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技術 泡沫の消泡装置及び泡沫の消泡処理方法

出願人 市原祥次株式会社山田
発明者 市原祥次山田喜康古橋貴洋
出願日 2011年4月6日 (9年1ヶ月経過) 出願番号 2011-084470
公開日 2012年11月12日 (7年5ヶ月経過) 公開番号 2012-217895
状態 特許登録済
技術分野 脱気・消泡
主要キーワード 粒子状固形物 消泡処理 羽部材 横長孔 縦長孔 消泡装置 撥水性シート 浮遊選鉱
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年11月12日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

消泡剤を用いることなく泡沫を迅速に消泡する。

解決手段

内槽と、内槽を収容する外槽と、内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に泡沫を保持する内槽底部、処理する泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、内槽底部の外壁と外槽底部の内壁との間に、内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置。

概要

背景

処理液に発生した泡は、効率的に消泡する必要がある。例えば、特許文献1には、処理液の泡が供給される内槽と、内槽の内壁に固定された複数の羽部材と、内槽を回転させるモータと、内槽の同心円上に配置され、複数の小径孔を通過した処理液を回収する外槽とを含み、内槽の回転によって加わる遠心力により、泡が破泡して液化される消泡装置が記載されている。

概要

消泡剤を用いることなく泡沫を迅速に消泡する。内槽と、内槽を収容する外槽と、内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に泡沫を保持する内槽底部、処理する泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、内槽底部の外壁と外槽底部の内壁との間に、内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に当該泡沫を保持する内槽底部、処理する当該泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置。

請求項2

内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、内槽開口部、内槽底部、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過しうる孔またはスリットを有する円筒形の側壁及び当該側壁の内側に配置され当該被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シートと、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置。

請求項3

前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に撥水性材料からなる粒子充填したことを特徴とする請求項1又は2に記載の消泡装置。

請求項4

前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に、さらに,少なくとも1個の多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは円筒状の多孔質撥水性シートを設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の消泡装置。

請求項5

複数の前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは複数の前記円筒状の多孔質撥水性シートの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項4に記載の消泡装置。

請求項6

前記多孔性撥水性円筒からなる側壁の内側に、もしくは孔またはスリットを有する前記円筒形の側壁と前記円筒状の多孔質撥水性シートの間に、フィルタを配置したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の消泡装置。

請求項7

泡沫の消泡処理方法であって、回転する回転槽内で撥水性材料からなる多孔質シートもしくは円筒に泡沫を接触させることにより消泡し溶液にする消泡工程と、前記消泡工程により生じた前記溶液を前記回転槽遠心力により前記多孔質シートを透過させ、当該溶液を回収する回収工程と、を有することを特徴とする泡沫の消泡処理方法。

請求項8

前記回収工程において、前記多孔質シートを透過した前記溶液を、さらにフィルタに透過させることを特徴とする請求項7に記載の泡沫の消泡処理方法。

請求項9

前記回収工程において、前記多孔質シートを収容した前記回転槽の側面に設けた複数の隙間を通過した前記溶液を回収することを特徴とする請求項7又は8に記載の泡沫の消泡処理方法。

請求項10

前記回転槽の外側の半径をcmで表したとき、当該回転槽の回転速度が、393×(当該回転槽の半径の平方根逆数)rpm以上であることを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の泡沫の消泡処理方法。

技術分野

0001

本発明は、泡沫消泡装置及び泡沫の消泡処理方法に関する。

背景技術

0002

処理液に発生した泡は、効率的に消泡する必要がある。例えば、特許文献1には、処理液の泡が供給される内槽と、内槽の内壁に固定された複数の羽部材と、内槽を回転させるモータと、内槽の同心円上に配置され、複数の小径孔を通過した処理液を回収する外槽とを含み、内槽の回転によって加わる遠心力により、泡が破泡して液化される消泡装置が記載されている。

先行技術

0003

特開2000−254408号公報

発明が解決しようとする課題

0004

泡沫は、一般の洗浄廃液等に多く存在する。また、プリント配線基板液晶パネル等のフラットディスプレイ基盤等を、ウェットプロセスにより現像洗浄あるいは剥離等の処理を行った後の処理液にも泡沫が含まれることがある。浮遊選鉱の場合には、界面活性剤を含む溶液の泡沫に粒子吸着させて分離を行うが、消泡と同時に粒子を回収できれば好都合である。

