JP3249373B2 - 水溶性スラリー廃液の再利用システム - Google Patents
水溶性スラリー廃液の再利用システムInfo
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
- C02F11/12—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening
- C02F11/16—Treatment of sludge; Devices therefor by de-watering, drying or thickening using drying or composting beds
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B01D—SEPARATION
- B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
- B01D21/01—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation using flocculating agents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
- B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脆性材料、例え
ば、半導体インゴット、即ち化合物半導体結晶やシリコ
ン半導体結晶等をワイヤーソー装置を用いて切断する際
に用いられた水溶性スラリー廃液の再利用を可能とした
システムに関する。
ば、半導体インゴット、即ち化合物半導体結晶やシリコ
ン半導体結晶等をワイヤーソー装置を用いて切断する際
に用いられた水溶性スラリー廃液の再利用を可能とした
システムに関する。
【０００２】
【関連技術】脆性材料、例えば、化合物半導体結晶やシ
リコン半導体結晶等を切断する手段としてワイヤーソー
装置が知られている。このワイヤーソー装置において
は、図３に示すごとく、互いに同一構成のメインローラ
と呼ばれる３本（又は４本）の樹脂ローラ１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃがそれらの軸を互いに平行して配置され、該
ローラ１０Ａ〜１０Ｃ表面に一定ピッチで形成されたリ
ング状溝１４ａ，１４ｂ，１４ｃにワイヤー１２が巻回
されている。駆動モータ１６に接続された駆動ローラ１
０Ｃからの回転をワイヤー１２を介して、従動ローラ１
０Ａ，１０Ｂに伝える構造となっている。
リコン半導体結晶等を切断する手段としてワイヤーソー
装置が知られている。このワイヤーソー装置において
は、図３に示すごとく、互いに同一構成のメインローラ
と呼ばれる３本（又は４本）の樹脂ローラ１０Ａ，１０
Ｂ，１０Ｃがそれらの軸を互いに平行して配置され、該
ローラ１０Ａ〜１０Ｃ表面に一定ピッチで形成されたリ
ング状溝１４ａ，１４ｂ，１４ｃにワイヤー１２が巻回
されている。駆動モータ１６に接続された駆動ローラ１
０Ｃからの回転をワイヤー１２を介して、従動ローラ１
０Ａ，１０Ｂに伝える構造となっている。
【０００３】ワイヤー１２の始端側は、張力調節機構２
０を介してワイヤー巻取りドラム２２に巻回されてい
る。同様に、ワイヤー１２の終端側は、張力調節機構３
０を介してワイヤー巻取りドラム３２に巻回されてい
る。２４及び３４はトルクモータである。
０を介してワイヤー巻取りドラム２２に巻回されてい
る。同様に、ワイヤー１２の終端側は、張力調節機構３
０を介してワイヤー巻取りドラム３２に巻回されてい
る。２４及び３４はトルクモータである。
【０００４】ワーク４０は、例えば半導体インゴットで
あり、そのオリエンテーションフラット面が昇降可能な
ワークホルダー４２に接着されている。
あり、そのオリエンテーションフラット面が昇降可能な
ワークホルダー４２に接着されている。
【０００５】このような構成により、駆動ローラ１０Ｃ
を回転させると、ワイヤー１２がその線方向に走行し、
これとともに砥粒を含む加工液がワイヤー１２に流し当
てられる。この状態でワーク４０を下降させ、ワイヤー
１２に接触させると、ラッピング作用によりワーク４０
が切断され、多数枚のウェーハが同時に切断形成され
る。
を回転させると、ワイヤー１２がその線方向に走行し、
これとともに砥粒を含む加工液がワイヤー１２に流し当
てられる。この状態でワーク４０を下降させ、ワイヤー
１２に接触させると、ラッピング作用によりワーク４０
が切断され、多数枚のウェーハが同時に切断形成され
る。
【０００６】上記加工液としては、鉱油をベースとした
オイル（油性クーラント）とＳｉＣ等の砥粒を混合した
油性スラリーが用いられている。しかし、この種の油性
スラリーを用いると、被切断物の洗浄や油性スラリー廃
液の処理等に不都合があった。
オイル（油性クーラント）とＳｉＣ等の砥粒を混合した
油性スラリーが用いられている。しかし、この種の油性
スラリーを用いると、被切断物の洗浄や油性スラリー廃
液の処理等に不都合があった。
【０００７】つまり、油性スラリーを用いて切断された
被切断物を洗浄するために、有機溶剤を使用するのが効
率的であるにも拘わらず、環境問題の観点から有機溶剤
が使用出来ず、さらには、油性スラリー廃液の処理に
は、燃焼と言う形態が取られ、これもＣＯ2 （二酸化炭
素）の発生により地球温暖化等の環境問題の一因に挙げ
られている。
被切断物を洗浄するために、有機溶剤を使用するのが効
率的であるにも拘わらず、環境問題の観点から有機溶剤
が使用出来ず、さらには、油性スラリー廃液の処理に
は、燃焼と言う形態が取られ、これもＣＯ2 （二酸化炭
