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JP5115504B2 - Gas reaction treatment method - Google Patents
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JP5115504B2 JP2009068108A JP2009068108A JP5115504B2 JP 5115504 B2 JP5115504 B2 JP 5115504B2 JP 2009068108 A JP2009068108 A JP 2009068108A JP 2009068108 A JP2009068108 A JP 2009068108A JP 5115504 B2 JP5115504 B2 JP 5115504B2
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Description

本発明は、ガス反応処理方法に係り、特にガスとしてオゾン又はオゾン含有ガスを用いるガス反応処理方法に関する。なお、以下、本明細書において、純オゾンガスとオゾン含有ガスとを併せてオゾンガスと称する。 The present invention relates to a gas reaction treatment method, more particularly Ruga scan reaction treatment method using ozone or ozone-containing gas as a gas. Hereinafter, in the present specification, pure ozone gas and ozone-containing gas are collectively referred to as ozone gas.

オゾンガスは、無電解メッキの前処理として、樹脂表面を親水化したり、ステンレス鋼表面の強化のために不動態を形成したりする目的で広く使用されている(例えば特開昭63−250468、特開2000−31637)。   Ozone gas is widely used as a pretreatment for electroless plating for the purpose of hydrophilizing the resin surface or forming a passive state for strengthening the stainless steel surface (see, for example, JP-A-63-250468). Open 2000-31637).

従来のオゾンガスによる被処理物の反応処理方法では、反応槽を開け、被処理物をオゾン反応槽内に設置し、オゾン反応槽を密閉した後、オゾン反応槽内の通気入口からオゾンガスを通気して反応を開始する。   In the conventional reaction treatment method of the object to be treated with ozone gas, the reaction tank is opened, the object to be treated is installed in the ozone reaction tank, the ozone reaction tank is sealed, and then the ozone gas is vented from the vent inlet in the ozone reaction tank. Start the reaction.

また、オゾンガス反応処理後の操作としては、オゾン反応槽への供給ガスをオゾンガスから不活性ガス(窒素など)へ変更し、オゾンガスをパージしてから、オゾン反応槽を開けて中の被処理物を取り出す。オゾンガスを不活性ガスでパージするのは、オゾン反応槽を開けた際にオゾンガスが外部へ漏れ、周囲に甚大な影響を及ぼすことを防止するためである。   In addition, as an operation after the ozone gas reaction treatment, the supply gas to the ozone reaction tank is changed from ozone gas to an inert gas (nitrogen, etc.), the ozone gas is purged, the ozone reaction tank is opened, and the object to be processed Take out. The reason why the ozone gas is purged with an inert gas is to prevent the ozone gas from leaking to the outside when the ozone reaction tank is opened and having a great influence on the surroundings.

特開昭63−250468JP-A 63-250468 特開2000−31637JP 2000-31637 A

上記従来技術では、オゾン反応槽を開けて被処理物を取り出し、次の被処理物と交換するに際し、オゾン反応槽内のオゾンガスを一度全て不活性ガスで置換する時間や、新たにオゾンガスを再充填するための充填時間が余計にかかる。ガス反応槽内のオゾン濃度が低い場合には、反応が遅いので、その分だけ処理時間を長くしないと、被処理物を所定程度まで処理することができない。そのため、多量の被処理物を次々と処理する場合には時間がかかり効率が良くない。   In the above prior art, when the ozone reaction tank is opened and the object to be processed is taken out and replaced with the next object to be processed, the time for replacing all ozone gas in the ozone reaction tank once with an inert gas, or newly regenerating ozone gas. It takes extra filling time to fill. When the ozone concentration in the gas reaction tank is low, the reaction is slow, so that the treatment object cannot be treated to a predetermined extent unless the treatment time is lengthened accordingly. Therefore, when processing a large amount of objects to be processed one after another, it takes time and is not efficient.

本発明は、ガスと被処理物とを反応槽内で反応させるにあたり、ガス反応槽へのガスの入れ替え時間を短縮し、効率よく処理行うことができるガス反応装置及びガス反応処理方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a gas reaction apparatus and a gas reaction treatment method capable of efficiently performing a treatment by shortening the time for replacing a gas into a gas reaction vessel when reacting a gas and an object to be treated in a reaction vessel. For the purpose.

