(57)【要約】【課題】  被処理材の表面をばらつきなく均質に処理することができると共に、処理コストを低減することができる提供する。【解決手段】  被処理材Ｗを収容する収容室２０Ａと、該収容室２０Ａ内に収容された前記被処理材の表面に、ミストまたは蒸気に溶存したオゾンを接触させるためのオゾン接触部３０Ａと、を少なくとも備え、前記被処理材Ｗにオゾン処理を行う装置１０Ａであって、該オゾン処理装置１０Ａは、前記収容室１内の圧力を一定圧力に加圧調整する加圧調整部４０をさらに備える。【選択図】図１
2009000625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理材を収容する収容室と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、ミストまたは蒸気に溶存したオゾンを接触させるためのオゾン接触部と、を少なくとも備え、前記被処理材にオゾン処理を行う装置であって、
該オゾン処理装置は、前記収容室内の圧力を一定圧力に加圧調整する加圧調整部をさらに備えることを特徴とするオゾン処理装置。
【請求項２】
前記加圧調整部は、前記収容室内の圧力を、１．５〜１０ａｔｍの範囲に加圧調整可能なように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のオゾン処理装置。
【請求項３】
前記収容室は、該収容室の内部空間が密閉可能となるように構成されており、前記加圧調整部は、前記内部空間の密閉時に、前記内部空間が減少するように前記収容室の少なくとも壁面の一部を移動させる移動機構を少なくとも備えることを特徴とする請求項１または２に記載のオゾン処理装置。
【請求項４】
前記オゾン接触部は、蒸気を導く蒸気導管と、該蒸気導管の末端部においてオゾンガスが合流するように接続されたオゾン導管と、前記末端部においてオゾンガスが合流した蒸気を前記被処理材に吹き付けるノズルと、を少なくとも備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のオゾン処理装置。
【請求項５】
前記収容室の移動可能な壁面に、前記ノズルが配設されていることを特徴とする請求項４に記載のオゾン処理装置。
【請求項６】
被処理材を収容する収容室と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、蒸気に溶存したオゾンを接触させるためのオゾン接触部とを備え、前記被処理材のオゾン処理を行う装置であって、
前記オゾン接触部は、前記収容室内に蒸気を供給する蒸気供給部と、前記収容室内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、を少なくとも備えることを特徴とするオゾン処理装置。
【請求項７】
被処理材を収容室に収容する工程と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、液体または蒸気に溶存したオゾンを接触させて、前記被処理材のオゾン処理を行う工程とを、少なくとも含むオゾン処理方法であって、
前記オゾン処理工程において、前記収容室内の圧力を一定圧に加圧調整することを特徴とするオゾン処理方法。
【請求項８】
前記加圧調整を、１．５〜１０ａｔｍの範囲となるように行うことを特徴とする請求項７に記載のオゾン処理方法。
【請求項９】
被処理材を収容室に収容する工程と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、蒸気に溶存したオゾンを接触させて、前記被処理材のオゾン処理を行う工程とを、少なくとも含むオゾン処理方法であって、
前記オゾン処理工程において、前記収容室内に、蒸気とオゾンガスとを供給することを特徴とするオゾン処理方法。
【請求項１０】
