JPS62191092A - 超純水製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は超純水製造方法とそのシステムに係シ、特に、
蒸留法を用いて高品質の超純水を得るのに好適な装置に
関する。

〔従来の技術〕

半導体を製造する電子工業や医薬品を製造する製薬工業
等では不純物の極めて少ない高純度の純水（超純水と呼
ばわる）を必要としている。特に、ＬＳＩ製造の場合に
は、製品洗浄工程で大量に超純水か用いられ、その水質
が製品歩留まシに、直接関与するので、純度の高い超純
水を安定して製造することが重要なポイントになってい
る。

従来の超純水製造システムを第５図を用いて説明する。

図において、超純水製造システムは、凝集沈殿槽１．濾
過器２、逆浸透装置３、イオン交換樹脂塔４からなる一
次純水系と、活性炭吸着塔５、ポリラシャ６、紫外線殺
菌器７、限外濾過器８からなる二次純水系からなる。

原水１００Ｆｉ−次純水系、二次純水系を経て、原水に
含まれる種々の不純物を刺殺にも除去されて、不純物の
極力少ない超純水５００が得らねる。

尚、この装置に関連するものには１例えば、特開昭５７
−１７４１８９号公報がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記し九従来の超純水製造システムでは、単に従来から
ある排水処理等の技術を組み合わせて超純水を得ようと
しているので、要素機器が多数必要なため、大型で複雑
なシステムで設置面積が大きくなる問題があった。ま几
、処理能力もの処理能力の積となるため、トータルでの
処理能力には限界があり、製造できる超純水の大幅な純
度向上は望めない。

本発明の目的は、要素機器の少ない簡単なシステムで高
純度の超純水を製造できる超純水製造方法とその装ｆを
提供でることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的１ｒ：達成するため１発明者等は、原水中に含
まれる不純物の種類を検討し、その除去を最も効果的に
可能な手段を発見した。

水中の不純物には第４図のように粒状物質と、有機と無
機の溶存物質がある。従来システムでは粒状物質を凝集
沈殿、濾過、限外濾過、逆浸透等で除去し、無機溶存物
質をイオン交換樹脂や逆浸透で除去し、有機溶存物質は
、逆浸透や活性炭吸着で除去していたため、必然的に多
くの処理手段が必要となシ、システムが複雑になってい
た。

そこで、本発明者等は水中の不純物の分類として、従来
とは異なシ、水を蒸発したあとに残る不純物（蒸発残留
物）と水蒸気、と共に揮発してしまう不純物（揮発性物
質）に大きく二つに分けられることに着目した。

不純物音このように二種類に分類することにより、その
除去手段は二種で可能となシ、従来よシかなり簡単なシ
ステムで超純水を得ることができる。

〔作用〕

本発明では、！ず、水中の蒸発残留物質の分離除去には
原理的に明確な蒸発法を用い、さらに分離し之水蒸気と
揮発性物質（揮発ガスと呼ぶ）を、活性炭、ゼオライト
、モレキュラーシーブのような吸着剤によシ揮発性ガス
のみを吸着除去する。

残った水蒸気のみを凝縮させて超純水を得る。

まず、水を蒸発させることにより蒸発残留不純物を除去
し、さらに発生した水蒸気中の揮発ガスを吸着除去する
ことにより、不純物のない水蒸気のみとし、それを凝縮
することによシ、高純度の超純水が得られる。

〔実施例〕 以下、本発明を実施例を用いて説明する。第１図は本発
明の基本実施例である。本システムは製造装置本体５０
と熱回収器３５、給水ポンプ２０よシ構成される。本体
５０は揮発ガス除去器３０によシ蒸発室５１と凝縮室５
２に分けられる。蒸発室５１の下部は原水槽６１を形成
し、水中にヒータ１０が設置されている。凝縮室５２は
冷却管８０が設置さね下部には超純水［８１を形成して
いる。

