KR20060082377A

KR20060082377A - 열 제조된 이산화규소 분말 및 그의 분산액

Info

Publication number: KR20060082377A
Application number: KR1020050015270A
Authority: KR
Inventors: 카이 슈마허; 하우케 자콥센; 랄프 브란데스; 마티아스 로크니아; 다께요시 시바사끼; 나루야스 이시바시
Original assignee: 데구사 아게
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-02-24
Publication date: 2006-07-18
Also published as: ES2353505T3; CN1803606B; DE102005001410A1; KR100644314B1; US7537833B2; EP1681265A2; ATE485239T1; DE502005010410D1; EP1681265B1; EP1681265A3; JP2006193401A; JP4280719B2; US20060154994A1; UA84153C2; CN1803606A

Abstract

응집체가 10000 내지 20000 nm²의 평균 표면적, 90 내지 130 nm의 평균 등가 원직경 (ECD) 및 1000 내지 1400 nm의 평균 원주를 나타내는, 90 ± 15 m²/g의 BET 표면적을 갖는 1차 입자의 응집체 형태의 열 제조된 이산화규소 분말.

이는 H₃SiCl, H₂SiCl₂, HSiCl₃, CH₃SiCl₃, (CH₃)₂SiCl₂, (CH₃)₃SiCl 및(또는) (n-C₃H₇)SiCl₃를 포함하는 사염화규소 및 제2 규소 성분을 1차 공기 및 연소 가스와 혼합하여 반응 챔버 내로 연소시키고, 2차 공기도 반응 챔버로 도입하며, 공급 물질은 1810 내지 1890℃의 단열 화염 온도가 얻어지도록 선택되는 열 공정에 의해 제조된다.

열 제조된 이산화규소 분말을 함유하는 분산액.

열 제조, 이산화규소, 응집체, 화염 가수분해, 화학적-기계적 연마

Description

열 제조된 이산화규소 분말 및 그의 분산액{Pyrogenically Produced Silicon Dioxide Powder and Dispersion thereof}

본 발명은 열 제조된 이산화규소 분말, 그의 제조 및 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 열 제조된 이산화규소 분말을 함유하는 분산액에 관한 것이다.

이산화규소를 제조하기 위한 화염 가수분해는 오랫 동안 공지되어 있는 공정이며 산업적 규모로 수행되고 있다. 이 공정에서, 기화되었거나 기체인 가수분해성인 할로겐화 규소가 물-형성, 수소-함유 연료 및 산소-함유 가스를 연소시켜 형성된 화염과 혼합된다. 연소 화염은 할로겐화 규소의 가수분해를 위한 물, 및 가수분해 반응을 위한 충분한 열을 제공한다. 잔류 반응 가스에 포함된 이산화규소 분말은 통상의 냉각 및 고체 분리 공정을 거치게 된다. 사염화규소가 통상적으로 사용된다. 그러나 디클로로실란, 트리클로로실란의 사용 또한 공지되어 있다. 만일 예를 들어 메틸 트리클로로실란, 디메틸 디클로로실란, 메틸 디클로로실란, 디부틸 디클로로실란, 에틸 트리클로로실란, 프로필 트리클로로실란과 같은 탄소-함유 공급 물질이 사용된다면, 탄소를 이산화탄소로 전환하는 산화 공정도 일어난다.

결국 2가지 형태의 반응, 즉 화염 가수분해 및 산화가 모두 일어나는 공정에서 형성된 이산화규소 분말을 열 제조된 이산화규소로 기술한다.

반응에서, 고도로 분산된 비다공성 1차 입자가 처음에 형성되고, 이들은 반응이 지속됨에 따라 합체되어 응집체를 형성하는데, 이번에는 이것이 집합되어 응괴를 형성할 수 있다. 이러한 1차 입자의 BET 표면적은 통상적으로 5 내지 600 m²/g이다. 분말은 그 표면에 유리 히드록실기를 노출하고 있다.

