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あらゆる産業に欠かせない真空技術
真空技術は、様々な産業において無くてはならない存在です。なぜなら、それはあらゆる産業のプロセスで必要となる重要な技術だからです。
例えば、自動車産業ではヘッドライト、ミラー類、ウィンドーガラスのコーティングや、車載カメラ（CMOS）、センサー（MEMSや光学センサー）の主要工程に真空装置が、エレクトロニクス産業ではIoTに関わる様々な機器、通信機器やそれらのインフラ設備、TV・スマートフォンなどに内蔵される半導体・表示パネルも真空技術が用いられています。また医療産業の滅菌装置やがん治療用加速器、医薬品やインスタント食品の製造における凍結乾燥でも真空技術は利用されています。
半導体・電子部品
具体例
ウエハ、LSI、メモリ、フォトマスク、ウエハ結晶、記憶媒体、センサー、磁気ヘッド、コンデンサー、MEMS、サーマルヘッド、水晶デバイスなど
半導体は、ウエハ上で成膜、露光、エッチング、イオン注入などの工程を繰り返すことで製造されます。また、検査を含むそれらの工程の多くは真空環境下で行われます。その各工程の真空排気に中低真空用にはドライ真空ポンプが、高真空用にはターボ分子ポンプやクライオポンプが用いられます。
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薄膜コーティング
具体例
レンズ、ミラー、光学フィルター、光デバイス、通信デバイス、スマートフォン筐体、金糸系、包装資材の真空成膜など
レンズやミラーなどの光学部品の中でも高機能なものは、反射防止コーティングや光学フィルターなどの機能性薄膜を、母材上に蒸着やスパッタリングなどのPVD法で成膜して製造されます。
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自動車・航空
具体例
自動車部品のロウ付け、真空浸炭、漏れ試験、真空メッキ、真空成型、航空機のCFRP、樹脂成型、船舶周辺機器など
高い信頼性が求められる自動車や航空機の部品・部材の製造工程では、部品の漏れ検査や熱処理、素材の品質を安定させるために真空が用いられています。例えば部品の漏れ検査には、ヘリウムリークディテクタが用いられ、圧縮比の異なる複数の吸気口を持ったスプリットフロー型ターボ分子ポンプ で主排気と差動排気を1台で賄います。当社ではリークディテクターの仕様に適合するように当製品を製作しております。
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素材
具体例
新素材(超合金・カーボンナノ材料など)、パルプ、紙、ゴム、ガラス、ファインセラミックス
高機能な建築用ガラスには、Low-E膜がコーティングされます。それらは、スパッタリングで成膜するため、重いArガスに対して大排気速度で高流量性能のターボ分子ポンプが用いられます。当社の磁気軸受形ターボ分子ポンプTGkine®-Bシリーズ、TGkine®-Rシリーズ、TG-Mシリーズ、グリス潤滑玉軸受形ターボ分子ポンプTG-Fシリーズはそれらに対応しています。
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金属・鉄鋼
具体例
鉄合金脱ガス・溶解、貴金属・高融点金属の溶解製錬、真空浸炭、焼鈍、焼き入れ、ロウ付け、電子ビーム溶接など
高級鋼の製造においては、溶鋼中の溶存ガス成分を除去する工程の真空脱ガス、鋼の表面に炭素を浸透拡散させることにより耐摩耗性を向上させる真空浸炭炉、また高機能な合金の精錬には真空溶解炉が用いられます。これらの用途では数分間で数10 Paまで排気する必要があります。またそのプロセス中に、大量のダストを含む気体があります。
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化学
具体例
石油石炭天然ガスの蒸留・精製、プラスチックペレットの乾燥、高分子材料の蒸留、合成繊維
原油から分留されたナフサを原料に、石油化学プラントは、プラスチックや合成ゴム、合成繊維や塗料、また洗剤の界面活性剤等の、多種多様な石油化学製品を製造しています。更に、減圧条件下での蒸留、重縮合、乾燥、脱ガス、脱臭など、様々な工程で真空が重要な役割を果たしています。
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エネルギー
具体例
太陽光発電、各種発電、二次電池(リチウムイオン電池など)、核融合など
一部の太陽電池の製造工程では、光吸収層や機能膜等を真空中で成膜します。当社の磁気軸受形ターボ分子ポンプTGkine®-BシリーズとTGkine®-Rシリーズは、大排気速度と高流量性能を兼ね備えています。リチウムイオン電池の製造においても、材料の混合や乾燥、電解液の充填などを真空環境下で行います。これらの工程では、使われる材料に耐性のあるドライ真空ポンプや油回転真空ポンプとルーツ真空ポンプを組み合わせた排気システムが用いられます。
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医薬・医療
具体例
血清・抗生物質の凍結乾燥、医薬品の蒸留・乾燥、医療機器の滅菌、医療用加速器内の超伝導電材の真空断熱など
