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真空ポンプとデシケーターの関係について教えて下さい。
最近、真空脱泡をしたくて、デシケーターと真空スタートを購入したのですが、パスカルとTorrの単位が理解できず。デシケーターの容量にポンプが合っているのかが分かりません。 ちなみに使うポンプとデシケーターは ポンプ：ダイヤフラム真空ポンプ 到達圧力160Torr 排気速度60L/分 デシケーター：真空度許容範囲：約１３３Ｐａ（１ｍｍＨｇ） 内径（ｍｍ）：φ３０６ 全高（ｍｍ）：３６８ 内容量：約１９L です。 先ほど試しに容器に入れた水をデシケーターにいれて減圧してみたんですが、約一分で真空ゲージが-0.08Mpaになり、その後徐々に-0.084Mpaまで目盛りは動くものの、そこから35分ほどポンプを稼働させましたが全く変わりませんでした。 この状態でシリコーンやエポキシパテなどの脱泡は可能なんでしょうか？ 素人実験はちょっと恐くて、脱泡作業をする前に質問させて頂きました。 計算式は分からないので具体的に説明して頂けると助かります。
- 5050naosuke
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＊＊脱気と液面積 液体に溶け込んでいる気体を追い出す意味では、粘性が高い液ですと、液の表面積が大きくて水深が浅い方が有利です。流動しなければ固体と一緒。内部の気体は拡散現象で移動するからです。私は普段シリコンゴムを使っていて、シリコンはガス透過性が高いので、最後に残った気泡も液深さ５ｃｍくらいで30分か1時間くらい放っておくとなくなります。 ＊＊撹拌脱泡機 そんなわけで、たかが２液を混ぜるだけにずいぶん手間をかけてしまうのもルーチンワークとしてはつらいので、最近は遊星回転で遠心しながら撹拌もできる装置を使って業務短縮しています。１分くらいできれいに完了するので重宝しています。あわとり練太郎とかマゼルスターとかです。
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- wata717
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このまま実験することは危険です．まず真空技術の本を一冊読んで下さい．水を排気することは，ポンプにとって良くないことですし，排気したらすぐに氷にならないというのも変な話です．致命的怪我をする前に，大学や高専の研究室で見学してください．
お礼
wata717さん。解答ありがとうございます。確かに私も危険な気がして現在書籍を読んで調べています。 ただ、水はあくまで中古のポンプテストをする際に目安になればと思ったぐらいでして…。 実際に真空ゲージで指している-0.084Mpaというのはエポパテやシリコーンなどのドロッとした液体から脱泡させるのには充分な真空度なんでしょうか？（デシケーターのゲージ最大-0.1Mpa） もし足りないとすればポンプの方のオーバーホールを考えています。
- fluidicB
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＊＊脱泡と到達圧力 容器が壊れないから大丈夫、という理屈が逆に脱泡で利いてきます。大気圧で絡まっていた泡は、当初、つまり１気圧でまわりを押し広げようとしていますが、まわりも１気圧で押さえつけているので大きさが安定です。まわりを減圧すると相対的に泡の押し広げる力が上回るので、泡が大きくなり、大きくなった分泡内部も減圧されます。しかし溶液の粘性や表面張力などが押さえ込んでくれるので、泡がはじけるかどうかは別問題。減圧すればするほど泡が大きくなろうとして限界を超えてはじけてくれたりしますが、より減圧できたからといって、泡がなくなるかというと、そうとも限らないし、実際なくならなかったりします。 たとえばアルバックのラインナップでいえば、質問にあるのと同スペックはDA-60S（到達圧力21.3kPa）ですが、私は普段DA-60D（到達圧力3.32kPa）を使っています。シリコン系の脱泡を行っていますが、引ききった勢いだけで泡がなくなるということはありません。 小技としては、超音波洗浄機などと組み合わせて物理的衝撃を与えるとか、とりあえず真空容器全体を傾けたり、大気解放と減圧を繰り返してみるとかで、泡がどうにかならないか、やってみるとかでしょうか。 もうひとつつづきます
