本發(fā)明涉及將干燥爐的廢氣中所含的揮發(fā)性溶劑進(jìn)行回收的溶劑回收方法以及涂布干燥設(shè)備。

背景技術(shù)：
電子材料或功能性薄膜等是經(jīng)過將含有聚合物或單體的樹脂組合物涂布于基材上、并將其干燥的工序來生產(chǎn)的。例如，用于搭載半導(dǎo)體元件或電子部件的基板、用于形成電子電路的光固化薄膜以及用于保護(hù)顯示器等精密儀器的功能膜是通過下述方法來生產(chǎn)的：將含有必要的功能的聚合物或單體的樹脂組合物溶解在揮發(fā)性溶劑、特別是有機(jī)溶劑中，將上述溶液涂布或浸漬在適合于用途的基材上，然后使揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)干燥。上述工藝中所使用的涂布干燥設(shè)備具有使揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)干燥的干燥爐，被用于電子材料以及功能性薄膜等廣泛的領(lǐng)域。在上述工藝中，需要將在干燥爐內(nèi)蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑排放到干燥爐的外部。以往是將所述揮發(fā)性溶劑排放到大氣中。但是，由于對(duì)環(huán)境問題的進(jìn)一步關(guān)心，近年來對(duì)揮發(fā)性溶劑進(jìn)行處理，從而進(jìn)行再回收。作為揮發(fā)性溶劑的處理方法，通常使用焚燒處理以及用活性炭或沸石等進(jìn)行的吸附回收等技術(shù)。另外，當(dāng)揮發(fā)性溶劑的氣體濃度為例如超過5000ppm那樣的高濃度時(shí)，使用的是凝結(jié)法，在所述凝結(jié)法中，將氮?dú)獾炔换顫娦詺怏w封入干燥爐內(nèi)以抑制揮發(fā)性溶劑發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，提高揮發(fā)性溶劑的氣體濃度，從而提高冷凝效率，將揮發(fā)性溶劑進(jìn)行凝結(jié)回收（例如參照日本特開2000-129012號(hào)公報(bào)）。但是，上述現(xiàn)有的方法存在以下的問題。即，就將揮發(fā)性溶劑進(jìn)行焚燒處理的方法而言，雖然無論排出的揮發(fā)性溶劑的種類如何，都能夠進(jìn)行處理，而且伴隨焚燒所產(chǎn)生的熱也是能夠回收的，但是由于要排出二氧化碳，所以從環(huán)境問題的觀點(diǎn)出發(fā)是不優(yōu)選的。另外，就將揮發(fā)性溶劑進(jìn)行吸附回收的方法而言，當(dāng)吸附材料與揮發(fā)性溶劑的相適性良好時(shí)，可以很好地回收揮發(fā)性溶劑，通過吸附后的精制可以將揮發(fā)性溶劑進(jìn)行再利用。但是，就上述方法而言，當(dāng)混合了多種揮發(fā)性溶劑或與吸附材料的相適性不好時(shí)，吸附和脫附的效率下降，吸附材料的劣化會(huì)導(dǎo)致部件更換，這就必定使成本增加。另外，就將揮發(fā)性溶劑凝結(jié)從而進(jìn)行回收的方法而言，如果使干燥爐內(nèi)的氣體濃度上升，則氣體中的高沸點(diǎn)成分容易在干燥爐內(nèi)結(jié)露，所以結(jié)露的高沸點(diǎn)成分會(huì)滴落到在干燥爐內(nèi)輸送的干燥后的產(chǎn)品的上部，從而有可能引起品質(zhì)上的問題。此時(shí)，就需要有將凝結(jié)物滴落而成的部分進(jìn)行除去的作業(yè)等，因而會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率的下降。本發(fā)明的目的在于，提供在通過冷凝方式回收揮發(fā)性溶劑時(shí)能夠有效地回收揮發(fā)性溶劑的溶劑回收方法以及涂布干燥設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明者們進(jìn)行了深入研究，結(jié)果獲得了以下認(rèn)識(shí)：通過將封入不活潑性氣體的氣體封入室設(shè)置于特定的位置、并將揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，能夠抑制干燥爐內(nèi)結(jié)露，從而能夠提供在通過冷凝方式回收揮發(fā)性溶劑時(shí)能夠有效地回收揮發(fā)性溶劑的溶劑回收方法以及涂布干燥設(shè)備。