JPH08197536A

JPH08197536A - 加工廃液再生方法および加工廃液再生装置

Info

Publication number: JPH08197536A
Application number: JP1176295A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yorita; 浩寄田
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】遊離砥粒加工の加工効率の向上に好適な比較
的高い砥粒濃度且つ高粘度の加工廃液の処理が可能で、
構成が比較的簡単な加工廃液再生方法および加工廃液再
生装置を提供する。【構成】加工廃液再生装置１０においては、加工廃液
は、循環ポンプ２８によって循環させられているうちに
その一部が切粉と共に一次フィルタ２６を通して排出さ
れる。この場合において、加工廃液再生装置１０には、
逆洗液タンク９４と、積算流量計１０２を有してその逆
洗液タンク９４を第２室２４に接続する逆洗路１０６と
が備えられて、逆洗液タンク９４内の媒質液により濾過
膜２０の逆洗が行われる一方、廃液路４６には積算流量
計４４が備えられて、一次濾過装置１２から排出された
加工廃液の量と供給される媒質液の量が等しくなるよう
に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、媒質液中に遊離した砥
粒が分散した加工液を用いて加工する遊離砥粒加工によ
って発生する加工廃液の再生方法および再生装置に関す
るものであり、特に、循環経路内の加工廃液の濃度調節
方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェハ等の研磨加工、ワイヤー
ソーによる切断加工等においては、一般にＧＣ，ＷＡ等
の砥粒を灯油，水等の媒質液中に分散させた油性或いは
水性の加工液が用いられる。このような遊離砥粒加工に
おいては、加工液を被加工物表面に供給しながら加工が
為され、その供給された加工液は回収された後に再び被
加工物表面に供給されることにより循環して使用され
る。この加工液は、砥粒を被加工物表面に供給すること
によって加工を好適に進めると同時に、加工によって生
じた被加工物の切粉を洗い流す機能も果たしている。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、上述のように加工
液が循環して使用されていると、その加工液中には切粉
が混入し、その切粉の濃度は加工が進むに従って次第に
高くなる。そして、加工液中の切粉の濃度が加工条件等
によって定められる所定値（例えば、シリコンウェハの
ラップ加工において、#1000 のＧＣ砥粒を1.6kg/リットルの
濃度で用いている場合には、切粉濃度0.5kg/リットル程度）
を越えると、摩擦が増えて温度上昇が生じて加工精度が
低下したり、切粉によって被加工物と砥粒との接触が妨
げられて加工能率が低下するため、その濃度は、常に上
記所定値以下に保たれる必要がある。このため、上記所
定の濃度を越えた加工液は、切粉を除去することにより
再利用するか、或いは切粉を含まない新しい加工液と交
換する必要がある。

【０００４】ところが、上記切粉は砥粒に比較して平均
粒径が1/10程度以下と極めて小さく、除去が困難であっ
た。すなわち、膜濾過によって除去する場合には、砥粒
の平均粒径よりも充分に小さい細孔を備えた膜を用いる
ことにより、砥粒と、切粉を含んだ媒質液とに分離する
ことが可能ではある。しかし、膜に砥粒が堆積してケー
ク層が形成されると切粉が膜を透過せず媒質液のみが透
過するため、充分な切粉の除去を行うには頻繁に濾過膜
を交換する必要があり、しかも、砥粒を再利用するため
に、濾過膜表面に形成されたケークを媒質液中に再び分
散させることが困難であった。また、例えばシリコン等
の切粉はＧＣ等の砥粒に比較して比重が小さく且つ小径
であることから、沈降分離させて上澄みを捨てることに
より除去が可能であるが、このような方法によった場合
でも、沈降した砥粒が固まりとなって加工液中に再び分
散させることが極めて困難であった。

【０００５】したがって、従来は、例えば切粉の濃度が
所定値を越えた場合には、砥粒および切粉を含んだ加工
液の1/3 程度を捨てると共に、砥粒を含み切粉を含まな
い新しい加工液を補給することによって切粉の濃度を低
下させ、数回廃液・補給を繰り返した後に液全量を捨て
て新しい加工液に交換することにより、加工液中の切粉
の濃度を常に前記所定値以下に管理していた。しかしな
がら、この方法では、加工廃液中に含まれる未だ使用可
能な高価な砥粒が多量に廃棄されることとなって加工経
費の増大を招くと共に、このような砥粒や切粉を含む加
工廃液の廃棄処分が環境汚染の原因となるという問題が
あった。

【０００６】そこで、例えば特開平４−３１５５７６号
公報に開示されているように、ラップ加工装置の加工廃
液を液体サイクロンを備えた再生装置に通すことによっ
て、切粉等の微粉と粗粒である砥粒とに分級する技術が
提案されている。この技術によれば、粗粒である砥粒は
遠心力によって液体サイクロン内部の円錐面に沿って下
降させられて下方から懸濁状態で取り出され、切粉等の
微粉はサイクロン中央付近の渦部を上昇して上方から懸
濁状態で取り出される。したがって、加工廃液から切粉
が除去されると共に砥粒が懸濁状態で回収されるため、
加工廃液の再生が可能となるのである。

【０００７】しかしながら、上記公報に開示されている
技術では、加工廃液の砥粒濃度或いは粘度が高くなる
と、遠心力による分級作用が得られなくなるため、高濃
度（例えば50wt％＝0.5kg/リットル以上）或いは高粘度の加
工廃液は分級されないで殆ど等しい切粉・砥粒濃度の加
工廃液が液体サイクロンの下方および上方から取り出さ
れることとなる。ラップ加工等の加工効率は、加工液中
の砥粒濃度が高い程高くなるため、近年の加工において
は一般に前述のように極めて高い砥粒濃度の加工液が使
用されており、また、ラップ加工には50〜100cp 程度の
比較的高粘度の加工液が好適であるが、上記公報に開示
されている技術では、上述のような再生装置の許容濃度
および許容粘度の制限から、ラップ加工に好適な高濃度
且つ高粘度のままで加工廃液の再生処理をすることがで
きないという問題がある。しかも、分級作用が得られる
範囲であっても、砥粒濃度が変動すると分級性能が変動
するため、一定の砥粒回収率と切粉除去率を得るために
は加工廃液の濃度を管理する必要がある。

【０００８】また、上記のような液体サイクロンによる
分級においては、分級精度が低いことから、砥粒の回収
率を高くするためには上記公報の図１に示されるように
液体サイクロンを多段にする必要があり、装置が複雑に
なると共に動力コストが増大することとなる。更に、上
記の砥粒濃度の制限から低濃度の加工廃液が用いられて
比較的効率が低いため、多くの切粉を除去するにはラッ
プ加工等に並行して加工廃液を繰り返し再生装置に通さ
なけらばならず、同図に示されるように再生装置がラッ
プ加工装置等に組み込まれる必要がある。

【０００９】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、遊離砥粒加工の加工効率
の向上に好適な比較的高い砥粒濃度且つ高粘度の加工廃
液の処理が可能で、構成が比較的簡単な加工廃液再生方
法および加工廃液再生装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するため、第１発明の要旨とするところは、砥粒が分散
させられた加工液を用いて加工する遊離砥粒加工からの
加工廃液中の切粉を分離することによってその加工廃液
を再生する方法であって、(a) 前記砥粒の平均粒径より
も充分に小さく且つ前記切粉の平均粒径よりも充分に大
きい細孔を備えたクロスフロー濾過膜によって分離され
た第１室および第２室を有するクロスフロー濾過器のそ
の第１室を通して設けられた循環経路内で前記加工廃液
を循環させる循環工程と、(b) 前記加工廃液を前記クロ
スフロー濾過膜の表面に沿って流通させると同時に、そ
の加工廃液の一部を前記切粉と共にそのクロスフロー濾
過膜を通して前記クロスフロー濾過器の前記第２室側へ
排出して、前記循環経路内で循環させられるその加工廃
液中の切粉量を低減するクロスフロー分離工程と、(c)
砥粒および切粉を含まない媒質液を、少なくとも一部が
前記第２室から前記第１室へ向かう経路を通して、前記
クロスフロー分離工程でその第２室側へ排出された量に
等しい量だけ前記循環経路内へ供給する媒質液供給工程
と、(d) その媒質液供給工程において当初の媒質液量と
された前記循環経路内の加工廃液を、再生加工液として
その循環経路から回収する再生加工液回収工程とを、含
むことにある。

