(57)【要約】【課題】組成物で様々な材料を処理する新規な装置及び方法を提供する。【解決手段】組成物で対象材料を処理する装置及び方法は、シラン含有材料及び炭化水素溶剤の組成物で対象材料を処理して、処理された材料を形成する材料処理セクションと、処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように処理された材料を中和する中和セクションとを備える。【選択図】図１
2014131801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物で材料を処理する装置であって、
シラン含有材料を含む組成物でセルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかを処理して、前記処理された材料中に副生成物としてＨＣｌが存在する材料処理セクションと、
前記処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように、該処理された材料中の前記ＨＣｌを中和する、前記材料処理セクションの下流に設けられた中和セクションと
を備え、
前記材料処理セクションは、前記材料が通過できる囲われた処理チャンバを備え、前記中和セクションは、前記処理された材料が通過できる囲われた中和チャンバを備える装置。
【請求項２】
水分と、炭化水素溶剤と、反応の副生成物とのうちの少なくとも１つを、前記処理された材料から除去する除去セクションを備え、
該除去セクションは、前記処理チャンバの下流に配置され、前記中和セクションは、前記除去セクションの下流に配置され、前記除去セクションは、乾燥チャンバと、加熱された乾燥空気の供給源とを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかを前記材料処理セクションに供給する供給セクションを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記中和セクションの後に、前記処理された材料から水分を除去する乾燥セクションを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記除去セクションから前記処理された材料を収集する収集セクションを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記材料処理セクションは、前記組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する塗布器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記塗布器は、液体組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する液体塗布器である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記塗布器は、蒸気組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する蒸気塗布器である、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記中和セクションは、塩基含有材料を、前記中和セクション内の前記処理された材料に塗布して、前記処理された材料を中和する塗布器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記除去セクションは、少なくとも１つのスチームローラを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記供給セクションは、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかのロールを前記材料処理セクションに供給する供給器を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１２】
前記乾燥セクションは、乾燥チャンバと、該乾燥チャンバ内の少なくとも１つのスチームローラとを備える、請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記収集セクションは、前記処理された材料を収集する収集器を備える、請求項５に記載の装置。
【請求項１４】
組成物で材料を処理する方法であって、
材料処理セクション及び中和セクションを有する装置を準備する工程と、
前記材料処理セクションにおいて、シラン含有材料及び炭化水素溶剤を含む組成物でセルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかを処理し、処理された材料を形成する工程であって、前記処理された材料中に副生成物としてＨＣｌが存在する工程と、
前記中和セクションにおいて、前記処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように、前記処理された材料中の前記ＨＣｌを中和する工程と
を含む方法。
