(57)【要約】      （修正有）【課題】非揮発性液体媒体に可逆的に貯蔵されるガスの迅速な充填と送給を可能にし、送給及び送給ガスの純度を改善する貯蔵及び送給システムを提供する。【解決手段】ガス用の低圧貯蔵及び送給システムは、反対のルイス酸性又は塩基性を有するガス８と可逆的に反応する反応性ルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体６を収容する内部部分を有する容器４、エネルギーを当該反応性液体媒体へ又はそれから移動させるためのシステム、又は、製品ガス精製器（例えば、ガス／液体分離器）９、又は両方、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反対のルイス酸性又は塩基性を有するガスと可逆的に反応する反応性ルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を収容する内部部分を有する容器、
ガスの送給を可能にする出口ポートを有するバルブシステム、及び
製品ガス精製器、
を含むガス用の低圧貯蔵及び送給システム。
【請求項２】
前記製品ガス精製器がガス／液体分離器である、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項３】
前記製品ガス精製器が前記容器内に配置されている、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項４】
前記ガス／液体分離器が膜から構成されている、請求項２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項５】
前記ガス／液体分離器が、送給しようとするガス中の同伴液体の凝集が可能である蛇行性通路を有する部材から構成されている、請求項２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項６】
前記ガス／液体分離器が、浮遊性多孔質部材で終えるフレキシブルチューブから構成されている、請求項２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項７】
気泡核生成エンハンサーを更に含む、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項８】
原料ガス精製器を更に含む、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項９】
前記反応性液体媒体中に精製媒体が存在する、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１０】
前記精製媒体が化学収着剤である、請求項９に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１１】
前記反応性液体媒体がイオン性液体であり、このイオン性液体と錯体化するガスが、スチビン、水素化インジウム、ホスフィン、三フッ化ホウ素、同位体富化三フッ化ホウ素、ゲルマン及びアルシンからなる群から選択される、請求項１に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１２】
反対のルイス酸性又は塩基性を有するガスと可逆的に反応する反応性ルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を収容する内部部分を有する容器、
ガスの送給を可能にする出口ポートを有するバルブシステム、
エネルギーを前記容器の前記内部に収容される反応性液体媒体に又はそれから移動させるためのシステム、
を含むガス用の低圧貯蔵及び送給システム。
【請求項１３】
前記バルブが入口ポートを有する、請求項１２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１４】
前記反応性液体媒体にエネルギーを投入するためのシステムがスパージャーチューブから構成される、請求項１２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１５】
前記スパージャーチューブが多孔質フリットを組み込んでなる、請求項１４に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１６】
