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公開番号2024090631
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022206639
出願日2022-12-23
発明の名称オゾン水の生成装置および生成方法
出願人株式会社明電舎,明電ナノプロセス・イノベーション株式会社,エコデザイン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01F 21/00 20220101AFI20240627BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】高濃度のオゾン水を安定供給し易くすることに貢献可能な技術を提供する。
【解決手段】オゾンガスを溶解可能な溶媒を循環ラインL2aにより循環している状態で、当該溶媒の温度を適宜制御し、当該オゾンガスが任意の供給圧力で供給されている気液混合器21に対して当該溶媒を流通させることにより、当該オゾンガスを溶媒に混合させて溶解する。気液混合器21においては、溶媒が流通する溶媒流通路と、その溶媒流通路に接続して設けられて当該気液混合器21に供給されたオゾンガスを当該溶媒流通路に導入するオゾンガス導入路と、を備えているものとする。そして、溶媒の温度は、溶媒の蒸気圧が前記供給圧力よりも小さくなるように制御し、気液混合器21に供給されるオゾンガスは、オゾン濃度が50体積%以上でオゾン分圧が30kPa(abs)以下であるものとする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
オゾンガスを溶解可能な溶媒を循環にする循環ラインと、
前記溶媒の温度を制御する制御部と、
前記溶媒が循環している循環状態において当該溶媒が流通し、前記オゾンガスが任意の供給圧力で供給される気液混合器と、
を備え、
前記気液混合器は、
前記溶媒が流通する溶媒流通路と、
前記溶媒流通路に接続して設けられ、前記気液混合器に供給されたオゾンガスを当該溶媒流通路に導入するオゾンガス導入路と、
を有し、
前記制御部は、前記溶媒の蒸気圧が前記供給圧力よりも小さくなるように、前記溶媒の温度を制御し、
前記オゾンガスは、オゾン濃度が５０体積％以上であり、オゾン分圧が３０ｋＰａ（ａｂｓ）以下であることを特徴とするオゾン水の生成装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記制御部は、前記温度を、前記溶媒の凝固点よりも大きく１５℃以下となるように制御することを特徴とする請求項１記載のオゾン水の生成装置。
【請求項３】
前記オゾンガスは、オゾン濃度が９０体積％以上であることを特徴とする請求項１または２記載のオゾン水の生成装置。
【請求項４】
前記気液混合器は、開閉バルブを介して前記オゾンガスが供給され、
前記制御部は、前記蒸気圧が前記供給圧力よりも大きくなった場合に、前記開閉バルブを閉状態にすることを特徴とする請求項１記載のオゾン水の生成装置。
【請求項５】
前記気液混合器は、前記循環ラインに接続して備えられていることを特徴とする請求項１記載のオゾン水の生成装置。
【請求項６】
前記溶媒を放出する放出部を、更に備え、
前記制御部は、前記放出部から放出する前記溶媒の放出流量を、前記循環状態における前記溶媒の循環流量よりも小さくなるように制御することを特徴とする請求項１記載のオゾン水の生成装置。
【請求項７】
前記溶媒を導入して貯留可能な循環タンクが、前記循環ラインに接続して設けられていることを特徴とする請求項１記載のオゾン水の生成装置。
【請求項８】
前記循環タンクに導入した前記溶媒から分離された気相ガスを排気可能な排気部が、前記循環タンクにおける鉛直方向の上方側に設けられていることを特徴とする請求項７記載のオゾン水の生成装置。
【請求項９】
前記循環タンクの内壁面は、軸心が鉛直方向に延在した円筒状の側壁内周面を有した形状であり、
前記側壁内周面には、前記循環ラインにおける前記気液混合器の下流側と連通し、当該下流側から前記溶媒を前記循環タンク内に導入する導入口が、設けられており、
前記内壁面において前記導入口よりも前記鉛直方向の下方側には、
