JP2003181323A - Method and device for manufacturing fine particles from brittle material - Google Patents

Method and device for manufacturing fine particles from brittle material

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JP2003181323A
JP2003181323A JP2001389514A JP2001389514A JP2003181323A JP 2003181323 A JP2003181323 A JP 2003181323A JP 2001389514 A JP2001389514 A JP 2001389514A JP 2001389514 A JP2001389514 A JP 2001389514A JP 2003181323 A JP2003181323 A JP 2003181323A
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brittle material
cracks
heating
fine
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Hikoharu Okabe
彦春 岡部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture fine particles of a fine particle-size at a low cost in a rather simple structure by applying a dry pulverizing. <P>SOLUTION: Particles made from brittle material are heated in a temperature lower than the softening temperature and the heated particles are rapidly cooled down to generate cracks in each particle. By injecting a mixed gas at high pressure where the particles having cracks are scattered in the gas supplied by a high pressure gas supply means 20 to a flow passage arranged with cutting blades to face each other, the particles having cracks are pulverized at least by the impact energy with the cutting blade. The particles are circulated by returning to the flow passage and the pulverizing process is repeated. The particles pulverized by repeatedly passing the flow passage are collected into a reservoir 41 communicating with the flow passage. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、脆性材料からなる
微粒子の製造方法及び製造装置に関する。本発明は、特
に、ガラス粒子を微粉砕する乾式微粉砕方法及び乾式微
粉砕装置に好適に使用することができる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing fine particles made of a brittle material. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used particularly for a dry pulverizing method and a dry pulverizing apparatus for pulverizing glass particles.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ガラスやセラミック等の脆性材料
からなる微粒子(微粉体)を製造するには、乾式または
湿式の微粉砕装置が使用される。このうち、乾式微粉砕
装置としては、ローラミルやボールミル等を使用したも
のが一般的である。この乾式微粉砕装置は、ローラミル
やボールミル等により粉体に機械的衝撃を与え、粉体を
機械的エネルギーにより脆性破壊して、粒子寸法(粒
度)の小さい微粉体とする。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to produce fine particles (fine powder) made of a brittle material such as glass or ceramic, a dry or wet fine pulverizer is used. Among them, as a dry type fine pulverization device, a device using a roller mill, a ball mill or the like is generally used. This dry fine pulverizer applies a mechanical impact to the powder by a roller mill, a ball mill or the like, and brittlely breaks the powder by mechanical energy to obtain a fine powder having a small particle size (particle size).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の微粉砕装置で
は、通常、乾式微粉砕装置よりも湿式微粉砕装置の方
が、より微細な粒度(小さい粒径)の微粉体を製造する
ことができる。即ち、対象とする粉体の粒度がサブミク
ロンという微細な粒度領域にある場合、乾式微粉砕装置
では、粉体が、粉砕媒体(ボールミルやローラミル)や
粉砕機の内壁に付着し、クッショニング作用を呈して粉
砕が円滑に進行しなくなったり、逆に、粉体の固着や凝
集を促進する可能性が高くなったりするからである。こ
のような微細な粒度領域では、湿式微粉砕装置を使用
し、粉体を液中に懸濁させて粒子表面を濡らし、粒子同
士の相互作用を弱めた状態で微粉砕処理を行うことが一
般的である。一方、湿式微粉砕装置は、一般に、全体の
構成が複雑になり、また、高価となる。よって、製造さ
れる微粒子自体の製造コストも上昇してしまう。
In the conventional fine pulverizing apparatus, the wet fine pulverizing apparatus can usually produce fine powder having a finer particle size (smaller particle size) than the dry fine pulverizing apparatus. . That is, when the particle size of the target powder is in the fine particle size range of submicron, the powder adheres to the grinding medium (ball mill or roller mill) or the inner wall of the grinder in the dry pulverization device, and has a cushioning effect. This is because the pulverization does not proceed smoothly, and on the contrary, the possibility of accelerating the fixation and agglomeration of the powder increases. In such a fine particle size range, it is common to use a wet pulverization device to suspend the powder in the liquid to wet the particle surface and perform the pulverization treatment in a state where the interaction between the particles is weakened. Target. On the other hand, the wet pulverizing apparatus generally has a complicated overall structure and is expensive. Therefore, the manufacturing cost of the manufactured fine particles themselves also increases.

【0004】そこで、本発明は、乾式微粉砕を採用する
ことにより、比較的簡単な構成で、微細な粒度の微粒子
を安価に製造することができる脆性材料からなる微粒子
の微粉砕方法及び微粉砕装置の提供を課題とする。
Therefore, in the present invention, by adopting the dry fine pulverization, a fine pulverization method and fine pulverization of fine particles made of a brittle material capable of inexpensively producing fine particles having a fine particle size with a relatively simple structure. The object is to provide a device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る脆性材料
からなる微粒子の製造方法は、脆性材料からなる粒子を
加熱する加熱工程と、前記加熱した粒子を急速冷却して
各粒子にクラックを発生させる急冷工程と、前記クラッ
クを有する粒子を機械的に微粉砕する微粉砕工程とを具
備する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for producing fine particles made of a brittle material, wherein a heating step of heating particles made of the brittle material and a step of rapidly cooling the heated particles to crack each particle. It comprises a quenching step of generating and a pulverizing step of mechanically pulverizing the particles having the cracks.

【0006】請求項2に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の温
度で加熱する加熱工程と、前記加熱した粒子を急速冷却
して各粒子にクラックを発生させる急冷工程と、気体に
前記クラックを有する粒子を分散させた混合気を、切刃
を対向配置した流路に高圧で噴射すると共に前記流路に
還流して循環させ、少なくとも前記切刃との衝突エネル
ギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕する微粉
砕工程とを具備する。
A method for producing fine particles made of a brittle material according to a second aspect comprises a heating step of heating the particles made of the brittle material at a temperature lower than a softening temperature, and rapidly cooling the heated particles to cause cracks in each particle. A quenching step to generate, a gas mixture in which particles having the cracks are dispersed in a gas is jetted at a high pressure to a flow path in which a cutting blade is arranged to face, and is circulated by circulating in the flow path, at least the cutting blade and And a finely pulverizing step of finely pulverizing the particles having the cracks by the collision energy.

【0007】請求項3に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の温
度で加熱する加熱工程と、前記加熱した粒子を急速冷却
して各粒子にクラックを発生させる急冷工程と、高圧ガ
ス供給手段から供給される気体に前記クラックを有する
粒子を分散させた混合気を、切刃を対向配置した流路に
高圧で噴射することにより、少なくとも前記切刃との衝
突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕
する微粉砕工程と、前記粒子を前記流路へと還流して循
環させ、前記微粉砕工程を繰り返す循環工程と、前記流
路を繰り返し通過して微粉砕された粒子を、前記流路に
連通する貯留室に捕集する捕集工程とを具備する。
A method for producing fine particles made of a brittle material according to a third aspect of the present invention comprises a heating step of heating particles made of the brittle material at a temperature lower than a softening temperature, and rapid cooling of the heated particles to cause cracks in each particle. A quenching step to generate, a mixture of particles having the cracks dispersed in the gas supplied from the high-pressure gas supply means, by injecting at high pressure into the flow path in which the cutting blades are arranged facing each other, at least the cutting blades A finely pulverizing step of finely pulverizing the particles having the cracks by the collision energy of the particles, circulating the particles to the flow path for circulation, repeating a fine pulverizing step, and repeatedly passing through the flow path. And a collection step of collecting the finely pulverized particles in a storage chamber communicating with the flow path.

【0008】請求項4に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、請求項2または3の構成において、前記脆
性材料からなる粒子がガラス粒子であり、前記ガラス粒
子は、前記加熱工程において、ガラス転移温度未満の温
度で加熱される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for producing fine particles made of a brittle material, wherein the particles made of the brittle material are glass particles, and the glass particles are made of glass in the heating step. It is heated at a temperature below the transition temperature.

【0009】請求項5に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、請求項2乃至4のいずれかの構成におい
て、前記微粉砕工程において、前記混合気を、前記流路
の軸方向に対して傾斜した状態で前記流路に導入する。
A method for producing fine particles made of a brittle material according to a fifth aspect is the method according to any one of the second to fourth aspects, wherein in the finely pulverizing step, the air-fuel mixture is directed in the axial direction of the flow path. It is introduced into the flow path in an inclined state.

【0010】請求項6に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、請求項2乃至5のいずれかの構成におい
て、前記貯留室内を略真空状態に維持し、前記微粉砕工
程、前記捕集工程及び前記循環工程において、前記高圧
ガス供給手段から前記流路に導入される混合気の導入速
度を増加する。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for producing fine particles made of a brittle material according to any one of the second to fifth aspects, wherein the storage chamber is maintained in a substantially vacuum state, and the finely pulverizing step and the collecting step are performed. And, in the circulation step, the introduction speed of the air-fuel mixture introduced from the high-pressure gas supply means to the flow path is increased.

【0011】請求項7に係る脆性材料からなる微粒子の
製造装置は、脆性材料からなる粒子を加熱する加熱手段
と、前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラック
を発生させる急冷手段と、前記クラックを有する粒子を
機械的に微粉砕する微粉砕手段とを具備する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing fine particles made of a brittle material, which comprises heating means for heating the particles made of the brittle material, and rapid cooling means for rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle. Finely pulverizing means for mechanically finely pulverizing the particles having the cracks.

【0012】請求項8に係る脆性材料からなる微粒子の
製造装置は、脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の温
度で加熱する加熱手段と、前記加熱した粒子を急速冷却
して各粒子にクラックを発生させる急冷手段と、気体に
前記クラックを有する粒子を分散させた混合気を、切刃
を対向配置した流路に高圧で噴射すると共に前記流路に
還流して循環させ、少なくとも前記切刃との衝突エネル
ギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕する微粉
砕手段とを具備する。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing fine particles made of a brittle material, wherein heating means for heating the particles made of the brittle material at a temperature lower than a softening temperature and rapid cooling of the heated particles to cause cracks in each particle. A quenching means to generate, and a gas mixture in which particles having the cracks are dispersed in a gas are jetted at a high pressure to a flow path in which a cutting edge is arranged to face and circulate and circulate in the flow path, at least the cutting edge. And a finely pulverizing means for finely pulverizing the particles having the cracks by the collision energy.

