JP5330047B2 - Method for producing ceramic powder with improved dispersibility and method for producing dispersion of ceramic powder - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing dispersion of ceramic powder which provides the dispersion of ceramic powder with good dispersibility to impart high density of a molding. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the dispersion of ceramic powder comprises incorporating the raw material ceramic powder and a dispersant for dispersing the raw material ceramic powder into a predetermined dispersing medium, in a liquid medium S that can produce a radical species, and producing the radical species in the medium while allowing the medium in which the raw material ceramic powder and the dispersant were incorporated to flow. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、分散性の向上したセラミックス粉末、及びセラミックス粉末の分散液の製造方法の製造方法に関する。   The present invention relates to a ceramic powder having improved dispersibility, and a method for producing a ceramic powder dispersion.

セラミックス成形体は、多くの場合、以下の工程によって製造される:セラミックス粉末を所定の媒質中に分散させ、得られた分散液を適宜の形状に成型し、この成型体を焼成する。   In many cases, a ceramic molded body is manufactured by the following steps: Dispersing ceramic powder in a predetermined medium, molding the obtained dispersion into an appropriate shape, and firing the molded body.

ところで、この種のセラミックス成形体を均一かつ高密度で形成するためには、分散液におけるセラミックス粉末の分散性を向上する(すなわち分散状態を均一化する)必要がある。分散性を向上するために、一般的には、媒質中に分散剤が添加される。   By the way, in order to form this type of ceramic molded body uniformly and at a high density, it is necessary to improve the dispersibility of the ceramic powder in the dispersion (that is, to make the dispersion state uniform). In order to improve dispersibility, a dispersant is generally added to the medium.

分散性をより向上するために、セラミックス粒子表面に対する分散剤の吸着量を多くすることが試みられることがある。このとき、一般的には、例えば、低分子量の分散剤が比較的多量に添加されたり、いわゆる高分子分散剤が添加されたりする。しかしながら、この方法では、余剰の分散剤(すなわちセラミックス粒子表面に吸着していないフリーの分散剤)が比較的多量に生じ、これにより成型体の密度が低下してしまう懸念がある。   In order to further improve the dispersibility, an attempt may be made to increase the amount of the dispersant adsorbed on the surface of the ceramic particles. At this time, generally, for example, a relatively large amount of a low molecular weight dispersant is added, or a so-called high molecular dispersant is added. However, in this method, there is a concern that a relatively large amount of surplus dispersant (that is, a free dispersant not adsorbed on the surface of the ceramic particles) is generated in a relatively large amount, thereby reducing the density of the molded body.

Figure 0005330047
上記式において、Mは材料粒子表面の分散剤の吸着サイト、Dは分散剤、M−Dは吸着サイトに分散剤が吸着したもの、Kは平衡定数を示す。上記式の通り、吸着サイトに分散剤が吸着したものM−Dと、吸着していないフリーの分散剤Dとは、平衡関係にある。吸着量を多くするためには分散剤を多く添加する必要がある一方、分散剤を多く添加すると、上述の平衡関係のため、同時にフリーの分散剤が増加してしまう。
Figure 0005330047
In the above formula, M is the adsorption site of the dispersing agent on the surface of the material particles, D is the dispersing agent, M-D is the adsorption site of the dispersing agent, and K is the equilibrium constant. As shown in the above formula, the sample MD with the dispersant adsorbed on the adsorption site and the free dispersant D not adsorbed are in an equilibrium relationship. In order to increase the amount of adsorption, it is necessary to add a large amount of dispersant, but when a large amount of dispersant is added, the amount of free dispersant increases at the same time due to the above-described equilibrium relationship.

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、分散性が良好で成形体の高密度化が可能な、セラミックス粉末及びその分散液を提供することにある。   The present invention has been made to address the above-described problems. That is, an object of the present invention is to provide a ceramic powder and a dispersion thereof having good dispersibility and capable of increasing the density of a molded body.

本発明の特徴は、以下の方法で、分散性の向上したセラミックス粉末を製造することにある:(1)ラジカル種を生成可能な液体状の媒質中に、原料セラミックス粉末、及び当該原料セラミックス粉末を所定の分散媒に分散させるための分散剤を投入し、(2)前記原料セラミックス粉末及び前記分散剤が投入された前記媒質を流動させた状態で、当該媒質を加熱しつつ当該媒質中にて前記ラジカル種を生成する。   A feature of the present invention is to produce a ceramic powder with improved dispersibility by the following method: (1) Raw material ceramic powder and raw material ceramic powder in a liquid medium capable of generating radical species (2) In the state that the medium containing the raw material ceramic powder and the dispersant is flowed, while heating the medium, the medium is heated in the medium. To produce the radical species.

また、本発明の特徴は、上述の(1)及び(2)の工程によって得られた粉末(改質後セラミックス粉末)を前記分散媒に分散させることで、分散性の良好なセラミックス粉末の分散液を製造することにある。   In addition, a feature of the present invention is that the powder (modified ceramic powder) obtained by the steps (1) and (2) is dispersed in the dispersion medium, thereby dispersing the ceramic powder having good dispersibility. It is to produce a liquid.

上述の加熱及びラジカル種の生成は、例えば、前記媒質中に浸漬された一対の電極間に(交流あるいはパルス状の)電圧を印加して当該媒質中にてプラズマ(液中プラズマ)を発生させることで同時に行われ得る。なお、上述の加熱は、前記ラジカル種の生成とは別個に(例えば超音波加熱等を用いて)行われ得る。また、上述の加熱は、局所的なもの(例えば上述の液中プラズマ発生による熱発生)であっても、全体的なものであってもよい。   The heating and the generation of radical species described above are performed, for example, by applying a voltage (alternating current or pulsed) between a pair of electrodes immersed in the medium to generate plasma (in-liquid plasma). Can be done at the same time. The above-described heating can be performed separately from the generation of the radical species (for example, using ultrasonic heating or the like). Moreover, the above-mentioned heating may be local (for example, heat generation by the above-mentioned plasma generation in liquid) or may be overall.

前記媒質として水溶液が用いられる場合、前記ラジカル種は、典型的には、OH・又はH・となる。また、前記分散剤としては、カルボキシル基を有するものが用いられ得る。   When an aqueous solution is used as the medium, the radical species is typically OH · or H ·. In addition, as the dispersant, one having a carboxyl group can be used.

なお、分散性の向上したセラミックス粉末を製造する(処理後の前記媒質中から前記改質後セラミックス粉末を回収する)際には、最後に乾燥工程が行われる(この乾燥工程に先だって、通常は、洗浄工程等が行われるが、必須ではない。)。かかる乾燥工程においては、熱風乾燥、噴霧乾燥、凍結乾燥、等の任意の乾燥プロセスが用いられ得る。そして、かかる乾燥工程を経て得られた前記改質後セラミックス粉末を前記分散媒に分散させることで、分散性の良好なセラミックス粉末が得られる。   When producing a ceramic powder with improved dispersibility (recovering the modified ceramic powder from the treated medium), a drying step is finally performed (usually prior to this drying step). A cleaning process is performed, but it is not essential.) In the drying step, any drying process such as hot air drying, spray drying, freeze drying, or the like can be used. Then, by dispersing the modified ceramic powder obtained through the drying step in the dispersion medium, a ceramic powder having good dispersibility can be obtained.

