JPS6331533A - 有機化合物超微粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は有機化合物超微粒子の製造方法、特に常温、
常圧で固体の有機化合物の超微粒子化物の製造方法に関
するものである。

〔従来の技術〕

有機化合物の均一な水分散系の製造、医薬や化粧品とし
て皮膚、腸管などからの吸収、粉末加工、同−同、同一
液または固−気反応などにおいては、有機化合物を超微
粒子化する必要があり、粒径としては１０人から数百人
が適する。

有機化合物の微粒子化に関しては、従来、極低温で機械
的に粉砕する方法、融解または溶媒に溶解後、不溶性溶
媒中に分散させる方法、乳化重合による方法などがある
。

一方、有機化合物を１０′″’　Ｔｏｒｒ以下の真空下
で加熱して蒸着膜を得る方法が開示されている（特開昭
５９−１７７３６４号）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の有機化合物の微粒子化方法によれ
ば、いずれの場合も生成する粒子の粒径が大きくて２０
−１００μ〜程度であり、１μｍ以下にすることはでき
ない、また乳化重合法は特定の化合物に限定されるなど
の問題点がある。

また真空蒸着の場合には有機化合物の薄膜が得られるが
、超微粒子化はできない。

この発明は上記問題点を解決するためのもので、有機化
合物を１μｍ以下の微粒子にすることができる有機化合
物超微粒子の製造方法を提案することを目的としている
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、有機化合物を不活性ガスの存在下、かつ１
０４〜１０００Ｔｏｒｒの圧力下で加熱して気化させ、
不活性ガス流中で凝集させることを特徴とする有機化合
物超微粒子の製造方法である。

本発明において超微粒子化を行う有機化合物としては特
に制限はないが、一般的には常温、常圧において固体で
、加熱により分解しない物質がその対象となり、加熱反
応生成物が目的物である場合も含まれる。このような有
機化合物の例としては、長鎖のアルカン、アルケン、ア
ルキン、脂肪族アミン、アミド、脂肪族アルコール、脂
肪酸およびその誘導体、芳香環を有する色素、有機金属
錯体などがあげられる。

不活性ガスはキャリアガスとなるもので、アルゴン、ネ
オン、窒素などの一般的な不活性ガスが使用できる。こ
の不活性ガスは密閉容器（ベルジャ）中に充満させ、酸
素を遮断した状態で有機化合物の気化を行う。不活性ガ
スを容器に充満させるためには、容器を１０−’Ｔｏｒ
ｒ以下、好ましくは１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以下の真空にした
後、不活性ガスを導入する。

有機化合物の気化は融解、蒸発のほかに直接昇華によっ
てもよい。このような気化は、不活性ガスを充満した密
閉容器内に試料を挿入し、１０−２〜１０００Ｔｏｒｒ
の圧力下で加熱することにより行う。

例えば試料容器の下１〜５ｃｍの位置に配置したヒータ
により試料容器に収容した有機化合物を加熱すると、ヒ
ータから生じる熱によりガスの対流が起こり、ガス流に
沿って温度勾配が生じる。そして、ヒータの加熱により
生じた熱ガスおよびヒータからの赤外線によって試料が
加熱されて、融解、蒸発または直接昇華により気化する
。

気化した試料分子はガス流に沿って上昇するが、移動中
に分子同士が衝突を行いながら凝集し、その際、分子の
会合、あるいは大きくなりすぎた分子凝集体の解離によ
り超微粒子が生じる。そしてヒータから生じる熱により
、ガス流の方向に温度勾配が生じるため、試料容器から
の距離により、成長した超微粒子の粒径が変化する。す
なわち分子の会合により粒径１０〜５０人前後の単結晶
超微粒子が生じ、高真空の場合、固体表面に付着させる
と薄膜状に成長しやすいが、本発明ではキャリアガスが
存在するので、超微粒子の状態で捕捉することができる
。試料から若干離れた領域では上記単結晶超微粒子が凝
集した１０００人前後の超微粒子が生じ、固体表面に付
着させると煤状に付着する。

試料からさらに離れた領域では、１００人前後に成長し
た超微粒子が集合してクラスタ状の超微粒子会合体を形
成する。

そこでガス流に沿って固体表面を配置すると、試料容器
から同距離の部分の固体表面に同じ粒径の超微粒子が付
着する。この場合、それぞれの超微粒子は不活性ガス（
キャリアガス）によって隔離されているため、真空蒸着
の場合のように薄膜を形成せず、超微粒子が集合状態で
付着するため、これを掻取ることにより任意の粒径の超
微粒子を得ることができる。

