JP2012055840A - Device and method for producing fine particles - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production device for producing fine particles having small particle size and reduced variations in particle diameters, and to provide a method for producing fine particles.SOLUTION: The device for producing the fine particles includes: a raw material supply unit for intermittently supplying a raw material for producing the fine particles into a thermal plasma flame; a plasma torch in which the thermal plasma flame is generated, which evaporates the raw material intermittently supplied by the raw material supply unit using the thermal plasma flame to form a vapor-phase mixture; and a plasma generating unit for generating the thermal plasma flame inside the plasma torch.

Description

本発明は、プラズマを用いたナノサイズの微粒子の製造装置および微粒子の製造方法に関し、特に、得られる微粒子の粒径が小さく、粒径のばらつきが小さい微粒子の製造装置および微粒子の製造方法に関する。   The present invention relates to a nano-sized fine particle production apparatus and fine particle production method using plasma, and more particularly, to a fine particle production apparatus and a fine particle production method in which the obtained fine particles have a small particle size and small variation in particle size.

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

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

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

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

また、特許文献1には、微粒子製造用材料を可燃性材料中に分散させたスラリー、または微粒子製造用材料を分散媒と可燃性材料とを用いたスラリーを、液滴化させて連続的に熱プラズマ炎中に導入して、気相状態の混合物にし、気相状態の混合物を急冷することにより、微粒子を生成する微粒子の製造方法が記載されている。   Patent Document 1 discloses that a slurry in which a fine particle manufacturing material is dispersed in a combustible material, or a slurry in which the fine particle manufacturing material is used as a dispersion medium and a combustible material are continuously formed into droplets. A method for producing fine particles is described which is introduced into a thermal plasma flame to form a gas phase mixture and rapidly quenches the gas phase mixture.

特開2006−102737号公報JP 2006-102737 A

特許文献1に記載の微粒子の製造方法では、ナノサイズの微粒子を製造することができるものの、得られる微粒子のばらつきをコントロールすることができないという問題点がある。また、より小さな微粒子を生成するのが困難であるという問題点がある。   In the method for producing fine particles described in Patent Document 1, although nano-sized fine particles can be produced, there is a problem that variation in the obtained fine particles cannot be controlled. In addition, there is a problem that it is difficult to produce smaller fine particles.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、粒径が小さく、粒径のばらつきが小さい微粒子を製造することができる製造装置および微粒子の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a production apparatus and a production method of fine particles that can solve the problems based on the above-described conventional technology and can produce fine particles having a small particle size and small variation in particle size.

上記目的を達成するために、本発明は、微粒子の製造装置であって、微粒子製造用の原料を熱プラズマ炎中に間歇的に供給する原料供給手段と、内部に前記熱プラズマ炎が発生されるものであり、前記原料供給手段により間歇的に供給される前記原料を前記熱プラズマ炎で蒸発させて気相状態の混合物とするプラズマトーチと、前記プラズマトーチの内部に前記熱プラズマ炎を発生させるプラズマ発生手段とを有することを特徴とする微粒子の製造装置を提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention is an apparatus for producing fine particles, in which raw material supply means for intermittently supplying raw materials for producing fine particles into a thermal plasma flame, and the thermal plasma flame are generated inside. A plasma torch in which the raw material supplied intermittently by the raw material supply means is evaporated by the thermal plasma flame to form a gas phase mixture, and the thermal plasma flame is generated inside the plasma torch There is provided a fine particle manufacturing apparatus characterized by having plasma generating means.

前記プラズマ発生手段は、前記プラズマトーチに設けられたコイルに前記熱プラズマ炎を発生させるための電流を供給するとともに、前記コイルへの電流を振幅変調させることができる電源部を備えるものであり、前記プラズマ発生手段は、前記コイルへの電流を振幅変調させることにより前記熱プラズマ炎を周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態にさせ、前記熱プラズマ炎の温度状態が時間変調された変調誘導熱プラズマ炎を発生させるものであることが好ましい。   The plasma generation means includes a power supply unit that can supply an electric current for generating the thermal plasma flame to a coil provided in the plasma torch and can amplitude-modulate the electric current to the coil. The plasma generation means periodically modulates the current to the coil to change the temperature of the thermal plasma flame to a high temperature state and a low temperature state where the temperature is lower than the high temperature state. It is preferable to generate a time-modulated modulated thermal plasma flame.

前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析する分光分析手段と、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記プラズマ発生手段に、前記原料が前記変調誘導熱プラズマ炎に供給されたときに、前記コイルへの電流の振幅を相対的に大きくし、前記変調誘導熱プラズマ炎を高温状態させる制御部とを有することが好ましい。   Spectral analysis means for spectrally analyzing light having a wavelength derived from the raw material with respect to the modulation induction thermal plasma flame, and based on a result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, the raw material is supplied to the plasma generating means. It is preferable to have a control unit that relatively increases the amplitude of the current to the coil when supplied to the modulated induction thermal plasma flame, and puts the modulated induction thermal plasma flame in a high temperature state.

前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析する分光分析手段と、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記原料供給手段に、前記コイルへの電流の振幅が相対的に大きくなり、前記変調誘導熱プラズマ炎が高温状態のときに、前記原料を前記変調誘導熱プラズマ炎に供給させる制御部とを有することが好ましい。   Spectral analysis means for spectrally analyzing light having a wavelength derived from the raw material with respect to the modulated induction thermal plasma flame, and based on a result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, to the raw material supply means, to the coil It is preferable to have a control unit that supplies the raw material to the modulated induction thermal plasma flame when the amplitude of the current is relatively large and the modulated induction thermal plasma flame is in a high temperature state.

また、前記原料供給手段は、例えば、前記原料を粒子状態に分散させ、前記粒子状態に分散された前記原料を間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給するものである。この場合、前記原料は、気体により粒子状態に分散される。
さらに、前記原料供給手段は、例えば、前記原料を分散媒中に分散させてスラリーにし、前記スラリーを液滴化して間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給するものである。
さらにまた、前記原料供給手段は、例えば、前記原料を分散媒中に分散させてコロイド溶液にし、前記コロイド溶液を液滴化して間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給するものである。
また、前記原料供給手段は、例えば、前記原料を溶媒中に溶解させて溶液にし、前記溶解させた溶液を液滴化して間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給するものである。
Further, the raw material supply means, for example, disperses the raw material in a particle state and intermittently supplies the raw material dispersed in the particle state to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame. In this case, the raw material is dispersed in a particulate state by a gas.
Further, the raw material supply means, for example, is a means for dispersing the raw material in a dispersion medium to form a slurry, and forming the slurry into droplets and supplying them intermittently to the thermal plasma flame or the modulated induction thermal plasma flame. .
Furthermore, the raw material supply means, for example, disperses the raw material in a dispersion medium to form a colloidal solution, and droplets of the colloidal solution are supplied intermittently to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame. Is.
In addition, the raw material supply means, for example, dissolves the raw material in a solvent to form a solution, drops the dissolved solution into droplets, and intermittently supplies the solution to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame It is.

前記電源部において前記コイルへの電流を振幅変調する際には、前記コイルへの電流を予め定められている波形により振幅変調させることが好ましい。
前記電源部において前記コイル電流を振幅変調する際に用いる予め定められている波形として、矩形波、三角波、のこぎり波、逆のこぎり波、もしくは正弦波を含む曲線を含む繰り返し波からなる波形を用いることができる。
前記コイルへの電流を振幅変調させる前記所定時間間隔は、マイクロ秒から数秒オーダーであることが好ましい。
When the current to the coil is amplitude-modulated in the power supply unit, it is preferable that the current to the coil is amplitude-modulated with a predetermined waveform.
As a predetermined waveform used when amplitude-modulating the coil current in the power supply unit, a waveform including a repetitive wave including a curve including a rectangular wave, a triangular wave, a sawtooth wave, a reverse sawtooth wave, or a sine wave is used. Can do.
The predetermined time interval for amplitude-modulating the current to the coil is preferably in the order of microseconds to several seconds.

また、本発明は、微粒子の製造方法であって、微粒子製造用の原料を熱プラズマ炎中に間歇的に供給して、前記原料を蒸発させ気相状態の混合物とし、この混合物を冷却して微粒子を製造することを特徴とする微粒子の製造方法を提供するものである。   The present invention also relates to a method for producing fine particles, wherein raw materials for producing fine particles are intermittently supplied into a thermal plasma flame, the raw materials are evaporated to form a gas phase mixture, and the mixture is cooled. The present invention provides a method for producing fine particles characterized by producing fine particles.

前記熱プラズマ炎の温度状態が時間変調されて周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態とにされる変調誘導熱プラズマ炎に、前記原料を間歇的に供給することが好ましい。
前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析し、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記原料が前記変調誘導熱プラズマ炎に供給されたときに、前記変調誘導熱プラズマ炎を高温状態することが好ましい。
前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析し、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記変調誘導熱プラズマ炎が高温状態のときに、前記原料を前記変調誘導熱プラズマ炎に供給することが好ましい。
The raw material is intermittently supplied to a modulated induction thermal plasma flame in which the temperature state of the thermal plasma flame is time-modulated to periodically change to a high temperature state and a low temperature state lower than the high temperature state. preferable.
The modulated induction thermal plasma flame is spectrally analyzed for light having a wavelength derived from the raw material, and the raw material is supplied to the modulated induction thermal plasma flame based on the result of spectral analysis of the light having the wavelength derived from the raw material. Sometimes, it is preferable that the modulation induction thermal plasma flame is in a high temperature state.
Spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material for the modulated induction thermal plasma flame, and based on a result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, when the modulated induction thermal plasma flame is in a high temperature state, The raw material is preferably supplied to the modulation induction thermal plasma flame.

また、前記原料は、例えば、粒子状態に分散されて間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給される。この場合、前記原料は、気体により粒子状態に分散される。
さらに、前記原料は、例えば、分散媒中に分散されてスラリーにされ、前記スラリーが液滴化されて間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給される。
さらにまた、前記原料は、例えば、分散媒中に懸濁されてコロイド溶液にされ、前記コロイド溶液が液滴化されて間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給される。
また、前記原料は、例えば、溶媒中に溶解された溶液にされ、前記溶解させた溶液が液滴化されて間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給される。
The raw material is dispersed, for example, in a particle state and is intermittently supplied to the thermal plasma flame or the modulated induction thermal plasma flame. In this case, the raw material is dispersed in a particulate state by a gas.
Further, for example, the raw material is dispersed in a dispersion medium to form a slurry, and the slurry is made into droplets and intermittently supplied to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame.
Furthermore, the raw material is suspended in, for example, a dispersion medium to form a colloidal solution, and the colloidal solution is formed into droplets and intermittently supplied to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame.
Further, the raw material is, for example, made into a solution dissolved in a solvent, and the dissolved solution is formed into droplets and intermittently supplied to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame.