本発明の方法においては、前記原料セラミックス粉末及び前記分散剤が投入された前記媒質を流動させた(撹拌した)状態で、当該媒質が加熱されつつ、当該媒質中にて前記ラジカル種が生成する。具体的には、例えば、前記媒質中に浸漬された一対の前記電極間に電圧を印加して当該媒質中にてプラズマ(液中プラズマ)を発生させると、プラズマ発生領域にて、当該媒質が高温・高圧状態(超臨界状態)になるとともに、前記ラジカル種が生成する。   In the method of the present invention, the radical species is generated in the medium while the medium in which the raw material ceramic powder and the dispersant are added is flowed (stirred) while the medium is heated. . Specifically, for example, when a voltage is applied between the pair of electrodes immersed in the medium to generate plasma (liquid plasma) in the medium, the medium is generated in the plasma generation region. The radical species are generated while being in a high temperature / high pressure state (supercritical state).

この熱及びラジカル種の作用で、前記原料セラミックス粉末の各粒子における表面に、前記分散剤が、強固(不可逆的)に付着する。この場合、前記表面と前記分散剤との間でラジカル反応が生じ、脱水結合あるいはこれに準ずる化学結合様の付着が起こるものと考えられる。   By the action of this heat and radical species, the dispersant adheres firmly (irreversibly) to the surface of each particle of the raw ceramic powder. In this case, it is considered that a radical reaction occurs between the surface and the dispersant, and dehydration bonding or chemical bond-like adhesion corresponding to this occurs.

本発明の方法によれば、前記分散剤の投入量を多量にすることなく(すなわち従来よりも少量の投入量で)当該分散剤の前記表面への付着量を効果的に増加させることができる。あるいは、本発明の方法によれば、余剰の前記分散剤やカップリング剤等の不純物の残留を効果的に抑制することができる。   According to the method of the present invention, the amount of the dispersant adhering to the surface can be effectively increased without increasing the amount of the dispersant input (that is, with a smaller amount of input than before). . Alternatively, according to the method of the present invention, residual impurities such as excess dispersant and coupling agent can be effectively suppressed.

本発明によって得られた粉末(前記改質後セラミックス粉末)を洗浄しても、不純物の残留は効果的に抑制される。分散剤が各粒子における表面に強固(不可逆的)に付着する(上述の式でKが非常に大きくなる)ことで、洗浄による分散剤の脱離がほとんど生じないからである。さらに、洗浄を前提とした工程にすることで、吸着サイト全てを安定的に改質すること(分散剤が結合した形にすること)が可能になる。   Even if the powder obtained by the present invention (the modified ceramic powder) is washed, the residual impurities are effectively suppressed. This is because the dispersing agent adheres firmly (irreversibly) to the surface of each particle (K becomes very large in the above formula), so that almost no detachment of the dispersing agent by washing occurs. Furthermore, by using a process premised on washing, it is possible to stably modify all the adsorption sites (to form a dispersion agent bonded).

本発明の方法によって得られた粉末(前記改質後セラミックス粉末)を、前記分散媒に分散させて、スラリーを調製した場合、きわめて良好な分散性を示す。また、かかるスラリーは、上述の通り、余剰の前記分散剤やカップリング剤等の不純物の残留が極めて抑制されたものとなる。したがって、本発明によれば、分散性が良好で成型体の高密度化が可能な、セラミックス粉末及びその分散液を提供することが可能となる。   When a slurry obtained by dispersing the powder obtained by the method of the present invention (the modified ceramic powder) in the dispersion medium to prepare a slurry, extremely good dispersibility is exhibited. In addition, as described above, the slurry is such that the residual impurities such as the excess dispersant and coupling agent are extremely suppressed. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a ceramic powder and a dispersion thereof having good dispersibility and capable of increasing the density of a molded body.

また、本発明によれば、前記改質後セラミックス粉末の各粒子における表面における前記分散剤の強固(不可逆的)な付着が、当該粒子のほぼ全面に均一に行われる。さらに、結晶状態や粒度分布を不用意に変化させることが効果的に抑制され得る。   Further, according to the present invention, firm (irreversible) adhesion of the dispersant on the surface of each particle of the modified ceramic powder is uniformly performed on almost the entire surface of the particle. Furthermore, carelessly changing the crystal state and the particle size distribution can be effectively suppressed.

液中プラズマによって前記ラジカル種を生成する場合、このプラズマの近傍では衝撃波が作用する。よって、かかる衝撃波によって弱い凝集体を解砕しながら改質を行うことができる。この場合、粉末濃度が高い条件(例えば0.1vol%以上)であっても、粒子のほぼ全面を均一に改質することが可能である。   When the radical species are generated by submerged plasma, a shock wave acts in the vicinity of the plasma. Therefore, the modification can be performed while the weak aggregates are crushed by the shock wave. In this case, even if the powder concentration is high (for example, 0.1 vol% or more), almost the entire surface of the particles can be uniformly modified.

なお、本発明の方法は、バッチ処理のみならず、流通式のシステムを用いた連続的な処理として行うことが可能である。また、本発明の方法は、酸化物セラミックス粉末の分散性を向上する際に、好適に用いられ得る。特に、粒子径が小さい場合であっても、前記分散剤の付着量を増加させることで、凝集の発生を効果的に抑制することが可能になる。   The method of the present invention can be performed not only as a batch process but also as a continuous process using a distribution system. Further, the method of the present invention can be suitably used for improving the dispersibility of the oxide ceramic powder. In particular, even when the particle diameter is small, it is possible to effectively suppress the occurrence of aggregation by increasing the adhesion amount of the dispersant.

本発明の製造方法を実施するための装置の一例の要部構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the principal part structure of an example of the apparatus for enforcing the manufacturing method of this invention. 実施例及び比較例の熱重量分析結果を示すグラフである。It is a graph which shows the thermogravimetric analysis result of an Example and a comparative example. 実施例及び比較例のFT−IRスペクトルである。It is a FT-IR spectrum of an example and a comparative example. 本発明の製造方法を実施するための装置の他の一例の要部構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the principal part structure of the other example of the apparatus for enforcing the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法を実施するための装置のさらに他の一例の要部構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the principal part structure of another example of the apparatus for enforcing the manufacturing method of this invention.

以下、本発明の実施形態及び代表的な実施例について、適宜図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件(記述要件・実施可能要件)を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。   Embodiments and representative examples of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. In addition, the description about the following embodiment is specific to the extent possible, merely an example of the embodiment of the present invention in order to satisfy the description requirement (description requirement / practicability requirement) of the specification required by law. It is only what is described in.

よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更(modification)は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。   Therefore, as will be described later, it is quite natural that the present invention is not limited to the specific configurations of the embodiments described below. Various modifications that can be made to the present embodiment are listed together at the end, as they would interfere with the understanding of the consistent description of the embodiment if inserted during the description of the embodiment. .

<実施形態の製造方法を実施するための装置構成の概要>
図1は、本発明の製造方法を実施するための装置の一例の要部構成を示す概略図である。この製造装置1は、貯留槽2と、攪拌機3と、液中プラズマ発生装置4と、を備えている。
<Outline of apparatus configuration for carrying out manufacturing method of embodiment>
FIG. 1 is a schematic diagram showing the main configuration of an example of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes a storage tank 2, a stirrer 3, and an in-liquid plasma generator 4.

貯留槽2内には、導電率が調整された水溶液である媒質Sが貯留されている。攪拌機3は、貯留槽2内にて媒質Sを流動させる(撹拌する)ようになっている。   A medium S that is an aqueous solution with adjusted conductivity is stored in the storage tank 2. The stirrer 3 causes the medium S to flow (stir) in the storage tank 2.

液中プラズマ発生装置4は、一対の電極4aを備えている。一対の電極4aは、貯留槽2に貯留された媒質S中に浸漬されるように、貯留槽2内に設けられている。また、一対の電極4a間に電圧を印加して媒質S中にてプラズマ(液中プラズマ)を発生させることでラジカル種が生成するように、一対の電極4aが配置されている。   The in-liquid plasma generator 4 includes a pair of electrodes 4a. The pair of electrodes 4 a is provided in the storage tank 2 so as to be immersed in the medium S stored in the storage tank 2. Further, the pair of electrodes 4a is arranged so that radical species are generated by applying a voltage between the pair of electrodes 4a to generate plasma (in-liquid plasma) in the medium S.

具体的には、電極4aは、先端を露出するように、電極ホルダ4bに固定されている。一対の電極ホルダ4bは、一対の電極4aが所定のギャップを隔てて対向するように、図示しない支持手段によって支持されている。また、一対の電極4aは、電源4cと電気的に接続されている。   Specifically, the electrode 4a is fixed to the electrode holder 4b so that the tip is exposed. The pair of electrode holders 4b are supported by support means (not shown) so that the pair of electrodes 4a face each other with a predetermined gap therebetween. The pair of electrodes 4a is electrically connected to the power source 4c.

<実施形態の分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法の概要>
本実施形態の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法は、以下の工程を含む。
(1)ラジカル種としてのOH・又はH・を生成可能な水溶液である媒質S中に、原料セラミックス粉末及び分散剤を投入する。
(2)原料セラミックス粉末及び分散剤が投入された媒質Sを攪拌機3によって流動させつつ(撹拌しつつ)、一対の電極4a間に電圧を印加して媒質S中にてプラズマ(液中プラズマ)を発生させる。すると、プラズマ発生領域にて、当該媒質が高温・高圧状態(超臨界状態)になる。これにより、当該媒質Sが加熱されるとともに、当該媒質S中にてOH・又はH・が生成する。
<Outline of Manufacturing Method of Ceramic Powder with Improved Dispersibility of Embodiment>
The method for producing a ceramic powder with improved dispersibility according to this embodiment includes the following steps.
(1) A raw material ceramic powder and a dispersing agent are put into a medium S that is an aqueous solution capable of generating OH · or H · as radical species.
(2) While the medium S in which the raw material ceramic powder and the dispersing agent are charged is flowed (stirred) by the stirrer 3, a voltage is applied between the pair of electrodes 4 a to generate plasma (liquid plasma) in the medium S. Is generated. Then, the medium becomes a high temperature / high pressure state (supercritical state) in the plasma generation region. Accordingly, the medium S is heated and OH · or H · is generated in the medium S.

媒質S中で生成したOH・又はH・と熱との作用で、原料セラミックス粉末の各粒子における表面に、分散剤が、強固(不可逆的)に付着する。この場合、当該表面と分散剤との間でラジカル反応が生じ、脱水結合あるいはこれに準ずる化学結合様の付着が起こるものと考えられる。   Due to the action of OH. Or H. produced in the medium S and heat, the dispersant adheres firmly (irreversibly) to the surface of each particle of the raw ceramic powder. In this case, it is considered that a radical reaction occurs between the surface and the dispersant, and dehydration bonding or chemical bond-like adhesion corresponding thereto occurs.

本実施形態の方法によれば、分散剤の投入量を多量にすることなく(すなわち従来よりも少量の投入量で)当該分散剤の付着量を効果的に増加させることができる。あるいは、余剰の分散剤やカップリング剤等の不純物の残留を効果的に抑制することができる。   According to the method of the present embodiment, it is possible to effectively increase the adhesion amount of the dispersant without increasing the amount of the dispersant input (that is, with a smaller amount of input than before). Or the residue of impurities, such as an excessive dispersing agent and a coupling agent, can be suppressed effectively.

以下、本発明の製造方法の一実施例の具体的な工程内容及び評価結果について、比較例と対照しつつ説明する。   Hereinafter, specific process contents and evaluation results of an example of the manufacturing method of the present invention will be described in contrast to a comparative example.

<実施例>
(A)イオン交換水にKClを添加することで、導電率を1mS/cmに調整したKCl水溶液である媒質を調製した。
(B)媒質100mlに、PZT(Pb(Zr0.52Ti0.48)O3)粉末5gを添加し、300W超音波ホモジナイザー(株式会社日本精機製作所社製:品番US−300T)で2分間、分散処理を行った。
(C)上述の分散液に、分散剤としてのヘキサン酸を5g添加した。
(D)分散剤添加後の分散液を、貯留槽2としての200mlビーカーに投入し、マグネティックスターラーで撹拌しながら、液中プラズマを発生させた(5分間)。
(E)上記処理後の分散液を吸引濾過して固形分を採取するとともに、この固形分を酢酸ブチルによる洗浄及び吸引濾過を数回繰り返した後、100℃で乾燥することで、表面改質後のセラミック粉末を得た。
<Example>
(A) By adding KCl to ion-exchanged water, a medium that is a KCl aqueous solution with conductivity adjusted to 1 mS / cm was prepared.
(B) 5 g of PZT (Pb (Zr 0.52 Ti 0.48 ) O 3 ) powder is added to 100 ml of medium, and dispersion treatment is performed for 2 minutes with a 300 W ultrasonic homogenizer (manufactured by Nippon Seiki Seisakusyo Co., Ltd .: product number US-300T). went.
(C) 5 g of hexanoic acid as a dispersant was added to the above dispersion.
(D) The dispersion after addition of the dispersant was put into a 200 ml beaker serving as the storage tank 2, and plasma in liquid was generated while stirring with a magnetic stirrer (5 minutes).
(E) The dispersion after the above treatment is subjected to suction filtration to collect a solid content, and the solid content is repeatedly washed with butyl acetate and suction filtered several times, and then dried at 100 ° C. A later ceramic powder was obtained.

