KR20090019791A

KR20090019791A - 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제

Info

Publication number: KR20090019791A
Application number: KR1020087028115A
Authority: KR
Inventors: 시게루 사쿠라이; 히사카즈 아리마
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2006-05-19
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2009-02-25
Also published as: WO2007135823A1; TWI418394B; JPWO2007135823A1; TW200800370A; CN101448561A; EP2022553A4; US20090130012A1; US7976808B2; EP2022553A1

Abstract

저농도 영역에서의 본 할로겐계 가스의 제거 처리 능력이 우수하고, 또한 흡착제가 발열하는 것을 억제하여, 고형 폐기물의 발생량을 저감시킬 수 있는, 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제를 제공한다. F₂, Cl₂, Br₂, I₂, 및, 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물로 이루어지는 할로겐계 가스의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 피처리 가스와, 조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물을, 물의 존재하에서 접촉시켜 상기 할로겐계 가스를 제거하는, 할로겐계 가스의 제거 방법.

Description

할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제{METHOD OF REMOVING HALOGEN GAS AND REMOVER FOR HALOGEN GAS}

본 발명은 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제에 관한 것이다.

일반적으로 F₂, Cl₂, Br₂, I₂ 나, 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물 등으로 이루어지는 할로겐계 가스 (이하, 본 할로겐계 가스라고 칭하는 경우가 있다) 를 함유하는 드라이 에칭 배기 가스나, SiH₄ (실란) 가스를 주성분으로 하는 CVD (Chemical Vapor Deposition) 챔버의 배기 가스, AsH₃ (아르신) 이나 PH₃ (포스핀) 을 주성분으로 하는 이온 주입이나 도핑의 배기 가스 등에는, N₂ (질소) 가스 등의 캐리어 가스와 함께, 상기 주성분 가스, 및 이들 주성분 가스가 제조 장치 내에서 분해 및 반응하여 생성된 할로겐계 가스나, 입자 등이 함유된다.

종래부터, 상기 서술한 바와 같은 본 할로겐계 가스의 처리 방법으로는, 설비의 소형화나, 조작 및 설비 보수의 간편화를 위하여, 활성탄으로 이루어지는 흡 착제를 충전물로 하여 사용한 건식에 의한 처리 방법 등이 많이 사용되고 있다. 그러나, 이와 같은 처리 방법에서는, 피처리 가스의 흡착열에 의한 발화의 우려가 있음과 함께, 사용이 끝난 흡착제로부터 탈착되는 본 할로겐계 가스의 악취에 의한 충전제 교환시의 작업 환경의 악화 및 고형 폐기물의 처리 등이 문제가 되어, 이것을 해결할 것이 요구되었다. 또, 충전물의 교체 작업 빈도를 저감시키기 위하여, 충전물의 흡착 용량을 더욱 증가시킬 것이 요구되었다. 특히, 사용 빈도가 높은 Cl₂ 가스나, Cl₂ 와 BCl₃ (3 염화 붕소) 의 혼합 가스를 제해 (除害) 하는 경우에는, 이들 문제가 현저하였다.

상기 서술한 바와 같은, 활성탄으로 이루어지는 흡착제를 사용한 건식 처리에 있어서의 문제점을 해결하기 위하여, 탄산수소염의 분말을 조립 (造粒) 하여 얻어지는 조립물(造粒物)을 사용하여, 본 할로겐계 가스를 제거하는 방법이 제안되어 있다 (예, 특허 문헌 1).

그러나, 특허 문헌 1 에 기재된 제거 방법과 같이, 고체 염기만으로 본 할로겐계 가스를 제거하는 방법에서는, 본 할로겐계 가스가 F₂, Cl_2, Br₂ 및 I₂ 인 경우, 하이포아할로겐산염이 생성됨으로써 중화 반응이 저해되고, 처리 용량이 저하될 우려가 있다.

또, 고체 염기와 활성탄의 혼합물로 이루어지는 제거제를 사용하여, 본 할로겐계 가스를 제거하는 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 2). 특허 문헌 2 에 기재된 제거 방법에 의하면, 상기 혼합물로 이루어지는 제거제를 사용함 으로써, 상기 서술한 바와 같은 피처리 가스의 흡착열에 의한 발화나, 사용이 끝난 흡착제로부터의 악취에 의한 작업 환경 악화 및 고형 폐기물의 처리 등의 문제를 해결함과 함께, 충전물의 흡착 용량의 증가가 가능해져, 충전물의 교체 작업 빈도를 저감시킬 수 있다.

그러나, 특허 문헌 2 에 기재된 제거 방법에서는, 고농도의 본 할로겐계 가스를 제거하는 경우에는 충분한 제거 능력을 발휘할 수 있지만, 예를 들어 5 체적％ 이하 정도의 저농도의 본 할로겐계 가스를 제거하는 경우에는, 충분한 제거 성능을 발휘할 수 없다는 문제가 있다.

또, 본 할로겐계 가스를 제거하기 위한 제거제를, 소석회 및 티오황산염을 함유하는 구성으로 한 것이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허 문헌 3).

그러나, 특허 문헌 3 에 기재된 제거제와 같이, 상기 소석회를 주제로서 제거제를 구성한 경우, 중화 반응시의 발열량이 크고, 또한 제거제와 할로겐화수소의 반응 효율이 저하되기 때문에, 많은 소석회가 미반응인 채로 남을 우려가 있다. 또, 소석회의 물에 대한 용해도는 매우 작기 때문에, 사용이 끝난 제거제를 처리할 때, 물에 용해시켜 용적 축소화시키는 것이 곤란하다는 문제가 있다.

특허 문헌 1 : 미국 특허 제6685901호 명세서

특허 문헌 2 : 국제 공개 제03/033115호 팜플렛

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 2001-17831호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 할로겐계 가스, 특히 저농도 영역의 본 할로겐계 가스에 있어서 제거 처리 능력이 우수하고, 또한 흡착제가 발열하는 것을 억제하여, 고형 폐기물의 발생량을 저감시킬 수 있는, 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 탄소질 재료 및 알칼리 금속염을 주제로 하는 조립물에, 부제로서 알칼리 토금속염을 조립물의 전체 질량에 대하여 0 질량％ 초과 10 질량％ 이하의 범위에서 함유시킨 조립물에 대하여, 상기 본 할로겐계 가스를 함유하는 피처리 가스를 물의 존재하에서 접촉시킴으로써, 본 할로겐계 가스를 효율적으로 제거할 수 있다는 것을 알아내었다.

또, 부제로서 사용하는 알칼리 토금속염은, 조립물의 전체 질량에 대한 함유량이 소량일수록, 본 할로겐계 가스의 제거 효율이 현저하게 향상되는 것을 알아내어 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 이하의 요지를 갖는 것이다.

(1) F₂, Cl_2, Br₂, I₂, 및 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물로 이루어지는 할로겐계 가스의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 피처리 가스와, 조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물을, 물의 존재하에서 접촉시켜 상기 할로겐계 가스를 제거하는 할로겐계 가스의 제거 방법.