이러한 방식으로 제조된 이산화규소 분말은 다수의 용도로 사용된다. 이 중 특히 중요한 것이 표면의 화학적-기계적 연마를 위한 수성 분산액에서 연마재로서의 용도이다. 여기서, 상당한 원가 요인은 액체 매질로의 혼입에 필요한 시간이다. 선행 기술에 의해 제조된 이산화규소 분말은 동일한 형태의 반응으로 제조되고 통상적으로 인용되는 특징, 예를 들어 BET 표면적과 같은 매개변수도 동일하거나 유사함에도 불구하고, 액체 매질로 혼입하는데 아주 긴 시간이 필요한 것으로 밝혀졌다.

따라서, 본 발명은 액체 매질로 신속하게 혼입될 수 있는 이산화규소 분말을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 이러한 분말의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 추가의 목적은 이러한 분말의 분산액을 제공하는 것이다. 이는 특히, 화학적-기계적 연마로 연마될 표면 상의 흠집을 최소화해야만 한다.

본 발명은

- 90 ± 15 m²/g의 BET 표면적

을 갖는, 1차 입자의 응집체 형태의 열 제조된 이산화규소 분말을 제공하고, 여기서 응집체는

- 10000 내지 20000 nm²의 평균 표면적,

- 90 내지 130 nm의 평균 등가 원직경 (ECD) 및

- 1000 내지 1400 nm의 평균 원주

를 나타낸다. 본원에서 BET 표면적은 DIN 66131에 따라 측정된다.

응집체의 크기는 히타치(Hitachi)가 공급하는 H 7500 TEM 장치 및 SIS가 공급하는 메가뷰(MegaView) II CCD 카메라를 사용한 영상 분석으로 측정된다. 분석을 위한 영상 배율은 3.2 nm의 픽셀 밀도로 30000:1이다. 1000을 초과하는 수의 입자가 분석된다. 표본 제작은 ASTM 3849-89에 따라 수행된다. 하한 검출 한계는 50 픽셀이다.

BET 표면적은 바람직하게는 90 ± 10 m²/g, 특히 바람직하게는 90 ± 5 m²/g일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말은 응집체가

- 12000 내지 18000 nm²의 평균 표면적,

- 100 내지 125 nm의 평균 등가 원직경 및

- 1100 내지 1300 nm의 평균 원주

를 나타내는 것이 바람직할 수 있다.

나아가, 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말은 최대 응집체 직경이 200 내지 250 nm이고 최소 응집체 직경이 100 내지 155 nm인 것이 바람직할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말은 클로라이드 함유량이 250 ppm 미만인 것이 바람직할 수 있다. 50 ppm 미만의 클로라이드 함유량이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말은 탄소 함유량이 100 ppm 미만인 것이 바람직할 수 있다. 25 ppm 미만의 탄소 함유량이 특히 바람직하다.

본 발명은 또한,

- 규소 화합물의 혼합물이 별도로 혹은 함께 기화되며, 그 증기가

- 혼합물에 대해 60 내지 95 중량% 비율의 제1 성분으로서의 SiCl₄ 및

- 혼합물에 대해 5 내지 40 중량% 비율의 H₃SiCl, H₂SiCl₂, HSiCl₃, CH₃SiCl₃, (CH₃)₂SiCl₂, (CH₃)₃SiCl, (n-C₃H₇)SiCl₃를 포함하는 군으로부터 선택된 제2 성분

과 함께 운반 가스에 의해 혼합 챔버로 전달되고,

- 임의로 산소로 농축되고(되거나) 예열될 수 있는 연소 가스 및 1차 공기가 별도로 혼합 챔버로 전달되고,

- 염화규소 증기, 연소 가스 및 1차 공기를 포함하는 혼합물이 버너에서 점화되어 화염이 반응 챔버 내로 연소되고,

- 화염 주위를 둘러싸는 2차 공기가 반응 챔버 내로 도입되며, 2차 공기 대 1차 공기의 비율이 0.1 대 3, 바람직하게는 0.25 대 2의 범위이고,