本発明の微粒子の製造装置および製造方法によれば、粒径が小さく、しかも粒径のばらつきが小さい微粒子を製造することができる。   According to the fine particle production apparatus and production method of the present invention, fine particles having a small particle size and a small variation in particle size can be produced.

本発明の実施形態に係る微粒子の製造装置を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing the particulate manufacture device concerning the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る微粒子の製造装置の原料供給部の概略構成を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows schematic structure of the raw material supply part of the manufacturing apparatus of the microparticles | fine-particles which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る微粒子の製造装置のプラズマトーチを示す模式的部分断面図である。It is a typical fragmentary sectional view showing the plasma torch of the particulate manufacture device concerning the embodiment of the present invention. パルス変調時のコイル電流の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the coil current at the time of pulse modulation. (a)は、コイル電流を変調するためのパルス制御信号を示すグラフであり、(b)は、バルブの開閉タイミングを示すグラフであり、(c)は、原料の供給を示すグラフである。(A) is a graph which shows the pulse control signal for modulating a coil current, (b) is a graph which shows the opening and closing timing of a valve, (c) is a graph which shows supply of a raw material. 変調誘導熱プラズマ炎の分光分析の結果の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the result of the spectroscopic analysis of a modulation induction thermal plasma flame. (a)は、バルブへの入力波形信号を示すグラフであり、(b)は、変調誘導熱プラズマ炎のTiおよびTiOの放射強度の時間変化の一例を示すグラフである。(A) is a graph which shows the input waveform signal to a valve | bulb, (b) is a graph which shows an example of the time change of the radiation intensity of Ti and TiO of a modulation | alteration induction thermal plasma flame. 本発明の実施形態に係る微粒子の製造装置の原料供給部の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the raw material supply part of the manufacturing apparatus of the microparticles | fine-particles which concerns on embodiment of this invention. (a)〜(c)は、フィルターで回収した実験例1〜3の微粒子のSEM画像を示す(写真代用)図である。(A)-(c) is a figure which shows the SEM image of the microparticles | fine-particles of Experimental Examples 1-3 collect | recovered with the filter (photograph substitute). (a)〜(c)は、フィルターで回収した実験例1〜3の微粒子の粒径度数分布を示すグラフである。(A)-(c) is a graph which shows the particle size frequency distribution of the microparticles | fine-particles of Experimental Examples 1-3 collect | recovered with the filter. 実験例4〜9の微粒子の粒径を示すグラフである。It is a graph which shows the particle size of the microparticles | fine-particles of Experimental Examples 4-9.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の微粒子の製造装置および微粒子の製造方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る微粒子の製造装置を示す模式図である。
The fine particle production apparatus and fine particle production method of the present invention will be described in detail below based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus for producing fine particles according to an embodiment of the present invention.

図1に示す微粒子の製造装置(以下、単に製造装置という)10は、例えば、粉体原料を用いてナノサイズの微粒子を製造するものである。この粉体原料としては、例えば、Ti粉末が用いられる。
製造装置10は、原料供給部12と、高周波変調誘導熱プラズマ発生部(プラズマ発生手段)14と、プラズマトーチ16と、チャンバー18と、回収部20と、間歇供給部22と、プラズマ分光分析部(分光分析手段)28と、DSP(制御部)30と、プラズマガス供給部32とを有する。原料供給部12と間歇供給部22とにより原料供給手段が構成される。
A fine particle production apparatus (hereinafter simply referred to as production apparatus) 10 shown in FIG. 1 is, for example, for producing nano-sized fine particles using a powder raw material. As this powder raw material, for example, Ti powder is used.
The manufacturing apparatus 10 includes a raw material supply unit 12, a high frequency modulation induction thermal plasma generation unit (plasma generation means) 14, a plasma torch 16, a chamber 18, a recovery unit 20, an intermittent supply unit 22, and a plasma spectroscopic analysis unit. (Spectral analysis means) 28, DSP (control unit) 30, and plasma gas supply unit 32. The raw material supply unit 12 and the intermittent supply unit 22 constitute a raw material supply unit.

原料供給部12は間歇供給部22に接続されている。この間歇供給部22とプラズマトーチ16とは、中空状の水冷プローブ24を介して接続されている。また、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14により、プラズマトーチ16の内部に変調誘導熱プラズマ炎100が発生されるとともに、熱プラズマ炎の温度状態が時間変調されて、変調誘導熱プラズマ炎100が周期的に高温状態と低温状態とになる。
また、製造装置10では、プラズマ分光分析部28により、変調誘導熱プラズマ炎100について分光分析され、DSP30により変調誘導熱プラズマ炎100の放射光のうち、原料に由来する波長の光の強度に基づいて高周波変調誘導熱プラズマ発生部14により変調誘導熱プラズマ炎100の温度状態が時間変調される。
The raw material supply unit 12 is connected to the intermittent supply unit 22. The intermittent supply unit 22 and the plasma torch 16 are connected via a hollow water-cooled probe 24. Further, the high frequency modulation induction thermal plasma generator 14 generates a modulation induction thermal plasma flame 100 inside the plasma torch 16, and the temperature state of the thermal plasma flame is time-modulated. It becomes a high temperature state and a low temperature state.
Further, in the manufacturing apparatus 10, the modulated spectroscopic thermal plasma flame 100 is spectroscopically analyzed by the plasma spectroscopic analysis unit 28, and based on the intensity of light having a wavelength derived from the raw material out of the radiated light of the modulated induction thermal plasma flame 100 by the DSP 30. Thus, the temperature state of the modulation induction thermal plasma flame 100 is time-modulated by the high frequency modulation induction thermal plasma generator 14.

原料供給部12は、間歇供給部22とともに、微粒子製造用の原料をプラズマトーチ16の内部で発生する熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100中に供給するためのものである。この原料供給部12は、搬送管82(図2参照)を介してプラズマトーチ16の上部に設けられた間歇供給部22のバルブ22cに接続されている。   The raw material supply unit 12, together with the intermittent supply unit 22, supplies a raw material for producing fine particles into a thermal plasma flame or a modulated induction thermal plasma flame 100 generated inside the plasma torch 16. The raw material supply unit 12 is connected to a valve 22c of the intermittent supply unit 22 provided on the upper part of the plasma torch 16 via a transfer pipe 82 (see FIG. 2).

例えば、微粒子製造用の原料に粉体を用いた場合、プラズマトーチ16内の熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100中に原料が供給される際には原料が分散されている必要がある。このため、原料は、キャリガスに分散させて供給される。この場合、例えば、原料供給部12は、粉体原料を分散状態に維持しつつ、定量的にプラズマトーチ16内部の熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100中に供給するものである。このような機能を有する原料供給部12としては、例えば、本出願人の出願に係る特許第3217415号公報に開示されている粉体分散装置のような装置が利用可能である。   For example, when powder is used as a raw material for producing fine particles, the raw material needs to be dispersed when the raw material is supplied into the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame 100 in the plasma torch 16. For this reason, the raw material is supplied dispersed in carrier gas. In this case, for example, the raw material supply unit 12 quantitatively supplies the powder raw material into the thermal plasma flame or the modulated induction thermal plasma flame 100 inside the plasma torch 16 while maintaining the powder raw material in a dispersed state. As the raw material supply unit 12 having such a function, for example, an apparatus such as a powder dispersion apparatus disclosed in Japanese Patent No. 3217415 related to the applicant's application can be used.

原料供給部12は、図2に示すように、主に、粉体原料を貯蔵する貯蔵槽42と、粉体原料を定量搬送するスクリューフィーダ60と、スクリューフィーダ60で搬送された粉体原料が最終的に散布される前に、これを一次粒子の状態に分散させる分散部70とから構成されている。   As shown in FIG. 2, the raw material supply unit 12 mainly includes a storage tank 42 for storing powder raw materials, a screw feeder 60 for quantitatively conveying powder raw materials, and a powder raw material conveyed by the screw feeder 60. It is comprised from the dispersion | distribution part 70 which disperse | distributes this to the state of a primary particle before being finally spread | dispersed.

貯蔵槽42の内部には、貯蔵された粉体原料44の凝集を防止するために、攪拌軸46とそれに接続された攪拌羽根48とが設けられる。攪拌軸46は、オイルシール50aと軸受け52aとによって、貯蔵槽42内で回転可能に配設されている。また、貯蔵槽42外部にある攪拌軸46の端部は、モータ54aに接続されており、図示しない制御装置によってその回転が制御される。   Inside the storage tank 42, a stirring shaft 46 and a stirring blade 48 connected thereto are provided in order to prevent the stored powder raw material 44 from agglomerating. The agitation shaft 46 is rotatably arranged in the storage tank 42 by an oil seal 50a and a bearing 52a. Moreover, the end of the stirring shaft 46 outside the storage tank 42 is connected to a motor 54a, and the rotation thereof is controlled by a control device (not shown).

貯蔵槽42の下部には、スクリューフィーダ60が設けられ、粉体原料44の定量的な搬送を可能にする。スクリューフィーダ60は、スクリュー62と、スクリュー62の軸64と、ケーシング66と、スクリュー62の回転動力源であるモータ54bとを含み構成されている。スクリュー62および軸64は、貯蔵槽42内の下部を横切って設けられている。軸64は、オイルシール50bと軸受け52bとによって貯蔵槽42内で回転可能に配設されている。   A screw feeder 60 is provided in the lower part of the storage tank 42 to enable quantitative conveyance of the powder raw material 44. The screw feeder 60 includes a screw 62, a shaft 64 of the screw 62, a casing 66, and a motor 54b that is a rotational power source of the screw 62. The screw 62 and the shaft 64 are provided across the lower part in the storage tank 42. The shaft 64 is rotatably disposed in the storage tank 42 by an oil seal 50b and a bearing 52b.

また、貯蔵槽42外部にある軸64の端部は、モータ54bに接続されており、図示しない制御装置によってその回転が制御される。さらに、貯蔵槽42の下部の開口部と、後述する分散部70とを接続し、スクリュー62を包む筒状通路であるケーシング66が設けられる。ケーシング66は、後述する分散部70の内部途中まで延設されている。   Further, the end of the shaft 64 outside the storage tank 42 is connected to a motor 54b, and its rotation is controlled by a control device (not shown). Further, a casing 66 that is a cylindrical passage that connects the opening of the lower part of the storage tank 42 and a dispersion unit 70 described later and wraps the screw 62 is provided. The casing 66 extends to the middle of the dispersion unit 70 described later.

