TW201512105A - 玻璃硏磨液的再生方法及玻璃硏磨裝置 - Google Patents

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Abstract

將鋁硼矽酸鹽玻璃以氟化氫酸為主成分之研磨液研磨,則於玻璃表面上、或於研磨裝置的儲存部及配管內發生淤泥,而會發生品質惡化,裝置停止等的問題。 本發明係一種玻璃研磨方法,其係以包含氟化氫酸的研磨液研磨含有Al之玻璃的方法,其特徵在於具有:將研磨上述玻璃後之使用後研磨液中的溶存Al固化得到反應後研磨液的步驟;將上述反應後研磨液固液分離得到再生研磨液之步驟;及以上述再生研磨液研磨上述玻璃的步驟,藉由強制地將淤泥原因物質之Al-F錯合物固化去除,即使將研磨液循環使用,亦可抑制於玻璃表面或研磨裝置的各部分發生淤泥。

Description

玻璃研磨液的再生方法及玻璃研磨裝置
<技術領域1>本發明係關於以包含氟化氫酸之研磨液,研磨含有Al作為成分之玻璃之方法及裝置。
<技術領域2>此外,本發明係關於玻璃基板的製造方法及玻璃基板的製造裝置。更詳言之,係關於用於製造使用於顯示器等之玻璃基板之方法及用於其之裝置。
<技術領域3>此外,本發明係關於玻璃研磨液之再生方法及再生裝置。更詳言之,本發明係關於用於再利用已使用完畢之供於給顯示器用玻璃基板的研磨處理之研磨液之再生方法及用於其之裝置。
<先前技術1>
近年液晶顯示裝置,多用於行動電話、智慧型手機、平板電腦、筆記型電腦等的產品。液晶顯示裝置,將液晶保持於玻璃間時需要某種程度厚的玻璃。但是,於玻璃間封入液晶之後,僅可能輕量化,較可使使用液晶顯示裝置之產品輕量化。
因此,將封入液晶的玻璃研磨變薄,進行液晶顯示裝置的輕量化。再者,此時之所謂研磨,為確保玻璃的透明性,係以蝕刻液進行蝕刻。
玻璃部被研磨變薄的液晶顯示裝置,在玻璃部的 強度降低將成問題。特別是行動電話及智慧型手機,等於人的頭部周邊使用的機器,要求一定以上的玻璃強度。因此,如此之用途的玻璃,並非通常使用於窗戶玻璃等之鈉玻璃,而是使用混入硼酸與氧化鋁之鋁硼矽酸鹽玻璃(aluminoborosilicate glass)。即,於如上所述之液晶顯示裝置,係進行鋁硼矽酸鹽玻璃之研磨。
鋁硼矽酸鹽玻璃,係以包含氟化氫酸之蝕刻液(以後,亦稱為「研磨液」)研磨。此時,已知於研磨液中會產生不貢獻於研磨之不需要的固形物(以後,亦稱為「淤泥」。)。
大量研磨玻璃,大多將研磨液循環使用。因此,於淤泥混入研磨液中,則有淤泥附著在玻璃表面,於研磨後的玻璃面出現凹凸的課題。此外,於製造過程中,在過濾循環之研磨液時,有發生過濾器的塞網或增大過濾時間等的問題。
對此課題,於專利文獻1(日本特開2008-066706號公報),揭示一種蝕刻裝置,其設有連通於進行蝕刻(研磨)之蝕刻槽之淤泥處理部。淤泥處理部,係包含沉澱桶及酸供給部的構成。於專利文獻1,淤泥係由玻璃分離之矽與氟酸鍵結的化合物(H2SiF6),於沉澱桶使之一旦沉澱。然後,藉由之後供給的酸,將該淤泥溶解,去除。
於專利文獻2(日本特開2003-313049號公報),揭示有在蝕刻液體放入鋇化合物的發明。在此,作為蝕刻對象的玻璃,係BaO的含量少的矽酸鹽玻璃,於玻璃成分包含氧化鋁(Al2O3)。
於專利文獻2(日本特開2003-313049號公報),揭 示有組成為BaO的含量少的玻璃時,於蝕刻液中,生成包含氟、鋁、鎂及鈣之凝膠狀化合物,而成為蝕刻液黏度的上升、循環時於過濾步驟塞網、或於配管或桶內固化等的問題。因此,藉由在蝕刻液混入鋇化合物,可抑制如此之凝膠狀化合物之生成之點。
<先前技術2>
近年,以液晶顯示器為首的各式各樣的顯示器被製造。於該顯示器使用玻璃基板,而由其輕量化、小型化等的觀點,圖謀玻璃基板的薄型化。
於玻璃基板的薄型化,進行玻璃的「機械研磨」或「化學研磨」。「機械研磨」係以物理性的作用削去玻璃,因此其厚度的控制困難,一般難以達成均勻的厚度。此外,於該「機械研磨」一般需要粗削研磨及鏡面研磨之2階段的操作,時間性.經濟地並不佳。另一方面,「化學研磨」係藉由化學性的溶解作用(即,化學蝕刻作用)減少玻璃厚度,故厚度的控制較容易,容易達成均勻的厚度。因此,於玻璃基板等的薄型化「化學研磨」較合適。
以化學研磨之玻璃研磨,一般係在於研磨反應槽,使包含氟酸之研磨液與玻璃反應,使玻璃的表面溶解而進行。例如,使用將玻璃浸漬於研磨液進行研磨之浸漬型的研磨反應槽,或對玻璃進行研磨液的噴灑噴霧而進行研磨之噴霧型之研磨反應槽等進行玻璃研磨。再者,於該研磨反應槽,一般使研磨液循環,按照必要將氟酸等的成分對研磨液補充連續進行玻璃的研磨。
玻璃的研磨液一般係將氟酸及其他的酸溶解於水者。此外,以該研磨液處理之玻璃,可舉例如,鋁硼矽酸鹽玻璃(aluminoborosilicate glass),包含Si(矽)作為主成分,進一步包含Al、B、Mg、Ca、Sr、Ba、Na等的金屬者。
將該玻璃使用上述研磨液處理,則玻璃隨著時間的經過而溶解,於研磨液中發生稱為淤泥之不溶性或難溶性的反應生成物。淤泥,主要係以分散於研磨液的狀態存在,該等包含由玻璃溶解的鋁,以包含在研磨液的氟配位之鋁氟錯合物(例如AlF6 3-、AlF5 2-、AlF4 -等),與由上述玻璃溶解之金屬離子(Sr2+、Ca2+、Mg2+、Ba2+等)等的鹽。此外,亦包含來自氟酸的氟離子(F-)與由玻璃溶解之金屬離子反應形成之鹽(例如AlF3、SrF2、CaF2、MgF2、BaF2等)等。
玻璃的研磨,由於隨著時間的經過,會蓄積上述淤泥,故先前即有發生起因於淤泥之各式各樣的問題。例如,浸漬型的研磨反應槽,因淤泥附著在研磨對象之玻璃表面而阻礙附著部位之研磨反應,結果,有無法均勻地進行研磨之情形。此外,於噴霧型的研磨反應槽,淤泥阻塞噴嘴,而無法均勻地進行噴霧,結果,有無法均勻地進行研磨之情形。
由如此的背景,要求由研磨反應槽中的研磨液有效的去除淤泥的技術,而先前有如下的方法及裝置的提案。
已知有例如,將研磨液的一部分由研磨反應槽取出,使淤泥在沉澱槽自然沉降之後,去除沉澱物,將去除該沉澱物之後的液相部分作為研磨液再放回研磨反應槽的方法等(參照例如,專利文獻1(日本特開2008-66706號公報))。此外, 已知有將研磨液的一部由研磨反應槽取出,以過濾器等的物理分離手段,將淤泥去除分離之後,將該研磨液再放回研磨反應槽的方法等(參照例如專利文獻3(日本特開2003-12305號公報))。
<先前技術3>
近年,以液晶顯示器為首的各式各樣的平面顯示器被製造。於該平面顯示器使用玻璃基板,而由其輕量化、小型化等的觀點,圖謀玻璃基板的薄型化。
於玻璃基板的薄型化,進行玻璃的「機械研磨」或「化學研磨」。「機械研磨」係以物理性的作用削去玻璃,因此其厚度的控制困難,一般難以達成均勻的厚度。此外,於該「機械研磨」一般需要粗削研磨及鏡面研磨之2階段的操作,於時間性.經濟性均不佳。另一方面,「化學研磨」係藉由化學性的溶解作用減少玻璃厚度,故厚度的控制較容易,容易達成均勻的厚度。因此,於平面顯示器用玻璃基板等的薄型化「化學研磨」較合適。
化學研磨,一般使用包含氟酸之化學研磨液。藉由進行將該化學研磨液對玻璃基板噴霧供給之研磨處理,或進行將玻璃基板浸漬於化學研磨液之研磨處理,使玻璃基板薄膜化(參照第47圖(F3-16))
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-066706號公報
[專利文獻2]日本特開2003-313049號公報
[專利文獻3]日本特開2003-12305號公報
[專利文獻4]日本特開2007-297228號公報
[專利文獻5]日本特開2003-20255號公報
[專利文獻6]日本特開2011-236100號公報
[專利文獻7]日本特開2009-234870號公報
<課題1>
於專利文獻1(日本特開2008-066706號公報),試圖去除循環使用之蝕刻液中的淤泥。但是,並沒有研究淤泥的發生原因。因此,如果有以液相殘留之成為淤泥的原因的離子,則該離子將會原樣被循環使用。以此,則無法抑制於研磨之玻璃面上發生淤泥。
此外,若淤泥係蝕刻液與玻璃成分之化合物,則以液相反應生成的化合物以粒徑細者為多,以沉澱(傾析)去除淤泥需要時間。即,需要將大量的蝕刻液的容器,而招致設備巨大化。
於專利文獻2(日本特開2003-313049號公報),由於蝕刻對象係特定於鋁硼矽酸鹽玻璃,故有明確表示凝膠狀化合物包括氟、鋁、鎂、及鈣。但是,仍然並非特定成為淤泥的發生原因之物質,而欲將其排除者。
此外,對蝕刻液添加鋇化合物,會減少蝕刻速率。因此,可說為抑制凝膠狀物的發生,而犧牲了生產性。
<課題2>
此外<先前技術2>之情形,以如專利文獻1(日本特開2008-066706號公報)所記載的方法,使用沉澱槽將淤泥以自然沉降去除的方法,淤泥係微粒子,且係以分散於研磨液中的狀態存在,故以自然沉降的沉降速度很小,於淤泥的沉降需要時間,難以有效迅速地去除分散於研磨液中的淤泥。
此外,如專利文獻3(日本特開2003-12305號公報)所記載的方法,使用過濾器去除淤泥,則由於微粒子之淤泥會引起過濾器的塞網,故需要維護該過濾器或交換。因此,在於如此的方法,亦難以有效迅速地去除淤泥。此外,該過濾器的維護或交換有需要很大的成本的問題。
如此以先前的方法,難以有效迅速去除研磨液中的淤泥,在於製造玻璃基板之玻璃研磨,於去除淤泥上仍有許多改良的餘地。
此外,以上述包含氟酸的研磨液研磨玻璃,則由於在回收的研磨中會生成包含氟矽酸(H2SiF6)等的強酸性成分,故該研磨液將成極的酸性狀態(一般為未滿pH3,理論上有顯示負的pH之情形)。因此,於使用如此之研磨液的玻璃研磨,在於pH3以下的極未嚴酷的酸性條件下,要求將該淤泥有效迅速地去除。
因此,於本發明係有鑑於上述情形,以提供由pH3以下的研磨液有效迅速地去除淤泥,可將此時所得之去除淤泥之研磨液再利用於玻璃研磨之玻璃基板的製造方法及用於此之裝置為目標。
<課題3>
此外,於<先前技術3>之情形,化學研磨液,由經濟性的觀點或資源的有效利用的觀點,一般將被再利用。即,一旦供於使用之化學研磨液去除不要的成分,或對研磨液補充必要的成分,將化學研磨液再生處理。於供於玻璃基板的化學研磨處理後所產生的研磨廢液,包含起因於玻璃基板成分之各種雜質,該等需按照必要被去除的同時,重新適宜補充氟酸等而被再生。例如,於研磨廢液中,可能存在如下第1表(T3-1)所示之雜質成分(一併參考第48圖(F3-17))。
<T3-1>
特別是在於玻璃研磨廢液,來自矽(Si)的雜質成分為多。原因是玻璃基板的骨架成分係二氧化矽(SiO2),而矽(Si)為玻璃的主要元素。具體而言,研磨廢液多含氟矽酸(H2SiF6),隨著研磨處理的持續其蓄積顯著。
去除廢液中的氟矽酸的手法之一可考慮膜分離法。但是,以膜的氟矽酸的分離性能低,且由於氟矽酸在廢液 中呈現酸性而有使膜惡化之虞。雖亦可考慮利用蒸餾的手法,但在蒸餾裝置需要使用很多耐蝕性材料,而有需要高價的裝置之虞,此外,氟矽酸的蒸餾分離精度原本就不高。
雖並非玻璃研磨液的再生手段,作為去除包含於玻璃清洗液的廢液的氟矽酸的手法之1,有添加沉澱形成劑形成氟矽酸的不溶性鹽的手法的提案(日本專利第3623663號公報)。於該手法,係對研磨廢液中添加氟化物使氟矽酸鹽析出而進行固液分離。
日本專利第3623663號公報的技術雖可分離氟矽酸鹽,但由於玻璃基板清洗液與研磨液在本質上係不同者,故須考慮此點。此點,本發明者們,發現即使將玻璃清洗液再生技術原樣使用於化學研磨廢液,現實上亦無法供於研磨廢液的再生處理。例如,相對於化學研磨使用使玻璃基板成分大量溶出之氟酸與無機酸的混酸,玻璃清洗僅係為去除表面雜質者而不過是使用氟化氫的水溶液。即,化學研磨液,具有特別大的玻璃溶解特性,而於其廢液中積蓄氟矽酸與清洗廢液相比相當的多。因此,於化學研磨液,要求更有效地去除氟矽酸。此外,玻璃基板的化學研磨液與清洗液,所需的酸度(即,pH或酸度函數等)不同,氟矽酸鹽的形成可認為會大大地受到酸度的影響。再者,於化學研磨,由於玻璃基板會融出很多,故意需要考慮矽以外的其他的玻璃基板副成分(鈣成分或鋁成分)的影響。
基於如此之觀點銳意研究的結果,本案發明者們發現將日本專利第3623663號公報之玻璃清洗廢液的再生法使 用於化學研磨廢液時有如下的問題點。
1.化學研磨廢液之pH上升
日本專利第3628663號公報的氟化物(MF),對離子係以"F-"的形態,無法供於玻璃研磨。此外,雖然對玻璃研磨所需之"溶出作用"特別有貢獻的是HF,但因氟化物(MF)持續的添加使用有減少HF之虞。即,化學研磨廢液中的酸度,起因於氟化物(MF)而上升接近中性.鹼性區域,則會進行HF→H++F-之反應。即,即使廢液被再生處理,亦無法適用於玻璃研磨。此外,起因於氟化物(MF)的添加,降低化學研磨廢液中的酸度(例如化學研磨廢液中的pH上升),則帶來氟矽酸離子容易解離之環境,而阻礙所期望的氟矽酸鹽的析出。再者,以日本專利第3623663號公報的氟化物(MF),將帶來"F-",與玻璃基板副成分(鈣或鋁等的副成分)反應形成其他的氟化物(AlF3、CaF2),發生不需要的固形分。
2.再生效率
化學研磨液之氟化氫酸(即,氫氟酸)會被玻璃溶出消費,故在於廢液再生時,需要補充很多HF。對此,日本專利第3628663號公報的技術,係為去除玻璃基板表面的雜質清洗去除者,應補充的HF量原本就不多。即,本案發明之對象之化學研磨液,需要特別考慮氫氟酸(HF)的補充效率,與要求日本專利第3623663號公報之清洗技術,本質上不同。
3.分離速度
化學研磨液,由於如上所述玻璃溶解特性大而使玻璃成分大量溶出,故與清洗廢液相比,則會發生更多的氟矽酸。即, 於化學研磨廢液將蓄積很多氟矽酸。因此,雖然在於化學研磨,要求藉由沉澱形成劑所產生的氟矽酸鹽的沉降速度特別大,但於利用日本專利第3623663號公報的氟化物時,卻無法說是足夠的。
本發明係有鑑於該情形而完成者。即,本發明之主要目標,係在於提供至少考慮"廢液中的酸度"或"再生效率"之點之化學研磨液之再生技術,進一步提供亦考慮"分離速度"之化學研磨液之再生技術。
<手段1>
本發明係有鑑於上述<課題1>所想到者,確認研磨鋁硼矽酸鹽玻璃時發生淤泥的原因,即使將研磨液循環使用,不會在玻璃面上生成淤泥,且可避免淤泥在生產裝置或配管內固化之玻璃研磨液再生之方法及玻璃研磨裝置。
更具體而言,關於本發明之玻璃研磨液之再生方法,其特徵在於:其係以包含氟化氫酸之研磨液研磨含有Al之玻璃之玻璃研磨液之再生方法,其具有:將研磨上述玻璃後之使用後研磨液中的溶存Al固化得到反應後研磨液的步驟;將上述反應後研磨液固液分離得到再生研磨液之步驟。此外,關於本發明之玻璃研磨裝置,其特徵在於包含:儲存研磨液之儲存部;使含有Al之玻璃與上述研磨液接觸,將接觸後的使用後 研磨液送回上述儲存部之研磨部;與上述儲存部連通,儲存去除上述使用後研磨液中的溶存Al之金屬鹽之金屬鹽桶;由上述儲存部所得反應後研磨液固液分離之固液分離部;及使上述固液分離部與上述儲存部連通之回送配管。
<手段2>
此外,發明者們對<課題2>專心研究的結果,發現將用於製造玻璃基板時用於研磨玻璃之研磨之研磨液的一部分由研磨反應槽取出,對此添加凝聚劑形成淤泥的凝聚物,可顯著地提升淤泥的分離去除效果。再者,本發明者們,亦發現將淤泥分離去除之後的研磨液,係可再度使用於玻璃的化學研磨之品質。
因此,本發明提供以下的玻璃研磨液的再生方法及玻璃研磨裝置。惟,本發明並非限定於以下的方法及裝置者。
<玻璃研磨液的再生方法>
一種玻璃研磨液的再生方法,其係用於研磨玻璃時之包含氟酸之pH3以下之玻璃研磨液的生成方法,將上述玻璃研磨液及分散與上述玻璃之反應生成物之淤泥之玻璃研磨液之至少一部分,由研磨反應槽取出作為被處理液,於上述被處理液添加凝聚劑生成含有淤泥凝聚物之研磨液,將上述上述含有淤泥凝聚物之研磨液固液分離。
<玻璃研磨裝置>
一種玻璃研磨裝置,其係於研磨反應槽,使包含氟酸之 pH3以下之研磨液與玻璃反應而研磨玻璃之玻璃研磨裝置,其包含:研磨反應槽;將包含於上述研磨反應槽所生成之淤泥之研磨液之至少一部分由上述研磨反應槽取出作為被處理液之抽取管線;對上述被處理液添加凝聚劑得到含有淤泥凝聚物之研磨液之凝聚反應裝置;用於分離上述含有淤泥凝聚物之研磨液與淤泥凝聚物之固液分離裝置;及將上述處理液回送上述研磨反應槽之回送管線。
<手段3>
