JPH11199219A - 球状シリカ粒子の製造方法 - Google Patents
球状シリカ粒子の製造方法Info
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- JPH11199219A JPH11199219A JP648698A JP648698A JPH11199219A JP H11199219 A JPH11199219 A JP H11199219A JP 648698 A JP648698 A JP 648698A JP 648698 A JP648698 A JP 648698A JP H11199219 A JPH11199219 A JP H11199219A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/1005—Forming solid beads
- C03B19/102—Forming solid beads by blowing a gas onto a stream of molten glass or onto particulate materials, e.g. pulverising
- C03B19/1025—Bead furnaces or burners
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 球状シリカ粒子の比表面積を増大させ、少な
くとも10m2/g以上の比表面積を有するシリカ球状
粒子を得ることができる球状シリカ粒子の製造方法を提
供する。 【解決手段】 酸素・ガス燃焼バーナーにおける第1酸
素供給路13aから噴出する一次酸素と、第2酸素供給
路13bから噴出する二次酸素との合計酸素量に対する
一次酸素量の割合を20%以下にする。
くとも10m2/g以上の比表面積を有するシリカ球状
粒子を得ることができる球状シリカ粒子の製造方法を提
供する。 【解決手段】 酸素・ガス燃焼バーナーにおける第1酸
素供給路13aから噴出する一次酸素と、第2酸素供給
路13bから噴出する二次酸素との合計酸素量に対する
一次酸素量の割合を20%以下にする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状シリカ粒子の
製造方法に関し、特に、比表面積の大きな球状シリカ粒
子を製造する方法に関する。
製造方法に関し、特に、比表面積の大きな球状シリカ粒
子を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
ら、無機質粉体原料を火炎中に通すことにより、無機質
球状化粒子を製造することが行われている(特開昭58
−145613号公報等参照)。このように無機質粉体
原料を火炎中で球状化するためには、高温の火炎が必要
なことから、通常は、酸素・ガス燃焼バーナーが用いら
れている。このため、本出願人は、先に、無機質球状化
粒子製造用として好適な構造の酸素・ガス燃焼バーナー
を提案している(特開平7−48118号公報参照)。
ら、無機質粉体原料を火炎中に通すことにより、無機質
球状化粒子を製造することが行われている(特開昭58
−145613号公報等参照)。このように無機質粉体
原料を火炎中で球状化するためには、高温の火炎が必要
なことから、通常は、酸素・ガス燃焼バーナーが用いら
れている。このため、本出願人は、先に、無機質球状化
粒子製造用として好適な構造の酸素・ガス燃焼バーナー
を提案している(特開平7−48118号公報参照)。
【0003】このような無機質球状化粒子の製造方法に
おいて、原料としてシリカ粉末原料を用いれば、球状シ
リカ粒子を好適に製造することができ、半導体封止材用
の球状シリカフィラーを得ることができる。シリカフィ
ラーとして従来から使われていた水晶や溶融シリカを粉
砕したものは、角ばった形状のため、流動性が悪く、基
板や金線等への損傷のおそれがあるため、近年、球状シ
リカフィラーが使われるようになってきている。さら
に、球状シリカフィラーは、充填率の向上にも寄与する
ことから、今後、使用量がますます増えるものと予測さ
れる。半導体チップの高集積化、高性能化及び実装方法
における表面実装の発達に伴い、球状シリカフィラーの
フィラー特性を更に向上させる研究が盛んに行なわれて
おり、例えば、Effects of Particle Size on Mechanic
