JP4334339B2 - 処理ゲル表面処理方法および処理ゲル - Google Patents

Description

本発明は、処理ゲル表面処理方法およびそのような方法において使用される処理ゲルに関する。
処理は、例えば、エッチングや表面脱脂処理などの放射性または有機汚染除去処理であってもよい。
本方法は、金属表面、プラスチック表面、ガラス質の材料表面などのような処理される全ての種類の表面に使用できる。

従来技術のゲルは、乾かないか、あるいは数十時間以上かけて乾き、水で水洗することによって数時間後に全て除去しなくてはならない。水洗によって、壁面上のゲルの作用は中断され、ゲルの作用過程は制御されることになる。

水洗することで、使用されるゲル１ｋｇ当たり１０リットル程度の水の液体廃棄物を生成する欠点を有する。放射性汚染除去を扱う場合、これらの汚染除去廃棄物は、核物質を処理するための既存の設備内で処理される。したがって、これは、そのような廃棄物の取扱い、および設備の処理回路に関してのそれらの影響について広範囲な調査を課す。加えて、水洗しなければならないそのようなゲルは、設備の表面を処理するために使用されてはならないし、設備の表面を浸水してはならない。
特許文献１、特許文献２、特許文献３には、表面汚染除去のためのゲルが開示されている。これらのゲルは、シリカまたはアルミナを主成分としている。これらの文書には、乾燥時間、表面からの乾燥ゲル残留物の剥離およびこれら残留物のサイズが制御されるいかなるゲルも記述されていない。
仏国特許出願公開第２３８０６２４号明細書 欧州特許出願公開第０５８９７８１号明細書 仏国特許出願公開第２６５６９４９号明細書

本発明の目的は、上述のような従来技術の欠点を解決することができる処理ゲル表面処理方法およびそのような方法において使用される処理ゲルを提供することにある。

本処理方法は、順に：
− 処理すべき表面上に処理ゲルを塗布する段階
− ゲルが乾燥し、かつ乾燥した固形残留物を形成する前に表面を処理する時間を有するような温度と相対湿度とで、処理ゲルを処理すべき表面上に保持する段階、および
− 処理された表面から乾燥した固形残留物を取り除く段階
を有することを特徴とする。

本発明によれば、ゲルは、粉砕されて乾燥されることが好ましい。

従来技術の処理と比較すると、そのような処理、いわゆる「吸引可能な（suckable）」ゲル処理の利点は、非常に多い。第１に、それはゲル処理の利点を有する。例えば、放射性施設の現場で汚染を除去する場合、部品との接触時間が短いことにより有効性が限定されているため、大量の放射性廃水を作り出す水溶液の予測を避けることができる。

次に、水または他の液体によるゲルの従来の洗浄操作を避けてもよく、それゆえに、その後に処理すべき液体廃水が生産されない。これは廃水量を減少させ、例えば汚染除去等の、処理全体を簡略化する。

本発明によれば、処理ゲルは、有利には、コロイド溶液からなり：
− ゲルの重量に基づいて５〜２５重量％の無機粘性剤または無機粘性剤の混合物、
− ０．１〜７ｍｏｌ／リットル、好ましくは０．５〜４ｍｏｌ／リットルの活性処理剤、および
− 随意で、強酸性媒体において１．４Ｖより大きい標準酸化還元電位Ｅ_０を有する０．０５〜１ｍｏｌ／リットルの酸化剤またはこの酸化剤の還元体
を含む。

本明細書では、濃度は、ゲル1リットル当たりのモル数で表される。

無機または鉱物粘性剤は、例えば、シリカまたはシリカ混合物を主成分としてもよい。好ましくは、本発明では、シリカは、２〜５時間以内で、平均して２０％〜７０％の間の相対湿度および２０℃〜３０℃の間の温度でゲルを確実に乾燥させるために、ゲルの５〜１５重量％の濃度になるようにする。このシリカは、ローディア（Ｒｈｏｄｉａ）により市販されるテキソシル７３（Ｔｉｘｏｓｉｌ ７３(登録商標)）シリカのような、親水性、疎水性、酸性または塩基性であってよい。

酸性シリカの中では、焼成シリカと、カボート（ＣＡＢＯＴ）によって市場に出された「Ｃａｂ−Ｏ−Ｓｉｌ」 Ｍ５、Ｈ５またはＥＨ５（登録商標）と、ＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）という名称でデグッサ（ＤＥＧＵＳＳＡ）によって市販される焼成シリカとが、特に挙げられる。焼成シリカの中で、３８０ｍ^２／ｇの表面積を有するＡＥＲＯＳＩＬ３８０（登録商標）シリカが好ましい。それは最小鉱物負荷に対して最大粘性特性を提供する。