本システムの動作は原水１００かポンプ２ｏによシ熱回
収器３５で超純水５００と熱変換して加熱された後、蒸
発室５１へ送られる。そこで、ヒータ１０により加熱さ
れ、水蒸気２００と揮発ガス２１０が発生する。両＠は
揮発ガス除去器３０を通シ、揮発ガス２１０が除去され
、水蒸気２００のみが凝縮室５２へ入り、冷却水６００
が管内を通ることによｐ、水蒸気２００が冷却管８ｏの
表面で凝縮し超純水となって超純水槽８１で貯蔵される
。製造した超純水５００は熱回収器３５で原水１００に
熱を与えて冷却され、バルブ４ｏよシースポイントで使
用烙れる。凝縮室５２には水蒸気の他に原水に溶存して
いた空気や炭酸ガスのような非凝縮性ガスは、排気バル
ブ７ｏよシ外へ放出きれる。排気バルブ７０は、外から
の汚れた空気の逆浸入を防ぐために逆止バルブになっテ
ィる。

水蒸気と一緒に発生する揮発ガスのほとんどが低分子量
の有機物であることから１本発明に用いる揮発ガス除去
器３０の除去手段には、有機ガスを酸化分解する紫外線
酸化、オゾン酸化等の酸化手段と活性炭、ゼオライト、
モレキュラーシーブ等による吸着除去手段がある。本発
明には、除去能力と除去容量の観点より吸着手段が有利
である。

以下、活性炭吸着を除去手段とした時の実施例を用いて
貌明する。

また、本発明の特徴は揮発性物質（特に低沸点有機物）
をガス状態で除去することが特徴の一つである。公知の
方法の組み合せとして、蒸発はせる前の原水を活性炭吸
着塔で有機物を除去する方法が考えられるが、活性炭自
身からの浴出及び微粒子発生による二次汚染がおこるこ
と、及び、蒸発法で除去できる不揮発性有機物まで吸着
除去するため、吸着量が増大し、活性炭寿命が短かくな
る欠点がある。他の例として、蒸発凝縮後の揮発性物質
を含んだ超純水を活性炭吸着塔で、有機物のみ除去する
手段か考えられるが、超純水中に活性炭からの不純物溶
出、微粒子混入などによる二次汚染がおこシ、活性炭吸
着処理後の超純水の純度低下をおこす欠点がある。本発
明は蒸発後の揮発ガスのみ吸着除去するので、不揮発性
有機物を除去する必要がなく、活性炭寿命が長くなり、
かつ、ガス吸着であるため、活性炭からの液への溶出も
なく、微粒子の超純水への混入もないことから、この除
去手段に比べ高純度の超純水が得られる。

本実施例によれば、従来に比べ簡単なシステム（蒸発＋
揮発ガス除去）で、高純度の超純水が得られる。

蒸発性特有の欠点として、水蒸気発生時に、微細な水滴
が発生し、特に、沸騰蒸発、フラッシュ蒸発時に激しい
水筒の発生があり、その水滴が水蒸気と共に凝縮室に入
り、超純水の純度を低下させることがある。

第２図に示す実施例はこの蒸発法の欠点を解消したもの
であり、蒸発法としてフラッシュ蒸発を採用した場合を
示す。本実施例では発生水＠１１０の除去に水蒸気及び
ガスは通すが水は通さない疎水性材料からなる多孔質材
３１を用いたのが特徴である。蒸発室５１にはフラッシ
ュ蒸発である几めヒータはなく外部で原水１００を加熱
するヒータ１０があり、その加熱した原水１００を蒸発
室５１円でノズル６０から放出し、自己蒸発させて小さ
な水滴ｘｘｏｔ＃３生させる。発生し几水滴１１０の表
面から水蒸気２００と揮発ガス２１０が発生する。水滴
１１０は疎水性多孔質材３１で除去され、さらに揮発ガ
ス２１０が揮発ガス除去器３０で除去されて、水蒸器２
００のみが冷却管８０の表面で凝縮し、高純度の超純水
５００が得られる。