(2) 상기 알칼리 금속염이 알칼리 금속의 탄산수소염 및 알칼리 금속의 탄산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 상기 (1) 에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(3) 상기 알칼리 금속염이 탄산수소나트륨, 및/또는 탄산수소칼륨인, 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(4) 상기 알칼리 토금속염이 칼슘, 또는 마그네슘의 수산화물인, 상기 (1) ∼ (3) 중 어느 하나에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(5) 상기 조립물이, 입자 직경이 4mm 이하인 입자를 90 질량％ 이상 함유하고 있고, 또한 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자를 10 질량％ 이하 함유하고 있는, 상기 (1) ∼ (4) 중 어느 하나에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(6) 상기 조립물은, 입자 직경 1.4mm 이상 2.0mm 미만인 조립물의 평균 경도가 5N 이상이거나, 또는 입자 직경 2.0mm 이상 2.8mm 미만인 조립물의 평균 경도가 15N 이상이거나, 또는 입자 직경 2.8mm 이상인 조립물의 평균 경도가 25N 이상인, 상기 (1) ∼ (5) 중 어느 하나에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(7) 상기 조립물의 충전 밀도가 0.7g/㎤ 이상인, 상기 (1) ∼ (6) 중 어느 하나에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법.

(8) 상기 (1) ∼ (7) 중 어느 하나에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법에 의해 할로겐계 가스를 제거하는 반도체의 제조 방법.

(9) 조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물로 이루어지는 할로겐계 가스의 제거제.

발명의 효과

본 발명에 있어서의 조립물은 본 할로겐계 가스, 특히 저농도 영역의 본 할로겐계 가스에 있어서 처리 능력이 높고, 흡착제의 발열을 억제하여, 고형 폐기물의 발생을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법은, 설비의 가동률을 높게 유지하고 다종의 가스를 사용할 필요가 있는, 반도체 제조 설비의 능력을 향상시켜 반도체의 생산 개선에 기여할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제의 실시예에 있어서의, 본 조립물 중의 소석회의 함유율과 염소 가스의 제거량의 관계를 나타내는 그래프이다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에, 본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 조립물 (제거제) 이 대상으로 하는 피처리 가스는 F₂, Cl_2, Br₂, I₂, 및 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물로 이루어지는 할로겐계 가스 (이하, 본 할로겐계 가스라고 칭하는 경우가 있다.) 의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 가스이다. 본 할로겐계 가스를 함유하는 가스로는, 예를 들어 반도체의 제조 공정 등에서 발생하는 드라이 에칭 배기 가스, CVD 챔버 배기 가스, 이온 주입 배기 가스, 도핑 배기 가스 등을 들 수 있다.

상기 서술한, 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물로는, 예를 들어 SiF₄ (4 불화규소), SiH₂Cl₂ (디클로로실란), SiCl₄ (4 염화규소), AsCl₃ (3 염화비소), PCl₃ (3 염화인), BF₃ (3 불화붕소), BCl₃ (3 염화붕소), BBr₃ (3 브롬화붕소), WF₆ (6 불화텅스텐), ClF₃ (3 불화염소), COF₂ (불화카르보닐) 등을 들 수 있다. 이 밖에, 물에 의해 가수 분해가 진행되는 COCl₂ (포스겐) 등도, 상기 예시한 가스를 제거하는 경우와 비교하여 효율은 약간 떨어지지만, 제거 처리를 실시할 수 있다.

가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물은, 피처리 가스에 함유되는 물, 조립물에 부착된 소량의 물, 알칼리 금속염, 및/또는 알칼리 토금속염이 수화물인 경우에 그 이탈에 의해 생성되는 물, 또는 본 조립물의 반응 생성물인 물에 의해 가수 분해되어, HF, HCl, HBr, 또는 HI 등의 할로겐화수소 또는 HClO, HBrO, HIO 등의 하이포아할로겐산을 생성한다.

본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법은, 상기 본 할로겐계 가스를 함유하는 피처리 가스와, 조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％, 바람직하게는 50 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하, 바람직하게는 0 질량％ 초과 10 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물 (이하, 본 조립물이라고 칭하는 경우가 있다.) 을, 물의 존재하에서 접촉시켜 본 할로겐계 가스를 제거하는 방법이다.

본 발명에서는, 본 조립물을 충전하는 충전 용기 내의 온도가 바람직하게는 0 ∼ 50℃, 보다 바람직하게는 10 ∼ 40℃ 의 범위이면, 본 할로겐계 가스의 온도도 이 범위 내로 하게 되어, 보다 효율적으로 본 할로겐계 가스를 제거 처리할 수 있으므로 바람직하다. 본 할로겐계 가스의 온도가 0℃ 보다 낮으면, 본 조립물과 본 할로겐계 가스의 반응 속도가 저하될 우려가 있다. 또, 본 할로겐계 가스의 온도가 50℃ 이하이면, 충전탑 등의 설비를 고가의 내열 재료 또는 내열 구조로 할 필요가 없기 때문에, 처리 조작 및 설비 등을 간략화할 수 있다.

본 발명에 있어서의 알칼리 금속염으로는, 알칼리 금속의, 탄산수소염, 탄산염, 산화물 및 수산화물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하다. 예를 들어 탄산수소염으로는, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨 등을 들 수 있고, 탄산염으로는, 탄산나트륨, 세스퀴탄산나트륨 (Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O), 탄산칼륨 등을 들 수 있다. 또, 산화물로는 산화나트륨, 산화칼륨 등을 들 수 있고, 수산화물로는 수산화나트륨, 수산화칼륨 등을 들 수 있다. 그 밖에, 알칼리 금속염으로는, 예를 들어 규산나트륨, 소다석회, 트리폴리인산나트륨 또는 시 트르산나트륨 등을 들 수 있다. 여기서, 탄산나트륨, 세스퀴탄산나트륨에 대해서는, 천연 또는 합성에 관계없이 사용할 수 있고, 또한 탄산나트륨에 대해서는, 경질 (경회), 중질 (중회) 에 관계없이 사용할 수 있다.

알칼리 금속염이 탄산염 또는 탄산수소염인 경우, 할로겐화수소와의 반응시에 탄산 가스를 생성하여 제거제 (조립물) 의 표면에 공공 (空孔) 을 형성하기 때문에, 반응 효율이 향상되고, 본 할로겐계 가스의 처리 용량을 크게 할 수 있으므로 바람직하다.

또, 알칼리 금속염이 탄산수소염인 경우에는, 탄산수소나트륨이 소화제로서 일반적으로 사용되고 있는 바와 같이, 탄산수소염은 소화성을 갖고 있다. 또, 일반적으로 탄산수소염의 중화 반응은 흡열 반응이기 때문에, 소석회와 같이 발열하는 경우가 없다는 점에서, 활성탄을 사용한 흡착 조작과 비교하여 발화의 위험성이 없다는 매우 큰 이점을 갖고 있다.

탄산수소염으로는, 탄산수소나트륨이나 탄산수소칼륨을 사용하는 것이 바람직하고, 이 중, 탄산수소나트륨은 흡습성이 없고, 또한 조립물의 제조 및 보존이 용이하며, 대량 또한 저가로 입수할 수 있는 등 공업적인 제조 원료로서 적합하기 때문에 특히 바람직하다.

알칼리 금속염의 함유율은, 본 조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％, 바람직하게는 50 ∼ 99.85 질량％, 가장 바람직하게는 60 ∼ 90 질량％ 의 범위이다.

본 조립물 중의 탄소질 재료로는, 예를 들어 활성탄, 목탄, 골탄, 그라파이 트, 카본 블랙, 코크스, 석탄, 풀러린, 카본 나노 튜브, 카본 마이크로 코일, 유리상 카본 등을 들 수 있는데, 특히 활성탄인 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 있어서는, 원료, 부활 방법, 첨착이나 담지의 유무 등의 차이에 따라 사용 가능한 활성탄은 한정되지 않는다.