此外,本案發明者們對<課題3>,並非以先前技術的延長線上對應,而是藉由嘗試新的方向對應達成上述目的。結果,發現以使用特異的氟化氫化合物為特徵之玻璃研磨液再生技術達至本發明。具體而言,本發明係一種玻璃研磨液的再生方法,其包含:(i)藉由對使用於玻璃研磨後的使用完成之玻璃研磨液,添加氟化氫化合物,藉此,於使用完成之玻璃研磨液中產生析出物之步驟;及(ii)將析出物之至少一部分由上述使用完成之玻璃研磨液去除之步驟;而成其係具有氟化氫化合物,係由金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之形態,此外,於步驟(i),提供一種玻璃研磨液的再生 方法,其特徵在於:藉由添加氟化氫化合物於使用完成之玻璃研磨液中產生氟化氫酸。
關於本發明之再生方法之特徵之1,係對使用完成之玻璃研磨液使用「具有金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之組成形態之氟化氫化合物」。即,於本發明使用,於研磨廢液中經由下述反應式之"重氟化氫化合物"。
.MHF2→M++HF2 -
.HF2 -+H+→2HF
由上述反應式可知,上述氟化氫化合物,其1莫耳當量的研磨廢液中,可發生2莫耳氟化氫酸之化合物。即,在於本發明之再生方法,使用於研磨廢液中產生2莫耳當量上的氟化氫酸之重氟化氫化合物MHF2
此外,關於本發明之再生方法,其特徵在於:藉由使用具有重氟化物MHF2之組成形態之氟化氫化合物,抑制使用完成之玻璃研磨液之酸度的下降。酸度的指標,一般有酸度函數(例如哈米特酸度函數)或pH等。例如,基於pH的指標,則關於本發明之再生方法,其特徵在於:維持在酸性pH區域(例如pH3以下酸性區域)。
在於本發明之「酸度」,係大體指成為玻璃研磨液或玻璃研磨廢液等的對象之液所呈現的酸性程度。因此,於本說明書使用之「酸度」,係以概括pH(氫離子指數)、酸度函數(例如哈米特酸度函數)及其他各種酸性指標參數等之概念之總稱。
本發明,亦提供用於實施上述再生方法之裝置。該本發明之再生裝置,係具有對用於玻璃研磨之研磨廢液添加氟化氫化合物之廢液處理槽而成。添加於廢液處理槽之氟化氫化合物,係具有金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之組成形態。此外,廢液處理槽,係成為起因於氟化氫化合物的添加於使用完成之玻璃研磨液中發生析出物之處理槽。
關於本發明之再生裝置的特徵之1,係廢液處理槽成為進行「具有金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之組成形態之氟化氫化合物」之添加之處理槽。即,關於本發明之再生裝置之廢液處理槽,係透過如上所述之反應式產生氟化氫酸之添加"重氟化氫化合物"之處理槽。再者,換言之,用在關於本發明之再生裝置之廢液處理槽,係使用1莫耳當量可產生2莫耳的氟化氫酸之氟化氫化合物之處理槽。此外,以在於本發明之廢液處理槽,起因於具有重氟化物MHF2之組成形態之氟化氫化合物,呈抑制使用完成之玻璃研磨液的酸度下降的狀態,故廢液處理槽本身具有耐酸度特性為佳。例如以pH的指標,則在於本發明之廢液處理槽具有可耐呈現pH3以下的酸性之使用完成之玻璃研磨液之儲存之耐酸性為佳。此外,可提供具有該再生裝置之玻璃研磨裝置,不言而喻。
<效果1>
如以上,本發明之玻璃研磨方法,係於研磨對使用之使用 後研磨液添加特定的元素離子,將可固化者(成為淤泥的原因的離子)強制固化之後去除。因此,於固液分離後的再生研磨液,幾乎不包含成為淤泥的原因的離子。即,於循環之研磨液,幾乎都不包含成為淤泥的原因的離子。因此,幾乎不會在研磨之玻璃面上升成淤泥。此外,亦可抑制淤泥堆積於生產裝置或配管中。
此外,添加於使用後研磨液之特定元素,僅使用於淤泥的強制性生成,故於固液分離後的再生研磨液,幾乎不含添加元素。因此,不會因去除淤泥的操作減低研磨液之研磨速率。
<效果2>
藉由本發明之玻璃基板之製造方法及製造裝置,可由pH3以下之研磨液有效迅速地去除淤泥,可將此時所得之去除淤泥之潔淨的研磨液再度利用於玻璃的研磨。
<效果3>
本發明的再生方法,對使用完成的玻璃研磨液,使用「具有金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之組成形態之氟化氫化合物」,可抑制使用完成之玻璃研磨液的異常的酸度下降。例如,以pH指標,則可將使用完成之玻璃研磨液維持在酸性的pH區域(特別是pH3以下的酸性領域)。因此,於本發明,可得良好地維持玻璃研磨功能之玻璃研磨液。此外,所謂不會引起很大的酸度下降,係指可以避免伴隨酸度的上升的異常的現象(以pH指標,則本發明可避免起因於維持在pH3以下 的酸性區域之"伴隨pH的上升的異常的現象")。更具體而言,可抑制在於使用完成之玻璃研磨液阻礙鹽形成之「氟矽酸離子的解離(對矽酸離子及F-之解離),可促進所期望之氟矽酸鹽之析出。因此,根據本發明,可有效地由使用完成之玻璃研磨液分離氟矽酸。
此外,在於本發明之析出物(氟矽酸鹽),其沉降速度比較大,在於此點,亦可有效地由使用完成之玻璃研磨液分離氟矽酸。具體而言,只要按照本發明,可得先前技術(日本專利第3623663號公報)所無法實現之大的沉降速度,可更有效地由使用完成之玻璃研磨液分離氟矽酸。此係,意味著即使以自然沉降使氟矽酸鹽析出亦可也效地分離,可增加取得去除析出物的手法的自由度(例如,可迅速且容易地實施以沉降分離之固液分離操作,可使再生裝置的尺寸變小)。
用於本發明之氟化氫化合物,係可於1莫耳當量的研磨廢液中產生2莫耳的氟化氫酸的「重氟化氫化合物」。因此,可在由使用完成之玻璃研磨液去除氟矽酸時對研磨液提供較多的氫氟酸。即,化學研磨液的氟化氫酸於玻璃研磨時被消耗許多,於再生廢液時需要補充HF,於本發明,可有效地減少其補充量。此外,於本發明,以儘量抑制酸度的降低的狀態(即,例如儘可能抑制哈米特的酸度函數值的上升或pH值上升的狀態)產生氟化氫酸,故可抑制如先前技術(日本專利第3623663號公報)之「包含氟元素之副固形物(AlF3、CaF2)」的發生,可減少在再生處理時補充的HF量。
1、5‧‧‧玻璃研磨裝置
10‧‧‧研磨槽
10i‧‧‧入口
10o‧‧‧出口
12‧‧‧儲存部
13‧‧‧研磨部
14‧‧‧噴灑部
14bi‧‧‧吸入口
14b‧‧‧配管
14f‧‧‧過濾器
14p‧‧‧研磨液幫浦
14a‧‧‧配管
14aa、14ab‧‧‧枝管
16a、16b‧‧‧噴嘴
18‧‧‧排水管
18a‧‧‧排水口
18b‧‧‧閥
20‧‧‧反應槽
20a‧‧‧攪拌機
20b‧‧‧送液管
20c‧‧‧溫度調節手段
21‧‧‧Al-F錯合物去除裝置
22‧‧‧Al去除金屬鹽添加部
22a‧‧‧金屬鹽桶
22b‧‧‧配管
22c‧‧‧閥
24‧‧‧輸送手段
25‧‧‧固液分離部
26‧‧‧凝聚劑添加部
26a‧‧‧凝聚劑桶
26b‧‧‧送液管
26c‧‧‧閥
26d‧‧‧凝聚槽
26e‧‧‧送液管
26m‧‧‧攪拌機
27‧‧‧沉澱槽
27a‧‧‧隔板
27b‧‧‧送液管
28‧‧‧過濾器
28a‧‧‧送液管
32‧‧‧再生研磨液桶
32a‧‧‧回送配管
34‧‧‧循環幫浦
35‧‧‧新液供應部
36‧‧‧氟化氫酸供應部
36a‧‧‧氟化氫酸桶
36b‧‧‧配管
36c‧‧‧閥
38‧‧‧無機酸供應部
40‧‧‧浸漬部
41‧‧‧輸送手段
42‧‧‧浸漬槽
42p‧‧‧循環幫浦
44‧‧‧升降器
50‧‧‧控制部
90‧‧‧被研磨物
91a、91b‧‧‧玻璃部
94‧‧‧液晶
93‧‧‧屏蔽
第1圖(F1-1):表示先前的玻璃研磨裝置之構成之圖。
第2圖(F1-2):表示Mg、Ca、Sr、Ba的Al去除率之圖表。
第3圖(F1-3):表示對使用後研磨液添加MgCl2生成之淤泥的XRD的測定輪廓的圖表。
第4圖(F1-4):表示MgCl2之添加量和反應度研磨液中的MgCl2的留下量的關係的圖表。
第5圖(F1-5):MgCl2的添加量不同,而玻璃成分量(相當於研磨量)與發生之淤泥量的關係之圖表。
第6圖(F1-6):表示關於本發明之玻璃研磨裝置之構成之圖。
第7圖(F1-7):表示研磨前後之液晶顯示裝置之剖面之圖。
第8圖(F1-8):表示研磨部之變形例之構成之圖。
第9圖(F1-9):表示研磨部之變形例之構成之圖。
第10圖(F1-10):表示可省略反應槽之玻璃研磨裝置之構成之圖。
圖11圖(F1-11):表示未投入Al去除金屬鹽時之研磨液中的元素成分之變化之圖表。
第12圖(F1-12):表示研磨液中的淤泥濃度之變化之圖表。
第13圖(F1-13):表示研磨液中的成分濃度之變化與產品品質之關係之圖表。
第14圖(F1-14):表示投入Al去除金屬鹽時之研磨液中的元素之變化之圖表。
第15圖(F1-15):表示淤泥濃度的變化與產品品質之關係 之圖表。
第16圖(F-16):對第10圖之玻璃研磨裝置附加固液分離部之構成之圖。
第17圖(F2-1):表示本發明之玻璃基板之製造裝置之一實施形態之示意圖。
第18圖(F2-2):將各種凝聚劑添加於包含淤泥之研磨液之後(0分鐘)之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第19圖(F2-3):將各種凝聚劑添加於包含於淤泥之研磨液之後的1分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第20圖(F2-4):將各種凝聚劑添加於包含於淤泥之研磨液之後的10分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第21圖(F2-5):將各種凝聚劑添加於包含於淤泥之研磨液之後的20分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第22圖(F2-6):對包含淤泥之研磨液將凝聚劑以各種濃度添加之後(0分鐘)之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第23圖(F2-7):對包含淤泥之研磨液將凝聚劑以各種濃度添加之後的1分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第24圖(F2-8):對包含淤泥之研磨液將凝聚劑以各種濃度 添加之後的3分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第25圖(F2-9):對包含淤泥之研磨液將凝聚劑以各種濃度添加之後的10分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第26圖(F2-10):將各種凝聚劑添加於包含淤泥之研磨液之後(0分鐘)之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第27圖(F2-11):將各種凝聚劑添加於包含淤泥之研磨液之後的1分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第28圖(F2-12):將各種凝聚劑添加於包含淤泥之研磨液之後的2分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第29圖(F2-13):將各種凝聚劑添加於包含淤泥之研磨液之後的10分鐘後之淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況的照片。
第30圖(F2-14):表示凝聚劑濃度與研磨速率之關係之圖表。
第31圖(F2-15):示意表示聚丙烯醯胺與淤泥的相互作用之概略圖。
第32圖(F3-1):本發明之再生方法之製程.流程及其概念圖。
第33圖(F3-2):概念表示本發明之再生方法之示意圖。
第34圖(F3-3):概念表示本發明之再生裝置之示意圖。
第35圖(F3-4):說明用二氟化氫鉀KHF2之「Si去除試驗」之態樣之示意圖。
第36圖(F3-5):說明用二氟化氫鉀KHF2之「Si去除試驗」之結果之圖表。
第37圖(F3-6):說明用二氟化氫鈉NaHF2之「Si去除試驗」之態樣之示意圖。
第38圖(F3-7):說明用二氟化氫鈉NaHF2之「Si去除試驗」之結果之圖表圖。
第39圖(F3-8):表示「HF濃度確認試驗」之結果之圖表圖(第39圖(a)(F3-8a):添加二氟化氫鉀KHF2/氟化鉀KF之情形,第39圖(b)(F3-8b):添加氟化氫鈉NaHF2/氟化鈉NaF之情形)。
第40圖(F3-9):用於說明「關於析出物沉降速度之確認試驗」說明態樣之示意圖。
第41圖(F3-10):表示「關於析出物沉降速度之確認試驗」之結果之圖表圖(第41圖(a)(F3-10a):添加二氟化氫鉀KHF2/氟化鉀KF之情形,第41圖(b)(F3-10b):添加氟化氫鈉NaHF2/氟化鈉NaF之情形)。
第42圖(F3-11):在於「關於析出物沉降速度之確認試驗」之試管樣品的經時變化之影像(添加二氟化氫鉀KHF2/氟化鉀KF之情形)。
第43圖(F3-12):在於「關於析出物沉降速度之確認試驗」之試管樣品的經時變化之影像(添加氟化氫鈉NaHF2/氟化鈉 NaF之情形)。
第44圖(F3-13):「關於析出物沉降速度之確認試驗」之試管樣品的經時變化之影像(添加氟化氫鈉NaHF2/氟化鈉NaF之情形)。
第45圖(F3-14):表示「廢液再生處理時之酸度環境確認」之結果之表及圖表圖。
第46圖(F3-15):表示「廢液再生處理時之酸度環境確認」之結果之圖表圖。
第47圖(F3-16):示意表示玻璃基板之化學研磨之態樣之立體圖。
第48圖(F3-17):用於說明玻璃研磨廢液中的雜質成分之示意圖。
<用於實施發明之形態1>
以下說明關於本發明之玻璃之研磨方法及研磨裝置。再者,以下的說明係表示本發明之一實施形態者,在不脫離本發明之趣旨的範圍,可改變以下的實施形態及實施例。
(實施形態1)
本發明之玻璃研磨方法及裝置之研磨對象,係鋁硼矽酸鹽玻璃。更具體而言,係以SiO2為主體,包含Al2O3、B2O3、BaO、CaO、MgO、Na2O、SrO,具有高拉張強度與高軟化點的強化玻璃。可作是包含鋁之玻璃。以下亦稱為「含有Al之玻璃」。研磨液,係以氟化氫酸為主要,包含鹽酸、硝酸、硫酸等的無機酸。再者,亦有包含界面活性劑、消泡劑、螯合劑等的添加 劑之情形。
研磨鋁硼矽酸鹽玻璃時所產生的淤泥,係鋁硼矽酸鹽玻璃中的元素,與來自研磨液中的氟化氫酸的氟鍵結的錯合物之中,由研磨液中析出的物質。本案發明者,確認研磨鋁硼矽酸鹽玻璃時所產生的淤泥,係Sr、Al與F的化合物(Sr-Al-F析出物)、Ca、Al與F的化合物(Ca-Al-F析出物)、Mg、Al與F的化合物(Mg-Al-F析出物)及Ba、Al與F的化合物(Ba-Al-F析出物)。
然後,發現藉由在於研磨液的循環中,由使用後研磨液去除該等化合物的發生原因之Al-F錯離子,可抑制被研磨物之玻璃的表面,或研磨裝置之各部發生淤泥,而達至想出本發明。邊表示以下的研究過程,說明本發明之原理。之後,說明關於本發明之玻璃研磨方法與玻璃研磨裝置的構成。
<淤泥組成的確認>
淤泥的成分,係以循環使用之研磨液研磨鋁硼矽酸鹽玻璃,藉由分析析出於研磨液中的淤泥而確認。於圖1(F1-1),表示鋁硼矽酸鹽玻璃之研磨裝置之構成。此可說是先前的玻璃研磨裝置。研磨裝置100,具有:輸送玻璃之輸送手段124;儲存研磨液之儲存部112;及由儲存部112抽取研磨液,噴向玻璃,進行研磨之噴灑部114。
噴灑部114,包含:用於將研磨液由儲存部112輸液至輸送手段124之配管114b;及幫浦114p。噴灑部114之噴嘴116,設於儲存部112之上方,噴向玻璃的研磨液則直接落入儲存部112。藉由作成如此之構成,可將研磨液循環地使 用。
因研磨玻璃,於儲存部112的研磨液會發生淤泥。該淤泥將以過濾器114f過濾,大部分由研磨液去除。以該過濾器114f回收的淤泥,使之乾燥,則呈白色的粉末狀。將該粉末狀的淤泥的組成,以ICP放射光譜法、離子層析法,進行定量測定。
結果,以質量%換算,F(氟)與Sr(鍶)佔60質量%以上,Al(鋁)約13質量%,Ca(鈣)與Mg(鎂)分別為約6質量%。另一方面,比較鋁硼矽酸鹽玻璃的組成比,則Ba(鋇)與Si(矽)極其微量、B(硼)及Na(鈉)完全沒有檢出。
通常,淤泥的成分,會懷疑是氟化物(AlF3、SrF2、CaF2、MgF2等),但研磨液由於加上氟化氫酸含有無機酸,酸性度極高(=pH低),故氟化氫酸的下述錯合物以外的存在形態,可認為是以為HF、H2F2、HF2 -為主。即,由於係生成氟化物之原因之"F-"的存在量非常低的環境,可下不容易發生氟化物的析出的結論。