本發(fā)明是在上述認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上完成的，根據(jù)本發(fā)明，提供以下的發(fā)明。即，本發(fā)明的一個(gè)方面的溶劑回收方法是將不活潑性氣體封入涂布干燥設(shè)備的干燥爐中、并對(duì)含有所述不活潑性氣體的廢氣中的揮發(fā)性溶劑進(jìn)行回收的溶劑回收方法，其特征在于，在干燥爐內(nèi)，將封入不活潑性氣體的氣體封入室設(shè)置于恒速干燥段，將在恒速干燥段蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，使揮發(fā)性溶劑冷凝，從而進(jìn)行回收。本發(fā)明的一個(gè)方面的溶劑回收方法是將不活潑性氣體封入涂布干燥設(shè)備的干燥爐中、并對(duì)含有所述不活潑性氣體的廢氣中的揮發(fā)性溶劑進(jìn)行回收的溶劑回收方法，其特征在于，在干燥爐內(nèi)，將封入不活潑性氣體的氣體封入室設(shè)置于不易從涂布溶液中飛散出高分子材料的低沸點(diǎn)成分除去段，將在低沸點(diǎn)成分除去段蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，使揮發(fā)性溶劑冷凝，從而進(jìn)行回收。本發(fā)明的一個(gè)方面的涂布干燥設(shè)備是具有干燥爐的涂布干燥設(shè)備，其特征在于，干燥爐具有封入不活潑性氣體的氣體封入室，氣體封入室設(shè)置于干燥爐內(nèi)的恒速干燥段，將在恒速干燥段蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，使從干燥爐排放的含有不活潑性氣體的廢氣中的揮發(fā)性溶劑冷凝，從而進(jìn)行回收。本發(fā)明的一個(gè)方面的涂布干燥設(shè)備是具有干燥爐的涂布干燥設(shè)備，其特征在于，干燥爐具有封入不活潑性氣體的氣體封入室，氣體封入室設(shè)置于干燥爐內(nèi)的不易從涂布溶液中飛散出高分子材料的低沸點(diǎn)成分除去段，將在低沸點(diǎn)成分除去段蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，使從干燥爐排放的含有不活潑性氣體的廢氣中的揮發(fā)性溶劑冷凝，從而進(jìn)行回收。在一個(gè)實(shí)施方式中，干燥爐可以具有氣體封入室和不封入不活潑性氣體的氣體未封入室，在氣體封入室中，使加熱了的不活潑性氣體循環(huán)，從而從涂布有高分子材料的基材中使規(guī)定的揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)干燥并除去，在氣體未封入室中，利用不含不活潑性氣體的加熱了的空氣，將除去了規(guī)定的揮發(fā)性溶劑的基材干燥到目標(biāo)的基體樹脂分，并且使樹脂固化。根據(jù)本發(fā)明，在通過冷凝方式回收揮發(fā)性溶劑時(shí)，能夠有效地回收揮發(fā)性溶劑。附圖說明圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式的涂布干燥設(shè)備的圖。圖2是表示現(xiàn)有的涂布干燥設(shè)備的圖。圖3是表示蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑的成分分析結(jié)果的表。圖4是表示蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑的成分分析結(jié)果的曲線圖。圖5是表示本實(shí)施方式的溶劑回收方法和現(xiàn)有的溶劑回收方法中的溶劑回收結(jié)果的表。