JP3322538B2 - Burner for producing spherical silica fine particles - Google Patents
Burner for producing spherical silica fine particlesInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は球状シリカ微粒子製造用
バーナーに関する。さらに詳しくは、IC用エポキシ樹
脂封止剤の充填剤として有用とされる球状シリカ微粒子
を製造するのに用いるバーナーに関する。The present invention relates to a burner for producing spherical silica fine particles. More specifically, the present invention relates to a burner used for producing spherical silica fine particles useful as a filler for an epoxy resin sealing agent for IC.
【0002】[0002]
【従来の技術】シリカ微粒子、特に実質的に塩素を含ま
ず、ケイ素以外の金属不純物が1.0ppm以下であ
り、比表面積が10〜30m2/gで粒度分布が10〜
500nmである非晶質球状シリカ微粒子は、IC用エ
ポキシ樹脂封止剤の充填剤として有用である。2. Description of the Related Art Silica fine particles, in particular, contain substantially no chlorine, contain no more than 1.0 ppm of metal impurities other than silicon, have a specific surface area of 10 to 30 m 2 / g and a particle size distribution of 10 to 30 m 2 / g.
The amorphous spherical silica fine particles having a diameter of 500 nm are useful as a filler for an epoxy resin sealing agent for IC.
【0003】シリカ微粒子の製造については、シラン化
合物をバーナーを用いて火炎加水分解させる方法が知ら
れている。最も一般的には、四塩化ケイ素(SiC
l4)を加熱蒸発させ、これをバーナーにより酸水素火
炎中で加水分解してシリカ微粒子を得る方法がある。し
かし、この方法で得られるシリカ微粒子には原料として
のSiCl4に起因するクロル分が抜け切らずに残って
しまうという問題点がある。また、その粒径が非常に微
細でかさ密度が小さく、また粒形が不定形であるため、
例えば半導体のプラスチックパッケージ用エポキシ樹脂
の充填特性、特に流れ特性を上げる補助剤として使用し
た場合、その効果が上がらないという不利がある。[0003] For the production of silica fine particles, a method is known in which a silane compound is flame-hydrolyzed using a burner. Most commonly, silicon tetrachloride (SiC
There is a method in which l 4 ) is heated and evaporated, and this is hydrolyzed in an oxyhydrogen flame by a burner to obtain silica fine particles. However, the silica fine particles obtained by this method have a problem that a chloro component caused by SiCl 4 as a raw material remains without being completely removed. In addition, because the particle size is very fine, the bulk density is small, and the particle shape is amorphous,
For example, when it is used as an auxiliary agent for improving the filling characteristics, particularly the flow characteristics of an epoxy resin for a plastic package of a semiconductor, there is a disadvantage that the effect is not improved.
【0004】そのため、クロル分を含まないシラン化合
物、例えばアルコキシシランなどの有機シラン化合物を
原料として用いる方法も知られている(特開昭61−2
95209号参照)。この方法では、金属又は半金属の
有機化合物の液滴を燃焼分解することにより、高純度の
金属又は半金属の酸化物微粒子が得られるとされてい
る。しかし、この方法で得られる微粒子は比表面積が3
0〜40m2/g以上と大きく、粒径が細かく充填特性
の改良されたものは得られていない。For this reason, a method is known in which a silane compound containing no chloro component, for example, an organic silane compound such as an alkoxysilane is used as a raw material (JP-A-61-2).
95209). In this method, high-purity metal or metalloid oxide fine particles are obtained by burning and decomposing droplets of a metal or metalloid organic compound. However, the fine particles obtained by this method have a specific surface area of 3
A material having a large particle size of 0 to 40 m 2 / g or more and a fine particle size and improved filling characteristics has not been obtained.
【0005】このような不利を解決した球状シリカ微粒
子及びその製造方法については、既に特公平5−732
6号に開示されている。この球状シリカ微粒子は、実質
的に塩素を含まず、ケイ素以外の金属不純物含有量が
1.0ppm以下であり、比表面積が10〜30m2/
gで粒度分布が10〜500nmであるという特徴を有
し、アルコキシシランを火炎中で燃焼分解して球状シリ
カ微粒子を得る際に、全発熱量から計算される単位当た
りの受容熱量を1.1〜1.7Kcal/gとすること
で得ることができる。Japanese Patent Publication No. 5-732 discloses a spherical silica fine particle which solves such disadvantages and a method for producing the same.