前記反応性液体媒体にエネルギーを投入するためのシステムが液体の混合を行うための攪拌器から構成される、請求項１２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１７】
エネルギーを移動させるためのシステムが加熱及び／又は冷却マンドレルから構成される、請求項１２に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項１８】
反対のルイス酸性又は塩基性を有するガスと可逆的に反応する反応性ルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を収容する内部部分を有する容器、
当該容器へのガス及び反応性液体媒体の導入用の入口ポートとガス送給用の出口ポートとを有するバルブシステム、
スパージャーチューブから構成される、エネルギーを当該反応性液体媒体に投入するためのシステム、及び
ガスを当該容器から送給する際にガスは透過させ同伴液滴は浸透させないガス／液体分離器、
を含むガス用の低圧貯蔵及び送給システム。
【請求項１９】
前記ガス／液体分離器が、送給しようとするガス中の同伴液体の凝集を可能とする蛇行性通路を有する管である、請求項１８に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項２０】
前記ガス／液体分離器が膜である、請求項１８に記載の貯蔵及び送給システム。
【請求項２１】
内部部分を有する容器にルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を入れ、
ルイス酸性又は塩基性を有する当該反応性液体媒体と可逆的に反応する反対のルイス酸性又は塩基性を有するルイス塩基又はルイス酸の反応性ガスを含有する原料ガスを当該容器に入れ、
当該容器の上部空間に過剰の未反応原料ガスを集め、
当該容器の上部空間から当該過剰の原料ガスを抜いて、上部空間に濃縮された不純物を除去し、そしてその後、
製品ガスを送給すること、
を含む貯蔵及び送給システムから製品ガスを送給するための方法。
【請求項２２】
内部部分を有する容器にルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を入れ、
ルイス酸性又は塩基性を有する当該反応性液体媒体と可逆的に反応する反対のルイス酸性又は塩基性を有するルイス塩基又はルイス酸の反応性ガスを含有する原料ガスを精製して、原料ガス中に存在する不純物を除去し、
当該精製した原料ガスを容器に導入し、
そして製品ガスを送給すること、
を含む貯蔵及び送給システムから製品ガスを送給するための方法。
【請求項２３】
前記反応性ガスが三フッ化ホウ素であり、前記不純物が二酸化炭素である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
ゼオライトを使用して三フッ化ホウ素から二酸化炭素を除去する、請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
半導体産業における多くのプロセスは、多様な用途のためのプロセスガスの信頼できる供給源を必要とする。多くの場合、これらのガスは、ボンベ又は容器中に貯蔵され、その後ボンベから制御された条件下でプロセスに送給される。半導体製造産業は、例えば、ドーピング、エッチング、及び薄膜被着用のホスフィン、アルシン、及び三フッ化ホウ素などの数多くの有害特殊ガスを用いる。これらのガスは、それらの高毒性及び自然発火性（空気中での自然燃焼性）のせいで、重大な安全性及び環境上の難問を提示する。毒性要因に加えて、これらのガスの多くは、高圧下でボンベに貯蔵のために圧縮され液化される。金属ボンベ中に高圧下で毒性ガスを貯蔵するのは、ボンベの漏れ又は破局的な破裂を起こす可能性のせいで、多くの場合受け入れられない。
【０００２】
これらのガスを固体支持体上へ吸着する低圧貯蔵及び送給システムが開発されてきた。固体収着剤上に収着されるガスの貯蔵及び送給システムには、それらの問題がないわけではない。それらは、不十分な容量と送給の限界、及び乏しい熱伝導度などに悩まされている。
【０００３】
以下の特許文献及び論文は、低圧、低流量ガス貯蔵及び送給システムを例示するものである。
