アルゴンガスについての概要、用途、原理などをご説明します。また、アルゴンガスのメーカー23社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。アルゴンガス関連企業の2023年08月注目ランキングは1位:エア・ウォーター株式会社、2位:大陽日酸株式会社、3位:岩谷産業株式会社となっています。
博士研究員として大阪府立大学の装置工学グループで全固体電池のための正極複合粒子の製造に関する研究に従事。
長岡技術科学大学では、資源エネルギー循環研究室に所属し、CO2分離を目的としたDDR型ゼオライト膜の開発とそれを用いた下水処理場から発生する消化ガスからのCO2回収に関する研究を実施。
https://researchmap.jp/eiji-hayakawa
論文
https://doi.org/10.3390/membranes11080623
http://www.ijcea.org/index.php?m=content&c=index&a=show&catid=109&id=1177
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1387181119305529?via%3Dihub
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S138358661833154X?via%3Dihub
早川栄二のプロフィール
元素番号18番。記号はAr。
語源はギリシャ語の「怠け者」を意味し、非反応性の特徴を指しています。
アルゴンは、不活性雰囲気を作る際に使用されます。チタンや他の反応性元素の製造にもこのように使用されています。また、溶接部を保護するために溶接工によって使用され、フィラメントを腐食させる酸素を止めるために白熱電球にも使用されています。
アルゴンは希ガスの中で最も多く(空気中では0.93%v/v)存在するため、酸素との共存が問題となります。
アルゴンは無色無臭のガスで、元素周期表の18族に属する希ガスの一種です。18族元素にはアルゴンのほかにヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、ラドンがあります。これらの元素はすべて大気中で気体の状態で存在します。
希ガスの最大の特徴は、非常に安定した電子配置のため反応性が極めて低い不活性ガスであることです(ただし、希ガスでも特定の条件下では反応させることができます)。
不活性ガスは、試料と空気中の酸素や水分との酸化反応や加水分解反応で起こる劣化を促進させる化学反応を避けるために使用されます。
特に精製されたアルゴンや窒素ガスは、天然の豊富さ(空気中のN2が78.3%、Arが1%)とコストの低さから、不活性ガスとして最も一般的に使用されています。特にアルゴンは窒素より高価である一方で、不活性度が窒素よりも低く、窒素と反応してしまう材料や環境ではアルゴンが適しています。
アルゴンは酸素とほぼ同じ溶解度を持ち、水には窒素の2.5倍の溶解度を持っています。
アルゴンは空気よりも熱の伝導率が低いため、ガラスとガラスの間の隙間にアルゴンを入れることで、より良い断熱効果が得られます。
アルゴンは反応性の非常に低い不活性ガスであることから、半導体や鉄鋼において酸素と反応しないようにするための不活性雰囲気を提供します。アーク溶接では溶融した金属との反応を防ぐためにアルゴンガスが使用されます。
蛍光管や低エネルギー電球にもアルゴンが使用されています。蛍光灯には微量の水銀とアルゴンが封入されており、アルゴンはフィラメントの放電を補助する役割があります。フィラメントの寿命を長くするためにアルゴンの反応性の低さが利用されています。
食品においても、ワインの封入ガスとしても使われます。これは酸化を防ぐだけでなく、空気より重いアルゴンを使うことで効果的にワイン瓶から酸素を洗い流すことができるためです。
また、アルゴンは空気や窒素と比較して熱伝導率が低い特性があります。このため、二重ガラスの窓は、窓ガラスの隙間を埋めるためにアルゴンを使用しています。
このように、アルゴンは特にその反応性の低さと最も存在量の多い希ガスであることから様々な産業分野で用いられています。
アルゴンガスは、通常使用する場合、危険性の低い物質といえます。アルゴンは空気中に約1%含まれており、私たちも呼吸によって酸素や窒素と一緒に吸入しています。アルゴン自体に毒性はなく、低濃度であれば、吸入しても影響はありません。また、アルゴンは不活性ガス(不燃性)なので、通常の環境で他の物質と反応することや火災につながることはありません。
一方、高濃度で吸入すると窒息する危険性があるので、高濃度になる環境は避ける必要があります。
ボンベに充填された状態で取り扱うことが多いので、ボンベからの漏洩によって、室内のガス濃度が高濃度になる危険性があります。その際はすぐに漏洩元を止めること、室内の換気を充分に行うことで改善することができます。また、液化アルゴンを取り扱う場合、アルゴンが気化する際の気化熱よりボンベ自体が非常に冷たくなるので、素手で触れると凍傷などの危険性があります。その際は、保護具を使用することで安全に取り扱うことができます。
空気中のアルゴンを分離することでボンベガス用の高純度アルゴンが生成されます。その方法として「深冷空気分離法」が用いられています。この方法はまず空気中から水分や二酸化炭素を前処理で取り除いた後、精製した空気を‐170~‐190℃の極低温まで冷却することで、蒸気圧の違い(すなわち沸点の違い)を利用して空気中の気体を分離する方法です。
