真空導入

  • 真空系におけるオゾン利用の役割とメリット

    酸素欠損の少ない酸化膜の形成(酸素付加機能について)

    酸化物が生成されるにあたっては、酸素原子が抜けた構造を取りやすいものです。ところが、オゾンの存在下で生成された酸化物は酸素欠損(酸素欠陥)を起こしにくくなります。これは、オゾンO3は酸素原子を受け取る相手があれば、容易に酸素原子Oを差し出し、自らは酸素分子O2になろうとする性質をもつためです。
    この効果の実例として、東京大学の先端科学技術研究センター様での活用例が挙げられます。酸化物強誘電体薄膜による太陽電池の開発において、真空系内での成膜工程でオゾンを添加して酸素欠損のない酸化膜を作っておられるとのことです。この装置にはエコデザインの高純度オゾン生成装置が使用されています。
    同センターの特任助教(インタビュー当時)である井上亮太郎さんのお話を以下に引用します。詳しくはこちらのインタビューページをご覧ください。
    「酸化物強誘電体のペレットを再結晶化する際、酸素が抜けてしまうのを抑えるために真空チャンバー内にオゾンガスを導入します。オゾンガスは酸素ガスよりも 酸化力が強いので、より少量のガスで酸素欠損を抑制する効果があります。結果として酸素欠損を抑えながら真空チャンバーの圧力を1桁から2桁下げて高品質な薄膜を作ることができます。」

    有機性不純物フリーの真空系の実現(有機物分解機能について)

    真空系内において物質生成などの操作を行う場合、超高真空が求められるか、あるいは極めて高純度の気体のみが許容される場合が多々あります。特に有機物の存在の排除が求められることがあります。このような場合にオゾンが活躍します。オゾンはほとんどの有機物と反応し、それを低分子化し、更に炭酸ガスや水などの無機気体に分解します。そして、それらの気体は真空排気されて真空系内には残存しません。このことから、有機性不純物フリーの真空系が実現します。
    この原理は既に半導体製造に使用される電子線リソグラフィーの真空装置への実用化が始まっており、エコデザインのオゾン発生装置はその用途にも使用されております。
    超高真空や高純度真空条件を達成するためには一般にベーキングという手法が用いられてきましたが、ベーキングには複数の問題点が知られています。オゾンを用いた場合、それらの問題も解決可能です。詳しくは是非お問い合わせください

    アモルファス状の不動態膜の形成(表面不動態化機能について)

    ●ステンレスやアルミニウムを適当なオゾン濃度・温度で適当な時間オゾン曝露すると、強固な不動態膜が形成されます。
     酸素でも可能ですが、オゾンに比べ高温で処理する必要があります。
     特に、鏡面研磨したステンレスでは、アモルファス状(非晶質状)の不動態膜が形成されることが次の論文に示されています。
    ●清水重雄, 岩田信秀, 入木崇晴, 澤田英隆, 馬場吉康. (1995).
     「クリーンシステム用研磨ステンレス鋼のオゾン酸化処理法の開発」. 『まてりあ』, 34 (4), 489-491. 日本金属学会. 
     https://www.jstage.jst.go.jp/article/materia1994/34/4/34_4_489/_pdf
    ●この論文によれば、オゾンで不動態膜を形成すると、酸素で不動態膜を形成した場合に比べ脱ガスが少なくなります。
     脱ガスの少なくなったステンレス鋼は超高真空装置の材料としても有用です。
     この効果の実例として、岩谷産業株式会社の開発・実用化したステンレスとアルミニウムの高濃度オゾン処理法
     “オゾンパッシベーション”が挙げられます。
     http://www.iwatani.co.jp/jpn/div/ing_wem/ele_gas/ozon/
    ●同社はその技術により、これまで難しいとされてきたオゾンの貯蔵を可能とした「オゾンシリンダー」を開発、販売しています。
     http://www.iwatani.co.jp/jpn/div/ing_wem/ele_gas/cylinder/

    エチレンオキサイドやホルマリンの代替利用(殺菌機能について)

    ●エチレンオキサイド(酸化エチレン)やホルムアルデヒドは、特に医療分野で使用される衣類・機材の殺菌に従来使用されてきました。ところが労働安全衛生法の改正により、エチレンオキサイドは2001年5月、ホルムアルデヒドは2008年3月に特定化学物質障害予防規則における第2類物質(発がん性物質)に指定され、使用が極度に制限されました。このことから、真空中でのオゾン曝露による殺菌法が開発されてきました。
    真空装置中でオゾン殺菌を行うことで、真空でない場合に比べてむらなく装置内空間にオゾンを満たすことができ、確実な殺菌が期待できます。
    この効果の実例として、株式会社IHIシバウラが開発した真空型オゾン殺菌装置があり、実用化段階にあります。
     http://www.ihi.co.jp/var/ezwebin_site/storage/original/application/94fa319e639c07d922b39960beafeb2a.pdf
    ●この製品は加湿も出来る構造となっていて、殺菌効果を高めています。(オゾン殺菌の効果は高湿度で高まることが知られています。) この装置は信州大学に納品されています。
     http://www.ihi-shibaura.com/news/2009/11/post-10.html

    真空系へのオゾン利用のための装置構成例

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    この分野でのエコデザイン製品のメリット/この用途における機種紹介

    コンパクトでありながら高濃度かつ小流量のオゾンガス発生が可能

    真空系へのオゾンガス導入において求められるのは、殺菌用を除いては高濃度かつ小流量ということです。エコデザインのED-OG-S4ADはそれを実現しながら、とてもコンパクトです。

    オゾン濃度90%以上を実現する高純度オゾン製造装置

    オゾン濃度90%以上が要求される条件下には、特別仕様の高純度オゾン製造装置を製造いたします。オゾンを液体窒素で冷却したコールドトラップ(冷却式捕集器)に凝結させて捕集し、加熱して高純度オゾンガスとして供給することができます。

    コンタミフリーのオゾンガスで半導体への対応も可能

    エコデザインの研究開発用オゾン発生器は、接ガス部が全て石英もしくはフッ素樹脂製であり、コンタミフリーのオゾンガスを発生できます。そのため、半導体への対応が可能です。
    株式会社PARAMにて原理的な開発を行いエコデザイン株式会社が製造(OEM)している装置PMX-E01は、電子線リソグラフィー装置の清浄化の用途で用いられている実績があります。流量は50sccm (50mL/min)以下と微小ですが、オゾン濃度は200g/Nm3以上を保持します。
    詳しくは是非お問い合わせください

    様々な規模の殺菌庫に対応可能

    殺菌用途では、殺菌庫の規模によりますが、ほとんどの場合にED-OG-S3で対応が可能です。オゾン発生量は12g/hrとなります。

  • システム用オゾン発生器 ED-OG-S4AD

    • ◆コンパクトでありながら高濃度かつ小流量のオゾンガス発生が可能

    詳細はこちら

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    高純度オゾン製造装置

    • ◆オゾン濃度90%以上を実現
    • ◆ヘリウム冷却器不使用でローコスト
    • ◆お客様のご要望に応じてオリジナル製品をお作りします

    詳細はお問い合せください

    真空装置用オゾン発生器 PMX-E01

    • ◆高純度オゾンを一定流量で真空装置へ
    • ◆マスフローコントローラで高精度の流量制御
    • ◆コンタミフリーのオゾンガスで半導体への対応も可能
    • ◆クリーンなオゾンガスでEB装置やSEM装置の内部洗浄に効果大

    詳細はこちら

    システム用オゾン発生器 ED-OG-S3

    • ◆様々な規模の殺菌庫に対応可能

    詳細はこちら

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