JP5617081B2 - 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置 - Google Patents

飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5617081B2
JP5617081B2 JP2009280066A JP2009280066A JP5617081B2 JP 5617081 B2 JP5617081 B2 JP 5617081B2 JP 2009280066 A JP2009280066 A JP 2009280066A JP 2009280066 A JP2009280066 A JP 2009280066A JP 5617081 B2 JP5617081 B2 JP 5617081B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
pressure
water
pure water
saturated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009280066A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011120994A (ja
Inventor
勲 澤本
勲 澤本
Original Assignee
株式会社コアテクノロジー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社コアテクノロジー filed Critical 株式会社コアテクノロジー
Priority to JP2009280066A priority Critical patent/JP5617081B2/ja
Priority to KR1020100120878A priority patent/KR101255895B1/ko
Publication of JP2011120994A publication Critical patent/JP2011120994A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5617081B2 publication Critical patent/JP5617081B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01F1/00
    • B01F3/04
    • B01F5/06
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/44Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

この発明は、ガス溶解した純水からナノバブル水を生成する飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法、および、飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置に関し、より詳細には、パーテイクルフリーでメタルフリーなナノバブル水を、より安定に製造し、又、ナノバブル量を制御することにより、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用可能な飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置に関する。
電子産業におけるパーテイクル除去は、従来からAPM(アンモニア、過酸化水素)が使用されていた。しかし、近年、純水に水素ガスを溶解させた水素水を使用し、それにメガソニックをかけることで洗浄が行われてきている。
しかしながら、近年、例えば半導体の製造では、回路パターンの線幅が狭まり、アスペクト比が大きくなるにつれ、メガソニックによる回路パターンだおれが発生するようになった。
そのため、救急対応として、メガソニックの出力を小さくして対応しているのが現状である。
また、他の方法として、例えば2流体ジェット等を用いて洗浄することが試験的に行われているが、ガスと水の2流体が安定にジェットノズルから出力されることがなかなか難しい。
また、洗浄効果が、従来の水素水とメガソニックに比べ、パーテイクル除去の効果がなかなか得られない状況である。
このため、ナノバブル水を用いて洗浄することが考えられ、ナノバブル水の製造として例えば、超音波のエネルギも必要でなく、水素を含む微小気泡等が安定して分散する水を製造する技術(特許文献1)、また加圧ポンプを使用し物理的障害物を設定した配管内に水流と気体を送り、強制的に加圧混入を行うことでマイクロバブルを発生させる技術などがある(特許文献2〜5)。
特開2009−195889号公報 特許第3043315号公報 特開2001−300522号公報 特開2004−073953号公報 特開2005−245817号公報
この発明は、前述の従来技術の問題点を解消し、パーテイクル除去の効果を得ることが可能で、かつ長期間にわたり連続的で、また常に安定なガス飽和ナノバブル水を得ることが可能な飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項に記載の発明は、純水を脱気して脱気純水を生成する脱気工程と、
前記脱気純水に溶解目的のガスを加圧し溶解してガス飽和の溶解純水を生成するガス溶解工程と、
前記ガス溶解工程において前記溶解目的のガスの圧力を制御する圧力制御工程と、
前記ガス溶解工程を経た前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成するナノバブル発生工程と、