【請求項１５】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料から、水分と、炭化水素溶剤と、反応の副生成物とのうちの少なくとも１つを除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置のために供給セクションを準備し、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかを前記材料処理セクションに供給する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記装置のために収集セクションを準備し、前記処理された材料を収集する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記装置のために乾燥セクションを準備し、前記処理された材料を乾燥する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記装置のために組成物セクションを準備し、前記組成物を形成する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記材料処理セクションにおいて、塗布器で前記組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記塗布する工程が、液体塗布器で液体組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記塗布する工程が、蒸気塗布器で蒸気組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記中和する工程が、前記中和セクションの中和チャンバにおいて、前記処理された材料にスチームを塗布することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記中和する工程が、前記中和セクションの中和チャンバにおいて、塩基含有材料を前記処理された材料に塗布して、前記処理された材料を中和することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記供給セクションは、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかのロールを前記材料処理セクションに供給する供給器を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記収集セクションにおける収集器で、前記処理された材料を収集する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料に対して、過剰の炭化水素溶剤を除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２８】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料に対して、反応の副生成物を除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は包括的に材料を処理することに関し、より詳細には、組成物で材料を処理する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ある特定の材料は、例えば、水、火及び／又は虫（例えばシロアリ、ある特定の種類のアリ、及び他の穿孔性害虫）により引き起こされる損傷を受けやすい。例えば水への曝露により、典型的には、様々な木製製品、紙、セルロース材料、絶縁体、新聞紙、乾式壁、織物及び建築用れんがのような多くの材料に、亀裂、反り、割れ、又は変色が生じる。水への曝露により、材料上にカビ及び白カビが増殖することもある。火への曝露により、典型的には、これらの材料に、焼け、焦げ、及び／又は黒焦げが生じる。材料が自然発火する場合には特にそうである。加えて、水、火及び／又は虫による損傷により、これらの材料に腐敗及び腐食が生じることが多い。典型的には、水、火及び／又は虫による損傷は、多大なる費用、労力及び不便をかけての、材料の損傷した部分の最終的な取替えを引き起こす。
【０００３】
市場には、処理製品を塗布する対象である材料に対して、水、カビ、火及び／又は虫による損傷の可能性を防止又は低減すると考えられる様々な処理製品が存在する。これらの製品は、手作業で塗布され得る。しかし、これらの処理製品は、特に有効性と、費用面と、塗布の簡便性と、処理期間と、保護がもたらされる期間とに関して、完全に満足できるものではない。
【０００４】
したがって、組成物で様々な材料を処理する装置を提供することが望ましい。組成物で様々な材料を処理する方法を提供することも望ましい。さらに、水の浸入、虫の侵入、カビ及び白カビの増殖、及び／又は火による損傷に対する様々な材料を処理する組成物を提供することが望ましい。加えて、様々な材料を処理して、紙のような材料を安定化させる組成物を提供することが望ましい。またさらには、組成物で紙を処理し、塩酸（ＨＣｌ）のように、処理物からの副生成物を回収する装置及び方法を提供することが望ましい。組成物で紙を処理し、組成物での処理後に紙の酸性度を中和する装置及び方法を提供することも望ましい。さらに、組成物で紙を処理し、反応の完了度を増大させる装置及び方法を提供することが望ましい。したがって、当該技術分野において、これらの要望の少なくとも１つを満足させる装置及び方法を提供する必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００５】
したがって、組成物で様々な材料を処理する新規な装置及び方法を提供することが、本発明の１つの目的である。
【０００６】
材料が水、カビ、白カビ、火及び／又は虫による損傷に耐性を有するように、組成物で様々な材料を処理する新規な装置及び方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【０００７】