使われるシリカは、また、例えば珪酸ナトリウム溶液と酸とを湿式混合することによって得る、いわゆる沈降シリカであってもよい。好ましい沈降シリカは、デグッサによってＳＩＰＥＲＮＡＴ２２ＬＳとＦＫ３１０（登録商標）という名称で市販されている。

有利には、本発明では、粘性剤は、シリカ、焼成シリカおよび沈降シリカ両方の上述したタイプの混合物である。この場合、２〜５時間以内で、平均して２０％〜７０％の間の相対湿度および２０℃〜３０℃の間の温度でゲルを確実に乾燥させるために、シリカ混合物は、ゲルの５〜１０重量％の濃度であることが好ましい。実際は、そのような混合物は、ゲルの乾燥および得られた残留物の粒子サイズに予想外に影響する。

実際、乾燥ゲルは、特に本発明の上述した組成物によって、０．１〜２ｍｍの制御されたサイズで、粒子の形となる。

例えば、８％のＡＥＲＯＳＩＬ３８０（登録商標）シリカを含むゲルに０．５重量％の沈降シリカＦＫ３１０（登録商標）を加えることによって、乾燥残留物の粒子寸法が増大し、これは、ブラッシングまたは吸引によって、除去または回収を容易にするミリメートルサイズの残留物になる。

鉱物粘性剤は、例えば、高温での加水分解から得られる、アルミナＡｌ_２Ｏ_３を主成分にしてもよい。好ましくは、アルミナは、２〜３時間以内で、平均して２０％〜７０％の間の相対湿度および２０℃〜３０℃の間の温度でゲルを確実に乾燥させるために、ゲルの１０〜２５重量％の濃度である。一例として、商品名「アルミナＣ」でデグッサにより販売されている製品を挙げることができる。

活性処理剤は、好ましくは、塩酸、硝酸、硫酸および燐酸から選択された、酸または酸の混合物であってもよい。酸は、２〜５時間以内で、平均して２０％〜７０％の間の相対湿度および２０℃〜３０℃の間の温度でゲルを確実に乾燥させるために、好ましくは、０．１〜７ｍｏｌ／リットルの濃度で、さらに好ましくは、０．５〜４ｍｏｌ／リットルの濃度で存在する。

この種の酸性ゲルのために、無機粘性剤は、シリカまたはシリカ混合物であることが好ましい。

本発明による処理ゲルは、また、活性処理剤として、塩基、好ましくは苛性ソーダ、炭酸カリウムまたはその混合物から選択された鉱物塩基を含んでいてもよい。

有利には、塩基は、２〜５時間以内で、平均して２０％〜７０％の間の相対湿度および２０℃〜３０℃の間の温度でゲルを確実に乾燥させるために、２ｍｏｌ／リットル未満の濃度で、好ましくは０．５〜２ｍｏｌ／リットル、さらに好ましくは１〜２ｍｏｌ／リットルの間の濃度で存在する。

この種のアルカリ・ゲルにとって、無機粘性剤は、好ましくはアルミナである。

最後に、本発明のゲルは、強酸媒体において１４００ｍＶより大きな標準酸化還元電位、すなわち過マンガン酸塩の標準酸化還元電位より高い酸化力を有する酸化剤を含んでもよい。例えば、そのような酸化剤は、Ｃｅ（ＩＶ）、Ｃｏ（ＩＩＩ）とＡｇ（ＩＩ）であってもよい。

酸化剤は、その中でもセリウムＩＶが好まれるが、一般に、鉱酸、例えば、ゲルを急速に乾燥させるため、２ｍｏｌ／リットル未満の中濃度の硝酸と結合させる。セリウムは、一般に、電解（electrogenerated）セリウム（ＩＶ）硝酸塩、Ｃｅ（ＮＯ_３）_４、または六硝酸酸−セラート二アンモニウム（ＮＨ_４）_２Ｃｅ（ＮＯ_３）_６として導入される。

このように、本発明による酸化汚染除去ゲルの代表実施例は、０．１〜０．５ｍｏｌ／リットルのＣｅ（ＮＯ_３）_４または（ＮＨ_４）_２Ｃｅ（ＮＯ_３）_６を含んでいるコロイド溶液、０．５〜２ｍｏｌ／リットルの硝酸、および５〜１５重量％のシリカからなる。