儘管Si,係鋁硼矽酸鹽玻璃之主要成分,但在淤泥中幾乎沒有出現。此外,鋁硼矽酸鹽玻璃之主要添加劑之1的B在淤泥中完全沒有被檢出。由此,可認為Si及B,係以Si-F錯合物(矽氟化物離子、SiF6 2-)及B-F錯合物(硼氟化物離子、BF4 -)液相存在於研磨液中。Al,已知係以Al-F錯合物(氟鋁酸離子,AlF6 3-、AlF5 2-、AlF4 -等)以液相存在。
但是,於淤泥中檢出高濃度的Al成分。由此,可說淤泥,係Al-F錯合物,與Sr、Ca、Mg、Ba等之2價元素 鍵結,固化者之結論。再者,雖然Ba於淤泥中微量檢出,但在原本的鋁硼矽酸鹽玻璃中的組成比亦微量,故可說大致全部固化。
淤泥,係Sr、Ca、Mg、Ba與Al-F錯離子鍵結。因此,只要Al-F錯離子存在於研磨液中,於研磨之玻璃表面亦會發生淤泥。因為會與鋁硼矽酸鹽玻璃中的該等元素反應。即,僅去除發生的淤泥,無法抑制在研磨裝置或配管中生成淤泥。此外,亦不法抑制於研磨之玻璃表面上發生淤泥。因此,在於鋁硼矽酸鹽玻璃的研磨,為抑制於玻璃表面發生淤泥,必須將Al-F錯離子本身由研磨液中去除。
淤泥,係Al-F錯離子與Sr、Ca、Mg、Ba的2價元素鍵結所產生。因此,本發明的發明者,認為可對使用於研磨後的研磨液(以後稱為「使用後研磨液」),積極添加2價金屬離子使淤泥發生,藉由去除該淤泥去除該等元素。將該手法,導入研磨裝置外,則可使淤泥的發生處,由先前的研磨裝置內弄出研磨裝置外,結果,可大幅減低研磨裝置內的淤泥濃度。
即,本發明的重點,係於使用後研磨液中積極的使淤泥發生,藉由去除產生的淤泥,將Al-F錯離子本身由研磨液中去除之點。在此,所謂「去除」係包含將Al-F錯離子固化、分離。
如下確認可積極地使淤泥於使用後研磨液中產生。對第1圖(F1-1)所示之研磨裝置100所得使用後研磨液,邊改變水溶液的濃度,添加MgCl2水溶液、CaCl2水溶液、SrCl2 水溶液、BaCl2水溶液。然後,以23℃的溫度狀態攪拌1小時進行反應。將反應後的研磨液稱為反應後研磨液。將所得反應後研磨液離心分離,將固形分分離,僅將上澄液中的Al濃度以ICP放射光譜分析(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometry:以下「ICP-AES」)調查。
然後,以沒有添加各水溶液時之Al濃度以莫耳基礎為100%,求得Al的去除率。將結果示於第2圖(F1-2)。再者,Al的去除率,可說係去除Al-F錯離子。此外,將由反應後研磨液去除淤泥的研磨液稱為再生研磨液。
參照第2圖(F1-2),橫軸係表示2價元素之添加濃度(mmol-Metal/L),縱軸係Al去除率(mol%)。可知以Mg、Ca、Sr、Ba之任一2價元素均可去除使用後研磨液中的Al。此外,該等4個元素中,可知Mg的去除率最高。即,對使用後研磨液放入MgCl2時,可產生最多的淤泥。
再者,對使用後研磨液添加MgCl2所產生淤泥以蒸餾水離心清洗,以23℃乾燥,以XRD(X-Ray Diffraction)調查,結果係MgAlF5.1.5~2H2O。將XRD的輪廓示於第3圖(F1-3)。再者,參照第3圖(F1-3),橫軸為2θ(°),縱軸係計數。
此外,關於其他的元素亦同樣以XRD調查,結果可知係Al及F的化合物。由此,可確認淤泥係Sr、Al與F之化合物(Sr-Al-F析出物);Ca、Al與F之化合物(Ca-Al-F析出物);Mg、Al與F之化合物(Mg-Al-F析出物);及Ba、Al與F的化合物(Ba-Al-F析出物)。
<去除淤泥之研磨液>
其次,強制地於使用後研磨液中產生淤泥,驗證將去除Al-F錯離子之研磨液(再生研磨液)用於研磨時之淤泥產生量。對使用後研磨液(約溶解鋁硼矽酸鹽玻璃180g/L)添加MgCl2水溶液,以23℃攪拌反應1小時,得到反應後研磨液。將反應後研磨液離心分離,以ICP-AES測定上澄液(再生研磨液)之Al濃度。其次,將鋁硼矽酸鹽玻璃(2.5cmx5cm)含浸於50mL再生研磨液,以40℃ 10分鐘的條件進行研磨。
測定研磨後的玻璃重量,測定玻璃的溶解度。然後,將用於研磨之使用後研磨液,以1μm過濾器(PTFE:聚四氟乙烯)過濾,捕捉淤泥,測定淤泥的產生量。
將結果示於第2圖(T1-1)。參照第2表(T1-1),於第1行表示Al去除處理步驟與玻璃研磨步驟的二個類別。於Al去除處理步驟,所謂處理條件,係表示添加於使用後研磨液的MgCl2的量(mg-Mg/L)與反應溫度。此外,處理液的組成,係測定再生研磨液中的Al量、添加之Mg量及研磨液中全氟量。
另一方面,於玻璃研磨步驟,所謂研磨條件,係表示藉由使用再生研磨液,以40℃ 10分鐘的條件,研磨之玻璃量(玻璃研磨量),研磨溫度(℃)。此外,淤泥產生量,係產生的淤泥的總重量(g),將淤泥重量換算成玻璃的單位重量當量者。
<T1-1>
參照第2表(T1-1)之Al去除處理步驟,可知增加MgCl2,則Al的殘量減少(參照於「處理液的組成」之Al及Mg欄)。另一方面,淤泥的產生量(參照玻璃研磨步驟),添加MgCl2,則由沒有添加的狀態(總重量0.291g),一旦減少(總重量0.09g)。但是,之後淤泥量會增加(總重量0.133g、0.225g、0.388g)。即,可知增加MgCl2,可去除Al-F錯離子,但放過多則反而會助長淤泥的產生。
此可認為係Mg離子較殘存之Al-F錯離子過剩。為確認此,以如下程序進行實驗。對使用後研磨液添加MgCl2,以40℃攪拌進行反應1小時。其次,將反應液(將此稱為「反應後研磨液」。)離心分離,測定上澄液(再生研磨液)中的Mg離子濃度。結果,如第4圖(F1-4)。於第4圖(F1-4)橫軸係表示MgCl2的添加量(mol-Mg/mol-Al),縱軸係表示再生研磨液中的Mg殘留濃度(mg/L)。
參照第4圖(F1-4),可知增加MgCl2添加量,莫耳當量變成使用後研磨液中的Al濃度以上(於紙面較橫軸的虛線表示之1.0的右側),再生研磨液中的Mg殘留濃度直線變高。即,為去除Al-F錯離子,需要添加使用後研磨液中的Al濃度 當量的Mg離子。因為較Al-F錯離子過剩的Mg離子的存在,反而會增加淤泥的產生。
對關於不使Mg離子殘留於再生研磨液中的效果進行確認。於使用後研磨液添加濃度不同MgCl2水溶液,以40℃攪拌反應1小時。測定反應後的溶液離心分離所得濾液(再生研磨液)之Al濃度、Mg濃度及氟濃度。
分別對該再生研磨液,對研磨液1L投入玻璃,相當於55g、117g、190g玻璃成分(將Sr、Ca、Mg、Ba大致配合鋁硼矽酸鹽玻璃的組成比的比例,全部使用氯化物調合),以40℃靜置1小時。此係,模擬以與Al的殘量不同的再生研磨液,研磨鋁硼矽酸鹽玻璃的實驗。
於投入玻璃成分之再生研磨液中產生淤泥,以1μm的過濾器(PTFE)捕集,測定淤泥產生量。將結果,示於第3表(T1-2)。於第3表(T1-2),將Al去除處理步驟與玻璃成分添加步驟的二大項表示。於Al去除處理步驟,於處理條件,表示對添加使用後研磨液之MgCl2的量(mg-Mg/L)及反應溫度。此外,所謂處理液的組成,係對使用後研磨液添加MgCl2而得之再生研磨液中的Al量與Mg量及研磨液中的全氟量。
另一方面,於玻璃成分添加步驟,所謂淤泥發生量(mg/L),係相當於投入55(g-Glass/L)、117(g-Glass/L)、190(g-Glass/L)之玻璃成分,所得之淤泥產生量。
看Al去除處理步驟,則隨著處理條件之欄之Mg添加濃度變高,處理液組成之欄之再生研磨液中的Al的濃度會減少。另一方面,處理液之欄之Mg濃度幾乎沒有變化,處 理條件之欄之MgCl2的添加量於2441(mg-Mg/L)時增加40(mg/L)。此可認為係於第4圖(F1-4)之橫軸之MgCl2添加量在1.0附近的狀態。
其次,看玻璃成分添加步驟之欄。在此,將表以橫方向觀看則玻璃成分的添加量增加。例如,記載數值之最上列,係記載對於Al去除處理步驟Mg的添加量為0(零)之再生研磨液,放入相當於55g、117g、190g的玻璃成分時之淤泥產生量。同樣地記載數值之再上列之下之列,係記載對Mg的添加量為412(mg-Mg/L)時之再生研磨液體,放入相當於55g、117g、190g的玻璃成分時之淤泥產生量。
比較Mg的添加量為零時,添加412(mg-MgMg/L)的Mg,使淤泥強制發生將此去除,再生研磨液中的Al-F錯離子的濃度減少。因此,淤泥產生量,與Mg的添加量為零時相比變少。於第3表(T1-2)表示對每個Mg的添加量,產生於再生研磨液中的淤泥產生量(濃度)與添加之玻璃成分添加量的關係示於第5圖(F1-5)。
參照第5圖(F1-5),橫軸係表示玻璃成分的添加量(g-Glass/L),縱軸係表示淤泥產生濃度(mg/L)。複數的折線係表示MgCl2的添加量為(無)0:A、412(mg-Mg/L):B、948(mg-Mg/L):C、1724(mg-Mg/L):D、2441(mg-Mg/L):E之情形。
明顯地,隨著MgCl2的添加量變多(於第5圖(F1-5)由「折線A」至「折線E」)減少淤泥的產生量。然後,隨著MgCl2的添加量變多並沒有淤泥產生量增加的區域。此係因 為,於第4圖(F1-4)MgCl2添加量在1.0附近的狀態控制MgCl2量。即,藉由添加使用後研磨液中的Al的濃度之莫耳當量以下的MgCl2,不會在再生研磨液中殘留多餘的Mg。因此,可控制淤泥的產生。
<T1-2>
然而,去除Al-F錯離子之再生研磨液,係不容易發生淤泥之研磨液。但是,有需要確認進行如此之處理之研磨液是否可耐實際使用。因此,進行如下實驗。對使用後研磨液添加MgCl2水溶液,以40℃攪拌1小時進行反應。測定以離心分離所得之過濾液(再生研磨液)之Al濃度。然後,將玻璃(2.5×5cm)含浸於50mL再生研磨液,測定研磨速率。再者,代替MgCl2,製作放入超純水者(空白對照)。將結果,示於第4表(T1-2)。
<T1-3>
隨著MgCl2的添加量的增加(參照「Mg濃度」欄),再生研磨液中的Al濃度會下降(參照「Al」欄)。另一方面,研磨速率係隨著MgCl2水溶液的添加量而下降。但是,添加超純水者亦同樣地降低研磨速率。即,該研磨速率的減少,MgCl2的添加並非原因,而可判斷係研磨液本身被稀釋。
且,即使將再生研磨液中的Al濃度降低至15mg/L,研磨速率為13.80μm/min以上。於一般的量產使用,以12μm/min以上為目標,故可說是在於量產的現場亦可充分地使用的研磨速率。
藉由以上的實驗,確認藉由添加MgCl2強制性產生淤泥,減少Al-F錯離子的研磨液可充分使用於作為再度研磨液。
<凝聚劑>
藉由從減少Al-F錯離子之研磨液中去除淤泥,可得再生研磨液。但是,反應後研磨液中的淤泥,以微粒子者為多。因此,將此僅以過濾器去除,則過濾器在短時間引起塞網。只要可將微細的淤泥凝聚成較大團塊,則可延長過濾器的交換時期。此外,亦可以短時間沉澱。可藉由沉澱,固液分離,則對過濾器的負荷亦變輕,而較經濟。因此,如以下,確認反應後研磨液中的淤泥的凝聚劑的效果。
首先,對使用後研磨液,添加相當於與Al-F錯離子等莫耳量的MgCl2水溶液,保持40℃進行攪拌反應1小時。於該反應後研磨液,與過去同樣地產生淤泥。對該反應後研磨液,分別以5ppm的濃度添加,作為陰離子系凝聚劑之聚丙烯酸鈉系聚合物(MT AQUAPOLYMER株式會社製之ACCOFLOC A-190)、作為非離子系凝聚劑之聚丙烯醯胺(MT AQUAPOLYMER株式會社製之ACCOFLOC N-100S)、作為陽離子系凝聚劑之聚丙烯酸酯系聚合物(MT AQUAPOLYMER株式會社製之ARONFLOC C-508),攪拌1分鐘之後靜置。
10分鐘之後,以目視觀察,結果陰離子系凝聚劑與陽離子系凝聚劑並沒有很大的變化。但是,非離子系凝聚劑之聚丙烯醯胺,則淤泥會沉澱,得到透明的上澄液。藉此,可知只要對反應後研磨劑添加非離子系凝聚劑,於固液分離時,可以沉澱去除大量淤泥。
<玻璃研磨裝置>
基於以上的研究,將關於本發明之玻璃研磨裝置的構成示 於第6圖(F1-6)。本發明之玻璃研磨裝置1,包含:輸送被研磨物90之輸送手段24之研磨槽10;研磨被研磨物90之研磨部13;儲存研磨液之儲存部12;Al-F錯合物去除裝置21;固液分離部25;再生研磨液桶32。此外,亦可具有新液供應部35。
將被研磨物90的構造示於第7圖(a)(F1-7a)。被研磨物90,係以2片鋁硼矽酸鹽玻璃等的含有鋁的玻璃部91a、91b夾持液晶94之液晶顯示裝置。此外,並不限於液晶顯示裝置,只要至少1面使用含有鋁之玻璃即可。
被研磨物90的端部,係以屏蔽93,液密封裝。於第7圖(b)(F1-7b)表示研磨被研磨物90之玻璃部91a、9b的狀態。玻璃部91a、91b藉由研磨而變薄。藉由如此地使玻璃部91a、91b變薄,被研磨物90的重量變輕。
再度參照第6圖(F1-6),被研磨物90將以輸送手段24通過研磨槽10中。輸送手段24,只要可輸送被研磨物90,並無特別限定。可良好地利用支持被研磨物90的邊緣的輸送帶,或將被研磨物90吊起的掛鉤的輸送鏈等。特別是,可使研磨物90的玻璃部的兩面以暴露狀態輸送者為佳。因為可將研磨液由兩側噴射,同時研磨兩面。
研磨槽10,係由具有耐腐蝕性之材料形成之箱型容器,設有用於輸送手段24之入口10i及出口10o。研磨槽10儘可能密閉為佳。因為在研磨液,使用氟化氫酸等的腐蝕性高的溶液。
於研磨槽10中,設有儲存研磨液之儲存部12、及 將研磨液對被研磨物90噴射之噴灑部14。噴灑部14,係將儲存部12中的研磨液吸起,對被研磨物90噴射。因此,噴灑部14,包含:於儲存部12的底具有吸入口14bi之配管14b;連通配管14b之研磨液幫浦14p;連接於研磨液幫浦14p之送液口之配管14a;由配管14a分歧之枝管14aa及14ab;及設於各個枝管14aa、14ab之噴嘴16a、16b。
至少吸入口14bi、枝管14aa、14ab及噴嘴16a、16b係設於研磨槽10之內部。藉由對被研磨物90噴射研磨液,可研磨被研磨物90,含有Al之玻璃會變薄。即,噴灑部14,可說是研磨部13。
儲存部12,係接受由噴灑部14之噴嘴16a、16b對被研磨物90噴射之後,落下之研磨液(使用後研磨液)之容器。由於接受落下之使用後研磨液,故於上方具有開口部,配置於噴灑部14的下方。再者,一般研磨多使用加溫之研磨液實施,而於儲存部12設置加溫裝置,調整於既定的溫度。
儲存部12,可於吸入口14bi以外配置具有排水口18a之排水管18。於排水管18配置閥18b。於排水管18,連接Al-F錯合物去除裝置21。Al-F錯合物去除裝置21,係對積存於儲存部12之使用後研磨液中的Al-F錯合物添加具有Mg、Ca、Sr、Ba之至少一種元素之鹽,強制性生成淤泥,由使用後研磨液去除Al-F錯合物之裝置。
Al-F錯合物去除裝置21,包含反應槽20,及Al去除金屬鹽添加部22。此外,Al去除金屬鹽添加部22,包含金屬鹽桶22a,連通至反應槽20之配道22b,設於配道22b之 途中的閥22c。
排水管18,連通於Al-F錯合物去除裝置21之反應槽20。此外,於反應槽20,亦連通由金屬鹽桶22a之配管22b。此外,反應槽20,具備攪拌機20a。此外,亦可於反應槽20具備溫度調節手段20c。
溫度調節手段20c,係以設於反應槽20之周圍之水套,及無圖示之設於水套內的加熱器及溫度調節裝置構成。即,以水套將反應槽20內維持在既定的溫度。於反應槽20中,會注入多量含有腐蝕性很強的氟化氫酸的研磨液。因此,難以設置溫度計。
於Al-F錯合物去除裝置21的下游,設有固液分離部25。固液分離部25,簡單的可為過濾器28及可。但是,作成凝聚劑添加部26與過濾器28,則更不容易發生過濾器28的塞網而佳。
凝聚劑添加部26,可具備:連通由反應槽20之送液管20b之凝聚槽26d;凝聚劑桶26a;與連通凝聚劑桶26a與凝聚槽26d之送液管26b,設於送液管26b中的閥26c。於凝聚槽26d,亦可具備攪拌機26m。此外,於凝聚劑添加部26,亦可具備沉澱槽27。沉澱槽27之一例,係於底部設有貫通之隔板27a之容器或桶。
於一方的區塊連通由凝聚槽26d之送液管26e,連通由另一區塊向下游方向的送液管27b。於沉澱槽27淤泥自然沉降之上澄,經由送液管27b向下游方向,連通過濾器28。該過濾器28,使用壓濾機、或過濾袋等,濾材使用以PTFE、PP 等的耐腐蝕性高的材質所作成者。
再者,於Al-F錯合物去除裝置21的下游,亦可直接配設過濾器28。即,可將固液分離部25僅以過濾器28構成。此時,Al-F錯合物去除裝置21之反應槽20之下游側送液管20b,直接與過濾器28連通。
於過濾器28的下游,經由送液管28a設有再生研磨液桶32。再生研磨液桶32,係儲存去除Al-F錯合物之研磨液(再生研磨液)之桶。由再生研磨液桶32,連接有回送配管32a至儲存部12。於回送配管32a,具備循環幫浦34。