もちろん粒径は導入ガスのガス圧にも関係する。

すなわち圧力が低いと単結晶超微粒子の衝突する機会が
少なくなるため凝集が起こりにくく、粒径は小さくなる
。そして圧力が１０″”　Ｔｏｒｒより低いと分子が衝
突することなく直接固体表面に到達して蒸着膜を形成す
るため、超微粒子化することはできない。加熱時の圧力
は試料の分子量および分子の構造により決定されるが、
一般的には１０−２〜１０００Ｔｏｒｒである。

第１図は製造装置の一例を示す構成図、第２図はその一
部の断面図である０図において、１は容器で、弁２を有
する排気系３および弁４を有する不活性ガス導入系５が
接続している。６は線状の試料ホルダ（ボート）で、容
器１内に水平方向に配置され、その下に平行に線状のヒ
ータ７が配置されている。８は微粒子捕捉手段としての
固体表面で、金網によって板状に形成されている。

上記の装置において、試料ホルダ６に線状に試料９を入
れ、弁２を開き、弁４を閉じて排気系３から真空引きし
、容器１内を１０−’　Ｔｏｒｒ以下にしたのち、弁４
を開いて不活性ガス導入系５から不活性ガスを導入して
容器１内に充満させる。続いてヒータ７により加熱を行
うと、ヒータ７付近のガスは加熱されて上昇し、キャリ
アガスとなって試料ホルダ６および固体表面８を通って
対流が起こる。

このときのガス流１０は第２図に示すようになり。

このガス流１０に沿った平面内にガス流１０の方向に温
度勾配が発生し、試料ホルダ６上の試料９からの距離に
応じて高さ方向に同一温度域を形成する。

従って試料ホルダ６上の試料９は加熱により融解、蒸発
または昇華して気化し、キャリアガスに伴われて上昇す
る。この間分子の会合により単結晶超微粒子が析出し、
この超微粒子の会合、凝集などにより次第に粒径が大き
くなり、試料９からの距離に応じて同一粒径の超微粒子
として固体表面８に付着する。

試料ホルダ６およびヒータ７として線状のものを用いる
と、平面状にガス流１０を形成するとともに、試料９か
らの距離に応じて同一温度域を形成するため、その面内
において分子の凝集を促し、平面状の固体表面８により
超微粒子を捕捉するのに便利である。固体表面８はガス
流１０内に配置される形状とすればよいが、平面状に形
成すると。

空間利用率を高くすることができる。また固体表面８は
超微粒子が付着するための捕捉面を提供するものである
から、金網のように表面積が大きいものが望ましい。

ヒータ７による加熱温度は容器１内の真空度にもよるが
、試料９が蒸発または昇華する温度でよい、加熱反応に
よる生成物を超微粒子化する場合は原料を試料ホルダ６
に入れて加熱する。また固体表面８は必要により冷却し
、超微粒子の付着を容易にする。固体表面８に付着した
超微粒子は掻取により採取できるが、ガスの対流を乱さ
ないようにすることが必要である。

得られる超微粒子は試料の種類、圧力等により異なるが
、　１００人ないし１μ閣程度のものが得られ。

圧力が高いほど粒径は小さい、こうして得られる超微粒
子は粒径が極めて小さく、水への均一分散、医薬、化粧
用として吸収性の改善、微粉末加工などの新しい分野へ
の応用が可能である。

［発明の効果〕 本発明によれば、有機化合物を不活性ガスの存在下で気
化させて不活性ガス流中で凝集させるようにしたので、
１μ躊以下の有機化合物超微粒子を製造することができ
る。

〔実施例〕

次に実施例により本発明を説明する６ 実施例１ 図面の装置を使用し、試料ホルダ６に試料９としてステ
アリルアルコールをのせ、固体表面８として、試料ホル
ダ６の上部１．２．３および４ｃｍの距離に非晶質カー
ボン膜を張った４００メツシユの銅網を設置し、容器１
内を真空（１０−’　Ｔｏｒｒ）にした。その後、アル
ゴンガスを不活性ガス導入系５から導入し、容器１内圧
を１０〜１００Ｔｏｒｒとした。

