KR100229989B1 - 가공폐액 재생방법 및 가공폐액 재생장치 - Google Patents
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Abstract
분산된 연마입자를 함유하는 가공액은 연마가공에 사용되며, 연마가공 중에 생성된 절단 조각 또는 부스러기로 오염된 가공폐액은 제 1필터장치(12)에 의해 처리되어 가공폐액내 연마입자가 현탁액 형태로 회수되어 절단조각의 양이 감소된 재생가공액을 제공한다. 가공폐액은 장치(12)에 의해 재생되며 가공폐액에 포함된 유용한 연마입자는 폐기되지 않고 효율적으로 이용될 수 있어서 가공액내 연마입자는 효율적으로 이용되어 작업비용을 줄이게 된다. 장치(12)는 소위 직교류 여과 시스템을 사용하는데, 여과막(18)은 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 메시개구를 가진다. 따라서 가공폐액이 장치(12)내 순환경로를 통하여 흐를 때, 단지 절단조각만이 매질액의 일부와 함께 메시개구를 통과하고 반면에 연마입자는 막(18)에 침적하지 않고 액의 나머지와 함께 순환경로로 순환된다.
Description
[발명의 명칭]
가공폐액 재생방법 및 가공폐액 재생장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 가공폐액을 재생하기 위한 방법 및 장치의 원리를 나타내는 작용 블록도.
제 2도는 본 발명의 재생장치의 한 구체예를 도시하는 도면.
제 3도는 제 2도의 재생장치에 사용되는 제 1필터를 도시하는 도면.
제4a도 및 제4b도는 제 2도의 재생장치로 실행된 여과방법을 설명하기 위한 도면.
제5도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 가공폐액을 재생하기 위한 방법 및 장치의 원리를 나타내는 작용 블록도.
제 6도는 본 발명의 다른 구체예에 따른 재생장치를 도시하는 도면.
제7도는 제 6도의 재생장치에 사용되는 제 1필터를 도시하는 도면.
제 8도는 제 6도의 재생장치로 실행된 재생공정을 설명하는 타임 차트.
제 9도는 제 8도의 타임 차트에 따라서 제 6도의 재생장치에 의해 처리된 가공폐액내 연마입자 농도 및 절단조각 농도 변화를 도시하는 도면.
제10도는 제 6도의 일부에 해당하는 본 발명의 더 다른 구체예를 설명하는 도면.
제11도는 제 6도의 일부에 해당하는 본 발명의 더욱 다른 구체예의 주요부를 도시하는 도면.
제 12도는 제 6도의 재생장치에서 사용되는 제 1필터의 다른 형태를 설명하는 도면.
[발명의 상세한 설명]
[기술분야]
본 발명은 매질액에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 생성된 가공폐액을 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[발명의 배경]
실리콘 웨이퍼상의 연삭조각 또는 와이어 소어(wire saw)를 사용하는 절단조각과 같은 공작물의 여러 가지 종류의 가공조작에서, 유성 또는 수성 가공액이 사용되는데, 그것은 등유 또는 물과 같은 매질액에 GC 또는 WA와 같은 연마입자를 분산시킴으로써 제조된다. 이와같이 제조된 가공액을 사용하는 연마가공에서, 공작물은 가공액이 공작물의 표면에 도포되는 동안 가공된다. 공작물에 도포되는 가공액은 회수되어 다시 공작물에 도포된다. 따라서, 가공액은 순환되어 연마가공에서 반복적으로 사용된다. 가공액은 가공액내 연마입자가 소정 가공 조작을 하기 위한 공작물의 표면에 공급되도록 공작물에 도포된다. 또한, 가공액은 공작물의 가공조작 동안에 생성된 절단조각 또는 부스러기는 세척하는 기능을 한다.
상술된 바와같은 연마가공에서, 가공액이 순환되어 반복적으로 사용되기 때문에 가공액은 절단조각으로 불가피하게 오염된다. 가공조작이 진행됨에 따라서, 가공액내 절단조각의 농도는 점차 증가하게 된다. 절단조각의 농도가 작업조건 및 다른 인자에 따라서 결정된 일정한 문턱값(예를들면, #1000 크기의 GC 연마입자를 함유하며 1.6kg/ℓ의 농도를 가진 가공액이 실리콘 웨이퍼의 랩마무리 조작에 사용되는 경우, 약 0.5kg/ℓ)을 초과할 때, 가공액의 온도기 마찰의 증가에 기인하여 상승하기 때문에 가공 정확도는 떨어진다. 더욱이, 가공액에 포함된 절단조각은 가공액내 연마입자와 공작물의 접촉을 방해하여 작업 효율을 저하시키므로 바람직하지 않다. 이 관점에서, 가공액내 절단조각의 농도는 상술된 문턱값보다 더 낮게 유지되어야 한다. 그러므로, 절단조각 농도가 문턱값을 초과한 가공액은 가공폐액에서 절단조각을 제거함으로써 재생되거나, 가공폐액은 절단조각을 함유하지 않는 새로운 가공액으로 대체된다.
가공조작 동안에 생성된 절단조각은 보통 연마입자의 10분의 1 이하인 매우 작은 평균입자 크기를 가진다. 따라서 가공폐액으로 부터 절단조각을 제거하기는 매우 어렵다. 절단 조각이 연마입자의 평균입자 크기보다 충분히 작은 공극을 가진 멤브레인 필터를 사용하는 멤브레인 여과법에 의하여 제거될 때, 절단조각은 연마입자를 함유하는 매질액으로 부터 분리될 수 있다. 그러나, 이 방법에서, 연마입자는 멤브레인 필터의 표면에 부착되어 그위에 케이크 층을 형성한다. 이 케이크 층은 절단조각이 멤브레인 필터를 통과하는 것을 막으며 단지 매질액만이 거기를 투과한다. 이 경우 멤브레인 필터는 절단조각의 충분한 제거를 달성하기 위하여 자주 새것으로 갈아주어야할 필요가 있다. 또한, 연마입자의 케이크가 감소될 때, 매질액내에 케이크의 연마입자를 분산시키기가 어렵다. 예를들면, 실리콘의 절단조각은 GC입자와 같은 연마입자 보다 더 작은 비중과 더 작은 입자 크기를 갖는다. 따라서, 연마입자를 침적시키고 상징액을 버리고 그것에 의하여 절단입자를 분리함으로써 가공액으로 부터 절단조각을 제거하는 것이 가능하다. 이 경우에서도 침적된 연마입자를 매질액에 분산시키는 매우 어려운데, 왜냐하면 침적된 연마입자는 응고물을 형성하기 때문이다.
종래에는 가공액내 절단조각 농도가 소정 문턱값을 초과할 때, 연마입자와 절단조각을 함유하는 가공폐액은 가공액 총량의 약 3분의 1에 해당하는 양이 폐기되고 연마입자를 함유하고 절단조각을 함유하지 않는 새로운 가공액이 가공폐액에 첨가되어 가공액내 절단조각 농도가 저하되도록 하였다. 상술된 바와같이 가공폐액의 부분 폐기와 새로은 가공액의 첨가가 몇번 반복된 후, 가공액의 총량이 폐기되고 새로운 가공액으로 대체된다. 이와같이, 가공액내 절단조각 농도는 상술된 문턱값 보다 낮게 유지된다. 그러나 이 방법에서, 가공폐액이 폐기될 때, 여전히 유용하고 고가인 연마입자도 대량으로 폐기되어 작업 비용을 증가시키게 된다. 또한, 연마입자와 절단조각을 포함하는 가공폐액의 폐기는 환경오염 문제를 야기시키므로 바람직하지 않다.
이들 문제점에 비추어, 예를들면 일본국 특개평 제4-315576호는 액체 사이클론을 갖춘 가공액 재생장치를 사용하는 기술을 개시하였으며, 랩 마무리장치에 사용된 가공액은 각각의 액체 사이클론에서 절단조각의 미세입자와 연마입자의 굵은 입자로 분류된다. 개시된 장치에 따르면, 연마입자의 굵은 입자는 원심력에 기인하여 액체 사이클론의 원추형 내면으로 떨어지고 그 결과 액체 사이클론의 하단으로부처 현탄액 형태로 회수된다. 반면에, 절단 조각의 미세입자는 액체 사이클론의 정중앙부에서 위쪽으로 나선 상승하여 액체 사이클론의 상단으로부터 현탄액의 형태로 회수된다. 따라서, 절단조각은 가공폐액으로 부터 제거되고, 동시에 연마입자는 현탄액으로 회수됨으로써 가공폐액이 재생된다.
랩 마무리와 같은 여러가지 가공조작의 작업효율은 가공액내 연마입자의 농도로 증가된다. 최근 가공조작에서, 상당히 높은 연마입자 농도를 가진 가공액이 상술된 바와 같이 사용된다. 랩 마무리 조작에서, 비교적 높은 점도, 예를들면 50 내지 100cp를 가진 가공액이 바람직하게 사용된다. 그러나 상기 공보에 개시된 기술은 가공액이 비교적 높은 연마입자 농도와 비교적 높은 점도를 가졌을 때 원심력에 의해 충분한 분류효과를 제공할 수 없다. 따라서, 고연마입자 농도 (예를들면, 연마입자 농도는 50중량%, 바꾸어 말하면 0.5kg/ℓ이상이다) 또는 고점도를 가진 가공폐액이 개시된 재생장치에 의하여 처리된다면 가공액은 액체 사이클론의 하단 및 상단 각각으로 부터 회수되어 절단조각과 연마입자가 실질적으로 분류된다. 개시된 재생장치내 가공액의 연마입자 농도와 점도의 허용범위의 이 제한은 랩 마무리 조작에 적당한 고연마입자 농도와 고점도를 가진 가공폐액을 재생하는 것을 불가능하게 한다. 심지어 연마입자 농도와 점도가 허용범위내에 있더라도 액체 사이클론의 분류 성능은 연마입자 농도의 변화에 따라 변한다. 따라서 개시된 장치에서, 가공폐액의 연마입자농도를 제어하여 연마입자 회수의 일정비율과 절단조각 제거의 일정 비율을 얻는 것이 필요하다.
상술된 재생장치에서, 액체 사이클론에 의한 가공폐액을 분류하는 정확도는 비교적 낮고, 따라서 복수개의 액체 사이클론이 상기 공보의 제1도에 도시된 바와같이 배치되어 연마입자의 고회수 비율을 얻게된다. 이 구성은 불가피하게 장치를 복잡하게 만들며 장치의 운전비용을 증가시킨다. 상기 개시된 재생장치는 가공액의 연마입자 농도의 상술된 허용범위에 대하여 저농도를 가진 가공폐액을 다루도록 정해져야한다. 이것은 개시된 재생장치에 의해 나타나는 재생능이 상당히 낮다는 것을 의미한다. 이와 같이 가공폐액은 랩 마무리 또는 다른 가공조작을 통하여 재생장치로 반복 처리되어야 하며 대량의 절단조각은 가공폐액에서 제거되어야 한다. 이 경우, 재생장치가 랩 마무리 또는 가공장치에 설치될 필요가 있다.
본 발명은 상술된 상황에 비추어 개발되었다. 그러므로 본 발명의 목적은 가공폐액의 재생방법 및 장치를 제공하는 것이며 배치가 비교적 간단하고 개선된 작업효율로 연마가공에 적당한 비교적 높은 연마입자 농도와 높은 점도를 가진 가공폐액을 재생하는 것이 가능하게 된다.
[발명의 개시]
상기 목적은 그안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된후 생성되는 가공폐액을 재생하는 방법을 제공하는 본 발명의 제 1양태에 따라서 이루어질 수 있으며, 연마가공중에 생성된 절단조각은 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 방법은 (ａ) 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작고 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 큰 공극을 가진 직교류 여과막에 의하여 확정된 제 1챔버와 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터를 포함하는 순환경로로 가공폐액을 순환시키는 단계; (ｂ) 순환경로를 흐르는 가공폐액내 절단조각의 양을 감소시키기 위하여, 가공폐액의 일부가 폐액으로서 직교류 여과막을 통하여 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출하도록, 가공폐액이 공급되어 직교류 여과막의 표면을 흐르는 동안 가공폐액을 직교류 여과하는 단계; (ｃ) 가공폐액을 직교류 여과하는 단계에서 감소된 양으로 절단조각을 함유하는 재생가공액을 순환경로로 부터 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다. 상술된 바와 같은 재생방법에 따르면, 가공폐액은 연마입자의 투과를 억제하고 절단조각의 투과를 허용하는 직교류 여과막을 사용하여 이른바 직교류 여과를 행한다. 가공폐액이 순환단계에서 순환경로로 흐르는 동안 액의 일부는 폐액으로서 직교류 여과단계에서 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된다. 따라서, 순환경로를 흐르는 가공폐액내에 절단조각의 양은 제 2챔버로 배출되는 폐액의 양에 따라 감소하는 한편 연마입자의 양은 초기값을 유지하여 연마입자가 재생가공액 회수단계에서 현탁액 형태로 회수된다. 재생가공액에서, 절단조각의 양 대 연마입자의 양의 비율은 적어져서 재생가공액이 연마가공에서 재이용될 수 있게 된다.
가공폐액이 공급되어 직교류 여과막의 표면에 흐르는 직교류 여과단계에서, 연마입자는 여과막의 표면에 침적되지 않고 순환액내에 현탄액 형태로 유지된다. 이에 관하여, 고연마입자 농도와 고점도를 가진 가공폐액은 본 재생방법에 따라서 적당히 처리될 수 있다. 액체 사이클론을 사용하는 종래 재생장치와는 대조적으로, 본 발명의 장치는 재생될 가공폐액의 농도와 점도에 제한이 없다. 더욱이, 본 재생방법은 직교류 필터, 순환경로 및 회수장치로 구성된 상당히 간단한 장치에 의하여 실행될 수 있다.
일반적으로, 직교류 여과는 현탁액으로 부터 현탁입자를 제거함으로써 여액을 얻는데 이용된다. 연마가공 조작에 사용되는 가공액은 비교적 큰 입자를 가진 연마입자와 연마입자의 약 1/10 인 입자크기를 가진 절단 조각을 함유한다. 이들 절단조각은 가공폐액에 균일하게 분산된다. 따라서, 가공폐액이 상술된 바와 같은 여과막을 통하여 직교류 여과된다면, 순환경로내의 가공폐액은 여과막을 통과한 가공액과 동일한 절단조각 농도를 가진다. 즉, 순환경로를 흐르는 가공폐액내에 연마입자의 양은 일정하게 유지되는 반면에 절단조각의 양은 제 2챔버로 배출되는 폐액의 양과 비례하여 감소된다. 예를 들면, 가공폐액이 총양의 3/4에 해당하는 양으로 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된다면, 순환하는 가공폐액에 포함된 절단조각은 초기에 사용된 가공폐액에 포함된 절단조각의 양의 1/4로 감소된다.
본 발명은 상기에 비추어 개발되었다. 여과조작은 가공폐액내 절단조각 농도 대 연마입자 농도의 비율이 소정치와 같게 될 때 종결되며, 그것에 의하여 순환경로로 부터 재생가공액을 회수한다. 상술된 바와같이 회수된 재생가공액내 절단조각의 양은 감소되는 반면에 연마입자는 그안에 분산된다. 본 재생방법에 따르면, 가공폐액의 일부는 배출되는 한편 절단조각 농도는 일정하게 유지된다. 따라서 본 재생방법의 분류성능 (연마입자 회수율 및 절단입자 제거율)은 가공폐액내 연마입자 농도에 의해 영향받지 않는다.
연마가공에 의해 생성된 절단조각의 평균입자의 크기는 보통 연마입자의 평균입자 크기의 1/5 내지 1/20 이다. 이 관점에서 직교류 여과막의 공극 크기는 연마입자의 평균입자 크기의 약 1/5 내지 3/4, 보다 바람직하게는 1/2로 결정되며, 이로써 단지 절단조각만이 여과막을 통과하여 가공폐액으로부터 제거된다. 여과막의 공극 크기가 비교적 크게 된다면, 연마가공중의 분쇄 또는 마모에 기인하여 크기가 감소된 이들 연마입자도 가공폐액으로 부터 제거되어 연마가공에 더 적당한 재생가공액을 제공한다.