【０００４】
米国特許第４７４４２２１号明細書には、ゼオライトへのＡｓＨ3の吸着が開示されている。所望される場合、少なくとも一部のＡｓＨ3は、約１７５℃以下の温度にゼオライトを加熱することにより、送給システムから放出される。容器中のかなりの量のＡｓＨ3がゼオライトに結合されるので、破裂又は故障のせいでの意図しない放出の影響は、加圧容器に比べて最小化される。
【０００５】
米国特許第５５１８５２８号明細書には、大気圧より低い圧力の水素化物、ハロゲン化物、及び有機金属Ｖ族ガス状化合物を貯蔵し送給するための物理収着剤に基づく送給システムが開示されている。ガスは、それをより低い圧力で運転するプロセス又は装置に配給することにより脱着される。
【０００６】
米国特許第５９１７１４０号明細書には、固相収着剤から収着可能な流体を分配するための貯蔵及び送給装置が開示されており、それには、それぞれが隣接し容器の壁との熱伝導関係を確保する放射状に伸びたアームを組み込む機能強化された熱伝達手段が付随している。
【０００７】
国際公開第０２１１８６０号パンフレットには、流体が収着媒体に保持され、媒体からの流体の脱着が媒体にエネルギーを加えることにより促進される、被収着流体の貯蔵及び送給用のシステムが開示されている。エネルギーを加える方法には、熱エネルギー、光エネルギー、粒子衝突、機械的エネルギー、及び被収着流体に対する化学ポテンシャル差の適用が挙げられる。
【０００８】
米国特許第６１０１８１６号明細書には、その蒸気を分配する液体のための流体貯蔵及び分配システムが開示されている。このシステムに付随するものは、流体流ポート及びこのポートに関連する流体分配アセンブリである。このアセンブリは流体圧力制御器及び流量制御弁を含む。容器内からのガスが流量制御要素を通って流れる前に、まず制御器を通って流れるようにされる。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第４７４４２２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５５１８５２８号明細書
【特許文献３】米国特許第５９１７１４０号明細書
【特許文献４】国際公開第０２１１８６０号パンフレット
【特許文献５】米国特許第６１０１８１６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、非揮発性液体媒体に可逆的に貯蔵されるガスの迅速な充填と送給を可能とする貯蔵及び送給システムにおける改善と、送給及び送給ガスの純度における改善を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ガス用の低圧貯蔵及び送給システムは、
反対のルイス酸性又は塩基性を有するガスと可逆的に反応するルイス塩基又はルイス酸の反応性液体媒体を収容する内部部分を有する容器、
エネルギーを該反応性液体媒体へ又はそれから移動させるためのシステム、又は、
製品ガス精製器（例えば、ガス／液体分離器）、又は両方、
を含む。
【００１２】
反対のルイス酸性又は塩基性の反応性化合物を含有する反応性液体又は液体媒体中のルイス塩基又はルイス酸ガスを貯蔵及び送給することにより、有意な利点を達成することができる。これらのシステムは、貯蔵しようとするガスと反応する反応性液体媒体の容器から構成される。これらのシステムは以下の特性、すなわち、
システムを充填するために必要とされる時間を短くする能力、
送給ガス中の液の同伴をなくし低減させる能力、及び
原料ガスが不純物、特に非反応性であるか又は原料ガスよりも反応性の低い不純物、を含有する場合、システムから送給されるガスの純度を増大させる能力、
を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
ルイス塩基及びルイス酸ガスを反対の酸性又は塩基性の液体媒体中において反応させる概念に基づく貯蔵及び送給システムは、固体吸収剤又は固体吸着剤を用いる低圧貯蔵及び送給システムと比べると、独特の問題を提起することが見いだされた。主要な問題の一つは、反応性液体媒体、例えばイオン性液体を収容する貯蔵及び送給システムにガスを充填することができる速度を増大させることである。「反応性液体媒体」という用語は、反応性の液体、溶液、分散液、及び懸濁液を含む。別の問題は、ガスの送給速度を増大させることである。他の問題は、貯蔵及び送給システムから送給されるガスの純度を上昇させること、及び、送給の間、液体が貯蔵及び送給システムから送給されるガスを汚染するのを防止することに関係する。
