洗浄剤の蒸留再生装置
【課題】 特に複雑な構造を必要とすることなく、洗浄剤に混入した高沸点汚れ成分、低沸点汚れ成分及びそれらの複合した汚れ成分を効率的に分離しながら、洗浄剤を所定の洗浄効果を有する清浄な状態に戻し、連続して安定した洗浄を行うことが可能な蒸留再生装置を提供する。
【解決手段】 蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置する。
【解決手段】 蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、機械、精密機器、電気、電子等の各種工業分野における部品等の洗浄において、洗浄に伴って洗浄剤に混入してくる汚れ成分を洗浄剤から分離して、清浄な洗浄剤を回収し、再利用するための蒸留再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、機械、精密機器、電気、電子等の各種工業分野において扱われる部品等は、その加工の際に、鉱物油等を主体とする油性加工油、鉱物油等に界面活性剤を加えて水と乳化させた水溶性加工油、油性及び水溶性熱処理油、ワックス、グリース、フラックス等が使用され、加工後は、これらを除去するために洗浄する必要がある。
【０００３】
従来、これら汚れの除去には、塩素系溶剤による洗浄、イソプロパノール（ＩＰＡ）による洗浄、アルカリ、酸、界面活性剤等と水を配合した水系洗浄剤による洗浄、炭化水素系洗浄剤による洗浄が行われてきた。しかし、環境保護や毒性問題のため塩素系溶剤は使用が困難になっており、ＩＰＡは引火点が低いために火災危険性が高く、また洗浄性も不十分であるため使用し難い。水系洗浄剤は火災の危険性はないものの、揮発しない成分が含まれるため、洗浄後に純水でリンスする必要があり、そのため洗浄後にシミや錆が発生しやすく、純水製造設備や廃水処理設備等の付帯設備も必要であるなど問題が多い。炭化水素系の洗浄剤は、一般に引火性があるため取り扱いに注意を要するが、他の洗浄剤に比べて汚れの溶解性が優れており、環境問題や毒性等の問題も少ないため好ましく使用されている。
【０００４】
炭化水素系洗浄剤を用いた洗浄方法においては、洗浄を続けるうちに洗浄剤中の汚れ成分濃度が増加して洗浄効果が低下するため、洗浄剤を蒸留することにより油性加工油やワックス、フラックスなど（以下、高沸点汚れという。）の高沸点の汚れ成分を分離し、洗浄剤を再生して繰り返し使用することが実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、高沸点汚れや、水のような低沸点の汚れ（以下、低沸点汚れという。）及びそれらの複合した汚れを除去するための洗浄剤として、それらの複合した汚れを同時に溶解できる炭化水素系洗浄剤及び洗浄システム（例えば、特許文献２参照）、複合した汚れが混入した洗浄剤から、それらを分離するための蒸留再生装置（例えば、特許文献３参照）、水分を含有させない真空蒸留回収装置（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１７０１０２号公報（請求項１，２）
【特許文献２】特開２００６−２２１６７公報（請求項１，２）
【特許文献３】特開平７−３０８５０１号公報（請求項１，２，３）
【特許文献４】特開平７−２１３８０２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような高沸点汚れ及び低沸点汚れを溶解して除去する炭化水素系洗浄剤においては、油性汚れのような高沸点汚れに加えて、水性汚れのような低沸点汚れも同時に洗浄剤に溶解して混入してくる。また、グリコールエーテルなどの極性溶剤を配合した炭化水素系洗浄剤等においては、洗浄に伴って高沸点汚れ成分の濃度が上昇するだけではなく、大気中の水分の吸収等によって水分濃度も上昇して洗浄性に悪影響を及ぼす。さらに、例えば、炭化水素系洗浄剤を用いて洗浄を行い、次いで低沸点かつ速乾性でもあるＨＦＥ等のフッ素系洗浄剤を用いて乾燥させる場合の様に、２種以上の洗浄剤を使用して洗浄する際は、炭化水素系洗浄剤に高沸点汚れと低沸点の洗浄剤が混入することになる。これらの複合した汚れ成分を一度に分離することは必ずしも容易ではない。
【０００８】
特許文献１のような蒸留器、冷却器、真空発生装置を備えた従来の蒸留装置を用いると、高沸点汚れ成分と洗浄剤成分とは分離できるが、低沸点汚れ成分と洗浄剤成分は分離できないという問題点がある。
【０００９】