前述の目的を実現するために、本発明は、組成物で対象材料を処理する装置である。この装置は材料処理セクションを含み、材料処理セクションは、シラン含有材料及び炭化水素溶剤を含む組成物で対象材料を処理して、処理された材料を形成する。この装置は中和セクションも含み、中和セクションは、処理された材料を、約７〜約８の範囲のｐＨを有するように中和する。
【０００８】
付加的には、本発明は、組成物で対象材料を処理する方法である。この方法は、材料処理セクション及び中和セクションを有する装置を準備する工程を含む。この方法は、材料処理セクションにおいてシラン含有材料及び炭化水素溶剤を含む組成物で対象材料を処理して、処理された材料を形成する工程も含む。この方法は、処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように、中和セクションにおいて処理された材料を中和する工程も含む。
【０００９】
本発明の１つの利点は、装置及び方法が、組成物で様々な材料を処理するために提供されることである。本発明の別の利点は、該組成物が、水の浸入及び損傷、カビ及び白カビ、虫の侵入、及び／又は火による損傷に対して効果的に、様々な材料を処理することである。本発明のさらに別の利点は、装置及び方法が紙のような様々な材料を処理し、ＨＣｌのように、処理物からの副生成物を回収することである。本発明の付加的な利点は、装置及び方法が紙のような様々な材料を処理し、組成物での処理後に紙の酸性度を中和することである。本発明のさらに別の利点は、装置及び方法が組成物で紙のような様々な材料を処理し、処理された材料に対する組成物の反応の完了度を増大させることである。本発明のさらなる利点は、装置及び方法が組成物で様々な材料を処理し、且つ比較的安価なことである。また本発明のさらなる利点は、装置及び方法が組成物で様々な材料を処理し、且つ比較的容易に塗布できることである。本発明のまたさらなる利点は、装置及び方法が組成物で様々な材料を処理し、且つ比較的処理時間が短いことである。
【００１０】
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付した図面と共に提供される以下の説明を読んだ後にはより良く理解されるので、容易に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】組成物で様々な材料を処理するための本発明による装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面、特に図１を参照して、組成物で様々な対象材料を処理するための、本発明による装置１０の一実施形態が示されている。本発明の組成物は、対象材料を処理し、水、白カビ、カビ、火及び／又は虫が挙げられるがこれらに限定されない様々な損傷の原因に対する安定性及び／又は保護を与えるために、使用される。使用される場合の「処理する」という用語は、水、白カビ、カビ、火及び／又は虫が挙げられるがこれらに限定されないいずれかの原因により引き起こされる損傷からの安定化及び／又は保護のために対象材料を処理することを意味する。本明細書で使用する場合の「対象材料」という用語は、木製製品（すなわち任意の量の木を含有する製品）、セルロース材料（例えば織物、綿、布等）、紙（例えば段ボール紙、屋根用紙、絶縁体をコーティングに使用した紙、シートロック紙、新聞紙、紙タオル等）、絶縁体、乾式壁、岩、建築材料（例えばれんが）及び砂糖が挙げられるがこれらに限定されない、本発明の組成物で処理され得るいずれかの材料又は物体を含むことを意味する。組成物は対象材料に浸透することを理解すべきである。
【００１３】
本発明の一実施形態によれば、組成物は、少なくとも１つのシラン含有材料と、炭化水素溶剤のようなキャリアとを含んでいる。シラン含有材料は、防水のために水分の侵入を防止する。虫の侵入を防止するために、組成物は、ホウ素含有材料を含む場合がある。燃焼を防止するために、組成物は、耐火性材料を含む場合がある。
【００１４】
ホウ素含有材料は、ホウ酸無水物（化学式：Ｂ2Ｏ3）の形態であることが好ましいが、他の形態のホウ素含有材料も許容される。非限定的な例示として、ホウ砂（化学式：Ｎａ2Ｂ4Ｏ7・１０Ｈ2Ｏ）及び八ホウ酸二ナトリウム四水和物（化学式：Ｎａ2Ｂ8Ｏ13．４Ｈ2Ｏ）が同様に使用され得る。処理された材料の総重量を基準としてホウ素を０．１重量％配合することで、効果的な真菌耐性及び耐火性を得ることができる。しかし、木食い虫の侵入（例えばアリ及びシロアリによる）を防止するために、１重量％〜２重量％のホウ素を配合することが一般的に必要とされる。台湾シロアリのような、より問題のある虫のために、７重量％のホウ素を配合することが一般的に必要とされる。したがって本発明は、少なくとも約０．１重量％〜少なくとも約７重量％のレベルで材料中にホウ素を導入し、且つそれを封入することにより、環境因子（例えば雨）が、処理された材料の内部からそれを浸出させることを防止する組成物を提供する。
【００１５】
シランは、シリコン系材料の１つのクラス、すなわち一般式ＳｉNＨ2N+2を有する（Ｎは１以上の整数である）、直鎖状飽和パラフィン炭化水素であるアルカンの類縁体と一般的に定義される。このシラン含有材料は、トリクロロメチルシラン（化学式：ＣＨ3Ｃｌ3Ｓｉ）の形態であることが好ましいが、他の形態のシラン含有材料も許容される。本発明を実施するのに有用な他のシラン含有材料の例は、以下を含むがこれらに限定されない：
