JP4794869B2 - Method for producing fine particles - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fine particle manufacturing method for such as oxide, nitride and carbide capable of obtaining high-quality fine particles having even particle size with high productivity. <P>SOLUTION: The fine particle manufacturing method, wherein the fine particles are produced by introducing a fine particle manufacturing material into a thermal plasma flame 24 to form a mixture in a gaseous condition and quenching the mixture in the gaseous condition, and the method of manufacturing the fine particle, wherein the process that introduces the fine particle manufacturing material into the thermal plasma flame disperses the fine particle manufacturing material in a flammable material to form slurry and changes the slurry to droplets to be introduced into the thermal plasma flame. As forms of the material to be introduced into the thermal plasma flame, powder, colloidal solution, liquid or the like are effective. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&amp;NCIPI

Description

本発明は、熱プラズマ法を用いる微粒子の製造方法に関し、詳しくは、微細かつ均一な粒径を有する品質のよい微粒子を製造することが可能な微粒子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing fine particles using a thermal plasma method, and more particularly to a method for producing fine particles capable of producing fine particles having a fine and uniform particle size.

酸化物微粒子，窒化物微粒子，炭化物微粒子等の微粒子は、半導体基板，プリント基板，各種電気絶縁部品などの電気絶縁材料や、ダイス，軸受などの高硬度高精度の機械工作材料や、粒界コンデンサ，湿度センサなどの機能性材料、精密焼結成形材料などの焼結体の製造や、エンジンバルブなどのような高温耐摩耗性が要求される材料などの溶射部品製造、さらには燃料電池の電極や電解質材料および各種触媒などの分野で用いられている。このような微粒子を用いることにより、焼結体や溶射部品などにおける異種セラミックス同士や異種金属同士の接合強度や緻密性、あるいは機能性を向上させている。 Fine particles such as oxide fine particles, nitride fine particles, and carbide fine particles are used for electrical insulating materials such as semiconductor substrates, printed circuit boards, and various electric insulating parts, high-hardness and high-precision machine tools such as dies and bearings, and grain boundary capacitors , Production of sintered materials such as functional materials such as humidity sensors, precision sintered molding materials, thermal spray parts such as materials that require high-temperature wear resistance such as engine valves, and fuel cell electrodes And electrolyte materials and various catalysts. By using such fine particles, the bonding strength, denseness, or functionality of dissimilar ceramics or dissimilar metals in a sintered body or a sprayed part is improved.

このような微粒子を製造する方法の一つに、気相法がある。気相法には、各種のガス等を高温で化学反応させる化学的方法と、電子やレーザなどのビームを照射して物質を分解・蒸発させ、微粒子を生成する物理的方法とがある。   One method for producing such fine particles is a gas phase method. The vapor phase method includes a chemical method in which various gases are chemically reacted at a high temperature and a physical method in which particles are decomposed and evaporated by irradiation with a beam such as an electron or a laser to generate fine particles.

上記気相法の中の一つとして、熱プラズマ法がある。熱プラズマ法は、熱プラズマ中で原材料を瞬時に蒸発させた後、急冷凝固させ、微粒子を製造する方法であり、また、クリーンで生産性が高く、高温で熱容量が大きいため高融点材料にも対応可能であり、他の気相法に比べて複合化が比較的容易であるといった多くの利点を有する。このため、熱プラズマ法は、微粒子を製造する方法として積極的に利用されている。   One of the gas phase methods is a thermal plasma method. The thermal plasma method is a method of instantly evaporating raw materials in thermal plasma and then rapidly solidifying them to produce fine particles. Also, it is clean, highly productive, and has a high heat capacity at high temperatures. It has many advantages such as being compatible and being relatively easy to combine compared with other gas phase methods. For this reason, the thermal plasma method is actively used as a method for producing fine particles.

従来の熱プラズマ法を用いた微粒子の製造方法では、原材料物質を粉末状にし、この粉末状にされた原材料（粉末原材料，粉体）をキャリアガス等と共に、分散させて直接プラズマ中に投入することにより、微粒子を製造している。   In the conventional method of producing fine particles using the thermal plasma method, the raw material is powdered, and the powdered raw material (powder raw material, powder) is dispersed together with a carrier gas etc. and directly put into the plasma. Thus, fine particles are manufactured.

特許文献１には、粉末状にされた原材料を熱プラズマ炎中に導入する従来技術に関し、金属微粒子と被覆層との両粉末材料を複合化し、原料混合物を不活性又は還元性雰囲気の熱プラズマ炎中に供給して原材料を蒸発させて気相状態の混合物にした後、この混合物を急冷して、酸化物金属被覆微粒子を製造する方法が開示されている。   Patent Document 1 relates to a conventional technique for introducing a powdered raw material into a thermal plasma flame, compositing both powder materials of metal fine particles and a coating layer, and making the raw material mixture into a thermal plasma in an inert or reducing atmosphere. A method for producing oxide metal-coated fine particles by supplying into a flame and evaporating raw materials to form a gas-phase mixture and then rapidly cooling the mixture is disclosed.

特開２０００−２１９９０１号公報JP 2000-219901 A

しかしながら、特許文献１に記載された微粒子の製造方法は、粉末状にされた原材料を直接熱プラズマ炎中に導入する手法を用いたものであり、粉末状にされた原材料は、凝集しやすく、単分散化するのは困難であるため、熱プラズマ炎中で完全に原材料を反応させることができず、生成される微粒子の均一性に悪影響を及ぼし、品質の低下を招く。また、原材料が粉末状であると、熱プラズマ炎中へ常に精確に一定量を供給し続けることが難しく、生成される微粒子も不均一になりやすい。   However, the method for producing fine particles described in Patent Document 1 uses a method of directly introducing a powdered raw material into a thermal plasma flame, and the powdered raw material tends to aggregate, Since it is difficult to monodisperse, the raw materials cannot be completely reacted in the thermal plasma flame, adversely affecting the uniformity of the generated fine particles and causing a reduction in quality. In addition, when the raw material is in a powder form, it is difficult to always supply a constant amount accurately into the thermal plasma flame, and the generated fine particles tend to be non-uniform.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、本発明者らの先願である特願２００３−４１５５６０号と同様に、均一な粒径を有する品質の高い微粒子を高い生産性で得ることができる微粒子の製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problems based on the prior art and to produce high-quality fine particles having a uniform particle size with high productivity as in Japanese Patent Application No. 2003-415560, which is the prior application of the present inventors. It is providing the manufacturing method of the microparticles | fine-particles which can be obtained by this.

上記目的を達成するために、本発明に係る微粒子の製造方法の第１の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を、ケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に分散させてスラリーにし、このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項１）。 In order to achieve the above object, the first aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is to introduce a fine particle production material into a thermal plasma flame to obtain a gas phase mixture, which is a mixture of the gas phase state. A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame comprises converting the fine particle production material into kerosene, gasoline, Alternatively , the slurry is dispersed in one or more kinds of combustible materials selected from octane to form a slurry, and the slurry is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. ).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第２の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を分散媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いてスラリーにし、このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項２）。 Further, in the second aspect of the method for producing fine particles according to the present invention, the fine particle production material is introduced into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and the gas phase state mixture is rapidly cooled, A method for producing fine particles, characterized in that the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame is characterized in that the fine particle production material is obtained from a dispersion medium and kerosene, gasoline, or octane. One or more kinds of combustible materials selected are made into a slurry, and the slurry is made into droplets and introduced into the thermal plasma flame (claim 2).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第３の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を分散媒中に分散させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えてスラリーにし、このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項３）。 Further, in the third aspect of the method for producing fine particles according to the present invention, a fine particle production material is introduced into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and the gas phase state mixture is rapidly cooled, A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame comprises dispersing the fine particle production material in a dispersion medium, and further adding kerosene. One or more flammable materials selected from gasoline, octane, or octane are added to form a slurry, and the slurry is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 3).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第４の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料をケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に懸濁させてコロイド溶液とし、このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項４）。 Further, the fourth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is to form a gas phase mixture by introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame, and rapidly quench the gas phase mixture. A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame is selected from kerosene, gasoline, or octane. The colloidal solution is suspended in one or more kinds of combustible materials, and the colloidal solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame (claim 4 ).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第５の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を分散媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に懸濁させてコロイド溶液とし、このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項５）。 Further, a fifth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is to make a gas phase mixture by introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame, and by rapidly cooling the gas phase mixture, A method for producing fine particles, characterized in that the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame is characterized in that the fine particle production material is obtained from a dispersion medium and kerosene, gasoline, or octane. suspended in one or more flammable materials selected as a colloidal solution, characterized in that the colloidal solution is to introduce into the thermal plasma flame by dropletized (claim 5) .

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第６の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を分散媒中に懸濁させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えてコロイド溶液とし、このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項６）。 Further, a sixth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is a method of introducing a fine particle production material into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and quenching the gas phase state mixture, A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame further comprises suspending the fine particle production material in a dispersion medium. One or more types of combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane are added to form a colloid solution, and the colloid solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. (Claim 6 ).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第７の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料をケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を用いて溶解させて溶液とし、この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項７）。 Further, a seventh aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is that a fine particle production material is introduced into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and the gas phase state mixture is rapidly cooled. A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame is selected from kerosene, gasoline, or octane. One or more kinds of combustible materials are dissolved to form a solution, and the solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame (claim 7 ).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第８の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を溶媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いて溶解させて溶液とし、この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項８）。 Further, an eighth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is to form a gas phase mixture by introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame, and rapidly quench the gas phase mixture. A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame selects the fine particle production material from a solvent and kerosene, gasoline, or octane. a solution dissolved with the one or more combustible material being characterized in that the solution is intended to be introduced into the thermal plasma flame by droplets of (claim 8).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第９の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料を溶媒中に溶解させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えて溶液とし、この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項９）。 Further, a ninth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is to form a gas phase mixture by introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame, and rapidly quench the gas phase state mixture, A method for producing fine particles, characterized by producing fine particles, wherein the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame comprises dissolving the fine particle production material in a solvent, and further adding kerosene, One or more kinds of combustible materials selected from gasoline or octane are added to form a solution, and the solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame (claim 9 ). ).

また、本発明に係る微粒子の製造方法の第１０の態様は、微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、前記微粒子製造用材料をキャリアガスとケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いて分散させ、この分散させた微粒子製造用材料を前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする（請求項１０）。 Further, a tenth aspect of the method for producing fine particles according to the present invention is a method of introducing a fine particle production material into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and quenching the gas phase mixture. A method for producing fine particles, characterized in that the step of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame is characterized in that the fine particle production material is obtained from a carrier gas and kerosene, gasoline, or octane. One or more kinds of combustible materials selected are dispersed, and the dispersed fine particle production material is introduced into the thermal plasma flame (claim 10 ).

本明細書中でいうスラリーとコロイド溶液並びに溶液の定義としては、液体中に普通の光学顕微鏡では認められないが、原子あるいは低分子よりは大きい固体粒子が分散した状態にあるものをコロイド溶液（ゾルとも呼ばれる）、これより大きい粒子、すなわち普通の光学顕微鏡で見える程度の大きさの粒子が分散した状態にあるものをスラリーとし、また、イオン化している状態にあるものを、過飽和状態となって析出物が存在している状態をも含めて溶液と、それぞれ呼んでいる。しかしながら、本発明は、このような分散状態の如何に関わるものではなく、要は、微粒子を形成するための前駆体を含めた微粒子製造用材料またはその分解物が、何らかの状態で気体を含めた分散媒中に分散している状態を出発状態とするものである。   The definition of the slurry, colloidal solution, and solution in the present specification is a colloidal solution (which is not recognized by a normal optical microscope in a liquid, but in which solid particles larger than atoms or small molecules are dispersed. (Also called sol), larger particles, that is, particles in a size that can be seen with an ordinary optical microscope are dispersed, and those that are ionized are supersaturated. Each of them is called a solution including a state where precipitates exist. However, the present invention does not relate to such a dispersed state. In short, a material for producing fine particles including a precursor for forming fine particles or a decomposition product thereof includes a gas in some state. The state in which it is dispersed in the dispersion medium is the starting state.