特許文献３のように蒸留器の前段にフラッシュ缶を設け、所定の温度に加熱した洗浄剤を真空にさらしてフラッシュさせ、低沸点汚れ成分を蒸発させて分離する機構を備えた蒸留装置も提案されているが、装置が大型で操作も煩雑になり、メンテナンスの労力、コストの増大は避けられない。
【００１０】
特許文献４のように凝縮器内の冷却コイルに流量調節弁を設け、凝縮器の温度を回収溶剤の凝縮温度に制御する真空蒸留装置では、凝縮器の温度制御が緩慢であるため溶剤の回収率が低下したり、汚れの分離が不十分となる問題がある。また、回収タンクの上部に真空ラインを設けて真空発生装置と接続し、回収タンクにおいて洗浄剤と低沸点成分を分離させているため、回収した洗浄剤を回収タンクから抜き出して再利用するためには、真空蒸留装置の圧力を大気圧に戻したり、抜き出しポンプがキャビテーションを起こさない温度まで冷却したりする工程が必要となり、真空発生装置を一時停止せざるを得ない問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、特に複雑な構造を必要とすることもなく、炭化水素系洗浄剤に溶解して混入した高沸点汚れ成分、低沸点汚れ成分及びそれらの複合した汚れ成分を効率的に分離しながら、洗浄剤を所定の洗浄効果を有する清浄な状態に戻し、連続して安定した洗浄を行うことが可能な蒸留再生装置及び洗浄システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる事情をふまえ、本発明者らは前述の問題点を解決すべく種々の検討を重ねた結果、目的の蒸留再生装置を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、被洗浄物の洗浄に使用された洗浄剤を蒸留再生して再利用するための蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置することを特徴とする洗浄剤の蒸留再生装置、また、洗浄槽及び前述の蒸留再生装置を備え、洗浄槽において温度調整した洗浄剤を前記凝縮器の冷却用媒体として利用することを特徴とする洗浄システムに関する。
【００１４】
以下、本発明の実施例に関わる蒸留再生装置の概略構成図を用いて、さらに詳細に説明する。
【００１５】
図１に示す蒸留再生装置は、洗浄機で使用した洗浄剤などの被処理液を受け入れ、加熱して蒸発させる蒸発器２、該蒸発器２の上部に連通接続されて蒸発器２からの被処理液蒸気を凝縮させる第一凝縮器３、冷媒を貯留し、温度調整を行う温度調整器８、温度調整器８から循環液を第一凝縮器３に送液する循環ポンプ９、第一凝縮器３で凝縮した液を受け入れる再生液タンク５、第一凝縮器３と連通接続され、第一凝縮器３で凝縮されなかった被処理液蒸気を凝縮させる第二凝縮器４、第二凝縮器４で凝縮した液を受け入れる回収液タンク６、第二凝縮器４と連通接続され、蒸留再生装置内を所定の真空度に保つ真空ポンプ７から構成されている。
【００１６】
蒸発器２に供給された被処理液中には、洗浄剤成分の他に、高沸点汚れ成分と低沸点汚れ成分が含まれる。被処理液は蒸発器２に設けられた熱交換器１０で加熱し、洗浄剤成分と低沸点汚れ成分を蒸発させ、高沸点汚れ成分を濃縮させる。この濃縮液を定期的に蒸発器２から抜き出すことによって、洗浄剤と高沸点汚れ成分とを分離する。蒸発器２は、例えば、ジャケット式、コイル式、リボイラー式、薄膜式などの従来の蒸発器を使用することができる。蒸発器２には、必要に応じて蒸発した洗浄剤蒸気に同伴する飛沫を分離するために、ワイヤーメッシュ式、邪魔板式、サイクロン式などの飛沫捕集器を備えることもできる。
【００１７】
蒸発器２で加熱され蒸発した洗浄剤成分及び低沸点汚れ成分を含む蒸気は、第一凝縮器３で、蒸発器２の出口蒸気温度より低い温度、かつ第二凝縮器４の冷却温度より高い温度に冷却される。これにより洗浄剤成分が優先して凝縮し、再生液タンク５を通して洗浄機に供給され、再利用する。第一凝縮器３の冷媒は、温度調整器８で温度調整し、循環ポンプ９により第一凝縮器３に供給する。第一凝縮器３での冷却温度は、蒸発器２の出口蒸気温度より５℃以上低い温度が好ましく、より好ましくは１０℃以上低い温度である。５℃未満の場合は、洗浄剤成分の凝縮が進まず、洗浄剤の回収率が悪化する。また、冷却温度が低すぎると、洗浄剤と低沸点汚れ成分との分離が困難になる。低沸点汚れ成分が水であり、操作真空度が７ｋＰａである場合、通常、３０℃以上にすることが好ましい。第一凝縮器３の冷却温度は、洗浄剤の沸点や低沸点汚れ成分の沸点によって、洗浄剤の回収率及び低沸点汚れ成分との分離程度を考慮し、最適な温度に設定することができる。