al and Impact Properties of Epoxy Resin Filled wit
h Spherical Silica(J.Appl.Poly.Sci.45 1281(1992))
には、比表面積が大きい程、封止材の強度が増すため、
比表面積の大きいものが好ましく、例えば、比表面積が
0.1m2/gから10m2/gに増加することによ
り、たわみ強度が2倍になり、引張り強度も増加すると
報告されている。しかしながら、現在市販されている球
状シリカフィラーの特性面では、比表面積に対しての配
慮がなされておらず、その値は、大きくても通常、数m
2/g程度である。
おいて、原料としてシリカ粉末原料を用いれば、球状シ
リカ粒子を好適に製造することができ、半導体封止材用
の球状シリカフィラーを得ることができる。シリカフィ
ラーとして従来から使われていた水晶や溶融シリカを粉
砕したものは、角ばった形状のため、流動性が悪く、基
板や金線等への損傷のおそれがあるため、近年、球状シ
リカフィラーが使われるようになってきている。さら
に、球状シリカフィラーは、充填率の向上にも寄与する
ことから、今後、使用量がますます増えるものと予測さ
れる。半導体チップの高集積化、高性能化及び実装方法
における表面実装の発達に伴い、球状シリカフィラーの
フィラー特性を更に向上させる研究が盛んに行なわれて
おり、例えば、Effects of Particle Size on Mechanic
al and Impact Properties of Epoxy Resin Filled wit
h Spherical Silica(J.Appl.Poly.Sci.45 1281(1992))
には、比表面積が大きい程、封止材の強度が増すため、
比表面積の大きいものが好ましく、例えば、比表面積が
0.1m2/gから10m2/gに増加することによ
り、たわみ強度が2倍になり、引張り強度も増加すると
報告されている。しかしながら、現在市販されている球
状シリカフィラーの特性面では、比表面積に対しての配
慮がなされておらず、その値は、大きくても通常、数m
2/g程度である。
【0004】そこで本発明は、シリカ粉末原料をバーナ
ー火炎中に通すことにより球状シリカ粒子を製造する方
法において、球状シリカ粒子の比表面積を増大させ、少
なくとも10m2/g以上の比表面積を有するシリカ球
状粒子を得ることができる球状シリカ粒子の製造方法を
提供することを目的としている。
ー火炎中に通すことにより球状シリカ粒子を製造する方
法において、球状シリカ粒子の比表面積を増大させ、少
なくとも10m2/g以上の比表面積を有するシリカ球
状粒子を得ることができる球状シリカ粒子の製造方法を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の球状シリカ粒子の製造方法は、酸素又は酸
素富化空気をキャリアガスとしてシリカ粉末原料を供給
する原料供給路と、該原料供給路の外周に配置された燃
料ガス供給路と、該燃料ガス供給路の外周に配置された
酸素供給路と、各供給路の先端に接続する出口側が拡径
した燃焼室とを備えるとともに、前記原料粉体供給路
が、多数の小孔を有する粉体分散板を介して燃焼室に接
続し、前記酸素供給路が、同心管状の隔壁によって第1
酸素供給路と第2酸素供給路とに分割され、第1酸素供
給路が、燃焼室の側面から燃焼室内に旋回流を形成する
方向に一次酸素を噴出する複数の第1噴出口を備え、前
記第2酸素供給路が、前記第1噴出口の下流側で中心軸
方向に向けて二次酸素を噴出する複数の第2噴出口を備
えたバーナーを使用し、前記シリカ粉末原料をバーナー
火炎中に通すことによって球状シリカ粒子を製造する方
法において、前記一次酸素と二次酸素との合計酸素量に
対する一次酸素量の割合を、20%以下、好ましくは、
5〜20%の範囲に設定することを特徴としている。
め、本発明の球状シリカ粒子の製造方法は、酸素又は酸
素富化空気をキャリアガスとしてシリカ粉末原料を供給
する原料供給路と、該原料供給路の外周に配置された燃
料ガス供給路と、該燃料ガス供給路の外周に配置された
酸素供給路と、各供給路の先端に接続する出口側が拡径
した燃焼室とを備えるとともに、前記原料粉体供給路
が、多数の小孔を有する粉体分散板を介して燃焼室に接
続し、前記酸素供給路が、同心管状の隔壁によって第1
酸素供給路と第2酸素供給路とに分割され、第1酸素供
給路が、燃焼室の側面から燃焼室内に旋回流を形成する