（クロロメチル）トリクロロシラン、
［３−（ヘプタフルオロイソプロキシ）プロピル］トリクロロシラン、
１，６−ビス（トリクロロシリル）ヘキサン、
３−ブロモプロピルトリクロロシラン、
アリルブロモジメチルシラン、
アリルトリクロロシラン、
ブロモメチルクロロジメチルシラン、
ブロモトリメチルシラン、
クロロ（クロロメチル）ジメチルシラン、
クロロジイソプロピルオクチルシラン、
クロロジイソプロピルシラン、
クロロジメチルエチルシラン、
クロロジメチルフェニルシラン、
クロロジメチルシラン、
クロロジフェニルメチルシラン、
クロロトリエチルシラン、
クロロトリメチルシラン、
ジクロロジメチルシラン、
ジクロロメチルシラン、
ジクロロメチルビニルシラン、
ジフェニルジクロロシラン、
ジ−ｔ−ブチルクロロシラン、
エチルトリクロロシラン、
ヨードトリメチルシラン、
ペンチルトリクロロシラン、
フェニルトリクロロシラン、
トリクロロ（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン、
トリクロロ（ジクロロメチル）シラン、
トリクロロビニルシラン。
【００１６】
キャリアは、炭化水素溶剤、好ましくは炭化水素アルカンの形態であるが、他の炭化水素溶剤も許容される。例えば、室温で液体である炭化水素が許容される。これらの炭化水素の例は、ペンタン、ヘキサン及びヘプタンを含むがこれらに限定されない。加えて、幾つかの用途については、低級炭化水素が使用され得る。
【００１７】
一実施形態では、シラン含有材料及び炭化水素溶剤は、異なる沸点又は異なる範囲の沸点のいずれかを有し、液体組成物を形成する液体である。液体形態の組成物は、その後、材料を処理するために塗布される。別の実施形態では、シラン含有材料及び炭化水素溶剤は、同じか又は同じ範囲のいずれかである沸点を有する。この実施形態では、シラン含有材料及び炭化水素溶剤は、ガス状形態又は蒸気形態で蒸発する又は押出される。蒸気形態の組成物は、その後、材料を処理するために塗布される。
【００１８】
図１を参照して、装置１０の一実施形態は、組成物セクション１２と、供給セクション１４と、材料処理セクション１６と、除去セクション１８と、中和セクション２０と、乾燥セクション２２と、収集セクション２４とを備えている。組成物セクション１２において、装置１０は、少なくとも１つのタンクを備えている。少なくとも１つのタンクは、対象材料に塗布される組成物又は組成物の１つの成分のいずれかを保有している。例示された実施形態では、装置１０は、シラン含有材料のような組成物の１つの成分を保有するための第１のタンク２５と、炭化水素溶剤のような組成物の別の成分を保有するための第２のタンク２６とを備えている。一実施形態では、シラン含有材料はメチルトリクロロシラン（ＭＴＳ）であり、炭化水素溶剤はペンタンである。装置１０は、第２のタンク２６中の炭化水素溶剤の温度を制御するために、第２のタンク２６に電気的に接続される温度制御器のような制御器２７も備えている。組成物は、少なくともシラン含有材料及び炭化水素溶剤から形成されることを理解すべきである。該タンクが、タンクの温度を変化させる加熱器のような（図示しない）機器を含むことも理解すべきである。
【００１９】
組成物セクション１２において、装置１０は、第１のタンク２５に流体的に接続された流量制御弁２８を備えている。流量制御弁２８は、０〜１．１ｍ3／ｈｒ（０〜５ＧＰＭ）のような所定の流量に設定され得る。組成物セクション１２において、装置１０は、第２のタンク２６に流体的に接続された流量制御弁２９を備えている。流量制御弁２８は、０〜１．１ｍ3／ｈｒ（０〜５ＧＰＭ）のような所定の流量に設定され得る。装置１０は、成分の所望の百分率を設定するために、流量制御弁２８と流量制御弁２９とに電気的に接続された流量制御器のような制御器３０も備えている。装置１０は、炭化水素溶剤とシラン含有材料とを共に混合して組成物を形成する混合器３２を、流量制御弁２８の下流にさらに備えている。混合器３２は静的タイプのものである。組成物が一度形成されると、その後、組成物は、装置１０の材料処理セクション１６に送達されることを理解すべきである。
【００２０】
供給セクション１４において、装置１０は、対象材料を材料処理セクション１６に供給するための供給器３４を備えている。例示される実施形態では、処理される対象材料は紙であり、供給器３４は、ブレーキを有するバックスタンドである。供給速度は、記載された巻取り器のような収集器６２により制御される。装置１０は、所定の温度まで材料を加熱する加熱器３６を備えている。一実施形態では、加熱器３６は、その全体で炭化水素溶剤の沸点近くの温度まで紙を加熱する、少なくとも１つの加熱されたローラである。加熱器３６は、加熱器３６を制御する制御器３０に接続されることを理解すべきである。
【００２１】
材料処理セクション１６において、装置１０は、対象材料に組成物を塗布するための少なくとも１つの塗布器３８を備えている。一実施形態では、組成物は液体タイプのものであり、塗布器３８は、対象材料に塗布される液体組成物を受容及び含有する浸漬タンクのような液体タイプのものである。この実施形態では、加熱された対象材料は、一定レベルの組成物を有する浸漬タンクを通過する。その一定レベルは、装置１０を通る対象材料の速度と、浸漬タンクへの組成物の流量とにより制御される。液体組成物を使用する別の実施形態では、塗布器３８は、組成物を受容及び塗布する流体スロットダイである。加熱された対象材料は、スロットダイの上を通り、材料の飽和は、スロット幅と組成物の圧力とにより制御される。別の実施形態では、組成物はガス状形態又は蒸気形態であり、塗布器３８は、蒸気組成物を対象材料に塗布する蒸気タイプのものである。対象材料は、組成物で完全に飽和しなければならないことを理解すべきである。材料処理セクション１６は、対象材料を塗布器３８に通過させるための１つ又は複数のローラ３９を含み得ることも理解すべきである。浸漬タンク及びスロットダイは従来のものであり、市販されていることも理解すべきである。