上記工程(D)における液中プラズマ発生条件は、以下の通りである:電極4aは直径1mm(先端は円筒状)のタングステン電極、電極間ギャップは1mm、電圧は0V/2kVのパルス状電圧(20kHz、パルス幅1.7μsec、電源出力200W)。   The submerged plasma generation conditions in the above step (D) are as follows: the electrode 4a is a tungsten electrode having a diameter of 1 mm (tip is cylindrical), the gap between the electrodes is 1 mm, and the voltage is a pulsed voltage of 0 V / 2 kV ( 20 kHz, pulse width 1.7 μsec, power output 200 W).

なお、上記PZT粉末は、下記のようして合成したものである:粉末状のPbO、ZrO2、TiO2を、上記組成になるように秤量し、これらを、ポリエチレン製ポット内にて、直径2mmのZrO2ビーズを用いて湿式混合し、乾燥及び熱処理した。このようにして合成された粉末を走査電子顕微鏡にて観察した結果、当該粉末の粒子径は100nm程度、等電点はpH=6.0程度であった。等電点は、pH=2,4,6,8,10の5点の水中での粉末のゼータ電位を測定して求めたものである。 The PZT powder was synthesized as follows: PbO, ZrO 2 , and TiO 2 in powder form were weighed so as to have the above composition, and these were then calibrated in a polyethylene pot. Wet mixed using 2 mm ZrO 2 beads, dried and heat treated. As a result of observing the synthesized powder with a scanning electron microscope, the particle diameter of the powder was about 100 nm, and the isoelectric point was about pH = 6.0. The isoelectric point is obtained by measuring the zeta potential of powder in water at 5 points of pH = 2, 4, 6, 8, and 10.

<比較例1>
(B’)イオン交換水からなる媒質100mlに、PZT粉末5gを添加し、300W超音波ホモジナイザー(同上)で2分間、分散処理を行った。
(C)上述の分散液に、分散剤としてのヘキサン酸を5g添加した。
(D’)分散剤添加後の分散液を、300W超音波ホモジナイザー(同上)で2分間、分散処理を行った。
(E)上記処理後の分散液を吸引濾過して固形分を採取するとともに、この固形分を酢酸ブチルによる洗浄及び吸引濾過を数回繰り返した後、100℃で乾燥することで、表面改質後のセラミック粉末を得た。
<Comparative Example 1>
(B ′) 5 g of PZT powder was added to 100 ml of a medium composed of ion-exchanged water, and a dispersion treatment was performed for 2 minutes with a 300 W ultrasonic homogenizer (same as above).
(C) 5 g of hexanoic acid as a dispersant was added to the above dispersion.
(D ′) The dispersion after addition of the dispersant was subjected to a dispersion treatment for 2 minutes using a 300 W ultrasonic homogenizer (same as above).
(E) The dispersion after the above treatment is subjected to suction filtration to collect a solid content, and the solid content is repeatedly washed with butyl acetate and suction filtered several times, and then dried at 100 ° C. A later ceramic powder was obtained.

<比較例2>
(B’)イオン交換水からなる媒質100mlに、PZT粉末5gを添加し、300W超音波ホモジナイザー(同上)で2分間、分散処理を行った。
(C・D”)オートクレーブ(オーエムラボテック株式会社製:品番MMJ−500)付属のハステロイ(登録商標)製の500ml容器に、上述の分散液、及び分散剤としてのヘキサン酸を5g添加し、オートクレーブにセットした後、オートクレーブ付属の攪拌機によって撹拌しながら、400℃、25MPaにて、5分間水熱処理した。
(E)上記処理及び冷却後の分散液を吸引濾過して固形分を採取するとともに、この固形分を酢酸ブチルによる洗浄及び吸引濾過を数回繰り返した後、100℃で乾燥することで、表面改質後のセラミック粉末を得た。
<Comparative example 2>
(B ′) 5 g of PZT powder was added to 100 ml of a medium composed of ion-exchanged water, and a dispersion treatment was performed for 2 minutes with a 300 W ultrasonic homogenizer (same as above).
(C · D ″) Autoclave (Om Lab Tech Co., Ltd .: Product No. MMJ-500) A 5 ml container of Hastelloy (registered trademark) and 5 g of the above dispersion and hexanoic acid as a dispersant are added to the autoclave. Then, the mixture was hydrothermally treated at 400 ° C. and 25 MPa for 5 minutes while stirring with an agitator attached to the autoclave.
(E) The dispersion after the above treatment and cooling is suction filtered to collect a solid content, and after washing and solid filtration with butyl acetate several times, the solid content is dried at 100 ° C. A modified ceramic powder was obtained.

<評価結果1:熱重量分析>
上述の実施例及び比較例によって得られた粉末を熱重量分析装置(株式会社リガク社製:品番TGA50)によって分析した結果を、図2及び表1に示す。なお、この分析は、以下の条件で行ったものである:空気流通下、室温〜500℃(昇温速度10℃/min)。

Figure 0005330047
<Evaluation result 1: Thermogravimetric analysis>
FIG. 2 and Table 1 show the results obtained by analyzing the powders obtained in the above Examples and Comparative Examples with a thermogravimetric analyzer (manufactured by Rigaku Corporation: product number TGA50). This analysis was performed under the following conditions: room temperature to 500 ° C. (temperature increase rate: 10 ° C./min) under air flow.
Figure 0005330047

表1の結果は、上記工程(E)によっても脱離しない程度に、セラミックス粒子表面に強固に付着した分散剤の量に相当する。この結果から明らかなように、実施例における液中プラズマ処理によるセラミックス粒子表面への分散剤の付着量は、比較例1や2よりも、非常に多くなった。   The results in Table 1 correspond to the amount of dispersant firmly adhered to the surface of the ceramic particles to the extent that they are not desorbed even by the step (E). As is apparent from this result, the amount of the dispersant attached to the surface of the ceramic particles by the in-liquid plasma treatment in the example was much larger than those in Comparative Examples 1 and 2.

なお、熱重量分析中の挙動は、図2に示されているように、比較例1が最も低温で分解し、比較例2が最も高温で分解し、実施例はその中間となった。この結果と、後述するFT−IR分析結果とを総合考慮すると、セラミックス粒子表面に対する分散剤の付着態様は、実施例と比較例1と比較例2とでそれぞれ異なるものと考えられる。   As shown in FIG. 2, the behavior during the thermogravimetric analysis was that Comparative Example 1 was decomposed at the lowest temperature, Comparative Example 2 was decomposed at the highest temperature, and the Example was in the middle. When comprehensively considering this result and the FT-IR analysis result described later, it is considered that the manner in which the dispersant is attached to the surface of the ceramic particles is different between the example, the comparative example 1 and the comparative example 2.