- 그 다음, 고체가 가스 성분들로부터 분리되어 증기 처리되고,

여기서,

- 산소의 총량은 적어도 연소 가스 및 규소 화합물의 연소를 완료하기에 충분한 양이고,

- 규소 화합물, 연소 가스, 1차 공기 및 2차 공기로 구성된 공급 물질의 양은 1800 내지 1880℃의 단열 화염 온도 T_ad가 얻어지도록 선택되며, 여기서

T_ad = 공급 물질의 온도 + 부분 반응의 반응 엔탈피 합/이산화규소, 물, 염화수소, 이산화탄소, 산소, 질소, 및 임의로 공기 또는 질소가 아닌 경우 운반 가스를 포함하는, 반응 챔버를 떠나는 성분들의 열용량인(1000℃에서 상기 성분들의 비 열용량을 기준으로 함),

본 발명에 따른 이산화규소 분말의 제조 방법을 제공한다.

비 열용량은 예를 들어, VDI-뵈르메아틀라스(VDI-Waermeatlas)(7.1 내지 7.3장 및 3.7장, 8판)의 보조를 받아 측정할 수 있다.

산소 및 연소 가스 존재하에 규소 화합물의 반응으로 이산화규소, 물, 염화 수소산, 및 탄소-함유 규소 화합물 및(또는) 탄소-함유 연소 가스의 경우 이산화탄소가 생산된다. 이러한 반응들의 반응 엔탈피는 당업자에게 공지된 표준 방법으로 계산될 수 있다.

표 1은 수소 및 산소 존재하에 규소 화합물의 반응에 대해 선택된 반응 엔탈피 값을 보여준다.

반응 엔탈피
	KJ/mol
H₂	-241.8
SiCl₄	-620.1
SiHCl₃	-659.4
SiH₂Cl₂	-712.3
C₃H₇SiCl₃	-2700.2
CH₃SiCl₃	-928.3
(CH₃)₃SiCl	-2733.8

메틸 트리클로로실란 (MTCS, CH₃SiCl₃), 트리클로로실란 (TCS, SiHCl₃) 및(또는) 디클로로실란 (DCS, SiH₂Cl₂)이 특히 바람직하게 사용될 수 있다.

적절한 연소 가스는 수소, 메탄, 에탄, 프로판 및(또는) 천연 가스이며, 수소가 바람직하다.

공급 물질의 온도는, 가장 높은 온도에서 비등하는 규소 화합물의 비점을 초과하기만 하면 제한은 없다. 공급 물질의 온도는 90℃ ± 40℃가 바람직한 것으로 입증되었다.

또한, 혼합 챔버에서 반응 공간으로의 반응 혼합물의 배출 속도는 10 내지 80 m/s인 것이 바람직할 수 있다.

본 발명은 또한 고무, 실리콘 고무 및 플라스틱에서 충전제로서, 페인트 및 코팅에서 유변학을 조정하기 위한, 그리고 촉매에 대한 지지체로서 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말의 용도를 제공한다.

본 발명은 또한, 본 발명에 따른 열 제조된 이산화규소 분말을 함유하는 분산액을 제공한다. 액체상은 물, 유기 용매, 또는 물 및 유기 용매의 균일 혼합물로 구성될 수 있는데, 예를 들어 화학적-기계적 연마에서는 수성 분산액이 바람직하다.

본 발명에 따른 분산액은, 바람직하게는 5 내지 60 중량%의 이산화규소 함유량을 나타낼 수 있다.

본 발명에 따른 분산액의 pH는, 바람직하게는 3 내지 12의 범위일 수 있다. 3 내지 5의 범위 및 8 내지 11의 범위가 특히 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 분산액은 염기 또는 산의 첨가에 의해 안정화될 수 있다.

