JP7260516B2

JP7260516B2 - 一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法

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Publication number: JP7260516B2
Application number: JP2020155278A
Authority: JP
Inventors: 悠介柏谷
Original assignee: Osaka Titanium Technologies Co Ltd
Current assignee: Osaka Titanium Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2020-09-16
Publication date: 2023-04-18
Anticipated expiration: 2040-09-16
Also published as: JP2022049196A

Description

本発明は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法に関する。

「ＳｉＯ製造用原料の供給を受け、供給された原料を加熱することで反応させてＳｉＯガスを生成する反応部；及び内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材を内部空間に備え、少なくとも一面に設けられた流入口を通って前記反応部で生成されたＳｉＯガスが流れ込み、流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材の表面に蒸着させてＳｉＯ蒸着物を回収する回収部を含むＳｉＯ製造装置」が過去に提案されている（例えば、特表２０１６－５１９０４６号公報等参照）。

特表２０１６－５１９０４６号公報

特許文献１に記載のＳｉＯ製造装置では、ＳｉＯ製造用原料を貯蔵して反応部に供給するための供給部が構成されている。そして、供給部内のＳｉＯ製造用原料が反応部に自動的に（連続的に）投入され、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが発生する。しかし、かかる場合、発生した一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスの一部が供給部内に逆流して蒸着するおそれがある。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが供給部に蒸着して堆積していくと、ＳｉＯ製造用原料が供給部内で滞留しやすくなってしまう。この結果、ＳｉＯ製造用原料の歩留りが低下するおそれがある。

本発明の課題は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料の歩留りの低下を防止することができる一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法を提供することである。

本発明の第１局面に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法は、原料供給部内の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料を反応室に連続的に投入する際に一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料の投入方向に向かうように不活性ガスを原料供給部に流通させる。また、不活性ガスの流通量は、反応室内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように制御される。

上記方法によれば、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが原料供給部内に逆流して蒸着することを防止することができ、延いては、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料が原料供給部内で滞留することを防止することができる。このため、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料の歩留りの低下を防止することができる。また、上記方法によれば、不活性ガスの流通量は、反応室内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように制御される。このため、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが発生する反応が適正に進み、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを連続的に発生させることができる。なお、ここで、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料は、例えば、「ケイ素（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との混合粉末」や「ケイ素（Ｓｉ）とケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５等）等のケイ酸塩との混合粉末」等である。また、不活性ガスは、例えば、希ガス（ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等）、窒素（Ｎ_２）ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）ガス等であり、アルゴン（Ａｒ）であることが好ましい。

本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法を用いて活物質粒体を製造するための装置の概略図である。

本実施の形態では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを発生させるための一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒとして、例えば、「ケイ素（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との混合粉末」や「ケイ素（Ｓｉ）とケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５等）等のケイ酸塩との混合粉末」が用いられる。「ケイ素（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との混合粉末」は、酸化ケイ素粒体を製造する場合に用いられ、加熱処理されることによって一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを発生する。「ケイ素（Ｓｉ）とケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５等）等のケイ酸塩との混合粉末」は、金属元素含有酸化ケイ素粒体を製造する場合に用いられ、加熱処理されることによってリチウム（Ｌｉ）元素入りの一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを発生する。なお、ケイ酸リチウムは、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）との複合酸化物であり、モル比でＬｉ_２Ｏ／ＳｉＯ_２＜２であることが好ましく、Ｌｉ_２Ｏ／ＳｉＯ_２≦１であることがより好ましく、Ｌｉ_２Ｏ／ＳｉＯ_２≦０．５であることが特に好ましい。また、金属元素としては、リチウム（Ｌｉ）以外にナトリウム（Ｎａ）等のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属といった、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）を還元し酸素を安定化することのできる元素であってもよい。

そして、本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法によって一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを発生させ、後述する工程を経て、活物質粒体が製造される。このような活物質粒体としては、例えば、リチウムイオン二次電池の電極（特に、負極）の活物質として用いられる酸化ケイ素粒体や金属元素含有酸化ケイ素粒体等である。

