希釈装置および希釈方法
【課題】薬剤から精度よく希釈された処理液を提供すること。
【解決手段】本発明の希釈装置１は、薬剤を供給する薬剤供給管１０および希釈液を供給する希釈液供給管１２に接続されている、上記薬剤を１次希釈液に希釈する第１の希釈容器２と、上記第１の希釈容器２において希釈された上記１次希釈液を供給する、上記第１の希釈容器２に接続された１次希釈液供給管１４、および上記希釈液供給管１２から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管１２とは異なる他の希釈液供給管１６に接続されている、１次希釈液を２次希釈液に希釈する第２の希釈容器４とを備える。
【解決手段】本発明の希釈装置１は、薬剤を供給する薬剤供給管１０および希釈液を供給する希釈液供給管１２に接続されている、上記薬剤を１次希釈液に希釈する第１の希釈容器２と、上記第１の希釈容器２において希釈された上記１次希釈液を供給する、上記第１の希釈容器２に接続された１次希釈液供給管１４、および上記希釈液供給管１２から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管１２とは異なる他の希釈液供給管１６に接続されている、１次希釈液を２次希釈液に希釈する第２の希釈容器４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を、使用に好適な濃度に希釈する希釈装置および希釈方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の処理液は、しばしば使用濃度よりも高い薬剤を希釈して使用する。使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を現場で希釈して使用すれば、薬剤の運搬費用などのコストを大きく抑えることができる。この他に、薬剤を高純度の希釈液によって高倍率希釈すると、不純物（金属不純物およびパーティクルなど）を多く含む可能性のある薬剤を微量にしか使用しないので、高純度の処理液を提供することができる。このため、薬剤を正確に希釈する方法として、いくつか技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５３３６３９号公報（平成１７年１１月１０日公開）
【特許文献２】特開平８−２６２７３９号公報（平成８年１０月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、処理液の調製に使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を使用する利点は大きいが、公知の技術では使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を正確に所望の濃度に希釈することが非常に困難である。
【０００５】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、薬剤を所望する濃度の処理液として正確に希釈できる希釈装置および希釈方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の希釈装置は、薬剤を供給する薬剤供給管および希釈液を供給する希釈液供給管に接続されている、上記薬剤を希釈液によって１次希釈液に希釈する第１の希釈容器と、上記第１の希釈容器に接続されて上記１次希釈液を供給する１次希釈液供給管、および上記希釈液供給管から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管とは異なる他の希釈液供給管に接続されている、上記１次希釈液を希釈液によって２次希釈液に希釈する第２の希釈容器とを備える。
【０００７】
また、本発明の希釈装置において、上記１次希釈液供給管が、上記第２の希釈容器に供給される上記１次希釈液を計量する１次希釈液計量容器を介して、上記第２の希釈容器に接続されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の希釈装置において、上記薬剤供給管が、上記第１の希釈容器に供給される上記薬剤を計量する薬剤計量容器を介して、上記第１の希釈容器に接続されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の希釈装置において、上記希釈液が、純水であり得る。
【００１０】
また、本発明の希釈装置において、上記薬剤が、ＫＯＨ溶液であり得る。
【００１１】
また、本発明の希釈方法は、上記課題を解決するために、上記希釈装置を用いて薬剤を希釈する希釈方法であって、上記第１の希釈容器において、上記薬剤を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して上記１次希釈液を生成する１次希釈工程と、上記１次希釈液を上記第１の希釈容器から上記第２の希釈容器に供給する工程と、上記第２の希釈容器において、上記１次希釈液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して２次希釈液を生成する２次希釈工程とを包含し、上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所望の濃度との誤差をなくして、薬剤から精度よく希釈された処理液を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る一実施形態の希釈装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る希釈装置は、あらゆる濃度の薬剤を希釈して正確に所望の濃度にする希釈装置である。本発明に係る希釈装置は、特に薬剤の高倍率希釈に適している。図面を参照して説明する以下の記載において、本発明に係る希釈装置として、薬剤を高倍率希釈する希釈装置を例に挙げて説明する。
【００１５】
本発明に係る希釈装置および希釈方法について、図１を用いて以下に説明する。本明細書において「高倍率希釈」とは、約５００を超えて約２５００００倍以下に薬剤を希釈することを意味している。また、本明細書において「薬剤」とは、所望の用途に適する溶質濃度よりも高い濃度を有し、かつ希釈液による希釈の後に使用される、成分を溶解した原料を意味し、後段において使用する原液または洗浄液の原液を包含する。すなわち、高倍率希釈される「薬剤」は、使用濃度よりも遥かに高い濃度を有する溶液であり、その絶対的な濃度の範囲は特に限定されない。また、本明細書において「希釈液」とは、薬剤における溶質の濃度を所望の濃度にまで低減させるために使用する液体を意味する。すなわち、希釈液は、上記薬剤に加えることによって濃度を低減させるものであればよいので、上記薬剤の溶媒と同じ液体または異なる液体であり得る。
【００１６】
〔希釈装置〕
本発明の一実施形態に係る希釈装置１の構成について、図１を用いて以下に説明する。図１は、薬剤の高倍率希釈に使用する希釈装置１の構成を模式的に示す図である。本実施形態において、原液として、希釈後に洗浄液として使用される溶液を使用し、かつ原液を希釈する希釈液として純水を使用する場合の、希釈装置１について説明する。図１において、各部材を繋ぐ実線は液体を通す管を示しており、かつ各部材を繋ぐ破線は電気的な接続を示している。よって、破線によって示される接続は、有線または無線の接続であり得る。また、破線の一端に付されている矢頭は、電気的な信号の伝わる向きを示している。
【００１７】
図１に示されているように、希釈装置１は、配管１０（薬剤供給管）および配管１２（希釈液供給管）に接続され、かつ原液を希釈液によって希釈する１次希釈タンク２（１次希釈容器）と、配管１４（１次希釈液供給管）および配管１６（希釈液供給管）に接続され、かつ上記１次希釈液を希釈液によって希釈する２次希釈タンク４（２次希釈容器）を備える。配管１０は、原液を溜めておく原液タンク２０から１次希釈タンク２に原液を送る管であり、かつ配管１２は、希釈液を溜めておく希釈液タンク２２から１次希釈タンク２に希釈液を送る管である。配管１４は、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に１次希釈液を送る管であり、かつ配管１６は、希釈液タンク２４から２次希釈タンク４に希釈液を送る管である。希釈装置１は、１次希釈タンク２において原液を低濃度の１次希釈液に希釈し、かつ２次希釈タンク４において１次希釈液を所望の濃度を有する洗浄液に希釈する。すなわち、希釈装置１は、原液を２段階希釈することによって高倍率希釈する装置である。