此外,於儲存部12,具備供應氟化氫酸溶液之新液之新液供應部35。新液供應部35,亦可分別具備氟化氫酸供應部36,及無機酸供應部38。氟化氫酸供應部36,對研磨液供應氟化氫酸。包含氟化氫酸桶36a、配管36b、及閥36c。此外,無機酸供應部38,係對研磨液供應鹽酸、硝酸、硫酸等的酸性的無機酸。再者,分別供應氟化氫酸或無機酸,或僅供應一方,均可說是供應新液。
於玻璃研磨裝置1,亦可具備控制部50。控制部50,係用於控制玻璃研磨裝置1之運轉而安裝。控制部50,控制研磨液幫浦14p、循環幫浦34,及各閥之開關。此外,可由被研磨物90之處理片數、由噴嘴16a、16b噴出之研磨液的量等,算出儲存部12中的使用後研磨液中的Al-F錯合物量為佳。
由於研磨液係腐蝕性很強的溶液,故直接測定使用後研磨液中的Al-F錯合物有極為困難之情形。因此,根據預先調查之研磨速率,算出使用後研磨液中的Al-F錯合物濃 度為佳。
再者,於第6圖(F1-6),控制部50,係代表對控制對象之幫浦及閥等的信號傳輸線,以虛線表示,代表處理片數等地資料的輸入以二點虛線表示。處理片數,可計數實際處理之片數,亦可參照輸送手段24之輸送時間或輸送距離。
說明具有如上構成之玻璃研磨裝置1之動作。首先將研磨液(新液),注入儲存部12。開始啟動玻璃研磨裝置1,則藉由輸送手段24將被研磨物90輸送至研磨槽10內。以噴嘴16a及16b,對輸送至研磨槽10內的被研磨物90,噴射研磨液。噴射之研磨液碰撞到複研磨物90之玻璃部91a、91b,將玻璃部91a、91b研磨(蝕刻)。
研磨玻璃部之研磨液,直接落入儲存部12。於研磨玻璃部之研磨液,溶有玻璃成分。該溶有玻璃成分之研磨液,係使用後研磨液。於使用後研磨液,如上所述,以Al-F錯離子為首,含有玻璃的各種成分元素。
將落入儲存部12之使用後研磨液,由吸入口14bi流入配管14b,以研磨液幫浦14p加壓。之後流過配管14a通過枝管14aa、14ab,再由噴嘴16a、16b對被研磨物90噴射。如此地使用後研磨液將被循環使用。再者,儲存部12中的研磨液,於混入使用後研磨液混入之後,可稱為使用後研磨液。
使用後研磨液在循環使用之中,會增加Al-F錯離子的量。如已所述,Al-F錯離子的存在,將成為生成淤泥的原因。因此,研磨一定片數的被研磨物90,將閥18b打開、使儲存部12中的使用後研磨液,由儲存部12中的排水口18a通過 排水管18,送液至Al-F錯合物去除裝置21的反應槽20。另一方面,於儲存部12,可藉由循環幫浦34,注入再生研磨液桶32中的再生研磨液。此外,亦可供應新液。
對送液至反應槽20之使用後研磨液,由Al去除金屬鹽添加部22添加既定量的金屬鹽水溶液。利用的金屬鹽,係選自由Mg、Ca、Sr、Ba之至少1種元素的鹽,可利用氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽等。特別是以包含於研磨液中的無機酸的鹽為佳。例如,研磨液中包含的無機酸為鹽酸時,以氯化物(MgCl2),硫酸時以硫化物(MgSO4)、硝酸時以硝化物(Mg(NO3)2)。藉由使用與包含於研磨液中的無機酸相同的鹽,可減少對研磨之影響。此外,於研磨液包含複數無機酸時,亦可使用以相同的無機酸之鹽。即,於金屬鹽水溶液,亦可包含複數無機酸之鹽。
添加於反應槽20之金屬鹽水溶液的量,只要知道導入反應槽20之使用後研磨液中的Al-F錯離子濃度即可算出。控制部50,係算出該金屬鹽水溶液的量,控制Al去除金屬鹽添加部22,對反應槽20中添加適量的金屬鹽水溶液。
使用後研磨液中的Al-F錯離子濃度的計算,根據玻璃研磨裝置1及Al-F錯合物去除裝置21之運轉方法適宜決定即可。基本上,基於以下的原理。使用後研磨液之Al-F錯合物濃度,係儲存部12中的研磨液濃度。因此,只要計算導入Al-F錯合物去除裝置21時之儲存部12中的使用後研磨液的Al-F錯合物濃度即可。
儲存部12中的使用後研磨液的Al-F錯合物濃度, 可由使用之研磨液與被研磨物90之組成所決定之研磨速率、被研磨物90之Al組成比、被研磨物90之處理片數、新液供應部35(氟化氫酸供應部36及無機酸供應部38)所供應的研磨液新液量、及由再生研磨液桶32供應的再生研磨液之量算出。
因此,控制部50,係根據移至反應槽20之研磨液量、研磨速率、被研磨物90(玻璃)之Al含量、處理片數(研磨量)、及再生研磨液之供應量,算出投入反應槽20中的金屬鹽溶液量(金屬鹽量)。此外,投入新液時,亦可加入新液供應量作為參數。處理片數(研磨量),亦可為累積研磨片數。此外,Al-F錯合物濃度之計算,亦可稱為算出Al濃度的步驟。
Al去除金屬鹽添加部22,係藉由算出之Al-F錯離子濃度,將與Al等莫耳以下的金屬鹽,由金屬鹽桶22a經由配管22b,添加於反應槽20。此,可藉由控制部50,控制閥22c而進行,亦可藉由控制幫浦(無圖示)而進行。之後,將反應槽20以攪拌機20a攪拌,使之反應。反應時間約為10分鐘左右。
以此反應,使用後研磨液中的Al-F錯離子的大部分成為淤泥。此外,作為金屬鹽添加之金屬離子,幾乎不會殘留於研磨液中。如此地,使使用後研磨液中的Al-F與2價金屬離子反應,強制產生淤泥,可說將使用後研磨液中的Al固化、分離或去除。此外,分離溶存Al之研磨液係反應後研磨液。
反應後研磨液,係以固液分離部25,分成淤泥及去除Al-F錯離子之研磨液。將去除Al-F錯離子之研磨液,稱 為再生研磨液。固液分離部25,可以凝聚劑添加部26及過濾器28構成。此外,亦可僅以過濾器28構成。具備有凝聚劑添加部26對濾器28的負擔較少,較不容易塞網而佳。於第6圖(F1-6)表示具有凝聚劑添加部26之情形。
反應後研磨液,於凝聚劑添加部26添加凝聚劑。反應後研磨液,由反應槽20經由送液管20b送液至凝聚槽26d。然後,由凝聚劑桶26a經由送液管26b對凝聚槽26d添加凝聚劑。添加凝聚劑,以攪拌機26m攪拌,則於反應後研磨液,可以10分鐘程度的短時間使淤泥凝聚。如已所示,此時之凝聚劑,係非離子系樹脂,可良好地利用聚丙烯醯胺。凝聚槽26d凝聚淤泥之反應後研磨液,經由送液管26e,送至沉澱槽27,將淤泥的凝聚物沉降分離。
然後,僅將沉澱槽27的上澄經由送液管27b,送至過濾器28。然後,用過濾器28進一步分離細小的淤泥。藉由凝聚劑添加部26之沉澱及/或以過濾器28去除淤泥稱為固液分離。換言之,於固液分離部25去除淤泥稱為固液分離。固液分離完成之反應後研磨液係再生研磨液。再生研磨液以送液管28a送至再生研磨液桶32儲存。
之後,儲存部12中的使用後研磨液,送至Al-F錯合物去除裝置21時,再生研磨液桶32中的再生研磨液,經由回送配管32a送液至儲存部12。即,將儲存部12中的使用後研磨液與再生研磨液交換。然後,再生研磨液以噴灑部14使用於玻璃之研磨。即,循環使用研磨液。
將儲存部12中的使用後研磨液的全部以再生研磨 液交換係較佳的方法。但是,將儲存部12中的使用後研磨液全部交換,則需要一旦中斷研磨。另一方面,維持使用後研磨液的一部分殘留於儲存部12中加注再生研磨液,則儲存部12之使用後研磨液中的Al-F錯離子的濃度會動態變化。因此,儲存部12之研磨液中的Al-F錯離子濃度,需要藉由微分方程算出。
但是,由於在儲存部12中有研磨液殘留,研磨本身可不停止地繼續。此於實際生產裝置,有很大的優點。因此,由儲存部12送至Al-F錯合物去除裝置21之使用後研磨液的量,可為儲存部12之至少一部分。
再者,於儲存部12之包含使用後研磨液之研磨液,可定期由新液供應部35供應新液。該新液的供應,可由氟化氫酸供應部36及無機酸供應部38分別供應氟化氫酸及無機酸,亦可僅供應任一方。
第8圖(F1-8),係例示研磨部13為別的形態之情形。儲存部12之使用後研磨液,移至Al-F錯合物去除裝置21,成為再生研磨液送回儲存部12,由於與上述說明相同,故省略說明。於第8圖(F1-8),設於研磨槽10中的研磨部13,係以浸漬部40構成。浸漬部40係由浸漬槽42及升降器44構成。浸漬槽42與儲存部12連通。設於儲存部12與浸漬槽42之間的循環幫浦42p,使研磨液在儲存部12與浸漬槽42之間循環。再者,亦可將浸漬槽42與儲存部12兼用。
藉由輸送手段24,帶入研磨槽10中的被研磨物90,係以升降器44浸漬於浸漬槽42中。被研磨物90,藉由浸 漬而被蝕刻。升降器44,係以對研磨液具有耐腐蝕性之材質構成,可保持被研磨物90,使被研磨物90浸漬於浸漬槽42中,提升。浸漬既定時間的被研磨物90,被提升,以輸送手段24輸送至下一步驟。在此,所謂別的步驟,亦可為別的研磨裝置。
此外,第9圖(F1-9),係例示別的浸漬部40之情形。於第9圖(F1-9),浸漬槽42具有某種程度的長度。研磨液在與儲存部12之間循環,係與第8圖(F1-8)之情形相同。於第9圖(F1-9),升降器44,變化輸送手段41本身的移動高度。被研磨物90,係以浸漬於浸漬槽42的狀態,以輸送手段41移動。被研磨物90係於研磨液中移動時被研磨。
如以上,關於本發明之玻璃研磨方法及研磨裝置,藉由對存在於使用後研磨液之淤泥的原因物質之Al-F錯合物添加2價金屬鹽,去除淤泥。因此,於再生研磨液幾乎不會殘留Al-F錯合物。因此,即使再使用再生研磨液,亦可抑制在被研磨物90的玻璃部表面發生淤泥。
(實施形態2)
於實施形態1所說明之玻璃研磨裝置1,係將Al-F錯合物去除裝置21,以反應槽20與Al去除金屬鹽添加部22構成。此係由於認為,研磨液在循環之儲存部12,一點都沒有淤泥的殘留,可有效減低不良品。即,可認為在研磨液中有淤泥殘留,則於研磨時,淤泥會殘留於玻璃表面,而其成為淤泥痕跡,而引起品質的惡化。
但是,研磨液為均等地到達研磨的玻璃表面地噴射或浸漬於研磨液中。再者,研磨後亦進行水洗。因此,可認 為即使研磨液中混入淤泥,僅乘於玻璃表面,並不容易殘留成淤泥痕。殘留成淤泥痕需固著於玻璃表面,但由於淤泥係不容於研磨液之成分,故與玻璃表面之間溶著的機會很少。
即,可認為在於玻璃表面成淤泥痕降低品質的並非液相中的淤泥,而係於玻璃表面生成之淤泥為原因。因此,可認為只要將存在於研磨後的研磨液中的溶存Al濃度變低,即使多少有淤泥在於研磨液中,並不會使產品品質惡化。因此,以如下裝置進行確認。於第10圖(F1-10),表示玻璃研磨裝置5之構成。玻璃研磨裝置5,係將反應槽20、再生研磨液桶32及固液分離部25中的凝聚劑添加部26拆除。
Al去除金屬鹽添加部22,直接連通於儲存部12。此外,由儲存部12之使用後研磨液經由排水管18,直接連接於過濾器28。通過過濾器28之研磨液,藉由回送配管32a,再度回到儲存部12。
以該玻璃研磨裝置5,以停止Al去除金屬鹽添加部22的狀態運轉。然後,每隔一定時間取樣儲存部12內之研磨液,以ICP-AES進行元素分析。此外,調查取樣之研磨液中的淤泥濃度(重量),及以過濾器28捕捉之淤泥重量。進一步調查關於該取樣時之關於淤泥痕之外觀評估等級。
再者,淤泥濃度,與實施形態1相同,將研磨後的使用後研磨液以1μm過濾器(PTFE:聚四氟乙烯)過濾,捕捉淤泥,測定淤泥產生量。以該單位體積之使用後研磨液中的淤泥產生量(mg/L)作為淤泥濃度。
此外,每研磨1片玻璃測定過濾器28的重量,以 與新品之乾燥狀態的過濾器的重量差作為MF捕捉淤泥重量。MF捕捉淤泥重量,係包含使用後研磨液的重量(記載為「g-wet」。)。
此外,外觀評估等級,係申請人本身所進行之研磨後之玻璃表面狀態之評估。外觀評估等級,係藉由可目視之淤泥痕之個數判定,外觀評估等級變大,則淤泥痕的數量有增加的趨勢。相反地,外觀評估等級降低,則可說淤泥痕的數量變少。再者,在於該外觀評估等級,等級2以下,係作為產品沒有問題的表面狀態(圖中以「OK」表示。),等級3以上,係指可判斷為不適合作為產品(圖中以「NG」表示)的程度。
於圖11(a)(F1-11a),表示連續運轉玻璃研磨裝置5時之研磨液中的各元素的變化。再者,連續運轉,係由研磨片數為120片時(以虛線表示)。橫軸係處理(研磨)片數。縱軸係各元素的液中濃度(mg/L)。可知以白圓表示之Al(鋁),含量較Sr(黑三角)、Ca(黑四角)、Mg(黑圓)多。第11圖(b)(F1-11b),係放大縱軸,僅表示Sr、Ca、Mg的部分之圖。Al在範圍外,並沒有表示。關於Sr、Ca、Mg,濃度隨著處理(研磨)片數有所波動。
於第12圖(F1-12),表示研磨液中的Sr、Ca、Mg的濃度(mg/L)與淤泥濃度(mg/L)的關係。橫軸係處理(研磨)片數。第12圖(a)(F1-12a),係與圖11(b)(F1-11b)相同的圖表,縱軸係各成分在研磨液中的存在濃度(mg/L)。第12圖(b)(F1-12b)的左縱軸,係淤泥濃度(mg/L:黑圓),右縱軸係表示MF捕捉淤泥重量(g-wet:白三角)。
研磨液中的Sr、Ca、Mg的濃度降低時(於第12圖(a)(F1-12a)以朝下箭頭表示。)淤泥增加(於第12圖(b)(F1-12b)以向上箭頭表示。)。如第11圖(a)(F1-11a)所示Al存在較Sr、Ca、Mg高的濃度。因此,可認為於研磨液中Sr、Ca、Mg成為一定的濃度,則一口氣淤泥化,此時研磨液中的濃度會減少。
於第13圖(F1-13)表示Sr、Ca、Mg的濃度變化與外觀評估等級之關係。橫軸同樣地係相當於處理(研磨)片數之量。第13圖(a)(F1-13a),與圖11(b)(F1-11b)及第12圖(a)(F1-12a)同樣,係Sr、Ca、Mg之濃度變化。即,縱軸係各成分的濃度(mg/L)。第13圖(b)(F1-13b),縱軸係外觀評估等級。比較第13圖(a)、(b)(F1-13a、b),則可知外觀評估等級,於各成分濃度變高時有增加的趨勢。
此外,各成分濃度增加時的外觀評估等級,係不適合作為產品(成為NG區域)的程度。各成分的濃度的增加會週期性地發生,故有週期性出現成為NG之產品之情形。
於第14圖(a)、(b)(F1-14a、b),係以第10圖(F1-10)所示玻璃研磨裝置5,啟動Al去除金屬鹽添加部22連續運轉時之研磨劑中的各元素之變化。第14圖(F1-14),係由研磨片數由零開始進行連續運轉。Al去除金屬鹽,使用MgCl2。此時,添加較由處理(研磨)片數及蝕刻速率設定之Al生成速率高量的氯化鎂。與第14圖(a)、(b)(F1-14a、b)同樣地,橫軸係處理(研磨)片數。
於第14圖(a)(F1-14a)表示研磨液中的Al的濃度變化。相對於第11圖(a)(F1-11a)連續運轉時之Al濃度為 3000~3500mg/L,於第14圖(a)(F1-14a)為200mg/L以下。即,溶存於Al的量顯著地減少。此外,相對於第14圖(b)(F1-14b)所示Sr、Ca、Mg為800mg/L以上,第11圖(a)(F1-11a)為400mg/L以下。即,關於該等元素,投入Al去除金屬鹽時,反而變多。此外,該等元素濃度並沒有波動。
於第15圖(a)(F1-15a),表示淤泥濃度及MF捕捉淤泥重量的變化,此外,於第15圖(b)(F1-15b),表示外觀評估等級的變化。將第15(a)(F1-15a)的淤泥濃度及MF捕捉淤泥重量與第12圖(b)(F1-12b)比較,發生的濃度極低。示於第15(b)(F1-15b)之外觀評估等級大致減少一半。即,研磨後的玻璃表面狀態,繼續地維持在作為產品沒有問題的等級。
第15圖(a)(F1-15a)與第12圖(b)(F1-12b),係比較對儲存部12中投入Al去除金屬鹽時,與沒有投入Al去除金屬鹽時之淤泥濃度者。縱軸的範圍相同。投入Al去除金屬鹽,則淤泥濃度本身會降低。但是,即使投入Al去除金屬鹽,淤泥還是會發生。儘管如此,於外觀評估等級(第15圖(b)(F1-15b)與第13圖(b)(F1-13b)之比較),投入Al去除金屬鹽者遠遠地較少。
由以上,確認至少,對反應槽20中投入Al去除金屬鹽,即使發生淤泥,亦不會使產品的品質惡化,可作成可充分量產的品質。當然,設置反應槽20,強制地產生淤泥,以固液分離部25去除淤泥,則更佳。但是,如第10圖(F1-10),可下即使沒有反應槽20,而直接對儲存部12投入Al去除金屬鹽,亦可維持良好的品質之結論。
如上所述,於Al去除金屬鹽的Al-F錯合物,亦可設置反應槽20僅不在於其中進行。於儲存使用後研磨液知儲存部12中投入Al去除金屬鹽,亦可將產品的品質以很高的狀態維持。並且,可知即使不將Al去除金屬鹽,不以研磨發生的Al當量投入,只要過剩地投入,即可確保產品品質。因此,如第10圖(F1-10),可由第6圖(F1-6)所示玻璃研磨裝置1,省略用於算出以與研磨生成之Al當量之Al去除金屬鹽之必要的反應槽20、再生研磨液桶32及控制部50。