본 발명의 방법에 따라서 회수된 재생가공액은 높은 연마입자 농도를 갖는데, 왜냐하면 가공폐액의 일부가 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된다. 그러므로 공칭 연마입자 농도를 얻기 위하여 여과조작중 또는 전후에 연마입자를 함유하지 않는 매질액을 가공폐액 또는 재생 가공액에 첨가하는 것이 필요하다.
바람직하게는 본 발명의 제 1양태에 따른 가공폐액의 재생방법은 가공폐액이 순환경로를 흐르는 중에 또는 그 전에 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 가공폐액에 첨가하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 매질액은 가공폐액을 직교류 여과하는 단계에서 제 2챔버로 배출된 폐액의 양과 동일한 양으로 첨가된다. 이 장치에 따르면, 순환경로내 가공폐액의 연마입자 농도는 상승되지 않으며, 개선된 여과효율을 보장하고 가공폐액의 순환용 펌프의 부하를 감소시킨다. 이 장치에서, 여과조작은 가공폐액에 첨가된 매질액의 양이 제 2챔버로 배출된 폐액의 양과 동일하게 될때 종결되어, 순환경로로 부터 재생가공액을 회수한다. 이 재생가공액내 절단조각의 양은 순환경로내의 첨가된 매질액의 양 대 가공폐액의 초기량의 비율에 따라서 감소된다. 반면에, 재생가공액내 연마입자 농도는 매질액이 거기에 가해지기 전에 가공폐액의 것과 동일하게 유지된다. 따라서, 연마가공에 이용하기 전에 재생가공액의 연마입자 농도를 조정할 필요가 없다.
상기 목적은 그 안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 가공폐액을 재생하는 방법을 제공하는 본 발명의 제 2양태에 따라서 이루어질 수 있으며, 연마가공중에 생성된 절단조각은 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 방법은;(ｄ) 연마입자의 평균입자 크기보다 충분히 더 작고 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 큰 공극을 가진 직교류 여과막에 의하여 획정된 제 1챔버와 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터를 포함하는 순환경로로 가공폐액을 순환시키는 단계;(ｅ) 순환경로를 흐르는 가공폐액내 절단조각의 양을 감소시키기 위하여, 가공폐액의 일부가 폐액으로서 직교류 여과막을 통하여 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되도록, 가공폐액이 공급되어 직교류 여과막의 표면을 흐르는 동안 가공폐액을 직교류 여과하는 단계; (ｆ) 매질액의 적어도 일부가 직교류 팔터의 제 2챔버를 경유하여 제 1챔버로 공급되도록, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 순환경로로 공급하는 단계, 상기 매질액은 가공폐액을 교류 여과하는 단계에서 제 2챔버로 배출된 폐액의 양과 동일한 양으로 순환경로에 공급되며; 및 (ｇ) 가공폐액에 초기에 포함된 매질액의 양과 동일한 양으로 매질액을 포함하는 재생가공액을 순환경로로 부터 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상술된 바와같은 재생방법에 따르면, 가공폐액은 연마입자의 투과를 억제하고 절단조각의 투과를 허용하는 직교류 여과막을 사용하여 이른바 직교류 여과를 행한다. 가공폐액이 순환단계에서 순환경로로 흐르는 동안 액의 일부는 폐액으로서 직교류 여과단계에서 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된다. 매질액 공급단계에서, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액은 제 2챔버로 배출된 폐액의 양과 동일한 양으로 순환경로에서 가공폐액으로 참가되어 순환액내 매질액의 양은 동일한 양으로 순환경로에서 가공폐액으로 참가되어 순환액내 매질액의 양은 초기 수준으로 유지되고 순환액내 연마입자는 회수단계에서 현탁액 형태로 회수된다. 따라서, 본 방법에 따라 회수된 재생가공액내 절단조각의 양은 제 2챔버로 배출된 폐액의 양에 따라서 감소되고, 반면에 연마입자와 매질액의 양은 각기 초기 수준으로 유지된다. 재생가공액내 절단조각의 양 대 연마입자의 양의 비율은 더 작아지는 한편 연마입자의 농도는 일정하게 유지되어, 연마가공에 이용하기 전에 재생가공액내 연마입자 농도를 조정할 필요가 없다.
본 발명의 제 1양태에 따른 상기 방법에서와 같이, 절단조각은 직교류 여과를 행함으로써 가공폐액으로 부터 제거된다. 이 방법에 따르면 연마가공의 개선된 작업효율에 적당한 고 연마입자 농도와 고점도를 가진 가공폐액을 처리하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 제 2양태에 따른 재생방법은 직교류 필터, 순환경로, 매질액 공급장치 및 회수장치로 구성된 상당히 간단한 장치에 의해 실행될 수 있다.
직교류 여과에서, 일반적으로 직교류 여과막의 이른바 역세척(backwashing)이 실행될 필요가 있으며, 여과막을 통하여 충분한 여과 플럭스와 절단조각의 효과적인 투과를 보장하기 위하여 여과막의 막힘을 제거함으로써 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액이 여과막을 통하여 직교류 필터의 제 2챔버로 부터 제 1챔버로 투과된다. 본 발명에서, 여과막의 역세척은 매질액의 일부가 매질액 공급단계에서 직교류 필터의 제 2챔버를 경유하여 순환경로로 공급되는 동안 실행된다.
보다 상세하게 기술하면, 순환경로를 흐르는 가공폐액의 연마입자 농도는 매질액이 직교류 여과단계에서 절단조각과 함께 제 2챔버로 배출되기 때문에 상승한다. 따라서 순환경로로 부터 회수된 재생가공액이 연마가공에 적당한 연마입자 농도를 갖도록 연마입자와 절단 조각을 함유하지 않는 매질액을 순환경로내 가공폐액에 가하는 것이 필요하다. 본 재생방법에 따르면, 매질액의 적어도 일부가 매질액 공급단계에서 순환경로로 공급되어 매질액이 직교류 여과막을 통하여 제 2챔버에서 제 1챔버로 공급된다. 그러므로, 본 장치에서, 직교류 여과막의 역세척이 실행되는 한편 동시에 재생가공액내 연마입자 농도는 소정의 원하는 값으로 조정된다.
본 발명의 제 2양태에 따른 장치에서, 재생가공액은 순환경로로부터 회수되며 역세척을 실행하는 동안 연마입자와 절단조각이 없는 매질액을 순환경로로 복귀시키는 것은 중요하지 않다. 따라서, 고여과 플럭스를 유지하기 위하여 여과막의 역세척(매질액 공급단계에서)을 자주 실행하는 것이 가능하다. 본 발명의 장치에서, 연마입자 농도를 조정하기 위하여 순환경로에 공급될 매질액의 양은 직교류 여과단계에서 제 2챔버로 투과된 폐액의 양과 동일하다. 매질액은 순환경로로 공급될 수 있어서 매질엑의 전체량이 직교류 필터의 제 2챔버에서 제 1챔버로 공급될 수 있다.
종래 직교류 여과에서, 제 2챔버로 투과된 액은 회수되는 반면에 여과조작 후 순환경로에 남아있는 액은 폐액으로서 폐기된다. 이 경우, 투과된 액이 역세척을 실행하기 위해 순환경로로 복귀된다면, 폐액으로서 폐기된 투과액의 양이 증가되어 재생효율을 저하시키므로 바람직하지 않다. 그러므로 종래 직교류 여과에서는 자주 역세척을 행하는 동안 고여과 플럭스를 유지하기가 어렵다.
다음으로, 본 발명의 제1 및 제 2양태에 따른 바람직한 형태를 설명한다. 상술된 방법에서 직교류 필터의 직교류 여과막은 바람직하게는 단일 메시층으로 형성된다. 직교류 여과막이 비교적 큰 두께를 가질 때, 예를 들면, 직교류 필터가 다공성 세라믹의 표면에 여과막이 형성된 세라믹 필터일 때, 절단조각은 직교류 여과막내에 점차적으로 침적되어 절단조각이 여과막을 통하여 투과되는 것을 방해한다. 여과조작이 이 상태로 장기간 동안 계속된다면, 절단조각은 여과막을 통과하지 않고 단지 매질액만이 여과막을 통과한다. 이 경우, 순환경로를 흐르는 가공폐액내 절단조각의 양이 충분히 감소되지 않는다. 절단조각이 여과막을 통과할 수 있게 하기 위하여 직교류 여과막을 새것으로 자주 갈아주어야 한다. 본 발명에 따르면, 절단조각이 직교류 여과막에 침적되는 경향이 없으며 절단조각은 매질액과 함께 여과막을 통과하므로, 여과막을 자주 갈아주지 않고도 가공폐액을 계속 처리하는 것이 가능하다.
본 발명의 제1 및 제 2양태에 따른 가공폐액의 상기 재생방법은 절단조각의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 또는 제2여과막을 통하여 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된 폐액을 여과함으로써 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 회수하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 구성에 따르면, 절단조각과 함께 제 2챔버로 배출된 매질액이 회수되어 매질액을 효과적으로 이용할 수 있고 작업비용을 더 줄일 수 있는 한편 폐기될 폐액의 양을 감소시킬 수 있다.
매질액을 회수하는 상기 단계에서, 직교류 필터에서 배출된 폐액은 여과막에 의해 제 2챔버로 부터 분리된 여과장치의 제 1챔버에 의해 획정된 제2순환경로로 흘리는데 이용된다. 폐액이 제2순환경로를 흐르는 동안, 매질액은 제2여과막을 투과하고 제 2챔버로 회수된다. 그결과, 제2순환경로를 흐르는 폐액은 농축된다. 이것은 폐액이 상기 매질액을 회수하는 단계에서 직교류 여과되고 따라서 여과막은 절단조각으로 막히게 되지 않아서 충분한 여과 효율이 보장된다는 것을 의미한다. 더욱이, 제2순환경로내 폐액이 폐액의 절단조각 농도가 충분한 정도로 상승된 후 폐기된다면 농축된 폐액과 함께 폐기되는 매질액이 감소될 수 있다.
본 발명의 제1양태에 따른 가공폐액의 상기 재생방법은 절단조각의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 여과막을 통하여 절단조각과 함께 직교류 필터의 제2쳄버로 배출된 폐액을 여과함으로써 매질액을 회수하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 회수된 매질액은 매질액 첨가 단계에서 이용된다. 이 구성으로, 매질액은 효율적으로 사용될 수 있으며, 작업비용을 감소시키는 한편 농축된 폐액과 함께 폐기될 매질액의 양를 감소시킬 수 있다.
바람직하게는 본 발명의 제 2양태에 따른 가공폐액의 상기 재생방법은 절단조각의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 또는 제2여과막을 통하여 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출된 폐액을 여과함으로써 매질액을 회수하는 단계를 더 포함한다. 이 경우, 회수된 매질액이 매질액 공급단계에서 이용된다. 이 구성으로, 매질액은 효율적으로 사용될 수 있으며, 작업비용을 감소시키는 한편 농축된 폐액과 함께 폐기될 매질액의 양을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제 2양태에 따른 매질액의 상기 공급단계는 직교류 필터의 제 2챔버가 매질액으로 충전된 후 순환액내 가공폐액의 순환류를 정지시키는데 이용될 수 있다.
이 구성에 따르면, 직교류 필터의 여과막의 표면은 직교류 필터의 제 2필터가 매질액으로 충전되기 전에 순환경로를 흐르는 가공폐액의 압력하에서 유지된다. 이 상태에서 제 2챔버내 매질액은 여과막을 통하여 제 1챔버로 흐르지 않는다. 바꾸어 말하면, 여과막의 역세척은 오로지 제 2챔버가 매질액으로 충전된 후에 실행된다. 따라서, 여과막의 전체 표면은 고안정성을 가지고 역세척될 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 여과막의 역세척이 종래의 직교류 필터로 실행될 때, 매질액은 가공폐액의 순환류가 정지된 후 (보통, 순환펌프가 멈춘후) 제 2챔버로 공급되기 시작한다.
본 발명의 직교류 여과막은 절단조각이 메시개구를 통과하도록 하기 위하여 상당히 큰 메시개구를 가질 필요가 있기 때문에 제 2챔버로 공급되는 매질액은 역세척이 상술된 바와같이 통상의 직교류 필터로 실행되는 방식으로 실행된다면 여과막을 통하여 제 1챔버로 즉시 투과된다. 이 경우, 매질액은 제 2챔버가 매질액으로 충전되기 전에 제 1챔버로 투과되기 때문에 단지 여과막의 하부만이 투과된 매질액에 의해 역세척된다. 따라서, 심지어 제 2챔버가 매질액으로 충전된 후에도 매질액은 매질액 흐름의 낮은 저항에 기인하여 매질액에 의해 역세척된 여과막의 하부를 통하여 흐르는 경향이 있다. 이 경우, 여과막의 상부는 충분한 정도로 역세척될 수 없다. 이와는 대조적으로, 본 발명의 장치에서 역세척은 단지 제 2챔버가 매질액으로 충전된 후에만 실행되며, 그것에 의하여 직교류 여과막은 전체 표면에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 역세척될 수 있다.
본 발명의 목적은 그 안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 가공폐액을 재생하는 장치를 제공하는 본 발명의 제3양태에 따라서 이루어질 수 있으며, 연마가공 중에 생성된 절단조각은 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 장치는; (h) 가공폐액을 저장하기 위한 제 1저장기; (i) 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작으며 절단조각의 평균입자 크기 보다 충분히 더큰 공극을 가진 직교류 여과막에 의해 획정된 제 1챔버 및 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터; (j) 제 1저장기 및 직교류 필터에 의해 부분적으로 획정된 순환경로; (k) 가공폐액이 직교류 여과막의 표면에 흐르도록 공급되는 동안 가공폐액의 일부가 직교류 여과막을 통하여 직교류 여과되고 폐액으로서 절단조각과 함께 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되도록 가공폐액을 순환경로로 순환시키기 위한 순환장치; 및 (ℓ) 순환경로로 부터 재생가공액을 회수하기 위한 회수장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이 제3양태에 따른 재생장치는 직교류 여과막을 갖춘 직교류 필터가 순환경로에 구비되는 소위 직교류 여과 시스템을 사용한다. 직교류 여과막은 연마입자의 투과를 억제하고 절단조각의 투과를 허용한다. 가공폐액이 순환장치에 의해 순환경로를 흐르는 동안 액의 일부는 폐액으로서 절단조각과 함께 직교류 필터로 부터 배출된다. 반면에 순환경로내 액은 회수장치에 의해 현탁액 형태로 회수된다.
본 발명의 제 1 및 제 2양태에서와 같이 본 발명의 장치에 의해 얻어진 재생가공액내 연마입자의 양은 재생공정을 통하여 일정하게 유지되지만 절단조각의 양은 직교류 필터로 부터 배출된 폐액의 양에 따라서 감소된다. 따라서, 절단조각의 양 대 연마입자의 양의 비율은 감소된다. 재생가공액은 필요하다면 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 첨가함으로써 연마가공에 이용될 수 있다. 본 발명의 이 양태에 따른 회수장치는 예를들면 차단 밸브를 갖춘 회수통로와 함께 순환경로를 구비함으로써 구성된다. 이 경우, 밸브는 개구되어 재생경로로 부터 재생가공액을 회수한다.
본 발명의 목적은 본 발명의 제3양태에 따른 장치에서 제공되는 제 1저장기, 직교류 필터, 순환경로, 순환장치 및 회수장치로 이루어진 장치를 제공하는 본 발명의 제 4양태에 따라서 이루어질 수 있으며, 상기 장치는: (m) 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 저장하기 위한 매질액 저장기; (n) 매질액 저장기와 직교류 필터의 제 2챔버를 연결하는 매질액 공급통로를 포함하는 매질액 공급장치; 및 순환장치에 의해 순환경로로 부터 제 2챔버로 배출된 폐액의 양, 및 매질액 저장기로 부터 순환경로로 공급되는 매질액의 양을 측정하기 위한 액량 측정장치를 더 포함하며, 상기 매질액 공급장치는 저장기내 매질액을 순환경로로 공급하여 매질액의 적어도 일부가 직교류 필터의 제 2쳄버를 경유하여 제 1챔버로 공급되며, 상기 매질액은 제 2챔버로 배출된 폐액의 양과 동일한 양으로 순환경로로 공급된다.