【0013】請求項9に係る脆性材料からなる微粒子の
製造装置は、脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の温
度で加熱する加熱手段と、前記加熱した粒子を急速冷却
して各粒子にクラックを発生させる急冷手段と、高圧ガ
ス供給手段から供給される気体に前記クラックを有する
粒子を分散させた混合気を、切刃を対向配置した流路に
高圧で噴射することにより、少なくとも前記切刃との衝
突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕
する微粉砕手段と、前記粒子を前記流路へと還流して循
環させ、前記微粉砕工程を繰り返す循環手段と、前記流
路に連通する貯留室を有し、前記流路を繰り返し通過し
て微粉砕された粒子を前記貯留室に捕集する捕集手段と
を具備する。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for producing fine particles made of a brittle material, wherein heating means for heating the particles made of the brittle material at a temperature lower than the softening temperature and rapid cooling of the heated particles to cause cracks in each particle. A quenching means to be generated, and a mixture of particles having the cracks dispersed in the gas supplied from the high-pressure gas supply means, by injecting at high pressure into a flow path in which the cutting edges are arranged at least, and at least the cutting edges. A finely pulverizing means for finely pulverizing the particles having the cracks by collision energy, a circulating means for circulating the particles by circulating them back to the flow channel, and repeating the finely pulverizing step, and a storage chamber communicating with the flow channel. And collecting means for collecting finely pulverized particles that have repeatedly passed through the flow path into the storage chamber.

【0014】請求項10に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、請求項8または9の構成において、前記
脆性材料からなる粒子がガラス粒子であり、前記加熱手
段は、前記ガラス粒子をガラス転移温度未満の温度で加
熱する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the apparatus for producing fine particles made of a brittle material, the particles made of the brittle material are glass particles, and the heating means transforms the glass particles into a glass transition material. Heat at a temperature below temperature.

【0015】請求項11に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、請求項8乃至10のいずれかの構成にお
いて、前記微粉砕手段が、前記混合気を、前記流路の軸
方向に対して傾斜した状態で前記流路に導入する。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the apparatus for producing fine particles made of a brittle material, in the structure according to any one of the eighth to tenth aspects, the finely pulverizing means directs the air-fuel mixture in the axial direction of the flow path. It is introduced into the flow path in an inclined state.

【0016】請求項12に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、請求項8乃至11のいずれかの構成にお
いて、前記貯留室が、内部を略真空状態に維持する減圧
手段を含み、前記減圧手段により前記貯留室の内部を略
真空状態に維持することにより、前記高圧ガス供給手段
から前記流路に導入される混合気の導入速度を増加す
る。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the apparatus for producing fine particles of a brittle material according to any one of the eighth to eleventh aspects, the storage chamber includes a depressurizing means for maintaining the inside in a substantially vacuum state. By maintaining the inside of the storage chamber in a substantially vacuum state by means, the introduction speed of the air-fuel mixture introduced from the high-pressure gas supply means to the flow path is increased.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。なお、各実施の形態を通じ、同一の部材、要素ま
たは部分には同一の符号を付して、その説明を省略す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below. Throughout the embodiments, the same members, elements or portions are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0018】[実施の形態1] {製造装置}図1は本発明の実施の形態1に係る脆性材
料からなる微粒子の製造装置の主要構成要素を概略的に
示すブロック図である。図2は本発明の実施の形態1に
係る脆性材料からなる微粒子の製造装置の微粉砕手段の
要部を概略的に示す断面図である。
[Embodiment 1] {Manufacturing apparatus} FIG. 1 is a block diagram schematically showing main components of a manufacturing apparatus of fine particles made of a brittle material according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view schematically showing a main part of a fine pulverizing means of the apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【0019】実施の形態1に係る脆性材料からなる微粒
子の製造装置は、加熱手段、急冷手段及び微粉砕手段を
備える。前記加熱手段は、脆性材料からなる粒子を加熱
するためのものである。前記急冷手段は、前記加熱した
粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発生させるため
のものである。前記脆性材料からなる粒子としては、無
機粒子、有機粒子、無機ガラス粒子、有機ガラス粒子、
セラミック粒子等の任意の脆性材料からなる粒子を使用
することができる。なお、実施の形態1では、脆性材料
からなる粒子として、シリカガラス(石英ガラス)、ホ
ウケイ酸ガラス等の無機ガラス粒子を使用することが好
ましい。具体的には、無機ガラス粒子として、Si02
Na2CaO系ガラス、TiO2BaOSi02ZnO
系ガラス、TiO2BaOZrO2ZnO系ガラス、S
i02CaOAl2O3B2O3系ガラス、Si02A
l2O3CaOMgOB2O3系ガラス等のガラス粒子
を使用することができる。また、ガラス粒子としてこれ
らのガラスビーズを使用することもできる。一方、ガラ
ス粒子以外の粒子を使用する場合、例えば、無機粒子と
して、シリカ粒子(SiO2)等の結晶体粒子を使用す
ることもできる。
The apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment comprises a heating means, a quenching means and a fine pulverizing means. The heating means is for heating particles made of a brittle material. The quenching means is for rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle. As the particles made of the brittle material, inorganic particles, organic particles, inorganic glass particles, organic glass particles,
Particles of any brittle material such as ceramic particles can be used. In Embodiment 1, it is preferable to use inorganic glass particles such as silica glass (quartz glass) and borosilicate glass as the particles made of the brittle material. Specifically, as the inorganic glass particles, Si02
Na2CaO glass, TiO2BaOSi02ZnO
Glass, TiO2BaOZrO2ZnO glass, S
i02CaOAl2O3B2O3 glass, Si02A
Glass particles such as 12O3CaOMgOB2O3 glass can be used. Also, these glass beads can be used as the glass particles. On the other hand, when particles other than glass particles are used, for example, crystalline particles such as silica particles (SiO2) can be used as the inorganic particles.

【0020】また、加熱手段としては、脆性材料からな
る粒子を加熱できる限りにおいて、任意のものを使用す
ることができる。例えば、加熱手段として電熱器等の直
接加熱手段を使用し、ガラス粒子等の脆性材料からなる
粒子を容器に収容して、その容器を加熱手段により直接
加熱してもよい。更に、急冷手段としては、脆性材料か
らなる粒子を急冷できる限りにおいて、任意のものを使
用することができる。例えば、急冷手段として、液体窒
素または液体水素等の冷却媒体を使用し、その冷却媒体
を容器に収容すると共に、加熱した粒子をその容器に投
入して、粒子を冷却媒体により直接急冷してもよい。或
いは、加熱した粒子を収容する容器を、冷却媒体により
冷却し、粒子を間接的に急冷してもよい。
As the heating means, any means can be used as long as the particles made of a brittle material can be heated. For example, a direct heating means such as an electric heater may be used as the heating means, particles made of a brittle material such as glass particles may be housed in a container, and the container may be directly heated by the heating means. Further, as the quenching means, any means can be used as long as the particles made of the brittle material can be rapidly cooled. For example, as a quenching means, a cooling medium such as liquid nitrogen or liquid hydrogen is used, and the cooling medium is housed in a container, and heated particles are put into the container, and the particles are directly quenched by the cooling medium. Good. Alternatively, the container containing the heated particles may be cooled with a cooling medium to indirectly and rapidly cool the particles.

【0021】図1に示すように、微粉砕手段10は、前
記クラックを有する粒子を機械的に微粉砕するためのも
のである。詳細には、前記微粉砕手段10は、図2に示
すように、ハウジング11を有し、ハウジング11には
第1の流路11aが貫通形成されている。第1の流路1
1aは、ハウジング11の軸心に沿って延びる断面円形
の直線状をなす。ハウジング10の流路11aの下流側
端部には、段差を介して第2の流路11bが連続的に形
成されている。第2の流路11bは、前記第1の流路1
1aよりも大径の断面円形をなす直線状をなす。前記ハ
ウジング11の第2の流路11bには、切刃12が、第
1の流路11aの下流端に対向するよう配置固定されて
いる。切刃12は、一方の側面のみを傾斜加工して刃面
12aとしている。また、切刃12は、その刃先(刃面
12aの先端縁)12xがハウジング11の第1の流路
11aの下流端の中心に対向して位置するよう、チャッ
ク等の図示しない固定手段により下端側を固定されてい
る。切刃12は、通常の切刃用の金属や合金より形成す
ることができ、この場合、刃先12xは、例えば、通常
の機械研磨により、先端曲率半径を約1μmまで先鋭に
することができる。また、切刃12は、ダイヤモンド等
の超硬材料により形成することもできる。例えば、切刃
12を地球上で最も硬い材料であるダイヤモンドにより
形成した場合、刃先12xは、例えば、粉状ダイヤによ
る研磨技術やイオンスパッタによる研磨技術(集束イオ
ンビームや電子ビームを切刃表面に当てて研磨する技
術)による研磨により、先端曲率半径を約30nm〜1
00nmまで先鋭にすることができる。
As shown in FIG. 1, the finely pulverizing means 10 is for mechanically finely pulverizing the particles having the cracks. Specifically, as shown in FIG. 2, the finely pulverizing means 10 has a housing 11, and a first flow path 11a is formed through the housing 11. First channel 1
1a has a linear shape with a circular cross section that extends along the axis of the housing 11. A second flow passage 11b is continuously formed at a downstream end of the flow passage 11a of the housing 10 with a step. The second channel 11b is the first channel 1
It has a linear shape having a circular cross section with a diameter larger than 1a. In the second flow passage 11b of the housing 11, a cutting blade 12 is arranged and fixed so as to face the downstream end of the first flow passage 11a. The cutting blade 12 has a blade surface 12a obtained by inclining only one side surface. Further, the cutting blade 12 has a lower end by a fixing means (not shown) such as a chuck so that its cutting edge (the tip edge of the blade surface 12a) 12x is positioned to face the center of the downstream end of the first flow path 11a of the housing 11. The side is fixed. The cutting edge 12 can be formed of a metal or alloy for a normal cutting edge. In this case, the cutting edge 12x can be sharpened to a radius of curvature of about 1 μm by a normal mechanical polishing, for example. The cutting edge 12 can also be formed of a superhard material such as diamond. For example, when the cutting edge 12 is formed of diamond, which is the hardest material on the earth, the cutting edge 12x has, for example, a polishing technique using powdered diamond or a polishing technique using ion sputtering (focused ion beam or electron beam on the cutting blade surface). The radius of curvature of the tip is approximately 30 nm to 1 by polishing by applying and polishing.
It can be sharpened to 00 nm.