再者,於第10圖(F1-10),表示由固液分離部25中去除凝聚劑添加部26之構成,惟亦可有凝聚劑添加部26。將該構成示於第16圖(F1-16)。儲存部12之使用後研磨液,係經由排水管18送液至固液分離部25。然後,以固液分離部25,加入凝聚劑,於沉澱槽使凝聚塊沉澱,將上澄以過濾器28過濾,再度回到儲存部12。
玻璃研磨裝置5,係可於儲存部12中容許某種程度的淤泥的產生者。但是,去除淤泥較佳,藉由凝聚劑儲存部12中的淤泥變容易被捕捉。因此,於堅固液分離部25具有凝聚劑添加部26,可說是良好的構成。
如上所述,關於本發明之玻璃研磨裝置5,可藉由將Al去除金屬鹽直接投入儲存研磨液之儲存部12,可減低淤泥的產生及於研磨之玻璃上產生的淤泥痕。
[產業上的可利性1]
關於本發明之玻璃研磨方法,只要是含有鋁之玻璃之研磨,則可不挑選對象商品而利用。
<用於實施發明之形態2>
以下詳細說明,關於本發明之玻璃基板之製造方法及用於實施其之製造裝置。圖面所示形態獲各種要素僅係用於理解本發明而示意表示者,請留意實際上,可與實物不同。
[玻璃基板的製造方法]
詳細說明本發明之玻璃基板之製造方法及使用於本發明之用語。
可使用於本發明之製造方法之「玻璃」,只要是包含Si(矽)元素作為主成分者,並無特別限制。此外,作為Si以外的其他成分,可舉選自由Al(鋁)、B(硼)、Mg(鎂)、Ca(鈣)、Sr(鍶)、Ba(鋇)及Na(鈉)所組成之群之至少1種成分。因此,於上述玻璃包含鋁硼矽酸鹽玻璃等。在於本發明研磨之玻璃,不應解釋為限定於上述玻璃。
藉由研磨液研磨之玻璃形狀,並無特別限制,以板狀為佳。此外,其尺寸並無特別限制。
藉由本發明之製造方法所得之「玻璃基板」,較佳的是要求薄型化之顯示器用的玻璃基板,例如可用於平面顯示器之玻璃基板。將該玻璃基板進一步具體例示,則可舉液晶顯示器、有機EL顯示器、電漿顯示器、場發射顯示器等的玻璃基板等。
玻璃基板,只要是適於成為對象之顯示器尺寸者即可,例如,亦可為具有可多面取複數顯示器之尺寸之母玻璃基板。
再者,於本發明所言及之「薄型化」,不僅供於 研磨上述玻璃(以玻璃板為佳)之態樣,亦包含將可多面取的狀態形成之2片玻璃板(例如,於製造液晶顯示器基板時,包含於該2片玻璃基板之間預先配置液晶分子等之層者),供於化學研磨之態樣,或至少將1片玻璃板個片化供於化學研磨之態樣。
再者,在於本發明之製造方法所得之玻璃基板,並非限定於上述的顯示用的玻璃基板。
使用於本發明之方法之「研磨液」,係一般使用玻璃的研磨之含氟酸之pH3以下的化學研磨液,藉由其化學的溶解作用(即,化學蝕刻作用)溶出上述玻璃者。
在於本發明,研磨液包含氟酸與其他酸為佳。其他的酸,可舉鹽酸、硫酸、硝酸等。雖僅為1個例示,以氟酸與鹽酸的混酸為例,則在於玻璃研磨液中,氟酸濃度以1~30重量%程度(研磨液的全重量基準),鹽酸濃度以0.1~20重量%程度(研磨液的全體重量基準)為佳。研磨液的殘部主要是水,惟亦可進一步包含其他的溶劑、醋酸等有機酸、界面活性劑、穩定化劑或脫泡劑、螯合劑或促進研磨液的化學侵蝕作用的觸媒成分等,各種添加劑。
一般酸水溶液的pH為3以上,(例如1重量%時為pH3.1、10重量%時為pH4.5、50重量%時為pH3.4)、上述研磨液通常加上氟酸,添加鹽酸、硫酸、硝酸等的酸而得,故其pH變成3以下。此外,以上述研磨液研磨玻璃,特別鋁硼矽酸鹽玻璃,則由玻璃溶解的矽、硼與氟鍵結而生成被分類在強酸的氟矽酸(H2SiF6)、硼氟酸(HBF4)等,隨著研磨的進行的同 時其pH將進一步下降。因此,該研磨液的pH通常3以下,理論上亦有成為採取負的pH的程度的極酸性狀態。如此地,於本發明係以使用於玻璃研磨前及使用後之pH均為3以下之研磨液作為處理對象。
在此,將研磨液的pH實際以試紙測定,則浸漬於研磨液之pH試紙表示與標準變色表的pH值為0之情形相同的顏色,確認研磨液的pH至少3以下。
使用於本發明之「研磨反應槽」,係使上述研磨液與玻璃反應進行研磨(即溶解)玻璃之反應槽。關於研磨反應槽的構成,將於以下的「玻璃基板的製造裝置」詳細說明,惟在於本發明,可將先前習知之研磨反應槽,例如將玻璃浸漬於研磨液進行研磨之浸漬型的研磨反應槽,或將研磨液對玻璃噴灑噴霧進行研磨之噴霧型研磨反應槽等,可無任何限制地使用先前習知之研磨反應槽。
於研磨反應槽內藉由使用上述研磨液研磨玻璃,即藉由使研磨液與玻璃反應,於研磨液中生成淤泥。
在於本發明所謂「淤泥」,係指藉由研磨液與玻璃的反應,於研磨液中生成難溶性或不溶性的固形分作為反應生成物之意思。該淤泥,主要係以分散於研磨液中的狀態存在,惟其中一部分亦可於研磨反應槽的底部以沉澱物存在。
該淤泥,主要係包含鋁-氟錯合物與玻璃所溶出的金屬離子的鹽、來自氟酸的氟離子(F-)與玻璃所溶出的金屬離子反應形成之鹽等,惟該淤泥可為包含研磨液與玻璃的反應生成的所有固形的反應生成物。
本發明之玻璃基板的製造方法,其特徵在於:將該淤泥以分散的狀態包含的研磨液的至少一部分由研磨反應槽取出,藉由對此添加凝聚劑,形成淤泥之凝聚物。
該淤泥的凝聚物,由於其粒徑將增大成較淤泥大,故(即外觀粒徑會增大),故依照斯托克斯之式沉降速度增大,可較先前短的時間內使淤泥之凝聚物沉降。結果,可較先前極迅速且簡便的將淤泥分離去除。
ν:粒子的沉降速度(cm/sec)
r:粒子半徑(cm)
ρ:粒子的密度(g/cm3)
ρw:水的密度(g/cm3)
g:重力加速度(cm/sec2)
η:水的黏度(g/cm.sec)
於本發明由於如上所述藉由添加凝聚劑處理淤泥,故將由上述研磨反應槽取出之包含淤泥之研磨液稱為「被處理液」,藉由對該被處理液添加凝聚劑所形成之包含凝聚物之研磨液稱為「含有淤泥凝聚物之研磨液」。
在於本發明使用之「凝聚劑」,係可將研磨液中的淤泥,特別是分散於pH3以下的研磨液中的狀態存在的淤泥凝聚形成凝聚物者,本質上,係至少包含1種可將淤泥於pH3以下的酸性條件下使之凝聚之聚合物。在於本發明,該凝聚 劑,可僅由1種聚合物構成。此時,該聚合物直接作用作為凝聚劑。
於本發明包含於凝集劑的聚合物,使用非離子性聚合物為佳。
在於本發明,所謂「非離子性聚合物」,係指即使溶解於水,亦不會顯示陰離子性或陽離子性等的離子性或兩性離子性等的性質之聚合物(即顯示非離子性的聚合物)的意思,係可明確地與一般人市出售之先前習知之「陰離子性聚合物」與「陽離子性聚合物」等的「離子性聚合物」或者「兩性離子性聚合物(或兩性聚合物)」區別者。
可使用於本發明之非離子性聚合物,係於其分子內以90莫耳%以上的比例包含非離子性的聚合單位,該聚合物在不損及分離子性的範圍內(即,未滿10莫耳%的比例),亦可包含其他的離子性聚合單位。
該非離子性聚合物,可舉例如,聚丙烯醯胺系聚合物(例如,聚丙烯醯胺系聚合物等)、丙烯醯胺.丙烯酸系共聚物(例如丙烯醯胺丙烯酸鈉系共聚物等)、丙烯醯胺.2-丙烯醯胺2-甲基丙烷磺酸系共聚物(例如,丙烯醯胺.2-丙烯醯胺2-甲基丙烷磺酸鈉系共聚物等)、聚乙二醇、聚丙二醇等。
該等非離子性聚合物,可藉由與淤泥表面的相互作用與淤泥鍵結形成上述凝聚物。
於上述非離子性聚合物之中,使用於分子內包含醯胺基之含有醯胺基之聚合物為佳。
在於本發明,所謂「含有胺基之聚合物」,係指 於上述非離子性聚合物之中,於其分子內具有醯胺基者。惟,在於含有醯胺基之聚合物,在於其分子內包含醯胺基之聚合單位的比例為90莫耳%以上,以95莫耳%以上為佳。含有醯胺基之聚合單位的比例為90莫耳%以上,則該含有醯胺基之聚合物可充分呈現非離子性(即,即使溶解於水或研磨液,並不會顯示陰離子性、陽離子性等的離子性或兩性離子性等的性質)。
含有醯胺基之聚合物,可舉例如,上述的聚丙烯醯胺系聚合物、丙烯醯胺.丙烯酸系共聚物、丙烯醯胺.2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸系共聚物等。
含有醯胺基之聚合物,係包含於其分子內之醯胺基與淤泥,藉由氫鍵鍵結迅速形成凝聚物,故適合作為淤泥的凝聚劑。
含有醯胺基之聚合物之中,使用於分子內包含丙烯醯胺聚合單位(-CH2-CH(CONH2)-)之含有丙烯醯胺聚合物為佳。
在於本發明,所謂「含有丙烯醯胺之聚合物」,係指於上述非離子性聚合物之中,於其分子內具有丙烯醯胺聚合單位者之意思。惟,在於含有丙烯醯胺之聚合物,在於其分子內的丙烯醯胺聚合單位以90莫耳%以上的比例包含,以95莫耳%以上為佳。以90莫耳%以上的比例包含丙烯醯胺聚合單位,則該含有丙烯醯胺之聚合物,可充分呈現非離子性(即,即使溶解於水、研磨液,亦不會顯示陰離子性或陽離子性等的離子性或兩性離子性等的性質)。
含有丙烯醯胺之聚合物,可舉例如,上述聚丙烯 醯胺系聚合物、丙烯醯胺丙烯酸系共聚物、丙烯醯胺.2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸系共聚物等。
於含有丙烯醯胺之聚合物之中,於分子內的聚合單位本質上均以含有丙烯醯胺之聚合單位之聚丙烯醯胺特別佳。
聚丙烯醯胺,係包含於其分子內之胺基與淤泥以氫鍵鍵結,而鄰接之醯胺基亦可相互以氫鍵鍵結,故可更迅速地形成凝聚物(參照第31圖:(F2-15))。
再者,在於本發明凝聚物的形成並不應該限定於上述的理論。
可使用於作為凝聚劑之聚合物的分子量,例如為100萬~2000萬的範圍內。只要聚合物的分子量在此範圍內,則可藉由與淤泥的相互作用(特別是氫鍵),形成沉降速度大的凝聚物。再者,記載於本說明書中的聚合物的分子量均為重量平均分子量的意思。
在於本發明,可單獨使用上述聚合物作為凝聚劑,亦可組合2種以上使用。
凝聚劑的使用量,對由研磨反應槽取出之包含淤泥的研磨液(即被處理液)1L,例如為1mg~20mg,以1mg~10mg為佳,以1mg~5mg更佳。於本發明,藉由將凝聚劑以上述範圍內添加被處理液,可使淤泥簡便地凝聚,迅速地形成沉降速度大的凝聚物。
再者,在於本發明,凝聚劑對被處理液之添加,以如下詳細說明之凝聚反應裝置進行為佳。
於凝聚劑的添加方法,並無特別限制,可將凝聚劑對被處理液直接以固體或粉體添加,惟作成溶液添加為佳。此時,用於溶解凝聚劑之液體媒體並無特別限制,只要適宜選擇例如水等的液體媒體使用即可。
將凝聚劑以溶液對被處理液添加時,在於該溶液之凝聚劑濃度,以0.01重量%~0.5重量%為佳。較0.01重量%少,則有損及其凝聚效果之虞,較0.5重量%多,則有使凝聚效果反而變差之虞。
藉由將該凝聚劑添加於被處理液,藉由包含於凝聚劑之聚合物以氫鍵等的相互作用與淤泥鍵結,或者凝聚劑將淤泥吸附,可於研磨液中形成較淤泥更大粒徑的大凝聚物。然後,如此之大粒徑的凝聚物,將依照斯托克斯之式,以更高的沉降速度沉降。
此外,藉由形成該凝聚物,其粒徑將變得較淤泥大,故即使使用如先前之過濾器等的物理分離手段時,可大幅減低引起塞網的可能性。
再者,在於本發明,即使在pH3以下之強酸性條件下,使用上述凝聚劑可形成凝聚物,而在於如此的極為嚴酷的酸性條件下,亦可如上所述地以聚合物作用作為凝聚劑與淤泥形成凝聚物,在過去完全不知道。
此外,在於本發明凝聚物,雖係藉由上述凝聚劑使淤泥凝聚而成者,惟該凝聚物並不應該被解釋為僅由凝聚劑與淤泥構成者。因此,於該凝聚物無關其量可包含任何可存在於被處理液中的所有成分(例如,氟酸或其他的酸,或者該等 的離子成分或鹽、水、氟矽酸(H2SiF6)等其他的反應副生成物等)。再者,於本發明,將該凝聚物稱為「淤泥凝聚物」。
可如此地形成之淤泥凝聚物,可依照上述斯托克斯之式迅速地沉降形成沉澱物,故於本發明,可將該淤泥凝聚物例如藉由自然沉降而簡便地固液分離。再者,在此所述「自然沉降」,係指凝聚物可不利用離心力僅以重力的作用沉降之意思。
在於本發明,淤泥凝聚物,通常可於20分鐘以內使其大半自然沉降,以10分鐘以內為佳,以3分鐘以內更佳,進一步以2分鐘以內為佳,以1分鐘以內特別佳。藉由如此之自然沉降之固液分離處理,於本發明可迅速地由研磨液分離去除淤泥凝聚物,故與先前使淤泥直接沉澱的方法(參照例如,專利文獻1(日本特開2008-66706號公報))比較,可飛躍地提升淤泥的去除效率。
再者,在於本發明,固液分離處理後之處理液(例如,沉降後的上澄液等的液相部分),被回送至研磨反應槽,可再利用作為玻璃研磨液。於此時循環利用之研磨液,亦可任意補充於玻璃研磨消耗的氟酸及按照必要之其他的酸等的成分,將玻璃研磨液再生。
再者,固液分離處理後所得之淤泥凝聚物(例如,於沉降後去除上澄液等的液相部分後所得之固相部分),可例如使用如下詳細說明之脫水裝置(例如,壓濾器等的脫水機)脫水處理。此時回收之濾液(包含研磨液),可與上述固液分離處理後之處理液同樣地回送回研磨反應槽,或者與上述固液分離 處理後的處理液混合回送至研磨反應槽,循環利用作為玻璃研磨液(參照例如圖17(F2-1))。此外,亦可將氟酸及按照必要之其他酸等的成分,對來自脫水裝置之濾液補充,將玻璃研磨液再生。
如此地在於上述較佳的實施形態,詳述由含有淤泥凝聚物之研磨液使淤泥凝聚物藉由自然沉降固液分離的方法,惟本發明,亦可不以如上所述由含有淤泥凝聚物之研磨液使淤泥凝聚物沉降,例如使用如下詳細說明之包含過濾器之過濾機等的固液分離裝置,將由反應裝置所得之含有淤泥凝聚物之研磨液直接固液分離,將淤泥凝聚物由研磨液分離去除。此時,淤泥凝聚物由於較粒徑較淤泥本身大,故與先前方法(參照例如專利文獻3(日本特開2003-12305號公報))比較,可大幅減低引起過濾器塞網的可能性。
此外,此時之固液分離處理後的處理液,亦與上述同樣地回送至研磨反應槽。
如此地,於本發明之玻璃基板的製造方法,藉由將淤泥作成凝聚物有效迅速地由研磨液分離去除。此外,於本發明之方法,由於可將去除淤泥凝聚物後的處理液,再度送回研磨反應槽循環作為玻璃研磨液,故本發明對玻璃研磨液之循環過程極為有益。
以下,詳細說明關於可實施本發明之玻璃基板之製造方法之玻璃基板之製造裝置。
[玻璃基板之製造裝置]
本發明之玻璃基板之製造裝置,係包含:用於得到藉由使 上述包含氟酸之pH3以下的研磨液與玻璃反應研磨玻璃得到玻璃基板之研磨反應槽;將包含於上述研磨反應槽生成的淤泥之研磨液之至少一部分由上述研磨反應槽取出作為被處理液之抽取管線;對上述被處理液添加凝聚劑得到含有淤泥凝聚物之研磨液之凝聚反應裝置;將上述含有淤泥凝聚物之研磨液分離成處理液與淤泥凝聚物之固液分離裝置;及將上述處理液送回上述研磨反應槽之回送管線者。
將本發明之玻璃基板之製造裝置之一實施形態例示於第17圖(F2-1)。
「研磨反應槽」,係藉由使上述包含氟酸之pH3以下的研磨液與玻璃反應進行玻璃研磨得到玻璃基板之反應槽。在於該研磨反應槽,藉由研磨液與玻璃反應,產生上述淤泥作為反應生成物分散於研磨液中的狀態。
研磨反應槽,可無特別限制地使用習知之玻璃研磨用之耐酸性的反應槽,例如將研磨液浸漬於研磨液進行研磨時,可使用浸漬型的研磨反應槽。將研磨液體噴灑噴霧時,使用至少具有一個噴灑嘴之噴霧型的研磨反應槽。噴霧型的研磨反應槽,可為對玻璃的一面噴霧研磨液者,亦可係對玻璃的兩面噴霧研磨液者。
於研磨反應槽,可另外經由配管或幫浦等連接用於適切地供給研磨液用之研磨液供應桶(無圖示)。
或者亦可取代研磨液供應桶,分別將氟酸供應桶或其他的酸的供應桶等的原料供應桶(無圖示)另外經由配管與幫浦等連接於研磨反應槽。此外,亦可將具備攪拌機等的混合 槽進一步連接於該等桶。
再者,於研磨反應槽,可如第17圖(F2-1)所示,以下詳細地說明之抽取管線可連接於研磨反應槽的所期望的位置。
「抽取管線」,係用於將在於上述研磨反應槽所產生的包含淤泥之研磨液之至少一部分由上述研磨反應槽取出得到用於添加上述凝聚劑處理之被處理液者。
抽取管線,只要是具有耐酸性,並且具有不會被淤泥堵塞的程度的大小者,可無任何限制地使用先前習知之配管等。再者,由上述研磨反應槽取出之被處理液,亦可係由上述研磨反應槽的排水之排出物。
第17圖(F2-1)所示,抽取管線,係可連接於研磨反應槽與以下詳細說明之凝聚反應裝置之間,可按照必要進一步具備幫浦等的輸送手段。
「凝聚反應裝置」,係對上述被處理液添加凝聚劑為讓包含在研磨液中的淤泥凝聚,上述的含有淤泥凝聚物之研磨液是用於獲得的東西。
該凝聚反應裝置,只要是可將來自研磨反應槽之被處理液至少暫時儲存,並且可藉由添加上述凝聚劑形成上述含有淤泥凝聚物之研磨液者,可無特別限制地使用。例如,凝聚反應裝置,可無任何限制地使用習知之凝聚槽。
凝聚反應裝置,亦可為例如具有開放型或封閉型的桶的形態的凝聚槽。此外,該凝聚反應裝置,亦可具備用於促進凝聚物的生成之攪拌機或振盪機等。
