JPWO2007058287A1 - Substance reforming method and reforming apparatus - Google Patents
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Abstract
亜酸化窒素(N2O)の溶液を物質に接触させた状態で前記物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物を提供する。亜酸化窒素の溶液Sを物質Xに接触させた状態で溶液Sに紫外光を照射することにより、物質Xそのもの又は物質Xの表面又は物質Xの表面の付着物等の改質を行なう物質の改質方法、この改質方法を用いて物質Xを改質する物質の改質装置、かかる改質方法またはかかる改質装置によって改質された物質X。Provided are a method and apparatus for modifying the substance itself, the substance surface, or a deposit on the substance surface in a state where a solution of nitrous oxide (N2O) is in contact with the substance, and an article obtained by the method and apparatus. By irradiating the solution S with ultraviolet light in a state where the solution S of nitrous oxide is in contact with the substance X, the substance X itself or the surface of the substance X, or the substance to be modified on the surface of the substance X is modified. A reforming method, a reforming apparatus for a substance that modifies the substance X using the reforming method, the reforming method, or the substance X modified by the reforming apparatus.
Description
本発明は、物質を改質する方法、特に、N2O溶液を物質に接触させた状態で紫外光を照射して物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法およびこの方法によって得られる物質に関する。The present invention relates to a method for modifying a substance, in particular, a method for modifying a substance itself or a substance surface or a substance surface adhering substance by irradiating ultraviolet light in a state in which the N 2 O solution is in contact with the substance, and this The substance obtained by the method.
従来、物質の特性や性質は、構成材料の特性によって支配的であって、物質表面の特性や性質も例外ではないが、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の特性等を改質し、所望の特性等を与えることが行われている。 Conventionally, the characteristics and properties of a substance are governed by the characteristics of the constituent material, and the characteristics and properties of the substance surface are no exception, but the substance itself or the characteristics of the substance surface or the substance surface deposits, etc. are modified. In addition, desired characteristics are given.
例えば、樹脂基板表面を親水化する技術として、プリント配線基板などに用いる樹脂基板にメッキを施す際に、クロム酸、過マンガン酸などの強力な酸化剤を用いてエッチング処理を行なうものが知られている(特許文献1参照)。その他、物質表面の改質を行なう技術として、コロナ放電、プラズマ、オゾンを用いたものも知られている。 For example, as a technique for hydrophilizing the surface of a resin substrate, a technique is known in which etching is performed using a strong oxidizing agent such as chromic acid or permanganic acid when plating a resin substrate used for a printed wiring board or the like. (See Patent Document 1). In addition, as a technique for modifying the material surface, a technique using corona discharge, plasma, or ozone is also known.
また、物質表面を殺菌する技術においては、例えば、微生物が付着している物質を、オートクレーブやレトルトクッカーなど加熱可能な機器に収納し、微生物が付着している物質自体を殺菌可能な温度に上昇して微生物を殺滅することで物質表面の改質をおこなっている(例えば、特許文献2参照)。また、微生物が付着している物質を薬浴槽に浸漬したり、微生物が付着している物質に薬剤を噴霧することで、微生物が付着している物質自体に薬剤を接触させて微生物を殺滅するようにしている(例えば、特許文献3参照)。 Moreover, in the technology for sterilizing the surface of a substance, for example, the substance to which microorganisms are attached is stored in a heatable device such as an autoclave or a retort cooker, and the substance to which the microorganisms are attached is raised to a temperature at which it can be sterilized. Then, the surface of the substance is modified by killing the microorganisms (see, for example, Patent Document 2). In addition, by immersing the substance with microorganisms in the medicine bath or spraying the drug on the substance with microorganisms, the microorganisms are brought into contact with the substance with microorganisms to kill the microorganisms. (For example, refer to Patent Document 3).
また、物質表面を洗浄する技術においては、例えば、汚れの主な原因である有機物を洗剤等を用いて洗浄除去する方法が知られている(特許文献4参照)。 In addition, as a technique for cleaning the surface of a substance, for example, a method is known in which an organic substance that is a main cause of dirt is cleaned and removed using a detergent or the like (see Patent Document 4).
また、物質を脱色する技術として、従来、アセトン、アルコール類等の各種有機溶剤、過酸化水素、オゾン、塩素系酸化剤等の酸化剤等が脱色剤として使用されており、用途に応じて様々な脱色剤が使用されている。脱色は、酸化反応によって行われることが知られており、たとえば、上述の脱色剤のうち、過酸化水素、オゾン、塩素系酸化剤等の酸化剤は酸化により脱色を行なうものであって、過酸化水素は紙、パルプの漂白等に用いられている(特許文献5参照)。このような酸化剤を使用することにより物質表面の改質、ここでは脱色が行われる。 In addition, as a technology for decolorizing substances, conventionally, various organic solvents such as acetone and alcohols, oxidants such as hydrogen peroxide, ozone, and chlorine-based oxidizers have been used as decolorizers. Decoloring agents are used. It is known that decolorization is performed by an oxidation reaction. For example, among the above-mentioned decolorizing agents, oxidizing agents such as hydrogen peroxide, ozone, and chlorine-based oxidizing agents are decolorized by oxidation. Hydrogen oxide is used for bleaching paper and pulp (see Patent Document 5). By using such an oxidizing agent, the material surface is modified, in this case, decolorized.
また、有機化合物の酸化による工業製品の製造においては、例えば、酸化剤と有機化合物とを混合し、触媒や熱などを併用して酸化反応を行うことにより物質表面の改質が行われ、ここでは工業製品が製造される。 In the manufacture of industrial products by oxidation of organic compounds, for example, the surface of a substance is modified by mixing an oxidant and an organic compound and performing an oxidation reaction in combination with a catalyst or heat. Then industrial products are manufactured.
上記工業製品において、重要な物質のひとつにカルボン酸がある。カルボン酸は、可塑剤、潤滑剤、電熱媒体、誘電媒体、繊維、共重合体、塗料、界面活性剤、防カビ薬、殺虫剤、接着剤等として化学工業をはじめ、各種の産業分野で幅広く用いられる有用な化学物質であるジエステル、ポリエステル及びポリアミドの合成における重要な中間体として知られる有機化合物である。 One of the important substances in the industrial products is carboxylic acid. Carboxylic acids are widely used in various industrial fields including the chemical industry as plasticizers, lubricants, electric heating media, dielectric media, fibers, copolymers, paints, surfactants, fungicides, insecticides, adhesives, etc. It is an organic compound known as an important intermediate in the synthesis of the useful chemicals used, diesters, polyesters and polyamides.
例えば、カルボン酸のひとつにアジピン酸がある。アジピン酸はナイロンの原料として用いられる物質である。アジピン酸の製造では、原料のシクロヘキサノンやシクロヘキサノールに対して、大量の硝酸を用いて酸化する硝酸酸化の方法が工業的に実施されている(たとえば特許文献6参照)。 For example, adipic acid is one of carboxylic acids. Adipic acid is a substance used as a raw material for nylon. In the production of adipic acid, a nitric acid oxidation method in which a large amount of nitric acid is used to oxidize raw material cyclohexanone or cyclohexanol is industrially implemented (see, for example, Patent Document 6).
また、ポリエステルの原料であるテレフタル酸の製造では、原料のパラキシレンに対して、空気中の酸素を用いて酸化する空気酸化の方法が工業的に実施されている(たとえば特許文献7参照)。 Further, in the production of terephthalic acid, which is a raw material for polyester, an air oxidation method for oxidizing raw material para-xylene using oxygen in the air is industrially implemented (see, for example, Patent Document 7).
また、カルボン酸以外の工業製品である、ポリウレタン合成用ポリエステルポリオールやその他の成形材料の重合物の原料として広く用いられているε−カプロラクトンの製造では、アルソン酸類やジフェニルアルシン類を触媒としてシクロヘキサノンを過酸化水素で酸化する製造方法(たとえば、特許文献8、特許文献9参照)、粉体塗料原料、接着剤、硬化剤、改質剤等の幅広い用途を持つ重要な工業原料であるメタクリル酸グリシジルの製造では、メタクリル酸アリルの酸化による製造方法(たとえば、特許文献10参照)が提案されている。 Furthermore, in the production of ε-caprolactone, which is widely used as a raw material for polymer polyols for polyurethane synthesis, such as polyester polyols for polyurethane synthesis, which are industrial products other than carboxylic acids, cyclohexanone is passed over arsonic acids and diphenylarsines as catalysts. Production method of oxidizing with hydrogen oxide (for example, see Patent Document 8 and Patent Document 9), glycidyl methacrylate, which is an important industrial raw material having a wide range of uses such as powder coating materials, adhesives, curing agents, modifiers, etc. In production, a production method by oxidation of allyl methacrylate (for example, see Patent Document 10) has been proposed.
更に抗カビ性、抗細菌性などの作用をもつキチン、キトサンとその誘導体、抗凝固作用を有するヘパリンやセルロースなどの多糖類の低分子化に関しても、酸化による解重合法が提案されている(たとえば、特許文献11参照)。 Furthermore, a depolymerization method by oxidation has also been proposed for lowering the molecular weight of polysaccharides such as chitin, chitosan and its derivatives having antifungal and antibacterial properties, and heparin and cellulose having anticoagulant activity ( For example, see Patent Document 11).
しかし、かかる従来の物質表面の親水化技術は、取り扱いが難しいという問題があった。上述の酸化剤を用いた技術では、酸化剤の反応性が強いとともに酸化剤と基板とが接触した状態では酸化反応が生じ続けるため、親水化の程度を制御することが難しいという問題や、廃液処理をして環境に配慮しなければならないという問題がある。コロナ放電、プラズマ、オゾンを用いた技術にも、改質の程度を制御することが難しいという問題や、オゾン処理をして環境に配慮しなければならないなどの問題がある。 However, the conventional technology for hydrophilizing the surface of a material has a problem that it is difficult to handle. In the above-described technology using an oxidant, the reactivity of the oxidant is strong and the oxidation reaction continues to occur when the oxidant and the substrate are in contact with each other. There is a problem that it must be treated and the environment must be considered. The technologies using corona discharge, plasma, and ozone also have problems that it is difficult to control the degree of reforming, and that ozone treatment must be taken into consideration for the environment.
また、物質を殺菌させる技術において、上記従来の加熱による殺菌方法では、微生物が付着している物質自体も加熱されることとなるので、加熱により変形したり変性する物質は、物質本来の機能を果たせなくなるので殺菌できない場合があった。 Further, in the technology for sterilizing a substance, in the above conventional sterilization method by heating, the substance itself to which microorganisms are attached is also heated, so that the substance that is deformed or denatured by heating has the original function of the substance. In some cases, it could not be sterilized.
さらに、上記従来の薬剤による殺菌方法では、物質を所望の殺菌状態とした後であっても、物質に付着している薬剤は薬効を保持しているので、物質に悪影響を与える場合があり、過剰な薬剤との接触により変性する物質は、物質本来の機能を果たせなくなるので、殺菌できない場合があった。 Furthermore, in the above-described conventional sterilization method using a drug, even after the substance is in a desired sterilized state, the drug adhering to the substance retains its medicinal properties, and thus may adversely affect the substance. A substance that is denatured by contact with an excessive drug may not be able to sterilize because it cannot perform its original function.
また、物質を洗浄する技術においては、ガラスのコップに付着した油膜を水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは除去することが困難であるように、有機物が付着した物を単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは有機物の除去は困難な場合がある。そのような場合に洗剤を使って洗うことも可能であるが、有機物を高度に除去するには、手間や時間がかかる、洗剤を落とすために大量の水等を必要とするなどの問題がある。また洗剤の残留や、廃液の処理が問題になる場合もある。 In addition, in the technology for washing substances, it is difficult to remove the oil film adhering to the glass cup with water or wiping with a cloth. It may be difficult to remove organic matter simply by wiping with a cloth. In such a case, it is possible to wash with a detergent, but there are problems such as taking time and labor to remove organic substances to a high degree and requiring a large amount of water to remove the detergent. . In addition, residual detergent or waste liquid treatment may be a problem.
また、物質を脱色する技術においては、たとえば、酸化剤として使用する過酸化水素は比較的安定であるため脱色に用いた後の廃液処理が必要であり、またオゾンは比較的不安定であるために長期間の貯蔵が実質的に不可能である、といった問題である。 Moreover, in the technology for decolorizing substances, for example, hydrogen peroxide used as an oxidizing agent is relatively stable, so that waste liquid treatment after decolorization is necessary, and ozone is relatively unstable. In addition, it is a problem that long-term storage is virtually impossible.
また、有機化合物の酸化による工業製品の製造において、上記した硝酸を用いてアジピン酸を合成する方法では、酸化剤として強酸を用いることから、装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、製造上での危険性を低減するために費用がかかってしまうという問題があった。 In addition, in the production of industrial products by oxidation of organic compounds, the above-described method of synthesizing adipic acid using nitric acid uses a strong acid as an oxidant, and thus costs for countermeasures against corrosion of the equipment are increased. However, there is a problem that costs are required to reduce the manufacturing risk.
更に、上記したテレフタル酸の合成方法ではコバルト、マンガンおよび臭素化合物を触媒として用いているが、臭素による装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、臭素による環境負荷を低減するために費用がかかってしまうという問題があった。 Furthermore, in the above-described terephthalic acid synthesis method, cobalt, manganese and bromine compounds are used as catalysts. However, in order to reduce costs for measures against corrosion of equipment caused by bromine and to reduce the environmental load caused by bromine. There was a problem that it was expensive.
更に、上記したε−カプロラクトンの合成方法では、通常得られる反応粗液にε−カプロラクトンの以外に、未反応原料のシクロヘキサノン、過酸化水素や副生成物が含まれ、分離精製に多くの手間と費用がかかってしまうという問題があった。 Furthermore, in the above-described synthesis method of ε-caprolactone, the reaction crude liquid usually obtained contains cyclohexanone, hydrogen peroxide and by-products as raw materials in addition to ε-caprolactone, which requires much labor for separation and purification. There was a problem that it was expensive.
メタクリル酸グリシジルの合成方法においても、一般的に用いられている反応溶媒であるメタノールや水を蒸留により除去する為に多くの手間と費用がかかってしまうという問題があった。 Also in the synthesis method of glycidyl methacrylate, there is a problem that much labor and cost are required to remove methanol and water, which are commonly used reaction solvents, by distillation.
更に、多糖類の低分子化に関しては、一般的に、濃塩酸等による酸加水分解や酵素による低分子化法が用いられているが、単糖まで加水分解されてしまい目的とする重合度の多糖類を効率良く製造出来ない問題や低分子化に数時間から約1日以上の長時間を要する問題があった。また近年高圧下における酸化処理による短時間の低分子化が提案されているが、高耐食性の高価な高圧容器が必要であり、コスト高となる問題があった。 Furthermore, with regard to reducing the molecular weight of polysaccharides, acid hydrolysis with concentrated hydrochloric acid or the like, and methods for reducing the molecular weight with enzymes are generally used, but even monosaccharides are hydrolyzed and have a desired degree of polymerization. There were a problem that polysaccharides could not be produced efficiently and a problem that required a long time of several hours to about 1 day or more to lower the molecular weight. In recent years, low-molecular-weight shortening by oxidation treatment under high pressure has been proposed, but an expensive high-pressure vessel with high corrosion resistance is required, and there is a problem that costs increase.
本発明者等は、鋭意研究を行なった結果、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質に、亜酸化窒素溶液を用いた酸化技術を適用することで、かかる問題を解決する技術を得るに至った。 As a result of earnest research, the present inventors have solved this problem by applying an oxidation technique using a nitrous oxide solution to the modification of the substance itself, the substance surface, or the deposit on the substance surface. I got the technology.
本発明は、物質を改質する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質であって、特に、亜酸化窒素(N2O)の溶液を物質に接触させた状態で紫外光を照射して物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等を改質する方法、およびこれら方法によって得られる物質を提供することを目的とするものである。The present invention relates to a method and apparatus for modifying a substance, and substances obtained by these methods and apparatuses, and in particular, irradiation with ultraviolet light in a state where a nitrous oxide (N 2 O) solution is in contact with the substance. It is an object of the present invention to provide a method for modifying a substance itself, a substance surface, a substance surface deposit or the like, and a substance obtained by these methods.
また、本発明は、取り扱いが簡単で、容易に親水化の程度を制御でき、環境負荷の少ない親水化方法、装置及びこれらの方法、装置によって得られる親水化された物質を提供することを目的としている。 Another object of the present invention is to provide a hydrophilization method and apparatus that are easy to handle, easily control the degree of hydrophilization, and have a low environmental load, and a hydrophilized substance obtained by these methods and apparatuses. It is said.
また、本発明は、微生物が付着している物質の殺菌を行っても、熱変形や熱変性を起こすことなく、しかも、殺菌時間をできるだけ厳密に管理することができる物質を殺菌する方法、装置およびこれらの方法、装置によって得られる殺菌された物質を提供することを目的としている。 In addition, the present invention provides a method and apparatus for sterilizing a substance capable of managing the sterilization time as strictly as possible without causing thermal deformation or thermal denaturation even when the substance to which microorganisms adhere is sterilized. And it aims at providing the sterilized substance obtained by these methods and apparatuses.
また、本発明は、物質を洗浄する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質であって、特に、物質に付着した有機物を、亜酸化窒素(N2O)溶液を用いて酸化することにより洗浄する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物質を提供することを目的とするものである。The present invention also relates to a method and apparatus for cleaning a substance, and substances obtained by these methods and apparatuses, in particular, oxidizing an organic substance attached to the substance using a nitrous oxide (N 2 O) solution. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for cleaning by the above and a substance obtained by the method and apparatus.
また、本発明は、物質を脱色する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質に関し、特に、亜酸化窒素(N2O)の溶液を接触させた状態で特定波長の紫外光を照射して物質を脱色する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる物質を提供することを目的とするものである。The present invention also relates to a method and apparatus for decolorizing a substance and substances obtained by these methods and apparatuses, and in particular, irradiates ultraviolet light of a specific wavelength in a state where a solution of nitrous oxide (N 2 O) is in contact. It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for decolorizing a substance, and a substance obtained by these method and apparatus.
また、本発明は、物質を製造する方法、装置及びこれら方法、装置によって得られる物質に関し、特に、亜酸化窒素(N2O)溶液を用いた酸化反応により、機能性を有する物質を製造する方法、装置およびこれら方法、装置によって得られる機能性の物質を提供することを目的とするものである。In addition, the present invention relates to a method and apparatus for producing a substance and substances obtained by these methods and apparatuses, and in particular, a substance having functionality is produced by an oxidation reaction using a nitrous oxide (N 2 O) solution. It is an object of the present invention to provide a method, a device, and a functional substance obtained by these method and device.
上記目的を達成するため、本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の改質を行う物質の改質方法にある。In order to achieve the above object, the present invention provides a modification of a substance that modifies the substance by irradiating the solution with ultraviolet light in a state where the solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the substance. Is in the quality method.
さらに、前記改質が親水化であることを特徴とする。 Furthermore, the modification is characterized by hydrophilization.
さらに、前記改質が殺菌であることを特徴とする。 Further, the modification is sterilization.
さらに、前記改質が酸化による有機物の分解除去によって行う洗浄であることを特徴とする。 Further, the modification is cleaning performed by decomposing and removing organic substances by oxidation.
さらに、前記改質が脱色であることを特徴とする。 Further, the modification is decolorization.
また、前記紫外光の照射時間により前記物質の脱色時間を制御することを特徴とする。 The decolorization time of the substance is controlled by the irradiation time of the ultraviolet light.
また、前記紫外光の照射領域により前記物質の脱色領域を制御することを特徴とする。 Further, the decoloring region of the substance is controlled by the ultraviolet light irradiation region.
さらに、前記改質がもとの物質と異なる機能の物質とすることを特徴とする。 Furthermore, the modification is made to be a substance having a function different from that of the original substance.
また、前記もとの物質がアルコールまたはケトンであることを特徴とする。 The original substance is an alcohol or a ketone.
また、前記もとの物質が少なくとも1つの不飽和結合を有する有機化合物であることを特徴とする。 Further, the original substance is an organic compound having at least one unsaturated bond.
また、前記もとの物質が多糖類であることを特徴とする。 Further, the original substance is a polysaccharide.
また、前記もとの物質と異なる機能の物質がカルボン酸であることを特徴とする。 Further, the substance having a function different from that of the original substance is carboxylic acid.
また、前記もとの物質と異なる機能の物質とする改質がマイクロリアクター内で得られるものであることを特徴とする。 Further, the modification with the function different from that of the original substance is obtained in the microreactor.
また、前記もとの物質と異なる機能の物質とする改質において、紫外光の照射を、前記亜酸化窒素と前記もとの物質ともとの物質とは異なる機能性の物質とを含む溶液から前記もとの物質とは異なる機能性の物質を分離処理した後に行うことを特徴とする。 Further, in the modification to the substance having a function different from that of the original substance, the irradiation with ultraviolet light is performed from a solution containing the nitrous oxide and a substance having a function different from that of the original substance. It is characterized in that it is carried out after separating a substance having a function different from that of the original substance.
また、前記もとの物質と異なる機能性の物質を得るために前記紫外光の照射時間を制御することを特徴とする。 In addition, the irradiation time of the ultraviolet light is controlled in order to obtain a substance having a function different from that of the original substance.
本発明は、前記溶液が、増粘剤を含むことを特徴とする。 The present invention is characterized in that the solution contains a thickener.
本発明は、紫外光の光源として、クリプトン−ヨウ素(KrI)エキシマランプを用いることを特徴とする。 The present invention is characterized by using a krypton-iodine (KrI) excimer lamp as an ultraviolet light source.
本発明は、上記物質の改質方法により得られた物質である。 The present invention is a substance obtained by the method for modifying a substance described above.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を親水化すべく構成した物質の改質装置である。The present invention provides a solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with a substance, and the solution is irradiated with ultraviolet light in a state where the solution and the substance are brought into contact with each other. A substance reforming apparatus comprising a light source and configured to hydrophilize the substance by irradiation with the ultraviolet light.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を殺菌すべく構成した物質の改質装置である。The present invention provides a solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with a substance, and the solution is irradiated with ultraviolet light in a state where the solution and the substance are brought into contact with each other. A substance reforming apparatus comprising a light source and configured to sterilize the substance by irradiation with the ultraviolet light.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に付着した有機物に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記有機物とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を洗浄すべく構成した物質の改質装置である。The present invention includes a solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with an organic substance attached to a substance, and the solution and the organic substance in contact with the solution while the solution and the organic substance are in contact with each other. A substance reforming apparatus comprising a light source for irradiating light and configured to wash the substance by irradiation with the ultraviolet light.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質を脱色すべく構成した物質の改質装置である。The present invention provides a solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with a substance, and the solution is irradiated with ultraviolet light in a state where the solution and the substance are brought into contact with each other. A substance reforming apparatus comprising a light source and configured to decolorize the substance by irradiation with the ultraviolet light.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とよりなり、前記紫外光の照射によって前記物質と異なる機能性の物質を製造すべく構成した物質の改質装置である。The present invention provides a solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with a substance, and the solution is irradiated with ultraviolet light in a state where the solution and the substance are brought into contact with each other. A substance reforming apparatus comprising a light source and configured to produce a functional substance different from the substance by irradiation with the ultraviolet light.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の親水化を行う物質の親水化方法であるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質の表面の親水化を高効率で行うことができる物質の親水化方法を提供することができる。According to the present invention, since the substance is hydrophilized by irradiating the solution with ultraviolet light in a state where a solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the substance, the substance is hydrophilized. In addition, it is possible to provide a method for hydrophilizing a substance that has a low environmental load, is easy to handle, and can efficiently hydrophilize the surface of the substance.
本発明によれば、かかる物質の親水化方法を用いて物質の表面の親水化を行う物質の親水化装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質の表面の親水化を高効率で行うことができる物質の親水化装置を提供することができる。 According to the present invention, since there is a substance hydrophilizing apparatus that uses the method for hydrophilizing a substance to make the surface of the substance hydrophilic, the load on the environment is small and the handling is easy. It is possible to provide a device for hydrophilizing a substance that can be efficiently converted.
本発明によれば、かかる物質の親水化方法またはかかる物質の親水化装置によって親水化を行うことで得られる親水化された物質にあるので、高効率で親水化された物質を提供することができる。 According to the present invention, since there is a hydrophilic substance obtained by hydrophilizing the substance using a method for hydrophilizing the substance or a hydrophilizing apparatus for the substance, it is possible to provide a highly hydrophilic substance. it can.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより物質の殺菌を行うので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、確実に微生物を殺菌することができる微生物の殺菌方法を提供することができる。According to the present invention, since the substance is sterilized by irradiating the solution with ultraviolet light in contact with a solution containing nitrous oxide (N 2 O), the burden on the environment is small and the handling is easy. In addition, there can be provided a method for sterilizing microorganisms that can reliably sterilize microorganisms.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させる溶液接触手段と、前記溶液接触手段によって前記溶液と前記物質とを接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射する光源とを有し、前記紫外光の照射によって前記物質を殺菌するので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、確実に微生物を殺菌することができる微生物の殺菌装置を提供することができる。According to the present invention, solution contact means for bringing a solution containing nitrous oxide (N 2 O) into contact with a substance, and ultraviolet light is applied to the solution in a state where the solution and the substance are brought into contact with each other by the solution contact means. The present invention provides a microorganism sterilization apparatus that has a light source for irradiating and sterilizes the substance by irradiation with the ultraviolet light, so that the load on the environment is small, the handling is easy, and the microorganism can be sterilized reliably. be able to.
本発明によれば、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易である方法または装置によって、確実に微生物の殺菌が行われた物質を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the substance by which the microorganisms were sterilized reliably by the method or apparatus with a small load with respect to an environment and easy to handle can be provided.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に付着した有機物と接触させた状態で、前記溶液に紫外光を照射することにより、前記有機物を酸化して同有機物の分解除去を行うことにより前記物質の洗浄を行うので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、有機物を酸化分解することにより高度な洗浄を行うことができる物質の洗浄方法を提供することができる。According to the present invention, in a state in which a solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with an organic substance attached to the substance, the organic substance is oxidized by irradiating the solution with ultraviolet light to oxidize the organic substance. Provided is a method for cleaning a substance, which is washed by decomposing and removing the substance, has a low environmental load, is easy to handle, and can be highly washed by oxidizing and decomposing organic substances. Can do.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外線を照射することにより前記物質の脱色を行う物質の脱色方法にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、染料等の有色体の分解を効率良く行うことができ、物質の脱色を高効率で行うことができる物質の脱色方法を提供することができる。According to the present invention, since there is a method for decolorizing a substance by decolorizing the substance by irradiating the solution with ultraviolet light in a state where the solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the substance, It is possible to provide a method for decolorizing a substance that is light in load, easy to handle, can efficiently decompose colored substances such as dyes, and can decolorize a substance with high efficiency.
本発明によれば、かかる物質の脱色方法を用いて物質の脱色を行う物質の脱色装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、染料等の有色体の分解を効率良く行うことができ、物質の脱色を高効率で行うことができる物質の脱色装置を提供することができる。 According to the present invention, since there is a substance decolorizing apparatus for decolorizing a substance using such a method for decolorizing a substance, the load on the environment is small, the handling is easy, and the decomposition of colored substances such as dyes is efficiently performed. It is possible to provide a substance decolorizing apparatus that can perform decolorization of a substance with high efficiency.
本発明によれば、かかる物質の脱色方法またはかかる物質の脱色装置によって脱色を行うことで得られる脱色された物質にあるので、染料等の有色体が高効率で分解され高効率で脱色された物質を提供することができる。 According to the present invention, since there is a decolorized material obtained by performing decolorization by a decoloring method of such a material or a decoloring apparatus for such a material, a colored substance such as a dye is decomposed with high efficiency and decolorized with high efficiency. A substance can be provided.
本発明によれば、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を所定の物質に接触させた状態で溶液に紫外光を照射することにより所定の物質と異なる機能性の物質を製造するので、速やかに機能性の物質を製造できる物質の製造方法を提供することができる。According to the present invention, a functional substance different from the predetermined substance is produced by irradiating the solution with ultraviolet light in a state where the solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the predetermined substance. A method for producing a substance capable of producing a functional substance quickly can be provided.
本発明によれば、所定の物質がアルコールまたはケトンであることとしているので、アルコールやケトンの酸化物を速やかに製造することができる物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the predetermined substance is alcohol or ketone, it is possible to provide a method for producing a substance that can quickly produce an oxide of alcohol or ketone.
本発明によれば、所定の物質が少なくとも1つの不飽和結合を有する有機化合物であることとしているので、不飽和結合部位を酸化した酸化物を生成可能な物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the predetermined substance is an organic compound having at least one unsaturated bond, it is possible to provide a method for producing a substance capable of generating an oxide in which an unsaturated bond site is oxidized. .
本発明によれば、所定の物質が多糖類であることとしているので、多糖類を酸化分解して低分子化できる物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the predetermined substance is a polysaccharide, a method for producing a substance capable of reducing the molecular weight by oxidative degradation of the polysaccharide can be provided.
本発明によれば、機能性の物質がカルボン酸であることとしているので、様々な分野に利用可能なカルボン酸を速やかに製造することができる物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the functional substance is a carboxylic acid, it is possible to provide a method for producing a substance that can quickly produce a carboxylic acid that can be used in various fields.
本発明によれば、状態がマイクロリアクター内で得られるものとしているので、機能性の物質をより速やかに製造できる物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, since the state is obtained in the microreactor, it is possible to provide a method for producing a substance that can produce a functional substance more quickly.
本発明によれば、紫外線の照射を、前記亜酸化窒素と前記所定の物質と前記所定の物質とは異なる物質とを含む溶液から、前記所定の物質とは異なる物質を分離する分離手段による処理の後に行うので、所定の物質を選択的に酸化して、所定の物質とは異なる機能性の物質を製造することができる物質の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the ultraviolet irradiation is performed by a separation unit that separates a substance different from the predetermined substance from a solution containing the nitrous oxide, the predetermined substance, and a substance different from the predetermined substance. Therefore, it is possible to provide a method for manufacturing a substance that can selectively oxidize a predetermined substance and manufacture a substance having a function different from that of the predetermined substance.
本発明によれば、速やかに機能性の物質を製造できる物質の製造装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing apparatus of the substance which can manufacture a functional substance rapidly can be provided.
本発明によれば、機能性の物質を速やかに得ることができる。 According to the present invention, a functional substance can be obtained quickly.
本発明によれば、物体に接触される亜酸化窒素含有溶液は、増粘剤をも含むものであり、物体に接触させたときその接触位置にとどまりやすいという性質を備えているので、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。 According to the present invention, the nitrous oxide-containing solution that comes into contact with the object also contains a thickener and has the property of easily staying at the contact position when brought into contact with the object. It is possible to oxidize by bringing the solution into contact with only the desired part.
また、本発明に係る物体の酸化装置の溶液供給手段によって供給される亜酸化窒素含有溶液には増粘剤が含まれているので、物体に接触させた溶液はその接触位置に留まりやすい。したがって、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。 Further, since the nitrous oxide-containing solution supplied by the solution supply means of the object oxidation apparatus according to the present invention contains a thickener, the solution brought into contact with the object tends to stay at the contact position. Therefore, it is possible to oxidize by bringing the solution into contact with only the portion to be oxidized.
30 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
31 溶液接触手段
40 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
41 溶液接触手段
50 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
51 溶液接触手段
60 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
61,62 溶液接触手段
70 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
71 溶液接触手段
80 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
81,83 溶液接触手段
90 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置、酸化装置
91 溶液接触手段
100 親水化装置、殺菌装置、洗浄装置、脱色装置
103 溶液接触手段
110 製造装置
L 光源、クリプトン−ヨウ素(KrI)エキシマランプ
S 亜酸化窒素を含む溶液
X 物質DESCRIPTION OF
本発明にかかる物質の改質方法は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を行う。In the method for modifying a substance according to the present invention, the substance itself, the substance surface or the substance surface is irradiated by irradiating the solution with ultraviolet light in a state where the solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the substance. Reform deposits, etc.
ここで、改質とは、親水化、殺菌、洗浄、脱色、もとの物質と異なる機能の物質の製造をいうものとする。 Here, the modification means hydrophilization, sterilization, washing, decolorization, and production of a substance having a function different from that of the original substance.
また、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液とは、亜酸化窒素ガスを溶解させた溶液のことをいう。Moreover, the solution containing nitrous oxide (N 2 O) refers to a solution in which nitrous oxide gas is dissolved.
本発明による物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質方法においては、紫外光を照射したときのみ酸化反応が生じるので、改質装置に腐食対策を施す必要がなく、安全である。また亜酸化窒素が安定であるとともに無害であることから亜酸化窒素を分解するための廃液処理が不要であり、亜酸化窒素自身も安価であることから、ランニングコストが低減される。紫外光の照射によって発生する原子状酸素の酸化力が極めて大きいことから、強力に改質が行われる。改質対象の物質表面のみで原子状酸素が生じるのでなく、紫外光の照射範囲で原子状酸素が生じるので、たとえば二酸化チタン触媒を用いた酸化と異なり、律速が生じにくく、速やかに改質処理が行われる。液相中にて改質反応を行わせるため、紫外光の照射によるオゾンの発生が抑制される。このように、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、低コストで良好な改質が行われる。 In the method for modifying the substance itself or the substance surface or deposits on the substance surface according to the present invention, since an oxidation reaction occurs only when irradiated with ultraviolet light, there is no need to take countermeasures against corrosion in the reformer and it is safe. . Further, since nitrous oxide is stable and harmless, a waste liquid treatment for decomposing nitrous oxide is unnecessary, and nitrous oxide itself is inexpensive, so that running costs are reduced. Since the oxidizing power of atomic oxygen generated by irradiation with ultraviolet light is extremely large, the reforming is performed strongly. Atomic oxygen is generated not only on the surface of the material to be modified, but also in the ultraviolet light irradiation range. For example, unlike oxidation using a titanium dioxide catalyst, rate limiting is unlikely to occur, and rapid reforming treatment is performed. Is done. Since the reforming reaction is performed in the liquid phase, generation of ozone due to irradiation with ultraviolet light is suppressed. As described above, the environmental load is small, the handling is easy, and good reforming is performed at low cost.
改質された物質表面の密着性が向上し、例えば樹脂基板表面に対して行なわれる各種目的の印刷において、インキの塗布ムラやハジキなどの問題が改善される。改質された物質表面の接着性が向上し、例えばラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれる。 The adhesion of the modified material surface is improved, and problems such as uneven ink application and repelling are improved in printing for various purposes performed on the resin substrate surface, for example. Adhesiveness of the modified material surface is improved, and for example, labeling or the like can be easily and satisfactorily performed.
また、前記紫外光の光源として、クリプトン−ヨウ素(KrI)エキシマランプを用いる。 As the ultraviolet light source, a krypton-iodine (KrI) excimer lamp is used.
したがって、立ち上がり、立下りが良好なKrIエキシマランプのオンオフにより、改質反応が所望のときのみ行われる。KrIエキシマランプによって照射される紫外光は、亜酸化窒素によって吸収され易く酸素によって吸収されにくいので、亜酸化窒素の分解能に優れ、酸化反応が高効率で行われるとともに、オゾンの発生が少なく、高効率で改質が行われる。またオゾン対策のための装置が必須でなく、環境に対する負荷が小さく取り扱いが容易である。これらのことから、構造が比較的簡易で設計上の自由度が高く、小型で低コストの改質装置の提供にも資する。 Therefore, the reforming reaction is carried out only when desired by turning on and off the KrI excimer lamp with good rise and fall. The ultraviolet light irradiated by the KrI excimer lamp is easily absorbed by nitrous oxide and not easily absorbed by oxygen, so it has excellent nitrous oxide resolution, high efficiency of oxidation reaction, low generation of ozone, high The reforming is performed with efficiency. In addition, a device for preventing ozone is not essential, and the load on the environment is small and handling is easy. For these reasons, the structure is relatively simple, the degree of freedom in design is high, and it contributes to the provision of a compact and low-cost reformer.
本発明にかかる物質の改質装置は、かかる改質方法を用いて物質の改質を行う。したがって、紫外光を照射したときのみ酸化反応が生じるので、腐食対策を施す必要がなく、安全である。また亜酸化窒素が安定であるとともに無害であることから亜酸化窒素を分解するための廃液処理が不要であり、亜酸化窒素自身も安価であることから、ランニングコストが低減される。紫外光の照射によって発生する原子状酸素の酸化力が極めて大きいことから、強力に改質が行われる。改質対象の物質表面のみで原子状酸素が生じるのでなく、紫外光の照射範囲で原子状酸素が生じるので、たとえば二酸化チタン触媒を用いた酸化と異なり、律速が生じにくく、速やかに改質処理が行われる。液相中にて酸化反応を行わせるため、紫外光の照射によるオゾンの発生が抑制される。このように、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、低コストで良好な改質が行われる。 The substance reforming apparatus according to the present invention reforms a substance using such a reforming method. Therefore, since an oxidation reaction occurs only when irradiated with ultraviolet light, it is not necessary to take countermeasures against corrosion and it is safe. Further, since nitrous oxide is stable and harmless, a waste liquid treatment for decomposing nitrous oxide is unnecessary, and nitrous oxide itself is inexpensive, so that running costs are reduced. Since the oxidizing power of atomic oxygen generated by irradiation with ultraviolet light is extremely large, the reforming is performed strongly. Atomic oxygen is generated not only on the surface of the material to be modified, but also in the ultraviolet light irradiation range. For example, unlike oxidation using a titanium dioxide catalyst, rate limiting is unlikely to occur, and rapid reforming treatment is performed. Is done. Since the oxidation reaction is performed in the liquid phase, generation of ozone due to irradiation with ultraviolet light is suppressed. As described above, the environmental load is small, the handling is easy, and good reforming is performed at low cost.
本発明にかかる物質は、かかる物質の改質方法またはかかる物質の改質装置によって改質を行うことで得られる。 The substance according to the present invention can be obtained by reforming the substance using the substance reforming method or the substance reforming apparatus.
したがって、安全かつ高効率で改質された物質を安価に提供することができる。 Therefore, a safe and highly efficient modified substance can be provided at low cost.
本発明によって得られるこれらの利点は、次に述べる事情から、より明確に理解されるものである。
従来より、有機化合物の酸化による工業製品の製造、シリコンウエハーの製造等の種々の分野において、種々の物質を用い、液相中あるいは気相中における酸化反応を利用する技術が提案されている。しかし、かかる技術には、それぞれに利点がある一方で、問題があることも知られている。
以下、これについて述べる。These advantages obtained by the present invention will be more clearly understood from the following circumstances.
Conventionally, in various fields such as the manufacture of industrial products by oxidation of organic compounds and the manufacture of silicon wafers, techniques using oxidation reactions in liquid phase or gas phase using various substances have been proposed. However, while each of these technologies has advantages, it is also known to have problems.
This will be described below.
有機化合物の酸化による工業製品の製造においては、酸化剤と呼ばれる酸素含有物質と有機化合物とを混合し、触媒や熱などを併用して酸化反応を行う方法が実施されている。 In the manufacture of industrial products by oxidation of an organic compound, a method is carried out in which an oxygen-containing substance called an oxidant and an organic compound are mixed and an oxidation reaction is performed using a catalyst, heat, or the like.
例えば、ナイロンの原料であるアジピン酸の製造では、原料のシクロヘキサノンやシクロヘキサノールに対して、大量の硝酸を用いて酸化する硝酸酸化の方法が工業的に実施されている。この方法では酸化剤として強酸である硝酸を用いることから、装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、製造上での危険性を低減するために費用がかかってしまう、などの問題がある。 For example, in the production of adipic acid, which is a raw material for nylon, a nitric acid oxidation method for oxidizing a raw material cyclohexanone or cyclohexanol using a large amount of nitric acid is industrially implemented. This method uses nitric acid, which is a strong acid, as an oxidant, so it costs money to take measures against corrosion of the equipment and costs to reduce manufacturing risk. There is.
またポリエステルの原料であるテレフタル酸の製造では、原料のパラキシレンに対して、空気中の酸素を用いて酸化する空気酸化の方法が工業的に実施されている。この方法ではコバルト、マンガンおよび臭素化合物を触媒として用いているが、臭素による装置の腐食への対策に費用がかかってしまうことや、臭素による環境負荷を低減するために費用がかかってしまう、などの問題がある。 Also, in the production of terephthalic acid, which is a raw material for polyester, an air oxidation method for oxidizing raw material para-xylene using oxygen in the air is industrially implemented. Cobalt, manganese and bromine compounds are used as catalysts in this method. However, it is expensive to take measures against bromine corrosion, and it is expensive to reduce the environmental impact of bromine. There is a problem.
シリコンウエハー等の物質を酸化する方法として、例えば過酸化水素水やオゾン水などの酸化性物質が溶解している水に基板を接触させる方法がある。 As a method of oxidizing a substance such as a silicon wafer, there is a method of bringing a substrate into contact with water in which an oxidizing substance such as hydrogen peroxide water or ozone water is dissolved.
過酸化水素水は、その酸化力を利用して、紙・パルプの漂白、半導体の洗浄、殺菌・消毒などに用いられている。また、オゾン水は、その酸化力を利用して上下水道の殺菌、食品・食器の殺菌、最近では半導体の洗浄などにも用いられている。 Hydrogen peroxide water is used for bleaching paper and pulp, cleaning semiconductors, sterilizing and disinfecting, etc., using its oxidizing power. Ozone water is also used to sterilize water and sewage, sterilize food and tableware, and recently cleans semiconductors by using its oxidizing power.
過酸化水素水は、比較的安定であるため、各種用途に用いた後の廃液中には過酸化水素が比較的長時間残留してしまう。よって過酸化水素水廃液は環境負荷を低減するために分解処理が必要となり、工業的に大量の過酸化水素水を使用した場合などには、分解処理に要する費用が大きくなってしまうという問題がある。 Since the hydrogen peroxide solution is relatively stable, the hydrogen peroxide remains in the waste liquid after being used for various purposes for a relatively long time. Therefore, hydrogen peroxide wastewater needs to be decomposed in order to reduce the environmental burden, and when a large amount of hydrogen peroxide water is industrially used, the cost required for the decomposition treatment increases. is there.
一方、オゾン水は、比較的不安定であるため、比較的短い時間で自然に分解する。しかしながら低濃度であっても人体への有害性があるために、また配管設備等の材質に与える負荷が大きいために、やはり分解処理が必要となり、処理費用が生じてしまうという問題点がある。 On the other hand, since ozone water is relatively unstable, it naturally decomposes in a relatively short time. However, even if the concentration is low, there is a problem in that it is harmful to the human body and the load applied to the material of the piping equipment or the like is large.
また、オゾン水は比較的不安定であるがゆえに、その酸化力を維持した状態での長期間の貯蔵は実質的に不可能である。言いかえれば、大量に貯蔵しておいたオゾン水から、必要な時に、必要な量だけを取り出して使用するといった方法は不可能であるという不便さがある。 In addition, since ozone water is relatively unstable, long-term storage with its oxidizing power maintained is virtually impossible. In other words, there is an inconvenience that it is impossible to take out and use only a necessary amount from a large amount of stored ozone water when necessary.
さらに、停止状態にあるオゾン水製造装置の運転を開始してから安定的にオゾン水を供給するまでには、ある程度の装置立ち上げ時間を要する。仮に間欠的にオゾン水を使用したい場合があったとして、オゾン水を使用しない不使用時間に比べて装置立ち上げ時間の方が長い場合には、オゾン水の不使用時間にもオゾン水製造装置を常に運転状態を継続させねばならず、それに伴う無駄な原料費や無駄なランニングコストの発生が不可避になってしまう。 Furthermore, a certain amount of apparatus startup time is required until the ozone water is stably supplied after the operation of the ozone water production apparatus in the stopped state is started. If you want to use ozone water intermittently, if the device startup time is longer than the non-use time when ozone water is not used, the ozone water production device is also used during the non-use time of ozone water. Therefore, it is inevitable that the wasteful raw material cost and the unnecessary running cost will be generated.