図2に示すように、分散部70は、ケーシング66の一部に外挿固定された外管72と、軸64の先端部に植設された回転ブラシ56を有し、スクリューフィーダ60によって定量搬送された粉体原料44を一次分散させることができる。
外管72の外挿固定された端部と反対の端部は、その形状が円錐台形状であり、その内部にも円錐台形状の空間である粉体分散室74を有する。また、その端部には分散部70で分散された粉体原料を搬送する搬送管82が接続される。この搬送管82は、バルブ22cに接続されている。
As shown in FIG. 2, the dispersion unit 70 includes an outer tube 72 that is extrapolated and fixed to a part of the casing 66, and a rotating brush 56 that is planted at the tip of the shaft 64, and is fixed by a screw feeder 60. The conveyed powder raw material 44 can be primarily dispersed.
The end portion of the outer tube 72 opposite to the end portion that is fixed by extrapolation has a truncated cone shape, and also has a powder dispersion chamber 74 that is a truncated cone-shaped space. Further, a transport pipe 82 for transporting the powder raw material dispersed by the dispersion unit 70 is connected to the end thereof. The transport pipe 82 is connected to the valve 22c.

外管72の側面には気体供給口78が設けられており、また、ケーシング66の外壁と外管72の内壁とによって設けられる空間は、供給された気体が通過する気体通路80としての機能を有する。
回転ブラシ56は、ナイロン等の比較的柔軟な材質、あるいは鋼線等の硬質な材質からなる針状部材で、ケーシング66の先端部近傍の内部から粉体分散室74の内部まで、軸64の径外方に延出して密集植設されることによって形成される。
A gas supply port 78 is provided on the side surface of the outer tube 72, and the space provided by the outer wall of the casing 66 and the inner wall of the outer tube 72 functions as a gas passage 80 through which the supplied gas passes. Have.
The rotating brush 56 is a needle-like member made of a relatively flexible material such as nylon or a hard material such as steel wire, and the shaft 64 extends from the vicinity of the tip of the casing 66 to the inside of the powder dispersion chamber 74. It is formed by extending radially outward and being densely planted.

分散部70では、分散・搬送用の気体(キャリアガス)が、図示しない圧力気体供給源から気体供給口78、気体通路80を通って回転ブラシ56の径方向外側から回転ブラシ56に噴出され、定量的に搬送される粉体原料44が、回転ブラシ56の針状部材間を通過することで一次粒子に分散される。なお、キャリアガスとしては、例えば、アルゴン(Ar)ガス,窒素ガス、水素ガス等が単独、またはこれらを適宜組み合わせて用いられる。   In the dispersion unit 70, a gas for dispersion / conveyance (carrier gas) is jetted from a pressure gas supply source (not shown) through the gas supply port 78 and the gas passage 80 to the rotary brush 56 from the outside in the radial direction of the rotary brush 56. The powder material 44 conveyed quantitatively is dispersed into the primary particles by passing between the needle-like members of the rotating brush 56. As the carrier gas, for example, argon (Ar) gas, nitrogen gas, hydrogen gas, or the like is used alone or in combination.

搬送管82は、その一端は外管72と接続され、他端はプラズマトーチ16に接続される。また、搬送管82は、その管径の10倍以上の管長を有し、少なくとも途中に分散粉体を含む気流が流速20m/sec以上になる管径部分を設けることが好ましい。これにより分散部70で一次粒子の状態に分散された粉体原料44の凝集を防止し上記の分散状態を維持したまま、粉体原料44をバルブ22cに供給し、バルブ22cから水冷プローブ24を経てプラズマトーチ16内部に散布される。
例えば、微粒子製造用の原料として使用する粉体原料は、熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100中で蒸発させることができるものであり、その粒径が100μm以下であることが好ましい。
One end of the transfer tube 82 is connected to the outer tube 72, and the other end is connected to the plasma torch 16. In addition, it is preferable that the transport pipe 82 has a pipe length that is 10 times or more the pipe diameter, and at least a pipe diameter portion in which the air flow containing the dispersed powder flows at a flow velocity of 20 m / sec or more is provided. As a result, the powder raw material 44 dispersed in the primary particle state in the dispersion unit 70 is prevented from agglomerating, and the powder raw material 44 is supplied to the valve 22c while maintaining the above dispersed state, and the water-cooled probe 24 is connected to the valve 22c. Then, it is sprayed inside the plasma torch 16.
For example, the powder raw material used as the raw material for producing fine particles can be evaporated in the thermal plasma flame or the modulated induction thermal plasma flame 100, and the particle size is preferably 100 μm or less.

プラズマトーチ16は、内部に熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100が発生されるものであり、変調誘導熱プラズマ炎100中に間歇的に供給される原料を、熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100で蒸発させて気相状態の混合物とするものである。
なお、熱プラズマ炎とは、温度状態が時間変調されてないプラズマ炎のことであり、変調誘導熱プラズマ炎とは、熱プラズマ炎が所定時間間隔で周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態にされたもの、すなわち、熱プラズマ炎の温度状態が時間変調されたものである。
図3に示すように、プラズマトーチ16は、石英管16aと、その外側を取り巻く高周波発振用コイル16bとで構成されている。プラズマトーチ16の上部には、水冷プローブ24が挿入される供給口16cがその中央部に設けられており、プラズマガス供給口16dがその周辺部(同一円周上)に形成されている。
水冷プローブ24により、例えば、原料粉末であるTi粒子と、Arガス等のキャリアガスとがプラズマトーチ16内に供給される。
The plasma torch 16 has a thermal plasma flame or a modulated induction thermal plasma flame 100 generated therein, and a raw material intermittently supplied into the modulation induction thermal plasma flame 100 is a thermal plasma flame or a modulated induction thermal plasma. It is evaporated in the flame 100 to form a gas phase mixture.
The thermal plasma flame is a plasma flame whose temperature state is not time-modulated. The modulated induction thermal plasma flame is a high-temperature state in which the thermal plasma flame is periodically heated at a predetermined time interval. Also, the temperature of the thermal plasma flame is time-modulated.
As shown in FIG. 3, the plasma torch 16 includes a quartz tube 16a and a high-frequency oscillation coil 16b surrounding the outside. In the upper part of the plasma torch 16, a supply port 16c into which the water cooling probe 24 is inserted is provided at the center thereof, and a plasma gas supply port 16d is formed in the peripheral portion (on the same circumference).
For example, Ti particles as raw material powder and a carrier gas such as Ar gas are supplied into the plasma torch 16 by the water-cooled probe 24.

プラズマガス供給口16dは、例えば、図示しない配管によりプラズマガス供給部32が接続されている。プラズマガス供給部32は、プラズマガス供給口16dを介してプラズマトーチ16内にプラズマガスを供給するものであり、例えば、2種類のプラズマガスが準備されている。プラズマガスとしては、例えば、アルゴンガス、窒素ガス、水素ガス、酸素ガス等が単独または適宜組み合わせて用いられる。
プラズマトーチ16内にプラズマガスがある状態で、高周波発振用コイル16bに、高周波誘導熱プラズマ発生部14により振幅変調された高周波電流が印加されると、プラズマトーチ16の内部に変調誘導熱プラズマ炎100が発生する。また、高周波誘導熱プラズマ発生部14により、高周波発振用コイル16bに単に高周波電流が印加されると、プラズマトーチ16の内部に熱プラズマ炎が発生する。なお、プラズマガスに酸素ガスが含まれる場合、プラズマトーチ16内は酸素雰囲気になる。
The plasma gas supply port 16d is connected to the plasma gas supply unit 32 by, for example, a pipe (not shown). The plasma gas supply unit 32 supplies plasma gas into the plasma torch 16 through the plasma gas supply port 16d. For example, two types of plasma gas are prepared. As the plasma gas, for example, argon gas, nitrogen gas, hydrogen gas, oxygen gas, or the like is used alone or in appropriate combination.
When a high-frequency current amplitude-modulated by the high-frequency induction thermal plasma generator 14 is applied to the high-frequency oscillation coil 16 b in a state where there is a plasma gas in the plasma torch 16, the modulated induction thermal plasma flame is placed inside the plasma torch 16. 100 is generated. When a high frequency current is simply applied to the high frequency oscillation coil 16 b by the high frequency induction thermal plasma generator 14, a thermal plasma flame is generated inside the plasma torch 16. When the plasma gas contains oxygen gas, the plasma torch 16 has an oxygen atmosphere.

また、プラズマトーチ16の石英管16aの外側は、同心円状に形成された石英管16eで囲まれており、石英管16aと16eの間に冷却水16fを循環させて石英管16aを水冷し、プラズマトーチ16内で発生した変調誘導熱プラズマ炎100(熱プラズマ炎)により石英管16aが高温になりすぎるのを防止している。   The outside of the quartz tube 16a of the plasma torch 16 is surrounded by a concentric quartz tube 16e, and cooling water 16f is circulated between the quartz tubes 16a and 16e to cool the quartz tube 16a. The quartz tube 16a is prevented from becoming too hot due to the modulation induction thermal plasma flame 100 (thermal plasma flame) generated in the plasma torch 16.

プラズマトーチ16においては、例えば、内径75mm,長さ330mmの石英管16aが用いられる。
また、プラズマ発生用誘導コイル16bは、外径130mm,コイル導体径14mmφ,コイル長155mmの8ターンのものを使用している。水冷プローブ24は、その先端が、例えば、プラズマ発生用誘導コイル16bの4、5ターン目の間にある。
In the plasma torch 16, for example, a quartz tube 16a having an inner diameter of 75 mm and a length of 330 mm is used.
Further, the plasma generating induction coil 16b is an 8-turn coil having an outer diameter of 130 mm, a coil conductor diameter of 14 mmφ, and a coil length of 155 mm. The tip of the water-cooled probe 24 is, for example, between the fourth and fifth turns of the plasma generating induction coil 16b.

このコイル長155mmは一般的なものに比べ約3倍程度長い。このように、コイル長を長くすることの利点としては、軸方向に長く強い電磁場を発生させることができるため、それにより発生するプラズマも軸方向に長くなり、トーチヘッドから投入される原料粉体の蒸発に有利な特徴を持っている。   The coil length 155 mm is about three times longer than a general one. As described above, the advantage of increasing the coil length is that it can generate a strong electromagnetic field that is long in the axial direction, so that the plasma generated thereby becomes longer in the axial direction, and the raw material powder charged from the torch head It has advantageous characteristics for evaporation.

プラズマトーチ16の下流部には、水冷のチャンバー18が接続されている。このチャンバー18は、原料が熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎100で蒸発されてなる気相状態の混合物を急冷し、微粒子を生成するとともに、得られた微粒子を捕集するものである。
図1に示すように、チャンバー18は、プラズマトーチ16に近い方から、上流チャンバー18aがプラズマトーチ16と同軸方向に取り付けられている。また、上流チャンバー18aと垂直に下流チャンバー18bを設け、さらに下流には,生成された微粒子を捕集するための所望のフィルター20aを備える回収部20が設けられている。製造装置10において、微粒子の回収場所は、フィルター20aとしている。
A water-cooled chamber 18 is connected to the downstream portion of the plasma torch 16. The chamber 18 rapidly cools a gas phase mixture obtained by evaporating the raw material in the thermal plasma flame or the modulated induction thermal plasma flame 100 to generate fine particles and collect the obtained fine particles.
As shown in FIG. 1, the chamber 18 has an upstream chamber 18 a attached to the plasma torch 16 in the coaxial direction from the side closer to the plasma torch 16. In addition, a downstream chamber 18b is provided perpendicular to the upstream chamber 18a, and a collection unit 20 including a desired filter 20a for collecting the generated fine particles is provided further downstream. In the manufacturing apparatus 10, the collection place of the fine particles is the filter 20a.