<評価結果2:FT−IR分析>
上述の実施例及び比較例によって得られた粉末、並びに処理前の原料セラミックス粉末をKBr粉末で希釈混和して錠剤化することで調製した試料を、FT−IR分析装置(株式会社パーキンエルマー社製:製品名spectrum2000)によって拡散反射法で分析した結果を、図3に示す。
<Evaluation result 2: FT-IR analysis>
Samples prepared by diluting and mixing the powders obtained by the above-mentioned Examples and Comparative Examples and the raw ceramic powder before treatment with KBr powder to form tablets were prepared using an FT-IR analyzer (manufactured by Perkin Elmer Co., Ltd.). FIG. 3 shows the result of analysis by the diffuse reflection method according to the product name spectrum 2000).

図3に示されているように、処理前の原料セラミックス粉末で見られた孤立水酸基に対応するピーク(3680cm-1)が、実施例及び各比較例にて消失している。その反面、実施例及び各比較例においては、COO伸縮振動に起因する1540及び1420cm-1のピークが現れている。よって、実施例及び各比較例の処理(D、D’、及びD”)で、上述の孤立水酸基に対して、カルボキシル基を有する分散剤がイオンあるいは脱水結合的に付着(結合)していることが考えられる。 As shown in FIG. 3, the peak (3680 cm −1 ) corresponding to the isolated hydroxyl group observed in the raw ceramic powder before treatment disappears in the examples and the comparative examples. On the other hand, in Examples and Comparative Examples, peaks at 1540 and 1420 cm −1 due to COO stretching vibration appear. Therefore, in the processing of Examples and Comparative Examples (D, D ′, and D ″), the dispersant having a carboxyl group is attached (bonded) to the above-mentioned isolated hydroxyl group in an ionic or dehydrating manner. It is possible.

OH伸縮振動に起因する3000〜3700cm-1のピーク、並びに、COO伸縮振動に起因する1540及び1420cm-1のピークの形状が、実施例と比較例1と比較例2とでそれぞれ異なる。また、上述のように、熱重量分析中の分解挙動も、実施例と比較例1と比較例2とでそれぞれ異なる。よって、上述の通り、セラミックス粒子表面に対する分散剤の付着態様は、実施例と比較例1と比較例2とでそれぞれ異なるものと考えられる。 The example, comparative example 1 and comparative example 2 are different in the shapes of 3000 to 3700 cm −1 peak due to OH stretching vibration and 1540 and 1420 cm −1 peaks due to COO stretching vibration. Further, as described above, the decomposition behavior during thermogravimetric analysis is also different between the example, the comparative example 1, and the comparative example 2. Therefore, as described above, the manner in which the dispersant is attached to the surface of the ceramic particles is considered to be different between the example, the comparative example 1, and the comparative example 2.

実施例においては、各比較例とは異なり、C=O伸縮振動に起因する1710cm-1のピークが強く現れた。但し、CH伸縮振動に起因する2900〜3000cm-1のピークは強くはなっていない。よって、実施例における粒子とヘキサン酸との付着は、物理吸着ではなく、上述のような、化学結合的な付着(本実施例では、エステルに近い形での付着)であると考えられる。 In the example, unlike each comparative example, a peak of 1710 cm −1 due to C═O stretching vibration appeared strongly. However, the peak at 2900 to 3000 cm −1 due to CH stretching vibration is not strong. Therefore, it is considered that the adhesion between the particles and hexanoic acid in the examples is not a physical adsorption but a chemical bond as described above (in this example, adhesion in a form close to an ester).

さらに、かかるFT−IR分析結果は、吸着量の多さが実施例、比較例1、比較例2、の順となった上述の熱重量分析の結果と対応する。   Further, the FT-IR analysis result corresponds to the result of the thermogravimetric analysis described above in which the amount of adsorption is in the order of Example, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.

すなわち、上述の通り、比較例2においては、処理前の原料セラミックス粉末と比較すると、孤立水酸基に対応するピークが減少している。また、比較例1においては、比較例2に加えて、3200cm-1付近のブロードな水酸基ピークが減少している。さらに、実施例においては、比較例1に加えて、3400cm-1付近の水酸基ピークが減少している。そして、このような水酸基ピークの減少態様が、吸着量(上述の熱重量分析の結果)と対応するものと考えられる。 That is, as described above, in Comparative Example 2, the peak corresponding to the isolated hydroxyl group is reduced as compared with the raw material ceramic powder before treatment. In Comparative Example 1, in addition to Comparative Example 2, a broad hydroxyl peak near 3200 cm −1 is reduced. Furthermore, in the Examples, in addition to Comparative Example 1, the hydroxyl peak near 3400 cm −1 is reduced. And it is thought that such a reduction | decrease aspect of a hydroxyl group peak corresponds to the adsorption amount (result of the above-mentioned thermogravimetric analysis).

<評価結果3:分散性>
上述の実施例によって得られた粉末を、トルエン中に添加して、300W超音波ホモジナイザー(同上)で2分間、分散処理を行ったところ、良好で安定な分散性のスラリーが得られた。
<Evaluation result 3: Dispersibility>
When the powder obtained by the above-mentioned Example was added in toluene and dispersed for 2 minutes with a 300 W ultrasonic homogenizer (same as above), a good and stable dispersible slurry was obtained.

ここで、実施例、比較例1、及び比較例2によって得られた粉末を、水/トルエンの2相分離溶液中に混合して、分散性を確認したところ、実施例、比較例1、及び比較例2のいずれも、得られた粉末はトルエン相側に分散した。これは、実施例、比較例1、及び比較例2によって得られた粉末のいずれにおいても、表面修飾剤としてのヘキサン酸が粒子表面に付着していることを意味する。   Here, when the powder obtained by the Example, the comparative example 1, and the comparative example 2 was mixed in the two-phase-separated solution of water / toluene, and the dispersibility was confirmed, the example, the comparative example 1, and In any of Comparative Examples 2, the obtained powder was dispersed on the toluene phase side. This means that in any of the powders obtained in Examples, Comparative Example 1 and Comparative Example 2, hexanoic acid as a surface modifier is adhered to the particle surface.

但し、上記評価した水/トルエンの2相分離溶液を1日静置した後、再度振り混ぜて混合すると、比較例2においては粉末が水相に移った。一方、実施例及び比較例1においては、粉末は粉末が水相に移らなかった。これは、実施例及び比較例1においてはヘキサン酸が強固に付着しているのに対して、比較例2においては弱く付着しているためにヘキサン酸が脱離し粉末が水相に移ったことを意味する。なお、静置後、比較例2の粉末のみ、トルエン相の中で沈降していた。   However, when the water / toluene two-phase separation solution evaluated above was allowed to stand for 1 day and then shaken and mixed again, in Comparative Example 2, the powder moved to the aqueous phase. On the other hand, in Example and Comparative Example 1, the powder did not move to the aqueous phase. This is because hexanoic acid adhered firmly in Example and Comparative Example 1 but weakly adhered in Comparative Example 2 so that hexanoic acid was detached and the powder moved to the aqueous phase. Means. In addition, only the powder of the comparative example 2 was settled in the toluene phase after standing.

