JPH06242099A - 排ガス処理装置の塩素ガスによる破過を検知する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、排ガス処理装置の塩素ガス
による破過を的確に検知する方法を提供することにあ
る。 【構成】 担体にヨウ化カリウムおよびチオ硫酸ナトリ
ウムを担持させた担持物と澱粉溶液とを接触させて得ら
れる澱粉コーティングの破過検知剤を、吸着剤または反
応処置剤が充填された排ガス処理装置の気体排出口近傍
に充填し、該検知剤の呈色により排ガス処理装置の塩素
ガスによる破過を検知する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、排ガス処理装置の塩素
ガスによる破過を検知する方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】近年、半導体工業におい
て、例えばアルミニウムなどをドライエッチングする
際、ドライエッチングガスとして塩素ガスが単独で、あ
るいは他のエッチングガスや不活性ガスと混合されてし
ばしば使用されている。そのドライエッチング廃ガスを
無毒化するのに活性炭の如き吸着剤を充填した気体吸着
装置が用いられている。このような装置は、吸着剤が一
定量の物質を吸着すると破過し、気体排出口から塩素ガ
スが経時的に濃度を増加させながら流出し、大気汚染な
どの問題を引き起こすことになる。このため吸着剤の破
過を的確に検知することが必要である。

【０００３】従来、塩素ガスを検知する方法として、
（１）検知管法や（２）ヨウ化カリウムを担体に担持さ
せた担持物の呈色を利用する方法などが知られている。
しかしながらドライエッチング廃ガス吸着装置の破過を
検知するために前述した（１）の方法を採用した場合
は、しばしば吸着装置から排出される廃ガスをサンプリ
ングして塩素ガスの有無を確認しなければならないとい
う煩雑さがあり、また（２）の方法の場合は、高濃度の
塩素ガス、あるいは多量の空気、窒素ガスなどを吸着装
置に流通させた場合、吸着装置の破過により一度呈色し
た担持物（検知剤）が経時的に退色（白色）し、破過す
る前の色相に戻るため、吸着剤の破過を見落とすことが
あり、吸着装置に充填された吸着剤の破過を正確に検知
するためには検知剤の色相をしばしば観測しなければな
らないといった問題点を有していた。

【０００４】さらに前記（２）の方法を改良するものと
して（３）特開昭６１−２３９１６２号公報には、担体
にヨウ化カリウムを担持させた担持物をアクリル樹脂や
セルロース誘導体によりコーティングして得られる検知
剤の呈色を利用する方法が提案されている。しかしなが
ら該公報の場合には退色現象は見られないものの、検知
剤表面における呈色が一様ではなく一部まだらとなる場
合があり、破過を正確に検知するのが難しかった。

【０００５】本発明者らは、前記問題点を解決するため
に鋭意検討を行い、極微量の塩素ガスに対しても鋭敏に
一様に呈色し、しかも一度呈色すると容易に退色しない
優れた破過検知剤を見い出し、特願平３−３５３５３１
号として出願した。

【０００６】しかしながら、前記出願の破過検知剤はご
く微量の塩素により呈色するため、排ガス処理装置に充
填する以前に大気中の塩素あるいはヨウ化カリウムと反
応する物質により若干呈色することがあり、明確な色変
化が得られない場合があった。また、排ガス処理時にお
いて、ごく微量の塩素により呈色するため、排ガス処理
装置の処理能力が残存しているにも拘わらず吸着剤の呈
色による交換を余儀なくされ経済的ではなかった。そこ
で本発明者らは検討を重ねた結果、さらに優れた破過検
知剤を見い出し本発明に到った。

【０００７】

【問題点を解決するための手段】本発明は、担体にヨウ
化カリウムおよびチオ硫酸ナトリウムを担持させた担持
物と澱粉溶液とを接触させて得られる澱粉コーティング
の破過検知剤を、吸着剤または反応処置剤が充填された
排ガス処理装置の気体排出口近傍に充填し、該検知剤の
呈色により排ガス処理装置の塩素ガスによる破過を検知
する方法に関するものである。

【０００８】本発明で使用する担体としては、担体の色
相が白色ないしは透明なものが色相の変化をはっきり区
別でき、破過の確認が容易であるので好ましい。好適な
担体としては、例えばα−アルミナ、シリカ、シリカア
ルミナなどを挙げることができる。担体の形状は球状、
粒状、破砕粒、成型体などいずれでも使用することがで
きる。