ここで、前記可燃性材料は、熱プラズマ炎の温度を上昇させるとともに、熱プラズマを安定させるような作用を有することが好ましい（請求項１１）。なお、この可燃性材料としては、液体状または固体状の各種のものが使用可能である。固体状の可燃性材料を使用する場合は、固体状の可燃性材料を溶媒（溶媒として用いられている可燃性材料を含む）中に分散ないし溶解させて用いることが好ましい。 Wherein said combustible material, with raising the temperature of the thermal plasma flame, it is preferable to have an effect, such as stabilizing the thermal plasma (claim 11). As the combustible material, various liquid or solid materials can be used. When using a solid combustible material, it is preferable to disperse or dissolve the solid combustible material in a solvent (including a combustible material used as a solvent).

また、前記スラリー，コロイド溶液，溶液または分散させた微粒子製造用材料に、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加することが好ましい（請求項１２〜１５）。 In addition, it is preferable to add one or a mixture of two or more selected from the group consisting of a surfactant, a polymer and a coupling agent to the slurry, colloidal solution, solution or dispersed fine particle production material ( Claims 12-15 ).

また、前記微粒子を構成する成分は、原子番号３〜６，１１〜１５，１９〜３４，３７〜５２，５５〜６０，６２〜７９および８１〜８３の元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体，金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物であることが好ましい（請求項１６）。 The component constituting the fine particles is at least one selected from the group consisting of the elements of atomic numbers 3 to 6, 11 to 15, 19 to 34, 37 to 52, 55 to 60, 62 to 79, and 81 to 83. Elemental oxides, complex oxides, complex oxides, oxide solid solutions, metals, alloys, hydroxides, carbonates, halides, sulfides, nitrides, carbides, hydrides, metal salts or metal organic compounds (Claim 16 ).

本発明に係る微粒子の製造方法によれば、生産性が高く、均一な粒径を有し、品質の高い微粒子を製造することが可能である。
より具体的には、本発明に係る微粒子の製造方法によれば、従来知られている半導体基板，プリント基板，各種電気絶縁部品などの電気絶縁材料等への利用に加えて、燃料電池の電極や電解質材料および各種触媒などの新規な分野への応用が可能な高い機能性を有する微粒子を製造することが可能である。 According to the method for producing fine particles according to the present invention, it is possible to produce fine particles having high productivity, a uniform particle size, and high quality.
More specifically, according to the method for producing fine particles according to the present invention, in addition to the use for conventionally known electrical insulating materials such as a semiconductor substrate, a printed circuit board, and various electrical insulating parts, the electrode of the fuel cell It is possible to produce fine particles having high functionality that can be applied to new fields such as electrolyte materials and various catalysts.

なお、可燃性材料を用いる場合には、分散媒と微粒子製造用材料との総質量に対する可燃性材料の質量を増加させることにより、本発明に係る微粒子の回収量を増加させることも可能である。   In the case of using a flammable material, it is possible to increase the amount of collected fine particles according to the present invention by increasing the mass of the flammable material relative to the total mass of the dispersion medium and the fine particle production material. .

〔第一の実施形態〕
以下、本発明に係る微粒子の製造方法を実施するための第一の実施形態として、スラリーを用いて微粒子を製造する製造方法および製造装置について、添付の図面を用いて詳細に説明する。 [First embodiment]
Hereinafter, as a first embodiment for carrying out a method for producing fine particles according to the present invention, a production method and a production apparatus for producing fine particles using a slurry will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子の製造方法を実施するための微粒子製造装置の全体構成を示す模式的断面図である。本実施形態に係る微粒子製造装置１０は、熱プラズマを発生させるプラズマトーチ１２と、微粒子製造用材料（以下、原材料という）をプラズマトーチ１２内へ供給する原材料供給装置１４と、微粒子を生成するチャンバ１６と、生成された微粒子１８を回収する回収部２０とを含んで構成される。また、図２には、プラズマトーチ１２付近の部分拡大図が示されている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a fine particle production apparatus for carrying out a fine particle production method according to an embodiment of the present invention. The fine particle production apparatus 10 according to the present embodiment includes a plasma torch 12 that generates thermal plasma, a raw material supply apparatus 14 that supplies a fine particle production material (hereinafter referred to as a raw material) into the plasma torch 12, and a chamber that generates fine particles. 16 and a collection unit 20 that collects the generated fine particles 18. FIG. 2 shows a partially enlarged view of the vicinity of the plasma torch 12.

図２に示すように、プラズマトーチ１２は、石英管１２ａと、その外側を取り巻く高周波発振用コイル１２ｂとで構成される。プラズマトーチ１２の上部には、原材料とキャリアガスをプラズマトーチ１２内に導入するための導入管１２ｄがその中央部に設けられており、プラズマガス導入口１２ｃがその周辺部に形成されている。   As shown in FIG. 2, the plasma torch 12 includes a quartz tube 12a and a high-frequency oscillation coil 12b surrounding the outside. In the upper part of the plasma torch 12, an introduction pipe 12d for introducing the raw material and the carrier gas into the plasma torch 12 is provided in the center thereof, and a plasma gas inlet 12c is formed in the periphery thereof.

プラズマガスは、プラズマガス供給源２２からプラズマガス導入口１２ｃに送りこまれる。プラズマガスとしては、例えば、アルゴン、窒素、水素、酸素等が挙げられる。プラズマガス供給源２２には、例えば、２種類のプラズマガスが準備されている。プラズマガスは、プラズマガス供給源２２からリング状のプラズマガス導入口１２ｃを介して、矢印Ｐで示されるようにプラズマトーチ１２内に送り込まれてくる。そして、高周波発振用コイル１２ｂに高周波電流が供給されて、熱プラズマ炎２４が発生する。   The plasma gas is sent from the plasma gas supply source 22 to the plasma gas inlet 12c. Examples of the plasma gas include argon, nitrogen, hydrogen, oxygen, and the like. For example, two types of plasma gas are prepared in the plasma gas supply source 22. The plasma gas is sent from the plasma gas supply source 22 into the plasma torch 12 as indicated by an arrow P through the ring-shaped plasma gas inlet 12c. Then, a high frequency current is supplied to the high frequency oscillation coil 12b, and a thermal plasma flame 24 is generated.

なお、石英管１２ａの外側は、同心円状に形成された管（図示せず）で囲まれており、この管と石英管１２ａとの間に冷却水（図示せず）が循環して、石英管１２ａを水冷し、プラズマトーチ１２内で発生した熱プラズマ炎２４により石英管１２ａが高温になりすぎるのを防止している。   The outside of the quartz tube 12a is surrounded by a tube (not shown) formed concentrically, and cooling water (not shown) circulates between this tube and the quartz tube 12a. The tube 12a is cooled with water, and the quartz tube 12a is prevented from becoming too hot due to the thermal plasma flame 24 generated in the plasma torch 12.

原材料をプラズマトーチ１２内へ供給する原材料供給装置１４は、プラズマトーチ１２の上部に設けられた導入管１２ｄへ管２６を介して接続されている。本発明の特徴は、原材料供給装置１４から供給される原材料として、粉末原材料を可燃性材料としての可燃性溶媒に入れて攪拌しスラリー１４ａとしたもの、または、粉末原材料を分散媒中に入れて攪拌し、さらに、可燃性溶媒を加え攪拌し、スラリー１４ａとしたものが用いられることである。このスラリー１４ａが原材料供給装置１４から供給される。   The raw material supply device 14 for supplying the raw material into the plasma torch 12 is connected to an introduction pipe 12 d provided at the upper part of the plasma torch 12 via a pipe 26. A feature of the present invention is that the raw material supplied from the raw material supply device 14 is a mixture of a powder raw material in a combustible solvent as a combustible material and stirred to form a slurry 14a, or a powder raw material is put in a dispersion medium. Stirring is performed, and a combustible solvent is further added and stirred to form a slurry 14a. The slurry 14 a is supplied from the raw material supply device 14.

原材料供給装置１４には、スラリー１４ａを入れる容器１４ｂと、容器１４ｂ中のスラリー１４ａを攪拌する攪拌機１４ｃと、管２６を介してスラリー１４ａに高圧をかけプラズマトーチ１２内に供給するためのポンプ１４ｄと、噴霧ガス供給源１４ｅとが備えられている。押し出し圧力がかけられた噴霧ガスが、噴霧ガス供給源１４ｅからスラリー１４ａと共に、矢印ｇで示されるように、導入管１２ｄを介してプラズマトーチ１２内へ供給される。これにより、スラリー１４ａがプラズマトーチ１２内に噴霧され、スラリー１４ａを液滴化させることができる。噴霧ガスには、アルゴン、窒素、水素、酸素、空気等が用いられる。このように、スラリー１４ａに高圧をかけ、気体である噴霧ガスによりスラリーを噴霧する機構を二流体ノズル機構といい、スラリー１４ａを液滴化させる一つの方法として用いられる。   The raw material supply device 14 includes a container 14b for containing the slurry 14a, a stirrer 14c for stirring the slurry 14a in the container 14b, and a pump 14d for applying high pressure to the slurry 14a via the pipe 26 and supplying the slurry 14a into the plasma torch 12. And a spray gas supply source 14e. The spray gas subjected to the extrusion pressure is supplied from the spray gas supply source 14e together with the slurry 14a into the plasma torch 12 through the introduction pipe 12d as indicated by an arrow g. Thereby, the slurry 14a is sprayed in the plasma torch 12, and the slurry 14a can be made into droplets. Argon, nitrogen, hydrogen, oxygen, air or the like is used as the atomizing gas. As described above, a mechanism that applies high pressure to the slurry 14a and sprays the slurry with a spray gas that is a gas is called a two-fluid nozzle mechanism, and is used as one method for forming the slurry 14a into droplets.

一方、プラズマトーチ１２の下方に隣接して設けられたチャンバ１６では、微粒子１８が生成される。つまり、原材料供給装置１４からプラズマトーチ１２内に噴霧された（液滴化された）スラリー１４ａは、熱プラズマ炎２４中で反応して蒸発した気相状態の混合物となり、その直後にチャンバ１６内で急冷され、微粒子１８が生成される。   On the other hand, fine particles 18 are generated in a chamber 16 provided adjacent to the lower side of the plasma torch 12. That is, the slurry 14a sprayed (droplet-formed) from the raw material supply device 14 into the plasma torch 12 reacts in the thermal plasma flame 24 to become a vapor phase mixture which is evaporated, and immediately after that, in the chamber 16 Is rapidly cooled to produce fine particles 18.

チャンバ１６の側方下部には、生成された微粒子１８を回収する回収部２０が設けられている。回収部２０は回収室２０ａと、回収室２０ａ内に設けられたフィルター２０ｂと、回収室２０ａ上部に設けられた管２０ｃを介して接続された真空ポンプ（図示せず）とを備える。生成された微粒子１８は、真空ポンプ（図示せず）で吸引されることにより、回収室２０ａ内に引き込まれ、フィルター２０ｂ表面に留まった状態にされて回収される。   A collection unit 20 that collects the generated fine particles 18 is provided at a lower side portion of the chamber 16. The recovery unit 20 includes a recovery chamber 20a, a filter 20b provided in the recovery chamber 20a, and a vacuum pump (not shown) connected via a pipe 20c provided in the upper portion of the recovery chamber 20a. The generated fine particles 18 are sucked into a collection chamber 20a by being sucked by a vacuum pump (not shown), and are collected while remaining on the surface of the filter 20b.