ところで、本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法を用いて活物質粒体を最終的に製造するために、図１に示されるような蒸着装置１００が用いられることが好ましい。蒸着装置１００は製造費用抑制等の観点から優れている。以下、蒸着装置１００について詳述する。

蒸着装置１００は、図１に示されるように、主に、ルツボ１１０、ヒータ１２０、蒸着ドラム１３０、スクレーパ１４１、粒体ガイド１４３、チャンバ１５０、原料供給ホッパ１６０、不活性ガスタンク１６１、不活性ガス投入ライン１６２、原料導入管１７０、回収容器１８０、第１バルブＶＬ１および第２バルブＶＬ２から構成されている。

ルツボ１１０は、図１に示されるように天壁の中央部分が開口する耐熱容器であって、チャンバ１５０に設置されている。また、このルツボ１１０の天壁の周囲部の一箇所に貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔には原料導入管１７０が挿通されている。すなわち、原料供給ホッパ１６０内の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、原料導入管１７０を通ってルツボ１１０に供給されている。また、このルツボ１１０の天壁の上側には、ガスガイドＧｇが配設されている。このガスガイドＧｇは、ルツボ１１０で発生する一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを蒸着ドラム１３０に導く部材であって、図１に示される通り、天壁の中央部分を囲むように天壁の上面に設置されている。

ヒータ１２０は、ルツボ１１０を高温加熱するためのものであって、ルツボ１１０の外周を取り込むように配設されている。

蒸着ドラム１３０は、例えば、円筒形状の水平ドラムであって、図１に示されるように、ルツボ１１０の天壁の開口ＯＰの上方に配設されており、その下部がガスガイドＧｇに囲まれている。そして、この蒸着ドラム１３０は、図示されない駆動機構により一方向に回転駆動される。なお、この蒸着ドラム１３０には、外周面を一定温度に保つための温度調節器（図示せず）が設けられている。この温度調節器は、外部から供給される冷却媒体により、蒸着ドラム１３０の外周面温度を、蒸着源ガスの蒸着に適した温度に冷却する。また、蒸着ドラム１３０の外周面温度は、蒸着ドラム上に残った析出物の上に堆積する析出物の結晶性に影響を与え得る。この温度が低すぎると、析出物の組織構造が疎になりすぎるおそれがあり、反対に高すぎると不均化反応による結晶成長が進行するおそれがある。一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが蒸着する場合、この温度は、９００℃以下であることが好ましく、１５０℃以上８００℃以下の範囲内であることがより好ましく、１５０℃以上７００℃以下の範囲内であることが特に好ましい。

スクレーパ１４１は、蒸着ドラム上に形成される薄膜を蒸着ドラム１３０から掻き取る役目を担う部材である。掻き落とされた薄膜片（活物質粒体）は、粒体ガイド１４３に落下する。また、このスクレーパ１４１の材質は活物質粒体の不純物汚染に影響する。その影響を抑制する観点から、スクレーパ１４１の材質はステンレス鋼やセラミックスであることが好ましく、セラミックスであることが特に好ましい。また、このスクレーパ１４１は、蒸着ドラム１３０の外周面に接触させないのがよい。回収される活物質粒体に、蒸着ドラム１３０とスクレーパ１４１との直接接触により生じ得る不純物汚染が混入することを防止することができるからである。

粒体ガイド１４３は、例えば、振動式の搬送部材であって、図１に示されるように、蒸着ドラム１３０の近傍からチャンバ１５０の回収部１５２に向かうに従って下方に傾斜するように配設されており、その上方に配設されるスクレーパ１４１により掻き落とされる薄膜片を受けてチャンバ１５０の回収部１５２へと送る。

チャンバ１５０は、図１に示されるように、主に、チャンバ本体部１５１、回収部１５２および排気管１５３から形成されている。チャンバ本体部１５１は、図１に示されるように内部に析出室ＲＭを有する箱状部位であって、ルツボ１１０、ヒータ１２０、蒸着ドラム１３０、スクレーパ１４１および粒体ガイド１４３を収容している。なお、析出室ＲＭには、析出室ＲＭ内の圧力を測定するための圧力計（図示せず）が配設されている。回収部１５２は、図１に示されるように、チャンバ本体部１５１の側壁から外方に突出する部位であって、チャンバ本体部１５１の析出室ＲＭに連通する空間を有している。なお、上述の通り、この回収部１５２には、粒体ガイド１４３の先端部位が位置している。