物質を酸化する別の方法としては、光触媒を用いた方法がある。光触媒とは光の照射を受けたときに触媒作用を示す物質であり、その代表的なものとしては、アナターゼ型の結晶構造をもった二酸化チタンがある。二酸化チタンは約380nmよりも短い波長の光が照射されると酸化作用を示す。 As another method for oxidizing the substance, there is a method using a photocatalyst. A photocatalyst is a substance that exhibits a catalytic action when irradiated with light, and a typical example thereof is titanium dioxide having an anatase type crystal structure. Titanium dioxide exhibits an oxidizing action when irradiated with light having a wavelength shorter than about 380 nm.
酸化したい目的物質が気相中に存在している場合には、二酸化チタンも気相中に存在させ、そこに光を照射することで目的物質の酸化が行われる。また酸化したい目的物質が水中に存在している場合には、二酸化チタンを水中に存在させ、そこに光を照射することで目的物質の酸化が行われる。 When the target substance to be oxidized is present in the gas phase, titanium dioxide is also present in the gas phase, and the target substance is oxidized by irradiating it with light. When the target substance to be oxidized is present in water, the target substance is oxidized by causing titanium dioxide to exist in water and irradiating it with light.
二酸化チタンは、その光触媒としての酸化力を利用して、アンモニアやホルムアルデヒドなどの悪臭成分の脱臭・分解や、飲料水や排水の殺菌・浄化などに用いられている。二酸化チタンの取り扱いを容易にするため、酸化チタンは適当な基材表面に薄い膜状に固定化された形態で使用されることが多く、基本的には二酸化チタン表面に吸着した物質に対してのみ酸化作用を示す。そのため、酸化を目的とする物質自体の気相中および水中における二酸化チタン表面への拡散・吸着が律速となって、酸化速度が比較的遅いという問題点がある。 Titanium dioxide is used for deodorizing and decomposing malodorous components such as ammonia and formaldehyde, and sterilizing and purifying drinking water and wastewater by utilizing the oxidizing power as a photocatalyst. In order to facilitate the handling of titanium dioxide, titanium oxide is often used in the form of a thin film immobilized on a suitable substrate surface. Only exhibits an oxidizing action. Therefore, there is a problem in that the oxidation rate is relatively slow because diffusion / adsorption on the surface of titanium dioxide in the gas phase and in water of the substance itself intended for oxidation becomes rate limiting.
二酸化チタンを水中で用いた場合には、二酸化チタンの表面に吸着した水分子が酸化されることで、酸化力をもったヒドロキシラジカルが生成する。このヒドロキシラジカルは非常に短い寿命しか持たず、二酸化チタンの極近傍にしか存在しえないことから、実質的にはヒドロキシラジカルの拡散に由来した、二酸化チタンから距離が離れた水中での酸化作用は認められない。 When titanium dioxide is used in water, hydroxy radicals having oxidizing power are generated by oxidizing water molecules adsorbed on the surface of titanium dioxide. Since this hydroxy radical has a very short lifetime and can only exist in the immediate vicinity of titanium dioxide, it is effectively oxidized in water at a distance from titanium dioxide, resulting from the diffusion of hydroxy radicals. It is not allowed.
このことから、過酸化水素水やオゾン水とは異なり、二酸化チタンが存在している水の中に、水への溶解性を示さない固体物質、例えば半導体基板などを浸漬させたとしても、光照射の有無に関わらず、その固体物質の表面を酸化させることはできないという問題点がある。仮に、細かい粉末状の二酸化チタンを水中に分散させて酸化速度の上昇を試みたとしても、酸化処理後の二酸化チタンの分離・回収が容易ではないという問題点がある。 Therefore, unlike hydrogen peroxide water and ozone water, even if a solid substance that does not show solubility in water, such as a semiconductor substrate, is immersed in water in which titanium dioxide exists, light is not emitted. There is a problem that the surface of the solid material cannot be oxidized regardless of the presence or absence of irradiation. Even if fine powdered titanium dioxide is dispersed in water and an attempt is made to increase the oxidation rate, there is a problem that it is not easy to separate and recover the titanium dioxide after the oxidation treatment.
このように、かかる従来の技術には、環境に対する負荷、取り扱いの困難性という点において問題があった。
この点、亜酸化窒素(N2O)を用いた酸化方法について、注目すべき報告がされている。As described above, this conventional technique has problems in terms of environmental load and difficulty in handling.
In this regard, there are reports that should be noted about an oxidation method using nitrous oxide (N 2 O).
例えば、次の文献・山之内直俊、武田光雄、「亜酸化窒素」、高圧ガス、Vol.13 No.3(1976)p105〜111に記載されているように、亜酸化窒素は、常温・常圧では安定な気体であり、可視光による分解は起こらない。 For example, the following document, Naotoshi Yamanouchi, Mitsuo Takeda, “Nitrous oxide”, high pressure gas, Vol. 13 No. 3 (1976) p105-111, nitrous oxide is a stable gas at normal temperature and pressure, and does not decompose by visible light.
この亜酸化窒素に対して、例えば、次の文献
・「気相における光化学反応」、日本化学会編,化学総説無機光化学
学会出版センターNo.39,(1983)p14〜38
に記載されているように、240nmよりも波長の短い光を照射すると、亜酸化窒素は窒素分子(N2)と原子状酸素(O)とに分解する。したがって、亜酸化窒素は、上述した問題に関して優れた特性を有している。For this nitrous oxide, for example, the following document “Photochemical reaction in the gas phase”, edited by the Chemical Society of Japan, Chemical Review, Inorganic Photochemical Society Press Center No. 39, (1983) p14-38
As described in, nitrous oxide decomposes into nitrogen molecules (N 2 ) and atomic oxygen (O) when irradiated with light having a wavelength shorter than 240 nm. Therefore, nitrous oxide has excellent properties with respect to the problems described above.
このような特性を持つ亜酸化窒素に関し、例えば、次の文献
・K.Uno,A.Namiki,S.Zaima,T.Nakamura,N.Ohtake、「XPS Study of the Oxidation Process of Si(111) via Photochemical Decomposition of N2O by an UV Excimer Laser」、Surface Science,193(1988)、p321−335
に記載されているように、発生させた原子状酸素を用いてSiウエハー表面を酸化する技術、次の特許文献
・特公平4−36456号公報
に記載されているように、発生させた酸素原子を用いて半導体基板表面に自然酸化物を形成する技術など、目的物質を酸化する技術について、いろいろな研究が行われてきている。With respect to nitrous oxide having such characteristics, for example, the following document, K.I. Uno, A .; Namiki, S .; Zaima, T .; Nakamura, N .; Ohtake, “XPS Study of the Oxidation Process of Si (111) via Photochemical Decomposition of N 2 O by an UV Excimer Laser”, Surface Science, 193 (1988), p321-335.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-36456, a technique for oxidizing the surface of a Si wafer using generated atomic oxygen, as described in Japanese Patent Publication No. 4-36456. Various researches have been conducted on techniques for oxidizing a target substance, such as a technique for forming a natural oxide on the surface of a semiconductor substrate using silicon.
しかしながら、亜酸化窒素を用いた場合であっても、酸化を気相中で行う場合には、そのガスの取り扱いが困難であるという問題がある。また、オゾンの発生を抑制するため、処理チャンバー等の密閉装置が必要となり、必要に応じて処理チャンバー内の温度を昇温させなければならいため、亜酸化窒素による酸化のコストが高くなってしまうという問題がある。 However, even when nitrous oxide is used, when oxidation is performed in a gas phase, there is a problem that handling of the gas is difficult. Moreover, in order to suppress generation | occurrence | production of ozone, since sealing apparatuses, such as a processing chamber, are needed and the temperature in a processing chamber must be heated up as needed, the cost of the oxidation by nitrous oxide will become high. There is a problem.
この点につき、本発明者等は、鋭意研究を行った結果、先に出願した〔特願2005−146361号〕に記載したように、液中に溶解した亜酸化窒素に光を照射することで、かかる従来の問題を一気に解決する方法を手にするに至った。すなわち、亜酸化窒素の溶液を用いた物質の酸化方法であって、かかる溶液と物質とを接触させ、同溶液に対して少なくとも240nm以下の波長の光を照射することでその物質の酸化を行う、亜酸化酸素溶液を用いた物質の酸化方法及びその装置である。 In this regard, as a result of intensive studies, the present inventors have applied light to nitrous oxide dissolved in the liquid as described in [Japanese Patent Application No. 2005-146361] filed earlier. I came to have a way to solve this conventional problem at once. That is, a method of oxidizing a substance using a nitrous oxide solution, wherein the solution is brought into contact with the substance, and the substance is oxidized by irradiating the solution with light having a wavelength of at least 240 nm or less. A method and apparatus for oxidizing a substance using a sub-oxygen solution.
かかる状況下において、亜酸化窒素溶液の特性を活かした酸化技術の適用分野の拡大が待たれているところであった。
このような事情の下、本発明者等は、上述の種々の利点を有する本発明を成すに至ったものである。Under such circumstances, the expansion of the application field of the oxidation technology utilizing the characteristics of the nitrous oxide solution has been awaited.
Under such circumstances, the present inventors have made the present invention having the various advantages described above.
したがって、亜酸化窒素溶液に紫外線を照射して行う酸化反応は、次のような特性を備えている。 Therefore, the oxidation reaction performed by irradiating the nitrous oxide solution with ultraviolet rays has the following characteristics.
かかる特性は、溶液中において240nm以下の紫外光を照射することで亜酸化窒素の解離を引き起こし、これによって発生した原子状酸素(O)によって物質を酸化するものである。 Such characteristics cause dissociation of nitrous oxide by irradiating ultraviolet light of 240 nm or less in the solution, and oxidize the substance by atomic oxygen (O) generated thereby.
紫外光を照射しているときのみ物質を酸化するものであって、紫外光を照射しない限り安定である。よって光の照射時間を制御すれば、酸化時間が制御され、所望の時間のみ酸化反応を生じせしめることができるものである。 It oxidizes a substance only when irradiated with ultraviolet light, and is stable unless irradiated with ultraviolet light. Therefore, if the light irradiation time is controlled, the oxidation time is controlled, and an oxidation reaction can be caused only for a desired time.
光の照射領域を制御すれば、酸化領域が制御され、所望の領域のみ酸化反応を生じせしめることができるものである。 If the light irradiation region is controlled, the oxidation region is controlled, and an oxidation reaction can be caused only in a desired region.
酸化力が強く、酸化反応を強力に行う。 Strong oxidizing power and strong oxidation reaction.
以下、これらの特性を、実験結果に基づき、さらに詳細に説明する。
なお、上述の特性以外にも、亜酸化窒素及びこの溶液は、従来の酸化物質にあっては見られず、相反すると考えられていた優れた特性を同時に満たしている。すなわち、亜酸化窒素には安全性が高く例えば水溶液は無害である、安全性が高いため分解処理を要しないとともに取り扱いが容易である、安定であるから長期保存が容易であるとともに各種装置の腐食対策を要しない、亜酸化窒素自体が安価であるとともに分解処理や腐食対策を要しないためランニングコストも削減できる、溶液中ではオゾンが発生しない、溶液の紫外線照射領域全体において酸化反応が生じ律速の問題が生じない、といった様々な優れた特性である。Hereinafter, these characteristics will be described in more detail based on experimental results.
In addition to the above-described characteristics, nitrous oxide and this solution simultaneously satisfy the excellent characteristics that are not seen in conventional oxidizing substances and are considered to be contradictory. In other words, nitrous oxide is highly safe, for example, the aqueous solution is harmless, and because it is highly safe, it does not require a decomposition treatment and is easy to handle. No measures are required, nitrous oxide itself is inexpensive, and there is no need for decomposition treatment or corrosion measures, so running costs can be reduced. No ozone is generated in the solution. Various excellent properties such as no problem.
<メチレンブルーの酸化分解>
光触媒の酸化力評価において行われる定番的な方法として、水溶したメチレンブルーの酸化分解がある。これを利用し、メチレンブルーと亜酸化窒素との混合水溶液を用いて、亜酸化窒素溶液の酸化力評価を行う。<Oxidative decomposition of methylene blue>
A standard method used in evaluating the oxidizing power of a photocatalyst is oxidative decomposition of water-soluble methylene blue. Using this, the oxidizing power of the nitrous oxide solution is evaluated using a mixed aqueous solution of methylene blue and nitrous oxide.
メチレンブルーは水溶液の状態で青色を呈し、酸化されることで青色が消失して無色になる。光触媒の酸化力評価ではメチレンブルー(10ppm)水溶液の665nmの吸光度変化を測定するのが一般的である。また、メチレンブルー(10ppm)水溶液の665nmの吸光度が初期の1割程度にまで減少するためには、光触媒では数十分〜数百分程度の時間を要するのが一般的である。 Methylene blue exhibits a blue color in the form of an aqueous solution, and when oxidized, the blue color disappears and becomes colorless. In the evaluation of the oxidizing power of a photocatalyst, the change in absorbance at 665 nm of a methylene blue (10 ppm) aqueous solution is generally measured. Further, in order for the absorbance at 665 nm of a methylene blue (10 ppm) aqueous solution to decrease to about 10% of the initial value, it usually takes a time of several tens of minutes to several hundred minutes for a photocatalyst.
図1は、メチレンブルーの酸化分解を行った実験装置の模式図である。実験装置11は、上方の一面が開放された容器12と、容器12の真上に配置される光源としての高圧水銀ランプ13とを含む。容器12はテフロン(登録商標)加工されている。高圧水銀ランプ13は、少なくとも240nm以下の波長を含む光を発生し、出力は1200Wである。高圧水銀ランプ13は、その光が容器12の全面を照射するように、容器12に近接して配置される。容器12内に、メチレンブルー(10ppm)と亜酸化窒素が溶解しているメチレンブルー水溶液14が充填される。
FIG. 1 is a schematic diagram of an experimental apparatus in which methylene blue was oxidatively decomposed. The
図2は、実験装置11によるメチレンブルーの酸化分解実験結果を示すグラフであり、亜酸化窒素が約1000ppm溶解している。該グラフは、横軸に光照射時間(分)、縦軸にメチレンブルー水溶液の665nm吸光度を示す。ここである物質に入射された光の強度をIi、そこから出射された光の強度をIoとすると、光の透過率(T)は数式1によって表される。そして、そのときの吸光度は数式2によって表される。
FIG. 2 is a graph showing the results of an oxidative decomposition experiment of methylene blue by the
図2のグラフから、1分間の照射時間で約5割程度のメチレンブルーが分解され、3分間の照射時間で約9割程度のメチレンブルーが分解していることが確認された。 From the graph of FIG. 2, it was confirmed that about 50% of methylene blue was decomposed after 1 minute of irradiation time, and about 90% of methylene blue was decomposed after 3 minutes of irradiation time.
図3は、実験装置11において、メチレンブルー(10ppm)とヘリウム(He)(含有量約16ppm)が溶解している水溶液を用いてメチレンブルーの酸化分解実験を行った結果を示した、光照射時間(分)とメチレンブルー水溶液の665nm吸光度の関係を示すグラフである。
FIG. 3 shows a result of an oxidative decomposition experiment of methylene blue using an aqueous solution in which methylene blue (10 ppm) and helium (He) (content of about 16 ppm) are dissolved in the
ヘリウム(He)は、よく知られた不活性ガスであり、665nmにおいて光を吸収しないことが分かっている。今回は、亜酸化窒素溶解水との比較を行う上で、使用する水中に溶解してしまっている空気成分(N2,O2,CO2など)を追い出すために、水中に強制的にヘリウム(He)を溶解させた。Helium (He) is a well-known inert gas and has been found not to absorb light at 665 nm. This time, in comparison with nitrous oxide-dissolved water, helium is forcibly submerged in water to expel air components (N 2 , O 2 , CO 2, etc.) dissolved in the water used. (He) was dissolved.
図3に示したグラフからも明らかなように、亜酸化窒素を溶解している水を使った場合の図2に示した結果とは異なり、1分間の照射時間ではほとんど分解が認められず、3分間の照射時間でもメチレンブルーはあまり分解していないことが確認された。つまり、図2と図3との比較から、亜酸化窒素に対して光を照射することで、メチレンブルーを酸化分解できることが確認された。 As is clear from the graph shown in FIG. 3, unlike the result shown in FIG. 2 in the case of using water in which nitrous oxide was dissolved, almost no decomposition was observed in the irradiation time of 1 minute. It was confirmed that methylene blue was not decomposed much even after the irradiation time of 3 minutes. That is, it was confirmed from the comparison between FIG. 2 and FIG. 3 that methylene blue can be oxidatively decomposed by irradiating light to nitrous oxide.
図4は、実験装置11において、高圧水銀ランプ13を点灯しない状態で、メチレンブルー水溶液14をただ放置した時間とメチレンブルー水溶液の665nm吸光度との関係を示すグラフである。水溶液14にはメチレンブルーと亜酸化窒素が溶解しているが、240nm以下の波長の光を照射しない状態では、60分間放置しても、665nm吸光度は変化しないことが確認された。つまり、図2と図4との比較から、亜酸化窒素に対して光を照射しなければ、メチレンブルーは酸化分解されないことが確認された。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the time during which the methylene blue
図5は、実験装置11において、高圧水銀ランプ13によって水溶液14に紫外光の照射を開始した後、0.5分が経過した時点で、水溶液14への紫外光の照射を停止した状態とし、その時点から更に1分間が経過した時点で再び水溶液14に紫外光が照射した状態へと戻した場合のメチレンブルー水溶液の665nm吸光度の変化を示すグラフである。
FIG. 5 shows a state in which irradiation of the ultraviolet light to the
図5に示したグラフから、紫外光の照射を開始するとともに水溶液中のメチレンブルーが分解するが、紫外光の照射を停止した状態にしてからの1分間にはメチレンブルーの分解も停止した状態となっており、その後、紫外光が照射した状態に戻ると同時にメチレンブルーの分解の始まることが確認された。このことから、紫外光の照射時間を選択することによって、物質の酸化時間を制御することが可能であることが確認された。 From the graph shown in FIG. 5, the irradiation with ultraviolet light starts and the methylene blue in the aqueous solution is decomposed. However, the decomposition of methylene blue is also stopped for 1 minute after the irradiation with ultraviolet light is stopped. After that, it was confirmed that the decomposition of methylene blue started as soon as it returned to the state irradiated with ultraviolet light. From this, it was confirmed that the oxidation time of the substance can be controlled by selecting the irradiation time of ultraviolet light.
以上の実験は、全て24℃付近の室温にて実施したものである。この結果から、紫外光の照射時間を選択することで、物質の酸化時間を制御することが可能なことが確認された。なお、原子状酸素の寿命は極めて短く、また紫外光の照射を停止すると同時に原子状酸素の発生は停止するため、実質的には、紫外光の照射を停止することが酸化を停止することを意味している。 All the above experiments were conducted at room temperature around 24 ° C. From this result, it was confirmed that the oxidation time of the substance can be controlled by selecting the irradiation time of ultraviolet light. Note that the lifetime of atomic oxygen is extremely short, and the generation of atomic oxygen stops at the same time as the irradiation of ultraviolet light is stopped. Therefore, stopping the irradiation of ultraviolet light substantially stops the oxidation. I mean.
また実験では、亜酸化窒素を解離するための光源として、高圧水銀ランプ13を使用したが、240nm以下の波長の光を発生するものであれば、高圧水銀ランプの以外の光源を使用することが可能である。ランプ出力として1200Wを用いたが、これ以外の出力で行っても酸化分解は可能である。一般に同一のランプを用いた場合、出力によって酸化分解の速度が影響を受ける。つまり、ランプ出力が小さいと酸化分解の速度は低下し、逆にランプ出力が大きいと酸化分解の速度は上昇する。所望の酸化分解速度に応じて、適宜ランプ出力を選択するようにしてもよい。
In the experiment, the high-
図6は、実験装置11を用い、紫外線光を照射したときの亜酸化窒素水溶液(亜酸化窒素含有量約1000ppm)の吸収スペクトルを示したものである。容器12内にメチレンブルーは入っていない。横軸は、測定範囲200〜340nmの波長帯域を示し、縦軸は吸光度を示している。曲線C1〜C3は亜酸化窒素(N2O)の吸光度を示し、C3が3分間照射、C2が1分間照射、C1が照射なしを示している。グラフからも明らかなように、240nm以上の波長の光では、吸光度がゼロであり、光が全く吸収されていない。言い換えれば、光エネルギーの照射による亜酸化窒素の解離が行われないことがわかる。FIG. 6 shows an absorption spectrum of an aqueous nitrous oxide solution (nitrogen oxide content of about 1000 ppm) when irradiated with ultraviolet light using the
表1は、図6に示した波長205nmにおける吸光度から求めた亜酸化窒素の濃度変化を示すものである。なお、照射時間がゼロの濃度を飽和濃度(水温25℃での値)として、各々の吸光度の相対値を掛け算にて算出したものである。3分間の照射により亜酸化窒素の濃度がかなり減少しているのがわかる。 Table 1 shows the change in the concentration of nitrous oxide determined from the absorbance at a wavelength of 205 nm shown in FIG. In addition, the density | concentration with zero irradiation time is made into a saturated density | concentration (value at the water temperature of 25 degreeC), and the relative value of each light absorbency is computed by multiplication. It can be seen that the concentration of nitrous oxide is considerably reduced by irradiation for 3 minutes.
また、図6に示した実験結果から、実質的にオゾン(O3)の副生物の検出はされなかった。すなわち、オゾンの最大波長(λmax)は260nmであるが、そこでの吸光度は検出限界以下であった。In addition, from the experimental results shown in FIG. 6, substantially no ozone (O 3 ) by-product was detected. That is, the maximum wavelength (λmax) of ozone is 260 nm, but the absorbance at that is below the detection limit.
<シリコンウエハーの酸化>
次にシリコンウエハーの酸化の実験結果を説明する。図7は、シリコンウエハーの酸化を行った酸化装置の模式図である。酸化装置15は、実験装置11と比べると、光源として高圧水銀ランプ13に代えて低圧水銀ランプ16を備えている点、容器12の底面に同じ高さの複数の突起17が形成されている点が異なっているが、その他の点においては同様の構成である。<Oxidation of silicon wafer>
Next, experimental results of silicon wafer oxidation will be described. FIG. 7 is a schematic view of an oxidizer that oxidizes a silicon wafer. Compared with the
低圧水銀ランプ16は、185nmの紫外波長を中心に、高圧水銀ランプ13と同じく240nm以下の波長を含む光を発生するが、その出力は110Wである。
容器12に充填されるのは、メチレンブルーと亜酸化窒素とを混合した水溶液14でなく、メチレンブルーを含まず亜酸化窒素を約0.1%(1068ppm)程度含有する水溶液18である。The low-pressure mercury lamp 16 generates light including a wavelength of 240 nm or less, centering on an ultraviolet wavelength of 185 nm, like the high-
What is filled in the
容器12は、突起17によって酸化対象物としての物質であるシリコンウエハーWの裏面を支持する。
水溶液18は、シリコンウエハーWを容器12内に配置した後、シリコンウエハーWの全体が十分に浸漬される程度に容器12内に充填される。
本例では、酸化すべきシリコンウエハーWとして、その表面に存在する酸化物を予めフッ化水素水溶液にて除去したものを用いた。The
The
In this example, the silicon wafer W to be oxidized was obtained by removing the oxide existing on the surface in advance with an aqueous hydrogen fluoride solution.
図8は、酸化装置15において各種ガスを溶解した水溶液を用いたときのシリコンウエハーWの酸化膜の挙動を示すグラフである。横軸は紫外線の照射時間(分)、縦軸は酸化膜厚(Å)である。なお、光源として、低圧水銀ランプ16に代えてオゾンレスタイプの高圧水銀ランプを用いている。
FIG. 8 is a graph showing the behavior of the oxide film on the silicon wafer W when an aqueous solution in which various gases are dissolved in the
グラフにおいて、G1は、N2O、G2はO2、G3は空気、G4は不活性ガス(He、N2、Ar)をそれぞれ溶在する溶液を示している。このグラフからも明らかなように、N2O溶解水は、他の溶解水よりも酸化レートが著しく高いことがわかる。このように、酸化力が非常に強い。ちなみに、N2Oは、1分の照射時間で6Å、O2は3Å、空気は2Å、他のHe、N2、Arは1〜2Åの成長であった。In the graph, G1 represents N 2 O, G2 represents O 2 , G3 represents air, and G4 represents a solution in which an inert gas (He, N 2 , Ar) is dissolved. As is clear from this graph, it can be seen that N 2 O dissolved water has a significantly higher oxidation rate than other dissolved water. Thus, the oxidizing power is very strong. By the way, N 2 O grew by 6 照射, irradiation time of 1 minute, 3 O O 2 , 2空 気 air, and other He, N 2 , Ar were 1-2 成長.
照射時間とともに、酸化レートの曲線が減少するのは、水中に存在する酸化活性種の濃度が低下することが原因の1つと考えられる。従って、水中の酸化活性種の濃度が低下しないように、未使用の亜酸化窒素を容器12内に注入すれば、酸化レートの低下を抑制することができるものと考えられる。
The decrease in the oxidation rate curve with the irradiation time is considered to be caused by the decrease in the concentration of oxidizing active species present in water. Therefore, it is considered that a decrease in the oxidation rate can be suppressed by injecting unused nitrous oxide into the
次に、亜酸化窒素を含む水溶液、過酸化水素水およびオゾン水を用いて、光照射される領域と光照射されない領域を設けた際のシリコンウエハー酸化の実験結果を説明する。図9は、シリコンウエハーの酸化を行った酸化装置の模式図である。酸化装置19は、酸化装置15と比べると、光源として低圧水銀ランプ16に代えてオゾンレス高圧水銀ランプ20を備えている点、シリコンウエハーWの規定された領域への光照射を遮蔽する光遮蔽板21を備えている点が異なっているが、その他の点においては同様の構成である。
Next, an experimental result of silicon wafer oxidation when an area that is irradiated with light and an area that is not irradiated with light are provided using an aqueous solution containing nitrous oxide, hydrogen peroxide solution, and ozone water. FIG. 9 is a schematic diagram of an oxidizer that oxidizes a silicon wafer. Compared with the
オゾンレス高圧水銀ランプ20は、240nm以下の波長を含む光を発生する。
容器12に充填される水溶液22としては、亜酸化窒素を約0.1%含有する水溶液または31%過酸化水素水または4ppmオゾン水の3種類を用いた。The ozone-less high-
As the
光遮蔽板21は、シリコンウエハーWの一部を覆うように、水溶液22の上方に配設する。シリコンウエハーWは、その表面に存在する酸化物を予めフッ化水素水溶液にて除去したものである。
何れの種類の溶液を用いる場合であっても、酸化処理は室温にて1分間実施する。The
Whichever type of solution is used, the oxidation treatment is performed at room temperature for 1 minute.
実験結果は次のとおりとなった。
約0.1%N2O溶解水に浸漬されたシリコンウエハーWの酸化膜の厚さは、光を照射した領域では4.5Åであったのに対し、光を照射しなかった領域では検出下限(0.1Å)以下であり、酸化は全く進まなかった。31%過酸化水素水での酸化膜の厚さは、光を照射した領域では3.7Å、光を照射しなかった領域では2.7Åであり、4ppmオゾン水での酸化膜の厚さは、光を照射した領域では1.9Å、光を照射しなかった領域では3.2Åであった。The experimental results were as follows.
The thickness of the oxide film of the silicon wafer W immersed in about 0.1% N 2 O dissolved water was 4.5 mm in the area irradiated with light, whereas it was detected in the area not irradiated with light. Below the lower limit (0.1%), oxidation did not proceed at all. The thickness of the oxide film with 31% hydrogen peroxide solution is 3.7 mm in the region irradiated with light and 2.7 mm in the region not irradiated with light, and the thickness of the oxide film with 4 ppm ozone water is The area irradiated with light was 1.9 mm, and the area not irradiated with light was 3.2 mm.
即ち、光を照射しなかった領域の酸化膜厚に対する光を照射した領域の酸化膜厚の比に換算すると約0.1%N2O溶解水では45倍以上、31%過酸化水素水では1.4倍、4ppmオゾン水では0.6倍となり、オゾン水では光を照射した領域の方が酸化膜厚は減少した。That is, when converted to the ratio of the oxide film thickness of the region irradiated with light to the oxide film thickness of the region not irradiated with light, about 0.1% N 2 O dissolved water is 45 times or more, and 31% hydrogen peroxide solution. 1.4 times and 4 ppm ozone water became 0.6 times, and in ozone water, the oxide film thickness decreased in the region irradiated with light.
よって、過酸化水素水、オゾン水に比して、N2O溶解水では、光を照射した領域と光を照射しなかった領域の酸化力の差が非常に大きく、光の照射領域を制御することで、光が照射されていない領域を酸化することなく、光を照射した領域のシリコンのみを酸化することが可能であることが確認された。Therefore, compared with hydrogen peroxide water and ozone water, N 2 O dissolved water has a very large difference in oxidizing power between the region irradiated with light and the region not irradiated with light, which controls the light irradiation region. Thus, it was confirmed that it is possible to oxidize only the silicon in the region irradiated with light without oxidizing the region not irradiated with light.
これは、原子状酸素の寿命がナノ秒程度ときわめて短く、原子状酸素の溶液中における拡散移動距離が極めて小さいため、光の照射により解離された原子状酸素が移動して光の照射されていない領域において酸化反応を生じる確率が極めて低いためと考えられる。 This is because the lifetime of atomic oxygen is very short, about nanoseconds, and the diffusion transfer distance in the solution of atomic oxygen is extremely small. Therefore, the atomic oxygen dissociated by light irradiation moves and is irradiated with light. This is considered to be because the probability of causing an oxidation reaction in a region where there is not is extremely low.
本実施例では図9に示したように光遮蔽板21を水溶液18の上方に配置した場合を示したが、シリコンウエハーWと接触している水溶液18へと照射する光を遮蔽できればよいため、光遮蔽板21は水溶液18中に配置してもよく、また光遮蔽板21はシリコンウエハーWと接触した状態で配置してもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 9, the
シリコンウエハーWの酸化は、光のエネルギーを直接シリコンウエハーWへと与えるものではなく、シリコンウエハーWと接触している水溶液18中の亜酸化窒素へと与えるものであるため、必ずしも光がシリコンウエハーW表面へと到達させることが必要ではなく、例えば、シリコンウエハーWと接触している水溶液18に対して、シリコンウエハーW表面には直接には光が照射されないように横方向から光を照射して亜酸化窒素を解離させてシリコンウエハーWを酸化してもよく、この場合には光遮蔽板21はシリコンウエハーWの横方に配置して光を遮蔽することが可能である。いずれの場合も、光が結果的にシリコンウエハーW表面に到達しても、酸化が抑制されるような化学反応がシリコンウエハーW自体の表面にて発生しないかぎり、本発明を実施するうえで、なんら問題はない。
Since the oxidation of the silicon wafer W does not directly give light energy to the silicon wafer W but to nitrous oxide in the
図7、図9に示した酸化装置15、19では、光源としての低圧水銀ランプ16、オゾンレス高圧水銀ランプ20と容器12およびシリコンウエハーWとの距離を特に規定していない。しかし、一般的に同一光源を用いた場合、光源から酸化目的物質の極近傍に存在している亜酸化窒素までの距離が小さい方が、光の照度増加にともなって、亜酸化窒素の解離が効率的であり、酸化目的物質の酸化速度が上昇する。逆に光源から酸化目的物質の極近傍に存在している亜酸化窒素までの距離が大きい方が、光の照度減少にともなって、亜酸化窒素の解離の効率が低下し、酸化目的物質の酸化速度が低下する。このような観点からシリコンウエハーWに対して所望する酸化速度に応じて、上記の距離を変えることが可能である。
In the
次に、光源としてキセノンを用いた誘電体バリア放電ランプすなわちキセノンエキシマランプを用いたときのシリコンウエハーの酸化実験について説明する。使用したキセノンエキシマランプは、172nmの波長を発光するが、これを大気中で使用すると、オゾンの発生が大きく、すなわち、光が大気によって吸収されてしまう。このため、大気による光の減衰をなくすため、窒素ガスによるパージを行いながら光を照射した。 Next, an oxidation experiment of a silicon wafer when using a dielectric barrier discharge lamp using xenon as a light source, that is, a xenon excimer lamp will be described. The used xenon excimer lamp emits light having a wavelength of 172 nm. If this lamp is used in the atmosphere, ozone is greatly generated, that is, light is absorbed by the atmosphere. For this reason, in order to eliminate attenuation of light by the atmosphere, light was irradiated while purging with nitrogen gas.
実験条件として、チャンバーの内容積:8リットル、窒素の流量:12リットル/分、水温:23度、水量:50ml、キセノンエキシマランプと容器の間隔:3mm、約5分のパージ中に1分間の光照射を行った。実験に用いた水溶液は、ヘリウム水溶液(ヘリウム含有量約16ppm)、亜酸化窒素水溶液(亜酸化窒素含有量約1000ppm)、酸素水溶液(酸素含有量約40ppm)の3種類である。 As experimental conditions, the internal volume of the chamber: 8 liters, the flow rate of nitrogen: 12 liters / minute, the water temperature: 23 degrees, the amount of water: 50 ml, the distance between the xenon excimer lamp and the container: 3 mm, 1 minute during a purge of about 5 minutes Light irradiation was performed. There are three types of aqueous solutions used in the experiment: helium aqueous solution (helium content about 16 ppm), nitrous oxide aqueous solution (nitrous oxide content about 1000 ppm), and oxygen aqueous solution (oxygen content about 40 ppm).
ヘリウム水溶液に浸漬されたシリコンウエハーWの酸化膜の厚さは、0.4Å、亜酸化窒素水溶液では、酸化膜の厚さは、0.3Å、酸素水溶液では、0.5Åであった。この結果、いずれの水溶液においても、酸化がほとんど進行しないことが確認された。さらに、亜酸化窒素水溶液に関し、照射時間を3分間延長しても、酸化膜の厚さは変わらなかった。 The thickness of the silicon wafer W immersed in the helium aqueous solution was 0.4 mm, the thickness of the oxide film was 0.3 mm in the nitrous oxide aqueous solution, and 0.5 mm in the oxygen aqueous solution. As a result, it was confirmed that oxidation hardly progressed in any aqueous solution. Furthermore, regarding the nitrous oxide aqueous solution, the thickness of the oxide film did not change even when the irradiation time was extended by 3 minutes.
また、シリコンウエハー上に水滴(0.2ml)を載せ、キセノンエキシマランプと接触させた状態で光照射を行った。ここでも、上記と同様に窒素ガスによるパージを行いながら光照射した。その結果、亜酸化窒素水溶液では、酸化膜厚が0.6Å、酸素水溶液では0.4Åであり、いずれもほとんど酸化が進行しないことが確認された。 In addition, a water droplet (0.2 ml) was placed on the silicon wafer, and light irradiation was performed in a state of being in contact with a xenon excimer lamp. Here, light irradiation was performed while purging with nitrogen gas in the same manner as described above. As a result, in the nitrous oxide aqueous solution, the oxide film thickness was 0.6 mm and in the oxygen aqueous solution was 0.4 mm, and it was confirmed that the oxidation hardly proceeded.
かかる実験結果から、キセノンエキシマランプから発光された172nmの波長の光は、大部分が水によって吸収され、それによって、亜酸化窒素がほとんど分解されず、シリコンウエハーの表面に酸化膜がほとんど成長しなかったと推測される。水の吸光度は、167nmの波長が最大であるため、水溶液に照射する光は、水の吸光度が十分に小さくなる波長よりも長波長でなければならない。同時に、亜酸化窒素による光の吸収は、240nmよりも短波長でなければならない。以上のことから、亜酸化窒素水溶液に照射する光の波長は、173nm以上であり、かつ240nm以下の範囲が望ましい。 From these experimental results, most of the light having a wavelength of 172 nm emitted from the xenon excimer lamp is absorbed by water, so that nitrous oxide is hardly decomposed and an oxide film grows almost on the surface of the silicon wafer. It is estimated that there was not. Since the absorbance of water has a maximum wavelength of 167 nm, the light applied to the aqueous solution must be longer than the wavelength at which the absorbance of water is sufficiently low. At the same time, the absorption of light by nitrous oxide must be shorter than 240 nm. From the above, the wavelength of the light irradiated to the aqueous nitrous oxide solution is preferably 173 nm or more and 240 nm or less.
亜酸化窒素溶液に紫外線を照射して行う酸化反応の特性は以上のとおりである。
一方、すでに述べたように、亜酸化窒素溶液の特性を活かした酸化技術の適用分野の拡大が待たれているところであった。このような状況下、本発明者等は、かかる酸化反応を物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質作用として用いる技術を得るに至ったものである。The characteristics of the oxidation reaction performed by irradiating the nitrous oxide solution with ultraviolet rays are as described above.
On the other hand, as already mentioned, the expansion of the application field of the oxidation technology utilizing the characteristics of the nitrous oxide solution has been awaited. Under such circumstances, the present inventors have come to obtain a technique for using such an oxidation reaction as a modification action for the substance itself, the substance surface, or a deposit on the substance surface.
以下に、本発明の第1実施例である物質の親水化について図面を参照しながら説明する。図10に本発明を適用した物質の親水化方法を用いて物質の親水化を行う物質の親水化装置を示す。 Hereinafter, the hydrophilization of the substance according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 shows a substance hydrophilizing apparatus for hydrophilizing a substance using the substance hydrophilizing method to which the present invention is applied.
親水化装置30は、亜酸化窒素の溶液Sを貯えるトレー状の容器31と、容器31の上方に配設され容器31の内部に向けて紫外線を照射する光源としてのKrIエキシマランプLとを有している。
The
符号Xは、親水化対象物である物質としての被処理物を示している。 A symbol X indicates an object to be processed as a substance that is a hydrophilic object.
本例における被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばシリコンウエハー等の半導体基板、プリント配線基板等の基板、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のシートである。 The object to be processed X in this example is a sheet such as a semiconductor substrate such as a silicon wafer, a substrate such as a printed wiring board, a plastic such as polycarbonate, a resin or the like, which has a relatively simple shape such as a flat plate shape.
容器31は、上方が開放されているとともに、その底部に、被処理物Xを載置するための、互いに同じ高さの複数の突起31aを有している。容器31は、被処理物Xを溶液Sに浸漬する態様で溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
溶液Sは、亜酸化窒素の溶媒として水を用いた水溶液であり、溶液S中には、約1000ppmの濃度で亜酸化窒素が溶存している。The
The solution S is an aqueous solution using water as a nitrous oxide solvent, and nitrous oxide is dissolved in the solution S at a concentration of about 1000 ppm.
KrIエキシマランプLは、図11に示す亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトル(Brit.J.Anaesth.,44,310(1972)より引用)の特徴に基づいて本発明者らが開発し、これを親水化装置30に採用したものである。なお、図11において、横軸が波長を表し縦軸が吸光度を示す。同図のUV吸収スペクトルは、100%亜酸化窒素により平衡に達した水の吸収スペクトルを表し、参照セルとしてヘリウムにより平衡化された水を用いている。
The KrI excimer lamp L was developed by the present inventors based on the characteristics of the UV absorption spectrum (cited from Brit. J. Anaesth., 44, 310 (1972)) of the nitrous oxide aqueous solution shown in FIG. The
図11から分かるように、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルは、190nm付近において吸光度で0.7を超えるピークを示す。 As can be seen from FIG. 11, the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution shows a peak exceeding 0.7 in the vicinity of 190 nm.
図7に示した低圧水銀ランプ16の発光波長は185nmを中心とするものであり、185nmの波長での吸光度は、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルのピークである0.7を大きく下回る約0.05となるため、効率が極めて低い。 The emission wavelength of the low-pressure mercury lamp 16 shown in FIG. 7 is centered on 185 nm, and the absorbance at the wavelength of 185 nm is about 0, which is much lower than 0.7, which is the peak of the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution. .05, so the efficiency is very low.
一方、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルがピークを示す190nm付近を中心とした波長で発光する光源としては、アルゴン−フッ素を用いた電解結合型高周波放電ランプいわゆるフッ化エキシマランプが知られている。フッ化エキシマランプは193nmを中心とした波長で発光する。 On the other hand, as a light source that emits light at a wavelength centered around 190 nm where the UV absorption spectrum of a nitrous oxide aqueous solution shows a peak, an electrolytically coupled high-frequency discharge lamp using argon-fluorine is a so-called fluorinated excimer lamp. . The fluorinated excimer lamp emits light at a wavelength centered at 193 nm.
一般に、エキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる改質反応に適した特性を有している。 In general, excimer lamps have characteristics suitable for the reforming reaction according to the present invention, such as good rise and fall.
しかしながら、フッ化エキシマランプは、石英管が、これに封入されるフッ素によって劣化しやすい。すなわちフッ化エキシマランプは、フッ素と石英管との相性が悪く、寿命が短いという問題がある。また、図11から明らかなように、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルはピーク付近で急峻であるため、190nmに近いといえども、193nmの波長では、吸光度がピークの値に比べて大きく低下する。 However, in the fluorinated excimer lamp, the quartz tube is easily deteriorated by fluorine enclosed therein. That is, the excimer lamp has a problem that the compatibility between fluorine and the quartz tube is poor and the life is short. As is clear from FIG. 11, the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution is steep in the vicinity of the peak. Therefore, even at a wavelength of 193 nm, the absorbance is greatly reduced compared to the peak value even though it is close to 190 nm. .
そこで、本発明者等は、亜酸化窒素水溶液による吸光度が最も高い波長190nmに極めて近い、波長190nmとほぼ同一の範囲内の、たとえば±1nmの範囲内の波長191nmの紫外波長で発光するKrIエキシマランプLを開発し、親水化装置30に採用したものである。
Therefore, the present inventors have developed a KrI excimer that emits light at an ultraviolet wavelength of 191 nm, which is very close to the wavelength of 190 nm, which is very close to the wavelength of 190 nm, which is the highest absorbance by the aqueous nitrous oxide solution, for example, within a range of ± 1 nm. The lamp L was developed and adopted in the
なお、亜酸化窒素の溶液の吸光度は、その溶媒によって僅かに異なる場合があり、また吸光度が最も高くなる波長が僅かにシフトする場合もある。本例における水溶液では、吸光度のピーク形状に基づき、吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲を±1nmとしたが、この範囲は溶液の種類、言い換えると溶媒の種類によって異なるため、この種類によって吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲も異なる場合がある。 The absorbance of the nitrous oxide solution may vary slightly depending on the solvent, and the wavelength at which the absorbance is highest may be slightly shifted. In the aqueous solution in this example, based on the absorbance peak shape, the range almost the same as the wavelength with the highest absorbance was set to ± 1 nm, but this range varies depending on the type of solution, in other words, the type of solvent. In some cases, the same range as the highest wavelength may be different.
KrIエキシマランプLは、固体のヨウ素を気化させて所定量を量り取り石英管に封入する方法により製造したものである。 The KrI excimer lamp L is manufactured by a method in which solid iodine is vaporized and a predetermined amount is measured and sealed in a quartz tube.