次に、上述した微粒子製造装置１０の作用を述べつつ、この微粒子製造装置１０を用いて、本発明の第一の実施形態に係る、スラリーを用いた微粒子の製造方法について説明する。   Next, a method for producing fine particles using slurry according to the first embodiment of the present invention will be described using the fine particle production device 10 while describing the operation of the fine particle production device 10 described above.

本実施形態に係る微粒子の製造方法では、まず、粉末状にされた原材料（以下、「粉末原材料」ともいう）を分散媒中に分散させ、この粉末原材料を分散させた分散媒中に、可燃性溶媒を添加・混合してスラリーにする。スラリー中の粉末原材料と分散媒と可燃性溶媒との質量比は、一例として４：３：３（４０％：３０％：３０％）にすることが考えられるが、粉末原材料と分散媒と可燃性溶媒との質量比を適宜変更して、スラリーを作成することが可能である。   In the method for producing fine particles according to the present embodiment, first, a powdered raw material (hereinafter also referred to as “powder raw material”) is dispersed in a dispersion medium, and then combustible in the dispersion medium in which the powder raw material is dispersed. Add and mix the organic solvent into a slurry. As an example, the mass ratio of the powder raw material, the dispersion medium, and the combustible solvent in the slurry may be 4: 3: 3 (40%: 30%: 30%). The slurry can be prepared by appropriately changing the mass ratio with the organic solvent.

より具体的には、粉末原材料と分散媒と可燃性溶媒との合計質量を１００％として、粉末原材料はその内の１〜８０％、また、この残りを１００％とした場合に、分散媒はその内の１〜９９％、可燃性溶媒はその内の９９〜１％の範囲内で、かつ、合計質量が常に１００％となる範囲内で適宜変更してもよい。   More specifically, when the total mass of the powder raw material, the dispersion medium and the combustible solvent is 100%, the powder raw material is 1 to 80% of the total, and the rest is 100%, the dispersion medium is Of these, 1 to 99%, the flammable solvent may be appropriately changed within the range of 99 to 1%, and the total mass is always 100%.

ここで、粉末原材料は、熱プラズマ炎により蒸発させられるものであれば、その種類を問わないが、好ましくは、以下のものがよい。すなわち、原子番号３〜６，１１〜１５，１９〜３４，３７〜５２，５５〜６０，６２〜７９および８１〜８３の元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体，金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物を適宜選択すればよい。   Here, the kind of powder raw material is not limited as long as it can be evaporated by a thermal plasma flame, but the following are preferable. That is, a simple oxide containing at least one selected from the group consisting of the elements of atomic numbers 3 to 6, 11 to 15, 19 to 34, 37 to 52, 55 to 60, 62 to 79, and 81 to 83, and a composite An oxide, a double oxide, an oxide solid solution, a metal, an alloy, a hydroxide, a carbonate compound, a halide, a sulfide, a nitride, a carbide, a hydride, a metal salt, or a metal organic compound may be appropriately selected.

なお、単体酸化物とは酸素以外に１種の元素からなる酸化物をいい、複合酸化物とは微粒子が複数種の酸化物から構成されるものをいい、複酸化物とは２種以上の酸化物からできている高次酸化物をいい、酸化物固溶体とは異なる酸化物が互いに均一に溶け合った固体をいう。また、金属とは１種以上の金属元素のみで構成されるものをいい、合金とは２種類以上の金属元素から構成されるものをいい、その組織状態としては、固溶体，共融混合物，金属間化合物あるいはそれらの混合物をなす場合がある。   The simple oxide means an oxide composed of one kind of element other than oxygen, the composite oxide means that the fine particles are composed of plural kinds of oxides, and the double oxide means two or more kinds of oxides. A higher-order oxide made of an oxide, which is a solid in which oxides different from an oxide solid solution are uniformly dissolved. A metal means only one or more kinds of metal elements, and an alloy means two or more kinds of metal elements. Its structure is a solid solution, eutectic mixture, metal. It may form an intercalation compound or a mixture thereof.

また、水酸化物とは水酸基と１種類以上の金属元素から構成されるものをいい、炭酸化合物とは炭酸基と１種以上の金属元素から構成されるものをいい、ハロゲン化物とはハロゲン元素と１種以上の金属元素から構成されるものをいい、硫化物とは硫黄と１種以上の金属元素から構成されるものをいう。また、窒化物とは窒素と１種以上の金属元素から構成されるものをいい、炭化物とは炭素と１種以上の金属元素から構成されるものをいい、水素化物とは水素と１種類以上の金属元素から構成されるものをいう。また、金属塩は少なくとも１種以上の金属元素を含むイオン性化合物をいい、金属有機化合物とは１種類以上の金属元素と少なくともＣ，Ｏ，Ｎ元素のいずれかとの結合を含む有機化合物をいい、金属アルコキシドや有機金属錯体等が挙げられる。   A hydroxide is a compound composed of a hydroxyl group and one or more metal elements, a carbonate compound is a compound composed of a carbonate group and one or more metal elements, and a halide is a halogen element. And one or more metal elements, and a sulfide means one composed of sulfur and one or more metal elements. Nitride means nitrogen and one or more metal elements, carbide means carbon and one or more metal elements, and hydride means hydrogen and one or more metal elements. It consists of metal elements. A metal salt refers to an ionic compound containing at least one metal element, and a metal organic compound refers to an organic compound including a bond between one or more metal elements and at least one of C, O, and N elements. And metal alkoxides and organometallic complexes.

例えば、単体酸化物としては、酸化チタン（ＴiＯ２），酸化ジルコニウム（ＺrＯ２），酸化カルシウム（ＣaＯ），酸化珪素（ＳiＯ２），酸化アルミニウム（アルミナ：Ａl２Ｏ３），酸化銀（Ａg２Ｏ），酸化鉄、酸化マグネシウム（ＭgＯ），酸化マンガン（Ｍn３Ｏ４），酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３），酸化セリウム、酸化サマリウム，酸化ベリリウム（ＢeＯ），酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５），酸化クロム（Ｃr２Ｏ３），酸化バリウム（ＢaＯ）などを挙げることができる。 For example, as a single oxide, titanium oxide (TiO 2 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), calcium oxide (CaO), silicon oxide (SiO 2 ), aluminum oxide (alumina: Al 2 O 3 ), silver oxide (Ag) 2 O), iron oxide, magnesium oxide (MgO), manganese oxide (Mn 3 O 4 ), yttrium oxide (Y 2 O 3 ), cerium oxide, samarium oxide, beryllium oxide (BeO), vanadium oxide (V 2 O 5 ), Chromium oxide (Cr 2 O 3 ), barium oxide (BaO), and the like.

また、複合酸化物としては、アルミン酸リチウム（ＬiＡlＯ２），バナジウム酸イットリウム，リン酸カルシウム，ジルコン酸カルシウム（ＣaＺrＯ３），ジルコン酸チタン鉛，酸化チタン鉄（ＦeＴiＯ３），酸化チタンコバルト（ＣoＴiＯ３）を、複酸化物としては、錫酸バリウム（ＢaＳnＯ３），（メタ）チタン酸バリウム（ＢaＴiＯ３），チタン酸鉛（ＰbＴiＯ３），チタン酸バリウムに酸化ジルコニウムと酸化カルシウムが固溶した固溶体などを挙げることができる。
さらに、水酸化物としてはＺr（ＯＨ）４、炭酸化合物としてはＣaＣＯ３、ハロゲン化物としてはＭgＦ２、硫化物としてはＺnＳ、窒化物としてはＴiＮ、炭化物としてはＳiＣ、水素化物としてはＴiＨ２等を挙げることができる。 The complex oxides include lithium aluminate (LiAlO 2 ), yttrium vanadate, calcium phosphate, calcium zirconate (CaZrO 3 ), lead zirconate titanium, iron oxide titanium (FeTiO 3 ), and cobalt cobalt oxide (CoTiO 3 ). As a double oxide, barium stannate (BaSnO 3 ), (meth) barium titanate (BaTiO 3 ), lead titanate (PbTiO 3 ), solid solution of zirconium oxide and calcium oxide in barium titanate, etc. Can be mentioned.
Further, Zr (OH) 4 as a hydroxide, CaCO 3 as a carbonate compound, MgF 2 as a halide, ZnS as a sulfide, TiN as a nitride, SiC as a carbide, and TiH 2 as a hydride. Etc.

また、ここで用いる可燃性溶媒は、熱プラズマ炎２４を安定させるような作用を有するもので、沸点２０℃〜４００℃のものであればよい。可燃性溶媒としては、ケロシンやガソリン，オクタン，アルコール類等が用いられる。この可燃性溶媒を粉末原材料が分散されている分散媒中に導入することにより、反応場の温度が上昇し反応が促進されることに加え、可燃性溶媒自身の燃焼により炎が拡大されるため、反応に用いる熱プラズマ炎２４が可燃性溶媒を用いない場合より安定し、安定した連続運転を実施することができる。   Further, the flammable solvent used here has an effect of stabilizing the thermal plasma flame 24 and may have a boiling point of 20 ° C. to 400 ° C. As the flammable solvent, kerosene, gasoline, octane, alcohols and the like are used. By introducing the combustible solvent into the dispersion medium in which the powder raw material is dispersed, the temperature of the reaction field is increased and the reaction is promoted, and the flame is expanded by the combustion of the combustible solvent itself. The thermal plasma flame 24 used for the reaction is more stable than when no flammable solvent is used, and a stable continuous operation can be performed.

なお、前述の通り、この可燃性材料としては、液体状のみならず、各種の固体状のものも使用可能である。固体状の可燃性材料を使用する場合には、固体状の可燃性材料を溶媒（溶媒として用いられている可燃性材料を含む）中に分散ないし溶解させて用いることが好ましい。   As described above, as the combustible material, not only liquid but also various solid materials can be used. When using a solid combustible material, it is preferable to disperse or dissolve the solid combustible material in a solvent (including a combustible material used as a solvent).

さらに、スラリー１４ａを作成する際に、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加してもよい。界面活性剤としては、例えばノニオン性界面活性剤であるソルビタン脂肪酸エステル、高分子としては、例えばポリアクリル酸アンモニウム、カップリング剤としては、例えばシランカップリング剤等が用いられる。界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物をスラリー１４ａに添加することにより、粉末原材料が液中で凝集することをより効果的に防いで、スラリー１４ａを安定化させることができる。なお、スラリー１４ａの分散媒には、例えば、水，アルコール等の液体が用いられる。   Furthermore, when preparing the slurry 14a, you may add the 1 type, or 2 or more types of mixture chosen from the group which consists of surfactant, a polymer, and a coupling agent. As the surfactant, for example, a sorbitan fatty acid ester which is a nonionic surfactant, as the polymer, for example, ammonium polyacrylate, and as the coupling agent, for example, a silane coupling agent or the like is used. By adding one or more mixtures selected from the group consisting of a surfactant, a polymer, and a coupling agent to the slurry 14a, the powder raw material is more effectively prevented from aggregating in the liquid, The slurry 14a can be stabilized. In addition, liquids, such as water and alcohol, are used for the dispersion medium of the slurry 14a, for example.

上記のようにして作成されたスラリー１４ａは、図１に示されるように、原材料供給装置１４の容器１４ｂ内に入れられ、攪拌機１４ｃで攪拌される。これにより、液中の粉末原材料が沈殿することを防止し、粉末原材料が分散された状態のスラリー１４ａが維持される。   As shown in FIG. 1, the slurry 14 a created as described above is placed in a container 14 b of the raw material supply device 14 and stirred by a stirrer 14 c. Thereby, the powder raw material in the liquid is prevented from being precipitated, and the slurry 14a in which the powder raw material is dispersed is maintained.