【００１８】
ここで、原液を１段階において高倍率に希釈すると、ごく少量の原液を膨大な量の希釈液によって希釈することになる。よって、原液を供給する量および原液の濃度が、非常な精度において正確でなければ、希釈後に所望の濃度を有する溶液を調製することが困難である。しかし、上述のように本発明に係る希釈装置１は、２段階希釈によって原液を希釈するので、１段目の実測濃度に基づいて、２段目の希釈における１次希釈液および希釈液の量を決定することができる。つまり、高倍率の希釈を精度よく行うことができるので、所望の濃度を有する洗浄液を製造することが容易である。高倍率希釈用の原液を現場で希釈すると、容器への充填、容器、梱包および運搬などの費用が抑えられるので、薬剤の販売業者などから希釈した製品を購入する場合に比べて格段に安価である。また、高倍率希釈用の原液は、希釈に用いる原液を少量に抑えることができるので、希釈後の洗浄液に含まれる不純物の量を低減できる。すなわち、洗浄液などに使用する高純度の処理液を、コストを抑えて製造することができる。
【００１９】
また、配管１４の途中には、１次希釈液計量ポット６（１次希釈液計量容器）が設けられている。このため、ポンプ３６ａによって循環させながら濃度計３４ａを用いて測定された濃度を有する１次希釈液を、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に対して直接に送るのではなくて、１次希釈液計量ポット６において計量された１次希釈液を２次希釈タンク４に送る。１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４よりも遥かに小さい容量（例えば、約１／８０倍〜約１／１００倍）でよいので、１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４よりも遥かに重量の小さい、少量の液体の測定に適したものを使用できる。また、重量の検出機器（ここでは、後述するロードセル３０ｃ）として、小さな重量を精度よく検出可能なものを採用可能である。よって、２次希釈タンク４において１次希釈液の量を測定する場合よりも、測定の精度が格段に向上する。このように、２次希釈タンク４に供給すべき１次希釈液の量をより正確に決定することができるので、より一層、濃度に誤差のすくない洗浄液を容易に製造することができる。
【００２０】
また、配管１０の途中には、原液計量ポット８（薬剤計量容器）が設けられている。このため、原液を原液タンク２０から１次希釈タンク２に対して直接に送るのではなくて、原液計量ポット８において計量された原液を正確に１次希釈タンク２に送る。１次希釈液計量ポット６の場合と同様の理由から、原液計量ポット８における原液の測定の精度が格段に向上する。このように、１次希釈タンク２に供給すべき原液の量をより正確に決定することができるので、２次希釈タンク４に送られる１次希釈液を一定の濃度に保って、より一層、濃度に誤差のすくない洗浄液を容易に製造することができる。
【００２１】
図１に示されるように、１次希釈タンク２にはロードセル３０ａが設けられ、２次希釈タンク４にはロードセル３０ｂが設けられ、１次希釈液計量ポット６にはロードセル３０ｃが設けられ、かつ原液計量ポット８にはロードセル３０ｄが設けられている。ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄのそれぞれは、プログラマブルコントローラ２８に電気的に接続されている。ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄは、１次希釈タンク２およびその内部にある１次希釈液、２次希釈タンク４およびその内部にある２次希釈液、１次希釈液計量ポット６およびその内部にある１次希釈液、ならびに原液計量ポット８およびその内部にある原液の、重量の合計のそれぞれを表す信号を、プログラマブルコントローラ２８に送信する。また、配管１０、配管１２、配管１４、配管１６および配管１８の途中には、バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇがそれぞれ設けられている。バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇのそれぞれは、プログラマブルコントローラ２８に電気的に接続されている。バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇは、プログラマブルコントローラ２８からの信号に従って開閉する。よって、プログラマブルコントローラ２８は、１次希釈タンク２、２次希釈タンク４、１次希釈液計量ポット６および原液計量ポット８に供給された液体の量を、ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄからの信号に基づいて算出可能である。そして、プログラマブルコントローラ２８の算出結果に基づく開閉信号によってバルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇを開閉して、原液計量ポット８への原液の供給量、１次希釈タンク２への原液および希釈液の供給量、１次希釈液計量ポット６への１次希釈液の供給量、ならびに２次希釈タンク４への１次希釈液および希釈液の供給量を調節可能である。
【００２２】
なお、図１には示していないが、配管１０の途中には、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されたポンプが設けられている。このため、プログラマブルコントローラ２８からの動作信号に基づいて、原液タンク２０から原液計量ポット８に、所望の量の原液および希釈液を供給することができる。また、希釈液タンク２２からの配管は、希釈液タンク２２に戻る循環用の配管、およびバルブ３２ｂを介して１次希釈タンク２に到る配管１２から構成される。同様に、希釈液タンク２４からの配管は、希釈液タンク２４に戻る循環用の配管、およびバルブ３２ｆを介して１次希釈タンク２に到る配管１２から構成される。希釈液は、希釈タンク２２および２４に備えられている循環用の配管内を能動的に流されている。つまり、バルブ３２ｂおよびバルブ３２ｆを開くと、１次希釈タンク２および２次希釈タンク４に希釈液が供給される。
【００２３】
また、図１に示されるように、配管１４には、１次希釈タンク２とバルブ３２ｄとの間にポンプ３６ａが設けられている。ポンプ３６ａとバルブ３２ｄとの間において配管１４から分岐し、途中に濃度計３４ａを備え、かつ１次希釈タンク２に戻る配管が、さらに備えられている。濃度計３４ａおよびポンプ３６ａは、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されている。濃度計３４ａは、プログラマブルコントローラ２８に１次希釈液の濃度を表す信号を送信する。ポンプ３６ａは、プログラマブルコントローラ２８からの信号に基づいて、１次希釈液を１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に向かう流れを作り出す。よって、一定量の原液および希釈液が１次希釈タンク２に供給され、かつバルブ３２ｄを閉じた状態において、ポンプ３６ａを作動させると、１次希釈タンク２内の１次希釈液が一定の濃度に落ち着くまで攪拌することができる。バルブ３２ｄを開いた状態において、ポンプ３６ａを作動させると、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に１次希釈液を送ることができる。
【００２４】
また、図１に示されるように、２次希釈タンク４は、２次希釈液を２次希釈液タンク２６に送る配管１８と接続されている。配管１８には、２次希釈タンク４とバルブ３２ｇとの間にポンプ３６ｂが設けられている。ポンプ３６ｂとバルブ３２ｇとの間において配管１８から分岐し、途中に濃度計３４ｂを備え、かつ２次希釈タンク４に戻る配管が、さらに備えられている。濃度計３４ｂおよびポンプ３６ｂは、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されている。濃度計３４ｂは、プログラマブルコントローラ２８に１次希釈液の濃度を表す信号を送信する。すなわち、２次希釈タンク４には、１次希釈タンク２と同様の構成が備えられているので、２次希釈タンク４内の２次希釈液は、１次希釈タンク２内の１次希釈液と同様に処理される。
【００２５】