No. 6 discloses. These spherical silica fine particles do not substantially contain chlorine, have a metal impurity content other than silicon of 1.0 ppm or less, and have a specific surface area of 10 to 30 m 2 /
g, the particle size distribution is 10 to 500 nm, and when the alkoxysilane is burned and decomposed in a flame to obtain spherical silica fine particles, the amount of heat received per unit calculated from the total calorific value is 1.1. It can be obtained by setting to ~ 1.7 Kcal / g.
【0006】この方法によれば、実質的に塩素を含まな
い高純度で適切な比表面積及び粒度分布を持つ球状シリ
カ微粒子、あるいはケイ素以外の金属不純物含有量が
1.0ppm以下で粒度分布が10〜500nmである
球状シリカ微粒子を得ることができる。また、この際、
全発熱量から計算されるシリカの単位当たりの受容熱量
を1.1〜1.7Kcal/gの範囲内となるようにす
れば、このシリカ粒子の比表面積を10〜30m2/g
の範囲に制御することができる。According to this method, spherical silica fine particles having a high specific purity and an appropriate specific surface area and particle size distribution substantially containing no chlorine, or having a metal particle content other than silicon of 1.0 ppm or less and having a particle size distribution of 10 ppm or less. Spherical silica fine particles having a thickness of about 500 nm can be obtained. At this time,
If the calorific value per unit of silica calculated from the total calorific value is in the range of 1.1 to 1.7 Kcal / g, the specific surface area of the silica particles is 10 to 30 m 2 / g.
Can be controlled within the range.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、球状シリカ微
粒子を製造する際に、この時の火炎を形成するバーナー
構造によっては球状シリカ微粒子を分散した状態で得る
ことができず、粒子同士が付着(融着)した状態にな
り、球状化率が低下することがある。この結果、粒度分
布がシャープなものになってしまい、プラスチックパッ
ケージ用エポキシ樹脂に充填した際に、その流れ特性を
損ってしまうという不具合を生じた。However, when producing the spherical silica fine particles, the spherical silica fine particles cannot be obtained in a dispersed state depending on the burner structure that forms the flame at this time, and the particles adhere to each other ( (Fused), and the spheroidization rate may decrease. As a result, the particle size distribution becomes sharp, and when filled in an epoxy resin for a plastic package, there arises a problem that the flow characteristics are impaired.
【0008】そこで本発明は、粒度分布がブロードな粒
子同士の付着(融着)が少ない球状シリカ微粒子を製造
することができる球状シリカ微粒子製造用バーナーを提
供することを目的とした。Accordingly, an object of the present invention is to provide a burner for producing spherical silica fine particles capable of producing spherical silica fine particles in which adhesion of particles having a broad particle size distribution (fusion) is small.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本願の請求項1記載の発
明は、断面同心円状に配列された少なくとも3本の直管
型ノズルからなり、最も内側のノズルからガス状のアル
コキシシランと不活性ガスの混合ガスを噴出し、中間の
ノズルから酸素、酸素と不活性ガスの混合ガス、不活性
ガスのいずれかを噴出し、最も外側のノズルから水素を
噴出する第1のノズル群と;該第1のノズル群を取り巻
いて複数個配列され、少なくとも1本のノズルの中心線
が前記第1のノズル群の中心線とガス噴出側の交点で交
差し、且つ各ノズルの中心線と前記第1のノズル群の中
心線との交点を頂点とし各ノズルの中心線を線素として
形成される円錐面群が、同一円錐面となる場合を除い
て、少なくとも各ノズルを包含する領域において互いに
交差しないように設けられた、酸素を噴出する第2のノ
ズル群と;前記第1及び第2のノズル群を包摂して配設
された水素を噴出する最外殻ノズルと;からなるノズル
を備えたことを特徴とする、粒度分布が0〜3μmであ
るシリカ微粒子製造用バーナーを提供する。The invention according to claim 1 of the present application comprises at least three straight pipe type nozzles arranged concentrically in cross section, and a gaseous alkoxysilane and inert gas are supplied from the innermost nozzle. A first nozzle group for ejecting a mixed gas of gases, ejecting one of oxygen, a mixed gas of oxygen and an inert gas, and an inert gas from an intermediate nozzle, and ejecting hydrogen from an outermost nozzle; A plurality of nozzles are arranged around the first nozzle group, and the center line of at least one nozzle intersects the center line of the first nozzle group at an intersection on the gas ejection side, and the center line of each nozzle and the Except for the case where the conical surface group formed with the intersection point with the center line of one nozzle group as the apex and the center line of each nozzle as a line element has the same conical surface, they intersect with each other at least in a region including each nozzle. Do not set A second nozzle group for ejecting oxygen; and an outermost shell nozzle for ejecting hydrogen disposed so as to cover the first and second nozzle groups. The particle size distribution is 0 to 3 μm
A burner for producing fine silica particles.