次に、液滴化させたスラリー１４ａを、噴霧ガス供給源１４ｅから供給される噴霧ガスにより熱プラズマ炎２４中に導入してスラリー１４ａを蒸発させ、気相状態の混合物にする。つまり、液滴化されたスラリー１４ａは、プラズマトーチ１２内に供給されることにより、プラズマトーチ１２内に発生している熱プラズマ炎２４中に導入され、蒸発する結果、気相状態の混合物となる。   Next, the slurry 14a formed into droplets is introduced into the thermal plasma flame 24 by the spray gas supplied from the spray gas supply source 14e, and the slurry 14a is evaporated to form a gas phase mixture. In other words, the slurry 14a in droplet form is supplied into the plasma torch 12 and is introduced into the thermal plasma flame 24 generated in the plasma torch 12 to evaporate. Become.

なお、液滴化されたスラリー１４ａが熱プラズマ炎２４中で気相状態になる必要があるため、熱プラズマ炎２４の温度は、熱プラズマ炎２４中に導入される液滴化されたスラリーに含まれる原材料の沸点よりも、高いことが必要である。一方、熱プラズマ炎２４の温度が高いほど、原材料が容易に気相状態になるので好ましいが、特に温度は限定されず、原材料に応じて温度が適宜選択される。例えば、ガス条件等を変更することにより熱プラズマ炎２４の温度を６０００℃とすることもできるし、理論上は、１００００℃程度に達するものと考えられる。   Since the dropletized slurry 14 a needs to be in a gas phase state in the thermal plasma flame 24, the temperature of the thermal plasma flame 24 is changed to the dropletized slurry introduced into the thermal plasma flame 24. It must be higher than the boiling point of the raw materials involved. On the other hand, the higher the temperature of the thermal plasma flame 24, the more preferable because the raw material easily enters a gas phase state, but the temperature is not particularly limited, and the temperature is appropriately selected according to the raw material. For example, the temperature of the thermal plasma flame 24 can be set to 6000 ° C. by changing the gas conditions and the like, and it is considered that the temperature reaches about 10000 ° C. in theory.

また、プラズマトーチ１２内における熱プラズマ炎２４の雰囲気は、大気圧以下であることが好ましい。大気圧以下の雰囲気については、特に限定されないが、例えば５Ｔorr〜７５０Ｔorrとすることが考えられる。   The atmosphere of the thermal plasma flame 24 in the plasma torch 12 is preferably atmospheric pressure or lower. The atmosphere at atmospheric pressure or lower is not particularly limited, but for example, 5 Torr to 750 Torr can be considered.

熱プラズマ炎２４中で反応しスラリー１４ａを蒸発させた気相状態の混合物をチャンバ１６内で急冷することにより、微粒子１８が生成される。生成された微粒子１８は、真空ポンプ（図示せず）により吸引され、回収部２０のフィルター２０ｂで回収される。   The mixture in the vapor phase obtained by reacting in the thermal plasma flame 24 and evaporating the slurry 14 a is rapidly cooled in the chamber 16, whereby fine particles 18 are generated. The generated fine particles 18 are sucked by a vacuum pump (not shown) and collected by the filter 20b of the collection unit 20.

また、本実施形態に係る微粒子の製造方法においては、粉末原材料を可燃性溶媒中に直接分散させてスラリー１４ａとしてもよく、必ずしも、粉末原材料を分散させた分散液に、可燃性溶媒を加えてスラリーにする必要はない。   Further, in the method for producing fine particles according to the present embodiment, the powder raw material may be directly dispersed in the combustible solvent to form the slurry 14a. The combustible solvent is not necessarily added to the dispersion liquid in which the powder raw material is dispersed. There is no need to make a slurry.

また、噴霧ガス（またはキャリアガス）としては、一般には、空気，窒素，アルゴンまたは水素等の使用が考えられるが、生成される微粒子が酸化物粒子の場合には、前記噴霧ガス（またはキャリアガス）として酸素を用いるとよい。   In general, use of air, nitrogen, argon, hydrogen, or the like as the spray gas (or carrier gas) is conceivable. However, when the generated fine particles are oxide particles, the spray gas (or carrier gas) is used. ) May be oxygen.

本実施形態に係る製造方法により製造される微粒子は、その粒度分布幅が狭い、すなわち均一な粒径を有し、粗大粒子の混入が少なく、具体的には、その平均粒径は、１ｎｍから２００ｎｍである。本実施形態に係る微粒子の製造方法では、例えば酸化物微粒子、より詳しくは、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体等の微粒子を製造することができる。また、さらに、金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物等を原材料とする化学変化を伴う微粒子も製造することができる。   The fine particles produced by the production method according to the present embodiment have a narrow particle size distribution width, that is, a uniform particle size, and are less mixed with coarse particles. Specifically, the average particle size is from 1 nm. 200 nm. In the method for producing fine particles according to the present embodiment, for example, oxide fine particles, more specifically, fine particles such as simple oxides, composite oxides, double oxides, oxide solid solutions, and the like can be produced. In addition, fine particles with chemical changes using metals, alloys, hydroxides, carbonates, halides, sulfides, nitrides, carbides, hydrides, metal salts or metal organic compounds as raw materials can be produced. it can.

本実施形態に係る製造方法のように、粉末原材料が分散媒中に分散された状態では、粉末原材料の凝集が解消され、分散媒中で原材料の粒子が分散した状態となっている。このような分散媒中に可燃性溶媒を導入することにより、反応温度が上昇し、熱プラズマ炎発生領域が拡大される。この作用を受けて、反応が促進され、粉末原材料の蒸発量が増加することにより、本実施形態に係る製造方法では、生成される微粒子の回収率が増加する。さらに、可燃性溶媒の燃焼による炎の発生により、熱プラズマ発生領域が拡大し、熱プラズマ炎の安定性が得られるため、安定した連続運転を実施することができる。   In the state where the powder raw material is dispersed in the dispersion medium as in the manufacturing method according to the present embodiment, the aggregation of the powder raw material is eliminated and the particles of the raw material are dispersed in the dispersion medium. By introducing a combustible solvent into such a dispersion medium, the reaction temperature rises and the thermal plasma flame generation region is expanded. By receiving this action, the reaction is promoted and the amount of evaporation of the powder raw material is increased, so that the recovery rate of the generated fine particles is increased in the manufacturing method according to the present embodiment. Furthermore, the generation of a flame due to the combustion of the combustible solvent expands the thermal plasma generation region, and the stability of the thermal plasma flame can be obtained, so that stable continuous operation can be performed.

また、本実施形態に係る製造方法では、液滴化させたスラリー１４ａをプラズマトーチ１２内に供給するので、粉末原材料を直接供給する従来の方法に比べて、供給量を常に一定に制御することが容易となる。これにより、熱プラズマ炎２４中に、常に一定量の液滴化したスラリーを導入して反応させることが可能になり、生成される微粒子は組成制御され、粗大粒子ができにくく、粒径分布が狭く粒径が均一で、品質の良い高純度な微粒子を製造することができる。   Further, in the manufacturing method according to the present embodiment, the slurry 14a that has been made into droplets is supplied into the plasma torch 12, so that the supply amount is always controlled to be constant as compared with the conventional method in which the powder raw material is directly supplied. Becomes easy. As a result, it is possible to always introduce a certain amount of slurry into the thermal plasma flame 24 to cause the reaction, and the fine particles to be produced are controlled in composition, making it difficult to form coarse particles and having a particle size distribution. High-quality fine particles with a narrow and uniform particle size and good quality can be produced.

さらに、粉末原材料はスラリー１４ａにされるので、微粒子の原材料となる金属塩を溶液に溶解させて溶解液とする場合のように、原材料の溶解度による制限がない。つまり、スラリー１４ａは、液中に、その溶解度以上の量の粉末原材料を混入させることができる。このため、生成される微粒子の量産性を増大させることができる。   Furthermore, since the powder raw material is made into the slurry 14a, there is no limitation due to the solubility of the raw material as in the case where a metal salt that is a raw material of fine particles is dissolved in a solution to form a solution. That is, the slurry 14a can be mixed with a powder raw material in an amount higher than its solubility in the liquid. For this reason, the mass productivity of the produced fine particles can be increased.

さらに、液中に粉末原材料を入れて攪拌するだけでスラリー１４ａにすることができるので、原材料を調製する等の取り扱いが容易である。
なお、気相状態の混合物をチャンバ１６内で効率的に急冷するために、チャンバ１６内に冷却用のガスを吹き込むこと、あるいは生成された微粒子がチャンバ１６内壁に付着するのを防止するためにチャンバ１６の内壁に沿ってガスを吹き込むことが好ましい。 Furthermore, since the slurry 14a can be obtained simply by putting the powder raw material in the liquid and stirring, handling such as preparation of the raw material is easy.
In order to efficiently cool the gas phase mixture in the chamber 16, a cooling gas is blown into the chamber 16, or the generated fine particles are prevented from adhering to the inner wall of the chamber 16. A gas is preferably blown along the inner wall of the chamber 16.

〔第二の実施形態〕
次に、本発明の第二の実施形態として、コロイド溶液を用いて微粒子を製造する製造方法について説明する。 [Second Embodiment]
Next, as a second embodiment of the present invention, a manufacturing method for manufacturing fine particles using a colloid solution will be described.

前述の通り、本明細書中では、スラリーとコロイド溶液の差異は、主として、液体中に分散されている粒子の大きさや形状にあるものとしている。コロイド粒子は、必ずしも一般的な粒子の形状でなくてもよく、非晶質であってもよい。従って、本実施形態に係る微粒子の製造方法に用いる微粒子製造装置は、上述した第一の実施形態で使用した微粒子製造装置（図１参照）と同様の構成をとることができる。そこで、上述した微粒子製造装置を用いる微粒子の製造方法について、以下に説明する。   As described above, in the present specification, the difference between the slurry and the colloidal solution is mainly in the size and shape of the particles dispersed in the liquid. The colloidal particles do not necessarily have a general particle shape, and may be amorphous. Therefore, the fine particle production apparatus used in the fine particle production method according to the present embodiment can have the same configuration as the fine particle production apparatus (see FIG. 1) used in the first embodiment described above. Accordingly, a method for producing fine particles using the fine particle production apparatus described above will be described below.

本実施形態に係る微粒子の製造方法におけるコロイド溶液の調製方法としては、例えば、各種の金属アルコキシドを原料として用いるゾル−ゲル法（金属アルコキシド法または単にアルコキシド法と呼ばれる）がある。ここで使用する溶媒としては、アルコール系溶媒（エタノール，プロパノール等）が好適に用い得る。ゾル−ゲル法以外に、共沈法やエマルジョン法など様々な液相合成法で、コロイド溶液を調製することができる。   As a method for preparing a colloidal solution in the method for producing fine particles according to the present embodiment, for example, there is a sol-gel method (referred to as a metal alkoxide method or simply an alkoxide method) using various metal alkoxides as raw materials. As the solvent used here, an alcohol solvent (ethanol, propanol, etc.) can be preferably used. In addition to the sol-gel method, a colloidal solution can be prepared by various liquid phase synthesis methods such as a coprecipitation method and an emulsion method.

金属アルコキシドとしては、種々の金属を原料とするものが市販されており、例えば、Ｓi、Ｔi，Ｚr，Ａl等、あるいはＬa−Ａl，Ｍg−Ａl，Ｎi−Ａl，Ｚr−Ａl，Ｂa−Ｚr（二金属アルコキシド）等を原料とするものが挙げられる。これらの金属アルコキシドは、通常は固体であるが、液体の場合もある。   As metal alkoxides, those using various metals as raw materials are commercially available. For example, Si, Ti, Zr, Al, etc., La-Al, Mg-Al, Ni-Al, Zr-Al, Ba-Zr, etc. Examples thereof include those using (bimetallic alkoxide) as a raw material. These metal alkoxides are usually solid but may be liquid.

