KR20010104641A

KR20010104641A - 용제의 재생방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010104641A
Application number: KR1020010023074A
Authority: KR
Inventors: 이가라시미치오; 이노우에다카시; 야마구치노리오; 마수다요시토; 가와세야수히토; 아오시마요시유키; 오다아키요시
Original assignee: 아리타 켄이치; 마쓰시타 칸쿄쿠쵸 엔지니어링 가부시키가이샤; 가와세 타이준; 니폰 리파인 가부시키가이샤
Priority date: 2000-04-28
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2001-11-26
Also published as: KR100665559B1; TW514962B; JP3409028B2; CN1181520C; JP2002014475A; CN1322005A

Abstract

본 발명은 반도체나 액정디스플레이 기판의 제조시 기판상의 레지스트 수지성분을 분리하는 공정에서 소비되어진 수지성분을 함유하는 사용후 용제나 레지스트 수지성분을 용해하는데 사용되여진 사용후용제를 재생하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 수지성분제거단계, 물과같은 휘발성 불순물 제거단계, 및 용제의 정제단계를 포함한다. 먼저, 수지성분 제거단계가 실시된다. 다음으로 정제된 용제가 증발되여진 후, 재생용제는 응축된 용제로서 회수된다.

Description

용제의 재생방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECLAIMING USED SOLVENT}

본 발명은 용제를 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판 레지스트층을 분리하는 공정에 사용된 분리액과 같은, 사용후 용제를 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 반도체나 액정디스플레이 및 기타 유사한 제조 기술등에 사용되는 수지를 용해하는데 사용된 시너(thinner)등을 재생하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 기술에서, 가열된 용제(분리액)는, 반도체 또는 액정디스플레이의 제조시 기판 레지스트층을 분리하는데 사용된다. 이 분리액은 통상적으로 모노에탄올아민(이하, "MEA"로 참조함)과 디메틸술폭시드(이하, "DMSO"로 참조함)의 혼합으로 이루어진다. 또한, 분리액 혼합물은 수용성으로 소량의 물을 함유한다.

최근에는, 반도체와 액정디스플레이 기판의 크기가 증가되어왔다. 따라서, 반도체와 액정디스플레이의 제조에 사용된 분리액과 시너의 양이 증가되었다. 분리액과 시너가 사용된 후, 폐기물처리업자는 폐액을 처리하기 위해 이들을 수집한다. 그러나, 이러한 수집은 매우 비싸고, 폐액 처리는 지구환경에 악영향을 미친다. 따라서, 사용후 분리액이나 시너와 같은 사용후 용제를 처리하기 보다는 재활용하기위해 재생하는 것이 바람직하다.

사용후 용제를 재생하는 종래의 방법은, 사용후 용제를 증류하여 각각의 성분으로 분리하는 것이다. 그러나, 이 방법에서, 사용후 분리액이나 시너를 사용전용제와 동등한 성분을 가지는 신용제가 되도록 분리하는 것이 어렵다. 게다가, 재생액의 품질을 유지하면서 장시간동안 재생장치를 안정적으로 가동하는 것도 어렵다. 따라서, 반도체 및 액정디스플레이장치의 분야에서 사용후 용제를 재생하는 특정장치와 방법이 아직까지 개발되지 않았고, 오랜기간동안 숙원되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 용제재생방법 및 장치의 하나 이상의 문제점들을 해결하는데 있다. 본 발명에 있어서는, 반도체나 액정디스플레이 기판의 제조시 사용된 분리액 및 시너와 같은 사용후 용제를 재생하는데 있다. 재생용제는 제조공정에서 재사용될 수도 있고 사용후 용제를 폐기처리할 필요가 없는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적은 반도체나 액정디스플레이 기판의 제조시에 사용된 분리액 및 시너와 같은 사용후 용제를 재생할 수 있는 용제재생장치를 제공하는데 있다. 용제재생장치는 장시간동안 안정성을 가지며 비교적으로 소형인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 사용후 용제를 재생하는 방법은, 수지성분을 제거하는 단계, 휘발성 불순물을 제거하는 단계, 및 용제를 정제하는 단계를 포함한다. 수지성분이 먼저 제거되는 것이 바람직하다. 게다가, 정제된 용제가 완전 증발된 후, 재생용제는 응축용제로 회수된다.

수지성분을 포함하는 사용후 용제를 재생하는 장치가 제공된다. 사용후 용제는 레지스트 수지의 분리 공정동안 용제에 용해되어있는 수지성분을 함유한다. 용제 재생장치는 수지성분을 제거하는 수지성분제거장치, 휘발성 분순물을 제거하는 휘발성 성분제거장치, 및 용제를 정제하는 정제장치를 포함한다. 수지성분 제거장치는 상류에 설치되는 것이 바람직하다. 게다가, 정제된 용제가 하류를 따라 정제된 후, 재생용제는 응축용제로 회수된다.

본 발명의 방법에 따르면, 수지성분이 제거된 후에 재생되는 용제성분이 정제되기 때문에, 정제공정은 용해된 수지성분에 의해 영향 받지 않는다. 따라서, 높은 정제효율이 획득되고, 높은 순도의 재생용제가 획득될 수 있다. 게다가, 본 발명의 장치에 따르면, 이 장치는 재생효율을 감소시키지 않고 장기간 안정성 있게 작동될 수 있다.