前記オゾンガスを、前記収容室内の前記被処理材に向かって吹き付けることを特徴とする請求項９に記載のオゾン処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理材の表面にオゾン処理を行うオゾン処理装置及びその処理方法に係り、特に、ミスト又は蒸気に溶存したオゾンを被処理材に接触させて、好適のオゾン処理を行うことができるオゾン処理装置及びその処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から基材表面の鍍金付着性の向上、被膜の付着強度の向上等を目的として、基材の表面改質のために、基材表面に対してオゾン処理を行うことがある。基材である被処理材へのオゾン処理は、図８に示すオゾン処理装置を用いて行われる。まず、酸素ガス、窒素ガス、及び炭素ガスをオゾンガス生成装置７１に供給し、オゾンガスを生成する。次に、生成されたオゾンガス及び水を吸収塔７２に送り、吸収塔７２内でオゾンガスを水に溶存させオゾン水を精製する（図１０（ａ）参照）。そして、処理槽８０内に被処理材を配置すると共に吸収塔７２からオゾン水を処理槽８０に供給し、オゾン水に被処理材を浸漬させる（図９及び図１０（ｂ）参照）。この際に、処理槽８０内において、オゾンが被処理材の表面に接触することになり、被処理材の表面は、オゾン処理されることになる。さらに、処理槽８０の処理後の液は放散塔７３に送られ、オゾンガスと水と廃液に分離され、再利用可能なオゾンガスと水は回収される。一方、廃液は、廃液タンク７４に搬送後、所定の処理を行って排水される。
【０００３】
また、別のオゾン処理方法として、例えば、前記処理槽のオゾン水に被処理材を浸漬する替わりに、ノズルを介してオゾン水を被処理材の表面に吹き付けることにより、被処理材の表面にオゾン処理を行う装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２１５６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、図８に示すオゾン処理装置を用いた場合には、以下の２つの課題があった。第１に、図９に示すように、処理槽８０は、処理槽８０の供給口８１からオゾン水を供給して槽内に流し、排出口８２から処理後のオゾン水を排出するよう構成されている。処理槽８０を用いて被処理材Ｗの処理を行った場合には、被処理材Ｗに接触したオゾンにより、被処理材Ｗの表面を改質することになる。しかし、オゾン水のオゾンは表面改質以外に自己分解して消費されると同時にオゾン大気拡散が進行するため、処理槽８０内のオゾン水の上流から下流に進むに従ってオゾンの濃度は低下する。この結果、処理槽８０内のオゾン水の流れ方向に沿って、被処理材Ｗの表面処理にばらつきが発生することがある。
【０００６】
第２に、図１０（ａ）に示すように、吸収塔７２は、供給された水とオゾンガスを溶存するようになっているが、供給されたオゾンガスが水に全て溶存しない場合も多く、生成したオゾンガスを外部に排出することもある。また、図１０（ｂ）に示すように、表面改質に寄与するオゾンは、被処理材近傍に存在するオゾンが多く、その他のオゾンが溶存したオゾン水は、排出口から排出されることになる。さらに、特許文献１に係る装置を用いて、オゾン処理を行った場合も同様に、オゾン水を被処理材に吹き付ける際に、溶存したオゾンの一部が自己分解並びに拡散してしまうことがある。このように、オゾンガス生成装置で生成したオゾンを効率的に被処理材のオゾン処理に利用することができず、処理コストが高くなることもあった。
【０００７】
本発明は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、被処理材の表面をばらつきなく均質に処理することができると共に、処理コストをこれまでのものに比べて低減することができるオゾン処理装置及びオゾン処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決すべく、本発明に係るオゾン処理装置は、被処理材を収容する収容室と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、ミストまたは蒸気に溶存したオゾンを接触させるためのオゾン接触部と、を少なくとも備え、前記被処理材にオゾン処理を行う装置であって、該オゾン処理装置は、前記収容室内の圧力を一定圧力に加圧調整する加圧調整部をさらに備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るオゾン処理装置によれば、まず被処理材を収容室に配置し、オゾン接触部を用いて、収容室に収容された被処理材の表面にミストまたは蒸気の溶存したオゾンを接触させてオゾン処理を行うことができる。この際に、加圧調整部を用いて収容室内の圧力を一定に加圧調整することにより、オゾン処理前の収容室内のミスト又は蒸気に溶存したオゾンの自己分解並びに拡散を抑制することができる。この結果、オゾン濃度を保持した状態で、オゾンが溶存したミスト又は蒸気を用いて、被処理材の表面のオゾン処理を行うことができる。このようにして、被処理材の処理効率を高めることができ、処理コストの低減を図ることが可能となる。さらに、ミスト又は蒸気に溶存したオゾンを吹き付けるので、被処理材の表面を均一に処理することができる。
