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2003年05月14日(水曜日)

放電式オゾナイザーの性能を向上させるオゾン原料ガスを開発
従来の窒素に替えレアガス成分を原料酸素ガスに添加することで
窒素添加に優る発生オゾン濃度、放電安定性を確保
NOxを発生せずメタルコンタミを大幅に低減

岩谷産業株式会社
 
 岩谷産業株式会社(本社:大阪・東京、社長:牧野明次、資本金:200億円)は、水処理分野、半導体製造分野などに広く使われている、無声放電式オゾナイザー(オゾン発生装置)に用いる原料酸素ガスに微量のレアガス成分を添加することで、従来の窒素添加に優る発生オゾン濃度、放電安定性を実現させることに成功、窒素を使用することで問題となっていたNOxの発生をなくし、ひいては腐食による金属汚染を大幅に低減させることを可能としました。当社は、このオゾン原料ガスについて、特許を申請中です。
 
 オゾンガスは、殺菌力や脱臭力に優れ空調分野や食品分野、上下水道などで幅広く使われていますが、近年、医療分野における殺菌・滅菌や電子工業分野などにおける酸化プロセスでの応用へとその用途はますます拡がっています。オゾンガスの発生技術としては、酸素ガスを原料に用い紫外線を照射する方式、高周波・高電圧を印加し放電させる方式、また水の電気分解を利用する方式がありますが、オゾン発生量や装置の簡便性などの面から工業的には放電方式が最も広く採用されています。さらに放電方式には、大きく分けて無声放電方式と沿面放電方式とがありますが、無声放電方式が主流となっています。

 この無声放電方式オゾナイザーの場合、原料ガスに酸素ガスを用いますが、酸素ガスだけでは放電状態の安定性を維持することは難しく、通常0.2〜2%程度の窒素ガスを酸素ガスに添加させることで放電の安定性、発生オゾン濃度の安定性を確保していました。しかしながら、この窒素添加には次のような問題点があります。
1.生成したオゾンガス中には、10〜100ppm程度の窒素酸化物(NOX:NO、NO2ガス等)が
  含まれる。
2.NOxは毒性であるが、通常除害設備を通さずに処理されており、大気への放出は環境
  問題につながる。
3.NOxは、微量な水分と反応して腐食性を有する硝酸イオンを生成する。この硝酸イオン 
  は、ステンレスなどから構成される金属配管を徐々に腐食していく。
4.半導体製造分野においては、この腐食に起因する金属汚染(メタルコンタミネーション)
  が、半導体デバイス品質を低下させたり歩留まりを悪化する一因とも考えられている。

 当社ではこのような問題を解決するために、放電安定剤、オゾン化反応促進効果を有する窒素に替わる新しい添加ガスの可能性を探ってきました。その結果、最適な添加ガス成分を特定し、このガス成分を原料酸素中に適量添加することで、発生するオゾン濃度を高めたり、放電状態の経時的安定性を著しく向上させることに成功しました。この添加成分は数種のレアガスを主体とするもので、放電式オゾナイザーに通しても、酸素原子と結合したり、問題となるような化合物を生成することはありません。

 また、同一の無声放電方式オゾナイザーを用いて、窒素添加方式と当社の開発した微量レアガス添加方式とを比較すると、レアガス添加方式のほうが窒素添加方式よりも、安定して高効率に高濃度のオゾンガスを生成できることを確認しています。また、このようなレアガス添加酸素ガスを用いた場合、NOxの発生を防ぐことはもちろんのこと、オゾナイザー出口に接続されるステンレス配管の腐食が大幅に低減されることも確かめています。

 当社では、この新しいオゾナイザー原料ガスを2通りの方法で供給することを検討しています。ひとつは、一般工業ガスと同じように、予め混合ガスの形で高圧シリンダーに12MPa程度の圧力にて充填しお客様に供給する形態(プレミックス方式)、もうひとつは、酸素への添加ガスであるレアガス成分のみ高圧シリンダーに充填してお客様にお届けし、お客様サイドで酸素ガスとこの添加ガスそれぞれを最適混合比率となるよう流量調整していただき、オゾナイザーに導く形態(現地混合方式)です。

 現在、当社ではこの新混合ガス(レアガス添加酸素混合ガス)を「WIN-O2」として商標登録し、テストマーケティングに入っております。お客様サイドで効果が認知され次第、本格的な商品化・事業化を考えております。
 

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