本発明のガス反応処理方法は、オゾンガス供給部と、該オゾンガス供給部からのオゾンガスを貯留するオゾンガス貯留部と、被処理物とオゾンガスとを接触させるオゾン反応部とを有するガス反応装置を用いたガス反応処理方法において、該オゾンガス供給部は、加圧されたオゾンガスを供給可能であり、該オゾンガス貯留部を排気した後、該オゾンガス貯留部に該オゾンガス供給部からの加圧オゾンガスを貯留させる工程と、該オゾン反応部に被処理物を入れ、該オゾン反応部を排気し、次いで前記オゾンガス貯留部から加圧オゾンガスを該オゾン反応部に供給する工程と、その後、前記オゾンガス供給部からオゾンガスを直接に該オゾン反応部に供給する工程と、反応終了後、窒素ガスを該オゾン反応部に供給してガスパージを行う工程と、その後、該オゾン反応部から被処理物を取り出す工程とを有することを特徴とするものである。 The gas reaction treatment method of the present invention uses a gas reaction apparatus having an ozone gas supply unit, an ozone gas storage unit that stores ozone gas from the ozone gas supply unit, and an ozone reaction unit that makes the object to be processed and ozone gas contact with each other. In the gas reaction processing method, the ozone gas supply unit is capable of supplying pressurized ozone gas, and after exhausting the ozone gas storage unit, storing the pressurized ozone gas from the ozone gas supply unit in the ozone gas storage unit And a step of placing an object to be treated in the ozone reaction section, exhausting the ozone reaction section, and then supplying pressurized ozone gas from the ozone gas storage section to the ozone reaction section, and then supplying ozone gas from the ozone gas supply section. A step of directly supplying the ozone reaction section, and a step of performing a gas purge by supplying nitrogen gas to the ozone reaction section after completion of the reaction. , Then, it is characterized in that a step of taking out the object to be processed from the ozone reaction section.

本発明のガス反応処理方法によれば、ガス反応部内にガスを加圧供給することによりガス反応部内の雰囲気を短時間で所定のものとすることができることから、効率よく被処理物をガス反応処理することができる。 According to gas reaction treatment method of the present invention, because it can be of a predetermined short time the atmosphere in the gas reaction section by pressurized supply gas to the gas reaction portion, efficiently processing object gas Reaction treatment can be performed.

なお、本発明によれば、加圧されたガスをガス貯留部からガス反応部に供給することができ、ガス反応部内の雰囲気を極めて短時間で所定のものとすることができる。 In addition, according to this invention , the pressurized gas can be supplied to a gas reaction part from a gas storage part, and the atmosphere in a gas reaction part can be made into a predetermined thing in a very short time.

本発明によれば、ガス反応部のガスを排気してガス反応部内を負圧にすることにより、ガス反応部の雰囲気を急速に所定のものとすることができる。 According to the present invention , the atmosphere in the gas reaction part can be rapidly made predetermined by exhausting the gas in the gas reaction part to make the gas reaction part have a negative pressure.

実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。It is a systematic diagram of the gas reaction apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。It is a systematic diagram of the gas reaction apparatus which concerns on embodiment. 実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。It is a systematic diagram of the gas reaction apparatus which concerns on embodiment. 比較例に係るガス反応装置の系統図である。It is a systematic diagram of the gas reaction apparatus which concerns on a comparative example. 反応部内のオゾン濃度変化を示すグラフである。It is a graph which shows the ozone concentration change in the reaction part.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明のガス反応装置は、ガス反応部内にて被処理物とガスとを接触させて被処理物の処理を行うようにしたものにおいて、ガス反応部内に加圧ガスを供給するようにしたものである。   In the gas reaction apparatus of the present invention, the object to be treated and the gas are brought into contact with each other in the gas reaction part, and the pressurized gas is supplied into the gas reaction part. It is.

加圧供給手段としては、加圧ガスを貯留すると共に、容積を減少させてガスをガス反応槽に供給するものが好適である。   As the pressurized supply means, one that stores pressurized gas and reduces the volume to supply the gas to the gas reaction tank is suitable.

本発明では、オゾン反応部から流出するガスを無害化処理する排ガス処理装置が設けられていることが好ましい。オゾンガス無害化処理手段としては、オゾンガスを外部へ放出しても問題ない濃度まで低減できる装置であれば特に限定はなく、触媒担持活性炭や熱分解装置、紫外線分解装置などを用いることができる。   In the present invention, it is preferable that an exhaust gas treatment device for detoxifying the gas flowing out from the ozone reaction section is provided. The ozone gas detoxification means is not particularly limited as long as it is an apparatus that can reduce the concentration to a level that does not cause a problem even if ozone gas is released to the outside, and a catalyst-supported activated carbon, a thermal decomposition apparatus, an ultraviolet decomposition apparatus, or the like can be used.

本発明のガス反応処理方法は、このガス反応装置を用いて被処理物を処理する。被処理物としては、金属、合成樹脂、セラミック、植物系材料、動物系材料、それらの複合材など各種のものが挙げられる。ガスとしてはオゾンガスが好適である。   The gas reaction processing method of this invention processes a to-be-processed object using this gas reaction apparatus. Examples of the object to be treated include metals, synthetic resins, ceramics, plant-based materials, animal-based materials, and composite materials thereof. As the gas, ozone gas is suitable.

オゾンガス等の反応ガスの供給量、オゾン濃度等は被処理物をどこまで処理したいかに応じて設定すればよい。   The supply amount of the reaction gas such as ozone gas, the ozone concentration, etc. may be set according to how far the object to be processed is desired.