KrIエキシマランプLの発光波長191nmの亜酸化窒素水溶液の吸光度は、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルのピークにおける吸光度に近い約0.65となるため、効率が良い。したがって、亜酸化窒素の光解離による酸素原子の発生を考えると、たとえば低圧水銀ランプ16の発光波長185nmにおける吸光度が約0.05であることから、KrIエキシマランプLは低圧水銀ランプ16に比べると10倍を超える効率で酸素原子を発生させることが可能であって、従来の光源に比べて酸素原子の発生効率が極めて高い。 Since the absorbance of the nitrous oxide aqueous solution having an emission wavelength of 191 nm of the KrI excimer lamp L is about 0.65, which is close to the absorbance at the peak of the UV absorption spectrum of the nitrous oxide aqueous solution, the efficiency is good. Therefore, considering the generation of oxygen atoms due to the photodissociation of nitrous oxide, for example, the KrI excimer lamp L is less than the low pressure mercury lamp 16 because the absorbance at the emission wavelength of 185 nm of the low pressure mercury lamp 16 is about 0.05. It is possible to generate oxygen atoms with an efficiency exceeding 10 times, and the generation efficiency of oxygen atoms is extremely high compared to conventional light sources.
KrIエキシマランプは、立ち上がり、立下りがよいという、本発明にかかる改質反応に適した、エキシマランプに一般の特性を有しているうえ、石英管が、封入したヨウ素によって劣化しにくく、ヨウ素と石英管との相性が良いため、寿命が長いという利点がある。 The KrI excimer lamp has the general characteristics of an excimer lamp suitable for the reforming reaction according to the present invention, such that the rise and fall are good, and the quartz tube is not easily deteriorated by the enclosed iodine. And the quartz tube have good compatibility, so there is an advantage that the life is long.
また、KrIエキシマランプLによって発せられる波長191nmの紫外光は、低圧水銀ランプによって発せられる波長185nmの紫外光とほぼ同一の、亜酸化窒素を分解して酸化反応を行うのに十分大きなエネルギーを持つ。 In addition, the ultraviolet light with a wavelength of 191 nm emitted by the KrI excimer lamp L has substantially the same energy as the ultraviolet light with a wavelength of 185 nm emitted by the low-pressure mercury lamp, which is sufficiently large to decompose nitrous oxide and perform an oxidation reaction. .
さらに、KrIエキシマランプLは、発光によるオゾンの発生が少ないという優れた特性を持つことも分かった。 Furthermore, it has been found that the KrI excimer lamp L has an excellent characteristic that less ozone is generated due to light emission.
図12に、酸素のUV吸収スペクトル(J.Chem.Phys.,21,1206(1953)より引用)を示す。かかるスペクトルにおいて、波長175nm付近から波長200nm付近の領域では、非常に細かな吸収係数の周期的変動が見られる。かかる領域は、シューマンルンゲ帯と呼ばれるものである。 FIG. 12 shows the UV absorption spectrum of oxygen (cited from J. Chem. Phys., 21, 1206 (1953)). In such a spectrum, in the region from the wavelength of about 175 nm to the wavelength of about 200 nm, a very fine periodic variation of the absorption coefficient is observed. Such a region is called the Schumann Runge band.
KrIエキシマランプLによって発せられる191nmの波長は、シューマンルンゲ帯中に含まれており、5−0バンドと4−0バンドとの間のいわば谷の部分に相当し、吸収係数が小さい。このように、KrIエキシマランプLによって発せられる191nmの波長は、酸素分子による吸光度が周期的に変化するシューマンルンゲ帯における、吸光度が極小となる波長とほぼ同一の範囲内の波長となっている。よって、酸素分子による吸収が少なく、酸素分子の解離、及びそれに引き続くオゾンの発生が少ない。 The wavelength of 191 nm emitted by the KrI excimer lamp L is included in the Schumann Runge band, corresponds to a so-called valley portion between the 5-0 band and the 4-0 band, and has a small absorption coefficient. As described above, the wavelength of 191 nm emitted by the KrI excimer lamp L is in a range substantially the same as the wavelength at which the absorbance is minimal in the Schumann-Runge band where the absorbance due to oxygen molecules changes periodically. Therefore, there is little absorption by oxygen molecules, and there is little dissociation of oxygen molecules and subsequent generation of ozone.
なお、吸光度の周期的変動形状に基づき、吸光度が極小となる波長とほぼ同一といえる範囲は異なるが、5−0バンドと4−0バンドとの間の形状からすれば、KrIエキシマランプLによって発せられる191nmの波長は、ほぼ同一の範囲内にあるといえる。 Although the range that can be said to be almost the same as the wavelength at which the absorbance is minimized is different based on the periodic variation shape of the absorbance, the shape between the 5-0 band and the 4-0 band is different by the KrI excimer lamp L. It can be said that the emitted wavelength of 191 nm is substantially in the same range.
環境負荷となるオゾンの発生が少ないため、KrIエキシマランプLの取り扱いは容易である。 Since the generation of ozone, which is an environmental load, is small, the KrI excimer lamp L is easy to handle.
この点、例えば、低圧水銀ランプによって発せられる紫外光の波長185nmは、シューマンルンゲ帯中の8−0バンド上に位置し、吸収係数が大きい。よって、低圧水銀ランプと亜酸化窒素溶液との間に大気が存在すると、紫外光のエネルギーが酸素分子に吸収されやすく、多量にオゾンが発生するため、オゾン対策のための装置を要し、酸化反応の効率が低く、これを備えた装置の構造の複雑化、設計上の問題、大型化、高価格化を招くこととなる。 In this respect, for example, the wavelength 185 nm of the ultraviolet light emitted by the low-pressure mercury lamp is located on the 8-0 band in the Schumann-Lunge band and has a large absorption coefficient. Therefore, if air exists between the low-pressure mercury lamp and the nitrous oxide solution, the energy of ultraviolet light is easily absorbed by oxygen molecules, and a large amount of ozone is generated. The efficiency of the reaction is low, resulting in a complicated structure, a design problem, an increase in size, and an increase in price of an apparatus equipped with the reaction.
これに対し、KrIエキシマランプLには次のような利点がある。
すなわち、KrIエキシマランプLと亜酸化窒素溶液との間に大気が存在しても、KrIエキシマランプLから発せられた紫外光のエネルギーが酸素分子に吸収されにくく、よって紫外光が亜酸化窒素溶液に至るまでに弱まりにくく、高効率で亜酸化窒素を分解できる。また大気による影響が少ないからKrIエキシマランプLの配設位置の自由度が高い。オゾン対策のための処理チャンバー等の密閉装置などの装置を省略または簡略化できる。In contrast, the KrI excimer lamp L has the following advantages.
That is, even if the atmosphere exists between the KrI excimer lamp L and the nitrous oxide solution, the energy of the ultraviolet light emitted from the KrI excimer lamp L is not easily absorbed by the oxygen molecules, so that the ultraviolet light is not absorbed by the nitrous oxide solution. Nitrous oxide can be decomposed with high efficiency. Further, since the influence of the atmosphere is small, the degree of freedom of the arrangement position of the KrI excimer lamp L is high. Devices such as a sealing device such as a processing chamber for measures against ozone can be omitted or simplified.
よって、親水化装置30の親水化反応の効率が高く、構造が簡単で設計の自由度が高く、小型で低廉なものとすることができる。
このことは、KrIエキシマランプLによって発せられる191nmの波長が、溶液Sの吸光度が最も高い波長とほぼ同一の範囲内にあり、かつ、酸素分子のシューマンルンゲ帯における吸光度が極小となる波長とほぼ同一の範囲内にあるという2つの条件を同時に満たしていることによる相乗効果で、特に顕著に発揮されている。
なお、光源は、KrIエキシマランプLでなくとも、かかる2つの条件のうち何れか1つのみを満たしている場合には、十分に本発明の適用性を有する。Therefore, the efficiency of the hydrophilization reaction of the
This is because the wavelength of 191 nm emitted by the KrI excimer lamp L is almost in the same range as the wavelength at which the absorbance of the solution S is highest, and the wavelength at which the absorbance of the oxygen molecules in the Schumann-Lunge band is minimized. The synergistic effect due to the simultaneous fulfillment of the two conditions of being in the same range is particularly remarkable.
Even if the light source is not the KrI excimer lamp L, the light source has sufficient applicability to the present invention when only one of the two conditions is satisfied.
このような構成の親水化装置30にあっては、被処理物Xを突起31a上に載置して容器31内に配置した後、溶液Sを、被処理物Xの親水化を行うべき部分、ここでは図10に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器31内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には極性の官能基、具体的には、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基等が導入される。また部分的には基板やシートを構成する高分子の分子鎖の切断・再結合等も起こり、分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、改質処理、ここでは親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the hydrophilicity of the workpiece X Is done. By oxidizing the surface of the substrate or sheet, which is the object to be processed X, a polar functional group, specifically, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, or the like is introduced into the surface. In addition, the molecular chains of the polymer constituting the substrate and the sheet partially break, recombine, etc., forming fine irregularities on the molecular level, resulting in a rough surface, Hydrophilization is performed.
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになり、また、プリント配線基板などに用いる樹脂基板を親水化した場合にメッキが良好に行われ、高品質のプリント配線基板が提供される。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 As a result, for example, labeling on a sheet or the like can be easily and satisfactorily performed, and when a resin substrate used for a printed wiring board or the like is made hydrophilic, plating is performed well, resulting in high quality. A printed wiring board is provided. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
親水性、言い換えると物の濡れ易さは、接触角によって表すことができる。接触角は、固体(本例においては被処理物X)の表面に、溶液(本例においては溶液S)の液滴をたらして、液滴の端と固体表面との角度を測定することにより測定される。濡れ易いほど、すなわち親水性が高いほど、言い換えると疎水性が低いほど、液滴はつぶれた形になって接触角は小さくなり、濡れにくいほど、すなわち親水性が低いほど、言い換えると疎水性が高いほど、液滴は球に近い形になり、接触角は大きくなる。 The hydrophilicity, in other words, the ease of wetting of an object can be expressed by the contact angle. The contact angle is determined by placing a droplet of a solution (solution S in this example) on the surface of a solid (object X in this example) and measuring the angle between the end of the droplet and the solid surface. Measured by The easier it gets wet, i.e. the higher the hydrophilicity, i.e. the lower the hydrophobicity, the smaller the droplet, the smaller the contact angle, and the less wet, i.e. the lower the hydrophilicity, i.e. The higher it is, the closer the droplet is to a sphere and the larger the contact angle.
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is terminated, and the hydrophilized workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いが、図10に示したように被処理物Xが板状であってその上面のみを親水化したい場合など、親水化したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の親水化を行うことができる。 The ultraviolet light emitted by the KrI excimer lamp L is highly straight, but the part to be hydrophilized is relatively simple, such as when the workpiece X is plate-shaped and only the upper surface is to be hydrophilized as shown in FIG. In the case of a simple shape, it is easy to irradiate with ultraviolet light, and desired hydrophilicity can be achieved.
しかしながら、被処理物Xの形状が複雑な場合など、親水化したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、親水化を十分に行うことができないことがある。図10に示した例のように、被処理物Xが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を親水化することは困難である。 However, when the part to be hydrophilized is relatively complicated, such as when the shape of the object to be processed X is complicated, such ultraviolet light is used except for a special case where the object to be processed X is a substance that transmits ultraviolet light. Due to the high linearity of light, it may be difficult to irradiate the desired part with light, and hydrophilicity may not be sufficiently achieved. Even in the case where the workpiece X has a simple shape such as a plate shape as in the example shown in FIG. 10, it is difficult to make the whole hydrophilic.
図10に示した例でも、被処理物XがKrIエキシマランプLによる紫外光を透過する物質である場合、たとえば光学機器やメガネレンズ等のレンズである場合や、容器31の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物X全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Xの全体を親水化することも可能である。
Also in the example shown in FIG. 10, when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light from the KrI excimer lamp L, for example, it is a lens such as an optical device or a spectacle lens, or the bottom of the
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Xの表面全体を、被処理物Xの態位を変えずに図10に示した構成で親水化することは困難である。このことは例えば、被処理物Xが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。 However, in general, it is difficult to make the entire surface of the workpiece X having a three-dimensional shape hydrophilic with the configuration shown in FIG. 10 without changing the state of the workpiece X. This is remarkable, for example, when the workpiece X is a substance having irregularities on the surface.
かかる事情に鑑みた親水化装置を図13に示す。なお、図10に示した構成と同様の構成については、図10に示した構成に付した符号と同一の符号を付し、適宜説明を省略する。これは以下説明する各構成例においても同様である。 FIG. 13 shows a hydrophilizing apparatus in view of such circumstances. In addition, about the structure similar to the structure shown in FIG. 10, the code | symbol same as the code | symbol attached | subjected to the structure shown in FIG. 10 is attached | subjected, and description is abbreviate | omitted suitably. The same applies to each configuration example described below.
親水化装置40は、亜酸化窒素の溶液Sをその内部に貯える容器41と、容器41と一体に設けられ容器41の内部に紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有している。
The
容器41は、上方に開口42を有する本体43と、開口42を塞ぐ蓋44とを有し、球体状をなしており、本体43及び蓋44の内面には鏡面加工が施してある。容器41は、被処理物Xを溶液Sに浸漬する態様で溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
KrIエキシマランプLは、本体43の内部に露出する態様で側部及び底部に複数配設されている。
被処理物Xは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなしている。被処理物Xは、かかる形状であって表面を親水化する必要がある物であればどのような物でも良いが、本例ではポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等によって構成された電気製品の筐体である。The
A plurality of KrI excimer lamps L are arranged on the side and bottom so as to be exposed inside the
The workpiece X has a relatively complicated shape with irregularities on the surface. The object to be processed X may be any object as long as it has such a shape and the surface needs to be hydrophilized. However, in this example, the casing of an electric product made of plastic such as polycarbonate, resin, etc. It is.
このような構成の親水化装置40にあっては、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れた後に、溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬する。溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たした後に、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れてもよい。被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口42を蓋44で塞ぐ。
In the
KrIエキシマランプLを発光させると、側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体43及び蓋44の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの表面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and the bottom irradiate ultraviolet light from the side and below, and ultraviolet light is provided on the inner surfaces of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the hydrophilicity of the workpiece X Is done. Oxidizing the surface of the above-mentioned housing, which is the workpiece X, introduces the above-mentioned polar functional groups into the surface, and forms the above-mentioned fine irregularities at the molecular level, resulting in a rough surface. It becomes a state and hydrophilicity is performed.
これにより、例えば、筐体へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 Thereby, for example, a label or the like can be easily and satisfactorily attached to the housing. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。 When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is terminated, and the hydrophilized workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air.
かかる親水化により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such hydrophilization, a desired hydrophilization of the workpiece X having a relatively complicated shape with irregularities on the surface is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization.
なお、本体43内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体43内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
When it is necessary to hold the workpiece X in the
親水化装置40によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの表面の親水化を行うことができるが、被処理物Xが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしこの部分の親水化を行なう必要がある場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図13に示した構成で親水化することは困難である。
According to the
かかる事情に鑑みた親水化装置を図14に示す。 FIG. 14 shows a hydrophilizing apparatus in view of such circumstances.
親水化装置50は、亜酸化窒素の溶液Sをその内部に貯える容器51と、容器51と一体に設けられ容器51の内部に紫外線を照射するKrIエキシマランプLと、容器51の内部に配設されるKrIエキシマランプLとを有している。
The
容器51は、上方に開口52を有する本体53と、開口52を塞ぐ蓋54とを有し、球体状をなしており、本体53及び蓋54の内面には鏡面加工が施してある。容器51は、被処理物Xを溶液Sに浸漬する態様で溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
容器51と一体のKrIエキシマランプLは、本体53の内部に露出する態様で側部及び底部に複数配設されている。
被処理物Xは、ビン形状のものである。被処理物Xは、内部に空間のある形状であってこの部分及び外側の表面を親水化する必要があるものであればどのようなものでも良いが、本例ではポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等、特にフッ素樹脂によって構成されたビン、または洋式便器である。The
A plurality of KrI excimer lamps L that are integral with the
The workpiece X has a bin shape. The object to be processed X may be any shape as long as it has a space inside and it is necessary to hydrophilize this part and the outer surface. In this example, plastic such as polycarbonate, resin, etc. In particular, it is a bottle made of fluororesin or a Western-style toilet.
このような構成の親水化装置50にあっては、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入する。溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たした後に、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入してもよい。被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入し、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たして被処理物Xを浸漬してもよい。
In the
被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口52を蓋54で塞ぐ。
被処理物Xに挿入するKrIエキシマランプLを蓋54に一体化し、開口52を蓋54で閉じればKrIエキシマランプLが被処理物Xに挿入されるように構成しても良い。The
If the KrI excimer lamp L to be inserted into the workpiece X is integrated with the
KrIエキシマランプLを発光させると、本体53の側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Xの内部に配設されたKrIエキシマランプLが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体53及び蓋54の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの外面上及び内面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and bottom of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the hydrophilicity of the workpiece X Is done. Oxidizing the surface of the above-mentioned housing, which is the workpiece X, introduces the above-mentioned polar functional groups into the surface, and forms the above-mentioned fine irregularities at the molecular level, resulting in a rough surface. It becomes a state and hydrophilicity is performed.
これにより、例えば、便器へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 Thereby, for example, a label or the like can be easily and satisfactorily attached to the toilet bowl. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。 When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is terminated, and the hydrophilized workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air.
かかる親水化により、内部に空間がありこの空間の開口がある形状の、被処理物Xの内外の表面の所望の親水化が行われる。
内部の空間が細い形状でもKrIエキシマランプLを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な親水化を行うことができる。
また例えば、KrIエキシマランプLを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に親水化することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。By such hydrophilization, desired hydrophilization of the inner and outer surfaces of the workpiece X having a space inside and an opening in the space is performed.
Even if the internal space is narrow, high hydrophilicity can be achieved if the KrI excimer lamp L can be inserted and irradiated with ultraviolet rays.
Further, for example, even a hollow object such as a hole pipette in which the KrI excimer lamp L cannot be inserted can highly hydrophilize the inside if ultraviolet light is transmitted.
Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization.
なお、本体53内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体53内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
In addition, when it is necessary to hold the workpiece X in the
親水化装置40、50によれば、容器41、51内部に収納できるとともに容器41、51内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについては親水化を行うことができる。しかし、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して親水化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを親水化するには、容器41、51を極めて大きくする必要があり、親水化装置40、50の大型化を招く。
According to the
かかる事情に鑑みた親水化装置を図15に示す。
親水化装置60は、主にシート状の被処理物Xを対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Sを貯えるトレー状の容器61と、被処理物Xを巻き掛けた複数のローラ62と、容器61から引き上げた被処理物Xの表面に供給された溶液Sの一部を必要に応じて除去するためのブレード63と、被処理物の送り方向についてブレード63よりも下流側に設置された紫外線を照射するためのKrIエキシマランプLと、被処理物Xを移動させる移動手段としての図示しない巻き取り機構とを有している。FIG. 15 shows a hydrophilizing apparatus in view of such circumstances.
The
容器61とローラ62と巻き取り機構とは、被処理物Xを溶液Sに浸漬する態様で溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液供給手段として機能するものである。また、ブレード63は、図示される作動位置と図示しない非作動位置に移動可能になっている。このブレード63は、作動位置に移動されると、被処理物Xの表面に供給された溶液Sの一部を必要に応じてかきとる。これにより被処理物Xの表面上の供給された溶液Sの厚さが均等になり、溶液供給量の均等化が図られる。KrIエキシマランプLは、互いに向き合うように鉛直方向に所定の間隔を持って平行に延設され、互いに向き合う方向に紫外光を照射するようになっている。複数のローラ62は回転自在であって、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を通過するように被処理物Xを支持している。
The
巻き取り機構は、被処理物Xを巻き付けられる芯棒と、この芯棒を回転駆動する駆動源としてのモータとを有し、被処理物Xを巻き取ることで容器61内を移動させるものである。
被処理物Xは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良いが、本例では、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のフィルムである。The winding mechanism has a core rod around which the workpiece X is wound and a motor as a drive source for rotationally driving the core rod, and moves the inside of the
The object to be processed X may be any sheet, such as a plastic sheet or fabric, as long as it is a sheet and can be wound by a winding mechanism. In this example, a film such as a plastic such as polycarbonate or a resin film is used. It is.
このような構成の親水化装置60にあっては、被処理物Xをローラ62に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Sを、KrIエキシマランプLの間に位置する被処理物Xを浸漬する程度に、容器61内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Xに送りをかける。そして、溶液Sに浸漬された後、巻き取られた被処理物Xに供給された溶液Sの一部を必要に応じてブレード63によってかきとり、溶液Sの供給量の均等化を図る。その後、KrIエキシマランプLの間に送られた被処理物Xは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで親水化される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述のフィルムの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the hydrophilicity of the workpiece X Is done. When the surface of the above-mentioned film as the object to be processed X is oxidized, the above-mentioned polar functional group is introduced into the surface, and the above-mentioned molecular level fine irregularities are formed, and the surface is rough. It becomes a state and hydrophilization is performed.
これにより、例えば、フィルムへのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 Thereby, for example, a label or the like can be easily and satisfactorily attached to the film. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
巻き取り機構による被処理物Xの巻き取り速度は、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を移動する間に親水化が十分に行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りが終了することで親水化が終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。 The winding speed of the object to be processed X by the winding mechanism is adjusted so that the hydrophilicity is sufficiently performed while the object to be processed X moves between the KrI excimer lamps L. When the winding of the workpiece X by the winding mechanism is completed, the hydrophilization is finished, and the hydrophilic workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air. When drying is performed, this may be performed while winding.
かかる親水化により、被処理物Xの表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such hydrophilization, a desired hydrophilization of the surface of the workpiece X is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization.
被処理物Xを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Xを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Xはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Xとしてこれを親水化することができる。この構成によれば、複数の被処理物Xを運搬部材によって運搬しながら連続して親水化することができる。被処理物Xの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ親水化するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、KrIエキシマランプLの配置位置、数などを適宜選択できる。 The moving means for moving the object to be processed X may be a configuration provided with a transport member such as a belt for moving the object to be processed X in a mode in which the object to be processed X is placed or fixed, instead of the winding mechanism described above. If it is such a structure, the to-be-processed object X is not restricted to a sheet-like thing, A comparatively big thing can be made into the to-be-processed object X, and this can be hydrophilized. According to this configuration, a plurality of workpieces X can be continuously hydrophilized while being conveyed by the conveying member. In order to make the entire workpiece X hydrophilic while being transported by such a transporting member, the placement position and shape of the transporting member, the use of a material that transmits ultraviolet rays, the placement position and number of KrI excimer lamps L are appropriately selected. it can.
このような親水化装置60では、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、紫外線を照射して親水化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器61の大きさが、被処理物Xによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器61内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについて親水化を行うことができる。
しかし、被処理物Xが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には親水化が困難、または不能なことがある。In such a
Moreover, it is easy to carry and can be immersed in the solution S inside the
However, when the workpiece X is not easily transportable, such as a desk, floor, or wall, it may be difficult or impossible to make it hydrophilic.
かかる事情に鑑みた親水化装置を図16に示す。
親水化装置70は、図示しない被処理物を対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Sを貯える方形状の容器71と、容器71の内部に配設され容器71の外部に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLと、容器71内部に溶液Sを供給する給液管72と、容器71内部の溶液Sを排出する廃液管73と、給液管72に溶液Sを供給するとともに廃液管73から溶液Sを排出して容器71内の溶液Sの制御を行う溶液制御手段とを有している。FIG. 16 shows a hydrophilizing apparatus in view of such circumstances.
The
被処理物は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な物であって、本例では、親水化することにより、カビや手垢等の汚れ等が付着しにくくなる等の材質によって構成された、例えば浴室に用いる壁等の壁の表面を対象としたものである。かかる材質としては、特にフッ素樹脂が挙げられるが、その他適宜ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等とすることもできる。 The material to be treated is mainly difficult to transport, such as the top surface of the desk, the floor, and the wall. In this example, the material to be treated such as mold, dirt, etc. is difficult to adhere by making it hydrophilic. For example, a wall surface such as a wall used in a bathroom is used. Examples of such a material include a fluororesin, but other appropriate plastics such as polycarbonate, resins, and the like can also be used.
容器71は、一面が開放された容器本体74と、容器本体74内に、容器本体74内の空間を仕切るように、開放された面と平行に配設されたガラス75と、容器本体74の開放された面の縁に対応して配設された弾性部材としてのゴム76とを有している。
容器本体74には給液管72、廃液管73のそれぞれと連通して溶液Sを通す図示しない孔が形成されている。これらの孔は、容器本体74の、ガラス75によって閉鎖された空間の外部に位置する。
容器本体74の内表面には鏡面加工が施してある。The
The container
The inner surface of the
KrIエキシマランプLは、容器本体74の、ガラス75によって閉鎖された空間の内部に複数配設されている。KrIエキシマランプLはガラス側に向けて紫外光を照射する。KrIエキシマランプLはガラス75によって閉鎖された空間の内部に位置するため、溶液Sによって濡れることはない。
A plurality of KrI excimer lamps L are disposed in the space of the
ゴム76は、被処理物を親水化するために容器71を被処理物に設置するときに被処理物に弾性的に当接して傷を付けないようにするための緩衝部材として機能するとともに、KrIエキシマランプLによって照射された紫外光が外部に漏れないようにシーリングするシーリング部材として機能する。
The
溶液制御手段は、給液管72に連結され、溶液Sを、被処理物を親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部と、廃液管73を通じて排出された溶液Sを貯えるのに十分な容量を持っている廃液貯蔵部と、廃液管73に連結され、廃液管73、後述する密閉空間及び給液管72内に負圧を生じさせることで、溶液貯蔵部内の溶液Sを、給液管72を通じて容器71内に導き、また容器71内の溶液Sを、給液管72を通じて廃液貯蔵部に導くための吸引ポンプとを有している。
容器71と溶液制御手段とは、溶液Sを被処理物に接触させる溶液接触手段として機能するものである。The solution control means is connected to the
The
このような構成の親水化装置70にあっては、被処理物の親水化を行うべき部位に、ゴム76の弾性を利用して容器71を密着させ、被処理物と容器本体74とガラス75とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Sで満たす。この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物の親水化を行うべき部位上に位置する溶液Sに照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物の親水化が行われる。被処理物Xたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the object to be processed, and the object to be processed becomes hydrophilic. Done. Oxidizing the surface of the above-mentioned housing, which is the workpiece X, introduces the above-mentioned polar functional groups into the surface, and forms the above-mentioned fine irregularities at the molecular level, resulting in a rough surface. It becomes a state and hydrophilicity is performed.
これにより、例えば、壁へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。
親水化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Sを交換してもよい。Thereby, for example, a label or the like can be easily and satisfactorily attached to the wall. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
Since nitrous oxide is consumed in the process of hydrophilization, the suction pump may be appropriately driven to replace the solution S in the sealed space.
密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が親水化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つように構成することができる。 A concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space, and a suction pump when the nitrous oxide concentration detected by the concentration detecting means falls below a predetermined concentration suitable for hydrophilization Control means for driving can be provided in the solution control means, and feedback control can be performed to keep the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space within a range suitable for hydrophilization.
所望の親水化が行われると親水化を終了し、親水化された被処理物が得られる。親水化後、給液管72を溶液貯蔵部または容器71から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器71への溶液Sの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器71内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出し、容器71を被処理物から離脱させる。必要に応じて被処理物に付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。
When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is finished, and a hydrophilized workpiece is obtained. After the hydrophilization, the suction pump is driven after the
かかる親水化により、本例では、壁の表面が、カビや手垢等の汚れ等が付着しにくくなる等の親水化加工が行なわれる。また、その他被処理物に応じて、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 With this hydrophilic treatment, in this example, the surface of the wall is subjected to a hydrophilic treatment such that mold or dirt such as dirt is less likely to adhere. In addition, depending on the other object to be processed, desired hydrophilicity of the surface of the object to be processed, which is mainly difficult to transport, such as the upper surface of the desk, the floor, or the wall, is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S discharged to the waste liquid storage unit.
容器71と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Sの漏れが問題とならない場合には、親水化装置70の、特に容器71を、移動させつつ親水化を行っても良い。容器71を移動させる前に溶液Sを排出するための時間が不要となり、連続して親水化を行うことができるため、効率よく親水化を行うことができる。
When the close contact state between the
容器71と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図13、図14に示した例でも、容器41、51内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。When the
In the examples shown in FIGS. 13 and 14, since the inside of the
親水化装置70のように、親水化の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Sを交換可能に構成することは、高い親水化性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。上述の、図10、13ないし図15に示した構成例においても、親水化の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
In consideration of the fact that nitrous oxide is consumed during the hydrophilization process as in the
たとえば、図17に、親水化の過程で溶液Sを交換可能に構成した親水化装置を示す。なお、この親水化装置80は、図10に示した親水化装置30に対応するものである。
For example, FIG. 17 shows a hydrophilization device configured such that the solution S can be exchanged during the hydrophilization process. The
親水化装置80は、溶液Sを貯えるトレー状の容器81と、容器81の上方に配設され容器81の内部に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLと、容器81の内部で被処理物Xを保持する保持部材82と、容器81に溶液Sを供給するとともに容器81から溶液Sを排出して容器81内の溶液Sの制御を行う溶液制御手段83と、KrIエキシマランプLと着脱自在の態様で一体に配設された遮蔽手段としてのマスク89とを有している。
The
溶液制御手段83は、容器81内部に溶液Sを供給する給液管84と、容器81内部の溶液Sを排出する廃液管85と、給液管84の上端に連結され、溶液Sを、被処理物Xを親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部としてのタンク86と、廃液管85を通じて排出された溶液Sを貯えるのに十分な容量を持っている図示しない廃液貯蔵部と、給液管84の中ほどに配設されタンク86内の溶液Sを容器81に導くか否か、また容器81に導く溶液Sの流量を調節する給液バルブ87と、廃液管85に配設され容器81内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出するか否か、また排出する溶液Sの流量を調節する廃液バルブ88とを有している。
容器81と溶液制御手段83とは、被処理物Xを溶液Sに浸漬する態様で溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液接触手段として機能するものである。The solution control means 83 is connected to a
The
保持部材82は、容器81内に溶液Sの流れが生じた場合でも被処理物Xを位置保持できるように被処理物Xを保持する。
保持部材82の一端は、容器81に支持され固定されている。
保持部材82は、容器81内に溶液Sの流れが生じた場合に、かかる流れを妨げない形状となっている。そのため、容器81内における溶液の交換が良好に行われる。The holding
One end of the holding
When the flow of the solution S occurs in the
マスク89は、KrIエキシマランプLと被処理物Xとの間に位置するものであり、KrIエキシマランプLによって発せられた紫外光を所定位置において遮る、遮光性材料であるクロム膜等によって構成されたパターン89aを有している。
The
よって、親水化装置80は、図10に示した親水化装置30と比較して、溶液制御手段83を備えていることで溶液Sが交換可能となっているが、これのみならず、マスク89を備えていることでパターン化された親水化を行うことが可能となっている。
Therefore, the
このような構成の親水化装置80にあっては、被処理物Xを保持部材82によって保持して容器31内に配置した後、給液バルブ87を開いて、タンク86内の溶液Sを、被処理物Xの親水化を行うべき部分、ここでは図17に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器81内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xに向けて照射する。
紫外光は、マスク89を透過する際に、パターン89aによって、パターン89aの形状に応じて、一部を遮られ、一部が被処理物Xの上面上に位置する溶液Sに照射される。In the
When passing through the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the hydrophilicity of the workpiece X Is done. Oxidizing the surface of the substrate or sheet, which is the object to be processed X, introduced the above-mentioned polar functional group into the surface, and formed the above-described molecular level fine irregularities, resulting in a rough surface. It will be in such a state and hydrophilization will be performed.
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 Thereby, for example, a label or the like can be easily and satisfactorily attached to a sheet or the like. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された被処理物Xの表面は親水化されるが、紫外光がマスク89により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク89により遮断された領域においては原子状酸素による親水化が行われない。このようにして、被処理物Xがシリコンウエハーなどの基板である場合、所望のパターンの酸化膜が形成される。
Since the diffusion movement distance of atomic oxygen is extremely small, the surface of the workpiece X irradiated with ultraviolet light is hydrophilized, but the atomic oxygen cannot move to the region where the ultraviolet light is blocked by the
親水化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を開閉して密閉空間内の溶液Sを交換し、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の量及び濃度を親水化に適した範囲に保つ。容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように開閉を調整される。
Since nitrous oxide is consumed in the process of hydrophilization, the
容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が親水化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ87、廃液バルブ88を駆動する制御手段とを溶液制御手段83に設け、フィードバック制御を行って容器81内の亜酸化窒素の量及び濃度を親水化に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を親水化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。
A concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。容器81の溶液Sは、適宜、廃液バルブ88を開いて廃液貯蔵部に排出する。
When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is terminated, and the hydrophilized workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air. The solution S in the
かかる親水化により、被処理物Xの表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段83は、図13ないし図15に示して説明した親水化装置40、50、60に同様に適用することができる。By such hydrophilization, a desired hydrophilization of the surface of the workpiece X is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization. Moreover, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, it is possible to ensure sufficient hydrophilic performance.
Such a solution control means 83 can be similarly applied to the
図13ないし図15に示した親水化装置40、50、60においても、KrIエキシマランプLと被処理物Xとの間にマスク89と同様にマスクを配設することで、パターニングされた親水化を行うことができる。
この場合、親水化装置40、50にあっては、被処理物Xを位置保持した状態で紫外線の照射を行う必要がある。Also in the
In this case, in the
また親水化装置60にあっては、巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りを間欠的に行い、被処理物Xの停止時に紫外線の照射を行う。巻き取りの停止時に親水化を行い、親水化後にパターン長さ以上の長さで被処理物Xの巻き取りを行うという動作を繰り返せば、連続して同じパターンで親水化された被処理物Xを得ることができる。パターンの形成後、パターンとパターンとの間で被処理物Xを切断すれば、同一のパターンを形成した被処理物Xを多数得ることができる。
Moreover, in the
パターン化された親水化を行うためには、マスク89を用いるのでなく、溶液Sを、印刷技術等を用いることにより、所望のパターンで被処理物Xに付着させ、溶液Sの塗布のパターニングを行い、紫外線を被処理物Xの、少なくとも溶液Sの付着部位に照射するようにしても良い。
なお図16に示した親水化装置70も、これを用いて被処理物の表面の一部を親水化する場合には、パターン化された親水化を行うということができる。In order to carry out the patterned hydrophilization, the mask S is not used, but the solution S is attached to the workpiece X in a desired pattern by using a printing technique or the like, and the patterning of the application of the solution S is performed. It is possible to irradiate at least a site where the solution S is attached to the workpiece X by performing ultraviolet rays.
Note that the
図16に示した親水化装置70は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる親水化装置70は、比較的大きな部分を親水化することに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に親水化することが要求される場合もある。
The
かかる事情に鑑みた親水化装置を図18に示す。
親水化装置90は、インプラントされた人工の歯牙など、主にスポット状に親水化することが要求される図示しない被処理物を対象としたものであって、亜酸化窒素の溶液Sを被処理物に向けて射出する射出手段91と、射出手段91の内部に配設され射出手段91によって射出される溶液Sの射出方向に向け、同溶液Sの軌跡上に位置するように紫外光を照射するKrIエキシマランプLとを有している。
被処理物は、インプラントされた人工の歯牙のみならずスポット状に親水化されることが要求されるものであれば、どのようなものでも良い。FIG. 18 shows a hydrophilizing apparatus in view of such circumstances.
The
The object to be treated may be any material as long as it is required to be made hydrophilic in a spot shape as well as the artificial tooth implanted.
射出手段91は、親水化を行う使用者が手に持って使用するノズル部92と、ノズル部92に連結され、溶液Sを、被処理物を親水化するのに十分な量貯える図示しない溶液貯蔵部と、溶液貯蔵部に貯えられた溶液Sに所定の圧力をかけてノズル部92に送り出す図示しないポンプとを有している。
射出手段91は、溶液Sを被処理物に接触させる溶液接触手段として機能するものである。The injection means 91 includes a
The injection means 91 functions as a solution contact means for bringing the solution S into contact with the object to be processed.
ノズル部92は、KrIエキシマランプLを一体に有している。ノズル部92は、使用者が手に持つグリップ93と、溶液を射出する射出口94と、ノズル部92から溶液Sを射出するか否かを切り換える図示しないトリガーと、トリガーを操作して溶液Sを射出口94から射出するときに溶液Sが満たされる、KrIエキシマランプLの紫外光照射位置から射出口94に向けて延設された第1の流路95と、グリップ93の内部に位置し溶液貯蔵部から圧送されてきた溶液Sを第1の流路95に送り込む第2の流路96と、射出口94に取り付けられ射出口94から射出される溶液Sの流径などの射出の態様を調整する図示しない絞りとを有している。
The
トリガーは使用者がグリップ93を握った状態で操作できるようになっている。トリガーは操作量に応じて溶液Sの流量を調整できるように構成されている。
KrIエキシマランプLは、トリガーが、溶液Sが出射されるように操作されたときに点灯するように構成されている。
ポンプは、射出口94から溶液Sを射出するのに十分な圧力を溶液Sにかけてノズル部92に圧送する。The trigger can be operated with the user holding the
The KrI excimer lamp L is configured to light up when the trigger is operated so that the solution S is emitted.
The pump applies a pressure sufficient to inject the solution S from the
このような構成の親水化装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を被処理物である頭髪に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に射出して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物の親水化が行われる。被処理物Xたる上述の筐体の表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、ここでは親水化が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the object to be processed, and the object to be processed becomes hydrophilic. Done. Oxidizing the surface of the above-mentioned housing, which is the workpiece X, introduces the above-mentioned polar functional groups into the surface, and forms the above-mentioned fine irregularities at the molecular level, resulting in a rough surface. In this state, hydrophilization is performed.
これにより、例えば、人工の歯牙の、唾液による濡れ性が良くなり、使用感が向上する。防汚機能を有し、汚れにくくなり、また汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。その他、被処理物が人工の歯牙以外の場合などには、ラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになる親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。 Thereby, for example, the wettability of artificial teeth with saliva is improved, and the feeling of use is improved. It has an antifouling function, makes it difficult to get dirty, and even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water. In addition, when the object to be processed is not an artificial tooth, it is possible to print on the surface of the object X that has been hydrophilized so that the label can be easily and satisfactorily attached. It becomes. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions that require such a function is improved.
親水化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの射出量が調整される。
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物が得られる。必要に応じて被処理物に付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。The injection amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the process of hydrophilization.
When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is finished, and a hydrophilized workpiece is obtained. If necessary, the solution S adhering to the object to be processed is removed by drying or blowing air.
かかる親水化により、人工の歯牙の親水化など、比較的小さな部分をスポット的に親水化することが要求される場合において、そのような被処理物の表面の所望の親水化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、親水化後の溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 In the case where it is required to make a comparatively small portion hydrophilic in a spot manner, such as the hydrophilicity of an artificial tooth, the desired hydrophilicity of the surface of the object to be processed is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after hydrophilization.
親水化装置90では、必要な部分だけに溶液Sを付着させて親水化を行うため効率よく親水化が行われる。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら親水化を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。
また溶液Sの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。
なお親水化装置90も、これを用いて被処理物の表面の一部を親水化する場合には、パターン化された親水化を行うということができる。例えば被処理物を、親水化装置60における被処理物Xのようにシート状のものとした場合、親水化装置70における被処理物Xのように机の上面、床、壁等とした場合である。In the
Further, since the ultraviolet light is irradiated only in the emission direction of the solution S, it is possible to irradiate only the necessary part with the ultraviolet light, and the influence by irradiating the other part with the ultraviolet light is avoided.
In addition, it can be said that the
ここで、紫外光の照射時における溶液Sの被処理物Xへの接触の態様について述べると、上述した親水化装置30、40、50、60、80は、被処理物Xを溶液S中に浸漬させるというものであり、上述した親水化装置70、90は、被処理物の親水化すべき部位を溶液Sで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、親水化装置90では、溶液Sを射出することで被処理物Xの親水化すべき部位を溶液Sで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、親水化装置90のように溶液Sを連続的に被親水化物に付着させるものに限らず、溶液Sを霧状に射出して被親水化物に付着させるものも挙げられる。
Here, the mode of contact of the solution S with the workpiece X during irradiation with ultraviolet light will be described. The above-described
かかる親水化装置を図19に示す。
この親水化装置100は、被処理物Xをその上面に保持するテーブル101と、テーブル101と被処理物Xとの間に負圧を発生させて被処理物Xを吸着する図示しない吸着手段と、テーブル101を回転可能に支持する回転軸102と、回転軸102を回転駆動する図示しないモータと、テーブル101の上方に配設されたKrIエキシマランプLと、テーブル101上の被処理物Xに溶液Sを噴霧する溶液噴霧手段103と、テーブル101を覆うように配設され溶液噴霧手段103によって被処理物Xに噴霧される溶液Sが外部に飛散することを防止するとともに余剰の溶液Sを貯める容器104と、容器104に貯められた溶液Sを外部に排出する廃液管105と、廃液管105を通じて排出された溶液Sを貯えるのに十分な容量を持っている図示しない廃液貯蔵部と、廃液管105に配設され104内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出するか否かを切り換える廃液バルブ106とを有している。Such a hydrophilizing apparatus is shown in FIG.
The
溶液噴霧手段103は、溶液Sを、被処理物Xを親水化するのに十分な量貯える溶液貯蔵部としてのタンク107と、タンク107内の溶液Sをテーブル101上の被処理物Xに霧状に吹き付けるノズル108とを有している。タンク107は、内部を雰囲気よりも高圧に維持されている。ノズル108はタンク107に回転自在に設けられている。
溶液噴霧手段103は、溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液接触手段として機能するものである。
吸着手段は被処理物Xを真空吸着し、テーブル101が回転する際にも被処理物Xがテーブル101に保持されるようになっている。
本例における被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばシリコンウエハー等の半導体基板、プリント配線基板等の基板、ポリカーボネート等のプラスチック、樹脂等のシートである。The solution spraying means 103 mists the solution S in the
The solution spraying means 103 functions as a solution contact means for bringing the solution S into contact with the workpiece X.
The suction means vacuum-sucks the workpiece X so that the workpiece X is held on the table 101 even when the table 101 rotates.
The object to be processed X in this example is a sheet such as a semiconductor substrate such as a silicon wafer, a substrate such as a printed wiring board, a plastic such as polycarbonate, a resin or the like, which has a relatively simple shape such as a flat plate shape.
このような構成の親水化装置100にあっては、被処理物Xをテーブル101上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル108を溶液Sの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル101を回転させながら溶液Sをノズル108から噴霧して被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、ノズル108からの溶液Sの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物を強力に酸化し、被処理物Xの親水化が行われる。被処理物Xたる上述の基板、シートの表面が酸化されることにより、その表面には上述の極性の官能基が導入され、また上述の分子レベルの微細な凹凸が形成され、表面が荒れたような状態となり、親水化処理、ここでは親水化が行われる。
親水化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの付着量が調整される。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the object to be processed, and the object X is made hydrophilic. Is done. Oxidizing the surface of the substrate or sheet, which is the object to be processed X, introduced the above-mentioned polar functional group into the surface, and formed the above-described molecular level fine irregularities, resulting in a rough surface. In this state, the hydrophilic treatment, here, the hydrophilic treatment is performed.
The adhesion amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the process of hydrophilization.
これにより、例えば、シート等へのラベル等の貼り付けが容易かつ良好に行なわれるようになり、また、プリント配線基板などに用いる樹脂基板を親水化した場合にメッキが良好に行われ、高品質のプリント配線基板が提供される。親水化された被処理物X表面への印刷を良好に行なうことが可能となる。親水化された被処理物X表面が防曇・防汚機能を有し、このような機能を要求される使用状況下における使用感が向上する。また、汚れが付いても、水で洗うことによって容易に除去される。 As a result, for example, labeling on a sheet or the like can be easily and satisfactorily performed, and when a resin substrate used for a printed wiring board or the like is made hydrophilic, plating is performed well, resulting in high quality. A printed wiring board is provided. It becomes possible to perform printing on the surface of the workpiece X that has been made hydrophilic. The surface of the object to be treated X that has been made hydrophilic has an anti-fogging / anti-fouling function, and the feeling of use under use conditions where such a function is required is improved. Moreover, even if it gets dirty, it is easily removed by washing with water.