【0010】本願の請求項2記載の発明は、前記第2の
ノズル群は、各ノズルが前記第1のノズル群の中心線を
共有する少なくとも1の断面同心円上に等間隔に配置さ
れていることを特徴とする請求項1記載の球状シリカ微
粒子製造用バーナーを提供する。[0010] In the invention according to claim 2 of the present application, the second nozzle groups are arranged at equal intervals on at least one concentric circle in cross-section where each nozzle shares the center line of the first nozzle group. The present invention provides a burner for producing spherical silica fine particles according to claim 1.
【0011】本願の請求項3記載の発明は、前記第1の
ノズル群の中心線と前記第2のノズル群の各ノズルの中
心線との交点群と、これらノズル群のガスが噴出される
側の端面で構成される共通開放面との距離が100〜2
00mmの範囲にあることを特徴とする請求項1又は請
求項2記載の球状シリカ微粒子製造用バーナーを提供す
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided an intersection group between a center line of the first nozzle group and a center line of each nozzle of the second nozzle group, and gas of these nozzle groups is ejected. The distance from the common open surface composed of the side end surfaces is 100 to 2
A burner for producing spherical silica fine particles according to claim 1 or 2, wherein the burner is within a range of 00 mm.
【0012】本願の請求項4記載の発明は、前記第1及
び第2のノズル群並びに最外殻ノズルが石英ガラスから
なることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれ
か1項記載のシリカ微粒子製造用バーナーを提供する。The invention according to claim 4 of the present application is characterized in that the first and second nozzle groups and the outermost nozzle are made of quartz glass. A burner for producing silica fine particles.
【0013】次に、本発明をさらに詳細に説明する。Next, the present invention will be described in more detail.
【0014】バーナーから形成される火炎の長さ及び火
炎内での温度分布によってシリカ微粒子の火炎内での滞
留時間も異なり、それによりシリカ微粒子の1次粒子か
らの造粒過程で粒径、比表面積が決定される。この火炎
の長さ及び火炎内の温度分布は、バーナー構造に起因
し、本願の請求項1記載の発明構成によるバーナーを用
いることにより、分散性良く且つ粒度分布が0〜3μm
で、ブロードである球状シリカ微粒子が得られる。The residence time of the silica fine particles in the flame varies depending on the length of the flame formed from the burner and the temperature distribution in the flame. The surface area is determined. The length of the flame and the temperature distribution in the flame are due to the burner structure, and the use of the burner according to the first aspect of the present invention provides good dispersibility and a particle size distribution of 0 to 3 μm.
In, spherical silica fine particles is broad is obtained.
【0015】また、請求項2又は請求項3記載の発明構
成によれば、さらに分散性良く粒度分布がブロードな球
状シリカ微粒子が得られる。特に請求項3記載の発明構
成によれば、粒子同士の融着も起こりにくく粒径10n
m〜500nm程度の幅広い粒度分布を有するシリカ微
粒子が得られる。前記第1のノズル群の中心線と前記第
2のノズル群の各ノズルの中心線との交点群と、これら
ノズル群のガスが噴出される側の端面で構成される共通
開放面との距離が200mmを超えると火炎内の温度分
布が均一となり、粒子同士の融着が起こり易くなる傾向
がある。また、この距離が100mm未満になると、火
炎内での均一な温度状態でのシリカ微粒子の滞留時間が
短くなるため、造粒が進まず、500nm程度の粒径を
有する粒子が得られにくくなる傾向がある。According to the second or third aspect of the present invention, spherical silica fine particles having a broader particle size distribution with better dispersibility can be obtained. In particular, according to the third aspect of the invention, the particles are less likely to fuse with each other, and the particle diameter is 10 n.
Silica fine particles having a wide particle size distribution of about m to 500 nm can be obtained. Distance between a group of intersections between a center line of the first nozzle group and a center line of each nozzle of the second nozzle group, and a common open surface formed by an end face of the nozzle group on the side from which gas is ejected. Exceeds 200 mm, the temperature distribution in the flame becomes uniform, and fusion of particles tends to occur easily. Further, when this distance is less than 100 mm, the residence time of the silica fine particles in a uniform temperature state in the flame is shortened, so that granulation does not proceed and particles having a particle diameter of about 500 nm tend to be hardly obtained. There is.