原料供給ホッパ１６０は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料供給源であって、図１に示されるように、出口が原料導入管１７０に接続されている。すなわち、原料供給ホッパ１６０に投入された一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、適当なタイミングで原料導入管１７０を介してルツボ１１０に連続的に供給される。ルツボ１１０に供給された一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスとなる。なお、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒがルツボ１１０に連続的に供給される際に、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスが流通する。

不活性ガスタンク１６１は、不活性ガス供給源であって、図１に示されるように、出口が不活性ガス投入ライン１６２に接続されている。上述の通り、原料供給ホッパ１６０内に投入された一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒがルツボ１１０に連続的に供給される際に、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスが流通する。

不活性ガス投入ライン１６２は、不活性ガスタンク１６１内の不活性ガスを原料供給ホッパ１６０に流通させるための配管であって、原料供給ホッパ１６０と不活性ガスタンク１６１とを接続している。

原料導入管１７０は、原料供給ホッパ１６０に投入されている一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒをルツボ１１０に連続的に投入するための丸孔状のノズルであって、ルツボ１１０の天板部の中央部分において上方に口を向けるように配設されている。

回収容器１８０は、第１バルブＶＬ１および第２バルブＶＬ２を通過してきた薄膜片を回収するための容器である。

第１バルブＶＬ１および第２バルブＶＬ２は、開閉により回収容器１８０への薄膜片の回収量を調整するためのものであって、チャンバ１５０の回収部１５２と回収容器１８０とを繋ぐ回収管１９０に設けられている。

以下、本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法および上述の蒸着装置１００を用いて、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒからリチウムイオン二次電池用負極材に利用される酸化ケイ素粒体や金属元素含有酸化ケイ素粒体を最終的に製造する場合について説明する。

まず、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、原料供給ホッパ１６０に投入される。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、原料供給ホッパ１６０から原料導入管１７０を介して析出室ＲＭ内のルツボ１１０に連続的に投入される。この際、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスを乱流、層流または渦流で流通させる。なお、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが析出室ＲＭ内で発生しなくなるまで、析出室ＲＭ内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように、不活性ガスの流通量が制御される。上述の通り、析出室ＲＭ内の圧力は、析出室ＲＭに配設された圧力計で測定される。なお、不活性ガスとして、アルゴン（Ａｒ）が使用されることが好ましい。

次に、析出室ＲＭ内のルツボ１１０に投入された一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、ヒータ１２０によって加熱される。析出室ＲＭ内の温度は一酸化ケイ素（ＳｉＯ）の反応速度に影響し、同温度が低すぎると反応速度が遅くなり、同温度が高すぎると一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの融解による副反応進行や、エネルギー効率低下等が懸念される。また、同温度がルツボ１１０の損傷につながることも懸念される。この観点から、析出室ＲＭ内の温度は、１０００℃以上１６００℃以下の範囲内であることが好ましく、１１００℃以上１５００℃以下の範囲であることがより好ましく、１１００℃以上１４００℃以下の範囲内であることが特に好ましい。

以上の通り、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを加熱処理することで、ルツボ１１０内の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒから一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが連続的に発生する。一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスは、ガスガイドＧｇを通って蒸着ドラム１３０に供給される。そして、この際、蒸着ドラム１３０が、駆動源によって回転駆動されている。なお、蒸着ドラム１３０の外周面の温度は、析出室ＲＭ内の温度より低く設定されている。より詳しくは、同温度は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスの凝縮温度より低く設定されている。この設定により、ルツボ１１０から生じる一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが、回転する蒸着ドラム１３０の外周面に蒸着し析出して堆積する。そして、蒸着ドラム１３０上に薄膜が形成される。そして、蒸着ドラム１３０上の薄膜とスクレーパ１４１とが接触することで、蒸着ドラム１３０から薄膜が掻き取られる。なお、掻き取られた薄膜の欠片（活物質粒体）は蒸着ドラム１３０の外周面に沿って粒体ガイド１４３に落下していく。