【００１４】
貯蔵及び送給システムの理解を容易にするために、図面を参照する。（システムの装置における同一部品を表すのに、図中では同一番号を用いている。）
【００１５】
図１は、反応性液体媒体のルイス塩基性又は酸性に対して反対のルイス酸性又は塩基性を有するガス８（気泡として示される）と可逆的に反応するルイス塩基又はルイス酸反応性液体媒体６を収容する容器４から構成される、ガス貯蔵及び送給システム２を示す。容器４は、ガス及び液体の容器への導入又はガスの送給もしくは反応性液体媒体６の取り出しを可能とするバルブ１０を備える。容器４からガス８を送給するために出口ポート１２が用いられる。液体が上部空間１８から出口ポート１２を通してガスと共に排出されるのを防ぎ、及び／又はガスから気相不純物を除去するために、製品ガス精製器９が液面１６の上方に取り付けられる。製品ガス精製器９は、吸着剤を基にしたガス精製器であることができる。好ましくは、製品ガス精製器９はガス／液体分離器である。製品ガス精製器９は、膜及び適切な膜アセンブリから構成することができる。場合によっては、製品ガス精製器９は容器の外側に配置してもよい。容器４は、圧縮ガス用に一般的に用いられるボンベでもよい。あるいは、容器４は、直方体を含めた他の形状であることができる。
【００１６】
前述のように、貯蔵及び送給システムに反応性ガスを充填する上での問題の一つは、容器４を満たすのに必要とされる長い時間にある。それは、反応性液体媒体６内のガス８の物質移動（すなわち、拡散）速度により制限されることがある。この物質移動プロセスはゆっくりなことがあるので、容器を満たすのに数日又は数週間さえも必要とすることがある。物質移動の制限を克服するために、ガスの充填プロセスの間、エネルギーを液体に加えるか及び／又は液体から除去する。エネルギー移動を行うことにより、液体内の対流運動を介して及び／又はガス−液体界面の面積を増大させることにより物質移動速度を増大させる。
【００１７】
エネルギー移動、従って充填速度を増大させるための一つの方法を、図１を参照して説明する。この態様では、バルブ１０の入口ポート１１がスパージャーチューブ２０と連通している。「スパージャーチューブ」という用語は、反応性液体媒体の表面より下にガスを導入することができる任意のタイプの管を包含するものである。スパージャーチューブ２０は硬質の管又は軟質の管であることが可能である。０．１〜５００ミクロンの微細孔を有する随意的な多孔質フリット２２が、スパージャーチューブ２０の出口端に付加される。多孔質フリットは、金属（例えばステンレス鋼）又はプラスチック（例えばポリテトラフルオロエチレン）のいずれかで作製することができる。次に、ガスをバルブ１０の入口ポート１１を通し、次いでスパージャーチューブ２０を通して導入し、そしてそれは多孔質フリット２２を通過する時に微細気泡として分散される。細かく分散されたガスの気泡は、反応性液体媒体とより容易に錯体を形成することができる。
【００１８】
容器４にガスを充填するために、原料ガス精製器２３を用いることが可能である。精製器の出口２４は入口ポート１１に接続される。原料ガスは精製器に流入し、出口２４から出て、容器４に入る。原料ガスの精製は、容器４から送給されるより高純度のガスをもたらす。原料ガス精製器２３は、吸着精製、吸収精製、相対揮発度差に基づく分離、又は反応精製を利用することが可能である。原料ガス精製器２３は、原料ガス中の不純物が反応性液体媒体と反応するか又はそれに溶解する場合に、特に有効である。例えば、ルイス酸ガスは、不純物の二酸化炭素（ＣＯ2）を含有する三フッ化ホウ素（ＢＦ3）からなることができる。精製器は、ＢＦ3に比べてＣＯ2に対してより高い親和性を有するゼオライトを利用することが可能である。例えば、５Ａゼオライト又はナトリウムモルデナイトゼオライトを用いることができる。精製後、ＢＦ3は、好ましくは、１ｐｐｍ未満のＣＯ2を含有し、容器４に投入される。
【００１９】