前記ガス溶解工程と前記ナノバブル発生工程との間に、
1ミクロン以下の空孔を経由して、前記飽和ガスの溶解純水を整流する整流工程と、
前記飽和ガスの溶解純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解ガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整工程を有することを特徴とする飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、前記脱気工程は、
膜を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、
前記膜を介して、脱気状態の空間に導きだすことを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、前記ガス溶解工程は、
膜を介することにより一方に脱気純水を、他方に前記溶解目的のガスを導入して前記膜を介して前記溶解ガスが脱気純水に溶け込み、
前記脱気純水を飽和ガスの溶解純水にすることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、前記圧力制御工程は、
前記溶解目的のガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、前記脱気純水の水圧、及び/又は前記飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力にすることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、前記ナノバブル発生工程は、
前記ガス溶解工程を経た前記ガス飽和の溶解純水の圧力が減圧されることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、前記ガス溶解工程の前段に、
前記脱気純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整工程を有することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法である。
請求項に記載の発明は、純水を脱気して脱気純水を生成する脱気手段と、
前記脱気純水に溶解目的のガスを加圧し溶解してガス飽和の溶解純水を生成するガス溶解手段と、
前記溶解目的のガスの圧力を制御する圧力制御手段と、
前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成するナノバブル発生手段と、
前記ガス溶解手段と前記ナノバブル発生手段との間に、
1ミクロン以下の空孔を経由して、前記飽和ガスの溶解純水を整流する整流手段と、
前記飽和ガスの溶解純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整手段を有することを特徴とする飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項に記載の発明は、
前記脱気手段は、
膜を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、
前記膜を介して、脱気状態の空間に導きだす構成であることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項に記載の発明は、
前記ガス溶解手段は、
膜を介することにより一方に脱気純水を、他方に前記溶解ガスを導入して前記膜を介して前記溶解目的のガスが脱気純水に溶け込み、
前記脱気純水を飽和ガスの溶解純水にする構成であることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項10に記載の発明は、
前記圧力制御手段は、
前記溶解目的のガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、前記脱気純水の水圧、及び/又は前記飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力に制御することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項11に記載の発明は、前記ナノバブル発生手段は、
前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項12に記載の発明は、
前記ガス溶解手段の前段に、
前記脱気純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整手段を有することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
請求項13に記載の発明は、
前記飽和ガス含有ナノバブル水は、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置である。
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
請求項及び請求項に記載の発明では、ガス溶解工程とナノバブル発生工程との間で、飽和ガスの溶解純水を整流し、飽和ガスの溶解純水の圧力を溶解目的のガスの圧力以上で、溶解ガスの圧力に近づけるように制御することで、簡単かつ確実に飽和ガス含有ナノバブル水の製造することができる。
請求項及び請求項に記載の発明では、膜を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、膜を介して、簡単な構造でかつ確実に脱気状態の空間に導きだすことができる。