可燃性材料（可燃性溶媒）を用いる場合には、前記実施形態の説明中で説明した各種のものが好適に用い得る。この可燃性材料を上述のコロイド溶液と混合することにより、反応温度が上昇し反応が促進されることに加え、可燃性材料自身の燃焼により炎が拡大されるため、反応に用いる熱プラズマ炎がより安定することにより、安定した連続運転を実施することが可能になる。   In the case of using a combustible material (combustible solvent), various materials described in the description of the embodiment can be suitably used. By mixing this combustible material with the colloidal solution described above, the reaction temperature rises and the reaction is promoted. In addition, the flame is expanded by the combustion of the combustible material itself. By being more stable, stable continuous operation can be performed.

上述したように、微粒子製造用材料と、溶媒と、可燃性材料とを分散・混合して調製されたコロイド溶液を、図１に示す原材料供給装置１４の容器１４ｂに投入し、攪拌機１４ｃで十分に攪拌する。これにより、コロイド溶液中における分散状態が良好に維持される。なお、微粒子製造用材料と、溶媒と、可燃性材料とを容器１４ｂに投入し、上記コロイド溶液を原材料供給装置１４で調製するようにしてもよい。   As described above, the colloidal solution prepared by dispersing and mixing the fine particle production material, the solvent, and the combustible material is put into the container 14b of the raw material supply apparatus 14 shown in FIG. To stir. Thereby, the dispersion state in a colloidal solution is maintained favorable. Note that the fine particle manufacturing material, the solvent, and the combustible material may be put into the container 14 b and the colloid solution may be prepared by the raw material supply device 14.

以後は、前述の実施形態に示した、粉末原材料をスラリーにして使用した微粒子の製造方法と同様の方法で微粒子を生成する。
本実施形態に係る微粒子の製造方法により製造される微粒子は、その粒度分布幅が狭い、すなわち均一な粒径を有し、粗大粒子の混入が少なく、具体的には、その平均粒径は３〜７０ｎｍである。 Thereafter, the fine particles are generated by the same method as the fine particle production method using the powder raw material as a slurry shown in the above-described embodiment.
The fine particles produced by the fine particle production method according to the present embodiment have a narrow particle size distribution width, that is, a uniform particle size, and there is little mixing of coarse particles. Specifically, the average particle size is 3 ~ 70 nm.

本実施形態に係る微粒子の製造方法によっても、例えば酸化物微粒子、より詳しくは、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体等の微粒子を製造することができる。また、さらに、金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物等を原材料とする化学変化を伴う微粒子も製造することができる。   Also by the method for producing fine particles according to the present embodiment, for example, fine oxide particles, more specifically fine particles such as simple oxides, composite oxides, double oxides, oxide solid solutions, and the like can be produced. In addition, fine particles with chemical changes using metals, alloys, hydroxides, carbonates, halides, sulfides, nitrides, carbides, hydrides, metal salts or metal organic compounds as raw materials can be produced. it can.

〔第三の実施形態〕
次に、本発明の第三の実施形態として、溶媒に原材料を溶解させた溶液を使用する微粒子の製造方法について説明する。なお、本実施形態において使用する原材料（微粒子製造用原材料）の形態は、固体，液体、その他どのようなものであっても構わない。
本実施形態に係る微粒子の製造方法に用いる微粒子製造装置も、前述した第一の実施形態で使用した微粒子製造装置（図１参照）と同様の構成をとることができる。そこで、上述した微粒子製造装置を用いる微粒子の製造方法について、以下に説明する。 [Third embodiment]
Next, as a third embodiment of the present invention, a method for producing fine particles using a solution in which raw materials are dissolved in a solvent will be described. In addition, the form of the raw material (raw material for fine particle production) used in the present embodiment may be solid, liquid, or any other type.
The fine particle production apparatus used in the fine particle production method according to the present embodiment can also have the same configuration as the fine particle production apparatus (see FIG. 1) used in the first embodiment described above. Accordingly, a method for producing fine particles using the fine particle production apparatus described above will be described below.

本実施形態に係る微粒子の製造方法では、まず、原材料を溶媒中に溶解させて溶液にする。前述の通り、ここでいう溶液とは、イオン化している状態にあるものを、過飽和状態となって析出物が存在している状態をも含めて呼んでいる。ここで使用する溶媒としては、水，酸，アルカリ，アルコール，ケトン，エーテル等が好適に用い得る。また、原材料は、使用する溶媒に溶解するものであるため、使用する溶媒によって制限されるが、硝酸塩，酢酸塩，アンモニウム塩，水酸化物，金属アルコキシド，有機金属錯体等が用い得る。   In the method for producing fine particles according to this embodiment, first, raw materials are dissolved in a solvent to form a solution. As described above, the term “solution” here refers to an ionized state including a state in which a precipitate is present in a supersaturated state. As the solvent used here, water, acid, alkali, alcohol, ketone, ether and the like can be suitably used. In addition, since the raw material is dissolved in the solvent used, it is limited by the solvent used, but nitrates, acetates, ammonium salts, hydroxides, metal alkoxides, organometallic complexes, and the like can be used.

上述のように溶液を調製する場合、その濃度は飽和溶解度、あるいはこれをある程度まで超えた濃度（過飽和状態）まで濃くすることができる。また、この溶液に可燃性材料を添加・混合することができる。原材料と、溶媒並びに可燃性材料の混合比については前述の通りである。   When a solution is prepared as described above, the concentration can be increased to saturation solubility or a concentration exceeding this to some extent (supersaturated state). In addition, a flammable material can be added to and mixed with this solution. The mixing ratio of the raw material, the solvent, and the combustible material is as described above.

なお、原材料として金属塩または金属アルコキシドを用いる場合は、これらを溶媒中に溶解させることで溶液を調製する。
ここで、金属塩としては、原子番号３〜６，１１〜１５，１９〜３４，３７〜５２，５５〜６０，６２〜７９および８１〜８３の元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素を含むイオン性化合物から選択すればよい。具体的には、硝酸アルミニウム，硝酸亜鉛，硝酸イットリウム，硝酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム，塩化チタン等を挙げることができる。 In addition, when using a metal salt or a metal alkoxide as a raw material, a solution is prepared by dissolving these in a solvent.
Here, as the metal salt, at least one metal selected from the group consisting of the elements of atomic numbers 3 to 6, 11 to 15, 19 to 34, 37 to 52, 55 to 60, 62 to 79, and 81 to 83 is used. What is necessary is just to select from the ionic compound containing an element. Specific examples include aluminum nitrate, zinc nitrate, yttrium nitrate, zirconium nitrate, zirconium acetate, and titanium chloride.

なお、金属アルコキシドを用いる場合は、前述の第二実施形態に示したものの他にも、Ｌi，Ｎa，Ｃu，Ｃa，Ｓr，Ｂa，Ｚn，Ｂ，Ａl，Ｇa，Ｙ，Ｓi，Ｇe，Ｐb，Ｐ，Ｓb，Ｖ，Ｔa，Ｗ，Ｌa，Ｎd等の種々の金属のアルコキシドを用いることが可能である。   When using a metal alkoxide, in addition to those shown in the second embodiment, Li, Na, Cu, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Al, Ga, Y, Si, Ge, Pb , P, Sb, V, Ta, W, La, Nd and other metal alkoxides can be used.

また、可燃性材料（可燃性溶媒）については、前記実施形態の説明中で説明した各種のものが好適に用い得る。この可燃性材料と金属塩溶液とを混合することにより、反応温度が上昇し反応が促進されることに加え、可燃性材料自身の燃焼により炎が拡大されるため、反応に用いる熱プラズマ炎がより安定することにより、安定した連続運転を実施することが可能になる。   Moreover, about the combustible material (flammable solvent), the various things demonstrated in description of the said embodiment can be used conveniently. By mixing the combustible material and the metal salt solution, the reaction temperature rises and the reaction is promoted. In addition, the flame is expanded by the combustion of the combustible material itself. By being more stable, stable continuous operation can be performed.

上述したように、微粒子製造用材料である金属塩と、溶媒と、可燃性材料とを混合して調製された溶液を、図１に示す原材料供給装置１４の容器１４ｂに投入し、攪拌機１４ｃで十分攪拌する。これにより、上記溶液中で、金属塩と可燃性材料が均一に分散された状態である溶液が維持される。なお、金属塩と、溶媒と、可燃性材料とを容器１４ｂに投入し、上記溶液を原材料供給装置１４で調製するようにしてもよい。   As described above, a solution prepared by mixing a metal salt that is a material for producing fine particles, a solvent, and a combustible material is put into the container 14b of the raw material supply apparatus 14 shown in FIG. Stir well. Thereby, the solution in which the metal salt and the combustible material are uniformly dispersed in the solution is maintained. Note that the metal salt, the solvent, and the combustible material may be put into the container 14 b and the solution may be prepared by the raw material supply device 14.

以後は、前述の実施形態に示した、粉末原材料をスラリーにして使用した微粒子の製造方法と同様の方法で微粒子を生成する。
本実施形態に係る微粒子の製造方法により製造される微粒子は、その粒度分布幅が狭い、すなわち均一な粒径を有し、粗大粒子の混入が少なく、具体的には、その平均粒径は３〜１００ｎｍである。 Thereafter, the fine particles are generated by the same method as the fine particle production method using the powder raw material as a slurry shown in the above-described embodiment.
The fine particles produced by the fine particle production method according to the present embodiment have a narrow particle size distribution width, that is, a uniform particle size, and there is little mixing of coarse particles. Specifically, the average particle size is 3 ~ 100 nm.

本実施形態に係る微粒子の製造方法では、粉末原材料を溶媒中に溶解させた溶液を使用するため、微粒子を製造する際の原料となる金属を容易に分散させることができ、その分散性も非常に高い。従って、より微細でかつ均一な粒径を有する微粒子を生成することができる。   In the method for producing fine particles according to the present embodiment, since a solution in which a powder raw material is dissolved in a solvent is used, a metal that is a raw material for producing fine particles can be easily dispersed, and the dispersibility is also extremely high. Very expensive. Therefore, fine particles having a finer and uniform particle diameter can be generated.

〔第四の実施形態〕
次に、本発明の第四の実施形態として、粉末原材料を（溶媒等を用いずに）分散させて熱プラズマ炎中に導入する微粒子の製造方法について説明する。
本実施形態に係る微粒子の製造方法に用いる微粒子製造装置は、前述した第一〜第三の実施形態において使用した微粒子製造装置（図１参照）の原材料供給装置１４を、粉末原材料を使用するのに適した装置に変更した微粒子製造装置を使用して、微粒子を製造する。但し、ここでも、上述した第一〜第三の実施形態と同様に、粉末原材料が熱プラズマ炎中に導入される際に、分散されている必要がある。 [Fourth embodiment]
Next, as a fourth embodiment of the present invention, a method for producing fine particles in which powder raw materials are dispersed (without using a solvent or the like) and introduced into a thermal plasma flame will be described.
The fine particle production apparatus used in the fine particle production method according to this embodiment uses the raw material supply apparatus 14 of the fine particle production apparatus (see FIG. 1) used in the first to third embodiments described above as a powder raw material. Fine particles are produced using a fine particle production apparatus that has been changed to an apparatus suitable for the above. However, here too, as in the first to third embodiments described above, the powder raw material needs to be dispersed when introduced into the thermal plasma flame.