0005

また、めっき液を泡沫化し、流動する泡沫中でめっきを行うという技術もある。これらの泡沫は、その後、廃液として処理されることもあり、回収した泡沫を溶液化し再利用することもある。泡沫を迅速に消泡するためにシリコンオイル等の消泡剤が用いられることが多い。しかし、消泡剤の使用は、消泡された溶液に、その後の過程で不要な成分を付け加えることになる。その場合、回収した溶液の再利用を困難にし、また、廃液処理に余計な負荷を与える。
本発明の目的は、消泡剤を用いることなく泡沫を迅速に消泡することにある。

課題を解決するための手段

0006

以下、[1]〜[10]に係る発明が提供される。
[1]請求項1に係る発明は、内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、上部に泡沫を供給するための内槽開口部、下部に当該泡沫を保持する内槽底部、処理する当該泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られ破泡によって生じた液体が通過しうる孔を有する多孔性撥水性円筒からなる側壁と、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に設けられ当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置である。

0007

[2]請求項2に係る発明は、内槽と、当該内槽を収容する外槽と、当該内槽を回転させる回転機構とを有する消泡装置であって、前記内槽は、内槽開口部、内槽底部、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過しうる孔またはスリットを有する円筒形の側壁及び当該側壁の内側に配置され当該被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シートと、から構成され、前記外槽は、上部に泡沫を供給するための外槽開口部、外槽底部に当該泡沫が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口、当該液体が外部に飛散することを防ぐ側壁と、を有し、前記内槽底部の外壁と前記外槽底部の内壁との間に、前記内槽の回転によって破泡し液状化された溶液が当該外槽底部に溜まり且つ撹拌されないように空間を設けたことを特徴とする消泡装置である。

0008

[3]請求項3に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項1又は2に記載の消泡装置である。
[4]請求項4に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは前記円筒状の多孔質撥水性シートの内側に、さらに,少なくとも1個の多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは円筒状の多孔質撥水性シートを設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の消泡装置である。
[5]請求項5に係る発明は、複数の前記多孔性撥水性円筒からなる側壁もしくは複数の前記円筒状の多孔質撥水性シートの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填したことを特徴とする請求項4に記載の消泡装置である。
[6]請求項6に係る発明は、前記多孔性撥水性円筒からなる側壁の内側に、もしくは孔またはスリットを有する前記円筒形の側壁と前記円筒状の多孔質撥水性シートの間に、フィルタを配置したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の消泡装置である。

0009

[7]請求項7に係る発明は、泡沫の消泡処理方法であって、回転する回転槽内で撥水性材料からなる多孔質シートもしくは円筒に泡沫を接触させることにより消泡し溶液にする消泡工程と、前記消泡工程により生じた前記溶液を前記回転槽の遠心力により前記多孔質シートを透過させ、当該溶液を回収する回収工程と、を有することを特徴とする泡沫の消泡処理方法である。
[8]請求項8に係る発明は、前記回収工程において、前記多孔質シートを透過した前記溶液を、さらにフィルタに透過させることを特徴とする請求項7に記載の泡沫の消泡処理方法である。
[9]請求項9に係る発明は、前記回収工程において、前記多孔質シートを収容した前記回転槽の側面に設けた複数の隙間を通過した前記溶液を回収することを特徴とする請求項7又は8に記載の泡沫の消泡処理方法である。
[10]請求項10に係る発明は、前記回転槽の外側の半径をcmで表したとき、当該回転槽の回転速度が、393×(当該回転槽の半径の平方根逆数)rpm以上であることを特徴とする請求項7乃至9いずれか1項に記載の泡沫の消泡処理方法である。

発明の効果

0010

本発明によれば、泡沫を、消泡剤を用いることなく迅速に消泡することができる。

図面の簡単な説明

0011

本実施の形態が適用される消泡装置の一例を説明する図である。
図1に示す消泡装置の断面平面図である。
フィルタを設けた消泡装置を説明する断面平面図である。
消泡装置の他の一例を説明する図である。

実施例

0012

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。また、使用する図面は、本実施の形態を説明するために使用するものであり、実際の大きさや形状を表すものではない。

0013

<消泡装置>
図1は、本実施の形態が適用される消泡装置の一例を説明する図である。図1に示す消泡装置30は、所定の処理により発生した泡沫11を収容する回転槽としての内槽31と、内槽31を回転軸35により回転可能に取り付けた外槽32とから構成されている。さらに、内槽31の内側には、多孔質シートとしての円筒状の多孔質撥水性シート33が配置されている。また、外槽32の下部には、消泡処理後の処理液11bを排出する抜き出し口としての排出口34が設けられている。