암모니아, 수산화암모늄, 테트라메틸 암모늄 히드록사이드, 1차, 2차 또는 3차 유기 아민, 수산화나트륨 용액 또는 수산화칼륨 용액이 염기로서 사용될 수 있다.

무기산, 유기산, 또는 이들의 혼합물이 산으로서 사용될 수 있다.

특히 인산, 아인산, 질산, 황산, 이들의 혼합물 및 이들의 산-반응염이 무기산으로서 사용될 수 있다.

화학식 C_nH_2n+1CO₂H(여기서, n = 0-6 또는 n = 8, 10, 12, 14, 16임)를 갖는 카르복실산, 또는 화학식 HO₂C(CH₂)_nCO₂H(여기서, n = 0-4임)를 갖는 디카르복실산, 또는 화학식 R₁R₂C(OH)CO₂H(여기서, R₁= H, R₂ = CH₃, CH₂CO₂H, CH(OH)CO₂H임)를 갖는 히드록시카르복실산, 또는 프탈산 또는 살리실산, 또는 상기 언급한 산들의 산-반응염 또는 상기 언급한 산 및 이의 염의 혼합물이 유기산으로서 바람직하게 사용된다.

본 발명에 따른 분산액의 테트라메틸 암모늄 히드록사이드로의 안정화가 특히 바람직할 수 있다.

분산액은 또한 임의로 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 이들은 예를 들어 산화제, 예를 들어 과산화수소 또는 과산(per-acids), 산화 속도를 증가시키기 위한 산화 활성화제, 부식 억제제, 예를 들어 벤조트리아졸일 수 있다. 비이온, 양이온, 음이온 또는 양쪽성 성질의 표면-활성 성분도 본 발명에 따른 분산액에 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 분산액이 분산액 내에서 200 nm 미만의 평균 응집체 직경을 나타내는 것이 바람직할 수도 있다. 100 nm 미만의 평균 응집체 직경이 특히 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 분산액을 제조하는 데에는 당업자에게 공지된 방법들, 예를 들면 고속 혼합기, 볼 밀(ball mill), 회전자-고정자 기구, 플라네타리 배합기 또는 고에너지 밀이 적합하다. 특히 작은 응집체 직경을 갖는 분산액을 제조하고자 할 때에는, 반드시 고에너지 밀이 바람직하게 사용될 수 있다.

실시예

DIN 66131에 따라 BET 표면적을 측정했다.

습윤 시간의 측정: 50 g의 물을 15 g의 이산화규소 분말에 첨가하고, 23℃에서 500 rpm의 고속 혼합기에서 교반했다. 분말이 습윤되는데 걸린 시간을 측정했다. 이는 시각적으로 측정했다.

25℃에서 피지카(Physica) 모델 300 회전 유변물성측정기 및 CC 27 측정 비이커로 분산액의 점도를 측정했다. 10 1/sec의 전단 속도에서 점도치를 측정했다. 이 전단 속도는 형성된 분산액의 점도가 실질적으로 전단 응력에 무관한 범위에 속한다.

분산액에서 우세한 입자의 크기는 동적 광산란으로 측정했다. 제타사이저(Zetasizer) 3000 HSa (말베른(Malvern) 인스트루츠, 영국)를 사용했다. 피크 분석으로 부피-가중 중앙값을 정했다.

실시예 1: 이산화규소 분말의 제조

95 kg/h의 사염화규소 및 5 kg/h의 트리클로로실란(TCS)을 기화시켜, 질소로 버너의 혼합 챔버에 전달했다. 이와 동시에, 34 Nm³/h(1.5 kmol/h)의 수소 및 70 Nm³/h(3.1 kmol/h)의 1차 공기를 혼합 챔버에 도입했다. 혼합물은 90℃의 온도를 나타냈다. 이를 점화하여 화염 속에서 반응 챔버로 연소시켰다. 또한, 화염을 둘러싸는 24 Nm³/h(1.1 kmol/h)의 2차 공기를 반응 챔버로 도입했다.