本発明のゲルは、好ましくは例えば１００ｍ^２／ｇより大きな高特殊面積を有する鉱物系ゲル化剤を水溶液に加えることによって、室温で容易に用意することができる。ゲルを、離れた位置から、またはそうでなくても、流れずに、処理すべき表面上に噴霧できるように、粘度は少なくとも３５０ｍＰａ．ｓと等しく、粘度回復時間は１秒未満であることが好ましい。

したがって、本発明により達成される目的は、２０℃〜３０℃の間の温度および２０％〜７０％の間の平均相対湿度で、最も頻繁には２〜５時間の間、さらには２〜３時間の間、表面処理を保証することに十分な、急速乾燥時間によって制御される活動時間を有するゲルを提供することにある。

加えて、本発明によるゲルは、上述した濃度の、粘性剤または好ましくは粘性剤の混合物、および活性汚染除去剤からなるので、ゲルの乾燥により、支持体から容易に剥離可能な乾燥残留物ができる。このように、水洗する必要がなく、よって、この方法は、いかなる派生的な廃水も生成しない。

通常、本発明のゲルは、例えば、アルミナまたはシリカなどの１つ以上の通常の鉱物粘性剤と、処理および処理すべき表面の性質に従って特に選択された、例えば酸、塩基、酸化剤、還元剤またはその混合物などの活性処理剤とを含んでいるコロイド溶液であると言ってもよい。

このように、ステンレスおよびフェライト鋼表面上に脂肪のような凝固していない汚染物を除去する処理のためには、脱脂特性を有するアルカリ・ゲルが使用されてもよい。

ステンレス鋼表面上の高温または低温凝固汚染物の除去は、酸化しているゲルによって実行されてもよい。酸化物層は、好ましくは酸化ゲルに加えてまたは替えて用いられる還元ゲルによって分解（溶解）されてもよい。

最後に、フェライト鋼上の低温凝固汚染物は、例えば、酸性ゲルによって除去されてもよい。

ゲルは、例えば、ガンスプレーやブラシ、例えば汚染除去ブラシのような従来技術の方法で、処理すべき表面上に塗布されてもよい。

処理すべき表面上にスプレーしてゲルを塗布するために、粘性コロイド溶液は、例えば低圧ポンプ（＜７バール）を通して輸送されてもよく、また、表面上でのゲル噴射の散布は、平らまたは円形の噴射ノズルで達成してもよい。十分に短い粘性回復時間は、噴射されたゲルが壁面に付着するのを可能にする。

処理すべき表面に堆積するゲルの量は、一般に、１００〜２０００ｇ／ｍ^２であり、好ましくは１００〜１０００ｇ／ｍ^２、さらに好ましくは３００〜７００ｇ／ｍ^２である。それらは、ゲルの乾燥時間に影響する。

本発明のゲルの乾燥時間は、主に上記定義された濃度範囲内で、その組成物に依存する。通常、乾燥時間は、２０℃〜３０℃の間の温度および２０〜７０％の平均相対湿度で、２〜５時間の間であり、好ましくは２〜３時間の間である。

乾燥後に得られる乾燥残留物は、例えばブラッシングおよび／または吸引だけでなく、例えば圧縮空気のガス・ジェットにより、容易に除去され得る。

表面処理は、異なる連続したステップの間に、同じゲルまたは異なる特性のゲルで、毎回、回復されることは明らかである。各ステップは、ゲルを塗布すること、表面処理の間に表面上にゲルを保持すること、およびゲルを乾燥させること、ならびに得られた乾燥残留物を除去することを含む。

本発明は、一般に、例えば、金属表面の汚染を除去するための処理に適用される。金属表面は、本質であろうとなかろうと、必ずしも水平であるというわけでなく、傾けられていても、あるいは垂直であってもよい。

処理という用語は、上記表面の浄化、汚染除去、またはエッチングのためのいかなる表面処理をも意味する。例えば、放射性または有機物汚染除去処理（例えば、微生物または寄生体などの除去）、酸化物を除去するためのエッチング処理、または表面脱脂処理であってもよい。

本発明は、金属面、プラスチック面、ガラス面などのような如何なる種類の表面を処理するために用いられてもよい。

当業者は、処理すべき表面、および実行される処理に従って、本発明のゲルの上述した組成物を、どのように応用するかを知るであろう。

有利には、本発明は、タンク、換気シャフト、貯蔵プール、グローブ・ボックスなどの汚染を除去するため、例えば核分野で使用されてもよい。また、本発明は、施設を修復するのと同様に、既存の施設の定期保全のフレームワーク内で用いられてもよい。