상기의 목적에 더하여, 본 발명의 특성 및 잇점들은 이하 첨부된 도면과 청구항을 통해 보다 쉽게 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 2는 실시예의 전단의 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 3은 실시예의 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 4는 실시예의 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 5는 본 발명의 변경에 따른 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 6은 본 발명의 다른 변경에 따른 처리공정을 나타내는 블럭도;

도 7은 실시예의 용제재생장치를 나타내는 개략도;

도 8은 용제재생장치의 수지성분제거장치를 따로 떼어내 나타낸 구조도;

도 9는 휘발성 성분탱크와 그 장치의 주변부를 나타내는 개략도;

도 10은 처리된 용제탱크와 그 주변부를 나타내는 개략도;

도 11은 응축수단 및 그 장치의 주변부를 나타내는 개략도; 및

도 12는 본 발명의 다른 실시예의 용제재생장치를 나타내는 개략도;

본 발명에서 사용된 사용후 용제는 반도체난 액정디스플레이 기판의 제조동안 레지스트수지를 용해 또는 분리하기 위해 사용된 폐액이다. 일반적으로, 사용후 용제는 본질적으로 주용제성분, 레지스트수지 및 소량의 물로 이루어진다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 방법은 수지성분(레지스트수지)을 제거하는 제 1단계를 포함한다. 다음으로, 물과 같은 휘발성 성분이 제거된다. 끝으로, 용제가 증발된 후 정제된다. 결과적으로, 재생용제는 응축용제로 회수된다. 이 방법에 따르면, 비휘발성 수지성분이 미리 제거되기 때문에, 다음의 공정은 용해된 수지성분에 의해 영향을 받지 않는다. 따라서, 재생장치는 안정적으로 작동될 수 있다.

재생용제를 획득하는 이 방법에서, 수지성분이 미리 제거된 후 휘발성 성분이 제거되고, 끝으로 증발분리법에 의해 용제가 정제되고 응축된다. 이 방법에 따르면, 용제흐름 간단해질 수 있다(이 방법은 청구항1과 일치한다).

도 2에 나타낸 바와 같이, 배기시스템은 용제의 처리공정에서 증발된 용제를 함유하는 가스를 대기중으로 배기한다. 이런 가스는 배기가스 응축단계에서 응축가능하고, 이 배기가스 응축단계는 배기가스 처리단계전에 실시될 수도 있다. 이 응축액은 사용후 용제로서 채택될 수 있다(이 방법은 청구항2와 일치한다). 이 사용후 용제는 재생용제로 이용될 수 있다.

게다가, 도 3에 나타낸 바와 같이, 다른 방법에 따르면, 수지성분 분리공정에서 사용된 하나 이상의 주성분(예컨데, 주성분으로서 MEA 및 DMSO)으로 이루어진 분리액과 같은 사용후 용제는 수지성분, 물, 및 기타 불순물을 제거함으로써 재생될 수 있다(이 방법은 청구항3과 일치한다).

게다가, 도 4에 나타낸 바와 같이, 분리공정이나 다른공정에서 사용된 하나 이상의 주성분(예컨데, 주성분으로서 PGMEA, PGME)으로 이루어진 시너를 분리시키는데 사용될 수 있다. 특히, 사용후 시너는 레지스트수지, 물,및 기타 불순물을 제거함으로써 재생될 수 있다(이 방법은 청구항4와 일치한다).

수지성분제거단계에 있어서, 수지성분은 유하막식 농축수단(falling film concentrating means)에 의해 고밀도에서 제거될 수 있다(이 방법은 청구항5와 일치한다).

MEA는 공기에서 가스(CO2)를 흡수하여 염(카보네이트)를 생성하는 용제의 일례이다. 이 가스는 휘발성분제거단계에서 염으로부터 분리된다(이 방법은 청구한6과 일치한다).

열교환수단은 이송장치 각각의 중간부에 또는 중간부로부터 상류에 설치되어, 각 단계에서 분리된 용제는 저온에서 전단계나 후단계 또는 탱크로 들어갈 수 있다. 따라서, 이송수단의 수명이 연장 가능하다(이 방법은 청구항7과 일치한다).

전술한 바와 같이, 용제성분은 가스를 흡수하여 염으로 전환될 수도 있다. 또한, 가스는 용제내 용해될 수 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 가스를 흡수한 사용후 용제는 탈기공정에서 더 처리되고 용해된 가스는 초음파인가 방법등으로 분리된다. 그 결과, 순차적 단계에서 발생가능한 다양한 악영향들을 줄일수 있고, 재생용제의 순도를 증가시킬 수 있다(이 방법은 청구항8과 일치한다).

도 6에 나타낸 바와 같이, 정제단계에서 획득된 재생용제의 품질은 연속으로 모니터되고 최적화되도록 제어되어, 용제품질이 일정하게 유지될 수 있다(이 방법는 청구항9와 일치한다).

압력감소를 크게함으로써, 저온에서 용제성분이 사용후 용제로부터 분리될 수 있다. 내부식성 재료가 사용되어 부식용제로 인한 장치의 부식을 방지한다. 이 구조는 내부식성재료로서 승온에서 내산성을 보유하고 높은 강도를 가지는 니켈 클로늄 몰리브데늄 합금의 그룹에 대한 상품명인 하스텔로이와 같은 특정금속을 사용할 필요가 없다(이 방법은 청구항10과 일치한다).