형성된 반응 가스 및 이산화규소를 부분적으로 진공을 가하여 냉각 시스템으로 빼내고, 100 내지 160℃로 냉각했다. 고체를 필터 또는 사이클론에서 폐(waste) 가스 스트림으로부터 분리한 다음, 555℃의 온도에서 증기 처리했다.

실시예 2 내지 11은 동일한 방식으로 수행했다.

표 2는 실시예 1 내지 11의 공급 물질 및 그 양을 나타낸다.

표 3은 반응 엔탈피, 열용량 및 단열 화염 온도에 대한 계산된 수치들을 나타낸다.

표 4는 제조한 이산화규소 분말, 및 2가지의 시판되는 열 제조된 이산화규소 분말(실시예 12 및 13)에 대한 분석 데이터를 나타낸다.

실시예 1 내지 5에서는 본 발명에 따른 분말을 제조했다. 실시예 5 내지 10은 비교 실시예이다.

실시예 2에서는, 3가지의 규소 성분들을 사용했다.

실시예 3 및 4에서는, 고비율 및 저비율의 제1 규소 성분, 사염화규소를 각각 사용했다.

실시예 5에서는, 1차 공기에 대해 고비율(청구된 범위 내에 속하는)의 2차 공기를 사용했다.

실시예 6 및 7에서는, 청구된 범위를 벗어난 단열 화염 온도가 되도록 셋팅을 선택했다.

실시예 8에서는, 단 하나의 규소 화합물(SiCl₄)을 사용했다.

실시예 9에서는, 사염화규소 대 기타 규소 화합물의 비율이 청구된 범위를 벗어났다.

실시예 10에서는, 2차 공기를 도입하지 않았다.

실시예 11에서는, 2차 공기 대 1차 공기의 비율이 청구된 범위를 벗어났다.

실시예는 실시예 1 내지 5의 본 발명에 따른 이산화규소 분말이 비교예의 시료에 비해 현저하게 짧은 습윤 시간을 나타냄을 보여주고 있다.

실시예는 또한, 본 발명에 따른 이산화규소 분말의 평균 응집체 표면적, 평균 ECD, 평균 응집체 원주, 평균 최대 응집체 직경 및 평균 최소 응집체 직경이 비교예의 상응하는 수치들에 비해 작음을 보여주고 있다.

실시예 1 내지 5는 또한, 어떻게 특정의 좁은 단열 화염 온도 범위, 본 경우에는 1821 내지 1851℃가 변화하는 공급 물질량에 의해 얻어질 수 있는지를 보여주고 있다.

비교예 6 및 7은 또한, 실시예 1에서와 동일한 조성의 규소 화합물로 본 발명에 따른 이산화규소 분말이 수득되지 않음을 보여주고 있다. 수득한 분말은 청구된 범위를 벗어난 BET 표면적을 나타냈다. 비교예 6 및 7에서, 단열 화염 온도는 청구된 범위를 벗어났다.

비교예 8 내지 10에서 단열 화염 온도는 청구된 범위 내에 속했지만, 본 발명에 따른 이산화규소 분말은 얻어지지 않았다.

실시예 8 및 9에서, 규소 화합물의 성질은 청구된 범위를 벗어났다. 실시예 10에서는, 2차 공기를 첨가하지 않았다. 표 4가 나타내는 바와 같이, 평균 응집체 표면적, 평균 ECD, 평균 응집체 원주, 평균 최대 응집체 직경 및 평균 최소 응집체 직경이 본 발명에 따른 이산화규소 분말보다 큰 분말을 수득했다.