所望の親水化を行うと親水化を終了し、親水化された被処理物Xが得られる。親水化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。溶液Sの除去は、テーブル101の回転によって行なっても良い。 When the desired hydrophilization is performed, the hydrophilization is terminated, and the hydrophilized workpiece X is obtained. After the hydrophilization, the solution S adhering to the workpiece X is removed as necessary by drying or blowing air. The removal of the solution S may be performed by rotating the table 101.
容器104に溜まった溶液Sは、適時、廃液バルブ106を開くことで、廃液管105を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル108は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Sの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。The solution S collected in the
The
溶液Sを被処理物Xに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、親水化装置100において、溶液噴霧手段103に代えて、溶液Sをテーブル101上に保持された被処理物Xに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Xを保持させた状態でテーブル101を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Sを落下させることで、溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、溶液流下手段からの溶液Sの流量、流下時間を調整することで調整できる。
As an aspect in which the solution S is attached to the workpiece X, there can be mentioned another method by so-called spin coating. In this case, for example, in the
これらの親水化装置100においても、図17に示した親水化装置80に関して説明したマスク89、溶液Sの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した親水化を行うことができる。この場合、溶液Sの噴霧、スピンコート時以外の、紫外線照射時には、テーブル101は回転させず、被処理物Xを定位置に保持するようにする。
Also in these
噴霧、スピンコートによって溶液Sの塗布を行うこととすれば、溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら親水化を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な親水化性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Sが被処理物Xに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Sを被処理物Xに対して実質的に交換しながら親水化を行うので、散逸によって溶液S中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な親水化性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。 If the application of the solution S is performed by spraying or spin coating, the consumption of the solution S can be reduced, and the solution S can be hydrophilized while being substantially exchanged, so that the nitrous oxide in the solution S can be reduced. Even if the concentration is lowered, it is possible to ensure sufficient hydrophilization performance. However, when spraying, if the droplets are too small, nitrous oxide is dissipated into the atmosphere before the solution S reaches the workpiece X, but the solution S is substantially free from the workpiece X. Since the hydrophilization is performed while exchanging, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is somewhat lowered due to dissipation, it is possible to ensure sufficient hydrophilization performance. However, the size of the droplet is adjusted as appropriate so that the amount of dissipation does not become too large.
以下に、本発明の第2実施例である物質の殺菌について図面を参照しながら詳説する。 Hereinafter, the sterilization of the substance according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
この第2実施例における殺菌方法を用いた物質の殺菌は、図10に示した親水化装置30を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、本例では、図10に示す親水化装置30を殺菌装置30に読み替えることとし、図10を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization of the substance using the sterilization method in the second embodiment can be performed by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、魚肉練り製品のひとつである蒲鉾を構成する蒲鉾の板とすることができる。
蒲鉾は、魚肉すり身を蒲鉾板に盛り付けて、蒸気で蒸すことにより形成される。Here, the substance to be sterilized can be, for example, a salmon plate constituting salmon, which is one of the fish paste products.
The salmon is formed by placing fish surimi on a sardine and steaming it with steam.
この蒲鉾板は、食品(蒲鉾)を載置するための板であることから、腐敗を防止するために殺菌する必要があるが、蒲鉾と接触していない面は、特に殺菌する必要が無く、また、蒲鉾を蒸す際に蒸気によって殺菌されるので、微生物の繁殖のおそれは比較的低いものと考えられる。 Since this slat is a plate for placing food (salmon), it needs to be sterilized to prevent spoilage, but the surface not in contact with the slat does not need to be sterilized. In addition, since the potato is sterilized by steam when steamed, the risk of microbial growth is considered to be relatively low.
しかしながら、蒲鉾と接触している面は、蒸す前に魚肉すり身と、蒲鉾の板とが接触する状態となるために、殺菌されていない板と、食品とが触れることとなり、蒲鉾を蒸すまでの間に微生物が繁殖するおそれがある。
特に、食品製造においては、製造してから殺菌処理を行うまでの間に、できるだけ微生物の繁殖を抑え、初発菌数を低減させておくことが衛生的に重要である。However, the surface that is in contact with the salmon is in a state where the fish meat surimi and the salmon plate come into contact with each other before steaming. There is a risk that microorganisms will propagate in the meantime.
In particular, in food production, it is hygienically important to suppress the growth of microorganisms and reduce the number of initial germs as much as possible during the period from production to sterilization.
被処理物Xは、例えば表面に微生物が付着した蒲鉾板である。ここで、微生物は特に限定されるものではなく、例えば、細菌、酵母、真菌などが挙げられる。 The workpiece X is, for example, a mortar plate with microorganisms attached to its surface. Here, the microorganism is not particularly limited, and examples thereof include bacteria, yeast, and fungi.
図10に示す殺菌装置30にあっては、被処理物Xを突起31a上に載置して容器31内に配置した後、溶液Sを、被処理物Xの殺菌を行うべき部分、ここでは図10に示した状態における蒲鉾板の上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器31内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した微生物を強力に酸化し、蒲鉾板の殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された蒲鉾板が得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes the microorganisms attached to the workpiece X, Is sterilized. The timing of sterilization can be adjusted according to the desired degree of sterilization. However, when a sterilized state is desired, the sterilization should be performed by terminating the irradiation of ultraviolet light when all the microorganisms are sterilized. A board is obtained.
After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
かかる殺菌により、蒲鉾板の表面上に付着していた微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such sterilization, a high degree of sterilization is performed to reliably kill microorganisms, such as fungi, which have adhered to the surface of the mortar board at room temperature without requiring a bactericidal agent. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いが、図10に示した蒲鉾板のように、被処理物Xが板状であってその上面のみを殺菌したい場合など、殺菌したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の殺菌を行うことができる。 The ultraviolet light emitted by the KrI excimer lamp L is highly straight, but the parts to be sterilized are compared, such as when the workpiece X is plate-shaped and only the upper surface is to be sterilized, as shown in FIG. In the case of a simple shape, it is easy to irradiate ultraviolet light, and desired sterilization can be performed.
しかしながら、被処理物Xの形状が複雑な場合など、殺菌したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、殺菌を十分に行うことができないことがある。図10に示した例のように、被処理物Xが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を殺菌することは困難である。 However, when the part to be sterilized is relatively complicated, such as when the shape of the workpiece X is complicated, the ultraviolet light is used except for a special case where the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light. In some cases, it is difficult to irradiate a desired part with light because of its high straightness, and sterilization cannot be performed sufficiently. Even when the workpiece X has a simple shape such as a plate shape as in the example shown in FIG. 10, it is difficult to sterilize the whole.
図10に示した例でも、被処理物XがKrIエキシマランプLによる紫外光を透過する物質である場合、たとえばガラス製の食器やコップ等である場合や、容器31の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物X全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Xの全体を殺菌することも可能である。
Even in the example shown in FIG. 10, when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light from the KrI excimer lamp L, for example, glass tableware or a cup, or the bottom of the
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Xの表面全体を、被処理物Xの態位を変えずに図10に示した構成で殺菌することは困難である。このことは例えば、被処理物Xが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。 However, in general, it is difficult to sterilize the entire surface of the workpiece X having a three-dimensional shape with the configuration shown in FIG. 10 without changing the state of the workpiece X. This is remarkable, for example, when the workpiece X is a substance having irregularities on the surface.
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。 Next, a substance sterilization apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における殺菌方法は、図13に示した親水化装置40を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図13に示す親水化装置40を殺菌装置40に読み替えることとし、図13を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization method in this example can be implemented by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、医療器具のひとつである入れ歯とすることができる。
入れ歯は、使用者の口腔内に挿入し、失われた歯を代替しながら、食品等を咀嚼するものである。Here, the substance to be sterilized can be, for example, a denture that is one of medical instruments.
Dentures are inserted into the user's mouth and chew foods and the like while replacing lost teeth.
この入れ歯は、使用者の口腔内に長時間に亘って挿入する器具であることから、患者の口腔内に存在している微生物が、食事の際に付着した食品滓等を栄養源として繁殖するおそれがある。
特に、入れ歯は、使用者の体温に保温されながら使用することとなるので、微生物の繁殖に好適な条件となりやすく、繁殖した微生物は、虫歯や歯周病の原因となるので、入れ歯を常に清潔に保つことが重要である。
入れ歯は、歯茎に沿った凹凸があるなど、比較的複雑な形状をなしている。Since this denture is a device that is inserted into the user's mouth for a long time, the microorganisms present in the patient's mouth propagate with food meals attached during meals as nutrients. There is a fear.
In particular, dentures are used while being kept at the body temperature of the user, so it is likely to be a suitable condition for the growth of microorganisms, and the propagated microorganisms can cause tooth decay and periodontal disease, so the dentures are always clean. It is important to keep on.
Dentures have a relatively complex shape such as irregularities along the gums.
図13に示す殺菌装置40にあっては、被処理物Xである入れ歯を開口42から本体43内部に入れた後に、溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たし、これによって入れ歯の全体を浸漬する。溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たした後に、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れてもよい。被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口42を蓋44で塞ぐ。
In the
KrIエキシマランプLを発光させると、側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体43及び蓋44の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの表面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and the bottom irradiate ultraviolet light from the side and below, and ultraviolet light is provided on the inner surfaces of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xである入れ歯に付着した微生物を強力に酸化して、入れ歯の殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された入れ歯が得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes microorganisms attached to the denture that is the object to be treated X. The dentures are sterilized. The timing of the sterilization end can be adjusted according to the desired degree of sterilization. However, especially when a sterilized state is desired, the sterilized denture is obtained by terminating the irradiation of ultraviolet light when all the microorganisms are sterilized. Is obtained.
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
かかる殺菌により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の、被処理物Xの表面上に付着していた微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such sterilization, microorganisms such as fungi attached to the surface of the object to be processed X having a relatively complicated shape with irregularities on the surface are surely killed at room temperature without requiring a sterilizing agent. Advanced sterilization is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization.
なお、本体43内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体43内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
When it is necessary to hold the workpiece X in the
殺菌装置40によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの表面の殺菌を行うことができるが、被処理物Xが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしている場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図11に示した構成で殺菌することは困難である。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。 Next, a substance sterilization apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における殺菌方法は、図14に示した親水化装置50を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図14に示す親水化装置50を殺菌装置50と読み替えることとし、図14を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization method in this example can be implemented by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、飲料の容器で、リターナル瓶のひとつである牛乳瓶することができる。 The substance to be sterilized here is, for example, a beverage container, and can be a milk bottle that is one of the return bottles.
牛乳瓶は、殺菌した牛乳を内部に充填して蓋をした後に販売されるものである。
この牛乳瓶は、一般にリターナル瓶であることから、一度使用された後は洗浄し、牛乳を充填して、再度市場に出回ることとなる。Milk bottles are sold after sterilized milk is filled inside and covered.
Since this milk bottle is generally a return bottle, after it is used once, it is washed, filled with milk, and put on the market again.
しかしながら、牛乳瓶は、牛乳を充填するものであるから、内部を十分に殺菌しておく必要があり、また、不特定多数の人が手で把持し、牛乳瓶に口を接触させて牛乳を飲むこととなるので、牛乳瓶の外面についても衛生的に保つ必要がある。 However, since the milk bottle is filled with milk, it is necessary to sterilize the inside sufficiently, and an unspecified number of people hold it by hand and bring its milk into contact with the milk bottle. Since it is a drink, the outer surface of the milk bottle must also be kept hygienic.
被処理物Xは、牛乳瓶である。 The workpiece X is a milk bottle.
図14に示す殺菌装置50にあっては、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入する。溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たした後に、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入してもよい。被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入し、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たして被処理物Xを浸漬してもよい。
In the
被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口52を蓋54で塞ぐ。
被処理物Xに挿入するKrIエキシマランプLを蓋54に一体化し、開口52を蓋54で閉じればKrIエキシマランプLが被処理物Xに挿入されるように構成しても良い。The
If the KrI excimer lamp L to be inserted into the workpiece X is integrated with the
KrIエキシマランプLを発光させると、本体53の側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Xの内部に配設されたKrIエキシマランプLが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体53及び蓋54の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの外面上及び内面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and bottom of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した微生物を強力に酸化して、被処理物Xの殺菌が行われる。殺菌終了のタイミングは、所望する殺菌度合いに応じて調整可能であるが、特に滅菌状態を希望する場合は、微生物がすべて殺菌された時点で紫外光の照射を終了することで、滅菌された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes the microorganisms attached to the object X to be treated. The processing object X is sterilized. The timing of sterilization can be adjusted according to the desired degree of sterilization. However, when a sterilized state is desired, the irradiation of ultraviolet light is terminated when all the microorganisms are sterilized. Processed product X is obtained.
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
かかる殺菌により、内部に空間がある形状の、被処理物Xの内外の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。 By such sterilization, the microorganisms, such as fungi, that have adhered to the inner and outer surfaces of the object to be processed X having a space inside can be surely killed at room temperature without requiring a sterilizing agent. Sterilization is performed.
内部の空間が細く、拭いたりできない形状でもKrIエキシマランプLを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な殺菌を行うことができる。
また例えば、KrIエキシマランプLを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に殺菌することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。Even if the internal space is narrow and cannot be wiped, advanced sterilization can be performed if the KrI excimer lamp L can be inserted and irradiated with ultraviolet rays.
Further, for example, even a hollow object such as a hole pipette into which the KrI excimer lamp L cannot be inserted can highly sterilize the inside if the ultraviolet light is transmitted.
Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization.
なお、本体53内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体53内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
In addition, when it is necessary to hold the workpiece X in the
殺菌装置40、50によれば、容器41、51内部に収納できるとともに容器41、51内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについては殺菌を行うことができる。しかし、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して殺菌するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを殺菌するには、容器41、51を極めて大きくする必要があり、殺菌装置40、50の大型化を招く。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。 Next, a substance sterilization apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における殺菌方法は、図15に示した親水化装置60を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図15に示す親水化装置60を殺菌装置60と読み替えることとし、図15を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
The sterilization method in this example can be carried out by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、病院のベッドに敷かれている、使用済みのシーツとすることができる。 Here, the substance to be sterilized can be, for example, a used sheet laid on a hospital bed.
シーツは、布団やベッドに汚れが付着することを防止するために、ベッドに敷かれているものである。
特に病院のベッドのシーツは、病気療養中の患者が接触するものであることから、咳やくしゃみなどによって飛散する唾液や、負傷している部位からの血液等が付着することもあり、十分に殺菌する必要がある。Sheets are laid on the bed to prevent the futon and the bed from getting dirty.
In particular, hospital bed sheets come into contact with patients undergoing medical treatment, so saliva scattered by coughing and sneezing, blood from injured parts, etc. may adhere, Need to sterilize.
しかしながら、シーツは柔軟性に富むものであり、直線性の高いKrIエキシマランプLからの紫外光では、影になる部分が生じやすいものである。 However, the sheets are rich in flexibility, and in the ultraviolet light from the KrI excimer lamp L having high linearity, a shadowed portion is likely to occur.
被処理物Xは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良いが、ここでは被処理物Xを病院のベッドに敷かれていた、使用済みのシーツを例に説明する。 The object to be processed X may be any plastic sheet, cloth, etc., as long as it is in the form of a sheet and can be wound by a winding mechanism. Here, the object to be processed X is laid on a hospital bed. An explanation will be given taking the used sheets as an example.
図15に示す殺菌装置60にあっては、被処理物Xをローラ62に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Sを、KrIエキシマランプLの間に位置する被処理物Xを浸漬する程度に、容器61内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Xに送りをかける。そして、溶液Sに浸漬された後、巻き取られた被処理物Xに供給された溶液Sの一部を必要に応じてブレード63によってかきとり、溶液Sの供給量の均等化を図る。その後、KrIエキシマランプLの間に送られた被処理物Xは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで殺菌処理される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの殺菌が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. The processing object X is sterilized.
巻き取り機構による被処理物Xの巻き取り速度は、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を移動する間に微生物の酸化が行われ、所望する殺菌度合いとなるように調整される。巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りが終了することで殺菌が終了し、殺菌された被処理物Xが得られる。 The winding speed of the workpiece X by the winding mechanism is adjusted so that the microorganism is oxidized while the workpiece X moves between the KrI excimer lamps L, and a desired degree of sterilization is obtained. When the winding of the workpiece X by the winding mechanism is finished, the sterilization is finished, and the sterilized workpiece X is obtained.
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。
乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
When drying is performed, this may be performed while winding.
かかる殺菌により、被処理物Xの表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Xが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で殺菌が行われる。 By such sterilization, a high degree of sterilization that reliably kills microorganisms such as fungi adhering to the surface of the workpiece X at room temperature without using a bactericide is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization. In addition, when the to-be-processed object X is a cloth and is a woven fabric, sterilization is performed within a range irradiated with ultraviolet rays.
被処理物Xを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Xを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Xはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Xとしてこれを殺菌することができる。この構成によれば、複数の被処理物Xを運搬部材によって運搬しながら連続して殺菌することができる。被処理物Xの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ殺菌するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、KrIエキシマランプLの配置位置、数などを適宜選択できる。 The moving means for moving the object to be processed X may be a configuration provided with a transport member such as a belt for moving the object to be processed X in a mode in which the object to be processed X is placed or fixed, instead of the winding mechanism described above. If it is such a structure, the to-be-processed object X will not be restricted to a sheet-like thing, but a comparatively big thing can be sterilized as the to-be-processed object X. According to this configuration, a plurality of workpieces X can be continuously sterilized while being transported by the transport member. In order to sterilize the entire workpiece X while being transported by such a transport member, the position and shape of the transport member, the use of a material that transmits ultraviolet rays, the position and number of KrI excimer lamps L can be selected as appropriate. .
このような殺菌装置60では、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して殺菌するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器61の大きさが、被処理物Xによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器61内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについて殺菌を行うことができる。
しかし、被処理物Xが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には殺菌が困難、または不能なことがある。In such a
Moreover, the to-be-processed object X which can be conveyed easily and can be immersed in the solution S inside the
However, when the workpiece X is not easily transportable, such as a desk, floor, or wall, sterilization may be difficult or impossible.
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。 Next, a substance sterilization apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における殺菌方法は、図16に示した親水化装置70を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図16に示す親水化装置70を殺菌装置70と読み替えることとし、図16を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization method in this example can be implemented by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、食品工場の床面とすることができる。 Here, the substance to be sterilized can be, for example, the floor of a food factory.
食品工場の床面は、作業者が歩行する場であることから、汚れやすい場所のひとつであるが、食品を取り扱う場所でもあることから衛生的に保つ必要がある。 The floor of the food factory is one of the places where workers are likely to get dirty because it is a place where workers walk, but it needs to be kept hygienic because it is also a place where food is handled.
しかしながら、一般に食品工場の床面は、家庭の床等に比して広大であり、また、万が一食品に混入した場合でも安全を確保するために、人体に影響のある薬剤等は使用を控えたいものである。 However, in general, the floor of food factories is larger than the floors of households, and in order to ensure safety even if it is mixed with food, it is desirable to refrain from using drugs that affect the human body. Is.
図16に示す殺菌装置70にあっては、被処理物の殺菌を行うべき部位に、ゴム76の弾性を利用して容器71を密着させ、被処理物と容器本体74とガラス75とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Sで満たす。この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物の殺菌を行うべき部位上に位置する溶液Sに照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物を強力に酸化して、被処理物の殺菌が行われる。
殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Sを交換してもよい。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes the microorganisms attached to the object to be treated. Items are sterilized.
Since nitrous oxide is consumed during the sterilization process, the solution S in the sealed space may be replaced by appropriately driving the suction pump.
密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が殺菌を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つように構成することができる。 Concentration detection means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space, and the suction pump is driven when the nitrous oxide concentration detected by the concentration detection means falls below a predetermined concentration suitable for sterilization And a control means that performs the feedback control to keep the concentration of the nitrous oxide of the solution S in the sealed space within a range suitable for sterilization.
被処理物Xに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物が得られる。殺菌後、給液管72を溶液貯蔵部または容器71から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器71への溶液Sの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器71内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出し、容器71を被処理物から離脱させる。
When the number of microorganisms adhering to the object to be processed X reaches a desired state, the sterilization is finished and a sterilized object to be processed is obtained. After the sterilization, the
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
かかる殺菌により、例えば、食品工場の床面の他にも、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such sterilization, for example, in addition to the floor surface of a food factory, microorganisms such as fungi that have adhered to the surface of an object to be treated that are difficult to transport, such as the upper surface of a desk, floor, wall, etc. Advanced sterilization that reliably kills at room temperature is performed without the need for a bactericidal agent. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S discharged to the waste liquid storage unit.
容器71と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Sの漏れが問題とならない場合には、殺菌装置70の、特に容器71を、移動させつつ殺菌を行っても良い。容器71を移動させる前に溶液Sを排出するための時間が不要となり、連続して殺菌を行うことができるため、効率よく殺菌を行うことができる。
When the close contact state between the
容器71と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図13、図14に示した例でも、容器41、51内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。When the
In the examples shown in FIGS. 13 and 14, since the inside of the
殺菌装置70のように、殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Sを交換可能に構成することは、高い殺菌性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。上述の、図10、13ないし図15に示した構成例においても、殺菌の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
In view of the fact that nitrous oxide is consumed during the sterilization process as in the
例えば、以下に、殺菌の過程で溶液Sを交換可能に構成した殺菌装置について説明する。本例における殺菌方法は、図17に示した親水化装置80を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図17に示す親水化装置80を殺菌装置80と読み替えることとし、図17を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。また、この殺菌装置80は、図10における殺菌装置30に対応するものである。
For example, a sterilization apparatus configured so that the solution S can be replaced during the sterilization process will be described below. Since the sterilization method in this example can be carried out by using the
図17に示す殺菌装置80にあっては、被処理物Xを保持部材82によって保持して容器31内に配置した後、給液バルブ87を開いて、タンク86内の溶液Sを、被処理物Xの殺菌を行うべき部分、ここでは図17に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器81内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the sterilizing
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した微生物を強力に酸化して、被処理物Xの殺菌が行われる。
殺菌の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を開閉して密閉空間内の溶液Sを交換し、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の量及び濃度を殺菌に適した範囲に保つ。容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように開閉を調整される。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes the microorganisms attached to the object X to be treated. The processing object X is sterilized.
Since nitrous oxide is consumed during the sterilization process, the
容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が殺菌を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ87、廃液バルブ88を駆動する制御手段とを溶液制御手段83に設け、フィードバック制御を行って容器81内の亜酸化窒素の量及び濃度を殺菌に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を殺菌に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。
A concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the
被処理物Xに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物Xが得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。
容器81の溶液Sは、適宜、廃液バルブ88を開いて廃液貯蔵部に排出する。When the number of microorganisms adhering to the workpiece X reaches a desired state, the sterilization is finished, and the sterilized workpiece X is obtained.
After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
The solution S in the
かかる殺菌により、被処理物Xの表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段83は、図13ないし図15に示して説明した殺菌装置40、50、60に同様に適用することができる。By such sterilization, a high degree of sterilization that reliably kills microorganisms such as fungi adhering to the surface of the workpiece X at room temperature without using a bactericide is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization. Even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, sufficient sterilization performance can be ensured.
Such a solution control means 83 can be similarly applied to the
図16に示した殺菌装置70は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる殺菌装置70は、比較的大きな部分を殺菌することに適している。これに対し、例えば不特定多数の人が触れるエレベーターやインターホンのボタンなど、比較的小さな部分をスポット的に殺菌することが要求される場合もある。
The
次に、かかる事情に鑑みた物質の殺菌装置について説明する。 Next, a substance sterilization apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における殺菌方法は、図18に示した親水化装置90を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図18に示す親水化装置90を殺菌装置90と読み替えることとし、図18を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization method in this example can be implemented by using the
図18に示す殺菌装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に射出して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物を強力に酸化して、被処理物の殺菌が行われる。
殺菌の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの射出量が調整される。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes the microorganisms attached to the object to be treated. Items are sterilized.
The injection amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the sterilization process.
殺菌対象部位に付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物が得られる。
殺菌後は、殺菌された微生物が、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物を洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。When the number of microorganisms adhering to the site to be sterilized reaches a desired state, sterilization is completed, and a sterilized object to be processed is obtained.
After sterilization, the sterilized microorganism may remain attached to the object to be processed X. For example, in order to wash the sterilized microorganism, sterilized water or the like is processed. It may be brought into contact with X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
かかる殺菌により、押しボタンの殺菌など、比較的小さな部分をスポット的に殺菌することが要求される場合において、そのような被処理物の表面上に付着していた、微生物、例えば菌類などを、殺菌剤を要することなく、常温下で確実に殺滅する高度な殺菌が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、殺菌後の溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 In such a sterilization, in the case where it is required to sterilize a relatively small portion such as a sterilization of a push button, microorganisms such as fungi attached to the surface of such an object to be processed are Advanced sterilization that reliably kills at room temperature is performed without the need for a bactericidal agent. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after sterilization.
殺菌装置90では、必要な部分だけに溶液Sを付着させて殺菌を行うため効率よく殺菌が行われる。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら殺菌を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。
また溶液Sの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。In the
Further, since the ultraviolet light is irradiated only in the emission direction of the solution S, it is possible to irradiate only the necessary part with the ultraviolet light, and the influence by irradiating the other part with the ultraviolet light is avoided.
ここで、紫外光の照射時における溶液Sの被処理物Xへの接触の態様について述べると、上述した殺菌装置30、40、50、60、80は、被処理物Xを溶液S中に浸漬させるというものであり、上述した殺菌装置70、90は、被処理物の殺菌すべき部位を溶液Sで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、殺菌装置90では、溶液Sを射出することで被処理物Xの殺菌すべき部位を溶液Sで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、殺菌装置90のように溶液Sを連続的に被殺菌物に付着させるものに限らず、溶液Sを霧状に射出して被殺菌物に付着させるものも挙げられる。
Here, the mode of contact of the solution S with the workpiece X during irradiation with ultraviolet light will be described. The
次に、かかる物質の殺菌装置について説明する。 Next, a sterilizing apparatus for such a substance will be described.
本例における殺菌方法は、図19に示した親水化装置100を物質の殺菌装置として使用することによって実施することができるため、図19に示す親水化装置100を殺菌装置100と読み替えることとし、図19を用いて被処理物Xを殺菌する方法について説明する。
Since the sterilization method in this example can be implemented by using the
ここで殺菌の対象とする物質は、たとえば、食器用の皿とすることができる。
この皿は、多くの場合、食品を載置することとなるので、衛生上殺菌することが好ましい。
また、殺菌と同時に洗浄を行うことができれば、微生物的な清浄さに加えて、見た目としても清浄な状態とすることができる。Here, the substance to be sterilized can be a dish dish, for example.
In many cases, food is placed on the dish, and therefore it is preferable to sterilize for hygiene purposes.
Further, if washing can be performed simultaneously with sterilization, in addition to microbial cleanliness, a clean state can be achieved.
図19に示す殺菌装置100にあっては、被処理物Xをテーブル101上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル108を溶液Sの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル101を回転させながら溶液Sをノズル108から噴霧して被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、ノズル108からの溶液Sの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した微生物や汚れを強力に酸化して、被処理物Xの殺菌及び洗浄が行われる。
しかも、被処理物Xは回転しているので、遠心力により、半径方向外方に向けて溶液Sの水流が発生し、殺菌した微生物や分解した汚れを洗い流す効果も得ることができる。
被処理物Xに付着している微生物数が所望の状態となると殺菌が終了し、殺菌された被処理物Xが得られる。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes microorganisms and dirt attached to the object to be treated. The processing object X is sterilized and cleaned.
And since the to-be-processed object X is rotating, the water flow of the solution S generate | occur | produces toward radial direction outward with a centrifugal force, and the effect which wash | cleans the disinfected microorganism and the decomposed dirt can also be acquired.
When the number of microorganisms adhering to the workpiece X reaches a desired state, the sterilization is finished, and the sterilized workpiece X is obtained.
殺菌後は、殺菌された微生物や分解された汚れが、被処理物Xに付着したままの状態となっている場合があるので、この殺菌された微生物や分解された汚れを洗浄するために、例えば殺菌済みの水等を被処理物Xに接触させて洗い流しても良い。
また、被処理物Xに付着している溶液Sを除去するために、溶液Sを乾燥したり、滅菌エアを吹き付けても良い。After sterilization, sterilized microorganisms and decomposed dirt may remain attached to the workpiece X, so in order to wash the sterilized microorganisms and decomposed dirt, For example, sterilized water or the like may be brought into contact with the workpiece X and washed away.
Moreover, in order to remove the solution S adhering to the workpiece X, the solution S may be dried or sterilized air may be blown.
容器104に溜まった溶液Sは、適時、廃液バルブ106を開くことで、廃液管105を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル108は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Sの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。The solution S collected in the
The
溶液Sを被処理物Xに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、殺菌装置100において、溶液噴霧手段103に代えて、溶液Sをテーブル101上に保持された被処理物Xに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Xを保持させた状態でテーブル101を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Sを落下させることで、溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、溶液流下手段からの溶液Sの流量、流下時間を調整することで調整できる。
As an aspect in which the solution S is attached to the workpiece X, there can be mentioned another method by so-called spin coating. In this case, for example, in the
噴霧、スピンコートによって溶液Sの塗布を行うこととすれば、溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら殺菌を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Sが被処理物Xに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Sを被処理物Xに対して実質的に交換しながら殺菌を行うので、散逸によって溶液S中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な殺菌性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。 If the application of the solution S is performed by spraying or spin coating, the consumption of the solution S can be reduced, and sterilization is performed while the solution S is substantially exchanged. Therefore, the concentration of nitrous oxide in the solution S Even if it is made low, it is possible to ensure sufficient sterilization performance. However, when spraying, if the droplets are too small, nitrous oxide is dissipated into the atmosphere before the solution S reaches the workpiece X, but the solution S is substantially free from the workpiece X. Since sterilization is performed while exchanging, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is somewhat lowered due to dissipation, sufficient sterilization performance can be ensured. However, the size of the droplet is adjusted as appropriate so that the amount of dissipation does not become too large.
以下に、本発明の第3実施例である物質の洗浄について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, the cleaning of the substance according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本例における洗浄方法は、図10に示した親水化装置30を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図10に示す親水化装置30を洗浄装置30と読み替えることとし、図10を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be implemented by using the
本例における被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えば平たい皿であるが、シリコンウエハー等の基板であってもよい。 The workpiece X in this example is a flat dish having a relatively simple shape such as a flat plate shape, but may be a substrate such as a silicon wafer.
被処理物Xの表面には図示しない有機物が付着している(以下説明する各構成例においても同様)。有機物としては、酸化反応により分解される油、たんぱく質が挙げられる。有機物は、被処理物Xの表面上に付着した、厚さ数nm〜数100μm程度の薄膜状の汚れを想定している。これは、このような汚れを洗浄することは、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは困難であるためである。ただし、かかる厚さよりも厚い有機物の汚れを洗浄することももちろん可能である。被処理物Xが基板である場合、回路製造プロセス等において付着するパーティクル等に有機物が含まれる場合には、パーティクル等も酸化反応により分解する対象となる。 An organic substance (not shown) adheres to the surface of the workpiece X (the same applies to each configuration example described below). Examples of organic substances include oils and proteins that are decomposed by an oxidation reaction. The organic substance is assumed to be a thin film-like soil having a thickness of several nanometers to several hundred micrometers attached on the surface of the workpiece X. This is because it is difficult to wash such dirt simply by washing with water or wiping with a cloth. However, it is of course possible to clean organic matter that is thicker than this thickness. When the object to be processed X is a substrate, when organic substances are included in particles or the like adhering in a circuit manufacturing process or the like, the particles and the like are also targets to be decomposed by an oxidation reaction.
図10に示す洗浄装置30にあっては、被処理物Xを突起31a上に載置して容器31内に配置した後、溶液Sを、被処理物Xの洗浄を行うべき部分、ここでは図10に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器31内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xたる皿、基板から除去される。これにより、例えば、皿に関しては新品同様の状態となり、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Xから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. Then, the workpiece X is cleaned. That is, the organic substance is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the dish or substrate as the object X to be processed. Thereby, for example, the plate is in the same state as a new one, and the substrate is subjected to the next process in a clean state, and a clean product is obtained. Such removal includes not only the case where the organic matter is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the case where the organic matter is separated from the workpiece X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including. When all the organic substances are removed from the object to be processed X, the cleaning is finished, and the cleaned object X is obtained.
洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。 After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris.
かかる洗浄により、被処理物Xの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、パーティクルが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such cleaning, dirt that has adhered to the surface of the workpiece X, which is difficult to clean simply by wiping with water or wiping with a cloth, such as oil film and particles, is completely decomposed, Cleaning is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いが、図10に示したように被処理物Xが板状であってその上面のみを洗浄したい場合など、洗浄したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の洗浄を行うことができる。 The ultraviolet light emitted from the KrI excimer lamp L is highly straight, but the part to be cleaned has a relatively simple shape, such as when the workpiece X is plate-shaped and only the upper surface is to be cleaned as shown in FIG. In this case, it is easy to irradiate ultraviolet light, and desired cleaning can be performed.
しかしながら、被処理物Xの形状が複雑な場合など、洗浄したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、洗浄を十分に行うことができないことがある。図10に示した例のように、被処理物Xが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を洗浄することは困難である。 However, when the portion to be cleaned is relatively complicated, such as when the shape of the workpiece X is complicated, the ultraviolet light is used except for special cases such as when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light. Because of its high straightness, it may be difficult to irradiate the desired part with light, and cleaning may not be performed sufficiently. Even in the case where the workpiece X has a simple shape such as a plate shape as in the example shown in FIG. 10, it is difficult to clean the whole object.
図10に示した例でも、被処理物XがKrIエキシマランプLによる紫外光を透過する物質である場合、たとえば光学機器やメガネレンズ等のレンズである場合や、容器31の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物X全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Xの全体を洗浄することも可能である。
Also in the example shown in FIG. 10, when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light from the KrI excimer lamp L, for example, it is a lens such as an optical device or a spectacle lens, or the bottom of the
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Xの表面全体を、被処理物Xの態位を変えずに図10に示した構成で洗浄することは困難である。このことは例えば、被処理物Xが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。 However, in general, it is difficult to clean the entire surface of the workpiece X having a three-dimensional shape with the configuration shown in FIG. 10 without changing the state of the workpiece X. This is remarkable, for example, when the workpiece X is a substance having irregularities on the surface.
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。 Next, a cleaning apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における洗浄方法は、図13に示した親水化装置40を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図13に示す親水化装置40を洗浄装置40と読み替えることとし、図13を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be carried out by using the
また、本例における被処理物Xは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなす、例えば電気製品の筐体であるが、これに限るものではない。 Moreover, although the to-be-processed object X in this example is a housing | casing of an electrical product which makes comparatively complicated shape with an unevenness | corrugation on the surface, for example, it is not restricted to this.
図13に示す洗浄装置40にあっては、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れた後に、溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬する。溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たした後に、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れてもよい。被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口42を蓋44で塞ぐ。
In the
KrIエキシマランプLを発光させると、側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体43及び蓋44の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの表面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and the bottom irradiate ultraviolet light from the side and below, and ultraviolet light is provided on the inner surfaces of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Xから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. Then, the workpiece X is cleaned. That is, the organic matter is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the workpiece X. In this removal, not only when the organic substance is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the organic substance is separated from the object to be treated X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including. When all the organic substances are removed from the object to be processed X, the cleaning is finished, and the cleaned object X is obtained.
洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。 After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris.
かかる洗浄により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の、被処理物Xの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。被処理物Xが電気製品の筐体である場合には、洗浄後、内部に部品を組み立てる等の組立工程に供される。 Due to such cleaning, the surface of the workpiece X having a relatively complicated shape with irregularities on the surface, which is attached to the surface of the workpiece X, is difficult to clean by simply washing with water or wiping with a cloth, For example, the oil film is completely decomposed and advanced cleaning is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing. When the workpiece X is a casing of an electrical product, it is subjected to an assembly process such as assembling parts inside after cleaning.
なお、本体43内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体43内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
When it is necessary to hold the workpiece X in the
洗浄装置40によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの表面の洗浄を行うことができるが、被処理物Xが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしこの部分の洗浄を行なう必要がある場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図11に示した構成で洗浄することは困難である。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。 Next, a cleaning apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における洗浄方法は、図14に示した親水化装置50を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図14に示す親水化装置50を洗浄装置50と読み替えることとし、図14を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be implemented by using the
本例における被処理物Xは、ビンである。ビンとしては、リサイクルに供される牛乳瓶等が挙げられる。 The workpiece X in this example is a bin. Examples of the bottle include a milk bottle to be recycled.
図14に示す洗浄装置50にあっては、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入する。溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たした後に、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入してもよい。被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入し、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たして被処理物Xを浸漬してもよい。
In the
被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口52を蓋54で塞ぐ。
被処理物Xに挿入するKrIエキシマランプLを蓋54に一体化し、開口52を蓋54で閉じればKrIエキシマランプLが被処理物Xに挿入されるように構成しても良い。The
If the KrI excimer lamp L to be inserted into the workpiece X is integrated with the
KrIエキシマランプLを発光させると、本体53の側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Xの内部に配設されたKrIエキシマランプLが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体53及び蓋54の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの外面上及び内面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and bottom of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。有機物がすべて被処理物Xから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. Then, the workpiece X is cleaned. That is, the organic matter is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the workpiece X. In this removal, not only when the organic substance is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the organic substance is separated from the object to be treated X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including. When all the organic substances are removed from the object to be processed X, the cleaning is finished, and the cleaned object X is obtained.
洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。 After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris.
かかる洗浄により、内部に空間がある形状の、被処理物Xの内外の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。例えば、被処理物Xがリサイクルに供される牛乳瓶である場合には、使用後に内部に残留していた牛乳が除去され、極めて清浄な状態となり、サイドリサイクルに供するに適した状態となる。 Due to such cleaning, dirt that is attached to the inner and outer surfaces of the object to be processed X having a space inside, and that is difficult to clean by simply wiping with water or wiping with a cloth, such as an oil film, for example Is completely decomposed and highly cleaned. For example, in the case where the object to be processed X is a milk bottle to be recycled, the milk remaining inside after use is removed, and it becomes an extremely clean state, which is suitable for side recycling.
内部の空間が細く、拭いたりできない形状でもKrIエキシマランプLを挿入して紫外線照射を行うことができれば高度な洗浄を行うことができる。
また例えば、KrIエキシマランプLを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を高度に洗浄することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。Even if the internal space is thin and cannot be wiped, advanced cleaning can be performed if the KrI excimer lamp L can be inserted and irradiated with ultraviolet rays.
Further, for example, even a hollow object such as a hole pipette into which the KrI excimer lamp L cannot be inserted can highly clean the inside if the ultraviolet light is transmitted.
Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing.
なお、本体53内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体53内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
In addition, when it is necessary to hold the workpiece X in the
洗浄装置40、50によれば、容器41、51内部に収納できるとともに容器41、51内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについては洗浄を行うことができる。しかし、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して洗浄するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを洗浄するには、容器41、51を極めて大きくする必要があり、洗浄装置40、50の大型化を招く。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。 Next, a cleaning apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における洗浄方法は、図15に示した親水化装置60を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図15に示す親水化装置60を洗浄装置60と読み替えることとし、図15を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be carried out by using the
また、本例における被処理物Xは、プラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、例えば、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。 In addition, the processing object X in this example may be any material such as a plastic sheet, a cloth, etc., as long as it is in the form of a sheet and can be wound by a winding mechanism, for example, a sheet used in a hospital or the like. , Pillows and bed covers.
図15に示す洗浄装置60にあっては、被処理物Xをローラ62に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Sを、KrIエキシマランプLの間に位置する被処理物Xを浸漬する程度に、容器61内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Xに送りをかける。そして、溶液Sに浸漬された後、巻き取られた被処理物Xに供給された溶液Sの一部を必要に応じてブレード63によってかきとり、溶液Sの供給量の均等化を図る。その後、KrIエキシマランプLの間に送られた被処理物Xは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで洗浄処理される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xから除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. Then, the workpiece X is cleaned. That is, the organic matter is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the workpiece X. In this removal, not only when the organic substance is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the organic substance is separated from the object to be treated X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including.
巻き取り機構による被処理物Xの巻き取り速度は、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を移動する間に有機物の分解が行われ洗浄が十分に行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りが終了することで被処理物Xから除去されて洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。たとえば、被処理物Xが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等の汚れが除去され、清潔な状態となる。 The winding speed of the workpiece X by the winding mechanism is adjusted so that the organic matter is decomposed and the cleaning is sufficiently performed while the workpiece X moves between the KrI excimer lamps L. When the winding of the workpiece X by the winding mechanism is completed, the workpiece X is removed from the workpiece X and the cleaning is completed, and the cleaned workpiece X is obtained. For example, when the object to be processed X is a sheet or the like used in a hospital or the like, body fluid such as blood and dirt such as sweat are removed, and a clean state is obtained.
洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。 After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris. When drying is performed, this may be performed while winding.
かかる洗浄により、被処理物Xの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Xが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で洗浄が行われる。 By such cleaning, dirt that has adhered to the surface of the workpiece X, which is difficult to clean by simply wiping with water or wiping with a cloth, such as an oil film, is completely decomposed, and advanced cleaning is performed. Done. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing. In addition, when the to-be-processed object X is a cloth and is a textile, washing | cleaning is performed in the range irradiated with an ultraviolet-ray.
被処理物Xを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Xを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Xはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Xとしてこれを洗浄することができる。この構成によれば、複数の被処理物Xを運搬部材によって運搬しながら連続して洗浄することができる。被処理物Xの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ洗浄するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、KrIエキシマランプLの配置位置、数などを適宜選択できる。 The moving means for moving the object to be processed X may be a configuration provided with a transport member such as a belt for moving the object to be processed X in a mode in which the object to be processed X is placed or fixed, instead of the winding mechanism described above. With such a configuration, the workpiece X is not limited to a sheet shape, and a relatively large object can be cleaned as the workpiece X. According to this configuration, a plurality of objects to be processed X can be continuously washed while being conveyed by the conveying member. In order to clean the entire workpiece X while being transported by such a transporting member, the position and shape of the transporting member, the use of a material that transmits ultraviolet rays, the position and number of KrI excimer lamps L can be selected as appropriate. .
このような洗浄装置60では、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して洗浄するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器61の大きさが、被処理物Xによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器61内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについて洗浄を行うことができる。
しかし、被処理物Xが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には洗浄が困難、または不能なことがある。In such a
In addition, the workpiece X that can be easily transported and immersed in the solution S inside the
However, when the workpiece X is not easily transportable, such as a desk, floor, or wall, cleaning may be difficult or impossible.
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。 Next, a cleaning apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における洗浄方法は、図16に示した親水化装置70を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図16に示す親水化装置70を洗浄装置70と読み替えることとし、図16を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be implemented by using the
図16に示す洗浄装置70にあっては、被処理物の洗浄を行うべき部位に、ゴム76の弾性を利用して容器71を密着させ、被処理物と容器本体74とガラス75とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Sで満たす。この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物の洗浄を行うべき部位上に位置する溶液Sに照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物の洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物から除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物からはがれる等して分離されることも含む。
洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Sを交換してもよい。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the object to be processed, The workpiece is cleaned. That is, the organic substance is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the object to be processed. This removal includes not only the case where the organic substance is completely decomposed into water, carbon dioxide and the like, but also the separation of the organic substance from the object to be processed in the process of being decomposed into water, carbon dioxide and the like. .