なお、本実施形態において、希釈装置１は、２つの希釈液タンク２２および２４を備えているが、いずれか１つを備える構成であり得る。例えば、希釈液タンク２２のみを備える場合には、配管１２から分岐する配管を引き出して、２次希釈タンク４に接続すればよい。そして、引き出した配管にバルブを設ければ、１次希釈タンク２または２次希釈タンク４のいずれか一方にのみ希釈液を供給することができる。
【００２６】
ここで、原液として使用する好適なものとしては、これらに限定されないが、希釈して洗浄液として使用可能な溶液が挙げられる。希釈して洗浄液として使用可能な溶液としては、これに限定されないが、ＫＯＨ溶液（例えば、ＫＯＨ水溶液など）が挙げられる。また、５００倍を越えて約２５００００倍以下に原液を希釈して使用する場合には、微量の原液を膨大な量の希釈液によって希釈するので、絶対的な濃度に関わらずあらゆる濃度の原液が本発明に係る希釈装置によって好適に希釈可能である。
【００２７】
なお、本実施形態において、希釈装置１は、１種類の溶液からなる薬剤を希釈している。しかし、薬剤は、２種類以上の溶液の混合物であってもよい。すなわち、本発明に係る希釈装置は、数種類の溶液を混合した薬剤を、希釈液によって希釈する場合にも好適に適用できる。
【００２８】
好適な希釈液としては、上記原液の希釈に好適であり、高倍率希釈した処理液の用途に適した液体が挙げられる。よって、本実施形態において例示した純水だけでなく、希釈および溶質の溶解に適した種々の溶媒を適宜選択すればよい。
【００２９】
本実施形態において、配管１０、１２および１６の途中にポンプを設ける構成を説明しているが、原液タンク２０、希釈液タンク２２および希釈液タンク２４から他のタンクまたはポットに、原液および希釈液を供給できるものであればよい。上記ポンプに代わる構成の例としては、不活性なガス（例えば、Ｎ２）を用いたガス圧を利用して液体を送る構成などが挙げられる。
【００３０】
１次希釈液タンク２および２次希釈タンク４としては、フッ素樹脂ライニングタンクなどが一般的であるが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレンまたは塩化ビニルを使用したタンクなど（例えば、いずれもニチアス、日本バルカー、淀川ヒューテックなどから入手可能である）、希釈する薬剤の種類に応じて適宜変更可能である。また、１次希釈液タンク２および２次希釈タンク４は、外気の吸引による汚染を回避するために、不活性なガス（例えば、Ｎ２など）によってシールされている。
【００３１】
ポンプ３６ａおよび３６ｂとして、ベローズポンプ、ダイアフラムポンプおよび磁気浮上ポンプなど（例えば、イワキ、日本ピラーなどから入手可能である）、種々の様式のポンプを使用可能である。ポンプ３６ａおよび３６ｂ内の液体と接する部分には、フッ素樹脂が使用されるが、上述のように、希釈する薬剤の種類に応じて適宜変更可能である。
【００３２】
ＫＯＨにとって好適な濃度計３４ａおよび３４ｂとしては、自動滴定装置および伝導率計が使用されるが、希釈する薬剤の性質に応じて適宜変更可能である。
【００３３】
ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄとしては、精度が１／５０００以上のものが好ましいが、希釈する薬剤の量などに応じて適宜選択すればよく、ほんの一例としてグローバルウェイング社製のロードセルが挙げられる。本実施形態においては、１次希釈タンク２、２次希釈タンク４、１次希釈液軽量ポット６および原液計量ポット８の中にある液体の量を測定するためにロードセルを使用しているが、他のものでも代用可能である。例えば、液体の量を測定のために、ロードセルに代えてレベル計を使用し得る。
【００３４】
以上のように、本発明に係る希釈装置１を使用すれば、原液を高倍率に多段階希釈して、正確に所望の濃度を有する溶液を得ることができる。
【００３５】
〔希釈方法〕
次に、図１の希釈装置１を用いた原液を高倍率希釈する方法について、以下に説明する。なお、〔希釈装置〕の項における説明と重複する場合は、説明を省略するか、または簡単な記載に留める。
【００３６】
本発明に係る希釈方法は、原液を供給する配管１０および希釈液を供給する配管１２に接続されている１次希釈タンク２において、上記原液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈（例えば、８０〜１００倍希釈）して１次希釈液を生成する１次希釈工程と、１次希釈タンク２において希釈された１次希釈液を供給する配管１４、および配管１６に接続されている２次希釈タンク４において、１次希釈液を希釈液によって２〜５００倍希釈（例えば、８０〜１００希釈）して２次希釈液を生成する２次希釈工程とを包含し、上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越える。
【００３７】
上述のように原液を多段階希釈することによって、高倍率（例えば、５００倍を越えて約２５００００倍以下）に希釈した所望の処理液を、所望の濃度との誤差を生じることなく、容易に製造することができる。１次希釈および２次希釈の倍率として８０〜１００倍を選択した場合を例に挙げて、各工程の詳細を以下に説明する。
【００３８】
（１次希釈工程）
１次希釈工程において、１次希釈タンク２内において原液を８０〜１００倍希釈する。まず、プログラマブルコントローラ２８からの指示に基づいてバルブ３２ａを開く。また、プログラマブルコントローラ２８からの指示に基づいて、配管１０上にあるポンプ（図示せず）を動作させる。これによって、原液は原液計量ポット８に送られる。プログラマブルコントローラ２８は、原液計量ポット８に接続されたロードセル３０ｄからプログラマブルコントローラ２８に送られる信号に基づいて、原液計量ポット８の重量を算出する。算出された値が、原液計量ポット８の重量と、所望の量の原液の重量とを合計した値に達すると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ａに信号を送って、バルブ３２ａを閉じる。なお、以下において、プログラマブルコントローラ２８が他の構成を動作させるための信号の送信に関する記載を、説明の便宜上省略し、プログラマブルコントローラ２８が他の構成をどのように動作させるのかについてのみ記載する。
【００３９】
プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｂを開き、かつバルブ３２ｄを閉じる。これによって、希釈液が希釈液タンク２２の循環用の配管から配管１２に流れて、１次希釈タンク２に送られる。１次希釈タンク２にもロードセル３０ａが接続されているので、１次希釈タンク２と供給された希釈液との合計の重量が所望の値に達すると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｂを閉じる。
【００４０】
ここで、原液計量ポット８に送られる原液の量と、１次希釈タンク２に送られる希釈液の量とは、１：８０〜１００の比率である。
【００４１】
１次希釈タンク２への希釈液の供給後に、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｃを開く。原液計量ポット８は、１次希釈タンク２の上方に位置するので、原液は、重力に従って原液計量ポット８から１次希釈タンク２に送られる。これによって、原液が希釈液によって希釈されて１次希釈液を生成する。
【００４２】
プログラマブルコントローラ２８はポンプ３６ａを動作させる。ポンプ３６ａは、図１の下から上に向かって１次希釈タンク２内の１次希釈液を流す。バルブ３２ｄが閉じられているので、１次希釈液は、濃度計３４ａが設けられている配管を流れて１次希釈タンク２内に戻る。つまり、１次希釈タンク２内の１次希釈液を循環させて攪拌しながら、濃度計３４ａを用いて１次希釈液の濃度を測定する。これは、濃度計３４ａからプログラマブルコントローラ２８に送られる１次希釈液の濃度を示す信号が一定になるまで続けられる。
【００４３】
なお、ここでは、原液を原液計量ポット８において計量した後に、原液を１次希釈タンク２に送っている。しかし、この手順は、希釈する原液の量をより正確にするための工程であり、必要でなければ省略してもよい。また、原液を１次希釈タンク２に送るために重力を利用しているが、原液計量ポット８内に不活性なガス（例えば、Ｎ２）を送って、そのガス圧によって原液を１次希釈タンク２に供給してもよい。この場合には、原液を能動的に移動させるので、１次希釈タンク２および原液計量ポット８との位置関係は、自由に選択すればよい。