被処理物を反応部内に滞留させる時間も、被処理物と反応部の大きさ、被処理物の特性等に応じて選定すればよい。   What is necessary is just to select the time to hold a to-be-processed object in a reaction part according to the magnitude | size of a to-be-processed object and a reaction part, the characteristic of a to-be-processed object, etc.

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.

第1図〜第3図はそれぞれ実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。   1 to 3 are system diagrams of a gas reaction apparatus according to an embodiment, respectively.

まず、第1図のガス反応装置について説明する。   First, the gas reactor shown in FIG. 1 will be described.

このガス反応装置は、オゾンガス供給部1と、該オゾンガス供給部1から供給されるオゾンガスを圧縮して貯留するオゾンガス貯留部3と、該オゾンガス貯留部3から供給されるオゾンガスにより被処理物を処理するオゾン反応部(以下、単に反応部ということがある。)5と、オゾンを無害化処理するガス処理装置8,10と、吸引排気用のポンプ12等を有する。   This gas reactor treats an object to be processed with an ozone gas supply unit 1, an ozone gas storage unit 3 that compresses and stores ozone gas supplied from the ozone gas supply unit 1, and an ozone gas supplied from the ozone gas storage unit 3. An ozone reaction section (hereinafter also referred to simply as a reaction section) 5, gas treatment devices 8 and 10 for detoxifying ozone, a pump 12 for suction and exhaust, and the like.

オゾンガス供給部1は、弁Vを備えた配管2を介してオゾンガス貯留部3に接続され、このオゾンガス貯留部3は弁Vを備えた配管4を介して反応部5と接続されている。なお、オゾンガス供給部1は、弁Vを備えた配管6を介して反応部5と直接に接続されている。また、オゾンガス貯留部3には、リリーフ弁Vを有した配管7を介してガス処理装置8が接続されている。貯留部3内のオゾンガス圧がリリーフ弁Vの設定圧力以上になると、オゾンガスが貯留部3からガス処理装置8へリークし、貯留部3内のオゾンガス圧が常にこの設定圧を超えないものとなる。 Ozone gas supply unit 1 through the pipe 2 provided with a valve V 1 is connected to the ozone gas reservoir 3, the ozone gas reservoir 3 is connected to the reaction section 5 via a pipe 4 provided with a valve V 2 . Incidentally, the ozone gas supply unit 1 is connected directly to the reaction section 5 via a pipe 6 provided with a valve V 3. Further, the ozone gas reservoir 3, a gas processing device 8 via a pipe 7 having a relief valve V R is connected. When ozone gas pressure in the reservoir 3 is equal to or greater than the set pressure of the relief valve V R, ozone gas leaks from the reservoir 3 to the gas treatment device 8, and that ozone gas pressure in the reservoir 3 is not always exceed the set pressure Become.

反応部5は、被処理物の出入口(図示略)を有している。当然ながら、この出入口の蓋は密閉可能な構成となっている。反応部5には大気開放弁(図示略)が設けられている。この大気開放弁は、反応部5内に空気を流入させるときだけ開とされ、その他の時には閉とされている。   The reaction unit 5 has an entry / exit port (not shown) for an object to be processed. Needless to say, the lid of the doorway is configured to be hermetically sealed. The reaction unit 5 is provided with an air release valve (not shown). This air release valve is opened only when air is allowed to flow into the reaction section 5, and is closed at other times.

反応部5は、弁Vを有する配管9を介してガス処理装置10に接続されている。このガス処理装置10は、配管11を介して排気ポンプ12に接続されており、該排気ポンプ12によってガス処理装置10を介して反応部5内のガスを排気しうるよう構成されている。 The reaction unit 5 is connected to a gas treatment apparatus 10 through a pipe 9 having a valve V 4. The gas processing apparatus 10 is connected to an exhaust pump 12 via a pipe 11, and is configured so that the gas in the reaction unit 5 can be exhausted by the exhaust pump 12 via the gas processing apparatus 10.

オゾンガス供給部1は、酸素供給源とオゾン発生器から構成されるオゾン製造部を持つことが好ましい。また、オゾンガスをオゾンガス貯留部3へ加圧供給するためにコンプレッサーなどの動力源を有するかあるいはオゾンの原料の酸素ガスが高い圧力を保持していることが好ましい。   The ozone gas supply unit 1 preferably has an ozone production unit composed of an oxygen supply source and an ozone generator. In order to pressurize and supply the ozone gas to the ozone gas storage unit 3, it is preferable to have a power source such as a compressor or to keep the oxygen gas of the ozone raw material at a high pressure.

オゾンガス貯留部3の材質はステンレス鋼など反応ガスと極力反応性が低い材質であることが好ましい。また、オゾンガスに対する反応性を低くするため、オゾンガス貯留部3の内面を予めコーティングや不動態膜処理のような表面処理をしておくのもよい。   The material of the ozone gas storage unit 3 is preferably a material such as stainless steel that has as low a reactivity as possible with the reaction gas. In order to reduce the reactivity to ozone gas, the inner surface of the ozone gas storage unit 3 may be previously subjected to a surface treatment such as coating or passive film treatment.

