｃｉｉＧ）　　　ＯＯ１，５１，５（ｄ０
ｔｏｒｒ）　　１．５　　　０組成　　水　　　　０　
　１００　１５．０　　１５．０　　９３．６　　０．
５　　０．５（重量％）ＩＰＡ　　１００．０　　　０
　８５．０　　８５．０　　６．４　　９９．５　　９
９．５流量　　水　　　　０．０　０．３８　　０．４
５　０．４５　　０．４４　　０．０１　　０．０１（
ｋｇ／Ｈｒ）　　ＩＰＡ　　　Ｏ，５００２，５５２，
５５０，０３２，５２２，５２総量　　　２．６２０．
３８　　３．００　３．００　　０．４７　２．５３　
　２．５３第２表 ■■　■　■　■　■　■ 流体の状態　　　液状　　液状　液状　　蒸気　　蒸気
　　蒸気　　液状温度　（’Ｃ）　　　　３０　　　３
０　　３０　　１３０　　１３０　　１３０　　　３０
圧力（ｋｇ／ｃＴＡＧ）　　　１，０　　　０　　１．
０　　１．０　　（ｄ０ｔｏｒｒ）　　１．０　　　０
組成　　水　　　０．０１　　１００　　３．０　　３
．０　　９０．２　　１．０　　１．０（重量％）ＩＰ
Ａ　　９９．９　　　０　９７．０　　９７．０　　９
．８　　９９．０　　９９．０流量　　水　　　　０．
０　０．１２　　０．１８　０．１８　　０．１２　　
０．０６　　０．０６（ｋｇ／Ｈｒ）　　ｒｐＡＯ，０
１３０５，８２２，８２０，０１３５，８１５，８１総
量　　０．０１３　０．Ｌ２　　６．００　６．００　
　０．１３３５．８７　　５．８７上記の実施例の結果
、蒸気処理槽ｌの底部の液溜部５から取り出された「水
分を含有するイソプロパツールなどからなる処理液ｊは
、水分を実質的に含有していない高い純度のイソプロパ
ツール液として回収され、そして、蒸気処理槽ｌへ循環
使用することができ、その１週間の操作の間、蒸気処理
槽１での水分濃度の増加を実質的になくすることができ
、前記液溜部５のイソプロパツール濃度が９５重量％以
上を安定に維持していた。

また、上記の実施例によって乾燥されたレンズおよび半
導体は、実質的に付着水が除去されていて、充分な乾燥
がなされていた。

〔本発明の作用効果〕

この発明の回収法および回収装置によれば、高精度の被
乾燥物の蒸気乾燥において生成した、水分を含有する低
級アルコールなどからなる処理液の混合液を、薫発器及
び分離膜モジュールに順次通過させて、前記混合液の混
合蒸気を発生させ、その混合蒸気中の水蒸気を効果的に
膜分離し除去することができるので、高純度の低級アル
コールを回収することができ、さらに、回収した低級ア
ルコールを蒸気処理槽１の底部の液溜部５における低級
アルコール液中の水分濃度を大きく増加させることが実
質的にないようにすることができ、長期間、高純度の低
級アルコールを回収することができる。

湿潤されたレンズ、半導体ウェハー、配線板などの被乾
燥物の蒸気乾燥操作で、生成する水分含有処理液を低エ
ネルギー、低コストで、安定的に、長期間、連続して回
収することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を寞施する装置の一例の概略を示す
フロー図である。ｌ、蒸気処理槽、２０；処理液タンク、３０；莫発器、
４１；過熱器、４０：分離膜モジュール、４４．４８；
クーラー、４５；トランプ、４６：真空ポンプ、５０：
低級アルコール液タンク。特許出願人　　宇部興産株式会社株式会社渡邊商行

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（Ａ）蒸気処理槽内で、低級アルコール蒸気を、
湿潤している被乾燥物と接触させて蒸気乾燥する際に生
成した水分を含有する凝縮処理液及び／又は低級アルコ
ール液からなる処理液を蒸発器へ供給し、混合蒸気を発
生させ、（Ｂ）該混合蒸気を、耐熱性ポリマー製のガス分離膜を
内蔵する分離膜モジュールへ供給し、（Ｃ）該分離膜モジュールにおいて、前記混合蒸気を前
記ガス分離膜と接触させて、ガス分離膜の透過側から高
い水分含有率の透過蒸気を排出すると共に、ガス分離膜
の供給側から水分含有率が減少されていると共に低級ア
ルコール含有率が高められた未透過蒸気を取り出し、（Ｄ）その未透過蒸気を冷却して液化し、水分の除去さ
れた高い純度の低級アルコール液となすことを特徴とす
る低級アルコールの回収法。
（２）（ａ）低級アルコール蒸気を発生させ、その蒸気
を湿潤している被乾燥物と接触させ、被乾燥物を蒸気乾
燥する蒸気処理槽、（ｂ）該蒸気処理槽内から、水分を含有する凝縮処理液
及び／又は低級アルコール液からなる処理液を蒸気処理
槽から抜き出して蒸発器へ供給する手段、及び、前記水
分含有処理液を加熱して混合蒸気を発生させる蒸発器、（ｃ）前記混合蒸気から水蒸気を分離し除去するための
耐熱性ポリマー製のガス分離膜を内蔵する分離膜モジュ
ール、（ｄ）分離膜モジュール内のガス分離膜の混合蒸気供給
側から未透過蒸気を取り出し冷却装置へ供給する手段、
および、未透過蒸気を冷却して高い純度の低級アルコー
ル液となすための冷却装置、および、（ｅ）前記分離膜モジュール内のガス分離膜の透過側か
ら高い水分含有率の透過蒸気を取り出し排出するための
手段からなることを特徴とする低級アルコールの回収装
置。