【００４４】
このように、１次希釈タンク２において８０〜１００倍に希釈された原液の１次希釈液は、次の２次希釈工程に使用される。
【００４５】
（２次希釈工程）
２次希釈工程において、２次希釈タンク４内において原液の８０〜１００倍希釈液である１次希釈液を、さらに８０〜１００倍に希釈する。まず、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｅを閉じ、かつバルブ３２ｄを開いて１次希釈液を１次希釈液計量ポット６に送る。（１次希釈工程）の項に記載した、ポンプ３６ａによる１次希釈液の搬送動作によって、１次希釈液が１次希釈液計量ポット６に送られる。１次希釈工程と同様に、１次希釈液計量ポット６に接続されたロードセル３０ｃからプログラマブルコントローラ２８への信号に基づいて、１次希釈液が１次希釈液計量ポット６に所望の量まで供給されると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｄを閉じ、かつポンプ３６ａの動作を停止させる。
【００４６】
プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｇを閉じ、かつバルブ３２ｆを開く。これによって、希釈液が、希釈液タンク２４の循環用の配管から配管１６に流れて、２次希釈タンク４に供給される。プログラマブルコントローラ２８は、ロードセル３０ｂからの信号に基づく算出値が所望の値に達すると、バルブ３２ｆを閉じる。
【００４７】
ここで、１次希釈液計量ポット６に送られる１次希釈液の量と、２次希釈タンク４に送られる希釈液の量とは、１：８０〜１００の比率である。
【００４８】
２次希釈タンク４への希釈液の供給後に、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｅを開く。１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４の上方にある。よって、１次希釈液は、重力に従って１次希釈液計量ポット６から２次希釈タンク４に送られる。これによって、１次希釈液が希釈液によって希釈されて２次希釈液を生成する。
【００４９】
プログラマブルコントローラ２８は、ポンプ３６ｂを動作させて２次希釈タンク４から２次希釈液を排出させる。ここで、バルブ３２ｇが閉じられているので、２次希釈液は、濃度計３４ｂが設けられている配管を流れて、２次希釈タンク４に戻る。２次希釈液を循環させて攪拌しながら、濃度計３４ｂはプログラマブルコントローラ２８に濃度を表す信号を送り続ける。濃度計３４ｂからの信号に基づく算出値が一定の値に収束して所望の数値になると、プログラマブルコントローラ２８はバルブ３２ｇを開いて、２次希釈液タンクに２次希釈液を送る。
【００５０】
なお、ここでは、１次希釈液を１次希釈液計量ポット６において計量した後に、１次希釈液を２次希釈タンク４に送っている。しかし、この手順は、希釈する１次希釈液の量をより正確にするための工程であり、必要でなければ省略してもよい。また、１次希釈液を２次希釈タンク４に送るために重力を利用しているが、１次希釈液計量ポット６内に不活性なガス（例えば、Ｎ２）を送って、そのガス圧によって１次希釈液を２次希釈タンク４に供給してもよい。この場合には、原液を能動的に移動させるので、２次希釈タンク４および１次希釈液計量ポット６との位置関係は、自由に選択すればよい。
【００５１】
以上の１次希釈工程および２次希釈工程を経て、原液が高倍率希釈される。上述のように、本発明に係る希釈装置１を用いた希釈方法によれば、原液を所望の正確な濃度を有する溶液に希釈することができる。
【実施例】
【００５２】
本発明に係る希釈装置１および希釈方法を用いて実施した例を、以下に示す。
【００５３】
（実施例１）
希釈する原液として公称されている濃度が４０重量％のＫＯＨ水溶液を使用し、かつ希釈液として純水を使用して、洗浄液として使用する溶液を調製した。希釈装置の構成は、上述の実施形態における希釈装置１と同様のものである。より詳細には、以下の通りである。１次希釈タンク２および２次希釈タンクとして、フッ素樹脂ライニングタンク（ニチアス社製）を使用した。ポンプ３４ａおよび３４ｂとして、液体と接する部分がフッ素樹脂からなるベローズポンプ（イワキ社製）を使用した。濃度計として、自動滴定装置を使用した。ロードセル３０ａ〜ｄとしては、グローバルウェイング社製のロードセルを使用した。
【００５４】
１次希釈において、０．１８３ｋｇの４０重量％のＫＯＨ水溶液を、１６．１４ｋｇの純水によって希釈した。つまり、１次希釈において原液を８９．２倍に希釈した。ＫＯＨ水溶液の量は原液計量ポットのロードセルを用いて、純水の量は１次希釈タンクのロードセルを用いて、それぞれ測定した数値である。１次希釈後のＫＯＨの濃度は、濃度計の測定結果から、０．４３５重量％であった。
【００５５】
２次希釈において、２．３８６ｋｇの０．４３５重量％のＫＯＨ水溶液を、１９７．５５ｋｇの純水によって希釈した。つまり、２次希釈において１次希釈後のＫＯＨ水溶液を８３．８倍に希釈した。１次希釈後のＫＯＨ水溶液の量は、１次希釈液計量ポットのロードセルを用いて、純水の量は、２次希釈タンクのロードセルを用いて、それぞれ測定した数値である。２次希釈後のＫＯＨの濃度は、濃度計の測定結果から、０．００５２５重量％（５２．５ｐｐｍ）であった。この濃度は、当初想定していた洗浄液に好適な濃度（０．００５２０重量％（５２ｐｐｍ））の誤差範囲（±０．０００５重量％）に収まっており、この２段階希釈後のＫＯＨ水溶液は、洗浄液として好適に使用され得る。この２段階希釈において、４０重量％のＫＯＨ水溶液は、７４７５倍に希釈された。
【００５６】
本発明に係る希釈装置および希釈方法を用いれば、ＫＯＨ水溶液を高倍率に希釈する際に、精度よく希釈可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、洗浄液などの原液といった薬剤の希釈に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
２ １次希釈タンク（第１の希釈容器）
４ ２次希釈タンク（第２の希釈容器）
６ １次希釈液計量ポット（１次希釈液計量容器）
８ 原液計量ポット（薬剤計量容器）
１０ 配管（薬剤供給管）
１２ 配管（希釈液供給管）
１４ 配管（１次希釈液供給管）
１６ 配管（希釈液供給管）
１８ 配管
２０ 原液タンク
２２ 希釈液タンク
２４ 希釈液タンク
２６ ２次希釈液タンク
２８ プログラマブルコントローラ
３０ａ〜ｄ ロードセル
３２ａ〜ｆ バルブ
３４ａ、ｂ 濃度計
３６ａ、ｂ ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薬剤を、使用に好適な濃度に希釈する希釈装置および希釈方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の処理液は、しばしば使用濃度よりも高い薬剤を希釈して使用する。使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を現場で希釈して使用すれば、薬剤の運搬費用などのコストを大きく抑えることができる。この他に、薬剤を高純度の希釈液によって高倍率希釈すると、不純物（金属不純物およびパーティクルなど）を多く含む可能性のある薬剤を微量にしか使用しないので、高純度の処理液を提供することができる。このため、薬剤を正確に希釈する方法として、いくつか技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５３３６３９号公報（平成１７年１１月１０日公開）
【特許文献２】特開平８−２６２７３９号公報（平成８年１０月１１日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、処理液の調製に使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を使用する利点は大きいが、公知の技術では使用濃度よりも遥かに高濃度の薬剤を正確に所望の濃度に希釈することが非常に困難である。