この分散性の評価結果と上述のFT−IR分析結果とを総合考慮すると、比較例2よりも比較例1、比較例1よりも実施例の方が、孤立水酸基以外の水酸基との反応による不可逆的な強吸着がより多く生じている、ということができる。   Considering this dispersibility evaluation result and the above-described FT-IR analysis result in a comprehensive manner, Comparative Example 1 is more irreversible due to reaction with hydroxyl groups other than isolated hydroxyl groups than Comparative Example 1 and Comparative Example 1. It can be said that more intense strong adsorption occurs.

ところで、プラズマ発生部への粉末の接近距離は、ラジカル反応や熱エネルギー、衝撃波を有効に利用する上で、重要なパラメーターである。そこで、攪拌条件を変えることにより、接近距離と反応状態の関係について評価した。   By the way, the approach distance of the powder to the plasma generation part is an important parameter for effectively using radical reaction, thermal energy, and shock wave. Therefore, the relationship between the approach distance and the reaction state was evaluated by changing the stirring conditions.

攪拌を20rpmで実施すると、プラズマ発生部から40mm離れた容器底部を粉末が回転するだけの状態となる。その状態では、まったく処理が進まず、比較例2と同等の結果となった。攪拌速度を次第に大きくし、40rpm程度で分散性の改善が見られた。その時の粉末と電極の距離は、20mm程度まで接近していた。   When stirring is carried out at 20 rpm, the powder is only rotated around the bottom of the container 40 mm away from the plasma generating portion. In that state, the processing did not proceed at all, and the same result as in Comparative Example 2 was obtained. The stirring speed was gradually increased, and improvement in dispersibility was observed at about 40 rpm. The distance between the powder and the electrode at that time was close to about 20 mm.

また、攪拌速度を1000rpmまで大きくすると、その渦により、プラズマ近傍、具体的には1mm未満まで粉末が供給された。但し、その場合、粉末は黒く変色した。この理由は、過大な熱エネルギーの供給が原因で、粉末に熱分解や炭化が生じたことであると思われる。   Further, when the stirring speed was increased to 1000 rpm, the powder was supplied to the vicinity of the plasma, specifically, less than 1 mm by the vortex. In that case, however, the powder turned black. The reason seems to be that the powder was pyrolyzed and carbonized due to excessive supply of thermal energy.

以上から、好ましい条件は、プラズマ発生部への粉末の接近距離が、1mm以上、20mm以下である。なお、本結果から、実施例では、攪拌は200rpmで実施した。   From the above, the preferable condition is that the approach distance of the powder to the plasma generating portion is 1 mm or more and 20 mm or less. In addition, from this result, in the Example, stirring was implemented at 200 rpm.

<変形例の例示列挙>
なお、上述の実施形態や実施例は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な具体化の一例を単に示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態や実施例に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態や実施例に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
<List of examples of modification>
Note that the above-described embodiments and examples are merely examples of typical implementations of the present invention that the applicant has considered to be the best at the time of filing of the present application, as described above. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples. Therefore, it goes without saying that various modifications can be made to the above-described embodiments and examples without departing from the essential part of the present invention.

以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例の全部又は一部が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、互いに複合的に適用され得る。   Hereinafter, some typical modifications will be exemplified. However, it goes without saying that the modifications are not limited to those listed below. In addition, all or some of the plurality of modified examples can be combined with each other as appropriate within a technically consistent range.

本発明(特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの)は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、(先願主義の下で出願を急ぐ)出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。   The present invention (especially those expressed functionally and functionally in the constituent elements constituting the means for solving the problems of the present invention) is based on the above-described embodiment and the description of the following modifications. Should not be interpreted as limited. Such a limited interpretation is unacceptable and improper for imitators, while improperly harming the applicant's interests (rushing to file under a prior application principle).

本発明は、上述の実施形態で示された具体的な装置構成に限定されない。   The present invention is not limited to the specific apparatus configuration shown in the above embodiment.

例えば、電極4aの材質や形状、ギャップ幅、媒質Sの種類や導電率、等についても、プラズマが発生する条件であれば特段の限定はない。   For example, the material and shape of the electrode 4a, the gap width, the type and conductivity of the medium S, and the like are not particularly limited as long as plasma is generated.

液中プラズマが発生することで媒質Sが加熱され、この熱によってラジカルの付加反応が促進される。このとき、貯留槽2を外部から冷却する等の方法で、媒質Sの温度を沸点以下に抑制しつつほぼ一定となるように制御することが好ましい。これにより、ラジカルの付加反応の促進のためのプラズマの熱エネルギーを一定に保つことができる(熱エネルギーが少ないと反応が進みにくく、多いと気泡が発生するためにラジカルを有効に利用できない)。   The medium S is heated by the generation of plasma in the liquid, and the radical addition reaction is promoted by this heat. At this time, it is preferable to control the temperature of the medium S to be substantially constant while suppressing the temperature of the medium S below the boiling point by a method such as cooling the storage tank 2 from the outside. As a result, the thermal energy of the plasma for promoting the addition reaction of radicals can be kept constant (if the thermal energy is small, the reaction does not proceed easily, and if the thermal energy is large, bubbles are generated and the radical cannot be used effectively).

導電率を調整する材料については、水に溶解するものであれば、特に限定はなく、例えば、水溶性の塩(カチオンとしてH、K、Na、NH、アニオンとしてCl、NO,SO、OH)などを用いることができる。特に、粉末の表面電荷が小さくなるようにpHを調整することで、反応性を向上させることができる。表面電荷がラジカル種の接近を阻害するためである。具体的には、pHは等電点の±3以内が好ましい。 The material for adjusting the conductivity is not particularly limited as long as it dissolves in water. For example, a water-soluble salt (H, K, Na, NH 4 as a cation, Cl, NO 3 , SO 4 as an anion) , OH) or the like. In particular, the reactivity can be improved by adjusting the pH so that the surface charge of the powder is reduced. This is because the surface charge inhibits the access of radical species. Specifically, the pH is preferably within ± 3 of the isoelectric point.

攪拌条件について:粉末は、ラジカル発生場所の近傍に供給する必要がある。ラジカル、熱、衝撃波の3種類のエネルギーを効率良く伝えるため、ラジカル発生部から1mm以上、20mm以内に粉末を供給することが好ましい。1mm未満の場合は熱エネルギーが強すぎるため、修飾剤が熱分解してしまう。20mmより大きい場合は、反応が生じない。   About stirring conditions: The powder must be supplied in the vicinity of the radical generation site. In order to efficiently transmit three types of energy of radical, heat, and shock wave, it is preferable to supply the powder within 1 mm or more and within 20 mm from the radical generation part. If it is less than 1 mm, the heat energy is too strong, and the modifier is thermally decomposed. When it is larger than 20 mm, no reaction occurs.