再者,在於本發明,凝聚反應裝置,係具有可耐淤泥凝聚物的形成處理中,研磨液所呈現的酸性度之耐酸度特性者。以pH指標而言,需要具有可耐pH3以下的酸性度之耐酸性。雖僅為例示,凝聚反應裝置的材質以耐酸材質形成,或者凝聚反應裝置係以耐酸材料襯裡處理(內貼處理)。耐酸材料,可舉例如選自由白金、銀、鈦、陶瓷、特氟龍(註冊商標)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、環氧樹脂、氯乙烯(聚氯乙烯樹脂)及纖維強化塑膠(FRP)等所組成之群之至少1種。
再者,如第17圖(F2-1)所示可於凝聚反應裝置連接用於供給上述添加劑之凝聚劑供應桶。此外,上述凝聚反應裝置亦可包含凝聚劑供應桶。
「凝聚劑供應桶」,係例如可將上述的凝聚劑以溶液的形態儲存者,按照必要經由幫浦等的輸送手段,對凝聚反應裝置供應凝聚劑者。或者,亦可代替配置凝聚劑供應桶,於該凝聚反應裝置按照必要經由幫浦分別連接凝聚劑供應源與液體供應源之混合槽。凝聚劑供應源,係將上述凝聚劑以任意形態,例如以粉體供應者,液體供應源係用於供應上述凝聚劑作成溶液之液體媒體(例如水等)。然後,混合槽係將上述凝聚劑與液體媒體混合,將凝聚劑的溶液以適當的濃度調製者。因此,於該混合槽,亦可進一步設有用於促進該等的混合之攪拌機及振盪機等的混合手段。
然後,於凝聚反應裝置可進一步具備將含有淤泥凝聚物之研磨液向其外部排出之手段。例如,如第17圖(F2-1)所示,亦可具備用於連通凝聚反應裝置與以下詳細說明之固液 分離裝置之排出配管或設於其之排出幫浦等。
「固液分離裝置」,係將由上述凝聚反應裝置所得之含有淤泥凝聚物之研磨液,藉由固液分離處理分離成處理液與淤泥凝聚物者。
固液分離裝置,只要是可將由凝聚反應裝置得到含有淤泥凝聚物之研磨液固液分離處理者,並無特別限制,例如可無任何限制地使用先習知之沉澱槽等。
沉澱槽,係用於由上述凝聚反應裝置所得之含有淤泥凝聚物之研磨液藉由固液分離將淤泥凝聚物分離作為沉澱物者,該沉澱槽,使用可將由上述凝聚反應裝置所得之含有淤泥凝聚物之研磨液,分離成包含淤泥凝聚物之沉澱物之固相部分,及包含研磨液之液相部分(例如上澄液等)為佳。
此外,於沉澱槽,亦可具備於固液分離後,將包含淤泥凝聚物之沉澱物之固相部分,及液相部分分別排出外部之手段。例如,於沉澱槽,可具備用於將液相部分排出外部之排出配管及設於其之排出幫浦等,於沉澱槽的底部,可設置將淤泥凝聚物以沉澱物的形態排出之排出栓等。
在於本發明,由於淤泥凝聚物係呈現較淤泥本身大的沉降速度者,故在於沉澱槽,可將凝聚物付諸於自然沉降而迅速且有效地固液分離。由如此之觀點,可使用沉澱槽作為固液分離操作進行自然沉降處理時,沉澱槽成為使淤泥凝聚物自然沉降的「自然沉降槽」。再者,於本發明,為最終有效地回收自然沉降的淤泥凝聚物,可於自然沉降槽的下方部或底部具有錐度狀的形狀。具體而言,可具有於沉降槽的下方部或底 部的水平方向的尺寸隨著向垂直方向的下方逐漸變小的形狀。
沉澱槽,係具有可耐於沉降處理中,研磨液所呈現的酸性度之耐酸度特性者。以pH指標而言,需要具有可耐pH3以下的酸性度之耐酸性。雖僅為例示,凝聚反應裝置的材質以耐酸材質形成,或者沉澱槽係以耐酸材料襯裡處理(內貼處理)。耐酸材料,可舉例如選自由白金、銀、鈦、陶瓷、特氟龍(註冊商標)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、環氧樹脂、氯乙烯(聚氯乙烯樹脂)及纖維強化塑膠(FRP)等所組成之群之至少1種。
該沉澱槽,亦可具備用於測定凝聚物的沉降分離處理所產生的固相部分的水準(高度位置)之計測器。雖僅為例示,此可係由固相部分的影像測定固相部分的水準者,或者,藉由使用光學式或超音波式的距離感測器等,測定固相部分的水準。
然後,於該沉澱槽藉由將包含研磨液之液相部分,較佳的是抽出上澄液,將研磨液作為施以固液分離處理之處理液回收。此外,在於沉澱槽沉澱於底部之淤泥凝聚物,可以沉澱物的形態由沉澱槽經由排水口排出。
或者,於本發明亦可直接使用包含過濾器等的過濾機作為上述固液分離裝置進行固液分離處理。於此情形,由於無需如上所述使用沉澱槽使淤泥凝聚物沉澱,故可更加迅速地分離去除淤泥凝聚物。此外,於本發明,由於可將淤泥以粒徑較大的淤泥凝聚物分離,故可較先前大幅減低包含於過濾機之過濾器的塞網。因此,本發明的裝置,與先前的裝置(參照 例如專利文獻3(日本特開2003-12305號公報))相比,其維持及管理變得非常簡便。
過濾機,只要是可由含有淤泥凝聚物之研磨液濾別分離淤泥凝聚物者,並無特別限制。可舉例如,過濾器或過濾袋等的過濾式過濾機、壓濾機或螺壓機等的加壓式過濾機、真空旋轉式過濾機、預塗式過濾機等。
接著,以上述固液分離裝置處理的處理液,經由回送管線,送回研磨反應槽。
「回送管線」(以下,有稱為「第1回送管線」之情形),係用於將來自固液分離裝置的處理液回送至上述研磨反應槽者,可例如由耐酸性的配管所構成。藉由配置該等管線,如第17圖(F2-1)在於「研磨反應槽」與「凝聚反應裝置」及「固液分離裝置」之間,可邊由研磨液去除淤泥,有效地使研磨液循環,結果可在於研磨反應槽內,更有效地將玻璃連續研磨而製造玻璃基板。
此外,於回送管線,可按照必要,進一步配置用於促進研磨液之循環之幫浦等的輸送手段。
於該回送管線,可按照必要,連接用於補充氟酸之氟酸供應桶及供應其他的酸之酸供應桶等的原料供應桶。
再者,在於第17圖(F2-1)所示裝置,亦可具備用於將固液分離裝置(以沉澱槽為佳)所得之淤泥凝聚物脫水之脫水裝置;及將該脫水裝置所得之濾液回送研磨反應槽之第2回送管線。
「脫水裝置」,係如第17圖(F2-1)所示,用於將 上述固液分離裝置所得之淤泥凝聚物脫水處理分離成濾液與脫水淤泥者。在此,所謂來自脫水裝置的濾液,係指包含由淤泥凝聚物之脫水處理所分離之研磨液之液體成分之意思,所謂脫水淤泥,係指包含由淤泥凝聚物之脫水處理所得之脫水淤泥凝聚物之固形分之意思。
脫水裝置,並無特別限制,可舉例如壓濾機或螺壓機等的加壓式脫水機、真空旋轉式脫水機、預塗式脫水機等的脫水機。再者,該脫水裝置,配置於使用上述固液分離裝置作為沉澱槽之情形特別佳。
於本發明,藉由配置該脫水裝置,可進一步有效地回收用於玻璃研磨之研磨液。
「第2回送管線」,可任意配置於脫水裝置與研磨反應槽之間,用於將由上述脫水裝置所得之濾液(包含研磨液)送回研磨反應槽者。第2回送管線,係由耐酸性的配管等所構成,例如第17圖(F2-1)所示,可連接在用於由固液分離裝置之處理液送回研磨反應槽所設置之第1回送管線之任意處。或第2回送管線,亦可係直接與脫水裝置與研磨反應槽連接者。
第2回送管線,可按照必要,進一步具備幫浦等的輸送手段。此外,於第2回送管線,可按照必要,連接用於補充氟酸之氟酸供應桶及供應其他的酸之酸供應桶等的原料供應桶。
藉由配置該第2回送管線,可更有效地將用於玻璃研磨之研磨液送回研磨反應槽。
如此地第17圖(F2-1)所示之較佳的實施形態,可 有效且迅速地去除包含於研磨液中的淤泥的同時,可進一步有效地將研磨液回收循環再利用。
以下,舉實施例,更詳細地說明本發明,惟以下的實施例係為例示本發明者,本發明不應解釋為限定於以下的實施例。
[實施例]
為確認本發明的有效性進行各種試驗。
「藉由對包含淤泥之研磨液添加凝聚劑之淤泥的凝聚以及凝聚物之形成及其沉降之確認」
為確認藉由對包含淤泥之研磨液添加凝聚劑之淤泥的凝聚以及凝聚物之形成及其沉降,對50mL的研磨液(以乾淤泥(DS)換算包含15370mg/L的淤泥),將以下的凝聚劑,分別以0.1重量%的濃度包含的水溶液,以1mL的量添加。再者,此時,在於添加凝聚劑後的研磨液之凝聚劑濃度為20mg/L(或0.13mg/100mgDS)。
凝聚劑1:聚丙烯醯胺系聚合物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-100S:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:100%,水溶液pH:5~7,分子量:1300萬,0.1重量溶液黏度:20mPa/s(25℃))
凝聚劑2:聚丙烯酸鈉系聚合物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC A-190:強陰離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:0%,水溶液pH:7~9,分子量:700萬,0.1重量%溶液黏度:290mPa/s(25℃))
凝聚劑3:聚丙烯酸酯系聚合物(MT AQUA POLYMER株 式會社製ARONFLOC C-508:強陽離子性聚合物,水溶液pH:3~6,分子量:800萬,0.1重量%溶液黏度:370mPa/s(25℃))
凝聚劑4:聚甲基丙烯酸酯系聚合物(MT AQUA POLYMER株式會社製ARONFLOC C-303:強陽離子性聚合物,水溶液pH:3~6,分子量:300萬,0.1重量%溶液黏度:180mPa/s(25℃))
將淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況持續觀察20分鐘的結果示於第18圖(F2-2)~第21圖(F2-5)之照片。
第18圖(F2-2),係表示對包含淤泥給之研磨液添加凝聚劑後(0分鐘)淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況。此外,作為空白對照(Control),準備完全沒有添加凝聚劑之含有淤泥之研磨液,與添加各種凝聚劑之情形比較。於添加後,僅於添加非離子性聚合物之凝聚劑1(N-100S)的研磨液,確認到淤泥顯著地凝聚形成凝聚物,開始自然沉降。
於1分鐘之後,僅於添加凝聚劑1(N-100S)之研磨液,完成大半凝聚物之自然沉降,可知其上清液變得澄清(參照第19圖(F2-3))。
再者,使用完全不包含丙烯醯胺聚合單位之強陰離子性聚合物之凝聚劑2(A-190),以及使用強陽離子性聚合物之凝聚劑3(C-508),以及同樣地使用強陽離子性聚合物之凝聚劑4(C-303),即使經過20分鐘,並沒有形成其凝聚物,與完全不包含凝聚劑的空白對照(Control)之情形大致相同程度的淤泥懸浮於研磨液中(參照第20圖(F2-4)及第21圖(F2-5)、特 別是第21圖(F2-5))。
由以上的結果,可知使用非離子性聚合物作為凝聚劑,則馬上形成凝聚物,該凝聚物迅速地藉由自然沉降而沉澱。
「凝聚劑對研磨液之添加量的研究」
為研究凝聚劑對研磨液的添加量,將上述凝聚劑1(N-100S),以0.1重量%的濃度包含的水溶液,分別以0.25mL、0.5mL、1mL的量,添加於50mL的研磨液(以乾淤泥(DS)換算包含15370mg/L的淤泥)。再者,凝聚劑於研磨液中的濃度分別為5mg/L、10mg/L、20mg/L。
此外,準備完全沒有添加凝聚劑之研磨液(即,於研磨液中的凝聚劑濃度為0mg/L)作為空白對照(Control),用於比較。
在於各濃度,將淤泥的凝聚、凝聚物之形成及其沉降的情況持續觀察10分鐘。將結果示於第22圖(F2-6)~第25圖(F2-9)之照片。
由第22圖(F2-6)~第25圖(F2-9)所示結果,可知即使將凝聚劑以5mg/L、10mg/L及20mg/L的濃度添加,凝聚物的形成及沉降的速度並沒有顯著的不同,即使以少量的凝聚劑,特別是5mg/L程度的濃度,亦可使凝聚物的大半於1分鐘以內自然沉降(參照第23圖(F2-7))。此外,其上澄液以目視觀察,為澄清透明(參照第23圖(F2-7)~第25圖(F2-9))。
「關於凝聚劑種類的研究」
為進行關於凝聚劑的種類(變化)的研究,對50mL的研磨 液(乾淤泥(DS)換算包含10190mg/L的淤泥),將以下的凝聚劑以0.1重量%的濃度包含之水溶液,以0.25mL的量添加。再者,於添加後的研磨液的凝聚劑的濃度,均為5mg/L(或0.05mg/100mgDS)。
凝聚劑1:聚丙烯醯胺系聚合物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-100S:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:100%,水溶液pH:5~7,分子量:1300萬,0.1重量%,溶液黏度:20mPa/s(25℃))
凝聚劑2(比較):聚丙烯酸鈉系聚合物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC A-190:強陰離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:0%,水溶液pH:7~9,分子量:700萬,0.1重量%溶液黏度:290mPa/s(25℃))
凝聚劑5:丙烯醯胺丙烯酸鈉系共聚物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-102:非離子性聚合物,烯醯胺聚合單位:95%以上,水溶液pH:5~7,分子量:1600萬,0.1重量%溶液黏度:50mPa/s(25℃))
凝聚劑6:丙烯醯胺丙烯酸鈉系共聚物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-100:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上,水溶液pH:5~7,分子量:1700萬,0.1重量%溶液黏度:65mPa/s(25℃))
凝聚劑7:丙烯醯胺丙烯酸鈉系共聚物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-104:非離子性聚合物、丙烯醯胺聚合單位:95%以上,水溶液pH:5~7,分子量:1700萬,0.1重量%溶液黏度:80mPa/s(25℃))
凝聚劑8:丙烯醯胺.2-丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸鈉系共聚物(MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-210:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上,水溶液pH:5-7,分子量:1700萬,0.1重量%溶液黏度:70mPa/s(25℃))
然後,除了上述比較的凝聚劑2(A-190)全部的凝聚劑均馬上形成凝聚物(參照第26圖(F2-10)),可知其大半於2分鐘以內自然沉降(參照第27圖(F2-11)~第29圖(F2-13),特別是第28圖(F2-12))。
因此,上述凝聚劑,可認為係藉由包含於其中的丙烯醯胺聚合單位之醯胺基與淤泥氫鍵鍵結形成沉降速度高的粒徑大的凝聚物者。但是,完全不包含非離子性官能基的比較的凝聚劑2(A-190:聚丙烯酸鈉系統聚合物,丙烯醯胺聚合單位:0%),其淤泥的沉降速度極小(參照第26圖(F2-10)~第29圖(F2-13)),僅以羧酸酯基等的離子性官能基,難以有效地使淤泥凝聚沉降。
可知如此地於本發明,藉由使用含有醯胺基之聚合物、特別是含有丙烯醯胺之聚合物作為凝聚劑,可使淤泥馬上形成凝聚物,於數分鐘內自然沉降固液分離。
「淤泥分離去除後之研磨液之品質之確認」
在於本發明,凝聚劑的添加,貢獻於提升淤泥的沉降速度,即,固液分離的效率化,惟由於添加之凝聚劑的一部分有殘留於處理液中的可能性,於處理液的再利用,需要評估品質(特別是研磨速率(單位時間的研磨量))。
因此,為評估包含於處理液中的凝聚劑對研磨速率造成的 影響,準備對預先以1μm過濾器去除淤泥的研磨液,將以下的凝聚劑以既定的濃度添加的樣品,測定玻璃的研磨速率。
凝聚劑1:MT AQUA POLYMER株式會社製N-100S:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:100%
凝聚劑5:MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-102:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上
凝聚劑6:MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-100:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上
凝聚劑7:MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-104:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上
凝聚劑8:MT AQUA POLYMER株式會社製ACCOFLOC N-210:非離子性聚合物,丙烯醯胺聚合單位:95%以上