【０００９】担体にヨウ化カリウムおよびチオ硫酸ナト
リウムを担持させる方法としては、公知の方法、例えば
ヨウ化カリウム水溶液およびチオ硫酸ナトリウム水溶液
と担体とを接触させて担持した後、空気雰囲気下、乾燥
させるという方法を採用することができる。ヨウ化カリ
ウムおよびチオ硫酸ナトリウムを担持させた担持物を澱
粉水溶液と接触させて澱粉をコーティングする方法とし
ては、スプレー噴霧法、浸漬法などを挙げることができ
る。具体的には、例えば浸漬法の場合、ヨウ化カリウム
およびチオ硫酸ナトリウムを担持させた担持物を澱粉水
溶液に浸漬した後に、引き上げ、室温〜１２０℃で空気
雰囲気下、乾燥することにより、塩素ガス破過検知剤を
調製することができる。

【００１０】ヨウ化カリウムの担持量は特に限定されな
い。チオ硫酸ナトリウムの担持量は、過度に少ない場合
にはごく微量の塩素によって呈色するため好ましくな
く、また過度に多い場合には破過が明確でないので、通
常担体１００重量部に対して０．０５〜５．０重量部と
するのが好ましい。澱粉のコーティング量は、ヨウ化カ
リウムおよびチオ硫酸ナトリウムを担持させた担持物１
００重量部に対して０．２〜２０重量部、好ましくは
０．５〜１０重量部になるようにコーティングさせるの
がよい。

【００１１】本発明で使用する排ガス処理装置は、気体
導入口と気体排出口とを有する容器に吸着剤または反応
処理剤を充填したものであればよい。該装置の吸着剤と
しては、特に制限はなく、例えば活性炭、活性アルミ
ナ、シリカゲル、二酸化チタン、ベントナイト、酸性白
土、ケイソウ土、炭酸カルシウムなどを好適に挙げるこ
とができる。また反応処理剤としては、例えば金属酸化
物、具体的には酸化鉄、酸化マンガンなどを挙げること
ができる。

【００１２】本発明の排ガス処理装置から塩素ガスの破
過を検知する方法は、例えば図１に示したように気体導
入口１および気体排出口２を有する容器３に吸着剤４を
充填した排ガス処理装置の気体排出口近傍に、塩素ガス
破過検知剤５を充填した内部が透視できる容器からなる
塩素ガス破過検知部６を設置し、塩素ガス破過検知剤の
塩素ガスによる呈色（白色から黄褐色に呈色）を確認す
ることにより実施することができる。

【００１３】本発明で使用する塩素ガス破過検知剤は、
塩化水素ガス、三塩化ホウ素ガスなどの共存ガスによっ
て何ら呈色を妨げられたり、影響されたりすることはな
い。塩素ガス検知感度はチオ硫酸ナトリウムの添加量の
増減によって制御することができる。

【００１４】

【実施例】以下に、実施例、比較例および参考例を示
し、本発明をさらに具体的に説明する。 実施例１ ヨウ化カリウム１８０ｇとチオ硫酸ナトリウムの１ mol
/l溶液１１g を水３５０ｇに溶解し、これにα−アルミ
ナ担体（平均粒径３mm、住友化学工業（株）製、商品
名：ＮＫＨＤ−２４）３００ｇを添加してヨウ化カリウ
ムとチオ硫酸ナトリウムとを担体に１時間担持後、空気
雰囲気下１２０℃の温度で２０時間乾燥した。 澱粉２
３ｇを水３４５ｇに加熱溶解し、前記担体をこの水溶液
に３分間浸漬し引き上げた後、空気雰囲気下８０℃の温
度で２０時間乾燥し、塩素ガス破過検知剤を調製した。

【００１５】実施例２ 内部に１mm径の分散板を有する直径６０mm、長さ４００
mmのパイレックス硝子製排ガス処理装置に吸着剤（粒状
活性炭：３mm径×約４mm長）を７０６ml（２５０mm層
高）充填し、該排ガス処理装置の気体排出口近傍に上記
調製の検知剤をパイレックス硝子製の容器に充填した塩
素ガス破過検知部を設置した。