【００１８】
第一凝縮器３で凝縮されない蒸気は、低沸点汚れ成分を多く含んだ蒸気であり、第一凝縮器３と再生液タンク５の間に設置された分離回収ラインを通って第二凝縮器４に導入され、より低い温度に冷却されて凝縮させ、回収液タンク６に回収する。再生液タンク５の再生洗浄剤は、抜き出して洗浄機などに送り再利用するため、再生液タンク５に冷却器を内蔵するなどして、再利用する条件（例えば、引火点以下）や送液条件（例えば、送液ポンプがキャビテーションを起こさない温度）などを考慮した所望の温度に調整することができる。
【００１９】
第二凝縮器４での冷却温度は、低沸点汚れ成分を十分凝縮できる温度であることが好ましく、通常、３０℃以下、好ましくは２０℃以下である。凝縮器は、例えばコイル式、シェル＆チューブ構造のものや二重管式、プレート式熱交換器など従来の熱交換器を使用することができる。
【００２０】
真空発生装置としては、ダイヤフラム式真空ポンプ、ドライ真空ポンプ、液封式真空ポンプ、エゼクター等の従来の真空発生装置を使用することができる。
【００２１】
図２に示す蒸留再生装置は、真空発生機構としてエゼクターを使用した構成例である。洗浄機で使用した洗浄剤などの被処理液を受け入れ、加熱して蒸発させる蒸発器２、該蒸発器２の上部に連通接続されて蒸発器２からの被処理液蒸気を凝縮させる第一凝縮器３、冷媒を貯留し、温度調整を行う温度調整器８、温度調整器８から循環液を第一凝縮器３に送液する循環ポンプ９、第一凝縮器３で凝縮した液を受け入れる再生液タンク５、第一凝縮器３で凝縮されなかった被処理液蒸気を吸引するとともに、蒸留再生装置内を所定の真空度に保つエゼクター１１、エゼクター１１を駆動させる循環液ポンプ１２及び循環液タンク１３から構成されている。
【００２２】
蒸発器２で蒸発し、第一凝縮器３で凝縮しなかった低沸点汚れ成分が濃縮された被処理液蒸気は、エゼクター１１によって吸引され、循環液に混合される。循環液は、循環ポンプ１２を通して循環タンク１３とエゼクター１１を循環するが、被処理液蒸気の混合等によって液温が上昇し、減圧能力に変動をきたすため、循環液タンク１３に設けられた熱交換器１４によって所定温度に冷却する。循環液が増量した場合は、循環液タンク１３等から増量分の循環液を抜く。循環液を冷却する熱交換器は、循環液の温度上昇を抑える効果のあるものであれば、その形式や設置箇所等は特に限定されない。
【００２３】
図３は、図２の蒸留再生装置と２槽式洗浄機及び乾燥機１７を組み合わせた洗浄システム例である。洗浄機は、熱交換器１９及び２０を設けた粗洗浄槽１５とリンス洗浄槽１６を有し、洗浄剤を貯留して一定の温度を保っている。粗洗浄液は、洗浄剤循環ポンプ１８で粗洗浄槽１５及び蒸留再生装置の凝縮器３を循環し、蒸発器２で蒸発した洗浄剤蒸気を一定の温度まで冷却させる。また、粗洗浄液は、蒸留再生機に導入され、汚れ成分を分離した後、送液ポンプ２１でリンス槽１６に戻される。
【００２４】
上記洗浄システムの例では、蒸留再生装置において蒸発させた蒸気の凝縮に、一定の温度に保たれた洗浄剤を冷却用媒体として利用することによって、単に洗浄機と本発明の蒸留再生装置を組み合わせた洗浄システムに比べて、装置をより簡便なものにできる上、熱効率も向上させることができる。
【００２５】
本発明の蒸留再生装置は、アルコール類、グリコールエーテル類、ケトン類、エステル類、飽和炭化水素、環式炭化水素、芳香族炭化水素等から構成され、沸点が約１３０〜２２０℃の洗浄剤について、好ましく使用することができる。
【００２６】
また、低沸点汚れ及び高沸点汚れは、通常洗浄剤に溶解した状態で蒸留再生するが、溶解していない状態であっても、蒸留再生して、各種汚れを分離することができる。
【００２７】
低沸点汚れ成分は、通常、水溶性加工油等に含まれる水であるが、他に塩化メチレン、ＨＦＥ、ＨＦＣなどのハロゲン系溶剤、メタノール、エタノール、ＩＰＡなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シンナーなどの炭化水素類、蟻酸や酢酸などの有機酸類等の沸点が約１１０℃以下の成分であれば、洗浄剤から分離することができる。
【００２８】
高沸点汚れ成分としては、油性や水溶性加工油、ワックス、グリースなどに含まれる鉱油成分、高級脂肪酸、塩化パラフィン、酸化防止剤、各種界面活性剤などの添加剤や、フラックスなどが含まれるロジンなどの樹脂成分が例示できる。また、研磨剤、切粉などの固体であっても、洗浄剤からの分離は可能である。