次にヒータ７で間接加熱してサンプル温度を１００℃前
後にすると、カーボン膜に超微粒子が付着した。電子類
１１１鏡観察により粒径を測定すると、２および３　ｃ
’ｔｍの距離においたカーボン膜上の粒径は１００〜１
０００人であった。

実施例２ 実施例１と同じ装置を用い、試料ホルダ６上にトリアコ
ンタノールをのせ、試料ホルダ６の上部４ｃｍの距離に
カーボン膜を張った４００メツシユの銅網を設置し、容
器１内圧を１０−’Ｔｏｒｒにした。その後窒素ガスを
不活性ガス導入系５から導入し、容器１内圧を０．ＩＴ
ｏｒｒにした。ついでヒータ７で加熱し、サンプルを昇
華させた。第３図はカーボン膜上の超微粒子の結晶構造
を示す電子類′＃鏡写真であり、粒径は２００〜５００
人であった。

実施例３ 実施例１と同じ装置を用い、試料ホルダ６上にステアリ
ン酸をのせ、試料ホルダ６の上部１ｃｍの距離にカーボ
ンを支持した４００メツシユの銅網を設置し、容器１内
圧を１Ｏ−３Ｔｏｒｒにした。その後、窒素ガスを導入
して容器１の内圧を大気圧にし、ヒータ７で加熱してサ
ンプルを昇華させ、カーボン膜に付着させた。電子顕微
鏡で測定すると、粒径は１００人であった。

実施例４ 実施例１と同じ装置を用い試料ホルダ６上にサリチル酸
をのせ、試料ホルダ６の上部２，３および４ｃｍの距離
に電子顕微鏡測定用のカーボン膜を付着させた４００メ
ツシユの銅網を設置し、容器１の内圧を１０−’Ｔｏｒ
ｒにした。この後窒素ガスを導入して容器１の内圧を１
００Ｔｏｒｒにし、ヒータ７で加熱してサンプルを蒸発
させ、カーボン膜に付着させた。第４図（ａ）〜（ｃ）
はその結晶構造を示す電子顕微鏡写真、第５図（ａ）、
（ｂ）はＸ線回折図を示す。

第４図（ａ）は蒸発源からの距離が２ｃ＋ｓで短く、蒸
発したサンプルの単結晶超微粒子がカーボン膜上にその
ままきれいに並んで付着している。（ｂ）は距離が３ｃ
ｍの場合で、単結晶超微粒子がガス流にのって移動する
間に会合して成長し、１０　Ｘ　１０　Ｘ１０００人の
超微粒子を形成している。（ｃ）は距離が４ｃｍの場合
で、さらに結晶が成長し、１０　ｘ　１０　ｘ１５００
人の超微粒子となっている。

第５図（ａ）は試料のＸ線回折図、（ｂ）は上記３ｃｍ
の距離の場所に付着した超微粒子のＸ線回折図で、いず
れも同位置にピークを有し、同一の結晶であることがわ
かる。

比較例 実施例１において圧力を１０−’　Ｔｏｒｒとして同様
に実施したが、蒸着膜になり、微粒子として回収できな
かった。

【図面の簡単な説明】

第１図は製造装置の一例を示す構成図、第２図はその一
部の断面図、第３図は実施例２における結晶構造を示す
電子類＃ｌ鏡写真、第４図（ａ）〜（ｃ）は実施例４に
おける結晶構造を示す電子顕微鏡写真、第５図（ａ）、
（ｂ）は同じ〈実施例４における結果を示すＸ線回折図
である。 １・・・容器、３・・・排気系、５・・・不活性ガス導
入系、６・・・試料ホルダ、７・・・ヒータ、８・・・
固体表面、９・・τ試料、１０・・・ガス流。 代理人　弁理士　柳　原　　　成 第４図（ａ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機化合物を不活性ガスの存在下、かつ１０＾−
   ＾２〜１０００Ｔｏｒｒの圧力下で加熱して気化させ、
   不活性ガス流中で凝集させることを特徴とする有機化合
   物超微粒子の製造方法。
2. （２）有機化合物が常温、常圧で固体のものである特許
   請求の範囲第１項記載の有機化合物超微粒子の製造方法
   。
3. （３）気化が蒸発または昇華によるものである特許請求
   の範囲第１項または第２項記載の有機化合物超微粒子の
   製造方法。