実際、それは、上述した部材を処理する間に生成される廃水量を制限する。

また、それは、液体を導入することが禁じられている施設の処理に用途を見出す。そのような用途の一例は、核施設の換気シャフトの汚染除去である。

従って、本発明は、施設を汚染除去するための方法にも関する。

本発明によれば、汚染除去方法は、処理すべき施設から塵を除去し、その後本発明による処理方法により施設を処理することからなる。

処理すべき施設からの塵の除去は、凝固していない固形汚染物を除去すべく、例えば、塵のブラッシング、吹込み、または吸引により行ってもよい。この前処理は、例えば、大量の塵を含む核施設のステンレス鋼換気シャフトに実施されてもよい。

本発明の処理方法は、シャフトの内壁に固定された汚染物を除去するために、本発明のゲルの１つ以上の実行を適用することにより用いられてもよい。ゲルは、表面に作用した後に完全に乾き、吸引によって壁面から容易に剥離される。

本発明の他の特徴および利点は、非限定的で例示的性質を持つ添付図面を参照し、以下の実施形態を読むことでさらに明瞭になる。
これら添付図面において、Ｔｅは開始時の溶媒の量の割合として示された蒸発率を、ｔｓは分単位で時間を、Ｔは各曲線について℃で示された温度を、およびＨｒは異なる実験中の相対湿度をパーセントで、それぞれ表す。

この実施例では、３８０ｍ^２／ｇという高い表面積を有する焼成シリカである、ＡＥＲＯＳＩＬ３８０シリカに基づくゲルの乾燥特性を検討した。

本発明者が行った予備実験は、濃縮された窒素媒体７Ｍにおいて、例えば、８〜１０重量％の間の濃度で、ＡＥＲＯＳＩＬ３８０（登録商標）型の焼成シリカを主成分とする製剤を用いることによって、乾燥残留物が得られ、それが数時間後（２〜５時間の間）に容易に剥離できることが示された。このように、接触時間は、表面を処理するために十分である。したがって、発明者は、８重量％程度のシリカ含有量を採用した。

表面上に堆積したゲルの量は、乾燥特性に僅かな影響力を有し、特に、剥離能力に影響する。１平方メートル当たり０．１〜２ｋｇの範囲で、ゲルは、様々な量で表面上に堆積する。約０．３〜０．７ｋｇ／ｍ_２の量が好ましい。

乾燥条件は、本発明の方法において最も重要なパラメータである。乾燥温度と乾燥空気の湿度とがそれらの中に見出される。また、対流性流れの存在も重要である。これらのパラメータの影響は、乾燥を図表に表すことによって定量的に評価された。

保持された温度範囲は、２０℃〜３０℃であり、乾燥空気の相対湿度範囲は２０％〜７０％である。相対湿度は、所定の温度での飽和蒸気圧に対する、同温度での蒸気圧の比率で定義されている。

新しい３０４Ｌステンレス鋼部品をゲルで被覆する。ゲルの堆積量は、明示されていない場合、以下の実験に対して、０．５ｋｇ／ｍ^２（±５％）である。

シリカは、シリカの均質混合を確実にするために、プロペラ・ミキサによって８００ｒｐｍで円筒形のピーカ内で予め混合する。準備の間、同じ攪拌システムによってゲルを５００ｒｐｍで攪拌する。

被覆されたサンプルを、制御された温度と湿度を有する耐候チャンバ内に置く。耐候チャンバは、商品名ＫＢＦであり、１１５リットルの容量を有する。湿度制御は、加湿器に電流を流すことによって発生した蒸気を注入することによって提供される。サンプルの表面での対流性流れの速度は、全てのケースにおいて同一で、非常に低強度であると考えてよい。コーティング量は、各々の固定された温度／湿度の組み合わせで追跡調査される。