【００２９】
本発明の蒸留再生装置は、常圧洗浄装置、真空洗浄装置、ベーパー洗浄装置、ＨＦＥ等の低沸点洗浄剤と組み合わせたコソルベント洗浄装置などに組み込んだり、それらを併用することで、洗浄剤を繰り返し蒸留再生しながら、連続して安定した洗浄を行うことができる。
【００３０】
なお、本発明は、実施例に限定されるものではなく、蒸発器及び蒸発器を構成する熱交換器や飛沫分離器などの具体的な構造、水溶性汚れ成分を分離する凝縮器の具体的な構造、凝縮器の凝縮温度を調整する温度調整器の具体的な構造、減圧機構の具体的な構造、あるいは本発明の洗浄システムを構成する洗浄装置の構成などに関し、発明の要旨の範囲において、種々の応用、変形を加えることが可能である。また、洗浄剤に限らず、発明の要旨の範囲において、種々の溶剤に対して適用することが可能である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の蒸留再生装置は、油性加工油等の高沸点汚れ成分、水等の低沸点汚れ成分及びそれらの複合した汚れが混入した洗浄剤において、高沸点汚れ成分と低沸点汚れ成分を分離し、洗浄剤を再生して繰り返し使用可能とすることができる。
【実施例】
【００３２】
実施例１〜８、比較例１〜２
下記の洗浄剤及び溶剤について、下記に示す汚れを混合した被処理液を調合し、図１に示した蒸留再生機を使用して、蒸留試験を行なった。蒸留試験は、被処理液の約５重量％を蒸発器に残した状態で終了した。試験後の再生液について、不揮発分、水分濃度を測定した。不揮発分は重量法により求め、水分濃度はカールフィッシャー水分測定装置（三菱化学製）を使用した。再生液の回収率は、被処理液全量に対する再生液の重量比率として求めた。
【００３３】
洗浄剤及び溶剤：
ＨＣ−ＡＤ５０（東ソー株式会社製）
３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル
高沸点汚れ：サンドローＤ−２３５Ｂ（スギムラ化学工業株式会社製）
低沸点汚れ：水
蒸発器加熱温度：１００℃
第一凝縮器冷却水温度：３５℃、４０℃、４５℃
第二凝縮器冷却水温度：２５℃
真空度：４〜６ｋＰａ
これらの試験結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
本発明による蒸留再生装置は、汚染された洗浄剤または溶剤の不揮発分及び水分濃度を大幅に減少させることができ、高い回収率で再生できることを確認した。また、第一凝縮器の冷却水温度を調整するだけで、再生液の水分濃度を調整することが可能であった。
【００３５】
また、蒸発器出口における蒸気温度７０〜７３℃（実施例１〜５及び比較例１〜２）に対して、第一凝縮器の冷却水温度を７０℃に調整した場合は回収率が悪くなり、また、第一凝縮器の冷却水温度を２５℃に調整した場合は、再生液の水分を減少させることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の蒸留再生装置の構成図を示す。
【図２】本発明の蒸留再生装置の構成図を示す。
【図３】本発明の洗浄システムの構成図を示す。
【符号の説明】
【００３７】
２ 蒸発器
３ 第一凝縮器
４ 第二凝縮器
５ 再生液タンク
６ 回収液タンク
７ 真空ポンプ
８ 第一凝縮器冷媒温度調整器
９ 第一凝縮器冷媒循環ポンプ
１０ 被処理液加熱用熱交換器
１１ エゼクター
１２ エゼクター循環液ポンプ
１３ エゼクター循環液タンク
１４ 循環液冷却用熱交換器
１５ 洗浄機 粗洗浄槽
１６ 洗浄機 リンス洗浄槽
１７ 乾燥機
１８ 洗浄剤循環ポンプ
１９ 粗洗浄槽熱交換器
２０ リンス洗浄槽熱交換器
２１ 送液ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、機械、精密機器、電気、電子等の各種工業分野における部品等の洗浄において、洗浄に伴って洗浄剤に混入してくる汚れ成分を洗浄剤から分離して、清浄な洗浄剤を回収し、再利用するための蒸留再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、機械、精密機器、電気、電子等の各種工業分野において扱われる部品等は、その加工の際に、鉱物油等を主体とする油性加工油、鉱物油等に界面活性剤を加えて水と乳化させた水溶性加工油、油性及び水溶性熱処理油、ワックス、グリース、フラックス等が使用され、加工後は、これらを除去するために洗浄する必要がある。