具體實(shí)施方式下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，在附圖說明中，相同元件或等同元件用相同標(biāo)記表示，并省略重復(fù)的說明。圖1是表示一個(gè)實(shí)施方式的涂布干燥設(shè)備的圖。圖1所示的涂布干燥設(shè)備1是在例如電子材料或功能性薄膜等的生產(chǎn)工序中使用的設(shè)備。涂布干燥設(shè)備1具有干燥爐3。干燥爐3是將涂布了含有揮發(fā)性溶劑的高分子材料的基材（待干燥對(duì)象物）B干燥而使揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)的裝置。將基材B從設(shè)置于干燥爐3的前方（圖1的左側(cè)）的入口裝入，干燥后從后方（圖1的右側(cè)）的出口抽出，然后例如卷取在滾筒R上。干燥爐3是通過具有氣體封入室5和氣體未封入室7而構(gòu)成的。氣體封入室5是封入惰性（不活潑性）氣體的區(qū)域。在本實(shí)施方式中，氣體封入室5設(shè)置有多個(gè)（這里是3個(gè)）。惰性氣體是為了將干燥爐3內(nèi)的氧濃度抑制為氣體爆炸極限氧濃度以下、安全地進(jìn)行濃縮而使用的氣體。氣體封入室5設(shè)置于干燥爐3內(nèi)的前方部分（裝入基材B的入口側(cè)）。具體來說，氣體封入室5設(shè)置于不易從恒速干燥段內(nèi)的涂布溶液中飛散出高分子材料的低沸點(diǎn)成分除去段（圖1中是用A表示的段）。在考慮干燥特性的情況下，干燥段分為待干燥物所具有的水分（本實(shí)施方式中是揮發(fā)性溶劑）含有率以固定速度減少的恒速干燥段、和即使超過材料的極限含水（溶劑）率仍繼續(xù)干燥的減速干燥段。上述恒速干燥段是如下的段：被加熱物的溫度幾乎不上升，加熱熱量被消耗于揮發(fā)溶劑的蒸發(fā)，以大致接近沸點(diǎn)溫度的溫度蒸發(fā)較低沸點(diǎn)的溶劑。減速干燥段是如下的段：材料所具有的溶劑接近極限含有率，在被加熱物的溫度也緩慢上升的同時(shí)，高沸點(diǎn)的溶劑隨之蒸發(fā)。另外，在減速干燥段，與載熱介質(zhì)溫度之差也變小，蒸發(fā)干燥速度也變慢。各個(gè)氣體封入室5分別與排氣管L1和惰性氣體供給管L2連接。排氣管L1是將從氣體封入室5排放的廢氣導(dǎo)出到干燥爐3的外部的管路。廢氣中含有揮發(fā)性溶劑和后述的惰性氣體。排氣管L1的上游側(cè)連接有溶劑氣體凝結(jié)器10。溶劑氣體凝結(jié)器10是從干燥爐3排放的廢氣中回收揮發(fā)性溶劑的裝置。溶劑氣體凝結(jié)器10將惰性氣體與揮發(fā)性溶劑分離，并將惰性氣體通過循環(huán)管L3送出至后述的惰性氣體加熱用熱交換器12，同時(shí)將回收的揮發(fā)性溶劑通過回收溶劑管L4排出。惰性氣體供給管L2的下游側(cè)連接有惰性氣體加熱用熱交換器12。惰性氣體加熱用熱交換器12的下游側(cè)通過循環(huán)管L3與溶劑氣體凝結(jié)器10連接。在溶劑氣體凝結(jié)器10中回收的惰性氣體通過循環(huán)管L3流入惰性氣體加熱用熱交換器12，將該惰性氣體加熱后送出至惰性氣體供給管L2。利用上述構(gòu)成，惰性氣體在干燥爐3內(nèi)循環(huán)。此外，惰性氣體例如可以是使用蒸發(fā)器使液氮?dú)饣玫降?。由此，即使在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)每單位時(shí)間內(nèi)的消耗量較多的情況下，也能夠穩(wěn)定地供給惰性氣體。另外，對(duì)于在干燥爐3的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)中要對(duì)泄露的氮進(jìn)行補(bǔ)給的情況等而言，惰性氣體優(yōu)選直接從PSA（PressureSwingAdsorption，變壓吸附）裝置中取出使用等根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況適當(dāng)改換氮發(fā)生源來供給。