0014

(内槽31)
内槽31は、上部に泡沫11を供給するための内槽開口部31a、下部に泡沫11を保持する底面31b、円筒形状の側壁31cを有している。側壁31cには、被処理泡沫によって生じた液体が自由に通過可能な複数のスリット311が形成されている。尚、スリット311に代わり、矩形方形円形や網状などの複数の孔が形成されていてもよい。側壁31cの内側には、被処理泡沫を構成する溶液には完全には濡れない材料で作られた円筒状の多孔質撥水性シート33が配置されている。内槽31は、回転軸35により外槽32の外槽底部32bに回転可能に取り付けられ、図示しない所定の回転機構により回転する回転槽である。尚、図1では回転機構を回転槽下部に置いた例を示しているが、回転機構は回転槽の上部にあってもよい。

0015

前項に記載したように、内槽31の側壁31cに形成されたスリット311は矩形、方形、円形などの複数の孔や網状であってもよく、その形状や大きさは特に限定されないが、内槽31の回転時において多孔質撥水性シート33を安定に保持できるものであることが必要である。本実施の形態では、スリット311は縦長の形状を有し、内槽の材質にもよるが、その幅は、通常、10mm以下、好ましくは7mm以下である。但し、通常0.5mm以上、好ましくは1mm以上である。
側壁31cを構成する材料は特に限定されず、例えば、プラスチック、金属等が挙げられる。

0016

(外槽32)
外槽32は、外槽底部32b、泡沫11が破泡によって生じた液体が外部に飛散することを防ぐ側壁32cから構成されており、内槽31の側壁31cと外槽32の側壁32cの間には、外槽32の側壁32cによってとらえられた液体を下部に流す空隙32aを設ける。外槽底部32bには、泡沫11が破泡によって生じた液体を次の工程に送るための抜き出し口としての排出口34が設けられている。側壁32cの最上部と泡沫11を供給するための内槽開口部31aの間には、図示してはいないが、飛沫の飛散を防止する蓋を設けている。

0017

また、内槽31の内槽底部31bの外壁と外槽32の外槽底部32bの内壁との間に、内槽31の回転によって破泡し液状化された溶液が外槽32の外槽底部32bに溜まり且つ撹拌されないように空間が設けられている。

0018

(多孔質撥水性シート33)
多孔質撥水性シート33は、内槽31の内壁に接するように円筒状の形状を有し、多孔質の撥水性材料から形成されている。ここで撥水性材料とは、処理する泡沫11を構成する溶液には完全には濡れない材料であることを意味する。具体的には、被処理泡沫を形成する溶液に対する接触角が0ではない材料であり、より好ましくは接触角が90°以上の材料であることが好ましい。用いうる材料としては、フッ素樹脂ポリオレフィン等が挙げられる。

0019

多孔質撥水性シート33の多孔質構造は特に限定されず、例えば、所定の孔径を有する複数の貫通孔が形成された構造、複数の縦長孔又は横長孔が形成された構造、網目状構造等が挙げられる。また、例えば、不織布等の多孔質材料も使用が可能である。
多孔質構造が有する複数の貫通孔の大きさは、当該貫通孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさが、被処理泡沫の直径の通常20倍以下であり、より好ましくは10倍以下である。本実施の形態では、多孔質構造が有する複数の貫通孔の孔径は、通常、1.5mm以下、好ましくは1mm以下である。但し、通常、1μm以上、好ましくは、3μm以上である。

0020

本実施の形態では、多孔質撥水性シート33の内側に、多孔質撥水性シート33と同様な多孔質の撥水性材料から形成された円筒状の撥水性シートを設け、多層構造とすることも可能である。多孔質撥水性シート33の内側に設けた多孔質撥水性シートの孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさは、多孔質撥水性シート33の孔の形状を表す大きさのうち小さいものの大きさより数倍程度大きくてもよい。

0021

この場合、さらに、多孔質撥水性シート33と複数の円筒状の撥水性シートとの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填することができる。撥水性材料からなる粒子の材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリオレフィン等が挙げられる。当該粒子は特定の形状である必要は無く任意であり、その大きさは多孔質撥水性シート33の孔を通り抜けられない大きさであればよく、通常、1mm〜10mmの範囲である。

0022

前述したように、内槽31は外槽32に、図示しない回転機構により回転可能に取り付けられている。内槽31の回転速度は特に限定されない。本実施の形態では、回転槽である内槽31の外側の半径をcmで表したとき、内槽31の回転速度は、393×(内槽31の半径の平方根の逆数)rpm以上で、3,000×(内槽31の半径の平方根の逆数)rpm程度までの範囲であることが好ましい。