方向に一次酸素を噴出する複数の第1噴出口を備え、前
記第2酸素供給路が、前記第1噴出口の下流側で中心軸
方向に向けて二次酸素を噴出する複数の第2噴出口を備
えたバーナーを使用し、前記シリカ粉末原料をバーナー
火炎中に通すことによって球状シリカ粒子を製造する方
法において、前記一次酸素と二次酸素との合計酸素量に
対する一次酸素量の割合を、20%以下、好ましくは、
5〜20%の範囲に設定することを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】図1は本発明方法で使用する酸素
・ガス燃焼バーナーの一形態例を示す断面図、図2は同
じくノズル先端側から見た正面図である。この球状シリ
カ粒子製造用のバーナーは、酸素又は酸素富化空気をキ
ャリアガスとして原料粉体を供給する原料粉体供給路1
1と、該原料粉体供給路11の外周に配置された燃料ガ
ス供給路12と、該燃料ガス供給路12の外周に配置さ
れた第1酸素供給路13a及び第2酸素供給路13bか
らなる酸素供給路13と、該酸素供給路13の外周に設
けられた冷却水通路14,15とを有する多重管構造に
形成されており、先端には、各供給路にそれぞれ噴出口
を介して接続する燃焼室16が設けられている。
・ガス燃焼バーナーの一形態例を示す断面図、図2は同
じくノズル先端側から見た正面図である。この球状シリ
カ粒子製造用のバーナーは、酸素又は酸素富化空気をキ
ャリアガスとして原料粉体を供給する原料粉体供給路1
1と、該原料粉体供給路11の外周に配置された燃料ガ
ス供給路12と、該燃料ガス供給路12の外周に配置さ
れた第1酸素供給路13a及び第2酸素供給路13bか
らなる酸素供給路13と、該酸素供給路13の外周に設
けられた冷却水通路14,15とを有する多重管構造に
形成されており、先端には、各供給路にそれぞれ噴出口
を介して接続する燃焼室16が設けられている。
【0007】前記燃焼室16は、出口側が拡径したコー
ン状に形成されており、燃焼室16と原料粉体供給路1
1との間には、小孔からなる原料粉体噴出口17を多数
有する粉体拡散板18が装着されている。また、燃焼室
16と燃料ガス供給路12との間には、軸線方向に燃料
を噴出する燃料噴出口19が設けられている。さらに、
燃焼室16と第1酸素供給路13aとの間には、燃焼室
16の側面からバーナー中心軸に垂直な方向で燃焼室内
に旋回流を形成する方向に一次酸素を噴出する複数の第
1噴出口20が設けられ、燃焼室16と第1酸素供給路
13bとの間には、前記第1噴出口20の下流側で中心
軸方向に向けて二次酸素を噴出する複数の第2噴出口2
1が設けられている。すなわち、第1噴出口20は、燃
焼室16の側面に接線方向に多数の小孔を形成したもの
であり、第2噴出口21は、燃焼室16の側面に放射状
に多数の小孔を形成したものである。この第1噴出口2
0及び第2噴出口21からそれぞれ噴出する酸素量は、
前記第1酸素供給路13aと第2酸素供給路13bとへ
の酸素供給量を適当に設定することにより、自由に変え
ることができる。
ン状に形成されており、燃焼室16と原料粉体供給路1
1との間には、小孔からなる原料粉体噴出口17を多数
有する粉体拡散板18が装着されている。また、燃焼室
16と燃料ガス供給路12との間には、軸線方向に燃料
を噴出する燃料噴出口19が設けられている。さらに、
燃焼室16と第1酸素供給路13aとの間には、燃焼室
16の側面からバーナー中心軸に垂直な方向で燃焼室内
に旋回流を形成する方向に一次酸素を噴出する複数の第
1噴出口20が設けられ、燃焼室16と第1酸素供給路
13bとの間には、前記第1噴出口20の下流側で中心
軸方向に向けて二次酸素を噴出する複数の第2噴出口2
1が設けられている。すなわち、第1噴出口20は、燃
焼室16の側面に接線方向に多数の小孔を形成したもの
であり、第2噴出口21は、燃焼室16の側面に放射状
に多数の小孔を形成したものである。この第1噴出口2
0及び第2噴出口21からそれぞれ噴出する酸素量は、
前記第1酸素供給路13aと第2酸素供給路13bとへ
の酸素供給量を適当に設定することにより、自由に変え
ることができる。
【0008】また、図3は、無機球状化粒子の製造装置
の一例を示す系統図であって、原料粉体は、通常のフィ
ーダーAから切り出され、経路A′から供給されるキャ
リアガスに同伴されて前記構造を有する酸素・ガス燃焼
バーナーBに搬送される。この酸素・ガス燃焼バーナー