氣體未封入室7設(shè)置于干燥爐3內(nèi)的后方部分（抽出基材B的出口側(cè)）。氣體未封入室7與氣體封入室5相鄰地設(shè)置有多個(gè)（這里是3個(gè)）。各個(gè)氣體未封入室7分別與排氣管L5和空氣供給管L6連接。排氣管L5的上游側(cè)與焚燒爐等廢氣處理側(cè)連接?？諝夤┙o管L6是將加熱了的空氣供給（供氣）至氣體未封入室7的管路。空氣供給管L6的下游側(cè)連接有供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)14。在氣體封入室5與氣體未封入室7之間優(yōu)選設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)室（未圖示）。壓力調(diào)節(jié)室是為了抑制惰性氣體、揮發(fā)性溶劑從氣體封入室5侵入氣體未封入室7而設(shè)置的。壓力調(diào)節(jié)室具有監(jiān)視干燥爐3內(nèi)的壓力平衡而調(diào)節(jié)惰性氣體的封入的功能。下面，參照?qǐng)D1對(duì)使用涂布干燥設(shè)備1進(jìn)行的溶劑回收方法進(jìn)行說明。首先，涂布了含有揮發(fā)性溶劑的高分子材料的基材B被裝入干燥爐3。被裝入干燥爐3的基材B最初進(jìn)入到氣體封入室5。將在惰性氣體加熱用熱交換器12中被加熱了的惰性氣體供給至氣體封入室5。由此，在氣體封入室5中，涂布在基材B上的含有揮發(fā)性溶劑的高分子材料被干燥，并且規(guī)定的揮發(fā)性溶劑蒸發(fā)。在氣體封入室5中蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起，通過排氣管L1被送出至溶劑氣體凝結(jié)器10。然后，由溶劑氣體凝結(jié)器10將揮發(fā)性溶劑回收。接著，基材B進(jìn)入氣體未封入室7內(nèi)。由鼓風(fēng)機(jī)14向氣體未封入室7供給加熱了的空氣。在所述氣體未封入室7中，基材B被干燥到蒸發(fā)除去了揮發(fā)性溶劑的目標(biāo)的基體樹脂分，并且樹脂被固化。然后，將基材B從干燥爐3抽出，并卷取在滾筒R上。如上所述，在干燥爐3中，從涂布在基材B上的高分子材料中蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑被回收。下面，對(duì)涂布干燥設(shè)備1的作用效果進(jìn)行說明。圖2是表示現(xiàn)有的涂布干燥設(shè)備的圖。如圖2所示，在現(xiàn)有的涂布干燥設(shè)備30中，整個(gè)干燥爐3與排氣管L1和惰性氣體供給管L2連接。即，在使用了涂布干燥設(shè)備1的溶劑回收方法中，對(duì)整個(gè)干燥爐3供給惰性氣體，并將含有所述惰性氣體的廢氣排放到干燥爐3的外部，從而回收揮發(fā)性溶劑。對(duì)于上述構(gòu)成的涂布干燥設(shè)備30中的溶劑回收方法而言，當(dāng)提高干燥爐3內(nèi)的氣體濃度時(shí)，氣體中的高沸點(diǎn)成分容易在干燥爐3內(nèi)結(jié)露，有可能發(fā)生其滴落到基材B上的問題。此時(shí)，由于會(huì)引起產(chǎn)品的品質(zhì)下降，所以就要進(jìn)行除去高沸點(diǎn)成分滴落在基材B上而成的部分的作業(yè)，從而會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)效率下降。有關(guān)上述結(jié)露的原因，本發(fā)明者們進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了以下兩個(gè)主要原因。第一可列舉出：干燥爐3內(nèi)的氣體中發(fā)生了局部冷卻。另外，第二可列舉出：干燥爐3內(nèi)蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑的組成是從干燥爐3的入口側(cè)向出口側(cè)緩慢地由含有大量低沸點(diǎn)成分的組成變?yōu)楹写罅扛叻悬c(diǎn)成分的混合揮發(fā)性溶劑。