（１）温度の影響
３種類の温度、３０℃、２５℃および２０℃について、相対湿度のいくつかの値に対して図１ないし図３に表すグラフを作成した。

３０℃の場合のグラフにおける曲線を図１に示す。

この図で得られる曲線は、定乾燥速度段階に対応する線形部分を示す。乾燥速度は、湿度が高いとき全て遅く、一貫性があった。低湿度（２０％および３５％）については、約２００分からの水平状態が注目される。この水平状態は、溶媒が１００％蒸発したことに対応し、乾燥段階で速度が低下することがほとんど存在しないことを示す。これから、湿度が３５％未満であると、ゲルが約３時間後に完全に乾燥することが推測される。一方、より大きな値に対しては、水平状態は実験時間後に達成されない。それは、初期の一定速度の乾燥段階を推定することによって得られる。これらの条件下で、どんな対流性流れも存在しない場合、５０％の湿度では、約８時間の推定乾燥時間を導く。これは、汚染除去動作に依然として適した範囲内である。この場合、７０％より大きい相対湿度は、過大な乾燥時間を導く。

２５℃の場合のグラフの曲線を図２に示す。７０％の相対湿度での実験は、３０℃で観測されたより長い乾燥時間を考慮し、止めた。

得られた曲線は、３０℃の場合と同様の様相を有する。しかし、乾燥時間は延びている。完全な乾燥は、３５％の相対湿度であると、５時間程度の期間で得られる。実験が３０℃で実行されたことを考慮すると、２０％の相対湿度で、２５℃でのこの値に対する全乾燥時間は、３〜５時間の間であると推定によって決定される。５０％の相対湿度では、推定された全乾燥時間は９時間であり、表面処理方法で許容可能である。

以下の実験により、遮蔽セル環境について実際的な値を推論することができた。商品名デメテル（ＤＥＭＥＴＥＲ）の遮蔽セルで乾燥のグラフを作成し、このときセルの雰囲気温度は２２℃であった。この実験に対応する曲線と、耐候チャンバにおいて２０℃で達成される他の曲線を添付図３に示す。この図において、「セル」は、デメテル（ＤＥＭＥＴＥＲ(登録商標)）セルを表している。

デメテルセルで実施される実験は、耐候チャンバ内で、４２％の相対湿度で行われる実験に重ねられる。これで、遮蔽セル、すなわち約２０℃および４２％の相対湿度の雰囲気における一対の代表値が導き出される。この類似は、耐候チャンバと遮蔽セルとの間の伝達に起こる可能性のある如何なる逸脱も考慮に入れない。
２０℃での全乾燥時間については、実験結果を考慮し、３５％の相対湿度で約７時間、４２％の相対湿度で約８時間と推定された。

（２）ゲル塗布量の影響
添付図４は、２０℃および４２％の相対湿度でのゲルの３つの堆積量に対して達成された曲線をまとめたものである。

この図は、堆積したゲルが０．３３ｋｇ／ｍ^２である場合と０．４２ｋｇ／ｍ^２である場合の間では、乾燥動力学にほとんど差異がないことを示している。よりはっきりとした違いは、０．５ｋｇ／ｍ^２で見られる。したがって、これらの条件下では、０．３ｋｇ／ｍ^２程度の比較的低い塗布率を狙うことが好ましいと思われる。

（３）乾燥動力学上の湿度の影響
湿度の影響を評価するため、一定温度で実施された前述の実験の間に観測された、ゲルの定速乾燥段階の特徴点から曲線を描いた。これらの曲線を添付図５に示す。この図において、「Ｌ」は、対応する複数の曲線の平均値から作成された、３０℃で１２０分間の乾燥線を表している。この線は、方程式ｙ＝−１．６０３９ｘ＋１１０．２７を有し、ｘは相対湿度（％）、ｙは蒸発率（溶媒の初期量の％）である。

所定の温度での定速乾燥範囲において複数の異なる時間を選択すると、縦軸にプロットされた湿度は乾燥速度に比例して変化する。一方、保持時間が全ての温度で同一でないので、１つの温度を他と比較するのは不可能である。

この図は、実験の範囲において、全ての温度について、相対湿度が上昇すると乾燥速度が線形に減少することを示す。湿度の影響は、温度が低下すると僅かに増加する傾向があり、このことは一貫している。

湿度が１０％上昇する毎に、乾燥速度は１６％減少した。これは、本発明の方法でゲルを適用する場合、乾燥条件に注意することが重要であることを示している。

（４）乾燥動力学の温度の影響
４２％の相対湿度で実行された実験では、異なる温度で動力学を比較した。その結果を図６に示す。

前述のように、温度が１０％上昇する毎に乾燥速度が約１３％増加することが分かる。したがって、湿度の上昇と温度の上昇は相反する影響を持つことが記録された。

本実施例で作成されたグラフにより、シャフト内の雰囲気温度とその湿度が分かるならば、本発明の方法を適用する際に必要な乾燥時間を予測できる。

遮蔽セルの雰囲気の例示的範囲は、温度：２０℃、湿度：４０％前後と推定された。それらの値は、デメテル内での乾燥実験を実行する一方、類推により得られた。

汚染除去操作での乾燥時間の互換性に関しては、温度が２０℃を超えており、かつ湿度が約４０％より低い場合、グラフはよい互換性を示している。これより低い温度またはこれより高い温度では、シャフト内に対流状態を設定する必要があり、これは半分の速度で操作することによって達成され得る。