【００１６】前記排ガス処理装置に塩素ガス３vol%、窒
素ガス９７vol%のガス組成からなるモデル排ガスを６８
０ml／分の供給速度で流通した。気体排出口近傍の排出
ガスを随時サンプリングし、ガス組成を検知管法により
定量しつつ、塩素ガス破過検知剤の色相の変化を観察し
た。流通を始めてから１７４５分経過後に排出ガス中に
塩化水素ガス（塩素ガスが吸着剤中に含有される水分と
反応して発生すると考えられる）を２ppm 検出したが、
塩素ガス破過検知剤の色相（白色）の変化は見られなか
った。１７７５分経過後に排出ガス中に塩素ガスを０．
２ppm 検出したが、この時点では塩素ガス検知剤の色変
化は見られなかった。１９３５分経過後に排出ガス中に
塩素ガスを１．２ppm 検出したが、この時点で塩素ガス
検知剤の検知部の入口から黄褐色に変化し始め、１９５
０分経過後には完全に褐色に変化した。さらに流通を続
けたが、２０１０分経過後においても色相の変化はな
く、退色現象は全く観察されなかった。

【００１７】比較例１ 澱粉をコーティングしなかった以外は、実施例１と同様
な方法により塩素ガス破過検知剤を調製した。該検知剤
を使用し、実施例１と同様な方法によりモデル排ガスを
流通して検知剤の色相の変化を観察した。流通を始めて
１６８０分後に排出ガス中に塩素ガスを０．２ppm 検出
した。この時点で、塩素ガス破過検知剤は該検知部の入
口から黄褐色に変化し始め、１７００分後には全体が黒
褐色に変化した。さらに、流通を続けたところ、１７１
５分経過後に該検知剤の検知部入口近傍が黄褐色に変化
し始め、徐々に退色し１８２０分後には全体が薄黄色に
変化し、１９００分後にはほぼ白色になり、退色現象が
認められた。

【００１８】実施例３ 密閉容器２２０Ｌの中にマイクロシリンジで塩素１００
％のガスを０．１ml導入し、２４時間放置後０．４５pp
m の塩素ガス雰囲気を作った。実施例１と同様な方法に
より調整した検知剤をシャーレに１０ｇ取り、開放のま
ま密閉容器中に放置した。参考のためチオ硫酸ナトリウ
ムを添加しなかったほかは実施例１と同様な方法で調整
した検知剤も前記と同様に隣合わせで放置した。チオ硫
酸ナトリウムを添加した検知剤は呈色しなかったが、チ
オ硫酸ナトリウムを添加していない検知剤は褐色に呈色
した。

【００１９】参考例１ 澱粉をコーティングしなかった以外は、実施例１と同様
な方法により塩素ガス破過検知剤を調製した。該検知剤
を使用し、実施例２と同様な方法によりモデル排ガスを
流通して検知剤の色相の変化を観察した。流通を始めて
から１７２５分経過後に排出ガス中に塩化水素ガスを２
ppm 検出したが、塩素ガス破過検知剤の色相（白色）の
変化は見られなかった。１７２５分経過後に排出ガス中
に塩素ガスを０．２ppm 検出したが、この時点で塩素ガ
ス検知剤の検知部の入口から黄褐色に変化し始め、１７
５５分後には完全に褐色に変化した。さらに流通を続け
たが、２０１０分経過後においても色相の変化はなく、
退色現象は全く観察されなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の方法で使用する塩素ガス破過検
知剤は、ドライエッチングガスとして塩素ガスを使用し
た場合の廃ガスを無毒化する排ガス処理装置から微量の
塩素ガスが流出する時点で鋭敏に一様に黄褐色に呈色
し、しかも退色現象がみられないため、該装置の排出口
近傍に検知剤層を設置することにより、該装置から塩素
ガスの破過を正確に検知することができる。また該検知
剤は、塩化水素、三塩化ホウ素などの共存ガスによって
何ら呈色を妨げられたり、影響されたりすることがな
い。このため該排ガス処理装置の吸着剤の交換時期を正
確に、かつ容易に検知することができるという特長を有
する。さらに該検知剤は大気中の塩素あるいはヨウ化カ
リウムと反応する物質により呈色することがなく、吸着
剤の処理能力を十分有効に活用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の塩素ガスを用いるドライエッチング廃
ガスの排ガス処理装置および塩素ガス破過検知部の例を
示した図である。

【符号の説明】

１ 気体導入口 ２ 気体排出口 ３ 容器 ４ 吸着剤 ５ 塩素ガス破過検知剤 ６ 塩素ガス破過検知部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 担体にヨウ化カリウムおよびチオ硫酸
   ナトリウムを担持させた担持物と澱粉溶液とを接触させ
   て得られる澱粉コーティングの破過検知剤を、吸着剤ま
   たは反応処置剤が充填された排ガス処理装置の気体排出
   口近傍に充填し、該検知剤の呈色により排ガス処理装置
   の塩素ガスによる破過を検知する方法。