본 발명의 이 제 4양태에 따른 재생장치는 상술된 바와같은 매질액 공급장치를 더 포함한다. 이 장치에서, 저장기내 매질액은 공급장치에 의해 순환경로로 공급되어 직교류 여과막은 매질액에 의해 역세척되고, 동시에 순환경로를 흐르는 가공폐액에 포함된 매질액의 양은 재생공정을 통하여 실질적으로 일정한 수준으로 유지된다.
본 발명의 제 2양태에서와 같이, 본 발명의 장치에 의해 회수된 재생가공액내 매질액 및 연마입자의 양은 일정하게 유지되고, 반면에 절단조각의 양은 직교류 필터로 부터 배출되는 폐액의 양에 따라서 감소된다. 따라서, 절단조각의 양 대 연마입자의 양의 비율은 감소되는 한편, 연마입자 농도는 초기 수준으로 유지된다. 따라서, 본 발명의 장치에 의해 얻어진 재생가공액은 연마입자 농도의 조정없이 연마가공에 이용될 수 있다. 본 발명의 이 양태에 따른 회수장치는 예를들면 차단밸브를 갖춘 회수 통로와 함께 순환경로를 구비하므로써 구성된다. 이 경우, 차단밸브는 개구되어 회수 통로로 부터 재생가공액을 회수한다.
다음에, 본 발명의 제3 및 제 4양태의 바람직한 형태를 기술한다. 본 발명의 이들 양태에 따른 재생장치에서 직교류 필터의 직교류 여과막은 바람직하게는 단일 메시 층으로 형성된다.
본 발명의 제 4양태에 따른 재생장치에서, 직교류 필터는 제2쳄버의 하단이 제 1챔버의 하단과 제 1저장기에 저장된 가공폐액의 레벨 위에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다. 이 구성에 따르면, 공급장치에 의해 직교류 필터의 제 2챔버를 경유하여 매질액 저장기로부터 순환경로로 공급된 매질액은 직교류 필터와 제 1저장기를 포함하는 순환경로로 완전히 복귀된다. 가공폐액이 순환장치에 의해 연속적으로 순환경로를 흐르고 액의 일부가 폐액으로서 절단조각과 함께 제 2챔버로 배출될 때, 저장기로 부터 공급되는 매질액은 제 2챔버에서 이탈되지 않는다. 따라서, 저장기로 부터 공급된 매질액은 절단조각과 함께 배출되지 않는다. 본 발명의 재생장치에서, 공급장치에 의해 저장기로 부터 공급된 매질액은 순환경로로 완전히 공급되어 순환하는 가공폐액내 매질액의 양은 실질적으로 일정한 레벨로 유지된다.
본 발명의 제 4양태의 바람직한 형태에서, 직교류 필터는 직교류 필터의 상단이 매질액 저장기에 저장된 매질액의 액레벨 이하로 위치되도록 배치된다. 이 구성에 따르면, 저장기에 저장된 매질액의 레벨은 직교류 필터의 상단 보다 더 높다. 그러므로 저장기로 부터 공급된 매질액은 수두차에 기인하여 직교류 필터의 최상부에 도달한다. 즉, 직교류 여과막이 저장기로 부터 공급되는 매질액에 의해 역세척될 때, 매질액 공급통로에 펌프와 같은 공급장치를 제공할 필요가 없다. 여과막은 간단한 구성을 가진 본 발명의 장치에 따라서 그것의 전체 표면에 걸쳐 용이하게 역세척될 수있다.
바람직하게는 본 발명의 제3양태에 따른 재생장치는 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 작은 공극을 갖춘 다른 여과막을 통하여, 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되는 폐액을 여과함으로써 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 회수하기 위한 매질액 회수장치를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명의 제 4양태에 따른 재생장치는 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 작은 공극을 갖춘 다른 여과막을 통하여, 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되는 폐액을 여과함으로써 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 회수하기 위한 매질액 회수장치를 더 포함하며 상기 회수된 매질액은 매질액 저장기로 공급된다. 이 장치에 따르면, 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되는 폐액내 매질액은 회수장치에 의해 회수되며, 그 후 공급장치에 의해 순환경로로 공급된다. 그러므로, 폐기될 매질액의 양은 감소되어 연마가공의 작업비를 감소시킨다. 또한 폐기될 농축 폐액의 양이 감소되어 환경에 대한 악영향을 줄이게 된다.
바람직하게는 본 발명의 제3 및 제 4양태에 따른 매질액 회수장치는: 직교류 필터의 제 2챔버로 배출되는 폐액을 저장하기 위한 제 2저장기; 여과막에 의해 획정된 제 1챔버 및 제 2챔버를 갖춘 여과장치; 제 2저장기 및 여과장치의 제 1챔버에 의해 부분적으로 획정된 제2순환경로; 폐액이 여과막을 통하여 직교류 여과되어 절단조각을 함유하지 않는 매질액이 여과장치의 제 2챔버로 공급되는 동안 여과막의 표면에 흐르도록 공급되는 폐액과 함께 제2순환경로로 폐액을 순환시키기 위한 순환장치; 및 폐액이 제 2순환경로로 흐르는 동안 상승되는 절단조각 농도를 가진 농축 폐액을 배출하기 위한 배출장치를 더 포함한다.
바람직하게는 본 발명의 이 양태에 따른 매질액 회수장치는 직교류 시스템을 사용한다. 바람직하게는 본 발명의 이 양태에 따른 배출장치는 예를들면 차단밸브를 갖춘 배출관과 함께 제2순환경로를 구비함으로써 구성된다. 이 경우, 차단밸브는 배출관으로 부터 농축폐액을 배출하기 위해 개구된다.
바람직하게는 본 발명의 제3양태에 따른 재생장치는 제 2챔버로 투과된 매질액을 저장하기 위한 매질액 저장기; 매질액 저장기와 제 1저장기를 연결하는 액량 제어밸브 및 공급장치를 갖춘 매질액 공급통로; 순환경로를 흐르는 가공폐액내 연마입자의 농도를 검출하기 위한 수단; 및 연마입자의 검출농도에 기초하여 액량 제어밸브를 개폐함으로써 소정범위를 유지하도록 연마입자의 농도를 제어하기 위한 제어장치를 더 포함한다.
이 장치에 따르면, 매질액 회수장치에 의해 회수된 매질액은 순환경로를 흐르는 가공폐액의 연마입자 농도변화에 따라서 제 1저장기로 공급되고, 그것에 의하여 연마입자 농도는 소정범위내에서 유지된다. 순환경로내 가공폐액의 연마입자 농도는 가공폐액이 제 1필터의 제 2챔버로 배출되기 때문에 상승한다. 그러나, 본 발명의 장치에서, 매질액은 순환경로로 공급되어 순환경로내 가공폐액의 연마입자 농도는 충분히 높은 여과 효율을 보장하는 소정의 범위내에서 유지된다. 더욱이, 본 발명의 장치에 의해 회수되는 재생가공액내 연마입자 농도는 초기 레벨로 유지된다. 따라서, 재생가공액은 연마입자 농도를 조정하지 않고 연마가공에 이용될 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 최상의 형태]
본 발명의 한 구체예를 도면을 참조하여 설명한다. 다음 설명중 각 구성성분은 반드시 정확한 척도로 예시된 것은 아님을 알아야 한다.
제1도의 작용 블록도를 참조하면, 본 발명의 제1양태에 따른 가공폐액의 재생방법 및 본 발명의 제3양태에 따른 가공폐액의 재생장치의 원리가 도시되어 있다. 연마가공에 사용된 가공액은 그 안에 분산된 연마입자 및 절단조각을 함유하고 있다. 이 가공폐액은 제 1필터장치에 의해 처리되어 저농도의 절단조각을 갖는 재생가공액과 연마입자를 함유하지 않는 폐액으로 분리된다. 재생가공액은 그 연마입자의 농도가 필요에 따라 연마입자를 함유하지 않는 매질액을 가함으로써 조절되어 랩 마무리와 같은 연마가공시에 재사용된다. 연마입자를 함유하지 않은 폐액은 제 2필터장치에 의해 처리되어 절단조각의 농도가 높은 농축폐액과 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액으로 분리된다. 농축폐액은 폐기되는 한편 재생 매질액은 제 1필터장치에서 순환되는 가공폐액의 농도를 조절하거나 또는 상기한 바와 같이 재생가공액 중의 연마입자 농도를 조절하는데 사용된다. 상기와 같은 제 1 및 제 2필터장치를 갖는 가공폐액 재생장치의 일례를 상세히 설명한다.
제 2도를 참조하면, 10으로 표시된 가공폐액 재생장치의 일례가 도시되어 있다. 재생장치(10)는 제 1필터장치(12) 및 제 2필터장치(14)를 포함하고 있다. 연마가공에 사용된 가공액을 제 1필터장치(12)에 의해 처리하여 가공액에서 절단조각을 제거해서 연마입자를 함유하지 않는 재생가공액을 회수한다. 제 2필터장치(14)는 제 1필터장치(12)로부터 배출되고 연마입자를 함유하지 않는 폐액을 농축하고 폐액으로 부터 매질액을 회수하는데 적합하다. 따라서 제 2필터장치(14)는 매질액을 회수하기 위한 장치로서 역할을 한다. 제 2도의 상하 위치는 실제설비에서 장치의 상하부에 대응함을 알아야 한다.
제 1필터장치(12)는 예컨대 도시되지 않는 랩 마무리장치에 가공폐액을 저장하기 위한 제 1저장기(16), 및 제 1챔버(20) 및 제 2챔버를 갖는 제 1필터(24)를 포함하고 있느데, 챔버(20, 22)는 여과막(18)에 의해 서로 분리되어 있다. 제 1필터장치(12)는 제 1공급통로(32), 제1복귀통로(38), 폐액통로(40) 및 회수통로(44)를 가지고 있다. 제 1공급통로(32)는 순환펌프(26), 압력게이지(28) 및 밸브(30)를 가지고 있으며 제 1저장기(16)와 제 1필터(24)의 제 1챔버(20) 입구를 접속하고 있다. 제1복귀통로(38)는 압력게이지(34) 및 차단밸브(36)를 가지고 있으며 제 1저장기(16)와 제 1필터(24)의 제 1챔버(20) 출구를 접속하고 있다. 폐액통로(40)는 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)에 접속되어 있으며 차단밸브(39)를 가지고 있다. 회수통로(44)는 순환펌프(26)와 밸브(30) 사이에서 제 1공급통로(32)에 접속되어 있으며 차단밸브(42)를 구비하고 있다. 본 구체예에서 제 1필터(24) 및 각 여과막(18)은 각각 직교류 필터 및 직교류 여과막에 대응하는 한편 순환펌프(26)는 순환장치에 대응한다. 또한 제 1공급 및 제1복귀통로(32, 38)는 제 1순환경로 또는 순환경로에 대응하는 한편 차단밸브(42) 및 회수통로(44)는 재생가공액을 회수하기 위한 장치에 대응한다.
제 2필터장치는 폐액통로(40)을 통해 공급되고 연마입자를 함유하지 않는 폐액을 저장하기 위한 제 2저장기(46) 및 제 1챔버(50) 및 제 2챔버(52)를 갖는 제 2필터장치(54)를 포함하고 있는데, 챔버(50, 52)는 여과막(48)에 의해 서로 분리되어 있다. 제 2필터장치(14)는 제 2공급통로(64), 제2복귀통로(70), 배출관(74) 및 여액통로(80)을 가지고 있다. 제 2공급통로(64)는 제 2저장기(46)와 제 2필터(54)의 제 1챔버(50) 입구를 접속하고 있으며 순환펌프(56), 압력게이지(58) 및 차단밸브(60, 62)를 가지고 있다. 제2복귀통로(70)는 제 2저장기(48)와 제 2필터(54)의 제 1챔버(50) 출구를 접속하고 있으며 압력게이지(66) 및 차단밸브(68, 69)를 가지고 있다. 배출관(74)은 차단밸브(72)를 가지고 있으며 제 2저장기(46)에 접속되어 있다. 여액통로(80)는 차단밸브(80)는 차단밸브(76, 78)를 구비하고 있으며 제 2필터(54)의 제 2챔버(52)에 접속되어 있다. 제 2필터장치(14)는 여액, 즉 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 여액통로(80)를 통해 공급된 매질액을 저장하기 위한 여액저장기(82)를 더 가지고 있다. 본 구체예에서 제 2필터(54)는 여과장치에 대응하는 한편 제 2공급통로(64) 및 제2복귀통로(70)는 제2순환경로에 대응한다. 또한 차단밸브(72) 및 배출관(74)은 농축폐액을 배출하기 위한 장치에 대응하는 한편 여액저장기(82)는 매질액 저장기에 대응한다.
여액저장기(82)에는 공급펌프(84) 및 차단밸브(86)를 갖는 공급통로(88)가 접속되어 있다. 이 공급통로(88)는 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 여액저장기(82)내의 매질액을 제 1저장기(16)에 공급하는데 적합하다. 제 2필터장치(14)는 밸브(76)와 밸브(78) 사이에서 여액통로(80)에 접속되어 있는 차단밸브(90)을 갖는 역세척통로(92)를 더 가지고 있다. 역세척통로(92)는 공급펌프(84)와 차단밸브(86) 사이에서 공급통로(88)에 더 접속되어 있다. 따라서 여액통로(80)는 역세척통로(92)를 통해 공급통로(88)에 접속되어 있다. 본 구체예에서 공급펌프(84)는 매질액을 공급하기 위한 공급장치에 대응하는 한편 차단밸브(86)는 제 1저장기(16)에 공급되는 매질액의 양을 제어하기 위한 액량 제어밸브에 대응한다. 또한 공급통로(88)는 매질액 공급통로에 대응한다.
제 3도에 나타낸 바와 같이 제 1필터(24)는 반대쪽 표면에 예컨대 단층의 스테인레스 메시로 각각 형성된 각 여과막(18, 18)으로 피복되어 있는 예컨대 스테인레강제의 한쌍의 천공금속판(94, 94) 및 측단부에서 한쌍의 천공금속판(94, 94)을 접속하는 한쌍의 스테인레스 측판(96, 96)을 가지고 있으며 또 천공금속판(94,94)은 약 10㎜정도의 간격으로 서로 떨어져, 제 3도에 나타낸 바와 같은 직사각형 단면 형상을 갖는 제 1챔버(20)를 제공하는 중공상의 직사각형 평행육면체를 형성한다. 제 1필터(24)는 상기와 같이 형성된 직사각형 평행육면체가 수용되는 케이스(98)를 더 가지고 있어 상기한 제 2챔버(22)를 제공한다. 각 여과막(18)의 스테인레스 메시의 메시개구는 재생처리되는 가공폐액중의 연마입자의 평균입자 크기에 따라 적당히 결정된다. 즉 스테인레스 메시의 메시개구 크기는 연마입자의 입자크기 보다는 충분히 작고 절단조각의 입자크기 보다는 충분히 클 정도로 결정된다.
제 1필터(24)의 제 1챔버(20) 및 제 2챔버(22)는 단지 여과막(18, 18)의 메시개구 및 각 천공금속판(94)을 관통하여 형성된 구멍(100) 만을 통해 서로 연통하게 된다. 제 1공급통로(32)는 제 1챔버(20)의 개구(102)에 접속되는 한편 제1복귀통로(38)는 다른쪽 단부에 형성된 제 1챔버(20) (도시안함)의 유사한 개구에 접속된다. 케이싱(98)은 케이싱(98)을 관통하여 형성된 접속구멍(104)을 가지고 있다. 상기한 바와 같은 폐액통로(40)는 접속 구멍(104)에 접속된다.
제 2필터(54)는 예컨대 다공성 알루미나 세라믹으로 형성된 원통형 본체에 의해 형성되는 세라믹 필터이다. 본체는 내부원주 표면에 상기한 각 여과막(48)이 구비된 다수의 축방향 관통구멍을 가지고 있다. 이와같이 구성된 제 2필터(54)는 각 관통구멍의 대향하는 축방향 단부중 한쪽에서 제 2공급통로(64)에 접속되어 있으며 각 축방향 관통구멍의 다른쪽 축방향 단부에서 제2복귀통로(70)에 접속되어 있다. 각 여과막(48)의 공극 크기는 절단조각의 평균입자 크기 보다는 충분히 작을 정도로 작업조건에 따라 다른 절단조각의 평균입자 크기에 따라 적당히 결정된다.