フィルター部20は、フィルター20aを備えた回収室と、この回収室内下方に設けられた管を介して接続された真空ポンプ20bとを備えている。チャンバー18から送られた微粒子は、上述の真空ポンプ20bで吸引されることにより、回収室内に引き込まれ、フィルター20aの表面で留まった状態にて回収される。   The filter unit 20 includes a recovery chamber provided with a filter 20a and a vacuum pump 20b connected via a pipe provided below the recovery chamber. The fine particles sent from the chamber 18 are drawn into the collection chamber by being sucked by the above-described vacuum pump 20b, and collected while remaining on the surface of the filter 20a.

また、プラズマトーチ16内における圧力雰囲気は、大気圧以下であることが好ましい。ここで、大気圧以下の雰囲気については、特に限定されないが、例えば、5Torr〜750Torrとすることができる。   The pressure atmosphere in the plasma torch 16 is preferably not more than atmospheric pressure. Here, the atmosphere below atmospheric pressure is not particularly limited, but may be, for example, 5 Torr to 750 Torr.

高周波変調誘導熱プラズマ発生部14は、変調誘導熱プラズマ炎100を発生させるための高周波電流を高周波発振用コイル16bに供給するとともに、高周波発振用コイル16bへの高周波電流を所定時間間隔で振幅変調することができるものである。以下、変調誘導熱プラズマ炎100を発生させるために高周波発振用コイル16bに供給する高周波電流を、コイル電流という。
高周波変調誘導熱プラズマ発生部14は、高周波インバータ電源26aと、インピーダンス整合回路26bと、パルス信号発生器26cと、FETゲート信号回路26dとを有する。
高周波インバータ電源26aは、基本周波数450kHz,最大電力50kW、定格電圧150V、定格電流460AのMOSFETインバータ電源である。通常、真空管電源を用いて生成される誘導熱プラズマに用いられる周波数が数MHzであるのに対し、高周波インバータ電源26aには周波数f=450kHzのものを用いている。
The high frequency modulation induction thermal plasma generator 14 supplies a high frequency current for generating the modulation induction thermal plasma flame 100 to the high frequency oscillation coil 16b, and amplitude modulates the high frequency current to the high frequency oscillation coil 16b at predetermined time intervals. Is something that can be done. Hereinafter, the high-frequency current supplied to the high-frequency oscillation coil 16b in order to generate the modulation induction thermal plasma flame 100 is referred to as a coil current.
The high frequency modulation induction thermal plasma generator 14 includes a high frequency inverter power supply 26a, an impedance matching circuit 26b, a pulse signal generator 26c, and an FET gate signal circuit 26d.
The high frequency inverter power supply 26a is a MOSFET inverter power supply having a fundamental frequency of 450 kHz, a maximum power of 50 kW, a rated voltage of 150 V, and a rated current of 460 A. Normally, the frequency used for induction thermal plasma generated using a vacuum tube power supply is several MHz, whereas the high-frequency inverter power supply 26a has a frequency f = 450 kHz.

高周波インバータ電源26aを構成するMOSFETインバータ電源は、電力変換効率が90%であり、従来の真空管型電源の効率30〜60%に比較して高く、エネルギー効率が低いというICP(誘導結合プラズマ)の欠点を克服するものである。また、このMOSFETインバータ電源は電流の振幅を変調できる機能を有している。すなわち、MOSFETインバータ電源は、コイル電流を振幅変調できる。
高周波インバータ電源26aは、例えば、整流回路と、MOSFETインバータ回路とを有する。高周波インバータ電源26aにおいて、整流回路は、例えば、入力電源として三相交流を用いるものであり、三相全波整流回路により交流−直流変換を行った後、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)を用いたDC−DCコンバータにより、その出力電圧値を変化させる。
The MOSFET inverter power source constituting the high-frequency inverter power source 26a has an ICP (inductively coupled plasma) that has a power conversion efficiency of 90%, which is higher than that of a conventional vacuum tube type power source of 30 to 60%, and low in energy efficiency. It overcomes the drawbacks. The MOSFET inverter power supply has a function capable of modulating the amplitude of current. That is, the MOSFET inverter power supply can amplitude-modulate the coil current.
The high frequency inverter power supply 26a includes, for example, a rectifier circuit and a MOSFET inverter circuit. In the high-frequency inverter power supply 26a, the rectifier circuit uses, for example, a three-phase alternating current as an input power supply, and after performing AC-DC conversion by the three-phase full-wave rectifier circuit, an IGBT (insulated gate bipolar transistor) is used. The output voltage value is changed by the DC-DC converter.

MOSFETインバータ回路は、整流回路に接続されており、整流回路で得られた直流を交流に変換するものである。これにより、インバータ出力、すなわち、コイル電流が振幅変調(AM変調)される。
高周波インバータ電源26aは、出力側にインピーダンス整合回路26bが接続されている。このインピーダンス整合回路26bは、コンデンサ、共振コイルからなる直列共振回路により構成されており、プラズマ負荷を含めた負荷インピーダンスの共振周波数が高周波インバータ電源26aの駆動周波数領域内となるようにインピーダンスマッチングを行うものである。
The MOSFET inverter circuit is connected to a rectifier circuit and converts a direct current obtained by the rectifier circuit into an alternating current. Thereby, the inverter output, that is, the coil current is amplitude-modulated (AM-modulated).
The high frequency inverter power supply 26a has an impedance matching circuit 26b connected to the output side. The impedance matching circuit 26b is composed of a series resonance circuit including a capacitor and a resonance coil, and performs impedance matching so that the resonance frequency of the load impedance including the plasma load is within the drive frequency region of the high frequency inverter power supply 26a. Is.

パルス信号発生器26cは、高周波変調誘導熱プラズマを維持するコイル電流の振幅に矩形波変調を加えるためのパルス制御信号を発生させるものである。
FETゲート信号回路26dは、パルス信号発生器26cで発生されたパルス制御信号に基づく変調信号を、高周波インバータ電源26aのMOSFETインバータ回路のMOSFETのゲートに供給するものである。これにより、パルス信号発生器26cによるパルス制御信号でコイル電流を振幅変調して振幅を相対的に大きくするか、または小さくして、例えば、図4に示す矩形波102のように、コイル電流をパルス変調することができる。コイル電流をパルス変調することにより、変調誘導熱プラズマ炎100を、所定時間間隔で周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態にすることができる。高周波変調誘導熱プラズマ発生部14においては、高周波発振用コイル16bに、単に高周波電流を供給することにより、熱プラズマ炎を発生させることができる。
例えば、原料粉末を間歇的に供給する場合、プラズマの高温状態に同期させて原料粉末を供給すれば、原料粉末を高温状態で完全に蒸発させて気相状態の混合とし、さらに低温状態の時には、原料粉末を供給せずに、蒸発させた原料粉末を急冷させることができる。
The pulse signal generator 26c generates a pulse control signal for applying rectangular wave modulation to the amplitude of the coil current that maintains the high frequency modulation induction thermal plasma.
The FET gate signal circuit 26d supplies a modulation signal based on the pulse control signal generated by the pulse signal generator 26c to the MOSFET gate of the MOSFET inverter circuit of the high frequency inverter power supply 26a. Thereby, the coil current is amplitude-modulated by the pulse control signal from the pulse signal generator 26c to relatively increase or decrease the amplitude, and the coil current is reduced, for example, as in the rectangular wave 102 shown in FIG. Pulse modulation can be performed. By pulse-modulating the coil current, the modulation induction thermal plasma flame 100 can be periodically changed into a high temperature state at a predetermined time interval and a low temperature state in which the temperature is lower than the high temperature state. In the high frequency modulation induction thermal plasma generator 14, a thermal plasma flame can be generated by simply supplying a high frequency current to the high frequency oscillation coil 16b.
For example, when the raw material powder is supplied intermittently, if the raw material powder is supplied in synchronization with the high temperature state of the plasma, the raw material powder is completely evaporated at the high temperature state to be mixed in the gas phase state. The evaporated raw material powder can be rapidly cooled without supplying the raw material powder.

なお、図4に示す矩形波102において、コイル電流に対して電流振幅の高値(HCL)、低値(LCL)と定義し、変調一周期の中で、HCLをとる時間をオン時間、LCLをとる時間をオフ時間と定義する。さらに、一周期におけるオン時間の割合(オン時間/(オン時間+オフ時間)×100(%))をデューティ比(DF)とする。また、コイルの電流振幅の比(LCL/HCL×100(%))を電流変調率(SCL)とする。
また、矩形波102において、オン時間、オフ時間、および1サイクルは、いずれもマイクロ秒から数秒オーダーであることが好ましい。
Note that in the rectangular wave 102 shown in FIG. 4, the current amplitude is defined as a high value (HCL) and a low value (LCL) with respect to the coil current. The time taken is defined as the off time. Furthermore, the ratio of on time in one cycle (on time / (on time + off time) × 100 (%)) is defined as a duty ratio (DF). Further, the ratio of the current amplitude of the coil (LCL / HCL × 100 (%)) is defined as a current modulation rate (SCL).
In the rectangular wave 102, the on time, the off time, and one cycle are all preferably on the order of microseconds to several seconds.

さらには、パルス制御信号を用いて、コイル電流を振幅変調する際には、予め定められている波形、例えば、矩形波を用いて振幅変調することが好ましい。なお、矩形波に限定されるものではなく、三角波、のこぎり波、逆のこぎり波、または正弦波等を含む曲線を含む繰り返し波からなる波形を用いることができることは言うまでもない。   Furthermore, when amplitude-modulating the coil current using the pulse control signal, it is preferable to amplitude-modulate using a predetermined waveform, for example, a rectangular wave. Needless to say, the waveform is not limited to a rectangular wave, and a waveform including a repetitive wave including a curve including a triangular wave, a sawtooth wave, a reverse sawtooth wave, or a sine wave can be used.

間歇供給部22は、プラズマトーチ16内への原料の供給を間歇的に行うためのものである。この間歇供給部22は、トリガ回路22aと、電磁コイル22bと、バルブ22cとを有する。
トリガ回路22aは、パルス信号発生器26cに接続されており、パルス信号発生器26cからパルス制御信号が入力されて、この入力されたパルス制御信号に同期してTTLレベルの信号を発生するものである。
電磁コイル22bは、トリガ回路22aに接続されており、トリガ回路22aからのTTLレベルの信号に基づいてバルブ22cを開閉させるものである。
The intermittent supply unit 22 is for intermittently supplying the raw material into the plasma torch 16. The intermittent supply unit 22 includes a trigger circuit 22a, an electromagnetic coil 22b, and a valve 22c.
The trigger circuit 22a is connected to the pulse signal generator 26c, receives a pulse control signal from the pulse signal generator 26c, and generates a TTL level signal in synchronization with the input pulse control signal. is there.
The electromagnetic coil 22b is connected to the trigger circuit 22a, and opens and closes the valve 22c based on a TTL level signal from the trigger circuit 22a.