【０００５】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、薬剤を所望する濃度の処理液として正確に希釈できる希釈装置および希釈方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の希釈装置は、薬剤を供給する薬剤供給管および希釈液を供給する希釈液供給管に接続されている、上記薬剤を希釈液によって１次希釈液に希釈する第１の希釈容器と、上記第１の希釈容器に接続されて上記１次希釈液を供給する１次希釈液供給管、および上記希釈液供給管から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管とは異なる他の希釈液供給管に接続されている、上記１次希釈液を希釈液によって２次希釈液に希釈する第２の希釈容器とを備える。
【０００７】
また、本発明の希釈装置において、上記１次希釈液供給管が、上記第２の希釈容器に供給される上記１次希釈液を計量する１次希釈液計量容器を介して、上記第２の希釈容器に接続されていることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の希釈装置において、上記薬剤供給管が、上記第１の希釈容器に供給される上記薬剤を計量する薬剤計量容器を介して、上記第１の希釈容器に接続されていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の希釈装置において、上記希釈液が、純水であり得る。
【００１０】
また、本発明の希釈装置において、上記薬剤が、ＫＯＨ溶液であり得る。
【００１１】
また、本発明の希釈方法は、上記課題を解決するために、上記希釈装置を用いて薬剤を希釈する希釈方法であって、上記第１の希釈容器において、上記薬剤を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して上記１次希釈液を生成する１次希釈工程と、上記１次希釈液を上記第１の希釈容器から上記第２の希釈容器に供給する工程と、上記第２の希釈容器において、上記１次希釈液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して２次希釈液を生成する２次希釈工程とを包含し、上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所望の濃度との誤差をなくして、薬剤から精度よく希釈された処理液を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る一実施形態の希釈装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る希釈装置は、あらゆる濃度の薬剤を希釈して正確に所望の濃度にする希釈装置である。本発明に係る希釈装置は、特に薬剤の高倍率希釈に適している。図面を参照して説明する以下の記載において、本発明に係る希釈装置として、薬剤を高倍率希釈する希釈装置を例に挙げて説明する。
【００１５】
本発明に係る希釈装置および希釈方法について、図１を用いて以下に説明する。本明細書において「高倍率希釈」とは、約５００を超えて約２５００００倍以下に薬剤を希釈することを意味している。また、本明細書において「薬剤」とは、所望の用途に適する溶質濃度よりも高い濃度を有し、かつ希釈液による希釈の後に使用される、成分を溶解した原料を意味し、後段において使用する原液または洗浄液の原液を包含する。すなわち、高倍率希釈される「薬剤」は、使用濃度よりも遥かに高い濃度を有する溶液であり、その絶対的な濃度の範囲は特に限定されない。また、本明細書において「希釈液」とは、薬剤における溶質の濃度を所望の濃度にまで低減させるために使用する液体を意味する。すなわち、希釈液は、上記薬剤に加えることによって濃度を低減させるものであればよいので、上記薬剤の溶媒と同じ液体または異なる液体であり得る。
【００１６】
〔希釈装置〕
本発明の一実施形態に係る希釈装置１の構成について、図１を用いて以下に説明する。図１は、薬剤の高倍率希釈に使用する希釈装置１の構成を模式的に示す図である。本実施形態において、原液として、希釈後に洗浄液として使用される溶液を使用し、かつ原液を希釈する希釈液として純水を使用する場合の、希釈装置１について説明する。図１において、各部材を繋ぐ実線は液体を通す管を示しており、かつ各部材を繋ぐ破線は電気的な接続を示している。よって、破線によって示される接続は、有線または無線の接続であり得る。また、破線の一端に付されている矢頭は、電気的な信号の伝わる向きを示している。
【００１７】
図１に示されているように、希釈装置１は、配管１０（薬剤供給管）および配管１２（希釈液供給管）に接続され、かつ原液を希釈液によって希釈する１次希釈タンク２（１次希釈容器）と、配管１４（１次希釈液供給管）および配管１６（希釈液供給管）に接続され、かつ上記１次希釈液を希釈液によって希釈する２次希釈タンク４（２次希釈容器）を備える。配管１０は、原液を溜めておく原液タンク２０から１次希釈タンク２に原液を送る管であり、かつ配管１２は、希釈液を溜めておく希釈液タンク２２から１次希釈タンク２に希釈液を送る管である。配管１４は、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に１次希釈液を送る管であり、かつ配管１６は、希釈液タンク２４から２次希釈タンク４に希釈液を送る管である。希釈装置１は、１次希釈タンク２において原液を低濃度の１次希釈液に希釈し、かつ２次希釈タンク４において１次希釈液を所望の濃度を有する洗浄液に希釈する。すなわち、希釈装置１は、原液を２段階希釈することによって高倍率希釈する装置である。
【００１８】
ここで、原液を１段階において高倍率に希釈すると、ごく少量の原液を膨大な量の希釈液によって希釈することになる。よって、原液を供給する量および原液の濃度が、非常な精度において正確でなければ、希釈後に所望の濃度を有する溶液を調製することが困難である。しかし、上述のように本発明に係る希釈装置１は、２段階希釈によって原液を希釈するので、１段目の実測濃度に基づいて、２段目の希釈における１次希釈液および希釈液の量を決定することができる。つまり、高倍率の希釈を精度よく行うことができるので、所望の濃度を有する洗浄液を製造することが容易である。高倍率希釈用の原液を現場で希釈すると、容器への充填、容器、梱包および運搬などの費用が抑えられるので、薬剤の販売業者などから希釈した製品を購入する場合に比べて格段に安価である。また、高倍率希釈用の原液は、希釈に用いる原液を少量に抑えることができるので、希釈後の洗浄液に含まれる不純物の量を低減できる。すなわち、洗浄液などに使用する高純度の処理液を、コストを抑えて製造することができる。
【００１９】
また、配管１４の途中には、１次希釈液計量ポット６（１次希釈液計量容器）が設けられている。このため、ポンプ３６ａによって循環させながら濃度計３４ａを用いて測定された濃度を有する１次希釈液を、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に対して直接に送るのではなくて、１次希釈液計量ポット６において計量された１次希釈液を２次希釈タンク４に送る。１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４よりも遥かに小さい容量（例えば、約１／８０倍〜約１／１００倍）でよいので、１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４よりも遥かに重量の小さい、少量の液体の測定に適したものを使用できる。また、重量の検出機器（ここでは、後述するロードセル３０ｃ）として、小さな重量を精度よく検出可能なものを採用可能である。よって、２次希釈タンク４において１次希釈液の量を測定する場合よりも、測定の精度が格段に向上する。このように、２次希釈タンク４に供給すべき１次希釈液の量をより正確に決定することができるので、より一層、濃度に誤差のすくない洗浄液を容易に製造することができる。
【００２０】
また、配管１０の途中には、原液計量ポット８（薬剤計量容器）が設けられている。このため、原液を原液タンク２０から１次希釈タンク２に対して直接に送るのではなくて、原液計量ポット８において計量された原液を正確に１次希釈タンク２に送る。１次希釈液計量ポット６の場合と同様の理由から、原液計量ポット８における原液の測定の精度が格段に向上する。このように、１次希釈タンク２に供給すべき原液の量をより正確に決定することができるので、２次希釈タンク４に送られる１次希釈液を一定の濃度に保って、より一層、濃度に誤差のすくない洗浄液を容易に製造することができる。
【００２１】