この例では、３８０ｍ^２／ｇの高表面積の焼成シリカであるＡＥＲＯＳＩＬ３８０（登録商標）８重量％と、ＦＫ３１０（登録商標）沈降シリカ０．５重量％〜１重量％とを含むシリカ混合物を主成分とするゲルの乾燥特性を検討した。

Ａｅｒｏｓｉｌ３０８０（登録商標）とＦＫ３１０との混合物において、乾燥後に得られた残留物のサイズを、Ａｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）のシリカだけの場合に集められた残留物のサイズと比較した。

添付図７には、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）と０．５％のＦＫ３１０（登録商標）との混合物に得られた乾燥残留物（「Ａ」と呼ぶ）と、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）と１％のＦＫ３１０（登録商標）との混合物に得られた乾燥残留物（「Ｂ」と呼ぶ）の写真が、３０℃、および室温（２５℃）の２つの乾燥モードについて示されている。

これらの結果は、乾燥残留物のサイズが乾燥条件にほとんど依存しないことを示し、これは利点である。残留物のサイズに関しては、Ａｅｒｏｓｉｌ３８０シリカだけの場合に得られたものより非常に大きいということが、全ての場合に観察される。ここで、最大の残留物のサイズは、Ａｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）シリカだけの場合における６００．１０^−６ｍに対して、１ミリメートルより大きい。大きな寸法の残留物の割合はずっと重要である。同様に、乾燥残留物を除去した際に取り去ることができない非常に小さな寸法の残留物がはるかに少ない。粒子サイズ分布についての正確な定量分析を実行することなく、乾燥残留物の平均サイズが２から３程度増大したと言うことができる。これは、加えられたシリカが少量であることを考慮すると劇的である。その結果は、０．５％のＦＫ３１０（登録商標）のシリカを加えると観察される。

この結果は、接触時間と組成物の点から乾かない限り、従来の汚染除去ゲルの特徴に近い特徴を有するゲルを本発明が提供することを示しているように、非常に重要である。一方、ゲルが乾く場合、ゲルの残留物は、沈降シリカの追加のため、乾燥特性に比較的無関係に制御されたサイズを有する。この利点は、特に粉状の残留物がない、得られたサイズが０．１〜３ｍｍ程度、表面から残留物を容易に剥離可能、ブラッシングや吸引による回収可能である、ということにある。

アルカリ・ゲルを用意するために、本実施例で用いられる粘性剤はアルミナである。これは、デグッサによって提供される酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３であり、主要な粒径は、１３ナノメータで、ＢＥＴ表面積は、１００ｍ^２／ｇである。

１５ｇの量のアルミナを、１００ミリリットルの水、または所定の濃度の１００ミリリットルの苛性ソーダ溶液に注入する。３枚の攪拌翼を有する機械的な攪拌器により、２〜３分間、６００〜８００ｒｐｍの速度で溶液を攪拌する。得られるゲルは、均一であり、ＦＥＶＤＩにより市販されている低圧ポンプで噴霧できる。１００ミリリットルの溶液に対して１５ｇのアルミナを用いることで、低圧（＜７バール）で噴霧できる粘性が得られ、これにより、ゲルが垂直壁面上に垂れず、壁面への有効な接触時間が確保される。

０．５と５Ｍの間でソーダ濃度を変えることによって４種類のゲルを準備した。

各々のゲルを、５ｃｍ×６ｃｍ四方の新しいステンレス鋼３０４Ｌ（登録商標）の板にスパチュラ（へら）で一様に塗布する。堆積させるゲルの量を、重量を測ることにより制御し、５００ｇ／ｍ^２に設定する。次いで、ステンレス鋼板を、十分な対流気流が存在する２２℃±１℃の炉に投入し乾燥させる。相対湿度を制御し、核施設の換気シャフトにおける代表的湿度条件として推定される、４２±１％に設定する。