【００１１】

【作用および第１発明の効果】このようにすれば、加工
廃液は砥粒が透過不能且つ切粉が透過可能なクロスフロ
ー濾過膜が用いられる所謂クロスフロー濾過によって処
理されるため、循環工程において循環経路内を循環させ
られている間に、クロスフロー分離工程において加工廃
液の一部が切粉と共にクロスフロー濾過器の第２室側へ
排出されるが、その循環経路内を循環させられている加
工廃液は、媒質液供給工程において、砥粒および切粉を
含まない媒質液がその排出された量だけ循環経路内に供
給されることにより当初と同様の媒質液量とされ、再生
加工液回収工程において懸濁状態で回収される。そのた
め、循環経路内を循環させられている加工廃液は、砥粒
量および媒質液量が当初の量に保たれた状態で、排出さ
れた加工廃液の量に応じて切粉量のみが減少させられて
回収される。したがって、再生加工液は砥粒の量に対す
る切粉の量の比が小さくされ且つ砥粒濃度が当初と同様
とされており、そのまま再び加工液として用いることが
可能である。

【００１２】このとき、クロスフロー濾過においては、
クロスフロー濾過膜の表面に沿って加工廃液が循環させ
られることから、砥粒がクロスフロー濾過膜の面に堆積
することなく懸濁状態のまま維持されるので、循環させ
られる加工廃液が高濃度或いは高粘度でも処理は可能で
あり、前述の液体サイクロンを用いた再生装置のような
濃度および粘度の制限は生じず、加工効率の向上に好適
な高い砥粒濃度且つ高粘度の加工廃液の処理が可能とな
る。しかも、上記の再生方法は、クロスフロー濾過器、
循環経路，媒質液供給装置，および回収装置のみで構成
できるため、比較的簡単な装置構成で実施可能である。

【００１３】すなわち、一般にクロスフロー濾過は、懸
濁液から懸濁粒子が除去された濾液を回収する目的で行
われるものであるが、遊離砥粒加工に用いられた加工廃
液中には、比較的大径の砥粒とその砥粒の1/10程度以下
の小径の切粉が含まれており、その小径の切粉は加工廃
液中に均一に分散している。そのため、上記のような濾
過膜を用いてクロスフロー濾過を行えば、循環させられ
ている加工廃液と排出される加工廃液の切粉濃度は何れ
も同じであり、循環させられている加工廃液は砥粒量が
変化せず、切粉量のみが循環経路内に投入された加工廃
液量に対する排出された加工廃液量の比だけ減じられ
る。例えば、加工廃液の3/4 の量をクロスフロー濾過器
の第２室側へ排出すれば、循環させられる加工廃液中の
切粉の量は1/4 となる。本発明はこの点に着目して為さ
れたものであり、加工廃液中の砥粒と切粉の濃度比が予
め定められた所定値となったときに濾過を終了して、循
環させられている加工廃液を再生加工液として回収する
ことにより、加工廃液中に砥粒が分散した状態で切粉量
のみが減少させられるのである。なお、上述のように一
定切粉濃度の加工廃液が排出されることで加工廃液の再
生が行われることから、上記再生方法による分級性能
（すなわち、砥粒回収率および切粉除去率）は砥粒濃度
の影響を受けない。

【００１４】なお、一般に、遊離砥粒加工においては切
粉の平均粒径は砥粒の平均粒径の 1/5〜1/20程度となる
ことから、クロスフロー濾過膜の細孔の大きさを砥粒の
平均粒径の 1/5〜3/4 程度、更に好適には1/2 程度とす
ることにより、砥粒が透過せず切粉のみが確実に除去さ
れることとなる。また、細孔の大きさを比較的大きくす
れば、加工中に破砕或いは磨滅によって小さくなった砥
粒が同時に除去されることとなり、一層好適な再生加工
液が得られることとなる。

【００１５】また、このようなクロスフロー濾過におい
ては、クロスフロー濾過膜の目詰まりを除去して濾過流
束を確保すると共に切粉の透過を良好とするために、前
記第２室側から第１室側へ砥粒および切粉を含まない媒
質液を透過させる所謂逆洗が適宜行われる必要がある
が、本発明においては、前記媒質液供給工程において少
なくとも一部の媒質液が第２室を介して循環経路へ供給
されることにより、上記逆洗が行われる。すなわち、ク
ロスフロー分離工程において切粉と共に媒質液が透過さ
せられることにより、循環経路内の加工廃液の砥粒濃度
が高くなるため、再生加工液を利用するに際しては、砥
粒および切粉を含まない媒質液を所定の砥粒濃度が得ら
れるように添加する必要があるが、上記のように媒質液
供給工程において媒質液の少なくとも一部を第２室から
第１室へ向かう経路を通して循環経路に供給することに
より、再生加工液の砥粒濃度を所定値にすると同時にク
ロスフロー濾過膜の逆洗を行うことができるのである。

【００１６】しかも、本発明においては、循環経路内を
循環させられている加工廃液を再生加工液として回収す
るものであるため、逆洗を行って砥粒および切粉を含ま
ない媒質液を循環経路内に戻すことは特に問題となら
ず、頻繁に逆洗（すなわち媒質液供給工程）を行って高
い濾過流束を維持することが可能である。なお、この循
環経路へ供給される媒質液は、その全量（すなわち、ク
ロスフロー分離工程において第２室側へ透過させられた
液量に等しい量）が第２室から第１室へ向かう経路を通
して透過させられても良い。

【００１７】因みに、通常のクロスフロー濾過において
は、第２室側へ透過させられた透過液を回収して利用
し、濾過終了後に循環経路内に残存する液は廃液として
処理される。そのため、逆洗を行って透過液を循環経路
内に戻すと、その量が多くなるほど透過液或いは処理時
間の損失となり、上述のように頻繁に逆洗を行って高い
透過流束を維持することは困難であった。

【００１８】ここで、上述の第１発明の他の態様を以下
に説明する。前記加工廃液再生方法は、好適には、(e)
前記クロスフロー分離工程において前記クロスフロー濾
過器の前記第２室側へ排出された切粉を含む加工廃液
を、その切粉の平均粒径よりも充分小さい細孔を備えた
濾過膜によって濾過することにより、砥粒および切粉を
含まない媒質液を前記媒質液供給工程に用いるために回
収する媒質液回収工程を更に含むものである。このよう
にすれば、クロスフロー分離工程において切粉と共に排
出された媒質液が回収されて、媒質液供給工程において
循環経路に供給されることにより、再生加工液に添加さ
れることとなるため、媒質液の無駄が一層低減されて加
工経費が一層低減されると共に、捨てられる加工廃液量
が一層低減される。

【００１９】また、好適には、(f) 前記媒質液供給工程
は、前記クロスフロー濾過器の前記第２室が前記供給さ
れた媒質液で略満たされた後に、前記循環経路内での加
工廃液の循環を停止させるものである。このようにすれ
ば、第２室が媒質液で満たされるまでは第１室を通る循
環経路内を加工廃液が循環させられてその膜面に圧力が
加えられていることから、その状態では第２室から第１
室への媒質液の透過すなわち逆洗が開始されず、第２室
が媒質液で満たされた後に逆洗が開始されることとなる
ため、クロスフロー濾過膜の全面が確実に逆洗されるこ
ととなる。すなわち、通常のクロスフロー濾過装置にお
いては、逆洗をするに際して、加工廃液の循環を停止
（一般には、循環ポンプの停止）した後に第２室側への
媒質液の供給が開始されるが、本発明において用いられ
るクロスフロー濾過膜は、切粉を透過させるために比較
的目開きの大きいものを用いる必要があることから、同
様の手順で逆洗が行われると、第２室内に供給された媒
質液は直ちに第１室側へ透過してクロスフロー濾過膜の
下部のみが先行して逆洗される。そのため、この後上部
まで媒質液が満たされても、先に逆洗された下部の透過
抵抗が小さいことからその下部からの媒質液の透過量が
多くなり、上部の逆洗が十分に行われない可能性があ
る。上記のようにすれば、第２室が媒質液で満たされる
までは逆洗が開始されず、クロスフロー濾過膜の全面が
略同様に逆洗されるのである。

【００２０】

【課題を解決するための第２の手段】また、前記の目的
を達成するための第２発明の要旨とするところは、砥粒
が分散させられた加工液を用いて加工する遊離砥粒加工
からの加工廃液中の切粉を分離することによって該加工
廃液を再生する加工廃液再生装置であって、(g) その加
工廃液を蓄える廃液タンクと、(h) 前記砥粒の平均粒径
よりも充分に小さく且つ前記切粉の平均粒径よりも充分
に大きい細孔を備えたクロスフロー濾過膜によって分離
された第１室および第２室を有するクロスフロー濾過器
と、(i) 前記廃液タンクおよびそのクロスフロー濾過器
の第１室を通る循環経路と、(j) その循環経路内で加工
廃液を循環させることにより、その加工廃液を前記クロ
スフロー濾過膜の表面に沿って流通させると同時に、そ
のクロスフロー濾過膜を通して前記クロスフロー濾過器
の前記第２室側へその加工廃液の一部を前記切粉と共に
排出するクロスフロー濾過を行わせる循環装置と、(k)
砥粒および切粉を含まない媒質液を蓄える媒質液タンク
と、(l) その媒質液タンクと前記クロスフロー濾過器の
前記第２室とを接続する媒質液供給路と、前記循環装置
により前記循環経路からその第２室側へ排出された加工
廃液量とその媒質液タンクからその循環経路内へ供給さ
れた媒質液量とをそれぞれ測定する流量測定装置とを有
して、その媒質液タンク内の媒質液を、少なくとも一部
がその第２室から前記第１室へ向かう経路を通して前記
排出された加工廃液量に等しい量だけその循環経路内へ
供給する媒質液供給装置と、(m) その循環経路内の加工
廃液を再生加工液として回収する再生加工液回収装置と
を、含むことにある。