オゾンガス貯留部3の容積は、オゾン反応部5より大きい方が好ましく、反応部5の容積1.5〜10倍程度であることが好ましい。またオゾンガス貯留部3の内圧がオゾン反応部5より大きくなるよう設定される。これは、オゾン反応部5に流入させるオゾンガスのオゾン濃度やオゾン反応部内の圧力を高くするためである。   The volume of the ozone gas storage unit 3 is preferably larger than the ozone reaction unit 5 and preferably about 1.5 to 10 times the volume of the reaction unit 5. The internal pressure of the ozone gas storage unit 3 is set to be larger than that of the ozone reaction unit 5. This is to increase the ozone concentration of the ozone gas flowing into the ozone reaction section 5 and the pressure in the ozone reaction section.

オゾンガス貯留部3の形状に特に制限はないが、圧縮ガスを貯留するため、安全面から円筒形が好ましい。   Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of the ozone gas storage part 3, In order to store compressed gas, a cylindrical shape is preferable from a safety surface.

また、オゾンガス貯留部3は、容積可変に構成されていて、オゾンガス貯留部の容積を変化させることによりオゾンガスの貯蓄と排出を交互に繰り返すものが好適であり、具体的には、貯留部が蛇腹構造(ちょうちん形)やシリンジ構造のものが例示される。この貯留部にあっては、オゾンガスを流入させて徐々に膨らませ、規定量の反応ガスが入った後に、反応部へ通じる弁Vを開けると同時に貯留部を動力で縮ませることにより、オゾンガス貯留部内のオゾンガスを反応部へ流出させることができる。容積可変型でない場合は、加圧されたオゾンガスをオゾン反応部に供給する時、オゾンガス貯留部とオゾン反応部の内圧が等しくなるとオゾンガスの供給は止まる。なお、加圧型と容積可変型はどちらを用いても、また両者を併用しても構わない。例えば容積可変型のオゾンガス貯留部を用いたとき、初めはオゾンガス流入に伴って容積が増加するが、容積上限値を超えてなおオゾンガスを流入させた場合はオゾンガス貯留部内でガスが圧縮される。 Further, the ozone gas storage unit 3 is configured to have a variable volume, and it is preferable to alternately store and discharge ozone gas by changing the volume of the ozone gas storage unit. Specifically, the storage unit is a bellows. Examples are a structure (lantern shape) and a syringe structure. In the this reservoir, inflated gradually allowed to flow into ozone gas, after entering the specified amount of the reaction gas, when opening the valve V 2 leading to the reaction section by contracting the reservoir with power simultaneously, ozone gas reservoir The ozone gas in the part can be discharged to the reaction part. When the pressurized ozone gas is not supplied to the ozone reaction part, the supply of the ozone gas is stopped when the internal pressures of the ozone gas storage part and the ozone reaction part become equal. Note that either the pressure type or the variable volume type may be used, or both may be used in combination. For example, when a variable volume type ozone gas storage unit is used, the volume initially increases with the inflow of ozone gas. However, when ozone gas is allowed to flow beyond the upper limit of the volume, the gas is compressed in the ozone gas storage unit.

オゾン反応部5の材質は、オゾンガスと極力反応性が低い材質であることが好ましい。   The material of the ozone reaction part 5 is preferably a material that is as low in reactivity as possible with ozone gas.

オゾン反応部5の形状は、内部に被処理物を設置できる構造になっていればよく、特に限定されないが、無駄なスペースのないものが好ましい。   The shape of the ozone reaction part 5 is not particularly limited as long as it has a structure in which an object to be processed can be installed inside, but is preferably one having no useless space.

また、オゾン反応部5はオゾンガス貯留部3からオゾンガスを供給する前の時点で減圧されて負圧になっていることが好ましい。このためには、例えばオゾン反応部3内を排気ポンプ12で排気しておくのが良い。このため、オゾン反応部は排気による負圧に耐える強度を持つことが望ましい。   Moreover, it is preferable that the ozone reaction part 5 is pressure-reduced and becomes a negative pressure before supplying ozone gas from the ozone gas storage part 3. FIG. For this purpose, for example, the inside of the ozone reaction unit 3 is preferably exhausted by the exhaust pump 12. For this reason, it is desirable for the ozone reaction part to have a strength that can withstand negative pressure caused by exhaust.

次に、この第1図のガス反応装置を用いて被処理物をオゾン処理する方法の好適例について説明する。   Next, a preferred example of a method for ozone-treating an object to be treated using the gas reaction apparatus of FIG. 1 will be described.