前記循環ラインにおける前記気液混合器の上流側と連通し、前記循環タンク内に導入した前記溶媒を当該上流側に導出する導出口と、
前記循環部の外周側と連通し、前記循環タンク内に導入した前記溶媒を放出する放出口と、
が設けられており、
前記導入口は、前記側壁内周面における周方向一方側に向かって開口した形状であることを特徴とする請求項７記載のオゾン水の生成装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記循環タンク内に不活性ガスを供給することにより、当該循環タンク内の圧力を制御することを特徴とする請求項７～９の何れかに記載のオゾン水の生成装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン水の生成装置および生成方法に貢献可能な技術に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
オゾンを溶媒（例えば純水等の原料水）に溶解して得られるオゾン水は、強い酸化力を持つことから、例えば上水道や食品の殺菌などに利用されてきた。このようなオゾン水の利用は、オゾンが最終的には酸素に分解し易く、残留薬品等を残すことも無いため、環境に優しい手段として評価されている。
【０００３】
近年、例えば精密電子部品（例えば半導体素子やＦＰＤ等のディスプレイ部品）等の各種工業部品を製造する際に行われている洗浄工程においても、オゾン水を利用する試みが進んでおり、当該オゾン水の高濃度化や工業的に安定供給すること等が、検討されている。
【０００４】
特許文献１では、まずオゾンガスを冷却（濃縮）して得たオゾン水を再気化し、その再気化して得たオゾンガス（濃縮オゾンガス）を冷却式捕集器で捕集し、更に当該捕集物（液体オゾンまたは固体オゾン）を水に溶解してオゾン水を得る構成により、オゾン水を高濃度化することが開示されている。
【０００５】
特許文献２では、原料水（例えば２５℃以下（好ましくは５℃～２０℃の原料水）に対しオゾンガスおよび炭酸ガスを同時に溶解して得た洗浄液を、４５℃以上に加温した状態で基材上のレジスト膜（有機皮膜）に接触させる構成により、当該洗浄液のオゾン濃度を高濃度で維持し、レジスト膜を除去し易くすることが開示されている。
【０００６】
特許文献３では、オゾンガス生成装置（特許文献３では、酸素ガスを原料とする装置）のオゾンガスと原料水とを気液混合器により混合してオゾン水を生成するものであって、当該オゾンガス生成装置と気液混合器との間にオリフィスを設けた構成により、オゾンガス生成装置側が負圧状態（すなわち常圧（約１０１．３３ｋＰａ）未満の状態）になることを防止でき、オゾンガス溶解効率を高めることが開示されている。
【０００７】
特許文献４では、オゾン水を循環するオゾン水循環ラインと、そのオゾン水循環ラインから排出される排オゾンガスと原料水とを接触させるオゾンガス接触機構（フッ素樹脂で形成された浸透膜）と、を有した構成により、当該排オゾンガスを有効利用して、オゾン水を高濃度化することが開示されている。
【０００８】
特許文献５では、オゾンガス生成装置（特許文献５では、酸素ガスを原料とする装置）のオゾンガスと原料水とを気液混合器により混合してオゾン水を生成するものであって、当該原料水によって低濃度化し過ぎたオゾン水（特許文献５では符号３４で示すタンク内のオゾン水）を当該気液混合器に通過させる構成により、オゾン水を高濃度化することが開示されている。
【０００９】
非特許文献１では、オゾンが外的要因（例えば、電気的スパーク，分解を誘発するコンタミ等によるトリガ）により急激な自己分解反応を起こし得る場合に、当該自己分解反応を抑制する抑制剤としてＣＦ
４
ガスを適用することが開示されている。
【００１０】
特許文献１～５に示す構成によれば、ある程度のオゾン濃度（例えば１００ｐｐｍ程度）のオゾン水を生成できる可能性はあるが、比較的大きい酸化力を必要とする洗浄工程では、更なる高濃度（例えば半導体素子の洗浄工程では２００ｐｐｍ以上）のオゾン水が要求されるものと考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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