탄소질 재료의 함유율은, 본 조립물의 전체 질량에 대하여 0.1 ∼ 40 질량％ 의 범위이다. 본 조립물 중의 탄소질 재료가 0.1 질량％ 미만이면, 후술하는 탄소질 재료를 함유함으로 인한 효과가 얻어지지 않기 때문에 바람직하지 않고, 또 함유량이 40 질량％ 를 초과하면, 본 조립물의 강도가 저하되어, 입자가 붕괴되기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 본 조립물 중의 탄소질 재료의 함유율은, 0.1 ∼ 20 질량％ 의 범위인 것이 바람직하다.

본 조립물 중의 알칼리 토금속염의 함유율은, 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하이다. 본 조립물 중의 알칼리 토금속염의 함유율이 0 질량％ 초과, 즉 극소량의 알칼리 토금속염이 들어 있으면, 알칼리 토금속염을 함유함으로 인한 효과를 얻을 수 있고, 또 15 질량％ 이하이면, 본 할로겐계 가스의 처리 용량이 향상되기 때문에 바람직하다. 또한, 알칼리 토금속염의 하한치는 0.01 질량％ 이상이 바람직하고, 0.05 질량％ 이상이 특히 바람직하며, 또한 0.1 질량％ 이상이 가장 바람직하다. 또, 알칼리 토금속염의 상한치는 10 질량％ 가 바람직하고, 5 질량％ 가 특히 바람직하며, 3 질량％ 가 가장 바람직하다.

알칼리 토금속염을 함유함으로 인해, 본 할로겐계 가스의 제거 효율이 향상되는 효과의 발현 기구는, 상세하게는 해명되어 있지 않지만, 알칼리 금속염 및 알 칼리 토금속염의 총량의 이용 효율이 향상되기 때문으로 생각된다.

알칼리 토금속염으로는 칼슘, 또는 마그네슘의 수산화물을 사용할 수 있고, 이 중, 수산화칼슘 (소석회) 은 저렴하고 대량으로 얻어진다는 면에서 바람직하다. 또, 상기 서술한 바와 같이, 본 조립물 중의 소석회의 바람직한 함유율은 현저하게 낮은 영역이기 때문에, 중화 반응시의 발열량은 충분히 작아 실용상 문제가 되지는 않는다.

본 발명에서는, 본 할로겐계 가스가 F₂, Cl₂ _, Br₂, 또는 I₂ 인 경우, 본 조립물 중에 알칼리 금속염, 탄소질 재료, 및 알칼리 토금속염을 함유함으로써, 극소량의 물의 존재하에 있어서, 동량의 알칼리 금속염 및 탄소질 재료만을 조립물에 사용한 경우와 비교하여, 본 할로겐계 가스를 효율적으로 제거할 수 있다. 특히, 본 할로겐계 가스의 농도가 20 체적％ 이하, 나아가 5 체적％ 이하, 더욱 나아가서는 3 체적％ 이하의 저농도 영역에 있어서, 본 조립물은 높은 제거 효율을 발휘할 수 있다.

본 조립물 중의 탄소질 재료는, 물의 존재하 F₂, Cl₂ _, Br₂, 또는 I₂ 와 산화 환원 반응을 일으켜 산을 생성한다. 이는, 생성된 산과 알칼리 금속염이 중화 반응을 일으킴으로써 반응이 촉진되는 것으로 생각된다. 이 기구에 대하여 추정되는 반응 기구를, 할로겐인 Cl₂ 를 피처리 가스로 하고, 본 조립물로서 알칼리 금속염에 탄산수소나트륨, 알칼리 토금속염에 소석회를 사용한 것을 사용한 경우를 예로 들어 이하에 설명한다.

본 조립물 중의 탄산수소나트륨 (NaHCO₃) 과 Cl₂ 의 반응에 의해, 하기 [1] 식에 나타내는 반응에 의해 하이포아염소산나트륨 (NaClO) 과 염화 나트륨 (NaCl) 이 생성된다고 생각된다. 이 때, 하기 [1] 식을 좌변으로부터 우변으로 진행시키기 위해서는, 우변의 하이포아염소산나트륨을 최대한 줄일 필요가 있고, 그러기 위해서는, 생성된 하이포아염소산나트륨이 순서대로 분해되어 갈 필요가 있다. 즉, 하이포아염소산나트륨의 분해가, 하기 [1] 식에 나타내는 반응 전체의 율속 (律速) 이 되는 것으로 본 발명자들은 추측하고 있다.

한편, 탄소질 재료는, 하기 [2] 식에 나타내는 바와 같이, 물의 존재하에서 Cl₂ 와 반응하여 염화수소 (HCl) 를 발생시킨다. [2] 식의 반응에 필요한 물은, 피처리 가스 중에 혼입된 물이나, 본 조립물에 부착된 소량의 물 등으로부터 공급된다. 또, 하기 [1] 식 및 [3] 식에 나타내는 바와 같이, 반응 개시 후에는, 물은 본 조립물의 반응 생성물로서도 공급된다. 또, 하기 [3] 식에 나타내는 바와 같이, 하기 [2] 식에서 발생하는 염화수소 등의 산은, 하기 [1] 식의 우변에 있어서 생성되는 하이포아염소산나트륨의 분해를 촉진시키는 것으로 생각된다.

[2] 식에 있어서 생성된 산 중, [3] 식에서 소비되지 않은 잉여의 산은, 하기 [4] 식에 있어서 중화된다.

본 발명에서는, [3] 식에 나타내는 반응에 의해 신속하게 하이포아염소산나트륨이 분해되고, 전체로서는, 주로 하기 [5] 식에 나타내는 반응에서 Cl₂ 가 제거된다고 추측된다.

할로겐이 F₂, Br₂, 또는 I₂ 인 경우에도, 동일하게 하이포아할로겐산염이 생성되고, 그 분해를 할로겐화수소가 촉진시키고 있는 것으로 생각된다.

본 조립물은, 무기 산화물로 이루어지는 다공질체 (이하, 간단히 다공질체라고 한다.) 를 1 ∼ 20 질량％ 의 범위에서 함유하는 것이 바람직하고, 5 ∼ 15 질량％ 의 범위에서 함유하는 것이 보다 바람직하다. 본 조립물에 다공질체를 배합함으로써, 본 할로겐계 가스 및 상기 반응식에서 생성된 할로겐화수소 가스를 본 조립물의 내부까지 유도하여, 본 조립물 전체와 반응시킬 수 있다. 다공질체의 함유량이 1 질량％ 에 미치지 않는 경우에는, 그 첨가 효과가 충분히 발현되지 않을 우려가 있고, 함유량이 20 질량％ 를 초과하는 경우에는, 본 조립물의 유효 성분의 비율이 적어져, 반응 효율이 저하되므로 바람직하지 않다.

또, 상기 [1] ∼ [4] 식에 나타내는 바와 같은 반응에 의해 생성된 수분 중, 과잉인 수분을 흡수하면, 본 조립물의 입자끼리가 용해에 의해 서로 부착된다. 이 때문에, 이와 같은 본 조립물을 칼럼에 충전한 경우에는 꺼내기 불편해진다. 이를 방지 또는 완화하기 위하여 배합하는 다공질체는, 수분을 흡착하는 능력을 갖 는 것이 좋다.