弁Vを開、弁V、Vを閉とし、オゾンガス供給部1からオゾンガスをオゾンガス貯留部3に供給し、オゾンガス貯留部3内に所定圧のオゾンガスを貯留させる。 The valve V 1 is opened, the valves V 2 and V 3 are closed, ozone gas is supplied from the ozone gas supply unit 1 to the ozone gas storage unit 3, and ozone gas having a predetermined pressure is stored in the ozone gas storage unit 3.

また、反応部5内に被処理物を挿入した後、弁Vを開とし、排気ポンプ12を作動させ、反応部5内を所定圧以下まで排気する。 Also, after inserting an object to be processed in the reaction unit 5, and the valve V 4 is opened, the exhaust pump 12 is operated to evacuate the reaction unit 5 to a predetermined pressure or less.

その後、弁Vを閉、弁Vを開とし、オゾンガス貯留部3からオゾンガスを反応部5内に供給する。反応部5内のガス圧は急速に上昇する。反応部5内のガス圧が規定値まで上昇した後、弁Vを閉、弁V、Vを開とし、オゾンガス供給部1からオゾンガスを反応部5に直接に供給し、反応した後の排ガスをガス処理装置10に供給して処理し、配管11から排出させる。なお、この際、排気ポンプ12は停止していてもよく、低速で作動させてもよい。反応部5の内圧は反応部へのガス供給条件と弁Vの調節により所望の値に整える。 Thereafter, the valve V 4 is closed, the valve V 2 is opened, and ozone gas is supplied from the ozone gas storage unit 3 into the reaction unit 5. The gas pressure in the reaction part 5 rises rapidly. After the gas pressure in the reaction unit 5 rises to a specified value, the valve V 2 is closed, the valves V 3 and V 4 are opened, and ozone gas is directly supplied from the ozone gas supply unit 1 to the reaction unit 5 to react. The exhaust gas is supplied to the gas processing device 10 to be processed and discharged from the pipe 11. At this time, the exhaust pump 12 may be stopped or operated at a low speed. The internal pressure of the reaction unit 5 adjust to a desired value by adjusting the gas supply conditions and valve V 4 to the reaction section.

反応部5内で被処理物とオゾンガスとを所定時間接触させた後、排気ポンプ12を作動させると共に、反応部5に設けられた大気開放弁を開とし、反応部5内のオゾンガスを排気する。その後、反応部5から被処理物を取り出し、次ロットの被処理物を反応部5内に挿入し、次いで大気開放弁を閉とし、次回のオゾン処理工程を開始する。   After the object to be treated and ozone gas are brought into contact with each other in the reaction unit 5 for a predetermined time, the exhaust pump 12 is operated, and the atmosphere release valve provided in the reaction unit 5 is opened to exhaust the ozone gas in the reaction unit 5. . Thereafter, the object to be processed is taken out from the reaction part 5, the object to be processed of the next lot is inserted into the reaction part 5, and then the atmosphere release valve is closed, and the next ozone treatment process is started.

なお、この被処理物の取り出し、挿入を行っている間に、オゾンガス貯留部3にオゾンガス供給部1からオゾンガスを供給しておくのが好ましい。   In addition, it is preferable to supply ozone gas from the ozone gas supply part 1 to the ozone gas storage part 3 while taking out and inserting this to-be-processed object.

第2図は別の実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。この実施の形態では、オゾンガス貯留部3と配管11とを直に接続するように、弁Vを有したバイパス配管13が設けられている。第2図のその他の構成は第1図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。 FIG. 2 is a system diagram of a gas reaction apparatus according to another embodiment. In this embodiment, to directly connect the ozone gas reservoir 3 and the pipe 11, bypass pipe 13 is provided with a valve V 5. The other structure of FIG. 2 is the same as that of FIG. 1, and the same code | symbol has shown the same part.

この第2図のガス反応装置を用いて被処理物を処理する場合、第1回目のオゾン処理工程の開始に先立って、弁Vを開、弁V,Vを閉とし、排気ポンプ12を作動させ、オゾンガス貯留部3内を−0.1MPa程度まで排気し、該貯留部3内のガスを排出しておく。その後、弁Vを閉、弁Vを開とし、オゾンガス供給部1からオゾンガスをオゾンガス貯留部3に供給し、オゾンガス貯留部3内に所定圧のオゾンガスを貯留させる。その後は、第1図のガス反応装置と同じ手順で第1回目のオゾン処理を行う。第2回目以降のオゾン処理手順は、第1図の場合と同一である。 When the object to be processed is processed using the gas reactor shown in FIG. 2, the valve V 5 is opened and the valves V 1 and V 2 are closed prior to the start of the first ozone treatment step. 12 is operated, the ozone gas storage part 3 is exhausted to about −0.1 MPa, and the gas in the storage part 3 is discharged. Thereafter, the valve V 5 is closed, the valve V 1 is opened, ozone gas is supplied from the ozone gas supply unit 1 to the ozone gas storage unit 3, and ozone gas having a predetermined pressure is stored in the ozone gas storage unit 3. Thereafter, the first ozone treatment is performed in the same procedure as the gas reaction apparatus of FIG. The second and subsequent ozone treatment procedures are the same as in FIG.