図１に示されるように、１次希釈タンク２にはロードセル３０ａが設けられ、２次希釈タンク４にはロードセル３０ｂが設けられ、１次希釈液計量ポット６にはロードセル３０ｃが設けられ、かつ原液計量ポット８にはロードセル３０ｄが設けられている。ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄのそれぞれは、プログラマブルコントローラ２８に電気的に接続されている。ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄは、１次希釈タンク２およびその内部にある１次希釈液、２次希釈タンク４およびその内部にある２次希釈液、１次希釈液計量ポット６およびその内部にある１次希釈液、ならびに原液計量ポット８およびその内部にある原液の、重量の合計のそれぞれを表す信号を、プログラマブルコントローラ２８に送信する。また、配管１０、配管１２、配管１４、配管１６および配管１８の途中には、バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇがそれぞれ設けられている。バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇのそれぞれは、プログラマブルコントローラ２８に電気的に接続されている。バルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇは、プログラマブルコントローラ２８からの信号に従って開閉する。よって、プログラマブルコントローラ２８は、１次希釈タンク２、２次希釈タンク４、１次希釈液計量ポット６および原液計量ポット８に供給された液体の量を、ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄからの信号に基づいて算出可能である。そして、プログラマブルコントローラ２８の算出結果に基づく開閉信号によってバルブ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆおよび３２ｇを開閉して、原液計量ポット８への原液の供給量、１次希釈タンク２への原液および希釈液の供給量、１次希釈液計量ポット６への１次希釈液の供給量、ならびに２次希釈タンク４への１次希釈液および希釈液の供給量を調節可能である。
【００２２】
なお、図１には示していないが、配管１０の途中には、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されたポンプが設けられている。このため、プログラマブルコントローラ２８からの動作信号に基づいて、原液タンク２０から原液計量ポット８に、所望の量の原液および希釈液を供給することができる。また、希釈液タンク２２からの配管は、希釈液タンク２２に戻る循環用の配管、およびバルブ３２ｂを介して１次希釈タンク２に到る配管１２から構成される。同様に、希釈液タンク２４からの配管は、希釈液タンク２４に戻る循環用の配管、およびバルブ３２ｆを介して１次希釈タンク２に到る配管１２から構成される。希釈液は、希釈タンク２２および２４に備えられている循環用の配管内を能動的に流されている。つまり、バルブ３２ｂおよびバルブ３２ｆを開くと、１次希釈タンク２および２次希釈タンク４に希釈液が供給される。
【００２３】
また、図１に示されるように、配管１４には、１次希釈タンク２とバルブ３２ｄとの間にポンプ３６ａが設けられている。ポンプ３６ａとバルブ３２ｄとの間において配管１４から分岐し、途中に濃度計３４ａを備え、かつ１次希釈タンク２に戻る配管が、さらに備えられている。濃度計３４ａおよびポンプ３６ａは、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されている。濃度計３４ａは、プログラマブルコントローラ２８に１次希釈液の濃度を表す信号を送信する。ポンプ３６ａは、プログラマブルコントローラ２８からの信号に基づいて、１次希釈液を１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に向かう流れを作り出す。よって、一定量の原液および希釈液が１次希釈タンク２に供給され、かつバルブ３２ｄを閉じた状態において、ポンプ３６ａを作動させると、１次希釈タンク２内の１次希釈液が一定の濃度に落ち着くまで攪拌することができる。バルブ３２ｄを開いた状態において、ポンプ３６ａを作動させると、１次希釈タンク２から２次希釈タンク４に１次希釈液を送ることができる。
【００２４】
また、図１に示されるように、２次希釈タンク４は、２次希釈液を２次希釈液タンク２６に送る配管１８と接続されている。配管１８には、２次希釈タンク４とバルブ３２ｇとの間にポンプ３６ｂが設けられている。ポンプ３６ｂとバルブ３２ｇとの間において配管１８から分岐し、途中に濃度計３４ｂを備え、かつ２次希釈タンク４に戻る配管が、さらに備えられている。濃度計３４ｂおよびポンプ３６ｂは、プログラマブルコントローラ２８と電気的に接続されている。濃度計３４ｂは、プログラマブルコントローラ２８に１次希釈液の濃度を表す信号を送信する。すなわち、２次希釈タンク４には、１次希釈タンク２と同様の構成が備えられているので、２次希釈タンク４内の２次希釈液は、１次希釈タンク２内の１次希釈液と同様に処理される。
【００２５】
なお、本実施形態において、希釈装置１は、２つの希釈液タンク２２および２４を備えているが、いずれか１つを備える構成であり得る。例えば、希釈液タンク２２のみを備える場合には、配管１２から分岐する配管を引き出して、２次希釈タンク４に接続すればよい。そして、引き出した配管にバルブを設ければ、１次希釈タンク２または２次希釈タンク４のいずれか一方にのみ希釈液を供給することができる。
【００２６】
ここで、原液として使用する好適なものとしては、これらに限定されないが、希釈して洗浄液として使用可能な溶液が挙げられる。希釈して洗浄液として使用可能な溶液としては、これに限定されないが、ＫＯＨ溶液（例えば、ＫＯＨ水溶液など）が挙げられる。また、５００倍を越えて約２５００００倍以下に原液を希釈して使用する場合には、微量の原液を膨大な量の希釈液によって希釈するので、絶対的な濃度に関わらずあらゆる濃度の原液が本発明に係る希釈装置によって好適に希釈可能である。
【００２７】
なお、本実施形態において、希釈装置１は、１種類の溶液からなる薬剤を希釈している。しかし、薬剤は、２種類以上の溶液の混合物であってもよい。すなわち、本発明に係る希釈装置は、数種類の溶液を混合した薬剤を、希釈液によって希釈する場合にも好適に適用できる。
【００２８】
好適な希釈液としては、上記原液の希釈に好適であり、高倍率希釈した処理液の用途に適した液体が挙げられる。よって、本実施形態において例示した純水だけでなく、希釈および溶質の溶解に適した種々の溶媒を適宜選択すればよい。
【００２９】
本実施形態において、配管１０、１２および１６の途中にポンプを設ける構成を説明しているが、原液タンク２０、希釈液タンク２２および希釈液タンク２４から他のタンクまたはポットに、原液および希釈液を供給できるものであればよい。上記ポンプに代わる構成の例としては、不活性なガス（例えば、Ｎ２）を用いたガス圧を利用して液体を送る構成などが挙げられる。
【００３０】
１次希釈液タンク２および２次希釈タンク４としては、フッ素樹脂ライニングタンクなどが一般的であるが、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレンまたは塩化ビニルを使用したタンクなど（例えば、いずれもニチアス、日本バルカー、淀川ヒューテックなどから入手可能である）、希釈する薬剤の種類に応じて適宜変更可能である。また、１次希釈液タンク２および２次希釈タンク４は、外気の吸引による汚染を回避するために、不活性なガス（例えば、Ｎ２など）によってシールされている。
【００３１】
ポンプ３６ａおよび３６ｂとして、ベローズポンプ、ダイアフラムポンプおよび磁気浮上ポンプなど（例えば、イワキ、日本ピラーなどから入手可能である）、種々の様式のポンプを使用可能である。ポンプ３６ａおよび３６ｂ内の液体と接する部分には、フッ素樹脂が使用されるが、上述のように、希釈する薬剤の種類に応じて適宜変更可能である。
【００３２】
ＫＯＨにとって好適な濃度計３４ａおよび３４ｂとしては、自動滴定装置および伝導率計が使用されるが、希釈する薬剤の性質に応じて適宜変更可能である。
【００３３】
ロードセル３０ａ、３０ｂ、３０ｃおよび３０ｄとしては、精度が１／５０００以上のものが好ましいが、希釈する薬剤の量などに応じて適宜選択すればよく、ほんの一例としてグローバルウェイング社製のロードセルが挙げられる。本実施形態においては、１次希釈タンク２、２次希釈タンク４、１次希釈液軽量ポット６および原液計量ポット８の中にある液体の量を測定するためにロードセルを使用しているが、他のものでも代用可能である。例えば、液体の量を測定のために、ロードセルに代えてレベル計を使用し得る。
