JP2003137533A - Minute molten silica grain - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な溶融シリカ
粒子に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to novel fused silica particles.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶融シリカ粒子は球状であり、流動性、
充填性が良いため、半導体封止用樹脂のフィラーとして
多く使用されている。この溶融シリカ粒子は、サブミク
ロンの大きさのものから数百ミクロンの大きさのものが
製造されているが、半導体封止用樹脂への充填率を高め
るに、平均粒子径が十数ミクロンから数十ミクロンとい
う比較的大きい溶融シリカ粒子とサブミクロンから数ミ
クロン程度の小さい平均粒子径を有する溶融シリカ粒子
との混合物を用いる方法等が採用されている。BACKGROUND OF THE INVENTION Fused silica particles are spherical and have a fluidity,
Since it has good filling properties, it is often used as a filler for semiconductor encapsulating resins. These fused silica particles are manufactured in submicron size to several hundred micron size, but in order to increase the filling rate into the resin for semiconductor encapsulation, the average particle size is A method of using a mixture of relatively large fused silica particles of several tens of microns and fused silica particles having a small average particle size of submicron to several microns is adopted.
【0003】一方、半導体封止用樹脂のフィラーとして
使用される溶融シリカ粒子は、一般に、天然ケイ石など
の粉砕によって得られた平均粒子径数十ミクロン程度の
破砕状シリカを燃料または支燃性ガスに分散させてバー
ナーにより加熱溶融させて得られるが、かかる方法によ
って得られる溶融シリカ粒子は、数十ミクロンを中心と
した粒度分布を持ち、前記高充填に好ましい粒度分布と
するためには、これに別途サブミクロンから数ミクロン
程度の小さい溶融シリカ粒子を添加する必要があった。On the other hand, the fused silica particles used as a filler for a semiconductor encapsulating resin are generally crushed silica particles having an average particle size of about several tens of microns obtained by crushing natural silica stone, etc. Obtained by dispersing in gas and heating and melting with a burner, fused silica particles obtained by such a method has a particle size distribution centered on several tens of microns, in order to have a preferred particle size distribution for the high packing, It was necessary to separately add small fused silica particles of submicron to several microns.
【0004】そのため、平均粒子径がサブミクロンから
数ミクロン程度の小さい溶融シリカ粒子(以下、微小溶
融シリカ粒子ともいう)を選択的に製造する方法が研究
・開発されている。Therefore, a method for selectively producing fused silica particles (hereinafter also referred to as fine fused silica particles) having a small average particle size of submicron to several microns has been studied and developed.
【0005】従来、上記微小溶融シリカ粒子を製造する
方法として、微細に粉砕されたケイ素粉末を火炎により
酸化、溶融せしめる方法が提案されている。Conventionally, as a method of producing the above-mentioned fine fused silica particles, a method of oxidizing and melting finely pulverized silicon powder with a flame has been proposed.
【0006】ところが、上記方法は、微細に粉砕した固
体ケイ素原料を使用する必要があり、粉砕におけるケイ
素粉末の汚染や粉塵としての原料の取扱性において問題
があった。また、反応は、ケイ素粉末の蒸発、酸化燃焼
を伴い、粒子径の制御が困難であり、微小溶融シリカ粒
子の粒子径を制御することが困難であった。However, the above method requires the use of a finely pulverized solid silicon raw material, which is problematic in terms of contamination of the silicon powder during pulverization and handling of the raw material as dust. In addition, the reaction involves evaporation of silicon powder and oxidative combustion, and it is difficult to control the particle size, and it is difficult to control the particle size of the fine fused silica particles.
【0007】また、微小溶融シリカ粒子を得るための他
の方法として、ケイ素合金を電気炉で製造する際に副産
される非晶質シリカを主成分とする0.1〜1μm粉末
を水洗することにより製造する方法が提案されている
(特許文献1参照)。As another method for obtaining fine fused silica particles, 0.1 to 1 μm powder containing amorphous silica as a main component, which is a by-product when a silicon alloy is produced in an electric furnace, is washed with water. Therefore, a method of manufacturing is proposed (see Patent Document 1).