【0022】実施の形態1に係る脆性材料からなる微粒
子の製造装置は、更に、高圧ガス供給手段20と混合気
流入室30とを備える。高圧ガス供給手段20と混合気
流入室30とは、管路15により接続され、高圧ガス供
給手段20からの高圧ガスを、管路15を介して混合気
流入室30内に高圧で流入及び噴射させるようになって
いる。なお、高圧ガス供給手段20としては、任意の高
圧ガス(気体)を供給できるものであれば任意のものを
使用することができる。例えば、高圧ガス供給手段20
として、アルゴンガス、水素ガス、窒素ガス等の高圧ガ
スを貯蔵し、バルブ等の調圧手段を介してその高圧ガス
を所望の圧力で噴射することができるガスボンベを使用
することができる。前記混合気流入室30は、管路25
を介して高圧ガスを内部に流入及び噴射可能な容器状
(ハウジング状)をなしている。混合気流入室30は、
流路35を介して前記微粉砕手段10に接続されてい
る。即ち、混合気流入室30は、その内部に連通する流
路35を有し、その流路35の下流端が、微粉砕手段1
0の粉砕手段10の第1の流路11aの上流端に接続し
ている。そして、高圧ガス供給手段20から混合気流入
室30内に流入した高圧ガスが、流路35を介して微粉
砕手段10の第1の流路11a及び第2の流路11bに
流入及び噴射されるようになっている。なお、混合気流
入室30は、内部に連通する流路35ではなく、その流
路35に連通する別個の管路を介して、微粉砕手段10
に接続することもできる。
The apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment further includes a high pressure gas supply means 20 and a mixture gas inflow chamber 30. The high-pressure gas supply means 20 and the air-fuel mixture inflow chamber 30 are connected by a pipe line 15 so that the high-pressure gas from the high-pressure gas supply device 20 can flow into and inject into the air-fuel mixture air flow chamber 30 at a high pressure through the pipe line 15. It has become. As the high-pressure gas supply unit 20, any unit can be used as long as it can supply an arbitrary high-pressure gas (gas). For example, the high pressure gas supply means 20
As the gas cylinder, a high pressure gas such as argon gas, hydrogen gas or nitrogen gas can be stored and the high pressure gas can be injected at a desired pressure through a pressure adjusting means such as a valve. The air-fuel mixture inflow chamber 30 has a conduit 25.
It forms a container (housing) into which high-pressure gas can flow in and inject through. The air-fuel mixture inflow chamber 30 is
It is connected to the fine crushing means 10 via a flow path 35. That is, the air-fuel mixture inflow chamber 30 has the flow passage 35 communicating with the inside thereof, and the downstream end of the flow passage 35 has the fine pulverizing means 1
No. 0 crushing means 10 is connected to the upstream end of the first flow path 11a. Then, the high-pressure gas that has flowed from the high-pressure gas supply means 20 into the air-fuel mixture inflow chamber 30 flows and is injected into the first flow passage 11 a and the second flow passage 11 b of the fine pulverization means 10 via the flow passage 35. It is like this. The air-fuel mixture inflow chamber 30 is not provided with the flow passage 35 communicating with the inside thereof, but with a separate conduit communicating with the flow passage 35.
You can also connect to.

【0023】実施の形態1に係る脆性材料からなる微粒
子の製造装置は、更に、捕集手段40及び循環手段50
を備えている。前記捕集手段40は、微粉砕手段10の
第2の流路11bに連通する容器状の粉体貯留室41を
有している。粉体貯留室41の上端には、粉体投入・取
出口42が開閉自在に設けられ、粉体投入・取出口42
を開放することにより粉体を内部に投入したり内部から
取出したりすることができると共に、粉体投入・取出口
42を閉めることにより、粉体貯留室41内部を気密に
維持できるようになっている。この捕集手段40は、微
粉砕手段10の第2の流路11bを通過して微粉砕され
た粒子を、粉体貯留室41に捕集する。粉体貯留室41
は、流路15を介して、微粉砕手段10の第2の流路1
1bに接続されている。即ち、捕集手段40は、微粉砕
手段10の第2の流路11bの下流端と粉体貯留室41
の内部とを連通する流路15を有している。そして、微
粉砕手段10の第2の流路11bからの高圧ガスが、流
路15を介して粉体貯留室41の内部に流入及び噴射さ
れるようになっている。なお、粉体貯留室41は、流路
15ではなく、その流路15に連通する別個の管路を介
して、微粉砕手段10の第2の流路11bに接続するこ
ともできる。しかし、流路15により微粉砕手段10の
第2の流路11bと粉体貯留室41とを接続する場合、
微粉砕手段10のハウジング11と捕集手段40の粉体
貯留室41とを一体的に連結することができる。この場
合、前記切刃12を粉体貯留室41側に固定することが
できるため、その構成を簡素化することができる。例え
ば、切刃12を固定するチャック等の固定手段を、粉体
投入・取出口42の中心部分に配置して固定し、その固
定手段に切刃12を固定することにより、切刃12をハ
ウジング11の第2の流路11b内に収容すると共に、
切刃12の刃先12xをハウジング11の第1の流路1
1aの下流端の中心に対向して配置することができる。
即ち、切刃12及びその固定手段をユニット化したもの
を、粉体貯留室41に固定するだけで、ハウジング11
の第1及び第2の流路11a,11bに対する切刃12
の位置決めを簡単に行うことができる。
The apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment further includes a collecting means 40 and a circulating means 50.
Is equipped with. The collection means 40 has a container-shaped powder storage chamber 41 that communicates with the second flow path 11b of the fine pulverization means 10. A powder loading / unloading port 42 is openably and closably provided at the upper end of the powder storage chamber 41.
The powder can be put in and taken out from the inside by opening the chamber, and the inside of the powder storage chamber 41 can be kept airtight by closing the powder loading / unloading port 42. There is. The collecting means 40 collects the particles, which have passed through the second flow path 11b of the finely grinding means 10 and are finely ground, in the powder storage chamber 41. Powder storage chamber 41
Through the flow path 15 to the second flow path 1 of the finely pulverizing means 10.
It is connected to 1b. That is, the collecting means 40 includes the powder storage chamber 41 and the downstream end of the second flow path 11b of the fine pulverizing means 10.
Has a flow path 15 that communicates with the inside. Then, the high-pressure gas from the second flow passage 11b of the finely pulverizing means 10 is made to flow into and be injected into the powder storage chamber 41 via the flow passage 15. The powder storage chamber 41 may be connected to the second flow passage 11b of the fine pulverizing means 10 not via the flow passage 15 but via a separate conduit communicating with the flow passage 15. However, when the second flow passage 11b of the fine pulverizing means 10 and the powder storage chamber 41 are connected by the flow passage 15,
The housing 11 of the finely pulverizing means 10 and the powder storage chamber 41 of the collecting means 40 can be integrally connected. In this case, since the cutting edge 12 can be fixed to the powder storage chamber 41 side, the configuration can be simplified. For example, a fixing means such as a chuck for fixing the cutting blade 12 is arranged and fixed at the central portion of the powder loading / unloading port 42, and the cutting blade 12 is fixed to the fixing means so that the cutting blade 12 is housed. While being accommodated in the second flow channel 11b of 11,
The cutting edge 12x of the cutting blade 12 is connected to the first flow path 1 of the housing 11.
It can be arranged facing the center of the downstream end of 1a.
That is, by simply fixing the cutting blade 12 and its fixing means as a unit to the powder storage chamber 41, the housing 11
Cutting edge 12 for the first and second flow paths 11a, 11b of
Can be easily positioned.

【0024】前記循環手段は、前記捕集手段40の粉体
貯留室41内の粒子を、粉体貯留室41から微粉砕手段
10の第1の流路11aへと還流して循環させるための
ものである。詳細には、循環手段は、管路45と調圧手
段50とを有する。管路45の一端は捕集手段40の粉
体貯留室41の内部に連通し、他端は調圧手段50に接
続している。そして、管路45及び調圧手段50を介し
て、粉体貯留室41の内部の高圧ガスを混合気流入室3
0へと還流し、更に、微粉砕手段10へと循環するよう
になっている。調圧手段50は、混合気流入室30内部
の圧力を一定に保持し、混合気流入室30から微粉砕手
段10の流路11a,11b内に流入する高圧ガスの圧
力を一定に保持するためのものである。調圧手段50
は、例えば、チェックバルブ(逆止弁)、レリーフバル
ブ(逃がし弁)等の部材を有し、高圧ガス供給手段20
からの高圧ガスが混合気流入室35から管路45に流入
したり、混合気流入室35内の高圧ガスが管路45に逆
流したりするのを防止し、或いは、混合気流入室35内
の圧力が異常に高くなるのを防止したりする。調圧手段
50は混合気流入室30と管路45の他端との接続ポー
トに直接設けるタイプのものとしてよく、或いは、混合
気流入室30と管路45の他端との間に別個に設けるユ
ニットタイプのものとしてもよい。
The circulation means is for circulating the particles in the powder storage chamber 41 of the collection means 40 from the powder storage chamber 41 to the first flow path 11a of the fine pulverization means 10 for circulation. It is a thing. In detail, the circulation means has the conduit 45 and the pressure adjusting means 50. One end of the pipe line 45 communicates with the inside of the powder storage chamber 41 of the collecting means 40, and the other end is connected to the pressure adjusting means 50. Then, the high-pressure gas inside the powder storage chamber 41 is passed through the pipe line 45 and the pressure adjusting means 50, and the high-pressure gas in the mixture storage chamber 3
It is refluxed to 0 and further circulated to the fine pulverizing means 10. The pressure adjusting means 50 is for keeping the pressure inside the air-fuel mixture inflow chamber 30 constant and for keeping the pressure of the high-pressure gas flowing from the air-fuel mixture inflow chamber 30 into the flow paths 11a and 11b of the fine pulverizing means 10 constant. Is. Pressure adjusting means 50
Has members such as a check valve (check valve) and a relief valve (relief valve).
Of high pressure gas from the mixture gas inflow chamber 35 into the pipe line 45, high pressure gas in the mixture gas inflow chamber 35 from flowing back to the pipe line 45, or the pressure in the mixture gas inflow chamber 35 is reduced. It prevents it from becoming abnormally high. The pressure adjusting means 50 may be of a type that is directly provided at a connection port between the mixture gas inflow chamber 30 and the other end of the pipe line 45, or a unit type that is separately provided between the mixture gas inflow chamber 30 and the other end of the pipe line 45. It may be one of

【0025】{製造方法}次に、上記のように構成した
製造装置を使用して、脆性材料からなる微粒子を製造す
る方法について説明する。図3は本発明の実施の形態1
に係る脆性材料からなる微粒子の製造方法の工程を示す
流れ図である。
{Manufacturing Method} Next, a method of manufacturing fine particles made of a brittle material using the manufacturing apparatus configured as described above will be described. FIG. 3 shows the first embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing steps of a method for producing fine particles made of a brittle material according to the above.

