図面 (/)

技術 ガス反応槽、ガス反応装置及びガス反応処理方法

出願人 栗田工業株式会社
発明者 根本篤史森田博志
出願日 2009年3月19日 (10年4ヶ月経過) 出願番号 2009-068107
公開日 2010年10月7日 (8年9ヶ月経過) 公開番号 2010-221070
状態 未査定
技術分野 物理的、化学的プロセスおよび装置 化学的被覆
主要キーワード 宙吊り状 通気入口 一文字形状 経時変化図 ガス反応装置 円弧板 ガス漏出 一文字形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年10月7日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

ガス被処理物とを反応槽内で反応させるにあたり、1回の処理毎にオゾン反応槽内のガスを排出・再充填しなくても被処理物を反応槽から出し入れでき、かつ反応槽内に充填されているガスが周囲に拡散するのを抑制した、処理性と安全性の良いガス反応槽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。

解決手段

ガス反応槽は、開口を通して被処理物を内部に受け入れ、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である。開口3にガス漏出防止手段を構成するゴム片4が設けられている。ゴム片4は、開口3の全体を覆う大きさを有している。ゴム片4には、開口3の長手方向に延在する切り込み4aが設けられている。ガス反応槽1の一端側にオゾンなどの反応ガス供給部5が接続され、他端側に流出するガスを無害化処理するためのガス無害化手段6が接続されている。

概要

背景

オゾンガスは、非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)。

従来のオゾンガスによる被処理物反応処理方法では、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。

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。

大量の被処理物を処理する場合には、上記作業を繰り返す。

概要

ガスと被処理物とを反応槽内で反応させるにあたり、1回の処理毎にオゾン反応槽内のガスを排出・再充填しなくても被処理物を反応槽から出し入れでき、かつ反応槽内に充填されているガスが周囲に拡散するのを抑制した、処理性と安全性の良いガス反応槽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。ガス反応槽は、開口を通して被処理物を内部に受け入れ、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である。開口3にガス漏出防止手段を構成するゴム片4が設けられている。ゴム片4は、開口3の全体を覆う大きさを有している。ゴム片4には、開口3の長手方向に延在する切り込み4aが設けられている。ガス反応槽1の一端側にオゾンなどの反応ガス供給部5が接続され、他端側に流出するガスを無害化処理するためのガス無害化手段6が接続されている。

目的

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、1回の処理毎にオゾン反応槽内のガスを排出・再充填しなくても被処理物を反応槽から出し入れでき、かつ反応槽内に充填されているガスが周囲に拡散するのを抑制した、処理性と安全性の良いガス反応槽、ガス反応装置及びガス反応処理方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

被処理物の導入又は取出用の開口を有する反応槽であって、反応槽内で被処理物とガスとを接触させるガス反応槽において、該開口にガス漏出防止手段が設けられており、前記ガス漏出防止手段は、該開口を閉鎖する可撓性片であり、該可撓性片は、該開口を被処理物が通過するときに被処理物に接触して弾性的に変形することにより被処理物の通過を許容するものであることを特徴とするガス反応槽。

請求項2

請求項1において、ガス反応槽の対向する1対の面にそれぞれ前記開口が対称状に設けられていることを特徴とするガス反応槽。

請求項3

請求項1又は2に記載のガス反応槽と、該ガス反応槽内にガスを供給するガス供給手段とを有するガス反応装置

請求項4

請求項3のガス反応装置を用いたガス反応処理方法

請求項5

請求項4において、被処理物は板状又は帯状であり、該ガス反応槽内に導入された板状又は帯状の被処理物を挟んで両側部分にそれぞれガス供給手段からガスを供給し、該両側部分からそれぞれガスを流出させることを特徴とするガス反応処理方法。

請求項6

請求項4又は5において、該ガスはオゾン又はオゾン含有ガスであり、前記ガス反応槽から流出したガスを無害化処理手段で無害化処理することを特徴とするガス反応処理方法。

請求項7

請求項4ないし6のいずれか1項において、被処理物から突片突設されており、該突片を前記開口を通して前記ガス反応槽外に突出させ、該突片をガス反応槽外で支持することにより被処理物を保持して処理を行うことを特徴とするガス反応処理方法。