その後、溶媒（水）が蒸発する間のゲル量の損失を、時間の経過とともに追跡する。

高濃度ソーダ、すなわち２．５と５Ｍの２つのゲル量を時間とともに追跡する。堆積したゲルの初期量は、１．５ｇ（すなわち約２２０ｍｇの乾燥アルミナ）である。

高濃度ソーダ、すなわち２．５と５Ｍによる２つのゲルは乾燥しない。２．５Ｍのゲルの損失量は、５時間後に水平状態に達し、ゲル量は、２４時間後に約３３０ｍｇで安定する。ゲルは、まだ水を含んでおり、鋼板に付着したままである。５Ｍの高濃度ゲルは、２４時間後も質量を失い続け、２．５Ｍのゲルより多くの水を含んでいる。

したがって、これらゲルの双方は、２０℃〜３０℃の間の温度で速やかに乾燥せず、かつ支持体から落ちないので、考察された応用のために用いることができない。

一方、０．５Ｍのソーダ・ゲルは、７５分以内に乾燥し、残留物は、僅かな機械的な圧力で鋼板から完全に剥脱する。１Ｍのソーダ・ゲルは、２時間以内に乾燥し、これも非常に容易に剥脱する。したがって、支持体から剥脱させる残留物を得るために、水が十分に蒸発するようにソーダ量を減少させる必要がある。

ゆえに、多くの場合１〜２ｍｏｌ／リットルの濃度が好ましい。これは、比較的速やかに、すなわち２〜３時間以内に乾燥し、非常に僅かな圧力で鋼支持体から非常に容易に剥脱するゲルを導く。

ＤＥＬＡＳＣＯ（登録商標）ポンプ油脂、適度な粘性シリコーン油脂、あるいはＧ１２と称されるカルダン式自在継手を潤滑するためのより流体的な油で塗布された表面上に堆積したゲルの効率は、油脂の７５〜９０％が支持体から除去されるので、有意である。乾燥ゲルは、非常にわずかな衝撃で容易に剥脱し、ゆえに、再び吸引することによって容易に除去される。

アルミニウムの汚染を除去するために、８重量％のＡＥＲＯＳＩＬ３８０（登録商標）シリカを主成分とするゲル、および硝酸と燐酸との混合物を準備した。双方の酸の濃度は、それぞれ２ｍｏｌ／リットル未満であることが望ましい。この値以上では、ゲルは、２５℃の温度および４０％の相対湿度では乾燥しない。各々１〜２Ｍの間の双方の酸の濃度に対して、２５℃の温度および４０％の相対湿度で観測された乾燥時間は、２〜４時間の間で変化した。

ゲル（ＨＮＯ_３ １Ｍ／Ｈ_３ＰＯ_４ １Ｍ）を特に用意し、核廃棄物再処理工場の空気移送網からの、アルミニウム・フランジ上の汚染除去について実験した。ゲル（Ｃｓ１３７：１３００Ｂｑ／ｃｍ^２〜１１０Ｂｑ／ｃｍ^２）の一回運転後に１４（Ｃｓ１３７、Ｅｕ１５４）程度の除染係数が得られ、また、追加運転で、表面活性を５０Ｂｑ／ｃｍ^２以下に低下させることができた。

ステンレス鋼またはｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）の汚染を除去するために、本発明による酸化ゲルを、３Ｍの硝酸と０．１〜０．３ＭのＣｅ（ＩＶ）とを用いて準備した。

ゲルは、３時間未満で速やかに乾燥し、ブラシで容易に剥脱される。ｉｎｃｏｎｅｌ上に５００ｇ／ｍ^２をコーティングすることにより得られる侵食結果は、一般化された侵食が、実際のところ０．１〜０．３μｍの間であるので、非常に興味深い。

８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、３０℃および相対湿度での乾燥を表すグラフである。 ８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、２５℃および相対湿度での乾燥を表すグラフ（線上×印のある曲線は、Ｔ：２５℃、Ｈ_２：４２％、ＳｉＯ３８のみの場合を示す）である。 ８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、２０℃および相対湿度での乾燥を表すグラフである。 ８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、２０℃、４０％の相対湿度および表面上に塗布されたゲル量での乾燥を表すグラフである。 異なる乾燥温度における、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、乾燥動力学に対する湿度の影響を示すグラフである。 相対湿度４２％における、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）＋７ＭのＨＮＯ_３製剤を有する本発明によるゲルの、乾燥動力学に対する温度の影響を示すグラフである。 それぞれ２つの乾燥モードにおける、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）と０．５％のＦＫ３１０（登録商標）との混合物に得られる乾燥残留物、および、８％のＡｅｒｏｓｉｌ３８０（登録商標）と１％のＦＫ３１０（登録商標）との混合物に得られるゲルの乾燥残留物の写真４枚を示す。 ２．５と５ｍｏｌ／リットルの苛性ソーダの２つのアルミナ・ゲルの質量損失を時間の経過と共に（Ｍ＝質量、ｔ＝時間）を示すグラフ図である。