증발에의해 분리된 휘발성 성분(물)에 혼합된 용제성분이 농도는 휘발성 성분 제거단계에서 조절된다. 이 단계에서, 휘발성 성분은 다음단계인 응축단계에서의 냉각온도보다 높은 온도에서 증발될 수 있다. 그 결과, 증기는 응축단계에서 응축액으로 전환가능하다(이 방법은 청구항11과 일치한다).

압력하에서 질소가스를 공급함으로써, 정제된 재생용제는 탱크로, 탱크로부터 이송된다. 그 결과, 재생용제의 품질이 유지될 수 있다(이 방법은 청구항12와 일치한다).

정제단계에서 분리된 휘발성 성분은 폐액 처리되거나 반송펌프에 의해 수지성분제거단계로 되돌아갈 수 있다. 통상적으로, 휘발성 성분은 수지성분제거단계로 반송되어 동일한 공정을 반복한다. 그 결과, 분리효율이 향상될 수 있다(이 방법은 청구항13과 일치한다).

도 7에 나타낸 바와 같이, 재생장치는 상류측에서 하류측으로 차례대로 배치된 수지성분제거장치, 휘발성성분 제거장치, 및 정제장치들을 포함한다. 수지성분이 미리 제거되기 때문에, 순차적인 단계에 있어서 하류측 장치들에 수지성분에 의한 악영향이 발생하지 않는다. 게다가, 증발 및 응축에 의해 재생용제가 최종적으로 획득되기 때문에 높은 순도의 재생용제가 획득된다(이 방법은 청구항14와 동일하다).

수지정분제거장치는 도 8에 나타낸 유하막식농축장치를 포함하고, 따라서 수지성분이 즉각적으로 분리된다(이 방법은 청구항15와 동일하다).

수지성분(비휘발성 성분)을 먼저 제거함으로써, 장치의 작동과 용제품질상의 악영향이 미리 제거된다. 게다가, 휘발성성분제거단계를 포함하는 다음 단계에서 불순물의 침적이 증류탑에 생성되지 않는다. 따라서, 충전식 증류탑이 사용될 수 있다(이 방법은 청구항16과 동일하다).

응축수단이 제공되어, 휘발성분제거장치의 증발법에 의해 제거되어진 휘발성성분을 응축한다. 응축수단은 냉각온도범위내에 유지되도록 보온된다. 따라서, 안전한 작동이 획득될 수 있다(이 방법은 청구항17과 동일하다).

게다가, 충전식 증류탑의 채용에 의해, 재생장치의 크기를 쉽게 줄일수 있다. 따라서, 운반의 용이함과 구조에 있어서, 장치전체는 복수의 유니트로 제조될 수 있다(이 방법은 청구항18과 동일하다).

이하, 본 발명이 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 용제재생장치(이하, "재생장치(1)"로 참조함)를 설명하면, 이 재생장치(1)는 본 발명의 용제재생방법을 수행하는데 사용될 수 있다. 도 7∼12는 재생장치(1)의 구조를 나타낸다.

재생시키기위한 사용후 용제(L)는 반도체나 액정장치를 제조한 후 수집된 폐액일 수도 있다. 게다가, 사용후 용제(L)는 배기시스템으로부터 수집된 응축액일 수도 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 사용후 용제를 저장하는 용제회수탱수는, 제 1파이프(4)와 펌프(3)를 경유하여 본 발명의 수지성분제거장치와 유하막식 농축수단에 해당하는 수지성분제거장치(5)의 상부에 연결된다. 증기를 가열하기 위한 입구포트(6a)와 배출구포트(6b)는 수지성분제거장치(5)의 하면상에 배치된다. 게다가, 수지성분배출구포트(6c)는 수지성분제거장치(5)의 바닥에 배치되고 수지성분 탱크(7)에 연결된다. 수지성분은 수지성분탱크(7)로부터 배출될 수 있다.

또한, 증기배출포트(8a)와 반송 용제 수입포트(8b)는 수지성분제거장치(5)의 상부에 배치된다. 통상적으로, 증기배출포트(8a)는, 제 2파이프(8)를 경유하여 본발명의 휘발성성분제거장치에 해당하는 증류탑(9)의 중간부에 연결된다. 증류탑(9)은 충전식이고 충전물(10a)은 증류탑(9)의 상부 내부에 배치된다. 재순환포트(11)는 충전물(10a) 위로 배치되고 증기배출구(12)는 증류탑(9)의 꼭대기에 배치된다.

제 3파이프(13)는, 제 1콘덴서(14)와 제 1 벤트콘덴서(15)를 경유하여, 증기배출포트(12)를 재순환탱크(16)에 연결한다. 두 콘덴서(14,15)는 통로를 순환하는 냉각수를 보유한다. 재순환탱크(16)는 재순환통로(18), 반송파이프(20) 및 휘발성성분 배출통로(21)를 가진다. 재순환탱크(16)내 용제는 그 바닥으로부터 제거될 수 있고, 재순환펌프(17)에 의해 재순환통로(18)를 통해 재순환포트(11)로 인도된다. 용제의 일부는, 3방향밸브(19)에서 재순환통로(18)로부터 브랜치된 반송밸브(20)를 통해 재순환탱크(16)로 반송된다. 게다가, 휘발성성분은 재순환탱크(16)의 상측부로부터 제거될 수 있고 휘발성성분 배출통로(21)를 통해 휘발성 성분탱크(22)로 인도된다. 휘발성성분은 휘발성성분탱크(22)로부터 배출될 수 있다.