技術分野

0001

本発明は、ガス反応槽と、このガス反応槽を用いたガス反応装置及びガス反応処理方法係り、特にガスとしてオゾン又はオゾン含有ガスを用いる場合に好適なガス反応槽、ガス反応装置及び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。

背景技術

0002

オゾンガスは、非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)。

0003

従来のオゾンガスによる被処理物反応処理方法では、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。

0004

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。

0005

大量の被処理物を処理する場合には、上記作業を繰り返す。

先行技術

0006

特開昭63−250468
特開2000−31637

発明が解決しようとする課題

0007

上記従来技術には下記のような問題点があった。
(1) 1回の処理毎にオゾン反応槽を開け被処理物を取り出すため、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ため、大量の被処理物を連続的に処理する場合には時間がかかり効率が良くない。
(2) オゾン反応槽中にはまだ未反応のオゾンガスも多く、毎回の工程でオゾンガスを全て排出するのは経済性も良くない。

0008

このようなことから、被処理物をオゾン反応槽に出し入れするときにオゾン反応槽内のオゾンガスが外部へ漏れない安全なオゾンガス反応システムが求められていた。

0009

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、1回の処理毎にオゾン反応槽内のガスを排出・再充填しなくても被処理物を反応槽から出し入れでき、かつ反応槽内に充填されているガスが周囲に拡散するのを抑制した、処理性と安全性の良いガス反応槽、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。

課題を解決するための手段

0010

請求項1のガス反応槽は、被処理物の導入又は取出用の開口を有する反応槽であって、反応槽内で被処理物とガスとを接触させるガス反応槽において、該開口にガス漏出防止手段が設けられており、前記ガス漏出防止手段は、該開口を閉鎖する可撓性片であり、該可撓性片は、該開口を被処理物が通過するときに被処理物に接触して弾性的に変形することにより被処理物の通過を許容するものであることを特徴とするものである。

0011

請求項2のガス反応槽は、請求項1において、ガス反応槽の対向する1対の面にそれぞれ前記開口が対称状に設けられていることを特徴とするものである。

0012

請求項3のガス反応装置は、請求項1又は2に記載のガス反応槽と、該ガス反応槽内にガスを供給するガス供給手段とを有するものである。

0013

請求項4のガス反応処理方法は、請求項3のガス反応装置を用いたものである。

0014

請求項5のガス反応処理方法は、請求項4において、被処理物は板状又は帯状であり、該ガス反応槽内に導入された板状又は帯状の被処理物を挟んで両側部分にそれぞれガス供給手段からガスを供給し、該両側部分からそれぞれガスを流出させることを特徴とするものである。

0015

請求項6のガス反応処理方法は、請求項4又は5において、該ガスはオゾン又はオゾン含有ガスであり、前記ガス反応槽から流出したガスを無害化処理手段で無害化処理することを特徴とするものである。

0016

請求項7のガス反応処理方法は、請求項4ないし6のいずれか1項において、被処理物から突片突設されており、該突片を前記開口を通して前記ガス反応槽外に突出させ、該突片をガス反応槽外で支持することにより被処理物を保持して処理を行うことを特徴とするものである。

発明の効果

0017

本発明のガス反応槽、ガス反応装置及びガス反応処理方法によれば、ガス反応槽の開閉を行わずに被処理物の出し入れができるため、ガス反応槽内のガスが漏れて周囲に悪影響を及ぼすことや、処理後にガス反応槽内のガスを一度排出し、その後新しいガスを再充填する時間が削減できることから、効率よくかつ安全に大量の被処理物をガス反応処理することができる。

0018

また、ガス漏出防止手段の構成が簡易であり、しかもガス漏出防止機能に優れる。

0019

請求項2のガス反応槽によれば、一方の開口から被処理物をガス反応槽内に導入し、他方の開口から被処理物をガス反応槽外に取り出すようにして、効率よく被処理物を処理することができる。