【0026】実施の形態1に係る脆性材料からなる微粒
子の製造方法では、粉体準備工程STEP1で、微粒子
化(微粉砕)するための脆性材料からなる粒子(粉体)
を準備する。本実施の形態では、脆性材料からなる粒子
としてガラス粒子を準備した。次に、粉体加熱工程ST
EP2で、加熱手段を使用して、準備したガラス粒子
(粉体)を所定の加熱条件(加熱温度、加熱時間等)の
下で加熱する。このとき、加熱条件は、脆性材料からな
る粒子の組成や物性(熱膨張係数)等を考慮して決定
し、少なくとも融点未満の温度、好ましくは、軟化温度
未満の温度とする。即ち、好ましくは粒子が軟化温度未
満の温度(より好ましくは軟化温度より十分低い温度)
となるよう加熱する。また、ガラス粒子の場合、好まし
くはガラス粒子をガラス転移温度未満の温度(より好ま
しくはガラス転移温度より十分低い温度)となるよう加
熱する。ガラス粒子の場合、通常、約100℃〜300
℃の範囲、好ましくは150℃〜250℃の範囲、更に
好ましくは約200℃の温度になるよう加熱条件を設定
する。次に、粉体急冷工程STEP3で、急冷手段を使
用して、加熱状態(高温状態)の粒子を所定の冷却条件
(冷却温度、冷却時間等)の下で急速冷却して、各粒子
にクラックを発生させる。このとき、冷却条件は、脆性
材料からなる粒子の組成や物性(熱膨張係数)等を考慮
して決定する。急冷手段による粒子の冷却温度は、粒子
に効果的にクラックを発生することができる限りにおい
て、任意の温度とすることができる。ガラス粒子の場
合、通常、約−100度〜200℃の範囲、好ましくは
約−150℃の温度で数秒間冷却する。
In the method for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment, particles (powder) made of a brittle material for forming fine particles (fine pulverization) in the powder preparation step STEP1.
To prepare. In the present embodiment, glass particles are prepared as particles made of brittle material. Next, powder heating step ST
In EP2, using a heating means, the prepared glass particles (powder) are heated under predetermined heating conditions (heating temperature, heating time, etc.). At this time, the heating condition is determined in consideration of the composition and physical properties (coefficient of thermal expansion) of the particles made of the brittle material, and the temperature is at least lower than the melting point, preferably lower than the softening temperature. That is, preferably the particles are at a temperature below the softening temperature (more preferably at a temperature well below the softening temperature).
Heat to In the case of glass particles, the glass particles are preferably heated to a temperature below the glass transition temperature (more preferably a temperature sufficiently lower than the glass transition temperature). In the case of glass particles, it is usually about 100 ° C to 300 ° C.
The heating conditions are set so that the temperature is in the range of 150 ° C, preferably in the range of 150 ° C to 250 ° C, and more preferably about 200 ° C. Next, in the powder quenching step STEP3, the particles in a heated state (high temperature state) are rapidly cooled under a predetermined cooling condition (cooling temperature, cooling time, etc.) by using a quenching means, and each particle is cracked. Generate. At this time, the cooling conditions are determined in consideration of the composition and physical properties (coefficient of thermal expansion) of particles made of brittle material. The cooling temperature of the particles by the quenching means can be any temperature as long as the particles can be effectively cracked. In the case of glass particles, it is usually cooled at a temperature in the range of about −100 ° C. to 200 ° C., preferably about −150 ° C. for several seconds.

【0027】前記加熱条件及び冷却条件について詳述す
ると、ガラス粒子の場合、熱膨張係数によるガラス表面
と内部との温度差に起因する応力の発生により、ガラス
粒子にクラックが発生する。つまり、ガラス表面は内部
より低温となるので、考えている温度範囲で熱膨張係数
が正であれば、表面には引張り応力、内部には圧縮応力
が発生する。表面の引張り応力はガラス表面に存在する
クラックの伸展を促進し、ガラスを破壊に至らしめる。
例えば、ガラス中に放物線状の温度分布が存在する場
合、応力分布もやはり放物線状となり、ガラス内部に働
く圧縮応力及びガラス表面に働く引張り応力は以下の式
により与えられる。
The heating and cooling conditions will be described in detail. In the case of glass particles, cracks occur in the glass particles due to the generation of stress due to the temperature difference between the glass surface and the inside due to the coefficient of thermal expansion. That is, since the glass surface has a lower temperature than the inside, if the coefficient of thermal expansion is positive in the temperature range considered, tensile stress is generated on the surface and compressive stress is generated on the inside. The tensile stress on the surface promotes the extension of cracks existing on the glass surface, and causes the glass to break.
For example, when the glass has a parabolic temperature distribution, the stress distribution also has a parabolic shape, and the compressive stress acting on the glass and the tensile stress acting on the glass surface are given by the following equations.

【0028】引張り応力 σ=−Eα(T1−Ts)/3(1−ν)Tensile stress σ = −Eα (T1−Ts) / 3 (1−ν)

【0029】圧縮応力 σ=2Eα(T1−Ts)/3(1−ν)Compressive stress σ = 2Eα (T1-Ts) / 3 (1-ν)

【0030】ここで、E、ν及びαは、それぞれ、ガラ
スのヤング率、ポアソン比、熱膨張係数である。また、
T1及びTsは、それぞれ、ガラス内部及び表面の温度
である。
Here, E, ν, and α are the Young's modulus, Poisson's ratio, and thermal expansion coefficient of the glass, respectively. Also,
T1 and Ts are the temperature inside and on the surface of the glass, respectively.

【0031】したがって、熱膨張係数の大きいガラスほ
ど温度変化によって生じる応力は大きくなり、結果とし
て、ガラス粒子にクラックを生じやすい。よって、ガラ
スの熱膨張係数に応じて、加熱温度及び冷却温度、並び
に、加熱時間及び冷却時間を適宜決定することが好まし
い。
Therefore, the larger the coefficient of thermal expansion of glass, the greater the stress caused by the temperature change, and as a result, the glass particles are more likely to crack. Therefore, it is preferable to appropriately determine the heating temperature and the cooling temperature, and the heating time and the cooling time according to the thermal expansion coefficient of the glass.

【0032】そして、上記粉体加熱工程STEP2及び
粉体急冷工程STEP3を複数回繰り返す。これによ
り、粒子に生じたクラックを拡大化したり、クラックの
数を増加したりすることができる。粉体加熱工程STE
P2及び粉体急冷工程STEP3の繰り返し回数は、脆
性材料からなる粒子の組成や物性(熱膨張係数)等を考
慮して決定する。好ましくは、粉体加熱工程STEP2
及び粉体急冷工程STEP3の繰り返し回数は、5回程
度とする。なお、かかる複数回の粉体加熱工程STEP
2及び粉体急冷工程STEP3の後で、粒子を顕微鏡を
通して見ると全体が黒く変色し、多数のクラックが発生
していることが確認された。
Then, the powder heating step STEP2 and the powder rapid cooling step STEP3 are repeated a plurality of times. As a result, it is possible to enlarge the cracks generated in the particles and increase the number of cracks. Powder heating process STE
The number of repetitions of P2 and the powder quenching step STEP3 is determined in consideration of the composition and physical properties (coefficient of thermal expansion) of particles made of a brittle material. Preferably, the powder heating step STEP2
The powder quenching step STEP3 is repeated about 5 times. In addition, the powder heating step STEP of such multiple times
After the powder quenching step 2 and the powder quenching step STEP3, it was confirmed that the particles were discolored black when viewed through a microscope, and many cracks were generated.

【0033】次に、微粉砕工程STEP4で、クラック
を形成した所定量の粒子を、捕集手段40の粉体投入・
取出口42から粉体貯留室41に投入して貯留する。こ
のとき、粉体貯留室41における粒子の貯留量は、粉体
貯留室41の容積の約半分程度まで、好ましくは、25
%〜35%程度までとする。こうすると、粒子を高圧ガ
スに乗せて、粉体貯留室41から混合気流入室30、微
粉砕手段10へと円滑に循環することができる。この微
粉砕工程STEP4を詳述すると、まず、高圧ガス供給
手段20からの高圧ガスを、圧力制御しながら、管路1
5を介して混合気流入室30内に高圧で流入及び噴射さ
せる。すると、高圧ガス供給手段20から混合気流入室
30内に流入した高圧ガスが、流路35を介して微粉砕
手段10の第1の流路11a及び第2の流路11bに高
圧で流入及び噴射される。その後、微粉砕手段10の第
1の流路11a及び第2の流路11bに流入した高圧ガ
スは、流路15を介して捕集手段40の粉体貯留室41
内に高圧で流入及び噴射される。そして、粉体貯留室4
1内に流入した高圧ガスは、循環手段の管路45及び調
圧手段50を介して、混合気流入室30内に還流され高
圧で流入及び噴射される。このとき、粉体貯留室41内
に貯留した粒子(粉体)が、高圧ガスにより管路45内
に強制的に流入及び噴射され、高圧ガスと共に混合気を
形成し、管路45及び調圧手段50を介して、混合気流
入室30内に流入及び噴射される。
Next, in the fine pulverizing step STEP4, a predetermined amount of particles having cracks are charged into the collecting means 40 as a powder.
The powder is stored in the powder storage chamber 41 through the outlet 42. At this time, the amount of particles stored in the powder storage chamber 41 is about half the volume of the powder storage chamber 41, preferably 25.
% To about 35%. By doing so, the particles can be carried on the high-pressure gas and smoothly circulated from the powder storage chamber 41 to the air-fuel mixture inflow chamber 30 and the finely pulverizing means 10. The fine pulverization step STEP4 will be described in detail. First, while controlling the pressure of the high pressure gas from the high pressure gas supply means 20, the pipeline 1
High-pressure inflow and injection into the air-fuel mixture inflow chamber 30 via 5. Then, the high-pressure gas flowing from the high-pressure gas supply means 20 into the mixture gas inflow chamber 30 flows into and injects at high pressure into the first flow passage 11a and the second flow passage 11b of the fine pulverization means 10 through the flow passage 35. To be done. After that, the high-pressure gas that has flowed into the first flow path 11a and the second flow path 11b of the finely pulverizing means 10 passes through the flow path 15 and the powder storage chamber 41 of the collecting means 40.
Injected and injected at high pressure. And the powder storage chamber 4
The high-pressure gas that has flowed into 1 is recirculated into the mixture gas inflow chamber 30 via the pipe 45 of the circulation means and the pressure adjusting means 50, and is injected and injected at high pressure. At this time, the particles (powder) stored in the powder storage chamber 41 are forcibly flown and injected into the pipe 45 by the high-pressure gas to form an air-fuel mixture with the high-pressure gas. It is injected and injected into the air-fuel mixture inflow chamber 30 via the means 50.