Since nitrous oxide is consumed in the cleaning process, the solution S in the sealed space may be replaced by appropriately driving the suction pump.
密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が洗浄を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つように構成することができる。 Concentration detection means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space, and the suction pump is driven when the nitrous oxide concentration detected by the concentration detection means falls below a predetermined concentration suitable for cleaning And a control unit that performs the feedback control to keep the nitrous oxide concentration of the solution S in the sealed space within a range suitable for cleaning.
有機物がすべて被処理物から除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物が得られる。洗浄後、給液管72を溶液貯蔵部または容器71から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器71への溶液Sの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器71内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出し、容器71を被処理物から離脱させる。
When all the organic substances are removed from the object to be processed, the cleaning is finished, and the cleaned object to be processed is obtained. After the cleaning, the
分解される過程において被処理物からはがれた有機物の分解カスが被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物から完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。 Necessary for completely removing the debris from the object to be treated when there is a possibility that the organic substance debris from the object to be treated is reattached to the object to be treated in the process of decomposition. Depending on the condition, the object to be treated is washed with the solution S or water. Moreover, the solution S adhering to a to-be-processed object is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris.
かかる洗浄により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、手垢、カビなどが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such cleaning, it is difficult to clean by simply rinsing with water or wiping with cloth, which has adhered to the surface of the object to be processed, such as the top surface of the desk, floor, or wall, which is difficult to transport. Dirt, such as oil film, dirt, mold, etc., is completely decomposed and advanced cleaning is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S discharged to the waste liquid storage unit.
容器71と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Sの漏れが問題とならない場合には、洗浄装置70の、特に容器71を、移動させつつ洗浄を行っても良い。容器71を移動させる前に溶液Sを排出するための時間が不要となり、連続して洗浄を行うことができるため、効率よく洗浄を行うことができる。
When the tight contact state between the
容器71と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図13、図14に示した例でも、容器41、51内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。When the
In the examples shown in FIGS. 13 and 14, since the inside of the
洗浄装置70のように、洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Sを交換可能に構成することは、高い洗浄性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。上述の、図10、13ないし図15に示した構成例においても、洗浄の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
In view of the fact that nitrous oxide is consumed in the course of cleaning as in the
たとえば、以下に、洗浄の過程で溶液Sを交換可能に構成した洗浄装置について説明する。 For example, a cleaning apparatus configured so that the solution S can be replaced in the cleaning process will be described below.
本例における洗浄方法は、図17に示した親水化装置80を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図17に示す親水化装置80を洗浄装置80と読み替えることとし、図17を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。また、この洗浄装置80は、洗浄装置30に対応するものである。
The cleaning method in this example can be carried out by using the
図17に示す洗浄装置80にあっては、被処理物Xを保持部材82によって保持して容器31内に配置した後、給液バルブ87を開いて、タンク86内の溶液Sを、被処理物Xの洗浄を行うべき部分、ここでは図17に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器81内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xから除去される。これにより、例えば、皿に関しては新品同様の状態となり、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the workpiece X. Then, the workpiece X is cleaned. That is, the organic matter is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the workpiece X. Thereby, for example, the plate is in the same state as a new one, and the substrate is subjected to the next process in a clean state, and a clean product is obtained. Such removal includes not only the case where the organic matter is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the case where the organic matter is separated from the workpiece X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including.
洗浄の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を開閉して密閉空間内の溶液Sを交換し、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の量及び濃度を洗浄に適した範囲に保つ。容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように開閉を調整される。
Since nitrous oxide is consumed during the cleaning process, the
容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が洗浄を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ87、廃液バルブ88を駆動する制御手段とを溶液制御手段83に設け、フィードバック制御を行って容器81内の亜酸化窒素の量及び濃度を洗浄に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を洗浄に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。
A concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the
有機物がすべて被処理物Xから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。容器81の溶液Sは、適宜、廃液バルブ88を開いて廃液貯蔵部に排出する。
When all the organic substances are removed from the object to be processed X, the cleaning is finished, and the cleaned object X is obtained. After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris. The solution S in the
かかる洗浄により、被処理物Xの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段83は、図13ないし図15に示して説明した洗浄装置40、50、60に同様に適用することができる。By such cleaning, dirt that has adhered to the surface of the workpiece X, which is difficult to clean by simply wiping with water or wiping with a cloth, such as an oil film, is completely decomposed, and advanced cleaning is performed. Done. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing. Even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, sufficient cleaning performance can be ensured.
Such a solution control means 83 can be similarly applied to the
図16に示した洗浄装置70は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる洗浄装置70は、比較的大きな部分を洗浄することに適している。これに対し、例えば歯牙洗浄など、比較的小さな部分をスポット的に洗浄することが要求される場合もある。
The
次に、かかる事情に鑑みた洗浄装置について説明する。 Next, a cleaning apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における洗浄方法は、図18に示した親水化装置90を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図18に示す親水化装置90を洗浄装置90と読み替えることとし、図18を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
The cleaning method in this example can be carried out by using the
図18に示す洗浄装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に射出して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物の洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物から除去される。この除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物からはがれる等して分離されることも含む。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the object to be processed, The workpiece is cleaned. That is, the organic substance is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the object to be processed. This removal includes not only the case where the organic substance is completely decomposed into water, carbon dioxide and the like, but also the separation of the organic substance from the object to be processed in the process of being decomposed into water, carbon dioxide and the like. .
洗浄の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの射出量が調整される。
歯牙に付着している着色成分などの有機物がすべて除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物が得られる。分解される過程において被処理物からはがれた有機物の分解カスが被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物から完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Sや水等で洗浄等する。この場合、かかる洗浄を、洗浄装置90を用いて溶液Sを射出して行えば、有機物の再付着の様子を見ながらその部位のみにスポット射出することで洗浄を行うことができ、極めて容易に洗浄が行われる。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。The injection amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the cleaning process.
When all organic substances such as coloring components adhering to the teeth are removed, the cleaning is completed, and a cleaned object to be processed is obtained. Necessary for completely removing the debris from the object to be treated when there is a possibility that the organic substance debris from the object to be treated is reattached to the object to be treated in the process of decomposition. Depending on the condition, the object to be treated is washed with the solution S or water. In this case, if such cleaning is performed by injecting the solution S using the
かかる洗浄により、歯牙洗浄など、比較的小さな部分をスポット的に洗浄することが要求される場合において、そのような被処理物の表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば着色成分が完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後の溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 When such a cleaning requires spot cleaning of a relatively small portion such as a tooth cleaning, the surface adhered to the surface of the object to be treated is simply washed with water or wiped with a cloth. Stain is difficult to clean, for example, coloring components are completely decomposed, and advanced cleaning is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing.
洗浄装置90では、必要な部分だけに溶液Sを付着させて洗浄を行うため効率よく洗浄が行われる。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら洗浄を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。
また溶液Sの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。In the
Further, since the ultraviolet light is irradiated only in the emission direction of the solution S, it is possible to irradiate only the necessary part with the ultraviolet light, and the influence by irradiating the other part with the ultraviolet light is avoided.
ここで、紫外光の照射時における溶液Sの被処理物Xへの接触の態様について述べると、上述した洗浄装置30、40、50、60、80は、被処理物Xを溶液S中に浸漬させるというものであり、上述した洗浄装置70、90は、被処理物の洗浄すべき部位を溶液Sで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、洗浄装置90では、溶液Sを射出することで被処理物Xの洗浄すべき部位を溶液Sで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、洗浄装置90のように溶液Sを連続的に被洗浄物に付着させるものに限らず、溶液Sを霧状に射出して被洗浄物に付着させるものも挙げられる。
Here, the mode of contact of the solution S with the workpiece X during irradiation with ultraviolet light will be described. The
次に、かかる洗浄装置について説明する。 Next, such a cleaning apparatus will be described.
本例における洗浄方法は、図19に示した親水化装置100を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図19に示す親水化装置100を洗浄装置100と読み替えることとし、図19を用いて被処理物Xを洗浄する方法について説明する。
Since the cleaning method in this example can be implemented by using the
本例における被処理物Xは、シリコンウエハー等の基板を想定しているが、平たい皿であっても良い。回路製造プロセス等において被処理物Xに付着したパーティクル等に有機物が含まれる場合には、パーティクル等も酸化反応により分解する対象となる。 The workpiece X in this example assumes a substrate such as a silicon wafer, but may be a flat dish. In the case where an organic substance is contained in particles or the like adhering to the workpiece X in a circuit manufacturing process or the like, the particles or the like are also subject to decomposition by an oxidation reaction.
図19に示す洗浄装置100にあっては、被処理物Xをテーブル101上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル108を溶液Sの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル101を回転させながら溶液Sをノズル108から噴霧して被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、ノズル108からの溶液Sの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物に付着した有機物を強力に酸化して分解し、被処理物Xの洗浄が行われる。すなわち、有機物が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、被処理物Xから除去される。これにより、例えば、基板に関しては清浄な状態で次の工程に供され、また清浄な製品が得られ、皿に関しては新品同様の状態となる。かかる除去には、有機物が水、二酸化炭素等に完全に分解される場合のみならず、有機物が水、二酸化炭素等に分解される過程において被処理物Xからはがれる等して分離されることも含む。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and the atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes organic substances attached to the object to be processed, The workpiece X is cleaned. That is, the organic matter is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, etc., and removed from the workpiece X. Thereby, for example, the substrate is subjected to the next process in a clean state, and a clean product is obtained, and the plate is in the same state as a new product. Such removal includes not only the case where the organic matter is completely decomposed into water, carbon dioxide, etc., but also the case where the organic matter is separated from the workpiece X in the process of being decomposed into water, carbon dioxide, etc. Including.
洗浄の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの付着量が調整される。 The adhesion amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the cleaning process.
有機物がすべて被処理物Xから除去されると洗浄が終了し、洗浄された被処理物Xが得られる。洗浄後、分解される過程において被処理物Xからはがれた有機物の分解カスが被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる分解カスを被処理物Xから完全に除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、分解カスの除去にも有効である。溶液Sの除去は、テーブル101の回転によって行っても良い。 When all the organic substances are removed from the object to be processed X, the cleaning is finished, and the cleaned object X is obtained. After cleaning, if there is a possibility that organic waste debris peeled off from the workpiece X in the process of being decomposed may be reattached to the workpiece X, such decomposition waste is completely removed from the workpiece X. For example, the object to be treated X is washed with the solution S or water as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for removing the debris. The removal of the solution S may be performed by rotating the table 101.
かかる洗浄により、被処理物Xの表面上に付着していた、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは洗浄することが困難な汚れ、例えば油膜、パーティクルが完全に分解され、高度な洗浄が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、洗浄後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such cleaning, dirt that has adhered to the surface of the workpiece X, which is difficult to clean simply by wiping with water or wiping with a cloth, such as oil film and particles, is completely decomposed, Cleaning is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after washing.
容器104に溜まった溶液Sは、適時、廃液バルブ106を開くことで、廃液管105を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル108は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Sの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。The solution S collected in the
The
溶液Sを被処理物Xに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、洗浄装置100において、溶液噴霧手段103に代えて、溶液Sをテーブル101上に保持された被処理物Xに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Xを保持させた状態でテーブル101を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Sを落下させることで、溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、溶液流下手段からの溶液Sの流量、流下時間を調整することで調整できる。
As an aspect in which the solution S is attached to the workpiece X, there can be mentioned another method by so-called spin coating. In this case, for example, in the
噴霧、スピンコートによって溶液Sの塗布を行うこととすれば、溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら洗浄を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Sが被処理物Xに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Sを被処理物Xに対して実質的に交換しながら洗浄を行うので、散逸によって溶液S中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な洗浄性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。 If the application of the solution S is performed by spraying or spin coating, the consumption of the solution S can be reduced, and the cleaning is performed while the solution S is substantially exchanged. Therefore, the concentration of nitrous oxide in the solution S Even if it is lowered, it is possible to ensure sufficient cleaning performance. However, when spraying, if the droplets are too small, nitrous oxide is dissipated into the atmosphere before the solution S reaches the workpiece X, but the solution S is substantially free from the workpiece X. Since cleaning is performed while exchanging, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is somewhat lowered due to dissipation, sufficient cleaning performance can be ensured. However, the size of the droplet is adjusted as appropriate so that the amount of dissipation does not become too large.
以下に、本発明の第4実施例である物質の脱色について図面を参照しながら説明する。
本例における脱色方法は、図10に示した親水化装置30を物質の脱色装置として使用することによって実施することができるため、図10に示す親水化装置30を脱色装置30と読み替えることとし、図10を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。Hereinafter, decolorization of a substance according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Since the decolorization method in this example can be carried out by using the
符号Xは、脱色対象物である物質としての被処理物を示している。
本例における被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えばハンカチ、タオル、料理盛り付け用等の皿である。A symbol X indicates an object to be processed as a substance to be decolorized.
The workpiece X in the present example is a dish such as a handkerchief, a towel, or a dish serving, which has a relatively simple shape such as a flat plate shape.
被処理物Xは、染料、顔料等の図示しない有色体を有する。有色体は、被処理物X表面に付着した物、被処理物Xに染み込んだ物、被処理物Xの成分として含まれた物などどのような態様で被処理物Xと一体化した物であっても良い(以下説明する各構成例においても同様)が、溶液Sに接し紫外光が照射され、脱色される部分に存在するものである必要がある。有色体は、酸化により分解されるものであり、例えば、モーブやインディゴのような合成染料やカルサモン、シコニン、アリザリン、クロシン、タンニン、カロチン、アントシアンなどの天然染料などが挙げられる。被処理物Xたるハンカチ、タオル、皿のシミ、汚れであって酸化によって分解されるものも含む。 The workpiece X has a colored body (not shown) such as a dye or a pigment. The colored body is an object integrated with the object to be processed X in any manner, such as an object attached to the surface of the object to be processed X, an object soaked in the object to be processed X, an object included as a component of the object to be processed X Although it may be present (the same applies to each configuration example described below), it must be in contact with the solution S and irradiated with ultraviolet light to be decolorized. The colored body is decomposed by oxidation, and examples thereof include synthetic dyes such as mauve and indigo, and natural dyes such as calsamon, shikonin, alizarin, crocin, tannin, carotene, and anthocyan. Also included are handkerchiefs, towels, dish stains, and dirt that are decomposed by oxidation.
図10に示す脱色装置30にあっては、被処理物Xを突起31a上に載置して容器31内に配置した後、溶液Sを、被処理物Xの脱色を行うべき部分、ここでは図10に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器31内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xたるハンカチ、タオル、皿から除去される。これによって、例えばハンカチ、タオル、皿の漂白が行われ、新品同様の状態となる。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the workpiece X, Decolorization of the workpiece X is performed. That is, the colored body is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S, and removed from the handkerchief, towel, or dish as the workpiece X. As a result, for example, handkerchiefs, towels, and dishes are bleached, and the product is in the same state as a new product. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed. When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and the decolorized workpiece X is obtained.
脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。
亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated.
Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いが、図10に示したように被処理物Xが板状であってその上面のみを脱色したい場合など、脱色したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の脱色を行うことができる。 The ultraviolet light emitted by the KrI excimer lamp L is highly straight, but the part to be decolored has a relatively simple shape, for example, when the workpiece X is plate-shaped and only the upper surface is decolored as shown in FIG. In this case, it is easy to irradiate with ultraviolet light, and desired decolorization can be performed.
しかしながら、被処理物Xの形状が複雑な場合など、脱色したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、脱色を十分に行うことができないことがある。図10に示した例のように、被処理物Xが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体を脱色することは困難である。 However, when the part to be decolored is relatively complicated, such as when the shape of the workpiece X is complicated, the ultraviolet light is used except for a special case where the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light. Because of the high straightness, it may be difficult to irradiate a desired part with light, and decoloration may not be performed sufficiently. Even in the case where the workpiece X has a simple shape such as a plate shape as in the example shown in FIG. 10, it is difficult to decolor the whole.
図10に示した例でも、被処理物XがKrIエキシマランプLによる紫外光を透過する物質である場合や、容器31の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物X全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Xの全体を脱色することも可能である。
Also in the example shown in FIG. 10, when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light from the KrI excimer lamp L, or the bottom of the
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Xの表面全体を、被処理物Xの態位を変えずに図10に示した構成で脱色することは困難である。このことは例えば、被処理物Xが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。 However, in general, it is difficult to decolor the entire surface of the workpiece X having a three-dimensional shape with the configuration shown in FIG. 10 without changing the state of the workpiece X. This is remarkable, for example, when the workpiece X is a substance having irregularities on the surface.
次にかかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。 Next, a decoloring apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における脱色方法は、図13に示した親水化装置40を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図13に示す親水化装置40を洗浄装置40と読み替えることとし、図13を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
Since the decolorization method in this example can be implemented by using the
被処理物Xは、表面に凹凸のある比較的複雑な形状をなす、例えばぬいぐるみであるが、これに限るものではない。
有色体は、被処理物Xたるぬいぐるみのシミ、汚れであって酸化によって分解されるものである。The workpiece X is a stuffed toy having a relatively complicated shape with irregularities on the surface, for example, but is not limited thereto.
The colored body is a stain or stain of the stuffed toy X, which is decomposed by oxidation.
図13に示す脱色装置40にあっては、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れた後に、溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬する。溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たした後に、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れてもよい。被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口42を蓋44で塞ぐ。
In the
KrIエキシマランプLを発光させると、側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体43及び蓋44の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの表面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and the bottom irradiate ultraviolet light from the side and below, and ultraviolet light is provided on the inner surfaces of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xたるぬいぐるみから除去される。これによって、例えば汚れによってぬいぐるみに生じていた色が脱色され、これが思い出の品であって長く使いたい場合にそのような要望に応えることができる。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Xが得られる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the workpiece X, Decolorization of the workpiece X is performed. That is, the colored body is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S and removed from the stuffed toy X. As a result, for example, the color generated in the stuffed toy due to dirt is decolored, and this is a memorable item, and such a request can be met. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed. When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and the decolorized workpiece X is obtained.
脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。 After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated.
かかる脱色により、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such decolorization, a desired decolorization of the workpiece X having a relatively complicated shape with irregularities on the surface is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization.
なお、本体43内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体43内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
When it is necessary to hold the workpiece X in the
脱色装置40によれば、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xの表面の脱色を行うことができるが、被処理物Xが、筒、ビン、コップのように、内部に空間のある形状をなしている場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質である特別な場合を除き、かかる空間を構成した内面を図11に示した構成で脱色することは困難である。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。 Next, a decoloring apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における脱色方法は、図14に示した親水化装置50を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図14に示す親水化装置50を洗浄装置50と読み替えることとし、図14を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
The decolorization method in this example can be carried out by using the
被処理物Xは、ビン形状のものであるが、ズボンやジャケット等の衣服の、特に裾の部分であっても良い。被処理物Xは、内部に空間のある形状であってこの部分及び外側の表面を脱色する必要があるものであればどのようなものでも良い。
有色体は被処理物Xがズボン、ジャケット等の衣服である場合にはその裾のシミ、汚れであって酸化によって分解されるものである。The object to be processed X has a bottle shape, but may be a part of clothes such as trousers or a jacket, particularly a hem portion. The workpiece X may be any shape as long as it has a space inside and needs to decolor this part and the outer surface.
When the object to be processed X is a garment such as trousers or a jacket, the colored body is a stain or dirt on the hem and is decomposed by oxidation.
図14に示す脱色装置50にあっては、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入する。溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たした後に、被処理物Xを開口52から本体53内部に入れて全体を浸漬し、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入してもよい。被処理物Xを開口52から本体53内部に入れた後に、被処理物Xの内部にKrIエキシマランプLを挿入し、溶液Sを開口52から注いで本体53内を満たして被処理物Xを浸漬してもよい。
In the
被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口52を蓋54で塞ぐ。
被処理物Xに挿入するKrIエキシマランプLを蓋54に一体化し、開口52を蓋54で閉じればKrIエキシマランプLが被処理物Xに挿入されるように構成しても良い。The
If the KrI excimer lamp L to be inserted into the workpiece X is integrated with the
KrIエキシマランプLを発光させると、本体53の側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射し、また被処理物Xの内部に配設されたKrIエキシマランプLが内部から紫外光を照射するとともに、紫外光が本体53及び蓋54の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの外面上及び内面上に位置する溶液S全体に照射される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and bottom of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xたるたとえばズボン、ジャケット等の衣服のその裾の部分から除去される。これにより、かかる裾の部分の表裏の脱色が一度に行われる。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the workpiece X, Decolorization of the workpiece X is performed. That is, the colored body is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S, and removed from the hem portion of clothes such as trousers and jackets as the object to be processed X. Thereby, the decolorization of the front and back of the hem portion is performed at a time. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed.
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Xが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。 When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and the decolorized workpiece X is obtained. After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated.
かかる脱色により、内部に空間がありこの空間の開口がある形状の、被処理物Xの内外の表面の所望の脱色が行われる。
内部の空間が細い形状でもKrIエキシマランプLを挿入して紫外線照射を行うことができれば良好に脱色を行うことができる。
また例えば、KrIエキシマランプLを挿入できない、ホールピペットのような中空状の物でも紫外光が透過されれば内部を良好に脱色することができる。
亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。By such decolorization, desired decolorization of the inner and outer surfaces of the object to be processed X having a space inside and an opening in the space is performed.
Even if the internal space is narrow, if the KrI excimer lamp L can be inserted and ultraviolet irradiation can be performed, the decolorization can be performed satisfactorily.
In addition, for example, even a hollow object such as a hole pipette into which a KrI excimer lamp L cannot be inserted can satisfactorily decolorize the interior if ultraviolet light is transmitted.
Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization.
なお、本体53内における被処理物Xの保持が必要な場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を本体53内に配設することによって保持を行うことができる。かかる保持部材は被処理物Xの比重が溶液Sとの比重とほぼ等しく溶液S中に浮いた状態となる場合には省略することができる。そのため、溶液Sに比重を調整するための調整剤を溶解させることもできる。
In addition, when it is necessary to hold the workpiece X in the
脱色装置40、50によれば、容器41、51内部に収納できるとともに容器41、51内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについては脱色を行うことができる。しかし、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合に、これを脱色するには、容器41、51を極めて大きくする必要があり、脱色装置40、50の大型化を招く。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。 Next, a decoloring apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における脱色方法は、図15に示した親水化装置60を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図15に示す親水化装置60を洗浄装置60と読み替えることとし、図15を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
The decolorization method in this example can be carried out by using the
被処理物Xは、プラスチックフィルム等のプラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。 The object to be processed X may be any sheet as long as it can be wound by a winding mechanism, such as a plastic sheet such as a plastic film, a cloth, a sheet, a pillow, Examples include a bed cover.
図15に示す脱色装置60にあっては、被処理物Xをローラ62に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Sを、KrIエキシマランプLの間に位置する被処理物Xを浸漬する程度に、容器61内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Xに送りをかける。そして、溶液Sに浸漬された後、巻き取られた被処理物Xに供給された溶液Sの一部を必要に応じてブレード63によってかきとり、溶液Sの供給量の均等化を図る。その後、KrIエキシマランプLの間に送られた被処理物Xは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで脱色処理される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xから除去される。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the workpiece X, Decolorization of the workpiece X is performed. That is, the colored body is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide or the like, or eluted into the solution S and removed from the workpiece X. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed.
巻き取り機構による被処理物Xの巻き取り速度は、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を移動する間に有色体の分解が行われ所望の脱色が行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りが終了することで脱色が終了し、脱色された被処理物Xが得られる。たとえば、被処理物Xが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等のシミ、汚れが脱色により除去され、清潔な状態となる。 The winding speed of the workpiece X by the winding mechanism is adjusted so that the colored body is decomposed and desired decolorization is performed while the workpiece X moves between the KrI excimer lamps L. When the winding of the workpiece X by the winding mechanism is finished, the decoloring is finished, and the decolored workpiece X is obtained. For example, when the object to be processed X is a sheet or the like used in a hospital or the like, body fluid such as blood, stains such as sweat, and dirt are removed by decolorization, resulting in a clean state.
脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。乾燥を行う場合には、巻き取りながらこれを行っても良い。 After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated. When drying is performed, this may be performed while winding.
かかる脱色により、被処理物Xの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。なお被処理物Xが布地であって、織物である場合には、紫外線が照射される範囲で脱色が行われる。よって、そのような布地を完全に脱色するには、布地が薄いものであることが望ましい。 By such decolorization, desired decolorization of the workpiece X is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization. In addition, when the to-be-processed object X is a cloth and it is a textile fabric, decoloring is performed in the range irradiated with ultraviolet rays. Therefore, in order to completely decolorize such a fabric, it is desirable that the fabric is thin.
被処理物Xを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Xを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であっても良く、このような構成にすれば、被処理物Xはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Xとしてこれを脱色することができる。この構成によれば、複数の被処理物Xを運搬部材によって運搬しながら連続して脱色することができる。被処理物Xの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ脱色するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、KrIエキシマランプLの配置位置、数などを適宜選択できる。 The moving means for moving the object to be processed X may be a configuration provided with a transport member such as a belt for moving the object to be processed X in a mode in which the object to be processed X is placed or fixed, instead of the winding mechanism described above. If it is such a structure, the to-be-processed object X will not be restricted to a sheet-like thing, but a comparatively big thing can be used as the to-be-processed object X, and this can be decolored. According to this configuration, the plurality of workpieces X can be continuously decolored while being transported by the transport member. In order to decolorize the entire object to be processed X while being transported by such a transporting member, the position and shape of the transporting member, the use of a material that transmits ultraviolet rays, the position and number of the KrI excimer lamps L can be selected as appropriate. .
このような脱色装置60では、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器61の大きさが、被処理物Xによってさほど左右されず、大型化が抑制される。
また、運搬が容易であり容器61内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについて脱色を行うことができる。
しかし、被処理物Xが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合には脱色が困難、または不能なことがある。In such a
Moreover, it can carry out and can be immersed in the solution S inside the
However, when the workpiece X is not easily transportable, such as a desk, floor, or wall, decolorization may be difficult or impossible.
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。 Next, a decoloring apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における脱色方法は、図16に示した親水化装置70を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図16に示す親水化装置70を洗浄装置70と読み替えることとし、図16を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
Since the decolorization method in this example can be implemented by using the
図16に示す脱色装置70にあっては、被処理物の脱色を行うべき部位に、ゴム76の弾性を利用して容器71を密着させ、被処理物と容器本体74とガラス75とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Sで満たす。この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物の脱色を行うべき部位上に位置する溶液Sに照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物の脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して除去される。これによって、例えば、シミ、汚れ、カビ、落書き等によって壁に生じていた色が脱色される。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Sを交換してもよい。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the object to be processed, The processed product is decolorized. That is, the colored body is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide or the like, or eluted into the solution S and removed. As a result, for example, the color generated on the wall due to stains, dirt, mold, graffiti, etc. is removed. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed.
Since nitrous oxide is consumed in the process of decolorization, the solution S in the sealed space may be replaced by appropriately driving the suction pump.
密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が脱色を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つように構成することができる。 Concentration detection means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space, and the suction pump is driven when the nitrous oxide concentration detected by the concentration detection means falls below a predetermined concentration suitable for decolorization And a control means that performs the feedback control to keep the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space within a range suitable for decolorization.
所望の脱色が行われると脱色を終了し、脱色された被処理物が得られる。脱色後、給液管72を溶液貯蔵部または容器71から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器71への溶液Sの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器71内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出し、容器71を被処理物から離脱させる。脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物に付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。
When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and a decolored workpiece is obtained. After decolorization, the suction pump is driven after the
かかる脱色により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such decolorization, desired decolorization of an object to be processed that is difficult to transport, such as the upper surface of a desk, a floor, or a wall, is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S discharged to the waste liquid storage unit.
容器71と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Sの漏れが問題とならない場合には、脱色装置70の、特に容器71を、移動させつつ脱色を行っても良い。容器71を移動させる前に溶液Sを排出するための時間が不要となり、連続して脱色を行うことができるため、効率よく脱色を行うことができる。
When the tight contact state between the
容器71と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。
なお、図13、図14に示した例でも、容器41、51内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。When the
In the examples shown in FIGS. 13 and 14, since the inside of the
脱色装置70のように、脱色の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Sを交換可能に構成することは、高い脱色性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。上述の、図10、13ないし図15に示した構成例においても、脱色の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
In consideration of the fact that nitrous oxide is consumed in the process of decoloration as in the
たとえば、以下に、脱色の過程で溶液Sを交換可能に構成した脱色装置について説明する。 For example, a decoloring apparatus configured so that the solution S can be replaced during the decoloring process will be described below.
本例における脱色方法は、図17に示した親水化装置80を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図17に示す親水化装置80を洗浄装置80と読み替えることとし、図17を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。また、この脱色装置80は、図10における脱色装置30に対応するものである。
Since the decolorization method in this example can be implemented by using the
このような構成の脱色装置80にあっては、被処理物Xを保持部材82によって保持して容器31内に配置した後、給液バルブ87を開いて、タンク86内の溶液Sを、被処理物Xの脱色を行うべき部分、ここでは図17に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器81内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xに向けて照射する。
紫外光は、マスク89を透過する際に、パターン89aによって、パターン89aの形状に応じて、一部を遮られ、一部が被処理物Xの上面上に位置する溶液Sに照射される。In the
When passing through the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xたるハンカチ、タオル、皿から除去される。これによって、例えばハンカチ、タオル、皿の漂白が行われ、新品同様の状態となる。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the workpiece X, Decolorization of the workpiece X is performed. That is, the colored body is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S, and removed from the handkerchief, towel, or dish as the workpiece X. As a result, for example, handkerchiefs, towels, and dishes are bleached, and the product is in the same state as a new product. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed.
原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された領域での被処理物Xの脱色は行われるが、紫外光がマスク89により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク89により遮断された領域においては原子状酸素による脱色が行われない。このようにして、所望のパターンの脱色領域が形成される。よって、例えば被処理物Xがハンカチ、タオルのごとく布地であるような場合に、脱色領域と非脱色領域とで色の差が生じることを利用し、かかる色の差を模様とした布地を製造することが可能である。
Since the diffusion transfer distance of atomic oxygen is extremely small, the color of the workpiece X is decolored in the region irradiated with ultraviolet light, but the atomic oxygen cannot move to the region where the ultraviolet light is blocked by the
脱色の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を開閉して密閉空間内の溶液Sを交換し、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の量及び濃度を脱色に適した範囲に保つ。容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように開閉を調整される。
Since nitrous oxide is consumed in the process of decolorization, the
容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が脱色を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ87、廃液バルブ88を駆動する制御手段とを溶液制御手段83に設け、フィードバック制御を行って容器81内の亜酸化窒素の量及び濃度を脱色に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を脱色に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88は、その流量が適切になるように制御手段によって開閉を調整する。
A concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Xが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥等したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。容器81の溶液Sは、適宜、廃液バルブ88を開いて廃液貯蔵部に排出する。
When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and the decolorized workpiece X is obtained. After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the workpiece X is removed by drying or blowing air as necessary. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated. The solution S in the
かかる脱色により、被処理物Xの所望の脱色が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。
このような溶液制御手段83は、図13ないし図15に示して説明した脱色装置40、50、60に同様に適用することができる。By such decolorization, desired decolorization of the workpiece X is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization. Even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, it is possible to ensure sufficient decolorization performance.
Such a solution control means 83 can be similarly applied to the
図13、図14、図15に示した脱色装置40、50、60においても、KrIエキシマランプLと被処理物Xとの間にマスク89と同様にマスクを配設することで、パターニングされた脱色を行うことができる。脱色領域と非脱色領域とで色の差が生じることを利用し、かかる色の差を模様とした被処理物Xを製造することが可能である。
この場合、脱色装置40、50にあっては、被処理物Xを位置保持した状態で紫外線の照射を行う必要がある。Also in the decoloring
In this case, in the decoloring
また脱色装置60にあっては、巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りを間欠的に行い、被処理物Xの停止時に紫外線の照射を行う。巻き取りの停止時に脱色を行い、脱色後にパターン長さ以上の長さで被処理物Xの巻き取りを行うという動作を繰り返せば、連続して同じパターンで脱色された被処理物Xを得ることができる。パターンの形成後、パターンとパターンとの間で被処理物Xを切断すれば、同一のパターンを形成した被処理物Xを多数得ることができる。
Moreover, in the
パターン化された脱色を行うためには、マスク89を用いるのでなく、溶液Sを、印刷技術等を用いることにより、所望のパターンで被処理物Xに付着させ、溶液Sの塗布のパターニングを行い、紫外線を被処理物Xの、少なくとも溶液Sの付着部位に照射するようにしても良い。
なお図16に示した脱色装置70も、これを用いて被処理物の表面の一部を脱色する場合には、パターン化された脱色を行うということができる。In order to perform patterned decolorization, instead of using the
Note that the decoloring
図16に示した脱色装置70は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる脱色装置70は、比較的大きな部分を脱色することに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に脱色することが要求される場合もある。
The decoloring
次に、かかる事情に鑑みた脱色装置について説明する。 Next, a decoloring apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における脱色方法は、図18に示した親水化装置90を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図18に示す親水化装置90を洗浄装置90と読み替えることとし、図18を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
Since the decolorization method in this example can be implemented by using the
図18に示す脱色装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に射出して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物の脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物たる歯牙等から除去される。これによって、例えば歯牙の色が脱色されて漂白が行なわれ、美容にとって重要な、歯を白くしたいといった要望に応えることができる。このように、被処理物の、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物から分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの射出量が調整される。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the object to be processed, The processed product is decolorized. That is, the colored body is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S and removed from the tooth or the like as the object to be processed. As a result, for example, the tooth color is bleached and bleaching is performed, and it is possible to meet the demand for whitening the teeth, which is important for beauty. In this way, a colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with a cloth is decomposed or separated from the object to be decolorized.
The injection amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the decolorization process.
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物が得られる。脱色される過程において被処理物から有色体のまま分離された有色体が被処理物に再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物から除去するなどのために必要に応じて被処理物を溶液Sや水等で洗浄等する。この場合、かかる洗浄を、脱色装置90を用いて溶液Sを射出して行えば、有色体の再付着の様子を見ながらその部位のみにスポット射出することで洗浄を行うことができ、極めて容易に洗浄が行われる。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。
When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and a decolorized workpiece is obtained. When there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed remains attached to the object to be processed in the process of decolorization, etc., in order to remove the colored object from the object to be processed. If necessary, the object to be treated is washed with the solution S or water. In this case, if the cleaning is performed by injecting the solution S using the
かかる脱色により、比較的小さな部分をスポット的に脱色することが要求される場合において、そのような被処理物の表面の所望の脱色が行われる。例えば、上述のように、被処理物が歯牙である場合には歯牙漂白が良好に行われる。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後の溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 When it is required to decolorize a relatively small portion by spotting, a desired decoloring of the surface of the workpiece is performed. For example, as described above, when the object to be processed is a tooth, tooth bleaching is performed well. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization.
脱色装置90では、必要な部分だけに溶液Sを付着させて脱色を行うため効率よく脱色が行われる。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら脱色を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。
また溶液Sの射出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。
なお脱色装置90も、これを用いて被処理物の一部を脱色する場合には、パターン化された脱色を行うということができる。例えば被処理物を、脱色装置60における被処理物Xのようにシート状のものとした場合、脱色装置70における被処理物Xのように机の上面、床、壁等とした場合である。In the
Further, since the ultraviolet light is irradiated only in the emission direction of the solution S, it is possible to irradiate only the necessary part with the ultraviolet light, and the influence by irradiating the other part with the ultraviolet light is avoided.
In addition, it can be said that the decoloring
ここで、紫外光の照射時における溶液Sの被処理物Xへの接触の態様について述べると、上述した脱色装置30、40、50、60、80は、被処理物Xを溶液S中に浸漬させるというものであり、上述した脱色装置70、90は、被処理物の脱色すべき部位を溶液Sで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、脱色装置90では、溶液Sを射出することで被処理物Xの脱色すべき部位を溶液Sで濡らす構成となっているが、射出の態様としては、脱色装置90のように溶液Sを連続的に被脱色物に付着させるものに限らず、溶液Sを霧状に射出して被脱色物に付着させるものも挙げられる。
Here, the mode of contact of the solution S with the workpiece X during irradiation with ultraviolet light will be described. The above-described
次に、かかる脱色装置について説明する。 Next, such a decoloring apparatus will be described.
本例における脱色方法は、図19に示した親水化装置100を物質の洗浄装置として使用することによって実施することができるため、図19に示す親水化装置100を洗浄装置100と読み替えることとし、図19を用いて被処理物Xを脱色する方法について説明する。
Since the decolorization method in this example can be implemented by using the
このような構成の脱色装置100にあっては、被処理物Xをテーブル101上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル108を溶液Sの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル101を回転させながら溶液Sをノズル108から噴霧して被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、ノズル108からの溶液Sの噴射量、噴射時間を調整することで調整される。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物の有色体を強力に酸化して分解し、被処理物Xの脱色が行われる。すなわち、有色体が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xたる皿から除去される。これによって、例えば色素によって皿に生じていた色が脱色され、新品同様の状態となる。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有色体が、分解され、または被処理物Xから分離され、脱色が行われる。
脱色の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの付着量が調整される。Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the colored body of the object to be processed, The processed product X is decolorized. That is, the colored body is oxidized, decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S and removed from the dish as the object to be processed X. As a result, for example, the color generated on the plate by the pigment is decolored, and the state is the same as a new product. As described above, the colored body that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the object X, and decolorization is performed.
The adhesion amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the decolorization process.
所望の脱色を行うと脱色を終了し、脱色された被処理物Xが得られる。脱色後、脱色される過程において被処理物Xから有色体のまま分離された有色体が被処理物Xに再付着している可能性がある場合等にはかかる有色体を被処理物Xから除去するなどのために必要に応じて被処理物Xを溶液Sや水等で洗浄等する。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した有色体の再除去にも有効である。溶液Sの除去は、テーブル101の回転によって行なっても良い。亜酸化窒素は安全であるため、脱色後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 When the desired decolorization is performed, the decolorization is finished, and the decolorized workpiece X is obtained. After the decolorization, if there is a possibility that the colored body separated from the object to be processed X in the process of decoloring is reattached to the object to be processed X, such a colored object is removed from the object to be processed X. In order to remove the material, the object to be processed X is washed with the solution S, water, or the like as necessary. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removing the colored body once separated. The removal of the solution S may be performed by rotating the table 101. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after decolorization.
容器104に溜まった溶液Sは、適時、廃液バルブ106を開くことで、廃液管105を通じて廃液貯蔵部に排出される。
ノズル108は、紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Sの噴霧に必要なときだけ所定位置を占める状態とすることができる。The solution S collected in the
The
溶液Sを被処理物Xに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、脱色装置100において、溶液噴霧手段103に代えて、溶液Sをテーブル101上に保持された被処理物Xに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Xを保持させた状態でテーブル101を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Sを落下させることで、溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、溶液流下手段からの溶液Sの流量、流下時間を調整することで調整できる。
As an aspect in which the solution S is attached to the workpiece X, there can be mentioned another method by so-called spin coating. In this case, for example, in the
これらの脱色装置100においても、図17に示した脱色装置80に関して説明したマスク89、溶液Sの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した脱色を行うことができる。この場合、溶液Sの噴霧、スピンコート時以外の、紫外線照射時には、テーブル101は回転させず、被処理物Xを定位置に保持するようにする。
Also in these decoloring
噴霧、スピンコートによって溶液Sの塗布を行うこととすれば、溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら脱色を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な脱色性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Sが被処理物Xに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Sを被処理物Xに対して実質的に交換しながら脱色を行うので、散逸によって溶液S中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な脱色性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。 If the solution S is applied by spraying or spin coating, the consumption of the solution S can be reduced, and decolorization is performed while the solution S is substantially exchanged. Therefore, the concentration of nitrous oxide in the solution S Even if it is lowered, it is possible to ensure sufficient decolorization performance. However, when spraying, if the droplets are too small, nitrous oxide is dissipated into the atmosphere before the solution S reaches the workpiece X, but the solution S is substantially free from the workpiece X. Since decolorization is performed while exchanging, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is somewhat lowered due to dissipation, it is possible to ensure sufficient decolorization performance. However, the size of the droplet is adjusted as appropriate so that the amount of dissipation does not become too large.
以下に、本発明の第5実施例であるもとの物質と異なる機能の物質の製造について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, manufacture of a substance having a function different from that of the original substance according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図20に、本発明を適用したもとの物質と異なる機能の物質の製造を行う物質の製造装置を示す。 FIG. 20 shows a substance manufacturing apparatus for manufacturing a substance having a function different from that of the original substance to which the present invention is applied.
製造装置110は、亜酸化窒素の溶液111を貯えるトレー状の反応器114と、反応器114の上方に配設され反応器114の内部に向けて紫外線を照射する光源としての、クリプトン−ヨウ素を用いた誘電体バリア放電ランプすなわちKrIエキシマランプLとを有している。
The
溶液111は、ε−カプロラクトンを製造すべく、シクロヘキサノンに亜酸化窒素を溶かし込ませたもの、もしくは、メタノール、エタノール、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の溶媒にシクロヘキサノンを溶解させた後、更に亜酸化窒素を溶かし込ませたものである。溶液111中には、約1000ppmの濃度で亜酸化窒素が溶存している。
In order to produce ε-caprolactone, the
このような構成の製造装置110にあっては、KrIエキシマランプLを発光させ、紫外光を溶液111全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液111中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が溶液111中に溶存しているシクロヘキサノンを強力に酸化して、ε−カプロラクトンの合成が行われる。所望する量のε−カプロラクトンが得られると製造を終了する。
Nitrous oxide dissolved in the
かかる製造により、反応の場を比較的小さくすることで迅速かつ無駄の少ないε−カプロラクトンの製造を実現させるとともに、腐食対策や補修が困難であった系において、腐食対策や補修を行う必要が生じないだけでなく、高度なε−カプロラクトンの合成が行われることとなる。亜酸化窒素は安全であるため、製造後に溶液111に溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。
Such manufacturing makes it possible to produce ε-caprolactone quickly and less wastefully by making the reaction field relatively small, and it is also necessary to take countermeasures against corrosion and repair in systems where corrosion countermeasures and repairs were difficult. Not only will there be a high degree of synthesis of ε-caprolactone. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the
上述のように、所定の物質と亜酸化窒素とを含む溶液111に紫外光を照射することで、機能性の物質を得ることができるが、さらに小さな反応系で所定の物質を酸化して、機能性の物質を得る方法を次に示す。
As described above, a functional substance can be obtained by irradiating the
近年、ガラスやプラスチックの基板上に、マイクロ加工技術を用いて1μm〜数μmのマイクロ空間を形成し、化学反応や機能性物質を生産するようにした装置(マイクロリアクター)が注目されている。 In recent years, an apparatus (microreactor) that forms a microspace of 1 μm to several μm on a glass or plastic substrate using a microfabrication technique to produce a chemical reaction or a functional substance has attracted attention.
このマイクロリアクターによれば、必要な物質を必要な量だけ必要に応じて生産できる為、環境への負担が少ない生産システムとして期待されている。 According to this microreactor, only a necessary amount of a necessary substance can be produced as needed, and therefore, it is expected as a production system with less burden on the environment.