【００１０】
なお、本発明でいうミストは、オゾンが溶存できる霧状の液体であれば特に限定されるものではない。しかし、取り扱い等を考慮した場合、水を主材とした霧状の液体が好ましく、より好ましくは純水であり、水にオゾンを溶存させることができるのであれば、その他添加剤を含んでいてもよい。さらに、本発明でいう蒸気も同様に、オゾンが溶存できる蒸気であれば特に限定されるものではないが、取り扱い等を考慮した場合は、水蒸気がより好ましい。また、前記加圧調整の加圧とは、少なくとも大気圧以上の圧力で加圧することをいう。
【００１１】
本発明に係るオゾン処理装置は、前記加圧調整部が、前記収容室内の圧力を、１．５〜１０ａｔｍの範囲に加圧調整可能なように構成されていることがより好ましく、前記圧力のより好ましい範囲は２．０〜４．０ａｔｍである。本発明によれば、少なくとも、前記圧力範囲となるように、加圧調整部により加圧することにより、ミストまたは蒸気に溶存したオゾンの自己分解並びに拡散を抑制することができる。すなわち、前記圧力が、１．５ＭＰａよりも小さい場合には、ミスト又は蒸気に溶存状態のオゾンを充分に保持することができない。一方、前記圧力が１０ａｔｍよりも大きい場合には、それ以上の効果は望めず溶存させたオゾンの処理の寄与率が低下してしまう。また、収容室の耐圧性を向上させる必要もあり、製造コストがより高くなる。また、オゾンを水または水蒸気に溶存させたときの圧力、一般的な容器の耐圧性等を考慮すれば、２．０〜４．０ａｔｍがより好適である。また、前記収容室内の圧力は、前記オゾンガスをミスト又は蒸気に溶存させたときの圧力以上であることがより好ましい。
【００１２】
また、本発明では、収容室内の圧力を一定に加圧調整する方法としては、例えば、オゾンが溶存したミスト及び蒸気を収容室内に収容後、圧縮ガスを処理室内に導入し、収容室内の圧力を加圧調整する装置構成や、既にオゾンが溶存しかつ加圧されたミスト及び蒸気そのものを処理室内に供給する装置構成などを挙げることができる。しかし、より好ましくは、本発明に係るオゾン処理装置は、前記収容室が、該収容室の内部空間が密閉可能となるように構成されており、前記加圧調整部は、前記内部空間の密閉時に、前記内部空間が減少するように前記収容室の少なくとも壁面の一部を移動させる移動機構を少なくとも備える。
【００１３】
本発明に係るオゾン処理装置によれば、収容室内に被処理材を配置し、収容室の内部空間を密閉することができる。次に、内部空間を密閉状態に保持し、内部空間が減少するように、収容室の壁面の一部を移動機構により移動させることができる。この結果、収容室内にミストまたは蒸気を供給し、供給したミストまたは蒸気を均一に分散した状態を確保しつつ、収容室内の圧力を一定圧に加圧調整することができるので、被処理材の表面にオゾンを均一に接触させ易い。さらに、前記収容室の壁面の移動量から、収容室内の圧力を確認することもできる。
【００１４】
また、本発明に係るオゾン処理装置の前記オゾン接触部は、蒸気を導く蒸気導管と、該蒸気導管の末端部においてオゾンガスが合流するように接続されたオゾン導管と、前記末端部においてオゾンガスが合流した蒸気を前記被処理材に吹き付けるノズルと、を少なくとも備えることがより好ましい。
【００１５】
本発明に係るオゾン処理装置によれば、蒸気導管内で蒸気とオゾンガスを合流させることにより、蒸気にオゾンを溶存させることができる。この結果、オゾン水を精製するための吸収塔などオゾン水をバッファする設備が不要となり、設備コストの安価化及び装置のコンパクト化を図ることができる。また、蒸気導管の末端部でオゾンが溶存した蒸気を吹き付けるので、経時的な自己分解並びに拡散の影響を受けることなく、高い濃度のオゾンが溶存した蒸気を被処理材の表面に吹き付けることができる。さらに、液滴が被処理材の表面に付着し難いので、処理ムラも低減できる。
【００１６】