【0034】すると、混合気流入室30内に流入した混
合気(高圧ガス及び高圧ガスに乗った粒子)は、高圧ガ
ス供給手段20から継続的に供給される高圧ガスと更に
混合し、微粉砕手段10の第1及び第2の流路11a,
11b内に高圧で流入及び噴射される。このとき、混合
気流入室30では調圧手段50による圧力制御が行わ
れ、微粉砕手段10の第1及び第2の流路11a,11
b内には常に所望の一定圧力の混合気が、粒子(粉体)
を均一に分散した状態で流入する。微粉砕手段10の第
1及び第2の流路11a,11b内に流入した混合気
は、粉体貯留室41内に高圧で流入する。このようにし
て、循環工程STEP5において、混合気流入室30→
流路35→微粉砕手段10の第1の流路11a→第2の
流路11b→流路15→粉体貯留室41→管路45→調
圧手段40→混合気流入室30という、混合気の循環系
が形成され、混合気が微粉砕手段10の第1及び第2の
流路11,11b内に繰り返し高圧で流入する。即ち、
微粉砕工程STEP4が必要時間(必要回数)繰り返さ
れる。
Then, the air-fuel mixture (high-pressure gas and particles on the high-pressure gas) flowing into the air-fuel mixture inflow chamber 30 is further mixed with the high-pressure gas continuously supplied from the high-pressure gas supply means 20, and finely pulverized means. Ten first and second flow paths 11a,
High-pressure inflow and injection into 11b. At this time, pressure control by the pressure adjusting means 50 is performed in the air-fuel mixture inflow chamber 30, and the first and second flow paths 11 a, 11 of the fine pulverizing means 10 are performed.
In b, the desired air-fuel mixture with a constant pressure is always particles (powder).
Flows in in a uniformly dispersed state. The air-fuel mixture that has flowed into the first and second flow paths 11a and 11b of the finely pulverizing means 10 flows into the powder storage chamber 41 at high pressure. Thus, in the circulation step STEP5, the air-fuel mixture inflow chamber 30 →
Flow channel 35 → first flow channel 11a of finely pulverizing means 10 → second flow channel 11b → flow channel 15 → powder storage chamber 41 → pipe line 45 → pressure adjusting means 40 → mixture gas inflow chamber 30 The circulation system is formed, and the air-fuel mixture repeatedly flows into the first and second flow paths 11 and 11b of the fine pulverizing means 10 at high pressure. That is,
The fine pulverization step STEP4 is repeated for the required time (the required number of times).

【0035】このとき、微粉砕手段10では、切刃12
が第1の流路11aの中心に刃先を対向配置しているた
め、第1及び第2の流路11,11b内に流入した混合
気中の粒子(粉体)は、少なくとも前記切刃12(特に
刃先12x)との衝突エネルギーにより微粉砕される。
また、このとき、混合気中の粒子は多数の拡大化したク
ラックを有するため、切刃12の刃先12xに衝突した
際に、クラックの隙間に刃先12xが侵入して、そのク
ラックを更に拡大化する。これにより、粒子のクラック
が完全な亀裂となり、各粒子を容易に断裂して微粉砕す
ることができる。更に、切刃12を通過した粒子は、上
記のような混合気の循環系に乗って、何度も繰り返し切
刃12を通過する。よって、切刃12に衝突せずに微粉
砕されなかった粒子も、何度も繰り返し切刃12を通過
するうちに切刃12に衝突して微粉砕される。また、切
刃12に衝突して微粉砕された粒子は、更に何度も切刃
12に衝突して一層微細に微粉砕される。このようにし
て、例えば粒子径10μmの粒子を原材料粒子として使
用した場合、粒子径1μm程度まで容易に微粉砕(微粒
子化)することができる。なお、切刃12の刃先12x
の先端曲率半径が小さいほど、刃先12xが粒子のクラ
ックに進入する可能性が大きくなり、微粉砕される粒子
の粒度(最小粒子径)は微細になる。
At this time, in the fine crushing means 10, the cutting blade 12
Have blade edges facing each other in the center of the first flow path 11a, so that particles (powder) in the air-fuel mixture flowing into the first and second flow paths 11 and 11b are at least the cutting blade 12 Finely pulverized due to collision energy with (especially blade edge 12x).
Further, at this time, since the particles in the air-fuel mixture have a large number of enlarged cracks, when colliding with the cutting edge 12x of the cutting blade 12, the cutting edge 12x enters the gap between the cracks to further expand the cracks. To do. As a result, the cracks of the particles become complete cracks, and each particle can be easily fractured and finely pulverized. Further, the particles that have passed through the cutting edge 12 ride on the circulation system of the air-fuel mixture as described above, and repeatedly pass through the cutting edge 12 many times. Therefore, the particles that have not collided with the cutting edge 12 and have not been finely crushed also collide with the cutting edge 12 while repeatedly passing through the cutting edge 12 and are finely pulverized. The particles that have collided with the cutting edge 12 and are finely pulverized further collide with the cutting edge 12 many times to be finely pulverized more finely. Thus, for example, when particles having a particle diameter of 10 μm are used as raw material particles, they can be easily finely pulverized (made into fine particles) to a particle diameter of about 1 μm. The cutting edge 12x of the cutting edge 12x
The smaller the radius of curvature of the tip, the greater the possibility that the cutting edge 12x will enter the cracks of the particles, and the finer the particle size (minimum particle diameter) of the finely pulverized particles.

【0036】なお、微粉砕時に脆性材料からなる粒子を
破壊するのに必要な衝撃力は、粒子のクラック、欠陥構
造、亀裂伝播感受性等と関係しており、以下の式により
表すことができる。 σ=(2Er/D)1/2
The impact force required to break the particles made of a brittle material at the time of fine pulverization is related to the particle cracks, defect structure, crack propagation susceptibility, etc., and can be expressed by the following equation. σ = (2Er / D) 1/2

【0037】ここで、Eは弾性係数、rは粒子に存在す
るクラックや亀裂の先端の半径、Dは粒度である。結
局、粒子が大きくなればなるほど微粉砕に必要な衝撃力
は小さくなる。一方、粉砕中に粒度が減少するに従い、
引き続き粒度を細かくするために必要な応力は増加す
る。
Here, E is the elastic modulus, r is the radius of the crack or the tip of the crack existing in the particles, and D is the particle size. After all, the larger the particles, the smaller the impact force required for fine grinding. On the other hand, as the particle size decreases during grinding,
The stress required to subsequently reduce the grain size increases.

【0038】また、粒子の微粉砕に必要な相対的エネル
ギーに関して、初期粒度Diから出発し、最終粒度Df
を得るのに必要なエネルギーWは、経験式より次のよう
になる。 W=g(Df−α―Di−a)
Regarding the relative energy required for finely pulverizing the particles, starting from the initial particle size Di and ending with the final particle size Df
The energy W required to obtain is as follows from the empirical formula. W = g (Df-α-Di-a)

【0039】ここで、gは、微粒子、切刃12,11
2、微粉砕手段10の設計及び製造条件等に依存する定
数である。また、指数αは通常1から2の間である。
Here, g is fine particles, the cutting edges 12 and 11
2, a constant that depends on the design and manufacturing conditions of the finely pulverizing means 10. Also, the index α is usually between 1 and 2.

【0040】前記微粉砕手段10の第1の流路11aに
流入する高圧ガス及び混合気の圧力は、混合気流入室3
0から微粉砕手段10の第1の流路11aへの流入ガス
圧と、混合気流入室30の流路35の直径及び微粉砕手
段10の第1の流路11aの直径等に依存する。また、
粒子を微粉砕するには、微粉砕手段10の第1の流路1
1aに流入する混合気の圧力を高くすること好ましい。
一方、第1の流路11aへの混合気の流入圧力が高すぎ
ると、切刃12の刃先12xが早期に欠けたりしやすく
なる。よって、これらの点及び使用する原材料粒子の組
成や物性等を考慮して、混合気流入室30から微粉砕手
段10の第1の流路11aへの流入ガス圧と、混合気流
入室30の流路35の直径及び微粉砕手段10の第1の
流路11aの直径等を適宜な値に制御する必要がある。
The pressure of the high-pressure gas and the air-fuel mixture flowing into the first flow passage 11a of the finely pulverizing means 10 is controlled by the air-fuel mixture inflow chamber 3
It depends on the inflow gas pressure from 0 to the first flow passage 11a of the fine pulverization means 10, the diameter of the flow passage 35 of the mixture gas inflow chamber 30, the diameter of the first flow passage 11a of the fine pulverization means 10, and the like. Also,
To finely pulverize the particles, the first channel 1 of the finely pulverizing means 10 is used.
It is preferable to increase the pressure of the air-fuel mixture flowing into 1a.
On the other hand, if the inflow pressure of the air-fuel mixture into the first flow path 11a is too high, the cutting edge 12x of the cutting blade 12 is likely to be chipped early. Therefore, in consideration of these points and the composition and physical properties of the raw material particles to be used, the inflow gas pressure from the air-fuel mixture inflow chamber 30 to the first flow passage 11a of the fine pulverizing means 10 and the flow passage of the air-fuel mixture inflow chamber 30 are considered. It is necessary to control the diameter of 35 and the diameter of the first channel 11a of the fine pulverizing means 10 to appropriate values.