【０００３】
従来、これら汚れの除去には、塩素系溶剤による洗浄、イソプロパノール（ＩＰＡ）による洗浄、アルカリ、酸、界面活性剤等と水を配合した水系洗浄剤による洗浄、炭化水素系洗浄剤による洗浄が行われてきた。しかし、環境保護や毒性問題のため塩素系溶剤は使用が困難になっており、ＩＰＡは引火点が低いために火災危険性が高く、また洗浄性も不十分であるため使用し難い。水系洗浄剤は火災の危険性はないものの、揮発しない成分が含まれるため、洗浄後に純水でリンスする必要があり、そのため洗浄後にシミや錆が発生しやすく、純水製造設備や廃水処理設備等の付帯設備も必要であるなど問題が多い。炭化水素系の洗浄剤は、一般に引火性があるため取り扱いに注意を要するが、他の洗浄剤に比べて汚れの溶解性が優れており、環境問題や毒性等の問題も少ないため好ましく使用されている。
【０００４】
炭化水素系洗浄剤を用いた洗浄方法においては、洗浄を続けるうちに洗浄剤中の汚れ成分濃度が増加して洗浄効果が低下するため、洗浄剤を蒸留することにより油性加工油やワックス、フラックスなど（以下、高沸点汚れという。）の高沸点の汚れ成分を分離し、洗浄剤を再生して繰り返し使用することが実施されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、高沸点汚れや、水のような低沸点の汚れ（以下、低沸点汚れという。）及びそれらの複合した汚れを除去するための洗浄剤として、それらの複合した汚れを同時に溶解できる炭化水素系洗浄剤及び洗浄システム（例えば、特許文献２参照）、複合した汚れが混入した洗浄剤から、それらを分離するための蒸留再生装置（例えば、特許文献３参照）、水分を含有させない真空蒸留回収装置（例えば、特許文献４参照）などが提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平６−１７０１０２号公報（請求項１，２）
【特許文献２】特開２００６−２２１６７公報（請求項１，２）
【特許文献３】特開平７−３０８５０１号公報（請求項１，２，３）
【特許文献４】特開平７−２１３８０２号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記のような高沸点汚れ及び低沸点汚れを溶解して除去する炭化水素系洗浄剤においては、油性汚れのような高沸点汚れに加えて、水性汚れのような低沸点汚れも同時に洗浄剤に溶解して混入してくる。また、グリコールエーテルなどの極性溶剤を配合した炭化水素系洗浄剤等においては、洗浄に伴って高沸点汚れ成分の濃度が上昇するだけではなく、大気中の水分の吸収等によって水分濃度も上昇して洗浄性に悪影響を及ぼす。さらに、例えば、炭化水素系洗浄剤を用いて洗浄を行い、次いで低沸点かつ速乾性でもあるＨＦＥ等のフッ素系洗浄剤を用いて乾燥させる場合の様に、２種以上の洗浄剤を使用して洗浄する際は、炭化水素系洗浄剤に高沸点汚れと低沸点の洗浄剤が混入することになる。これらの複合した汚れ成分を一度に分離することは必ずしも容易ではない。
【０００８】
特許文献１のような蒸留器、冷却器、真空発生装置を備えた従来の蒸留装置を用いると、高沸点汚れ成分と洗浄剤成分とは分離できるが、低沸点汚れ成分と洗浄剤成分は分離できないという問題点がある。
【０００９】
特許文献３のように蒸留器の前段にフラッシュ缶を設け、所定の温度に加熱した洗浄剤を真空にさらしてフラッシュさせ、低沸点汚れ成分を蒸発させて分離する機構を備えた蒸留装置も提案されているが、装置が大型で操作も煩雑になり、メンテナンスの労力、コストの増大は避けられない。
【００１０】
特許文献４のように凝縮器内の冷却コイルに流量調節弁を設け、凝縮器の温度を回収溶剤の凝縮温度に制御する真空蒸留装置では、凝縮器の温度制御が緩慢であるため溶剤の回収率が低下したり、汚れの分離が不十分となる問題がある。また、回収タンクの上部に真空ラインを設けて真空発生装置と接続し、回収タンクにおいて洗浄剤と低沸点成分を分離させているため、回収した洗浄剤を回収タンクから抜き出して再利用するためには、真空蒸留装置の圧力を大気圧に戻したり、抜き出しポンプがキャビテーションを起こさない温度まで冷却したりする工程が必要となり、真空発生装置を一時停止せざるを得ない問題がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、特に複雑な構造を必要とすることもなく、炭化水素系洗浄剤に溶解して混入した高沸点汚れ成分、低沸点汚れ成分及びそれらの複合した汚れ成分を効率的に分離しながら、洗浄剤を所定の洗浄効果を有する清浄な状態に戻し、連続して安定した洗浄を行うことが可能な蒸留再生装置及び洗浄システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる事情をふまえ、本発明者らは前述の問題点を解決すべく種々の検討を重ねた結果、目的の蒸留再生装置を見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】