다공질체는, 평균 세공 반경이 0.1 ∼ 50nm 의 범위인 것이 바람직하고, 세공 용적이 0.005 ∼ 0.5㎤/g 의 범위인 것이 바람직하다.

다공질체는, 본 할로겐계 가스 및 상기 반응식에서 생성된 할로겐화수소 가스를 본 조립물의 심부에까지 도달시키고, 또 본 조립물이 반응하기 위한 비표면적을 증가시킨다. 이로써, 본 조립물과, 본 할로겐계 가스 및 상기 반응식에서 생성된 할로겐화수소 가스의 반응 속도 및 반응 효율이 향상된다.

다공질체의 평균 세공 반경 및 세공 용적이 상기 범위보다 작으면, 가스의 확산이 불충분해져 반응 속도 및 반응 효율이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또, 평균 세공 반경 및 세공 용적이 상기 범위보다 크면, 본 조립물의 경도가 저하되어, 가루화되기 쉬워지기 때문에 바람직하지 않다. 또, 다공질체는, 평균 세공 반경이 0.2 ∼ 50nm 의 범위, 세공 용적이 0.01 ∼ 0.2㎤/g 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 발명에서 설명하는 평균 세공 반경은, 가스 흡착법에 의한 세공 분포 측정 장치를 사용하여 질소 흡착법에 의해 세공 용적을 측정하고, 전체 세공 용적을 100％ 로 하여 누적 곡선을 구하였을 때, 그 누적 세공 용적이 50％ 가 되는 점의 세공 반경 (nm) 을 말한다.

또, 본 조립물에 점토를 배합하는 것도, 점토가 층상 구조이기 때문에 본 조립물이 내부에 간극을 갖는 구조가 되어, 다공질체와 동일하게 가스가 본 조립물의 내부까지 유도되기 쉬워지므로 바람직하다. 점토의 함유량이 1 질량％ 미만이 면 효과의 향상이 보이지 않고, 함유량이 20 질량％ 초과이면 본 조립물의 경도가 저하될 우려가 있다. 또, 다공질체와 점토를 병용하는 경우에는, 그 합계량이 본 조립물 전체에 대하여 20 질량％ 이하인 것이 바람직하다.

본 조립물 중의 알칼리 금속염과 다공질체 또는 점토의 혼합 비율은, 피처리 대상으로 하는 본 할로겐계 가스의 조성, 농도, 압력, 온도, 소요 처리 시간 등에 따라 최적화된다. 예를 들어, 본 할로겐계 가스의 농도, 압력 및 온도가 낮은 경우나, 본 조립물과 본 할로겐계 가스의 접촉 시간이 짧은 경우에는, 다공질체의 함량을 증가시키는 것이 바람직하다.

다공질체로는, 예를 들어 천연 또는 합성의 제올라이트, 실리카 겔, 알루미나, 다공질 유리, 규조토, 규산칼슘, 다공질 세라믹스 등을 들 수 있다.

또, 점토로는, 예를 들어 활성 백토, 산성 백토, 펄라이트, 크리소타일이나 벤토나이트 등의 층상 규산염 ; 세피올라이트, 팔리고르스카이트, 알로페인, 이모골라이트, 안티고라이트의 산 처리 생성물 ; 합성 층상 화합물 등을 들 수 있다. 또, 다공질체로는 실리카 겔, 천연 또는 합성의 제올라이트가, 점토로는 활성 백토, 벤토나이트가 공업적으로 저가이며 입수하기 쉽기 때문에 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 알칼리 금속염의 1 차 입자의 평균 입자 직경은 1 ∼ 500㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 10 ∼ 300㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또, 탄소질 재료는, 1 차 입자의 평균 입자 직경으로서 1 ∼ 500㎛ 의 범위로 분쇄된 것을 사용하는 것이, 조립물을 형성시키기 전의 원료를 혼합시키는 공정에서, 보다 균일하게 혼합시킬 수 있기 때문에 바람직하고, 5 ∼ 300㎛ 의 범위의 것이 보다 바람직하다.

또, 알칼리 토금속염의 1 차 입자의 평균 입자 직경은 1 ∼ 500㎛ 의 범위인 것이 바람직하고, 5 ∼ 300㎛ 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또한, 본 조립물에 다공질체 및 점토를 첨가하는 경우에도 동일하게, 이들 1 차 입자의 평균 입자 직경이 1 ∼ 500㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 300㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

상기 서술한 1 차 입자의 평균 입자 직경이 1㎛ 미만이면, 유동성이 좋지 않고, 핸들링 등의 취급이 어려워지므로 바람직하지 않다. 또, 1 차 입자의 평균 입자 직경이 500㎛ 초과이면, 알칼리 금속염을 비롯한 각 물질의 조립물 내에서의 균일한 혼합이 곤란해지고, 또한 공업적인 조립물의 제조가 곤란하기 때문에, 비용적으로 비싸지므로 바람직하지 않다.

또한, 본 발명에서 설명하는 1 차 입자란, 알칼리 금속염의 단결정, 탄소질 재료의 분말, 알칼리 토금속염의 결정 또는 분말, 다공질체의 분말, 점토의 분말의 각 상태의 것을 말한다.

또, 본 발명에서 설명하는 분말, 조립물에 있어서의 평균 입자 직경이란, 예를 들어 평균 입자 직경 70㎛ 이상인 것의 평균 입자 직경의 경우, 체 분급법에 있어서 각 체와 최하부의 받침 통 안에 남은 양의 질량을 측정하고, 그 전체 질량을 100％ 로 하여 누적 곡선을 작성했을 때, 그 누적 질량이 50％ 가 되는 점의 입자 직경을 말한다.

한편, 평균 입자 직경 70㎛ 미만인 것의 평균 입자 직경이란, 레이저 회절 산란식 입도 분포 측정 장치로 측정하고, 전체 체적을 100％ 로 하여 누적 곡선을 구하였을 때, 그 누적 체적이 50％ 가 되는 점의 입자 직경을 말한다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 0.5 ∼ 20mm 의 범위인 것이 바람직하다. 본 조립물의 평균 입자 직경을 이 범위로 함으로써, 새로운 설비를 도입하지 않고, 종래부터 사용되고 있는 활성탄용이나 제올라이트용 등의 충전식의 건식 제해 설비를 그대로 사용할 수 있게 된다. 본 조립물의 평균 입자 직경이 0.5mm 미만이면, 피처리 가스인 본 할로겐계 가스가 본 조립물의 충전층을 통과할 때의 압력 손실이 높아지기 때문에, 감압 펌프 등의 흡인 설비의 증강이 필요해지거나, 소요 전력이 증가하므로 바람직하지 않다. 또, 평균 입자 직경이 20mm 초과이면, 본 할로겐계 가스와 본 조립물의 바깥 표면의 접촉 부분의 면적이 저하되고, 본 조립물에 의한 본 할로겐계 가스의 제거 효율이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 또, 본 조립물의 평균 입자 직경은 0.5 ∼ 10mm 의 범위인 것이 보다 바람직하다.