제 1저장기(16)는 제 1저장기(16)에 저장된 가공폐액의 양을 검출하기 위한 레벨 게이지(106) 및 가공폐액의 농도를 검출하기 위한 밀도계(108)를 가지고 있는 한편, 제 2필터장치(14)내의 제 2저장기(46)는 그 안에 저장된 폐액의 농도를 검출하기 위한 밀도계(110)를 가지고 있다. 레벨 게이지(106) 및 밀도계(108, 110)는 제어장치(112)에 접속되어 있다. 제 1공급통로(32)의 차단밸브(30), 회수통로(44)의 차단밸브(42), 제 2공급통로(64)의 차단밸브(62), 배출관(72)의 차단밸브(72) 및 공급통로(88)의 차단밸브(86)는 예컨대 전기적으로 제어되는 솔레노이드 차단밸브이다. 이들 차단밸브(30, 42, 62, 72 및 86)는 또한 제어장치(112) 에 접속되어 있다.
제어장치(112)는 상기 밸브(30)등을 개방위치 및 폐쇄위치에 선택적으로 놓이게하여 제 1순환경로를 통해 유동하는 가공폐액의 농도를 조절하고 재생된 가공액을 회수하고 농축폐액을 배출하도록 제어한다. 차단밸브를 개폐하기 위한 제어장치(112)의 조작은 레벨게이지(106)에 의해 검출되는 제 1저장기(16)내 가공폐액의 양, 밀도계(108)에 의해 검출되는 제 1저장기(16)내 가공폐액의 농도, 및 밀도계(110)에 의해 검출되는 제 2저장기(46)내 폐액의 농도에 의거한다. 제 2도에서 참조번호 114는 저장기(16)내의 가공폐액을 교반하기 위한 교반부재(114)를 나타낸다.
다음에 제어장치(112)의 조작에 의거한 상기와 같이 구성된 재생장치(10)에 의해 행해지는 가공폐액의 재생방법을 설명한다.
재생장치(10)에 의해 처리할 가공폐액은 예컨대 등유의 랩 마무리액(이하 미질액이라 한다) 중에 분산된 #1000크기의 (평균입자크기 약 10㎛ 의) GC와 같은 연마입자를 함유하는 가공액을 사용하여 연마입자 농도가 1.6kg/ℓ이도록 예컨대 실리콘 웨이퍼상에 랩 마무리를 실시하는 것과 같은 연마가공 조작의 결과로서 얻어진다. 가공폐액은 평균 입자크기 약 1.0㎛의 실리콘의 절단조각 또는 절삭 부스러기로 오염되어 있다. 절단조각은 가공폐액에 예컨대 0.5kg/ℓ의 농도로 함유되어 있는데, 그것은 가공된 제품의 품질 및 작업효율을 저하시킨다.
각 여과막(18)은 공칭여과 정밀도가 약 5㎛ 인(즉 메시개구가 약 5㎛ 인) 공극을 갖는 소위 능직 스테인레스 메시로 되어 있다. 각 여과막(48)은 약 0.2㎛의 공극을 가진다. 즉 여과막(18)의 메시개구 크기는 연마입자의 평군입자 크기인 10㎛의 약 절반이도록 결정되는 한편, 각 여과막(48)의 공극 크기는 절단조각의 평균입자 크기인 약 1.0㎛ 보다는 충분히 작을 정도로 결정된다.
재생장치(10)의 조작시 가공폐액은 제 1저장기(16)에 공급된다. 순환펌프(26)는 개방위치에 놓여 있는 차단밸브(36, 39)에 의해 작동된다. 다음에 제어장치(112)는 차단밸브(30)를 개방위치에 놓이도록 제어한다. 이 상태에서 차단밸브(42)는 폐쇄상태로 유지된다. 따라서 제 1저장기(16)에 저장된 가공폐액은 제 1공급통로(32), 제 1필터(24) 및 제1복귀통로(38)에 의해 획정된 순환경로(제 1순환경로)를 통해 순환된다. 제 1필터(24)내에는 가공폐액이 각 여과막(18)의 표면을 따라 공급된다. 차단밸브(30, 36)의 개방량은 여과압력이 가공폐액의 농도에 따라 결정되는 적당한 값, 일반적으로는 약 0.5-2.0kg/㎠(예컨대 약 1.0kg/㎠)이고 순환경로내 가공폐액의 유량이 약 1.0-3.0m/s (예컨대 약 2.0m/s)일 정도로 결정된다. 상기 여과압력은 제 1공급통로(32) 및 제1복귀통로(38)내 가공폐액의 평균압력치이다. 차단밸브(36, 39)는 제어장치(112)의 제어하에 개폐될 수 있다. 또한 순환경로를 통과하는 가공폐액의 여과압력 및 유량은 순환펌프(26)의 배출압력 및 전달량을 제어하는 인버터에 의해 제어될 수 있다.
순환경로를 통해 유동하는 가공폐액은 제 1필터(24)의 여과막(18)을 통해 폐액경로(40)로 일부가 배출된다. 여과막(18)의 메시개구 크기는 연마입자의 평균입자 크기 보다는 충분히 작고 절단조각의 평균입자 크기 보다는 충분히 큰 약 5㎛ 이므로, 여과막(18)을 통해 투과된 액은 연마입자를 함유하지 않고 절단조각만을 함유한다. 즉 이 폐액은 절단조각이 그 안에 분산된 채 폐액통로(40)로 배출된다. 이러한 구성에 있어서 여과막(18)을 통해 통로(40)로 배출된 폐액은 항상 순환경로내에서 유동하는 가공액과 동일한 절단조각 농도를 갖는다. 절단조각은 폐액와 함께 배출되므로 순환경로내에서 유동하는 가공폐액의 연마입자 농도는 점차 증가되는 한편 절단조각 농도는 일정 수준으로 유지된다. 즉 순환 가공액중의 연마입자량은 일정한 한편 그 안에 포함된 절단조각의 양은 감소된다. 이 구체예에서 가공폐액을 폐쇄된 차단밸브(42)에 의해 순환시키는 단계는 순환단계이고 폐액을 통로(40)로 배출시키는 공정은 직교류 여과단계이다.
밀도계(108)가 순환경로내 가공폐액의 절단조각량이 소정량 (이것은 예컨대 초기량의 약 30%이다)까지 저하됨을 검출할 때 제어장치(112)는 제 1공급통로(32)의 차단밸브(30)를 폐쇄하고 회수통로(44)의 차단밸브(42)를 개방하여 절단조각 농도가 상당히 저하된 재생 가공액을 통로(44)로 부터 회수되게 한다. 가공폐액중의 매질액이 제 1필터(24)를 통해 절단조각과 함께 배출되므로 상기와 같이 회수된 재생액은 증가된 연마입자 농도를 갖는다. 따라서 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 순환경로를 통한 가공폐액의 순환 중 또는 전에 가공폐액에 또는 재생가공액에 적량 만큼 가하여 재생가공액이 적당한 연마입자농도(예컨대 초기에 제조된 가공액의 공칭 농도치와 같은 1.6kg/ℓ)를 갖게 한다. 매질액의 첨가방법을 설명한다. 본 구체예에서 차단밸브(42)를 개방함으로써 재생가공액을 회수하는 공정은 재생가공액을 회수하는 단계이다.
통로(40)로 배출된 폐액은 제 2필터장치(14)의 제 2저장기(46)에 저장된다. 제 2필터장치(14)에서 차단밸브(60, 62, 68, 69, 76 및 78)는 제어장치(112)의 조작으로 또는 손으로 개방되는 한편 차단밸브(72, 90)는 폐쇄상태로 있는다. 다음에 순환펌프(56)가 작동되어 제 2공급통로(64), 제 2필터(54) 및 제2복귀통로(70)에 의해 획정된 제2순환경로 내에서 저장폐액을 순환시킨다. 제 2필터(54)내에는 폐액이 각 여과막(48)의 표면을 따라 공급되고, 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액은 제 2필터(54)의 여과막(48)을 통해 투과된다. 투과된 매질액은 여액통로(80)를 경유하여 여액저장기(82)에 저장된다. 따라서 제2순환경로를 통해 유동하는 폐액중의 절단조각 농도는 점차 상승된다.
밀도계(110)가 폐액중의 절단조각 농도가 소정 값까지 저하되었음을 검출할 때 제어장치(112)는 차단밸브(62)를 폐쇄하고 차단밸브(72)를 개방한다. 따라서 농축폐액은 배출관(74)으로 부터 배출한다. 상기에서 지적한 절단조각 농도의 소정 값은 그 이하에서는 여과효율이 원하는 레벨보다 낮고 가공액의 점도 및 절단조각의 크기에 변하는 값(예컨대 1.1㎏ /ℓ)이다. 본 구체예에서 차단밸브(72, 90)를 폐쇄함으로써 제2순환경로에서 폐액을 순환시키는 단계는 매질액을 회수하는 단계이다. 폐액의 절단조각 농도는 밀도계(110) 이외의 어떠한 측정수단에 의해서든 검출할 수 있다. 예컨대 레벨게이지(106)와 유사한 레벨게이지가 제 2저장기(46)에 구비되어 제2순환경로에서 유동하는 폐액의 양을 검출할 수 있다. 이 대신 폐액중의 절단조각 농도는 여액통로(80)에 공급된 매질액의 양으로부터 직접 얻을 수도 있다. 농축폐액은 소정시간이 경과하였을 때 배출관(74)으로 부터 배출될 수 있다.
본 구체예에 따르면 가공폐액은 가공폐액중의 연마입자가 현탁액, 즉 재생가공액의 형태로 회수되는 한편 가공폐액중의 절단조각의 양이 감소되도록 비교적 단순한 구성을 갖는 제 1필터장치(12)에 의해 처리된다. 따라서 유용한 연마입자는 폐기되지 않고 유효하게 이용될 수 있다. 이러한 구성은 연마입자의 유효이용을 보증하여 작업비용의 절감을 가져온다. 상기 제 1필터장치(12)에서 제 1필터(24)의 여과막(18)의 메시개구는 연마입자의 평균입자 크기보다는 충분히 작게 만들어져 있다. 제 1필터(24)는 소위 직교류 여과시스템을 사용하므로 가공폐액은 여과막(18)의 표면에 걸쳐 공급된다. 따라서 순환경로를 통해 유동하는 가공폐액중의 연마입자는 여과막(18)의 표면상에 침적되지 않고 단지 절단조각만이 매질액과 함께 폐액통로(40)으로 배출된다. 농도 및 점도의 값이 가공폐액으로 하여금 순환경로(제 1순환경로)에서 순환되게 한다면, 직교류 여과시스템은 연마가공시 작업효율을 개선하는데 적합한 높은 점도 및 비교적 높은 연마입자 농도를 갖는 가공폐액의 여과를 가능하게 한다. 이와 달리 액체 사이클론을 갖는 종래의 재생장치는 높은 연마입자농도 및 높은 점도를 갖는 가공폐액을 처리할 수 없다. 즉 종래의 재생장치는 원심분리력을 이용하는 액체 사이클론의 한정된 분류용량 때문에 비교적 낮은 연마입자농도 및 비교적 낮은 점도를 갖는 가공폐액만의 여과를 가능하게 한다.
여과막(18)의 메시개구 크기는 연마입자의 입자크기의 약 절반이도록 선택되므로 보다 작은입자로 부서지고 닳은 그 연마입자들은 절단조각과 함께 배출되어 연마가공에 더욱 적합한 재생가공액이 회수된다.
연마입자를 함유하지 않은 폐액은 제 1필터장치(12)로 부터 배출되고 제 2필터장치(14)에 의해 처리되어 매질액의 실질적 부분이 회수되고 절단조각과 함께 배출되는 매질액의 양이 적게하여 농축폐액의 용이한 처분을 가능하게 하며 더욱 절감된 작업비용을 보증한다.
제 1필터장치(12)내 제 1필터(24)의 각 여과막(18)은 단층의 스테인레스 메시로 형성되어 있으므로 절단조각을 포함하는 가공폐액이 여과막(18)을 통과할 때 절단조각은 여과막(18)의 메시기구에 남아있지 않는다. 따라서 여과막(18)이 절단조각으로 막힐 것 같지는 않다.
그러므로 제 1필터장치(12)는 여과막(18)을 새것으로 교체하지 않고 비교적 장기간에 걸쳐 순환경로를 통해 유동하는 가공폐액과 동일한 절단조각 농도를 갖는 폐액을 통로(40)로 배출할 수 있다. 이에 반하여 여과막(18)이 비교적 두꺼운 막으로 형성되어 있다면, 즉 제 1필터(24)가 여과막(48)을 갖는 제 2필터(54)와 같은 세라믹 필터, 또는 예컨대 적층된 소결 와이어-메시 필터로 형성되어 있다면 절단조각은 여과막내에 침적되고 그 결과로서 여과막은 절단조각으로 막힌다. 따라서 이 경우에는 절단조각이 필름을 투과하지 않아서 절단조각 농도가 상당히 저하된 재생가공액을 회수하기 위해서는 여과막을 자주 교체하여야 한다.
본 구체예에서 제 2필터장치(14)는 또한 직교류 여과시스템을 사용할 수 있는데, 제 2필터(54)의 여과막(48)은 절단조각의 평균입자 크기보다는 충분히 작은 공극을 가진다. 여과막을 갖는 세라믹 필터를 사용하는 제 2필터장치(14)에서 여과막(48)은 직교류 여과 시스템으로 인해 절단조각으로 막히는 경향이 없다. 따라서 제 2필터장치(14)에서 여과막(48)을 새것으로 자주 교체함이 없이 장기간 동안 폐액의 유효한 여과를 보증한다.
가공폐액이 제1여과장치(12)의 순환경로를 통해 순환하는 동안 그 연마입자 농도는 증가한다. 따라서 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 재생가공액에 또는 이 대신 가공폐액에 그것의 순환경로를 통한 순환 동안에 가하여 재생가공액이 연마가공에 적합한 연마입자 농도를 가지게 하는 것이 필요하다. 매질액의 첨가 방법을 설명한다.
제4ａ도 및 제4ｂ도의 그래프는 세가지 다른 방법에 의해 순환 경로에서 유동하는 가공폐액에 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 가하는 경우의 가공폐액의 농도변화를 나타낸다. 제4ａ도의 그래프는 연마입자 농도의 변화를 나타내고 제4ｂ도의 그래프의 절단조각 농도의 변화를 나타낸다.
그래프에서 실선에서 나타낸 변화패턴 "ａ"는 가공폐액에 다량의 매질액이 초기에 가해질 때 얻어진다. 가공폐액에 초기에 가해지는 매질액의 양은 가공폐액의 양 및 제거할 절단조각의 원하는 양에 따라 결정된다. 예컨대 연마입자농도 1.6㎏/ℓ 및 절단조각농도 0.5㎏/ℓ의 가공폐액을 처리할 때 절단조각 농도를 0.15㎏/ℓ까지 저하시키기를 원한다면 (즉 절단조각 농도를 초기농도치의 약 30%인 값까지 저하시키기를 원한다면), 가해지는 매질액의 양은 가공폐액중의 2.3배이다(가공폐액 200ℓ가 연마입자 320㎏ 및 절단조각 100㎏을 함유할 때 절단조각의 양을 30㎏까지 감소시키기 위해서는 매질액 460ℓ를 가공폐액에 가한다.)
따라서 제 1저장기(16)내의 가공폐액은 0.48㎏/ℓ의 저하된 연마입자농도 및 0.15㎏/ℓ의 저하된 절단조각농도를 갖는다. 이 방법에서 제 1필터장치(12)내 가공폐액의 여과순환은 절단조각농도가 원하는 값으로 저하된 후에 개시된다. 매질액이 절단조각과 함께 배출됨에 따라 연마입자농도는 0.4kg/ℓ의 값부터 점차 상승된다. 연마입자농도가 1.6kg/ℓ의 초기값에 도달할 때 제 1필터장치(12)에 의해 행해지는 여과조작이 종결되고 재생가공액이 순환경로로 부터 회수된다. 졀단조각농도는 여과조작 동안 항상 일정하다는 것에 주의한다.