Bには、酸素供給設備Cからの酸素と、LPG供給設備
Dからの燃焼ガスとが供給されており、炉E内の火炎中
で球状化された粒子は、経路Fから炉Eに導入された空
気により温度希釈され、後段のサイクロンGや、バグフ
ィルターHで回収される。通常、サイクロンGでは、平
均径15μm程度の球状化粒子が回収され、バグフィル
ターHでは、それ以下の微小球状化粒子が回収される。
の一例を示す系統図であって、原料粉体は、通常のフィ
ーダーAから切り出され、経路A′から供給されるキャ
リアガスに同伴されて前記構造を有する酸素・ガス燃焼
バーナーBに搬送される。この酸素・ガス燃焼バーナー
Bには、酸素供給設備Cからの酸素と、LPG供給設備
Dからの燃焼ガスとが供給されており、炉E内の火炎中
で球状化された粒子は、経路Fから炉Eに導入された空
気により温度希釈され、後段のサイクロンGや、バグフ
ィルターHで回収される。通常、サイクロンGでは、平
均径15μm程度の球状化粒子が回収され、バグフィル
ターHでは、それ以下の微小球状化粒子が回収される。
【0009】このような装置において、原料に天然の水
晶を粉砕した粉末を用いた場合、バーナーの高温火炎中
で、まず、粉末表面が急速に加熱され、熱伝導で粒子内
部も加熱される。そして、温度上昇により石英の融点以
上になった部分が溶融し、粘度が低下することにより、
その表面張力によって粒子が球状化する。
晶を粉砕した粉末を用いた場合、バーナーの高温火炎中
で、まず、粉末表面が急速に加熱され、熱伝導で粒子内
部も加熱される。そして、温度上昇により石英の融点以
上になった部分が溶融し、粘度が低下することにより、
その表面張力によって粒子が球状化する。
【0010】例えば平均粒径15μmのシリカ原料粉末
を供給すると、球状化された粒子は、比較的大きな20
数μm程度の粒子はサイクロンで補集され、比較的小さ
な数μm程度の粒子はバグフィルターで捕集される。こ
のとき、バグフィルターで捕集した粒子を詳しく観察す
ると、その中に、0.2〜0.4μmの極めて微小な球
状粒子が混入していることがある。
を供給すると、球状化された粒子は、比較的大きな20
数μm程度の粒子はサイクロンで補集され、比較的小さ
な数μm程度の粒子はバグフィルターで捕集される。こ
のとき、バグフィルターで捕集した粒子を詳しく観察す
ると、その中に、0.2〜0.4μmの極めて微小な球
状粒子が混入していることがある。
【0011】水晶等のシリカ(SiO2)は、融点付近
まで加熱されると、溶融するとともに、一部が還元され
てSiOが蒸発することが知られている。上述の極微小
な球状粒子は、原料粉末が溶融して生成したものとは考
えられず、火炎中でシリカがSiOに還元されて蒸発
し、冷却過程で再酸化されることにより、SiO2とし
て析出するものと考えられる。そして、本発明者らの知
見によれば、この極く微小な球状粒子の発生量は、バー
ナーの燃焼条件によって変化することが判明した。
まで加熱されると、溶融するとともに、一部が還元され
てSiOが蒸発することが知られている。上述の極微小
な球状粒子は、原料粉末が溶融して生成したものとは考
えられず、火炎中でシリカがSiOに還元されて蒸発
し、冷却過程で再酸化されることにより、SiO2とし
て析出するものと考えられる。そして、本発明者らの知
見によれば、この極く微小な球状粒子の発生量は、バー
ナーの燃焼条件によって変化することが判明した。
【0012】一般に、小さい粉体ほど、その比表面積が
大きくなるので、SiOの蒸発を経て析出する極く微小
な球状粒子を積極的に生成させることにより、得られる
球状粒子の比表面積が大きくなることが期待できる。す
なわち、SiOの蒸発を促進し、これが冷却過程で酸化
されてSiO2を生成する際の生成速度を大きくする一
方で、SiO2粒子の成長速度を抑制すれば、前記極微
小の粒子を増やすことができる。すなわち、原料を高温
領域に曝してSiOの蒸発を促すとともに、速やかに冷
却して生成したSiO2粒子の成長を抑制すればよいと
言える。そのためには、バーナー火炎の形状と温度分布
とが重要な要因となる。
大きくなるので、SiOの蒸発を経て析出する極く微小
な球状粒子を積極的に生成させることにより、得られる
球状粒子の比表面積が大きくなることが期待できる。す
なわち、SiOの蒸発を促進し、これが冷却過程で酸化
されてSiO2を生成する際の生成速度を大きくする一
方で、SiO2粒子の成長速度を抑制すれば、前記極微
