JP5432946B2 - エアロゲルの製造装置 - Google Patents
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Description
前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒を高圧状態にして供給する第一溶媒高圧供給部と、
前記第二の溶媒を高圧状態にして供給する第二溶媒高圧供給部と、
前記第一の溶媒と第二の溶媒を高圧状態で混合する高圧混合部と、
前記高圧混合部から供給された高圧混合溶媒を、処理槽内に設置された湿潤体と接触させて処理するエアロゲル処理部と、
を備えた点に要旨を有するエアロゲルの製造装置である。
高圧容器内にイソプロパノール(IPA)を満たし、前記アルコゲルを1枚入れた蓋を閉じ、高圧容器を60℃に(図5のA)、二酸化炭素で13MPaまで加圧し(図5のB)、その後60℃、13MPaの超臨界二酸化炭素を供給し続け、高圧容器内のIPAを二酸化炭素で置換し(図5のBからC)、その後高圧容器内を減圧し(図5のCからD)、ゲルを容器内から取り出した。
前記図1に示した装置を用い、高圧容器(多孔体処理部1に相当)内にイソプロパノールを満たし、前記アルコゲルを入れて蓋を閉じ、高圧容器を60℃に加熱した後、二酸化炭素で13MPaまで加圧し、その後60℃、13MPaの超臨界二酸化炭素とイソプロパノールの混合溶媒を供給した。このとき、イソプロパノールの質量比が徐々に減少するように(例えば95質量%→90質量%→85質量%…)イソプロパノールと二酸化炭素を混合し、高圧容器内に供給した。こうした供給では、イソプロパノールの質量比が減少するに従って、高圧容器内のイソプロパノール濃度も減少している。
前記図4に示した装置を用い、高圧容器(多孔体処理部1に相当)内にイソプロパノールを満たし、前記アルコゲルを入れて蓋を閉じ、高圧容器を60℃に加熱した後、二酸化炭素で13MPaまで加圧し、高圧容器から排出された溶媒を循環ポンプ(高圧溶媒循環部12)によって高圧混合部4を介して高圧容器に供給することにより、この溶媒を循環させた。その後この溶媒を循環させたままで、60℃、13MPaの超臨界二酸化炭素を供給した。このとき、高圧容器内の圧力が13MPaで維持できるように混合溶媒を系外に排出されるように、圧力検出手段14の信号に基づき、減圧手段9を制御した。その結果、高圧容器内のイソプロパノールの濃度が徐々に減少し、最終的に超臨界二酸化炭素のみの状態となった。その後しばらくの時間超臨界二酸化炭素を供給し、高圧容器内のイソプロパノールが完全になくなってから減圧した。
前記図2に示した装置を用い、高圧容器(多孔体処理部1に相当)内にイソプロパノールを満たし、前記アルコゲルを入れて蓋を閉じ、高圧容器を60℃に加熱した後、二酸化炭素で13MPaまで加圧し、高圧容器から排出された溶媒を循環ポンプ(高圧溶媒循環部12)によって高圧混合部4を介して高圧容器に供給することにより、この溶媒を循環させた。その後この溶媒を循環させたままで、高圧混合部4を介して60℃、13MPaの超臨界二酸化炭素を供給した。但し、超臨界二酸化炭素の供給量を当初20cc/minとしたが、と超臨界二酸化炭素の供給を開始してから180分経過後に、超臨界二酸化炭素の供給量を35cc/minに増加した。即ち、第二の溶媒である超臨界二酸化炭素の混合比率を徐々に大きくするに当って、その超臨界二酸化炭素の混合比率の増加の割合自体を段階的に(徐々に)大きくした。その結果、超臨界二酸化炭素の供給量を増加してから100分後には、高圧容器内のイソプロパノール濃度は0.5%以下となった。イソプロパノール濃度が0.5%以下となってから、更に30分かけて減圧した。結果的に、全ての処理に必要な時間は約5.7時間であった。
前記図2に示した装置を用い、高圧容器(多孔体処理部1に相当)内にイソプロパノールを満たし、前記アルコゲルを入れて蓋を閉じ、高圧容器を60℃に加熱した後、二酸化炭素で13MPaまで加圧し、高圧容器から排出された溶媒を循環ポンプ(高圧溶媒循環部12)によって高圧混合部4を介して高圧容器に供給することにより、この溶媒を循環させた。その後この溶媒を循環させたままで、60℃の超臨界二酸化炭素を供給した。このとき、高圧混合溶媒(当初はイソプロパノールのみ)の圧力を、当初13MPaとしたが、超臨界二酸化炭素の供給開始後、40分後には11.5MPaへ、80分後には10MPaへ低下させた。即ち、高圧混合溶媒に圧力を徐々に小さくした。その結果、300分後の高圧容器内のイソプロパノール濃度は0.5%以下となった。結果的に、全ての処理に必要な時間は約6時間であった。