0020

請求項5のガス反応処理方法によれば、板状又は帯状の被処理物の両板面を均等に処理することができる。

0021

請求項7のガス反応処理方法によれば、被処理物を反応槽内に宙吊り状に存在させることができる。そのため、被処理物の全体を万遍なく処理することができる。

0022

本発明は、特にガスとしてオゾンガスを用いる場合に好適である。

図面の簡単な説明

0023

実施の形態に係るガス反応槽及びガス反応装置の斜視図である。
第2図はガス反応槽の開口部分の断面図である。
別の実施の形態に係るガス反応槽及びガス反応装置の斜視図である。
実施例及び比較例におけるオゾン濃度経時変化図である。

0024

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

0025

本発明のガス反応槽は、開口を通して被処理物を内部に受け入れ、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である。本発明は、このガスとしてオゾンを用いる場合に適用するのに好適である。従って、ガス反応槽の材質は、ステンレス鋼など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。また、オゾンガスに対する反応性をさらに低くするため、内面コーティング研磨処理酸化処理のような表面処理をするのも好適である。

0026

上記開口は、ガスの漏出を防止するために、被処理物を通過させうる範囲においてなるべく小さい形状及び大きさであることが好ましい。

0027

この開口には、ガス漏出防止手段を設ける。このガス漏出防止手段としては、可撓性の部材を用いる。この可撓性部材切り込みを設けておき、被処理物を該切り込みを通してガス反応槽内に出し入れするのが好ましい。

0028

可撓性部材としては、シール性と柔軟性を持ち、オゾン等のガスに耐性を持つものであれば特に限定はないが、例えば、フッ化ビニリデン系(FKM)、テトラフルオロエチレンプロピレン系(FEPM)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロビニルエーテル系(FFKM)等のようなフッ素ゴムが挙げられる。また、シリコーンゴムなどにフッ素樹脂コーティングしたものでも良い。

0029

本発明のガス反応装置は、このガス反応槽に対し反応ガスの供給手段を接続したものであり、このガス反応槽から流出するガスを無害化処理する手段が接続されていることが好ましい。ガス供給手段としてオゾンガス供給部を用いる場合、酸素供給源オゾン発生器とを有するものが好ましい。オゾンガスをガス反応槽へ供給するために例えばコンプレッサーなど送風動力源を用いるのが好ましい。

0030

オゾンガス無害化手段としては、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、触媒担持活性炭熱分解装置紫外線分解装置などを用いることができる。

0031

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。

0032

反応ガスの供給量ガス濃度は被処理物をどこまで処理したいかにもよるので一概に決められないが、反応槽内の反応ガス濃度オンラインで測定し、反応槽内の反応ガス濃度を一定に制御するのが好ましい。

0033

被処理物を反応槽内に滞留させる時間は、被処理物と反応槽の大きさ、被処理物の特性等に依存するため、これらに応じて選定すればよい。

0034

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

0035

第1図は実施の形態に係るガス反応槽及びガス反応装置の斜視図、第2図はガス反応槽の開口部分の断面図、第3図は別の実施の形態に係るガス反応槽及びガス反応装置の斜視図である。

0036

第1図のガス反応槽は、上面に被処理物2の出し入れ用の開口3が設けられている。この実施の形態では、被処理物2は平板状であり、開口3は細長長方形スリット状である。この開口3にガス漏出防止手段を構成するゴム片4が設けられている。ゴム片4は、開口3の全体を覆う大きさを有している。ゴム片4には、開口3の長手方向に延在する切り込み4aが設けられている。切り込み4aの延在長さは被処理物3の水平辺方向の長さよりも大きい。

0037

ガス反応槽1の一端側、好ましくは開口3の延在方向の一端側にオゾンなどの反応ガス供給部5が接続され、他端側に流出ガスを無害化処理するためのガス無害化手段6が接続されている。