請求項及び請求項に記載の発明では、膜を介することにより一方に脱気純水を、他方に溶解ガスを導入して膜を介して溶解目的のガスが脱気純水に溶け込み、簡単な構造でかつ確実に脱気純水を飽和ガスの溶解純水にすることができる。
請求項及び請求項10に記載の発明では、溶解目的のガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、脱気純水の水圧、及び/又は飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力にすることで、確実に脱気純水を飽和ガスの溶解純水にすることができる。
請求項及び請求項11に記載の発明では、空孔を経由することで、ガス飽和の溶解純水の圧力が減圧され、飽和ガス含有ナノバブル水が発生する。
請求項及び請求項12に記載の発明では、ガス溶解の前段で、脱気純水の圧力を溶解目的のガスの圧力以上で、溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御することで、簡単かつ確実に飽和ガス含有ナノバブル水の製造することができる。
請求項13に記載の発明では、飽和ガス含有ナノバブル水は、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用することができる。
飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置の一般的な概念図である。 飽和ガス含有ナノバブル水製造装置で整流工程、水圧調整工程を経由した概念図である。
以下、この発明の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。
[第1の実施の形態]
図1は飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置の一般的な概念図である。この第1の実施の形態では、脱気工程A、ガス溶解工程B、圧力制御工程C、ナノバブル発生工程Dを有し、パーテイクルフリーでメタルフリーなナノバブル水を、より安定に製造し、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用可能な飽和ガス含有ナノバブル水を製造する。
すなわち、純水は脱気工程Aを経由して脱気され脱気純水となり、脱気純水はガス溶解工程Bにてガスが溶解され、ガス飽和の溶解純水となる。このガス溶解工程Bにおいては、溶解目的のガスが供給され、供給された溶解目的のガスには圧力制御工程Cにてガスの圧力は制御されている。また、圧力制御工程Cは脱気純水の水圧、及び/又は飽和純水の水圧よりも低い圧力であることが条件となっている。
このようにして生成されたガス飽和の溶解純水は、ナノバブル発生工程Dにて減圧され、過飽和ガスがナノバブルとなった飽和ガス含有ナノバブル水として生成される。
(脱気工程A)
この脱気工程Aでは、脱気手段10によって純水を脱気して脱気純水を生成する。脱気手段10は、脱気ケース11内に膜12が配置され、さらに迷路13を形成する堰板14が配置されている。脱気ケース11には、入口15と出口16が形成され、純水が入口15から迷路13を流れ、出口16から脱気純水が排出される。脱気手段10は、膜12を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、膜12を介して、脱気状態の空間17に導きだす構成であり、純水を脱気して脱気純水を生成する。
溶解させる目的のガス(例えば水素ガス、窒素ガス、酸素ガス、オゾンガス)があるときには、純水中にすでに溶解されているガスを一度除去することが必要であり、そのため脱気し、膜12を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、膜12を介して、簡単な構造でかつ確実に脱気状態の空間17に導きだすことができる。
(ガス溶解工程B)
このガス溶解工程Bでは、ガス溶解手段20によって脱気純水に溶解目的のガスを加圧し溶解してガス飽和の溶解純水を生成する。ガス溶解手段20は、ガス溶解ケース21内に膜22が配置され、さらに迷路23を形成する堰板24が配置されている。ガス溶解ケース21には、入口25と出口26が形成され、脱気純水が入口25から迷路23を流れ、出口26から溶解純水が排出される。また、ガス溶解ケース21には、溶解ガス入口27と溶解ガス圧力制御口28が形成されている。ガス溶解手段20は、膜22を介することにより一方に脱気純水を、他方に溶解目的のガスを溶解ガス入口27から導入して膜22を介して溶解目的のガスが脱気純水に溶け込み、脱気純水を飽和ガスの溶解純水にする構成であり、脱気純水に溶解目的のガスをガス制御口28から制御して溶解してガス飽和の溶解純水を生成する。すなわち、溶解させる目的のガスの溶解であり、その際、膜22を使用し、ガス圧より水圧を大きくすると、ガスが完全に純水に溶解し、この実施の形態では、一度ガスを純水に完全溶解させ、その後、細かい(1マイクロ以下)空孔を通して減圧することによりナノバブル水を生成する。
(圧力制御工程C)
この圧力制御工程Cでは、圧力制御手段30によってガス溶解工程Bにおいて溶解ガスの圧力を制御する。圧力制御手段30は、第1の圧力センサ31と第2の圧力センサ32とを有し、第1の圧力センサ31は溶解ガス制御口28に接続され、第2の圧力センサ32は出口26に接続され、第1の圧力センサ31と第2の圧力センサ32とによって溶解ガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、脱気純水の水圧、及び/又は飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力になるように制御する。