변화패턴 "a"에 따르면 제 1저장기(16)는 비교적 큰 저장용량을 가질 것을 요한다. 상기 예에서 제 1저장기(16)의 용량은 600ℓ, 즉 가공폐액 200ℓ의 3.3 배이어야 한다. 그러나 이 방법에서는 순환될 가공폐액의 연마입자농도와 절단조각 농도를 비교적 낮게하여 비교적 높은 여과속도를 보증한다. 더욱이 순환펌프(26)의 요구 전달압력은 그렇게 높지 않다. 이 경우 가공폐액에 다량의 매질액이 가해지더라도 매질액이 제 2필터장치(14)로 부터 공급되는 여액저장기(82)로 부터 사용된 매질액의 대부분이 공급될 수 있다. 여액저장기(82)로 부터 제 1저장기(16)로 공급된 매질액은 상기한 바와같이 연마입자농도 및 절단조각농도를 저하시키는데 사용되어 매질액의 유효 이용을 보증한다. 구체적으로 설명하면 매질액에 분산된 절단조각을 함유하는 폐액은 제 2필터장치(14)에 의해 처리되고 매질액은 여액으로서 회수된다. 그 결과 폐액은 절단조각농도가 예컨대 1.1kg/ℓ인 정도로 농축된다. 이 경우 농축폐액에 포함된 매질액의 양은 가해진 매질액의 양의 약 13%이다. 즉 상기 예에서는 절단조각과 함께 배출될 매질액이 60ℓ 정도로 적다.
변화패턴 "a"에 따르면 제 1저장기(16)에 구비된 레벨게이지(106)가 순환경로(제 1순환경로) 내 가공폐액의 양이 초기값(상기 예에서는 200ℓ )과 같다는 것을 검출할 때 제어장치(112)는 제 1공급통로(32)의 차단밸브(30)를 폐쇄하고 회수통로(44)의 차단밸브(42)를 개방하여 재생가공액이 얻어지게 한다. 이와 관련하여 절단조각농도를 검출할 필요는 없으며 밀도계(108)는 없을 수도 있다.
그러나 상기 구성은 밀도계(108)에 의해 검출되는 가공폐액의 비중으로 부터 절단조각농도가 소정값과 같아질 때 재생가공액이 회수될 정도로 변경될 수 있다. 선택적으로 레벨게이지는 통로(40)로 배출된 폐액의 양을 검출하기 위해 폐액통로(40)에 구비될 수도 있고, 검출량이 가공폐액에 가해진 매질액의 양과 같아질 때 재생가공액이 회수된다. 이들의 경우 레벨게이지(106)는 없을 수도 있다. 따라서 변화패턴 "a"에 따르면 폐액통로(40)로 배출된 폐액의 양이 가공폐액에 초기에 가해진 매질액의 양과 같아지는 것을 직접 또는 간접적으로 검출하는 것이 필요하다.
그래프에서 파선으로 나타낸 제2변화패턴 "b"를 설명한다. 이 변화패턴 "b"에서는 상기한 제1변화패턴 "a"와는 달리 가공폐액이 제 1필터장치(12)에서 순환하기 전에는 제 1저장기(16)내의 가공폐액에 매질액이 가해지지 않는다. 매질액은 여과막(18)을 통해 폐액통로(40)로 배출되는 폐액의 양에 따라 제 1저장기(16)내의 가공폐액에 연속적으로 가해진다.
이와 관련하여 가공폐액중의 연마입자농도는 제4(a)도의 그래프에 도시된 바와 같이 일정하게 유지되고 절단조각농도는 절단조각을 포함하는 폐액이 배출되고 연마입자 및 절단조각이 매질액이 가공폐액에 가해지므로 점차 저하된다.
이러한 변화패턴 "b"에서는 제 1저장기(16)의 레벨게이지(106)가 가공폐액의 저장량의 변화를 검출할 때 제어장치(112)가 차단밸브(86)를 개방하여 여액저장기(82)내의 매질액이 공급경로(88)를 경유하여 제 1저장기(16)에 공급되게 한다. 제 1저장기(16)내의 액의 양이 거기에 매질액을 가함으로써 초기치로 되돌아갈 때는 제어장치(112)가 차단밸브(86)를 폐쇄하여 매질액의 공급을 종결시킨다. 상기 조작은 제 1필터장치(12)에 의해 행해지는 가공폐액의 여과동안 반복하여 수행되어 순환경로(제 1순환경로)에서 유동되는 액의 양이 실질적으로 일정하게 유지되고 액중의 연마입자농도가 실질적으로 일정한 레벨로 유지되게 한다. 계속해서 밀도계(108)가 가공폐액의 절단조각농도가 소정값과 같아지는 것을 검출할 때 제어장치(112)는 차단밸브(30)를 폐쇄하고 차단밸브(42)를 개방하여 재생가공액이 통로(44)로 부터 나오게 한다.
이 변화패턴 "b"에 따르면 제 1필터장치(12)에 의해 처리될 가공폐액이 저장될 수 있는 한 제 1저장기(16)의 용량은 충분하며 제 1저장기(16)는 비교적 큰 용량을 가질 필요가 없다. 연마입자농도는 일정 레벨을 초과하지 않으며, 순환펌프(26)상에 작용하는 하중은 실질적으로 일정하게 유지되어 펌프(26)가 높은 전달압력을 가질 것을 요하지 않는다. 변화패턴 "b"에서 순환하는 가공폐액중의 연마입자농도는 여과조작동안 내내 상기 변화패턴 "a"에 따른 연마입자농도 보다 항상 더 높다. 그러나 변화패턴 "b"에 따른 연마입자농도의 원하는 또는 최종 값은 변화패턴 "a"에 따른 연마입자농도의 것과 거의 동일하다. 따라서 변화패턴 "b"에 대한 순환펌프(26)의 요구 전달압력은 변화패턴 "a"의 것과 거의 동일하다.
이러한 변화패턴 "b"에서 절단조각농도는 제 1저장기(16)내의 밀도계(108)에 의해 검출되는 절단조각의 비중으로 부터 직접 얻을 수 있다. 그러나 절단조각농도는 적당한 시험데이타를 기초로하여 통로(40)로 배출된 폐액의 양으로 부터 얻을 수도 있다. 이 경우에는 경로(40)로 배출되는 폐액의 양을 검출하기 위해 레벨게이지가 폐액통로(40)에 구비된다.
다음에 일점 쇄선으로 나타낸 제3변화패턴 "c"를 설명한다. 이 변화패턴 "c"에서는 변화패턴 "b"에서와 같이 가공폐액의 연마입자농도가 비교적 높게될 때 차단밸브(86)를 개방함으로써 제 1저장기(16)내의 가공폐액에 매질액이 가해진다. 이 방법에서는 연마입자농도가 비교적 높은 값까지 상승되나 이것은 상승된 연마입자농도의 값이 가공폐액이 순환류를 견디는 한계를 초과하지 않는 한 문제되지 않는다. 이 변화패턴 "c"에서도 역시 변화패턴 "b"에 대해 사용된 바와 같은 방식으로 얻은 절단조각농도가 소정 값과 같아질 때 재생가공액이 회수된다.
여과조작이 변화패턴 "c"에 따라 제 1필터장치(12)에 의해 행해질 때는 레벨게이지(106), 밀도계(108) 및 제어장치(112)가 높은 조작정밀도를 나타낼 필요가 없다. 더욱이 차단밸브(86)는 소정시간 간격으로 개방될 수도 있는데, 그것은 사전에 얻어지는 여과속도 (폐액이 폐액통로(40)로 배출되는 속도)에 의거하여 결정된다. 더욱이 변화패턴 "c"에 따르면 연마입자 농도치가 과다량의 매질액 공급에 의해 초기치 보다 일시적으로 더 낮을 수도 있다. 그러나 이 경우에는 연마입자 농도의 증가에 따라 여과속도가 감소 하므로 연마입자농도를 비교적 낮은 값으로 유지하는 것이 바람직하다.
상기 본 구체예의 설명으로 부터 알수 있는 바와같이 순환경로 (제 1순환경로)에서의 연마입자농도는 제 1저장기(16)내의 레벨게이지(16) 또는 폐액통로(40)에 구비되는 레벨 게이지(도시안함)에 의해 직접 얻어지거나 또는 밀도계(108)에 의해 간접적으로 얻어진다. 이와 관련하여 레벨게이지(106) 및 밀도계(108)는 연마입자농도를 얻기 위한 장치에 대응하는 한편 제어장치(112)는 연마입자농도를 제어하기 위한 장치에 대응한다. 또한 상기한 세가지 방법 이외의 어떠한 방법이든지 여과조작 동안 매질액을 가하지 않고 가공폐액중의 절단조각의 양을 충분히 감소시킬 수 있는 것을 조건으로 원하는 연마입자농도를 달성하기 위하여 재생가공액에 매질액을 가하는데 사용될 수 있다. 그러나 변화패턴 "c"에서와 같이 이러한 구성은 높은 여과효율을 보증하지는 않는다.
다음에 본 발명의 또다른 구체예를 설명한다. 다음 설명에서는 앞의 구체예에 사용된 것과 동일한 참조번호를 대응하는 구성성분을 확인하는데 사용하며 그것의 상세한 설명은 생략한다.
제5도는 본 발명의 제 2양태에 따른 가공폐액의 재생방법 및 본 발명의 제 4양태에 따른 가공폐액의 재생장치의 원리를 나타내는 작용블록도이다. 연마가공에 사용된 가공액은 그 안에 분산된 연마입자 및 절단조각을 함유하고 있다. 이 가공폐액은 제 1필터장치에 의해 처리되어 저농도의 절단조각을 갖는 재생가공액과 연마입자를 함유하지 않는 폐액으로 분리된다. 재생가공액은 랩 마무리와 같은 연마가공에 다시 사용된다. 연마입자를 함유하지 않는 폐액은 제 2필터장치에 의해 처리되어 높은 절단조각농도를 갖는 농축폐액과 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액으로 분리된다.
농축폐액은 폐기되는 한편 매질액은 매질액 저장기에 저장된 다음 제 1필터장치에 공급되어 제 1필터의 여과막을 역세척하고 제 1필터장치에서 순환되는 가공폐액의 농도를 조절하는데 사용된다. 매질액 저장기로 부터 제 1필터장치로 공급되는 매질액의 양은 제 1필터장치로 부터 배출되는 폐액의 양과 동일하게 된다. 이러한 양의 매질액 및 폐액은 각각 액량 측정장치에 의해 측정된다. 재생장치내 매질액의 양은 농축폐액에 포함되는 양만큼 감소된다. 따라서 매질액을 매질액 저장기에 가하여 감소된 양을 보충한다. 상기와 같은 제1 및 제 2필터장치를 갖는 가공폐액 재생장치의 일례를 상세히 설명한다.
제 6도를 참조하면 본 발명의 본 구체예에 따른 가공폐액 재생장치의 일례가 도시되어 있다. 재생장치(130)는 제 1필터장치(132), 제 2필터장치(134) 및 매질액 공급장치(136)를 포함하고 있다. 연마가공에 사용된 가공액을 제 1필터장치(132)에 처리하여 연마가공동안 생성된 절단조각을 가공액으로 부터 제거한다. 제 1필터장치(132)는 연마입자를 함유하지 않는 재생가공액을 얻거나 회수하는데 적합하다. 제 2필터장치(134)는 제 1필터장치(132)로 부터 배출되고 연마입자를 함유하지 않는 폐액을 농축하고 폐액으로 부터 매질액을 회수하는데 적합하다. 따라서 제 2필터장치(134)는 매질액을 회수하기 위한 장치로서의 역할을 한다. 매질액 공급장치(136)는 제 2필터장치(134)에 의해 회수된 매질액을 저장하고 제 1필터장치(132)와 동일한 것을 공급하는데 적합하다. 제 6도의 상하 위치는 실제 설비에서 장치의 상하부에 대응함을 알아야 한다.
제 1필터장치(132)는 제 2도에 나타낸 제 1필터장치(12)와 실질적으로 동일한 구성를 가지고 있다. 제 1필터장치(132)에서는 폐액통로(40)가 제 1필터(24)의 하단부에 접속되어 있다. 폐액통로(40)는 차단밸브(39)와 제 2저장기(46) 사이에 적산 유량계(138)을 가지고 있다. 제 1필터장치(132)는 차단밸브(140)를 갖고 제 2챔버(22)의 상단부를 제 1저장기(16)에 접속하는 바이패스 통로(142)를 더 가지고 있다. 회수통로(44)는 제 1저장기(16)와 순환펌프(26) 사이에서 제 1공급통로(32)에 접속되어 있다.
제 2필터장치(134)는 제 2도에 나타낸 제 2필터장치(14)와 실질적으로 동일한 구성을 가지고 있다. 제 2필터장치(134)는 공급펌프(84)를 갖는 여액공급통로(148) 및 설명할 역세척액 저장기(146)에 여액저장기(82)를 접속하는 차단밸브(144)를 가지고 있다. 차단밸브(90)를 갖는 역세척 통로(92)는 제 2필터(54)와 밸브(78) 사이에서 여액통로(80)에 접속되어 있다. 역세척 통로(92)는 공급펌프(84)와 밸브(144) 사이에서 여액공급통로(148)에 더 접속되어 있다.
매질액 공급장치(136)는 상기한 바와 같은 역세척 액저장기(146) 및 적산 유량계(150) 및 차단밸브(152)를 갖고 역세척액 저장기(156)를 제 1필터(24)와 밸브(39) 사이에서 폐액통로(40)에 접속하는 역세척통로(154)를 가지고 있다. 이 구체예에서 역세척액 저장기(146) 및 역세척통로(154)는 각각 매질액 저장기 및 매질액 공급통로에 대응하는 한편 적산 유량계(138, 150)는 액량 측정장치에 대응한다. 더욱이 역세척액 저장기(146), 차단밸브(152), 역세척통로(154) 및 적산유량계(138, 150)는 매질액 공급장치를 구성한다.
제 1필터(24)는 제 3도에 나타낸 제 1필터(24)와 실질적으로 동일한 구조를 가지고 있다. 그러나 제7도에 나타낸 바와 같이 케이싱(98)은 개구(102) 측면상의 단부에 형성된 접속구멍(156)을 가지고 있다. 폐액통로(40) 및 역세척통로(154)는 접속구멍(156)에 접속되어 있다. 케이싱(98)은 접속구멍(156)에 대향하는 단부에 접속구멍(158)을 더 가지고 있다. 접속구멍(158)에는 바이패스통로(142)가 접속되어 있다.
제 6도를 참조하면 본 구체예의 제 1필터(24)는 제 1필터장치(12)에 수직으로 배치되어 접속구멍(156) 측면상의 제 1필터(24)의 대향하는 단부중의 하나는 하측에 위치되면서 접속구멍(158)의 측면상의 제 1필터(24)의 다른쪽 단부는 상측에 위치된다. 즉 여과막(18)은 수직으로 연장되어 제 1챔버(20)의 하단부가 제 2챔버(22)의 하단부와 같은 높이로 된다. 제 6도에 도시된 바와 같이 제 1필터(24)의 하단부는 도면에 나타낸 적어도 거리(H1)만큼 제 1저장기(16)내 가공폐액의 레벨 위에 위치되는 한편 제 1필터(24)의 상단부는 도면에 나타낸 적어도 거리(H2) 만큼 역세척액 저장기(146)내 매질액의 레벨 이하에 위치된다. 제7도에 나타낸 바와 같은 상측 제 2챔버(22)에서 접속구멍(156 및 158)과 유사한 접속구멍은 각각 케이싱의 양단부에 형성되어 있다. 이들 접속구멍은 폐액통로(40)와 바이패스통로(142)에 접속되어 있다.
제 2필터(54)는 제 2도의 구체예에 사용된 것과 유사하다.
상기에 나타낸 차단밸브(39, 140, 152)는 모터구동형 밸브이며 제어장치(112)에 의해 순환펌프(26)와 함께 제어된다. 적산 유량계(138, 150)는 또한 제어장치(112)에 접속되어 있고 각 액량 신호를 제어장치(112)에 적용시킨다. 이들 유량계(138, 150)는 제어장치(112)에 의해 재설정된다.
제 8도에 나타낸 바와같은 타임차트를 참조하여 제어장치(112)의 조작에 의거, 그와 같이 구성된 재생장치(130)에 의해 행해지는 가공폐액의 재생방법을 설명한다. 제 2도 내지 제 4도의 구체예에서 처리된 가공폐액은 재생장치(130)에 의해 처리된다. 더욱이 순환경로 내 가공폐액의 여과압력 및 유량은 앞의 구체예에서와 동일한 값으로 설정된다.