【0008】しかし、上記方法は、副産するシリカを利
用するものであり、生産量の制限があり、また、純度を
著しく向上させるためには水洗に多大の労力を必要とす
ることが懸念される。[0008] However, the above method uses silica produced as a by-product, has a limited production amount, and is feared that a great deal of labor is required for washing with water in order to significantly improve the purity. It
【0009】[0009]
【特許文献1】 特開平8−245214号公報[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 8-245214
【発明が解決しようとする課題】したがって、高純度の
微小溶融シリカ粒子を得ることが可能な溶融シリカ粒子
の製造方法の開発が求められてきた。Therefore, there has been a demand for the development of a method for producing fused silica particles capable of obtaining high-purity fine fused silica particles.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、前述した溶融シリ
カ粒子製造の問題に対して、原料として従来使用されな
かった常温で液状又はガス状の有機シラン化合物を使用
することにより、精製が容易であり、また、粉砕も必要
とせず、高純度でシリカを生成できること、また、該有
機シラン化合物をガス状で特定の火炎中に供給して、シ
リカへの転換と溶融とを該火炎中で行わしめた後、かか
る溶融粒子を分散状態で冷却することにより、粒度分布
が制御された微小溶融シリカ粒子を安定して製造できる
ことを見出した。Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, in view of the above-mentioned problem of producing fused silica particles, liquid at room temperature which has not been conventionally used as a raw material Alternatively, by using a gaseous organic silane compound, it is easy to purify, does not require pulverization, silica can be produced in high purity, and the organic silane compound is gaseous in a specific flame. By supplying and performing the conversion into silica and melting in the flame, and then cooling the molten particles in a dispersed state, it is possible to stably produce fine fused silica particles having a controlled particle size distribution. I found it.
【0011】そして、その際、得られる微小溶融シリカ
は、有機シラン化合物を使用するにも拘わらず、着色が
全く無いものが得られることを見出し、本発明を完成す
るに至った。At that time, it was found that the fine fused silica obtained could be completely free from coloring despite the use of an organic silane compound, and the present invention was completed.
【0012】即ち、本発明は、有機シラン化合物の燃焼
によって得られる微小溶融シリカ粒子であって、平均粒
子径が0.05〜5μmであり、且つ、粒子の着色が無
いことを特徴とする微小溶融シリカ粒子である。That is, the present invention provides fine fused silica particles obtained by combustion of an organic silane compound, having an average particle diameter of 0.05 to 5 μm and no coloring of the particles. It is a fused silica particle.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】本発明において、有機シラン化合
物は、常温でガス状又は液状であるものが特に制限なく
使用される。例えば、ヘキサメチルシクロトリシロキサ
ン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、デカメチル
シクロペンタシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、
オクタメチルトリシロキサンなどのシロキサン、テトラ
メトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルトリ
エトキシシランなどのアルコキシシラン、テトラメチル
シラン、ジエチルシラン、ヘキサメチルジシラザンなど
が挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, as the organosilane compound, those which are gaseous or liquid at room temperature are used without particular limitation. For example, hexamethylcyclotrisiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, hexamethyldisiloxane,
Examples thereof include siloxane such as octamethyltrisiloxane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, alkoxysilane such as methyltriethoxysilane, tetramethylsilane, diethylsilane, and hexamethyldisilazane.
【0014】特に、上記有機シラン化合物としてシロキ
サンまたはアルコキシシランを選択することにより、塩
素等の不純物が著しく低減されたより高純度の微小溶融
シリカ粒子を得ることが可能であり、また、取扱い性も
向上し、好ましい。In particular, by selecting siloxane or alkoxysilane as the above-mentioned organic silane compound, it is possible to obtain finer fused silica particles of higher purity in which impurities such as chlorine are remarkably reduced, and the handling property is also improved. However, it is preferable.
【0015】本発明の微小溶融シリカ粒子は、上記有機
シラン化合物を、ガス状で後記の外周炎中に供給するこ
とによって得られる。かかる操作は、微小溶融シリカ粒
子の粒子径の制御を安定して行うために必要である。The fine fused silica particles of the present invention can be obtained by supplying the above-mentioned organosilane compound in a gaseous state into the peripheral flame described later. Such an operation is necessary to stably control the particle size of the fine fused silica particles.