バルブ22cは、原料供給部12から、例えば、キャリガスとともに供給される微粒子製造用の原料のプラズマトーチ16内部への進入を制御するものであり、上述のように、電磁コイル22bにより開閉が制御される。これにより、原料が間歇的に供給される。
本実施形態においては、図5(a)に示すパルス制御信号104がパルス発生器26cから出力されて、このパルス制御信号104に同期したTTLレベルの信号がトリガ回路22aで作成される。このTTLレベルの信号に基づいて、図5(b)に示すタイミングで、バルブ22cが所定の時間間隔で開閉される。その結果、図5(c)に示す波形108のように原料がプラズマトーチ16内に間歇的に供給される。
The valve 22c controls, for example, the entry of the raw material for producing fine particles supplied together with the carrier gas from the raw material supply unit 12 into the plasma torch 16, and the opening and closing is controlled by the electromagnetic coil 22b as described above. The Thereby, a raw material is supplied intermittently.
In the present embodiment, the pulse control signal 104 shown in FIG. 5A is output from the pulse generator 26c, and a TTL level signal synchronized with the pulse control signal 104 is generated by the trigger circuit 22a. Based on the TTL level signal, the valve 22c is opened and closed at a predetermined time interval at the timing shown in FIG. As a result, the raw material is intermittently supplied into the plasma torch 16 as shown by a waveform 108 shown in FIG.

プラズマ分光分析部28は、プラズマトーチ16内の変調誘導熱プラズマ炎100について分光分析するものであり、例えば、変調誘導熱プラズマ炎100の分光強度を測定する。このプラズマ分光分析部28は、光学系28aと、分光器28bと、PMT28cとを有する。分光器28bとPMT28cとが接続されており、さらに、PMT28cはDSP30に接続されている。
光学系28aは、レンズ29aと、光ファイバ等の導光部29bとを備える。プラズマ炎の光りがレンズ29aを介して導光部29bに入射される。
分光器28bは、導光部29bに接続されており、変調誘導熱プラズマ炎100の放射光が入力されると、変調誘導熱プラズマ炎100の放射光を所定の時間間隔で分光するものである。
The plasma spectroscopic analysis unit 28 performs spectroscopic analysis on the modulated induction thermal plasma flame 100 in the plasma torch 16, and measures the spectral intensity of the modulated induction thermal plasma flame 100, for example. The plasma spectroscopic analysis unit 28 includes an optical system 28a, a spectroscope 28b, and a PMT 28c. The spectroscope 28b and the PMT 28c are connected, and the PMT 28c is connected to the DSP 30.
The optical system 28a includes a lens 29a and a light guide portion 29b such as an optical fiber. The light of the plasma flame enters the light guide 29b through the lens 29a.
The spectroscope 28b is connected to the light guide unit 29b, and when the radiated light of the modulated induction thermal plasma flame 100 is inputted, the radiated light of the modulated induced thermal plasma flame 100 is dispersed at a predetermined time interval. .

PMT28cは、光電子増倍管を有するものであり、変調誘導熱プラズマ炎100の放射光の分光スペクトルが所定の時間間隔で入力されると、これを所定の倍率に増幅してDSP30に出力するものである。
プラズマ分光分析部28では、例えば、図6に示す変調誘導熱プラズマ炎100の分光スペクトルが得られる。
The PMT 28c has a photomultiplier tube. When the spectrum of the radiated light of the modulation induction thermal plasma flame 100 is input at a predetermined time interval, it is amplified to a predetermined magnification and output to the DSP 30. It is.
In the plasma spectroscopic analysis unit 28, for example, a spectral spectrum of the modulation induction thermal plasma flame 100 shown in FIG. 6 is obtained.

DSP30は、分光分析結果に基づいて、原料供給とプラズマの変調のタイミングを一致させるフィードバック制御をするためのものである。
このDSP30は、PMT28cから入力された、例えば、図6に示す変調誘導熱プラズマ炎100の分光スペクトルに基づいて、変調誘導熱プラズマ炎100の分光スペクトルのうち、原料に由来する波長の光の波長の強度を求めるものである。この場合、原料がTi粉末で、酸素雰囲気で処理されていれば、Ti、TiOに由来する波長の光の強度が求められる。
The DSP 30 is for performing feedback control based on the result of the spectroscopic analysis so that the raw material supply and the plasma modulation timing coincide with each other.
The DSP 30 is input from the PMT 28c, for example, based on the spectrum of the modulation induction thermal plasma flame 100 shown in FIG. The strength of the In this case, if the raw material is Ti powder and is processed in an oxygen atmosphere, the intensity of light having a wavelength derived from Ti and TiO is required.

また、DSP30は、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14から出力されるパルス制御信号と、原料に由来する波長の光の発光強度とのタイミングのずれ量を算出するものである。さらに、このタイミングのずれ量に基づいて、高周波誘導熱プラズマ発生部14の高周波インバータ電源26aのMOSFETインバータ回路のMOSFETのゲートに供給されるパルス制御信号の位相、ハイレベルの時間、ロウレベルの時間等が適正になるような信号を供給する。すなわち、矩形波102におけるオン時間の長さ、オフ時間の長さ、およびデューティ比が適正になるような信号を供給する。これにより、原料の供給のタイミングを、変調誘導熱プラズマ炎100が高温状態、すなわち、オン時間とすることができる。   The DSP 30 calculates the amount of timing deviation between the pulse control signal output from the high frequency modulation induction thermal plasma generator 14 and the emission intensity of the light having the wavelength derived from the raw material. Further, based on this timing shift amount, the phase of the pulse control signal supplied to the MOSFET gate of the MOSFET inverter circuit of the high frequency inverter power supply 26a of the high frequency induction thermal plasma generator 14, the high level time, the low level time, etc. Provide a signal that makes That is, a signal is supplied so that the length of the on time, the length of the off time, and the duty ratio in the rectangular wave 102 are appropriate. Thereby, the supply timing of a raw material can be made into the high temperature state, ie, ON time, of the modulation | alteration induction thermal plasma flame 100. FIG.

なお、本実施形態においては、変調誘導熱プラズマ炎100の高温状態、低温状態の温度状態のタイミングをフィードバック制御したが、これに限定されるものではなく、バルブ22cの開閉タイミングを制御してもよい。この場合、DSP30をトリガ回路22aに接続する。そして、DSP30では、ずれ量に基づいて、トリガ回路22aで作成されるTTLレベルの信号、すなわち、電磁コイル22bへの入力信号の位相をずらすような信号を作成し、この信号をトリガ回路22aに供給する。これにより、原料の供給のタイミングを、熱プラズマ炎が高温状態、すなわち、オン時間とすることができる。   In the present embodiment, feedback control is performed on the timing of the high temperature state and the low temperature state of the modulation induction thermal plasma flame 100. However, the present invention is not limited to this, and the opening / closing timing of the valve 22c may be controlled. Good. In this case, the DSP 30 is connected to the trigger circuit 22a. Then, the DSP 30 creates a TTL level signal created by the trigger circuit 22a based on the amount of deviation, that is, a signal that shifts the phase of the input signal to the electromagnetic coil 22b, and sends this signal to the trigger circuit 22a. Supply. Thereby, the supply timing of the raw material can be set to the high temperature state of the thermal plasma flame, that is, the on-time.

なお、本実施形態の製造装置10において、プラズマ分光分析部28およびDSP30を動作させることなく、すなわち、変調誘導熱プラズマ炎100の発光スペクトルに基づくフィードバック制御をすることなく、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14により、コイル電流を振幅変調させて、この変調に同期させて間歇供給部22により原料を間歇供給することもできる。
また、本実施形態の製造装置10においては、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14においてコイル電流を振幅変調させることなく、すなわち、変調誘導熱プラズマ炎の温度状態を一定の状態として、間歇供給部22だけを動作させて原料を間歇供給することもできる。
In the manufacturing apparatus 10 of the present embodiment, high frequency modulation induction thermal plasma generation is performed without operating the plasma spectroscopic analysis unit 28 and the DSP 30, that is, without performing feedback control based on the emission spectrum of the modulation induction thermal plasma flame 100. The coil current can be amplitude-modulated by the section 14, and the raw material can be intermittently supplied by the intermittent supply section 22 in synchronization with this modulation.
Further, in the manufacturing apparatus 10 of this embodiment, the high frequency modulation induction thermal plasma generation unit 14 does not amplitude-modulate the coil current, that is, the temperature of the modulation induction thermal plasma flame is kept constant, and the intermittent supply unit 22 It is also possible to intermittently supply the raw materials by operating only.

次に、本実施形態の製造装置10の微粒子の製造方法について、原料にTi粒子を用いてTiO微粒子を製造することを例にして説明する。 Next, the method for producing fine particles of the production apparatus 10 of the present embodiment will be described by taking as an example the production of TiO 2 fine particles using Ti particles as a raw material.

押出し圧力をかけられたキャリアガス、例えば、Arガスが、原料供給部12内の圧力気体供給源(図示せず)から微粒子製造用の原料であるTi粒子とともにバルブ22cに供給される。このとき、バルブ22cは閉じた状態に保たれており、Ti粒子はプラズマトーチ16内に供給されない。
次に、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14において、パルス信号発生器26cからパルス制御信号がFETゲート回路26dおよび間歇供給部22のトリガ回路22aに出力される。
A carrier gas, for example, Ar gas, subjected to extrusion pressure is supplied to a valve 22c from a pressure gas supply source (not shown) in the raw material supply unit 12 together with Ti particles that are raw materials for producing fine particles. At this time, the valve 22 c is kept closed, and Ti particles are not supplied into the plasma torch 16.
Next, in the high frequency modulation induction thermal plasma generation unit 14, a pulse control signal is output from the pulse signal generator 26 c to the FET gate circuit 26 d and the trigger circuit 22 a of the intermittent supply unit 22.

次に、FETゲート回路26dからパルス制御信号に基づく変調信号が高周波インバータ電源26aに出力されて高周波発振用コイル16bに供給されるコイル電流が図4に示す矩形波102のようにパルス変調される。
このとき、プラズマガス供給部32からプラズマトーチ16内に、プラズマガスとしては、例えば、アルゴンガスおよび酸素ガスの混合ガスが供給されている。パルス変調されたコイル電流により、変調誘導熱プラズマ炎100が所定の時間間隔で周期的に高温状態と、低温状態になる。
Next, a modulation signal based on the pulse control signal is output from the FET gate circuit 26d to the high-frequency inverter power supply 26a, and the coil current supplied to the high-frequency oscillation coil 16b is pulse-modulated as a rectangular wave 102 shown in FIG. .
At this time, as the plasma gas, for example, a mixed gas of argon gas and oxygen gas is supplied from the plasma gas supply unit 32 into the plasma torch 16. Due to the pulse-modulated coil current, the modulation induction thermal plasma flame 100 periodically becomes a high temperature state and a low temperature state at predetermined time intervals.