図21は、マイクロリアクター126の一例を示した模式図である。このマイクロリアクター126は、長さ7cm×幅3cm×厚さ5mmのプラスチック製の基板127上に、マイクロ加工技術を用いて流路を形成し、2つの物質の混液を可能としたものである。
FIG. 21 is a schematic view showing an example of the
このマイクロリアクター126では、第1の液が貯留される第1貯液部121と、第2の液が貯留される第2貯液部122とを備えており、それぞれの貯液部121、122に供給管128から供給された液は、合流部123で合流し、反応部124を流れながら混合されて互いの物質が反応して、反応物貯留部125へ至ることとなる。この反応物貯留部125貯留された反応物は、送出管129を経て外部に取り出されるようにしている。
The
このように形成したマイクロリアクターでの物質の反応は、反応速度が非常に速い為、装置の小型化が可能となることが期待されている。 The reaction of the substance in the microreactor thus formed is expected to enable miniaturization of the apparatus because the reaction rate is very high.
しかしながら、マイクロリアクターで酸化反応を行うべく、貯液部に酸液を供給すると、酸液の流路すべてが酸液にさらされて、劣化しやすくなる。 However, when an acid solution is supplied to the liquid storage unit so as to perform an oxidation reaction in the microreactor, all the acid solution channels are exposed to the acid solution and are likely to deteriorate.
また、酸液は流路の壁面を溶解することもあり、反応生成物に壁面の溶解物が混在することとなるので、反応生成物の精製度を低下させる原因となるおそれがあった。 In addition, the acid solution may dissolve the wall surface of the flow path, and the dissolved product on the wall surface is mixed with the reaction product, which may cause a reduction in the purity of the reaction product.
そこで、このマイクロリアクターで機能性物質を製造する際の酸化剤として、亜酸化窒素溶液を用いることにより、酸化反応が必要な際にのみ原子状酸素を生じさせ、そのほかの流路では酸化反応を生じさせないようにして、マイクロリアクター126の酸化による劣化を抑制することができる。
Therefore, by using a nitrous oxide solution as an oxidant when producing a functional substance in this microreactor, atomic oxygen is generated only when an oxidation reaction is necessary, and an oxidation reaction is performed in other channels. It is possible to suppress deterioration due to oxidation of the
すなわち、図22に示す製造装置130では、マイクロリアクター126と、KrIエキシマランプLとの間に、スリット132を備えた遮光体131を介在させて、KrIエキシマランプLから照射された紫外光が、スリット132の部分だけを通り抜けて、マイクロリアクター126の所定の部位のみに当たるようにしている。
That is, in the
なお、製造装置130では、所定の物質をシクロヘキサノンとし、亜酸化窒素溶液をメタノール、エタノール、n−ヘキサン、シクロヘキサン等の溶媒に亜酸化窒素を溶解したものとし、機能性を有する物質をε−カプロラクトンとして解することもできる。
In the
したがって、たとえば、第1貯液部121に亜酸化窒素溶液を供給し、第2貯液部122に溶液状とした所定の物質を供給することで、各溶液は、合流部123で合流して、反応部124を流れる間に混合されることとなる。
Therefore, for example, by supplying a nitrous oxide solution to the first
そして、反応部124の所定の位置には、遮光体131に設けたスリット132を透過した紫外光113が照射されるようにしており、マイクロリアクター126上の紫外光113が照射された位置で、所定の物質が亜酸化窒素溶液によって酸化されて、機能性の物質を生成することができる。
The predetermined position of the
なお、図22では、第1貯液部121と第2貯液部122とに接続した供給管128と、反応物貯留部125に接続した送出管129は省略している。
In FIG. 22, the
この製造装置130によれば、物質の酸化反応を迅速に行うことができるとともに、不純物の混入が少なく、しかも、機能性の物質を必要な量だけ必要に応じて生産できるため、環境への負担が少ない生産システムとして利用することができる。
According to this
次に、不純物の除去に着目した製造装置について、図23の模式図を用いて説明する。 Next, a manufacturing apparatus focused on removing impurities will be described with reference to the schematic diagram of FIG.
物質の製造においては、高度な精製度を要求される場合がある。そこで、所定の物質と夾雑物との混合液から、所定の物質を分離して、この所定の物質のみに紫外光を照射することで、精製度を高めた機能性の物質を得ることが可能な製造装置とすることができる。 In the production of substances, a high degree of purification may be required. Therefore, it is possible to obtain a functional substance with a high degree of purification by separating the predetermined substance from the mixture of the predetermined substance and impurities and irradiating only the predetermined substance with ultraviolet light. A simple manufacturing apparatus.
ここで、図23では、一般的に分析機器として用いられている高速液体クロマトグラフを利用して製造装置140を構成している。
Here, in FIG. 23, the
すなわち、製造装置140は、亜酸化窒素溶液141を収納した溶媒ボトル145と、亜酸化窒素溶液141を送出するポンプ146と、分離手段であるカラム65と、分離した物質を検出する検出器67と、紫外光113を照射するKrIエキシマランプLと、流路を切り替える三方バルブ69と、廃液を貯留する廃液ボトル143と、製造した機能性の物質を貯留する製造物貯留ボトル144とを、それぞれ配管142で接続して構成している。
That is, the
また、亜酸化窒素溶液141は、所定の物質の分離に適した組成の溶媒に亜酸化窒素ガスを溶解したものとしている。
The
さらに、ポンプ146は、導入口64を備えており、この導入口64から所定の物質と夾雑物との混合液を、亜酸化窒素溶液中に導入可能としている。
Further, the
併せて、検出器67と三方バルブ69とを接続する配管142の間には、石英ガラスで形成したセル68を配設しており、このセル68中を流れる亜酸化窒素溶液141に、紫外光113を照射可能としている。
In addition, a
このように構成した製造装置140では、まず、溶媒ボトル145に収納した亜酸化窒素溶液141がポンプ146に供給されることとなる。
In the
ポンプ146では、所定の物質と夾雑物とが導入口64から導入されて、ポンプ146内を流れる亜酸化窒素溶液141に混入され、ポンプ146から押し出されることとなる。
In the
ポンプ146から押し出された所定物質と夾雑物とを含む亜酸化窒素溶液141は、カラム65に至る。
The
カラム65では、所定物質と夾雑物とがこのカラム65を流れる間に分離されて、それぞれのタイミングで排出されることとなる。
In the
カラム65からそれぞれのタイミングで排出された所定物質と夾雑物は、検出器67に至る。
Predetermined substances and contaminants discharged from the
検出器67は、所定物質が検出器67に至ったことを検知可能に設定しており、検出器67内に流れる亜酸化窒素溶液141に所定物質が含まれているか、夾雑物が含まれているかを判別することができる。
The
検出器67から流れ出た亜酸化窒素溶液141は、KrIエキシマランプLの直下に配設されたセル68内を流れることとなる。
The
そして、セル68を通過した亜酸化窒素溶液141は三方バルブ69に至り、廃液ボトル143または製造物貯留ボトル144に至るよう振り分けられる。
The
ここで、検出器67により所定物質が流れていることが判別された場合は、KrIエキシマランプLを点灯するとともに、三方バルブ69を調節して、セル68を通過した液が製造物貯留ボトル144に至るようにすることで、セル68で所定の物質が酸化されて機能性の物質が生成され、製造物貯留ボトルには、高度に精製された機能性の物質を貯留することができる。
Here, when it is determined by the
一方、検出器67により夾雑物が流れていることが判別された場合は、三方バルブ69を調節して、セル68を通過した液が廃液ボトル143に至るようにすることで、機能性を有する物質と夾雑物とが混在しないようにすることができる。
On the other hand, when it is determined by the
なお、KrIエキシマランプLの点灯や三方バルブ69の調整は、手動で行ってもよく、また、検出器67から発信される信号に応じて、電気的に制御するようにしても良い。
Note that the lighting of the KrI excimer lamp L and the adjustment of the three-
このように、製造装置140を構成することにより、夾雑物を含む所定の物質から、高度に精製された機能性の物質を得ることができる。
In this manner, by configuring the
次に、別のクロマトグラフィーにより、高度に精製した機能性の物質を得る例を図24に示す。 Next, FIG. 24 shows an example of obtaining a highly purified functional substance by another chromatography.
図24は、いわゆる薄層クロマトグラフィーによる分離技術を応用した物質の製造装置150を示している。
FIG. 24 shows a
この薄層クロマトグラフィーは、一般に、ガラス、プラスチック、アルミニウム等の板に、シリカゲルやアルミナ、セルロースなどの吸着剤を薄膜状に固定した薄層板を用いるクロマトグラフィーである。 This thin-layer chromatography is generally a chromatography using a thin-layer plate in which an adsorbent such as silica gel, alumina, or cellulose is fixed in a thin film on a plate of glass, plastic, aluminum or the like.
このようにして作成した薄層板の一端を溶媒に浸すと、吸着剤の間隙を毛細管現象により、溶媒が他端へ向かって移動することとなる。 When one end of the thin layer plate thus prepared is immersed in the solvent, the solvent moves toward the other end in the gap between the adsorbents by capillary action.
ここで、薄層板上に試料が存在すると、溶媒の移動にともなって試料も移動する。そして、試料に含まれる各成分の薄層板上の吸着剤への吸着の強さや、溶媒への溶解性の違いにより、試料を構成する各成分が各々の特性に従って、薄層板上を移動する。従って、各成分は所定時間中に移動する距離が異なることとなるので、各成分に分離することができる。薄層クロマトグラフィーは、所定時間中における各成分の移動距離の違いを利用することにより、物質の分離や同定を行うことができる技術である。 Here, if a sample exists on a thin layer board, a sample will also move with the movement of a solvent. Depending on the strength of adsorption of each component contained in the sample to the adsorbent on the thin layer plate and the difference in solubility in the solvent, each component constituting the sample moves on the thin layer plate according to its characteristics. To do. Therefore, each component has a different moving distance during a predetermined time, and can be separated into each component. Thin layer chromatography is a technique that enables separation and identification of substances by utilizing the difference in the movement distance of each component during a predetermined time.
ここで、本発明に係る製造装置150では、紫外光113を照射するKrIエキシマランプLと、ガラス製の展開槽156とを備えており、紫外光113が展開槽156の内部に入射可能としている。
Here, the
また、展開槽156には、亜酸化窒素溶液152と薄層板153とを収納しており、薄層板153は展開槽156の壁面に立てかけるようにしながら、その下部が亜酸化窒素溶液152に浸漬されるようにしている。
Further, the developing
この薄層板153は、薄層クロマトグラフィーに用いることができるものであれば、特に限定されるものではないが、本実施例ではガラス板に一定の厚さでシリカゲルの粉末を固着させたものを用いている。
The
亜酸化窒素溶液152は、所定の物質と夾雑物とを分離可能に配合したものである。
The
このような構成とした製造装置150では、亜酸化窒素溶液152に浸漬する前の薄層板153に、所定の物質と夾雑物との混合液を滴下して原液スポット154を作成する。図24では4カ所に原液スポット154を作成しているが、機能性の物質をより多く得たい場合は、原液スポット154の数を増やすようにしても良い。
In the
また、原液スポット154を作成する位置は、展開槽156に収納した亜酸化窒素溶液152に浸らない高さであって、できるだけ下方であることが好ましい。
Moreover, the position where the
併せて、図24に示す如く、複数箇所に原液スポット154を作成する場合には、できるだけ水平方向に並ぶように作成すると、機能性の物質を回収する際に作業を容易にすることができる。 In addition, as shown in FIG. 24, when the stock solution spots 154 are created at a plurality of locations, the work can be facilitated when the functional substances are collected by creating them so as to be arranged in the horizontal direction as much as possible.
原液スポット154を作成した薄層板153を亜酸化窒素溶液152に下部が浸るように展開槽156内に収納し、所定時間放置する。
The
放置する時間は、所定の物質が夾雑物と確実に分離される時間であって、できるだけ短い時間であることが好ましい。できるだけ短い時間とすることで、機能性の物質の精製度を高くすることができる。 The leaving time is a time for which the predetermined substance is reliably separated from the impurities, and is preferably as short as possible. By setting the time as short as possible, the degree of purification of the functional substance can be increased.
展開槽156内に配設した薄層板153は、亜酸化窒素溶液152を吸い上げながら、下から上に向けて薄層板153の表面を亜酸化窒素溶液152で濡らしていくとともに、この水流によって原液スポット154に含まれる所定の物質と夾雑物とが上方へ流される。
The
ここで、亜酸化窒素溶液152は、所定の物質と夾雑物とを分離可能な組成としているので、薄層板153上には、所定の物質スポット155と夾雑物スポット157とがそれぞれ形成されることとなる。
Here, since the
そして、物質スポット155と、夾雑物スポット157とがそれぞれ確実に分離された後に、KrIエキシマランプLを点灯して、薄層板153に紫外光113を照射することにより、所定の物質スポットに含まれる亜酸化窒素溶液152と、所定の物質とが反応して、機能性の物質が生成されることとなる。
After the
所定の物質が機能性物質に変化した後に、紫外光113の照射を停止し、薄層板153を展開槽156内から取り出す。
After the predetermined substance changes to a functional substance, the irradiation with the
機能性の物質の回収は、紫外光113が照射された所定の物質スポット155の部分のシリカゲル粉末をガラス板からかき取ることによりおこなうことができる。
The recovery of the functional substance can be performed by scraping the silica gel powder of the predetermined
このような製造装置150とすることにより、夾雑物から所定の物質を分離するとともに、所定の物質を酸化して、高い精製度の機能性の物質を得ることができる。
By using such a
上記述べてきた実施例1から5において、被処理物に対する亜酸化窒素溶液の付着性向上の観点から、同溶液に粘稠性を向上させる増粘剤を添加しても良い。増粘剤としては、原子状酸素が生成される機能が損なわれず、生成された原子状酸素を消費しないものが好適である。溶液の粘稠性が向上することで、例えば、物質を親水化する場合において、溶液をはじき易い物質を親水化する場合、親水化装置70、90を用いて壁や人工の歯牙などを親水化する場合、これらが鉛直面をなしており溶液が流れ落ち易い場合などにも、被処理物上に溶液が留まり、親水化が良好に行われる。よって接液対象を拡大できるとともに接液時間を拡大でき、多様な条件下において親水化することができる。
In Examples 1 to 5 described above, from the viewpoint of improving the adhesion of the nitrous oxide solution to the object to be treated, a thickener for improving the viscosity may be added to the solution. As the thickener, those that do not lose the function of generating atomic oxygen and do not consume the generated atomic oxygen are preferable. By improving the viscosity of the solution, for example, in the case of hydrophilizing a substance, when hydrophilizing a substance that easily repels the solution, the
また、物質を脱色する場合において、粘稠性が高いことにより、溶液を付着させても色の滲みが生じにくいため物質上における着色範囲が広がりにくく、良好な脱色が行われる。例えば、溶媒が水であり有色体が染料である場合、溶媒が有機物であり有色体が顔料である場合などには、有色体が溶液に溶け出し易く、色のにじみが生じ易いが、溶液の粘稠性が高ければ、溶液の移動が生じ難いので色の滲みも生じ難く、脱色時に有色体が被処理物の他の部位に付着してしまうことがなく、脱色が良好に行われる。パターニングを行う場合にも、脱色時に有色体が被処理物の他の部位に付着してしまうことがないため、良好なパターニングが行われる。 In the case of decolorizing a substance, since the viscosity is high, even if a solution is attached, color bleeding hardly occurs, so that the coloring range on the substance is difficult to be widened and good decolorization is performed. For example, when the solvent is water and the colored body is a dye, or when the solvent is an organic substance and the colored body is a pigment, the colored body easily dissolves in the solution, and color bleeding tends to occur. If the viscosity is high, movement of the solution is difficult to occur, so that color bleeding is also difficult to occur, and the colored body does not adhere to other parts of the object to be processed at the time of decolorization, and the decolorization is performed well. Even in the case of patterning, since the colored body does not adhere to other parts of the object to be processed during decolorization, good patterning is performed.
以下に、本発明の第6実施例である、増粘剤を添加した亜酸化窒素溶液を用いての物体の酸化方法について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for oxidizing an object using a nitrous oxide solution to which a thickener is added, which is a sixth embodiment of the present invention, will be described with reference to the drawings.
本例における物質の酸化方法は、図10に示した親水化装置30を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図10に示す親水化装置30を酸化装置30と読み替えることとし、図10を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
The substance oxidizing method in this example can be implemented by using the
溶液Sは、亜酸化窒素および増粘剤を含有する亜酸化窒素含有粘稠性水溶液(以下、単に溶液と称することがある)である。この溶液S中には、約1000ppmの濃度で亜酸化窒素が溶存している。また、増粘剤はメチルセルロースであり、その濃度は0.1重量パーセントであった。このように、増粘剤が添加されており、粘稠性が高められた溶液であっても、粘度が比較的低い亜酸化窒素含有溶液については、亜酸化窒素含有溶液と同様に用いることも可能である。 The solution S is a nitrous oxide-containing viscous aqueous solution (hereinafter sometimes simply referred to as a solution) containing nitrous oxide and a thickener. In this solution S, nitrous oxide is dissolved at a concentration of about 1000 ppm. The thickener was methylcellulose, and its concentration was 0.1 weight percent. As described above, even if the thickener is added and the viscosity of the solution is increased, the nitrous oxide-containing solution having a relatively low viscosity can be used in the same manner as the nitrous oxide-containing solution. Is possible.
符号「X」は、被処理物を示す。本例における被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなす、例えば板、ハンカチ、タオル、料理盛り付け用等の皿である。被処理物Xは、その被酸化部分に有機物などの酸化対象物質が存在しているものである。存在の形態としては、付着、染み込み、あるいは被処理物Xの成分として含まれている場合など、酸化対象物質が存在していれば、その態様はどのようなものでもよい(以下説明する各構成例においても同様)が、溶液Sに接し紫外光が照射され、酸化される部分に存在するものである必要がある。例えば、被処理物Xとしては、酸化対象物質が付着したハンカチやタオル、しみがついた皿など、いわゆる汚れがついた物体を挙げることができる。 A symbol “X” indicates an object to be processed. The workpiece X in this example is a plate such as a plate, a handkerchief, a towel, or a dish for serving dishes, which has a relatively simple shape such as a flat plate shape. The to-be-processed object X has a substance to be oxidized such as an organic substance in the portion to be oxidized. As the form of existence, any form may be used as long as the substance to be oxidized is present, for example, when it is attached, penetrated, or contained as a component of the workpiece X (each configuration described below) The same applies to the example), but it must be in contact with the solution S and irradiated with ultraviolet light to be oxidized. For example, the object to be treated X may be a so-called soiled object such as a handkerchief or towel with a substance to be oxidized attached, or a dish with a stain.
このような形態の物体の酸化装置は、被酸化物の全表面を酸化処理する場合に適している。また、増粘剤を含有させることで溶液Sに滞留性を与えると、溶液が流動して過剰な酸化が行われるようなことが防止される。したがって、被酸化物の全表面に比較的軽い酸化処理、別言すれば、薄い酸化処理を施す場合に適している。 The object oxidation apparatus having such a configuration is suitable for the case where the entire surface of the oxide is oxidized. Further, when the solution S is provided with a retention property by containing a thickener, the solution is prevented from flowing and excessive oxidation is performed. Therefore, it is suitable for the case where a relatively light oxidation treatment, in other words, a thin oxidation treatment, is performed on the entire surface of the oxide.
図10に示す酸化装置30にあっては、被処理物Xを突起31a上に載置して容器31内に配置した後、溶液Sを、被処理物Xの被酸化部分、ここでは図10に示した状態における上面の全体が、十分に浸漬される程度に、容器31内に充填する。KrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物Xの上面上に位置する溶液S全体に照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xに付着した有機物などの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Xの酸化が行われる。すなわち、有機物などの被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xである板、ハンカチ、タオル、皿といった物体から除去される。これによって、板、ハンカチ、タオル、皿といった物体に、漂白あるいは脱色といった酸化処理が施される。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な有機物が、分解され、または被処理物Xから分離され、漂白あるいは脱色といった酸化処理が施される。所望の状態になるまで処理を行うと、その処理を終了して被処理物Xを得る。なお、ここでいう有機物とは、有機物含有物質というべきものであり、汚れなどの他、除去したいインキ、コーティング膜、接着剤、のりなど、有機物を含む除去対象物全般を含むものである。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes an oxidizable substance such as an organic substance attached to the workpiece X. Oxidized and decomposed to oxidize the workpiece X. That is, an oxidizable substance such as an organic substance is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S and removed from the object to be processed X such as a plate, a handkerchief, a towel, or a dish. As a result, an object such as a plate, a handkerchief, a towel, or a plate is subjected to an oxidation treatment such as bleaching or decolorization. As described above, the organic matter that is difficult to separate by simply washing with water or wiping with cloth is decomposed or separated from the workpiece X, and is subjected to oxidation treatment such as bleaching or decolorization. Is given. When the process is performed until a desired state is obtained, the process ends and the workpiece X is obtained. The organic substance here is an organic substance-containing substance, and includes not only dirt but also all objects to be removed including organic substances such as ink, coating film, adhesive, and glue to be removed.
酸化処理後、必要に応じて被処理物Xに洗浄処理をほどこしてもよい。洗浄液としては、たとえば溶液Sや水等を用いることができる。洗浄すれば、酸化処理によって被処理物Xから分離したものが被処理物Xに再付着していたとしても、それを確実に除去できるという利点がある。また、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、エアを吹き付けたりする等して除去する。エアの吹き付けは、一旦分離した被酸化物質の再除去にも有効である。なお、亜酸化窒素は安全であるため、酸化処理後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 After the oxidation treatment, the object to be treated X may be subjected to a cleaning treatment as necessary. As the cleaning liquid, for example, solution S or water can be used. If washed, there is an advantage that even if the material separated from the workpiece X by the oxidation treatment is reattached to the workpiece X, it can be removed reliably. Moreover, the solution S adhering to the to-be-processed object X is removed by drying or blowing air as needed. The blowing of air is also effective for re-removal of the oxidized material once separated. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after the oxidation treatment.
ところで、亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルは、190nm付近においてピークを示すことを先に説明した。本発明に係る実施形態の酸化方法および酸化装置では、亜酸化窒素含有溶液に増粘剤を含有させる。したがって、溶液中に溶解させて使用する増粘剤としては、190nm付近の波長の紫外光を吸収する性質が少ないこと、すなわち吸光度ができるだけ低いものが好ましい。そこで、各種増粘剤の所定波長の光線についての吸光度を測定した。 By the way, it was previously described that the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution shows a peak in the vicinity of 190 nm. In the oxidation method and the oxidation apparatus according to the embodiment of the present invention, a thickener is contained in the nitrous oxide-containing solution. Therefore, the thickener used by dissolving in a solution is preferably one having a low property of absorbing ultraviolet light having a wavelength of around 190 nm, that is, having as low an absorbance as possible. Then, the light absorbency about the light of the predetermined wavelength of various thickeners was measured.
吸光度の測定では、まず、各増粘剤の0.1重量%水溶液を調製した。そして調製した水溶液について、合成石英のセル(光路長10mm)を用いると共に吸光光度計(UV−1700、島津製作所製)を用いて吸光度を測定した。亜酸化窒素水溶液のUV吸収スペクトルのピークが190nm付近であるので、190nm,200nmおよび210nmの3波長について吸光度を測定した。測定した結果を次の表2に示す。 In measuring the absorbance, first, a 0.1 wt% aqueous solution of each thickener was prepared. For the prepared aqueous solution, the absorbance was measured using a synthetic quartz cell (optical path length: 10 mm) and an absorptiometer (UV-1700, manufactured by Shimadzu Corporation). Since the peak of the UV absorption spectrum of the aqueous nitrous oxide solution is around 190 nm, the absorbance was measured for three wavelengths of 190 nm, 200 nm, and 210 nm. The measurement results are shown in Table 2 below.
この結果、表2に示されるように、紫外線を吸光せず光解離を阻害しないという観点では、有機系の増粘剤としては、メチルセルロースが好ましく、無機系の増粘剤としては、ラポナイトや親水性のヒュームドシリカゲルが好ましかった。なお、ここでの吸光度測定では、増粘剤の含有量の条件を一定にして測定したものである。含有量が同じでも、増粘剤の種類によって、増粘剤を含有させた水溶液の粘度は異なる。したがって、光解離が効率的に行われるようにするという観点で増粘剤を選択する場合は、表2に示されるような単位含有量あたりの各増粘剤の吸光度と、用いる亜酸化窒素含有溶液において必要な粘度とを勘案しながら、増粘剤を選択すればよい。 As a result, as shown in Table 2, from the viewpoint of not absorbing ultraviolet light and not inhibiting photodissociation, the organic thickener is preferably methylcellulose, and the inorganic thickener is laponite or hydrophilic. Sex fumed silica gel was preferred. In the absorbance measurement here, the measurement was performed with the content of the thickener constant. Even if the content is the same, the viscosity of the aqueous solution containing the thickener differs depending on the type of the thickener. Therefore, when selecting a thickener from the viewpoint of efficient photodissociation, the absorbance of each thickener per unit content as shown in Table 2 and the nitrous oxide content used A thickener may be selected in consideration of the viscosity necessary for the solution.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いが、図10に示したように被処理物Xが板状であってその上面のみに酸化処理を施したい場合など、酸化処理したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の酸化処理を行うことができる。 The ultraviolet light emitted by the KrI excimer lamp L is highly straight, but the parts to be oxidized are compared, for example, when the workpiece X is plate-shaped and only the upper surface is to be oxidized as shown in FIG. In the case of a simple shape, it is easy to irradiate ultraviolet light, and a desired oxidation treatment can be performed.
しかしながら、被処理物Xの形状が複雑な場合など、参加処理を施したい部位が比較的複雑な場合には、被処理物Xが紫外光を透過する物質であるなどの特別な場合を除き、かかる紫外光の直進性が高いゆえに所望の部位に光を照射することが難しい場合があり、酸化処理を十分に行うことができないことがある。図10に示した例のように、被処理物Xが板状であるなど単純な形状である場合でも、その全体に酸化処理を施すことは必ずしも容易でない。 However, when the part to be subjected to the participation process is relatively complicated, such as when the shape of the object to be processed X is complicated, except for special cases such as the object X being a substance that transmits ultraviolet light, Due to the high linearity of the ultraviolet light, it may be difficult to irradiate the desired part with light, and the oxidation treatment may not be sufficiently performed. Even in the case where the workpiece X has a simple shape such as a plate shape as in the example shown in FIG. 10, it is not always easy to perform the oxidation treatment on the whole.
図10に示した例でも、被処理物XがKrIエキシマランプLによる紫外光を透過する物質である場合や、容器31の底部を鏡面加工し、この鏡面による反射によって被処理物X全体に紫外光を十分に導く構成とした場合などには、被処理物Xの全体に酸化処理を施すことが可能である。
In the example shown in FIG. 10 as well, when the workpiece X is a substance that transmits ultraviolet light from the KrI excimer lamp L, or the bottom of the
しかし、一般に、立体的な形状を有する被処理物Xの表面全体を、被処理物Xの態位を変えずに図10に示した構成で、全体に酸化処理を施すことは困難である。このことは例えば、被処理物Xが、表面に凹凸がある物質である場合において顕著である。 However, in general, it is difficult to oxidize the entire surface of the workpiece X having a three-dimensional shape with the configuration shown in FIG. 10 without changing the state of the workpiece X. This is remarkable, for example, when the workpiece X is a substance having irregularities on the surface.
次に、かかる事情に鑑みた酸化装置について説明する。 Next, the oxidation apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における物質の酸化方法は、図13に示した親水化装置40を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図13に示す親水化装置40を酸化装置40と読み替えることとし、図13を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
Since the method for oxidizing a substance in this example can be implemented by using the
この酸化装置は、種々の形態の被処理物Xの酸化装置として適用できる。この実施例では、被処理物Xは、平面部、凸状部、稜線部、隅部を構成する谷線部を備える金属製や樹脂製の部品であった。ただし、被処理物Xは、これに限られるものではない。 This oxidation apparatus can be applied as an oxidation apparatus for various types of workpieces X. In this example, the workpiece X was a metal or resin part provided with a flat line part, a convex part, a ridge line part, and a valley line part constituting the corner part. However, the workpiece X is not limited to this.
図13に示す酸化装置40にあっては、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れた後に、溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たし、これによって被処理物Xの全体を浸漬する。溶液Sを開口42から注いで本体43内を満たした後に、被処理物Xを開口42から本体43内部に入れてもよい。被処理物Xの全体を浸漬した状態で、開口42を蓋44で塞ぐ。
In the
KrIエキシマランプLを発光させると、側部及び底部に複数配設されたKrIエキシマランプLが側方及び下方から紫外光を照射することとともに、紫外光が本体43及び蓋44の内面に設けられた鏡面によって反射されることにより、紫外線が被処理物Xの表面上に位置する溶液S全体に照射される。これにより、表面に凹凸のある比較的複雑な形状の被処理物Xについて酸化処理が施される。
When the KrI excimer lamp L is caused to emit light, a plurality of KrI excimer lamps L disposed on the side and the bottom irradiate ultraviolet light from the side and below, and ultraviolet light is provided on the inner surfaces of the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Xに酸化処理が施される。すなわち、被処理物Xの表面の参加対象物質が酸化されて、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xから除去される。これによって、被処理物Xの表面に酸化処理が施される。より具体的にいえば、被処理物Xの表面に、粗面化処理、摩擦力向上処理、耐食処理、防食処理、親水化処理、微細凹形成処理、反射率低減処理、乱反射性向上処理、密着防止処理、難吸着性向上処理、保水性向上処理、滅菌処理などの菌類除去処理、艶消し処理、退色処理などの処理が施される。また、表面の色を変化させることができる。たとえば、変色処理、脱色処理、漂白処理などを施すことができる。また、表面の文字などの情報が酸化処理の対象とすることができる。たとえば、文字などの情報を消去する消去処理や、被酸化部分の形状を文字などの情報を認識させることができる形状にすることで、情報を現す記述処理、特に情報が図柄などである場合の描出処理を施すことができる。また、表面のコーティングされた材料などを処理対象とすることができる。たとえば、コーティングされた材料の除去処理や剥離処理などを施すことができる。なお、酸化処理のこれらのバリエーションについては、この後に続けて説明する酸化装置においても同様のことがいえるが、この後の説明では省略する。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the substance to be treated X. The object to be processed X is subjected to oxidation treatment. That is, the participation target substance on the surface of the workpiece X is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide or the like, or eluted into the solution S and removed from the workpiece X. As a result, the surface of the workpiece X is oxidized. More specifically, on the surface of the workpiece X, roughening treatment, frictional force improvement treatment, corrosion resistance treatment, anticorrosion treatment, hydrophilic treatment, fine recess formation treatment, reflectance reduction treatment, irregular reflection improvement treatment, Treatments such as adhesion prevention treatment, difficult adsorption enhancement treatment, water retention enhancement treatment, fungi removal treatment such as sterilization treatment, matting treatment, and fading treatment are performed. Moreover, the color of the surface can be changed. For example, a color change process, a decoloring process, a bleaching process, etc. can be performed. In addition, information such as characters on the surface can be subjected to oxidation treatment. For example, an erasing process for erasing information such as characters, or a description process for displaying information by making the shape of the oxidized portion a shape that allows information such as characters to be recognized, especially when the information is a symbol or the like A rendering process can be performed. In addition, a surface-coated material or the like can be a processing target. For example, it is possible to perform a removal treatment or a peeling treatment of the coated material. These variations of the oxidation treatment can be applied to the oxidation apparatus that will be described later, but will not be described in the following description.
酸化装置40によれば、容器41内部に収納できるとともに容器41内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについては酸化処理を行うことができる。しかし、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して脱色などの酸化処理をするには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合、これに酸化処理を施すには、容器41を極めて大きくする必要があり、酸化装置40の大型化を招く。
According to the
次に、かかる事情に鑑みた物質の酸化装置について説明する。 Next, a substance oxidation apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における物質の酸化方法は、図15に示した親水化装置60を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図15に示す親水化装置60を酸化装置60と読み替えることとし、図15を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
The substance oxidizing method in this example can be implemented by using the
被処理物Xは、プラスチックフィルム等のプラスチックシート、布地など、シート状であり巻き取り機構によって巻き取ることができるものであればどのようなものでも良く、病院等で使用されるシーツ、枕やベッドのカバー等が挙げられる。 The object to be processed X may be any sheet as long as it can be wound by a winding mechanism, such as a plastic sheet such as a plastic film, a cloth, a sheet, a pillow, Examples include a bed cover.
このような構成の酸化装置60にあっては、被処理物Xをローラ62に巻き掛けるとともに巻き取り機構によって巻き取ることができる状態とした後、溶液Sを、KrIエキシマランプLの間に位置する被処理物Xを浸漬する程度に、容器61内に充填する。そして、巻き取り機構によって被処理物Xに送りをかける。そして、溶液Sに浸漬された後、巻き取られた被処理物Xに供給された溶液Sの一部を必要に応じてブレード63によってかきとり、溶液Sの供給量の均等化を図る。その後、KrIエキシマランプLの間に送られた被処理物Xは、当該ランプからの紫外線の照射を受けることで酸化処理される。
In the
すると、紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xの被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物Xの酸化処理が行われる。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物Xから除去される。このように、被処理物Xの、単に水で洗ったり、布で拭ったりするだけでは分離することが困難な被酸化物質が、分解され、または被処理物Xから分離され、酸化が行われる。 Then, the nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes the substance to be processed X to be processed. Decomposition is performed, and the object X is oxidized. That is, the substance to be oxidized is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide or the like, or eluted into the solution S and removed from the workpiece X. As described above, the substance to be treated, which is difficult to separate by simply washing with water or wiping with a cloth, is decomposed or separated from the object to be treated X and oxidized. .
巻き取り機構による被処理物Xの巻き取り速度は、被処理物XがKrIエキシマランプLの間を移動する間に被酸化物質の分解が行われ所望の酸化処理が行われるように調整される。巻き取り機構による被処理物Xの巻き取りが終了することで酸化処理が終了し、酸化処理された被処理物Xが得られる。たとえば、被処理物Xが病院等で使用されるシーツ等である場合には、血液等の体液や汗等のシミ、汚れが酸化処理により脱色あるいは除去され、清潔な状態となる。 The winding speed of the workpiece X by the winding mechanism is adjusted so that the target substance is decomposed and the desired oxidation treatment is performed while the workpiece X moves between the KrI excimer lamps L. . When the winding of the workpiece X by the winding mechanism is finished, the oxidation treatment is finished, and the workpiece X subjected to the oxidation treatment is obtained. For example, when the object to be processed X is a sheet or the like used in a hospital or the like, body fluid such as blood, stains such as sweat, and dirt are decolored or removed by an oxidation process, and a clean state is obtained.
被処理物Xを移動させる移動手段は、上述した巻き取り機構でなく、被処理物Xを載置、あるいは固定などした態様で移動させるベルト等の運搬部材を備えた構成であってもよい。このような構成にすれば、被処理物Xはシート状のものに限らず、比較的大きな物を被処理物Xとしてこれを酸化処理することができる。この構成によれば、複数の被処理物Xを運搬部材によって運搬しながら連続して酸化処理することができる。被処理物Xの全体をかかる運搬部材で運搬しつつ酸化処理するために、運搬部材の配置位置、形状、紫外線を透過する材質を用いること、KrIエキシマランプLの配置位置、数などを適宜選択できる。 The moving means for moving the object to be processed X may be configured to include a transporting member such as a belt for moving the object to be processed X in a manner in which the object to be processed X is placed or fixed, instead of the winding mechanism described above. With such a configuration, the workpiece X is not limited to a sheet shape, and a relatively large article can be oxidized as the workpiece X. According to this configuration, the plurality of workpieces X can be continuously oxidized while being transported by the transport member. In order to oxidize the entire object to be processed X while being transported by such a transporting member, the position and shape of the transporting member, the use of a material that transmits ultraviolet rays, the position and number of KrI excimer lamps L are appropriately selected. it can.
また、この実施形態の酸化装置のように、溶液Sとして、亜酸化窒素含有粘稠性溶液を用いるものでは、被処理物Xに供給した溶液Sの供給量を少量化しつつ均等化することが容易であるので、被処理物Xの表層のみに酸化処理を施す方法および装置として適しているということができる。また、少量化や均等化によって除去した亜酸化窒素含有粘稠性溶液を回収する受け皿のような回収手段を設けることで、亜酸化窒素含有粘稠性溶液を再利用するようにしてもよい。これにより、亜酸化窒素含有粘稠性溶液の効率的な利用が可能である。 In addition, in the case of using the nitrous oxide-containing viscous solution as the solution S as in the oxidation apparatus of this embodiment, the supply amount of the solution S supplied to the workpiece X can be equalized while reducing the amount supplied. Since it is easy, it can be said that it is suitable as a method and apparatus for performing oxidation treatment only on the surface layer of the workpiece X. Further, the nitrous oxide-containing viscous solution may be reused by providing a collecting means such as a receiving tray for recovering the nitrous oxide-containing viscous solution removed by the reduction or equalization. Thereby, efficient utilization of a nitrous oxide-containing viscous solution is possible.
このような酸化装置60では、被処理物Xが、比較的大きな物である場合や、布地のように紫外線を照射して酸化するには展開して表面積を大きくする必要がある物である場合も、容器61の大きさが、被処理物Xによってさほど左右されず、大型化が抑制される。また、運搬が容易であり容器61内部の溶液Sに浸漬でき、この状態で紫外光を照射できる被処理物Xについて酸化を行うことができる。
In such an
次に、被処理物Xが、机、床、壁など容易に運搬できないものである場合に好適な酸化装置について説明する。 Next, an oxidation apparatus suitable for the case where the workpiece X is not easily transportable such as a desk, a floor, or a wall will be described.
本例における物質の酸化方法は、図16に示した親水化装置70を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図16に示す親水化装置70を酸化装置70と読み替えることとし、図16を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
The substance oxidizing method in this example can be implemented by using the
図16に示す酸化装置70にあっては、被処理物の酸化を行うべき部位に、ゴム76の弾性を利用して容器71を密着させ、被処理物と容器本体74とガラス75とで密閉空間を形成した後、吸引ポンプを作動させてかかる密閉空間を溶液Sで満たす。この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外線を被処理物の酸化を行うべき部位上に位置する溶液Sに照射する。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物の被酸化物質を強力に酸化して分解し、被処理物に対して酸化処理が施される。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して除去される。これによって、例えば、シミ、汚れ、カビ、落書き等によって壁に生じていた色が脱色される。なお、酸化の過程で亜酸化窒素が消費されるため、適宜吸引ポンプを駆動して密閉空間内の溶液Sを交換してもよい。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the substance to be treated, An oxidation treatment is performed on the workpiece. That is, the substance to be oxidized is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide or the like, or eluted into the solution S and removed. As a result, for example, the color generated on the wall due to stains, dirt, mold, graffiti, etc. is removed. In addition, since nitrous oxide is consumed during the oxidation process, the solution S in the sealed space may be replaced by appropriately driving the suction pump.
密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が酸化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに吸引ポンプを駆動する制御手段とを溶液制御手段に設け、フィードバック制御を行って密閉空間内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を酸化に適した範囲に保つように構成することができる。 Concentration detection means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the sealed space, and the suction pump is driven when the nitrous oxide concentration detected by the concentration detection means falls below a predetermined concentration suitable for oxidation And a control means that performs the feedback control to keep the concentration of the nitrous oxide of the solution S in the sealed space in a range suitable for oxidation.
所望の酸化が行われると酸化を終了し、酸化された被処理物が得られる。酸化後、給液管72を溶液貯蔵部または容器71から取り外すこと等により、溶液貯蔵部から容器71への溶液Sの供給が行われない状態としてから、吸引ポンプを駆動して、容器71内の溶液Sを廃液貯蔵部に排出し、容器71を被処理物から離脱させる。
When the desired oxidation is performed, the oxidation is terminated and an oxidized object to be processed is obtained. After the oxidation, the
かかる酸化により、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物の所望の酸化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、廃液貯蔵部に排出された溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 By such oxidation, desired oxidation of a workpiece such as a desk top, a floor, or a wall, which is mainly difficult to transport, is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S discharged to the waste liquid storage unit.
容器71と被処理物との密着状態が保たれ、溶液Sの漏れが問題とならない場合には、酸化装置70の、特に容器71を、移動させつつ酸化を行っても良い。容器71を移動させる前に溶液Sを排出するための時間が不要となり、連続して酸化を行うことができるため、効率よく酸化を行うことができる。
When the tight contact state between the
容器71と被処理物とが密着状態となることは、上記の密閉空間から紫外光が漏れることを防止することにもなり、紫外光が外界に与える影響を回避することができる。なお、図13に示した例でも、容器41内が密閉されているため、紫外光が外界に漏れることによる影響が回避されている。
When the
また、この実施形態の酸化装置のように、用いられている溶液Sが亜酸化窒素含有粘稠性溶液であると、溶液Sの漏れがより確実に防止される。 Moreover, when the solution S used is a nitrous oxide-containing viscous solution as in the oxidation apparatus of this embodiment, leakage of the solution S is more reliably prevented.
酸化装置70のように、酸化処理の過程で亜酸化窒素が消費されることを考慮し、溶液Sを交換可能に構成することは、高い酸化性能を発揮することにきわめて優れている。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。上述の、図10、13、14に示した構成例においても、酸化処理の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
Considering that nitrous oxide is consumed in the course of the oxidation treatment as in the
また、図16に示した酸化装置70も、これを用いて被処理物の表面の一部に酸化処理を施す場合には、パターン化された処理を行うということができる。
In addition, the
図16に示した酸化装置70は、机の上面、床、壁など、主に運搬が困難な被処理物を対象としたものであった。かかる酸化装置70は、比較的大きな部分に酸化処理を施すことに適している。これに対し、比較的小さな部分をスポット的に酸化することが要求される場合もある。
The
次に、かかる事情に鑑みた酸化装置について説明する。 Next, the oxidation apparatus in view of such circumstances will be described.
本例における物質の酸化方法は、図18に示した親水化装置90を物質の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図18に示す親水化装置90を酸化装置90と読み替えることとし、図18を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
The substance oxidizing method in this example can be carried out by using the
図18に示す酸化装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を歯牙等の被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に噴出して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外線を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの出射方向、絞りを調整することで容易に適切な状態とされる。
In the
紫外線照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物の被酸化物質を強力に酸化して分解し、例えば、被処理物の脱色が行われる。すなわち、被酸化物質が酸化され、水、二酸化炭素等に分解され、または溶液Sに溶出して、被処理物たる歯牙等に酸化処理が施される。これによって、例えば歯牙の色が脱色されて漂白が行なわれ、美容にとって重要な、歯を白くしたいといった要望に応えることができる。酸化処理の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの噴出量が調整される。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes and decomposes the substance to be treated, For example, decolorization of the workpiece is performed. That is, the substance to be oxidized is oxidized and decomposed into water, carbon dioxide, or the like, or eluted into the solution S, and the tooth or the like, which is the object to be processed, is oxidized. As a result, for example, the tooth color is bleached and bleaching is performed, and it is possible to meet the demand for whitening the teeth, which is important for beauty. The ejection amount of the solution S is adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the oxidation process.