また、本発明に係るオゾン処理装置は、前記収容室の移動可能な壁面に、前記ノズルが配設されていることがより好ましい。本発明によれば、移動可能な壁面に前記ノズルを配置することにより、収容室内の圧力を調整すると共に、被処理材とノズルとの吹き付け距離を調整することができる。
【００１７】
また、別の態様として、本発明に係るオゾン処理装置は、被処理材を収容する収容室と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、蒸気に溶存したオゾンを接触させるためのオゾン接触部とを備え、前記被処理材のオゾン処理を行う装置であって、前記オゾン接触部は、前記収容室内に蒸気を供給する蒸気供給部と、前記収容室内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、を備えることを特徴としている。
【００１８】
本発明に係るオゾン処理装置によれば、収容室内において、蒸気とオゾンガスとを供給して、蒸気にオゾンガスを溶存させることができるので、オゾンガスを溶存させるための設備を設ける必要がなく、設備コストを安価に抑えることができる。このように、オゾン処理を行う収容室内で、蒸気にオゾンを溶存させて、該蒸気を用いて被処理材のオゾン処理を行うことができるので、オゾン処理効率を高めることができる。なお、本発明では、蒸気を用いているが、蒸気の代わりに、収容室内にミストを供給するミスト供給部を設けてもよい。但し、蒸気を用いた場合には、被処理材の表面に接触した蒸気が液滴となって付着することが少ないので、被処理材の表面に処理ムラ等の発生がほとんどないので、好適である。
【００１９】
また、さらなる態様としては、前記オゾン供給部は、収容室内の末端にノズルを設けており、該ノズルは、被処理材が配置される位置に向かって、オゾンガスが吹き付けられるように、配置されていることがより好ましい。本発明によれば、オゾン処理時に、オゾンガスを被処理材の表面に向けて吹き付けることができるので、被処理材の表面近傍において、蒸気にオゾンを溶存させることができる。この結果、オゾン濃度が低下する前に、より効率的に、蒸気に溶存したオゾンを被処理材の表面に吹き付けることができる。
【００２０】
また、本発明として、より好適なオゾン処理方法を開示する。本発明に係るオゾン処理方法は、被処理材を収容室に収容する工程と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、蒸気に溶存したオゾンを接触させて、前記被処理材のオゾン処理を行う工程とを、少なくとも含むオゾン処理方法であって、前記オゾン処理工程において、前記収容室内の圧力を一定圧に加圧調整することを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、収容室内の圧力を一定圧に調整し、オゾン処理を行うので、収容室内のオゾンが蒸気に溶存し、溶存したオゾンが自己分解並びに拡散し、ミスト又は蒸気から放出されることを抑制する。このようにして、被処理材の表面のオゾン処理を高い処理効率で行うことができる。さらに、ミスト又は蒸気に溶存したオゾンを吹き付けるので、被処理材の表面を均一に処理することができる。
【００２２】
本発明に係るオゾン処理方法は、前記加圧調整を、１．５〜１０ａｔｍの範囲となるように行うことがより好ましく、前記圧力のより好ましい範囲は２．０〜４．０ａｔｍである。本方法によれば、前記オゾン処理装置において示した理由と同様に、前記範囲で行うことにより、ミストまたは蒸気に溶存したオゾンの自己分解並びに拡散を抑制し、より効率的なオゾン処理を行うことができる。
【００２３】
また、別の態様としては、本発明に係るオゾン処理方法は、被処理材を収容室に収容する工程と、該収容室内に収容された前記被処理材の表面に、蒸気に溶存したオゾンを接触させて、前記被処理材のオゾン処理を行う工程とを、少なくとも含むオゾン処理方法であって、前記オゾン処理工程において、前記収容室内に、蒸気とオゾンガスとを供給することを特徴とする。
【００２４】
本発明に係るオゾン処理方法によれば、収容室内において、蒸気とオゾンガスとを共に供給して、蒸気にオゾンガスを溶存させ、被処理材のオゾン処理を行うことができるので、オゾン処理効率を高めることができる。また、蒸気の代わりにミストを用いてもよい。但し、蒸気を用いた場合には、被処理材の表面に接触した蒸気が液滴となって付着することが少ないので、被処理材の表面に処理ムラ等が発生することがないので好適である。