【0016】有機シラン化合物を後述する外周炎中にガ
ス状で供給する態様は、特に制限されない。例えば、液
状の有機シラン化合物は必要に応じて気化器、噴霧器等
のガス化装置を使用してガス化した後供給される。上記
ガス化は、噴霧器を使用した霧化を含むものであるが、
本発明においては、液状の有機シラン化合物を完全にガ
ス化する方法が好ましい。The mode of supplying the organosilane compound in a gaseous state into the peripheral flame described later is not particularly limited. For example, the liquid organosilane compound is supplied after being gasified using a gasifier such as a vaporizer or a sprayer, if necessary. The gasification includes atomization using an atomizer,
In the present invention, a method of completely gasifying a liquid organosilane compound is preferable.
【0017】また、有機シラン化合物は窒素、ヘリウ
ム、アルゴン等のキャリアガスの一部または全部として
酸素を使用することが、得られる微小溶融シリカ粒子の
着色を防止する上で必要である。かかる酸素の量は、有
機シラン化合物に含有される炭素量によって適宜決定す
ればよい。また、後記の実施例及び比較例より理解され
るように、後記の外周炎も微小溶融シリカ粒子の着色の
防止に効果的である。Further, it is necessary for the organosilane compound to use oxygen as a part or all of a carrier gas such as nitrogen, helium or argon in order to prevent coloring of the obtained fine fused silica particles. The amount of oxygen may be appropriately determined depending on the amount of carbon contained in the organosilane compound. Further, as will be understood from Examples and Comparative Examples described below, the peripheral flame described below is also effective in preventing the coloring of the fine fused silica particles.
【0018】有機シラン化合物と共に供給される酸素
は、有機シラン化合物中の炭素を適度に酸化し得る量で
添加することが好ましく、予め実験により最適な量を決
定すればよい。そうすることによって、有機シラン化合
物を原料として燃焼することによる着色の無い微小溶融
シリカ粒子を得ることができる。The oxygen supplied together with the organic silane compound is preferably added in an amount capable of moderately oxidizing carbon in the organic silane compound, and the optimum amount may be determined in advance by experiments. By doing so, it is possible to obtain fine fused silica particles that are not colored by burning the organic silane compound as a raw material.
【0019】本発明の微小溶融シリカ粒子を得るための
方法において、有機シラン化合物の供給口の外周には、
可燃性ガスと酸素とによって外周炎が形成される。この
外周炎の形成方法は、有機シラン化合物の供給口からの
ガス流を覆うように火炎が形成される方法であれば特に
制限されない。In the method for obtaining fine fused silica particles of the present invention, the periphery of the organosilane compound supply port is
A peripheral flame is formed by the combustible gas and oxygen. The method of forming the peripheral flame is not particularly limited as long as the flame is formed so as to cover the gas flow from the organosilane compound supply port.
【0020】代表的な態様として、多重管バーナーを使
用する方法がある。図1は、本発明において好適に使用
される上記多重管バーナーの代表的な態様を示す断面図
である。図1に示される多重管バーナー1は、少なくと
も3重管よりなり、中心口2から有機シラン化合物10
0がガス状で供給されると共に、該中心口2の外周に隣
接して位置する環状口3、4に可燃性ガス101及び酸
素102が供給される。As a typical embodiment, there is a method using a multi-tube burner. FIG. 1 is a sectional view showing a typical embodiment of the multi-tube burner preferably used in the present invention. The multi-tube burner 1 shown in FIG. 1 is composed of at least a triple tube, and is provided with an organic silane compound 10 from the center port 2.
0 is supplied in a gaseous state, and flammable gas 101 and oxygen 102 are supplied to the annular ports 3 and 4 located adjacent to the outer periphery of the center port 2.
【0021】この場合、多重管バーナーの中心口1に隣
接する環状口2に可燃性ガスを供給することにより、微
小溶融シリカ粒子を長期間製造する場合において、中心
口周辺におけるシリカの堆積を効果的に防止し、安定し
て微小溶融シリカ粒子を製造することができ好ましい。In this case, by supplying a combustible gas to the annular port 2 adjacent to the central port 1 of the multi-tube burner, when the fine fused silica particles are produced for a long time, the accumulation of silica around the central port is effective. It is preferable because it is possible to stably produce fine fused silica particles.