酸化装置90は、必要な部分だけに溶液Sを付着させて酸化処理を行う場合に適当な装置である。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。また溶液Sの噴出方向のみに紫外光が照射されるため、必要な部分だけに紫外光を照射させることができ、紫外光がその他の部分に照射されることによる影響が回避される。なお酸化装置90も、これを用いて被処理物の一部を酸化する場合には、パターン化された酸化を行うということができる。例えば被処理物を、酸化装置60における被処理物Xのようにシート状のものとした場合、酸化装置70における被処理物Xのように机の上面、床、壁等とした場合である。
The
ここで、紫外光の照射時における溶液Sの被処理物Xへの接触の態様について述べると、上述した酸化装置30、40、60は、被処理物Xを溶液S中に浸漬させるというものであり、上述した酸化装置70、90は、被処理物の酸化すべき部位を溶液Sで濡らすというものである。後者の接触の態様に関しては、酸化装置90では、溶液Sを噴出することで被処理物Xの酸化すべき部位を溶液Sで濡らす構成となっているが、噴出の態様としては、酸化装置90のように溶液Sを連続的に被酸化物に付着させるものに限らず、溶液Sを霧状に噴出して被酸化物に付着させるものも挙げられる。
Here, the mode of contact of the solution S with the workpiece X during irradiation with ultraviolet light will be described. The above-described
また、溶液Sが亜酸化窒素含有粘稠性溶液であれば、噴出手段によって溶液Sを被処理物Xの表面に付着させたとき、溶液Sを流れ落ちにくい状態で被酸化部分に付着させることができる。また、噴出を利用するので、浸漬によって溶液Sを供給することが難しい位置に被酸化処理部分が存在する場合であっても、溶液Sを当該被酸化処理部分に付着させることができる。したがって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、たとえば、被酸化部分が傾斜面や鉛直面に存在する被処理物Xや、溶液Sを供給しにくい位置に被酸化部分がある被処理物Xを酸化処理する装置および方法として適しているということができる。 Further, if the solution S is a nitrous oxide-containing viscous solution, when the solution S is attached to the surface of the workpiece X by the jetting means, the solution S may be attached to the portion to be oxidized in a state where it is difficult to flow down. it can. Further, since the ejection is used, even when the portion to be oxidized exists at a position where it is difficult to supply the solution S by immersion, the solution S can be attached to the portion to be oxidized. Therefore, the oxidation apparatus of this embodiment and the oxidation method used in the apparatus are, for example, an object to be oxidized in a position where an oxidation target part exists on an inclined surface or a vertical surface, or a position where the solution S is difficult to be supplied. It can be said that this is suitable as an apparatus and method for oxidizing the workpiece X having a portion.
また、紫外光源および被処理部が大気中にある場合は、粘稠性溶液が塗布されていない場所が大気中に発生したオゾンによって酸化されてしまうため、KrIエキシマランプ以外のランプでは、紫外線により発生したオゾンが直接接触する部分、すなわち粘稠性液体が塗布されていない部分の方が酸化が進む可能性があるが、KrIエキシマランプを用いれば、オゾンの発生が少ないので、粘稠性溶液の塗布の有無によって酸化部分と非酸化部分とを明確に区分した酸化処理を行うことができる。したがって、本実施形態の酸化方法および酸化装置や以降に説明する酸化方法および酸化装置は、酸化処理を施したい部分だけに溶液を塗布して、当該部分にのみ酸化処理を施す方法として適している。 In addition, when the ultraviolet light source and the part to be processed are in the atmosphere, the place where the viscous solution is not applied is oxidized by ozone generated in the atmosphere. Therefore, in lamps other than the KrI excimer lamp, The portion where the generated ozone is in direct contact, that is, the portion where the viscous liquid is not applied, may undergo oxidation. However, if a KrI excimer lamp is used, the generation of ozone is less, so the viscous solution Depending on the presence or absence of coating, an oxidation treatment in which an oxidized portion and a non-oxidized portion are clearly separated can be performed. Therefore, the oxidation method and the oxidation apparatus of the present embodiment and the oxidation method and the oxidation apparatus described below are suitable as a method of applying the solution only to a portion where the oxidation treatment is desired and performing the oxidation treatment only on the portion. .
このように、図18に示される酸化装置は、溶液Sを供給する手段として噴出手段を用いているが、次に説明するように供給手段は塗布手段でもよい。 As described above, the oxidizer shown in FIG. 18 uses the ejection means as the means for supplying the solution S, but the supply means may be an application means as described below.
図25は、溶液Sを塗布する塗布具としての刷毛160と、被処理物Xの表面に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有する酸化装置である。ここでは、刷毛160が溶液Sを被処理物Xに接触させる溶液供給手段である。このように刷毛160のような塗布具を用いる酸化装置は、被処理物Xの表面に酸化処理を施す酸化装置として適している。なお、刷毛160を支持する構造および刷毛を移動させる機構についてはここでは省略した。
FIG. 25 shows an oxidizer having a
KrIエキシマランプLは、被処理物Xの溶液Sが塗布された面に向けて紫外光を照射するようになっている。なお、溶液塗布面に対して均一に紫外光を照射するためには、KrIエキシマランプLの照射方向は溶液Sが塗布された面に対して直交していることがより好ましい。 The KrI excimer lamp L is configured to irradiate ultraviolet light toward the surface on which the solution S of the workpiece X is applied. In order to uniformly irradiate the solution application surface with ultraviolet light, the irradiation direction of the KrI excimer lamp L is more preferably orthogonal to the surface to which the solution S is applied.
このような構成の酸化装置では、刷毛160に溶液Sを供給した後、刷毛160で溶液Sを被処理物Xの被酸化部分に塗布する。その後、KrIエキシマランプLを発光させて、被処理物Xの被酸化部分に紫外光を照射する。溶液Sが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の処理が施される。なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。
In the oxidation apparatus having such a configuration, after supplying the solution S to the
被処理物Xとしては、種々のものが考えられるが、たとえば、板材を挙げることができる。板材の表面に酸化処理を施して漂白したり脱色したりすることが考えられる。 Although various things can be considered as to-be-processed object X, a board | plate material can be mentioned, for example. It is conceivable that the surface of the plate material is subjected to an oxidation treatment to be bleached or decolorized.
また、刷毛160によって塗布される溶液Sは、増粘剤を含むものであり、含まないのもに比べて高い粘稠性を有するものである。したがって、塗布された溶液Sは、塗布された位置に留まる性質あるいは留まりやすい性質を有する。このような特徴を有する溶液Sを用いる場合、塗布領域と非塗布領域とを明確に区分することができる。したがって、塗布領域を特定の形状にしたり、文字などの情報を示す形状になるように塗布することができる。このように塗布した後、塗布した領域に紫外光を照射すると、塗布領域に酸化処理が施される。たとえば脱色処理であれば、その特定形状や文字情報が顕在化する。また、文字や図形などがインキなどの有機物を含有する材料で記載されている場合、この文字などの部分に溶液Sを塗布し、その後紫外光を照射することでインキに対して酸化処理を施すことができる。これが脱色処理であれば、この文字や図形などの情報を消去することができる。
Further, the solution S applied by the
また、溶液Sの供給手段は、噴出手段や刷毛などによる塗布手段の他、たとえば、印刷手段でもよい。 Further, the supply means for the solution S may be, for example, a printing means in addition to a spraying means or a coating means such as a brush.
図26は、溶液Sをオフセット印刷の方式によって塗布するプリントユニット161と、被処理物Xの表面に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有している。なお、KrIエキシマランプLは、図25で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。
FIG. 26 includes a
プリントユニット161は、いわゆる平版印刷とも称されることがあるオフセット印刷方式を用いるものであり、オフセット印刷方式で用いられるような平版を取付けるためのロール162と、当該ロール162に取付けられた版163とを有する。なお、このプリントユニット161で用いるオフセット印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。
The
この実施形態の酸化装置で用いられる亜酸化窒素を含む溶液Sは、基本的には水溶液である。したがって、被処理物の被酸化部分に全面的に溶液を塗布する場合であれば、対応する部分に親水性処理が施された版を用い、親水性処理が施された部分に溶液を供給することで、版から被酸化部分に溶液Sを供給することができる。また、増粘剤を含有する溶液Sが、水との比較において疎水性であり親油性を有するものである場合は、通常の印刷機械におけるインキを溶液に置き換えることで、溶液塗布領域の形状が任意のパターン形状になるように溶液を塗布できる。例えば、溶液Sが含有する増粘剤が有機系の増粘剤である場合に、このような場合が考えられる。 The solution S containing nitrous oxide used in the oxidation apparatus of this embodiment is basically an aqueous solution. Therefore, if the solution is to be applied to the entire portion to be oxidized of the object to be treated, a plate having a hydrophilic treatment applied to the corresponding portion is used, and the solution is supplied to the portion to which the hydrophilic treatment has been applied. Thus, the solution S can be supplied from the plate to the portion to be oxidized. Further, when the solution S containing the thickener is hydrophobic and oleophilic in comparison with water, the shape of the solution application region is changed by replacing the ink in a normal printing machine with the solution. The solution can be applied in an arbitrary pattern shape. For example, such a case is conceivable when the thickener contained in the solution S is an organic thickener.
このような構成の酸化装置では、プリントユニット161の版163の溶液給付部163aに溶液Sを供給すると共に、版163を、たとえば板材などの被処理物Xに押し当てる。すると、版163から被処理物Xに向けて溶液Sが所定のパターンで塗布される。その後、KrIエキシマランプLを発光させて、被処理物Xに紫外光を照射する。すると、溶液Sが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。
In the oxidation apparatus having such a configuration, the solution S is supplied to the
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。被処理物Xとしては、既に説明したように、紙以外にも、フィルムなどの厚さの薄いものなど種々のものが考えられる。また、本実施形態で用いられる溶液は、増粘剤を含有する高粘稠性のものであり、塗布された位置に留まる性質を有する。このような場合に好適な利用態様については既に説明したとおりである。したがって、ここでは、その説明を省略する。なお、印刷方式によって溶液Sを供給する方法は、少量の溶液を供給する方法として適しているが、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、平版を用いるものであり、特に少量の溶液Sを塗布する方法として適している。 Note that the mechanism for the oxidation treatment has already been described and is omitted here. As described above, various materials such as a thin film such as a film can be considered as the workpiece X other than paper. Moreover, the solution used in this embodiment is a highly viscous solution containing a thickener and has a property of staying at the applied position. The usage mode suitable for such a case is as described above. Therefore, the description thereof is omitted here. Note that the method of supplying the solution S by a printing method is suitable as a method of supplying a small amount of solution, but the oxidation apparatus of the present embodiment and the method used in the apparatus use a lithographic plate, It is particularly suitable as a method for applying a small amount of solution S.
また、本実施形態で用いたオフセット印刷方式の溶液供給手段によれば、精緻な塗布パターンを実現できることから、図形や文字情報に対応した領域に溶液Sを塗布することができる。また、印刷方式の溶液供給手段は、比較的少量の溶液を供給する手段として適しており、供給量の調節が容易であり、少量の溶液を被酸化領域全体に均等に塗布したい場合に適しており、帯状の被酸化部分に連続して高速に塗布する方法として適しており、紙やフィルムなど厚さの薄い被処理物に酸化処理を施す装置として適している。 Further, according to the offset printing type solution supply means used in the present embodiment, a precise coating pattern can be realized, so that the solution S can be applied to an area corresponding to graphic or character information. Also, the printing method solution supply means is suitable as a means for supplying a relatively small amount of solution, and it is easy to adjust the supply amount, and is suitable for a case where a small amount of solution is to be applied evenly over the entire oxidized region. In addition, it is suitable as a method for continuously applying to a band-like portion to be oxidized at a high speed, and is suitable as an apparatus for performing an oxidation treatment on a thin object such as paper or film.
酸化装置において印刷方式の溶液供給手段を用いる場合、プリントユニットは、オフセット印刷の方式以外の印刷方式を用いるものでもよい。 When the printing method solution supply means is used in the oxidation apparatus, the printing unit may use a printing method other than the offset printing method.
図27は、溶液Sを凸版印刷の方式によって塗布するプリントユニット164と、被処理物Xの表面に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有している。なお、KrIエキシマランプLは、図25で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。
FIG. 27 includes a
このプリントユニット164は、いわゆる活版印刷とも称される凸版印刷方式を用いるものであり、凸版印刷方式で用いられる凸版を取付けるためのロール165と、当該ロール165に取付けられた凸版166とを有する。なお、このプリントユニット164で用いる凸版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニット164を用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。
This
このような構成の酸化装置では、プリントユニット164の凸版166の凸部166aに溶液Sを供給すると共に、凸版166を、たとえば板材などの被処理物Xに押し当てる。すると、凸版166から被処理物Xに向けて溶液Sが所定のパターンで塗布される。その後、KrIエキシマランプLを発光させて、被処理物Xに紫外光を照射する。すると、溶液Sが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。
In the oxidizer having such a configuration, the solution S is supplied to the
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、凸版を用いるものであり、被酸化部分に溶液Sを塗布によって供給するときに、溶液を供給する部分に圧力を加えながら溶液Sを供給する方法として適している。したがって、少量の溶液Sを表面のみならず、被処理物Xの内部にまで圧入させる場合に適している。 Note that the mechanism for the oxidation treatment has already been described and is omitted here. In addition, when the solution has a property of staying at the position where the solution is applied, it is as described above that there are various suitable usage modes, and thus description thereof is omitted here. However, the oxidation apparatus of the present embodiment and the method used in the apparatus use a relief plate, and when supplying the solution S to the oxidation target portion by coating, applying pressure to the solution supply portion. It is suitable as a method for supplying the solution S. Therefore, it is suitable for a case where a small amount of the solution S is pressed into not only the surface but also the inside of the workpiece X.
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。 The effect obtained when using the printing solution supply means, such as the ability to realize a precise coating pattern, has already been described in the description of the oxidation apparatus using the offset printing method solution supply means. A description of the points is omitted here.
図28は、溶液Sを凹版印刷の方式によって塗布するプリントユニット167と、被処理物Xの表面に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有している。なお、KrIエキシマランプLは、図25で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。
FIG. 28 includes a
このプリントユニット167は、いわゆるグラビア印刷とも称される凹版印刷方式を用いるものであり、凹版印刷方式で用いられる凹版を取付けるためのロール168と、当該ロール168に取付けられた凹版169とを有する。なお、このプリントユニット167で用いる凹版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニットを用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。
This
このような構成の酸化装置では、プリントユニット167の凹版169の凹部169aに溶液Sを供給すると共に、凹版169をたとえば板材などの被処理物Xに押し当てる。すると、凹版169から被処理物Xである板材に溶液Sが所定のパターンで塗布される。その後、KrIエキシマランプLを発光させて、被処理物Xに紫外光を照射する。すると、溶液Sが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。
In the oxidation apparatus having such a configuration, the solution S is supplied to the
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、凹版169を用いるものであるので、基本的には少量の溶液Sを供給する方法として適しているとはいうものの、凹版169の凹部169aに充填された溶液Sを被処理物Xに供給することになる。したがって、溶液供給手段が平版や凸版を用いるものである上記酸化装置と比較すると、より多量の溶液Sを供給することができる。よって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、印刷方式の中でも、比較的多量の溶液Sを供給する方法として適している。
Note that the mechanism for the oxidation treatment has already been described and is omitted here. In addition, when the solution has a property of staying at the position where the solution is applied, it is as described above that there are various suitable usage modes, and thus description thereof is omitted here. However, since the oxidation apparatus of the present embodiment and the method used in the apparatus use the
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。 The effect obtained when using the printing solution supply means, such as the ability to realize a precise coating pattern, has already been described in the description of the oxidation apparatus using the offset printing method solution supply means. A description of the points is omitted here.
図29は、溶液Sを孔版印刷の方式によって塗布するプリントユニット170と、被処理物Xの表面に向けて紫外線を照射するKrIエキシマランプLとを有している。なお、KrIエキシマランプLは、図25で説明した酸化装置と同様のものであるので、その説明を省略する。
FIG. 29 includes a
このプリントユニット170は、スクリーン印刷やリソグラフ印刷とも称される孔版印刷方式を用いるものであり、孔版印刷方式で用いられる筒形状の孔版171を固定するための両端支持部材172,172と、当該両端支持部材172,172に取付けられた孔版171と、孔版171に溶液Sを供給するためのスキージ173とを有する。なお、このプリントユニット170で用いる孔版印刷方式は印刷機械としては広く用いられている方式であるので、ここではその詳細な構造の説明を省略する。簡単に説明すると、孔版印刷では、筒形状の孔版171の内部に溶液Sを供給する必要があることから、両端支持部材172,172には、孔版171内に連通する溶液供給窓172aが形成されている。また、孔版171内のスキージ173は、両端支持部材172,172を支持するアーム174に、図示しない取付具を介して直接固定されており、孔版171が回転しても回転品状態で固定されている。なお、孔版171の回転手段は図示されていない。これ以外の構造は、オフセット印刷方式のプリントユニットを用いた上記酸化装置と同様であるので、同一の構成については同一の符号を付すこととし、その説明を省略する。
This
このような構成の酸化装置では、プリントユニット170の筒形状の孔版171の内部に溶液Sを供給すると共に、孔版171をたとえば板材などの被処理物Xに押し当てる。すると、孔版171から被処理物に溶液Sが所定のパターンで塗布される。その後、KrIエキシマランプLを発光させて、被処理物Xの被酸化部分に紫外光を照射する。すると、溶液Sが塗布された被酸化部分に酸化処理が施され、脱色等の酸化処理が施される。
In the oxidation apparatus having such a configuration, the solution S is supplied to the inside of the
なお、酸化処理が行われるメカニズムは既に説明しているのでここでは省略する。また、溶液が塗布された位置に留まる性質を有する場合、種々の好適な利用態様があることについても既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。ただし、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている方法は、孔版を用いるものであるので、基本的には少量の溶液Sを供給する方法として適しているとはいうものの、孔版の孔に充填された溶液Sを被処理物に供給することになる。したがって、溶液供給手段が平版や凸版を用いるものである上記酸化装置と比較すると、より多量の溶液Sを供給することができる。よって、本実施形態の酸化装置および当該装置で用いられている酸化方法は、印刷方式の中でも、比較的多量の溶液Sを供給する方法として適している。さらに、凹版を用いる溶液供給手段に比べて、孔版を用いる溶液供給手段は、より簡単に少量の溶液を供給できるものを容易できるという利点がある。 Note that the mechanism for the oxidation treatment has already been described and is omitted here. In addition, when the solution has a property of staying at the position where the solution is applied, it is as described above that there are various suitable usage modes, and thus description thereof is omitted here. However, since the oxidation apparatus of the present embodiment and the method used in the apparatus use a stencil, although it is basically suitable as a method for supplying a small amount of the solution S, The solution S filled in the holes is supplied to the object to be processed. Therefore, a larger amount of the solution S can be supplied as compared with the above oxidation apparatus in which the solution supply means uses a lithographic plate or a relief plate. Therefore, the oxidation apparatus of this embodiment and the oxidation method used in the apparatus are suitable as a method for supplying a relatively large amount of the solution S among the printing methods. Furthermore, compared with the solution supply means using an intaglio, the solution supply means using a stencil has the advantage that it is easier to supply a small amount of solution.
なお、精緻な塗布パターンを実現できるなど、印刷方式の溶液供給手段を用いた場合に得られる効果とうについては、既に、オフセット印刷方式の溶液供給手段を用いた酸化装置のところで説明したので、その点についての説明をここでは省略する。 The effect obtained when using the printing solution supply means, such as the ability to realize a precise coating pattern, has already been described in the description of the oxidation apparatus using the offset printing method solution supply means. A description of the points is omitted here.
以上、種々の酸化方法や酸化装置の実施形態について説明したが、各酸化方法や酸化装置に次のような工程や手段を追加することで、より高品質の酸化処理を行うことができる。 As described above, the embodiments of various oxidation methods and oxidation apparatuses have been described. However, by adding the following steps and means to each oxidation method and oxidation apparatus, higher quality oxidation treatment can be performed.
たとえば、酸化処理後すなわち紫外線照射終了後に、必要に応じて被処理物Xに対して、溶液Sや水等を用いて洗浄等を施すシャワリング機器などの洗浄手段を設けてもよい。必要に応じて、被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥するドライアなどの乾燥手段を設けてもよい。エアを吹き付けるなどして被処理物Xの表面等を清浄するエア噴射機などの清浄手段を設けてもよい。被処理物Xの表面に酸化処理により生じたものなどの異物が付着していたり、残っていたりすることがあるが、このような処理を行うことで、異物を除去することができる。 For example, after the oxidation treatment, that is, after completion of the ultraviolet irradiation, a cleaning means such as a showering device for cleaning the workpiece X with the solution S, water, or the like may be provided as necessary. You may provide drying means, such as a dryer which dries the solution S adhering to the to-be-processed object X as needed. A cleaning means such as an air jet that cleans the surface of the workpiece X by blowing air or the like may be provided. Foreign matter such as that generated by oxidation treatment may adhere to or remain on the surface of the workpiece X. By performing such treatment, foreign matter can be removed.
さらに具体的には、図15で示される酸化装置は、巻き取り機構によって巻き取れている状態の被処理物Xを乾燥する乾燥機を備えるものでもよい。また、図18に示される酸化装置90は、被酸化部分に対して溶液Sを噴出する噴出手段を洗浄手段としても用いるものでもよい。当該酸化装置90では、被酸化部分への被酸化物質の再付着の様子を見ながらその部位にのみ溶液をスポット噴出することができるので、被酸化部分を極めて容易に洗浄することができる。
More specifically, the oxidation apparatus shown in FIG. 15 may include a dryer that dries the workpiece X in a state of being wound by the winding mechanism. In addition, the
溶液接触対象であると共に紫外線の照射対象である被処理物Xを保持する必要がある場合は、紫外光の照射に影響を与えない形状、位置、紫外光を透過する材質を適宜選択した保持部材を設けてもよい。保持部材は、被処理物の比重と溶液Sの比重がほぼ等しく被処理物が溶液中に浮いた状態となる場合には省略することができる。したがって、溶液Sの比重を調整するための調整剤を溶液Sに溶解させることもできる。 When it is necessary to hold the workpiece X to be contacted with the solution and to be irradiated with ultraviolet rays, the holding member appropriately selected the shape, position, and material that transmits the ultraviolet light that does not affect the irradiation with ultraviolet light. May be provided. The holding member can be omitted when the specific gravity of the object to be processed and the specific gravity of the solution S are substantially equal and the object to be processed is in a state of floating in the solution. Therefore, the adjusting agent for adjusting the specific gravity of the solution S can be dissolved in the solution S.
被処理物の被酸化部分に供給された溶液Sの量を調節する上記ブレード63のような溶液調節手段を設けてもよい。この溶液調節手段によって溶液の量を調節することで、酸化部分全体について溶液Sの供給量を均等にしたり、供給量を減らしたりすることができる。
You may provide the solution adjustment means like the said
上記述べてきた実施例1から6において、亜酸化窒素を溶解させた水溶液を用いて被処理物を酸化させる場合には、被処理物に水溶液を十分に付着させた状態にしてから紫外光を照射する必要がある。ところが、被処理物の物性が疎水性を有する場合には、水溶液が被処理物に十分に付着しにくい場合がある。例えば、被処理物がシリコンウエハー等のフッ素による洗浄面である場合、亜酸化窒素を溶解させた水溶液を噴霧やスピンコートによってシリコンウエハーの表面に付着させようとしても、水溶液がはじかれてしまうために酸化反応が進行しないという不具合を生ずる。 In Examples 1 to 6 described above, when an object to be processed is oxidized using an aqueous solution in which nitrous oxide is dissolved, ultraviolet light is applied after the aqueous solution is sufficiently adhered to the object to be processed. Irradiation is necessary. However, when the physical property of the object to be processed is hydrophobic, the aqueous solution may not be sufficiently attached to the object to be processed. For example, when the object to be processed is a cleaned surface of fluorine such as a silicon wafer, even if an aqueous solution in which nitrous oxide is dissolved is attached to the surface of the silicon wafer by spraying or spin coating, the aqueous solution will be repelled. This causes the problem that the oxidation reaction does not proceed.
そこで、被処理物に対する亜酸化窒素溶液の付着性向上の観点から、亜酸化窒素を溶かす溶媒として濡れ性の高い有機溶媒を用いてもよい。これにより、疎水性の被処理物に対して効率の良い酸化処理を可能としている。また、表面を酸化させた物質を安価にて提供することができる。 Therefore, from the viewpoint of improving the adhesion of the nitrous oxide solution to the object to be treated, an organic solvent having high wettability may be used as a solvent for dissolving nitrous oxide. Thereby, efficient oxidation treatment is enabled for the hydrophobic object to be treated. In addition, a substance whose surface is oxidized can be provided at a low cost.
本実施例では、亜酸化窒素を溶解させる有機溶媒として、ヘキサン、シクロヘキサン、メチル水素ポリシロキサン、環状ジメチルシロキサン、テトラメチルオルソシリケート、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロヘキサン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルのうちの少なくともいずれか一つを含む有機溶媒を用いる。 In this example, as an organic solvent for dissolving nitrous oxide, hexane, cyclohexane, methylhydrogen polysiloxane, cyclic dimethylsiloxane, tetramethylorthosilicate, perfluoropolyether, perfluorohexane, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, An organic solvent containing at least one of tributyl phosphate is used.
これらの有機溶媒は、疎水性の被処理物に対して濡れ性が高いので、紫外光の照射により亜酸化窒素(N2O)が分解して発生する原子酸素(O)が効率よく被処理物と反応する。したがって、疎水性の被処理物の表面を効率よく酸化させることができる。Since these organic solvents have high wettability to hydrophobic objects, atomic oxygen (O) generated by decomposition of nitrous oxide (N 2 O) by irradiation with ultraviolet light is efficiently treated. React with things. Therefore, the surface of the hydrophobic object can be efficiently oxidized.
例えば、(1)約10Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハー及び(2)自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、接触角測定(接触角測定装置として、協和界面科学(株)製 Contact-Angle meter CA-D型を用いた)を行った結果、(1)約10Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハーの接触角が20.0°、(2)自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーの接触角が74.7°と測定され、(1)の物質が親水性、(2)の物質が疎水性であると判断された。 For example, (1) silicon wafer with a natural oxide film of about 10 mm and (2) silicon wafer from which the natural oxide film has been removed with dilute hydrofluoric acid (contact angle measurement device, Kyowa Interface Science Co., Ltd.) As a result of using the Contact-Angle meter CA-D type) (1) The contact angle of a silicon wafer with a natural oxide film of about 10 mm is 20.0 °, and (2) the natural oxide film is diluted with The contact angle of the silicon wafer removed with acid was measured to be 74.7 °, and it was determined that the substance (1) was hydrophilic and the substance (2) was hydrophobic.
接触角の測定は、固体の表面に溶液の液滴をたらして、液滴の端と固体表面との角度を測定するものである。濡れやすい物質ほど、液滴はつぶれた形になって接触角は小さくなる。また、濡れにくい物質ほど、液滴は球に近い形になり、接触角が大きくなる。 The contact angle is measured by dropping a solution droplet on a solid surface and measuring the angle between the end of the droplet and the solid surface. The more wet the substance is, the smaller the droplet becomes and the smaller the contact angle. In addition, as the substance is harder to wet, the droplet has a shape closer to a sphere and the contact angle becomes larger.
例えば、1,4−ブタンスルトンを用いて同様の接触角の測定を行ったところ、(1)の物質の接触角が8.1°、(2)の物質の接触角が17.6°と測定された。前述のように、疎水性と判断された(2)の、自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、濡れ性が改善されていることが確認された。 For example, when the same contact angle was measured using 1,4-butane sultone, the contact angle of the substance (1) was 8.1 °, and the contact angle of the substance (2) was 17.6 °. It was done. As described above, it was confirmed that the wettability was improved for the silicon wafer (2), which was determined to be hydrophobic, from which the natural oxide film was removed with dilute hydrofluoric acid.
更に、この1,4−ブタンスルトン以外の有機溶剤として、パーフルオロヘキサン、テトラメチルオルソシリケート、メチル水素ポリシロキサン、ジメチルサルフェート、リン酸トリメチル、およびリン酸トリブチルについても接触角の測定を試みたが、(1)の物質に対しても、(2)の物質に対しても、液滴をたらしたとたんに、表面に薄く延びて広がってしまうため、接触角が少なすぎて接触角の値を実測することができなかった。 Furthermore, as an organic solvent other than 1,4-butane sultone, an attempt was made to measure the contact angle for perfluorohexane, tetramethyl orthosilicate, methyl hydrogen polysiloxane, dimethyl sulfate, trimethyl phosphate, and tributyl phosphate. Both the substance of (1) and the substance of (2) will spread thinly and spread on the surface as soon as the droplet is dropped, so the contact angle is too small and the contact angle value It was not possible to actually measure.
これらの溶液は、(1)約10Åの自然酸化膜がついているシリコンウエハー及び、(2)自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーについて、濡れ性が良好であることを示している。 These solutions show that the wettability is good for (1) a silicon wafer having a natural oxide film of about 10 cm and (2) a silicon wafer from which the natural oxide film has been removed with dilute hydrofluoric acid.
したがって、これらの濡れ性の良好な有機溶媒に亜酸化窒素を溶解させて、この溶液を被処理物に接触させておき、その状態で前記溶液に紫外光を照射することにより、効率よく被処理物を酸化させることができると考えられる。 Therefore, nitrous oxide is dissolved in these organic solvents with good wettability, this solution is kept in contact with the object to be treated, and the solution is efficiently irradiated by irradiating the solution with ultraviolet light in that state. It is thought that things can be oxidized.
図30は、水及び空気と、各有機溶媒との紫外光(波長191nm〜240nm)の透過率(%T)を対比する図表である。 FIG. 30 is a chart comparing the transmittance (% T) of ultraviolet light (wavelength 191 nm to 240 nm) of water and air with each organic solvent.
図30に挙げた有機溶媒は、240nmのよりも波長の短い紫外光の透過率が比較的高いので、照射された紫外光の多くを亜酸化窒素が吸収することができる。したがって、亜酸化窒素が分解され易いので、被処理物の酸化反応を高効率で行うことができる。 Since the organic solvent shown in FIG. 30 has a relatively high transmittance of ultraviolet light having a shorter wavelength than 240 nm, nitrous oxide can absorb most of the irradiated ultraviolet light. Therefore, since nitrous oxide is easily decomposed, the oxidation reaction of the object to be processed can be performed with high efficiency.
更に、亜酸化窒素に紫外光を照射した際に発生する原子酸素(O)により、分解されにくい溶媒を用いることによって、被処理物の酸化を効率よく実施することができる。原子酸素(O)により分解されにくい有機溶媒として、例えば、炭素とフッ素との間の結合力が強固なフッ素化合物や、既にシリコンが酸素と結合しているケイ素化合物、同様の理由によるイオウ化合物、リン化合物のリン酸縮合物等を挙げることができる。
これらの有機溶媒に対する亜酸化窒素の溶解割合は、数千ppm乃至それ以上が可能と思われる。Furthermore, by using a solvent that is not easily decomposed by atomic oxygen (O) generated when nitrous oxide is irradiated with ultraviolet light, the object to be treated can be oxidized efficiently. Examples of organic solvents that are hardly decomposed by atomic oxygen (O) include, for example, a fluorine compound having a strong bonding force between carbon and fluorine, a silicon compound in which silicon is already bonded to oxygen, a sulfur compound for the same reason, The phosphoric acid condensate of a phosphorus compound etc. can be mentioned.
The dissolution ratio of nitrous oxide in these organic solvents may be several thousand ppm or more.
亜酸化窒素溶液に紫外光を照射して行う酸化反応の特性は以上のとおりである。
以下に、かかる特性を有する本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。The characteristics of the oxidation reaction performed by irradiating the nitrous oxide solution with ultraviolet light are as described above.
Hereinafter, embodiments of the present invention having such characteristics will be described with reference to the drawings.
本例における被処理物の酸化方法は、図10に示した親水化装置30を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図10に示す親水化装置30を酸化装置30と読み替えることとし、図10を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
Since the treatment method oxidation method in this example can be implemented by using the
本実施形態における被処理物Xは、疎水性を有するものであって、例えば、上述した、自然酸化膜を希フッ酸で除去したシリコンウエハーであるが、その他の基板であっても良いし、かかる基板以外であっても良い。また被処理物Xは、平板形状のような比較的単純な形状をなしている。 The object to be processed X in the present embodiment is hydrophobic and is, for example, a silicon wafer obtained by removing the natural oxide film with dilute hydrofluoric acid as described above, but may be another substrate, It may be other than such a substrate. Further, the workpiece X has a relatively simple shape such as a flat plate shape.
溶液Sは、亜酸化窒素の溶媒として有機溶剤を用いた有機溶液であり、溶液S中には、数1000ppmの濃度で亜酸化窒素が溶存している。溶液Sは、ヘキサン、シクロヘキサン、メチル水素ポリシロキサン、環状ジメチルシロキサン、テトラメチルオルソシリケート、パーフルオロポリエーテル、パーフルオロヘキサン、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルのうちの少なくともいずれか一つを含む濡れ性の高い有機溶媒に、亜酸化窒素を溶解させたものである。 The solution S is an organic solution using an organic solvent as a nitrous oxide solvent, and nitrous oxide is dissolved in the solution S at a concentration of several thousand ppm. The solution S is at least one of hexane, cyclohexane, methylhydrogen polysiloxane, cyclic dimethylsiloxane, tetramethylorthosilicate, perfluoropolyether, perfluorohexane, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, and tributyl phosphate. Nitrous oxide is dissolved in an organic solvent with high wettability containing water.
図10に示す酸化装置30では、先ず被処理物Xを容器31内の突起31a上に載置した後、溶液Sを、被処理物Xの酸化を行うべき部分、ここでは図10に示した状態における上面の全体が濡れるように、落下させる。溶液Sは、被処理物Xが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Xを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。図10には、被処理物Xの全体を浸漬した状態を示しているが、被処理物Xは必ずしも浸漬しなくて良い。次に、この状態でKrIエキシマランプLを発光させ、紫外光を被処理物Xの上面の溶液Sに照射する。
In the
紫外光照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの酸化が行われる。被処理物Xがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。被処理物Xの表面は溶液Sによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。酸化後、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥させて除去する。また、空気を吹き付けて溶液Sを除去するようにしてもよい。亜酸化窒素は安全であるため、酸化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet light irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, Oxidation takes place. When the object to be processed X is a silicon wafer, an oxidation process is performed on the surface of the substrate, for example, an oxide film is formed on the surface. Since the surface of the workpiece X is well wetted by the solution S, the oxidation treatment is performed well. After oxidation, the solution S adhering to the workpiece X is dried and removed as necessary. Further, the solution S may be removed by blowing air. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after oxidation.
KrIエキシマランプLが発する紫外光は直進性が高いので、図10に示したように被処理物Xが板状であって、その上面のみを酸化したい場合など、酸化したい部位が比較的単純な形状の場合には、紫外光を照射しやすく、所望の範囲及び厚さについて酸化を行うことができる。 Since the ultraviolet light emitted from the KrI excimer lamp L has high straightness, the part to be oxidized is relatively simple, for example, when the workpiece X is plate-shaped as shown in FIG. In the case of a shape, it is easy to irradiate ultraviolet light, and oxidation can be performed in a desired range and thickness.
酸化装置30では、酸化の過程で亜酸化窒素が消費される。このことに考慮し、溶液Sを交換可能に構成することによって、更に高い酸化性能を発揮することができる。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低く設定した場合であっても、十分な酸化性能を担保することができるようになる。上述の、図10に示した構成例においても、酸化の過程で溶液Sを交換可能に構成することができる。
The
たとえば、酸化の過程で溶液Sを交換可能に構成した酸化装置を図31に示す。図31は、図17のKrIエキシマランプLの下部に着脱自在の態様で一体に配設された遮蔽手段としてのマスク89を有したものであり、マスク89が配設されている以外は図17と同様の構成となっている。なお、この酸化装置80は、図10に示した酸化装置30に対応するものである。
For example, FIG. 31 shows an oxidizer configured such that the solution S can be exchanged in the course of oxidation. FIG. 31 has a
マスク89は、KrIエキシマランプLと被処理物Xとの間に位置するものであり、KrIエキシマランプLによって発せられた紫外光を、クロム膜等の遮光材料を用いて、所定の部位を遮るように構成したパターン89aを有している。
The
図31に示す酸化装置80は、図10に示した酸化装置30と対比すると、溶液制御手段83を備えることで溶液Sが交換可能な構成となっているが、これのみならず、マスク89を備えていることでパターン化された酸化を行うことが可能となっている。
In contrast to the
このような構成の酸化装置80において、被処理物Xを保持部材82によって保持して容器31内に配置した後、給液バルブ87を開き、タンク86内の溶液Sを容器81内に充填する。このとき、溶液Sを、被処理物Xの上面の全体が濡れるように、落下させる。溶液Sは、被処理物Xが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Xを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。図10には、被処理物Xの全体を浸漬した状態を示しているが、被処理物Xは必ずしも浸漬しなくて良い。次に、KrIエキシマランプLを発光させ、紫外光を被処理物Xに向けて照射する。照射された紫外光は、マスク89を透過する際に、パターン89aによって一部を遮られ、透過した紫外光が被処理物Xの上面の溶液Sに照射される。
In the
紫外光照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して、原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの酸化が行われる。被処理物Xがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。被処理物Xの表面は溶液Sによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。原子状酸素の拡散移動距離はきわめて小さいので、紫外光が照射された被処理物Xの表面は酸化されるが、紫外光がマスク89により遮断された領域まで原子状酸素は移動できず、このために、紫外光がマスク89により遮断された領域においては原子状酸素による酸化が行われない。このようにして、被処理物Xがシリコンウエハーなどの基板である場合、所望のパターンの酸化膜が形成される。
Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet light irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O). This atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, and the workpiece X Is oxidized. When the object to be processed X is a silicon wafer, an oxidation process is performed on the surface of the substrate, for example, an oxide film is formed on the surface. Since the surface of the workpiece X is well wetted by the solution S, the oxidation treatment is performed well. Since the diffusion distance of atomic oxygen is extremely small, the surface of the workpiece X irradiated with ultraviolet light is oxidized, but atomic oxygen cannot move to the region where the ultraviolet light is blocked by the
酸化の過程で亜酸化窒素が消費されるので、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を開閉して密閉空間内の溶液Sを交換し、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の量及び濃度を酸化に適した範囲に保つように制御する。
Since nitrous oxide is consumed during the oxidation process, the
このとき、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を検出する濃度検出手段と、濃度検出手段によって検出した亜酸化窒素濃度が酸化を行うのに適した所定の濃度を下回ったときに給液バルブ87、廃液バルブ88を駆動する制御手段とを溶液制御手段83に設け、フィードバック制御を行って容器81内の亜酸化窒素の量及び濃度を酸化に適した範囲に保つように構成することができる。この場合、容器81内の溶液Sの亜酸化窒素の濃度を酸化に適した範囲に保つべく、適宜給液バルブ87、廃液バルブ88を、その流量が適切になるように、制御手段によって開閉の制御を行う。
At this time, concentration detecting means for detecting the concentration of nitrous oxide in the solution S in the
所望の酸化が終了すると、必要に応じて被処理物Xに付着している溶液Sを乾燥したり、空気を吹き付けたりする等して除去する。容器81の溶液Sは、適宜、廃液バルブ88を開いて廃液貯蔵部に排出する。
When the desired oxidation is completed, the solution S adhering to the workpiece X is removed by drying or blowing air as necessary. The solution S in the
かかる酸化により、被処理物Xの表面の所望の酸化が行われる。亜酸化窒素は安全であるため、酸化後に溶液Sに溶存している亜酸化窒素を必ずしも処理する必要はない。また、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。 By such oxidation, desired oxidation of the surface of the workpiece X is performed. Since nitrous oxide is safe, it is not always necessary to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after oxidation. Even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, sufficient oxidation performance can be ensured.
パターン化された酸化を行うためには、マスク89を用いるのでなく、印刷技術等を用いて溶液Sを所望のパターンにて被処理物Xに付着させて、紫外光を被処理物Xにおける溶液Sの付着部位に照射するようにしてもよい。この場合に、溶液Sとして、濡れ性の高い有機溶媒に亜酸化窒素を溶解した溶液を用いることによって、疎水性を有する被処理物に対しても効果的に酸化処理を行うことができる。
In order to perform patterned oxidation, instead of using the
次に、被処理物の小さな部分をスポット的に酸化する際に用いる酸化装置の実施形態を説明する。 Next, an embodiment of an oxidizer used for spot-oxidizing a small portion of an object to be processed will be described.
本例における被処理物の酸化方法は、図18に示した親水化装置90を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図18に示す親水化装置90を酸化装置90と読み替えることとし、図18を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
Since the method for oxidizing the object to be processed in this example can be implemented by using the
酸化装置90は、主に部分的に酸化することが要求される疎水性の被処理物を対象としたものである。
The
図18に示す構成の酸化装置90にあっては、使用者がグリップ93を握って射出口94を被処理物に向け、トリガーを操作し、適量の溶液Sを被処理物に噴射して付着させるとともにKrIエキシマランプLを発光させて紫外光を照射する。被処理物における溶液Sの付着範囲は、使用者がノズル部92の位置、溶液Sの噴射方向、絞りを調整することで、容易に適切な状態に設定することができる。溶液Sの溶媒として、濡れ性の高い有機溶媒を用いることによって、疎水性を有する被処理物に対しても溶液Sを良好に付着させて、被処理物の酸化処理を効果的に行うことができる。すなわち、溶液Sは、被処理物Xが疎水性であるが、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物を良好に濡らし、その所望する部分にムラなく付着し、塗布される。
In the
紫外光照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素は、紫外光の照射により解離されて原子状酸素(O)が生成する。この原子状酸素によって、被処理物を酸化させることができる。被処理物Xの表面は溶液Sによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。また、酸化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じ、溶液Sの噴射量を調整するとよい。所望の酸化処理が完了した際には、必要に応じて空気を吹き付けるなどして、被処理物に付着している溶液Sを除去又は乾燥させる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet light irradiation region is dissociated by irradiation with ultraviolet light to generate atomic oxygen (O). The object to be processed can be oxidized by the atomic oxygen. Since the surface of the workpiece X is well wetted by the solution S, the oxidation treatment is performed well. Further, the injection amount of the solution S may be adjusted according to the amount of nitrous oxide consumed in the oxidation process. When the desired oxidation treatment is completed, the solution S adhering to the object to be treated is removed or dried by blowing air as necessary.
以上のように、適量の溶液Sを噴射により被処理物の必要な部分に付着させて紫外光を照射することによって、比較的小さな部分を必要に応じて酸化させることができる。溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。亜酸化窒素は安全な物質であるため、酸化後の溶液Sに溶存している亜酸化窒素の処理は必須ではない。また溶液Sの噴射方向のみに紫外光を照射することによって、紫外光が他の部分に照射されることによる影響を回避することができる。 As described above, a relatively small portion can be oxidized as necessary by applying an appropriate amount of the solution S to the necessary portion of the object to be treated by spraying and irradiating with ultraviolet light. Since the amount of consumption of the solution S is small and the oxidation is performed while the solution S is substantially exchanged, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is lowered, sufficient oxidation performance can be ensured. It is. Since nitrous oxide is a safe substance, it is not essential to treat nitrous oxide dissolved in the solution S after oxidation. Further, by irradiating the ultraviolet light only in the spraying direction of the solution S, it is possible to avoid the influence caused by irradiating other portions with the ultraviolet light.