실시예 11에서, 2차 공기 대 1차 공기의 비율 4.11은 청구된 범위를 벗어났다. 수득한 이산화규소 분말은 청구된 범위를 완전히 벗어난 BET 표면적을 나타냈다.

실시예 14: 분산액, 산 pH 범위

36 kg의 탈이온수를 60 l의 스테인레스 스틸 배치 용기에 넣었다. 그 다음, 전단 조건하에서 이스트랄 콘티(Ystral Conti)-TDS 3의 흡입 파이프를 사용하여 실시예 1으로부터의 이산화규소 분말 6.4 kg을 빨아들이고, 흡입(drawing-in) 공정의 완료시 3000 rpm에서 15분 동안 추가로 전단시켰다.

실시예 15: 분산액, 알칼리 pH 범위

35.5 kg의 탈이온수 및 30%의 KOH 용액 52 g을 60 l의 스테인레스 스틸 배치 용기에 넣었다. 그 다음, 전단 조건하에서 이스트랄 콘티-TDS 3의 흡입 파이프를 사용하여 실시예 1으로부터의 이산화규소 분말 6.4 kg을 빨아들이고, 흡입 공정의 완료시 3000 rpm에서 15분 동안 추가로 전단시켰다. 이 15분의 분산 동안, KOH 용액을 더 첨가하여 pH를 10.4에 맞추고 유지시켰다. 이 공정에서 추가로 43 g의 KOH 용액을 사용했고, 0.4 kg의 물을 첨가하여 고체 농도가 15 중량%가 되도록 하였다.

실시예 16: 높은 고체 함유량의 분산액

60 l의 스테인레스 스틸 배치 용기 중의 35.5 kg의 탈이온수를 테트라메틸 암모늄 히드록사이드 용액(25%)으로 pH 11로 맞추었다. 그 다음, 전단 조건하에서 이스트랄 콘티-TDS 3의 흡입 파이프를 사용하여 실시예 1로부터의 이산화규소 분말 37 kg을 빨아들이고, 흡입 공정의 완료시 3000 rpm에서 15분 동안 추가로 전단시켰다. 이 15분의 분산 동안, 테트라메틸 암모늄 히드록사이드 용액을 첨가하여 pH를 10 내지 11로 유지시켰다. 필요한 잔류량의 물을 첨가하여, 고체 농도가 50 중량%가 되도록 하였다. 분산액은 6개월의 저장 기간 후에도 농축 또는 침전을 나타내지 않았다.

분산액에 대한 물리-화학적 매개변수들은 표 5에 나타냈다.

분산액에 대한물리-화학적 데이터
실시예	농도	pH	점도 ^* (10 s ^-1 )
	[중량%]		[mPas]
14	15	3.7	8.8
15	15	10.4	6.9
16	50	10.3	245
*점도계: 피지카(Physika)

본 발명을 통해, 1차 입자의 응집체 형태의 열 제조된 이산화규소 분말을 제조할 수 있다. 화염 가수분해 및 산화를 포함하는 공정으로 제조된 본 발명의 열 제조된 이산화규소 분말은 평균 응집체 표면적, 평균 ECD, 평균 응집체 원주, 평균 최대 응집체 직경 및 평균 최소 응집체 직경이 보다 작고, 습윤 시간이 짧아 액체 매질로 신속하게 혼입될 수 있으므로, 다수의 용도, 특히 표면의 화학적-기계적 연마를 위한 수성 분산액에서 연마재로서의 용도에 있어 원가를 낮추고, 연마될 표면 상의 흠집을 최소화할 수 있다.