このように、溶解目的のガスを加圧するのは、加圧した分だけ(加圧されたガス量だけ)、純水を減圧したときにガスとして生成される。その量を制御するには加圧したガス圧力を制御すればよい。減圧してバブル生成されるが、通常の場合は、大きなバブル、小さくてもマイクロバブルであり、バブルを安定なナノバブルとして生成させるには細かい空孔を通すことが必要である。
ガス圧力を、脱気純水及び/またはガス飽和溶解純水よりも低くするのは、水にガスを完全に溶解させるためであり、ガスが水に溶解するとは、水分子(H2O)の分子と分子の間の空間に、ガスとして存在することを言い、どの程度溶解するかは、温度にも依存するが、大きくはガス圧力に依存し、例えばガス圧力が倍になると倍溶解する。
(ナノバブル発生工程D)
このナノバブル発生工程Dでは、ナノバブル発生手段40によってガス溶解工程Bを経たガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成する。ナノバブル発生手段40は、フィルタ41を有し、このフィルタ41の1ミクロン以下の空孔を経由して、ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧し、ガス溶解工程Bを経たガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成する。このナノバブル発生手段40の減圧構造は、フィルタ41の1ミクロン以下の空孔を経由して、減圧されることを特徴とし、できれば0.5ミクロン以下の空孔を経由して減圧される。
[第2の実施の形態]
図2は飽和ガス含有ナノバブル水製造装置で整流工程、水圧調整工程を経由した概念図である。この第2の実施の形態では、第1の実施の形態と同様に、脱気工程A、ガス溶解工程B、圧力制御工程C、ナノバブル発生工程Dを有し、さらに整流工程E、水圧調整工程Fを有する。
この第2の実施の形態では、さらに安定な飽和ガス含有ナノバブル水を生成するために、図1の実施の形態に対して、ガス飽和の溶解純水を整流工程Eに導き、整流して整流純水を生成した後、水圧調整工程Fにて前もって純水の水圧を調整し水圧調整純水とした後、ナノバブル発生工程Dにて減圧され、過飽和ガスがナノバブルとなった飽和ガス含有ナノバブル水として生成される。
(整流工程E)
この整流工程Eは、ガス溶解工程Bとナノバブル発生工程Dとの間に有し、整流手段50によって1ミクロン以下の空孔を経由して、飽和ガスの溶解純水を整流する。純水が加圧されている状態では、溶解されたガスはバブルとはなっていないため、ナノバブル発生工程で均一にナノバブルを発生させるためには、その前で整流することで、容易にかつ確実に均一なナノバブルが生成できるようになる。
(水圧調整工程F)
この水圧調整工程Fは、ガス溶解工程Bとナノバブル発生工程Dとの間に有し、水圧調整手段60によって飽和ガスの溶解純水の圧力を溶解目的のガスの圧力以上で、溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する。この水圧調整手段60には、圧力センサ61を用いて制御している。
また、水圧調整工程Fは、ガス溶解工程Bの前段に、水圧調整手段を設けることによって脱気純水及び/又は飽和ガス溶解純粋の圧力を溶解目的のガスの圧力以上で、溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御するようにしてもよい。
(飽和ガス含有ナノバブル水)
製造された飽和ガス含有ナノバブル水は、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用することができる。この飽和ガス含有ナノバブル水は、直径が1μm( 1マイクロメートル:100万分の1メートル)以下の超微細な気泡を含有した水であり、従って、直径1μm以上のマイクロバブルの気泡も含有している。
飽和ガス含有ナノバブル水は、同体積を有する単一の気泡に比べて大きな比表面積を有し、また水中への気体の溶解や液中の不純物の吸着、科学的な触媒効果が大きく、また浮力が殆ど効かないため液中に滞在する時間が長いなどの特徴を有している。
また、ナノバブルは、直径100nm程度の気泡は気液界面の表面張力により、気泡内部の圧力が30気圧程度まで増加しており、また気泡表面は活性が高く、汚れ成分を界面に吸着させる。また、100nm程度の気泡は数mm程度の気泡と比べ、同じ体積に比べ表面積が数万倍大きい、さらに分子動力学の解析結果より、数nmの気泡では気液界面の極性が揃うなどの特徴を有している。
したがって、飽和ガス含有ナノバブル水は、ナノバブルが物体に接触する際に破壊すると数十気圧のジェットが生じし、浄化速度が大きく、物体表面の洗浄効果があり、さらに静電気による殺菌効果を有する。
このように、飽和ガス含有ナノバブル水の生成方法は、 ポンプ等で水圧をかけ、ガス圧をかけて溶解させた後、変圧して生成し、生成したガス溶解水を整流手段(フィルター)を経由して均一なガス溶解ナノバブル水のみ取り出す。
そして、特に半導体の洗浄に用いる飽和ガス含有ナノバブル水に必要な条件、例えばパーテイクルフリーであること、メタルフリーであること、溶解目的のガスが既知のガスであり、ガス量が制御できること、ノズルから連続的に供給できること、常に一定のパーテイクル除去性能があることなどを有する。
したがって、飽和ガス含有ナノバブル水は、洗浄においては、主として破壊時の数十気圧といわれるジェットによるため、ナノバブルが被洗浄物上において、均一に供給され、破壊することができる。
次に、この発明に係わる飽和ガス含有ナノバブル水製造装置の実施例を記載するが、この実施例はこの発明を限定するものではない。