【0041】なお、微粉砕工程STEP4及び循環工程
STEP5において、高圧ガス供給手段20から供給さ
れる気体として、水素ガス(H2ガス)を使用すると、
水素分子は分子(粒子)としての直径が非常に小さいた
め、ガラス粒子のクラック(隙間)に容易に入り込み、
ガラス粒子の微粉砕を補助することが期待できる。更
に、微粉砕手段10の第1の流路11aに高圧で噴射さ
れる混合気(高圧ガス)により、切刃12の刃先12x
から流路の後方(下流)に向かって、円錐状に延びる衝
撃波が発生することが考えられる。したがって、この衝
撃波によっても、粒子の微粉砕を補助することが期待で
きる。
When hydrogen gas (H2 gas) is used as the gas supplied from the high pressure gas supply means 20 in the fine pulverization step STEP4 and the circulation step STEP5,
Since hydrogen molecules have a very small diameter as a molecule (particle), they easily enter the crack (gap) of glass particles,
It can be expected to assist the fine grinding of glass particles. Further, due to the air-fuel mixture (high-pressure gas) injected at high pressure into the first flow path 11a of the finely pulverizing means 10, the cutting edge 12x of the cutting edge 12 is formed.
It is conceivable that a shock wave extending in a conical shape from the rear to the downstream (downstream) of the flow path is generated. Therefore, it can be expected that the shock waves also assist the fine pulverization of the particles.

【0042】微粉砕工程STEP4及び循環工程STE
P5を所定時間(所定回数)繰り返したら、次に、捕集
工程STEP6で、微粉砕手段10の第1及び第2の流
路11a,11bを通過して十分に微粉砕された微粒子
を、第1及び第2の流路11a,11bに連通する粉体
貯留室41に捕集する。即ち、高圧ガス供給手段20か
らの高圧ガスの供給を停止することにより、混合気流入
室30内の圧力が急激に減少し、上記混合気の循環系が
消滅して、混合気中の微粒子(微粉体)は、粉体貯留室
41内に自然に堆積して捕集及び貯留される。そして、
捕集手段40の粉体投入・取出口42を開いて粉体貯留
室41内の微粉体を取出し、微粉体(微粒子)材料とし
て、所望の成形加工等の用途に使用する。なお、必要な
場合、分級工程STEP7で、粉体貯留室41から取出
した微粉体を、公知の分級手段を使用して分級したり、
或いは、選別工程(図示略)で不純物を除去したりして
もよい。
Fine grinding step STEP4 and circulation step STE
After repeating P5 for a predetermined time (predetermined number of times), next, in a collecting step STEP6, the fine particles that have passed through the first and second flow paths 11a and 11b of the fine crushing means 10 and are sufficiently finely divided are The powder is collected in the powder storage chamber 41 communicating with the first and second flow paths 11a and 11b. That is, by stopping the supply of the high-pressure gas from the high-pressure gas supply means 20, the pressure in the air-fuel mixture inflow chamber 30 suddenly decreases, the circulation system of the air-fuel mixture disappears, and the fine particles (fine powder) in the air-fuel mixture are removed. The body) naturally accumulates in the powder storage chamber 41 and is collected and stored. And
The powder loading / unloading port 42 of the collecting means 40 is opened, and the fine powder in the powder storage chamber 41 is taken out to be used as a fine powder (fine particle) material for desired applications such as molding. If necessary, in the classification step STEP7, the fine powder taken out from the powder storage chamber 41 is classified using a known classification means,
Alternatively, impurities may be removed in a sorting step (not shown).

【0043】[実施の形態2]図4は本発明の実施の形
態2に係る脆性材料からなる微粒子の製造装置の微粉砕
手段の要部を概略的に示す断面図である。
[Embodiment 2] FIG. 4 is a sectional view schematically showing an essential part of a fine pulverizing means of an apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to Embodiment 2 of the present invention.

【0044】実施の形態1に係る微粒子の製造装置で
は、微粉砕手段10の切刃12として、一方の側面のみ
を傾斜加工して刃面12aとしたものを使用したが、実
施の形態2に係る微粒子の製造装置では、図4に示すよ
うに、微粉砕手段110の切刃112として、両方の側
面を傾斜加工して刃面112a,112bとし、両刃面
112a,112b間の先端に刃先112xを形成した
ものを使用している。また、実施の形態2に係る微粒子
の製造装置では、管路45の下流端に連通する調圧手段
50内の流路55の下流端が、微粉砕手段110の第1
の流路11aの上流側(例えば管路35)に傾斜した状
態で接続している。即ち、実施の形態2に係る微粒子の
製造装置では、微粉砕手段110は、混合気を、第1の
流路11aの軸方向に対して傾斜した状態で第1の流路
11a内に導入する。
In the apparatus for producing fine particles according to the first embodiment, as the cutting blade 12 of the finely pulverizing means 10, one having only one side surface inclined to be the blade surface 12a is used. In the apparatus for producing fine particles, as shown in FIG. 4, as the cutting blade 112 of the finely pulverizing means 110, both side surfaces are inclined to form blade surfaces 112a and 112b, and the blade tip 112x is formed at the tip between the both blade surfaces 112a and 112b. Is used. Further, in the apparatus for producing fine particles according to the second embodiment, the downstream end of the flow path 55 in the pressure adjusting means 50 communicating with the downstream end of the conduit 45 is the first of the fine pulverizing means 110.
Is connected to the upstream side of the flow path 11a (for example, the conduit 35) in a tilted state. That is, in the apparatus for producing fine particles according to the second embodiment, the finely pulverizing means 110 introduces the air-fuel mixture into the first channel 11a in a state of being inclined with respect to the axial direction of the first channel 11a. .

【0045】実施の形態2の場合も、実施の形態1と同
様の作用及び効果を発揮する。更に、切刃112を一対
の刃面112a,112bを有するタイプのものから構
成したため、刃先112xのみならず、切刃112自体
を、ハウジング11の第1の流路11aの下流端の中心
に対向して位置するよう配置することができる。その結
果、ハウジング11の第1の流路11aから切刃112
を通過して第2の流路11bを流れる混合気の流動状態
を一層向上することができる。また、微粉砕手段110
が、混合気を、第1の流路11aの軸方向に対して傾斜
した状態で第1の流路11a内に導入するため、混合気
流入室30の流路35を流れる高圧ガス供給手段20か
らの高圧ガスに対して、調圧手段50の流路55からの
高圧混合気を円滑に混合することができる。
Also in the case of the second embodiment, the same operation and effect as those of the first embodiment are exhibited. Furthermore, since the cutting blade 112 is composed of a type having a pair of blade surfaces 112a and 112b, not only the cutting edge 112x but also the cutting blade 112 itself faces the center of the downstream end of the first flow passage 11a of the housing 11. Can be arranged to be located. As a result, the cutting edge 112 is removed from the first flow path 11 a of the housing 11.
It is possible to further improve the flow state of the air-fuel mixture that passes through the second channel 11b and passes through. Also, the fine crushing means 110
However, since the air-fuel mixture is introduced into the first flow passage 11a in a state of being inclined with respect to the axial direction of the first flow passage 11a, the high-pressure gas supply means 20 flowing through the flow passage 35 of the air-fuel mixture inlet chamber 30 It is possible to smoothly mix the high pressure gas from the flow passage 55 of the pressure adjusting means 50 with the high pressure gas.

【0046】[実施の形態3]図5は本発明の実施の形
態3に係る脆性材料からなる微粒子の製造装置の主要構
成要素を概略的に示すブロック図である。
[Embodiment 3] FIG. 5 is a block diagram schematically showing main components of an apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to Embodiment 3 of the present invention.

【0047】実施の形態1に係る微粒子の製造装置は、
複数回の加熱工程及び急冷工程を経てクラックを生じた
原材料粒子を捕集手段40に予め貯留し、その捕集手段
40に高圧ガス供給手段20から混合気流入室30を介
して高圧ガスを供給し、粒子を微粉砕手段10に還流及
び循環して切刃12により微粉砕する。即ち、捕集手段
40は、本来の目的〔捕集〕以外にも、原材料粒子を貯
留すると共に、高圧ガスの流入によりその原材料粒子を
微粉砕手段10に供給する手段として兼用される。一
方、実施の形態3に係る微粒子の製造装置は、複数回の
加熱工程及び急冷工程を経てクラックを生じた原材料粒
子を、別個用意した粉体供給手段200から混合気調製
・噴射手段210に供給すると共に、高圧ガス供給手段
20から混合気調製・噴射手段210に高圧ガスを供給
する。そして、混合気調製・噴射手段210で原材料粒
子を高圧ガス中に分散して混合気を調製し、その混合気
を微粉砕手段10に高圧で噴射して、切刃12により微
粉砕する。また、微粉砕手段10を通過した混合気は、
混合気循環手段220により、管路または流路225を
介して微粉砕手段10に還流及び循環され、切刃12に
より再度微粉砕される。そして、十分に微粉砕された微
粒子は、混合気循環手段220から管路または流路23
5を介して、微粒子捕集・分級手段230に捕集され、
分級される。即ち、微粒子捕集・分級手段230は、本
来の目的(捕集・分級)のためにのみ使用される。
The apparatus for producing fine particles according to the first embodiment is
Raw material particles having cracks generated through a plurality of heating steps and quenching steps are stored in advance in the collection means 40, and high pressure gas is supplied to the collection means 40 from the high pressure gas supply means 20 through the mixture gas inflow chamber 30. The particles are circulated and circulated in the fine pulverizing means 10 and finely pulverized by the cutting blade 12. That is, the collecting means 40 has a function of storing the raw material particles and supplying the raw material particles to the pulverizing means 10 by the inflow of the high-pressure gas, in addition to the original purpose [collecting]. On the other hand, in the apparatus for producing fine particles according to the third embodiment, raw material particles having cracks generated through a plurality of heating steps and quenching steps are supplied from the separately prepared powder supplying means 200 to the air-fuel mixture preparing / injecting means 210. At the same time, the high pressure gas is supplied from the high pressure gas supply means 20 to the mixture preparation / injection means 210. Then, the air-fuel mixture preparing / injecting means 210 disperses the raw material particles in the high-pressure gas to prepare an air-fuel mixture, and the air-fuel mixture is injected at high pressure into the fine pulverizing means 10 and finely pulverized by the cutting blade 12. Further, the air-fuel mixture that has passed through the fine pulverization means 10 is
The mixture circulating means 220 circulates and circulates the finely pulverizing means 10 through a pipe or a flow path 225, and finely pulverizes again by the cutting blade 12. Then, the finely pulverized fine particles are supplied from the air-fuel mixture circulation means 220 to the conduit or flow path 23.
Through the fine particle collecting / classifying means 230,
Be classified. That is, the particulate collection / classification means 230 is used only for its original purpose (collection / classification).