すなわち、本発明は、被洗浄物の洗浄に使用された洗浄剤を蒸留再生して再利用するための蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置することを特徴とする洗浄剤の蒸留再生装置、また、洗浄槽及び前述の蒸留再生装置を備え、洗浄槽において温度調整した洗浄剤を前記凝縮器の冷却用媒体として利用することを特徴とする洗浄システムに関する。
【００１４】
以下、本発明の実施例に関わる蒸留再生装置の概略構成図を用いて、さらに詳細に説明する。
【００１５】
図１に示す蒸留再生装置は、洗浄機で使用した洗浄剤などの被処理液を受け入れ、加熱して蒸発させる蒸発器２、該蒸発器２の上部に連通接続されて蒸発器２からの被処理液蒸気を凝縮させる第一凝縮器３、冷媒を貯留し、温度調整を行う温度調整器８、温度調整器８から循環液を第一凝縮器３に送液する循環ポンプ９、第一凝縮器３で凝縮した液を受け入れる再生液タンク５、第一凝縮器３と連通接続され、第一凝縮器３で凝縮されなかった被処理液蒸気を凝縮させる第二凝縮器４、第二凝縮器４で凝縮した液を受け入れる回収液タンク６、第二凝縮器４と連通接続され、蒸留再生装置内を所定の真空度に保つ真空ポンプ７から構成されている。
【００１６】
蒸発器２に供給された被処理液中には、洗浄剤成分の他に、高沸点汚れ成分と低沸点汚れ成分が含まれる。被処理液は蒸発器２に設けられた熱交換器１０で加熱し、洗浄剤成分と低沸点汚れ成分を蒸発させ、高沸点汚れ成分を濃縮させる。この濃縮液を定期的に蒸発器２から抜き出すことによって、洗浄剤と高沸点汚れ成分とを分離する。蒸発器２は、例えば、ジャケット式、コイル式、リボイラー式、薄膜式などの従来の蒸発器を使用することができる。蒸発器２には、必要に応じて蒸発した洗浄剤蒸気に同伴する飛沫を分離するために、ワイヤーメッシュ式、邪魔板式、サイクロン式などの飛沫捕集器を備えることもできる。
【００１７】
蒸発器２で加熱され蒸発した洗浄剤成分及び低沸点汚れ成分を含む蒸気は、第一凝縮器３で、蒸発器２の出口蒸気温度より低い温度、かつ第二凝縮器４の冷却温度より高い温度に冷却される。これにより洗浄剤成分が優先して凝縮し、再生液タンク５を通して洗浄機に供給され、再利用する。第一凝縮器３の冷媒は、温度調整器８で温度調整し、循環ポンプ９により第一凝縮器３に供給する。第一凝縮器３での冷却温度は、蒸発器２の出口蒸気温度より５℃以上低い温度が好ましく、より好ましくは１０℃以上低い温度である。５℃未満の場合は、洗浄剤成分の凝縮が進まず、洗浄剤の回収率が悪化する。また、冷却温度が低すぎると、洗浄剤と低沸点汚れ成分との分離が困難になる。低沸点汚れ成分が水であり、操作真空度が７ｋＰａである場合、通常、３０℃以上にすることが好ましい。第一凝縮器３の冷却温度は、洗浄剤の沸点や低沸点汚れ成分の沸点によって、洗浄剤の回収率及び低沸点汚れ成分との分離程度を考慮し、最適な温度に設定することができる。
【００１８】
第一凝縮器３で凝縮されない蒸気は、低沸点汚れ成分を多く含んだ蒸気であり、第一凝縮器３と再生液タンク５の間に設置された分離回収ラインを通って第二凝縮器４に導入され、より低い温度に冷却されて凝縮させ、回収液タンク６に回収する。再生液タンク５の再生洗浄剤は、抜き出して洗浄機などに送り再利用するため、再生液タンク５に冷却器を内蔵するなどして、再利用する条件（例えば、引火点以下）や送液条件（例えば、送液ポンプがキャビテーションを起こさない温度）などを考慮した所望の温度に調整することができる。
【００１９】
第二凝縮器４での冷却温度は、低沸点汚れ成分を十分凝縮できる温度であることが好ましく、通常、３０℃以下、好ましくは２０℃以下である。凝縮器は、例えばコイル式、シェル＆チューブ構造のものや二重管式、プレート式熱交換器など従来の熱交換器を使用することができる。
【００２０】
真空発生装置としては、ダイヤフラム式真空ポンプ、ドライ真空ポンプ、液封式真空ポンプ、エゼクター等の従来の真空発生装置を使用することができる。