(実施例1)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを窒素ガスとし、50kPaの圧力で制御を行い、ナノバブル発生工程での空孔は0.5ミクロンのフィルタを用いた。
生成したナノバブル水の発生バブルを測定したところ、0.1〜0.5ミクロンの粒径で2400個、0.5ミクロン以上が30個測定された。
(比較例1)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを窒素ガスとし、50kPaで圧力を制御し、実施例1と同じ条件とした。ナノバブル発生工程での空孔は10ミクロンのフィルタを使用した。
生成したナノバブル水の粒径は、0.1〜0.5ミクロンの粒径で1100個測定されたが、0.5ミクロン以上が4750個測定された。実施例1はナノバブルが生成されていたにもかかわらず、比較例1ではナノバブルのほか、多くのマイクロバブルが生成され、どちらかといえばマイクロバブル生成となった。
(実施例2)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを酸素ガスとし、50kPaの圧力で制御をおこない、ナノバブル発生工程での空孔は0.5ミクロンのフィルタを用いた。
生成したナノバブル水の発生バブルを測定したところ、0.1〜0.5ミクロンの粒径で3900個、0.5ミクロン以上が50個測定された。
(比較例2)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを酸素ガスとし、50kPaで圧力を制御し、実施例2と同じ条件とした。ナノバブル発生工程での空孔は10ミクロンのフィルタを使用した。
生成したナノバブル水の粒径は、0.1〜0.5ミクロンの粒径で1370個測定されたが、0.5ミクロン以上が3830個測定された。実施例2はナノバブルが生成されていたにもかかわらず、比較例2ではナノバブルのほか、多くのマイクロバブルが生成され、どちらかといえばマイクロバブル生成となった。
(実施例3)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを酸素ガスとし、100kPaの圧力で制御を行った。
また、ナノバブル発生工程は、バルブを用いた。
水圧調整工程の優位性を確認するため、水圧調整を行い120kPaにしたうえで、ナノバブル発生工程に導いた。
生成したナノバブル水の発生バブルを測定したところ、0.1〜0.5ミクロンの粒径で2860個、0.5ミクロン以上が5880個測定された。
(比較例3)
水圧250kPaで飽和ガス含有ナノバブル水の生成を行った。
溶解目的のガスを酸素ガスとし、100kPaの圧力で制御を行った。
また、ナノバブル発生工程は、バルブを用い、実施例3と同じ条件とした。
水圧調整工程は設置せず、水圧は250kPaのまま、ナノバブル発生工程に導いた。
ナノバブル生成工程でバルブを使用したが、バルブを使用するとナノバブルが多く生成されることが分かっている。しかしながら、生成したナノバブル水の粒径は、0.1〜0.5ミクロンの粒径で1800個、0.5ミクロン以上が3800個測定された。実施例3に比べ、発生ナノバブル、マイクロバブルともに減少した。このことより、水圧調整手段の優位性が推測される。
この発明は、ガス溶解した純水からナノバブル水を生成する飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法、および、飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置に適用可能であり、パーテイクルフリーでメタルフリーなナノバブル水を、より安定に製造し、又、ナノバブル量を制御することにより、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用可能である。
A 脱気工程
B ガス溶解工程
C 圧力制御工程
D ナノバブル発生工程
E 整流工程
F 水圧調整工程
10 脱気手段
11 脱気ケース
12 膜
13 迷路
14 堰板
15 入口
16 出口
20 ガス溶解手段
21 ガス溶解ケース
22 膜
23 迷路
24 堰板
25 入口
26 出口
27 溶解ガス入口
28 溶解ガス圧力制御口
30 圧力制御手段
31 第1の圧力センサ
32 第2の圧力センサ
40 ナノバブル発生手段
41 フィルタ
50 整流手段
60 水圧調整手段
61 圧力センサ

Claims (13)

  1. 純水を脱気して脱気純水を生成する脱気工程と、
    前記脱気純水に溶解目的のガスを加圧し溶解してガス飽和の溶解純水を生成するガス溶解工程と、
    前記ガス溶解工程において前記溶解目的のガスの圧力を制御する圧力制御工程と、
    前記ガス溶解工程を経た前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成するナノバブル発生工程と、
    前記ガス溶解工程と前記ナノバブル発生工程との間に、
    1ミクロン以下の空孔を経由して、前記飽和ガスの溶解純水を整流する整流工程と、
    前記飽和ガスの溶解純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解ガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整工程を有することを特徴とする飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  2. 前記脱気工程は、
    膜を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、