素）の発生により地球温暖化等の環境問題の一因に挙げ
られている。
【０００８】そこで、こうした環境問題への対応から、
油性クーラントに代替しうるものとして水溶性クーラン
トが開発され、それと砥粒との混合物である水溶性スラ
リーが上記したワイヤーソー装置による半導体インゴッ
ト等の切断に用いられる様になった。
油性クーラントに代替しうるものとして水溶性クーラン
トが開発され、それと砥粒との混合物である水溶性スラ
リーが上記したワイヤーソー装置による半導体インゴッ
ト等の切断に用いられる様になった。
【０００９】この新たに開発された水溶性クーラントは
次の理由によりそのコストが高いことが問題であった。
水溶性スラリー中に含有される砥粒の中で実際に切断に
寄与する砥粒の割合はわずかであるから、切断作業終了
後の水溶性スラリー廃液中の砥粒の多くは使用出来る状
態にある。ところが、この水溶性スラリー廃液は、使用
可能な砥粒を含有したまま廃棄されてしまうため、切断
コスト全般のコストへの跳ね返りが大きかった。
次の理由によりそのコストが高いことが問題であった。
水溶性スラリー中に含有される砥粒の中で実際に切断に
寄与する砥粒の割合はわずかであるから、切断作業終了
後の水溶性スラリー廃液中の砥粒の多くは使用出来る状
態にある。ところが、この水溶性スラリー廃液は、使用
可能な砥粒を含有したまま廃棄されてしまうため、切断
コスト全般のコストへの跳ね返りが大きかった。
【００１０】さらに、水溶性スラリー廃液は、活性汚泥
法による排水処理施設において通常処理されるが、当該
処理施設への負荷が大きい。そのため、水溶性スラリー
廃液の全てを当該排水処理施設へ送ることが出来ないと
いう問題もあった。
法による排水処理施設において通常処理されるが、当該
処理施設への負荷が大きい。そのため、水溶性スラリー
廃液の全てを当該排水処理施設へ送ることが出来ないと
いう問題もあった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を解決するためになされたもので、水溶
性スラリー廃液を有効に再利用することにより、排水処
理施設への負荷軽減によるコストの低減、さらには砥粒
及び水溶性クーラントの再利用により切断コスト全般の
低減に寄与できるようにした水溶性スラリー廃液の再利
用システムを提供することを目的とする。
来技術の問題点を解決するためになされたもので、水溶
性スラリー廃液を有効に再利用することにより、排水処
理施設への負荷軽減によるコストの低減、さらには砥粒
及び水溶性クーラントの再利用により切断コスト全般の
低減に寄与できるようにした水溶性スラリー廃液の再利
用システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の水溶性スラリー廃液の再利用システムは、
（ａ）水を希釈液として、水溶性スラリー廃液に添加す
ることにより、水溶性スラリー廃液の粘度を低下させる
工程と、（ｂ）上記低粘度化した、水溶性スラリー廃液
を有効砥粒と浮遊固体分及び液体分からなる廃液とに分
級する工程と、（ｃ）上記浮遊固体分および液体分から
なる廃液から水溶性クーラント成分を抽出し、該浮遊固
体分を不要スラッジとして廃棄する工程とからなり、分
級した有効砥粒と抽出した水溶性クーラント成分を再利
用することを特徴とする。
に、本発明の水溶性スラリー廃液の再利用システムは、
（ａ）水を希釈液として、水溶性スラリー廃液に添加す
ることにより、水溶性スラリー廃液の粘度を低下させる
工程と、（ｂ）上記低粘度化した、水溶性スラリー廃液
を有効砥粒と浮遊固体分及び液体分からなる廃液とに分
級する工程と、（ｃ）上記浮遊固体分および液体分から
なる廃液から水溶性クーラント成分を抽出し、該浮遊固
体分を不要スラッジとして廃棄する工程とからなり、分
級した有効砥粒と抽出した水溶性クーラント成分を再利
用することを特徴とする。
【００１３】上記分級した有効砥粒と抽出した水溶性ク
ーラント成分を混合して再利用する際に、不足分を新品
砥粒及び新品水溶性クーラントにより補給するのが好適
である。
ーラント成分を混合して再利用する際に、不足分を新品
砥粒及び新品水溶性クーラントにより補給するのが好適
である。
【００１４】上記抽出した水溶性クーラント成分に分散
剤、好ましくは無機分散剤、を添加し粘度調整を行なう
ことによって、再生水溶性クーラントとするのが好まし
い。
剤、好ましくは無機分散剤、を添加し粘度調整を行なう
ことによって、再生水溶性クーラントとするのが好まし
い。
【００１５】上記（ａ）工程において、上記水溶性スラ
リー廃液の粘度を３０mPa ・s 以下、好ましくは２０〜
３０mPa ・s 以下に低下させることにより、液体サイク
ロン等による質量差式分級が可能となる。
リー廃液の粘度を３０mPa ・s 以下、好ましくは２０〜
３０mPa ・s 以下に低下させることにより、液体サイク
ロン等による質量差式分級が可能となる。
【００１６】該水溶性スラリー廃液の粘度を低下させる
手段としては、希釈液を添加することに加えて、水溶性
スラリー廃液又は希釈水溶性スラリー廃液を４０℃以上
に加温することによって行うことができる。この加温の
上限は沸騰温度を越えない範囲とする。
手段としては、希釈液を添加することに加えて、水溶性
スラリー廃液又は希釈水溶性スラリー廃液を４０℃以上
に加温することによって行うことができる。この加温の
上限は沸騰温度を越えない範囲とする。
【００１７】上記（ｂ）工程を液体サイクロンによって
行うことによって、分級された砥粒には再利用可能な有
効砥粒径を有する有効砥粒のみが含まれる。すなわち、
新品砥粒の粒度分布に再生することができる。再利用可
能な有効砥粒径は使用砥粒番手により異なるが、ＧＣ＃