【0016】さらに、請求項4記載の発明構成によれ
ば、不純物の発生を抑えることができ、より好ましい。Further, according to the present invention, generation of impurities can be suppressed, which is more preferable.
【0017】次に、本発明の球状シリカ微粒子製造用バ
ーナーを用いて球状シリカ微粒子を製造する方法につい
て説明する。Next, a method for producing spherical silica fine particles using the burner for producing spherical silica fine particles of the present invention will be described.
【0018】球状シリカ微粒子は、本発明のバーナーに
よるアルコキシシランの火炎中での燃焼分解により製造
される。ここで使用されるアルコキシシランは、一般式 R1 aSi(OR2)4-a (R1及びR2はそれぞれメチル基、エチル基、プロピル
基、ブチル基などのような炭素数1〜4の1価炭化水素
基、aは0〜4の整数を表す。)で表され、具体的には
メチルトリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、エ
チルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシ
ラン、メチルトリブトキシシラン、ジエチルジプロポキ
シシラン、トリメチルブトキシシランなどで例示される
アルコキシシランあるいはこれらのオリゴマー又はポリ
マーである。これらは蒸留などの操作で容易に高純度化
することができる。The spherical silica fine particles are used in the burner of the present invention.
By combustion decomposition of alkoxysilane in flame
Is done. The alkoxysilane used here has the general formula R1 aSi (ORTwo)4-a (R1And RTwoAre methyl, ethyl, and propyl, respectively
Monovalent hydrocarbon having 1 to 4 carbon atoms, such as
The group, a represents an integer of 0 to 4. ), Specifically
Methyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, d
Tyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxy
Orchid, methyltributoxysilane, diethyldipropoxy
Exemplified by silane, trimethylbutoxysilane, etc.
Alkoxysilanes or their oligomers or poly
Is a ma. These are easily purified by operations such as distillation.
can do.
【0019】このアルコキシシランの火炎中での燃焼分
解は、このアルコキシシランを蒸留などで精製した後、
加熱蒸発させてこれをアルゴンガス或いは窒素ガスなど
の不活性ガスに伴流させる気流伴送法、アルコキシシラ
ンを気化させて火炎中に供給する方法などで酸水素火炎
などの火炎中に導入し、この火炎中で燃焼分解させれば
よい。この燃焼の際には水素ガス、メタンガスなどのよ
うな可燃性ガスを助燃ガスとして添加するのが好まし
い。この助燃ガスとしては、残渣の残らないものであれ
ばいずれも使用することができ、特に制限はない。The combustion decomposition of the alkoxysilane in a flame is performed by purifying the alkoxysilane by distillation or the like.
Introduced into a flame such as an oxyhydrogen flame by a gas-flow entrainment method in which it is heated and evaporated and this is caused to flow in an inert gas such as an argon gas or a nitrogen gas, or a method in which an alkoxysilane is vaporized and supplied into the flame. What is necessary is just to make it burn and decompose in this flame. At the time of this combustion, it is preferable to add a combustible gas such as hydrogen gas or methane gas as an auxiliary gas. Any auxiliary gas can be used as long as it does not leave any residue, and there is no particular limitation.
【0020】また、この燃焼時に添加する酸素の量は、
燃焼に必要な理論量の0.7〜1.5倍の範囲が好まし
く、さらに好ましくは0.7〜1.0倍の範囲である。
この場合、不足する酸素は周囲の雰囲気中から取り込ま
れるので、原料及び助燃ガスは完全燃焼する。酸素の量
が燃焼に必要な理論量の0.7倍未満とすると、原料で
あるアルコキシシランや助燃ガスが不完全燃焼し、製品
中にカーボン分が残留することがある。また、1.5倍
を超えると、燃焼に必要な酸素量を超える量の酸素が供
給されることになるので経済的に不利となる。The amount of oxygen added during the combustion is as follows:
The range is preferably 0.7 to 1.5 times the theoretical amount required for combustion, and more preferably 0.7 to 1.0 times.
In this case, the insufficient oxygen is taken in from the surrounding atmosphere, so that the raw material and the auxiliary gas completely burn. If the amount of oxygen is less than 0.7 times the stoichiometric amount required for combustion, the raw material alkoxysilane and auxiliary gas may be incompletely burned, and carbon may remain in the product. On the other hand, if it exceeds 1.5 times, an amount of oxygen exceeding the amount of oxygen necessary for combustion is supplied, which is economically disadvantageous.