【００２２】
材料処理セクション１６において、装置１０は、処理チャンバ４０を備えている。処理チャンバ４０は、筺体により形成されている。処理チャンバ４０は、乾燥雰囲気に維持されなければならない。一実施形態では、処理チャンバ４０は、窒素及び／又は乾燥空気のような乾燥不活性ガスを使用することにより乾燥状態が維持される。例示された実施形態では、処理チャンバ４０は、窒素のような供給源４１に接続されている。この例の場合、窒素は、０．０８Ｓｍ3／ｈｒ（３ＳＣＦＨ）の流量を有している。装置１０は、処理チャンバ４０の下流に真空チャンバ４２も備えている。真空チャンバ４２は、筺体により形成されている。真空チャンバ４２において、処理された材料が通過し、組成物が対象材料に浸透することを確実にし、且つ炭化水素溶剤蒸気及び／又は塩酸（ＨＣｌ）蒸気のような組成物の過剰成分及び／又は副生成物をそれぞれ除去する。ＨＣｌ蒸気は、送風器４９により、記載されたＨＣｌスクラバ５０へ排出される。対象材料が飽和した後、処理された材料は、真空チャンバ４２にわたって供給され、組成物が対象材料に完全に浸透することを確実にし、且つ炭化水素溶剤及び塩酸（ＨＣｌ）の除去を助けることを理解すべきである。
【００２３】
除去セクション１８において、処理された材料から炭化水素溶剤を洗い流さなければならず、処理された材料中の水分は低減しなければならない。装置１０は、少なくとも１つの乾燥チャンバ４４を備えている。乾燥チャンバ４４において、処理された材料の温度は、炭化水素溶剤の沸点を超えて上昇する。乾燥チャンバ４４は、筺体により形成され、乾燥器セクション４６及びオーブンセクション４８を備えている。一実施形態では、装置１０は、乾燥器セクション４６中に、少なくとも１つのスチームロール、好ましくは複数のスチームロール５０を備えている。スチームロール５０は、飽和スチームの供給源５２に配管により接続されている。一実施形態では、供給源５２は、スチームボイラーのようなスチーム発生器であり、スチーム圧制御器のような制御器５３により制御される。スチームロール５０は、スチームロール５０に必要な熱を生成するために、飽和スチーム又は熱水の供給源に接続されることを理解すべきである。
【００２４】
乾燥チャンバ４４において、乾燥器セクション４６は、不活性雰囲気を有さなければならない。これは、立上げ時及び停止時に窒素のような不活性ガスの組合せを使用することにより、且つ操作時に爆発上限（ＵＥＬ）を超える炭化水素溶剤の蒸気レベルを維持することにより達成される。オーブンセクション４８において、加熱された乾燥空気が、処理された材料中の水分を低減する。オーブンセクション４８は、高温乾燥空気の供給源５４と、高温乾燥空気を加熱する空気加熱器５５とに配管により接続されている。一実施形態では、空気加熱器５５は、空気温度制御器のような制御器５６により制御される。乾燥チャンバ４４は、処理された材料を除去セクション１８に通過させる１つ又は複数のロール５０を備え得ることを理解すべきである。
【００２５】
除去セクション１８において、ＨＣｌ蒸気は、反応の副生成物として形成される。過剰の炭化水素溶剤及び／又はＨＣｌは、乾燥チャンバ４４及び／又は真空チャンバ４２においてわずかな陰圧を維持することにより除去される。除去された炭化水素溶剤及びＨＣｌは、蒸気の流れからＨＣｌを除去するために、ＨＣｌスクラバ５７に配管を通じて供給される。ＨＣｌは、ＨＣｌスクラバ５７から回収され、その後の移行のために濃縮される。炭化水素溶剤は、蒸気の流れから炭化水素溶剤を除去するために、溶剤回収システム５８を通じて供給される。炭化水素溶剤は、溶剤回収システム５８から回収され、組成物を製造するために使用される。
【００２６】
中和セクション２０において、処理された材料は、炭化水素溶剤を含まないが、いくらかの未反応のシラン含有材料と共に、処理された材料中において捕捉されたいくらかの液体形態のＨＣｌ及び／又は塩化物を含有し得る。一実施形態では、装置１０は、中和チャンバ６０を備えている。中和チャンバ６０は、筺体により形成され、加熱された乾燥空気の供給源５２に接続されている。中和チャンバ６０において、処理された材料は、少なくとも１つの、好ましくは複数の段階でさらに処理される。第１段階において、処理された材料は、いずれかの潜在的なシラン含有材料を除去するために、且つ処理された材料を加熱して反応を完了まで駆動するために、供給源５２からのスチームで水和される。装置１０において、スチームは、塗布器６２により、処理された材料に塗布される。第２段階において、処理された材料は中和される。例示された実施形態では、処理された材料は、供給源６４からの塩基含有材料で中和される。好ましくは塩基含有材料は、苛性液体又はガス（強度は、材料中に残存するＨＣｌ／塩化物に依存する）である。装置１０において、塩基含有材料は、塗布器６６による直接の接触を通じて処理された材料に塗布され、又は塗布器６２からのスチームの流れにおいて送達される。