【００２１】

【作用】このようにすれば、加工廃液再生装置は、加工
廃液が循環させられる循環経路に、砥粒が透過不能且つ
切粉が透過可能なクロスフロー濾過膜が設けられた所謂
クロスフロー濾過装置として構成され、加工廃液は、循
環装置によって循環経路内を循環させられているうち
に、その一部が切粉と共にクロスフロー濾過器を通して
排出される。この場合において、クロスフロー濾過装置
には、砥粒および切粉を含まない媒質液を蓄える媒質液
タンクと、媒質液供給路および流量測定装置を有して少
なくとも一部が第２室から第１室へ向かう経路で排出さ
れた加工廃液量に等しい量だけ媒質液タンク内の媒質液
を循環経路内へ供給する加工液供給装置が備えられてい
るため、その加工液供給装置により適宜媒質液を循環経
路内へ供給することにより、クロスフロー濾過膜の逆洗
が行われると同時に、循環経路内の加工廃液の媒質液量
が略一定に維持され、その加工廃液が再生加工液回収装
置により回収される。

【００２２】

【第２発明の効果】このため、前記の第１発明の場合と
同様に、回収された再生加工液は、含まれている媒質液
および砥粒の量は変わらないが、切粉の量が濾過器を通
して排出された加工廃液の量に応じて減少させられる。
したがって、この再生加工液は砥粒の量に対する切粉の
量の比が小さくされ且つ砥粒濃度が当初と同様とされて
おり、そのまま再び遊離砥粒加工に使用することが可能
である。なお、再生加工液回収装置は、例えば循環経路
内に開閉弁を有する回収路を設けることで備えられ、そ
の開閉弁を開けることによって再生加工液が回収され
る。

【００２３】ここで、上述の第２発明の他の態様を以下
に説明する。前記加工廃液再生装置は、好適には、(n)
前記クロスフロー濾過器は、前記第２室の最下部が前記
第１室の最下部および前記廃液タンク内に蓄えられてい
る加工廃液の液面以上の高さに位置させられているもの
である。このようにすれば、媒質液供給装置により媒質
液タンクから循環経路にクロスフロー濾過器の第２室を
通して供給された媒質液は、全て第１室および廃液タン
クを含む循環経路内へ戻される。そのため、その後再び
循環装置により加工廃液が循環経路内を循環させられて
その一部が切粉と共に第２室側へ排出される際には、そ
の第２室には媒質液タンクから供給された媒質液は残っ
ておらず、切粉を含む加工廃液と共に排出されない。し
たがって、媒質液供給装置により供給された媒質液は全
て循環経路内に取り込まれ、その循環経路内の媒質液量
が略一定に維持されることとなる。

【００２４】また、好適には、(o) 前記クロスフロー濾
過器は、その最上部が前記媒質液タンク内に蓄えられた
媒質液の液面よりも下側に位置させられているものであ
る。このようにすれば、媒質液タンク内の媒質液の液面
がクロスフロー濾過器の最上部よりも上側に位置させら
れているため、その媒質液は、水頭差によりクロスフロ
ー濾過器の最上部にまで供給される。したがって、クロ
スフロー濾過膜の逆洗をするに際して、媒質液供給路に
ポンプ等の送液装置を何等設ける必要がなく、簡単な装
置構成でクロスフロー濾過膜の全面を容易に逆洗するこ
とができる。

【００２５】また、好適には、前記加工廃液再生装置
は、(p) 前記クロスフロー濾過器の前記第２室側へ排出
される加工廃液を、前記切粉の平均粒径よりも充分小さ
い細孔を備えた濾過膜によって濾過することにより、砥
粒および切粉を含まない媒質液を回収して前記媒質液タ
ンクに供給する媒質液回収装置を更に含むものである。
このようにすれば、クロスフロー濾過器の第２室側へ排
出された加工廃液に含まれる媒質液が、媒質液供給装置
により循環経路内に供給される媒質液として用いられる
こととなるため、廃棄処理される媒質液量が減じられて
遊離砥粒加工の加工コストが低減されると共に、廃液量
が減じられて環境に対する影響が低減される。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。

【００２７】図１は本発明の加工廃液再生装置および再
生方法の原理を示す機能ブロック線図である。砥粒およ
び切粉が分散した加工廃液は、一次濾過装置において切
粉濃度が低くされた再生加工液と、砥粒を含まない加工
廃液とに分離される。この再生加工液は、ラップ加工等
の遊離砥粒加工に再び使用される。一方、砥粒を含まな
い加工廃液は、二次濾過装置において切粉濃度が高くさ
れた濃縮廃液と、砥粒および切粉を含まない媒質液とに
分離される。この濃縮廃液は廃棄処理されるが、回収さ
れた媒質液は媒質液タンクに蓄えられた後一次濾過装置
に供給され、濾過膜の逆洗および循環経路内の加工廃液
の濃度調整が行われる。この媒質液タンクから一次濾過
装置への媒質液の供給量は、流量測定装置により一次濾
過装置から排出される加工廃液量および媒質液タンクか
ら供給される媒質液量がそれぞれ測定されることによ
り、排出された加工廃液量と等量とされる。なお、加工
廃液再生装置内の媒質液は濃縮廃液中に含まれる量だけ
減じられることとなるため、適宜媒質液タンクに新しい
媒質液が供給されてその減少量が補われる。以下、上記
の一次濾過装置および二次濾過装置を備えた加工廃液再
生装置の一例について詳述する。

【００２８】図２は、加工廃液再生装置１０の一例の構
成を示す図である。この加工廃液再生装置は、加工廃液
から切粉を分離することにより砥粒を含む再生加工液を
回収する一次濾過装置１２と、一次濾過装置１２から排
出された砥粒を含まない加工廃液を濃縮すると共に媒質
液を回収する、媒質液回収装置としての二次濾過装置１
４と、その二次濾過装置１４により回収された媒質液を
蓄えると共に一次濾過装置１２に砥粒および切粉を含ま
ない媒質液を供給する媒質液供給装置１６とから構成さ
れている。なお、図においては、上側が実際の装置にお
ける鉛直方向上方に、下側が鉛直方向下方にそれぞれ対
応する。

【００２９】一次濾過装置１２は、例えば図示しないラ
ップ加工装置等において発生した加工廃液を蓄える第１
廃液タンク１８と、濾過膜２０によって分離された第１
室２２および第２室２４を有する一次フィルタ２６と、
循環ポンプ２８、圧力計３０および開閉弁３２を備えて
第１廃液タンク１８と一次フィルタ２６の第１室２２の
入口とを接続する第１供給路３４と、圧力計３６および
開閉弁３８を備えて第１廃液タンク１８と一次フィルタ
２６の第１室２２の出口とを接続する第１戻し路４０
と、一次フィルタ２６の第２室２４の最下部に接続され
て開閉弁４２と積算流量計４４とを有する廃液路４６
と、開閉弁４８を備えて第２室２４の最上部を第１廃液
タンク１８に接続するバイパス路５０と、第１廃液タン
ク１８と循環ポンプ２８との間において第１供給路３４
に接続されて開閉弁５２を備える回収路５４とを備えて
いる。本実施例においては、上記第１廃液タンク１８が
廃液タンクに、一次フィルタ２６がクロスフロー濾過器
に、濾過膜２０がクロスフロー濾過膜に、循環ポンプ２
８が循環装置に、第１供給路３４および第１戻し路４０
が循環経路に、開閉弁５２および回収路５４が再生加工
液回収装置にそれぞれ相当する。

【００３０】一方、二次濾過装置１４は、上記廃液路４
６から供給された砥粒を含まない加工廃液を蓄える第２
廃液タンク５６と、濾過膜５８によって分離された第１
室６０および第２室６２を有する二次フィルタ６４と、
循環ポンプ６６、圧力計６８および開閉弁７０を備えて
第２廃液タンク５６と二次フィルタ６４の第１室６０の
入口とを接続する第２供給路７２と、圧力計７４および
開閉弁７６を備えて第２廃液タンク５６と二次フィルタ
６４の第１室６０の出口とを接続する第２戻し路７８
と、開閉弁８０を有して第２廃液タンク５６に接続され
た排出路８２と、開閉弁８４を備えて二次フィルタ６４
の第２室６２に接続された濾液路８６と、濾液路８６か
ら供給された濾液すなわち砥粒および切粉を含まない媒
質液を蓄える濾液タンク８８と、送液ポンプ９０と開閉
弁９２とを有して濾液タンク８８と媒質液タンク９４と
接続する濾液供給路９６と、開閉弁９８を有して二次フ
ィルタ６４と開閉弁８４との間で濾液路８６に接続され
る一方、送液ポンプ９０と開閉弁９２との間で濾液供給
路９６に接続されている逆洗路１００とを備えている。
本実施例においては、上記二次フィルタ６４が濾過器
に、第２供給路７２および第２戻し路７８が第２循環経
路に、開閉弁８０および排出路８２が濃縮廃液排出装置
にそれぞれ相当する。

