JPS6142318A - 超微粒子捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、気相中に浮遊した超微粒子（粒径１−以下）
の捕集装置に関する。

従来技術 前記超微粒子を大気圧近傍の雰囲気中で製造する方法（
例えば、本発明者らの発明に関わる金属微粒子の製造法
（特許１１４６１７０号）、金属窒化物超微粒子の製造
法（特許５７−１６６０２７号）、セラミックスの超微
粒子の製造法（特願昭５８−０９８７８６号）において
は、生成した超微粒子が気体中に浮遊した状態で得られ
る。このような浮遊超微粒子は、一般に重力沈降速度が
極めて小さいため、通常、フィルター等による濾過式捕
集法によって捕集される。しかしながら、上記捕集法で
は、フィルターの圧損が超微粒子の付着の増加とともに
増大するため、超微粒子製造装置の連続操業を阻害する
要因となるばかりではなく、大型の捕集器が必要となる
等の欠点を有する。

発明の目的 本発明は従来法における前記欠点を解消すべくなされた
ものであり、その目的は小型簡便な設備により、高捕集
率で気相中に浮遊した超微粒子を捕集し得る装置を提供
するにある。

発明の構成 本発明者らは、前記目的を達成すべく研究の結果、気相
中に浮遊している超微粒子は、溶媒（アルコール、エー
テル、ケロシン等）の霧滴によって捕集しうることを知
見した。すなわち、超微粒子を浮遊した気流中に前記溶
媒を噴霧混合し、該浮遊超微粒子と溶媒の霧滴とを接触
させ、該超微粒子を霧滴中に取込んだ後、該霧滴を凝縮
させることにより、超微粒子を効率良く捕集できること
を見出し、これに基づいて本発明を完成したものである
。

本発明における超微粒子の捕集は、１ないし複数個の超
微粒子捕集器とこれに接続される１ないし複数個の溶媒
凝縮器により行われる。

すなわち、気相中に浮遊する超微粒子の捕集装置におい
て、該超微粒子浮遊気相と溶媒の霧滴とを混合して超微
粒子を捕集する捕集器と溶媒霧滴を凝縮する凝縮器を組
合せたものからなっている。

その実施態様を図面に基いて説明する０第１図はその概
要図を示す。超微粒子捕集器は、内室１及び外室２より
なる。内室１の上部には超微粒子浮遊気体の流入口３及
び気体例えばＮ２、Ｎ２、Ａｒ　、　Ｆｇ　、　０２等
を作動流体とするエジェクタは外室２の底部に貯蔵され
た溶媒８中に開口し、開口部７及び開口部に設けた小孔
６より溶媒申出 に超微粒子浮遊気体及び超微粒付着霧滴が噴膀導かれる
。

なお、溶媒噴霧口５への溶媒の帰還はエジェクターによ
る吸引力を利用することが有効であるが、他の手段例え
ばポンプ等によって行ってもよい。

溶媒凝縮器は、内室１１及び外室１２よりなり、内室１
１の上部には超微粒子捕集器の気体排出口１０から排出
されたガスのガス導入口１３が設けられ、内室１１の外
端は外室１２の底部に貯蔵された溶媒８′中に開口し、
その開口部７′には複数の小孔またはスリット６′が設
けられている。外室１２の上部にガス排出口１５を有し
、その底部に溶媒８′の槽が設けられている。なお、溶
媒８′及びガスを冷却するために冷却器１４を必要とす
る場合には内室１１の中央部または外室１２の周囲、あ
るいはその両者に冷却器１４を設けるとよい。

本発明の装置においては、前記超微粒子捕集器及び溶媒
凝縮器を多段として用いることにより、超微粒子捕集効
率や溶媒の凝縮効率を一段と向上させることができる。

従って多段として用いてもよい。

本発明において用いる溶媒としては、水、アルコール類
、エーテル類、ケトン類、フェノール類、シンナー類、
炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素、石油系溶媒等が
挙げられ、これらの単独または２種以上の混合物が用い
られる。

なお、超微粒子の捕集効率や分散性の向上、あるいは超
微粒子の表面改質、物性改善等の目的で、前記溶媒に表
面活性剤、分散剤、凝集剤あるいは無機化合物を添加し
てもよい。

また、エジェクターを使用する場合、その作動ガスは溶
媒と反応しないガス、例えば、通常Ｎ２、Ｈ！、Ａｒ、
　Ｈｅ、　Ｑ２及び炭化水素ガスの中から選ばれた１種
あるいは２種以上の混合ガスを用いればよい。場合によ
っては超微粒子の表面改質や構造制御等の目的で、超微
粒子と作動ガスとを反応させてもよい。

