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産業ガス

窒素(N2

窒素の用途

窒素は、大気の約78.01%を占めるガスですが、エア・ウォーターの産業ガスビジネスの中で最も販売数量が多いガスでもあります。窒素は、不活性な物性を生かして、保安・パージといった安全性向上や酸化防止による品質保持用として半導体・エレクトロニクスから石油化学、食品・飲料に至るまで、幅広く使われています。酸化による品質劣化を嫌うプロセスには分野を問わず窒素が使われ、もしくは使われる可能性があるといえるでしょう。

窒素が、最も販売量の大きい産業ガスとなったのは、1980年代に入り急成長を始めた半導体によって造られる製品の市場拡大が貢献してきました。超微細・精密加工を必要とする半導体プロセスでは、高純度な窒素を大量かつ安定的に送る必要があります。そのため、液化窒素ローリーによる液バルク供給で始まった半導体デバイス工場では、ガス消費量拡大とともに、高純度窒素ガス発生装置「V1」によるミニオンサイト供給が最も主流なガス供給方法となりました。また、こうした半導体技術の広がりは、液晶パネル太陽電池などに引き継がれており、同じく常に大量の窒素を必要とする分野の一つとなっています。

可燃性や爆発性を持った原料を使用する化学工場石油コンビナートでも、窒素は、防爆やパージ用として使われています。安全かつ安定的に工場を運営するのに不可欠なガスなのです。

食品や飲料の鮮度保持にも窒素は欠かせません。ポテトチップスなどのスナックや鰹節などのパックには窒素が封入され、酸化を防ぐとともに、ガスによって袋を膨らませて形が崩れないようにしています。また、お酒や清涼飲料では水中の溶存酸素を除去するのにも窒素が使われています。さらに、液化窒素の持つマイナス196℃の冷熱を使って、急速冷凍することで採れたての鮮度を保持したまま保存が出来ます。例えば、枝豆をボイルした後、すぐに液化窒素で瞬間冷凍することで、採れたての風味を損なわずに食することができます。機械式冷凍機では成し得ない液化窒素ならではの凍結法で、春雪さぶーる(株)の冷凍食品においてもこの窒素凍結技術が生かされています。

半導体・エレクトロニクス
化学
食品・飲料

窒素の物性

化学式 N2 比重 0.97 (空気=1)
分子量 28.01 沸点 -195.8 ℃ (1atm)
外観/物性 無色・無臭/不燃性 融点 -209.9 ℃ (1atm)

窒素の製造方法

深冷空気分離

窒素は、空気をマイナス200℃近い極低温まで冷却し、空気の主成分である酸素アルゴンとの沸点の差を利用して採り出すことができるため、「空気分離ガス」と呼ばれています。エア・ウォーターでは大型オンサイトプラント高効率小型液化酸素・窒素製造装置「VSU」高純度窒素ガス発生装置「V1」によって窒素を製造しています。

PSA(圧力変動吸着)/膜分離

空気の約99%は酸素と窒素で構成されています。そのため、空気に圧力をかけMSC吸着剤に酸素を吸着させて分離することや、特殊な高分子膜の透過速度の違いによって分離することができます。エア・ウォーターでは、PSA式窒素ガス発生装置「BELLSWING®分離膜式窒素ガス発生装置を提案しています。

窒素の供給方法

シリンダー供給 液化ローリー供給 オンサイト供給

窒素アプリケーション/窒素関連システム

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