高周波変調誘導熱プラズマ発生部14とともに、間歇供給部22のトリガ回路22aにおいては、パルス制御信号に同期するTTLレベルの信号を作成し、このTTLレベルの信号に基づいて電磁コイル22bによりバルブ22cが開閉される。これにより、プラズマトーチ16内の変調誘導熱プラズマ炎100に、パルス制御信号に応じてTi粒子およびArガスが間歇的に供給される。   The trigger circuit 22a of the intermittent supply unit 22 together with the high frequency modulation induction thermal plasma generation unit 14 creates a TTL level signal synchronized with the pulse control signal, and the valve 22c is operated by the electromagnetic coil 22b based on the TTL level signal. Opened and closed. Thereby, Ti particles and Ar gas are intermittently supplied to the modulation induction thermal plasma flame 100 in the plasma torch 16 according to the pulse control signal.

本実施形態においては、共通するパルス制御信号を用いて、高周波変調誘導熱プラズマ発生部14の変調信号およびバルブ22cの開閉信号を作成しているため、変調誘導熱プラズマ炎100が高温状態のときに、Ti粉末がArガスとともに供給され、変調誘導熱プラズマ炎100が低温状態の時には供給されないようにTTLレベルの信号を作成している。これにより、高温状態の変調誘導熱プラズマ炎100により、Ti粉末が蒸発して気相状態の混合物となり、プラズマガスに酸素ガスが含まれ、さらに低温状態の時に、蒸発されたTiが急冷されてTiOの生成が促進される。
その直後に、この混合物が上流チャンバー18aからその下流の下流チャンバー18b内で急冷され、TiO微粒子が生成される。すなわち、上流チャンバー18aからその下流の下流チャンバー18bは冷却槽としての機能を有する。
この際、下流のチャンバー18内壁面等から気体を射出してTiO微粒子がチャンバー18の内壁面への付着を防止することが望ましい。
さらに、真空ポンプ20bで吸引されることにより、生成されたTiO微粒子がチャンバー18の下流に設けられたフィルター20aの表面で留まった状態にて回収される。
In the present embodiment, since the modulation signal of the high frequency modulation induction thermal plasma generator 14 and the opening / closing signal of the valve 22c are created using a common pulse control signal, the modulation induction thermal plasma flame 100 is in a high temperature state. In addition, a TTL level signal is generated so that Ti powder is supplied together with Ar gas and is not supplied when the modulated induction thermal plasma flame 100 is in a low temperature state. Thereby, the modulated induction thermal plasma flame 100 in a high temperature state evaporates Ti powder into a gas phase mixture, oxygen gas is contained in the plasma gas, and the evaporated Ti is rapidly cooled in a low temperature state. Formation of TiO 2 is promoted.
Immediately thereafter, the mixture is quenched from the upstream chamber 18a into the downstream chamber 18b downstream thereof, and TiO 2 particulates are generated. That is, the downstream chamber 18b downstream from the upstream chamber 18a functions as a cooling tank.
At this time, it is desirable to prevent the TiO 2 fine particles from adhering to the inner wall surface of the chamber 18 by injecting gas from the inner wall surface or the like of the downstream chamber 18.
Further, by being sucked by the vacuum pump 20 b, the generated TiO 2 fine particles are recovered while remaining on the surface of the filter 20 a provided downstream of the chamber 18.

また、本実施形態においては、変調誘導熱プラズマ炎100の放射光がプラズマ分光分析部28により分光分析されている。変調誘導熱プラズマ炎100の放射光が光学系28aにより分光器28bに入力され、分光器28bで所定の時間間隔で分光され、得られた分光スペクトルがPMT28cで、所定の倍率に増幅された後、DSP30に出力される。   In the present embodiment, the radiation light of the modulation induction thermal plasma flame 100 is spectrally analyzed by the plasma spectroscopic analysis unit 28. The radiated light of the modulated induction thermal plasma flame 100 is input to the spectroscope 28b by the optical system 28a, and is split at a predetermined time interval by the spectroscope 28b, and the obtained spectral spectrum is amplified by the PMT 28c to a predetermined magnification. , And output to the DSP 30.

DSP30においては、原料に由来する物質の波長の光について、この場合、Ti粒子を用い、プラズマガスにOガスを用いているので、TiとTiOに由来する波長の光について、例えば、図7(b)に示すように、曲線110で表されるTiの放射強度の時間変化、曲線112で表されるTiOの放射強度の時間変化が求められる。
図7(b)に示すTiの放射強度の時間変化(曲線110)およびTiOの放射強度の時間変化(曲線112)と、図7(a)に示すバルブの入力波形信号とを比較すると、バルブ22cが開いている状態よりもバルブ22cが閉じている状態の方がTiの放射強度およびTiOの放射強度が高い。これは、変調誘導熱プラズマ炎が高温状態のときにTi粒子がプラズマトーチ16内に供給されていないことを示している。
In the DSP 30, for the light having the wavelength of the substance derived from the raw material, in this case, Ti particles are used and O 2 gas is used for the plasma gas. Therefore, for the light having the wavelength derived from Ti and TiO, for example, FIG. As shown in (b), the time change of the Ti radiation intensity represented by the curve 110 and the time change of the TiO radiation intensity represented by the curve 112 are obtained.
When the time variation of the Ti radiation intensity (curve 110) and the time variation of the TiO radiation intensity (curve 112) shown in FIG. 7B are compared with the input waveform signal of the valve shown in FIG. The radiant intensity of Ti and the radiant intensity of TiO are higher when the valve 22c is closed than when the valve 22c is open. This indicates that Ti particles are not supplied into the plasma torch 16 when the modulated induction thermal plasma flame is in a high temperature state.

この場合、Tiの放射強度およびTiOの放射強度の極小値が6ms程度であり、Tiの放射強度およびTiOの放射強度の極大値が13ms程度である。このため、DSP30では、プラズマ炎が高温になるタイミングのずれが、例えば、7ms程度であると判定する。この7msのずれの時間が、ずれ量である。   In this case, the minimum values of Ti radiation intensity and TiO radiation intensity are about 6 ms, and the maximum values of Ti radiation intensity and TiO radiation intensity are about 13 ms. For this reason, the DSP 30 determines that the deviation of the timing at which the plasma flame reaches a high temperature is, for example, about 7 ms. This 7 ms shift time is the shift amount.

DSP30においては、高周波誘導熱プラズマ発生部14の高周波インバータ電源26aのMOSFETインバータ回路のMOSFETのゲートに供給されるパルス制御信号の位相を、例えば、7msずらすような信号を供給する。このように、例えば、曲線110aで表されるTiの放射強度の時間変化、曲線112aで表されるTiOの放射強度の時間変化となるように、変調誘導熱プラズマ炎100の高温状態、低温状態の温度状態のタイミングがフィードバック制御される。   The DSP 30 supplies a signal that shifts the phase of the pulse control signal supplied to the MOSFET gate of the MOSFET inverter circuit of the high-frequency inverter power supply 26a of the high-frequency induction thermal plasma generator 14 by, for example, 7 ms. Thus, for example, the high temperature state and the low temperature state of the modulation induction thermal plasma flame 100 so that the time variation of the Ti radiation intensity represented by the curve 110a and the time variation of the TiO radiation intensity represented by the curve 112a are obtained. The timing of the temperature state is feedback-controlled.

このようにして、変調誘導熱プラズマ炎100を分光分析し、フィードバック制御することにより、変調誘導熱プラズマ炎100が高温状態のときにTi粉末を供給することができる。このため、微細でかつ粒度分布幅の狭いTiO微粒子を高効率に得ることができる。 In this way, by performing spectroscopic analysis of the modulated induction thermal plasma flame 100 and performing feedback control, Ti powder can be supplied when the modulated induction thermal plasma flame 100 is in a high temperature state. For this reason, fine TiO 2 fine particles having a narrow particle size distribution width can be obtained with high efficiency.

なお、本実施形態においては、変調誘導熱プラズマ炎100の高温状態、低温状態の温度状態のタイミングをフィードバック制御したが、これに限定されるものではなく、バルブ22cの開閉タイミングを制御してもよい。この場合、DSP30では、トリガ回路22aで作成されるTTLレベルの信号、すなわち、電磁コイル22bへの入力信号の位相を、ずれ量、例えば、7msずらすような信号を供給し、トリガ回路22aに出力する。これにより、原料粉末の供給タイミングとプラズマ炎の変調のタイミングとを合わせて、熱プラズマ炎が高温状態のときに、Ti粉末を供給させるようにすることができる。この場合においても、微細でかつ粒度分布幅の狭いTiO微粒子を高効率に得ることができる。 In the present embodiment, feedback control is performed on the timing of the high temperature state and the low temperature state of the modulation induction thermal plasma flame 100. However, the present invention is not limited to this, and the opening / closing timing of the valve 22c may be controlled. Good. In this case, the DSP 30 supplies a signal that shifts the phase of the TTL level signal generated by the trigger circuit 22a, that is, the phase of the input signal to the electromagnetic coil 22b, for example, 7 ms, and outputs it to the trigger circuit 22a. To do. Thereby, the supply timing of the raw material powder and the modulation timing of the plasma flame can be matched to supply the Ti powder when the thermal plasma flame is in a high temperature state. Even in this case, fine TiO 2 fine particles having a narrow particle size distribution width can be obtained with high efficiency.

なお、微粒子の製造方法においては、コイル電流を振幅変調させることなく、すなわち、熱プラズマ炎の温度状態が一定の状態で、原料粉末の供給だけを間歇供給して微粒子を製造することができる。この場合、熱プラズマ炎の温度状態が一定の状態で、Ti粉末を連続的に供給する従来のものに比して、微細でかつ粒度分布幅の狭いTiO微粒子を高効率に得ることができる。 In the fine particle production method, fine particles can be produced by intermittently supplying only the raw material powder without amplitude modulation of the coil current, that is, with the temperature state of the thermal plasma flame being constant. In this case, TiO 2 fine particles having a fine and narrow particle size distribution width can be obtained with high efficiency as compared with the conventional one in which the temperature state of the thermal plasma flame is constant and Ti powder is continuously supplied. .