    前記膜を介して、脱気状態の空間に導きだすことを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  3. 前記ガス溶解工程は、
    膜を介することにより一方に脱気純水を、他方に前記溶解目的のガスを導入して前記膜を介して前記溶解ガスが脱気純水に溶け込み、
    前記脱気純水を飽和ガスの溶解純水にすることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  4. 前記圧力制御工程は、
    前記溶解目的のガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、前記脱気純水の水圧、及び/又は前記飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力にすることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  5. 前記ナノバブル発生工程は、
    空孔を経由して、前記ガス溶解工程を経た前記ガス飽和の溶解純水の圧力が減圧されることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  6. 前記ガス溶解工程の前段に、
    前記脱気純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整工程を有することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法。
  7. 純水を脱気して脱気純水を生成する脱気手段と、
    前記脱気純水に溶解目的のガスを加圧し溶解してガス飽和の溶解純水を生成するガス溶解手段と、
    前記溶解目的のガスの圧力を制御する圧力制御手段と、
    前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧して飽和ガス含有ナノバブル水を生成するナノバブル発生手段と、
    前記ガス溶解手段と前記ナノバブル発生手段との間に、
    1ミクロン以下の空孔を経由して、前記飽和ガスの溶解純水を整流する整流手段と、
    前記飽和ガスの溶解純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整手段を有することを特徴とする飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  8. 前記脱気手段は、
    膜を介することにより一方に純水を、他方に脱気状態にすることにより、純水中の気体成分を純水より除去し、
    前記膜を介して、脱気状態の空間に導きだす構成であることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  9. 前記ガス溶解手段は、
    膜を介することにより一方に脱気純水を、他方に前記溶解ガスを導入して前記膜を介して前記溶解目的のガスが脱気純水に溶け込み、
    前記脱気純水を飽和ガスの溶解純水にする構成であることを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  10. 前記圧力制御手段は、
    前記溶解目的のガスの圧力は、加圧されたガスではあるが、前記脱気純水の水圧、及び/又は前記飽和ガスの溶解純水の水圧よりも低い圧力に制御することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  11. 前記ナノバブル発生手段は、
    空孔を経由して、前記ガス飽和の溶解純水の圧力を減圧することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  12. 前記ガス溶解手段の前段に、
    前記脱気純水の圧力を前記溶解目的のガスの圧力以上で、前記溶解目的のガスの圧力に近づけるように制御する水圧調整手段を有することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
  13. 前記飽和ガス含有ナノバブル水は、半導体、液晶をはじめとする電子産業分野に使用することを特徴とする請求項に記載の飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置。
JP2009280066A 2009-12-10 2009-12-10 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置 Active JP5617081B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009280066A JP5617081B2 (ja) 2009-12-10 2009-12-10 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置
KR1020100120878A KR101255895B1 (ko) 2009-12-10 2010-11-30 포화 가스 함유 나노 버블수의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009280066A JP5617081B2 (ja) 2009-12-10 2009-12-10 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011120994A JP2011120994A (ja) 2011-06-23