この第2図のガス反応装置によると、第1回目のオゾン処理工程に先立ってオゾンガス貯留部3内のガスを排出しておくので、オゾンガス貯留部3内にガスがほとんどない状態からオゾンガスを貯留することができ、純度の高いオゾンガスを短時間でオゾンガス貯留部3内に貯留させることができる。   According to the gas reactor shown in FIG. 2, since the gas in the ozone gas storage unit 3 is discharged prior to the first ozone treatment step, the ozone gas is stored from a state in which there is almost no gas in the ozone gas storage unit 3. It is possible to store ozone gas with high purity in the ozone gas storage unit 3 in a short time.

第3図は本発明のさらに別の実施の形態に係るガス反応装置の系統図である。   FIG. 3 is a system diagram of a gas reaction apparatus according to still another embodiment of the present invention.

この実施の形態では、オゾンガス供給部1は、オゾン発生器1aに対し、窒素ボンベ等の窒素源1bから窒素ガスを供給し、酸素ボンベ等の酸素源1cから酸素ガスを供給するよう構成されている。この窒素源1bは、弁Vを有した配管14を介して反応部5へ窒素ガスを供給可能としている。反応部5にオゾン濃度計5aが設けられている。 In this embodiment, the ozone gas supply unit 1 is configured to supply nitrogen gas from a nitrogen source 1b such as a nitrogen cylinder and oxygen gas from an oxygen source 1c such as an oxygen cylinder to the ozone generator 1a. Yes. The nitrogen source 1b is to allow supplying the nitrogen gas into the reaction section 5 via a pipe 14 having a valve V 6. The reaction unit 5 is provided with an ozone concentration meter 5a.

第3図のその他の構成は第1図と同一であり、同一符号は同一部分を示している。   The other structure of FIG. 3 is the same as that of FIG. 1, and the same code | symbol has shown the same part.

第3図のガス反応装置によって被処理物を処理する工程が第1図の場合と異なるのは、反応部5での処理が終了した後、ポンプ12で反応部5内のガスを吸引排出するに際し、弁Vを開とし、反応部5内に窒素源1bから窒素ガスを供給してオゾンガスをパージするようにした点であり、その他の手順は第1図の場合と同様である。 The process of processing the object to be processed by the gas reaction apparatus in FIG. 3 is different from that in FIG. upon, and the valve V 6 is opened, the nitrogen source 1b by supplying nitrogen gas and in that so as to purge the ozone gas into the reaction section 5, other procedures are the same as in the case of Figure 1.

なお、図示はしないが、第2図のガス反応装置においても、反応部5に窒素源から窒素を供給可能とし、反応部5内のオゾンガスを窒素ガスでパージ可能としてもよい。   Although not shown, in the gas reaction apparatus of FIG. 2, nitrogen may be supplied to the reaction unit 5 from a nitrogen source, and the ozone gas in the reaction unit 5 may be purged with nitrogen gas.

反応部5内から被処理物を取り出すときの反応部5内を空気ではなく窒素雰囲気とした場合には、反応部5内を低湿度かつ高い清浄度に保持することができる。水分や汚れはオゾンと反応し、被処理物の処理性にムラを生じさせる原因となる。これらをクリーンな窒素によるパージで排除することで処理の安定性を増すことができるという長所がある。   When the inside of the reaction part 5 when taking out the object to be processed from the reaction part 5 is a nitrogen atmosphere instead of air, the inside of the reaction part 5 can be kept at a low humidity and a high cleanliness. Moisture and dirt react with ozone and cause unevenness in the processability of the workpiece. By eliminating these by purging with clean nitrogen, there is an advantage that the stability of the treatment can be increased.

以下、実施例及び比較例について説明する。
<実施例1>
第3図のガス反応装置において、オゾン発生器1aとして住友精密工業(株)製のものを用いた。ガス源1c,1bとしては工業用酸素ボンベと工業用窒素ボンベを用い、酸素と窒素を、窒素が全体の0.5%volとなるように混合してオゾン発生器1aを供給した。オゾンガス貯留部3の槽は容積50L(直径36cm、高さ50cmの円筒形)のSUS304製であり、内表面を電解研磨の表面処理を施したものである。オゾン反応部5の槽は15L(直径20cm、高さ48cmの円筒形)のSUS304製であり、内表面を電解研磨の表面処理を施したものである。排オゾンガスを処理するためのガス処理装置8,10は、オゾン分解用触媒として品川化成(株)製「セカード MR−4」を10L充填したSUS304製の円筒形カラムとした。
Hereinafter, examples and comparative examples will be described.
<Example 1>
In the gas reactor shown in FIG. 3, an ozone generator 1a manufactured by Sumitomo Precision Industries, Ltd. was used. As the gas sources 1c and 1b, an industrial oxygen cylinder and an industrial nitrogen cylinder were used, and the ozone generator 1a was supplied by mixing oxygen and nitrogen so that nitrogen would be 0.5% vol. The tank of the ozone gas storage unit 3 is made of SUS304 having a volume of 50 L (diameter: 36 cm, height: 50 cm), and the inner surface is subjected to electrolytic polishing surface treatment. The tank of the ozone reaction section 5 is made of 15 L (cylindrical shape having a diameter of 20 cm and a height of 48 cm) made of SUS304, and the inner surface is subjected to surface treatment of electrolytic polishing. The gas treatment devices 8 and 10 for treating the exhausted ozone gas were SUS304 cylindrical columns packed with 10 L of “Secard MR-4” manufactured by Shinagawa Kasei Co., Ltd. as an ozone decomposition catalyst.