医薬品の製造では繊細な成分を扱うため、真空蒸留や凍結乾燥の工程を用います。そこでは、蒸気エジェクタや液封式真空ポンプが、水などの凝縮性気体の排気に適する特性を生かして用いられます。病院内では、医療用器具を滅菌する医療用高圧蒸気滅菌装置や酸化エチレンガス滅菌装置・過酸化水素低温プラズマ滅菌装置内で、直結型油回転真空ポンプ(2段式)VRD-Mシリーズが使用されています。
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理化学機器
具体例
加速器、電子顕微鏡、質量分析、ガス分析、CD-SEMなど
質量分析器、電子顕微鏡、X線回析装置等、精密な分析装置や測定装置は、測定から空気の影響を排除するため内部をしばしば真空にします。質量分析器やそれを応用したHeリークディテクタでは、試料導入部と検出器を差動排気します。圧縮比の異なる複数の吸気口を持ったスプリットフロー型ターボ分子ポンプ はそれを1台で賄うことが出来ます。当社ではそれぞれの装置の仕様に合わせた特注品として取扱っております。
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ディスプレイ
具体例
LCD、有機EL(OLED)、LED、マイクロLED、タッチパネルなど
フラットパネルディスプレイは、大型のガラスや樹脂の基板上に、スパッタリング・CVD・露光・エッチング・イオン注入などの工程を繰り返して製造されます。多くの工程は真空環境を必要とします。スパッタリング工程では重いArガスに対する大排気速度と流量性能や、成膜粉の吸引への対応が求められます。当社の磁気軸受形ターボ分子ポンプ TGkine®-Bシリーズ、TGkine®-Rシリーズ、TG-Mシリーズ、グリス潤滑玉軸受形ターボ分子ポンプ TG-Fシリーズはそれらの用途に対応します。
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宇宙・研究開発
具体例
スペースチャンバー、人工衛星搭載機器、核融合、放射光、基礎研究(大学・官公庁・研究所)など
宇宙開発、ITERや粒子加速器などの大規模科学プロジェクトや、大小さまざまな研究機関や研究室の現場でも、様々な形で真空環境が活用されています。宇宙開発の分野では、巨大な真空チャンバーを用いて宇宙空間を模擬した環境下での人工衛星の動作試験が行われ、大型の油回転真空ポンプやルーツ真空ポンプ、ターボ分子ポンプが必要となり、当社では各真空ポンプをラインアップしています。
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機械工業
具体例
真空成型、真空包装、工具、部品の硬化処理、金型加工、電子ビーム溶接、3Dプリンターなど
ギアの溶接等に使われる電子ビーム溶接は、高真空中で加速、収束された電子ビームで対象物を接合します。電子銃部は、姿勢自在型の小型ターボ分子ポンプで排気します。溶接チャンバー内も、大排気速度で大気圧からの繰り返し排気をします。当社では溶接ダストにも強くルーツ真空ポンプ RDシリーズと揺動ピストン形油回転ポンプ Pシリーズの組み合わせをラインアップしています。
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食品
具体例
野菜・果物・コーヒー、などの凍結乾燥、酒類の減圧蒸留、真空冷却貯蔵、真空包装
肉・野菜・惣菜などがより長い期間品質を保持できるように、真空包装したり、真空中で急速冷却したりします。当社では頑丈で大気圧からの繰り返し排気にも強い揺動ピストン型油回転真空ポンプ Pシリーズや、水を含む気体の排気に強い液封式真空ポンプ Wシリーズを提供しています。熱に弱い成分を保ったまま乾燥させる際には、真空凍結乾燥装置が用いられます。この装置では、当社は揺動ピストン型油回転真空ポンプPシリーズや液封式真空ポンプ Wシリーズ、更に大きな排気速度を得るためのルーツ真空ポンプ RDシリーズを提供しています。
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重電
具体例
変圧器、モータ、電力ケーブル、真空遮断器、真空管など
モーター、発電機、変圧器は、真空中で巻線を乾燥して表面の水分を除去した後、絶縁材を真空中で含浸することで、長期間その絶縁能力を保つことが出来ます。また電力ケーブルに巻かれる絶縁紙も、真空中で乾燥することで、長期間その絶縁能力を保つことが出来ます。それらの真空乾燥工程は、大排気速度を必要とし、またその放出ガスは水分を多く含みます。
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搬送
具体例
真空チャック、真空ピンセット、吸着搬送(印刷用紙・製本など)、粉粒体の真空輸送
サイズの大きな板物の搬送や強度や硬度の低い紙などの搬送には、対象物を真空チャックで吸着して搬送する方法を用います。また食品加工や医薬品製造、プラスチック原料(ペレット)の搬送では、粉粒体を大気圧より低圧の気流に乗せて搬送するバキュームコンベアが用いられます。
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