초기에 가공폐액을 제 1저장기(16)에 공급하는 한편 동시에 연마입자 및 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 역세척액 저장기(146)에 공급한다. 제 8도의 타임차트중 시간(t0)의 지점에서 제 1공급통로(38)의 차단밸브(30) 및 제 1복귀통로(38)의 차단밸브(36)를 개방함으로써 순환펌프(26)를 작동시킨다. 다음에 제어장치(112)가 폐액통로(40)의 차단밸브(39)를 개방하고 적산 유량계(138, 150)를 재설정하는 한편 역세척 통로(154)의 차단밸브(152)가 폐쇄상태로 남는다. 이러한 상태에서 제 1저장기(16)에 저장된 가공폐액이 제 1공급통로(32), 제 1필터(24) 및 제1복귀통로(38)에 의해 구성된 순환경로를 통해 순환된다. 제 1필터(24)내에는 가공폐액이 여과막(18)의 표면을 따라 공급된다. 이 상태에서 회수통로(44)의 차단밸브(42) 및 바이패스통로(142)의 차단밸브(140)는 폐쇄 상태로 유지된다.
차단밸브(30, 36, 42)는 제어장치(112)의 제어하에 개폐될 수 있다. 더욱이 순환경로내 가공폐액의 여과압력 및 유량을 순환펌프(26)의 여과압력 및 전달량을 제어하는 인버터에 의해 제어될 수 있다.
순환경로를 통해 유동하는 가공폐액은 제 1필터(24)의 여과막(18)을 통해 폐액통로(40)로 폐액으로서 일부가 배출된다. 적산 유량계(138)는 제 2필터장치(134)로 배출된 폐액의 양을 검출한다. 여과막(18)의 메시개구 크기는 연마입자의 크기 보다는 충분히 작고 절단조각의 크기 보다는 충분히 큰 약 5㎛ 이기 때문에 통로(40)로 배출된 이 폐액은 절단조각만을 함유한다. 폐액은 그안에 분산된 절단조각과 함께 통로로 배출된다. 이 구성에서, 배출된 폐액은 항상 순환경로에서 흐르는 가공폐액과 같은 절단조각농도를 갖는다.
제 9도에 나타낸 바와같이, 순환경로에서 흐르는 가공폐액중의 연마입자의농도는 시간(t0∼t1) 동안 점차적으로 상승되는 반면, 절단 조각농도는 일정한 수준으로 유지되는데, 일정한 절단조각농도를 갖는 폐액이 통로(40)로 배출되기 때문이다. 다시 말하면, 순환하는 가공폐액중의 연마입자의 양은 일정한 반면, 절단조각의 양은 점차적으로 감소된다. 본 구체예에서, 차단밸브(42, 152)가 폐쇄되어 있으면서 가공폐액을 순환하는 단계는 순환단계에 해당하는 한편, 폐액을 통로(40)로 배출하는 단계는 직교류 여과단계에 해당한다.
시간점(t1)에서, 적산유량계(138)는 폐액의 배출량이 지정된 값(예를들면, 제1저장소(16)에서 가공폐액의 초기량의 3-20 부피%)과 같게 되었음을 가리키는 카운트업 신호(Scu1)를 제어장치(112)에 보낸다. 신호(Scu1)를 받았을 때. 제어장치(112)는 모터구동 차단밸브(39)가 폐쇄위치에 놓이도록 작동한다. 차단밸브(39)가 폐쇄된 후, 제어장치(112)는 시간점(t2)에서 차단밸브(140, 152)가 개방위치에 놓이도록 작동한다. 따라서, 폐액통로(40)의 대신에 역세척통로(154)가 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)에 연결된다. 제어장치(112)는 역세척액 저장기(146)내 매질액이 폐액통로(40)로 흐르는 것을 억제함으로써 장치의 여과효율의 감소를 피하기 위해, 차단밸브(39)가 폐쇄된후 차단밸브(152)를 개방한다.
저장기(146) 내 매질액의 액레벨은 제 1필터(24)의 상단부 보다 거리(H2) 만큼 더 높게 만들어진다. 역세척통로(154)가 차단밸브(152)를 개방함으로써 베1필터(24)의 제 2챔버(22)에 연결될 때, 저장기(146)내 매질액은 역세척통로(154)를 거쳐 제 2챔버(22)에 공급되기 지작한다. 이 상태에서, 순환펌프(26)는 아직 작동상태에 있기 때문에, 제 1챔버(20)는 순환펌프(26)로 부터 공급된 가공폐액으로 가득차게 된다. 따라서, 저장기(146)로 부터 공급된 매질액은 제 2챔버(22)에 보관된다. 역세척통로(154)를 통해 흐르는 매질액의 양은 적산유량계(150)에 의해 측정된다.
제어장치(112)가 내부타이머에 의해 측정한 지정된 지연시간의 경과를 검출할 때 제어장치(112)는 시간점(t3)에서 순환펌프(26)를 끄도록 작동한다. 그 결과, 제 1챔버(20)는 비워지고, 제 2챔버(22)에 보관된 매질액이 제 1챔버(20)로 공급되어, 따라서 여과막(18)의 소위 역세척이 개시되게 된다. 상기 표시한 지정된 지연시간(t3-t2)은 제 2챔버(22)가 매질액으로 완전히 충전되도록 하기에 충분히 길게 결정된다. 그러므로, 시간전(t3) 까지, 역세척액 저장기(146)에서 제 2챔버(22)로 공급된 매질액은 제 2챔버(22)에 연결된 각각의 접속구멍(158)을 통하여 바이패스통로(142)로 배출되고 제 1저장기(16)로 공급된다.
역세척통로(154)는 매질액을 제 2챔버(22)로 공급하는 속도가 여과막(18)을 통하여 매질액이 투과되는 속도보다 충분히 크도록 결정된 액류 직경을 가진다. 따라서, 시간점(t3)후에 실행되는 역세척 조작중에, 저장기(146)로 부터 공급된 매질액의 양은 여과막(18)을 통하는 매질액의 여과속도에 관하여 과도하다. 이 구성에서, 제 2챔버(22)는 항상 매질액으로 가득차는 한편, 동시에, 과량의 매질액은 바이패스 통로(142)를 경유하여 순환경로로 공급된다. 접속구멍(158)과 바이패스통로(142)도 매질액을 제 2챔버(22)로의 공급을 촉진하기 위해 공기 배출구 같은 기능을 한다.
그 후, 적산유량계(150)에 의해 측정된 매질액의 양이 적산유량계(138)에 의해 측정된 상기 소정치와 동일한 설정치에 도달할 때, 유량계(150)는 시간점(t4)에서 카운트업신호(Scu2)를 제어장치(112)에 적용한다. 신호(Scu2)의 수용시, 제어장치(112)는 차단밸브(140, 152)가 폐쇄위치에 놓이도록 작동한다. 차단밸브(140, 152)는 시간점(t5)에서 완전히 폐쇄된다. 제어장치(112)가 시간점(t4) 이후 소정시간의 경과를 검출했을 때, 제어장치(112)는 적산유량계(138, 150)를 리세트하고 순환펌프(26)를 작동시키고 차단밸브(39)를 개방한다. 시간점(t7) 후에, 시간(t0∼t6) 중에 실행된 조작이 반복되어 제 1필터장치(132)가 여과조작을 실행하게 된다.
상기 지적한 소정시간은 역세척통로(154)내 차단밸브(152)가 완전히 폐쇄되고 제 2챔버(22)에 저장된 매질액이 제 1챔버(20)로 완전히 투과되도록 하기에 충분히 길게 결정된다. 이 구체예에서, 차단밸브(39, 152)가 개폐되는 동안 순환펌프(26)를 끄는 단계 (시간(t3∼t5)에서)는 각기 매질액의 공급단계에 해당한다.
상술된 조작은 반복적으로 실행되며 제 1필터장치(132)가 작동된 후 소정시간이 경과되었을 때, 제어장치(112)는 순환펌프(26)를 끈다. 제 9도는 재생처리동안 순환경로를 통해 흐르는 가공폐액내 연마입자농도와 절단조각농도의 변화를 나타낸다. 여과조작의 시간(t0∼t1) 동안 직교류 여과 공정중에, 연마입자농도는 점차 상승되는 반면에 절단조각농도는 매질액이 배출되기 때문에 일정한 레벨로 유지된다. 직교류여과 단계후 시간(t-t7) 동안의 매질액 공급단계중에 매질액은 순환경로로 공급되므로 연마입자농도는 초기값으로 복귀하는 한편, 반면에 절단조각농도는 폐액의 배출양에 따라서 저하된다. 그 후, 회수통로(44)내 차단밸브(42)는 개구되어 절단조각 농도가 상당히 저하된 재생가공액이 회수된다.
상술된 소정시간은 상술된 조작이 반복적으로 실행된 후 순환경로내 가공폐액의 절단조각농도가 소정치로 저하되도록 결정된다. 본 구체예에서, 차단밸브(42)를 개방함으로써 재생가공액을 회수하는 단계는 재생가공액의 회수단계에 해당한다.
제 1필터(24)에서 통로(40)로 배출된 폐액은 제 2필터장치(134)내 제 2저장기(46)에 저장된다. 폐액은 앞서의 구체예에서와 같이 제 2필터(54)에 의해 처리되어 단지 매질액(연마입자와 절단조각을 한유하지 않음) 이 여액통로(80)를 경유하여 여액저장기(82)에 저장된다. 반면에, 절단조각농도가 증가된 폐액은 배출관(74)으로 부터 최종 폐기된다.
이와같이 회수된 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액은 공급펌프(84)가 차단밸브(144)를 개방시키도록 작동할 때 여액통로(148)를 경유하여 여액 저장기(82)에서 역세척액 저장기(146)로 공급된다. 역세척통로(154)를 경유하여 제 2챔버(22)로 공급되는 매질액은 통로(40)를 통해 배출된 매질액을 포함한다.
본 구체예에 따르면, 재생장치(130) 제 1공급통로(32)로 구성된 직교류 여과시스템, 연마입자의 투과를 억제하고 절단조각의 투과를 허용하는 여과막(18)을 갖춘 제 1필터(24), 및 제1복귀통로(38)를 포함한다. 이 구성에서, 가공폐액이 순환펌프(26)에 의해 순환경로로 순환되는 동안, 액의 일부는 절단조각과 함께 제 1필터(24)에서 배출된다. 재생장치(130)는 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 저장하기 위한 역세척액 저장기(146), 및 적산유량계(150)를 갖추며 저장기(146)와 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)를 연결하는 역세척통로(154)를 더 구비한다. 저장기(146) 내 매질액은 여과막(18)의 역세척에 사용된다.
한편, 폐액통로(40)는 배출되는 폐액의 양을 측정하기 위해 적산유량계(138)를 갖춘다. 이 구성에서, 저장기(146)로 부터 제 1필터장치(132)로 공급된 매질액의 양은 제 1필터장치(132)에서 배출된 폐액의 양과 동일하도록 제어된다. 따라서, 제 1필터장치(132)의 순환경로를 흐르는 가공폐액은 그 양이 실질적으로 일정한 레벨로 유지된 매질액을 포함하는 재생가공액으로서 회수통로(44)로 부터 회수된다.
상술된 바와같이 회수된 재생가공액은 제 1저장기(16)로 초기에 공급된 가공폐액의 것과 동일한 양의 매질액과 연마입자를 갖는다. 그러나, 재생가공액내 절단조각의 양은 제 1필터(24)에서 배출된 폐액의 양에 따라서 감소되는데, 왜냐하면 절단조각이 제 1필터(24)를 통하여 폐액통로(40)로 배출되기 때문이다. 재생가공액내 절단조각의 양 대 연마입자의 양의 비율은 상당히 감소되므로, 연마입자농도는 제 1필터장치(132)에 의해 처리되기 전 가공폐액에서와 동일한 레벨로 유지된다. 그러므로, 본 구체예에 따라서 회수된 재생가공액은 연마입자농도를 조정하지 않고 연마가공에 이용될 수 있다.
본 구체예에 따르면 폐가공액이 구조가 상당히 간단한 제 1필터장치(132)와 매질액 공급장치(136)에 의해 처리되는 동안, 가공폐액에 함유된 전달조각의 양은 감소되며 연마입자 농도는 일정한 레벨로 유지된다. 연마입자가 현탁액 형태로 재생가공액에 함유되기 때문에, 유용한 연마입자가 폐기되지 않고 효율적으로 이용될 수 있다.
또한, 매질액은 매질액 공급장치(136)에 의해 순환경로내에서 가공폐액에 공급되어 재생가공액이 연마입자농도를 조정하지 않고 연마가공에 이용될 수 있다.
따라서 본 장치는 가공폐액내 연마입자의 효과적인 이용을 보장하며 작업비용을 줄인다. 일반적으로, 직교류 여과에서, 충분한 여과 플럭스를 보장하도록 여과막(18)의 막힘을 방지하고 절단조각이 여과막(18)을 통하여 원만하게 흐르게 하기 위하여, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액이 여과막(18)을 통하여 제 2챔버(22)에서 제 1챔버(20)로 공급되도록 여과막(18)의 역세척을 행할 필요가 있다. 제1구체예에서, 저장기(146)내 매질액은 매질액공급단계에서 제 2챔버(22)로 공급되어 여과막(18)이 저장기(146)로 부터 공급된 매질액에 의하여 역세척된다.
t0-t1의 시간동안 직교류 여과공정에서 매질액은 절단조각과 함께 여과막(18)을 통하여 투과된다. 따라서 순환경로를 흐르는 가공폐액의 연마입자농도는 매질액의 양의 감소와 함께 점차적으로 증가되고 가공폐액으로부터 회수된 재생가공액은 불가피하게 증가된 연마입자농도를 가진다. 따라서, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 재생 가공액에 가하여 연마공정에 적당한 연마입자농도를 얻도록 하는 것이 필요하다. 본 구체예에서, 매질액은 매질액 공급단계에서 제 2챔버(22)를 경유하여 순환경로내 가공폐액에 공급되어 재생가공액의 연마입자농도가 소정치로 조종될 수 있다. 동시에, 여과막(18)은 역세척될 수 있다.
본 구체예에서, 순환경로를 흐르는 가공폐액은 결국 재생 가공액으로서 회수된다. 통상의 직교류 여과와는 대조적으로, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 여과막(18)을 역세척하는 동안 순환경로에 공급하는 것은 중요하지 않다. 이에 관하여, 여과막(18)의 역세척을 자주 실행함으로써 (매질액 공급단계를 실행함으로써) 고여과플럭스를 유지하는 것이 가능하다.
바이패스 통로(142)가 구비되는 본 구체에서, 저장기(146)는 저장기(146)로부터의 매질액 유속과 여과막(18)을 통하는 매질액의 유속의 차에 기인하여 매질액이 넘쳐 흐른다. 과잉의 매질액은 바이패스 통로(142)로 흐르고, 그 결과 순환경로로 공급된다. 본 구체예의 제 1필터장치(132)에서, 여과막(18)을 역세척하는데 필요한 매질액의 양은 약 1 내지 10㎤/㎠이다. 반면에, 순환경로로 공급될 매질액의 양은 직교류 여과단계에서 폐액통로(40)로 배출되는 폐액의 양에 따라서 결정된다. 순환경로로 공급될 매질액의 결정된 양이 여과막(18)을 역세척하기 위한 필요량보다 더 많은 경우, 매질액의 결정량이 여과막(18)을 통하여 완전히 공급된다면 상당히 시간 소모적이 될 것이다. 그러나, 바이패스 통로(142)를 갖춘 본 구체예에서, 과량의 매질액은 여과막(18)을 통과하지 않고 바이패스 통로(142)를 경유하여 순환경로로 공급됨으로써 매질액 공급 단계에 필요한 시간을 감소시킨다.