６００（カーボランダムの６００番手）を使用した場合
は、有効砥粒径は８μｍ以上であり、前述の液体サイク
ロンの分級条件により任意に有効砥粒径を決定すること
ができる。
行うことによって、分級された砥粒には再利用可能な有
効砥粒径を有する有効砥粒のみが含まれる。すなわち、
新品砥粒の粒度分布に再生することができる。再利用可
能な有効砥粒径は使用砥粒番手により異なるが、ＧＣ＃
６００（カーボランダムの６００番手）を使用した場合
は、有効砥粒径は８μｍ以上であり、前述の液体サイク
ロンの分級条件により任意に有効砥粒径を決定すること
ができる。
【００１８】上記（ｃ）工程における廃液から液体分の
みを抽出する操作を凝集分離操作によって行うことが好
適である。この凝集分離操作は、（ｃ１）上記浮遊固体
分および液体分からなる廃液に凝集剤を添加する工程
と、（ｃ２）上記凝集剤を添加した廃液から液体分を濃
縮するとともに、凝集フロックを生成させる工程と、
（ｃ３）上記凝集フロックに吸着した浮遊固体分及び濃
縮された液体分からなる廃液を固液分離処理することに
よって、水溶性クーラント成分を抽出し、該浮遊固体分
を不要スラッジとして廃棄する工程から構成するのが好
ましい。
みを抽出する操作を凝集分離操作によって行うことが好
適である。この凝集分離操作は、（ｃ１）上記浮遊固体
分および液体分からなる廃液に凝集剤を添加する工程
と、（ｃ２）上記凝集剤を添加した廃液から液体分を濃
縮するとともに、凝集フロックを生成させる工程と、
（ｃ３）上記凝集フロックに吸着した浮遊固体分及び濃
縮された液体分からなる廃液を固液分離処理することに
よって、水溶性クーラント成分を抽出し、該浮遊固体分
を不要スラッジとして廃棄する工程から構成するのが好
ましい。
【００１９】上記（ｃ２）工程における液体分の凝縮は
蒸留等によって行われる。濃縮過程で液体分の水分率が
低下すると、該凝集剤は凝集フロックを生成し、廃液中
の浮遊固体分を吸着し凝集フロックを成長させる。つい
で該廃液を遠心分離することによって、固体分離を容易
に行うことができる。
蒸留等によって行われる。濃縮過程で液体分の水分率が
低下すると、該凝集剤は凝集フロックを生成し、廃液中
の浮遊固体分を吸着し凝集フロックを成長させる。つい
で該廃液を遠心分離することによって、固体分離を容易
に行うことができる。
【００２０】この凝集剤としては有機系凝集剤或いは無
機系凝集剤があるが、有機系に於いては、カチオン系の
ものより、アニオン系のものが効果的で、ポリアミド系
アニオン系有機凝集剤が適正である。
機系凝集剤があるが、有機系に於いては、カチオン系の
ものより、アニオン系のものが効果的で、ポリアミド系
アニオン系有機凝集剤が適正である。
【００２１】しかし、本発明が適用される水溶性スラリ
ー廃液に対しては、水溶性クーラントの構成成分である
ベントナイトを用い、好適に凝集効果をつくり出すこと
ができる。ベントナイトは一般的に、砥粒の分散剤とし
て用いられることが知られている。本発明が適用される
水溶性スラリー廃液については液温を６０℃以上、水分
率を６０％以下とすると、ベントナイトは凝集剤として
作用することが確認されている。また、その添加量は、
ベンナイトの１０ｐｐｍ水溶液の場合に、水溶性スラリ
ー廃液に対して１０ｗｔ％程度が適当である。更に水分
率を３０〜５０％としたペースト状のベントナイトを添
加する方法も有り、これは蒸留操作等で液体分の濃縮を
行う際に水分蒸発量を低減させ、電力エネルギー消費の
削減につながる効果がある。
ー廃液に対しては、水溶性クーラントの構成成分である
ベントナイトを用い、好適に凝集効果をつくり出すこと
ができる。ベントナイトは一般的に、砥粒の分散剤とし
て用いられることが知られている。本発明が適用される
水溶性スラリー廃液については液温を６０℃以上、水分
率を６０％以下とすると、ベントナイトは凝集剤として
作用することが確認されている。また、その添加量は、
ベンナイトの１０ｐｐｍ水溶液の場合に、水溶性スラリ
ー廃液に対して１０ｗｔ％程度が適当である。更に水分
率を３０〜５０％としたペースト状のベントナイトを添
加する方法も有り、これは蒸留操作等で液体分の濃縮を
行う際に水分蒸発量を低減させ、電力エネルギー消費の
削減につながる効果がある。
【００２２】有機系凝集剤は、無機系凝集剤であるベン
トナイトと同様の凝集効果を発揮することは確認した
が、有機系凝集剤は本発明システムによって抽出される
水溶性クーラント成分の液特性（ｐＨ，ＣＯＤ，ＢＯＤ
等）を変える可能性が有る。そのため、水溶性クーラン
トの構成成分であるベントナイト等の無機系凝集剤を使
用する方が有機系凝集剤に比べて問題がないという有利
さがある。
トナイトと同様の凝集効果を発揮することは確認した
が、有機系凝集剤は本発明システムによって抽出される
水溶性クーラント成分の液特性（ｐＨ，ＣＯＤ，ＢＯＤ
等）を変える可能性が有る。そのため、水溶性クーラン
トの構成成分であるベントナイト等の無機系凝集剤を使
用する方が有機系凝集剤に比べて問題がないという有利
さがある。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一つの実施の形態
を添付図面にもとづいて説明する。図１は本発明の水溶
性スラリー廃液の再利用システムの構成の１例を示す概
略説明図、図２は本発明システムの工程順の１例を示す
フローチャート及び図３は本発明システムの工程順の他
の例を示すフローチャートである。
を添付図面にもとづいて説明する。図１は本発明の水溶
性スラリー廃液の再利用システムの構成の１例を示す概
略説明図、図２は本発明システムの工程順の１例を示す
フローチャート及び図３は本発明システムの工程順の他