容器４はまた、気泡核生成エンハンサー２５を含むことも可能である。「気泡核生成エンハンサー」という用語は、ガス気泡の核生成を促進するのに役立つ任意の媒体として定義される。好適な核生成エンハンサーの例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、微小孔性炭素、アルミナ、穴開きガラス、そして多孔質金属及びプラスチックからなるものを含めて、沸騰チップ又は沸騰石が挙げられる。多孔質フリット２２が、核生成エンハンサーの役目を果たすこともできる。これらの核生成エンハンサーは、容器からのガス送給速度を増大させる。
【００２０】
精製媒体２６により容器４内の不純物の除去を行うことも可能である。この精製媒体は、反応性液体媒体６内に配置して不純物を除去することができる。精製媒体２６は、物理吸着剤又は化学収着剤からなることが可能である。化学収着剤は固体であることが可能であり、あるいはそれは液体媒体中に溶解することが可能である。物理吸着剤の例には、ゼオライト及び活性炭が含まれる。
【００２１】
容器４は水平又は垂直方向のいずれかで運転することができる。液面は、製品ガス精製器９が液の表面より上に位置するように選択すべきである。
【００２２】
図２は、反応性液体媒体６にエネルギーを与えるか又はそれからエネルギーを除去するためのそれほどは好ましくない方法を説明する。図２の態様では、加熱マンドレル２９又は冷却マンドレル２８又は両方を、反応性液体媒体６中に対流を誘起するために設けることができる。容器４の底部を加熱することにより、温かい液は上方に流れ、上面に近づくにつれて冷えて、その後容器の底部に戻る。この対流運動は、物質移動速度を増加させることになり、また容器にガスを充填するために必要とされる時間を減少させることになる。冷却マンドレル２８は、加熱マンドレル２９と同じやり方で用いて、反応性液体媒体６中に対流を誘起することができる。加熱マンドレル２９を容器４の表面の周囲（図２に示されるように）に配置してもよく、あるいは容器４を加熱マンドレル２９の上に置いてもよい。加熱マンドレル２９は、加熱ブランケット、ホットプレート、又は容器４に熱を加えるための他の適する手段であることができる。あるいはまた、攪拌器３０による攪拌を利用して、反応性液体媒体６中の伝熱速度を増加させることができ、そしてまた充填の際の反応性液体媒体における物質移動速度を増加させることもできる。液体を攪拌するための代替手段は、容器４全体を動かすことである。これは、標準的なボンベローラー、軌道攪拌器（ｏｒｂｉｔａｌ  ｓｔｉｒｒｅｒ）、及び振盪機などを用いて行うことができる。入口ポート１１は製品ガス精製器９又は出口１２と同じ通路を用いずに、むしろ、充填作業中には製品ガス精製器９をバイパスするように、入口オリフィス３１で終わる別の通路を有する。
【００２３】
図３〜５は、容器が垂直又は水平位置にある場合に、ガスの送給中にガス精製を行うための種々のアプローチを示すために提示するものである。詳細には、図３〜５は、製品ガス精製器がガス／液体分離器である態様を示している。図３においては、バルブ１０の出口ポート１２が、製品ガス精製器として働く多孔質部材３７で終えるフレキシブルチューブ３６に接続される。多孔質部材３７は、好ましくは、ガス透過性であり且つ液体不浸透性であるように設計される。それは、好ましい態様では、容器が水平位置に置かれる場合にそれが液層の上面に浮かびそうしてガスへの液体同伴の機会を低下させるように、浮揚性の材料製であることができる。また、容器４は、５０％を超える容器体積を液体で満たして、好ましくは更に大量の液体で満たして、水平に運転することができる。
【００２４】
図４では、出口ポート１２は管３５に接続される。管３５は、容器から送給されるガスに流れ方向の変化を与える。ガスが管３５を流れる際に、液滴が内壁表面上に被着してガスから除去される。図４に示される管は、５０％を超える容器体積を液体で満たして容器を水平に運転するのを可能とする。管３５は、例えば複数の流れの変化のあるジグザグパターンのように、ガスに１以上の流れ方向の変化を与えてもよい。管３５のほかに、フィルタ、凝集フィルタ、デミスタパッド、多孔質媒体、及び焼結媒体を含めて、他のタイプの蛇行性流動装置を用いることができる。管３５は、回転継手３９を使用してバルブ１０に接続することが可能である。この継手は、管３５の末端が上部空間１８と連通しそして反応性液体媒体６とは連通しないように、回転することができる。管３５が正しい位置にあって上部空間１８と連通するのを確保するために、重り（図示せず）を用いることができる。製品ガス精製器９を管３５の末端に付加して、液体が管３５に入るのを防ぐことが可能である。製品ガス精製器９は膜を含むことができる。好ましくは、膜は、膜に接触する任意の液体を容易に膜の表面から排除することができるように配置される。