【００３１】また、媒質液供給装置１６は、前記逆洗液
タンク９４と、積算流量計１０２と開閉弁１０４とを有
して、一次フィルタ２６と開閉弁４２との間の位置にお
いてその逆洗液タンク９４を廃液路４６に接続する逆洗
路１０６とを備えている。本実施例においては、逆洗液
タンク９４が媒質液タンクに、逆洗路１０６が媒質液供
給路に、積算流量計４４，１０２が流量測定装置にそれ
ぞれ相当し、逆洗液タンク９４，開閉弁１０４，逆洗路
１０６，および積算流量計４４，１０２により媒質液供
給装置が構成されている。なお、図において１０８は第
１廃液タンク１８内の加工廃液を攪拌するための攪拌機
である。

【００３２】前記一次フィルタ２６は、図３に示される
ように、例えば単層のステンレスメッシュから成る濾過
膜２０，２０をそれぞれ対向する一面に備えた２枚の例
えばステンレス製のパンチングメタル１１０，１１０
が、例えばその側端部において２枚のステンレス板１１
２，１１２によって10mm程度の間隔をもって互いに接続
されることにより形成される矩形断面の前記第１室２２
を備える角筒状体と、その角筒状体の外周面を覆うこと
により前記第２室２４を形成するケース１１４とから構
成されている。なお、上記濾過膜２０を構成するステン
レスメッシュの目開きは、再生処理する加工廃液中に含
まれる砥粒の平均粒径に合わせて適宜設定されるもので
あり、その砥粒の大きさよりも十分小さく且つ切粉の大
きさよりも十分大きくなるように定められる。

【００３３】一次フィルタ２６の第１室２２および第２
室２４は、濾過膜２０，２０の目開きおよびパンチング
メタル１１０，１１０の穴１１６のみによって連通させ
られており、前記第１供給路３４は、第１室２２の開口
部１１８に接続され、前記第１戻し路４０は、開口部１
１８の反対側に設けられている図示しない同形の開口部
に接続されている。また、ケース１１４には、前記廃液
路４６および逆洗路１０６が接続される接続孔１２０が
開口１１８側の端部に設けられると共に、前記バイパス
路５０に接続される接続孔１２２が接続孔１２０とは反
対側の端部に設けられている。この一次フィルタ２４
は、図２に示されるように接続孔１２０側の端部が下側
に、接続孔１２２側の端部が上側に位置する状態で、循
環経路が鉛直方向上方に向かうように立設されている。
すなわち、濾過膜２０が鉛直に立設され、第１室２２と
第２室２４の最下部が同じ高さに位置させられている。
また、図に示されるように、一次フィルタ２４の最下部
は、第１廃液タンク１８内の加工廃液の液面よりも少な
くとも高さＨ₁だけ上方に位置させられ、最上部は逆洗
液タンク９４内の加工液の液面よりも少なくとも高さＨ
₂だけ下方に位置させられている。なお、図示はしない
が、図において上側に位置する第２室２４にも、両端部
に接続孔１２０，１２２と同様な接続孔が設けられて廃
液路４６，バイパス路５０等に接続されている。また、
上記の図３において各部の寸法は必ずしも正確な比で描
かれたものではない。

【００３４】また、前記二次フィルタ６４は、例えば多
孔質のアルミナセラミックスから成る円柱状の基体の軸
方向に沿って、前記濾過膜５８を内壁面に備えた多数の
貫通孔が設けられたセラミックフィルタが、上記貫通孔
の一端が第２供給路７２に接続され、他端が第２戻し路
７８に接続されて構成されたものである。なお、上記濾
過膜５８の細孔の大きさは、加工条件によって変動する
切粉の平均粒径に応じて、その切粉の平均粒径よりも十
分小さい値となるように適宜設定される。

【００３５】なお、前記開閉弁４２，４８，１０４は、
何れもモータ駆動弁であり、循環ポンプ２８と共に制御
装置１２４により運転制御されるものである。また、積
算流量計４４，１０２も制御装置１２４に接続されてお
り、制御装置１２４に流量信号を送る一方、制御装置１
２４からの信号に信号によって積算流量がリセットされ
る。

【００３６】以下、上記のように構成された加工廃液再
生装置１０による加工廃液の再生を、上記制御装置１２
４の作動に基づき、図４に示すタイムチャートを参照し
つつ説明する。

【００３７】本実施例に用いられる加工廃液は、例えば
灯油系ラップ液（以下、媒質液という）中に #1000（平
均粒径10μm 程度）のＧＣ等の砥粒が1.6kg/リットルの濃度
となるように分散された加工液が、例えばシリコンウェ
ハのラップ加工等の遊離砥粒加工に用いられたものであ
る。上記加工廃液中には、例えば平均粒径 1.0μm 程度
のシリコンの切粉が、加工品質や加工能率を劣化させる
濃度、例えば0.5kg/リットル程度の濃度で含まれている。一
方、濾過膜２０には公称濾過精度 5μm 程度の細孔を有
する（すなわち、目開きが 5μm 程度の）所謂あやたた
み織りのステンレスメッシュが用いられ、濾過膜５８に
は 0.2μm 程度の細孔を有するものが用いられる。上記
濾過膜２０の目開きは、砥粒の平均粒径が10μm 程度で
あることから、その1/2 程度の大きさとなるように選択
されたものであり、上記濾過膜５８の細孔の大きさは、
切粉の平均粒径が 1μm 程度であることから、それより
も充分に小さくなるように選択されたものである。

【００３８】先ず、上記加工廃液を第１廃液タンク１８
内に投入すると共に、逆洗液タンク９４内に砥粒および
切粉を含まない媒質液を十分に投入する。そして、時刻
ｔ₀において、開閉弁３２，３８を開けると共に循環ポ
ンプ２８を運転させると、制御装置１２４の作動により
開閉弁４２が開けられ、逆洗路１０６の開閉弁１０４は
閉じられた状態で積算流量計４４，１０２が何れもリセ
ットされる。これにより、第１廃液タンク１８に蓄えら
れた加工廃液は、第１供給路３４、一次フィルタ２６、
第１戻し路４０を通る循環経路内で循環させられ、一次
フィルタ２６の濾過膜２０の表面に沿って流通させられ
る。

【００３９】なお、このとき、回収路５４の開閉弁５２
およびバイパス路５０の開閉弁４８は閉じられている。
また、上記開閉弁３２，３８の開弁量は、例えば濾過圧
力（すなわち、第１供給路３４および第１戻し路４０に
おける加工廃液の圧力の平均値）が加工廃液の濃度によ
って定められる適切な値、一般に 0.5〜2.0 kg/cm²（例
えば 1.0kg/cm²）程度、循環経路内の流速が 1.0〜3.0m
/s（例えば2.0m/s）程度となるように設定される。な
お、上記の開閉弁３２，３８，５２も制御装置１２４に
よって開閉制御されても良い。また、循環ポンプ２８の
吐出圧力、吐出量をインバータにより制御することによ
って、濾過圧力、循環経路内の流速を制御しても良い。

【００４０】加工廃液は循環させられるうち、その一部
が一次フィルタ２６の濾過膜２０を通って廃液路４６に
排出され、積算流量計４４によって二次濾過装置１４に
排出される液量が測定される。この廃液路４６に排出さ
れる加工廃液は、濾過膜２０の目開きが砥粒よりも充分
に小さく且つ切粉よりも充分に大きい 5μm 程度とされ
ているため、砥粒を含まず切粉のみを含んでいる。すな
わち、加工廃液は切粉が分散させられている状態で廃液
路４６に透過させられ、透過させられた加工廃液の切粉
濃度は、循環させられている加工廃液の切粉濃度と常に
等しいこととなる。

【００４１】このため、第１供給路３４を通って循環さ
せられている加工廃液は、図５に示されるように、ｔ₀
〜ｔ₁の間では、一定の切粉濃度の加工廃液が排出され
ることによって、切粉の濃度は変わらないが砥粒の濃度
が次第に高くされ、言い換えると、砥粒量は変わらず切
粉量のみが減少させられている。本実施例においては、
上記の開閉弁５２，１０４が閉じられた状態で加工廃液
が循環させられる工程が循環工程に相当し、この循環工
程において加工廃液が廃液路４６から排出される工程が
クロスフロー分離工程に相当する。