또, 본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법을, 반도체 제조 공정에 있어서의 할로겐계 가스의 제해 설비에 사용하고, 이 제해 설비에 본 조립물에 의한 충전층을 형성한 경우, 본 할로겐계 가스의 제거 효율을 보다 향상시키기 위해서는, 입자 직경이 4mm 이하인 조립품이 질량％ 로 바람직하게는 90％ 이상, 보다 바람직하게는 95％ 이상, 또한 입자 직경이 1.0mm 이하인 조립품이 질량％ 로 바람직하게는 10％ 이하, 보다 바람직하게는 8％ 이하를 함유하는 본 조립물을 사용함으로써, 충전층의 구조가 균일해져, 보다 높은 제거 성능이 달성된다. 이는, 충전층의 구조가 균일해지면, 이론 단수가 향상되기 때문이다. 입자 직경이 4mm 이하인 조 립품이 질량％ 로 90％ 미만이면, 충전층의 충전 구조가 불균일해질 뿐만 아니라, 큰 조립물은 내부까지 본 할로겐계 가스가 침투하기 어렵기 때문에, 본 조립물의 반응률이 저하된다. 또 입자 직경이 1.0mm 이하인 조립품이 질량％ 로 10％ 초과이면, 소립자가 다른 입자의 간극에 들어가, 충전층의 충전 구조가 불균일해져 가스의 균일한 흐름을 저해하기 때문에, 본 조립물의 반응률이 저하된다.

본 조립물에 결합제를 혼합함으로써, 경도를 보다 향상시킬 수 있다. 결합제는, 물 유리 (진한 규산나트륨 수용액), 규산나트륨, CMC (카르복시메틸셀룰로오스), PVA (폴리비닐알코올), 실리콘 오일 등의 공지된 것 중에서, 피처리 가스인 본 할로겐계 가스의 조성에 따라 적절히 선택할 수 있다.

결합제의 혼합량은, 본 조립물의 전체 질량에 대하여 0.01 ∼ 10 질량％ 의 범위인 것이 바람직하고, 0.01 ∼ 5 질량％ 의 범위인 것이 보다 바람직하다. 결합제의 혼합량이 0.01 질량％ 미만이면, 결합제에 의한 경도 향상의 효과가 보이지 않기 때문에 결합제를 사용하는 의미가 없어지고, 혼합량이 10 질량％ 초과이면, 반응에 있어서의 유효 성분의 양이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 조립물의 강도 평가에는, 경도에 의한 평가 방법을 사용한다.

본 발명에서 설명하는 경도란, 1 개의 입자를 상방으로부터 수직으로 힘을 가해 압축시켜 파괴할 때의 힘이다. 이 경도는, 동일한 재료이어도 입자 직경에 따라 좌우되기 때문에, 입자를 체로 치거나 하여 일정하게 한 후 측정할 필요가 있다. 본 조립물이 평균 입자 직경으로 0.5 ∼ 20mm 의 범위인 경우에는, 그 각 입자를 체에 따라 0.5mm 로부터 순차적으로 0.5mm 씩 크게 하여 체로 친다. 예를 들어, 평균 입자 직경 1.5mm 이상 2.0mm 미만의 입자에 대해서는, 메시 1.5mm 의 체와 메시 2.0mm 의 체를 사용하여 체로 치고, 1.5mm 체 상 또한 2.0mm 체 하의 입자를 20 개 채취하고, 각 입자의 경도를 측정하여 그 평균값을 입자 강도의 평가 기준으로서 채용한다.

본 조립물의 경도는, 입자 직경 1.4mm 이상 2.0mm 미만인 조립물의 평균 경도가 바람직하게는 5N 이상, 보다 바람직하게는 10N 이상, 입자 직경 2.0mm 이상 2.8mm 미만인 조립물의 평균 경도가 15N 이상, 보다 바람직하게는 20N 이상, 또는 입자 직경 2.8mm 이상인 조립물의 평균 경도가 25N 이상, 보다 바람직하게는 30N 이상이다.

본 조립물의 입자의 경도가 낮으면, 본 조립물을 충전층으로서 사용하는 경우에, 충전시나 반응시에 가루화되어 배관에 퇴적되거나, 또 망을 메우거나, 감압 펌프에 흡인되거나, 피처리 가스가 충전층을 통과할 때의 압력 손실을 상승시키거나 하는 등, 본 할로겐계 가스의 제해 조작에 지장을 초래할 우려가 있다. 상기한 입자 직경 범위의 모두에 있어서, 각각 상기에 드는 평균 경도 이상의 값을 갖는 경우에는 더욱 바람직하다.

본 조립물을 칼럼 등에 충전하여 사용할 때의 충전 밀도는, 0.7g/㎤ 이상인 것이 바람직하다. 본 조립물은 부피 밀도가 높아, 제해 장치의 칼럼에 대한 충전 질량을 크게 할 수 있기 때문에, 한 번에 충전되는 약제에서의 처리 능력을 높일 수 있다는 이점이 있다. 종래부터 사용되고 있는 활성탄의 충전 밀도는 0.4 ∼ 0.6g/㎤ 의 범위인데 반해, 본 조립물의 충전 밀도는 0.7g/㎤ 이상으로 할 수 있고, 또한 보다 바람직하게는 0.8g/㎤ 이상, 가장 바람직하게는 0.9g/㎤ 이상의 충전 밀도로 할 수 있기 때문에, 단위 용적 당 충전 밀도가 높아, 본 할로겐계 가스의 처리량을 크게 할 수 있다는 면에서 우수하다.

또한, 본 조립물에서는, 상기 알칼리 금속염, 탄소질 재료, 및 알칼리 토금속염의 합계량이, 본 조립물의 전체 질량에 대하여 80 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 85 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 알칼리 금속염, 탄소질 재료, 및 알칼리 토금속염의 합계량이 80 질량％ 미만이면, 본 할로겐계 가스의 제거제로서의 가스 처리 용량이 저하되어, 제거제 충전층의 교체 빈도가 높아지기 때문에 바람직하지 않다.

본 조립물은, 건식법 또는 습식법 중 어느 방법으로도 얻을 수 있다.

또, 조립 방법으로는, 예를 들어 압축 성형법, 전동식 조립법, 교반식 조립법, 압출식 성형법, 스프레이 드라이법, 유동층법 등의 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 타정 성형법 또는 롤 프레스법 등에 의한 건식 압축 성형법은 건조 공정이 불필요한 등, 공정이 간략하기 때문에 공업적인 생산에 유리하고, 결합제 없이 경도가 높은 본 조립물을 얻을 수 있어, 알칼리 금속염, 탄소질 재료, 및 알칼리 토금속염의 합계량을 증가시킬 수 있다는 점, 본 할로겐계 가스에 의해 결합제가 열화됨으로써 본 조립물 입자의 강도가 저하될 염려가 없다는 면에서 바람직하다. 이 경우의 본 조립물의 입도 분포와 평균 입자 직경의 조절 방법으로는, 건식 압축 성형기로 성형한 후, 조쇄 (粗碎) 하여 체로 치는 공정으로 이루어지는 방법을 채용할 수 있다.

또, 본 조립물을 얻는 다른 방법으로는, 알칼리 금속염, 탄소질 재료, 및 알칼리 토금속염과, 필요에 따라 다공질체와 결합제와, 물을 혼련한 후에, 펠릿타이저 등의 습식 압출식 성형기로 성형하고, 그 후 건조시켜 체로 쳐, 입도 분포와 평균 입자 직경을 조정하는 방법을 들 수 있다. 또, 펠릿타이저로 성형한 후에 구형 정립기 등의 전동식 조립기로 구상으로 함으로써, 본 조립물의 마모 부분 (예를 들어, 튀어나온 돌출 등의, 본 조립물로부터 떨어져 나가기 쉬운 부분.) 의 발생을 억제하고, 또한 충전층에 충전하였을 때의 밀도를 높일 수 있다.