【0022】図1においては、3重管バーナーの例を示
したが、多重管バーナーは4重管、或いは、それ以上の
多重管でも構わず、追加の環状口より供給されるガスは
可燃性ガス又は酸素の何れでもよい。In FIG. 1, an example of a triple tube burner is shown, but a multi-tube burner may be a quadruple tube or more multi-tube burners, and the gas supplied from the additional annular port is flammable. Either gas or oxygen may be used.
【0023】また、本発明の微小溶融シリカ粒子を工業
的に製造する場合に有利な装置として、図2に示すよう
に、主管5内に複数本の上述したサブ多重管バーナー
(一般には、三重管バーナー)6を配し、形成される間
隙部7に、可燃性ガス又は酸素を供給する態様が挙げら
れる。かかる多重管バーナーによれば、本発明の微小溶
融シリカ粒子を大量生産することが可能である。Further, as an apparatus advantageous in industrially producing the fine fused silica particles of the present invention, as shown in FIG. A mode in which a combustible gas or oxygen is supplied to the gap portion 7 formed by disposing the tube burner 6 is provided. With such a multi-tube burner, it is possible to mass-produce the fine fused silica particles of the present invention.
【0024】上記可燃性ガスとしては、水素、及び炭化
水素が使用される。上記炭化水素は、従来から燃料とし
て使用されているものが工業的に有利に使用できる。例
えば、メタン、プロパン等を単独で或いは混合して使用
することが好ましい。Hydrogen and hydrocarbon are used as the combustible gas. As the hydrocarbon, those conventionally used as fuel can be industrially advantageously used. For example, methane, propane and the like are preferably used alone or in combination.
【0025】また、目的とする平均粒子径を有する本発
明の微小溶融シリカ粒子を得るために、多重管バーナー
より供給される有機シラン化合物、可燃性ガス及び酸素
の好適な比率は、有機シラン化合物の種類によって異な
り、一概に限定することはできないが、有機シラン化合
物と可燃性ガスとの理論燃焼熱量が、生成するシリカ1
モルに対して、200〜8000kcal、好ましくは
400〜5000kcalとなるように可燃性ガスの使
用量を決定することが好ましい。Further, in order to obtain the fine fused silica particles of the present invention having a desired average particle diameter, a suitable ratio of the organosilane compound, the combustible gas and the oxygen supplied from the multi-tube burner is The theoretical combustion calorific value of the organic silane compound and the combustible gas depends on the type of the silica 1 to be generated, but the silica 1
It is preferable to determine the amount of flammable gas to be used so that it is 200 to 8000 kcal, and preferably 400 to 5000 kcal with respect to the mole.
【0026】また、酸素量は、上記有機シラン化合物及
び可燃性ガスの完全燃焼に必要な酸素量の0.7〜1.
3倍量となるようにその供給量を決定することが好まし
い。The amount of oxygen is 0.7-1.about.0 of the amount of oxygen required for complete combustion of the above-mentioned organic silane compound and combustible gas.
It is preferable to determine the supply amount so that the amount is tripled.
【0027】具体的には、有機シラン化合物としてオク
タメチルシクロテトラシロキサンを使用し、可燃性ガス
として水素を使用した場合、オクタメチルシクロテトラ
シロキサン1モルに対して水素を5〜500モル、酸素
を13〜345モルの割合で供給することが好ましい。Specifically, when octamethylcyclotetrasiloxane is used as the organic silane compound and hydrogen is used as the combustible gas, hydrogen is added in an amount of 5 to 500 mol and oxygen is added to 1 mol of octamethylcyclotetrasiloxane. It is preferable to supply at a ratio of 13 to 345 mol.
【0028】また、多重管バーナー中心口の外周に設け
られた環状口から供給される酸素の量は、有機シラン化
合物および可燃性ガスの燃焼に必要な酸素量の30%以
上、好ましくは40%以上であることが、安定した外周
炎を形成するために好ましい。但し、上記割合は、有機
シラン化合物を使用する場合、該有機シラン化合物と共
に供給する酸素量を好適な全酸素供給量から差し引いた
量を超えないことが望ましい。Further, the amount of oxygen supplied from the annular port provided on the outer periphery of the central port of the multi-tube burner is 30% or more, preferably 40%, of the oxygen amount required for burning the organic silane compound and the combustible gas. The above is preferable in order to form a stable peripheral flame. However, when the organic silane compound is used, it is preferable that the above ratio does not exceed the amount obtained by subtracting the amount of oxygen supplied together with the organic silane compound from the suitable total oxygen supply amount.