一実施形態では、塩基含有材料は、中和チャンバ６０において処理された材料に、アンモニア処理したスチームを送達するための、スチームに添加されるアンモニア（ＮＨ3）である。過剰の塩基含有蒸気は、送風器６８により大気中に排出される。中和セクション２０は、対象材料を中和チャンバ６０に通過させるための１つ又は複数のローラ７０を含み得ることを理解すべきである。処理された材料を水和することと、処理された材料中においていずれかの潜在的なシラン含有材料とスチームとを反応させることとに加えて、スチームは、処理された材料の温度を上昇させ、反応完了の割合を増大させることも理解すべきである。塩基含有材料は、処理された材料中のいずれかの潜在的なＨＣｌを中和し、処理された材料のｐＨレベルを約７〜８とすることを理解すべきである。処理された材料はその後、装置１０の乾燥セクション２２に入り、顧客向けの仕様まで水分が低減されることをさらに理解すべきである。乾燥セクション２２の後、処理された材料は、収集セクション２４で収集され、試験され、顧客への出荷用に調製されることをまたさらに理解すべきである。
【００２７】
乾燥セクション２２において、装置１０は、筺体により形成された乾燥チャンバ７２を備えている。一実施形態では、装置１０は、乾燥チャンバ７２中に、少なくとも１つのスチームロール、好ましくは複数のスチームロール７４を備えている。スチームロール７４は、配管により飽和スチームの供給源５２に接続されている。スチームロール７４は、スチームロール７４に必要な熱を生成するために、飽和スチーム又は熱水の供給源に接続されることを理解すべきである。乾燥セクション２２は、対象材料を乾燥チャンバ７２に通過させるための１つ又は複数のローラ７６を備え得ることも理解すべきである。
【００２８】
収集セクション２４において、装置１０は、処理された材料を収集するための収集器７８を備えている。一実施形態では、収集器７８は巻取り器である。収集器７８は、供給速度を制御するための供給速度制御器のような制御器８０に接続されている。処理された材料は、収集器７８から除去され、試験され、顧客への出荷用に調製されることを理解すべきである。
【００２９】
装置１０及び装置１０のためのプロセス条件は、制御器２７と、制御器３０と、制御器５３と、制御器５６と、制御器８０とにより制御される。一実施形態では、対象材料は紙である。プロセス条件及び範囲は以下の通りである。
プロセス設定
材料速度  ：  ０．０５１〜１．０２ｍ／ｓｅｃ（１０〜２００フィート／ｍｉｎ）
組成物流量  ：  ０．２〜０．９ｍ3／ｈｒ（１〜４ガロン／分）
スチーム圧力  ：  ０．１４〜１．０４ＭＰａＧ（２０〜１５０ＰＳＩＧ）
ポンプ速度  ：  ０Ｈｚ〜６０Ｈｚ
組成物圧力  ：  ０〜０．４１ＭＰａＧ（０〜６０ＰＳＩＧ）
スクラバ送風器設定点  ：  ０Ｈｚ〜６０Ｈｚ
熱チャンバ真空  ：  ０〜２（ｗ．ｃ．で）
高温空気温度  ＳＰ／ＰＶ  ：  １００〜３００／１００〜３００
高温空気送風器設定点  ：  ０Ｈｚ〜６０Ｈｚ
飽和真空チャンバ  ＳＰ  ：  ０〜２（ｗ．ｃ．で）
装置温度  ：  ３７．８〜１２１℃（華氏１００〜２５０度）
組成物温度  ＴＫ／ＰＭ  ：  −１８〜４３．３℃／−１８〜４３．３℃
（華氏０〜１１０度／華氏０〜１１０度）
水和スチーム  ＰＳＩ  ：  ０〜１．０４ＭＰａＧ（０ＰＳＩＧ〜１５０ＰＳＩＧ）
水和空気  ＰＳＩ  ：  ０〜０．３５ＭＰａＧ（０ＰＳＩＧ〜５０ＰＳＩＧ）
水和／中和（Neut）真空  ：  ０〜０．８５Ｓｍ3／ｈｒ
（０ＳＣＦＨ〜３０ＳＣＦＨ）
真空（最終）  ：  ０〜３０（ｗ．ｃ．で）
温度  最終真空チャンバ  ：  ３７．８〜１２１℃（華氏１００〜２５０度）
紙  水分（最初）  ：  ０％〜１２％
紙  水分（最終）  ：  ０％〜１０％
【００３０】
操作において、炭化水素溶剤は、第２のタンク２６中に投入され、該溶剤の沸点よりわずかに低い所定の温度まで、（図示しない）加熱器により加熱される。第２のタンク２６中の炭化水素溶剤の圧力は、所定の圧力に設定される。一実施形態では、炭化水素溶剤はペンタンであり、ペンタンは第２のタンク２６中に投入され、沸点（大気圧での温度）よりも２．８〜５．６℃（華氏５〜１０度）低い温度に加熱される。第２のタンク２６中のペンタンの圧力は、０．１０〜０．２８ＭＰａＧ（１５〜４０ＰＳＩＧ）に設定される。流量制御弁２９は、０〜１．１ｍ3／ｈｒ（０〜５ＧＰＭ）に設定される（対象材料に依存する）。制御器３０は、対象材料により必要とされる、ＭＴＳのような所望のシラン含有材料の百分率（０．１体積％〜３０体積％）に設定される。ＭＴＳの流れは、制御器３０及び制御弁２８により制御され、ペンタンの流れに混合され、静的混合器３２を通り、組成物を形成する。組成物は、その後、装置１０の材料処理セクション１６における塗布器３８に送達される。
【００３１】
対象材料は、供給器３４上に装荷される。例示された実施形態では、対象材料は紙であり、紙のロールが供給器３４上に装荷され、装置１０を通って収集器７８まで供給される。制御器８０は収集器７８に接続され、供給器３４は所望の速度で紙を供給して塗布器３８に通す。紙が材料処理セクション１６を通り、除去セクション１８に移動する際に、塗布器３８は、組成物を紙に塗布する。過剰のペンタンと、材料処理セクション１６における反応の副生成物ＨＣｌとは、ＨＣｌスクラバ５７及び溶剤回収システム５８へ流れ、回収される。
【００３２】