使研磨液中的凝聚劑濃度為10mg/L或20mg/L,將凝聚劑水溶液(濃度:2000mg/L)添加於50mL的研磨液(預先以1μm過濾器去除淤泥後之研磨液),對該研磨液中的玻璃片浸漬既定時間之後取出測定其研磨速率(單位:μm/min)。
此外,作為空白對照(Control),代替凝聚劑水溶液,準備添加與凝聚劑水溶液等量水之研磨液。
將結果示於第5表(T2-1)及第30圖(F2-14)之圖表。
<T2-1>
在於任一凝聚劑,凝聚劑濃度的研磨速率的影響與空白對照(Control)大致相同。因此,只要處理液的凝聚劑至少在20mg/L以下,則可認為幾乎不會對研磨速率造成影響。
再者,適於淤泥之凝聚之凝聚劑的添加量為20mg/L以下,由於其大部分會作用於淤泥的凝聚,當然殘留於處理液的凝聚劑濃度將成20mg/L以下。
此外,雖確認到因伴隨凝聚劑的添加時之水的稀釋效果,而使研磨速率下降,惟於任一凝聚劑濃度,均沒有低於玻璃研磨的實用性的研磨速率的下限值(14μm/min)(參照第30圖(F2-14))。再者,研磨速率低於該下限值(14μm/min),則有發生研磨不足等的關於產品品質之問題之情形。
由以上的結果,即使將使用該凝聚劑去除淤泥後的包含凝聚劑的研磨液循環再利用於玻璃的研磨,亦幾乎不會發生研磨速率低於該下限值之問題。
[產業上的可利性2]
本發明,可利用於玻璃基板、特別是電視、個人電腦、智 慧型手機或平板電腦等的顯示器用玻璃基板、特別是平面顯示器用的玻璃基板的製造及薄型化。
再者,由於根據本發明可循環利用研磨液,故可利用本發明作為循環處理過程。
<用於實施發明之形態3>
以下,詳細說明用於實施關於本發明之玻璃研磨液的再生方法及用於實施其之再生裝置。圖面所示之形態或各種要素,係用於理解本發明而示意表示者,請留意有可能與實際情形或實物不同。
[本發明之玻璃研磨液之再生方法]
詳細說明關於本發明之玻璃研磨液之再生方法。於第32圖(F3-1)及第33圖(F3-2)示意表示本發明之再生方法之特徵。如圖所示,本發明的再生方法,包含:(i)藉由對使用於玻璃研磨後的使用完成之玻璃研磨液,添加氟化氫化合物,藉此,於使用完成之玻璃研磨液中產生析出物之步驟;及(ii)將析出物之至少一部分由上述使用完成之玻璃研磨液去除之步驟而成。
在於本發明之「玻璃研磨液」,係用於玻璃基板的薄膜化(減少厚度)之研磨液。玻璃基板的薄膜化,係藉由玻璃研磨液的化學侵蝕作用削去玻璃基板(參照第47圖(F3-16))。因此,用於本說明書之所謂「玻璃研磨液」,只是可發揮減少玻璃基板厚度的削去玻璃基板的作用的處理液,與進行基板表面的清洗的玻璃清洗液本質上不同。
玻璃研磨液,由於係可發揮削去玻璃基板的作用的處理液,故其酸度很高(即,玻璃研磨液具有很高的酸強度)。例如以pH指標而言,玻璃研磨液以pH3以下(例如pH0~3)為佳,以pH2.5以下(例如pH0~2.5)更佳,進一步以pH2以下(例如pH0~2)為佳。在於本發明,玻璃研磨液可具有負的pH領域,因此,玻璃研磨液,以pH-2~pH3為佳,以pH-2~pH2.5更佳,進一步可為pH-2~pH2.5。
玻璃研磨液,以至少包含氟酸與無機酸的混酸所組成者為佳。無機酸,可選自由鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸及醋酸所組成之群之至少1種。雖僅為1個例示,以安酸與鹽酸的混酸為例,則在於玻璃研磨液中,氟酸濃度以1~30重量%程度(研磨液的全重量基準),鹽酸濃度以0.1~20重量%程度(研磨液的全體重量基準)為佳。研磨液的殘部主要是水,惟亦可進一步包含其他的溶劑、界面活性劑、穩定化劑或脫泡劑、或促進玻璃研磨液的化學侵蝕作用的觸媒成分等,各種添加劑。
在於本發明之「玻璃基板」,較佳的是顯示器用玻璃基板(例如,用於平面顯示器的玻璃基板)。例示該玻璃基板,則可舉液晶顯示器、有機EL顯示器、電漿顯示器、場發射顯示器等的玻璃基板。特別是,主成分包含Si元素之玻璃基板,即,包含二氧化矽(SiO2)作為骨架之玻璃基板特別適於本發明。二氧化矽(SiO2)以外的其他的玻璃基板的副成分,可舉選自由Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO及Na2O所組成之群之至少1種成分之外,進一步可舉CeO2、SnO2、ZrO2、Fe2O3、TiO2、MnO2、Mg(NO3)2、Ca(NO3)2、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2、 MgSO4、CaSO4、、SrSO4及BaSO4等所組成之群之至少1種成分。再者,SiO2的含量為40重量%以上,例如40重量%~70重量%程度,或者50重量%~65重量%程度(基板的全重量基準)的玻璃基板,則本發明的效果顯著。即,SiO2的含量為40%以上,則氟矽酸(H2SiF6)可顯著地蓄積於研磨廢液中,氮藉由本發明可迴避如此之氟矽酸的異常的蓄積。可迴避氟矽酸的蓄積,則結果,可容易使研磨速度一定化,可發揮減低玻璃的研磨不良的有利效果。此外,可迴避氟矽酸的蓄積,則可圖謀研磨液的延命化(重複使用),故亦可發揮可盡量抑制產生廢液,減低處理費等的有利的效果。
玻璃基板的形態,只要是可用於顯示器者並無特別限制。例如,玻璃基板可以適於成為對象之顯示器.尺寸之基板,惟亦可為具有可多面取複數顯示器之尺寸之母玻璃基。再者,在於本發明言及之「薄膜化」,不僅係僅將玻璃基板薄膜化的態樣,亦包含將可多面取的狀態形成之一對玻璃基板對供於薄膜化之態樣,或者,將玻璃基板或將玻璃基板對個片化供於薄膜化之態樣。
於本發明再生之「使用完成之玻璃研磨液」係用於玻璃基板的薄膜化(減低基板厚度的處理)後之研磨廢液。一般,於研磨廢液包含起因於玻璃基板成分的雜質,而繼續使用,則雜質會蓄積。在於玻璃研磨廢液,雜質成分之中,來自矽(Si)者為多,特別是在玻璃研磨廢液包含很多氟矽酸(H2SiF6)。
於本發明的再生方法的步驟(i),對用於玻璃研磨 之使用完成之玻璃研磨液添加氟化氫化合物。添加之氟化氫化合物,係氟化氫金屬。特別是在於本發明,氟化氫金屬,具有「由金屬元素、氫元素及2個氟元素組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素,H:氫元素,F:氟元素)的組成形態」。即,用於本發明之氟化氫化合物,在於研磨廢液中經由如下所述之反應式生成很多氟化氫酸(氟化氫)之「重氟化物形態」。換言之,於本發明,可說是使用於研磨廢液中生成2莫耳等量的氟化氫酸(HF)之重氟化氫化合物MHF2(即,氟化氫化合物,特別是氟化氫金屬)。
.(MHF2之解離):MHF2→M++HF2 -
.(MF2 -之H+接取):HF2 -+H+→2HF
重氟化氫化合物MHF2,其金屬元素M以鹼金屬元素者為佳。即,重氟化氫化合物MHF2的金屬元素M,以可取得1價陽離子的離子形態的1A族元素為佳。具體而言,金屬元素M,可為Li(鋰元素)、Na(鈉元素)、K(鉀元素)、Rb(銣元素)、Cs(銫元素)或Fr(鍅元素)。使用如此之重氟化物形態MHF2之氟化氫化合物,可使析出之氟矽酸鹽的沉降速度變大。具體而言,可使之較日本專利第3623663號公報之氟矽酸鹽的沉降速度大。因此,在於本發明,即使以自然沉降亦可有效率地去除析出物。
重氟化物形態MHF2之金屬元素M,以Na(鈉元素)或K(鉀元素)為佳。即,用於本發明之重氟化氫化合物,可選自由KHF2及NaHF2所組成之群之至少一種。此時,至少較日本專利第3623663號公報所揭示之氟矽酸鹽的沉降速度大數十 %(例如,至少大20%或80%大)。雖並不限於特定理論,如此大的沉降速度,可推測與析出物粒子的凝聚性有關。即,可認為在於本發明,析出物粒子的凝聚性係起因於媒體液相的pH而提升,帶來析出物沉降速度的增加(更具體而言,可認為係藉由pH環境帶來析出物粒子的表面電荷電性接近零,而提升析出物粒子的凝聚性,增加沉降速度)。個別例示該大的沉降速度,則氟化氫化合物為KHF2時,與以同樣的條件下使用KF作為添加劑時比較,則析出的氟矽酸鹽的沉降速度大20~80%,大30~80%更佳,進一步大40~80%為佳(例如大40%~60%)(參照後述之實施利之第41圖(a)(F3-10a)及第42圖(F3-11))。另一方面,氟化氫化合物為NaHF2時,與以同樣的條件下使用NaF作為添加劑時比較,則析出的氟矽酸鹽的沉降速度,變大數百%~數千%,例示1個,則至少可變大1000%(例如變大1000%~3000%的程度(參照後述的實施例之第41圖(b)(F3-10b)、第43圖(F3-12)及第44圖(F3-13))。
使用於本發明之添加劑,係於其1莫耳當量的研磨廢液中可產生2莫耳氟化氫酸的氟化氫化合物。即,在於本發明,於研磨廢液中產生2莫耳等量的氟化氫酸的重氟化氫化合物MHF2。起因於添加如此的重氟化氫化合物,可將研磨廢液的酸度下降控制在某種程度的水準。例如以pH指標而言,可將使用完成之玻璃研磨液的pH維持在酸性領域(以pH3以下的酸性領域為佳)。此點,於先前技術之日本專利第3623663號公報之氟化物(MF),其對離子成為「F-」的形態而不會貢獻於玻璃的溶出,且氟化物(MF)本身以水溶液呈現鹼性領域(例 如pH8~9左右)。因此,以該先前技術,反複進行再生處理,或添加劑量多,則化學研磨廢液中的pH會上升而接近鹼性領域(即,帶來不適合在化學研磨廢液之酸度下降)。此係,使用日本專利第3623663號公報所揭示氟化物做再生處理,則進行HF→H++F-的反應,於再生處理後所得者並不適於玻璃研磨的意思。對此,在於本發明,氟化氫化合物MHF2,係呈現相對較高的酸度者,例如以水溶液呈現酸性領域(更具體而言為pH1.5~3.5,以pH2~3為佳)者,且於其1莫耳當量的研磨廢液中生成2莫耳的氟化氫酸者。因此,反覆進行再生處理,或者使用多量的添加劑時,亦可將酸度的降低抑制在某種程度的範圍,可良好地再利用作為玻璃研磨液。例如以pH指標而言,即使進行反覆再生處理,或者使用多量的添加劑時,可將玻璃研磨廢液維持在pH3以下的酸性領域,可良好地再利用作為玻璃研磨液。請參照後述之實施例之第45圖(F3-14)。
參照第45圖(F3-14)可知,於本發明,可將pH抑制較低(即,可將酸度的降低抑制在某種程度的水準),可發揮將氟形態限於HF的效果。再者,如本發明抑制酸度的降低,亦可發揮如下述反應式,有增大玻璃基板表面的矽醇基(≡Si-OH)之質子化的效果。
≡Si-OH+H+→≡Si-OH2 +
一般認為「質子化的矽醇基(≡Si-OH2 +)」較容易受到HF的攻擊,故包含「質子化的矽醇基(≡Si-OH2 +)」的研磨液可促進玻璃的溶出。即,於本發明再生處理的研磨液,可貢獻於玻璃基板的研磨速率的提升。
氟化氫化合物MHF2,可以粉體形態或水溶液形態添加。水溶液形態之情形,以成為媒體之純水調整MHF2濃度之態樣以外,亦可為研磨廢液本身調整MHF2濃度的態樣。雖僅為例示,在於本發明,例如可使用2~50重量%的MHF2濃度的添加劑溶液(添加劑溶液的全重量基準),以5~40重量%的MHF2濃度為佳,以10~30重量%的MHF2濃度更佳。
於本發明的再生方法,由於即使是反覆連續地進行再生處理時獲使用多量的添加劑時,可將玻璃研磨廢液的酸度降低抑制在某種程度(例如,可維持在酸性pH領域),故可抑制氟矽酸的離解現象。即,於玻璃研磨廢液中抑制「氟矽酸離子(SiF6離子)解離為矽酸離子與F-離子的現象」。結果,於本發明可良好地促進氟矽酸鹽的析出,可由玻璃研磨廢液有效地析出去除氟矽酸。請參照在於後述之實施例之第46圖(F3-15)。由第46圖(F3-15)的圖表可知,玻璃研磨廢液的pH變為3以下,則可特別抑制「氟矽酸離子解離成矽酸離子與F-離子的現象」。本發明,例如以pH指標而言,可將使用完成之玻璃研磨液維持在約pH3以下的酸性領域,特別是可維持在pH-1~3的酸性領域、pH0~3的酸性領域、pH1~3的酸性領域、或,pH2~3的酸性領域。再者,本發明所言及的pH值,係遵照JIS Z8802測定之pH值。
用於本發明之氟化氫化合物,如上所述,於其1莫耳當量的研磨廢液中或添加劑水溶液中可生成2莫耳的氟化氫酸(HF)。因此,可將再生處理時所產生的氟化氫酸用於作為新的玻璃研磨。即,可貢獻於玻璃研磨的「玻璃溶出」的為 HF之處,於本發明可將該HF伴隨氟矽酸鹽的析出而生成(參照下述反應式及第39圖(F3-8))。此係意味著可減低於玻璃研磨廢液的再生處理時所補充的酸量。特別是「生成2莫耳等量的氟化氫酸的重氟化氫化合物MHF2」,與先前技術之日本專利第3623663號公報的氟化物相比,單位重量當量的F含量較多,因此,可伴隨氟矽酸鹽的析出特別有效地生成HF(請參照在於後述之實施例之第6表(T3-2)及第7表(T3-3))。再者,存在於研磨廢液中的「HF」,係亦可稱為「游離酸(游離氟酸)」或「有效酸(有效氟酸)」等。
˙MHF2之水的溶解
MHF2(+H2O)→M++HF2 -
˙HF生成反應(HF2 -於研磨液中接受H+生成HF)
HF2 -+H+→2HF
˙氟矽酸鹽的析出反應(Si去除反應)
2M++H2SiF6→M2SiF6+2H+
再者,在於先前技術(日本專利第3623663號公報),氟化物(MF)的對離子會成為「F-」的形態,故與玻璃基板的副成分(鈣或鋁等的副成分)反應形成其他的氟化物(AlF3、CaF2),發生不需要的固形分。對此,在於本發明,即使連續進行再生處理,將成廢液的酸度降低抑制在某種程度的水準的狀態(即,以pH指標而言,pH的上升被抑制的狀態),故成為不容易存在「F-」的環境。換言之,可說可抑制如在於日本專利第3623663號公報之不需要的氟化物的析出,可有效利用重氟化氫化合物MHF2的對離子(HF2 -)。由於如此,於本 發明可有效地減低於再生處理時所補充的HF量。
在於本發明之再生方法的步驟(i),使用完成之玻璃研磨液的溫度條件,並無特別限定,例如可為常溫。此外,於氟化氫化合物的添加後,為促進生成所期望的析出物,亦可進行附加的攪拌處理或振盪處理。具體而言,使用完成之玻璃研磨液包含氟矽酸而成時,可於添加氟化氫化合物後,為促使氟矽酸鹽的析出而將研磨廢液攪拌或振盪。
於本發明的再生方法的步驟(ii),將析出物的至少一部分由使用完成之玻璃研磨液去除。具體而言,再生處理前之使用完成之玻璃研磨液含有氟矽酸時,將由研磨廢液去除以析出物生成之氟矽酸鹽為佳。
例如,藉由使析出物也於廢液中沉降,將析出物分離去除。即,使生成析出物之廢液付諸沉降分離分成固形分層與上澄液層,之後,可藉由去除固形分層,或者,僅選擇性採取上澄液層而去除析出物。此點,在於本發明,由於析出物於研磨廢液中呈現很大的沉降速度,故即使將析出物付諸於自然沉降亦可有效地進行固液分離。
再者,雖然並非必須,亦可於研磨廢液的固液分離利用離心力。此外,亦可適宜利用過濾作用,由使用完成之玻璃研磨液去除析出物。例如,可藉由使用壓濾機或螺壓機等的加壓過濾過程過濾去除析出物。
藉由步驟(ii)去除析出物(以氟矽酸鹽為佳)的玻璃研磨液,可再度使用於作為新的研磨液。即,可再利用於研磨顯示器用玻璃基板。於再利用時,可按照必要適宜補充安酸或 無機酸等不言而喻。適宜補充的氟酸,並不限定於使用最頻繁的55%濃度的氟化氫酸,亦可為50%、75%或無水氟酸。根據減低對研磨液中帶入水的稀釋效果的觀點,以「高濃度氟酸」為佳。此外,以升溫至常溫以上的溫度環境實施研磨步驟時,補充高濃度氟酸為佳。因為,高濃度氟酸,容易發生稀釋熱,可減少用於升濕之加熱能。
[本發明之玻璃研磨液之再生裝置]
其次,說明玻璃研磨液之再生裝置。本發明之再生裝置,係適於實施上述再生方法的裝置。該裝置,係如第34圖(F3-3)所示,係具有「對用於研磨玻璃之使用完成之玻璃研磨液添加氟化氫化合物之廢液處理槽」而成。添加於廢液處理槽之氟化氫化合物,係具有金屬元素、氫元素及2個氟元素所組成之重氟化物MHF2(M:金屬元素、H:氫元素、F:氟元素)之組成形態。於廢液處理槽,起因於重氟化氫化合物MHF2的添加,於使用完成之玻璃研磨液中生成析出物的同時,於使用完成之玻璃研磨液中生成氟化氫酸。此外,起因於添加重氟化氫化合物MHF2,於廢液處理槽,將成抑制使用完成之玻璃研磨液之酸度降低的狀態(例如,以pH指標而言,在於廢液處理槽將玻璃研磨液維持在酸性pH領域)。該重氟化氫化合物MHF2及關於其之事項,由於在上述[本發明之玻璃研磨液之再生方法]說明,故避免重複而省略說明。
本發明之再生裝置,可將使用完成之玻璃研磨液再生,而特別適合用於再生一旦使用於研磨顯示器用的玻璃基板的研磨之玻璃研磨廢液。即,適於使用於液晶顯示器用玻璃 基板、有機EL顯示器用玻璃基板、電漿顯示器用玻璃基板、或場發射顯示器用玻璃基板的化學研磨之玻璃研磨廢液之再生。