연마입자를 함유하지 않는 폐액은 폐액통로(40)로 배출되고 계속해서 제 2필터장치(134)에 의해 처리된다. 즉, 폐액은 절단조각의 평균입자크기보다 충분히 더 작은 공극을 가진 여과막(48)을 통하여 여과된다. 그 결과, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액의 실질적인 분량이 폐액으로 부터 회수된다. 회수된 매질액은 역세척액 저장기(146)로 공급되고, 매질액 공급 단계에서 이용된다. 따라서, 직교류 여과단계에서 절단조각과 함께 폐액통로(40)로 배출된 매질액이 회수되고 결국 순환경로로 공급된다. 이 장치는 매질액의 효과적인 더 이상의 이용과 작업비용의 더 이상의 감소를 보장한다. 더욱이, 폐기될 농축 폐액의 양이 감소되어 그것의 용이한 처분을 허용한다. 제 2필터장치(134)에서 매질액의 일부는 농축폐액이 폐기될 때 절단조각과 함께 폐기된다. 그러나, 폐액은 예를들면 절단조각농도가 1.1㎏/ℓ와 같게되는 정도로 농축되기 때문에 폐기될 매질액은 상당히 작다. 본 구성에서, 새로운 매질액이 역세척 액 저장기(146)에 적당히 첨가되어 농축 폐액으로서 폐기될 매질액의 양을 보충한다.
매질액 공급단계에서, 순환펌프(26)는 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)가 역세척 액 저장기(146)로 부터 공급된 매질액으로 충전된 후에만 정지되어 순환경로내 가공폐액의 순환류를 정지시키는 데 사용된다. 제2쳄버(22)가 매질액으로 충전되기 전에 여과막(18)의 표면은 순환경로를 흐르는 가공폐액의 압력하에 유지된다. 이 상태에서, 매질액은 여과막(18)을 통하여 제 2챔버(22)에서 제 1챔버(20)로 흐르지 않는다. 바꾸어 말하면, 여과막(18)의 역세척은 단지 제 2챔버가 매질액으로 충전되고 순환펌프가 멈춘후에 시작된다. 따라서 여과막(18)의 전체 표면은 고안정성을 가지며 역세척될 수 있다.
보다 상세하게 기술하면, 여과막의 역세척이 통상의 직교류 필터로 실행될 때 매질액은 가공폐액의 순환류가 정지된 후 (즉, 보통, 순환펌프가 멈춘후) 제 2챔버(22)로 공급되기 시작한다. 제 1필터(24)의 여과막(18)은 절단조각을 통과시키기 위해 상당히 큰 메시개구를 가져야 되기 때문에 제 2챔버(22)로 공급된 매질액은 상술된 바와같은 통상의 직교류 필터로 실행되는 것과 동일한 방식으로 역세척이 실행된다면 여과막(18)을 통하여 제 1챔버(20)로 즉시 투과된다. 이 경우, 매질액은 제 2챔버가 매질액으로 충전되기 전에 제 1챔버로 투과되기 때문에 단지 여과막(18)의 하부만 투과된 매질액에 의하여 과도하게 역세척된다. 따라서, 제 2챔버(22) 매질액으로 충전된 후에도, 매질액은 하부에서 그것의 작은 흐름 저항에 기인하여 매질액에 의해 역세척된 여과막(18)의 하부를 통하여 투과되는 경향이 있다. 이 경우, 여과막의 상부는 충분한 정도로 역세척되지 않을 수 있다. 이와는 대조적으로, 본 구체예에서는 역세척은 단지 제 2챔버(22)가 매질액으로 충전된 후에 시작되며, 이에 의해 여과막(18)은 전체표면에 걸쳐서 실질적으로 균일하게 역세척될 수 있다.
본 구체예에서, 제 1필터(24)는 제 1필터장치(132)에 수직으로 배치되어서, 제 1필터(24) 내 순환경로는 수직방향으로 뻗으며 제 1필터(24)의 하단은 제 1저장기(16)에 저장된 가공폐액의 레벨위에 거리(H1)만큼 위치된다. 바꾸어 말하면, 제 2챔버(22)의 하단은 제 1챔버(20)의 하단과 제 1저장기(16)의 액레벨위에 위치된다. 매질액의 소정량이 역세척액 저장기(146)에서 제 2챔버(22)로 공급된 후, 제1 및 제 2챔버(20 및 22)에 저장된 매질액은 제 1저장기(146)에서 제 2챔버(22)로 공급된 후, 제1 및 제 2챔버(20 및 22)에 저장된 매질액은 제 1저장기(16) 또는 순환경로로 완전히 공급된다. 계속해서, 순환펌프(26)가 순환경로로 가공폐액을 순환시키도록 작동하고 순환액의 일부가 절단조각과 함께 제 2챔버(22)로 배출될 때, 저장기(146)로 부터 공급된 매질액은 제 2챔버(22)를 이탈하지 않는다. 따라서, 저장기(146)로 부터 공급된 매질액은 절단조각을 함유하는 폐액과 함께 폐액통로 배출되지 않는다. 따라서, 공급장치(136)에 의해 공급된 매질액은 순환경로로 완전히 공급되므로 순환경로를 흐르는 가공폐액내 매질액의 양은 실질적으로 일정한 레벨로 유지된다.
제 1필터(24)는 제 1필터(24)의 상단이 역세척액 저장기(146) 내 매질액의 액 레벨 아래로 거리(H2)만큼 위치되도록 제 1필터장치(132)에 배치된다. 이 구성으로, 저장기(146)로 부터 공급된 매질액은 수두차(H2)에 기인하여 제 1필터(24)의 최상부에 도달한다. 즉, 여과막(18)이 저장기(146)로부터 공급된 매질액에 의해 역 세척될 때 역세척액통로(154) 내에 펌프와 같은 공급장치를 제공할 필요가 없다. 여과막(18)은 단순한 구조를 가진 본 장치의 전체표면에 걸쳐서 용이하게 역세척될 수 있다. 비록 역세척을 실행하는데 필요한 수두차(H2)는 매질액의 속도에 따라서 변하지만 값(H2)은 일반적으로 약 수십 센티미터로 결정된다. 예를들면 값(H2)는 본 구체예에서 약 25㎝이다.
제 1필터장치(132)내 제 1필터(24)의 각각의 여과막(18)은 단일층의 스테인레스 메시로 형성되기 때문에, 여과막(18)을 투과하는 가공폐액내 연마입자와 절단조각을 여과막(18)의 메시개구에 남아 있을 수 없다. 약간의 연마입자와 절단조각이 메시개구에 남아 있다고 해도 여과막(18)은 매질액 공급단계에서 역세척액 저장기(146)로부터 공급된 매질액에 의해 역세척되므로 연마입자와 절단조각은 여과막(18)으로 부터 용이하게 제거된다. 따라서, 여과막(18)을 자주 갈아주지 않아도 여과막(18)은 막히지 않으며 통로(40)로 배출된 폐액은 비교적 장기간에 걸쳐서 순환통로를 통해 흐르는 가공폐액의 것과 동일한 절단조각농도를 가진다.
다음으로, 본 발명의 더 이상의 구체예를 설명한다.
제 10도를 참조하면, 바이패스 통로(142)가 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)가 아닌 폐액통로(40)(또는 역세척통로(154))에 직접 연결된 점에서 제 6도의 구체예와는 다른, 본 구체예에 따른 제 1필터장치(132)의 주요부가 도시되어 있다. 이 구성에서, 저장기(146)로부터 공급된 과량의 매질액은 바이패스 통로(142)를 경유하여 제 1저장기(16)로 공급된다. 여과막(18)은 저장기(146)로부터 공급된 매질액에 의해 역세척되며, 동시에 과량의 매질액은 여과막(18)을 통하여 흐르지 않고 순환경로로 직접 공급되며, 매질액 공급단계에 필요한 시간을 감소시킨다. 따라서, 매질액 전체량이 제 2챔버(22)를 경유하여 순환경로로 공급될 필요가 없다. 즉, 본 구체예에서, 단지 매질액의 일부가 여과막(18)을 세척하기 위해 제 2챔버(22)로 공급된다.
제 11도를 참조하면, 제 6도의 구체예에서 각기 폐액통로(40) 및 역세척통로(154)에 구비된 적산유량계(138, 150) 대신에 단일 유량계(160)가 공급 배출관(162)에 구비된 본 발명의 다른 구체예가 도시된다. 유량계(160)는 액류방향에 따라서 적산 또는 감산 방향으로 공급 배출관(162)을 통하여 흐르는 액의 유량을 측정하는데 사용된다. 보다 상세하게 기술하면, 폐액이 직교류 여과단계에서 제 2챔버(22)로부터 폐액통로(40)로 배출될 때, 유량계(160)는 적산방향으로 액의 배출량을 측정한다. 반면에, 매질액이 매질액 공급단계에서 역세척 통로(154)로부터 제 2챔버(162)로 공급될 때, 유량계(160)는 감산방향으로 액의 공급량을 측정한다. 공급 배출관(162)는 삼방향 밸브(164)를 경유하여 폐액통로(140)와 역세척 통로(154)에 선택적으로 연결된다.
이와 같이 구성된 재생장치의 조작에서, 유량계(160)에 의해 측정된 폐액의 배출량이 소정치(즉, 선행 구체예와 동일한 값)와 동일하게 될 때 카운트 업 신호(Scu1)가 제어장치(112)에 적용되어 삼방향 밸브(164)가 역세척 통로(154)와 공급배출관(162)에 연결하도록 작동된다. 유량계(160)는 공급 배출관(162)을 통해 흐르는 매질액의 양을 감산방향으로 측정된다. 측정치가 0이 될 때(즉 측정된 양이 0과 동일하게 될 때) 리세트 신호(SR)가 제어장치(112)에 적용되어 삼방향 밸브(164)가 전환되어 폐액통로(40)와 공급 배출관(162)을 연결하도록 한다.
유량의 감산량이 유량의 적산량과 동일하게 될 때 유량계(160)가 자동적으로 0으로 리세트되는 본 구체예에서, 제어장치(112)는 공급배출관(162)을 폐액통로(40) 및 역세척 통로(154)에 선택적으로 연결하기 위하여 삼방향 밸브(164)를 직접 제어하지 않아야 한다.
앞선 구체예에서는, 차단밸브(31, 152)를 개폐하는 타이밍을 제어하는 것이 필요하다.
제 12도를 언급하면, 제 6도의 구체예에서 사용된 제 1필터(24)의 변형을 나타낸다. 제 6도내지 제 9도의 구체예에서, 제 1필터(24)는 제 1필터장치(132)중의 위쪽에 배치되어, 제 1필터(24)중의 순환경로를 제 6도에서 보는 바와같이 수직방향으로 연장한다. 이 변형된 형태에서, 제 1필터(24)는 제 1필터(24)중의 순환경로가 제 12도에 나타낸 바와 같이 수평방향으로 연장되도록 배치되고, 접속구멍(156,158)이 그렇게 배치된 제 1필터(24)의 상단부 및 하단부에 각각 형성되도록 배치된다. 이경우에서, 또한, 필터막(18)이 순환경로와 평행하도록 위쪽으로 연장되고, 제 2챔버(22)의 하단부는 제 1챔버(20)의 하단부로 역세척 된다.
상기 구체예에서와 같이, 제 1필터(24)는 제 2챔버(22)의 하단부가 제 1저장기 (16)의 액레벨위에 위치하도록 제 1필터장치(132)에 배치되고, 수두차(H1)를 제공하도록 배치한다. 따라서, 매질액 공급단계에서 제 2챔버(22)로 공급되는 매질액은 모두 수두차(H1) 때문에 순환경로로 공급된다. 순환경로는 수직방향으로나 아니면 수평방향으로 연장되지만 단, 제 1필터(24)의 제 2챔버(22)의 하단부는 제 1챔버(20)의 하단부와 제 1저장기(16)중의 액레벨위쪽에 위치한다.
도면을 참고로 하여 본 발명의 일부 구체예를 자세히 설명하고 있다. 본 발명은 달리 구체화될 수 있는 것을 이해해야 한다.
나타낸 구체예에서, 제 1필터(24)의 각각의 여과막(18)은 단일층의 스테인레스 메시로 형성된다. 여과막(18)은 예컨대 에칭으로 형성된 공극을 갖는 금속판으로 형성된다. 다른 방법으로는 제 1필터(24)는 제 2필터(54)중에 사용된 바와같이 세라믹 필터로 대체될 수 있다. 그러나, 개구다공성의 관점과 여과막의 내구성으로부터, 여과막(18)용 스테인레스메시를 사용하는 것이 바람직하다. 세라믹 필터가 제 1필터(24)로서 사용된다면, 여과막은 절단조각으로 막히는 경향이 있고, 매질액으로 자주 역세척 되거나 새로운 매질액으로 대체되어야 할 필요가 있다. 이점에서, 설명된 구체예에서 사용된 바와 같은 단일층의 스테인레스메시가 제 1필터(24)의 여과막(18)용으로 사용되는 것이 바람직하다. 가공폐액 회수장치(10, 130)는 제 2필터장치(14, 134)를 가지고 있지만 제 2필터장치는 제거될 수 있다. 제 2필터장치가 제 6도 내지 제 9도의 구체예에 따라 회수장치(130)에 제공되지 않으면, 역세척 액 저장기(146)로 매질액을 적당히 첨가하는 것이 필요하다. 이런 경우에서, 매질액은 새로운 매질액이거나 또는 다른 필터장치를 통해 폐액통로(40)로 배출되는 폐액을 여과하여 얻은 회수된 매질액일 수 있다. 그러나 제 1필터장치(12, 132)에서 폐액통로(40)로 배출된 폐액에서 매질액을 효율적으로 회수하기 위해서 그리고 폐기되는 농축된 폐액의 양을 감소하기 위해서 제 2필터장치(14, 134)를 제공하는 것이 바람직하다.
여과막(18)의 개방메시의 크기, 즉 필터막(18)의 공극의 크기는 가공폐액중의 연마입자의 평균입자크기에 따라 적당히 결정된다. 예컨대 가공폐액이 #600크기의 GC 연마입자를 함유하는 경우에, 약 20㎛ 의 공극을 갖는 여과막(18)이 사용된다. 이러한 경우에서, 평조직 스테인레스 메시가 여과막(18)으로 사용되는 것이 바람직하다. 설명된 구체예에서, 여과막(18)의 공극 크기는 연마입자의 평균입자 크기의 약 절반이다. 그러나 공극크기는 가공폐액의 여과속도와 연마입자의 회수효율성의 관점에서 적당히 결정된다. 예컨대, 공극크기는 연마입자의 평균입자 크기의 1/5 내지 3/4범위일 수 있다. 절단조각의 크기는 연마입자크기의 약 1/5~1/20이다. 이런 관점에서, 절단조각을 완전히 제거하고 유용한 연마입자를 회수하기 위하여, 여과막의 공극 크기는 연마입자의 평균입자크기의 약 1/2~1/5인 것이 바람직하다. 여과 효율성을 가능한 한 높게 증가하기 위해서, 여과막(18)의 공극 크기는 연마입자의 평균입자크기의 약 3/4~1/2가 바람직하다. 상기에서, 여과막(18)의 가장 바람직한 공극크기는 연마입자의 평균입자크기의 약 1/2이다.
설명된 구체예에서, 제 1필터(12, 132)는 단일 제 1필터(24)를 가지고, 제 2필터장치(14, 134)는 단일 제 2필터(54)를 갖는다. 복수의 필터가 제 1필터장치(12, 132) 및 제 2필터장치(14, 134)에 제공되어, 필터가 순환경로에 따라 평행하거나 질렬로 배치된다. 이러한 경우에, 제 6도 내지 제 9도의 구체예에서 역세척통로(154)가 복수의 제 1필터(24)의 각각에 접속된다.
설명된 구체예에서, 공정화되는 가공폐액은 1.6kg/ℓ의 연마입자농도를 가지며 그리고 액이 0.5kg/ℓ의 절단조각을 가질때까지 사용되는 가공액이다. 이 가공폐액은 절단조각이 0.5kg/ℓ이하가 되도록 처리된다. 이들 농도값은 가공액이 사용되는 연마기의 특정조건에 따라 적당히 변한다. 제4ａ,b도를 참고로 하여 설명된 바와같이 변화패턴 "a"에 따라 매질액이 순환경로에서 가공폐액에 첨가될 때, 첨가되는 매질액의 양은 가공폐액의 총량과 회수된 가공액중 절단조각의 농도의 소정치에 따라서 원하는 대로 변화된다.
제 2도 내지 제 4도의 구체예에서, 제 1필터장치(12)는 연마입자 및 절단조직을 포함하지 않는 새로운 매질액을 보관하기 위한 저장기를 제공한다. 이러한 경우에, 저장기는 저장기로 부터 매질액이 배출되도록 적합한 차단밸브를 갖는다. 차단밸브는 여과액 저장기(82)중에 저장된 매질액의 양이 불충분할 때, 매질액이 저장기에서 제 1저장기(16)로 배출되는 식으로 제어장치(112)에 의해 제어된다.