【0048】[別例]上記実施の形態1または2におい
て、前記捕集手段40は、粉体貯留室41の内部を略真
空状態に維持するための減圧手段を含み、前記減圧手段
により、初期状態で粉体貯留室41の内部を略真空状態
に維持することにより、高圧ガス供給手段20から微粉
砕手段10の第1の流路11aに導入される混合気の導
入速度を増加して、切刃12,112の刃先12x,1
12xへの衝突エネルギーを増大することもできる。
[Other Example] In the first or second embodiment, the collecting means 40 includes a pressure reducing means for maintaining the inside of the powder storage chamber 41 in a substantially vacuum state. By maintaining the inside of the powder storage chamber 41 in a substantially vacuum state in this state, the introduction speed of the air-fuel mixture introduced from the high-pressure gas supply means 20 into the first flow passage 11a of the fine pulverization means 10 is increased, Cutting edge 12, 112 cutting edge 12x, 1
It is also possible to increase the impact energy on 12x.

【0049】また、上記各実施の形態において、切刃1
2,112を微粉砕手段10の第1及び/または第2の
流路11a,11bに沿って、上流側から下流側に所定
間隔で複数段配置し、1回の混合気通過に伴い粒子を複
数回連続的に微粉砕するようにしてもよい。或いは、切
刃12,112を、微粉砕手段10の第1及び/または
第2の流路11a,11bの同一位置に複数個配置して
もよい。いずれの場合も、1回の混合気通過に伴い微粉
砕できる粒子の量を増大することができる。
Further, in each of the above embodiments, the cutting edge 1
2, 112 are arranged along the first and / or second flow paths 11a, 11b of the fine pulverizing means 10 in a plurality of stages at a predetermined interval from the upstream side to the downstream side, and particles are generated with one passage of the air-fuel mixture. You may make it pulverize several times continuously. Alternatively, a plurality of cutting blades 12 and 112 may be arranged at the same position in the first and / or second flow paths 11a and 11b of the fine pulverizing means 10. In either case, the amount of finely pulverizable particles can be increased with one passage of the air-fuel mixture.

【0050】なお、本発明の微粉砕手段及び微粉砕工程
は、前記クラックを有する粒子を機械的に微粉砕するも
のであればよい。よって、本発明の微粉砕手段及び微粉
砕工程は、繰り返しの加熱及び急冷によりクラックを生
じた原材料粒子を、乾式粉砕機等により機械的衝撃を与
えて脆性破壊するよう構成することもできる。例えば、
通常のボールミルやローラミル等の機械的粉砕手段を使
用して、微粒子を形成することもできる。
The finely pulverizing means and the finely pulverizing step of the present invention may be those that mechanically finely pulverize the particles having the cracks. Therefore, the finely pulverizing means and the finely pulverizing step of the present invention can be configured so that the raw material particles having cracks caused by repeated heating and rapid cooling are subjected to mechanical impact by a dry pulverizer or the like to cause brittle fracture. For example,
The fine particles can also be formed by using a mechanical crushing means such as an ordinary ball mill or roller mill.

【0051】[用途]本発明に係る脆性材料からなる微
粒子の製造装置及び製造方法により製造された微粒子
は、各種の粉体応用技術に適用することができる。即
ち、一般に、粉体は固体粒子の集合体であり、広範な産
業分野において多用されている材料形態の一つである。
粉体が示す性質は、粉体を構成する粒子固有の特性と、
粒子サイズに従属する二次的な性質の両者によって決定
される。そして、粒子が微細になるにつれて、例えば、
反応、溶解、抽出といった粉体としての性質が向上す
る。よって、粒度を微細にすることが、粉体の高性能
化、高機能化につながる。したがって、本発明の製造装
置及び製造方法により得られた微細粒度の微粒子は、例
えば、粉体を原材料とするモールド成形に好適に使用す
ることができ、この場合、固体密度を増加し、緻密な成
形体を得ることができる。成形作業においては、微粉体
を型に入れ、加熱溶融して、成形加工するが、本発明の
製造装置及び製造方法により得られた微細粒度の微粒子
は、一発成形を容易に行うことができる。
[Use] The fine particles produced by the apparatus and method for producing fine particles made of a brittle material according to the present invention can be applied to various powder application techniques. That is, generally, the powder is an aggregate of solid particles and is one of the material forms that are widely used in a wide range of industrial fields.
The properties of powders are the characteristics peculiar to the particles that make up the powders,
It is determined by both secondary properties that depend on particle size. And as the particles become finer, for example,
The powder properties such as reaction, dissolution and extraction are improved. Therefore, making the particle size fine leads to higher performance and higher functionality of the powder. Therefore, the fine particles having a fine particle size obtained by the production apparatus and the production method of the present invention can be suitably used, for example, in molding using powder as a raw material, and in this case, the solid density is increased and the fineness is increased. A molded body can be obtained. In the molding operation, fine powder is put into a mold, heated and melted, and molded, but fine particles having a fine particle size obtained by the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention can be easily molded in one shot. .

【0052】また、本発明の製造装置及び製造方法によ
り複数種類の微細粒度の微粒子を製造し、それらを混合
して使用することもでき、この場合、分子レベルで材料
を混合して混合体とすることができる。その結果、必要
な材料を適宜選別することにより、成形体等の物性を容
易に変更することができる。即ち、化学的組成を任意に
変更することを、材料混合比の変更という物理的な手法
により行うことができ、これにより、物性を任意に変更
することができる。また、本発明の製造装置及び製造方
法により得られた微細粒度の微粒子を使用すると、密度
の高い固体を形成することができ、この固体によりに前
記微粉砕手段10の切刃12,112を形成すると、よ
り先鋭な刃先12x,112xを形成することができ
る。更に、本発明の製造装置及び製造方法により得られ
た微細粒度の微粒子は、低温結晶技術に応用したり、廃
棄放射性物質の固化用ガラスとして使用したりすること
もできる。
Further, it is also possible to manufacture a plurality of kinds of fine particles having a fine particle size by using the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention, and mix and use them. In this case, the materials are mixed at the molecular level to form a mixture. can do. As a result, the physical properties of the molded body and the like can be easily changed by appropriately selecting the necessary materials. That is, the chemical composition can be arbitrarily changed by a physical method of changing the material mixing ratio, and thus the physical properties can be arbitrarily changed. Further, by using fine particles having a fine particle size obtained by the production apparatus and the production method of the present invention, a solid having a high density can be formed, and the cutting edges 12, 112 of the fine pulverizing means 10 are formed by this solid. Then, sharper cutting edges 12x and 112x can be formed. Further, the fine particles having a fine particle size obtained by the production apparatus and the production method of the present invention can be applied to a low temperature crystallization technique or can be used as a glass for solidifying a waste radioactive substance.

【0053】なお、微細な粒度領域になると、二次粒子
として再凝集した粒子が存在する可能性がある。粉体中
にかかる凝集粒子が多く含まれると、粉体としての性質
は凝集粒子単位での挙動で決まることになる。そして、
一次粒子をいくら微細にしたとしても、粉体の高機能化
に一意的に結びつかない結果をもたらすことになる。そ
こで、凝集粒子(二次粒子)の解砕処理が有効である。
解砕処理には、一般的な解砕装置(乾式粉砕機、湿式粉
砕機)を使用することができる。
In the fine particle size region, reaggregated particles may be present as secondary particles. When a large amount of such aggregated particles are contained in the powder, the properties of the powder are determined by the behavior of the aggregated particles. And
No matter how fine the primary particles are, the result will not be unique to the high performance of the powder. Therefore, the disintegration treatment of aggregated particles (secondary particles) is effective.
A general crushing device (dry crusher, wet crusher) can be used for the crushing treatment.

【0054】[0054]

【発明の効果】請求項1〜3に係る脆性材料からなる微
粒子の製造方法によれば、微細な粒度の微粒子を容易に
製造することができる。即ち、乾式微粉砕を採用するこ
とにより、比較的簡単な構成で、微細な粒度の微粒子を
安価に製造することができる。
According to the method for producing fine particles made of brittle material according to the first to third aspects, fine particles having a fine particle size can be easily produced. That is, by adopting dry pulverization, it is possible to inexpensively produce fine particles having a fine particle size with a relatively simple structure.

【0055】請求項4に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、更に、前記脆性材料からなる粒子としてガ
ラス粒子を使用し、ガラス粒子を加熱工程においてガラ
ス転移温度未満の温度で加熱するため、ガラス粒子に効
率よくクラックを発生させることができる。
In the method for producing fine particles made of a brittle material according to claim 4, glass particles are further used as the particles made of the brittle material, and the glass particles are heated at a temperature lower than the glass transition temperature in the heating step. It is possible to efficiently generate cracks in the glass particles.

【0056】請求項5に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、更に、微粉砕工程において、混合気を、流
路の軸方向に対して傾斜した状態で流路内に導入するた
め、混合気を流路内に円滑に導入することができる。
In the method for producing fine particles of a brittle material according to a fifth aspect, the mixture is introduced into the flow channel in a state of being inclined with respect to the axial direction of the flow channel in the fine pulverization step. Air can be smoothly introduced into the flow path.

【0057】請求項6に係る脆性材料からなる微粒子の
製造方法は、更に、流路に導入される混合気の導入速度
を増加することができるため、微粉砕工程における切刃
による微粉砕をより効率良く行うことができる。
In the method for producing fine particles of brittle material according to the sixth aspect, since the introduction speed of the air-fuel mixture introduced into the flow path can be further increased, the fine pulverization by the cutting edge in the fine pulverization step can be further performed. It can be done efficiently.

【0058】請求項7〜9に係る脆性材料からなる微粒
子の製造装置によれば、微細な粒度の微粒子を容易に製
造することができる。即ち、乾式微粉砕を採用すること
により、比較的簡単な構成で、微細な粒度の微粒子を安
価に製造することができる。
According to the apparatus for producing fine particles made of the brittle material according to claims 7 to 9, fine particles having a fine particle size can be easily produced. That is, by adopting dry pulverization, it is possible to inexpensively produce fine particles having a fine particle size with a relatively simple structure.

【0059】請求項10に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、更に、前記脆性材料からなる粒子として
ガラス粒子を使用し、ガラス粒子を加熱手段によりガラ
ス転移温度未満の温度で加熱するため、ガラス粒子に効
率よくクラックを発生させることができる。
In the apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to claim 10, glass particles are further used as the particles made of the brittle material, and the glass particles are heated by a heating means at a temperature lower than the glass transition temperature. It is possible to efficiently generate cracks in the glass particles.