- fluidicB
- ベストアンサー率46% (23/49)
#1です。 可能です...とはいったものの。 ＊＊＊排気速度と容量 ---> 処理時間 ポンプ仕様のうち、排気速度と容器の容量で、処理時間に関わります。 速度が大きい方が早くひけるし、容量が小さい方が早くひけます。 私が普段使っているのと同じ排気速度で数倍の容量の容器をお使いのようですが、それは待てばすむ問題だと思います。 可能だ、買い換えるほどじゃないといったのは、その意味 ＊＊＊真空度許容範囲と到達圧力 ---> 関係ない しょせんデシケーターですので、蒸着だのＣＶＤだのといった物理系の真空処理装置が実現するマイナス何乗パスカルというレベルでの使用を想定してません。この想定しない、というのは、勝手な想像で保証しかねる話ですが、わずかながらの空気漏れがあっても仕様の範囲内であるといいたいからだと思います。仮に強力なポンプをつないだとしても、容器にかかる力（大気圧－内部圧）は最大でも大気圧です。そして、実際今の状態で大気圧の８割程度がかかっていますし、大気圧はおよそ十万パスカルですから、許容範囲で１３３Ｐａということは千分の１まで保証している、という意味で、大気圧がそのままかかっても大丈夫だとメーカーが保証しているわけです。普通は数割ましで作っておきますから、わざわざ外から加圧でもしないかぎり容器は壊れないという意味です。 つづく
- fluidicB
- ベストアンサー率46% (23/49)
可能かどうかなら可能です。 ややポンプが小さめかもな、という気もします。が、あえて買い換えるほどでもないです。 その作業で問題になるのは、粘性の高い液体の泡がすぐにはじけなくて、もこもことふくらみ、もとの容器容量を超えてこぼれてしまうことでしょう。 デシケーターに口が２つあれば、こぼれそうになる前に大気解放するとか、口で絞りができるなら、最初は少しずつしか引かない、という加減を作業者が行うことになります。 どちらもなければポンプとデシケーターをつないでいるホースを口のところで引き抜くとか、ホースを折り曲げしまう、あるいは途中で切って、３方バルブをかますかをやるべきかと思います。 まずは大きめの試料容器に少量（容器の１０分の１以下）の試料を入れて様子を見てみると、何を気にするべきかが見えてくると思います。不安ならこぼれても大丈夫なような敷物を用意するか、重要度の低い試料を使ってください。 真空にした勢いでデシケーターが壊れることを懸念しているのだとしたら、単位や数字の問題じゃなくて、どうやっても大丈夫です。
補足
fluidicBさん。解答ありがとうございます。 エポパテで実際にやってみたところ、微妙に膨らんでいるようですが、表面がクッキーのような感じで止まったまま、それ以上進まなくなってしまいました。 そのまま1時間程おいて進展がないようなので、大気解放して取り出してみたところ、前回脱泡なしで作業した時のような熱が全くなくて5～6時間経った今でも完全硬化していません。 硬化剤の量は合っていると思うのですが…。 念のためどんな状態で脱泡したのか書きますね。 金属のトレーにサランラップを敷き、その中にエポパテを流して板を作ろうとしています。トレーの大きさは20×15センチ程度、厚みは約20mm 使ったエポパテは「パテ革命モリモリ」というパテです。 デシケーターのゲージは最大で-0.1Mpaなので-0.084までいけば結構減圧されていると思うんですが、どうしてfluidicBさんのおっしゃるように膨らまないのでしょう？トレーでは反応しにくいんでしょうか？
お礼
fluidicBさん。非常に細かく説明して頂いてありがとうございました。お察しの通り使用しているポンプはアルバック製DA-60Sです。 やはり予想通り一筋縄では行かないようですね。 真空装置があれば容易かと思っていたのが甘かったようです。脱泡しながらバイブレーターで振動させてみたりして、色々試してみます。 練太朗とマゼルスター見てみました。コレ良いですね。ちょっと高そうですが…。 また行き詰まったら質問してみます。その時はまたよろしくお願いします。ありがとうございました。