【００２５】
また、本発明にかかるオゾン処理方法は、前記オゾンガスを、前記収容室内の前記被処理材に向かって吹き付けることがより好ましい。本発明によれば、被処理材の表面近傍において、蒸気にオゾンを溶存させることができ、オゾンが自己分解し蒸気から放出される前に、より効率的に、蒸気に溶存したオゾンを被処理材の表面に吹き付けることができる。
【００２６】
また、本発明に係るオゾン処理方法でいう蒸気は、前述したと同様に、オゾンに溶存可能な蒸気であれば特に蒸気の種類は限定されるものではなく、取り扱い等を考慮した場合には、より好ましい蒸気は水蒸気である。また、ミストの場合には、水を主材としたミストが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、被処理材の表面をばらつきなく均質に処理することができると共に、処理コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、図面を参照して、本発明に係るオゾン処理装置のいくつかの実施形態に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、第１実施形態に係るオゾン処理装置の要部であるオゾン処理部を示した図であり、図２は、図１に示すオゾン処理部のノズルを示した図である。なお、図８に示すように、先に示したオゾン処理装置の各構成機器は同じであり、第１実施形態では、オゾン処理槽８０の代わりにオゾン処理部１０Ａを設けた点が相違するので、それ以外の構成機器については、その説明を省略する。
【００３０】
本実施形態に係るオゾン処理部１０Ａは、収容室２０Ａと、オゾン接触部３０Ａと、圧力調整部４０と、を少なくとも備えている。収容室２０Ａは、上壁２１、下壁２２、及び側壁２３からなり、上壁２１と下壁２２は、固定され外部に対して隔壁（固定隔壁）となっている。また、上壁２１は、被処理材Ｗを収容するための開口部２１ａと、開口部２１ａに対して開閉可能であり、収容室２０Ａに収容後の内部空間Ｓを密閉可能にする蓋部２１ｂと、を備えている。また、収容室２０Ａの対向する一部の側壁２３は、後述するように、被処理材Ｗの配置位置を中心として、収容室２０Ａの内部空間Ｓが減少可能なように、可動する隔壁（可動隔壁）になっている。さらにその壁面には後述するノズル３２が設置さている。
【００３１】
オゾン接触部３０Ａは、オゾン水が溶存した水をミスト状にして被処理材Ｗに吹き付けて、被処理材Ｗの表面にオゾンを接触させるためのものである。具体的には、吸収塔７２（図８参照）において精製されたオゾン水ＯＷを供給するように導く供給導管３１と、供給導管３１の末端において、オゾン水ＯＷをミスト状にして、被処理材Ｗに吹き付け可能な方向に配置されたスプレー式のノズル３２と、を備えている（図２参照）。
【００３２】
圧力調整部４０は、収容室２０Ａ内の圧力を一定圧に加圧調整するためのものであり、少なくとも収容室２０Ａの内部空間Ｓの密閉時に、この内部空間Ｓが減少するように収容室２０Ａの側壁２３を移動させる移動機構を備えている。具体的には、該移動機構は、図１に示すように、所定位置まで側壁２３を移動させるための一対のシリンダ４１と、側壁２３を移動させるために収容室の上下壁（固定隔壁）２１、２２に設置されたスライド機構（図示せず）を備えている。
【００３３】
上述したオゾン処理装置を用いて、被処理材Ｗのオゾン処理を行う方法について以下に示す。まず、図１に示すように、収容室２０Ａの蓋部２１ｂを開放して、開口部２１ａを介して収容室２０Ａの内部空間Ｓの横方向中央に収容する。次に、蓋部２１ｂを閉じ、内部空間Ｓを密閉状態（密閉空間）にする。そして、圧力調整部４０のシリンダ４１を図１の白抜き矢印方向に移動させて、内部空間Ｓの容積が３分の１となるように、一対の側壁２３の間の距離を３分の１になるまで減少させる。このとき、内部空間Ｓは密閉空間であるので、圧力調整部４０により、収容室２０Ａ内の内部空間Ｓは、大気圧（１ａｔｍ）から３気圧（３ａｔｍ）まで加圧されることになる。また、被処理材Ｗとノズル３２との吹き付け距離ｄも同時に確保される。
【００３４】