処理手順は次の通りである。   The processing procedure is as follows.

被処理物としてABS樹脂片(50mm×100mm×3mm)を3枚オゾン反応槽5内に設置した。   Three ABS resin pieces (50 mm × 100 mm × 3 mm) were placed in the ozone reaction tank 5 as objects to be processed.

次に、弁V、Vを閉とし、弁Vを開とし、オゾン反応槽5内を排気ポンプ12により排気し、−0.10MPa程度の負圧とした。 Next, the valves V 2 and V 3 were closed, the valve V 4 was opened, and the inside of the ozone reaction tank 5 was exhausted by the exhaust pump 12 to a negative pressure of about −0.10 MPa.

また、弁Vを開とし、オゾン発生器1aからオゾン濃度300g/Nmのオゾンガスを12NL/minの割合にてオゾンガス貯留部3に供給し、オゾンガス貯留槽内の圧力が0.20MPaになるまでオゾンガス貯留槽に通気し続けた(30分間)。 Further, the valve V 1 is opened, the ozone gas of an ozone concentration 300 g / Nm 3 from the ozone generator 1a is supplied to the ozone gas reservoir 3 at a rate of 12NL / min, the pressure in the ozone gas reservoir is 0.20MPa The ozone gas storage tank was continuously ventilated (30 minutes).

次いで、排気ポンプ12を停止し、弁Vを閉、Vを開とし、オゾンガス貯留槽に加圧貯留されていたオゾンガスを瞬時にオゾン反応槽へ供給し、オゾン反応部5の槽内の圧力を約0.15MPaとした。次いで、弁Vを閉、Vを開とし、オゾン発生器1aからのオゾンガスを配管6によってオゾン反応部5へ直接に12NL/minにて供給した。 Next, the exhaust pump 12 is stopped, the valve V 1 is closed, V 2 is opened, and ozone gas that has been pressurized and stored in the ozone gas storage tank is instantaneously supplied to the ozone reaction tank. The pressure was about 0.15 MPa. Then, the valve V 2 closed, and the V 3 opened, and fed directly by the 12NL / min ozone gas from the ozone generator 1a to the ozone reaction unit 5 through a pipe 6.

所定の処理時間(ここでは3分間とした)が経過した後、弁Vを閉とし、弁Vを開とし、窒素ガスを約12NL/minの割合にて反応部5に通気することにより、オゾン反応槽内に残留しているオゾンガスをパージした。 After a lapse (in the 3 min in this case) is predetermined processing time by the valve V 3 is closed, the valve V 6 is opened, venting the reaction unit 5 and nitrogen gas at a rate of about 12NL / min The ozone gas remaining in the ozone reaction tank was purged.

オゾン反応槽内のオゾン濃度が0.1g/Nm以下になったことを確認した後、被処理物をオゾン反応槽から取り出し、被処理物の接触角を測定した。結果を表1に示す。
<比較例1>
第4図のガス反応装置を用いて実施例1と同一の被処理物をオゾン処理した。
After confirming that the ozone concentration in the ozone reaction tank was 0.1 g / Nm 3 or less, the object to be treated was taken out of the ozone reaction tank, and the contact angle of the object to be treated was measured. The results are shown in Table 1.
<Comparative Example 1>
Using the gas reactor shown in FIG. 4, the same object to be treated as in Example 1 was subjected to ozone treatment.

第4図のガス反応装置は、第3図のガス反応装置において、オゾンガス貯留部3、ガス処理装置8、排気ポンプ12及び配管2,4を省略し、オゾン発生器1aからのオゾンガスを配管6のみを介して直接に反応部5へ供給するようにしたものである。用いた各機器は実施例1と同一である。なお、オゾン発生機1aとガス処理装置10とを直結するように、弁Vを有した配管15が設けられている。通常時は弁Vは閉とされている。 The gas reactor shown in FIG. 4 is the same as the gas reactor shown in FIG. 3, except that the ozone gas storage unit 3, the gas processing device 8, the exhaust pump 12, and the pipes 2 and 4 are omitted, and the ozone gas from the ozone generator 1a is piped. It is made to supply directly to the reaction part 5 via only. Each device used is the same as in the first embodiment. Note that, as a direct drive and an ozone generator 1a and the gas processing apparatus 10, the pipe 15 is provided with a valve V 7. Under normal conditions the valve V 7 is closed.