【0029】更に、多重管バーナーより供給されるガス
速度は、安定した外周炎が形成されれば中心口、環状口
どちらが早くともかまわないが、ほぼ同等の速度である
ことが望ましく、バーナー出口における平均ガス供給速
度が0.5〜50Nm/秒となるように調整することが
好ましい。Further, the gas velocity supplied from the multi-tube burner may be either the center port or the annular port as soon as a stable peripheral flame is formed, but it is desirable that the gas velocity is almost the same, and the gas velocity at the burner outlet is the same. It is preferable to adjust the average gas supply rate to be 0.5 to 50 Nm / sec.
【0030】上述した製造方法において、外周炎中に供
給された有機シラン化合物は、その化合物に応じて自己
の燃焼により及び/又は外周炎によりシリカに変換さ
れ、更に生成したシリカ微粒子が相互に融着して溶融し
たシリカ粒子を形成する。In the above-mentioned manufacturing method, the organic silane compound supplied into the outer peripheral flame is converted into silica by its own combustion and / or by the outer peripheral flame depending on the compound, and further the generated silica fine particles are fused with each other. Deposited to form fused silica particles.
【0031】その際、上記溶融したシリカ粒子は、平均
粒子径を0.05〜5μm、好ましくは0.1〜2μm
に成長するように外周炎中に滞在させ、その後、該溶融
したシリカ粒子を分散した状態で冷却することが極めて
重要である。At this time, the fused silica particles have an average particle size of 0.05 to 5 μm, preferably 0.1 to 2 μm.
It is extremely important to allow the fused silica particles to cool in a dispersed state after they are allowed to stay in the outer peripheral flame so that they grow.
【0032】上記方法は、得られる微小溶融シリカ粒子
の平均粒子径を測定し、その平均粒子径が上記範囲とな
るように、外周炎の長さ、火炎速度を調整することによ
って行う方法が好適に採用される。The above method is preferably carried out by measuring the average particle size of the obtained fine fused silica particles and adjusting the length of the outer peripheral flame and the flame speed so that the average particle size falls within the above range. Adopted by.
【0033】本発明において、分散した状態で冷却され
た微小溶融シリカ粒子は、公知の手段、例えば、サイク
ロン、バグフィルター等の固気分離手段により気流中か
ら回収することができる。In the present invention, the fine fused silica particles cooled in a dispersed state can be recovered from the air stream by a known means, for example, a solid gas separation means such as a cyclone or a bag filter.
【0034】尚、溶融したシリカ粒子を分散した状態で
冷却する方法は、該粒子を含むガス流を、必要に応じて
冷却ジャケットを設けた容器内に解放する方法が一般的
である。As a method for cooling the fused silica particles in a dispersed state, a gas flow containing the particles is generally released into a container provided with a cooling jacket, if necessary.
【0035】このように、有機シラン化合物をガス状で
外周炎中に供給して、シリカへの転換、溶融成長を行わ
せる本発明の方法は、粒子径の制御が極めて容易であ
り、効率よく且つ安定して微小溶融シリカ粒子を得るこ
とが可能である。As described above, the method of the present invention in which the organosilane compound is supplied in a gaseous state into the outer peripheral flame to carry out conversion to silica and melt growth is extremely easy to control the particle size and efficiently. Further, it is possible to stably obtain fine fused silica particles.
【0036】図3は、本発明の方法による微小溶融シリ
カ粒子の代表的な製造工程を示した概念図である。即
ち、ケイ素原料として常温で液体のものを使用する場
合、ケイ素化合物100は、原料タンク8よりライン9
を経て気化器10に送られ、気化させた後、ライン11
を経て多重管バーナー1の中心口(図示せず)より反応
容器12内にガス状で供給される。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a typical production process of fine fused silica particles by the method of the present invention. That is, when a silicon raw material that is liquid at room temperature is used, the silicon compound 100 is supplied from the raw material tank 8 to the line 9
After being sent to the vaporizer 10 via the vaporizer and vaporized, the line 11
Then, the gas is supplied into the reaction vessel 12 from the central port (not shown) of the multi-tube burner 1 via the.