小の粒子を増やすことができる。すなわち、原料を高温
領域に曝してSiOの蒸発を促すとともに、速やかに冷
却して生成したSiO2粒子の成長を抑制すればよいと
言える。そのためには、バーナー火炎の形状と温度分布
とが重要な要因となる。
【0013】図1に示す構造のバーナーは、燃焼室16
に供給される燃焼用酸素として、第1酸素供給路13a
からバーナー中心軸に垂直で旋回流を形成するように噴
出する一次酸素と、第2酸素供給路13bからバーナー
中心軸前方に向けて噴出する二次酸素とを有しており、
第1酸素供給路13aと第2酸素供給路13bとへの酸
素供給量の割合を変えることにより、バーナー火炎の前
方への推進力と周囲への広がりとを適宜制御することが
でき、火炎の形と火炎の温度分布とを調整することが可
能な構造を有している。
に供給される燃焼用酸素として、第1酸素供給路13a
からバーナー中心軸に垂直で旋回流を形成するように噴
出する一次酸素と、第2酸素供給路13bからバーナー
中心軸前方に向けて噴出する二次酸素とを有しており、
第1酸素供給路13aと第2酸素供給路13bとへの酸
素供給量の割合を変えることにより、バーナー火炎の前
方への推進力と周囲への広がりとを適宜制御することが
でき、火炎の形と火炎の温度分布とを調整することが可
能な構造を有している。
【0014】前回の提案では、原料粉体の平均粒径の差
に着目して実験を行ったが、今回は、生成する球状粒子
の粒径に着目して種々の実験を行った。その結果、極微
小の球状粒子の生成量を増やし、かつ、その粒径を小さ
くするには、一次酸素の割合を低くすることが効果的で
あることがわかった。具体的には、一次酸素と二次酸素
との合計酸素量に対する一次酸素量の割合を20%以下
にすると、微小で比表面積の大きな球状粒子の生成量が
飛躍的に増えることが判明した。また、一次酸素量の割
合が小さくなり過ぎると、二次酸素粉粒の間隙から未燃
の燃料ガスが噴出するようになるため、通常は、合計酸
素量に対する一次酸素量の割合を5〜20%の範囲に設
定することが好ましい。
に着目して実験を行ったが、今回は、生成する球状粒子
の粒径に着目して種々の実験を行った。その結果、極微
小の球状粒子の生成量を増やし、かつ、その粒径を小さ
くするには、一次酸素の割合を低くすることが効果的で
あることがわかった。具体的には、一次酸素と二次酸素
との合計酸素量に対する一次酸素量の割合を20%以下
にすると、微小で比表面積の大きな球状粒子の生成量が
飛躍的に増えることが判明した。また、一次酸素量の割
合が小さくなり過ぎると、二次酸素粉粒の間隙から未燃
の燃料ガスが噴出するようになるため、通常は、合計酸
素量に対する一次酸素量の割合を5〜20%の範囲に設
定することが好ましい。
【0015】なお、合計酸素量は、通常、燃料ガスを完
全燃焼させることができる量に設定されており、バーナ
ーの容量によって略決まった量となる。
全燃焼させることができる量に設定されており、バーナ
ーの容量によって略決まった量となる。
【0016】また、このようにしてバグフィルターで捕
集した微小で比表面積の大きな球状粒子(バグフィルタ
ー品)と、サイクロンで補集した平均径15μm程度の
球状粒子(サイクロン品)とを適当に混合することによ
り、任意の比表面積を有する球状シリカを得ることがで
きる。
集した微小で比表面積の大きな球状粒子(バグフィルタ
ー品)と、サイクロンで補集した平均径15μm程度の
球状粒子(サイクロン品)とを適当に混合することによ
り、任意の比表面積を有する球状シリカを得ることがで
きる。
【0017】
【実施例】図3の系統図に示す製造装置において、図1
及び図2に示す構造のバーナーを使用するとともに、原
料には、平均粒径15μmに粉砕した天然水晶粉末を用
意した。バーナーへは、原料約18kg/hを、7.5
Nm3/hの酸素をキャリアガスとして供給した。燃料
としてはLPGを5Nm3/hを供給し、一次及び二次
酸素は、合計量として17.5Nm3/hを供給した。
そして、合計酸素量に対する一次酸素の割合「(一次酸
素)/(一次酸素+二次酸素)」を種々変化させ、バグ
フィルターで回収した球状品の比表面積をBET法にて
測定した。その結果を図4に示す。図4から明らかなよ
うに、一次酸素の割合が低くなると比表面積が大きくな
る傾向が見られるが、20%以下になると、比表面積の
値が急激に上昇することがわかる。
及び図2に示す構造のバーナーを使用するとともに、原