このようにして、収容室２０Ａ内の圧力を一定圧力に加圧調整した後、オゾン接触部３０Ａの供給導管３１の末端にオゾン水ＯＷを供給し、ノズル３２を介してオゾン水ＯＷをミスト状にして被処理材Ｗに吹き付ける。この結果、ミストに溶存したオゾンを所定の時間、被処理材Ｗの表面に接触させて、被処理材Ｗのオゾン処理を行う。なお、このとき、側壁２３にノズル３２が設置されているので、被処理材Ｗとノズル３２との吹き付け距離を微調整してもよい。
【００３５】
この結果、ノズル３２によりオゾン水を拡散して噴霧させることができ、被処理材Ｗの表面に均質にオゾン処理をすることができ、鍍金時の鍍金析出性、被膜形成時の被膜の密着性を向上させることができる。さらに、一定圧力の加圧環境下でオゾン処理をするので、オゾン水の自己分解並びに拡散を抑制し、被処理材の表面に寄与するオゾンの量を増加させることができる。
【００３６】
図３は、本発明に係る第２実施形態のオゾン処理装置の全体構成図であり、図５（ａ）は、それに用いるノズルを示した図である。本実施形態に係るオゾン処理装置は、第１の実施形態のものに比べて吸収塔７２が無い点（図８参照）と、オゾン接触部の構造とが相違する。なお、第１実施形態及び従来例と同じ構成のものは、同じ符号を付して以下の詳細な説明は省略する。
【００３７】
図３に示すように、本実施形態に係るオゾン処理装置は、オゾンガス生成装置７１によって生成されたオゾンガスＯＧをオゾン処理部１０Ｂに導くオゾン導管３４と、ポンプＰ１により供給される水Ｗａをオゾン処理部１０Ｂに導く水導管３３と、を備えており、オゾン処理部１０Ｂ側のオゾン導管３４及び水導管３３は、オゾン接触部１０Ｃの一部を構成している。また、図５（ａ）に示すように、水導管３３の収容室側の末端部３３ａは、オゾンガスＯＧが合流するようにオゾン導管３４に接続されている。さらに、水導管３３の収容室側の末端部３３ａには、オゾンガスＯＧが合流し、オゾンが溶存した水（オゾン水ＯＷ）を、被処理材Ｗに吹き付けるためのスプレー式のノズル３２が接続されている。
【００３８】
このように構成されたオゾン処理装置は、オゾン接触部３０Ｂにおいて、水導管３３を流れる水にオゾン導管３４のオゾンガスを合流させて混合し、オゾンを水に溶存させることができる。そして、オゾン溶存直後のオゾン水ＯＷをノズル３２によって吹き付けることができるので、経時的なオゾンの自己分解並びに拡散の影響を受けることなく、被処理材の表面にオゾンを吹き付けることができる。この結果、第１実施形態で得られた効果に加え、時間変化に伴う処理ムラも抑制することができる。さらに、吸収塔のようなオゾン水を精製しバッファするような設備が不良であり、これまでに比べて高濃度のオゾン水を吹き付けることができるので、設備コスト及び処理コストの安価化を図ることができる。
【００３９】
図４は、本発明に係る第３実施形態のオゾン処理装置の全体構成図であり、図５（ｂ）は、それに用いるノズルを示した図である。第２実施形態に比べて相違する点は、オゾンを溶存させる媒体を水から水蒸気にした点である。なお、第２実施形態と同じ構成のものは、同じ符号を付して以下の詳細な説明は省略する。
【００４０】
図４に示すように、本実施形態に係るオゾン処理装置は、ポンプＰ１から供給された水から水蒸気を発生させる水蒸気発生部６０をさらに設けており、水蒸気発生部６０により発生した水蒸気Ｓｔは、蒸気導管３５を介して、オゾン処理部１０Ｃに導かれようになっている。収容室側の蒸気導管３５及びオゾン導管３４は、オゾン接触部３０Ｃの一部を構成する。さらに、図５（ｂ）に示すように、蒸気導管３５の末端部３５ａは、オゾンガスＯＧが合流するようにオゾン導管３４に接続されている。さらに、蒸気導管３５の収容室側の末端部３５ａには、オゾンガスＯＧが合流し、オゾンが溶存した水蒸気ＯＳｔを、被処理材に吹き付けるためのノズル３２が接続されている。
【００４１】
このように構成されたオゾン処理装置は、オゾン接触部３０Ｃにおいて、オゾンガスＯＧを水蒸気Ｓｔに合流させて混合し、オゾンを水蒸気に溶存させることができる。この結果、第２実施形態で得られた効果に加え、さらに、被処理材の表面に接触した蒸気が液滴となって付着することが少ないので、被処理材の表面に処理ムラ等の発生がほとんどない。
【００４２】
図６は、本発明に係る第４実施形態のオゾン処理装置を説明するための図であり、第３実施形態に比べて相違する点は、オゾン処理部１０Ｄである。なお、第３実施形態と同じ構成のものは、同じ符号を付して以下の詳細な説明は省略する。
【００４３】