또한, 충전물(10b)은 증류탑(9)의 하부 내부에 배치된다. 충전물(10b)의 아래 증류탑(9)의 최하부에 탱크(23)가 설치된다. 순환파이프(25)는 내부탑탱크(23)를 가열용 리보일러(24)에 연결하고, 제 4파이프(28)는 이송펌프(26)를 경유하여 탱크(23)를 정류탑(27)에 연결한다.

정류탑(27)은 트레이형태로, 복수의 트레이들이 정류탑(27)의 상부내부에 배치된다. 재순환포트(11)는 이 트레이들의 위로 배치되고, 증기배출포트(31)는 정류탑(27)의 꼭대기에 배치된다. 제 5파이프(32)는 제 2콘덴서(33)와 제 2벤트 콘덴서를 경유하여 증기배출포트(31)를 재순환탱크(35)에 연결한다. 두 콘덴서(34,35) 모두 통로를 순환하는 냉각수를 포함한다.

재순환탱크(35)는 재순환통로(37)와 재생성분배출통로(38)를 보유한다. 재순환탱크(35)에 있는 용제는 이 탱크(35)의 바닥으로부터 제거되고, 재순환펌프(36)에 의해 재순환통로(37)를 따라 재순환포트(30)로 인도된다. 게다가, 용제는 재생성분배출통로(38)를 통해 재순환탱크(35)의 상측부로부터 제거될 수 있다.

또한, 정류탑(27)의 최하부 내부에 트레이 아래에탱크(39)가 설치된다. 순환파이프(41)는 내부탑탱크(39)를 가열용 리보일러(40)에 연결하고, 반송통로(44)는 열교환기(열교환수단)(42)와 반송펌프(43)를 경유하여 탱크(39)를 수지성분제거장치(5)의 반송용제 수입포트(8b)에 연결한다.

재생성분배출통로(38)는 제 1처리용제탱크(45)와 제 2처리용제탱크(46)에 연결된다. 제 6파이프(47a,47b)는 탱크(45,46)의 바닥을 각각이 농축제어탱크(48)에 연결한다. 게다가, 제 7파이프(50)는 필터(49)를 경유하여 농축제어탱크(48)를 약품공급탱크(51)에 연결한다. 테프론 필터물질이 필터(49) 내부에 배치된다. 약품공급탱크(51)내 재생용제는 반도체 또는 액정디스플레이 제조공정으로 공급될 수 있다.

브랜치파이프(50a)는 필터(49)와 약품공급탱크(51) 사이의 제 7파이프(50)으로부터 브랜치된다. 이 브랜치파이프(50a)는 분광분석기(52)에 연결된 후 제 7파이프(50)와 재결합된다.

또한, 감압파이프(54a,54b)는 진공펌프와 같은 감압장치(53)를 제 1벤트 콘덴서(15), 제 2벤트 콘덴서(34), 휘발성성분탱크(22), 및 처리용제탱크(45,46)에연결한다. 따라서, 증류탑(9), 정류탑(27), 및 수지성분제거장치(5)의 내부 압력도 감압되거나 낮아질 수 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 수지성분제거장치(5)는 밀폐된 원통형본체(55)와, 이 원통형본체 주변에 설치된 가열수단(56)를 포함한다. 증기 또는 기타 가스들이외부로부터 가열수단(56)으로 도입된다. 가열수단(56)은 원통형본체(55)를 가열하고, 원통형본체의 내부면은 증발면으로 이루어진다. 원통형회전체(58)는 원통형본체(55) 내부에 동축으로 회전가능하게 배치된다. 이 원통형회전체(58)는 원통형본체(55)의 내부면과 접촉하는 브러쉬(59)와 함께 회전한다.

또한, 온도계와 압력게이지가 증류탑(9)과 정류탑(27) 모두의 상부, 중간부, 하부상에 각각이 설치하여, 증류탑(9)과 정류탑(27)의 내부의 온도 및 압력을 측정할 수 있다.

이 실시예에서, 리보일러(24,40)는 증류탑(9)과 정류탑(27)의 외부에 각각 설치된다. 그러나, 리보일러(24,40)는 탑(9,27) 내부에서 탱크(23,39)와 함께 하나의 편으로 형성될 수도 있고, 이는 동일한 열효율 가지며 축소된 면적을 필요로한다.

도 7과 도 9에 나타낸 바와 같이, 휘발성분탱크(22)는 질소가스파이프(60)와 질소가스를 휘발성탱크(22)로 인도하기위한 개폐밸브(61a)를 구비한다. 게다가, 탱크(22)에 연결되는 대기개방시스템, 상류측으로부터의 용제공급시스템(휘발성성분 배출통로(21)), 감압시스템, 및 탱크(22)로부터의 배출시스템과 같은 각각의 시스템에 스위칭밸브(61b,61c,61d, 및 61e)들이 설치된다.