對(duì)此，參照?qǐng)D3和圖4進(jìn)行說明。圖3是表示蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑的成分分析結(jié)果的表，圖4是表示蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑的成分分析結(jié)果的曲線圖。如圖3所示，揮發(fā)性溶劑的成分分析是將干燥爐劃分為7個(gè)區(qū)（空間）來分別對(duì)三個(gè)成分A、B、C進(jìn)行的。7個(gè)區(qū)是從干燥爐的入口側(cè)向出口側(cè)依次排列1-7區(qū)。各個(gè)成分A、B、C的沸點(diǎn)分別不同，成分A的沸點(diǎn)低，成分C的沸點(diǎn)高，成分B的沸點(diǎn)處于它們之間。如圖3和圖4所示，可以確認(rèn)出，隨著從干燥爐的入口側(cè)向出口側(cè)移動(dòng)，揮發(fā)性溶劑的各個(gè)成分由含有大量低沸點(diǎn)成分的組成變?yōu)楹懈叻悬c(diǎn)成分的組成。另外，還可以確認(rèn)出，在干燥爐3的出口側(cè)蒸發(fā)的揮發(fā)性溶劑中，混合有較低分子的聚合物或聚合物原料的單體等。進(jìn)而，還可以確認(rèn)出，在干燥爐3內(nèi)凝結(jié)的大多數(shù)液體是高沸點(diǎn)物質(zhì)的成分。鑒于上述的分析結(jié)果，在本實(shí)施方式中，在干燥爐3內(nèi)，將封入不活潑性氣體的氣體封入室5設(shè)置于干燥爐內(nèi)的恒速干燥段內(nèi)的不易從涂布溶液中飛散出高分子材料的低沸點(diǎn)成分除去段，將低沸點(diǎn)成分除去段的揮發(fā)性溶劑與不活潑性氣體一起取出到干燥爐的外部，從而將揮發(fā)性溶劑回收。這樣，在本實(shí)施方式中，選擇性地取出含有大量低沸點(diǎn)揮發(fā)性溶劑的成分的段（從1區(qū)至3區(qū)）的揮發(fā)性溶劑。由此，可以抑制干燥爐3內(nèi)結(jié)露，所以在利用冷凝方式回收揮發(fā)性溶劑時(shí)，能夠有效地回收揮發(fā)性溶劑。另外，本實(shí)施方式可以安全且高效地回收揮發(fā)性溶劑，使揮發(fā)性溶劑的再利用成為可能。由此，可以抑制地球環(huán)境污染，同時(shí)可以防止有機(jī)溶劑等地下資源枯竭，能夠與可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)接軌。圖5是表示本實(shí)施方式的溶劑回收方法和現(xiàn)有的溶劑回收方法中的溶劑回收結(jié)果的表。如圖5所示，在現(xiàn)有的溶劑回收方法中，色調(diào)是褐色，與之對(duì)照，在本實(shí)施方式的涂布干燥設(shè)備1中的溶劑回收方法中，色調(diào)是透明的?？梢哉J(rèn)為這是MMA（甲基丙烯酸甲酯）聚合物等高沸點(diǎn)物質(zhì)的混入減少到1/5以下所影響的結(jié)果。此外，在圖5中，PGME是丙二醇單甲基醚。使用本實(shí)施方式的溶劑回收方法回收了的揮發(fā)性溶劑通過蒸餾來進(jìn)行精制，就能夠容易地循環(huán)利用揮發(fā)性溶劑（例如涂布用清漆）。由此，本實(shí)施方式使有機(jī)物的材料回收成為可能。以上，基于本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明。但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式。本發(fā)明可以在不超出其主旨的范圍進(jìn)行各種變形。例如，氣體封入室5和氣體未封入室7只要根據(jù)干燥爐3的設(shè)計(jì)來設(shè)計(jì)即可。另外，在上述實(shí)施方式中，將在恒速干燥段內(nèi)設(shè)置了不易從涂布溶液中飛散出高分子材料的低沸點(diǎn)成分除去段的方式作為一個(gè)例子進(jìn)行了說明，但低沸點(diǎn)成分除去段不一定要設(shè)置于恒速干燥段內(nèi)。