【００４２】このようにして、循環させられている加工
廃液の一部が廃液路４６に排出されて、積算流量計４４
により測定された積算流量が予め定められた所定値（例
えば、第１廃液タンク１８内に投入された加工廃液量の
3〜20 vol％）に達すると、時刻ｔ₁において、積算流
量計４４のカウントアップを示す信号Ｓ_cu1が制御装置
１２４に送られる。制御装置１２４は、信号Ｓ_cu1を受
けるとモータ駆動弁である開閉弁４２を閉弁方向に駆動
し、時刻ｔ₂において開閉弁４２が閉弁状態となったこ
とを検出すると、次いで開閉弁４８，１０４を開弁方向
に駆動する。これにより、廃液路４６に代わって逆洗路
１０６が一次フィルタ２６の第２室２４へ実質的に接続
されることとなる。なお、開閉弁４２が閉じた後に開閉
弁１０４を開けるのは、逆洗液タンク９４内の媒質液が
廃液路４６に流入することによる濾過効率の低下を抑制
するためである。

【００４３】逆洗液タンク９４内の媒質液の液面は、一
次フィルタ２６の上端部よりもＨ₂だけ高くされている
ことから、上記接続の切換により、一次フィルタ２６の
第２室２４には逆洗路１０６を通って逆洗液タンク９４
内の媒質液が供給される。このとき、循環ポンプ２８は
未だ停止されておらず、第１室２２が加工廃液で満たさ
れていることから、第２室２４に供給された媒質液はそ
の内部に蓄えられていく。なお、逆洗路１０６を通った
媒質液量は、積算流量計１０２により積算流量が測定さ
れる。

【００４４】そして、例えば制御装置１２４が、内部に
備えられているタイマ等により、所定の遅れ時間が経過
したことを検出すると、その制御装置１２４の制御に従
って時刻ｔ₃において循環ポンプ２８が停止されること
により第１室２２内が空になり、第２室２４側から第１
室２２側に媒質液が透過させられる所謂逆洗が開始され
る。上記所定の遅れ時間（ｔ₃−ｔ₂）は、第２室２４
内が完全に加工液で満たされるために十分な長さに設定
される。そのため、逆洗液タンク９４から第２室２４に
供給された媒質液は、第２室２４に設けられている接続
孔１２２を通してバイパス路５０に排出され、第１廃液
タンク１８に送られることとなる。なお、逆洗路１０６
の流路径は、第２室２４への媒質液の供給速度が濾過膜
２０の透過速度よりも十分大きくなるように設定されて
いるため、ｔ₃以降の逆洗中においても、逆洗液タンク
９４から供給される媒質液量が濾過膜２０の透過速度に
比較して過剰となり、第２室２４は媒質液で常に満たさ
れると共に、その過剰分の媒質液は上記バイパス路５０
を通って循環経路内に供給される。なお、上記接続孔１
２２，バイパス路５０は、第２室２４に媒質液が供給さ
れる際に、その供給が容易に行われるようにするための
空気抜きの機能も果している。

【００４５】その後、時刻ｔ₄において、積算流量計１
０２により測定された積算流量が、積算流量計４４と同
じ値に設定された設定値に達すると、カウントアップ信
号Ｓ _cu2が制御装置１２４に送られ、その制御装置１２
４により、開閉弁４８，１０４が閉弁方向に駆動され、
時刻ｔ₅において完全に閉弁させられる。そして、制御
装置１２４が時刻ｔ₄から予め定められた所定時間経過
したことを検出すると、時刻ｔ₆において、積算流量計
４４，１０２をリセットし、循環ポンプ２８を再び運転
させると同時に開閉弁４２を開弁させ、時刻ｔ₇以降は
時刻ｔ₀〜ｔ₆の作動と同様の作動が繰り返されて濾過
が行われる。上記所定時間は、開閉弁１０４が完全に閉
弁動作を終え、第２室２４に満たされた媒質液が完全に
第１室２２側に透過する長さとされる。なお、本実施例
においては、開閉弁４２を閉じ、開閉弁１０４を開けた
状態で循環ポンプ２８を停止させる工程（時刻ｔ₃〜ｔ
₅）が媒質液供給工程に相当する。

【００４６】上記の作動が繰り返して行われた後、運転
開始からの経過時間が予め定められた所定時間に到達す
ると、制御装置１２４により循環ポンプ２８が停止させ
られる。前記図５は以上の作動の繰り返しにより加工廃
液の再生が行われる際の砥粒および切粉の濃度変化を示
すものであり、ｔ₀〜ｔ₁のクロスフロー分離工程にお
いて濾過が行われている間は加工液が排出されることに
より切粉濃度が維持された状態で砥粒濃度が次第に高く
なるが、ｔ₁〜ｔ₇の加工液供給工程において加工液が
供給されることにより、砥粒濃度が当初の値に復帰させ
られると共に、排出された加工廃液の量に応じて切粉濃
度が低くされる。そして、開閉弁５２を開弁することに
より、回収路５４から切粉濃度が低くされた加工廃液す
なわち再生加工液が回収される。なお、上記の所定時間
は、上記作動の繰り返しにより循環経路内の加工廃液の
切粉濃度が希望する所定値に低下する時間に設定され
る。また、本実施例においては、上記の開閉弁５２を開
けて再生加工液を回収する工程が再生加工液回収工程に
相当する。

【００４７】一方、廃液路４６から排出された加工廃液
は、二次濾過装置１４の第２廃液タンク５６に蓄えられ
る。二次濾過装置１４では、開閉弁７０，７６，８４が
開けられ、開閉弁８０，９８が閉じられた状態で、循環
ポンプ９０によって加工廃液が第２供給路７２、二次フ
ィルタ６４、および第２戻し路７８を通る第２循環経路
内で循環させられ、二次フィルタ６４の濾過膜５８の表
面に沿って流通させられる。加工廃液は、この第２循環
経路内で循環させられるうち、砥粒および切粉を含まな
い媒質液のみが二次フィルタ６４の濾過膜５８を透過さ
せられて濾液路８６を通って濾液タンク８８に回収さ
れ、第２循環経路内を循環させられる加工廃液は、次第
に切粉濃度が高くされることとなる。

【００４８】そして、この加工廃液中の切粉濃度が予め
定められた所定値（一般には、濾過効率が予め定められ
た値よりも低下する値。媒質液の粘度や切粉の大きさに
もよるが、例えば、切粉濃度1.1kg/リットル程度。）になる
と、循環ポンプ９０が停止させられると共に開閉弁８０
が開けられて、切粉濃度が高くされた加工廃液すなわち
濃縮廃液が排出路８２から排出される。本実施例におい
ては、二次濾過装置１４において開閉弁８０，９８が閉
じられた状態で加工廃液が循環させられる工程が、媒質
液回収工程に相当する。なお、上記切粉濃度の検出は、
例えば、第２廃液タンク５６内に比重計を備えてこれに
より測定する他、液量計を第２廃液タンク５６内に備え
て循環させられている加工廃液の量を測定し、或いは濾
液路８６へ取り出された媒質液の量を測定すること等に
よって、間接的に行われても良い。また、予め定められ
た所定時間経過の後、濃縮廃液を排出するようにしても
良い。

【００４９】上記のように濾液タンク８８に回収された
媒質液は、砥粒および切粉を含まないものであり、開閉
弁９２が開けられた状態で送液ポンプ９０が作動させら
れることにより、濾液供給路９６を通って逆洗液タンク
９４に送られる。このため、逆洗路１０６を通って第２
室２４に供給される媒質液には、廃液路４６を通って排
出された加工廃液から分離された媒質液が含まれること
となる。

【００５０】ここで、本実施例によれば、加工廃液再生
装置１０は、第１供給路３４，砥粒が透過不能且つ切粉
が透過可能な濾過膜２０を有する一次フィルタ２６，お
よび第１戻し路４０を備えたクロスフロー濾過装置であ
るため、加工廃液は、循環ポンプ２８によって循環させ
られているうちに、その一部が切粉と共に一次フィルタ
２６を通して排出される。この場合において、加工廃液
再生装置１０には、砥粒および切粉を含まない媒質液を
蓄える逆洗液タンク９４と、積算流量計１０２を有して
その逆洗液タンク９４を一次フィルタ２６の第２室２４
に接続する逆洗路１０６とが備えられて、逆洗液タンク
９４内の媒質液により濾過膜２０の逆洗が行われる一
方、廃液路４６には積算流量計４４が備えられて、一次
濾過装置１２から排出された加工廃液の量と供給される
媒質液の量が等しくなるように制御されることから、一
次濾過装置１２の循環経路内の加工廃液は、媒質液量が
略一定に維持された状態で再生加工液として回収路５４
から回収される。