나타낸 구체예에서, 제 2필터장치(14, 134)는 세라믹 필터를 사용하는 직교류 여과시스템을 사용한다. 그러나, 세라믹필터는 카트리지 유형필터로 대체될 수 있다. 더욱이, 규조토여과 또는 전기 집진기여과 등의 다른 여과방법이 사용된다. 직교류 여과이외의 여과방법에서, 케이크층이 필터부재의 표면상에 형성되는 경향이 있고, 이 케이크층은 절단조각이 필터부재를 통과하는 것을 방해하므로, 여과효율성을 바람직하지 않게 저하시킨다. 이에 관해서, 직교류 여과를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
회수장치(10, 130)는 가공폐액의 여러 종류를 처리한다. 즉, 제 1필터(12, 132)중의 제 1필터(24)의 여과막(18)이 연마입자의 크기에 따라 절단조각 및 연마입자를 서로 분리할 수 있다면, 회수장치(10, 132)는 여러가지 크기인 연마입자를 함유하는 가공폐액을 처리할 수 있다. 나타낸 구체예에서, 가공액은 GC 연마입자를 포함한다. 그러나, 가공액은 연마기에 적합한, 예컨대 WA와 같은 여러 종류의 연마입자를 포함한다.
제 2도 내지 제 4도의 구체예중의 차단밸브들(30, 42, 62, 72, 86) 및 제 6도 내지 제 9도의 구체예에서 차단밸브들(39, 152, 140)은 제어장치(112)에 의해 개폐되어 조작된다. 또한, 순환펌프(26)는 제어장치(112)의 제어하에 꺼지거나 켜진다. 그러나, 이들 밸브 및 순환펌프(26)는 제어장치(112)를 제거하기 위해 수동으로 조작될 수 있다. 다른 방법으로는, 회수장치(10, 130)중에 제공된 모든 밸브는 제어장치(112)에 의해 제어될 수 있다.
예컨대 제 2도 내지 제 4도의 구체예에서, 제4(a) 및 (b)도를 참고로 하여 기술된 바와 같이 변화패턴 "a" 에 따라 가공폐액을 가공할 때, 차단밸브(30)가 수동으로 폐쇄될 수 있고, 제 1저장기(16)중의 가공폐액의 양이 제 1저장기(16)중의 저장된 초기액의 양과 같게될 때 차단밸브(42)가 수동으로 개방될 수 있다. 이러한 경우에, 저장기(16)중의 액의 양은 육안으로 관찰된다. 그러나, 제4(a) 및 (b)도를 참고로 하여 기술된 바와같이 변화패턴 "b" 나 "c"에 따라 사용된 가공액이 처리될 때, 공급통로(88)중의 차단밸브(86)가 적어도 회수장치(10)를 자동적으로 조작하기 위한 제어장치(112)에 의해 제어된 솔레노이드-조작밸브인 것이 바람직하다.
제 6도 내지 제 9도의 구체예에서 밸브(39)와 같은 차단밸브와 순환펌프(26)가 수동으로 조작될 때, 관찰자가 눈으로 카운트업 신호의 발생을 조사한다면, 통합 유량계(138, 150)에 의해 발생되는 카운트업 신호를 검출하는 것이 반드시 필요하지는 않다.
제 2도 내지 제 4도의 구체예에서 사용된 밸브(30)와 같은 솔레노이드-조작밸브는 모터-조작밸브로 대체될 수도 있다. 반면에, 제 6도 내지 제 9도의 구체예에서 사용된 밸브(39)와 같은 모터-조작밸브는 솔레노이드-조작밸브로 대체될 수 있다. 솔레노이드-조작밸브가 제 6도 내지 제 9도의 구체예에서 사용된다면, 이들 밸브는 비교적 높은 속도로 개폐되므로, 차단밸브(39)가 폐쇄되고 있는 후에 다만 차단밸브(152)를 개방하는 것은 불필요하다. 따라서, 차단밸브(39)가 폐쇄됨과 동시에 차단밸브(152)를 개방하는 것이 가능하다.
제 2필터장치(14, 134)에서, 제 2저장기(46)과 유사한 또다른 저장기가 제 2저장기(46)와 평행하게 제공될 수 있다. 이 추가의 저장기는 폐액통로(40), 제 2공급통로(64), 제2복귀통로(70) 및 배출관(74)에 차단밸브(39)와 같은 적당한 차단밸브를 통하여 접속된다. 이 배열에서, 폐액통로(40)는 선택적으로 제 2저장기(46)와 추가의 저장기에 적당한 차단밸브를 개폐하므로써 접속된다. 예컨대, 폐액통로(40)가 제 2저장기(46)와 접속될 때, 통로(40)를 통해 공급된 폐액은 추가의 저장기로 흐르지 않는다. 이 경우에, 농축된 폐액은 추가의 저장기에 보관되고, 뒤이어 배출관(74)으로 부터 폐기된다.
좀더 자세히 설명하면, 농축된 폐액이 제 2필터장치(14, 134)외부로 배출될 때, 폐액이 제2순환경로로 순환하지 않는 것이 바람직하다. 추가의 저장기가 또한 제 2저장기(46)에 제공되면, 폐액통로(40)가 선택적으로 제 2저장기(46) 및 추가의 저장기에 접속된다. 따라서 폐액이 제 1필터장치(12, 132)로 부터 연속적으로 공급될지라도 폐액은 폐액통로(40)와 접속되는 두 개의 저장기중의 하나를 통한 제2순환경로에서의 흐름이 유지된다. 동시에, 농축된 폐액은 폐액통로(40)와 접속되지 않는 다른 저장기를 통하여 배출관(74)으로 부터 폐기된다.
설명되는 구체예에서, 한 뱃치의 가공폐액이 연마기장치에서 분리적으로 처리된다. 그러나, 회수장치(10, 130)는 래핑(lapping)장치와 같은 연마기장치에 조립할 수 있다. 이 경우에서, 회수통로(44)로부터 회수된 가공액은 적당한 저장기에 저장되고, 연마기 장치로부터 배출된 사용된 가공액이 제 1저장기(16)에 저장되는 동안, 연마기장치에 가해진다.
제 6도 내지 제 9도의 구체예에서, 역세척액 저장기(146)는 수두차(H2)를 제공하기 위하여 저장기(146) 중의 매질액의 제 1필터(24)의 상단부보다 높은 식으로 배치되어, 저장기(146) 중의 매질액이 수두차(H2)를 활용하여 여과막(18)을 역세척하도록 제 1필터(24)에 제공된다. 그러나, 저장기(146)는 제 1필터(24)보다 낮은 위치로 배치되어, 역세척 경로(154)가 제 1필터(24)에 저장기(146) 중의 매질액을 공급하기 위한 펌프가 제공된다. 또다른 형태에서, 역세척통로(154)가 차단밸브(144)에 직접 연결된다면 역세척저장기(146)는 제거될 수 있고, 매질액은 공급펌프(84)에 의해 제 2챔버(22)로 공급된다. 이 경우에서, 여과액 저장기(82)는 매질액체 저장기로서의 역할을 한다.
제 6도 내지 제 9도의 구체예에서, 제 2필터(54)는 제 1필터장치(134)에서 비교적 낮은 위치에 배치되고, 여액 (매질액)는 공급펌프(84)에 의해 저장기(146)로 공급된다. 그러나, 제2펌프(54)가 저장기(146)와 같은 정도로 배치되면, 여액 통로(80)는 저장기(146)와 직접 접속될 수 있다. 제 6도 내지 제 9도의 구체예에서, 사용된 가공액의 회수처리는 소정의 시간이 경과한 후에 종결된다. 그러나 회수처리는 제 1저장기(16)중의 액의 점도나 비중의 측정에 의해 검출되는 가공폐액의 절단조각 농도에 따라 종결될 수 있다.
본 발명이 하기의 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위에 벗어남 없이 여러가지 변화로 구체화될 수 있다는 것은 이해해야만 한다.
Claims (17)
- 그 안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 생성된 가공폐액을 재생하는 방법에 있어서, 상기 연마가공 중에 생성된 절단조각은 상기 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 방법은, 상기 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작고 상기 절단조각의 평균입자 크기 보다 충분히 더 큰 공극을 가진 직교류 여과막에 의하여 획정된 제 1챔버와 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터의 상기 제 1챔버를 포함하는 순환경로내에서, 상기 연마입자 및 상기 절단조각을 함유하는 상기 가공폐액을 순환시키는 단계; 상기 순환경로를 흐르는 상기 가공폐액내 상기 절단조각의 양을 감소시키기 위하여 상기 가공폐액의 일부가 폐액으로서 상기 순환경로로 부터 상기 직교류 여과막을 통하여 상기 절단조각과 함께 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출되도록 상기 가공폐액이 공급되어 상기 직교류 여과막의 표면을 흐르는 동안 상기 가공폐액을 직교류 여과하는 단계; 및 상기 가공폐액의 상기 직교류 여과단계에서 감소된 양의 상기 절단조각을 함유하는 재생가공액을 상기 순환경로로 부터 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 상기 가공폐액이 상기 순환경로를 흐르는 중에 또는 그 전에 상기 가공폐액에 첨가하는 단계를 더 포함하며, 상기 매질액은 상기 가공폐액의 상기 직교류 여과단계에서 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액의 양과 동일한 양으로 첨가되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 그 안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 생성된 가공폐액을 재생하는 방법에 있어서, 상기 연마가공 중에 생성된 절단조각은 상기 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 방법은 상기 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작고 상기 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 큰 공극을 가진 직교류 여과막에 의하여 획정된 제 1챔버와 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터의 상기 제 1챔버를 포함하는 순환경로내에서 상기 연마입자 및 상기 절단조각을 함유하는 상기 가공폐액을 순환시키는 단계; 상기 순환경로를 흐르는 상기 가공폐액내 상기 절단조각의 양을 감소시키기 위하여 상기 가공폐액의 일부가 폐액으로서 상기 순환경로로부터 상기 직교류 여과막을 통하여 상기 절단조각과 함께 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출되도록, 상기 가공폐액이 공급되어 상기 직교류 여과막의 표면을 흐르는 동안 상기 가공폐액을 직교류 여과하는 단계; 매질액의 적어도 일부가 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버를 경유하여 상기 제 1챔버로 공급되도록, 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 상기 순환경로로 공급하는 단계로써, 상기 매질액은 상기 가공폐액의 상기 직교류 여과 단계에서 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액의 양과 동일한 양으로 상기 순환경로에 공급되며; 및 상기 가공폐액에 초기에 포함된 상기 매질액의 양과 동일한 양으로 상기 매질액을 포함하는 상기 재생가공액을 상기 순환경로로 부터 회수하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 직교류 필터의 상기 직교류 여과막은 단일 메시층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 절단조각의 상기 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 갖춘 다른 여과막을 통하여 상기 절단조각과 함께 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 여과함으로써 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 회수하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제2항에 있어서, 상기 절단조각의 상기 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 여과막을 통하여 상기 절단조각과 함께 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 여과함으로써 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 회수하는 단계를 더 포함하며, 회수된 매질액은 상기 매질액 첨가 단계에서 이용되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제3항에 있어서, 상기 절단조각의 상기 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 여과막을 통하여 상기 절단조각과 함께 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 여과함으로써 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 회수하는 단계를 더 포함하며, 회수된 매질액은 상기 매질액 공급단계에서 이용되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 제3항에 있어서, 상기 매질액 공급단계는 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버가 상기 매질액으로 충전된 후 상기 순환경로에서 상기 가공폐액의 순환류를 정지시키는데 사용되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생방법.
- 그 안에 분산된 연마입자를 함유하는 가공액이 공작물의 연마가공에 사용된 후 생성된 가공폐액을 재생하는 장치에 있어서, 상기 연마가공중에 생성된 절단조각은 상기 가공폐액으로 부터 제거되며, 상기 장치는, 상기 연마입자 및 상기 절단조각을 함유하는 상기 가공폐액을 저장하기 위한 제 1저장기; 상기 연마입자의 평균입자 크기 보다 충분히 더 작으며 상기 절단조각의 평균입자 크기보다 충분히 더 큰 공극을 가진 상기 직교류 여과막에 의해 획정된 제 1챔버 및 제 2챔버를 갖춘 직교류 필터; 상기 제 1저장기 및 상기 직교류 필터의 상기 제 1챔버에 의해 부분적으로 획정된 순환경로; 상기 가공폐액의 일부가 상기 직교류 여과막을 통하여 직교류 여과되고 폐액으로서 상기 절단 조각과 함께 상기 순환경로로부터 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출되도록, 상기 가공폐액이 상기 직교류 여과막의 표면에 흐르도록 공급되는 동안 상기 가공폐액을 상기 순환경로로 순환시키기 위한 순환장치; 및 상기 순환 경로로 부터 상기 재생가공액을 회수하기 위한 상기 순환 경로에 연결된 회수장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제9항에 있어서, 연마입자와 절단조각을 함유하지 않는 매질액을 저장하기 위한 매질액 저장기, 이 매질액 저장기와 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버를 연결하는 매질액 공급통로를 포함하는 매질액 공급장치; 및 상기 순환장치에 의해 상기 순환경로로부터 상기 제 2챔버로 배출된 폐액의 양, 및 상기 매질액 저장기로 부터 상기 순환경로로 공급된 상기 매질액의 양을 측정하기 위한 액량 측정장치를 더 포함하며, 상기 매질액 공급장치는 상기 저장기내 상기 매질액을 상기 순환경로로 공급하여 상기 매질액의 적어도 일부가 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버를 경유하여 상기 제 1챔버로 공급되며, 상기 매질액은 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액의 상기 양과 동일한 양으로 상기 순환경로로 공급되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제9항에 있어서, 상기 직교류 필터의 상기 여과막은 단일 메시층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제10항에 있어서, 상기 직교류 필터는 상기 제 2챔버의 하단이 상기 제 1챔버의 하단과 상기 제 1저장기에 저장된 상기 가공폐액의 레벨 위에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제12항에 있어서, 상기 직교류 필터는 상기 직교류 필터의 상단이 상기 매질액 저장기에 저장된 상기 매질액의 액 레벨 이하에 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제9항에 있어서, 상기 절단조각의 상기 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 여과막을 통하여 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 여과함으로써 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 회수하기 위한 매질액 회수장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제10항에 있어서, 상기 절단조각의 상기 평균입자 크기 보다 충분히 더 작은 공극을 가진 다른 여과막을 통하여 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 여과함으로써 상기 연마입자와 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액을 회수하기 위한 매질액 회수장치를 더 포함하며, 상기 회수된 매질액은 상기 매질액 저장기로 공급되는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제14항에 있어서, 상기 매질액 회수장치는 상기 직교류 필터의 상기 제 2챔버로 배출된 상기 폐액을 저장하기 위한 제 2저장기; 상기 여과막에 의해 획정된 상기 제 1챔버 및 상기 제 2챔버를 갖춘 여과장치; 상기 제 2저장기 및 상기 여과장치의 제 1챔버에 의해 부분적으로 획정된 제2순환경로; 상기 폐액이 상기 여과막을 통하여 직교류 여과되어 상기 절단조각을 함유하지 않는 상기 매질액이 상기 여과장치의 상기 제 2챔버로 공급되는 동안 상기 여과막의 표면에 흐르도록 공급되는 상기 폐액과 함께 상기 제2순환경로로 상기 폐액을 순환시키기 위한 순환장치; 및 상기 폐액이 상기 제2순환경로로 흐르는 동안 상승된 절단조각 농도를 가진 농축폐액을 배출하기 위한 배출장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
- 제14항에 있어서 상기 제 2챔버로 투과된 매질액을 저장하기 위한 매질액 저장기; 상기 매질액 저장기와 상기 제 1저장기를 연결하는, 액량 제어밸브 및 공급장치를 갖춘 매질액 공급통로; 상기 순환경로를 흐르는 상기 가공폐액내 상기 연마입자 농도를 검출하기 위한 수단; 및 상기 연마입자의 검출농도에 기초하여 상기 액량 제어밸브를 개폐함으로써 소정범위를 유지하도록 상기 연마입자의 농도를 제어하기 위한 제어장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가공폐액의 재생장치.
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