Claims (18)

1. 処理ゲルによる表面を浄化、汚染除去、エッチング又は脱脂する処理方法であって、順に、
   − 処理すべき表面上に、ゲルの重量を基準として、５〜２５重量％の焼成シリカと沈降シリカの混合物と、０．５〜４ｍｏｌ／リットルの無機酸、無機酸の混合物又は無機塩基から選択される活性処理剤と、随意で、強酸性媒体にＣｅ（ＩＶ）、Ｃｏ（ＩＩＩ）またはＡｇ（ＩＩ）から選択される１．４Ｖより大きい標準酸化還元電位Ｅ_０を有する０．０５〜１ｍｏｌ／リットルの酸化剤またはこの酸化剤の還元体とを含むコロイド溶液からなる処理ゲルを塗布するステップ、
   − 乾燥した固形残留物が形成されるまで、２０〜３０℃の間の乾燥温度および２０〜７０％の間の相対湿度において、処理ゲルを処理すべき表面上に維持するステップ、および
   − 処理表面から乾燥した固形残留物を除去するステップ
   を含む処理方法。
2. 前記焼成シリカと沈降シリカの混合物がゲルの５〜１５重量％である、請求項１に記載の処理方法。
3. 前記焼成シリカと沈降シリカの混合物がゲルの５〜１０重量％である、請求項１に記載の処理方法。
4. 前記沈降シリカがゲルの０．５重量％であり、前記焼成シリカがゲルの８重量％である、請求項１に記載の処理方法。
5. 前記無機酸が、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、またはそれらの混合物の中から選択される、請求項１に記載の処理方法。
6. 前記処理ゲルが、ゲル１リットル当たり０．５〜２ｍｏｌの濃度を有する無機塩基である活性処理剤からなる、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の処理方法。
7. 前記無機塩基が、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、またはそれらの混合物から選択される、請求項６に記載の処理方法。
8. 前記処理ゲルが、ゲル１リットル当たり、５〜１５重量％の焼成シリカと沈降シリカの混合物、０．５〜２ｍｏｌ／リットルの硝酸、および０．１〜０．５ｍｏｌのＣｅ（ＮＯ_３）_４または（ＮＨ_４）_２Ｃｅ（ＮＯ_３）_６からなる、請求項１に記載の処理方法。
9. 前記処理ゲルを、表面１平方メートル当たり１００〜２０００ｇの重量で、処理すべき表面上に塗布する、請求項１に記載の処理方法。
10. 前記乾燥した固形残留物を、ブラッシングおよび／または吸引によって処理表面から除去する、請求項１に記載の処理方法。
11. 金属面から酸化物層を除去するための、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の処理方法。
12. 処理すべき設備からの粉塵を除去した後に、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の方法による設備の処理を行う、設備汚染除去方法。
13. 前記設備が核施設の換気シャフトである、請求項１２に記載の方法。
14. ゲルの重量に基づき、５〜２５重量％の焼成シリカと沈降シリカとの混合物と、０．５〜４ｍｏｌ／リットルの無機酸、無機酸の混合物又は無機塩基から選択される活性処理剤と、随意で強酸性媒体にＣｅ（ＩＶ）、Ｃｏ（ＩＩＩ）またはＡｇ（ＩＩ）から選択される１．４Ｖより大きい標準酸化還元電位Ｅ_０を有する０．０５〜１ｍｏｌ／リットルの酸化剤またはこの酸化剤の還元体とを含むコロイド溶液からなる、表面を処理するための処理ゲル。
15. 前記焼成シリカと沈降シリカの混合物が、ゲルの５〜１５重量％である、請求項１４に記載の処理ゲル。
16. 前記焼成シリカと沈降シリカの混合物が、ゲルの５〜１０重量％である、請求項１４に記載の処理ゲル。
17. 前記沈降シリカがゲルの０．５重量％であり、前記焼成シリカがゲルの８重量％である、請求項１４に記載の処理ゲル。
18. 前記無機酸が、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸またはそれらの混合物から選択される、請求項１４に記載の処理ゲル。

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