【００２５】
図５は、バルブ１０及び出口１２を取り付けた水平位置における貯蔵及び送給システム２の図を示すものである。膜３８が容器４内に水平に置かれ、製品ガス精製器９の特定の態様として、ガス／液体分離器として機能する。この膜は、容器４からガスを送給するのを可能とするために、ガス透過性、液体非浸透性材料から製作される。理想的には、膜材料は、液体がたやすくその表面からはけるように、液体をはじく。更に、圧力損失を最小にするために、膜の断面積を最大にすべきであり、微孔性膜（非多孔質膜ではなく）を用いるべきである。適する膜材料には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスルホン、ポリ（塩化ビニル）ＰＶＣ、ゴム、ポリ（トリメチルペンテン）、エチルセルロース、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＯＨ）、パーフルオロスルホン酸、ポリエーテルスルホン、セルロースエステル、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）が挙げられる。好ましい孔径は０．１〜５０ミクロンである。薄膜を用いることに加えて、膜はより厚い多孔質材料、特に１０ミリメートル以下の厚さを有するものからなることも可能である。膜は、中空ファイバータイプの膜であることも可能である。（これらの同じ材料を、図１の製品ガス精製器９のために用いることもできる。）上述の貯蔵及び送給システム２からの貯蔵と送給に適したガスは、ルイス塩基性を有し、ルイス酸反応性液体媒体、例えばイオン性液体から送給されるか、又は、ルイス酸性を有し、ルイス塩基反応性液体媒体から送給される。ルイス塩基ガスは、ホスフィン、アルシン、スチビン、アンモニア、硫化水素、セレン化水素、テルル化水素、同位体富化類縁物質（ｉｓｏｔｏｐｉｃａｌｌｙ−ｅｎｒｉｃｈｅｄ  ａｎａｌｏｇｓ）、塩基性有機又は有機金属化合物などのうちの１種以上を含む。ルイス塩基反応性液体媒体、例えば、イオン性液体中に貯蔵し、それから送給しようとするルイス酸性を有するガスは、ジボラン、三フッ化ホウ素、三塩化ホウ素、ＳｉＦ4、ゲルマン、シアン化水素、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＨＢｒ、ＧｅＦ4、同位体富化類縁物質、水素化インジウム、酸性有機又は有機金属化合物などのうちの１種以上を含む。ジシラン、ジゲルマニウム、ジアルシン、及びジホスフィンなどの追加のガスが、反応性液体媒体でもって貯蔵及び送給に適することもある。液体は低揮発度を有し、そして好ましくは、２５℃で約１０-2トール未満、より好ましくは２５℃で１０-4トール未満の蒸気圧を有する。
【００２６】
イオン性液体は、貯蔵しようとするガスと可逆的な反応を行うための反応性液体として、すなわちルイス酸か又はルイス塩基のいずれかとして、働くことができる。これらの反応性イオン性液体は、カチオン成分とアニオン成分とを有する。その結果、反応性イオン性液体の酸性度又は塩基性度は、カチオン、アニオンの強度により、あるいはカチオン及びアニオンの組合せにより左右される。最も一般的なイオン性液体は、テトラアルキルホスホニウム、テトラアルキルアンモニウム、Ｎ−アルキルピリジニウム又はＮ，Ｎ’−ジアルキルイミダゾリウムカチオンの塩を含む。一般的なカチオンはＣ1-18アルキル基を含有し、そして一般的なカチオンとしては、Ｎ−アルキル−Ｎ’−メチルイミダゾリウム及びＮ−アルキルピリジニウムのエチル、ブチル及びヘキシル誘導体が挙げられる。他のカチオンには、ピリダジニウム、ピリミジニウム、ピラジニウム、ピラゾリウム、トリアゾリウム、チアゾリウム、及びオキサゾリウムが含まれる。
【００２７】