料には、平均粒径15μmに粉砕した天然水晶粉末を用
意した。バーナーへは、原料約18kg/hを、7.5
Nm3/hの酸素をキャリアガスとして供給した。燃料
としてはLPGを5Nm3/hを供給し、一次及び二次
酸素は、合計量として17.5Nm3/hを供給した。
そして、合計酸素量に対する一次酸素の割合「(一次酸
素)/(一次酸素+二次酸素)」を種々変化させ、バグ
フィルターで回収した球状品の比表面積をBET法にて
測定した。その結果を図4に示す。図4から明らかなよ
うに、一次酸素の割合が低くなると比表面積が大きくな
る傾向が見られるが、20%以下になると、比表面積の
値が急激に上昇することがわかる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の球状シリ
カ粒子の製造方法によれば、通常の粉砕では得られない
0.2〜0.4μmの極めて微小な径の球状粒子が得ら
れ、比表面積が10m2/g以上の球状化シリカ粒子を
得ることができる。さらに、これを通常の球状化粒子に
適量混合することにより、従来よりも比表面積が大き
く、所望の比表面積を有する球状化シリカを調合するこ
とができる。
カ粒子の製造方法によれば、通常の粉砕では得られない
0.2〜0.4μmの極めて微小な径の球状粒子が得ら
れ、比表面積が10m2/g以上の球状化シリカ粒子を
得ることができる。さらに、これを通常の球状化粒子に
適量混合することにより、従来よりも比表面積が大き
く、所望の比表面積を有する球状化シリカを調合するこ
とができる。
【図1】 本発明方法で使用する酸素・ガス燃焼バーナ
ーの一形態例を示す断面図である。
ーの一形態例を示す断面図である。
【図2】 同じくノズル先端側から見た正面図である。
【図3】 無機球状化粒子の製造装置の一例を示す系統
図である。
図である。
【図4】 合計酸素量に対する一次酸素の割合と回収し
た球状品の比表面積との関係を示す図である。
た球状品の比表面積との関係を示す図である。
11…原料粉体供給路、12…燃料ガス供給路、13a
…第1酸素供給路、13b…第2酸素供給路、14,1
5…冷却水通路、16…燃焼室、17…原料粉体噴出
口、18…粉体拡散板、19…燃料噴出口、20…第1
噴出口、21…第2噴出口、A…フィーダー、B…酸素
・ガス燃焼バーナー、C…酸素供給設備、D…LPG供
給設備、E…炉、G…サイクロン、H…バグフィルター
…第1酸素供給路、13b…第2酸素供給路、14,1
5…冷却水通路、16…燃焼室、17…原料粉体噴出
口、18…粉体拡散板、19…燃料噴出口、20…第1
噴出口、21…第2噴出口、A…フィーダー、B…酸素
・ガス燃焼バーナー、C…酸素供給設備、D…LPG供
給設備、E…炉、G…サイクロン、H…バグフィルター
Claims (2)
- 【請求項1】 酸素又は酸素富化空気をキャリアガスと
してシリカ粉末原料を供給する原料供給路と、該原料供
給路の外周に配置された燃料ガス供給路と、該燃料ガス
供給路の外周に配置された酸素供給路と、各供給路の先
端に接続する出口側が拡径した燃焼室とを備えるととも
に、前記原料粉体供給路が、多数の小孔を有する粉体分
散板を介して燃焼室に接続し、前記酸素供給路が、同心
管状の隔壁によって第1酸素供給路と第2酸素供給路と
に分割され、第1酸素供給路が、燃焼室の側面から燃焼
室内に旋回流を形成する方向に一次酸素を噴出する複数
の第1噴出口を備え、前記第2酸素供給路が、前記第1
噴出口の下流側で中心軸方向に向けて二次酸素を噴出す
る複数の第2噴出口を備えたバーナーを使用し、前記シ
リカ粉末原料をバーナー火炎中に通すことによって球状
シリカ粒子を製造する方法において、前記一次酸素と二
次酸素との合計酸素量に対する一次酸素量の割合を、2
0%以下にすることを特徴とする球状シリカ粒子の製造
方法。 - 【請求項2】 前記一次酸素量の割合が、5〜20%で
あることを特徴とする請求項1記載の球状シリカ粒子の
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP648698A JPH11199219A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP648698A JPH11199219A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11199219A true JPH11199219A (ja) | 1999-07-27 |