オゾン発生器1aから実施例1と同一オゾン濃度のオゾンガスを同一供給速度で配管6に送り出し、反応部5に供給した。このオゾンガスの供給開始後、3分経過後、弁Vを閉、弁Vを開とし、窒素源1bから反応部5へ窒素ガスを供給してオゾンガスをパージした後、被処理物を取り出し、この被処理物の接触角を測定した。結果を表1に示す。
<比較例2>
処理時間を4分間としたこと以外は比較例1と同一条件にて被処理物を処理し、その接触角を測定した。結果を表1に示す。なお、実施例1、比較例1,2における反応部5内のオゾン濃度の経時変化を第5図に示す。
An ozone gas having the same ozone concentration as that of Example 1 was sent from the ozone generator 1a to the pipe 6 at the same supply speed and supplied to the reaction unit 5. Three minutes after the start of supply of ozone gas, valve V 3 is closed, valve V 6 is opened, nitrogen gas is supplied from nitrogen source 1b to reaction unit 5 to purge ozone gas, and the object to be treated is taken out. The contact angle of this workpiece was measured. The results are shown in Table 1.
<Comparative example 2>
The workpiece was treated under the same conditions as in Comparative Example 1 except that the treatment time was 4 minutes, and the contact angle was measured. The results are shown in Table 1. FIG. 5 shows the change over time in the ozone concentration in the reaction section 5 in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.

Figure 0005115504
<考察>
同じ処理時間の実施例1と比較例1では、実施例1の方が十分にオゾン処理されていることが認められる。比較例1のフローで実施例と同等の処理性能を得るには、比較例2の結果から、処理時間を1分半程増やす必要があることが認められた。
Figure 0005115504
<Discussion>
In Example 1 and Comparative Example 1 having the same processing time, it is recognized that Example 1 is sufficiently ozone-treated. In order to obtain the processing performance equivalent to that of the example in the flow of Comparative Example 1, it was recognized from the result of Comparative Example 2 that the processing time needs to be increased by about one and a half minutes.

第5図からも明らかなように、実施例1では比較例1,2に比べオゾン反応槽内のオゾン濃度を短時間で所望の濃度にすることができるため、オゾンガスの貯留を前のオゾンガス処理工程中に行っておけば、1回あたりの合計の処理時間を短縮できる。   As apparent from FIG. 5, in Example 1, the ozone concentration in the ozone reaction tank can be set to a desired concentration in a short time as compared with Comparative Examples 1 and 2, so that the ozone gas storage is performed before the ozone gas treatment. If it is performed during the process, the total processing time per time can be shortened.

1 オゾンガス供給部
3 オゾンガス貯留部
5 オゾン反応部
1 Ozone gas supply unit 3 Ozone gas storage unit 5 Ozone reaction unit

Claims (1)

オゾンガス供給部と、該オゾンガス供給部からのオゾンガスを貯留するオゾンガス貯留部と、被処理物とオゾンガスとを接触させるオゾン反応部とを有するガス反応装置を用いたガス反応処理方法において、
オゾンガス供給部は、加圧されたオゾンガスを供給可能であり、
該オゾンガス貯留部を排気した後、該オゾンガス貯留部に該オゾンガス供給部からの加圧オゾンガスを貯留させる工程と、
該オゾン反応部に被処理物を入れ、該オゾン反応部を排気し、次いで前記オゾンガス貯留部から加圧オゾンガスを該オゾン反応部に供給する工程と、
その後、前記オゾンガス供給部からオゾンガスを直接に該オゾン反応部に供給する工程と、
反応終了後、窒素ガスを該オゾン反応部に供給してガスパージを行う工程と、
その後、該オゾン反応部から被処理物を取り出す工程と
を有することを特徴とするガス反応処理方法。
Ozone gas supply unit, and the ozone gas reservoirs that store ozone gas from said ozone gas supply unit, the gas reaction treatment method using gas reaction apparatus having an ozone reaction portion contacting the object to be processed and the ozone gas,
The ozone gas supply unit state, and are capable of supplying pressurized ozone gas,
After exhausting the ozone gas storage part, storing the pressurized ozone gas from the ozone gas supply part in the ozone gas storage part;
A step of putting an object to be treated in the ozone reaction section, exhausting the ozone reaction section, and then supplying pressurized ozone gas from the ozone gas storage section to the ozone reaction section;
Thereafter, supplying ozone gas directly from the ozone gas supply unit to the ozone reaction unit;
After completion of the reaction, supplying nitrogen gas to the ozone reaction part and performing a gas purge;
Thereafter, a step of removing the object to be processed from the ozone reaction part;
A gas reaction treatment method comprising:
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