の例を示すフローチャートである。
【００２４】図１において、２は水溶性スラリー廃液
で、使用砥粒は、例えば、ＧＣ＃６００が用いられる。
該水溶性スラリー廃液２は、例えば、廃スラリータンク
に貯蔵されている。水溶性クーラントをベースとした水
溶性スラリーは、前述したようなワイヤーソー装置によ
る切断作業時に被加工物を安定に切断するため、砥粒を
分散させ、その要求品質上、その粘度は50〜200mPa・s
とされ、一般に用いられる切削用クーラントの粘度と比
較しても、高い値となるように調整されている。
で、使用砥粒は、例えば、ＧＣ＃６００が用いられる。
該水溶性スラリー廃液２は、例えば、廃スラリータンク
に貯蔵されている。水溶性クーラントをベースとした水
溶性スラリーは、前述したようなワイヤーソー装置によ
る切断作業時に被加工物を安定に切断するため、砥粒を
分散させ、その要求品質上、その粘度は50〜200mPa・s
とされ、一般に用いられる切削用クーラントの粘度と比
較しても、高い値となるように調整されている。
【００２５】この水溶性スラリーをワイヤーソー装置に
よる切断加工に適用すると、被切断物の切り粉がさらに
混入するため、水溶性スラリー廃液の状態では、さらに
高い粘度となっている。そのために、一般に用いられる
液体サイクロンや遠心分離機やフィルターシステム等に
よって、水溶性スラリー廃液をそのまま固液に分離する
ことは不可能である。
よる切断加工に適用すると、被切断物の切り粉がさらに
混入するため、水溶性スラリー廃液の状態では、さらに
高い粘度となっている。そのために、一般に用いられる
液体サイクロンや遠心分離機やフィルターシステム等に
よって、水溶性スラリー廃液をそのまま固液に分離する
ことは不可能である。
【００２６】そこで本発明では、水溶性スラリー廃液２
の容量の１／２〜１倍程度の容量の水又は極性溶媒（メ
チルアルコール等）等の希釈液Ｗを加えて希釈すること
により、水溶性スラリー廃液の粘度を30mPa ・s 以下、
好ましくは20〜30mPa ・s に落とすことにした。即ち、
水溶性スラリー廃液の粘度を低下させる工程（ａ）（図
１及び図２）がまず実施される。なお、水溶性スラリー
廃液２を低粘度化する手段としては、上記した希釈手段
の他に水溶性スラリー廃液２又は希釈された水溶性スラ
リー廃液を、例えば、４０℃以上に加温することによっ
て行なうことができる。
の容量の１／２〜１倍程度の容量の水又は極性溶媒（メ
チルアルコール等）等の希釈液Ｗを加えて希釈すること
により、水溶性スラリー廃液の粘度を30mPa ・s 以下、
好ましくは20〜30mPa ・s に落とすことにした。即ち、
水溶性スラリー廃液の粘度を低下させる工程（ａ）（図
１及び図２）がまず実施される。なお、水溶性スラリー
廃液２を低粘度化する手段としては、上記した希釈手段
の他に水溶性スラリー廃液２又は希釈された水溶性スラ
リー廃液を、例えば、４０℃以上に加温することによっ
て行なうことができる。
【００２７】この低粘度化された水溶性スラリー廃液２
に対しては、液体サイクロンや遠心分離機等による質量
差式の固液分離が可能となる。上述したごとく、低粘度
化を図る為の希釈液には、水又は極性溶媒（メチルアル
コール等）等を用いるが、再度蒸留操作等により濃縮す
る必要がある為、可燃性の問題を考慮し、有機溶剤の使
用を避け、水による希釈とするのが好ましい。
に対しては、液体サイクロンや遠心分離機等による質量
差式の固液分離が可能となる。上述したごとく、低粘度
化を図る為の希釈液には、水又は極性溶媒（メチルアル
コール等）等を用いるが、再度蒸留操作等により濃縮す
る必要がある為、可燃性の問題を考慮し、有機溶剤の使
用を避け、水による希釈とするのが好ましい。
【００２８】粘度30mPa ・s 以下と低粘度化された水溶
性スラリー廃液２は、次に有効砥粒ＰとＳＳ分(SUSPEND
ED SOLID、浮遊固体分) 及び液体分（水溶性クーラント
成分＋水）からなる廃液Ｎ１とに分級される。即ち、有
効砥粒Ｐと浮遊固体分及び液体分からなる廃液Ｎ１とに
分級する工程（ｂ）（図１及び図２）が次に実施され
る。
性スラリー廃液２は、次に有効砥粒ＰとＳＳ分(SUSPEND
ED SOLID、浮遊固体分) 及び液体分（水溶性クーラント
成分＋水）からなる廃液Ｎ１とに分級される。即ち、有
効砥粒Ｐと浮遊固体分及び液体分からなる廃液Ｎ１とに
分級する工程（ｂ）（図１及び図２）が次に実施され
る。
【００２９】この分級処理においては、サイクロン方式
の分級機４、例えば、液体サイクロンが好適に用いられ
る。液体サイクロンは、上部排出口から所定粒径より小
さい砥粒、例えば、８μｍ未満の砥粒を懸濁状態で含ん
だ砥粒液が排出され、下部排出口からは所定粒径より大
きい粒子、例えば８μｍ以上の砥粒を懸濁状態で含んだ
砥粒液が排出される（例えば、特公平７−４１５３５号
公報）。
の分級機４、例えば、液体サイクロンが好適に用いられ
る。液体サイクロンは、上部排出口から所定粒径より小
さい砥粒、例えば、８μｍ未満の砥粒を懸濁状態で含ん
だ砥粒液が排出され、下部排出口からは所定粒径より大
きい粒子、例えば８μｍ以上の砥粒を懸濁状態で含んだ
砥粒液が排出される（例えば、特公平７−４１５３５号
公報）。
【００３０】この液体サイクロン方式分級機としては、
ＳＲＳシステム〔日立造船メタルワークス（株）製〕が
好適である。一般に用いられている遠心分離機による分
離（分級）であると、有効砥粒径未満の微細砥粒等が含
まれて分離（分級）されるので分級された回収砥粒が再
利用に適さない。
ＳＲＳシステム〔日立造船メタルワークス（株）製〕が
好適である。一般に用いられている遠心分離機による分
離（分級）であると、有効砥粒径未満の微細砥粒等が含