また、微粒子の製造方法においては、フィードバック制御することなく、熱プラズマ炎の温度状態を高温状態と低温状態に周期的に変えるとともに、原料粉末の供給だけを間歇供給して微粒子を製造することができる。この場合、熱プラズマ炎の温度状態が一定の状態で、Ti粉末を間歇的に供給するものに比して、微細でかつ粒度分布幅の狭いTiO微粒子を高効率に得ることができる。 Further, in the method for producing fine particles, the temperature state of the thermal plasma flame can be periodically changed between a high temperature state and a low temperature state without feedback control, and fine particles can be produced by intermittently supplying only the raw material powder. it can. In this case, TiO 2 fine particles that are fine and have a narrow particle size distribution width can be obtained with high efficiency as compared with the case where the temperature of the thermal plasma flame is constant and Ti powder is intermittently supplied.

なお、本実施形態では、原料にTi粉体を用い、キャリアガスで分散させたがこれに限定されるものではなく、原料としては、スラリーまたはコロイド液であってもよい。スラリーまたはコロイド液としては、例えば、Ti粒子を分散媒中に分散、または混濁させたものがある。この場合、原料供給部12に、図8に示す液状原料供給装置90を用いる。この液状原料供給装置90を、配管等を用いてバルブ22cに接続する。   In this embodiment, Ti powder is used as a raw material and dispersed with a carrier gas. However, the present invention is not limited to this, and the raw material may be a slurry or a colloidal liquid. Examples of the slurry or colloidal liquid include those in which Ti particles are dispersed or turbid in a dispersion medium. In this case, a liquid raw material supply apparatus 90 shown in FIG. This liquid raw material supply apparatus 90 is connected to the valve 22c using piping or the like.

液状原料供給装置90は、スラリー92(コロイド液)を入れる容器94と、容器94中のスラリー92を攪拌する攪拌機96と、スラリー92(コロイド液)に高圧をかけてバルブ22cに供給するためのポンプ98と、スラリー92(コロイド液)を液滴化するための噴霧ガス供給源(図示せず)とを有する。そして、押し出し圧力がかけられた噴霧ガスにより液滴化されたスラリー92(コロイド液)がバルブ22cを経てプラズマトーチ16内に供給される。   The liquid raw material supply device 90 is a container 94 for containing the slurry 92 (colloid liquid), an agitator 96 for stirring the slurry 92 in the container 94, and a high pressure applied to the slurry 92 (colloid liquid) to supply it to the valve 22c. It has a pump 98 and a spray gas supply source (not shown) for making the slurry 92 (colloid liquid) into droplets. Then, the slurry 92 (colloidal liquid) formed into droplets by the spray gas to which the extrusion pressure is applied is supplied into the plasma torch 16 through the valve 22c.

なお、本実施形態では、原料としては、原料を溶媒中に溶解させて溶液にしたものであってもよい。この場合においても、上述のスラリーまたはコロイド液と同様にして、液状原料供給装置90が用いられる。この場合でも、押し出し圧力がかけられた噴霧ガスにより液滴化された、原料が溶解した溶液がバルブ22cを経てプラズマトーチ16内に供給される。   In the present embodiment, the raw material may be a solution obtained by dissolving the raw material in a solvent. Also in this case, the liquid raw material supply apparatus 90 is used in the same manner as the above-described slurry or colloidal liquid. Even in this case, the solution in which the raw material is dissolved, which is formed into droplets by the spray gas to which the extrusion pressure is applied, is supplied into the plasma torch 16 through the valve 22c.

なお、本実施形態においては、Ti粒子を酸化させてTiO微粒子を製造する場合を例として挙げたが、他の元素の粒子を微粒子製造用の原料として用いて、その酸化物,金属,窒化物,炭化物等の微粒子製造を行うことも可能である。 In this embodiment, Ti particles are oxidized to produce TiO 2 fine particles as an example, but particles of other elements are used as raw materials for fine particle production, and their oxides, metals, and nitrides are used. It is also possible to produce fine particles such as products and carbides.

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

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

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

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

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

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明の微粒子の製造装置および微粒子の製造方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. The fine particle production apparatus and fine particle production method of the present invention have been described above in detail. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Of course it is also good.

以下、本発明の微粒子の製造方法の実施例について、具体的に説明する。
本実施例においては、微粒子の製造には、図1に示す製造装置10を用いた。
なお、下記表1に、以下に示す実験例1〜9において共通する実験条件を示す。
Examples of the method for producing fine particles of the present invention will be specifically described below.
In this example, the production apparatus 10 shown in FIG. 1 was used for the production of fine particles.
Table 1 below shows experimental conditions common to Experimental Examples 1 to 9 shown below.

実験条件としては、プラズマへの平均入力を20kW一定として、プラズマガスとしてArガス+Oガスを用いて合計流量を100L/min(標準状態換算、以下同様)、流量組成をAr90%+O10%とした。すなわち、アルゴンガスの流量を90L/min(標準状態換算)とし、Oガスを10L/min(標準状態換算)とした。また、キャリアガスにはArガスを用い、その流量は4L/minとした。プラズマトーチ内圧力は、300torr(≒40kPa)に固定し、原料Ti粉体には平均直径が45μmのものを用いた。粉体を投入する水冷プローブのトーチ内部挿入長は誘導コイル4,5ターン目の間(挿入長:134mm)とした。 As experimental conditions, the average input to the plasma was fixed at 20 kW, Ar gas + O 2 gas was used as the plasma gas, the total flow rate was 100 L / min (converted to the standard state, the same applies hereinafter), and the flow rate composition was Ar 90% + O 2 10%. It was. That is, the flow rate of argon gas was 90 L / min (standard state conversion), and O 2 gas was 10 L / min (standard state conversion). Ar gas was used as the carrier gas, and the flow rate was 4 L / min. The internal pressure of the plasma torch was fixed at 300 torr (≈40 kPa), and the raw material Ti powder having an average diameter of 45 μm was used. The internal insertion length of the water-cooled probe into which the powder was introduced was between the fourth and fifth turns of the induction coil (insertion length: 134 mm).

本実施例1においては、下記表2に示すように、プラズマ変調の有無、原料供給方法を変えた実験例1〜3の製造方法で、TiO微粒子の製造を試みた。
なお、電流変調率(SCL)は、コイルの電流振幅の比(LCL/HCL×100(%))で定義され、実施例1ではSCL=70%とした。
また、間歇供給については、オン時間を12ms、オフ時間を3msとし、1サイクル、15msとした。
In Example 1, as shown in Table 2 below, production of TiO 2 fine particles was attempted by the production methods of Experimental Examples 1 to 3 in which the presence / absence of plasma modulation and the raw material supply method were changed.
The current modulation rate (SCL) is defined by the ratio of the coil current amplitude (LCL / HCL × 100 (%)). In Example 1, SCL = 70%.
For intermittent supply, the on time was 12 ms, the off time was 3 ms, and one cycle was 15 ms.

プラズマの変調の有無については、図1に示す製造装置10において、コイル電流をパルス変調した場合を「変調あり」とし、コイル電流をパルス変調しない場合を「変調なし」とした。また、原料供給方法については、連続供給の場合には、電磁バルブを開けたままの状態とし、間歇供給の場合には、電磁バルブを上述の条件で開閉させた。   Regarding the presence or absence of plasma modulation, in the manufacturing apparatus 10 shown in FIG. 1, the case where the coil current was pulse-modulated was “modulated”, and the case where the coil current was not pulse-modulated was “no modulation”. Regarding the raw material supply method, in the case of continuous supply, the electromagnetic valve was kept open, and in the case of intermittent supply, the electromagnetic valve was opened and closed under the above conditions.

本実施例では、実験例1〜3で得られた微粒子について、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて、平均粒径および粒径の度数分布を調べた。   In this example, the average particle diameter and the frequency distribution of the particle diameter were examined using SEM (scanning electron microscope) for the fine particles obtained in Experimental Examples 1 to 3.

SEM観察結果:
実験例1〜3の各実験条件で微粒子の製造実験を行い、その結果、フィルター20aで回収した微粒子のSEM画像を図9(a)〜(c)に示す。図9(a)は実験例1、図9(b)は実験例2、図9(c)は実験例3のSEM画像を示している。なお、フィルター20aには、日本フィルター工業社製のバグフィルター(ミクロテックスMT−1000)を用いた。
図9(a)〜(c)に示すように、実験例1〜3のいずれの条件でも、直径数十nmの球状のTiOのナノ粒子を得ることができた。
SEM observation results:
9A to 9C show SEM images of the fine particles collected by the filter 20a as a result of experiments for producing fine particles under the experimental conditions of Experimental Examples 1 to 3. FIG. 9A shows an SEM image of Experimental Example 1, FIG. 9B shows an Experimental Example 2, and FIG. 9C shows an SEM image of Experimental Example 3. As a filter 20a, a bag filter (Microtex MT-1000) manufactured by Nippon Filter Industry Co., Ltd. was used.
As shown in FIGS. 9A to 9C, spherical TiO 2 nanoparticles having a diameter of several tens of nm could be obtained under any of the conditions of Experimental Examples 1 to 3.

粒径度数分布・平均粒径:
実験例1〜3について、それぞれ得られた上述のSEM画像を用いて、200個の粒子を無作為に抽出し、その粒径度数分布を調べた。具体的には、異なる測定での倍率10万倍のSEM画像を2枚使用し,それぞれ100個計200個の粒子の粒径を測定した。
その結果を図10(a)〜(c)に示す。図10(a)は実験例1、図10(b)は実験例2、図10(c)は実験例3の結果を示すものである。
図10(a)〜(c)は、粒径の度数分布および累積割合を示すものであり、さらに平均粒径、d50および粒径の標準偏差の各値も示す。
Particle size frequency distribution / average particle size:
About Experimental Examples 1-3, 200 particle | grains were extracted randomly using the above-mentioned SEM image obtained, and the particle size frequency distribution was investigated. Specifically, two SEM images with a magnification of 100,000 in different measurements were used, and the particle diameters of a total of 200 particles were measured.
The results are shown in FIGS. 10A shows the results of Experimental Example 1, FIG. 10B shows the results of Experimental Example 2, and FIG. 10C shows the results of Experimental Example 3.
Figure 10 (a) ~ (c) is indicative of the frequency distribution and cumulative percentage of particle diameter, shows further the average particle size, also the value of the standard deviation of the d 50 and particle size.

実験例1は、従来例に相当するものであり、平均粒径、d50および粒径の標準偏差がいずれも、実験例1〜3の中で最も大きい。
実験例2は、実験例1に比して間歇供給する点が異なる。実験例2は、平均粒径、d50および粒径の標準偏差がいずれも実験例1よりも小さい。このように、間歇供給することにより、平均粒径、d50および粒径の標準偏差を小さくすることができた。
Experimental Example 1 is equivalent to the conventional example, both the average particle diameter, standard deviation of the d 50 and particle size is the largest among the experimental example 1-3.
Experimental example 2 is different from experimental example 1 in that the intermittent supply is performed. Experimental Example 2 had an average particle size, both the standard deviation of the d 50 and particle size smaller than Experimental Example 1. In this way, by intermittent feed, it can be reduced average particle diameter, the standard deviation of the d 50 and particle size.