そこで、本実施形態における材料供給装置は、粉末原材料を分散状態（いわゆる、一次粒子の状態）に維持しつつ定量的にプラズマトーチ内部の熱プラズマ炎中に導入することができるものが好ましい。このような機能を有する材料供給装置として、例えば特許第３２１７４１５号公報に開示されている粉体分散装置のような装置が利用可能である。
以下、まず、本実施形態に用いる微粒子製造装置について説明する。 Therefore, it is preferable that the material supply apparatus in the present embodiment can be quantitatively introduced into the thermal plasma flame inside the plasma torch while maintaining the powder raw material in a dispersed state (so-called primary particle state). As a material supply apparatus having such a function, for example, an apparatus such as a powder dispersion apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3217415 can be used.
Hereinafter, the fine particle manufacturing apparatus used in this embodiment will be described first.

図３に、微粒子製造用材料として粉末材料（つまり、粉末原材料）を使用する場合の原材料供給装置１４０の概略構成を示した。図３に示す原材料供給装置１４０は、主に、粉末原材料を貯蔵する貯蔵槽１４２と、粉末原材料を定量搬送するスクリューフィーダ１６０と、このスクリューフィーダ１６０で搬送された粉末原材料を、最終的に散布される前に一次粒子の状態に分散させる分散部１７０とから構成されている。   FIG. 3 shows a schematic configuration of a raw material supply apparatus 140 when a powder material (that is, a powder raw material) is used as the fine particle manufacturing material. 3 mainly includes a storage tank 142 for storing powder raw materials, a screw feeder 160 for quantitatively conveying the powder raw materials, and finally dispersing the powder raw materials conveyed by the screw feeder 160. It is comprised from the dispersion | distribution part 170 disperse | distributed to the state of a primary particle before being performed.

上述の貯蔵槽１４２には、図示されていないが、排気用配管および吸気用配管が設けられている。また、この貯蔵槽１４２はオイルシール等で密封された圧力容器であり、内部の雰囲気を制御することができるように構成されている。また、貯蔵槽１４２の上部には粉末原材料を導入する導入口（図示されていない）が設けられており、粉末原材料１４４がこの導入口から貯蔵槽１４２内部に投入され、貯蔵される。   Although not shown, the storage tank 142 is provided with an exhaust pipe and an intake pipe. The storage tank 142 is a pressure vessel sealed with an oil seal or the like, and is configured to control the internal atmosphere. In addition, an inlet (not shown) for introducing the powder raw material is provided in the upper part of the storage tank 142, and the powder raw material 144 is introduced into the storage tank 142 from the inlet and stored.

貯蔵槽１４２の内部には、貯蔵されている粉末原材料１４４の凝集を防止するために、攪拌軸１４６とそれに接続された攪拌羽根１４８とが設けられている。攪拌軸１４６は、オイルシール１５０ａと軸受１５２ａによって貯蔵槽１４２で回転可能に配設されている。また、貯蔵槽１４２外部にある攪拌軸１４６の端部は、モータ１５４ａに接続されており、図示されていない制御装置によってその回転が制御される。   Inside the storage tank 142, a stirring shaft 146 and a stirring blade 148 connected thereto are provided in order to prevent the stored powder raw material 144 from agglomerating. The stirring shaft 146 is rotatably arranged in the storage tank 142 by an oil seal 150a and a bearing 152a. Moreover, the end of the stirring shaft 146 outside the storage tank 142 is connected to a motor 154a, and its rotation is controlled by a control device (not shown).

また、貯蔵槽１４２の下部には、スクリューフィーダ１６０が設けられ、粉末原材料１４４の定量的な搬送を可能にしている。スクリューフィーダ１６０は、スクリュー１６２と、スクリュー１６２の軸１６４と、ケーシング１６６と、スクリュー１６２の回転動力源であるモータ１５４ｂとを含んで構成されている。スクリュー１６２と軸１６４とは、貯蔵槽１４２内下部を横切って設けられている。また、軸１６４は、オイルシール１５０ｂと軸受１５２ｂとによって貯蔵槽１４２内で回転可能に配設されている。   Further, a screw feeder 160 is provided below the storage tank 142 to enable quantitative conveyance of the powder raw material 144. The screw feeder 160 includes a screw 162, a shaft 164 of the screw 162, a casing 166, and a motor 154 b that is a rotational power source of the screw 162. The screw 162 and the shaft 164 are provided across the lower part in the storage tank 142. The shaft 164 is rotatably disposed in the storage tank 142 by an oil seal 150b and a bearing 152b.

貯蔵槽１４２外部にある軸１６４の端部は、モータ１５４ｂに接続されており、図示されていない制御装置によってその回転が制御される。さらに、貯蔵槽１４２下部の開口部と、後述する分散部１７０とを接続し、スクリュー１６２を包む筒状通路であるケーシング１６６が設けられている。このケーシング１６６は、分散部１７０の内部途中まで延設されている。   The end of the shaft 164 outside the storage tank 142 is connected to a motor 154b, and the rotation thereof is controlled by a control device (not shown). Further, a casing 166 that is a cylindrical passage that connects the opening of the lower portion of the storage tank 142 and a dispersion unit 170 described later and wraps the screw 162 is provided. The casing 166 extends to the middle of the dispersion unit 170.

図３に示すように、分散部１７０は、ケーシング１６６の一部に外挿固定された外管１７２と、軸１６４の先端部に植設された回転ブラシ１７６を有し、スクリューフィーダ１６０によって定量搬送された粉末原材料１４４を一次分散させることができる。
外管１７２の外挿固定された端部と反対側の端部は、その形状が円錐台形状であり、その内部にも円錐台形状の空間である分散室１７４を有する。また、その端部には分散部１７０で分散された粉末原材料を搬送する搬送管１８２が接続される。 As shown in FIG. 3, the dispersion unit 170 includes an outer tube 172 that is extrapolated and fixed to a part of the casing 166, and a rotating brush 176 that is implanted at the tip of the shaft 164, and is fixed by a screw feeder 160. The conveyed powder raw material 144 can be primarily dispersed.
The end portion of the outer tube 172 opposite to the end portion on which the outer tube is fixed is a truncated cone shape, and also has a dispersion chamber 174 that is a truncated cone-shaped space. Further, a transport pipe 182 for transporting the powder raw material dispersed in the dispersion unit 170 is connected to the end portion.

ケーシング１６６は、その先端が開口しており、その開口部を越えて外管１７２内部の分散室１７４まで軸１６４が延設され、軸１６４の先端には回転ブラシ１７６が設けられている。外管１７２の側面には気体供給口１７８が設けられており、また、ケーシング１６６の外壁と外管１７２の内壁とによって設けられる空間は、導入される気体が通過する気体通路１８０を構成している。   The tip of the casing 166 is open, and a shaft 164 extends to the dispersion chamber 174 inside the outer tube 172 beyond the opening, and a rotating brush 176 is provided at the tip of the shaft 164. A gas supply port 178 is provided on the side surface of the outer tube 172, and a space provided by the outer wall of the casing 166 and the inner wall of the outer tube 172 constitutes a gas passage 180 through which the introduced gas passes. Yes.

回転ブラシ１７６は、ナイロン等の比較的柔軟な材料、あるいは鋼線等の硬質な材料からなる針状部材で、ケーシング１６６の先端部近傍の内部から分散室１７４の内部まで、軸１６４の径方向に延出して密集植設されて形成されている。ここで、上記針状部材の長さは、ケーシング１６６内の周壁に針状部材の先端が当接する程度の長さである。   The rotating brush 176 is a needle-like member made of a relatively flexible material such as nylon or a hard material such as steel wire, and the radial direction of the shaft 164 extends from the inside of the casing 166 near the tip to the inside of the dispersion chamber 174. It is formed by being densely planted. Here, the length of the needle-like member is such a length that the tip of the needle-like member comes into contact with the peripheral wall in the casing 166.

分散部１７０では、分散・搬送用の気体が、図示されていない圧力気体供給源から気体供給口１７８，気体通路１８０を通って回転ブラシ１７６の径方向外側から回転ブラシ１７６に向けて噴出され、定量的に搬送される粉末原材料１４４が、回転ブラシ１７６の針状部材間を通過することで一次粒子に分散される。   In the dispersion unit 170, a gas for dispersion / conveyance is ejected from a pressure gas supply source (not shown) through the gas supply port 178 and the gas passage 180 from the radially outer side of the rotary brush 176 toward the rotary brush 176, The powder raw material 144 conveyed quantitatively is dispersed into the primary particles by passing between the needle-like members of the rotating brush 176.

分散室１７４の円錐台形の母線と前述のスクリュー１６２の軸１６４とのなす角度は、３０度程度の角度となるように配設されている。また、この分散室１７４の容積は小さい方が好ましく、容積が大きいと回転ブラシ１７６で分散された粉末原材料１４４が搬送管１８２に入る前に分散室１７４の内壁に付着し、これが再飛散するために、供給される分散材料の濃度が一定しなくなるという問題が生じる。   The angle formed by the frustoconical bus of the dispersion chamber 174 and the shaft 164 of the screw 162 described above is arranged to be an angle of about 30 degrees. Further, the volume of the dispersion chamber 174 is preferably small. If the volume is large, the powder raw material 144 dispersed by the rotating brush 176 adheres to the inner wall of the dispersion chamber 174 before entering the transfer pipe 182 and rescatters. In addition, there arises a problem that the concentration of the supplied dispersion material is not constant.

搬送管１８２は、その一端は外管１７２と接続され、他端はプラズマトーチ１２に接続される。また、搬送管１８２は、その管径の１０倍以上の管長を有し、少なくとも途中に分散された材料を含む気体の流速が２０ｍ／ｓｅｃ以上になるような管径部分を設けることが好ましい。これにより、分散部１７０で一次粒子の状態に分散された粉末原材料１４４の凝集を防止し、この状態を維持したまま、粉末原材料１４４をプラズマトーチ１２内部に散布することができる。   One end of the transfer tube 182 is connected to the outer tube 172, and the other end is connected to the plasma torch 12. In addition, it is preferable that the transport pipe 182 has a pipe length portion that has a pipe length that is 10 times or more of the pipe diameter and that at least the flow rate of the gas containing the material dispersed in the middle is 20 m / sec or more. Thereby, aggregation of the powder raw material 144 dispersed in the primary particle state by the dispersing unit 170 can be prevented, and the powder raw material 144 can be dispersed inside the plasma torch 12 while maintaining this state.

本実施形態に係る微粒子製造装置は、上述したような構成を有する原材料供給装置１４０が、図１，図２に示すプラズマトーチ１２に接続されることを除き、第一〜第三の実施形態における装置構成と同様の構成を有するので、これを用いて本実施形態における微粒子の製造方法を実施することができる。   The fine particle production apparatus according to this embodiment is the same as that in the first to third embodiments except that the raw material supply apparatus 140 having the above-described configuration is connected to the plasma torch 12 shown in FIGS. Since the apparatus has the same configuration as that of the apparatus, the method for producing fine particles according to the present embodiment can be implemented using this.

次に、本実施形態における微粒子の製造方法について説明する。
微粒子製造用材料として使用する粉末原材料には、自身が燃焼することによって熱プラズマ炎を安定化させる可燃性材料を添加・混合することができる。このとき、粉末原材料と可燃性材料との質量比は適宜選択してよく、例えば、粉末原材料と可燃性材料との質量比を９５：５とするとよい。また、ここで、粉末原材料は、熱プラズマ炎中で蒸発させることができるものであり、その粒径が１０μｍ以下程度であることが好ましい。 Next, a method for producing fine particles in the present embodiment will be described.
A flammable material that stabilizes the thermal plasma flame by burning itself can be added to and mixed with the powder raw material used as the fine particle manufacturing material. At this time, the mass ratio between the powder raw material and the combustible material may be appropriately selected. For example, the mass ratio between the powder raw material and the combustible material may be 95: 5. Here, the powder raw material can be evaporated in a thermal plasma flame, and its particle size is preferably about 10 μm or less.

