真空乾燥（超初歩的質問です・・・）

質問

当方初心者の為、質問内容にムラがあると思いますがよろしくお願いします。

真空ポンプを使い、あるものを乾燥させようと思っております。
乾燥させる物はプリント基板です・・・（300x400位の大きさ！）
実験でやる予定なので、お金はかけられません。

質問
１：ポンプの選定や、パワー等々の初歩的な選び方・・
（皆同じに見えてしまいます・・・）

２：安全上の注意事項などありましたらお願いします。
３：何をそろえれば良いのでしょうか？
４：ポンプ屋にどの様なポンプを使ったら良いかと聞いた所、チャンバーの大きさは・・・？って聞かれたのですが、全く意味不明でした。これって何でしょうか？

そんなに短時間で乾燥しなくとも良いです。

回答No.6

BOB-RooK · ベストアンサー

目的・意図を理解していないので的外れかもしれませんが、乾燥したい対象は「高沸点有機溶媒」でしょうか？現場的にはＰＣＢは熱風乾燥機でコンベア輸送ですね。
　お尋ねの件は既に皆さんからの回答が出ていて答えるものは残っていないのですが、真空ポンプの能力は排気速度が表示されていて、到達圧力はどれも同じくらいですね（オイル汚染を嫌ってオイルレスを選ばれるとちょっと違いますが）。皆さんの回答のように時間に余裕があるなら低排気速度のものでもＯＫですが、オイル量が少ないものはそれだけ汚染に対して弱くなります。高沸点の溶媒は、トラップ（後述）に捕まるかポンプから排気される以外はここに溜まります。
　安全面では耐圧の設計（せいぜい１気圧）のものを使用すれば問題ありません。前述のトラップはポンプの性能維持のため設置されることをお薦めします。それで、飛ばすもの（水、低沸点／高沸点溶媒）によって、トラップの冷却は水、氷、ドライアイス、液体窒素・・・と選択が変わります。
他の回答のお礼に「１ｍ立方」と書かれていますが、市販のタイプだと中が丸いのと四角いのがあり、カタログにそれぞれ内容積が記述されていますから、それをポンプ屋さんに伝えれば適当なものを見積もってくれるはずです。

　最後に、真空乾燥機に伝熱はどうやって達成されるか考えたことありますか？空気はありませんから気体を伝ってでも対流も起きないのでそれも期待できません。さて、実験の目的は？

回答No.5

triones

以下、ご参考になるかもしれませんが、乾かすレベルが違ったりして不適切な
アドバイスになってる可能性もあります。役に立ちそうな所だけ、ご活用下さい。

1:
「短時間で乾燥させなくても良い」ということなら、排気容量はそんなにいらないと
思います。5リットル／分　くらいの最低ラインのロータリーポンプでも充分でしょう。
真空に引きっぱなしにして、一晩ほうって帰る・・・。
乾燥の場合、むしろedogawaranpo様のご指摘にあるように対象物を加熱（といっても
せいぜい100℃以下）できるようにすると効率はうんと違うと思います。
（学生の頃、真空デシケータに洗ったシャツを入れて乾かそうとしたら、ぱりぱりに
凍ってなかなか乾燥しなかった。）
また、これもedogawaranpo様のご指摘にあるように、ポンプの中に水がたまる、という
のもいやな物ですが、これは事前にふき取り・熱風レベルでよく水気を切っておくと、
何回か使ったくらいで壊れる、というほどのことではありません。
> 実験でやる予定なので、
というので、酷使しないと考えるとこの点は大丈夫だと思います。
もし気になるようでしたら、早めのオイル交換で対応できると思います。
経験では、壊れるのはポンプのバネが水でさびて、金属疲労が加わり破断する、
といったことのようでした。

2:
300x400という対象物の大きさが気になります。これが入るような物を真空に引いた時、
大気の圧力は、ものすごいです。naoppe様のご指摘のように、１気圧の負圧なので
確かに大したことはないのですが、チェンバーが大気圧で壊れないように充分留意
すべきかと。「破裂して飛んでくる」訳ではないのですが、物が壊れるというのは、
思わぬ危険をよびかねません。

3:
ポンプ、チェンバーの他に、あと次のような物があれば。
・真空ホース：肉厚の負圧でつぶれない奴。
・バルブ（コック）。これはチェンバーとポンプの間のものと、チェンバーをリークする
　ための物。
・乾燥窒素ボンベ：処理後思ったほど乾燥してない？　ってことがあるとしたら、
　意外な盲点が、リークするときの断熱膨張による結露。これを嫌うのでしたら、
　乾燥窒素でゆっくりリークするのが吉。（これはかなり要求の高いとき）
ご質問の用途で私の手近にある物ですぐ浮かんだのは、透過電子顕微鏡フィルムの
予備乾燥装置。安直な出来合い物である程度数こなすのでしたらこれなど流用できるかも。
作っているのは日本電子（http://www.jeol.co.jp/）。
ただ、あのチェンバー300x400もあったかなぁ・・・
ちなみに、ちょっと大きめのロータリーポンプとチェンバーが一体に収められていますが、
ロータリーポンプは壊れやすいバネの予備品が付いてきます。

4:
皆さんおっしゃっておられるように、真空の箱です。ポイントは
『大気圧で壊れないこと』、『真空のシールがしっかりしていること』、
『ふたの開け閉めの操作性』（←丈夫に作るのでとても重くなりがち・・・）