廢液處理槽,只要是可將使用完成之玻璃研磨液至少一時積存,且可添加氟化氫化合物(即,重氟化氫化合物MHF2)者,並無特別限制。例如,廢液處理槽,可為具有開放型或封閉型的桶形態者。廢液處理槽,可具備用於促進析出物的生成的攪拌機或振盪機等。此外,於廢液處理槽,可具備由研磨裝置將使用完成之玻璃研磨液送到廢液處理槽的手段(例如,使研磨裝置與廢液處理槽連通的供應管或供應幫浦)。同樣地,於廢液處理槽,可具備用於將該廢液處理槽所得之「添加MHF2後之研磨液」排出外部之手段。例如,可具備設於連通廢液處理槽與去除裝置(後述的裝置)之排出管或設於其之排出幫浦等。再者,於廢液處理槽,可具備將沉降分離後所得的析出物固形分及/或上澄液等排出外部的手段。例如,可設置用於將上澄液排出外部的排出管或設於其之排出幫浦等,及/或,可於研磨處理裝置的底部設置排出栓等。
於本發明,研磨廢液中的析出物係呈現大的沉降速度者,因此,可於廢液處理槽將析出物付諸自然沉降而有效地固液體分高任。由如此的觀點,進行自然沉降處理時,廢液處理槽成為析出物(以包含氟矽酸鹽的析出物為佳)之自然沉降槽。在此所述「自然沉降」,係指析出物不利用離心力僅以重力作用沉降之態樣的意思。自然沉降槽之情形,本發明的再生裝置,並不具有用於提供離心作用的機器等。使自然沉降的析 出物最終可有效地回收,於自然沉降槽的下方部或底部可具有錐度形狀。具體而言,可具有於沉降槽的下方部或底部的水平方向的尺寸隨著向垂直方向的下方逐漸變小的形狀。
廢液處理槽,以具有可耐再生處理中,研磨液所呈現的酸性度之耐酸度特性為佳。例如,以pH指標而言,需要具有可耐pH3以下的酸性度之耐酸性。雖僅為例示,廢液處理槽的材質以耐酸材質形成,或者廢液處理槽係以耐酸材料襯裡處理(內貼處理)。耐酸材質/耐酸材料,可舉例如選自由白金、銀、鈦、陶瓷、特氟龍(註冊商標)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚碸、環氧樹脂、氯乙烯(聚氯乙烯樹脂)及纖維強化塑膠(FRP)等所組成之群之至少1種。
本發明的再生裝置,可為進一步具有將析出物由使用完成之玻璃研磨液去除之去除裝置而成者。即,可進一步設置將於廢液處理槽所產生的析出物由研磨廢液去除的手段。例如,可具備用於由研磨廢液將析出固形分過濾去除的過濾機。該過濾機,並無特別限制,可舉壓濾機或螺壓機等的加壓式過濾機、真空旋轉過濾機或預塗過濾機等。
於廢液處理槽,可具有用於計測使用完成之玻璃研磨液的酸度的手段。雖僅為例示,可具備用於計測廢液處理槽之pH之pH計。pH計,只要是可測定研磨廢液的pH,並無特別限制。可為例如,利用金屬電極、玻璃電極或半導體感測器等之pH計。
再者,廢液處理槽,亦可具備測定於析出物的沉降分高任所產生的固形分層的水準(高度位置)之計測器。雖僅 為例示,可係由固相分層的影像測定固相分層水準者,或者,藉由使用光學式或超音波式的距離感測器等,測定固形分層水準(例如,發送光或超音波,藉由計測其反彈回來的時間,可把握固形分的積存水準,即,固液界面水準)。
再者,於廢液處理槽,亦可設置Si濃度計(Si濃度感測器)。該時,Si濃度顯示某值以上時可進行再生處理的控制。即,僅於研磨廢液中的Si濃度成為規定值以上時,可控制重氟化氫金屬MHF2的添加。該添加MHF2的態樣,可考慮如下2種。
1)添加到研磨廢液中的Si濃度成為規定值以下。
2)使重氟化氫金屬MHF2的對離子之M不會殘留於再生處理液中的濃度地添加。
Si濃度計的具體例,可舉使用鉬酸銨等的呈色試劑之比色分析裝置、水系/非水系滴定裝置、後管柱緩衝法之高速液體層析分離等。
此外,亦可於廢液處理槽,設置HF濃度計(HF濃度感測器)。此時,HF被消耗至HF的濃度顯示某值以下的程度時可進行再生處理的控制。即,可作僅於研磨廢液中的HF濃度成為規定值以下時,添加重氟化氫金屬MHF2的控制。HF濃度計,具體可舉,氟離子電極、水系/非水系滴定裝置、離子層析分離等。
以上,以本發明之較佳的態樣為中心說明,惟本發明並非限定於此,該業者可容易地理解可有各種改變。例如,在於上述態樣,以在於重氟化物形態MHF2的金屬元素M, 以鹼金屬元素組成之氟化氫化合物為中心說明。但是,構成重氟化物的金屬元素,亦可為鹼土金屬元素(2A族元素),可於本發明使用例如包含Ba元素(鋇元素)之重氟化氫化合物。再者,只要是可於研磨廢液中生成2莫耳等量的氟化氫酸的重氟化物的形態,MHF2的「M」亦可為金屬元素以外者。對此例示1個,則重氟化氫化合物MHF2的「M」可為NH4
為確認本發明的有效性進行各種試驗(實證試驗。模擬試驗)。
「Si去除試驗」
進行玻璃研磨廢液中的氟矽酸,是否可藉由「重氟化氫化合物MHF2」析出去除之試驗。
(KHF2添加劑)
使用二氟化氫鉀KHF2作為重氟化氫化合物MHF2,實施第35圖(F3-4)所示試驗。更具體而言,依照以下的程序進行試驗,求得使用二氟化氫鉀時之「Si去除率」。
(1)對研磨廢液組成物(Si濃度:42000mg/kg,HF濃度:15000mg/kg)添加KHF2(藉此,準備研磨廢液中的KHF2濃度分別不同的數種試管樣品)。
(2)振盪處理(1小時,23℃)。
(3)付諸離心分離處理採取上澄液。
(4)將上澄液中的Si濃度以ICP放射光譜分析測定。
將試驗結果示於第36圖(F3-5)。由第36圖(F3-5)所示圖表可知,藉由對研磨廢液添加二氟化氫鉀KHF2可去除Si。即,可藉由二氟化氫鉀KHF2的添加使玻璃研磨廢液中的 氟矽酸析出去除。
(NaHF2添加劑)
使用二氟化氫鈉NaHF2作為重氟化氫化合物MHF2,實施第37圖(F3-6)所示試驗。更具體而言,依照以下的程序進行試驗,求得使用二氟化氫鉀時之「Si去除率」。
(1)對研磨廢液組成物(Si濃度:42000mg/kg,HF濃度:15000mg/kg)添加NaHF2(藉此,準備研磨廢液中的NaHF2濃度分別不同的數種試管樣品)。
(2)振盪處理(1小時,23℃)。
(3)付諸離心分離處理採取上澄液。
(4)將上澄液中的Si濃度以ICP放射光譜分析測定。
將試驗結果示於第38圖(F3-7)。由第38圖(F3-7)所示圖表可知,藉由對研磨廢液添加二氟化氫鈉NaHF2可去除Si。即,可藉由二氟化氫鈉NaHF2的添加使玻璃研磨廢液中的氟矽酸析出去除。
「HF濃度確認試驗」
進行藉由「重氟化氫化合物MHF2」的添加再生處理玻璃研磨廢液時之HF補充量之確認試驗。具體而言,係於上述「Si去除試驗」時,將試管樣品中的HF量以離子層析分離測定。再者,亦進行於相同試驗條件下分別添加「KF(氟化鉀)」及「NaF(氟化鈉)」時之確認試驗作為比較例。
將結果示於第39圖(F3-8)。由第39圖(a)(F3-8a)的圖表可知,確認以二氟化氫鉀KHF2的HF濃度增加率較氟化鉀KF高。同樣地,由第39圖(b)(F3-8b)的圖表可知,確認 以二氟化氫鈉NaHF2的HF濃度增加率較氟化鈉NaF高。由以上,可知藉由「重氟化氫化合物MHF2」再生處理玻璃研磨廢液,可減少HF補充量。
「關於析出物沉降速度之確認試驗」
對「重氟化氫化合物MHF2」的添加形成之氟矽酸鹽的沉降速度,進行如第40圖(F3-9)所示之確認試驗。具體而言,係使用「二氟化氫鉀(KHF2)」及作為比較例之「氟化鉀(KF)」的同時,藉由使用「二氟化氫鈉(NaHF2)」及作為比較例之「氟化鈉(NaF)」,按照以下的程序進行試驗,比較沉降速度。
(1)對研磨廢液組成物(Si濃度:42000mg/kg,HF搜度:15000mg/kg)分別加入上述添加劑準備樣品。具體而言,分別準備研磨廢液中的添加劑濃度均成為5.0重量%的試管樣品。
(2)使樣品內成均質地振盪。
(3)將試管樣品靜置,以目視測定形成於固液界面水準(藉由析出物的沉澱所形成之固形分層與上澄液層的境界水準)。
將結果示於第41圖(F3-10)~第44圖(F3-13)。由第41圖(a)(F3-10a)之圖表及第42圖(F3-11)的試管樣品的經時變化照片,確認以二氟化氫鉀KHF2之析出物的沉降速度較氟化鉀KF大。例如,以第41圖(a)(F3-10a)的「a點」比較時,可確認沉降速度會增加大約50%。同樣地,由第41圖(b)(F3-10b)之圖表及第43圖(F3-12)、第44圖(F3-13)的試管樣品的經時變化照片,確認以二氟化氫鈉NaHF2之析出物的沉降速度較氟化鈉NaF係非常的大。例如,可由第41圖(b)(F3-10b)之圖表可知,可確認沉降速度增加數百~數千倍以上(作為一例,以第 41圖(b)(F3-10b)之「b點」比較時,可確認沉降速度增加約1900%)。雖並非限制於特定的理論,如此的大的沉降速度可推測係至少有關於析出物粒子的凝聚性。即,添加重氟化氫化合物MHF2時,可認為係藉由pH環境帶來析出物粒子的表面電荷電性接近零,而提升析出物粒子的凝聚性,結果,增加沉降速度。
「廢液再生處理時之酸度環境確認」
調查將玻璃研磨廢液付諸於再生處理時之酸度環境。具體而言,係分別模擬「研磨液的pH域」、「KHF2/NaHF2的pH域」及「KF/NaF的pH域」的同時,計算模擬玻璃研磨廢液中的pH與氟形態(HF濃度及F-濃度)的相關關係。
將結果示於第45圖(F3-14)。由第45圖(F3-14)所示圖表可知,由於「二氟化氫鉀(KHF2)」及「二氟化氫鈉(NaHF2)」呈現酸性pH,故可知即使添加此pH不容易中性化。即,可知以「二氟化氫鉀(KHF2)」及「二氟化氫鈉(NaHF2)」的添加可防止玻璃研磨廢液的很大的酸度下降。特別是,參照第45圖(F3-14)之圖表可知,即使使用多量的「二氟化氫鉀(KHF2)」及「二氟化氫鈉(NaHF2)」,或者,即使連續使用於反覆再生處理,可將玻璃研磨廢液維持於pH3以下的酸性領域。另一方面,由第45圖(F3-14)所示之圖表可知加入「氟化鉀(KF)」或「氟化鈉(NaF)」時,會帶來很大的酸度下降(即pH上升),結果,F-會增大而降低HF的比例。
調查玻璃研磨廢液付諸於再生處理時之酸度影響。具體而言,計算模擬玻璃研磨廢液中的「pH」與「SiF6 離子濃度」的相關關係。
將結果示於第46圖(F3-15)。由第46圖(F3-15)所示之圖表可知,伴隨酸度的下降(即,伴隨pH的上升),氟矽酸(SiF6離子)變得容易解離,轉化為F-及矽酸離子,故氟矽酸鹽變得難以析出。特別是,可知玻璃研磨廢液pH較3大,則會促進SiF6離子的解離,另一方面於其以下的pH域,則可抑制SiF6離子的解離。因此,一並考慮第45圖(F3-14)之圖表,則使用「二氟化氫鉀(KHF2)」及「二氟化氫鈉(NaHF2)」時,可將酸度下降抑制在某種程度的水準(以pH指標而言,可維持在pH3以下的酸性領域),可抑制SiF6離子的解離,結果了解到可促進氟矽酸鹽的析出。
「添加劑的F合量的確認」
調查有關用於本發明之玻璃研磨廢液之再生處理之「重氟化氫化合物MHF2」之HF產生效率。具體而言,計算模擬關於「二氟化氫鉀(KHF2)」及作為其比較例之「氟化鉀(KF)」之單位重量當量的F含量的同時,計算模擬關於「二氟化氫鈉(NaHF2)」及作為其比較例之「氟化鈉(NaF)」之單位重量當量之F含量。
將結果示於以下的第6表(T3-2)及第7表(T3-3)。
<T3-2>
<T3-2>
由第6表(T3-2)可知,可確認單位重量當量的F含量係二氟化氫鉀(KHF2)較氟化鉀(KF)高。同樣地,由第7表(T3-3)可知,可確認單位重量當量的F含量係二氟化氫鈉(NaHF2)較氟化鈉(NaF)高。因此,可知使用「二氟化氫鉀(KHF2)」及「氟化氫鈉(NaHF2)」於玻璃廢液的再生處理時,伴隨氟矽酸鹽的析出可有效地產生HF。
[產業上的可利性3]
本發明,可再生於電視、電腦、智慧型手機或平板電腦等的顯示器玻璃的薄膜化所產生的研磨廢液。此外,並不限定於顯示器玻璃的研磨廢液的再生,亦可將本發明利用於其他用途的玻璃研磨所產生的廢液的再生。
1‧‧‧玻璃研磨裝置
10‧‧‧研磨槽
10i‧‧‧入口
10o‧‧‧出口
12‧‧‧儲存部
13‧‧‧研磨部
14‧‧‧噴灑部
14a‧‧‧配管
14aa、14ab‧‧‧枝管
14b‧‧‧配管
14bi‧‧‧吸入口
14f‧‧‧過濾器
14p‧‧‧研磨液幫浦
16a、16b‧‧‧噴嘴
18‧‧‧排水管
18a‧‧‧排水口
18b‧‧‧閥
20‧‧‧反應槽
20a‧‧‧攪拌機
20b‧‧‧送液管
20c‧‧‧溫度調節手段
21‧‧‧Al-F錯合物去除裝置
22‧‧‧Al去除金屬鹽添加部
22a‧‧‧金屬鹽桶
22b‧‧‧配管
22c‧‧‧閥
24‧‧‧輸送手段
25‧‧‧固液分離部
26‧‧‧凝聚劑添加部
26a‧‧‧凝聚劑桶
26b‧‧‧送液管
26c‧‧‧閥
26d‧‧‧凝聚槽
26e‧‧‧送液管
26m‧‧‧攪拌機
27‧‧‧沉澱槽
27a‧‧‧隔板
27b‧‧‧送液管
28‧‧‧過濾器
28a‧‧‧送液管
32‧‧‧再生研磨液桶
32a‧‧‧回送配管
34‧‧‧循環幫浦
35‧‧‧新液供應部
36‧‧‧氟化氫酸供應部
36a‧‧‧氟化氫酸桶
36b‧‧‧配管
36c‧‧‧閥
38‧‧‧無機酸供應部
38a‧‧‧無機酸桶
38b‧‧‧配管
38c‧‧‧閥
50‧‧‧控制部
90‧‧‧被研磨物

Claims (14)

  1. 一種玻璃研磨液之再生方法,以包含氟化氫酸之研磨液研磨含有Al之玻璃,其特徵在於具有:將研磨上述玻璃後之使用後研磨液中的溶存Al固化得到反應後研磨液的步驟;將上述反應後研磨液固液分離得到再生研磨液之步驟。
  2. 根據申請專利範圍第1項之玻璃研磨液之再生方法,其中於得到上述反應後研磨液的步驟,係對上述使用後研磨液中添加選自由Mg、Ca、Sr、Ba之至少一種元素之鹽之步驟。
  3. 根據申請專利範圍第2項之玻璃研磨液之再生方法,其中上述鹽,係包含於上述研磨液中的無機酸之鹽。
  4. 根據申請專利範圍第2或3項之玻璃研磨液之再生方法,其中上述鹽係Mg鹽。
  5. 根據申請專利範圍第2至4項中任一項之玻璃研磨液之再生方法,其中具有:算出上述玻璃的Al含有率、上述玻璃的研磨速率、上述玻璃的累積研磨片數、用於研磨之總研磨液量、及上述使用後研磨液中的Al濃度的步驟的Al濃度的步驟;上述鹽係以上述Al濃度比添加莫耳當量以下。
  6. 根據申請專利範圍第1至5項中任一項之玻璃研磨液之再生方法,其中上述得到再生研磨液的步驟,包含將上述反應後研磨液過濾的步驟。
  7. 根據申請專利範圍第1至6項中任一項之玻璃研磨液之再 生方法,其中上述得到再生研磨液的步驟,包含對上述反應後研磨液投入凝聚劑,使凝固物沉澱的步驟。
  8. 根據申請專利範圍第7項之玻璃研磨液之再生方法,其中上述凝聚劑,係非離子系物質。
  9. 一種玻璃研磨裝置,其特徵在於具有:儲存部,儲存研磨液;研磨部,使含有Al之玻璃與上述研磨液接觸,將接觸後的使用後研磨液送回上述儲存部;金屬鹽桶,與上述儲存部連通,儲存去除上述使用後研磨液中的溶存Al之金屬鹽;固液分離部,由上述儲存部所得反應後研磨液固液分離;及回送配管,使上述固液分離部與上述儲存部連通。
  10. 一種玻璃研磨裝置,其特徵在於具有:儲存部,儲存研磨液;研磨部,使含有Al之玻璃與上述研磨液接觸,將接觸後的使用後研磨液送回上述儲存部;反應槽,將上述儲存部中的上述使用後研磨液之至少一部分移送;金屬鹽桶,與上述反應槽連通,積存去除上述使用後研磨液中的溶存Al的金屬鹽;固液分離部,將由上述反應槽所得之反應後研磨液固液分離;再生研磨液桶,與上述固液分離部連通; 回送配管,使上述再生研磨液桶與上述儲存部連通;及控制部,根據移送至上述反應槽的研磨液量、研磨速率、上述玻璃中的Al含量、研磨量、及由上述再生研磨液桶供應上述儲存部的再生研磨液量的訊息,算出對上述反應槽中投入之金屬鹽量。
  11. 根據申請專利範圍第9或10項之玻璃研磨裝置,其中進一步具有:對上述儲存部供應新液之新液供應部;於上述資訊包含新液體供應量。
  12. 根據申請專利範圍第9至11項中任一項之玻璃研磨裝置,其中上述固液分離部,係以連接凝聚劑添加部之移送上述反應後研磨液之沉澱槽;及過濾上述沉澱槽之上澄液之過濾器所構成。
  13. 根據申請專利範圍第9至12項中任一項之玻璃研磨裝置,其中上述研磨部,具有將上述研磨液對上述含有Al之玻璃散佈之噴灑部。
  14. 根據申請專利範圍第9至12項中任一項之玻璃研磨裝置,其中上述研磨部,具有將上述含有Al之玻璃浸漬於上述研磨液中的浸漬部。
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