Family
ID=11639816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP648698A Pending JPH11199219A (ja) | 1998-01-16 | 1998-01-16 | 球状シリカ粒子の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11199219A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1076043A3 (de) * | 1999-08-13 | 2001-10-24 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren für die Herstellung dichter Quarzglas-Körnung |
EP1661865A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-05-31 | Kao Corporation | Apparatus for preparing inorganic spheroidized particle |
WO2008069777A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Apparatus and process to enhance the uniform formation of hollow glass microspheres |
JP2010036097A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 無機質球状化粒子製造用バーナ |
KR101536326B1 (ko) * | 2008-08-04 | 2015-07-13 | 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 | 무기질 구상화 입자의 제조방법 |
-
1998
- 1998-01-16 JP JP648698A patent/JPH11199219A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1076043A3 (de) * | 1999-08-13 | 2001-10-24 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Verfahren für die Herstellung dichter Quarzglas-Körnung |
EP1661865A1 (en) * | 2004-11-30 | 2006-05-31 | Kao Corporation | Apparatus for preparing inorganic spheroidized particle |
WO2008069777A1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Apparatus and process to enhance the uniform formation of hollow glass microspheres |
JP2010036097A (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 無機質球状化粒子製造用バーナ |
US8272859B2 (en) | 2008-08-04 | 2012-09-25 | Taiyo Nippon Sanso Corporation | Burner for producing inorganic spherical particles |
KR101524790B1 (ko) * | 2008-08-04 | 2015-06-01 | 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 | 무기질 구상화 입자 제조용 버너 |
KR101536326B1 (ko) * | 2008-08-04 | 2015-07-13 | 타이요 닛폰 산소 가부시키가이샤 | 무기질 구상화 입자의 제조방법 |
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