【0037】一方、多重管バーナー1には、中心口から
供給された有機シラン化合物の流れを囲むように、環状
口より可燃性ガス及び酸素が供給され、外周炎aを形成
する。On the other hand, the multi-tube burner 1 is supplied with combustible gas and oxygen from the annular port so as to surround the flow of the organosilane compound supplied from the central port, and forms the outer flame a.
【0038】上記外周炎中において、有機シラン化合物
は酸化或いは加水分解を受けてシリカに転換し、次い
で、相互の粒子が融着して成長する。そして、前記適当
な粒度に成長した段階で外周炎より離れ、反応器内で冷
却され微小溶融シリカ粒子が得られる。In the peripheral flame, the organic silane compound is oxidized or hydrolyzed to be converted into silica, and then mutual particles are fused and grown. Then, when it grows to the appropriate particle size, it separates from the outer flame and is cooled in the reactor to obtain fine fused silica particles.
【0039】また、得られた微小溶融シリカ粒子の回収
は、微小溶融シリカ粒子を燃焼ガスと共に前記気固分離
器14(図は、バグフィルターの例を示す。)を使用し
て微小溶融シリカ粒子103と燃焼ガス104とに分離
することによって行うことができる。The fine fused silica particles thus obtained are collected by using the fine fused silica particles together with a combustion gas in the gas-solid separator 14 (the figure shows an example of a bag filter). It can be performed by separating into 103 and combustion gas 104.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明の微小溶融シリカ粒子は、平均粒
子径0.05〜5μmの球状粒子であり、半導体封止用
樹脂への充填率を高めるに、平均粒子径が十数ミクロン
から数十ミクロンという比較的大きい溶融シリカ粒子と
混合するための粒子として有用である。EFFECTS OF THE INVENTION The fine fused silica particles of the present invention are spherical particles having an average particle size of 0.05 to 5 μm. It is useful as a particle for mixing with relatively large fused silica particles of 10 microns.
【0041】更に、本発明の微小溶融シリカ粒子は、シ
ロキサンおよびアルコキシシランのように、蒸留等によ
り容易に精製が可能で、且つ、ハロゲン原子を持たない
有機シラン化合物を使用するため、その純度を一層向上
させることができ、高密度化が進む半導体製造技術にお
いて、その工業的価値は極めて高いものである。Further, since the fine fused silica particles of the present invention use an organic silane compound which does not have a halogen atom and can be easily purified by distillation or the like like siloxane and alkoxysilane, the purity thereof is high. The industrial value of the semiconductor manufacturing technology, which can be further improved and whose density is increasing, is extremely high.
【0042】更にまた、後述する実施例にも示すよう
に、有機シラン化合物を原料として燃焼することによる
着色も無い。Furthermore, as shown in Examples described later, there is no coloring caused by burning an organic silane compound as a raw material.
【0043】また、言うまでもないが、本発明の微小溶
融シリカ粒子は、前記半導体封止用樹脂へのシリカ粒子
の充填率を高めるための用途に限定されず、単独で或い
は他の粒子と組み合わせて、種々の用途に使用すること
も可能である。Needless to say, the fine fused silica particles of the present invention are not limited to the use for increasing the filling rate of the silica particles in the resin for semiconductor encapsulation, alone or in combination with other particles. It can also be used for various purposes.
【0044】例えば、石英るつぼ、光ファイバー等の石
英ガラス部材、研磨材、精密樹脂成形品充填材、フィル
ムのアンチブロッキング材、トナー外添剤、接着剤用充
填材、歯科材用充填材、インクジェット紙コート層等の
用途に好適に使用することができる。For example, a quartz crucible, a quartz glass member such as an optical fiber, an abrasive, a filler for a precision resin molded product, a film anti-blocking agent, a toner external additive, an adhesive filler, a dental filler, an inkjet paper. It can be suitably used for applications such as a coat layer.