【0060】請求項11に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、更に、混合気を、微粉砕手段の流路の軸
方向に対して傾斜した状態で流路内に導入するため、混
合気を流路内に円滑に導入することができる。
According to the eleventh aspect of the apparatus for producing fine particles made of a brittle material, further, since the air-fuel mixture is introduced into the channel in a state of being inclined with respect to the axial direction of the channel of the fine pulverizing means, the air-fuel mixture is mixed. Can be smoothly introduced into the flow path.

【0061】請求項12に係る脆性材料からなる微粒子
の製造装置は、更に、流路に導入される混合気の導入速
度を増加することができるため、微粉砕手段の切刃によ
る微粉砕をより効率良く行うことができる。
In the apparatus for producing fine particles of brittle material according to the twelfth aspect of the invention, since the introduction speed of the air-fuel mixture introduced into the flow path can be further increased, the fine pulverization by the cutting edge of the fine pulverization means is more effective. It can be done efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明の実施の形態1に係る脆性材料か
らなる微粒子の製造装置の主要構成要素を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing main constituent elements of an apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は本発明の実施の形態1に係る脆性材料か
らなる微粒子の製造装置の微粉砕手段の要部を概略的に
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a fine pulverizing means of the apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は本発明の実施の形態1に係る脆性材料か
らなる微粒子の製造方法の工程を示す流れ図である。
FIG. 3 is a flow chart showing steps of a method for producing fine particles made of a brittle material according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図4は本発明の実施の形態2に係る脆性材料か
らなる微粒子の製造装置の微粉砕手段の要部を概略的に
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a main part of a fine pulverizing means of an apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図5は本発明の実施の形態3に係る脆性材料か
らなる微粒子の製造装置の主要構成要素を概略的に示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram schematically showing main components of an apparatus for producing fine particles made of a brittle material according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,110:微粉砕手段、11a:第1の流路、1
2,112:切刃 40:捕集手段、41:粉体貯留室、45:管路(循環
手段) 50:調圧手段(循環手段)
10, 110: Fine pulverizing means, 11a: First flow path, 1
2, 112: Cutting blade 40: Collection means, 41: Powder storage chamber, 45: Pipe line (circulation means) 50: Pressure adjusting means (circulation means)

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 脆性材料からなる粒子を加熱する加熱工
程と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷工程と、 前記クラックを有する粒子を機械的に微粉砕する微粉砕
工程とを具備することを特徴とする脆性材料からなる微
粒子の製造方法。
1. A heating step of heating particles made of a brittle material, a rapid cooling step of rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle, and a fine grinding step of mechanically pulverizing the particles having the cracks. A method for producing fine particles made of a brittle material, which comprises a crushing step.
【請求項2】 脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の
温度で加熱する加熱工程と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷工程と、 気体に前記クラックを有する粒子を分散させた混合気
を、切刃を対向配置した流路に高圧で噴射すると共に前
記流路に還流して循環させ、少なくとも前記切刃との衝
突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕
する微粉砕工程とを具備することを特徴とする脆性材料
からなる微粒子の製造方法。
2. A heating step of heating particles made of a brittle material at a temperature lower than a softening temperature, a quenching step of rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle, and particles having the cracks in a gas. Is dispersed at high pressure into a flow path in which the cutting blades are arranged to face each other and is circulated by circulating in the flow path, and at least the particles having the cracks are finely pulverized by collision energy with the cutting blades. A method for producing fine particles made of a brittle material, which comprises a fine pulverization step.
【請求項3】 脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の
温度で加熱する加熱工程と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷工程と、 高圧ガス供給手段から供給される気体に前記クラックを
有する粒子を分散させた混合気を、切刃を対向配置した
流路に高圧で噴射することにより、少なくとも前記切刃
との衝突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を
微粉砕する微粉砕工程と、 前記粒子を前記流路へと還流して循環させ、前記微粉砕
工程を繰り返す循環工程と、 前記流路を繰り返し通過して微粉砕された粒子を、前記
流路に連通する貯留室に捕集する捕集工程とを具備する
ことを特徴とする脆性材料からなる微粒子の製造方法。
3. A heating step of heating particles made of a brittle material at a temperature lower than a softening temperature, a rapid cooling step of rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle, and a high pressure gas supply means. A mixture of particles having the cracks dispersed in a gas is sprayed at a high pressure into a flow path in which the cutting blades are opposed to each other, so that the particles having the cracks are finely pulverized by collision energy with at least the cutting blades. A finely pulverizing step, a circulating step in which the particles are circulated by circulating them back into the flow channel, and a finely pulverizing step is repeated; and a finely pulverized particle that repeatedly passes through the flow channel is communicated with the flow channel. A method for producing fine particles made of a brittle material, comprising a collecting step of collecting in a storage chamber.
【請求項4】 前記脆性材料からなる粒子はガラス粒子
であり、前記ガラス粒子は、前記加熱工程において、ガ
ラス転移温度未満の温度で加熱されることを特徴とする
請求項2または3記載の脆性材料からなる微粒子の製造
方法。
4. The brittleness according to claim 2, wherein the particles made of the brittle material are glass particles, and the glass particles are heated at a temperature lower than the glass transition temperature in the heating step. A method for producing fine particles made of a material.
【請求項5】 前記微粉砕工程において、前記混合気
を、前記流路の軸方向に対して傾斜した状態で前記流路
に導入することを特徴する請求項2乃至4のいずれか1
項記載の脆性材料からなる微粒子の製造方法。
5. The air-fuel mixture is introduced into the flow channel in a state of being inclined with respect to the axial direction of the flow channel in the finely pulverizing step.
A method for producing fine particles comprising the brittle material according to the item.
【請求項6】 前記貯留室内を略真空状態に維持し、 前記微粉砕工程、前記捕集工程及び前記循環工程におい
て、前記高圧ガス供給手段から前記流路に導入される混
合気の導入速度を増加することを特徴する請求項2乃至
5のいずれか1項記載の脆性材料からなる微粒子の製造
方法。
6. The inside of the storage chamber is maintained in a substantially vacuum state, and an introduction speed of an air-fuel mixture introduced from the high-pressure gas supply means to the flow path is set in the fine pulverization step, the collection step and the circulation step. The method for producing fine particles made of a brittle material according to any one of claims 2 to 5, wherein the number is increased.
【請求項7】 脆性材料からなる粒子を加熱する加熱手
段と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷手段と、 前記クラックを有する粒子を機械的に微粉砕する微粉砕
手段とを具備することを特徴とする脆性材料からなる微
粒子の製造装置。
7. A heating means for heating particles made of a brittle material, a quenching means for rapidly cooling the heated particles to generate cracks in the respective particles, and a finely mechanically crushed particle having the cracks. An apparatus for producing fine particles made of a brittle material, comprising: a crushing unit.
【請求項8】 脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の
温度で加熱する加熱手段と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷手段と、 気体に前記クラックを有する粒子を分散させた混合気
を、切刃を対向配置した流路に高圧で噴射すると共に前
記流路に還流して循環させ、少なくとも前記切刃との衝
突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を微粉砕
する微粉砕手段とを具備することを特徴とする脆性材料
からなる微粒子の製造装置。
8. A heating means for heating particles made of a brittle material at a temperature lower than the softening temperature, a rapid cooling means for rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle, and particles having the cracks in a gas. Is dispersed at high pressure into a flow path in which the cutting blades are arranged to face each other and is circulated by circulating in the flow path, and at least the particles having the cracks are finely pulverized by collision energy with the cutting blades. An apparatus for producing fine particles made of a brittle material, comprising: a finely pulverizing means.
【請求項9】 脆性材料からなる粒子を軟化温度未満の
温度で加熱する加熱手段と、 前記加熱した粒子を急速冷却して各粒子にクラックを発
生させる急冷手段と、 高圧ガス供給手段から供給される気体に前記クラックを
有する粒子を分散させた混合気を、切刃を対向配置した
流路に高圧で噴射することにより、少なくとも前記切刃
との衝突エネルギーにより前記クラックを有する粒子を
微粉砕する微粉砕手段と、 前記粒子を前記流路へと還流して循環させ、前記微粉砕
工程を繰り返す循環手段と、 前記流路に連通する貯留室を有し、前記流路を繰り返し
通過して微粉砕された粒子を前記貯留室に捕集する捕集
手段とを具備することを特徴とする脆性材料からなる微
粒子の製造装置。
9. A heating means for heating particles made of a brittle material at a temperature lower than a softening temperature, a quenching means for rapidly cooling the heated particles to generate cracks in each particle, and a high pressure gas supply means A mixture of particles having the cracks dispersed in a gas is sprayed at a high pressure into a flow path in which the cutting blades are opposed to each other, so that the particles having the cracks are finely pulverized by collision energy with at least the cutting blades. A fine pulverizing unit, a circulating unit that circulates the particles by circulating them back into the flow channel, and repeats the fine pulverizing step, and a storage chamber that communicates with the flow channel, and repeatedly passes through the flow channel to generate fine particles. An apparatus for producing fine particles made of a brittle material, comprising: a collection unit configured to collect the crushed particles in the storage chamber.
【請求項10】 前記脆性材料からなる粒子はガラス粒
子であり、前記加熱手段は、前記ガラス粒子をガラス転
移温度未満の温度で加熱することを特徴とする請求項8
または9記載の脆性材料からなる微粒子の製造装置。
10. The particles made of the brittle material are glass particles, and the heating means heats the glass particles at a temperature lower than the glass transition temperature.
Or an apparatus for producing fine particles made of the brittle material according to 9.
【請求項11】 前記微粉砕手段は、前記混合気を、前
記流路の軸方向に対して傾斜した状態で前記流路に導入
することを特徴する請求項8乃至10のいずれか1項記
載の脆性材料からなる微粒子の製造装置。
11. The fine grinding means introduces the air-fuel mixture into the flow channel in a state of being inclined with respect to the axial direction of the flow channel. Equipment for producing fine particles of brittle materials.
【請求項12】 前記貯留室は、内部を略真空状態に維
持する減圧手段を含み、 前記減圧手段により前記貯留室の内部を略真空状態に維
持することにより、前記高圧ガス供給手段から前記流路
に導入される混合気の導入速度を増加することを特徴す
る請求項8乃至11のいずれか1項記載の脆性材料から
なる微粒子の製造装置。
12. The storage chamber includes decompression means for maintaining the inside of the storage chamber in a substantially vacuum state. By maintaining the inside of the storage chamber in a substantially vacuum state by the decompression means, the flow from the high pressure gas supply means is reduced. The device for producing fine particles made of a brittle material according to any one of claims 8 to 11, wherein the introduction speed of the air-fuel mixture introduced into the passage is increased.
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