【００３４】
以上のように、本発明に係る希釈装置１を使用すれば、原液を高倍率に多段階希釈して、正確に所望の濃度を有する溶液を得ることができる。
【００３５】
〔希釈方法〕
次に、図１の希釈装置１を用いた原液を高倍率希釈する方法について、以下に説明する。なお、〔希釈装置〕の項における説明と重複する場合は、説明を省略するか、または簡単な記載に留める。
【００３６】
本発明に係る希釈方法は、原液を供給する配管１０および希釈液を供給する配管１２に接続されている１次希釈タンク２において、上記原液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈（例えば、８０〜１００倍希釈）して１次希釈液を生成する１次希釈工程と、１次希釈タンク２において希釈された１次希釈液を供給する配管１４、および配管１６に接続されている２次希釈タンク４において、１次希釈液を希釈液によって２〜５００倍希釈（例えば、８０〜１００希釈）して２次希釈液を生成する２次希釈工程とを包含し、上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越える。
【００３７】
上述のように原液を多段階希釈することによって、高倍率（例えば、５００倍を越えて約２５００００倍以下）に希釈した所望の処理液を、所望の濃度との誤差を生じることなく、容易に製造することができる。１次希釈および２次希釈の倍率として８０〜１００倍を選択した場合を例に挙げて、各工程の詳細を以下に説明する。
【００３８】
（１次希釈工程）
１次希釈工程において、１次希釈タンク２内において原液を８０〜１００倍希釈する。まず、プログラマブルコントローラ２８からの指示に基づいてバルブ３２ａを開く。また、プログラマブルコントローラ２８からの指示に基づいて、配管１０上にあるポンプ（図示せず）を動作させる。これによって、原液は原液計量ポット８に送られる。プログラマブルコントローラ２８は、原液計量ポット８に接続されたロードセル３０ｄからプログラマブルコントローラ２８に送られる信号に基づいて、原液計量ポット８の重量を算出する。算出された値が、原液計量ポット８の重量と、所望の量の原液の重量とを合計した値に達すると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ａに信号を送って、バルブ３２ａを閉じる。なお、以下において、プログラマブルコントローラ２８が他の構成を動作させるための信号の送信に関する記載を、説明の便宜上省略し、プログラマブルコントローラ２８が他の構成をどのように動作させるのかについてのみ記載する。
【００３９】
プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｂを開き、かつバルブ３２ｄを閉じる。これによって、希釈液が希釈液タンク２２の循環用の配管から配管１２に流れて、１次希釈タンク２に送られる。１次希釈タンク２にもロードセル３０ａが接続されているので、１次希釈タンク２と供給された希釈液との合計の重量が所望の値に達すると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｂを閉じる。
【００４０】
ここで、原液計量ポット８に送られる原液の量と、１次希釈タンク２に送られる希釈液の量とは、１：８０〜１００の比率である。
【００４１】
１次希釈タンク２への希釈液の供給後に、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｃを開く。原液計量ポット８は、１次希釈タンク２の上方に位置するので、原液は、重力に従って原液計量ポット８から１次希釈タンク２に送られる。これによって、原液が希釈液によって希釈されて１次希釈液を生成する。
【００４２】
プログラマブルコントローラ２８はポンプ３６ａを動作させる。ポンプ３６ａは、図１の下から上に向かって１次希釈タンク２内の１次希釈液を流す。バルブ３２ｄが閉じられているので、１次希釈液は、濃度計３４ａが設けられている配管を流れて１次希釈タンク２内に戻る。つまり、１次希釈タンク２内の１次希釈液を循環させて攪拌しながら、濃度計３４ａを用いて１次希釈液の濃度を測定する。これは、濃度計３４ａからプログラマブルコントローラ２８に送られる１次希釈液の濃度を示す信号が一定になるまで続けられる。
【００４３】
なお、ここでは、原液を原液計量ポット８において計量した後に、原液を１次希釈タンク２に送っている。しかし、この手順は、希釈する原液の量をより正確にするための工程であり、必要でなければ省略してもよい。また、原液を１次希釈タンク２に送るために重力を利用しているが、原液計量ポット８内に不活性なガス（例えば、Ｎ２）を送って、そのガス圧によって原液を１次希釈タンク２に供給してもよい。この場合には、原液を能動的に移動させるので、１次希釈タンク２および原液計量ポット８との位置関係は、自由に選択すればよい。
【００４４】
このように、１次希釈タンク２において８０〜１００倍に希釈された原液の１次希釈液は、次の２次希釈工程に使用される。
【００４５】
（２次希釈工程）
２次希釈工程において、２次希釈タンク４内において原液の８０〜１００倍希釈液である１次希釈液を、さらに８０〜１００倍に希釈する。まず、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｅを閉じ、かつバルブ３２ｄを開いて１次希釈液を１次希釈液計量ポット６に送る。（１次希釈工程）の項に記載した、ポンプ３６ａによる１次希釈液の搬送動作によって、１次希釈液が１次希釈液計量ポット６に送られる。１次希釈工程と同様に、１次希釈液計量ポット６に接続されたロードセル３０ｃからプログラマブルコントローラ２８への信号に基づいて、１次希釈液が１次希釈液計量ポット６に所望の量まで供給されると、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｄを閉じ、かつポンプ３６ａの動作を停止させる。
【００４６】
プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｇを閉じ、かつバルブ３２ｆを開く。これによって、希釈液が、希釈液タンク２４の循環用の配管から配管１６に流れて、２次希釈タンク４に供給される。プログラマブルコントローラ２８は、ロードセル３０ｂからの信号に基づく算出値が所望の値に達すると、バルブ３２ｆを閉じる。
【００４７】
ここで、１次希釈液計量ポット６に送られる１次希釈液の量と、２次希釈タンク４に送られる希釈液の量とは、１：８０〜１００の比率である。
【００４８】
２次希釈タンク４への希釈液の供給後に、プログラマブルコントローラ２８は、バルブ３２ｅを開く。１次希釈液計量ポット６は、２次希釈タンク４の上方にある。よって、１次希釈液は、重力に従って１次希釈液計量ポット６から２次希釈タンク４に送られる。これによって、１次希釈液が希釈液によって希釈されて２次希釈液を生成する。
【００４９】
プログラマブルコントローラ２８は、ポンプ３６ｂを動作させて２次希釈タンク４から２次希釈液を排出させる。ここで、バルブ３２ｇが閉じられているので、２次希釈液は、濃度計３４ｂが設けられている配管を流れて、２次希釈タンク４に戻る。２次希釈液を循環させて攪拌しながら、濃度計３４ｂはプログラマブルコントローラ２８に濃度を表す信号を送り続ける。濃度計３４ｂからの信号に基づく算出値が一定の値に収束して所望の数値になると、プログラマブルコントローラ２８はバルブ３２ｇを開いて、２次希釈液タンクに２次希釈液を送る。
【００５０】
なお、ここでは、１次希釈液を１次希釈液計量ポット６において計量した後に、１次希釈液を２次希釈タンク４に送っている。しかし、この手順は、希釈する１次希釈液の量をより正確にするための工程であり、必要でなければ省略してもよい。また、１次希釈液を２次希釈タンク４に送るために重力を利用しているが、１次希釈液計量ポット６内に不活性なガス（例えば、Ｎ２）を送って、そのガス圧によって１次希釈液を２次希釈タンク４に供給してもよい。この場合には、原液を能動的に移動させるので、２次希釈タンク４および１次希釈液計量ポット６との位置関係は、自由に選択すればよい。
【００５１】
以上の１次希釈工程および２次希釈工程を経て、原液が高倍率希釈される。上述のように、本発明に係る希釈装置１を用いた希釈方法によれば、原液を所望の正確な濃度を有する溶液に希釈することができる。