なお、酸化装置90を用いて被処理物の表面の一部のみを酸化させる場合には、パターン化された酸化を行うことができる。例えば被処理物がシート形状のもの、机の上面、床、壁等であっても、酸化装置90を用いて酸化させることができる。
Note that in the case where only a part of the surface of the object to be processed is oxidized using the
酸化装置90は被処理物を溶液Sの射出により連続的に付着させて濡らす構成となっているが、溶液Sの射出の態様は、霧状に行なうものであっても良い。次に、溶液Sをかかる態様で射出し、被処理物Xの表面に薄くコーティングして、被処理物Xを酸化させるための酸化装置について説明する。
Although the
本例における被処理物の酸化方法は、図19に示した親水化装置100を被処理物の酸化装置として使用することによって実施することができるため、図19に示す親水化装置100を酸化装置100と読み替えることとし、図19を用いて被処理物Xを酸化する方法について説明する。
Since the method for oxidizing the object to be processed in this example can be implemented by using the
このような構成の酸化装置100にあっては、被処理物Xをテーブル101上に載置して吸着手段を作動させて保持し、ノズル108を溶液Sの吹き付けに適した所定位置まで回転させ、テーブル101を回転させながら溶液Sをノズル108から噴霧する。溶液Sは、微細な液滴状をなしているとともに、被処理物Xが疎水性であるにもかかわらず、有機溶媒を用いたものであるため、被処理物Xを良好に濡らし、その上面全体にムラなく付着し、塗布される。溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外光を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、ノズル108からの溶液Sの噴射量、噴射時間を調整することで調整することができる。
In the
紫外光照射領域の溶液S中に溶存している亜酸化窒素が解離して原子状酸素(O)が生成され、この原子状酸素が被処理物Xを強力に酸化し、被処理物Xの酸化が行われる。被処理物Xがシリコンウエハーである場合にはその表面に酸化膜が形成されるなど、基板の表面に対して酸化処理が行われる。溶液Sに、濡れ性の高い有機溶媒を用いていることにより、被処理物Xの表面は溶液Sによって良好に濡れているため、酸化処理が良好に行われる。このように、疎水性を有する被処理物Xに対しても効果的に酸化処理を行うことができる。 Nitrous oxide dissolved in the solution S in the ultraviolet light irradiation region is dissociated to generate atomic oxygen (O), and this atomic oxygen strongly oxidizes the workpiece X, Oxidation takes place. When the object to be processed X is a silicon wafer, an oxidation process is performed on the surface of the substrate, for example, an oxide film is formed on the surface. By using an organic solvent having high wettability for the solution S, the surface of the workpiece X is well wetted by the solution S, so that the oxidation treatment is performed well. Thus, the oxidation treatment can also be effectively performed on the workpiece X having hydrophobicity.
酸化の過程で消費される亜酸化窒素の量等に応じて、溶液Sの付着量を調整すると、より効果的な酸化処理を行うことができる。所望の酸化が完了した際には、必要に応じてテーブル101を回転させて、被処理物Xに付着している溶液Sを除去する。容器104に溜まった溶液Sは、適時、廃液バルブ106を開くことで、廃液管105を通じて廃液貯蔵部に排出される。ノズル108が紫外光の照射の妨げにならないように配慮する必要がある場合には、溶液Sの噴霧に必要なときだけ所定位置に突出させる構造とすることができる。
A more effective oxidation treatment can be performed by adjusting the adhesion amount of the solution S according to the amount of nitrous oxide consumed in the oxidation process. When the desired oxidation is completed, the table 101 is rotated as necessary to remove the solution S adhering to the workpiece X. The solution S collected in the
溶液Sを被処理物Xに付着させる態様としては、ほかに、いわゆるスピンコートによるものが挙げられる。この場合には、例えば、酸化装置100において、溶液噴霧手段103に代えて、溶液Sをテーブル101上に保持された被処理物Xに落下させる溶液流下手段を設ける。被処理物Xを保持させた状態でテーブル101を回転させながら、溶液流下手段によって溶液Sを落下させることで、溶液Sを被処理物Xに均一に付着させた後、KrIエキシマランプLを発光させて紫外光を照射する。被処理物Xにおける溶液Sの付着量は、溶液流下手段からの溶液Sの流量、流下時間を調整することで調整できる。
As an aspect in which the solution S is attached to the workpiece X, there can be mentioned another method by so-called spin coating. In this case, for example, instead of the solution spraying means 103 in the
これらの酸化装置100においても、図31に示した酸化装置80に関して説明したマスク89、溶液Sの塗布のパターニング等を行うことで、パターン化した酸化を行うことができる。この場合、溶液Sの噴霧、スピンコート時以外の、紫外光照射時には、テーブル101は回転させず、被処理物Xを定位置に保持するようにする。
Also in these
噴霧、スピンコートによって溶液Sの塗布を行うこととすれば、溶液Sの消費量が少なくてすむとともに、溶液Sが実質的に交換されながら酸化を行うので、溶液S中の亜酸化窒素の濃度を低くしても、十分な酸化性能を担保することが可能である。ただし、噴霧を行う場合、液滴が小さすぎると、溶液Sが被処理物Xに到達する前に亜酸化窒素が雰囲気中に散逸するが、溶液Sを被処理物Xに対して実質的に交換しながら酸化を行うので、散逸によって溶液S中の亜酸化窒素の濃度が多少低くなっても、十分な酸化性能を担保することが可能である。しかし、かかる散逸量が大きくなり過ぎないように液滴の大きさが適宜調整される。 If the solution S is applied by spraying or spin coating, the amount of consumption of the solution S can be reduced, and the oxidation is performed while the solution S is substantially exchanged. Therefore, the concentration of nitrous oxide in the solution S Even if it is made low, it is possible to ensure sufficient oxidation performance. However, when spraying, if the droplets are too small, nitrous oxide is dissipated into the atmosphere before the solution S reaches the workpiece X, but the solution S is substantially free from the workpiece X. Since oxidation is performed while exchanging, even if the concentration of nitrous oxide in the solution S is somewhat lowered due to dissipation, sufficient oxidation performance can be ensured. However, the size of the droplet is adjusted as appropriate so that the amount of dissipation does not become too large.
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
たとえば、実施例1において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。 For example, in the first embodiment, the object to be processed is a plate-like object, an object having an uneven surface, an object having a space inside and having an opening in the space, a sheet-like object, a relatively large object, and the like. It can be a thing.
また、被処理物の材質は、シリコン、アルミニウム合金、銅合金、鉄合金のほか、芳香族樹脂、脂肪族樹脂、含酸素高分子化合物、含窒素高分子化合物、含ハロゲン高分子化合物、またセラミック材料など使用することができる。 In addition to silicon, aluminum alloy, copper alloy, and iron alloy, the material to be treated includes aromatic resin, aliphatic resin, oxygen-containing polymer compound, nitrogen-containing polymer compound, halogen-containing polymer compound, and ceramic. Materials etc. can be used.
また、物質の表面の親水化の態様は、上述の各例では親水化としたが、その他、疎水化等であっても良い。親水化の態様が疎水化の場合、物質の物性が、酸化により疎水化されるものである必要があり、そのような材質が物質として選択される。 In addition, the hydrophilicity of the surface of the substance is made hydrophilic in each of the above examples, but may be hydrophobized or the like. When the mode of hydrophilization is hydrophobization, the physical property of the substance needs to be hydrophobized by oxidation, and such a material is selected as the substance.
実施例2において、被処理物は、養殖に供する稚魚、種籾の如き播種前の種子、食器、食品の包装容器、医療用器具、野菜など、どのようなものであっても良い。 In Example 2, the object to be treated may be any kind of fish such as fry for use in aquaculture, seed before seeding such as seed pods, tableware, food packaging containers, medical instruments, and vegetables.
たとえば、養殖に供する稚魚を殺菌するには、図10に示す殺菌装置30の溶液S中に、被処理物Xとして稚魚を浸漬することで、魚体の殺菌を行うことができる。この場合、容器31の底部に設けた突起31aは、必ずしも要するものではない。
For example, in order to sterilize the fry for use in aquaculture, the fish can be sterilized by immersing the fry as the object to be processed X in the solution S of the
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が魚体表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
照射する紫外光は、魚体に影響を及ぼす可能性があるので、紫外光の照射時間や照射強度は、魚体表面に付着している微生物を所望する程度まで減少させながらも、魚体に悪影響を及ぼさない程度とすることが好ましい。Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, and this atomic oxygen oxidizes and sterilizes microorganisms adhering to the fish surface. Become.
Irradiation ultraviolet light may affect the fish body, so the irradiation time and intensity of the ultraviolet light will adversely affect the fish body while reducing the number of microorganisms adhering to the fish surface to the desired level. It is preferable that the degree is not so large.
このように、養殖に供する稚魚をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による魚病を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。 In this way, by sterilizing juvenile fish to be cultivated in advance, fish diseases caused by microorganisms can be prevented, and there is no risk of adverse effects on nature and the human body.
ここでは殺菌装置30で稚魚の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設して、紫外光で魚体を万遍なく照射するようにしても良く、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
Here, an example of sterilizing fry with the
また、殺菌する対象は、稚魚に限らず、成魚や水揚げ後の魚であっても良い。特に、水揚げ後の魚の場合は、図10で示すように溶液Sに魚体を浸漬して殺菌を行っても良いが、図18に示す殺菌装置90を用いて、溶液Sを魚体に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。
次に、種籾を例に、播種前の種子の殺菌について述べる。たとえば、種籾を殺菌するためには、図10に示す殺菌装置30の溶液S中に、被処理物Xとして種籾を浸漬することで、種籾の殺菌を行うことができる。この場合、容器31の底部に設けた突起31aは、必ずしも要するものではない。The target to be sterilized is not limited to fry, but may be adult fish or fish after landing. In particular, in the case of a fish after landing, the fish body may be sterilized by immersing the fish body in the solution S as shown in FIG. 10, but using the
Next, sterilization of seeds before sowing will be described using seed pods as an example. For example, in order to sterilize the seed pod, the seed pod can be sterilized by immersing the seed pod as the workpiece X in the solution S of the
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が種籾表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
照射する紫外光は、播種後の種籾の成育に影響を及ぼす可能性があるので、紫外光の照射時間や照射強度は、種籾表面に付着している微生物を所望する程度まで減少させながらも、種籾に悪影響を及ぼさない程度とすることが好ましい。Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, and this atomic oxygen oxidizes and sterilizes microorganisms adhering to the surface of the seed pod. Become.
Irradiation ultraviolet light may affect the growth of seed pods after sowing, so the irradiation time and irradiation intensity of ultraviolet light, while reducing the microorganisms adhering to the surface of the seed pods to the desired level, It is preferable that the seeds are not adversely affected.
このように、種籾をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による苗の生育阻害を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。 Thus, by sterilizing the seed pods in advance, it is possible to prevent seedling growth inhibition by microorganisms, and there is no possibility of adversely affecting the nature and the human body.
ここでは殺菌装置30で種籾の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設して、紫外光で種籾を万遍なく照射するようにしても良く、図18に示す殺菌装置90を用いて、溶液Sを魚体に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、種籾(イネ)に限らず、植物の種子や球根(地下茎)であっても良い。Here, an example in which the seed sterilizer is sterilized by the
In addition, the target to be sterilized is not limited to seed rice (rice), but may be plant seeds or bulbs (underground stems).
次に、茶碗を例に、食器の殺菌について述べる。たとえば、茶碗を殺菌するためには、図10に示す殺菌装置30の溶液S中に、被処理物Xとして茶碗を浸漬することで、茶碗の殺菌を行うことができる。この場合、容器31の底部に設けた突起31aは、必ずしも要するものではない。
Next, taking a teacup as an example, sterilization of tableware will be described. For example, in order to sterilize a teacup, the teacup can be sterilized by immersing the teacup as the object X in the solution S of the
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が茶碗表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、茶碗表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点に併せて、適宜調整することができる。Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, and this atomic oxygen oxidizes and sterilizes microorganisms adhering to the teacup surface; Become.
The irradiation time and irradiation intensity of the ultraviolet light can be appropriately adjusted at the time when the microorganisms adhering to the teacup surface have decreased to a desired level.
このように、茶碗をあらかじめ殺菌しておくことで、微生物による食中毒等を防止することができ、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。 Thus, by sterilizing teacups in advance, food poisoning caused by microorganisms can be prevented, and there is no risk of adverse effects on nature and the human body.
ここでは殺菌装置30で茶碗の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設して、紫外光で茶碗を万遍なく照射するようにしても良く、図18に示す殺菌装置90を用いて、溶液Sを茶碗に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、茶碗(瀬戸物)に限らずコップ(ガラス)や刃物(金属)、まな板(木製や樹脂製)であっても良い。Here, an example of sterilizing teacups with the
The object to be sterilized is not limited to teacups (Seto), but may be cups (glass), blades (metal), or cutting boards (made of wood or resin).
次に、紙パック飲料を例に、食品の包装容器の殺菌について述べる。一般に、紙パック飲料は、ロール状に巻かれたシート状の紙を連続的に殺菌液中に供給し、殺菌液中を所定時間かけて通過させることで浸漬し、殺菌液を乾燥した後に、適宜折りたたんで成形し、滅菌した飲料を充填するようにして製造している。 Next, sterilization of food packaging containers will be described using a paper pack beverage as an example. In general, a paper pack beverage is a sheet-like paper wound in a roll, continuously supplied in a sterilizing liquid, immersed in the sterilizing liquid through a predetermined time, and after the sterilizing liquid is dried, It is manufactured by appropriately folding and filling it with a sterilized beverage.
そこで、この殺菌液の代替として亜酸化窒素溶液を用い、紙パック飲料の包装用紙を殺菌するためには、図15に示す殺菌装置60の溶液S中に、被処理物Xとしてシート状の包装用紙を浸漬することで、包装用紙の殺菌を行うことができる。
Therefore, in order to sterilize the wrapping paper of the paper pack beverage using the nitrous oxide solution as an alternative to the sterilizing solution, the sheet-shaped packaging is used as the object to be processed X in the solution S of the sterilizing
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が包装用紙表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、包装用紙表面に付着している微生物が滅菌状態となるように適宜調整することができる。Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, and this atomic oxygen oxidizes and sterilizes microorganisms adhering to the surface of the packaging paper. It becomes.
The irradiation time and irradiation intensity of ultraviolet light can be appropriately adjusted so that the microorganisms adhering to the surface of the packaging paper are in a sterilized state.
このように、包装用紙をあらかじめ滅菌しておくことで、微生物によって紙パック飲料が腐敗して食中毒等を誘発することを防止でき、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。 Thus, by pre-sterilizing the packaging paper, it is possible to prevent the paper pack beverage from being spoiled by microorganisms and causing food poisoning and the like, and there is no possibility of adversely affecting the nature and human body.
ここでは殺菌装置60で包装用紙の滅菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設し、例えば牛乳等を充填するいわゆる牛乳瓶を、紫外光で万遍なく照射するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、包装用紙(紙)に限らず瓶(ガラス)やペットボトル(樹脂)等であっても良い。Here, an example of sterilizing packaging paper with the
The target to be sterilized is not limited to wrapping paper (paper) but may be a bottle (glass), a plastic bottle (resin), or the like.
次に、デンタルミラーを例に、医療器具の殺菌について述べる。たとえば、デンタルミラーを殺菌するためには、図10に示す殺菌装置30の溶液S中に、被処理物Xとしてデンタルミラーを浸漬することで、デンタルミラーの殺菌を行うことができる。この場合、容器31の底部に設けた突起31aは、必ずしも要するものではない。
Next, sterilization of a medical instrument will be described using a dental mirror as an example. For example, in order to sterilize the dental mirror, the dental mirror can be sterilized by immersing the dental mirror as the workpiece X in the solution S of the sterilizing
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素がデンタルミラー表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。
紫外光の照射時間や照射強度は、デンタルミラー表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点にあわせて、適宜調整することができる。Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, and this atomic oxygen oxidizes and sterilizes microorganisms attached to the surface of the dental mirror. It becomes.
The irradiation time and irradiation intensity of the ultraviolet light can be appropriately adjusted according to the time when the microorganisms adhering to the dental mirror surface are reduced to a desired level.
このように、デンタルミラーをあらかじめ殺菌しておくことで、人から人へ微生物が感染することを防止でき、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。 Thus, by sterilizing the dental mirror in advance, it is possible to prevent infection of microorganisms from person to person, and there is no possibility of adversely affecting nature and the human body.
ここでは殺菌装置30でデンタルミラーの殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設して、紫外光でデンタルミラーを万遍なく照射するようにしても良く、図18に示す殺菌装置90を用いて、溶液Sをデンタルミラーに噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
また、殺菌する対象は、デンタルミラー(ステンレス)に限らず体温計(ガラス)やシリンジ(樹脂)であっても良い。Here, an example of sterilizing a dental mirror with the
The target to be sterilized is not limited to a dental mirror (stainless steel) but may be a thermometer (glass) or a syringe (resin).
次に、大根を例に、野菜の殺菌について述べる。大根は、根菜であることから、その表面に土由来の微生物が多量に付着している場合が多い。たとえば、大根の表面を殺菌するためには、図10に示す殺菌装置30の溶液S中に、被処理物Xとして大根を浸漬することで、大根の殺菌を行うことができる。この場合、容器31の底部に設けた突起31aは、必ずしも要するものではない。
Next, sterilization of vegetables will be described using radishes as an example. Since radish is a root vegetable, there are many cases where a large amount of soil-derived microorganisms are attached to the surface. For example, in order to sterilize the surface of the radish, the radish can be sterilized by immersing the radish as the workpiece X in the solution S of the
そして、KrIエキシマランプLを点灯することにより、溶液S中の亜酸化窒素が解離して原子状酸素が生じ、この原子状酸素が大根表面に付着している微生物を酸化して殺菌することとなる。 Then, by turning on the KrI excimer lamp L, nitrous oxide in the solution S is dissociated to generate atomic oxygen, which oxidizes and sterilizes the microorganisms attached to the surface of the radish. Become.
紫外光の照射時間や照射強度は、大根表面に付着している微生物が所望する程度まで減少した時点にあわせて、適宜調整することができる。
このように、大根をあらかじめ殺菌しておくことで、衛生的な食材とすることができ、他の殺菌剤の如く浸透圧により萎れることもなく、しかも、自然や人体に悪影響を及ぼすおそれがない。The irradiation time and irradiation intensity of ultraviolet light can be appropriately adjusted according to the time when the microorganisms adhering to the surface of the radish are reduced to a desired level.
Thus, by sterilizing radishes in advance, it can be used as a sanitary food, it does not wither due to osmotic pressure like other fungicides, and there is no risk of adverse effects on nature and the human body. .
ここでは殺菌装置30で大根の殺菌を行う例を述べたが、殺菌装置40のように、KrIエキシマランプLを複数配設して、紫外光で大根を万遍なく照射するようにしても良く、図18に示す殺菌装置90を用いて、溶液Sを大根に噴霧しながら紫外光を照射して殺菌するようにしても良い。すなわち、殺菌装置の態様は適宜選択することができる。
Here, an example of sterilizing radishes with the
また、殺菌する対象は、大根(根菜)に限らずキャベツ(葉物)やリンゴ(果実)であっても良い。
さらに、殺菌する対象は野菜や果物等の植物性食品に限られるものではなく、たとえば、卵、畜肉、魚肉など動物性食品の殺菌に用いても良く、また、ソーセージやこんにゃく等の加工食品に用いても良い。The target to be sterilized is not limited to radish (root vegetables) but may be cabbage (leaf) or apple (fruit).
Furthermore, the object to be sterilized is not limited to vegetable foods such as vegetables and fruits. For example, it may be used for sterilizing animal foods such as eggs, livestock meat, fish meat, and processed foods such as sausages and konjac. It may be used.
また、亜酸化窒素溶液の殺菌効果を向上させるために、他の殺菌剤と混合して使用するようにしても良い。混合可能な殺菌剤としては、亜酸化窒素から生じた原子状酸素の存在下でも殺菌能力を失わないものであれば良く、たとえば過酸化水素が挙げられる。 Moreover, in order to improve the bactericidal effect of the nitrous oxide solution, it may be used by mixing with other bactericides. As a disinfectant that can be mixed, any disinfectant that does not lose its disinfecting ability even in the presence of atomic oxygen generated from nitrous oxide can be used, and examples thereof include hydrogen peroxide.
実施例4において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。 In Example 4, the object to be processed is a plate-like object, an object with irregularities on the surface, an object with a space inside and an opening in this space, a sheet-like object, a relatively large object, and other objects. can do.
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射することにより被処理物を局所的に脱色することができるが、さらに、たとえば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。 As for patterning, as described above, the object to be processed can be locally decolored by locally irradiating the solution with ultraviolet light. If the light is collected and irradiated to the object to be processed, the light intensity of the ultraviolet light can be increased, and the irradiation region can be narrowed down to, for example, the order of a micrometer or less.
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率1対1で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、KrIエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、脱色を行うことができる。 When patterning, it is desirable that the ultraviolet light is a parallel light beam in order to transfer the pattern formed on the mask at a reduction ratio of 1: 1. Further, projection type exposure can also be performed. In this case, a lens system is provided between the KrI excimer lamp and the object to be processed, and the mask pattern is enlarged or reduced so that an image is formed on the surface of the object to be processed. By so doing, decolorization can be performed by enlarging or reducing the pattern formed on the mask.
第5実施例において、物質の製造は、シクロヘキサンを酸化してε−カプロラクトンを生成するもの、メタクリル酸アリルを酸化してメタクリル酸グリシジルを生成するものや、キトサンを酸化して低分子キトサンを生成するもの等、所定の物質を酸化して、機能性を有する物質を得るものであれば特に限定されるものではない。 In the fifth embodiment, substances are produced by oxidizing cyclohexane to produce ε-caprolactone, oxidizing allyl methacrylate to produce glycidyl methacrylate, or oxidizing chitosan to produce low molecular chitosan. There is no particular limitation as long as it obtains a functional substance by oxidizing a predetermined substance.
特に、本実施例は、アルコールを酸化して、アルデヒド、ケトン、カルボン酸等を生ずる反応や、アミンを酸化してアミンオキシドを生ずる反応、スルフィドやスルホキシドを酸化してスルホンを生ずる反応、芳香族化合物を酸化してカルボン酸を生ずる反応、ベンゼン誘導体を酸化してカルボン酸を生ずる反応、ハロゲン化合物を酸化してカルボン酸を生ずる反応、アルケンを酸化して、アルデヒド、カルボン酸、アルコール、エーテル、ケトンを生ずる反応、アリールを酸化してアルデヒドを生ずる反応、アルキンを酸化してアルデヒドやアルケンを生ずる反応、ケトンを酸化してカルボン酸誘導体を生ずる反応に応用することが考えられる。 In particular, this example is a reaction that oxidizes alcohol to produce aldehyde, ketone, carboxylic acid, etc., a reaction that oxidizes amine to produce amine oxide, a reaction that oxidizes sulfide or sulfoxide to produce sulfone, aromatic Reactions that oxidize compounds to generate carboxylic acids, reactions that oxidize benzene derivatives to generate carboxylic acids, reactions that oxidize halogen compounds to generate carboxylic acids, oxidize alkenes, aldehydes, carboxylic acids, alcohols, ethers, It can be applied to reactions that produce ketones, reactions that oxidize aryl to produce aldehydes, reactions that oxidize alkynes to produce aldehydes and alkenes, and reactions that oxidize ketones to produce carboxylic acid derivatives.
第6実施例において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間がありこの空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。 In the sixth embodiment, the object to be processed is a plate-like object, an object with irregularities on the surface, an object with a space inside and an opening in this space, a sheet-like object, a relatively large object or other object It can be.
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射することにより被処理物を局所的に酸化することができるが、さらに、たとえば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。 As for patterning, as described above, the object to be processed can be oxidized locally by irradiating the solution with ultraviolet light locally. If the light is collected and irradiated to the object to be processed, the light intensity of the ultraviolet light can be increased, and the irradiation region can be narrowed down to, for example, the order of a micrometer or less.
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率1対1で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、KrIエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、酸化を行うことができる。 When patterning, it is desirable that the ultraviolet light is a parallel light beam in order to transfer the pattern formed on the mask at a reduction ratio of 1: 1. Further, projection type exposure can also be performed. In this case, a lens system is provided between the KrI excimer lamp and the object to be processed, and the mask pattern is enlarged or reduced so that an image is formed on the surface of the object to be processed. By doing so, the pattern formed on the mask can be enlarged or reduced, and oxidation can be performed.
第7実施例において、被処理物は、形状に関して板状の物、表面に凹凸のある物、内部に空間があり、この空間の開口がある物、シート状の物、比較的大きな物その他の物とすることができる。 In the seventh embodiment, the object to be processed is a plate-like object, an object with irregularities on the surface, a space in the interior, an object having an opening in this space, a sheet-like object, a relatively large object, or other It can be a thing.
また、被処理物の材質は、シリコン、シリコン基板、アルミニウム、銅、鉄、亜鉛、チタン、タンタル、銀、ジルコニウム、タングステン、クロム、モリブデン、ニッケル、ハフニウム、ルテニウム、ニオブ、イットリウム、スカンジウム、ネオジウム、ランタン、セリウム、コバルト、バナジウム、マンガン、ガリウム、ゲルマニウム、インジウム、スズ、ロジウム、パラジウム、カドミウム、アンチモン、水銀カドミウムテルル、ガリウムアルミニウムヒ素、インジウムガリウムヒ素、インジウムガリウムリン、インジウムリン、インジウムアンチモン、ガリウムヒ素、ガリウムアンチモン、ガリウムリン、及びこれらを含む合金から選ばれる一種を使用することができる。 In addition, the material of the object to be processed is silicon, silicon substrate, aluminum, copper, iron, zinc, titanium, tantalum, silver, zirconium, tungsten, chromium, molybdenum, nickel, hafnium, ruthenium, niobium, yttrium, scandium, neodymium, Lanthanum, cerium, cobalt, vanadium, manganese, gallium, germanium, indium, tin, rhodium, palladium, cadmium, antimony, mercury cadmium tellurium, gallium aluminum arsenic, indium gallium arsenide, indium gallium phosphide, indium phosphide, indium antimony, gallium arsenide , Gallium antimony, gallium phosphide, and alloys containing these can be used.
また、被処理物として、シリコンウエハーなど半導体基板等の回路基板などの基板等を用いることができる。すなわち、被処理物はシリコン基板自体であっても良いし、シリコン基板、ガラス基板等の表面に形成したモリブデン、アルミニウムその他の導体膜とし、半導体、絶縁体の上に導体膜のパターンを形成することができる。また、絶縁基板の上に銅箔を形成したプリント基板を被処理物とし、フォトレジスト等の感光性膜を使用しないでプリント基板のパターニングを行ってもよい。 Further, a substrate such as a circuit board such as a semiconductor substrate such as a silicon wafer can be used as the object to be processed. That is, the object to be processed may be a silicon substrate itself, or a molybdenum, aluminum or other conductor film formed on the surface of a silicon substrate, glass substrate or the like, and a conductor film pattern is formed on a semiconductor or insulator. be able to. Alternatively, a printed circuit board in which a copper foil is formed on an insulating substrate may be used as an object to be processed, and the printed circuit board may be patterned without using a photosensitive film such as a photoresist.
また、パターニングに関しては、すでに述べたように、紫外光を溶液に局所的に照射すること等により被処理物の表面を局所的に加工することができるが、さらに、例えば、合成石英レンズから成るレンズにより紫外光を集光して被処理物に照射すれば、紫外光の光強度を大きくすることができ、かつ、照射する領域を例えばマイクロメーターのオーダー又はこれ以下まで絞ることができる。被処理物としてシリコン基板を使用すれば、その表面の微小な領域を所定の深さに加工することができる。 As for patterning, as described above, the surface of the object to be processed can be locally processed by locally irradiating the solution with ultraviolet light, and further, for example, a synthetic quartz lens is used. If the ultraviolet light is collected by the lens and irradiated to the object to be processed, the light intensity of the ultraviolet light can be increased, and the irradiation region can be narrowed down to, for example, the order of a micrometer or less. If a silicon substrate is used as an object to be processed, a minute region on the surface can be processed to a predetermined depth.
パターニングを行う際に、マスクに形成されたパターンを縮小率1対1で転写するためには紫外光が平行光線であることが望ましい。また、プロジェクションタイプの露光を行うこともできる。この場合は、KrIエキシマランプと被処理物との間にレンズ系を設け、マスクのパターンを拡大又は縮小し、被処理物の表面で結像するようにする。こうすることにより、マスクに形成されたパターンを拡大又は縮小し、酸化を行うことができる。 When patterning, it is desirable that the ultraviolet light is a parallel light beam in order to transfer the pattern formed on the mask at a reduction ratio of 1: 1. Further, projection type exposure can also be performed. In this case, a lens system is provided between the KrI excimer lamp and the object to be processed, and the mask pattern is enlarged or reduced so that an image is formed on the surface of the object to be processed. By doing so, the pattern formed on the mask can be enlarged or reduced, and oxidation can be performed.
これらのことから分かるように、本発明にかかる被処理物の酸化方法、酸化装置は、半導体回路等の各種のデバイスの製造方法、製造装置として用いることができるものであり、本発明にかかる酸化された物質は、かかる各種のデバイスとすることができるものである。 As can be seen from these, the oxidation method and the oxidation apparatus of the object to be processed according to the present invention can be used as a production method and a production apparatus for various devices such as semiconductor circuits, and the oxidation according to the present invention. The resulting material can be such various devices.
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention are only the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
以上、種々の改質方法及び改質装置について説明したが、これらの改質装置における亜酸化窒素ガスの供給、亜酸化窒素の溶解方法、濃度検出、廃液処理は次のようにすることができる。 Although various reforming methods and reformers have been described above, nitrous oxide gas supply, nitrous oxide dissolution method, concentration detection, and waste liquid treatment in these reformers can be performed as follows. .
亜酸化窒素ガスは、高圧容器に充填された液化ガス等の圧縮ガスのガスボンベにより供給可能であり、これを改質装置近傍に設置することができる。工場や製造所の大型高圧容器から集中配管を利用して供給することもできる。改質装置にカセット式ガスボンベのような小型容器を装着し供給しても良いし、改質装置内や改質装置近傍又は作業場内に亜酸化窒素生成装置を設け、この生成装置で生成した亜酸化窒素を直接、改質装置内のタンクや処理槽に供給しても良い。 Nitrous oxide gas can be supplied by a gas cylinder of compressed gas such as liquefied gas filled in a high-pressure vessel, and can be installed in the vicinity of the reformer. It can also be supplied from a large high-pressure vessel in a factory or factory using a centralized pipe. A small container such as a cassette type gas cylinder may be mounted and supplied to the reformer, or a nitrous oxide generator is provided in the reformer, in the vicinity of the reformer, or in the workplace, and Nitrogen oxide may be directly supplied to a tank or a processing tank in the reformer.
亜酸化窒素ガスは次のようにして生成することができる。工業的な方法として、(1)酸素あるいは空気を使用して金属酸化物触媒存在下でアンモニアを200℃〜500℃で加熱し生成するアンモニア酸化法、(2)硝酸アンモニウムを熱分解する、もしくは硝酸ソーダを硫酸アンモニウムの混合物を加熱し生成する硝酸アンモニウム分解法、(3)スルファミン酸を二段階以上に分割し供給したり、硫酸を添加しながら、スルファミン酸と硝酸を反応させる方法を、実用的な規模で用いることができる。 Nitrous oxide gas can be generated as follows. As an industrial method, (1) an ammonia oxidation method in which ammonia is heated at 200 ° C. to 500 ° C. in the presence of a metal oxide catalyst using oxygen or air, and (2) ammonium nitrate is thermally decomposed or nitric acid Practical scale of ammonium nitrate decomposition method that produces soda by heating ammonium sulfate mixture, (3) sulfamic acid and nitric acid react while supplying sulfamic acid divided into two or more stages or adding sulfuric acid Can be used.
また、少量生産の場合は、ガスクロマトグラフィ等に用いられるガラスキャピラリ内にオゾンガスと窒素ガスを通すことにより亜酸化窒素を生成させることができ、少量の亜酸化窒素ガスを効率よく生成するのに適している。 In the case of small-scale production, nitrous oxide can be generated by passing ozone gas and nitrogen gas through a glass capillary used for gas chromatography, etc., which is suitable for efficiently generating a small amount of nitrous oxide gas. ing.
亜酸化窒素ガスを溶媒中へ溶解する方法としては、(1)プラスチック製ないしはセラミック製の多孔材よりなる散気板または散気管を溶媒中に没するように設置し、前述のガスボンベや発生装置などから、この散気板または散気管に亜酸化窒素ガスを供給し、溶媒中にバブリングさせる方法、(2)エジェクターを使用し、加圧された溶媒をエジェクターのノズルより噴出させ、発生した負圧を利用して亜酸化窒素ガスを溶媒中に吸込ませ溶解させるもの、加圧された棚段塔、充填塔、シャワー塔、気泡塔などを用いて亜酸化窒素ガスと溶媒を接触させ溶解させるもの、耐圧容器中で加圧された亜酸化窒素ガスに接した溶媒を攪拌し、溶解させるもの、小型耐圧容器中で加圧された溶媒と亜酸化窒素ガスを高速攪拌混合し、溶解させるもの等のように機械的に混合し、溶解する方法、(3)ポリテトラフルオロエチレンのような疎水性樹脂からなる多孔質膜中空糸にて、樹脂の疎水性と孔の気体透過性を利用して気体を液体に溶解させる、または非多孔質ガス透過膜中空糸にて、樹脂内部にて気体の溶解・拡散機構を利用して樹脂を透過した気体を液体に溶解させることにより、任意の圧力で、気泡を発生させることなく亜酸化窒素ガスを溶媒中に溶解させる中空糸膜を用いた溶解方法等がある。 As a method of dissolving nitrous oxide gas in a solvent, (1) a gas diffusion plate or a gas diffusion tube made of a porous material made of plastic or ceramic is installed so as to be immersed in the solvent, and the above-described gas cylinder or generator A method of supplying nitrous oxide gas to the diffuser plate or diffuser tube and bubbling in the solvent from the above, (2) Using the ejector, the pressurized solvent is ejected from the nozzle of the ejector, and the generated negative Nitrous oxide gas and solvent are brought into contact with and dissolved by using pressure to absorb and dissolve nitrous oxide gas into the solvent, pressurized plate tower, packed tower, shower tower, bubble tower, etc. Stirring and dissolving the solvent in contact with the pressurized nitrous oxide gas in a pressure vessel, and stirring and mixing the pressurized solvent and nitrous oxide gas in a small pressure vessel (3) A porous membrane hollow fiber made of a hydrophobic resin such as polytetrafluoroethylene, utilizing the hydrophobicity of the resin and the gas permeability of the pores. By dissolving the gas in the liquid, or by dissolving the gas that has permeated the resin in the liquid using a non-porous gas permeable membrane hollow fiber using the gas dissolution / diffusion mechanism inside the resin, at any pressure There is a dissolution method using a hollow fiber membrane in which nitrous oxide gas is dissolved in a solvent without generating bubbles.
更にこれらの方法に、超音波や勾配を有する磁場を併用し、亜酸化窒素ガスの溶媒中への溶解量、溶解速度を向上させることができる。
本発明にかかる改質装置に必要な亜酸化窒素ガスの濃度や亜酸化窒素含有液の量を考慮すると、亜酸化窒素ガスを無駄なく、効率よく、短時間で溶媒中に溶解する方法として中空糸膜を使用するのが好ましい。Further, these methods can be used in combination with an ultrasonic wave or a magnetic field having a gradient to improve the amount of nitrous oxide gas dissolved in the solvent and the dissolution rate.
Considering the concentration of nitrous oxide gas and the amount of nitrous oxide-containing liquid required for the reformer according to the present invention, nitrous oxide gas can be used as a method for efficiently and efficiently dissolving nitrous oxide gas in a solvent in a short time. It is preferable to use a thread membrane.
溶媒中の亜酸化窒素の濃度管理、検知法について説明する。
溶媒中の亜酸化窒素は、前述の所定の方法により亜酸化窒素ガスを溶媒に溶かし込み、その溶かしこみ時間やガスの供給圧力などを管理することで概ね一定の濃度を維持することが可能である。そのため、改質装置内に溶媒中の亜酸化窒素濃度を検出、記録、管理は必ずしも必要としないという利点がある。The concentration control and detection method of nitrous oxide in the solvent will be described.
Nitrous oxide in the solvent can be maintained at a substantially constant concentration by dissolving the nitrous oxide gas in the solvent by the above-mentioned predetermined method and controlling the dissolution time and gas supply pressure. is there. Therefore, there is an advantage that it is not always necessary to detect, record and manage the nitrous oxide concentration in the solvent in the reformer.
しかし、濃度を厳密に管理する必要が生じた場合、次のように亜酸化窒素濃度の検出、管理等を行うことができる。(1)作用極と対極、必要に応じて再生極の2つ以上の電解電極と、電極間を仕切るイオン交換膜と、ハロゲンイオンを含む電解液を有する電解セルを用い、亜酸化窒素を電解するときに流れる電流、あるいはその時の全クーロン数を測定する電解セルによる電解法、(2)所定波長を有する紫外線を、亜酸化窒素含有溶媒に貯留したセルに照射し、セルを挟んで光源に対向する位置に配置された受光系によって吸光度を測定する分光測定法、(3)JISのK0102に規定されているTN(全窒素)分析法、(4)亜酸化窒素含有溶媒中に不活性ガスを圧送散気させる等して、溶媒内に溶存する亜酸化窒素を気相中へ移動させて、非分散型赤外線吸収法、紫外線吸光高度法や酸素イオン伝導性の固体分解質による電気化学式の測定センサを用いて気相中の亜酸化窒素濃度を測定する方法、などを使用することができる。本発明のウエットエッチング装置の溶液を供給する際、あるいは、被処理物を浸漬している容器内の溶液管理に使用することができる。 However, when it becomes necessary to strictly control the concentration, the nitrous oxide concentration can be detected and managed as follows. (1) Electrolysis of nitrous oxide using an electrolytic cell having a working electrode and a counter electrode, if necessary, two or more electrolytic electrodes of a regenerative electrode, an ion exchange membrane that partitions the electrodes, and an electrolytic solution containing halogen ions (2) An ultraviolet ray having a predetermined wavelength is irradiated to a cell stored in a nitrous oxide-containing solvent and used as a light source across the cell. A spectrophotometric method for measuring absorbance with a light receiving system arranged at an opposite position, (3) a TN (total nitrogen) analysis method defined in JIS K0102, (4) an inert gas in a nitrous oxide-containing solvent The nitrous oxide dissolved in the solvent is moved into the gas phase by, for example, pumping and diffusing, and the non-dispersive infrared absorption method, ultraviolet absorption altitude method, and oxygen ion conductive solid decomposition products are used. Measuring sensor How to measure the nitrous oxide concentration in the gas phase using, and the like can be used. When supplying the solution of the wet etching apparatus of the present invention, it can be used for solution management in a container in which an object to be processed is immersed.
亜酸化窒素の廃液処理について説明する。
処理後の溶媒中には、多くとも数百ppm程度の亜酸化窒素が残留するのみであり、処理後のリンス水や他の工程の廃水との混合により、廃液中の亜酸化窒素はきわめて少なくなる。そのために、基本的には、改質装置内に亜酸化窒素を分解、除外するための機構を設ける必要がないという利点がある。The nitrous oxide waste liquid treatment will be described.
Only about several hundred ppm of nitrous oxide remains in the solvent after the treatment, and the amount of nitrous oxide in the waste liquid is very small due to mixing with the rinse water after treatment and wastewater from other processes. Become. Therefore, basically, there is an advantage that it is not necessary to provide a mechanism for decomposing and removing nitrous oxide in the reformer.
また、廃液中の亜酸化窒素以外の成分を処理するために、中和処理、活性汚泥処理、電解処理などを実施する場合には、亜酸化窒素がこれらの処理を阻害することはないことから、廃液中の亜酸化窒素を処理することなく汚泥処理等を実施することが可能である。更に、亜酸化窒素を含有した廃液を他の作業場や廃棄物処理場などに輸送する場合にも、亜酸化窒素は、過酸化水素などの酸化剤のような異常分解を起こすことがないため、廃液中の亜酸化窒素を輸送前に処理する必要はないという利点を有する。 In addition, when performing neutralization treatment, activated sludge treatment, electrolytic treatment, etc. to treat components other than nitrous oxide in the waste liquid, nitrous oxide does not hinder these treatments. It is possible to carry out sludge treatment and the like without treating nitrous oxide in the waste liquid. Furthermore, when transporting waste liquid containing nitrous oxide to other workplaces or waste disposal sites, nitrous oxide does not cause abnormal decomposition like oxidants such as hydrogen peroxide. It has the advantage that nitrous oxide in the waste liquid does not have to be treated before transport.
ただし、他の工程との関係や作業場全体の環境管理との関係により、改質装置内にて亜酸化窒素を分解し、改質装置からの亜酸化窒素の排出量を低減する必要がある場合には、排水中の亜酸化窒素の分解法としては、次のようなものがある。(1)廃水に一定時間紫外線を照射して分解する方法、(2)白金などの貴金属をアノードとして電気分解する方法、(3)触媒存在下での水素ガスとの反応により還元分解する方法、(4)嫌気状態で亜酸化窒素内の酸素を用いて呼吸する微生物を利用して微生物分解、などであり、必要に応じてこれらの方法を改質装置に適用することができる。 However, when it is necessary to decompose nitrous oxide in the reformer and reduce nitrous oxide emissions from the reformer due to the relationship with other processes or the environmental management of the entire workplace. There are the following methods for decomposing nitrous oxide in wastewater. (1) A method of decomposing waste water by irradiating it with ultraviolet rays for a certain period of time, (2) A method of electrolysis using a noble metal such as platinum as an anode, (3) A method of reductive decomposition by reaction with hydrogen gas in the presence of a catalyst, (4) Microbial decomposition using microorganisms that breathe using oxygen in nitrous oxide in an anaerobic state, and these methods can be applied to a reformer as necessary.
本発明は、亜酸化窒素(N2O)を含む溶液を物質に接触させた状態で前記溶液に紫外光を照射することにより前記物質の改質を行う物質の改質方法であるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を高効率で行うことができる物質の改質方法を提供することができる。また、本発明は、かかる物質の改質方法を用いて物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質化を行う物質の改質装置にあるので、環境に対する負荷が小さく、取り扱いが容易であるとともに、物質そのもの又は物質表面又は物質表面の付着物等の改質を高効率で行うことができる物質の改質装置を提供することができる。また、本発明は、かかる物質の改質方法またはかかる物質の改質装置によって改質を行うことで得られる改質された物質にあるので、高効率で改質された物質を提供することができる。さらに、本発明によれば、物体に接触される亜酸化窒素含有溶液は、増粘剤をも含むものであり、物体に接触させたときその接触位置にとどまりやすいという性質を備えているので、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。また、本発明に係る物体の酸化装置の溶液供給手段によって供給される亜酸化窒素含有溶液には増粘剤が含まれているので、物体に接触させた溶液はその接触位置に留まりやすい。したがって、酸化させたい部分だけに部分的に溶液を接触させて酸化させることが可能である。The present invention is a method for modifying a substance that modifies the substance by irradiating the solution with ultraviolet light in a state in which the solution containing nitrous oxide (N 2 O) is in contact with the substance. Thus, it is possible to provide a method for modifying a substance that is easy to handle and can modify the substance itself or the surface of the substance or the deposit on the substance surface with high efficiency. Further, the present invention resides in a substance reforming apparatus that modifies the substance itself or the substance surface or deposits on the substance surface by using such a substance modification method. It is possible to provide an apparatus for modifying a substance that is easy and can highly efficiently modify the substance itself, the substance surface, or a deposit on the substance surface. In addition, since the present invention resides in a modified substance obtained by performing reforming using such a substance reforming method or such substance reforming apparatus, it is possible to provide a highly efficient modified substance. it can. Furthermore, according to the present invention, the nitrous oxide-containing solution that comes into contact with the object also contains a thickener, and since it has the property of easily staying at the contact position when brought into contact with the object, It is possible to oxidize by bringing the solution into contact with only the portion to be oxidized. Further, since the nitrous oxide-containing solution supplied by the solution supply means of the object oxidation apparatus according to the present invention contains a thickener, the solution brought into contact with the object tends to stay at the contact position. Therefore, it is possible to oxidize by bringing the solution into contact with only the portion to be oxidized.
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