마찬가지로, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1및 제 2처리용제탱크(45,46)는 질소파이프(62,63)와 질소가스를 탱크(45,46)에 각각 인도하기위한 개폐밸브(64a,65a)를 구비한다. 게다가, 탱크(45,46)에 연결되는 각각의 시스템에 스위칭밸브(64b,64c,64d,64e 및 65b,65c,65d,65e)들이 설치된다. 특히, 밸브(64b,65b)는 대기개방시스템에 설치되고; 밸브(64c,65c)는 용제공급시스템(재생용제배출통로 (38a,38b)에 설치되고; 밸브(64d,65d)는 감압시스템에 설치되며; 밸브(64e,65e)는 탱크(45,46)로부터의 배출시스템에 설치된다.

게다가, 도 11에 나타낸 바와 같이, 보온재료(67)가 증류탑(9)의 꼭대기와 연결된 제 1콘덴서(14)의 외주면, 제 1벤트 콘데서(15), 및 냉각파이프(냉각수)를 감싸고있다. 가열수단(66)은 보온재료(67)로 감싸지고 감압파이프를 감싼다. 가열증기와 열을 공급하는 가열기 또는 기타장치가 가열수단으로서 효과적으로 사용될 수도 있다.

이하, 공정단계와 사용후 용제의 흐름에 따라 재생장치(1)의 작동을 설명한다.

도 7에서, 감압장치(진공펌프)(53)가 작동되면, 감압파이프(54a,54b)로부터 전달되는 진공에 의해 수지성분제거장치(5), 증류탑(9), 및 정류탑(27)은 거의 진공상태로 유지된다.

또한, 가열장치는 수지성분제거장치(5), 증류탑(9), 및 정류탑(27)을 소정의 온도까지 가열한다.

따라서, 펌프(3)가 작동되어 사용후용제(L)를 용제회수탱크(2)에서 수지성분제거장치(5)로 공급한다. 사용후용제가 수지성분제거장치(5)로 도입되면, 도 8에 나타낸 원통형회전체(로터)(58)와 브러쉬(59)가 사용후용제(L)를 증발면(57)에 접촉시킨다. 그 결과, 용제(L)가 박막형태로 소산되어 휘발성 성분(L1)과 비휘발성 성분(수지성분)(L2)으로 분리된다. 휘발성 성분(L1)은 증기배출포트(8a)로부터 배출되어 증류탑(9)으로 도입된다.

수지성분제거장치(5)로서, 수지성분제거장치(5)와 동일한 구조를 가지는 니폰 샤료 세이조 카이샤사(Nippon Sharyo Seizo Kaisha, Ltd.)에서 제조판매된 "막박 기화기"가 사용될 수도 있다.

비휘발성성분(L2)은 수지성분제거장치(5)의 내벽을 따라 감소하고, 바닥으로 수용된 후, 수지성분탱크(7)에 저장된다(도 7, 8 참조). 증류탑(9)으로 도입된 휘발성성분(L1)은, 아래로 이동하는 재순환용제(Lr1)와 가열로인해 위쪽으로 이동하는 증기사이의 가스-액체 접촉에 의해 충전물(10a,10b) 안에서 증류된다. 그 결과, 휘발성성분(L3)이 증발된다. 증발된 휘발성성분(L3)은 위쪽으로 이동하여 증기배출포트(12)에서 배출된다. 그 다음으로, 증기는 제 1콘덴서(14)와 제 1벤트콘덴서 (15)에서 응축된다. 냉각수는 양 콘덴서(14,15) 주변으로 순환된다. 응축용제(용제액)는 순환탱크(16)에서 일시적으로 저장된다. 다음으로, 증류평형을 유지하는 동안, 재순환펌프(16)에 의해 응축용제는 탱크(16)의 바닥에서 증류탑(9)의 재순환포트(11)로 재순환용제(Lr1)로서 배출된다. 재순환용제(Lr1)으로부터의 과잉용제(Le)는 재순환탱크(16)로 반송된다. 재순환탱크(16)내 높은 용액 레벨로부터의 모든 오버플로우가 휘발성성분배출통로(21)를 통해 휘발성성분탱크(22)로 인도되고 방출하도록 저장된다.

휘발성성분탱크(22)내 휘발성성분(L3)을 방출하기 위해, 개폐밸브(스위칭밸브)(61c,61d)가 닫혀지고 개폐밸브(스위칭밸브)(61b)가 개방되어 탱크(22)내 압력이 대기압으로 복귀된다. 그 다음으로, 개폐밸브(61b)가 닫혀지고 개폐밸브(61a,61e)가 개방된다. 따라서, 개폐밸브(61a)를 통해 질소가스가 휘발성성분탱크(22)로 공급되어, 휘발성성분(L3)가 방출된다. 방출이 완료됨에 따라, 개폐밸브(61a,61e)가 닫혀지고 개폐밸브(61b)가 개방되어 휘발성성분탱크(22)내 압력은 대기압으로 복귀한다. 따라서, 개폐밸브(61c,61d)가 개방되어 휘발성성분(L3)이 휘발성성분탱크(22)에 저장될 수 있다.