実験例3は、実験例1に比してプラズマ変調する点が異なる。実験例3は、平均粒径、d50および粒径の標準偏差がいずれも実験例1よりも小さく、しかも実験例2よりも小さい。 Experimental example 3 differs from experimental example 1 in that plasma modulation is performed. In Experimental Example 3, the average particle diameter, d 50, and standard deviation of the particle diameter are all smaller than Experimental Example 1 and smaller than Experimental Example 2.

次に、プラズマ変調と原料の間歇投入による効果を検討した。本実施例2においては、微粒子の製造には、図1に示す製造装置10において、DSP30の信号をトリガ回路22aに接続し、原料投入のバルブ開閉タイミングをフィードバック制御した。下記表3に示すように、プラズマ変調の有無、原料供給方法、およびフィードバックにより原料投入のバルブ開閉タイミングを変えた実験例4〜9の製造方法で、TiO微粒子の製造を試みた。なお、本実施例2では、SCLは80%とした以外は、実施例1と同様の実験条件でTiO微粒子の製造を試みた。 Next, the effects of plasma modulation and raw material input were investigated. In the second embodiment, in the production of the fine particles, the signal of the DSP 30 is connected to the trigger circuit 22a in the production apparatus 10 shown in FIG. As shown in Table 3 below, the production of TiO 2 fine particles was attempted by the production methods of Experimental Examples 4 to 9 in which the opening / closing timing of the raw material input valve was changed by the presence or absence of plasma modulation, the raw material supply method, and feedback. In Example 2, production of TiO 2 fine particles was attempted under the same experimental conditions as Example 1 except that the SCL was 80%.

実験例4〜9の各実験条件で微粒子の製造実験を行い、その結果、フィルター20aで回収した微粒子の平均粒径を図11に示す。本実施例2において、平均粒径は、実施例1と同様にSEM画像を用いて求めた。   Experiments on the production of fine particles were performed under the experimental conditions of Experimental Examples 4 to 9, and as a result, the average particle diameter of the fine particles collected by the filter 20a is shown in FIG. In Example 2, the average particle size was determined using an SEM image as in Example 1.

コイル電流をパルス変調した、プラズマ変調ありの場合では、原料を連続供給した実験例5と、間歇投入した場合において、バルブ開閉タイミングをフィードバック制御しない実験例6では、製造された微粒子の平均粒径は、ほぼ同等であった。
一方、TiOの放射強度のタイミングを元にフィードバックを行い、原料投入のバルブ開閉タイミングを6msまたは8ms遅延させた実験例7、実験例8においては、実験例5に比して、さらに平均粒径が小さい微粒子を製造することができた。原料投入のバルブ開閉タイミングを12ms遅延させた実験例9は、実験例7、8に比して平均粒径が大きい。これは、図7(a)、(b)に示す例では、ずれ量は7ms程度であるのに対して、12msと遅延時間が長く原料投入のバルブ開閉タイミングがずれているためであると考えられる。しかしながら、単に間歇供給する実施例4に比して平均粒径が小さい。
In the example 5 in which the coil current is pulse-modulated and with plasma modulation, and in the example 5 in which the raw material is continuously supplied and in the example 6 in which the valve opening / closing timing is not feedback-controlled in the case of intermittent charging, the average particle diameter of the manufactured fine particles Were almost equivalent.
On the other hand, in the experimental example 7 and the experimental example 8 in which feedback is performed based on the timing of the TiO radiation intensity and the valve opening / closing timing of the raw material introduction is delayed by 6 ms or 8 ms, the average particle diameter is further increased as compared with the experimental example 5. It was possible to produce fine particles with small size. In Experimental Example 9 in which the valve opening / closing timing of starting material charging was delayed by 12 ms, the average particle diameter was larger than in Experimental Examples 7 and 8. This is considered to be because, in the examples shown in FIGS. 7A and 7B, the deviation amount is about 7 ms, but the delay time is 12 ms and the valve opening / closing timing of the raw material introduction is deviated. It is done. However, the average particle size is smaller than that of Example 4 which is merely intermittently supplied.

10 微粒子の製造装置(製造装置)
12 原料供給部
14 高周波誘導熱プラズマ発生部
16 プラズマトーチ
18 チャンバー
20 回収部
22 間歇供給部
24 水冷プローブ
28 プラズマ分光分析部
30 DSP
32 プラズマガス供給部
100 熱プラズマ炎または変調誘導熱プラズマ炎
10 Fine particle production equipment (manufacturing equipment)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Raw material supply part 14 High frequency induction thermal plasma generation part 16 Plasma torch 18 Chamber 20 Recovery part 22 Intermittent supply part 24 Water-cooled probe 28 Plasma spectroscopic analysis part 30 DSP
32 Plasma gas supply unit 100 Thermal plasma flame or modulated induction thermal plasma flame

Claims (10)

微粒子の製造装置であって、
微粒子製造用の原料を熱プラズマ炎中に間歇的に供給する原料供給手段と、
内部に前記熱プラズマ炎が発生されるものであり、前記原料供給手段により間歇的に供給される前記原料を前記熱プラズマ炎で蒸発させて気相状態の混合物とするプラズマトーチと、
前記プラズマトーチの内部に前記熱プラズマ炎を発生させるプラズマ発生手段とを有することを特徴とする微粒子の製造装置。
An apparatus for producing fine particles,
Raw material supply means for intermittently supplying raw materials for fine particle production into the thermal plasma flame,
A plasma torch in which the thermal plasma flame is generated, and the raw material supplied intermittently by the raw material supply means is evaporated by the thermal plasma flame to form a gas phase mixture;
An apparatus for producing fine particles, comprising: plasma generating means for generating the thermal plasma flame inside the plasma torch.
前記プラズマ発生手段は、前記プラズマトーチに設けられたコイルに前記熱プラズマ炎を発生させるための電流を供給するとともに、前記コイルへの電流を振幅変調させることができる電源部を備えるものであり、
前記プラズマ発生手段は、前記コイルへの電流を振幅変調させることにより前記熱プラズマ炎を周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態にさせ、前記熱プラズマ炎の温度状態が時間変調された変調誘導熱プラズマ炎を発生させるものである請求項1に記載の微粒子の製造装置。
The plasma generation means includes a power supply unit that can supply an electric current for generating the thermal plasma flame to a coil provided in the plasma torch and can amplitude-modulate the electric current to the coil.
The plasma generation means periodically modulates the current to the coil to change the temperature of the thermal plasma flame to a high temperature state and a low temperature state where the temperature is lower than the high temperature state. The apparatus for producing fine particles according to claim 1, which generates a time-modulated modulated induction thermal plasma flame.
前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析する分光分析手段と、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記プラズマ発生手段に、前記原料が前記変調誘導熱プラズマ炎に供給されたときに、前記コイルへの電流の振幅を相対的に大きくし、前記変調誘導熱プラズマ炎を高温状態させる制御部とを有する請求項2に記載の微粒子の製造装置。   Spectral analysis means for spectrally analyzing light having a wavelength derived from the raw material with respect to the modulation induction thermal plasma flame, and based on a result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, the raw material is supplied to the plasma generating means. The fine particle according to claim 2, further comprising: a control unit that relatively increases an amplitude of a current to the coil when supplied to the modulated induction thermal plasma flame, and causes the modulated induction thermal plasma flame to be in a high temperature state. Manufacturing equipment. 前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析する分光分析手段と、
前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記原料供給手段に、前記コイルへの電流の振幅が相対的に大きくなり、前記変調誘導熱プラズマ炎が高温状態のときに、前記原料を前記変調誘導熱プラズマ炎に供給させる制御部とを有する請求項2に記載の微粒子の製造装置。
Spectroscopic analysis means for spectrally analyzing light having a wavelength derived from the raw material for the modulation induction thermal plasma flame;
Based on the result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, the raw material supply means has a relatively large current amplitude to the coil, and when the modulation induction thermal plasma flame is in a high temperature state, The fine particle manufacturing apparatus according to claim 2, further comprising a control unit that supplies the raw material to the modulation induction thermal plasma flame.
前記原料供給手段は、前記原料を粒子状態に分散させ、前記粒子状態に分散された前記原料を間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給するものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の微粒子の製造装置。   The said raw material supply means disperse | distributes the said raw material to a particle state, and supplies the said raw material dispersed to the said particle state to the said thermal plasma flame or the said modulation | alteration induction thermal plasma flame intermittently. The fine particle production apparatus according to any one of the above. 微粒子の製造方法であって、
微粒子製造用の原料を熱プラズマ炎中に間歇的に供給して、前記原料を蒸発させ気相状態の混合物とし、この混合物を冷却して微粒子を製造することを特徴とする微粒子の製造方法。
A method for producing fine particles,
A method for producing fine particles, characterized in that a raw material for producing fine particles is intermittently supplied into a thermal plasma flame, the raw material is evaporated to form a gas phase mixture, and the mixture is cooled to produce fine particles.
前記熱プラズマ炎の温度状態が時間変調されて周期的に高温状態と、この高温状態よりも温度が低い低温状態とにされる変調誘導熱プラズマ炎に、前記原料を間歇的に供給する請求項6に記載の微粒子の製造方法。   The raw material is intermittently supplied to a modulated induction thermal plasma flame in which the temperature state of the thermal plasma flame is time-modulated to periodically change to a high temperature state and a low temperature state where the temperature is lower than the high temperature state. 6. The method for producing fine particles according to 6. 前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析し、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記原料が前記変調誘導熱プラズマ炎に供給されたときに、前記変調誘導熱プラズマ炎を高温状態する請求項7に記載の微粒子の製造方法。   The modulated induction thermal plasma flame is spectrally analyzed for light having a wavelength derived from the raw material, and the raw material is supplied to the modulated induction thermal plasma flame based on the result of spectral analysis of the light having the wavelength derived from the raw material. 8. The method for producing fine particles according to claim 7, wherein the modulation induction thermal plasma flame is at a high temperature. 前記変調誘導熱プラズマ炎について前記原料に由来する波長の光を分光分析し、前記原料に由来する波長の光の分光分析の結果に基づいて、前記変調誘導熱プラズマ炎が高温状態のときに、前記原料を前記変調誘導熱プラズマ炎に供給する請求項7に記載の微粒子の製造方法。   Spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material for the modulated induction thermal plasma flame, and based on a result of spectral analysis of light having a wavelength derived from the raw material, when the modulated induction thermal plasma flame is in a high temperature state, The method for producing fine particles according to claim 7, wherein the raw material is supplied to the modulation induction thermal plasma flame. 前記原料は、粒子状態に分散されて間歇的に前記熱プラズマ炎または前記変調誘導熱プラズマ炎に供給される請求項6〜9のいずれか1項に記載の微粒子の製造方法。   The method for producing fine particles according to any one of claims 6 to 9, wherein the raw material is dispersed in a particle state and intermittently supplied to the thermal plasma flame or the modulation induction thermal plasma flame.
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