0023

図2は、図1に示す消泡装置のII−II断面平面図である。図2に示すように、泡沫11は、多孔質撥水性シート33の表面上で微細な泡沫11が破泡し、液体状態に戻る。その後、液体状態に戻った溶液は、多孔質撥水性シート33を透過し、さらに、回転軸35により矢印A方向に回転する内槽31の側面に形成されたスリット311を通過し、外槽32に達する。

0024

図3は、フィルタを設けた消泡装置を説明する断面平面図である。
図3に示す消泡装置は、多孔質撥水性シート33と内槽31との間に設けたフィルタ36をさらに有している。多孔質撥水性シート33の表面上での破泡後に液体状態に戻った溶液は、多孔質撥水性シート33を透過し、さらにフィルタ36を透過し、スリット311から内槽31の側面を通過し、外槽32に達する。

0025

多孔質撥水性シート33と内槽31の側壁31c(図1参照)との間にフィルタ36を設けることにより、泡沫11が消泡するのと同時に溶液に含まれる粒子状固形物等を濾過することができる。
フィルタ36は、溶液に侵食されない材料で構成され特に限定されない。本実施の形態では、例えば、紙や各種のフェルト等が挙げられる。フィルタ36の細孔の孔径は、濾別したい粒子の大きさに応じ適宜選択される。本実施の形態では、フィルタ36の細孔の孔径は、通常、250μm以下、好ましくは100μm以下であり、通常、0.3μm以上、好ましくは、0.7μm以上である。

0026

<泡沫の消泡処理方法>
消泡装置30に移送された泡沫11は、消泡装置30の内槽31の回転により生じる遠心力により、内槽31の側壁31cの内側に配置した多孔質撥水性シート33に接触し、多孔質撥水性シート33の表面上で消泡する。
本実施の形態では、内槽31に排出された泡沫11は、内槽31が回転することにより生じる遠心力によって多孔質撥水性シート33の表面と接触する。泡沫11を構成する微細な複数の泡は、撥水性材料との作用により合体し破泡すると考えられる。

0027

泡沫11は、多孔質撥水性シート33の表面上で泡沫11が破泡後、多孔質撥水性シート33を透過し、さらに、内槽31の側面に形成されたスリット311を通過し、外槽32の底部に設けられた排出口34から排出される。
外槽32から排出された溶液は所定の回収装置(図示せず)により回収する。回収処理の際に、回収した溶液を、さらにフィルタに透過させることも可能である。

0028

<消泡装置の他の一例>
図4は、消泡装置の他の一例を説明する図である。図1に示した消泡装置30と同様な構成には同じ符号を使用し、その説明を省略する。
図4に示す消泡装置300は、回転槽としての内槽301と、内槽301を回転軸35により回転可能に取り付けた外槽32とから構成されている。外槽32の下部には、消泡処理後の処理液11bを排出する抜き出し口としての排出口34が設けられている。

0029

(内槽301)
内槽301は、開口部301a、内槽底部301b、円筒形状の側壁301cを有している。側壁301cは、前述した消泡装置30に用いられた多孔質撥水性シート33(図1参照)と同様な材料(即ち、処理する泡沫11を構成する溶液には完全には濡れない材料)により形成され、破泡によって生じた液体が通過しうる複数の孔を有する多孔性撥水性円筒を構成している。
側壁301cの多孔質構造は特に限定されず、前述した多孔質撥水性シート33と同様に、例えば、所定の孔径を有する複数の貫通孔が形成された構造、複数の縦長孔又は横長孔が形成された構造、網目状構造等が挙げられる。また、例えば、不織布等の多孔質材料も使用が可能である。

0030

図4に示す消泡装置300は、多孔性撥水性円筒からなる側壁301cの内側に、当該多孔性撥水性円筒と同様な多孔質の撥水性材料から形成された円筒状の撥水性シートを設け、多層構造とすることも可能である。
この場合、さらに、側壁301cと円筒状の撥水性シートとの間に、また、複数の円筒状の撥水性シートとの間の任意の空間に、撥水性材料からなる粒子を充填することができる。

0031

また、多孔性撥水性円筒からなる側壁301cの内側に、フィルタを設けることにより、泡沫11が消泡するのと同時に溶液に含まれる粒子状固形物等を濾過することができる。

0032

11…泡沫、30,300…消泡装置、31,301…内槽、32…外槽、33…撥水性多孔質シート、34…排出口

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