ルイス酸性を実現するために、各種のアニオンがこうしたイオン性液体のカチオン成分の相手となることができる。アニオンの一つのタイプはハロゲン化金属から得られる。最もよく用いられるハロゲン化物は塩化物であるが、他のハロゲン化物も用いることが可能である。アニオン成分、例えば、金属ハロゲン化を供給するための好ましい金属には、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛、スズ、アンチモン、チタン、ニオブ、タンタル、ガリウム、及びインジウムが挙げられる。金属塩化物アニオンの例は、ＣｕＣｌ2-、Ｃｕ2Ｃｌ3-、ＡｌＣｌ4-、Ａｌ2Ｃｌ7-、ＺｎＣｌ3-、ＺｎＣｌ42-、Ｚｎ2Ｃｌ5-、ＦｅＣｌ3-、ＦｅＣｌ4-、Ｆｅ2Ｃｌ7-、ＴｉＣｌ5-、ＴｉＣｌ62-、ＳｎＣｌ5-、ＳｎＣｌ62-、などである。
【００２８】
ルイス酸又はルイス塩基イオン性液体を調製することができるハロゲン化合物の例には、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムブロマイド、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウムクロライド、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムブロマイド、１−メチル−３−オクチルイミダゾリウムクロライド、塩酸モノメチルアミン、塩酸トリメチルアミン、テトラエチルアンモニウムクロライド、塩酸テトラメチルグアニジン、Ｎ−メチルピリジニウムクロライド、Ｎ−ブチル−４−メチルピリジニウムブロマイド、Ｎ−ブチル−４−メチルピリジニウムクロライド、テトラブチルホスホニウムクロライド、及びテトラブチルホスホニウムブロマイド、が挙げられる。
【００２９】
化学的にルイス酸ガスを錯体化するのに有用であるルイス塩基イオン性液体に関しては、こうしたイオン性液体のアニオン又はカチオン成分あるいは両方は、ルイス塩基であることができる。場合によっては、アニオン及びカチオンの両方がルイス塩基である。ルイス塩基アニオンの例には、カルボキシレート、フッ素化カルボキシレート、スルホネート、フッ素化スルホネート、イミド、ボレート、塩素（クロライド）、などが挙げられる。一般的なアニオン形態には、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＡｓＦ6-、ＳｂＦ6-、ＣＨ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＣＯＯ-、ＣＦ3ＳＯ3-、ｐ−ＣＨ3−Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＮＣ）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、塩素（クロライド）、及びＦ（ＨＦ）n-が挙げられる。他のアニオンには、アルキルアルミネート、アルキル又はアリールボレートなどの有機金属化合物、ならびに遷移金属種が挙げられる。好ましいアニオンには、ＢＦ4-、ｐ−ＣＨ3−Ｃ6Ｈ4ＳＯ3-、ＣＦ3ＳＯ3-、（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ-、（ＮＣ）2Ｎ-、（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ-、ＣＨ3ＣＯＯ-及びＣＦ3ＣＯＯ-、が含まれる。
【００３０】
ルイス酸又はルイス塩基官能基を含有する非揮発性の共有結合液体も、化学的に錯化するガス用の反応性液体として有用である。こうした液体は、別個の有機又は有機金属化合物、オリゴマー、低分子量ポリマー、分岐非晶質ポリマー、天然及び合成油、などであることができる。
【００３１】
ルイス酸官能基を持つ反応性液体の例には、置換されたボラン、ホウ酸塩、アルミニウム、又はアルモキサンや、カルボン酸及びスルホン酸などのプロトン酸や、チタン、ニッケル、銅などの金属の錯体、などが挙げられる。
【００３２】
ルイス塩基官能基を持つ反応性液体の例には、エーテル、アミン、ホスフィン、ケトン、アルデヒド、ニトリル、チオエーテル、アルコール、チオール、アミド、エステル、尿素、カルバメート、などが挙げられる。
【００３３】