ちなみに、窒素の沸点は-195.8℃、酸素は-183.0℃、アルゴンが-185.7℃です。この方法により、空気から酸素、窒素、アルゴンをそれぞれ分離精製しています。
アルゴンガスは通常、ボンベに充填された状態で販売されています。ボンベの種類としては、一般容器、極低温容器などがあります。アルゴンガスの製造や販売については、高圧ガス関連の資格が必要になりますが、ガスボンベの使用については特に資格は必要ありません。
一般容器では、アルゴンは気体状態で14.7MPaもの高圧で充填されています。ボンベの大きさとしては、アルゴンの充填量で7000L、1500L、500Lなどがあります。7000Lのボンベで約60kgの重量があるので、持ち運びや運搬には注意が必要です。
また、使用目的によっては非常に高純度なアルゴンガスが必要になることがあるが、アルゴンガスは99.9999%(シックスナイン)までの純度のボンベガスが売られています。
極低温容器では、アルゴンは液体状態で充填されています。一般容器よりも充填されているアルゴンの量が多いので、大量に消費する場合に適しています。また、ボンベを交換する頻度が減少するので、コストを抑えることができます。ボンベの大きさとしては、127000Lや360000Lのものがあります。かなりの重量があるため、持ち運びや運搬には販売業者や専門の業者への依頼が必要になります。
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
2023年08月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法順位 | 会社名 | クリックシェア |
---|---|---|
1 | エア・ウォーター株式会社 |
21.4%
|
2 | 大陽日酸株式会社 |
19.0%
|
3 | 岩谷産業株式会社 |
11.9%
|
4 | 日本エア・リキード合同会社 |
11.9%
|
5 | エア・ウォーター北海道株式会社 |
7.1%
|
6 | 株式会社レゾナック・ガスプロダクツ |
4.8%
|
7 | 宇野酸素株式会社 |
2.4%
|
8 | 伊賀産業株式会社 |
2.4%
|
9 | 神鋼エアーテック株式会社 |
2.4%
|
10 | 市村酸素株式会社 |
2.4%
|
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2023年8月のアルゴンガスページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
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大阪ガスリキッド株式会社
幅広い産業 (食品・医療・建築・自動車・鋼鉄・窯業・化学・エレクトロニクス) で欠かすことのできない産業ガスを、お客さまの目的・...
福岡酸素株式会社のアルゴンガスは、様々な企業へ届けられ、金属加工分野、半導体製造分野、分析用標準ガスなど多方面に利用されています。
ガスは、圧縮断熱膨張によって超低温の液体空気に変化させて、精留塔で分離精製して製造しています。
工業用途ではステンレスをはじめ金属のアーク溶接がよく利用され、半導体分野では半導体基板材料のシリコンウエハー製造工程等に利用されています。
供給方法には、ボンベ、ボンベを集めたカードル、可搬式超低温容器のLGC及びタンクローリーなどがあります。
神鋼エアーテック株式会社のアルゴンガスは、様々な市場へ供給されています。
鉄鋼・鉄以外の金属・冶金市場、溶接市場、半導体市場、封入市場、分析市場、金属成形市場で用いられ、製造は深冷分離装置で液化・分留される他に使用後の排ガスからの回収も再利用されます。
金属、合金、セラミックス等を成型する時に用いる熱間等圧加圧法「HIP」は、アルゴンを使用することで原料の酸化・窒化を防ぎます。
供給形態は、ボンベの様な一般容器、LGC/ELFの様な極低温容器、ローリー/CEの様な貯槽タンクです。
昭和電工ガスプロダクツ株式会社のアルゴンガスは、一般工業用へ供給されています。
アルゴンアーク溶接、ステンレスやアルミニウムの溶接、シリコン製造、製鋼の攪拌及び脱ガスAOD精錬、蛍光灯や電気等の封入ガスに用いられます。
ISO9001規格、ISO14001規格、高圧ガスメーカーでは当時国内初のFSSC22000規格の認証登録をされています。
載積・充填量別に、7 ~10 Tはローリー供給、201 ㎏はLGC(175 L)供給、7 Sm³はボンベ、140・175・210 Sm³はカードルです。
大陽日酸株式会社のアルゴンガスは、溶接、半導体、鉄剛などに雰囲気用ガスとして、金属精錬用などには大量供給をされています。
溶接用シールドガス「サンアーク」と、アルミニウム溶湯処理精製ガス「アルブレンド」も製造されています。
必要とされる量や用途に応じて、パイプライン、タンクローリ、シリンダー等の様々な供給形態が可能です。
半導体の基板となるシリコン単結晶製造(CZ法)にも使われ、分析機器のキャリアガスや照明用封入ガスにも使用されます。
エア・ウォーター株式会社のアルゴンガスは、自社保持の大型オンサイトプラントや高効率小型液化酸素・窒素製造装置「VSUA」(こちらは一部)で製造しています。
アーク溶接のシールド用の中でも高品位な溶接加工用に使用する、酸素を数%含む溶接用シールドガス「エルナックス」は、国内最大の供給量です。
供給方法はシリンダー、液化ガスローリー・ガストレーラー、オンサイトです。
オンサイト方式は、常に大量のガスを必要とする産業企業の工場敷地内でガスを生産し、繋がっているパイプラインでそのままガスを直送します。