本発明に用いる疎水性多孔質材にＦｉ、疎水性のテトラ
フルオロエチレンやポリプロピレン等の材料からなる多
孔質シートや不織布状のものや、それらの材料をコーテ
ングして疎水処理した多孔質シートや不織布が逼幽であ
る。

本実施例によれば、１ｔ５率なシステムで蒸発残留物と
揮発性物質からなる全不純物の除去が可能なばかシか、
蒸発時に発生する微細水滴による二次汚染が防止できよ
り高純度の超純水が得られる効果がある。

第３図は、超純水製造装置の小型コンパクト化をはかっ
た実施例である。本実施例の特徴は疎水性の揮発ガス除
去部材からなる揮発ガス除去器３２を設置した点にある
。具体的物質として、プラズマ処理や、テトラフルオロ
エチレンやポリプロピレンのコーテングにより１表面を
疎水化処理した活性炭やゼオライト、モレキュラーシー
ブ等の吸着剤の多孔質シートや不織布を用いる方法と、
テトラフルオロエチレンやポリプロピレンの粉末と活性
炭、ゼオライト、モレキュラーシーブ等の吸着剤の粉末
や＃Ｌを適当な接剤を用いて混練成形し。

溶剤のみを除去することによシ、疎水性材料と吸着剤の
ブレンドからなる多孔質材を製造して、それを用いる方
法がある。必要に応じ、その両方法を併用する方法もあ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来システムに比べてシステムが簡単
になり、全不純物の除去が可能なため、高純度の超純水
を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の超純水製造システムの系統
図、第２図は純度向上をはかった実施例の系統■、第３
囚は小型化をはかっ九実施例の系統図、第４図は本発明
の詳細な説明図、第５因は従来例の系統図である。 ３０・・・揮発ガス除去器、３１・・・疎水性多孔質材
、躬１図 １０−一−ヒータ 第２図 ｔ。 ６ｏ　　−−−／　　ス°゛ル １１０−−一氷う１ 夷３０ ｒ″′！０ ３２−−一水５ｈオ軍籠力゛スぢ１天思第Ｌ４−図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原水を加熱もしくは減圧して水蒸気を発生させ、前
   記水蒸気を凝縮させる超純水製造方法において、 前記水蒸気中の揮発性ガスを除去した後、凝縮させるこ
   とを特徴とする超純水製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記揮発性ガスの
   除去手段として吸着処理を用いたことを特徴とする超純
   水製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記揮発ガス除去
   の前に前記水蒸気中の水滴の除去を行なうことを特徴と
   する超純水製造方法。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記水滴の除去手
   段に疎水性多孔質材を用いたことを特徴とする超純水製
   造方法。 ５、特許請求の範囲第１項において、前記揮発ガスの除
   去と水滴除去を同時に行なうことを特徴とする超純水製
   造方法。 ６、特許請求の範囲第５項において、疎水性吸着剤を用
   いたことを特徴とする超純水製造方法。 ７、蒸留式超純水製造システムにおいて、少なくとも原
   水蒸発工程、揮発ガス除去工程、凝縮工程からなること
   を特徴とする超純水製造システム。 ８、特許請求の範囲第７項の前記揮発ガス除去工程に吸
   着方式を用いたことを特徴とする超純水製造システム。 ９、特許請求の範囲第７項において、前記揮発ガス除去
   工程の前に水滴除去工程を加えたことを特超とする超純
   水製造システム。 １０、特許請求の範囲第９項の前記水滴除去工程に疎水
   性多孔質材による分離方法を用いたことを特徴とする超
   純水製造システム。 １１、特許請求の範囲第７項において、前記揮発ガス除
   去工程に水滴除去機能を付加したことを特徴とする超純
   水製造システム。 １２、特許請求の範囲第１１項において、前記揮発ガス
   と水滴の同時除去工程に疎水性多孔質材からなる吸着剤
   を用いたことを特徴とする超純水製造システム。