まれて分離（分級）されるので分級された回収砥粒が再
利用に適さない。
【００３１】しかし、上記液体サイクロンを用いる分級
操作によれば、分級された回収砥粒には、再利用可能な
有効砥粒径を有する有効砥粒Ｐのみが含まれ、再利用で
きない有効砥粒径未満の微細砥粒は含まれないという利
点がある。なお、有効砥粒Ｐは、本発明が適用される水
溶性スラリー廃液の場合、粒径が８μｍ以上の再利用可
能な砥粒をいう。粒径が８μｍに満たない微細砥粒は再
利用に適さないものである。
操作によれば、分級された回収砥粒には、再利用可能な
有効砥粒径を有する有効砥粒Ｐのみが含まれ、再利用で
きない有効砥粒径未満の微細砥粒は含まれないという利
点がある。なお、有効砥粒Ｐは、本発明が適用される水
溶性スラリー廃液の場合、粒径が８μｍ以上の再利用可
能な砥粒をいう。粒径が８μｍに満たない微細砥粒は再
利用に適さないものである。
【００３２】上記分級機４により分級されたＳＳ分（浮
遊固体分）及び液体分からなる廃液Ｎ１に対して、次に
凝集分離操作及び濃縮操作、遠心分離機による固液分離
操作が行なわれ、水溶性クーラント成分Ｑが抽出され
る。ＳＳ（浮遊固体分）分は廃棄物（不要スラッジ）Ｌ
として処理される。即ち、水溶性クーラント成分Ｑ及び
浮遊固体分及び液体分からなる廃液Ｎ１から、水溶性ク
ーラント成分Ｑを抽出し、浮遊固体分を不要スラッジＬ
として廃棄する工程（ｃ）（図２）がさらに実施され
る。図２に示した工程例においては、次いで、工程
（ｄ）において、回収した有効砥粒Ｐと抽出したクーラ
ント成分Ｑの再利用が行われる。
遊固体分）及び液体分からなる廃液Ｎ１に対して、次に
凝集分離操作及び濃縮操作、遠心分離機による固液分離
操作が行なわれ、水溶性クーラント成分Ｑが抽出され
る。ＳＳ（浮遊固体分）分は廃棄物（不要スラッジ）Ｌ
として処理される。即ち、水溶性クーラント成分Ｑ及び
浮遊固体分及び液体分からなる廃液Ｎ１から、水溶性ク
ーラント成分Ｑを抽出し、浮遊固体分を不要スラッジＬ
として廃棄する工程（ｃ）（図２）がさらに実施され
る。図２に示した工程例においては、次いで、工程
（ｄ）において、回収した有効砥粒Ｐと抽出したクーラ
ント成分Ｑの再利用が行われる。
【００３３】ところで、上記水溶性クーラント成分Ｑと
ＳＳ分と液体分からなる排液Ｎ１は、凝集剤を添加しな
い場合には、一般に用いられている遠心分離機を用い、
例えば、14,000G の高速回転を与えても、完全に分離出
来ない。
ＳＳ分と液体分からなる排液Ｎ１は、凝集剤を添加しな
い場合には、一般に用いられている遠心分離機を用い、
例えば、14,000G の高速回転を与えても、完全に分離出
来ない。
【００３４】そこで、上記工程（ｃ）としては、図３に
示したように工程（ｃ１）〜（ｃ３）からなるように構
成するのが好ましい。先ず工程（ｃ１）において、この
ＳＳ分と液体分で構成される廃液Ｎ１に凝集剤Ｇを添加
して凝集剤添加廃液Ｎ２とする。この凝集剤添加廃液Ｎ
２に対しては遠心分離機６による分離が可能である。こ
こで添加される凝集剤としては、有機系凝集剤の方が効
率的であるが、有機系凝集剤を用いた場合、廃液のｐＨ
（水素イオン濃度）を調整しなければならない。即ち、
水溶性クーラント廃液の特性を変える可能性がある。本
発明では、水溶性クーラントの構成成分であるベントナ
イトを無機凝集剤として用いることが可能となり、液特
性の変質なしにＳＳ分と液体分を分離することができ
る。
示したように工程（ｃ１）〜（ｃ３）からなるように構
成するのが好ましい。先ず工程（ｃ１）において、この
ＳＳ分と液体分で構成される廃液Ｎ１に凝集剤Ｇを添加
して凝集剤添加廃液Ｎ２とする。この凝集剤添加廃液Ｎ
２に対しては遠心分離機６による分離が可能である。こ
こで添加される凝集剤としては、有機系凝集剤の方が効
率的であるが、有機系凝集剤を用いた場合、廃液のｐＨ
（水素イオン濃度）を調整しなければならない。即ち、
水溶性クーラント廃液の特性を変える可能性がある。本
発明では、水溶性クーラントの構成成分であるベントナ
イトを無機凝集剤として用いることが可能となり、液特
性の変質なしにＳＳ分と液体分を分離することができ
る。
【００３５】即ち、本発明が適用される水溶性スラリー
廃液２の液温が６０℃以上及びその水分率が６０％以下
となると、ベントナイトが凝集剤として作用することが
確認されている。よって、凝集剤添加廃液Ｎ２の凝集分
離及び液体分の濃縮は、蒸留法６により、同時に進行す
ることができる。
廃液２の液温が６０℃以上及びその水分率が６０％以下
となると、ベントナイトが凝集剤として作用することが
確認されている。よって、凝集剤添加廃液Ｎ２の凝集分
離及び液体分の濃縮は、蒸留法６により、同時に進行す
ることができる。
【００３６】次に、工程（ｃ２）において、この凝集剤
添加廃液Ｎ２は凝集分離及び液体分の蒸留による濃縮に
より、ＳＳ（浮遊固体）分と水溶性クーラント成分Ｑと
凝集剤Ｇとから構成される濃縮廃液Ｎ３となる。さら
に、工程（ｃ３）において、この濃縮廃液Ｎ３に対し
て、遠心分離機８により、効率的に固液分離が実施され
る。凝集分離操作において凝集された凝集フロックの安
定性は液温に依存するところが大で、遠心分離機８に通
液する場合、液温を６０℃以上に保つことが必要であ
る。
添加廃液Ｎ２は凝集分離及び液体分の蒸留による濃縮に
より、ＳＳ（浮遊固体）分と水溶性クーラント成分Ｑと
凝集剤Ｇとから構成される濃縮廃液Ｎ３となる。さら
に、工程（ｃ３）において、この濃縮廃液Ｎ３に対し
て、遠心分離機８により、効率的に固液分離が実施され
る。凝集分離操作において凝集された凝集フロックの安
定性は液温に依存するところが大で、遠心分離機８に通
液する場合、液温を６０℃以上に保つことが必要であ