【0021】なお、必要に応じて系内に窒素ガス、アル
ゴンガスなどの不活性ガスを混合、導入することは任意
である。It is optional to mix and introduce an inert gas such as nitrogen gas or argon gas into the system as needed.
【0022】上記のように蒸留精製したアルコキシシラ
ンを上記した火炎中で燃焼分解させ、発生したシリカを
バッグフィルター、サイクロンなど公知の方法で捕集す
れば、塩素を含まず、ケイ素以外の金属不純物含有量が
1.0ppm以下で粒度分布が10〜500nmである
球状シリカ微粒子を容易に得ることができる。The alkoxysilane distilled and purified as described above is burned and decomposed in the above-described flame, and the generated silica is collected by a known method such as a bag filter or a cyclone. Spherical silica fine particles having a content of 1.0 ppm or less and a particle size distribution of 10 to 500 nm can be easily obtained.
【0023】このようにして得られた球状シリカ微粒子
の比表面積は通常は50m2/g程度となり、プラスチ
ックパッケージ用エポキシ樹脂の充填剤としては充填特
性が不十分であるため、比表面積が10〜30m2/g
のものとする必要があるが、比表面積の制御は、原料ガ
スとしてのアルコキシシラン、酸素ガス、助燃ガス及び
不活性ガスの量比を公知の方法(例えば特公平5−73
26)に従って設定することにより可能である。The specific surface area of the thus-obtained spherical silica fine particles is usually about 50 m 2 / g, which is insufficient as a filler for an epoxy resin for a plastic package. 30m 2 / g
The specific surface area is controlled by controlling the ratio of the amounts of the alkoxysilane, oxygen gas, auxiliary gas, and inert gas as the raw material gas by a known method (for example, Japanese Patent Publication No. 5-73).
It is possible by setting according to 26).
【0024】[0024]
【実施例】次に、本発明を実施例を挙げてさらに詳細に
説明する。Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
【0025】図1は本発明の球状シリカ微粒子製造用バ
ーナーのノズル部分の一実施例を示す断面図、図2は図
1のX−X線における側断面図である。また、図5は、
比較例として使用した直管多重管バーナー(ノズル群2
0の無いもの)の断面図である。本実施例のバーナーの
ノズルは、最も内側に設けられるノズル群10、ノズル
群10を取り巻いて設けられるノズル群20及びこれら
ノズル群10及び20を包摂する最外殻ノズル30とで
構成される複合ノズルであり、個々のノズルはいずれも
石英ガラスからなる。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a nozzle portion of a burner for producing spherical silica fine particles of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view taken along line XX of FIG. Also, FIG.
Straight tube multi-tube burner (nozzle group 2) used as a comparative example
FIG. The nozzle of the burner according to the present embodiment is composed of a nozzle group 10 provided on the innermost side, a nozzle group 20 provided around the nozzle group 10, and an outermost shell nozzle 30 including these nozzle groups 10 and 20. The nozzles are each made of quartz glass.
【0026】ノズル群10は、中心線Aを共有する断面
同心円状に配列された3本の直管型ノズル11、12及
び13からなる。最も内側のノズル11からはガス状の
アルコキシシランと不活性の混合ガスを噴出し、中間の
ノズル12からは酸素、酸素と不活性ガスの混合ガス、
不活性ガスのいずれかを噴出し、最も外側のノズル13
からは水素を噴出する。The nozzle group 10 is composed of three straight pipe type nozzles 11, 12 and 13 arranged concentrically in cross section and sharing the center line A. A gaseous alkoxysilane and an inert mixed gas are ejected from the innermost nozzle 11, and oxygen, a mixed gas of oxygen and an inert gas,
Inject any one of the inert gas and the outermost nozzle 13
Ejects hydrogen.
【0027】ノズル群20は、ノズル群10を取り巻い
て配列される複数の直管型ノズル21からなる。これら
複数のノズル21は、ノズル群10の中心線Aを共有す
る断面同心円C上に等間隔に配置されている。なお、さ
らにその外側に同じ同心円上に存在してもよい。これら
複数のノズル21の各中心線Bは、ノズル群10の中心
線Aとガス噴出側の交点Dで交差し、且つこの交点Dを
頂点とし各ノズル21の中心線Bを線素とする同一円錐
面を構成するように配置されている。The nozzle group 20 comprises a plurality of straight pipe type nozzles 21 arranged around the nozzle group 10. The plurality of nozzles 21 are arranged at equal intervals on a concentric cross section C sharing the center line A of the nozzle group 10. In addition, it may exist on the same concentric circle further outside. Each center line B of the plurality of nozzles 21 intersects with the center line A of the nozzle group 10 at an intersection D on the gas ejection side, and the intersection D is the apex and the center line B of each nozzle 21 is a line element. They are arranged to form a conical surface.