【００２１】
図２に示す蒸留再生装置は、真空発生機構としてエゼクターを使用した構成例である。洗浄機で使用した洗浄剤などの被処理液を受け入れ、加熱して蒸発させる蒸発器２、該蒸発器２の上部に連通接続されて蒸発器２からの被処理液蒸気を凝縮させる第一凝縮器３、冷媒を貯留し、温度調整を行う温度調整器８、温度調整器８から循環液を第一凝縮器３に送液する循環ポンプ９、第一凝縮器３で凝縮した液を受け入れる再生液タンク５、第一凝縮器３で凝縮されなかった被処理液蒸気を吸引するとともに、蒸留再生装置内を所定の真空度に保つエゼクター１１、エゼクター１１を駆動させる循環液ポンプ１２及び循環液タンク１３から構成されている。
【００２２】
蒸発器２で蒸発し、第一凝縮器３で凝縮しなかった低沸点汚れ成分が濃縮された被処理液蒸気は、エゼクター１１によって吸引され、循環液に混合される。循環液は、循環ポンプ１２を通して循環タンク１３とエゼクター１１を循環するが、被処理液蒸気の混合等によって液温が上昇し、減圧能力に変動をきたすため、循環液タンク１３に設けられた熱交換器１４によって所定温度に冷却する。循環液が増量した場合は、循環液タンク１３等から増量分の循環液を抜く。循環液を冷却する熱交換器は、循環液の温度上昇を抑える効果のあるものであれば、その形式や設置箇所等は特に限定されない。
【００２３】
図３は、図２の蒸留再生装置と２槽式洗浄機及び乾燥機１７を組み合わせた洗浄システム例である。洗浄機は、熱交換器１９及び２０を設けた粗洗浄槽１５とリンス洗浄槽１６を有し、洗浄剤を貯留して一定の温度を保っている。粗洗浄液は、洗浄剤循環ポンプ１８で粗洗浄槽１５及び蒸留再生装置の凝縮器３を循環し、蒸発器２で蒸発した洗浄剤蒸気を一定の温度まで冷却させる。また、粗洗浄液は、蒸留再生機に導入され、汚れ成分を分離した後、送液ポンプ２１でリンス槽１６に戻される。
【００２４】
上記洗浄システムの例では、蒸留再生装置において蒸発させた蒸気の凝縮に、一定の温度に保たれた洗浄剤を冷却用媒体として利用することによって、単に洗浄機と本発明の蒸留再生装置を組み合わせた洗浄システムに比べて、装置をより簡便なものにできる上、熱効率も向上させることができる。
【００２５】
本発明の蒸留再生装置は、アルコール類、グリコールエーテル類、ケトン類、エステル類、飽和炭化水素、環式炭化水素、芳香族炭化水素等から構成され、沸点が約１３０〜２２０℃の洗浄剤について、好ましく使用することができる。
【００２６】
また、低沸点汚れ及び高沸点汚れは、通常洗浄剤に溶解した状態で蒸留再生するが、溶解していない状態であっても、蒸留再生して、各種汚れを分離することができる。
【００２７】
低沸点汚れ成分は、通常、水溶性加工油等に含まれる水であるが、他に塩化メチレン、ＨＦＥ、ＨＦＣなどのハロゲン系溶剤、メタノール、エタノール、ＩＰＡなどのアルコール類、アセトンなどのケトン類、トルエン、ヘキサン、シクロヘキサン、シンナーなどの炭化水素類、蟻酸や酢酸などの有機酸類等の沸点が約１１０℃以下の成分であれば、洗浄剤から分離することができる。
【００２８】
高沸点汚れ成分としては、油性や水溶性加工油、ワックス、グリースなどに含まれる鉱油成分、高級脂肪酸、塩化パラフィン、酸化防止剤、各種界面活性剤などの添加剤や、フラックスなどが含まれるロジンなどの樹脂成分が例示できる。また、研磨剤、切粉などの固体であっても、洗浄剤からの分離は可能である。
【００２９】
本発明の蒸留再生装置は、常圧洗浄装置、真空洗浄装置、ベーパー洗浄装置、ＨＦＥ等の低沸点洗浄剤と組み合わせたコソルベント洗浄装置などに組み込んだり、それらを併用することで、洗浄剤を繰り返し蒸留再生しながら、連続して安定した洗浄を行うことができる。
【００３０】
なお、本発明は、実施例に限定されるものではなく、蒸発器及び蒸発器を構成する熱交換器や飛沫分離器などの具体的な構造、水溶性汚れ成分を分離する凝縮器の具体的な構造、凝縮器の凝縮温度を調整する温度調整器の具体的な構造、減圧機構の具体的な構造、あるいは本発明の洗浄システムを構成する洗浄装置の構成などに関し、発明の要旨の範囲において、種々の応用、変形を加えることが可能である。また、洗浄剤に限らず、発明の要旨の範囲において、種々の溶剤に対して適用することが可能である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の蒸留再生装置は、油性加工油等の高沸点汚れ成分、水等の低沸点汚れ成分及びそれらの複合した汚れが混入した洗浄剤において、高沸点汚れ成分と低沸点汚れ成分を分離し、洗浄剤を再生して繰り返し使用可能とすることができる。