る。
【００３７】この固液分離操作によって水溶性クーラン
ト成分Ｑと凝集フロックに吸着された浮遊固体分＋凝集
剤とに分離される。抽出された水溶性クーラント成分Ｑ
には無機系分散剤Ｄを添加してその粘度を調整し〔工程
（ｖ）〕、再生水溶性クーラントＱ１として再利用する
〔工程（ｄ）〕。固体分として分級された浮遊固体分＋
凝集剤は不要スラッジＬとして廃棄される。
ト成分Ｑと凝集フロックに吸着された浮遊固体分＋凝集
剤とに分離される。抽出された水溶性クーラント成分Ｑ
には無機系分散剤Ｄを添加してその粘度を調整し〔工程
（ｖ）〕、再生水溶性クーラントＱ１として再利用する
〔工程（ｄ）〕。固体分として分級された浮遊固体分＋
凝集剤は不要スラッジＬとして廃棄される。
【００３８】液体分を濃縮除去するために蒸留法を用い
る場合には、例えば真空蒸留法を採用するにしても、加
温する必要がある。通常ならば、該液体分に酸化防止剤
を添加し、水溶性クーラント成分の酸化防止を図る必要
が有る。本発明が適用される水溶性スラリー廃液の場
合、酸化防止剤を添加せずに、６０〜１００℃の条件下
で繰り返し蒸留を試みながら、５回の操作でも、新液状
態の水溶性クーラント成分Ｑの特性状態に変化が無いこ
とを確認した。酸化防止剤を添加せずに、蒸留が可能で
あることは、本発明が適用される水溶性スラリー廃液の
特性を変えないことにも役だっている。
る場合には、例えば真空蒸留法を採用するにしても、加
温する必要がある。通常ならば、該液体分に酸化防止剤
を添加し、水溶性クーラント成分の酸化防止を図る必要
が有る。本発明が適用される水溶性スラリー廃液の場
合、酸化防止剤を添加せずに、６０〜１００℃の条件下
で繰り返し蒸留を試みながら、５回の操作でも、新液状
態の水溶性クーラント成分Ｑの特性状態に変化が無いこ
とを確認した。酸化防止剤を添加せずに、蒸留が可能で
あることは、本発明が適用される水溶性スラリー廃液の
特性を変えないことにも役だっている。
【００３９】なお、上記の説明においては、凝集剤添加
廃液Ｎ２に対して蒸留法を適用する例を示したが、この
凝集剤添加廃液Ｎ２に対して最初に遠心分離操作を行な
い、液体分（水溶性クーラント成分Ｑ＋水）と不要スラ
ッジ（浮遊固体分＋凝集剤）に固液分離し、次いで液体
分（水溶性クーラント成分Ｑ＋水）に蒸留法を適用して
水を除去し、水溶性クーラント成分Ｑを抽出することも
できる。
廃液Ｎ２に対して蒸留法を適用する例を示したが、この
凝集剤添加廃液Ｎ２に対して最初に遠心分離操作を行な
い、液体分（水溶性クーラント成分Ｑ＋水）と不要スラ
ッジ（浮遊固体分＋凝集剤）に固液分離し、次いで液体
分（水溶性クーラント成分Ｑ＋水）に蒸留法を適用して
水を除去し、水溶性クーラント成分Ｑを抽出することも
できる。
【００４０】前記回収された有効砥粒Ｐとこの抽出再生
された水溶性クーラント成分Ｑ１を混合することによ
り、新品とかわらない性能の水溶性スラリー１０を作成
し、これを再利用することができる。即ち、回収した有
効砥粒と抽出した水溶性クーラント成分の再利用〔工程
（ｄ）〕が行なわれる。
された水溶性クーラント成分Ｑ１を混合することによ
り、新品とかわらない性能の水溶性スラリー１０を作成
し、これを再利用することができる。即ち、回収した有
効砥粒と抽出した水溶性クーラント成分の再利用〔工程
（ｄ）〕が行なわれる。
【００４１】以上の操作により、水溶性スラリー廃液２
は有効砥粒Ｐと不要スラッジＬと水溶性クーラント成分
Ｑと水に分離される。有効砥粒Ｐは（必要に応じて新品
砥粒Ｐ１と共に）、再度所定の水溶性クーラント成分
（新品水溶性クーラントＱ２及び／又は再生水溶性クー
ラント成分Ｑ１）との混合比率をもって混合され〔工程
（ｅ）〕、水溶性スラリーとして再生し、ワイヤーソー
装置による切断加工に提供される。
は有効砥粒Ｐと不要スラッジＬと水溶性クーラント成分
Ｑと水に分離される。有効砥粒Ｐは（必要に応じて新品
砥粒Ｐ１と共に）、再度所定の水溶性クーラント成分
（新品水溶性クーラントＱ２及び／又は再生水溶性クー
ラント成分Ｑ１）との混合比率をもって混合され〔工程
（ｅ）〕、水溶性スラリーとして再生し、ワイヤーソー
装置による切断加工に提供される。
【００４２】一方、抽出水溶性クーラント成分Ｑには、
凝集沈澱により失なわれた固形成分（無機系分散剤であ
るベントナイト）を添加し、粘度調整をして再生水溶性
クーラントＱ１とし、水溶性スラリーの原料として再利
用される。水溶性スラリー廃液に起因する排出物の排水
処理施設での処理量は、本発明のシステムを使用するこ
とにより、最終的に排出されるスラッジのみとなるの
で、従来の水溶性スラリー廃液の場合に比較して１／５
（重量比）に軽減された。
凝集沈澱により失なわれた固形成分（無機系分散剤であ
るベントナイト）を添加し、粘度調整をして再生水溶性
クーラントＱ１とし、水溶性スラリーの原料として再利
用される。水溶性スラリー廃液に起因する排出物の排水
処理施設での処理量は、本発明のシステムを使用するこ
とにより、最終的に排出されるスラッジのみとなるの
で、従来の水溶性スラリー廃液の場合に比較して１／５
（重量比）に軽減された。
【００４３】また、水溶性スラリーをワイヤーソー装置
による切断加工の際の加工液として用いることにより、
有機溶剤を被切断物の洗浄に使用する必要がなくなり、
環境問題の解決の一助として貢献できる。
による切断加工の際の加工液として用いることにより、
有機溶剤を被切断物の洗浄に使用する必要がなくなり、
環境問題の解決の一助として貢献できる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、水
溶性スラリー廃液を再利用することにより、排水処理施