粉末種類について:粉末は、表面に水酸基を持つ粉末であれば、材料種類は限定されないが、水酸基が多いほど好ましい。反応量も増加し、結果として分散が向上するためである。具体的には、ZrO2、TiO2、Al2O3、CeO2、SiO2、Fe2O3、Nb2O5、Y2O3、NiOに代表される酸化物セラミックスや、BaTiO3、Pb(ZrxTi1-x)O3、LiCoO2に代表される複合酸化物が挙げられる。また、粒子径については、液中で分散できる大きさ以下であればよい。 About powder type: The powder is not limited as long as it has a hydroxyl group on the surface, but the more hydroxyl group, the better. This is because the reaction amount also increases, and as a result, dispersion is improved. Specifically, oxide ceramics represented by ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , SiO 2 , Fe 2 O 3 , Nb 2 O 5 , Y 2 O 3 , NiO, BaTiO 3 , Examples thereof include composite oxides typified by Pb (Zr x Ti 1-x ) O 3 and LiCoO 2 . Further, the particle diameter may be smaller than the size that can be dispersed in the liquid.

印加電圧としては、高周波、マイクロ波、等の任意のものが利用可能である。また、正電位側のみならず負電位側にもピークを持つ波形も利用可能である。ただし、出力が大きすぎると、有機成分が分解する傾向にあり、小さいとプラズマが発生しない傾向にあるため、10W〜500Wの範囲が好ましい。   As the applied voltage, an arbitrary voltage such as high frequency or microwave can be used. A waveform having a peak not only on the positive potential side but also on the negative potential side can be used. However, when the output is too large, the organic component tends to decompose, and when it is small, the plasma does not tend to be generated, so the range of 10 W to 500 W is preferable.

図4は、本発明の製造方法を実施するための装置の他の一例の要部構成を示す概略図である。図4に示されているように、製造装置1は、さらに、媒質循環機5を備えていてもよい。この媒質循環機5は、媒質循環路5aと、流動ポンプ5bと、湿式解砕機5cと、を備えている。   FIG. 4 is a schematic view showing the main configuration of another example of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 4, the manufacturing apparatus 1 may further include a medium circulator 5. The medium circulator 5 includes a medium circulation path 5a, a flow pump 5b, and a wet crusher 5c.

媒質循環路5aにおける入口5a1は、貯留槽2の底部にて開口するように設けられている。また、媒質循環路5aにおける出口5a2は、貯留槽2の上部にて開口するように設けられている。すなわち、媒質循環路5aは、貯留槽2の底部から媒質Sを導出するとともに、導出された当該媒質Sを貯留槽2の上部に還流させるように設けられている。   An inlet 5 a 1 in the medium circulation path 5 a is provided so as to open at the bottom of the storage tank 2. Further, the outlet 5 a 2 in the medium circulation path 5 a is provided so as to open at the upper part of the storage tank 2. That is, the medium circulation path 5 a is provided so as to lead out the medium S from the bottom of the storage tank 2 and return the derived medium S to the upper part of the storage tank 2.

流動ポンプ5bは、媒質循環路5aにおける入口5a1から出口5a2に向けて媒質Sを送出するように、媒質循環路5aに介装されている。湿式解砕/粉砕機5cは、媒質循環路5aに介装されていて、媒質S中のセラミックス粉末凝集体を解砕/粉砕するようになっている。   The flow pump 5b is interposed in the medium circulation path 5a so as to send the medium S from the inlet 5a1 to the outlet 5a2 in the medium circulation path 5a. The wet crushing / pulverizing machine 5c is interposed in the medium circulation path 5a and crushes / crushes the ceramic powder aggregate in the medium S.

かかる構成の製造装置1においては、流動ポンプ5bの動作によって、貯留槽2内にて媒質Sが流動する(よって、図4に示されている構成においては、攪拌機3は省略され得る。)。このとき、湿式解砕/粉砕機5cにて、媒質S中のセラミックス粉末凝集体が解砕/粉砕される。   In the manufacturing apparatus 1 having such a configuration, the medium S flows in the storage tank 2 by the operation of the flow pump 5b (therefore, the stirrer 3 can be omitted in the configuration shown in FIG. 4). At this time, the ceramic powder aggregate in the medium S is pulverized / pulverized by the wet pulverization / pulverization machine 5c.

本変形例の、流通式の装置構成によれば、解砕と分散剤の強固な付着とを同時かつ連続的に行うことが可能となる。   According to the flow-type apparatus configuration of this modification, it is possible to simultaneously and continuously perform crushing and strong adhesion of the dispersant.

図5は、本発明の製造方法を実施するための装置のさらに他の一例の要部構成を示す概略図である。図5に示されているように、液中プラズマ発生装置4は、媒質循環路5aに介装されていてもよい。すなわち、かかる変形例においては、液中プラズマ発生槽4dが、媒質循環路5aに介装されている。この液中プラズマ発生槽4dには、電極4aを保持した一対の電極ホルダ4bが装着されている。   FIG. 5 is a schematic view showing the main configuration of still another example of an apparatus for carrying out the manufacturing method of the present invention. As shown in FIG. 5, the in-liquid plasma generator 4 may be interposed in the medium circulation path 5a. That is, in this modification, the in-liquid plasma generation tank 4d is interposed in the medium circulation path 5a. A pair of electrode holders 4b holding the electrodes 4a are attached to the submerged plasma generation tank 4d.

本変形例の構成においても、上述の変形例(図4参照)と同様に、解砕と改質とを同時かつ連続的に処理することが可能となる。さらに、本変形例の構成によれば、媒質循環機5の動作によって媒質循環路5aを通過する媒質S中のほとんどの粒子に対して、改質処理を均一かつ良好に施すことが可能になる。   Also in the configuration of the present modification, crushing and reforming can be performed simultaneously and continuously as in the above-described modification (see FIG. 4). Furthermore, according to the configuration of the present modification, it is possible to uniformly and satisfactorily perform the reforming process on most particles in the medium S passing through the medium circulation path 5a by the operation of the medium circulator 5. .

本発明で用いられる原料セラミックス粉末は、媒質に投入される際に、粉末状でもスラリー状でも構わない。後者の場合、セラミックス粉末が分散した状態で媒質に投入されるため、改質がより均一に行われる。この場合の分散方法としては、ビーズを用いた湿式粉砕、ジェットミルや超音波を用いたホモジナイザー、等の、一般的な湿式法を用いることができる。このスラリーを得るための分散媒は、改質時の媒質と同一であっても異なっていてもよく、使用する粉末と相性の良いものを適宜用いることができる。   The raw material ceramic powder used in the present invention may be in the form of powder or slurry when it is put into the medium. In the latter case, since the ceramic powder is dispersed and put into the medium, the modification is performed more uniformly. As a dispersion method in this case, a general wet method such as wet pulverization using beads, a homogenizer using a jet mill or ultrasonic waves, or the like can be used. The dispersion medium for obtaining this slurry may be the same as or different from the medium at the time of modification, and a material having good compatibility with the powder to be used can be used as appropriate.

また、改質後の分散液は、そのままでもよいし、乾燥により粉末化されてもよいし、濃縮等によりペースト化されてもよい。   The modified dispersion may be used as it is, or may be pulverized by drying, or may be made into a paste by concentration or the like.