次に本発明装置の作用を説明すると、超微粒子を浮遊し
た気体は、内室１内を下降する間に、内室１の頂部から
噴出された溶媒霧滴と混合され、該超微粒子は溶媒霧滴
に付着する。この溶媒霧滴は、内室１内に導入れた気体
と共に外室２の下部に貯蔵された溶媒８中へ、小孔６及
び下部開口部７より放出される。この過程で超微粒子付
着霧滴は溶媒に吸収され、同時に超微粒子は溶媒中に捕
集される。霧滴と同時に溶媒中に放出された気体は外室
２上部に設けられた気体排出口１０に導かれた気体は溶
媒凝縮器の内室１１内へガス導入口１３から入る。同室
内に設けられた冷却器１４によって冷却される。これに
より溶媒蒸気は凝縮し液滴となる。さらに、該ガスは外
室１２の下部に貯蔵された溶媒ど中に内室１１の下部に
設けられた小孔６′及び下端開口部７′を通じて放出さ
れ、溶媒液滴（一部には超微粒子を含む）を吸収させた
後ガス排出口１５より放出される。

なお、超微粒子捕集器の溶媒８を貯蔵する槽発明の効果 本発明の超微粒子捕集装置によると、気相中に浮遊して
いる超微粒子を、連続的に且つ極めて効果的に捕集する
ことができると共に、超微粒子製造法に適用することに
より、その生産性を一段と向上させることができる。ま
た、極めて活性な金属超微粒子を表面処理せずに捕集し
取出すことも可能である。さらに、超微粒子の表面改質
処理や磁性流体の作製等を一工程で行うことができるな
ど、種々の副次的効果も奏し得られる。

実施例： 以下の実施例においては、次の装置ならびに作動条件で
行った。超微粒子捕集器は、段数１段で、内室５０」グ
Ｘ５００ｆｌ、外室８０７ｆｌメＸ５００Ｍ、静置槽４
段、エジェクター作動ガスとして窒素（３ｏｌ／鯛）、
噴霧口径］、２ｉｕ　＄　、溶媒としてエチルアルコー
ル、溶媒凝縮器は、段数１段、内室４０ＵＯＸの方法に
よる。）得られた窒化チタン超微粒子を浮遊した窒素気
流（２ｏｌ／ｓｉ）を超微粒子捕集装置に導入し、窒化
チタン超微粒子の捕集を行った。

その結果、窒化チタン超微粒子を捕集率９０％以上で捕
集し得られた。

実施例２ 水素と不活性ガス（５０％Ｈ２と５０％Ａｒ）の混合ガ
ス中の水素をアークプラズマ等にょシ活性化すると共に
、該活性化した水素と溶融金属（鉄）とを反応させるこ
とにより金属の超微粒子を製造した。

（特許第１１４６１７０号）、５０係Ｈ２と５０％Ｍの
混合ガスに浮遊した超微粒子流＜２０１／ｍ）を前記超
微粒子捕集装置へ導入し、鉄超微粒子を捕集した。

鉄超微粒子の捕集率は９５％以上であった。

なお、鉄超微粒子を溶媒と共に大気中に取出すことによ
り、安定化処理せずに捕集することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の超微粒子捕集装置の一実施態様の概要
を示す切断側面図である。 １：超微粒子捕集器の内室　２：超微粒子捕集器の外室
　３：超微粒子浮遊気体導入口４：エジェクター作動ガ
ス導入口　５：溶媒噴霧口　６　、６’　：小孔　７．
７’：開口部　８．８′：溶媒　９：静置槽　１０：気
体排出口　１１：溶媒凝縮器の内室　１２：溶媒凝縮器
の外室１３：ガス導入口　１４：冷却器　１５：ガス排
出口１６：連成管　１７：溶媒排出口　１８：溶媒吸上
げ口　１９：溶媒注入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 気相中に浮遊する超微粒子の捕集装置において、該超微
   粒子浮遊気相と溶媒の霧滴とを混合することにより超微
   粒子を捕集する超微粒子捕集器と溶媒霧滴を凝縮するた
   めの凝縮器を組合せたものからなり、超微粒子捕集器は
   、内室及び外室の２室よりなり、内室上部に溶媒噴霧口
   ならびに超微粒子浮遊気体流入口を有し、内室下部は外
   室底部に貯蔵された溶媒中に開口すると共に、底部溶媒
   は静置槽を経て溶媒噴霧口へ接続され、また溶媒凝縮器
   は内室及び外室の２室よりなり、内室上部には捕集器で
   分離した気体導入口を有し、内室下部は外室底部に貯蔵
   された溶媒中に開口すると共に、外室に気体排気口を、
   設けたことを特徴とする超微粒子捕集装置。