設への負荷軽減によるコストの低減、さらには砥粒及び
水溶性クーラント成分の再利用により切断コスト全般の
低減に寄与できるという大きな効果が達成される。
溶性スラリー廃液を再利用することにより、排水処理施
設への負荷軽減によるコストの低減、さらには砥粒及び
水溶性クーラント成分の再利用により切断コスト全般の
低減に寄与できるという大きな効果が達成される。
【図１】本発明システムの構成の１例を示す概略説明図
である。
である。
【図２】本発明システムにおける工程順の１例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】本発明システムにおける工程順の他の例を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図４】ワイヤーソー装置の１例を示す概略説明図であ
る。
る。
２ 水溶性スラリー廃液 ４ 分級機 ６ 蒸留法 ８ 遠心分離機 １０Ａ 従動ローラ １０Ｂ 従動ローラ １０Ｃ 駆動ローラ １２ ワイヤー １４ａ，１４ｂ，１４ｃ リング状溝 １６ 駆動モータ ２０，３０ 張力調節機構 ２２，３２ ワイヤー巻取りドラム ２４，３４ トルクモータ ４０ ワーク ４２ ワークホルダー Ｌ 不要スラッジ Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 廃液 Ｐ 有効砥粒 Ｑ 水溶性クーラント成分 Ｗ 希釈液
フロントページの続き (72)発明者 外山 公平 福島県西白河郡西郷村大字小田倉字大平 150番地 信越半導体株式会社 半導体 白河研究所内 (72)発明者 木内 悦男 群馬県群馬郡群馬町足門762番地 三益 半導体工業株式会社内 (72)発明者 早川 和男 群馬県群馬郡群馬町足門762番地 三益 半導体工業株式会社内 (72)発明者 鏑木 新吾 東京都墨田区八広２丁目17番10号 大智 化学産業株式会社内 (72)発明者 芦田 昭雄 東京都墨田区八広２丁目17番10号 大智 化学産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 多可良 京都府舞鶴市字余部下1180番地 日立造 船メタルワークス株式会社内 (72)発明者 野網 国昭 京都府舞鶴市字余部下1180番地 日立造 船メタルワークス株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−39430（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−28209（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−412（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−315576（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316170（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−19460（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B28D 7/02 B28D 5/04 B24B 27/06 B24B 57/00
Claims (11)
- 【請求項１】 （ａ）水を希釈液として、水溶性スラリ
ー廃液に添加することにより、水溶性スラリー廃液の粘
度を低下させる工程と、（ｂ）上記低粘度化した、水溶
性スラリー廃液を有効砥粒と浮遊固体分及び液体分から
なる廃液とに分級する工程と、（ｃ）上記浮遊固体分お
よび液体分からなる廃液から水溶性クーラント成分を抽
出し、該浮遊固体分を不要スラッジとして廃棄する工程
とからなり、分級した有効砥粒と抽出した水溶性クーラ
ント成分を再利用することを特徴とする水溶性スラリー
廃液の再利用システム。 - 【請求項２】 上記分級した有効砥粒と上記抽出した水
溶性クーラント成分を混合して再利用するときに、不足
分を新品砥粒及び新品水溶性クーラントにより補給する
ことを特徴とする請求項１記載の水溶性スラリー廃液の
再利用システム。 - 【請求項３】 上記抽出した水溶性クーラント成分に分
散剤を添加し粘度調整を行うことを特徴とする請求項１
又は２記載の水溶性スラリー廃液の再利用システム。 - 【請求項４】 上記分散剤が無機系分散剤であることを
特徴とする請求項３記載の水溶性スラリー廃液の再利用
システム。 - 【請求項５】 上記（ａ）工程で低粘度化した水溶性ス
ラリー廃液の粘度が３０mPa・s 以下であることを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１項記載の水溶性スラリ
ー廃液の再利用システム。 - 【請求項６】 上記（ａ）工程で低粘度化した水溶性ス
ラリー廃液の粘度が２０〜３０mPa・s であることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の水溶性スラ
リー廃液の再利用システム。 - 【請求項７】 上記（ａ）工程を水溶性スラリー廃液又
は希釈液を添加した希釈水溶性スラリー廃液を４０℃以
上に加温することによって行なうことを特徴とする請求
項１〜６のいずれか１項記載の水溶性スラリー廃液の再
利用システム。 - 【請求項８】 上記（ｂ）工程を液体サイクロンによっ
て行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記
載の水溶性スラリー廃液の再利用システム。 - 【請求項９】 上記（ｃ）工程における廃液から水溶性
クーラント成分を抽出する操作を凝集分離操作によって