その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した先行出願や公報の開示内容(明細書及び図面を含む)は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。   Other modifications not specifically mentioned are naturally included in the scope of the present invention as long as they do not change the essential part of the present invention. In addition, in each element constituting the means for solving the problems of the present invention, elements expressed functionally and functionally include the specific structures disclosed in the above-described embodiments and modifications, It includes any structure that can realize this action / function. Furthermore, the disclosure content (including the specification and drawings) of the prior applications and publications cited in this specification may be incorporated as a part of this specification.

1…製造装置 2…貯留槽 3…攪拌機
4…液中プラズマ発生装置
4a…電極 4b…電極ホルダ 4c…電源
4d…液中プラズマ発生槽
5…媒質循環機
5a…媒質循環路 5a1…入口 5a2…出口
5b…流動ポンプ 5c…湿式解砕機
S…媒質
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Manufacturing apparatus 2 ... Reservoir 3 ... Stirrer 4 ... Submerged plasma generator 4a ... Electrode 4b ... Electrode holder 4c ... Power source 4d ... Submerged plasma generator 5 ... Medium circulation machine 5a ... Medium circulation path 5a1 ... Inlet 5a2 ... Outlet 5b ... Fluid pump 5c ... Wet crusher S ... Medium

特開2001−30227号公報JP 2001-30227 A 特開2001−106578号公報JP 2001-106578 A 特開2001−130968号公報JP 2001-130968 A 特開2008−13810号公報JP 2008-13810 A 特許第3925932号公報Japanese Patent No. 3925932

Claims (12)

分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
ラジカル種を生成可能な液体状の媒質中に、原料セラミックス粉末、及び当該原料セラミックス粉末を所定の分散媒に分散させるための分散剤を投入し、
前記原料セラミックス粉末及び前記分散剤が投入された前記媒質を流動させた状態で、当該媒質を加熱しつつ当該媒質中にて前記ラジカル種を生成する
ことを特徴とする、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility, comprising:
In a liquid medium capable of generating radical species, raw material ceramic powder, and a dispersant for dispersing the raw material ceramic powder in a predetermined dispersion medium,
A ceramic with improved dispersibility, wherein the radical species are generated in the medium while heating the medium in a state where the medium into which the raw material ceramic powder and the dispersant are introduced is flowed Powder manufacturing method.
請求項1に記載の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
前記原料セラミックス粉末をあらかじめスラリー状にしてから前記媒質中に投入することを特徴とする、
分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility according to claim 1,
The raw ceramic powder is preliminarily made into a slurry and then charged into the medium.
A method for producing ceramic powder with improved dispersibility.
請求項1又は請求項2に記載の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
前記媒質中に浸漬された一対の電極間に電圧を印加して当該媒質中にてプラズマを発生させることで、当該媒質を加熱しつつ当該媒質中にて前記ラジカル種を生成させ、
前記原料セラミックス粉末をプラズマ発生部から1mm以上、20mm以内に供給することを特徴とする、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder having improved dispersibility according to claim 1 or 2,
By generating a plasma in the medium by applying a voltage between a pair of electrodes immersed in the medium, the radical species is generated in the medium while heating the medium,
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility, characterized in that the raw ceramic powder is supplied within a range of 1 mm to 20 mm from a plasma generating portion.
請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1項に記載の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
前記媒質は水溶液であることを特徴とする、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility according to any one of claims 1 to 3,
The method for producing a ceramic powder with improved dispersibility, wherein the medium is an aqueous solution.
請求項4に記載の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
前記ラジカル種はOH・及び/又はH・であることを特徴とする、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility according to claim 4,
The method for producing a ceramic powder having improved dispersibility, wherein the radical species is OH · and / or H ·.
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1項に記載の、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法であって、
前記分散剤がカルボキシル基を有することを特徴とする、分散性の向上したセラミックス粉末の製造方法。
A method for producing a ceramic powder with improved dispersibility according to any one of claims 1 to 5,
The method for producing a ceramic powder with improved dispersibility, wherein the dispersant has a carboxyl group.
セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
ラジカル種を生成可能な液体状の媒質中に、原料セラミックス粉末、及び当該原料セラミックス粉末を所定の分散媒に分散させるための分散剤を投入し、
前記原料セラミックス粉末及び前記分散剤が投入された前記媒質を流動させた状態で、当該媒質を加熱しつつ当該媒質中にて前記ラジカル種を生成することで、前記原料セラミックス粉末の表面を前記分散剤によって改質した改質後セラミックス粉末を得て、
得られた前記改質後セラミックス粉末を前記分散媒中に分散させることを特徴とする、
セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder,
In a liquid medium capable of generating radical species, raw material ceramic powder, and a dispersant for dispersing the raw material ceramic powder in a predetermined dispersion medium,
The surface of the raw ceramic powder is dispersed by generating the radical species in the medium while heating the medium in a state in which the medium in which the raw ceramic powder and the dispersant are charged is flowed. Obtain the modified ceramic powder modified by the agent,
The obtained modified ceramic powder is dispersed in the dispersion medium,
A method for producing a dispersion of ceramic powder.
請求項7に記載の、セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
前記原料セラミックス粉末をあらかじめスラリー状にしてから前記媒質中に投入することを特徴とする、
セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder according to claim 7,
The raw ceramic powder is preliminarily made into a slurry and then charged into the medium.
A method for producing a dispersion of ceramic powder.
請求項7又は請求項8に記載の、セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
前記媒質中に浸漬された一対の電極間に電圧を印加して当該媒質中にてプラズマを発生させることで、当該媒質を加熱しつつ当該媒質中にて前記ラジカル種を生成させ、
前記原料セラミックス粉末をプラズマ発生部から1mm以上、20mm以内に供給することを特徴とする、セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder according to claim 7 or claim 8,
By generating a plasma in the medium by applying a voltage between a pair of electrodes immersed in the medium, the radical species is generated in the medium while heating the medium,
A method for producing a dispersion of ceramic powder, characterized in that the raw material ceramic powder is supplied within a range of 1 mm to 20 mm from a plasma generating portion.
請求項7ないし請求項9のうちのいずれか1項に記載の、セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
前記媒質は水溶液であることを特徴とする、セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder according to any one of claims 7 to 9,
The method for producing a dispersion of ceramic powder, wherein the medium is an aqueous solution.
請求項10に記載の、セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
前記ラジカル種はOH・及び/又はH・であることを特徴とする、セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder according to claim 10,
The method for producing a dispersion of ceramic powder, wherein the radical species is OH · and / or H ·.
請求項7ないし請求項11のうちのいずれか1項に記載の、セラミックス粉末の分散液の製造方法であって、
前記分散剤がカルボキシル基を有することを特徴とする、セラミックス粉末の分散液の製造方法。
A method for producing a dispersion of ceramic powder according to any one of claims 7 to 11,
The method for producing a dispersion of ceramic powder, wherein the dispersant has a carboxyl group.
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