処理後の紙は、除去セクション１８に移動する。除去セクション１８において、供給源５４からの加熱された乾燥空気は、乾燥セクションを加熱するために使用され、熱水又はスチームが供給源５２からスチームロール５０まで塗布されて、紙を通過する熱を生成する。これが起こると、除去セクション１８における過剰のペンタンと副生成物ＨＣｌとは、それぞれ、ＨＣｌスクラバ５７及び溶剤回収システム５８へ流れ、回収される。紙は、中和セクション２０へ移動する。
【００３３】
中和セクション２０において、紙は、直接のスチームで再び加熱される。スチームは、中和剤（塩基／苛性の液体又はガス）を含んでもよい。供給源５２からの加熱された乾燥空気と、水と、アンモニアとは、紙を通過して紙の酸性度を中和又は低減し且つｐＨレベルを約７〜８に回復させるスチームを製造するために、中和チャンバ６０に塗布される。紙を水和することと、処理された材料中におけるいずれかの潜在的なシラン含有材料とスチームとを反応させることとに加え、スチームは、紙の温度を上昇させ、反応完了の割合を増大させる。スチームは、紙の温度を上昇させ、紙の反応及び水和の割合を増大させ、それにより、処理後の紙におけるいずれかの潜在的なシラン含有材料を反応させることを理解すべきである。中和剤は、中和セクション２０におけるスチームとは別に塗布され得ることも理解すべきである。紙は、そのｐＨレベルを約７〜約８に回復させるために中和されることをさらに理解すべきである。
【００３４】
乾燥セクション２２において、紙は再び加熱される。供給源５２からの加熱された乾燥空気及び水は、紙を通過するスチームを製造するために適用される。紙は、その後、収集器７８上でロール状に収集される。装置１０の乾燥チャンバ７２は、処理された材料における水分を、顧客向けの仕様まで低減することを理解すべきである。乾燥チャンバ７２の後、処理された材料は、収集セクション２４の収集器７８で収集され、試験され、顧客への出荷用に調製されることも理解すべきである。プロセスが生産レベルまでスケールアップされるにつれて、プロセスパラメータ（例えば速度、流速等）は増大することをさらに理解すべきである。
【００３５】
別の実施形態では、第１のタンク２５中のシラン含有材料と、第２のタンク２６中の炭化水素溶剤とは、同じか又は同じ範囲のいずれかである沸点を有する。この実施形態では、シラン含有材料及び炭化水素溶剤は、タンク２５及び２６のための（図示しない）加熱器により、ガス状形態又は蒸気形態で蒸発する又は押出される。蒸気形態の組成物は、その後、材料を処理するために塗布器３８により塗布される。蒸気形態の組成物は、液体形態の組成物とは対照的に、紙、布等のような材料に効果的に浸透させるために使用することを理解すべきである。
【００３６】
本発明は、例示的に記載されている。使用される用語は、限定ではなく説明の表現の性質を帯びていることが意図されることを理解すべきである。
【００３７】
本発明の修正形態及び変形形態の多くは、上記教示に照らして考え得るものである。したがって本発明は、具体的に説明した形態以外の形態で実施され得る。
【図１】
2014131801.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月5日(2014.3.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成物で、セルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかの材料を処理する装置であって、
シラン含有材料を含む組成物でセルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかの材料を処理して、処理された材料中に副生成物としてＨＣｌが存在する材料処理セクションと、
前記処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように、該処理された材料中の前記ＨＣｌを中和する、前記材料処理セクションの下流に設けられた中和セクションと
を備え、
前記材料処理セクションは、前記いずれかの材料が通過できる囲われた処理チャンバを備え、前記中和セクションは、前記処理された材料が通過できる囲われた中和チャンバを備える装置。
【請求項２】
水分と、炭化水素溶剤と、反応の副生成物とのうちの少なくとも１つを、前記処理された材料から除去する除去セクションを備え、
該除去セクションは、前記処理チャンバの下流に配置され、前記中和セクションは、前記除去セクションの下流に配置され、前記除去セクションは、乾燥チャンバと、加熱された乾燥空気の供給源とを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかを前記材料処理セクションに供給する供給セクションを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記中和セクションの後に、前記処理された材料から水分を除去する乾燥セクションを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記除去セクションから前記処理された材料を収集する収集セクションを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記材料処理セクションは、前記組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する塗布器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記塗布器は、液体組