Claims

응집체가

- 10000 내지 20000 nm²의 평균 표면적,

- 90 내지 130 nm의 평균 등가 원직경 (ECD) 및

- 1000 내지 1400 nm의 평균 원주를 나타내고,

- 90 ± 15 m²/g의 BET 표면적

을 갖는 것을 특징으로 하는, 1차 입자의 응집체 형태의 열 제조된 이산화규소 분말.
제1항에 있어서, 응집체가

- 12000 내지 18000 nm²의 평균 표면적,

- 100 내지 125 nm의 평균 등가 원직경 및

- 1100 내지 1300 nm의 평균 원주

를 나타내는 것을 특징으로 하는, 열 제조된 이산화규소 분말.
제1항 또는 제2항에 있어서, 최대 응집체 직경이 200 내지 250 nm이고 최소 응집체 직경이 100 내지 155 nm인 것을 특징으로 하는 열 제조된 이산화규소 분말.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 클로라이드 함유량이 250 ppm 미만임을 특징으로 하는 열 제조된 이산화규소 분말.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 함유량이 100 ppm 미만임을 특징으로 하는 열 제조된 이산화규소 분말.
- 규소 화합물의 혼합물이 별도로 혹은 함께 기화되며, 그 증기가

- 혼합물에 대해 60 내지 95 중량% 비율의 제1 성분으로서의 SiCl₄ 및

- 혼합물에 대해 5 내지 40 중량% 비율의 H₃SiCl, H₂SiCl₂, HSiCl₃, CH₃SiCl₃, (CH₃)₂SiCl₂, (CH₃)₃SiCl, (n-C₃H₇)SiCl₃를 포함하는 군으로부터 선택된 제2 성분

과 함께 운반 가스에 의해 혼합 챔버로 전달되고,

- 임의로 산소로 농축되고(되거나) 예열될 수 있는 연소 가스 및 1차 공기가 별도로 혼합 챔버로 전달되고,

- 염화규소 증기, 연소 가스 및 1차 공기를 포함하는 혼합물이 버너에서 점화되어 화염이 반응 챔버 내로 연소되고,

- 화염 주위를 둘러싸는 2차 공기가 반응 챔버 내로 도입되며, 2차 공기 대 1차 공기의 비율이 0.1 대 3, 바람직하게는 0.25 대 2의 범위이고,

- 그 다음, 고체가 가스 성분들로부터 분리되어 증기 처리되고,

여기서,

- 산소의 총량은 적어도 연소 가스 및 규소 화합물의 연소를 완료하기에 충분한 양이고,

- 규소 화합물, 연소 가스, 1차 공기 및 2차 공기로 구성된 공급 물질의 양은 1800 내지 1880℃의 단열 화염 온도 T_ad가 얻어지도록 선택되며, 여기서

T_ad = 공급 물질의 온도 + 부분 반응의 반응 엔탈피 합/이산화규소, 물, 염화수소, 이산화탄소, 산소, 질소, 및 임의로 공기 또는 질소가 아닌 경우 운반 가스를 포함하는, 반응 챔버를 떠나는 성분들의 열용량임을 특징으로 하는(1000℃에서 상기 성분들의 비 열용량을 기준으로 함),

제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 이산화규소 분말의 제조 방법.
제6항에 있어서, 공급 물질의 온도가 90℃ ± 40℃임을 특징으로 하는 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 혼합 챔버에서 반응 공간으로의 반응 혼합물의 배출 속도가 10 내지 80 m/s임을 특징으로 하는 방법.
고무, 실리콘 고무 및 플라스틱에서 충전제로서, 페인트 및 코팅에서 유변학을 조정하기 위한, 그리고 촉매에 대한 지지체로서의 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열 제조된 이산화규소 분말의 용도.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 열 제조된 이산화규소 분말을 함유하는 수성 분산액.
제10항에 있어서, 이산화규소의 함유량이 5 내지 60 중량%임을 특징으로 하는 수성 분산액.
제10항 또는 제11항에 있어서, pH가 3 내지 12임을 특징으로 하는 수성 분산액.
제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 분산액 중의 평균 응집체 직경이 200 nm 미만임을 특징으로 하는 수성 분산액.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 분산액.
표면의 화학적-기계적 연마를 위한, 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 분산액의 용도.