【実施例】
【００５２】
本発明に係る希釈装置１および希釈方法を用いて実施した例を、以下に示す。
【００５３】
（実施例１）
希釈する原液として公称されている濃度が４０重量％のＫＯＨ水溶液を使用し、かつ希釈液として純水を使用して、洗浄液として使用する溶液を調製した。希釈装置の構成は、上述の実施形態における希釈装置１と同様のものである。より詳細には、以下の通りである。１次希釈タンク２および２次希釈タンクとして、フッ素樹脂ライニングタンク（ニチアス社製）を使用した。ポンプ３４ａおよび３４ｂとして、液体と接する部分がフッ素樹脂からなるベローズポンプ（イワキ社製）を使用した。濃度計として、自動滴定装置を使用した。ロードセル３０ａ〜ｄとしては、グローバルウェイング社製のロードセルを使用した。
【００５４】
１次希釈において、０．１８３ｋｇの４０重量％のＫＯＨ水溶液を、１６．１４ｋｇの純水によって希釈した。つまり、１次希釈において原液を８９．２倍に希釈した。ＫＯＨ水溶液の量は原液計量ポットのロードセルを用いて、純水の量は１次希釈タンクのロードセルを用いて、それぞれ測定した数値である。１次希釈後のＫＯＨの濃度は、濃度計の測定結果から、０．４３５重量％であった。
【００５５】
２次希釈において、２．３８６ｋｇの０．４３５重量％のＫＯＨ水溶液を、１９７．５５ｋｇの純水によって希釈した。つまり、２次希釈において１次希釈後のＫＯＨ水溶液を８３．８倍に希釈した。１次希釈後のＫＯＨ水溶液の量は、１次希釈液計量ポットのロードセルを用いて、純水の量は、２次希釈タンクのロードセルを用いて、それぞれ測定した数値である。２次希釈後のＫＯＨの濃度は、濃度計の測定結果から、０．００５２５重量％（５２．５ｐｐｍ）であった。この濃度は、当初想定していた洗浄液に好適な濃度（０．００５２０重量％（５２ｐｐｍ））の誤差範囲（±０．０００５重量％）に収まっており、この２段階希釈後のＫＯＨ水溶液は、洗浄液として好適に使用され得る。この２段階希釈において、４０重量％のＫＯＨ水溶液は、７４７５倍に希釈された。
【００５６】
本発明に係る希釈装置および希釈方法を用いれば、ＫＯＨ水溶液を高倍率に希釈する際に、精度よく希釈可能であることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、洗浄液などの原液といった薬剤の希釈に利用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
２ １次希釈タンク（第１の希釈容器）
４ ２次希釈タンク（第２の希釈容器）
６ １次希釈液計量ポット（１次希釈液計量容器）
８ 原液計量ポット（薬剤計量容器）
１０ 配管（薬剤供給管）
１２ 配管（希釈液供給管）
１４ 配管（１次希釈液供給管）
１６ 配管（希釈液供給管）
１８ 配管
２０ 原液タンク
２２ 希釈液タンク
２４ 希釈液タンク
２６ ２次希釈液タンク
２８ プログラマブルコントローラ
３０ａ〜ｄ ロードセル
３２ａ〜ｆ バルブ
３４ａ、ｂ 濃度計
３６ａ、ｂ ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤を供給する薬剤供給管および希釈液を供給する希釈液供給管に接続されている、上記薬剤を希釈液によって１次希釈液に希釈する第１の希釈容器と、
上記第１の希釈容器に接続されて上記１次希釈液を供給する１次希釈液供給管、および上記希釈液供給管から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管とは異なる他の希釈液供給管に接続されている、上記１次希釈液を希釈液によって２次希釈液に希釈する第２の希釈容器と
を備えることを特徴とする希釈装置。
【請求項２】
上記１次希釈液供給管が、上記第２の希釈容器に供給される上記１次希釈液を計量する１次希釈液計量容器を介して、上記第２の希釈容器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の希釈装置。
【請求項３】
上記薬剤供給管が、上記第１の希釈容器に供給される上記薬剤を計量する薬剤計量容器を介して、上記第１の希釈容器に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項４】
上記希釈液が、純水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の希釈装置。
【請求項５】
上記薬剤が、ＫＯＨ溶液であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の希釈装置。
【請求項６】
請求項１に記載の希釈装置を用いて、薬剤を希釈する希釈方法であって
上記第１の希釈容器において、上記薬剤を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して上記１次希釈液を生成する１次希釈工程と、
上記１次希釈液を上記第１の希釈容器から上記第２の希釈容器に供給する工程と、
上記第２の希釈容器において、上記１次希釈液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して２次希釈液を生成する２次希釈工程と
を包含し、
上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越えることを特徴とする高倍率希釈用の希釈方法。
【請求項１】
薬剤を供給する薬剤供給管および希釈液を供給する希釈液供給管に接続されている、上記薬剤を希釈液によって１次希釈液に希釈する第１の希釈容器と、
上記第１の希釈容器に接続されて上記１次希釈液を供給する１次希釈液供給管、および上記希釈液供給管から引き出される希釈液供給管、もしくは上記希釈液供給管とは異なる他の希釈液供給管に接続されている、上記１次希釈液を希釈液によって２次希釈液に希釈する第２の希釈容器と
を備えることを特徴とする希釈装置。
【請求項２】
上記１次希釈液供給管が、上記第２の希釈容器に供給される上記１次希釈液を計量する１次希釈液計量容器を介して、上記第２の希釈容器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の希釈装置。
【請求項３】
上記薬剤供給管が、上記第１の希釈容器に供給される上記薬剤を計量する薬剤計量容器を介して、上記第１の希釈容器に接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の希釈装置。
【請求項４】
上記希釈液が、純水であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の希釈装置。
【請求項５】
上記薬剤が、ＫＯＨ溶液であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の希釈装置。
【請求項６】
請求項１に記載の希釈装置を用いて、薬剤を希釈する希釈方法であって
上記第１の希釈容器において、上記薬剤を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して上記１次希釈液を生成する１次希釈工程と、
上記１次希釈液を上記第１の希釈容器から上記第２の希釈容器に供給する工程と、
上記第２の希釈容器において、上記１次希釈液を上記希釈液によって２〜５００倍希釈して２次希釈液を生成する２次希釈工程と
を包含し、
上記１次希釈工程の希釈倍率および上記２次希釈工程における希釈倍率をかけ合わせた希釈倍率が、５００倍を越えることを特徴とする高倍率希釈用の希釈方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２６４４１２（Ｐ２０１０−２６４４１２Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１９５５５（Ｐ２００９−１１９５５５）
【出願日】平成２１年５月１８日（２００９．５．１８）
【出願人】（３９００２７０２９）住友ケミカルエンジニアリング株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１８日（２００９．５．１８）
【出願人】（３９００２７０２９）住友ケミカルエンジニアリング株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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