【００５１】このため、回収された再生加工液は、含ま
れている媒質液および砥粒の量は変わらないが、切粉の
量が一次フィルタ２６を通して排出された加工廃液の量
に応じて減少させられる。したがって、この再生加工液
は砥粒の量に対する切粉の量の比が小さくされ且つ砥粒
濃度が当初と同様とされており、そのまま再び遊離砥粒
加工に使用することが可能である。すなわち、本実施例
によれば、前述のように比較的簡単な構成の一次濾過装
置１２および加工液供給装置１６によって、加工廃液中
の砥粒濃度が維持されたまま切粉量が少なくされると共
に、砥粒が懸濁液の状態で回収されて再生加工液が得ら
れるため、使用可能な砥粒が廃棄されることなく有効に
利用され、且つ得られた再生加工液をそのまま用いるこ
とができることとなる。したがって、遊離砥粒加工にお
ける砥粒の無駄がなくなり、加工コストが低減される。

【００５２】しかも、一般に、クロスフロー濾過におい
ては、濾過膜２０の目詰まりを除去して濾過流束を確保
すると共に切粉の透過を良好とするために、第２室２４
側から第１室２２側へ砥粒および切粉を含まない媒質液
を透過させる所謂逆洗が適宜行われる必要があるが、本
実施例においては、媒質液供給工程において逆洗液タン
ク９４内の媒質液が第２室２４へ供給されることにより
逆洗が行われる。すなわち、ｔ₀〜ｔ₁のクロスフロー
分離工程において切粉と共に媒質液が透過させられるこ
とにより、循環経路内の加工廃液の砥粒濃度が高くなる
ため、再生加工液を利用するに際しては、砥粒および切
粉を含まない媒質液を所定の砥粒濃度が得られるように
添加する必要があるが、上記のように媒質液供給工程に
おいて媒質液を第２室２４を介して循環経路内に供給す
ることにより、再生加工液の砥粒濃度を所定値にすると
同時に濾過膜２０の逆洗を行うことができるのである。

【００５３】しかも、本実施例においては、循環経路内
を循環させられている加工廃液を再生加工液として回収
するものであるため、一般のクロスフロー濾過における
逆洗とは異なり、逆洗を行って砥粒および切粉を含まな
い媒質液を循環経路内に戻すことは特に問題とならず、
頻繁に逆洗（すなわち媒質液供給工程）を行って高い濾
過流束を維持することが可能である。

【００５４】また、本実施例においては、バイパス路５
０が備えられているため、前述のように逆洗中におい
て、透過速度に比較して過剰となる逆洗液タンク９４か
ら供給される媒質液は、そのバイパス路５０を通って循
環経路内に供給される。本実施例の一次濾過装置１２に
おいては、濾過膜２０の逆洗に必要な媒質液の量は 1〜
10cm³/cm²程度に過ぎないが、一方、循環経路内に供給
すべき媒質液量はクロスフロー分離工程において排出さ
れた量により決定される。逆洗に必要な量以上の媒質液
を供給する必要がある場合に、全量を濾過膜２０を通し
て供給すると比較的多くの時間を要することとなるが、
本実施例のようにバイパス路５０が備えられている場合
には、過剰の媒質液が濾過膜２０を経由せずに循環経路
内に供給されることから、媒質液供給工程に必要な時間
が減じられることとなる。

【００５５】また、本実施例によれば、廃液路４６に排
出された砥粒を含まない加工廃液が、切粉の平均粒径よ
りも充分小さい細孔を備えた濾過膜５８を有する二次濾
過装置１４により濾過されることにより、その加工廃液
から砥粒および切粉を含まない媒質液（上述の例におい
ては灯油系ラップ液）の大部分が回収され、逆洗液タン
ク９４に送られて媒質液供給工程に利用されるため、ク
ロスフロー分離工程において切粉と共に排出された媒質
液が回収・利用されて、媒質液の無駄が一層低減されて
加工経費が一層低減されると共に、捨てられる加工廃液
量が一層低減され、処理も容易となる。なお、二次濾過
装置１４においては、媒質液の一部が切粉と共に廃棄さ
れることとなるが、加工廃液は切粉濃度が例えば1.1kg/
リットル程度となるまで濃縮されるため、廃棄される媒質液
は僅かな量に過ぎず、この廃棄処理により不足となる媒
質液は別途逆洗タンク９４に供給される。

【００５６】また、媒質液供給工程においては、一次フ
ィルタ２６の第２室２４が逆洗液タンク９４から供給さ
れた媒質液で満たされた後に、循環ポンプ２８が停止さ
せられて循環経路内での加工廃液の循環が停止されるた
め、第２室２４が媒質液で満たされるまでは第１室２２
を通る循環経路内を加工廃液が循環させられてその膜面
に圧力が加えられている。そのため、その状態では第２
室２４から第１室２２への媒質液の透過すなわち逆洗が
開始されず、第２室２４が媒質液で満たされた後に循環
ポンプ２８が停止させられると逆洗が開始される。これ
により、濾過膜２０の全面が確実に逆洗される。

【００５７】すなわち、通常のクロスフロー濾過装置に
おいては、逆洗をするに際して、加工廃液の循環を停止
（一般には、循環ポンプを停止）した後に第２室２４側
への媒質液の供給が開始されるが、一次濾過装置１２に
おいて用いられる濾過膜２０は、切粉を透過させるため
に比較的目開きの大きいものを用いる必要があることか
ら、同様の手順で逆洗が行われると、第２室２４内に供
給された媒質液は直ちに第１室２２側へ透過して下部の
みが先行して逆洗される。そのため、この後上部まで媒
質液が満たされても、先に逆洗された下部の透過抵抗が
小さいことからその下部からの媒質液の透過量が多くな
り、上部の逆洗が十分に行われない可能性がある。本実
施例のようにすれば、第２室２４が媒質液で満たされる
までは逆洗が開始されず、濾過膜２０の全面が略同様に
逆洗されるのである。

【００５８】また、本実施例によれば、一次フィルタ２
６は、循環経路が鉛直方向上方に向かうように立設され
ており、その最下部が第１廃液タンク１８内に蓄えられ
ている加工廃液の液面よりも高さＨ₁だけ上側に位置さ
せられている。すなわち、第２室２４の最下部が、第１
室２２の最下部および第１廃液タンク１８内の加工廃液
の液面以上の高さに位置させられている。そのため、媒
質液供給装置により逆洗液タンク９４から第２室２４に
所定量の媒質液が供給された後には、一次フィルタ２６
の第１室２２および第２室２４内の媒質液は全て第１廃
液タンク１８および循環経路内へ戻され、その後再び循
環ポンプ２８により加工廃液が循環経路内を循環させら
れてその一部が切粉と共に第２室２４側へ排出される際
には、その第２室２４には逆洗液タンク９４から供給さ
れた媒質液は残っておらず、切粉を含む加工廃液と共に
廃液路４６に排出されない。したがって、媒質液供給装
置により供給された媒質液は全て循環経路内に取り込ま
れ、その循環経路内の媒質液量が略一定に維持されるこ
ととなる。

【００５９】また、一次フィルタ２６は、その最上部が
逆洗液タンク９４内に蓄えられた媒質液の液面よりも高
さＨ₂だけ下側に位置させられているため、その媒質液
は、水頭差Ｈ₂により一次フィルタ２６の最上部にまで
供給される。したがって、濾過膜２０の逆洗をするに際
して、逆洗路１０６にポンプ等の送液装置を何等設ける
必要がなく、簡単な装置構成で濾過膜２０の全面を容易
に逆洗することができる。なお、逆洗に必要な上記水頭
差Ｈ₂は、供給する媒質液の粘度により変化するが、一
般に数十cm程度で十分である。例えば、実施例の条件で
は、25cm程度で良い。

【００６０】しかも、クロスフロー濾過によれば、加工
廃液の濃度および粘度は循環経路内で循環可能な範囲で
あれば濾過が可能であるため、遊離砥粒加工の加工効率
を向上させるために好適な濃度および粘度、すなわち上
述の再生処理例のような比較的高濃度および高粘度の加
工廃液の処理が可能である。これに対して、例えば前記
の特開平４−３１５５７６号公報に開示されているよう
な液体サイクロンを用いた再生装置では、遠心力による
分級作用が得られる比較的低濃度且つ低粘度の加工廃液
しか処理ができなかったのである。

【００６１】なお、濾過膜２０の目開きは砥粒径の1/2
程度とされているため、遊離砥粒加工において破砕或い
は磨滅して小径となった砥粒は切粉と共に排出されるこ
ととなり、遊離砥粒加工に一層好適な再生加工液が回収
される。