또한, 도 7에서, 각각이 높은 끓는점을 가지는 성분(L4)은 증류탑(9)내 탱크(23)에 액체로 저장된다. 이송펌프(26)가 작동되어 높은 끓는점 성분(L4)을 제 4파이프를 통해 정류탑(27)의 하부로 공급한다. 정류탑으로 도입되어진 높은 끓는점 성분(L4)은 정류탑(27)내 탱크(39)에 저장된다. 높은 끓는점 성분(L4)의 일부는 가열에 의해 증발되어 윗쪽으로 이동한다. 아래로 이동하는 재순환용액(Lr2)과 가열에 의해 위로 이동하는 증기사이의 가스-용액 접촉에 의해, 증발된 성분(L4)이 트레이(29)를 통해 증류된다. 그 결과, 정류된 성분(L5)(최종 재생성분)이 위로 이동하고 증기배출포트(31)로부터 배출된다. 그 다음으로, 정류된 성분(L5)은 제 2콘덴서와 제 2벤트 콘덴서에서 응축된다. 냉각수는 두 콘덴서(33,34) 주변으로 순환된다. 증류의 평형을 유지하는 동안, 응축되고 정류된 성분(L5)은 재순환탱크(35)에 일시적으로 저장된 후, 재순환펌프(36)에 의해 탱크(35)의 바닥에서 정류탑(27)의 재순환포트(30)로 재순환용제(Lr2)로서 배출된다. 재순환(35)의 소정의 레벨을 초과하는 오버플로우는 재생성분배출통로(38)를 통해 처리용제탱크(45,46)중 하나로 인도되고, 재생용제성분(정류된 성분)(L5)로서 처리용제탱크(45,46)에 저장된다. 처리용제탱크중 하나가 가득차면, 교대로 다른 처리용제탱크가 사용된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1처리용제탱크가 가득차면, 개폐밸브(64c,64d)가 닫혀지고 제 2처리용제탱크(46)의 개폐밸브(65c,64d)는 개방되어, 재생용제성분(L5)이 제 2처리용제탱크(46)에 저장될 수 있다.

제 1 처리용제탱크(45) 또는 제 2처리용제탱크(46)가 가득차면, 질소가스가 탱크로 압송된다. 그 결과, 재생용제가 가득찬 탱크(45,46)중 하나 또는 다른 하나로부터 교대로 인출되어 제 6도관(47a 또는 47b)를 통해 농축제어탱크(48)로 공급된다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 제 1처리용제탱크(45)로부터 재생용제성분(L5)를 방출하기 위해, 개폐밸브(64b)가 개방되어 탱크(45)내 압력이 대기압으로 복귀된다. 그 다음으로, 밸브(64b)가 닫혀지고 개폐밸브(64a,64e)가 개방된다. 따라서, 질소가스가 개폐밸브(64a)를 통해 탱크(45)로 공급되어, 재생용제성분(L5)가 탱크로부터 방출된다. 방출이 완료됨에 따라, 개폐밸브(64a,64e)가 닫혀지고 밸브(64b)가 개방되어 탱크(14)내 압력이 대기압으로 복귀된다. 따라서, 개폐밸브(64c,64d)가 개방되어 재생용제성분(L5)가 탱크(45)에 저장될 수 있다. 제 2처리용제탱크(46)으로부터 재생용제성분(L5)을 방출하기 위해 유사한 밸브의 개폐의 작동이 실시될 것이다.

농축제어탱크(48)에서의 재생용제성분(L5)의 농축은 특정농축범위내에서 피수적으로 제어된다. 특히, 분광분석기(52)가 농축제어탱크(48)로부터 하류에 설치되어 재생용제성분(L5)의 농도를 즉각적으로 분석한다. 분석결과에 기초해, MEA 및 DMSO와 같은 어느 한성분의 농도가 특정농도범위에 도달하지 않으면, 이 성분의 추가량이 공급될 것이다. 성분의 농도가 특정농도범위에 있다면 이런 조절은 필요하지 않다(도 6,7 참조).

분광분석기(52)는 흡수된 파장의 적외선 분석을 통해 브랜치파이프(50a)를 경유해 흐르는 재생용제(L6)의 성분농도를 측정한다. 재생용제(L6)의 농도가 특정된 범위에 있지 않으면, 분광분석기는 재생장치를 정지시키거나 농도를 조절할 것이다. 분광분석기로 다양한 종류의 분광기가 사용될 수도 있다.

필터(49)는 농도가 조절되여진 재생용제(L6)내 덩어리진 입자를 제거한다. 여과된 용제(L6)는 제조공정에 공급하도록 약품공급탱크(51)에 저장된다.

본 실시예에 따르면, 사용후용제의 재생효율이 향상될 수 있고, 신뢰성있는 품질의 재생용제가 획득될 수 있고, 재생장치의 수명이 연장가능하며, 폐용제의 양과 이 폐용제의 처리비용이 감소될 수 있다. 게다가, 사용후 용제로 인한 지구환경상의 악영향을 감소시킬 수 있다.

게다가, 증류탑(9)과 정류탑(27)에 있어서, 진공상태(감압상태)하에서 증발시킴으로써, 혼합성분으로 이루어진 사용후용제로부터 용제성분을 저온분리할 수 있다. 따라서, 특정온도 또는 특정온도 이하에서 용제를 분리하기 때문에, 특정재료를 사용하지 않고 부품을 자주 교체할 필요가 없이 재생장치를 오랜 기간 동안안정적으로 작동시킬 수 있다.