前記図4に示した装置を用い、高圧容器(多孔体処理部1に相当)内にイソプロパノールを満たし、前記アルコゲルを1枚入れて蓋を閉じ、高圧容器を60℃に加熱した後、二酸化炭素で13MPaまで30分かけて加圧し、その後、循環ポンプ(高圧溶媒循環部12)によって高圧容器から排出された溶媒を循環させ、超臨界二酸化炭素を20cc/minで供給した。このとき、高圧容器内の圧力が13MPaを維持できるように、圧力検出手段14の信号に基づき、減圧手段9を、高圧容器から排出される混合溶媒を系外に排出するように制御した。その結果、高圧容器内のイソプロパノール濃度は徐々に減少し、360分後にイソプロパノール濃度を測定すると、0.5%以下となっていたため、その後、30分かけて減圧した。結果的に、全ての処理に必要な時間は約7時間であった。
上記(F)の方法とほぼ同様の手順としたが、この方法で容器内のスペーサを外し、容器深さを1.6倍とし、アルコゲルを容器内に2枚入れ、超臨界二酸化炭素の供給量を32cc/minとした。その結果、上記(F)の方法と同様、全ての処理に必要な時間は約7時間であった。
2 第一溶媒高圧供給部
3 第二溶媒高圧供給部
4 高圧混合部
5 第一溶媒分離部
12 高圧溶媒循環部
Claims (7)
- 第一の液体溶媒を含有する湿潤体中の該第一の溶媒を、高圧状態の第二の溶媒で置換しつつ乾燥処理してエアロゲルを製造する様に構成されたエアロゲルの製造装置において、
前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒を高圧状態にして供給する第一溶媒高圧供給部と、
前記第二の溶媒を高圧状態にして供給する第二溶媒高圧供給部と、
前記第一の溶媒と第二の溶媒を高圧状態で混合する高圧混合部と、
前記高圧混合部から供給された高圧混合溶媒を、処理槽内に設置された湿潤体と接触させて処理するエアロゲル処理部と、
を備えたものであることを特徴とするエアロゲルの製造装置。 - 前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒の供給量と前記第二の溶媒の供給量の比率を変化させつつ操業するように構成したものである請求項1に記載のエアロゲルの製造装置。
- 前記第二溶媒高圧供給部からの前記第二の溶媒の供給量を制御することによって、前記高圧混合部から前記エアロゲル処理部に供給される溶媒中における該第二の溶媒の混合比率を変化させつつ操業するように構成したものである請求項1に記載のエアロゲルの製造装置。
- 更に、エアロゲル処理部から排出された高圧溶媒を循環供給する高圧溶媒循環部と、
前記高圧溶媒循環部からの溶媒と前記第二溶媒高圧供給部からの前記第二の溶媒を高圧状態で混合し、その後、前記エアロゲル処理部に混合溶媒を供給する高圧混合部と、
を備えたものである請求項1〜3のいずれかに記載のエアロゲルの製造装置。 - エアロゲル処理後の混合溶媒から、前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒を分離する第一溶媒分離部を備えたものである請求項1〜4のいずれかに記載のエアロゲルの製造装置。
- 前記第一溶媒分離部で分離された前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒を蓄える第一溶媒貯蔵部を備え、該第一溶媒貯蔵部からの前記第一の溶媒と同一または互いに相溶である溶媒を、前記第一溶媒高圧供給部に循環して再利用するように構成されたものである請求項5に記載のエアロゲルの製造装置。
- 前記エアロゲル処理部以降に減圧手段を備えると共に、前記エアロゲル処理部に供給される高圧混合溶媒の圧力を検出する圧力検出手段を該エアロゲル処理部に備え、前記圧力検出手段で検出された信号に基づき、前記減圧手段を制御して、前記高圧混合溶媒の圧力を徐々に小さくしつつ操業するように構成したものである請求項1〜6のいずれかに記載のエアロゲルの製造装置。
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