【0045】[0045]
【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。EXAMPLES Examples will be shown below for specifically explaining the present invention, but the present invention is not limited to these examples.
【0046】実施例1〜3
図3に示す工程に準じて、下記の方法により微小溶融シ
リカ粒子を製造した。先ず、タンク8より、純度99.
99%に精製したシロキサン(オクタメチルシクロテト
ラシロキサン、沸点175℃)をライン9より気化器1
0に送って気化せしめ、ガス状のシロキサンをライン1
1から三重管よりなる多重管バーナー1の中心口に供給
した。Examples 1 to 3 Fine fused silica particles were produced by the following method according to the steps shown in FIG. First, the purity of 99.
Vaporizer 1 from line 9 of siloxane purified to 99% (octamethylcyclotetrasiloxane, boiling point 175 ° C)
0 to vaporize and vaporize the gaseous siloxane in line 1
1 to the central port of a multi-tube burner 1 consisting of a triple tube.
【0047】尚、図示していないが、上記ライン11に
は酸素の混合ラインを設け、シロキサン1モルに対し
て、5モルの酸素を混合して上記多重管バーナー1に供
給した。Although not shown, an oxygen mixing line was provided in the line 11, and 5 mol of oxygen was mixed with 1 mol of siloxane and supplied to the multi-tube burner 1.
【0048】一方、三重管バーナーの中心口に隣接する
環状口からは、可燃性ガス101として水素を更にその
外側に隣接する環状口からは酸素を供給して外周炎を形
成した。On the other hand, hydrogen was supplied from the annular port adjacent to the center port of the triple-tube burner as the combustible gas 101, and oxygen was further supplied from the annular port adjacent to the outside thereof to form a peripheral flame.
【0049】上記多重管バーナー1から供給されるそれ
ぞれのガスの割合、即ち、シロキサン1モルに対する水
素の割合及び生成するシリカ1モルに対するシロキサン
と水素の理論燃焼熱量並びにシロキサンと水素の完全燃
焼に必要な酸素量に対する比率で示される酸素量(シロ
キサンに含有する酸素を含む)をそれぞれ表1に示すよ
うに変化させた。また、多重管バーナーにおける平均ガ
ス供給速度を表1に併せて示した。The ratio of each gas supplied from the multi-tube burner 1, that is, the ratio of hydrogen to 1 mol of siloxane, the theoretical combustion heat of siloxane and hydrogen to 1 mol of silica produced, and the complete combustion of siloxane and hydrogen. The amount of oxygen (including oxygen contained in siloxane) expressed as a ratio to the amount of oxygen is changed as shown in Table 1. Further, Table 1 also shows the average gas supply rate in the multi-tube burner.
【0050】反応器内において、外周炎から離れた溶融
粒子を分散状態で冷却し、ガス粒と共に、ライン13を
経て固気分離器14のバグフィルターに導き、表1に示
すように平均粒子径がそれぞれ制御された微小溶融シリ
カ粒子を得た。In the reactor, the molten particles separated from the peripheral flame were cooled in a dispersed state, and introduced together with the gas particles through a line 13 to a bag filter of a solid-gas separator 14 and, as shown in Table 1, an average particle diameter. To obtain fine fused silica particles in which the respective particles were controlled.
【0051】得られた微小溶融シリカ粒子について、平
均粒子径、粒度分布変動係数、着色度の測定を行った結
果を表1に、また、不純物分析を行った結果を表2に示
す。Table 1 shows the results of measuring the average particle diameter, particle size distribution variation coefficient, and coloring degree of the obtained fine fused silica particles, and Table 2 shows the results of impurity analysis.
【0052】尚、上記試験は、下記の方法によって実施
した。The above test was carried out by the following method.
【0053】(1)平均粒子径および粒度分布変動係数
堀場製作所製レーザー回折散乱式粒度分布測定装置(L
A−920)を用い測定した。(1) Average particle size and particle size distribution variation coefficient Laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (L
A-920).
【0054】(2)着色度
微小溶融シリカ粒子を目視で観察し、下記の基準により
評価した。(2) Coloring degree The fine fused silica particles were visually observed and evaluated according to the following criteria.