JP5617081B2 true JP5617081B2 (ja) 2014-11-05

Family

ID=44285465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009280066A Active JP5617081B2 (ja) 2009-12-10 2009-12-10 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5617081B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5912603B2 (ja) * 2012-02-03 2016-04-27 株式会社コアテクノロジー 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法
EP3188849B1 (en) 2014-09-05 2022-02-16 Tennant Company Systems and methods for supplying treatment liquids having nanobubbles

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148662A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 松下電工株式会社 気泡発生装置
JP2611182B2 (ja) * 1994-06-07 1997-05-21 工業技術院長 脱入気装置
JP3765354B2 (ja) * 1997-09-02 2006-04-12 栗田工業株式会社 水素含有超純水の製造方法
JP5072062B2 (ja) * 2006-03-13 2012-11-14 栗田工業株式会社 水素ガス溶解洗浄水の製造方法、製造装置及び洗浄装置
JP4914399B2 (ja) * 2008-04-17 2012-04-11 株式会社オ−ラテック ナノバブル発生方法およびナノバブル発生装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011120994A (ja) 2011-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5740549B2 (ja) 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置
JP5912603B2 (ja) 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法
JP5072062B2 (ja) 水素ガス溶解洗浄水の製造方法、製造装置及び洗浄装置
JP2008300429A (ja) 半導体基板洗浄方法、半導体基板洗浄装置、及び液中気泡混合装置
JP3662111B2 (ja) 洗浄液の製造方法およびそのための装置
US20190083945A1 (en) System, device, and method to manufacture nanobubbles
CN106098592B (zh) 微纳米气泡清洗晶圆的系统及方法
JP3765354B2 (ja) 水素含有超純水の製造方法
WO2014069203A1 (ja) オゾンガス溶解水の製造方法、及び電子材料の洗浄方法
JP2006223995A (ja) 洗浄方法及び洗浄装置
JP5617081B2 (ja) 飽和ガス含有ナノバブル水の製造方法及び飽和ガス含有ナノバブル水の製造装置
WO2001051187A1 (fr) Appareil de traitement d'ozone
JP4994279B2 (ja) 微小気泡生成装置
JPH05220480A (ja) 純水製造装置
JP2654874B2 (ja) 基板洗浄方法
KR102435639B1 (ko) 탈기장치와 초음파를 이용한 고농도 초미세버블 생성장치 및 생성방법
JP2008063648A (ja) 過酸化水素含有洗浄水の製造装置及び過酸化水素含有洗浄水の製造方法
JP4843339B2 (ja) オゾン水供給装置
JP2008036557A (ja) 気体溶解装置、基板洗浄ユニット、気体溶解方法および基板洗浄方法
JP5989338B2 (ja) 処理液生成装置、処理液生成方法、基板処理装置及び基板処理方法
JP3940967B2 (ja) 電子材料用洗浄水の製造方法及び電子材料の洗浄方法
JP2010165825A (ja) 基板処理装置および基板処理方法
KR101255895B1 (ko) 포화 가스 함유 나노 버블수의 제조 방법
JP2012106189A (ja) バブル含有液生成装置
JP2013173118A (ja) 微細気泡発生装置、微細気泡発生方法、基板処理装置、および基板処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131002

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140307

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140404

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140818

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5617081

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250