【００６２】また、一次濾過装置１２に用いられている
一次フィルタ２６の濾過膜２０は、単層のステンレスメ
ッシュから構成されているため、加工廃液中の砥粒や加
工廃液と共に濾過膜２０を透過する切粉がその濾過膜２
０内に蓄積され難く、しかも、逆洗液タンク９４から媒
質液が供給される媒質液供給工程において逆洗が行われ
ることにより蓄積された砥粒や切粉が容易に除去され
る。そのため、濾過膜２０が目詰まりし難く、濾過膜２
０を交換しなくとも、廃液路４６には長期間に亘って循
環経路内を循環させられる加工廃液と同じ切粉濃度の加
工廃液が排出されることとなる。これに対して、例え
ば、濾過膜２０に比較的厚さのある膜、例えば二次フィ
ルタ６４に用いられている濾過膜５８のようなセラミッ
クフィルタや、積層焼結金網フィルタ等が用いられた場
合には、膜内部に切粉が蓄積されて徐々に切粉が透過し
なくなるため、頻繁に濾過膜２０を交換しないと切粉濃
度が充分に低くされないのである。

【００６３】また、二次濾過装置１４も切粉の平均粒子
径よりも十分小さい細孔を備えた濾過膜５８によって行
うクロスフロー濾過とされているため、濾過膜５８にセ
ラミックフィルタ等が用いられている場合にも、切粉に
よるその濾過膜５８の目詰まりが発生し難く、濾過膜５
８を交換することなく長時間に亘って効率よく濾過が行
われる。

【００６４】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において、前述の実施例と共通する部
分は同一の符号を付して説明を省略する。

【００６５】図６は、バイパス路５０の接続方法が異な
るものとされた場合の要部を示す図である。この実施例
においては、バイパス路５０は、一次フィルタ２６の第
２室２４に接続される代わりに、廃液路４６（逆洗路１
０６）に直接接続されている。このようにしても、逆洗
液タンク９４から第２室２４に向かって供給される媒質
液のうちの過剰分は、バイパス路５０を通って第１廃液
タンク１８に送られることとなるため、前述の実施例と
同様に逆洗が行われると共に、供給過剰の媒質液は濾過
膜２０を経由せず直接循環経路内に供給されて、媒質液
供給工程に必要な時間が比較的短くされる。すなわち、
逆洗液タンク９４から循環経路内への媒質液の供給は、
必ずしも全量が第２室２４を介する経路で行われなくと
も良く、逆洗に必要なその一部のみが第２室２４を介す
る経路で供給されれば良いのである。

【００６６】また、図７に示す実施例は、廃液路４６お
よび逆洗路１０６に独立の積算流量計４４，１０２を設
ける代わりに、１つの流量計１２６を有する共通の給排
路１２８が設けられたものである。この流量計１２６
は、例えば、液の流通方向によって積算し或いは減算す
るものが用いられ、クロスフロー分離工程において加工
廃液が第２室２４から廃液路４６へ排出される際には、
その排出液量を積算測定する一方、媒質液供給工程にお
いて逆洗路１０６から第２室２４に媒質液が供給される
際には、その供給液量を減算測定する。また、廃液路４
６と逆洗路１０６とは、三方弁１３０により給排路１２
８に択一的に接続される。加工廃液を再生するに際して
は、流量計１２６により積算された排出液量が予め定め
られた所定値（例えば前述の実施例と同様の値）に達す
ることにより、制御装置１２４にカウントアップ信号Ｓ
_cu1が送られると、三方弁１３０が逆洗路１０６側に切
り換えられ、次いで、第２室２４に供給される媒質液に
より流量計１２６の積算流量が減算させられ、その積算
流量がリセットされる（０になる）ことにより、制御装
置１２４にリセット信号Ｓ_Rが送られると、三方弁１３
０が再び廃液路４６側に切り換えられる作動が行われる
こととなる。

【００６７】本実施例においては、流量計１２６が積算
・減算により自動的にリセットされることから、制御装
置１２４によりリセットする必要がなくなると共に、給
排路１２８が廃液路４６および逆洗路１０６に択一的に
切り換えられることから、開閉弁４２，１０４を用いて
いる場合のような２つの開閉弁の開閉のタイミング制御
が不要である。

【００６８】図８は、一次フィルタ２６の他の態様を示
す図である。図２乃至図５に示される実施例において
は、一次フィルタ２６が循環経路が鉛直方向となるよう
に立設されていたが、図のように循環経路を水平方向と
し、接続孔１２０，１２２をその循環経路が水平状態で
の最上部および最下部に設けても良い。このようにして
も、濾過膜２０が立設されて第２室２４の最下部が第１
室２２の最下部と同じ高さに位置するため、図２に示さ
れる水頭差Ｈ₁が設けられるように一次フィルタ２６が
備えられることにより、その第２室２４の最下部が第１
廃液タンク１８内の加工廃液の液面よりも上側に位置さ
せられることとなって、前述の実施例と同様に媒質液供
給工程で供給された媒質液が全て循環経路内に戻され
る。すなわち、一次フィルタ２６内の循環経路の方向が
どのようにされていても、第２室２４の最下部が第１室
２４および第１廃液タンク１８内の液面以上の高さとさ
れていれば、同様な効果が得られるのである。

【００６９】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００７０】例えば、前述の実施例においては、逆洗液
タンク９４内の媒質液の液面が一次フィルタ２６の上端
よりも上側に位置するように構成することにより、水頭
差Ｈ ₂より逆洗および媒質液の供給を行ったが、逆洗路
１０６に媒質液を送る逆洗ポンプが備えられる場合に
は、逆洗液タンク９４が低い位置に、例えば、一次フィ
ルタ２６よりも低い位置に備えられていても良い。例え
ば、逆洗液タンク９４を設けず、逆洗路１０６を直接開
閉弁９２に接続して、送液ポンプ９０により媒質液を第
２室２４に供給することもできる。なお、その場合に
は、濾液タンク８８が媒質液タンクに対応することとな
る。

【００７１】また、開閉弁４２，１０４は、モータ駆動
弁が用いられていたが、電磁弁が用いられても良い。そ
の場合には、弁の開閉速度が速いことから実施例に示し
たように開閉弁４２の閉弁信号を待って開閉弁１０４を
開けるというタイミング制御は不要となり、開閉弁４２
を閉じると同時に開閉弁１０４を開けることができる。

【００７２】また、開閉弁４２，１０４，４８、循環ポ
ンプ２８は、必ずしも制御装置１２４により開閉駆動さ
れなくとも良く、手動で開閉或いは運転・停止が為され
ても良い。その場合には、積算流量計４４，１０２の信
号検出も必ずしも行われなくとも良く、作業者が目視確
認して開閉弁４２等の操作をすれば良い。また、反対
に、開閉弁３２，３８，５２や、二次濾過装置１４の開
閉弁７０等の開閉弁およびポンプ等が全て制御装置１２
４により制御されるように構成されても差し支えない。

【００７３】また、実施例においては、二次濾過装置１
４の二次フィルタ６４が比較的低い位置に設けられてい
ることから、濾液（媒質液）を送液ポンプ９０により逆
洗液タンク９４に送っていたが、例えば、二次フィルタ
６４を逆洗液タンクと同様な高さに設け、濾液路８６を
逆洗液タンク９４に直接接続するように構成しても差し
支えない。

【００７４】また、前述の実施例においては、一次フィ
ルタ２６の濾過膜２０として単層のステンレスメッシュ
を用いたが、例えば、金属薄板にエッチングによって細
孔を設けたものも濾過膜２０として用いられ得る。ま
た、二次フィルタ６４に用いられているセラミックフィ
ルタ等が用いられても良い。但し、開孔率，耐久性等の
面からは金属薄板を用いたものよりもステンレスメッシ
ュを用いた方が好ましく、また、セラミックフィルタ等
を用いる場合には、膜の内部に切粉が蓄積して目詰まり
となって頻繁に逆洗或いは濾過膜２０の交換を行う必要
があるため、実施例で示した単層のステンレスメッシュ
が最も好ましい。

【００７５】また、実施例においては、一次濾過装置１
２，二次濾過装置１４，および媒質液供給装置１６が組
み合わされて加工廃液再生装置１０が構成されていた
が、二次濾過装置１４は必ずしも設けられなくとも良
い。なお、その場合には、逆洗液タンク９４には、新し
い媒質液或いは他の濾過装置により濾過した媒質液等が
適宜投入される必要がある。但し、一次濾過装置１２の
廃液路４６から排出された加工廃液中の媒質液を回収し
て媒質液の無駄を減じると共に廃棄処理される加工廃液
の量を減じるためには二次濾過装置１４が設けられてい
る方が好ましい。