입도 분포와 평균 입자 직경의 조정은 복수회 체로 침으로써도 달성되는데, 복수회 체로 치는 것은 본 조립물의 입도 분포를 좁게 하고, 충전층으로 하였을 때의 충전 구조를 균일화할 수 있다. 따라서, 충전층의 이론 단수를 향상시킬 수 있고, 본 할로겐계 가스의 처리 능력을 더욱 높일 수 있게 되기 때문에 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법에 의하면, 탄소질 재료 및 알칼리 금속염을 주제로 하는 조립물에, 부제로서 알칼리 토금속염을 조립물의 전체 질량에 대하여 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 범위로 함유시킨 본 조립물 (제거제) 을 사용하고, 본 할로겐계 가스를 함유하는 피처리 가스를 물의 존재하에서 접촉시킴으로써, 본 할로겐계 가스, 특히 저농도 영역의 본 할로겐계 가스를 효율적으로 흡착할 수 있다. 또, 본 조립물이 중화 반응시에 발열하는 것을 억제할 수 있다. 이로써, 본 할로겐계 가스를 효율적으로 제거할 수 있게 되고, 또한 고형 폐기물의 발생을 저감시킬 수 있다.

본 발명의 본 조립물은, 함유되는 알칼리 금속염이 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨인 경우, 그들 자체가 수용성이며, 또한 본 할로겐계 가스와의 반응물도 대부분은 수용성의 염이 된다. 이 때문에, 본 조립물은 본 할로겐계 가스를 제해한 후, 다공질체 이외의 대부분은 물에 녹기 때문에, 고형 폐기물을 대폭 감소시킬 수 있다는 효과가 있다. 또, 본 조립물을 물에 용해하였을 때에 여과함으로써 다공질체 등을 회수할 수 있고, 필요에 따라 재이용이 가능해지기 때문에 자원의 리사이클에 유용하게 쓸 수 있다.

또, 본 조립물 중의 알칼리 금속염은, 본 할로겐계 가스와 반응하여 휘발성을 갖지 않는 염을 생성하기 때문에, 충전물의 교환시, 활성탄만으로 흡착함으로써 제해 조작한 경우와 같이, 본 할로겐계 가스가 활성탄으로부터 탈착됨에 의한 가스의 발생 및 할로겐 악취를 발생시키는 경우가 없다. 이 때문에, 충전물의 교체 작업시의 작업 환경을 대폭 개선하므로, 노동 안전상 바람직할 뿐만 아니라, 작업장에 설치하는 제해 설비를 소형화할 수 있다.

또한, 본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법에서는, 본 조립물과 그 밖의 제거 약제를 병용해도 된다. 예를 들어, 피처리 가스의 조성에 따라, 본 조립물과, 활성탄의 조립물 혹은 탄산수소나트륨의 조립물 등을 혼합하거나, 본 조립물의 층과, 활성탄의 조립물 혹은 탄산수소나트륨의 조립물의 층을 병용하여, 제해 장치의 칼럼에 충전하여 사용하는 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 염화수소가 본 할로겐계 가스의 대부분인 경우에는, 탄산수소나트륨의 조립물의 충전층을 본 할로겐계 가스 유로의 상류에 배치하고, 본 조립물의 충전층을 하류에 배치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제는, 반도체 제조 공정 등에 있어서의 할로겐계 가스의 제거 처리에 바람직하게 사용할 수 있다. 이 경우에는, 다종의 가스가 사용되는 반도체 제조 설비의 능력을 향상시켜, 높은 가동률로 유지할 수 있게 되어, 반도체의 생산 효율의 향상에 크게 기여할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예, 비교예에 의해 더욱 상세하게 설명하는데, 이들에 한정하여 해석되는 것은 아니다.

실시예 1 ∼ 10, 및 비교예 1 ∼ 5 에 대하여 이하에 설명한다.

실시예, 비교예에 있어서, 경도는 키야시키 디지털 경도계 KHT-20 형 (후지와라 제작소사 제조) 을 사용하여 측정하였다. 또한, 경도는 입자의 크기에 따라 상이하기 때문에, 체로 쳐서 입자 직경을 일정하게 하여 측정하였다.

평균 입자 직경에 관해서는, 평균 입자 직경 70㎛ 미만의 것에 관해서는, 마이크로 트럭 FRA9220 (닛키소사 제조) 을 사용하여 측정하고, 평균 입자 직경 70㎛ 이상의 것은 체로 침으로써 측정하였다.

제거 능력의 계측은, 먼저, 제거 대상 가스 (피처리 가스) 에 염소 (Cl₂) 를 선정하고, 칼럼으로부터의 파과 (破過) 검지를, 반도체 재료 가스 검지기 XPS-7 형 (신코스모스 전기사 제조) 의 검출 경보 설정값을 0.25ppm 으로 설정하여 실시하였 다. 제거 대상으로서 염소 가스를 선택한 것은, 본 발명의 피처리 가스인 본 할로겐계 가스를 대상으로 한 실험 검토를 실시하는 경우, 약제의 성능을 비교하는 데에 일반적으로 널리 채용되고 있기 때문이다.

또, 본 발명의 효과는, 이하의 실시예에 기재된 내용에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

1 차 입자의 평균 입자 직경이 95㎛ 의 공업용 탄산수소나트륨의 분말 (아사히 유리사 제조) 을 15.8kg 사용하고, 이에 평균 입자 직경 67㎛ 의 활성탄 (상품명 : 백로 C, 닛폰 엔바이로 케미컬즈사 제조) 2.0kg, 평균 입자 직경이 5㎛ 인 소석회 (칸토 화학사 제조) 0.2kg, 평균 입자 직경 2.0㎛, 평균 세공 반경 8.24nm, 세공 용적 0.010㎤/g 의 합성 A 형 제올라이트 (닛폰 비루다사 제조) 2.0kg 을 균일하게 혼합하고, 롤 프레스식 압축 성형기 (타보 공업사 제조, 상품명 : 로라콘파크타 WP 형, 롤 외경 : 230mm, 롤 길이 : 80mm) 를 사용하여 선압 36.8kN/cm 로 압축 성형함으로써, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 1 질량％ 인 플레이크상의 성형체를 얻었다.

또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 79 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

이어서, 얻어진 플레이크상의 성형체를, 롤식 가쇄 조립기 (닛폰 그라뉴레이타사 제조, 상품명 : 가쇄 로르 그라뉴레이타 GRN-2521 형) 로 조분쇄하여 정립하였다. 가쇄기는 2 단으로 설치하고, 첫째단의 회전 톱니의 피치는 14mm 로 둘 째단은 4mm 로 하였다. 이어서, 정립된 입자를, 내경 200mm 의 철망 스테인리스제의 표준체로 메시 1.7mm 와 4.0mm 를 2 단으로 셋팅하여 손으로 체를 치고, 1.7mm 의 체 상의 입자를 채취하여 본 조립물을 얻었다.