このように、本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法および上述の蒸着装置１００を用いて、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒから活物質粒体を最終的に製造することができる。

なお、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの含水率が高い（例えば、０．６重量％超）場合、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを加熱処理する際に多量の水蒸気（Ｈ_２０）および多量の水素（Ｈ_２）ガス等が発生することがある。多量の水蒸気（Ｈ_２０）および多量の水素（Ｈ_２）ガス等が発生すると、析出室ＲＭ内の圧力が上昇するおそれがある。このため、本実施の形態において、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、あらかじめ乾燥処理されていてもよい。乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの含水率は、０．６重量％以下であることが好ましく、０．３重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以下であることがより好ましい。なお、乾燥処理方法として、加熱乾燥や減圧乾燥等が挙げられる。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、例えば加熱乾燥による乾燥処理される場合においては、１時間以上２４０時間以下の範囲内、１００℃以上４００℃以下の範囲内で乾燥処理されることが好ましく、４時間以上１２０時間以下の範囲内、２００℃以上３５０℃以下の範囲内で乾燥処理されることがより好ましい。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、例えば減圧乾燥による乾燥処理される場合においては、１２時間以上１２０時間以下の範囲内、１０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内となるように真空ポンプで圧力が管理された減圧下で乾燥処理されることが好ましく、１２時間以上２４０時間以下の範囲内、０．１Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内となるように真空ポンプで圧力が管理された減圧下で乾燥処理されることがより好ましい。なお、乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは密閉、もしくは真空下で保管されることが好ましい。

なお、乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒが大気に暴露しないように原料供給ホッパ１６０に投入されることが好ましい。大気中の水分が乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒに吸着するおそれがあるからである。ここで、乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒが大気に暴露しないように、例えば、「一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを乾燥させるための乾燥機構」および「乾燥処理後の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを原料供給ホッパ１６０に供給するための供給管」が蒸着装置１００に構成されてもよい。

なお、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが析出室ＲＭ内で発生しなくなるまで、析出室ＲＭ内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように、不活性ガスの流通量が制御されているが、不活性ガスの流通量および不活性ガスの流速の少なくとも一方が制御されてもよい。

＜本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法の特徴＞
（１）
本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒは、原料供給ホッパ１６０から原料導入管１７０を介して析出室ＲＭ内のルツボ１１０に連続的に投入される。この際、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスを流通させる。このため、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが原料導入管１７０内に、場合によっては原料供給ホッパ１６０内まで逆流して蒸着することを防止することができる。このため、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒが原料導入管１７０等で滞留することを防止することができる。したがって、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの歩留りの低下を防止することができる。

（２）
本発明の実施の形態に係る一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが析出室ＲＭ内で発生しなくなるまで、析出室ＲＭ内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように、不活性ガスの流通量が制御される。このため、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法では、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが発生する反応が阻害されず、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスを連続的に発生させることができる。

＜実施例および比較例＞
以下、本発明をより詳細に説明するために実施例および比較例を示すが、本発明がこの実施例に限定されることはない。

二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とケイ素（Ｓｉ）とを含有する一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒ（重量：５００ｇ、含水率：０．０５重量％）を用いた。そして、図１に示される蒸着装置１００を用いて、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを原料供給ホッパ１６０に投入した後、析出室ＲＭ内（温度１３００℃）のルツボ１１０に４ｇ／分の投入速度で連続的に投入した。この際、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０にアルゴン（Ａｒ）を流通させた。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが発生しなくなるまで、析出室ＲＭ内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように、アルゴン（Ａｒ）の流通量を制御した。なお、このとき、原料供給ホッパ１６０内の圧力は、５Ｐａ以上１２０Ｐａ以下の範囲内であった。そして、酸化ケイ素粒体が製造されなくなった時、回収容器１８０内の酸化ケイ素粒体の重量は４７０ｇであった。以上より、反応率（製造された酸化ケイ素粒体の重量／一酸化ケイ素ガス発生原料Ｓｒの重量×１００）は９４％となった。また、原料導入管１７０の内側の状態を目視で確認したところ、蒸着物はほとんど観察されなかった。

ケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５）とケイ素（Ｓｉ）とを含有する一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒ（重量：５００ｇ、含水率：０．０５重量％）を用いた。そして、図１に示される蒸着装置１００を用いて、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを原料供給ホッパ１６０に投入した後、析出室ＲＭ内（温度１３００℃）のルツボ１１０に４ｇ／分の投入速度で連続的に投入した。この際、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０にアルゴン（Ａｒ）を流通させた。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガスが発生しなくなるまで、析出室ＲＭ内の圧力が０Ｐａ以上１００Ｐａ以下の範囲内になるように、アルゴン（Ａｒ）の流通量を制御した。なお、このとき、原料供給ホッパ１６０内の圧力は、５Ｐａ以上１２５Ｐａ以下の範囲内であった。そして、金属含有酸化ケイ素粒体が製造されなくなった時、回収容器１８０内の金属含有酸化ケイ素粒体の重量は４６２ｇであった。以上より、反応率（製造された金属元素含有酸化ケイ素粒体の重量／一酸化ケイ素ガス発生原料Ｓｒの重量×１００）は９２％となった。また、原料導入管１７０の内側の状態を目視で確認したところ、蒸着物はほとんど観察されなかった。

（比較例１）
二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）とケイ素（Ｓｉ）とを含有する一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒ（重量：５００ｇ、含水率：０．０５重量％）を用いた。そして、図１に示される蒸着装置１００を用いて、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを原料供給ホッパ１６０に投入した後、析出室ＲＭ内（温度１３００℃）のルツボ１１０に４ｇ／分の投入速度で連続的に投入した。比較例１では、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスを流通させない。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して酸化ケイ素粒体が製造されなくなった時、回収容器１８０内の酸化ケイ素粒体の重量は２０１ｇであった。以上より、反応率（製造された酸化ケイ素粒体の重量／一酸化ケイ素ガス発生原料Ｓｒの重量×１００）は４０％となった。また、原料導入管１７０の内側の状態を目視で確認したところ、蒸着物が生じ、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒのルツボ１１０への投入が妨げられていた。

（比較例２）
ケイ酸リチウム（Ｌｉ_２Ｓｉ_２Ｏ_５）とケイ素（Ｓｉ）とを含有する一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒ（重量：５００ｇ、含水率：０．０５重量％）を用いた。そして、図１に示される蒸着装置１００を用いて、この一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒを原料供給ホッパ１６０に投入した後、析出室ＲＭ内（温度１３００℃）のルツボ１１０に４ｇ／分の投入速度で連続的に投入した。比較例２では、不活性ガスタンク１６１から不活性ガス投入ライン１６２を介して原料供給ホッパ１６０に不活性ガスを流通させない。そして、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒの連続投入が終了して金属含有酸化ケイ素粒体が製造されなくなった時、回収容器１８０内の金属含有酸化ケイ素粒体の重量は１７０ｇであった。以上より、反応率（製造された金属元素含有酸化ケイ素粒体の重量／一酸化ケイ素ガス発生原料Ｓｒの重量×１００）は３４％となった。また、原料導入管１７０の内側の状態を目視で確認したところ、蒸着物が生じ、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料Ｓｒのルツボ１１０への投入が妨げられていた。

１００蒸着装置
１１０ルツボ
１２０ヒータ
１３０蒸着ドラム
１４１スクレーパ
１４３粒体ガイド
１５０チャンバ
１５１チャンバ本体部
１５２回収部
１５３排気管
１６０原料供給ホッパ（原料供給部）
１６１不活性ガスタンク
１６２不活性ガス投入ライン
１７０原料導入管（原料供給部）
１８０回収容器
１９０回収管
Ｇｇガスガイド
ＯＰ開口
ＲＭ析出室（反応室）
Ｓｒ一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料
ＶＬ１第１バルブ
ＶＬ２第２バルブ

Claims

原料供給部内の一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料を反応室に連続的に投入する際に前記一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス発生原料の投入方向に向かうように不活性ガスを前記原料供給部に流通させ、
前記不活性ガスの流通量は、前記反応室内の圧力が１００Ｐａ以下になるように制御される
一酸化ケイ素（ＳｉＯ）ガス連続発生方法。