具体的には、図６に示すように、本実施形態に係るオゾン処理装置は、オゾンガスＯＧをオゾン処理部１０Ｄに導くオゾン導管３４と、水蒸気Ｓｔをオゾン処理部１０Ｄに導く蒸気導管３５と、を備えている。さらに、収容室側のオゾン導管３４及び蒸気導管３５は、オゾン処理部１０Ｄの一部を構成している。より具体的には、収容室側末端部のオゾン導管３４は、収容室２０Ｂ内にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部を構成し、オゾン処理部側末端部の蒸気導管３５は、収容室２０Ｂ内に水蒸気を供給する水蒸気供給部を構成している。また、被処理材Ｗを収容する収容室２０Ｂは、固定された壁部から構成されおり、蒸気導管３５の末端は、水蒸気を収容室２０Ｂに導入可能なように接続されている。一方、オゾン導管３４の末端には、ノズル３９が接続されており、被処理材Ｗが配置される位置に向かって、オゾンガスＯＧが吹き付けられるように、配設されている。
【００４４】
本実施形態によれば、収容室２０Ｂ内において、蒸気にオゾンガスを溶存させることができるので、図８に示すような吸収塔７２を設ける必要がなく、オゾン処理を行う収容室内で、蒸気にオゾンを溶存させて、該蒸気を用いて被処理材のオゾン処理を行うことができる。さらに、被処理材Ｗの表面に接触した蒸気が液滴となって付着することが少ないので、被処理材の表面に処理ムラ等の発生がほとんどない。さらに、被処理材Ｗの処理表面近傍において、蒸気にオゾンを溶存させることができる。この結果、オゾンが自己分解並びに拡散し、蒸気から放出される前に、より効率的に、蒸気に溶存したオゾンを被処理材Ｗの表面に吹き付けることができる。
【実施例】
【００４５】
＜確認試験＞
０℃〜８０℃の範囲で温度調整した水に対して、１ａｔｍ〜３ａｔｍの範囲で圧力調整して、オゾンガスを溶存させ、そのときのオゾン濃度を測定し、水中のオゾン平衡濃度曲線を推定した。この結果を図７に示す。
（結果及び考察）
図７に示すように、温度が上昇するに従い、オゾンの濃度が低下し、圧力が上昇するに従い、オゾンの濃度が上昇した。そして、オゾン処理を室温近傍（１０℃〜４０℃の範囲）で行うことを想定し、かつ、オゾン処理の処理時間及び処理効率を考慮した最適なオゾンの濃度が４０〜６０ｐｐｍであることを考慮した場合、収容室内の圧力は２ａｔｍ以上がより好ましく、圧力に略比例してオゾンの濃度が上昇することから、圧力は４ａｔｍ以下にすることがより望ましいと考えられる。
【００４６】
＜実施例＞
以下に本発明に係る第１〜第４の実施形態に順次対応する実施例として、以下の実施例１〜４を行った。
【００４７】
（実施例１）
実施例１は、第１実施形態に相当するものであり、まず、被処理材として１０×５×厚さ０．５ｍｍのＡＢＳ樹脂を準備し、収容室内に投入し、圧力調整手段により、収容室の圧力が３ａｔｍ一定となるまで加圧し、被処理材の表面に、吹き付け距離１５ｍｍで、濃度６５ｐｐｍのオゾンが溶存したミスト状のオゾン水を一定時間吹き付けてオゾン処理を行った。
（評価方法）
オゾン処理後の被処理材の表面の処理ムラを確認した。また、処理後の被処理材の表面に対して銅の鍍金を施し、鍍金の析出性、鍍金した被膜の密着性を測定した。この結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2009000625.tif 000003
【００４９】
（実施例２）
実施例１と同じようにして、被処理材にオゾン処理を行った。実施例１と相違する点は、前述した第２実施形態のように、水導管の収容室側末端部において、水にオゾンガスを混合し、オゾンを水に溶存させた点である。そして、実施例１と同じように、被処理材の表面の処理ムラを確認すると共に、鍍金後の鍍金析出性及び鍍金被膜の密着性を確認した。この結果を表１に示す。
【００５０】
（実施例３）
実施例２と同じようにして、被処理材にオゾン処理を行った。実施例２と相違する点は、前述した第３実施形態のように、蒸気導管の収容室側末端部において、水蒸気にオゾンガスを混合し、オゾンを水蒸気に溶存させた点である。そして、実施例２と同じように、被処理材の表面の処理ムラを確認すると共に、鍍金後の鍍金析出性及び鍍金被膜の密着性を確認した。この結果を表１に示す。
【００５１】
（実施例４）