反応性共有結合液体の具体的な例には、トリブチルボラン、トリブチルボレート、トリエチルアルミニウム、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、四塩化チタン、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、トリアルキルホスフィン、トリアルキルホスフィンオキサイド、ポリテトラメチレングリコール、ポリエステル、ポリカプロラクトン、ポリ（オレフィン−ａｌｔ−一酸化炭素）、アクリレート、メタクリレート又はアクリロニトリルのオリゴマー、ポリマー又はコポリマーなどが挙げられる。とは言え、多くの場合、これらの液体は高温において過度の揮発性が悩みとなり、熱に仲介される放出には適していない。しかし、それらは圧力に仲介される放出には適しよう。
【００３４】
前述のように貯蔵及び送給システム２から送給されるガスは、少なくとも、容器に導入される原料ガスと同じ程度に純粋であるべきであり、好ましくは、送給されるガスは、原料ガスよりも純粋でさえある。しかし、ガスを容器に導入する際に、原料ガス中に存在する不純物が反応性液体媒体上のガス上部空間に濃縮されることがある。結果として、容器から最初に抜き出されるガスは容器に導入された原料ガスほど純粋でないことがある。貯蔵及び送給システム２からの送給ガスの純度を上げるために、原料ガスを、充填工程の際に、容器の所期の充填容量を超えて、一般的には反応性液体媒体の反応容量を超えて、容器に導入することができる。所期の充填容量は、充填工程の終りの容器において所望されるガスの量である。次に、ガスを容器から抜いて、上部空間に濃縮された不純物を除去する。容器中の残留ガスを送給用の製品ガスとして使用する。
【００３５】
更に、原料ガスは、それを容器に導入する前に精製することができる。原料ガスは、吸着精製、吸収精製、相対的な揮発度差に基づく分離、又は反応精製を利用して、精製することができる。原料ガスの精製は、原料ガス中の不純物が反応性液体媒体と反応するか又は反応性液体媒体に溶解するいずれかの場合に、特に有効である。例えば、ＢＦ3を貯蔵し送給するために用いられるシステムでは、原料のＢＦ3はＣＯ2を不純物として含有することがある。この不純物は適当な反応性液体媒体と反応するか、又はそれに溶解することがある。原料ガスからこのＣＯ2を除去するために、吸着精製を利用することができる。とりわけ、ゼオライト吸着剤及び／又は活性炭吸着剤の床を、反応性液体媒体の容器の上流に配置することができる。原料ＢＦ3がゼオライト床を通り抜ける際に、ＣＯ2不純物が除去される。ゼオライトは、５Ａゼオライト又はナトリウムモルデナイトゼオライトであることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】貯蔵及び送給システムにエネルギーを与えるのにスパージャーチューブを用いるガスと反応することができる液体を収容する貯蔵及び送給システムを示す断面図である。
【図２】システムにエネルギーを与え及び／又はシステムからエネルギーを除去するための加熱及び冷却マンドレルを組み込む貯蔵及び送給システムの断面図である。
【図３】容器が垂直又は水平位置のいずれかで運転される場合にガス／液体分離を可能とするためにフレキシブルチューブの末端で浮遊部材を用いる貯蔵及び送給システムを示す断面図である。
【図４】容器が垂直又は水平位置のいずれかで運転される場合にガス／液体分離を可能とするよう屈曲性の流路を用いる貯蔵及び送給システムを示す断面図である。
【図５】容器が垂直又は水平位置のいずれかで運転される場合にガス／液体分離を可能とするよう長手方向に取り付けた部材を用いる貯蔵及び送給システムを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２    ガス貯蔵及び送給システム
４    容器
６    反応性液体媒体
８    ガス
９    製品ガス精製器
１０    バルブ
１１    入口ポート
１２    出口ポート
１８    上部空間
２８    冷却マンドレル
２９    加熱マンドレル
３０    攪拌器
３５    管
３６    フレキシブルチューブ
３７    多孔質部材
３９    回転継手
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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