예를들면, 표 1에 나타낸 바와 같이, MEA와 DMSO의 혼합물에 있어서, SUS304의 압력이 종래압력 P0로부터 12.7kpa 만큼 감소될 때, SUS304의 온도는 종래온도 T0로부터 대략 40℃만큼 감소된다. 그 결과, 부식률이 크게 감소될 수 있다. 따라서, 재생장치의 수명은 특정재료를 사용하지 않고 연장될 수 있다. 게다가, 재조비용을 감소할 수 있고, 지연시간을 단축할 수 있다.

분리용제(MEA 70%, DMSO 30%)에 대한 온도 및 SUS304의 부식률

압력(kpa)	P0	P0 - 6.7	P0-12.7
온도(℃)	T0	T0-15	T0-40
부식률 ×10^-5(연당 미리미터)	20	15	7∼0

게다가, 본 발명의 실시예에 따르면, 사용후 용제(L)는 재생 및 재사용가능하다. 아래의 표 2에 나타낸 바와 같이, 사용후 용제(L)의 90% 정도가 재생가능하다. 따라서, 구매해야할 용제의 양은 공급해야할 새 용제의 전체량의 10%이하로 크게 감소된다. 한편, 이런 재생장치가 사용되지 않는다면, 종래의 공정은 용제의 100%를 구입해야한다. 따라서, 구매비용이 감소되고, 폐용제의 양과 이에따른 폐용제의 처리비용도 크게 감소된다. 게다가, 배기 농축의 공정은 재생가능한 사용후 용제의 량을 크게 증가시킨다. 따라서, 사용후 용제의 절대량이 증가될 수 있고, 배기가스 처리공정이 환경친화적이며, 구입해야할 새 용제의 량이 감소될 수 있다. 게다가, 재생용제의 품질은 안정적으로 유지될 수 있고, 재생장치의 수명도 연장될 수 있다.

용제재생장치를 사용하는 경우와 사용하지 않는 경우의 효율의 비교(공급되여야할 새 용제의 양을 100으로 함)

	사용후용제(L)	재생된 용제	폐용제	기타(배기 시스템내 함유)	새롭게 공급되는 용제(구매된 용제)
재생장치의비사용	102	0	102	7	100(100)
재생장치의사용	102	92	10	7	100(8)
배기 농축의사용	107	96	11	2	100(4)

상기의 재생장치(1)는 수지성분제거장치(5), 증류탑(9), 정류탑(27), 및 기타부를 조립하여 형성되지만, 재생장치(1)는 장치부들로 나뉘어져 사전에 복수의 유니트를 형성한다. 각각의 유니트는 설치장소에서 상호 연결되어 재생장치(1)를 형성한다. 예를들면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 유니트(68,69)가 미리 개별적으로 만들어지고, 볼트나 기타 잠금장치에 의해 설치장소에서 상호 연결된다. 연결가능한 플랜지구조의 제공함으로써, 유니트 (68,69) 사이의 연결파이프 또는 연결장치등이 즉각적으로 설치될 수 있다.

청구항 1에 기재된 제 1발명에 따르면, 사용후 용제로부터 용제성분이 회수 및 재생될 수 있고, 따라서 사용가능한 용제가 획득될 수 있다.

청구항 2에 기재된 제 2발명에 따르면, 배기시스템으로부터의 농축액이 용제성분으로서 회수될 수 있다.

청구항 3에 기재된 제 3발명에 따르면, 하나 이상의 주성분으로 이루어진 분리액이 회수 및 재생될 수 있다.

청구항 4에 기재된 제 4발명에 따르면, 하나 이상의 주성분으로 이루어진 시너가 회수 및 재생될 수 있다.

청구항 5에 기재된 제 5발명에 따르면, 사용후 용제에 함유된 수지성분이 미리 효율적으로 제거될 수 있고, 따라서 다음의 성분 분리처리가 용이하게 수행된다.

청구항 6에 기재된 제 6발명에 따르면, 가스성분은 휘발성성분제거단계에서 분리될 수 있다.

청구항 7에 기재된 제 7발명에 따르면, 온도에 의해 영향받는 펌프의 수명이 연장될 수 있다.

청구항 8에 기재된 제 8발명에 따르면, 사용후 용제에 용해된 과잉가스가 미리 제거될 수 있기 때문에, 회수 및 재생효율이 향상될 수 있다.

청구항 9에 기재된 제 9발명에 따르면, 재생용제의 성분은 재생장치의 작동동안에 연속으로 분석될 수 있고, 비정상상태를 수정하기 위한 즉각적인 조치가 수행될 수 있다. 따라서, 안정적인 품질의 재생용제가 약품공급탱크로 일정하게 공급될 수 있다.

청구항 10에 기재된 제 10발명에 따르면, 감압에 의해 용제의 분리온도를 낮출 수 있다. 특정온도 이하에서 용제를 분리함으로써, 재생장치는, 특정재료의 사용없이, 부품을 자주 교체하지 않으면서 장기간 동안 안정적으로 작동될 수 있다.

청구항 11에 기재된 제 11발명에 따르면, 주어진 냉각온도를 고려한 최적조건하에서의 응축수단에 의해 휘발성성분이 액화될 수 있다.

청구항 12에 기재된 제 12발명에 따르면, 용제는 용제로 혼합되는 불술물 없이 안정적으로 공급될 수 있다.