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する液体塗布器である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記塗布器は、蒸気組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する蒸気塗布器である、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記中和セクションは、塩基含有材料を、前記中和セクション内の前記処理された材料に塗布して、前記処理された材料を中和する塗布器を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記除去セクションは、少なくとも１つのスチームローラを備える、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記供給セクションは、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかのロールを前記材料処理セクションに供給する供給器を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項１２】
前記乾燥セクションは、乾燥チャンバと、該乾燥チャンバ内の少なくとも１つのスチームローラとを備える、請求項４に記載の装置。
【請求項１３】
前記収集セクションは、前記処理された材料を収集する収集器を備える、請求項５に記載の装置。
【請求項１４】
組成物で、セルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかの材料を処理する方法であって、
材料処理セクション及び中和セクションを有する装置を準備する工程と、
前記材料処理セクションにおいて、シラン含有材料及び炭化水素溶剤を含む組成物でセルロース材料、木製製品、紙、絶縁体、乾式壁、岩、れんが、砂糖のいずれかを処理し、処理された材料を形成する工程であって、前記処理された材料中に副生成物としてＨＣｌが存在する工程と、
前記中和セクションにおいて、前記処理された材料が約７〜約８の範囲のｐＨを有するように、前記処理された材料中の前記ＨＣｌを中和する工程と
を含む方法。
【請求項１５】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料から、水分と、炭化水素溶剤と、反応の副生成物とのうちの少なくとも１つを除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記装置のために供給セクションを準備し、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかを前記材料処理セクションに供給する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記装置のために収集セクションを準備し、前記処理された材料を収集する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記装置のために乾燥セクションを準備し、前記処理された材料を乾燥する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記装置のために組成物セクションを準備し、前記組成物を形成する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記材料処理セクションにおいて、塗布器で前記組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記塗布する工程が、液体塗布器で液体組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記塗布する工程が、蒸気塗布器で蒸気組成物を前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかに塗布することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記中和する工程が、前記中和セクションの中和チャンバにおいて、前記処理された材料にスチームを塗布することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記中和する工程が、前記中和セクションの中和チャンバにおいて、塩基含有材料を前記処理された材料に塗布して、前記処理された材料を中和することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記供給セクションは、前記セルロース材料、前記木製製品、前記紙、前記絶縁体、前記乾式壁、前記岩、前記れんが、前記砂糖のいずれかのロールを前記材料処理セクションに供給する供給器を備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
前記収集セクションにおける収集器で、前記処理された材料を収集する工程を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料に対して、過剰の炭化水素溶剤を除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２８】
前記装置の除去セクションにおいて、前記処理された材料に対して、反応の副生成物を除去する工程を含む、請求項１４に記載の方法。