이어서, 내경 200mm 의 철망 스테인리스제의 표준체로 메시 4.0mm, 2.80mm, 2.00mm, 1.41mm, 1.00mm 의 것을 중첩시키고, 최하부에 바닥 접시를 설치한 위에 조립물 100g 을 부었다. 이어서, 로탑 셰이커식 체 진탕기 (이이다 제작소사 제조, 상품명 : IIDA SIEVE SHAKER, 진탕 수 290 회전/분, 타수 165 회/분) 로 10 분간 진탕시킨 후, 각 표준체와 바닦 접시 상의 본 조립물 잔사의 질량을 측정하고, 각 메시에 대한 통과 질량의 누계를 그래프화하여, 통과 질량의 누계가 50％ 가 되는 입자 직경을 평균 입자 직경으로 하였다. 본 조립물의 평균 입자 직경은 1.9mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 조립품이 질량％ 로 100％, 입자 직경이 1.00mm 이하인 조립품이 질량％ 로 6.3％ 이었다.

조립물의 경도는, 전술한 경도 측정법에 의해 측정하였다. 즉, 얻어진 평균 입자 직경 1.9mm 의 조립물을 1.4mm, 2.0mm, 2.8mm 의 메시의 체로 치고 각 입도의 경도를 20 개 측정하여 평균값을 구하였는데, 1.4 ∼ 2.0mm 사이의 입자의 평균 경도가 37.8N, 2.0 ∼ 2.8mm 가 45.1N, 2.8mm 이상이 56.8N 이었다.

이어서, 저면이 환기성 유리판이며 내경 30mm, 길이 300mm 인 유리제 반응관에, 충전물로서 상기 조립물을 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였다. 충전 용적은 70.7㎤ 이고, 충전 질량은 81.9g, 충전 밀도는 1.16g/㎤ 이었다. 이 에, 표준 상태 (0℃, 0.10MPa) 에서, 유량이 매분 424㎤, 조성이 Cl₂ 0.3 체적％, N₂ 99.7 체적％ 인 가스를 온도 25℃ 에서, 상압하에서 저부로부터 주입하였다.

염소 가스의 처리 후의 칼럼으로부터의 파과를, 전술한 반도체 재료 가스 검지기를 사용하여 실시하였는데, 개시 직후의 검출은 없었다.

처리 개시로부터 2,485 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검지기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 38.6ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 또한 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도를 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다. 이 온도는 가스 하류측이 가장 높고, 가스 상류측이 가장 낮았다. 또, 상기 최고 온도 및 최저 온도가 계측된 지점은, 반응이 진행됨에 따라 모두 가스 하류측으로 이동해 갔다. 이 경향은, 이하에 설명하는 모든 실시예 및 비교예에서 공통이었다. 또, 이하의 모든 실시예 및 비교예를 포함하여, 장치의 바깥 기온은 20 ∼ 25℃ 의 범위였다.

[실시예 2]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 15kg, 활성탄 2.0kg, 소석 회 1.0kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 5 질량％ 인 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 75 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 2.1mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량％ 로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 5.4％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 84.3g, 충전 밀도는 1.19g/㎤ 이었다.

실시예 1 과 동일하게, 반도체 재료 가스 검지기를 사용하여 파과의 검지를 실시하였는데, 개시 직후의 검출은 보이지 않았다.

처리 개시로부터 1,775 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 26.8ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 또한 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도를 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다.

[실시예 3]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 14kg, 활성탄 2.0kg, 소석회 2.0kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 10 질량％ 인 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 70 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 2.3mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량 기준으로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 4.5％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 81.6g, 충전 밀도는 1.15g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 1,210 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 18.9ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 26℃, 최고 온도는 28℃ 이었다.

[실시예 4]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 15.98kg, 활성탄 2.0kg, 소석회 0.02kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 0.1 질량％ 인 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 79.9 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 1.8mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량％ 로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 7.2％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 70.4g, 충전 밀도는 1.00g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 2,113 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 38.2ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였 다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도를 측정한 바, 최고 온도는 25℃, 최저 온도는 23℃ 이었다.

[비교예 1]

조립물의 원료의 조합을, 탄산수소나트륨 16kg, 활성탄 2.0kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 및 제올라이트의 혼합물로 이루어지는 플레이크상의 성형체를 얻었다. 실시예 1 ∼ 4 와는 상이하여, 비교예 1 에서는 소석회를 부제로서 전혀 함유하지 않았다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 80 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 2.1mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량％ 로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 5.1％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 81.0g, 충전 밀도는 1.15g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 955 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다.

본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 15.0ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 29℃ 이었다.

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 에 있어서의 염소 가스의 제거량 결과를 도 1 의 그래프에 나타낸다.

부제로서 소석회를 소량 첨가함으로써, 종래의 제거제의 제거 능력을 크게 웃도는 성능을 낼 수 있고, 또한 소석회의 첨가량이 적은 것이, 보다 효과적인 것이 명백하다.

[실시예 5]

표준 상태 (0℃, 0.10MPa) 에서, 유량이 매분 424㎤ , 조성이 F₂ 0.3 체적％, N₂ 99.7 체적％ 인 가스를 피처리 가스로 하고, 상기 염소 가스 (Cl₂) 를 피처리 가스로 한 경우와 동일한 방법으로, 불소 (F₂) 가스의 제거 효과를 확인하였다.

실시예 5 에서는, 실시예 1 에서 얻어진 조립물을 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였다. 이 때의 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 70.0g, 충전 밀도는 0.99g/㎤ 이었다. 이어서, 이에 상기 서술한 불소 가스를 온도 25℃에서, 상압하에서 저부로부터 주입하였다.

불소 가스를 처리한 후의 칼럼으로부터의 파과를, 전술한 반도체 재료 가스 검지기를 사용하여 실시하였는데, 개시 직후의 검출은 보이지 않았다.

처리 개시로부터 7,532 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검지기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 불소 가스는, 표준 상태 환산으로 137ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다.

[비교예 2]

비교예 1 에 있어서 얻어진 조립물을, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였다. 이 때의 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 67.6g, 충전 밀도는 0.96g/㎤ 이었다. 이에, 상기 서술한 불소 가스를 온도 25℃에서, 상압하에서 저부로부터 주입하였다.

처리 개시로부터 2,645 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검지기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 불소 가스는, 표준 상태 환 산으로 49.8ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다.

[실시예 6]

표준 상태 (0℃, 0.10MPa) 에서, 유량이 매분 424㎤ , 조성이 BCl₃ 0.3 체적％, N₂ 99.7 체적％ 인 가스를 피처리 가스로 하고, 상기 염소 가스 (Cl₂) 를 피처리 가스로 한 경우와 동일한 방법으로, 3 염화 붕소 (BCl₃) 가스의 제거 효과를 확인하였다.

실시예 6 에서는, 실시예 1 에서 얻어진 조립물을 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였다. 이 때의 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 82.0g, 충전 밀도는 1.16g/㎤ 이었다. 이에 상기 서술한 3 염화 붕소 가스를 온도 25℃ 에서, 상압하에서 저부로부터 주입하였다.

3 염화 붕소 가스의 처리 후의 칼럼으로부터의 파과를, 전술한 반도체 재료 가스 검지기를 사용하여 실시하였는데, 개시 직후의 검출은 보이지 않았다.

처리 개시로부터 375 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검지기의 경보가 작동하였다.

본 조립물 1kg 당 제거된 3 염화 붕소 가스는, 표준 상태 환산으로 5.8ℓ 이었다.