実施例３と同じようにして、被処理材にオゾン処理を行った。実施例３と相違する点は、前述した第４実施形態のように、オゾン処理時に収容室内を一定に加圧しなかった点と、収容室内に水蒸気とオゾンガスとを供給し、収容室内で、水蒸気にオゾンを溶存させた点である。そして、実施例３と同じように、被処理材の表面の処理ムラを確認すると共に、鍍金後の鍍金析出性及び鍍金被膜の密着性を確認した。この結果を表１に示す。
【００５２】
（比較例１）
比較例１は、図８〜１０に示すように、オゾンが２１ｐｐｍ溶存したオゾン水を処理槽に投入し、被処理材をオゾン水中に所定の時間浸漬した。そして、実施例１と同じように、被処理材の表面の処理ムラを確認すると共に、鍍金後の鍍金析出性及び鍍金被膜の密着性を確認した。この結果を表１に示す。
【００５３】
［結果］
比較例１は処理ムラがあるのに対して、実施例１〜４は、処理ムラはなく、特に実施例３，４は全くなかった。また、比較例１に比べて、実施例１〜４は、鍍金析出性も良好であり、密着性も高かった。
【００５４】
［考察］
実施例１〜３は、オゾン処理にムラが無かった（処理が均質であった）のは、ノズルを用いて、オゾンが溶存したミスト又は蒸気が均一に吹き付けられたことによると考えられる。また、収容室内を一定に加圧したことにより、オゾンの自己分解並びに拡散を抑制することができたので、高い濃度のオゾンが溶存したミスト又は蒸気を吹き付けることができたからであると考えられる。さらに、実施例３、４のように、蒸気を用いた場合には、処理ムラが無かったのは、ミストに比べ被処理材の表面に液滴等の付着が無かったことによると考えられる。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【００５６】
例えば本発明の第４実施形態では、収容室内の圧力を加圧しないような構成としたが、本実施形態においても、第１〜第３実施形態のように、収容室の一部の側壁を可動隔壁とし、圧力調整部をさらに備えてもよい。また、本実施形態では、蒸気を用いたが例えば、超音波素子を利用してミストを生成し、収容室内に噴霧する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】第１実施形態に係るオゾン処理装置の要部であるオゾン処理部を示した図。
【図２】図１に示すオゾン処理部のノズルを示した図。
【図３】第２実施形態のオゾン処理装置の全体構成図。
【図４】第３実施形態のオゾン処理装置の全体構成図。
【図５】（ａ）第２実施形態に係るオゾン処理部のノズルを示した図であり、（ｂ）は第３実施形態に係るオゾン処理部のノズルを示した図。
【図６】第４実施形態のオゾン処理装置の全体構成図。
【図７】圧力及び温度変化に伴う水中のオゾン平衡濃度曲線を示した図。
【図８】従来のオゾン処理装置の全体構成図。
【図９】図８のオゾン処理装置の処理槽におけるオゾン濃度の変化を説明するための図。
【図１０】（ａ）は、図８の吸収塔内のオゾンを説明するための図であり、（ｂ）は、図８の処理槽内のオゾン水の流れを説明するための図。
【符号の説明】
【００５８】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ：オゾン処理部、２０Ａ，２０Ｂ：収容室、２１：上壁（固定隔壁）、２１ａ：開口部、２１ｂ：蓋部、２２：下壁（固定隔壁）、２３：側壁（移動隔壁）、３０Ａ〜３０Ｃ：接触部、３１：供給導管、３２：ノズル、３３水導管、３３ａ：末端部、３４：オゾン導管、３５：蒸気導管、３５ａ：末端部、３９：ノズル、４０：圧力調整部、４１：シリンダ、６０：水蒸気発生部、７１：オゾンガス生成装置、７２：吸収塔、７３：放散塔、７４：廃液タンク、８０：処理槽、８１：供給口、８２：排出口、ＯＧ：オゾンガス、ＯＷ：オゾン水、Ｓ：内部空間、Ｓｔ：水蒸気、Ｗ：被処理材、Ｗａ：水
【図１】
2009000625.tif 000004
【図２】
2009000625.tif 000005
【図３】
2009000625.tif 000006
【図４】
2009000625.tif 000007
【図５】
2009000625.tif 000008
【図６】
2009000625.tif 000009
【図７】
2009000625.tif 000010
【図８】
2009000625.tif 000011
【図９】
2009000625.tif 000012
【図１０】
2009000625.tif 000013