行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載
の水溶性スラリー廃液の再利用システム。 - 【請求項１０】 上記凝集分離操作が、（ｃ１）上記浮
遊固体分および液体分からなる廃液に凝集剤を添加する
工程と、（ｃ２）上記凝集剤を添加した廃液から液体分
を濃縮するとともに、凝集フロックを生成させる工程
と、（ｃ３）上記凝集フロックに吸着した浮遊固体分及
び濃縮された液体分からなる廃液を固液分離処理するこ
とによって、水溶性クーラント成分を抽出し、該浮遊固
体分を不要スラッジとして廃棄する工程からなることを
特徴とする請求項９記載の水溶性スラリー廃液の再利用
システム。 - 【請求項１１】 上記（ｃ３）工程における固液分離処
理を遠心分離操作によって行なうことを特徴とする請求
項１０記載の水溶性スラリー廃液の再利用システム。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03356796A JP3249373B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 水溶性スラリー廃液の再利用システム |
| US08/801,927 US6001265A (en) | 1996-02-21 | 1997-02-14 | Recovery of coolant and abrasive grains used in slicing semiconductor wafers |
| TW086101727A TW363914B (en) | 1996-02-21 | 1997-02-14 | Recycling system for water soluble sludge waste |
| DE69700043T DE69700043T2 (de) | 1996-02-21 | 1997-02-18 | Verfahren zur Wiederverwendung von wasserlöslichem Schlammabwasser |
| EP97102600A EP0791385B1 (en) | 1996-02-21 | 1997-02-18 | Method for reusing water soluble slurry waste fluid |
| KR1019970005003A KR100441648B1 (ko) | 1996-02-21 | 1997-02-19 | 수용성슬러리폐액의재이용시스템 |
| MYPI97000633A MY115067A (en) | 1996-02-21 | 1997-02-20 | System for reusing water soluble slurry waste fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03356796A JP3249373B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 水溶性スラリー廃液の再利用システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09225937A JPH09225937A (ja) | 1997-09-02 |
| JP3249373B2 true JP3249373B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=12390133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03356796A Expired - Fee Related JP3249373B2 (ja) | 1996-02-21 | 1996-02-21 | 水溶性スラリー廃液の再利用システム |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6001265A (ja) |
| EP (1) | EP0791385B1 (ja) |
| JP (1) | JP3249373B2 (ja) |
| KR (1) | KR100441648B1 (ja) |
| DE (1) | DE69700043T2 (ja) |
| MY (1) | MY115067A (ja) |
| TW (1) | TW363914B (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3408979B2 (ja) | 1997-12-26 | 2003-05-19 | 株式会社日平トヤマ | スラリ管理システム |
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| JP3389141B2 (ja) * | 1999-04-26 | 2003-03-24 | 株式会社スーパーシリコン研究所 | スライシング用スラリーの評価方法及びスラリー |
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| DE102007048879A1 (de) | 2007-10-11 | 2009-04-16 | Schott Ag | Wiederaufbereitung von fluiden Sägeslurries sowie deren Verwendung zur Herstellung von Wafern mit verbesserten Oberflächen |
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