【実施例】
【００３２】
実施例１〜８、比較例１〜２
下記の洗浄剤及び溶剤について、下記に示す汚れを混合した被処理液を調合し、図１に示した蒸留再生機を使用して、蒸留試験を行なった。蒸留試験は、被処理液の約５重量％を蒸発器に残した状態で終了した。試験後の再生液について、不揮発分、水分濃度を測定した。不揮発分は重量法により求め、水分濃度はカールフィッシャー水分測定装置（三菱化学製）を使用した。再生液の回収率は、被処理液全量に対する再生液の重量比率として求めた。
【００３３】
洗浄剤及び溶剤：
ＨＣ−ＡＤ５０（東ソー株式会社製）
３−メチル−３−メトキシ−１−ブタノール
ジプロピレングリコールモノメチルエーテル
プロピレングリコール−ｎ−プロピルエーテル
高沸点汚れ：サンドローＤ−２３５Ｂ（スギムラ化学工業株式会社製）
低沸点汚れ：水
蒸発器加熱温度：１００℃
第一凝縮器冷却水温度：３５℃、４０℃、４５℃
第二凝縮器冷却水温度：２５℃
真空度：４〜６ｋＰａ
これらの試験結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
本発明による蒸留再生装置は、汚染された洗浄剤または溶剤の不揮発分及び水分濃度を大幅に減少させることができ、高い回収率で再生できることを確認した。また、第一凝縮器の冷却水温度を調整するだけで、再生液の水分濃度を調整することが可能であった。
【００３５】
また、蒸発器出口における蒸気温度７０〜７３℃（実施例１〜５及び比較例１〜２）に対して、第一凝縮器の冷却水温度を７０℃に調整した場合は回収率が悪くなり、また、第一凝縮器の冷却水温度を２５℃に調整した場合は、再生液の水分を減少させることができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の蒸留再生装置の構成図を示す。
【図２】本発明の蒸留再生装置の構成図を示す。
【図３】本発明の洗浄システムの構成図を示す。
【符号の説明】
【００３７】
２ 蒸発器
３ 第一凝縮器
４ 第二凝縮器
５ 再生液タンク
６ 回収液タンク
７ 真空ポンプ
８ 第一凝縮器冷媒温度調整器
９ 第一凝縮器冷媒循環ポンプ
１０ 被処理液加熱用熱交換器
１１ エゼクター
１２ エゼクター循環液ポンプ
１３ エゼクター循環液タンク
１４ 循環液冷却用熱交換器
１５ 洗浄機 粗洗浄槽
１６ 洗浄機 リンス洗浄槽
１７ 乾燥機
１８ 洗浄剤循環ポンプ
１９ 粗洗浄槽熱交換器
２０ リンス洗浄槽熱交換器
２１ 送液ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被洗浄物の洗浄に使用された洗浄剤を蒸留再生して再利用するための蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置することを特徴とする洗浄剤の蒸留再生装置。
【請求項２】
洗浄槽及び請求項１に記載の蒸留再生装置を備え、洗浄槽において温度調整した洗浄剤を前記凝縮器の冷却用媒体として利用することを特徴とする洗浄システム。
【請求項１】
被洗浄物の洗浄に使用された洗浄剤を蒸留再生して再利用するための蒸留再生装置において、洗浄剤を蒸発させて高沸点汚れ成分を分離する蒸発器と、この蒸発器で発生した蒸気に含まれる洗浄剤成分を凝縮させる凝縮器を有し、前記凝縮器に使用する冷却用媒体の温度を調整する機構と、前記蒸発器及び凝縮器を減圧する機構と、冷却用媒体の温度を調整して前記凝縮器において低沸点汚れ成分を洗浄剤から分離する機構を含み、低沸点汚れ成分の分離回収ラインを凝縮器と洗浄剤再生回収器の間に設置することを特徴とする洗浄剤の蒸留再生装置。
【請求項２】
洗浄槽及び請求項１に記載の蒸留再生装置を備え、洗浄槽において温度調整した洗浄剤を前記凝縮器の冷却用媒体として利用することを特徴とする洗浄システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２３８０４６（Ｐ２００８−２３８０４６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８１７８４（Ｐ２００７−８１７８４）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００３３００）東ソー株式会社 (1,901)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]