[비교예 3]

비교예 1 에 있어서 얻어진 조립물을 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였다. 이 때의 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 81.6g, 충전 밀도는 1.15g/㎤ 이었다. 이에 상기 서술한 3 염화 붕소 가스를 온도 25℃에서, 상압하에서 저부로부터 주입하였다.

처리 개시로부터 314 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검지기의 경보가 작동하였다.

본 조립물 1kg 당 제거된 3 염화 붕소 가스는, 표준 상태 환산으로 4.9ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보 이지 않고, 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최고 온도는 25℃, 최저 온도는 27℃ 이었다.

[실시예 7]

제거 대상으로 하는 본 할로겐계 가스의 농도에 의한 제거 효과를, 염소 가스를 질소 가스로 희석하여 농도 조정한 가스를 사용하여 측정하였다.

실시예 1 에서 얻어진 조립물을, 실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 3 에서의 제거 시험과 동일하게 반응관에 충전하고, 염소 가스를 0.3 체적％, 1.0 체적％, 3.0 체적％ 의 각 농도로 조정한 가스를 처리하였을 때의 제거 능력을 측정하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

[비교예 4]

비교예 1 에서 얻어진 조립물을, 실시예 1 ∼ 6 및 비교예 1 ∼ 3 에서의 제거 시험과 동일하게 반응관에 충전하고, 염소 가스를 0.3 체적％, 1.0 체적％, 3.0 체적％ 의 농도로 조정한 가스를 처리하였을 때의 제거 능력을 측정하였다.

결과를 표 2 에 나타낸다.

상기 실시예 7 및 비교예 4 의 결과로부터, 본 조립물은, 본 할로겐계 가스의 농도가 저농도인 경우에 있어서 높은 제거 효율을 발휘하는 것이 분명해졌다.

[실시예 8]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 15.4kg, 활성탄 2.0kg, 소석회 0.6kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 3 질량％ 로 된 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 77 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 1.8mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량 기준으로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 5.5％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 84.8g, 충전 밀도는 1.20g/㎤ 이었다.

이어서, 실시예 1 과 동일하게, 반도체 재료 가스 검지기를 사용하여 파과의 검지를 실시하였는데, 개시 직후의 검출은 보이지 않았다.

처리 개시로부터 2,005 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 30.1ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다.

[실시예 9]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 13.0kg, 활성탄 2.0kg, 소석회 3.0kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 15 질량％ 로 된 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 65 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 2.1mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량 기준으로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 5.1％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 76.8g, 충전 밀도는 1.09g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 1,082 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 17.9ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 23℃, 최고 온도는 25℃ 이었다.

[비교예 5]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 12.0kg, 활성탄 2.0kg, 소석회 4.0kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 소석회의 함유율이 20 질량％ 로 된 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 60 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 2.0mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량 기준으로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 4.8％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 69.2g, 충전 밀도는 0.98g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 887 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 16.3ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 27℃ 이었다.

[실시예 10]

조립물의 원료의 조합 혼합량을, 탄산수소나트륨 15.8kg, 활성탄 2.0kg, 수산화마그네슘 0.2kg, 합성 A 형 제올라이트 2.0kg 으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 탄산수소나트륨, 활성탄, 소석회 및 제올라이트의 혼합물로서, 수산화마그네슘의 함유율이 1 질량％ 로 된 플레이크상의 성형체를 얻었다. 또한, 성형체 100 질량％ 중, 탄산수소나트륨은 79 질량％, 활성탄은 10 질량％, 제올라이트는 10 질량％ 이었다.

본 조립물의 평균 입자 직경은 1.9mm 이었다. 입자 직경이 4mm 이하인 입자가 질량 기준으로 100％, 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자가 질량％ 로 6.0％ 이었다. 또, 충전층 높이가 100mm 가 되도록 충전하였을 때, 충전 용적은 70.7㎤ 이며, 충전 질량은 70.7g, 충전 밀도는 1.00g/㎤ 이었다.

처리 개시로부터 1,755 분 경과 후에 제거 대상 가스가 파과되어, 가스 검출기의 경보가 작동하였다. 본 조립물 1kg 당 제거된 염소 가스는, 표준 상태 환산으로 31.6ℓ 이었다.

충전물을 꺼내었을 때, 조립물 입자의 가루화나 본 조립물끼리의 고착은 보이지 않고, 염소 악취의 발생도 거의 없어, 본 조립물의 꺼내기 작업은 용이하였다. 또, 이 충전물을 물에 용해한 바, 제올라이트와 잔여 소석회 이외에는 용해되고, 이것을 여과 분리함으로써 고형 폐기물을 삭감할 수 있었다. 또, 혼합 가스 처리 중에 충전층의 유리벽 외부의 온도 측정한 바, 최저 온도는 25℃, 최고 온도는 29℃ 이었다.

본 발명의 할로겐계 가스의 제거 방법 및 할로겐계 가스의 제거제는, 드라이 에칭이나 CVD 등에 있어서 발생하는 배기 가스, 및 각종 프로세스의 할로겐계 가스를 종래보다 높은 효율로 제거할 수 있으므로, 특히 반도체 제조 공정 등에서 발생하는 배기 가스에 함유되는 할로겐계 가스를 제거하는 데에 바람직하다. 또, 본 발명의 할로겐계 가스의 제거제는, 긴급 제해용의 산포 약제나 방독 마스크의 흡수관 등에도 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 2006년 5월 19일에 출원된 일본 특허 출원 2006-140213호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서의 전체 내용을 여기에 인용하여, 본 발명의 명세서의 개시로서 받아 들이는 것이다.

Claims

F₂, Cl₂, Br₂, I₂, 및 가수 분해하여 할로겐화수소 또는 하이포아할로겐산을 생성하는 화합물로 이루어지는 할로겐계 가스의 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 피처리 가스와, 조립물(造粒物)의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물을, 물의 존재하에서 접촉시켜 상기 할로겐계 가스를 제거하는 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 알칼리 금속염이 알칼리 금속의 탄산수소염 및 알칼리 금속의 탄산염으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 알칼리 금속염이 탄산수소나트륨, 및/또는 탄산수소칼륨인 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 알칼리 토금속염이 칼슘, 또는 마그네슘의 수산화물인 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조립물이 입자 직경이 4mm 이하인 입자를 90 질량％ 이상 함유하고 있고, 또한 입자 직경이 1.0mm 이하인 입자를 10 질량％ 이하 함유하고 있는 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조립물은, 입자 직경 1.4mm 이상 2.0mm 미만인 조립물의 평균 경도가 5N 이상이거나, 또는 입자 직경 2.0mm 이상 2.8mm 미만인 조립물의 평균 경도가 15N 이상이거나, 또는 입자 직경 2.8mm 이상인 조립물의 평균 경도가 25N 이상인 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 조립물의 충전 밀도가 0.7g/㎤ 이상인 할로겐계 가스의 제거 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 할로겐계 가스의 제거 방법에 의해 할로겐계 가스를 제거하는 반도체의 제조 방법.
조립물의 전체 질량에 대하여 45 ∼ 99.85 질량％ 의 알칼리 금속염, 0.1 ∼ 40 질량％ 의 탄소질 재료, 및 0 질량％ 초과 15 질량％ 이하의 알칼리 토금속염을 함유하는 조립물로 이루어지는 할로겐계 가스의 제거제.