粉末原材料としては、前述の各実施形態において用いたと略同様に、原子番号３〜６，１１〜１５，１９〜３４，３７〜５２，５５〜６０，６２〜７９および８１〜８３の元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体，金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物を適宜選択すればよい。   The powder raw material is composed of elements having atomic numbers 3 to 6, 11 to 15, 19 to 34, 37 to 52, 55 to 60, 62 to 79, and 81 to 83, as in the above-described embodiments. Single oxide, composite oxide, double oxide, oxide solid solution, metal, alloy, hydroxide, carbonate, halide, sulfide, nitride, carbide, hydride, containing at least one selected from the group A metal salt or a metal organic compound may be appropriately selected.

具体的には、例えば、グラファイト，酸化チタン，酸化アルミニウム，アルミニウム，シリカ，シリコン等を挙げることができる。
また、可燃性材料としては、生成される微粒子中に不純物として残らない元素、例えばＣ，Ｈ，Ｏ，Ｎで構成されるものが好適に用い得る。具体的には、例えば、クエン酸，グリセリン，エチレングリコール等が挙げられるが、これに限定されるものではない。 Specific examples include graphite, titanium oxide, aluminum oxide, aluminum, silica, silicon, and the like.
Further, as the combustible material, an element that does not remain as an impurity in the generated fine particles, for example, a material composed of C, H, O, and N can be suitably used. Specific examples include citric acid, glycerin, ethylene glycol, and the like, but are not limited thereto.

上述したような粉末原材料と可燃性材料との混合物が均一に混ざるように十分に攪拌し、この混合物を原材料供給装置１４０の貯蔵槽１４２に投入する。ここで、粉末原材料と可燃性材料とを貯蔵槽１４２に投入した後に攪拌してもよい。
上記混合物は、プラズマトーチ１２内の熱プラズマ炎２４中に散布される。散布された粉末原材料が、蒸発した気相状態の混合物となり、その後、チャンバ１６内で急冷されることにより、上記気相状態の混合物の微粒子が生成される。 The mixture of the powder raw material and the combustible material as described above is sufficiently stirred so as to be uniformly mixed, and this mixture is put into the storage tank 142 of the raw material supply apparatus 140. Here, the powder raw material and the combustible material may be stirred after being put into the storage tank 142.
The mixture is dispersed in the thermal plasma flame 24 in the plasma torch 12. The dispersed powder raw material becomes an evaporated vapor phase mixture, and then rapidly cooled in the chamber 16 to generate fine particles of the vapor phase mixture.

本実施形態に係る微粒子の製造方法では、粉末原材料を可燃性材料とともに熱プラズマ炎２４中に散布するようにしたため、高温度で、微粒子を容易に分散させることができ、より微細でかつ均一な粒径を有する微粒子を生成することができる。   In the method for producing fine particles according to the present embodiment, since the powder raw material is dispersed in the thermal plasma flame 24 together with the combustible material, the fine particles can be easily dispersed at a high temperature. Fine particles having a particle size can be generated.

以下に、第一〜第四の各実施形態について、具体的実施例を説明する。   Specific examples of the first to fourth embodiments will be described below.

〔実施例１〕
先に説明した図１に示した微粒子製造装置を用い、原材料としてスラリーを用いる際の実施例を説明する。 [Example 1]
An embodiment in which slurry is used as a raw material will be described using the fine particle production apparatus shown in FIG.

第一の実施形態に係る微粒子の製造方法により、酸化アルミニウム（Ａl２Ｏ３）の微粒子を製造した。まず、粉末原材料，分散剤（ソルビタン脂肪酸エステル），分散媒としてのアルコールとを混合し、それらと直径０．５ｍｍのジルコニアビーズをビーズミル（寿工業株式会社製）に投入し、この混合溶液を粉砕処理した。このとき、粉末原材料として、酸化アルミニウムを用い、質量比が粉末原材料：分散剤：アルコール＝６５：１：３４となるように混合したものを用いた。 Fine particles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were produced by the method for producing fine particles according to the first embodiment. First, powder raw materials, a dispersant (sorbitan fatty acid ester) and alcohol as a dispersion medium are mixed, and these and zirconia beads having a diameter of 0.5 mm are put into a bead mill (manufactured by Kotobuki Industries Co., Ltd.), and this mixed solution is pulverized. Processed. At this time, as a powder raw material, using an acid of aluminum, the mass ratio of powder Ingredients: Dispersant: alcohol = 65: 1: was used 34 as a mixture so.

粉砕した粉末原材料と分散剤を含むアルコール混合液に、さらに可燃性材料としてケロシン（和光純薬工業株式会社製、ケロシン（Ｓp．Ｇr．０.７８〜０.７９））を混入させ攪拌し、酸化アルミニウムの原料となるスラリーを作成した。このとき、可燃性溶媒であるケロシンと、上述の粉砕処理した粉末原材料と分散剤を含むアルコール混合液との総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］を、０［ｗｔ％］，１５［ｗｔ％］，３０［ｗｔ％］と変化させてスラリー１４ａを作成した。   Kerosene (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Kerosene (Sp. Gr. 0.78-0.79)) as a combustible material is further mixed in the alcohol mixture containing the pulverized powder raw material and dispersant, and stirred. A slurry to be a raw material for aluminum oxide was prepared. At this time, the kerosene amount [wt%] with respect to the total mass of the flammable solvent kerosene and the above-mentioned pulverized powder raw material and the alcohol mixture containing the dispersant is 0 [wt%], 15 [wt%]. , 30 [wt%], and the slurry 14a was prepared.

また、プラズマトーチ１２の高周波発振用コイル１２ｂには、約４ＭＨz、約８０ｋＶＡの高周波電圧を印加し、プラズマガスとして、アルゴンガス４０リットル／分、酸素５０リットル／分の混合ガスを用い、プラズマトーチ１２内にアルゴン−酸素熱プラズマ炎を発生させた。また、反応温度が、約８０００℃になるように制御し、原材料供給装置１４の噴霧ガス供給源１４ｅからは、１０リットル／分の噴霧ガスを供給した。   Further, a high frequency voltage of about 4 MHz and about 80 kVA is applied to the high frequency oscillation coil 12b of the plasma torch 12, and a mixed gas of argon gas 40 liters / minute and oxygen 50 liters / minute is used as the plasma gas. An argon-oxygen thermal plasma flame was generated in 12. Further, the reaction temperature was controlled to be about 8000 ° C., and a spray gas of 10 liters / minute was supplied from the spray gas supply source 14 e of the raw material supply device 14.

酸化アルミニウム（Ａl２Ｏ３）のスラリーは、噴霧ガスであるアルゴンガスとともに、プラズマトーチ１２内の熱プラズマ炎２４中に導入した。 The slurry of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) was introduced into the thermal plasma flame 24 in the plasma torch 12 together with the argon gas that is the atomizing gas.

上記のようにして生成された微粒子をＸ線回折装置で測定した結果、酸化アルミニウムであることを確認した。図４に、このときの粉砕処理した粉末原材料と分散剤を含むアルコール混合液との総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］と、本発明に係る微粒子の回収量［ｇ／ｈｒ］との関係を表わしたグラフを示す。   As a result of measuring the fine particles produced as described above with an X-ray diffractometer, it was confirmed to be aluminum oxide. FIG. 4 shows the relationship between the amount of kerosene [wt%] with respect to the total mass of the powder raw material and the dispersant mixed with the pulverized powder, and the recovered amount [g / hr] of fine particles according to the present invention. The represented graph is shown.

図４に示すグラフより、微粒子を製造する場合におけるケロシンの使用が、本発明に係る微粒子の収量を増加させること、さらに、可燃性溶媒であるケロシンと、分散媒であるアルコールと、上述の粉砕した粉末原材料と、分散剤であるソルビタン脂肪酸エステルとの総質量に対するケロシンの量［ｗｔ％］を増加させることにより、回収量が増加することは明らかである。   From the graph shown in FIG. 4, the use of kerosene in the production of fine particles increases the yield of the fine particles according to the present invention, and further, kerosene as a flammable solvent, alcohol as a dispersion medium, and the above-mentioned pulverization. It is clear that the recovery amount is increased by increasing the amount of kerosene [wt%] based on the total mass of the powder raw material and the sorbitan fatty acid ester as the dispersant.

なお、上記のようにして生成された酸化アルミニウム微粒子の比表面積（１グラム当たりの表面積）から換算した粒子径は、１５ｎｍであった。また、生成された微粒子の収率は、投入した粉末原材料の量に対して約５０％であった。   In addition, the particle diameter converted from the specific surface area (surface area per gram) of the aluminum oxide fine particles produced as described above was 15 nm. Further, the yield of the produced fine particles was about 50% with respect to the amount of the powder raw material charged.

〔実施例２〕
先に説明した図１に示した微粒子製造装置を用い、原材料としてコロイド溶液を用いる際の実施例を説明する。 [Example 2]
An embodiment in which a colloid solution is used as a raw material using the fine particle production apparatus shown in FIG. 1 will be described.

本実施例では、第二の実施形態に係る微粒子の製造方法により、酸化アルミニウム（Ａl２Ｏ３）の微粒子を製造した。コロイド溶液の調製には、Ａlアルコキシドを原料として用い、ゾル−ゲル法を用いた。溶媒としては、エタノールを使用した。また、可燃性材料としては、実施例１で用いたと同じケロシン（和光純薬工業株式会社製、ケロシン（Ｓp．Ｇr．０.７８〜０.７９））を用いた。ケロシンの添加量は、粉末原材料を含むエタノール混合液の総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］で１５［ｗｔ％］とした。 In this example, fine particles of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) were produced by the method for producing fine particles according to the second embodiment. In preparing the colloidal solution, Al alkoxide was used as a raw material, and a sol-gel method was used. Ethanol was used as the solvent. As the combustible material, the same kerosene as used in Example 1 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., kerosene (Sp. Gr. 0.78 to 0.79)) was used. The amount of kerosene added was 15 [wt%] in the amount of kerosene [wt%] relative to the total mass of the ethanol mixture containing the powder raw material.

上記微粒子製造用材料と、溶媒と、可燃性材料とを分散・混合して調製されたコロイド溶液を、図１に示す原材料供給装置１４の容器１４ｂに投入し、攪拌機１４ｃで十分に攪拌した。
以後は、実施例１と同様の方法で微粒子を生成させた。また、プラズマトーチの駆動条件等も、実施例１と同様とした。
本実施例において製造される微粒子の平均粒径は、１５ｎｍであった。 The colloidal solution prepared by dispersing and mixing the fine particle production material, the solvent, and the combustible material was put into the container 14b of the raw material supply apparatus 14 shown in FIG. 1, and sufficiently stirred by the stirrer 14c.
Thereafter, fine particles were generated in the same manner as in Example 1. The driving conditions of the plasma torch were the same as in Example 1.
The average particle size of the fine particles produced in this example was 15 nm.

〔実施例３〕
先に説明した図１に示した微粒子製造装置を用い、原材料として溶媒に原材料を溶解させた溶液を用いる際の実施例を説明する。 Example 3
An embodiment in which a solution in which a raw material is dissolved in a solvent is used as a raw material using the fine particle manufacturing apparatus shown in FIG. 1 described above will be described.