청구항 13에 기재된 제 13발명에 따르면, 정제단계에서의 높은 끓는점 성분이 분리되어 재추출될 수 있고, 따라서 재생효율이 향상될 수 있다.

청구항 14에 기재된 제 14발명에 따르면, 사용후 용제로부터 용제성분이 회수 및 재생됨에 따라 사용가능한 용제를 획득할 수 있다.

청구항 15에 기재된 제 15발명에 따르면, 사용후 용제에 함유된 수지성분이 미리 효율적으로 제거된다.

청구항 16에 기재된 제 16발명에 따르면, 증류탑 및 그 장치전체는 소형화가 가능하고, 따라서 그 비용이 절감되고 시공성의 용이함이 향상될 수 있다.

청구항 17에 기재된 제 17발명에 따르면, 계절에 따라 주위온도가 변화되어 발생하는 석출물의 생성을 억제한다. 특히, 겨울철 동안에 낮은 주위온도로 인한 지나친 냉각은 석축물을 생성을 증가시킨다. 반면, 본 발명에 따르면, 이런 문제가 해결되어 안정한 품질의 재생용제가 획득될 수 있다.

청구항 18에 기재된 제 18발명에 따르면, 장치전체는 복수의 유니트로 기능별로 분리될 수 있고, 따라서 운반성 및 시공성의 용이함이 향상될 수 있다.

Claims

수지성분을 함유한 용제로부터 수지성분을 제거하는 수지성분제거단계,

휘발성 불순물을 제거하는 휘발성성분제거단계, 및

용제를 정제하는 정제단계를 포함하고, 상기 수지성분제거단계가 먼저 실시되고, 용제가 완전히 증발되어진 후, 재생용제가 응축된 용제로서 회수되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생 방법.
제 1항에 있어서, 증발된 용제를 함유하는 증기를 배출하는 배기시스템내에서 배기가스를 응축하는 단계를 더 포함하고, 상기 응축단계에서 획득된 응축액이 사용후 용제의 일부로서 회수되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생 방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 사용후 용제는 하나 이상의 용제로 이루어진 분리액을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 사용후 용제는 하나이상의 용제로 이루이진 시너를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지성분제거단계가 유하막식 농축단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 가스성분이 분리될 수 있는 임계온도나 그 이상의 온도에서 휘발성성분제거 단계에서의 휘발성성분 및 가스성분이 분리되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 각 공정간 처리액의 재순환, 운반, 또는 반송하는 데 사용되는 각각의 운반수단으로부터 상류측에 열교환장치가제공되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지성분제거 단계에 앞서 실시되는 가스제거단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 정제단계에서 획득되어진 상기 재생용제는 주공급파이프로 안내되고, 재생용제의 일부가 반송통로로 도입되어 분광분석수단을 경유해 상기 주공급파이프로 반송되며, 상기 분석수단은 처리용제의 성분을 모니터하고 장치의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 증발에 의해 사용후 용제로부터 용제성분을 분리하기 위한 분리온도는 감압에 의해 감소되고, 상기 분리온도는 사용재료가 부식에 견디는 임계온도보다 낮은 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 휘발성 성분내 용제의 농축이 상기 휘발성성분제거단계에서 조절됨에 따라, 상기 휘발성성분제거단계에서의 배출구 온도가 응축온도범위내로 제어되고, 상기 응축단계에서의 냉각온도보다 높게 제어되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 질소가스를 압력하에서 공급함으로써 탱크 및/또는 처리용제탱크로부터 용제가 다음단계로 공급되는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반송통로는 상기 정제단계로부터의 잔여액이 폐액으로서 방출되는 폐액통로내에 제공되고, 상기 반송통로가 잔여물을 수지성분제거 단계로 반송하기위해 사용될 수 있는 것을 특징으로 하는 사용후 용제의 재생방법.
수지성분을 제거하는 수지성분제거장치,

휘발성 불순물을 제거하는 휘발성성분제거장치, 및

용제를 정제하는 정제장치를 포함하고, 상기 수지성분제거장치는 상류에 설치되고, 정제된 용제가 하류로 증발되어진 후, 재생용제가 응축용제로서 회수되는 것을 특징으로 하는 수지성분을 함유한 사용후 용제의 재생장치.
제 14항에 있어서, 상기 수지성분제거장치가 유하막식농축장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 수지성분을 함유한 사용후 용제의 재생장치.
제 14항 또는 제 15항에 있어서, 휘발성성분제거장치 및 정제장치중 하나 또는 둘 모두 팩된 증류탑을 포함하는 것을 특징으로 하는 수지성분을 함유한 용제의 재생장치.
제 14항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 휘발성성분제거장치가 제거한 휘발성성분을 응축하기위해 응축수단이 설치되고, 순환냉각제의 소정의 온도범위를 유지하도록 상기 응축수단이 보온되는 것을 특징으로 하는 수지성분을 함유한 용제의 재생장치.
제 14항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용제재생장치는 수지성분제거장치, 휘발성성분제거장치, 및 정제장치를 주로하여 이루어지고, 상기 용제재생장치는 미리 복수의 유니트를 형성하도록 두개 이상의 장치로 나뉘어지고, 상기 유니트들이 함께 조립되어 상기 용제재생장치를 형성하는 것을 특징으로 하는수지성분을 함유한 용제의 재생장치.