0038

被処理物2は、前述の通りこの実施の形態では平板状であり、上辺から上方に突片2aが突設されている。この突片2aをクランプ等の保持部(図示略)で保持して被処理物2を開口3からガス反応槽1内に出し入れする。被処理物2を宙吊り状態でガス反応槽1内に保持し、ガスを流通させて被処理物2の表面を処理する。被処理物2は、ガス反応槽内で保持部と全く非接触となるので、被処理物2の外面の全体が万遍なくガスで処理される。

0039

第2図(a)の通り、被処理物2を挿入する前及び取り出した後は、切り込み4aはぴったりと合わさって密閉状態となる。被処理物2をガス反応槽1内に差し込むときには、ゴム片4は弾性的に撓み、切り込み4aが被処理物2に密着する。被処理物2を処理しているときには、第2図(b)のように突片2aのみが切り込み4aを通っており、本体部分2bは全体としてガス反応槽1内に存在する。被処理物2をガス反応槽1に出し入れするとき及び被処理物2をガス反応槽1内に挿入した第2図(b)の状態のいずれにおいても、ゴム片4が被処理物2に密着しており、ガス反応槽1内のガスは全く又は殆どガス反応槽1外に漏出しない。

0040

なお、突片2aの少なくとも上部はガスによって処理されないので、ガス反応槽1から取り出した後、突片2aの少なくとも上部、好ましくは全体を切断除去するのが好ましい。

0041

第1図では、開口3はガス反応槽1の上面に設けられているが、側面や底面などに設けられてもよい。第1図では開口3は3個図示されているが、1又は2以上の任意である。

0042

第3図のガス反応槽7は、一方(この実施の形態では第3図の左側)の側面と他方(第3図の右側)の側面にそれぞれ開口3が設けられ、各開口3にそれぞれゴム片4(第3図では図示略)が設けられている。

0043

被処理物2は、水平姿勢とされ、一方の開口3を通ってガス反応槽7内に導入されて水平状態にてガス反応槽7内に保持され、処理される。その後、水平姿勢を保ったまま他方の開口3を通ってガス反応槽7から取り出される。被処理物2の挿入方向の前辺側及び後辺側にそれぞれ突片2aが設けられている。各突片2aが各開口3からゴム片4の切り込み4aを通って突出し、クランプ等の保持部材で保持されることにより、被処理物2の本体部2bがガス反応槽7内に水平状態にて保持される。反応ガス供給部5からのガスは、ガス反応槽7の図の左端側の上部及び下部にそれぞれ導入され、被処理物の表裏を処理した後右端側の上部及び下部からそれぞれ取り出されてガス無害化手段6に送られる。

0044

このように、板状の被処理物2の両板面すなわち上側及び下側に均等に反応ガスが供給され、被処理物2の両板面が均等に処理される。被処理物2は、ガス反応槽7内では支持部材に支持されず、両端の突片2aのみがガス反応槽7外で支持されるので、被処理物2の表面の全体がガス反応槽7内で万遍なくガスで処理される。ガス反応槽7から被処理物2を取り出した後、各突片2aを切断除去する。

0045

第3図では開口3が左側面及び右側面に1個ずつ設けられているが、複数個ずつ設けられてもよい。開口3を複数個ずつ設ける場合、ガスを複数枚の被処理物2同士の間のスペースにも導入するように設けるのが好ましい。開口3は第3図のように横長とする代りに縦長や斜めとされてもよい。開口3はガス反応槽7の上面と底面に設けられてもよい。

0046

第1図及び第3図の実施の形態において、被処理物は平板状もしくは薄膜状であり、開口3は一文字形の直線状であるが、円弧板波板、L字板の如く湾曲又は折曲した異形となっていてもよく、その場合、被処理物2はそれに倣って円弧形波形又はL字形などの非一文字形状とするのが好ましい。
被処理物は反応槽の両開口間の長さよりも長いものであっても構わない。この場合は両開口間の長さを被処理物の移動速度で除した値が反応時間となる処理が可能である。
被処理物が長い帯状物である場合は、反応槽の中でローラー等を用いて折り返す構造としても良い。こうすることで小容量の反応槽で反応時間を長くした表面改質を行うことができる。