【0055】A; 全く着色がない
B; 黒い部分が僅かに観察される
(3)不純物分析
ICP発光分光光度法、原子吸光光度法およびイオンク
ロマト法により、鉄、アルミニウム、クロム、ニッケ
ル、ナトリウムおよび塩素の元素について、定量した。A: No coloration at all B: Black portion is slightly observed (3) Impurity analysis By ICP emission spectrophotometry, atomic absorption spectrophotometry and ion chromatography, iron, aluminum, chromium, nickel, sodium and The chlorine element was quantified.
【0056】実施例4
実施例1において、有機シラン化合物を、純度99.9
9%に精製したテトラメトキシシラン(沸点121℃)
とした以外、他の条件は同様にして微小溶融シリカ粒子
を得た。Example 4 In Example 1, the organosilane compound was added to have a purity of 99.9.
Tetramethoxysilane purified to 9% (boiling point 121 ° C)
Other than the above, other conditions were similarly obtained to obtain fine fused silica particles.
【0057】得られた微小溶融シリカ粒子について、実
施例1と同様な試験を行った結果を表2に合わせて示
す。The results of the same test as in Example 1 were carried out on the obtained fine fused silica particles, and the results are shown in Table 2.
【0058】比較例1
実施例1において、バーナーで外周炎を形成せず、全て
のガスを混合した状態で燃焼を行った以外、他の条件は
同様にして微小溶融シリカ粒子を得た。Comparative Example 1 Fine fused silica particles were obtained in the same manner as in Example 1 except that combustion was performed in a state where all the gases were mixed with each other without forming a peripheral flame with the burner.
【0059】得られた微小溶融シリカ粒子について、実
施例1と同様な試験を行った結果を表2に合わせて示
す。The results of the same test as in Example 1 were carried out on the obtained fine fused silica particles.
【0060】[0060]
【表1】 [Table 1]
【表2】 [Table 2]
【図1】 本発明に使用される多重管バーナーの代表的
な態様を示す断面図FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical embodiment of a multi-tube burner used in the present invention.
【図2】 本発明の多重管バーナーについて他の態様を
示す正面図FIG. 2 is a front view showing another embodiment of the multi-tube burner of the present invention.
【図3】 本発明の方法の代表的な工程を示す概念図FIG. 3 is a conceptual diagram showing typical steps of the method of the present invention.
1 多重管バーナー 2 中心口 3、4 環状口 5 主管 6 サブ多重管バーナー 7 間隙部 8 有機シラン化合物タンク 10 気化器 12 反応器 14 固気分離器 100 有機シラン化合物 101 可燃性化合物 102 酸素 1 Multi-tube burner 2 central mouth 3, 4 ring mouth 5 main 6 sub multi-tube burner 7 Gap 8 Organic silane compound tank 10 vaporizer 12 reactor 14 Solid gas separator 100 Organosilane compound 101 flammable compounds 102 oxygen
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦川 孝雄 山口県徳山市御影町1−1 株式会社トク ヤマ内 Fターム(参考) 4G072 AA25 BB07 DD04 DD05 DD06 GG01 GG03 HH28 MM38 TT01 TT19 TT20 UU01 UU07 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Takao Urakawa Toku Co., Ltd. 1-1 Mikagecho, Tokuyama City, Yamaguchi Prefecture In Yama F term (reference) 4G072 AA25 BB07 DD04 DD05 DD06 GG01 GG03 HH28 MM38 TT01 TT19 TT20 UU01 UU07
Claims (2)
る微小溶融シリカ粒子であって、平均粒子径が0.05
〜5μmであり、且つ、粒子の着色が無いことを特徴と
する微小溶融シリカ粒子。1. Fine fused silica particles obtained by combustion of an organosilane compound, having an average particle diameter of 0.05.
Fine fused silica particles having a size of ˜5 μm and no coloring of the particles.
ppm未満、ニッケルが5ppm未満、クロムが5pp
m未満、ナトリウムが3ppm未満、及び塩素が3pp
m未満である請求項1記載の微小溶融シリカ粒子。2. Iron less than 20 ppm and aluminum 5
less than 5 ppm, nickel less than 5 ppm, chromium 5 pp
m, sodium less than 3 ppm, and chlorine 3 pp
The fine fused silica particles according to claim 1, which are less than m.
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