本実施例では、第三の実施形態に係る微粒子の製造方法により、硝酸アルミニウム（Ａl（ＮＯ３）３の微粒子を製造した。まず、金属塩である硝酸アルミニウムを水に溶解させ、２０ｗｔ％の硝酸アルミニウム水溶液を調製した。
また、可燃性材料としては、実施例１で用いたと同じケロシン（和光純薬工業株式会社製、ケロシン（Ｓp．Ｇr．０.７８〜０.７９））を用いた。ケロシンの添加量は、粉末原材料を含む水溶液の総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］で１５［ｗｔ％］とした。 In this example, fine particles of aluminum nitrate (Al (NO 3 ) 3 were produced by the fine particle production method according to the third embodiment. First, aluminum nitrate, which is a metal salt, was dissolved in water, and 20 wt% An aqueous aluminum nitrate solution was prepared .
As the combustible material, the same kerosene as used in Example 1 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., kerosene (Sp. Gr. 0.78 to 0.79)) was used. The amount of kerosene added was 15 [wt%] in the amount of kerosene [wt%] based on the total mass of the aqueous solution containing the powder raw material.

上記微粒子製造用材料水溶液と、可燃性材料とを溶解・混合して調製された溶液を、図１に示す原材料供給装置１４の容器１４ｂに投入し、攪拌機１４ｃで十分に攪拌した。
以後は、実施例１と同様の方法で微粒子を生成させた。また、プラズマトーチの駆動条件等も、実施例１と同様とした。
本実施例において製造される微粒子の平均粒径は、１５ｎｍであった。 A solution prepared by dissolving and mixing the fine particle manufacturing material aqueous solution and the combustible material was put into the container 14b of the raw material supply apparatus 14 shown in FIG. 1, and sufficiently stirred by the stirrer 14c.
Thereafter, fine particles were generated in the same manner as in Example 1. The driving conditions of the plasma torch were the same as in Example 1.
The average particle size of the fine particles produced in this example was 15 nm.

〔実施例４〕
先に説明した図１に示した微粒子製造装置において、材料供給装置を図３に示したものに置き換えた装置を用い、原材料として可燃性材料を含む粉末原材料を用いる際の実施例を説明する。 Example 4
In the fine particle manufacturing apparatus shown in FIG. 1 described above, an embodiment in which a powder raw material containing a combustible material is used as a raw material will be described using an apparatus in which the material supply apparatus is replaced with the one shown in FIG.

本実施例では、第四の実施形態に係る微粒子の製造方法により、複酸化物、すなわち二種類以上の酸化物から構成される高次酸化物微粒子である、チタン酸バリウム（ＢaＴiＯ３）微粒子を製造した。なお、ここでは、チタン酸バリウム（ＢaＴiＯ３）が、熱プラズマ炎中で容易に蒸発するように、粒径が１０μｍ以下の粉末原材料を使用した。 In this example, barium titanate (BaTiO 3 ) fine particles, which are high-order oxide fine particles composed of a double oxide, that is, two or more kinds of oxides, were produced by the method for producing fine particles according to the fourth embodiment. Manufactured. Here, a powder raw material having a particle size of 10 μm or less was used so that barium titanate (BaTiO 3 ) was easily evaporated in a thermal plasma flame.

また、可燃性材料としては、実施例１で用いたと同じケロシン（和光純薬工業株式会社製、ケロシン（Ｓp．Ｇr．０.７８〜０.７９））を用いた。ケロシンの添加量は、粉末原材料を含む可燃性材料の総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］で１５［ｗｔ％］とした。
また、プラズマトーチの駆動条件等も、実施例１と同様とした。
本実施例において製造される微粒子の平均粒径は、１５ｎｍであった。 As the combustible material, the same kerosene as used in Example 1 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., kerosene (Sp. Gr. 0.78 to 0.79)) was used. The amount of kerosene added was 15 [wt%] in the amount of kerosene [wt%] with respect to the total mass of the combustible material including the powder raw material.
The driving conditions of the plasma torch were the same as in Example 1.
The average particle size of the fine particles produced in this example was 15 nm.

以上、本発明の微粒子の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。   As mentioned above, although the manufacturing method of the microparticles | fine-particles of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, in the range which does not deviate from the main point of this invention, a various improvement and a change may be carried out. It is.

本発明の微粒子の製造方法を実施するための微粒子の製造装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the manufacturing apparatus of the microparticles | fine-particles for enforcing the manufacturing method of the microparticles | fine-particles of this invention. プラズマトーチ付近の部分拡大図である。It is the elements on larger scale near a plasma torch. 粉末原材料をそのまま使用する場合の材料供給装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the material supply apparatus in the case of using powder raw material as it is. 粉砕処理した粉末原材料と分散剤を含むアルコール混合液との総質量に対するケロシン量［ｗｔ％］と、本発明に係る微粒子の回収量［ｇ／ｈｒ］との関係を表わしたグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph showing the relationship between the kerosene amount [wt%] with respect to the total mass of the powder raw material which carried out the grinding | pulverization process, and the alcohol mixed liquid containing a dispersing agent, and the collection amount [g / hr] of the microparticles | fine-particles which concern on this invention. is there.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 微粒子製造装置
１２ プラズマトーチ
１２ａ 石英管
１２ｂ 高周波発振用コイル
１２ｃ プラズマガス導入口
１２ｄ 導入管
１４ 原材料供給装置
１４ａ スラリー
１４ｂ 容器
１４ｃ 攪拌機
１４ｄ ポンプ
１４ｅ 噴霧ガス供給源
１６ チャンバ
１８ 微粒子
２０ 回収部
２０ａ 回収室
２０ｂ フィルター
２０ｃ 回収室上部に設けられた管
２２ プラズマガス供給源
２４ 熱プラズマ炎
２６ 管
１４０ 原材料供給装置
１４２ 貯蔵槽
１４４ 粉末原材料
１４６ 攪拌軸
１４８ 攪拌羽根
１５０ａ，１５０ｂ オイルシール
１５２ａ，１５２ｂ 軸受
１５４ａ，１５４ｂ モータ
１６０ スクリューフィーダ
１６２ スクリュー
１６４ （スクリューの）軸
１６６ ケーシング
１７０ 分散部
１７２ 外管
１７４ 分散室
１７６ 回転ブラシ
１７８ 気体供給口
１８０ 気体通路
１８２ 搬送管 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fine particle manufacturing apparatus 12 Plasma torch 12a Quartz tube 12b High frequency oscillation coil 12c Plasma gas inlet 12d Inlet pipe 14 Raw material supply apparatus 14a Slurry 14b Container 14c Stirrer 14d Pump 14e Spray gas supply source 16 Chamber 18 Fine particle 20 Recovery part 20a Recovery chamber 20b Filter 20c Tube provided at the upper part of the recovery chamber 22 Plasma gas supply source 24 Thermal plasma flame 26 Tube 140 Raw material supply device 142 Storage tank 144 Powder raw material 146 Stirring shaft 148 Stirring blade 150a, 150b Oil seal 152a, 152b Bearings 154a, 154b Motor 160 Screw feeder 162 Screw 164 (Screw) shaft 166 Casing 170 Dispersion part 172 Outer tube 174 Dispersion chamber 176 Rotating brush 178 Air The supply port 180 gas passage 182 transport tube

Claims (16)

微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を、ケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に分散させてスラリーにし、
このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle manufacturing material is dispersed in one or more combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a slurry,
A method for producing fine particles, wherein the slurry is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を分散媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いてスラリーにし、
このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle production material is made into a slurry using a dispersion medium and one or more combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane ,
A method for producing fine particles, wherein the slurry is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を分散媒中に分散させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えてスラリーにし、
このスラリーを液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
After dispersing the fine particle production material in a dispersion medium, further adding one or more flammable materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a slurry,
A method for producing fine particles, wherein the slurry is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料をケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に懸濁させてコロイド溶液とし、
このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle production material is suspended in one or more flammable materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a colloid solution,
A method for producing fine particles, characterized in that the colloidal solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を分散媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料中に懸濁させてコロイド溶液とし、
このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle production material is suspended in one or more flammable materials selected from a dispersion medium and kerosene, gasoline, or octane to form a colloid solution,
A method for producing fine particles, characterized in that the colloidal solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を分散媒中に懸濁させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えてコロイド溶液とし、
このコロイド溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
After suspending the fine particle production material in a dispersion medium, further adding one or more flammable materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a colloid solution,
A method for producing fine particles, characterized in that the colloidal solution is formed into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料をケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を用いて溶解させて溶液とし、
この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle manufacturing material is dissolved in one or more combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a solution,
A method for producing fine particles, wherein the solution is made into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を溶媒とケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いて溶解させて溶液とし、
この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle production material is dissolved in a solvent and one or more combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a solution,
A method for producing fine particles, wherein the solution is made into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料を溶媒中に溶解させた後、さらにケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料を加えて溶液とし、
この溶液を液滴化させて前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
After dissolving the fine particle production material in a solvent, further add one or more flammable materials selected from kerosene, gasoline, or octane to form a solution,
A method for producing fine particles, wherein the solution is made into droplets and introduced into the thermal plasma flame. 微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入することにより気相状態の混合物にし、
前記気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成することを特徴とする微粒子の製造方法であって、
前記微粒子製造用材料を熱プラズマ炎中に導入する過程が、
前記微粒子製造用材料をキャリアガスとケロシン、ガソリン、または、オクタンから選択される１種類以上の可燃性材料とを用いて分散させ、
この分散させた微粒子製造用材料を前記熱プラズマ炎中に導入するものであることを特徴とする微粒子の製造方法。 By introducing the fine particle production material into the thermal plasma flame, it is made a gas phase mixture,
A method for producing fine particles, characterized in that fine particles are produced by rapidly cooling the mixture in the gas phase state,
The process of introducing the fine particle production material into a thermal plasma flame,
The fine particle production material is dispersed using a carrier gas and one or more combustible materials selected from kerosene, gasoline, or octane ,
A method for producing fine particles, wherein the dispersed fine particle production material is introduced into the thermal plasma flame. 前記可燃性材料は、熱プラズマを安定させるような作用を有するものである請求項１〜１０のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The combustible material, manufacturing method of fine particles according to any one of claims 1 to 10 as it has the effect that stabilize the thermal plasma. 前記スラリーに、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の微粒子の製造方法。   The fine particle production according to any one of claims 1 to 3, wherein one or a mixture of two or more selected from the group consisting of a surfactant, a polymer, and a coupling agent is added to the slurry. Method. 前記コロイド溶液に、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The fine particle according to any one of claims 4 to 6 , wherein one or a mixture selected from the group consisting of a surfactant, a polymer, and a coupling agent is added to the colloid solution. Production method. 前記溶液に、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The fine particle production according to any one of claims 7 to 9 , wherein one or a mixture of two or more selected from the group consisting of a surfactant, a polymer, and a coupling agent is added to the solution. Method. 前記分散させた微粒子製造用材料に、界面活性剤，高分子，カップリング剤よりなる群より選ばれる１種または２種以上の混合物を添加することを特徴とする請求項１０に記載の微粒子の製造方法。 11. The fine particle according to claim 10 , wherein one or a mixture selected from the group consisting of a surfactant, a polymer, and a coupling agent is added to the dispersed fine particle production material. Production method. 前記微粒子を構成する成分は、原子番号３〜６，１１〜１５，１９〜３４，３７〜５２，５５〜６０，６２〜７９および８１〜８３の元素よりなる群から選ばれる少なくとも１種を含む、単体酸化物，複合酸化物，複酸化物，酸化物固溶体，金属，合金，水酸化物，炭酸化合物，ハロゲン化物，硫化物，窒化物，炭化物，水素化物，金属塩または金属有機化合物である請求項１〜１５のいずれかに記載の微粒子の製造方法。 The component constituting the fine particles includes at least one selected from the group consisting of elements of atomic numbers 3 to 6, 11 to 15, 19 to 34, 37 to 52, 55 to 60, 62 to 79, and 81 to 83. Simple oxides, complex oxides, complex oxides, oxide solid solutions, metals, alloys, hydroxides, carbonates, halides, sulfides, nitrides, carbides, hydrides, metal salts or metal organic compounds method for producing fine particles according to any one of claims 1 to 15.
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