0047

ガス反応槽1,7に被処理物2やガス反応槽1内の雰囲気を加熱するためのヒータ等の加熱手段やレーザー照射手段等の反応促進手段を設けてもよい。ガス供給部5にガスの加熱手段を設けてもよい。

0048

以下、実施例及び比較例について説明する。

0049

<実施例1>
第1図に示すガス反応槽において、上面に4個の開口3を設けた。

0050

この反応槽は、容量が15L(W17cm、H30cm、D30cm)のSUS304製であり、内表面を電解研磨により表面処理を施してある。

0051

開口の大きさは200mm×5mmである。各開口にそれぞれフッ化ビニリデン系のフッ素ゴムでできたゴム片4が設けられており、各ゴム片4には開口3の長手方向に延在する長さ約150mmの切り込み4aが設けられている。

0052

ガス供給部5としてオゾン発生器及びコンプレッサーを用い、これによってオゾン濃度300g/Nm3のオゾンを12NL/minにて供給した。

0053

排オゾンガスを処理するためのガス無害化手段としては、オゾンガス分解触媒として品川化成製「セカードMR−4」10LをSUS304の円筒形容器に充填したものを使用した。

0054

被処理物はABS樹脂板(本体部140mm×100mm×t3mm、突片50mm×30mm×t3mm)とし、4枚/回で25回、計100枚を処理した。

0055

1回あたりの処理時間は、反応槽内のオゾン濃度が300g/Nm3になっている状態から24分間反応させるものとした。なお、反応槽内にオゾンが全くない状態からオゾンガスを供給した第1回目の処理の場合、反応槽内のオゾンガス濃度は第4図のように変化した。それ以降は反応槽内のオゾン濃度は300g/Nm3で一定であった。

0056

<比較例1>
ガス反応槽として、実施例1と同一容積であるが、天板起倒回動する開閉蓋となっているものを用いた。

0057

この蓋をあけて4枚の被処理物を入れ、蓋を閉めた後、実施例1と同一条件にてオゾンガスをガス反応槽内に30分間供給し、その後、窒素ガスパージを行い、パージガス中のオゾン濃度が0.1ppm以下となった後、蓋を開けて被処理物を取り出し、次回の処理を行うようにした。

0058

このときのガス反応槽内のオゾン濃度の経時変化を第4図に示す。なお、パージを開始してから蓋を開けて被処理物を取り出し、次いで新たな被処理物を入れて蓋を閉める動作に要する時間は第4図の通り10分であった。

0059

なお、この比較例1において、オゾンガス処理後に窒素パージをせず、素早くオゾン反応槽をあけ、処理後の被処理物を回収しようとしたところ、オゾンガスモニターが0.1ppm以上を示し、警報が鳴って装置が停止してしまったため、比較例1では必ず窒素ガスパージを行うようにした。

0060

実験結果及び考察>
実施例1では、第1回目の処理のみ、オゾン反応槽内にオゾンガスが充填されていないため、処理工程に30分を要したが、残り24回の処理はいずれも24分/回であった。また、被処理物を反応槽の開口から出し入れして被処理物を交換するのに要する時間は約1分であった。以上から、全ての被処理物を処理するのに607分かかった。なお、試験中に周囲環境中のオゾン濃度をオゾンガスモニターで監視したが、0.1ppm以上にならなかった。

0061

一方、比較例1では、25回の処理全て、1回毎にオゾン反応槽内のオゾンガスを排出し、再充填する必要があるため処理に30分/回を要した。また、処理後に窒素ガスをオゾンガスが0.1ppm以下になるまでパージして、オゾン反応槽を開け、中の被処理物を取り出して未処理の被処理物を設置するのに約10分間要した(第4図)。以上から全ての被処理物を処理するのには1000分かかった。周囲環境中のオゾン濃度をオゾンガスモニターで監視したが、0.1ppm以上にならなかった。

実施例

0062

以上の実施例及び比較例より、本発明によると、被処理物を効率よく処理できることが確認された。

0063

1,7ガス反応槽
2被処理物
2a突片
3 開口
4ゴム片
4a 切り込み

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