【００７６】また、濾過膜２０の目開きすなわち細孔の
大きさは、加工廃液中の砥粒の平均粒径に応じて適宜設
定される。例えば#600程度のＧＣ砥粒が含まれている場
合には、20μm 程度の細孔を有する濾過膜２０が用いら
れれば良く、この場合には所謂平織りのステンレスメッ
シュ等も好適に用いられる。また、細孔の大きさは必ず
しも砥粒の平均粒径の1/2 程度とされていなくとも良
く、濾過速度および砥粒の回収効率の点から適宜設定さ
れ、例えば 1/5〜3/4 程度とされていても良い。但し、
切粉の大きさは砥粒の大きさの 1/5〜1/20程度であり、
切粉を確実に除去し且つ使用可能な砥粒をできるだけ回
収するためには 1/2〜1/5 程度とすることが好ましく、
更に、濾過効率を可及的に高くするためには、比較的大
きい 3/4〜1/2 程度とすることが好ましい。したがっ
て、実施例で示した1/2 程度が最も好ましい。

【００７７】また、実施例においては、一次フィルタ２
６および二次フィルタ６４が何れも濾過器が一つづつ備
えられて構成されていたが、複数の濾過器が循環経路に
対して並列的或いは直列的に備えられていても良い。な
お、その場合には、複数の一次フィルタの全てにそれぞ
れ逆洗路１０６が接続される。

【００７８】また、実施例においては、砥粒濃度1.6kg/
リットルの加工液において、切粉濃度0.5kg/リットルになった場
合に、その切粉濃度を0.15kg/リットル程度に低下させる場
合について説明したが、これらの濃度は遊離砥粒加工の
加工条件に応じて適宜変更される。

【００７９】また、二次濾過装置１４は、セラミックフ
ィルタを用いたクロスフロー濾過方式が採用されていた
が、他の濾過方法、例えば、カートリッジフィルタや珪
藻土濾過、静電濾過等が用いられても良い。但し、通常
の全濾過を適用すると、濾材上にケーク層ができて切粉
が透過し難く濾過効率が低いため好ましくなく、濾材表
面にケーク層が生じ難いクロスフロー濾過を用いること
が最も好ましい。

【００８０】また、処理される加工廃液としては、様々
なものが用いられ得る。すなわち、一次濾過装置１２の
一次フィルタ２６に、砥粒の大きさに応じて、砥粒と切
粉の分離が可能な大きさの細孔を備えた濾過膜２０が用
いられれば、各種の大きさの砥粒が含まれる加工廃液を
再生することが可能であり、また、分離される砥粒の材
質はＧＣに限られずＷＡ等の遊離砥粒加工に用いられる
種々のものに適用される。

【００８１】また、実施例においては、加工廃液をバッ
チ処理する場合について説明したが、加工廃液再生装置
１０は、ラップ加工装置等の遊離砥粒加工装置に組み込
まれても良い。その場合は、例えば、回収路５４から回
収される再生加工液を蓄えるタンクから遊離砥粒加工装
置に加工液が送られ、遊離砥粒加工装置から排出される
加工液が第１廃液タンク１８に蓄えられるように構成す
れば良い。

【００８２】また、前述の実施例においては、加工廃液
の再生終了の判断は、予め設定された処理時間に到達し
たことで為されていたが、例えば、第１廃液タンク１８
内の加工廃液の粘度や比重を測定することにより切粉濃
度を検出して再生終了を判断しても良い。

【００８３】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加工廃液再生装置および再生方法の原
理を示す機能ブロック線図である。

【図２】本発明の一実施例の加工廃液再生装置の構成を
示す図である。

【図３】図２の加工廃液再生装置に用いられる濾過器を
示す図である。

【図４】図２の加工廃液再生装置による濾過方法を説明
するタイムチャートである。

【図５】図４のタイムチャートに従って加工廃液を処理
する場合の砥粒濃度および切粉濃度の時間変化を説明す
る図である。

【図６】本発明の他の実施例を説明する図であって、図
２の一部に対応する図である。

【図７】本発明の更に他の実施例を説明する図であっ
て、図２の一部に対応する図である。

【図８】本発明の更に他の実施例を説明する図であり、
一次フィルタの他の態様を説明する図である。

【符号の説明】

１０：加工廃液再生装置１６：媒質液供給装置１８：第１廃液タンク（廃液タンク）２０：濾過膜（クロスフロー濾過膜）２２：第１室２４：第２室２６：一次フィルタ（クロスフロー濾過器）２８：循環ポンプ（循環装置）｛３４：第１供給路，４０：第１戻し路｝（循環経路）｛５２：開閉弁，５４：回収路｝（再生加工液回収装
置）９４：逆洗タンク（媒質液タンク）１０６：逆洗路（媒質液供給路）｛４４，１０２：積算流量計｝（流量測定装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】砥粒が分散させられた加工液を用いて加
工する遊離砥粒加工からの加工廃液中の切粉を分離する
ことによって該加工廃液を再生する方法であって、前記砥粒の平均粒径よりも充分に小さく且つ前記切粉の
平均粒径よりも充分に大きい細孔を備えたクロスフロー
濾過膜によって分離された第１室および第２室を有する
クロスフロー濾過器の該第１室を通して設けられた循環
経路内で前記加工廃液を循環させる循環工程と、前記加工廃液を前記クロスフロー濾過膜の表面に沿って
流通させると同時に、該加工廃液の一部を前記切粉と共
に該クロスフロー濾過膜を通して前記クロスフロー濾過
器の前記第２室側へ排出して、前記循環経路内で循環さ
せられる該加工廃液中の切粉量を低減するクロスフロー
分離工程と、砥粒および切粉を含まない媒質液を、少なくとも一部が
前記第２室から前記第１室へ向かう経路を通して、前記
クロスフロー分離工程で該第２室側へ排出された量に等
しい量だけ前記循環経路内へ供給する媒質液供給工程
と、該媒質液供給工程において当初の媒質液量とされた前記
循環経路内の加工廃液を、再生加工液として該循環経路
から回収する再生加工液回収工程とを、含むことを特徴
とする加工廃液再生方法。
【請求項２】前記クロスフロー分離工程において前記
クロスフロー濾過器の前記第２室側へ排出された切粉を
含む加工廃液を、該切粉の平均粒径よりも充分小さい細
孔を備えた濾過膜によって濾過することにより、砥粒お
よび切粉を含まない媒質液を前記媒質液供給工程に用い
るために回収する媒質液回収工程を更に含むものである
請求項１の加工廃液再生方法。
【請求項３】前記媒質液供給工程は、前記クロスフロ
ー濾過器の前記第２室が前記供給された媒質液で略満た
された後に、前記循環経路内での加工廃液の循環を停止
させるものである請求項１の加工廃液再生方法。
【請求項４】砥粒が分散させられた加工液を用いて加
工する遊離砥粒加工からの加工廃液中の切粉を分離する
ことによって該加工廃液を再生する加工廃液再生装置で
あって、該加工廃液を蓄える廃液タンクと、前記砥粒の平均粒径よりも充分に小さく且つ前記切粉の
平均粒径よりも充分に大きい細孔を備えたクロスフロー
濾過膜によって分離された第１室および第２室を有する
クロスフロー濾過器と、前記廃液タンクおよび該クロスフロー濾過器の第１室を
通る循環経路と、該循環経路内で加工廃液を循環させることにより、該加
工廃液を前記クロスフロー濾過膜の表面に沿って流通さ
せると同時に、該クロスフロー濾過膜を通して前記クロ
スフロー濾過器の前記第２室側へ該加工廃液の一部を前
記切粉と共に排出するクロスフロー濾過を行わせる循環
装置と、砥粒および切粉を含まない媒質液を蓄える媒質液タンク
と、該媒質液タンクと前記クロスフロー濾過器の前記第２室
とを接続する媒質液供給路と、前記循環装置により前記
循環経路から該第２室側へ排出された加工廃液量と該媒
質液タンクから該循環経路内へ供給された媒質液量とを
それぞれ測定する流量測定装置とを有して、該媒質液タ
ンク内の媒質液を、少なくとも一部が該第２室から前記
第１室へ向かう経路を通して前記排出された加工廃液量
に等しい量だけ該循環経路内へ供給する媒質液供給装置
と、該循環経路内の加工廃液を再生加工液として回収する再
生加工液回収装置とを、含むことを特徴とする加工廃液
再生装置。
【請求項５】前記クロスフロー濾過器は、前記第２室
の最下部が前記第１室の最下部および前記廃液タンク内
に蓄えられている加工廃液の液面以上の高さに位置させ
られているものである、請求項４の加工廃液再生装置。
【請求項６】前記クロスフロー濾過器は、その最上部
が前記媒質液タンク内に蓄えられた媒質液の液面よりも
下側に位置させられているものである、請求項５の加工
廃液再生装置。
【請求項７】前記クロスフロー濾過器の前記第２室側
へ排出される加工廃液を、前記切粉の平均粒径よりも充
分小さい細孔を備えた濾過膜によって濾過することによ
り、砥粒および切粉を含まない媒質液を回収して前記逆
洗液タンクに供給する媒質液回収装置を更に含むもので
ある請求項４の加工廃液再生装置。