お礼

ご回答ありがとう御座います。
本日、ポンプメーカーよりカタログが届きました。
この度教えていただいた事を頭において、カタログを熟読してみます。

しかしながら、チャンバーや乾燥方法の仕様等解からない部分も
ありますので、再度お伺いする事もあるかと思いますので
よろしくお願いします。

回答No.4

noname#21649

プリント基板を乾かした事がないので．参考程度にしかなりませんが．

真空をいくら引いても．乾燥対象に熱をくわえないと凍って終わりです。乾きません。
真空乾燥の場合に．乾燥効率を上げるには真空にするよりも．どう水分の少ない空気を中に入れるか．乾燥対象物から発生する水蒸気をどう除くかが問題です。
ポンプの選定ですが．ポンプを壊しても良いのであれば価格で選べば良いでしょう。普通の機械式真空ポンプの場合には乾燥時に出た水がポンプの中に溜まり大体１-３ヶ月で壊れます。これを防ぐには水を真空ポンプの前で除くしか方法がありませんがこれが結構手間がかかります。簡単な方法としては液体空気で冷やせば良いのですけど。水流ポンプと水ポンブとタンクで３０万ほどで販売されていますが．これは冷却水に結構金がかかります。ただし水を乾かす場合にはもっとも楽なポンプです。

プリント基板を入れる真空容器（チャンバー）ですが耐圧が低くて良いのであればプラスチック製デシゲーターがあります。理化学屋さんに聞いてみてください。１０-３０万ほどです。

お礼

ご回答ありがとう御座いました。
ポンプ内に水が入らないよう気お付けます。
出切れば中の変化が見たいと思っておりますので、
理化学研究所のカタログで探してみたいと思います。

色々な事を教えていただき、ありがとう御座いました。
今後ともよろしくお願い致します。

回答No.3

naoppe

参考になるかどうか判りませんが、私の知っている（と思っている）事例について書かせて頂きます。

１についてはやはり乾燥器の大きさや求める真空度が決まってからポンプ屋かポンプメーカーと相談した方がいいと思います。

２については大気圧に比べて負圧となりますので、基本的に爆発などの危険はありません。
気圧が０となっても大気圧との差が１気圧しかないので、タイヤの空気圧の約２気圧と比べても物凄く危険があるとは考え難いと思います。

３については基本的に乾燥器本体、動力一体型真空ポンプ、気圧計があればいいのではないでしょうか。
乾燥器には開放弁が付いていると思いますが、無いと扉が開かなくなります（笑）
ポンプと乾燥器をつなぐ配管は、小さい乾燥器でしたら銅管を使った物を見た事があります。
銅配管は簡単に曲げたりできますし、継ぎ手の部分も簡単に接続できますので便利かもしれませんよ。

４については他の回答者の方の言われる通りだと思います。

求める真空度がどれくらいなのか分りませんが、パッキン部や配管の継ぎ手部分から少しでも空気が漏れるとなかなか真空になりませんので、重要なのはパッキンの交換など空気漏れのチェックですね。

私の知っている乾燥器は容量がタンクローリーほどもある大きな物ですが、その大きな乾燥器が２０分ほどで３ｍｍＨｇ（－７５７ｍｍＨｇ）以下になりますので『凄いなぁ』と感心したことがあります。
小さな真空ポンプ（動力が小さいもの）ではもう少し時間がかかると思いますが、急がないのであればかなり小さな物でもいいのではないでしょうか。

今まで書いた事は本体とポンプを別々に用意する場合の話ですが、検索したら温度調整もできる一体型の物もありましたので参考ＵＲＬに載せておきます。（価格的にどうなのか分りませんが）
紹介したメーカー以外にもあるかと思いますのでいろいろ聞いてみた方がいいかもしれませんね。

乾燥器本体を鉄工所などに頼んでご自分で用意される場合には、肉厚鋼管と鏡板と呼ばれるおわん型のキャップのような物二つ（一つは溶接、もう一つは配管用のフランジでボルト締めのできる扉かフタにする）で薬のカプセル型にすると構造が簡単かもしれませんが、使い勝手の良い物は望めないと思いますし、扉のパッキン部分の切削加工に結構お金がかかるかもしれません。
実験でやるだけなら完成品のレンタルという手もあるかもし知れませんから、調べてみる事をお勧めします。

専門家でも経験者でもないので間違いもあるかもしれませんが、その時にはご容赦願います。

参考URL：

http://www.espec.co.jp/products/goods/labo/lv1.html

回答No.2

amukun

４番だけの回答ですが、

チャンバーとは「室」「空間」の意味です。拳銃の薬室、冷蔵庫などにも使う用語です。
あなたの質問の場合は、「真空室」の容量を尋ねられたのでしょう。

お礼

ありがとう御座います。
チャンバーの大きさで、ポンプのサイズも変わるのも納得できました。
今後ともよろしくお願い致します。

回答No.1

noname#2748

１：ポンプの選定については真空にしようとする容器の大きさと真空度によって異なるでしょう。

２：真空を開放する際に容器内に徐々に空気を入れる装置が必要でしょう。また容器は十分な強度が必要でしょう。

３：最低でも使用する真空度の倍ぐらいの圧力に耐える容器・真空状態から大気開放にするためのバルブ・必要な真空度を得るためのポンプおよび配管類・

４：チャンバーの大きさ＝真空にしようとする容器の大きさ（容積）です。

お礼

ありがとう御座います。
１：真空容器は、大体1立方メートル以下で、真空度は微量の水が蒸発する程度・・・
この場合大体殿どれほどの物なのでしょうか？

３：容器については専門メーカー等々あるのでしょうか？

色々と質問してしまいすいません・・・
今後もよろしくお願いいたします。