【0028】また、上記ノズルの共通開放面E(ガス噴
出側端部面)と交点Dとの距離は150mmに設定され
ている。The distance between the common open surface E (the end surface on the gas ejection side) of the nozzle and the intersection D is set to 150 mm.
【0029】なお、ノズル群20に関しては、図3及び
4に示すように断面同心円C上に等間隔に配置されたノ
ズル群20の更に外側に、断面同心円F上に等間隔にノ
ズル群20が配置されるように同心円を多重になる複数
ノズルから構成されてもよい。As shown in FIGS. 3 and 4, the nozzle groups 20 are further arranged outside the nozzle groups 20 arranged at equal intervals on the concentric circles C, and at equal intervals on the concentric circles F as shown in FIGS. It may be composed of a plurality of nozzles which multiplex concentric circles so as to be arranged.
【0031】次に、図1及び2に示したバーナーを用
い、図6に示すような装置構成により球状シリカ微粒子
を製造した。具体的には、蒸留精製したメチルトリメト
キシシランを加熱し、ここに窒素ガスをバブリングし、
メチルトリメトキシシランを窒素ガスで気流伴流してバ
ーナーのノズル11に導入し、ノズル11からメチルト
リメトキシシランと窒素ガスの混合ガスを噴出し、ノズ
ル12からは酸素、ノズル13からは水素、ノズル21
からは酸素及びノズル30からは水素をそれぞれ噴出さ
せ、燃焼室41内にて酸水素火炎を発生させ、この酸水
素火炎中でメチルトリメトキシシランを燃焼分解させ、
生成した球状シリカ微粒子を吸引ポンプ44で吸引して
4段のサイクロン42a〜42dに通して捕集し、ダス
トバンカー43a〜43dに充填した。なお、未捕集の
シリカ微粒子については、サイクロンの後でバッグフィ
ルターを用いて捕集してもよい。Next, using the burner shown in FIGS. 1 and 2, spherical silica fine particles were produced by the apparatus configuration shown in FIG. Specifically, the purified methyltrimethoxysilane is heated, and nitrogen gas is bubbled there,
Methyltrimethoxysilane is introduced into the nozzle 11 of the burner by flowing a stream of nitrogen gas into the nozzle 11 of the burner. 21
From the oxygen and hydrogen from the nozzle 30, respectively, to generate an oxyhydrogen flame in the combustion chamber 41, in this oxyhydrogen flame to decompose methyl trimethoxysilane,
The generated spherical silica fine particles were suctioned by a suction pump 44, collected through four stages of cyclones 42a to 42d, collected and filled in dust bunker 43a to 43d. The uncollected silica fine particles may be collected using a bag filter after the cyclone.
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0032】[0032]
【表1】 [Table 1]
【0034】また、生成した球状シリカ微粒子の粒度分
布及び透過型電子顕微鏡による4万倍に拡大して撮影し
た球状シリカ微粒子の形状観察結果を、実施例1につい
ては図7及び8に、実施例2については図9及び10
に、比較例については図11及び12にそれぞれ示し
た。なお、粒度分布測定は、島津製作所株式会社製の遠
心沈降式粒度分布測定装置(商品名「SA−CP3R>
L」)を用いて測定した。The particle size distribution of the formed spherical silica fine particles and the shape observation results of the spherical silica fine particles photographed by a transmission electron microscope at a magnification of 40,000 are shown in FIGS. 9 and 10 for FIG.
11 and 12 show comparative examples. The particle size distribution was measured using a centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer (trade name “SA-CP3R>” manufactured by Shimadzu Corporation).
L ").
【0035】粒度分布は、図7、9及び11から分かる
ように、粒度分布が0〜3μmでブロードな実施例1又
は2が好ましく、比較例では粒子が付着(融着)してい
ることが観察され、粒度分布測定データからも粒度分布
がシャープであることがわかった。The particle size distribution, as can be seen from FIGS. 7, 9 and 11, preferably the particle size distribution is broad Example 1 or 2 in 0~3Myuemu, that in the comparative example adhering particles (fusion) observed, it was found that also the particle size distribution <br/> from the particle size distribution measurement data is sharp.
【0036】さらに、得られた球状シリカ微粒子に含有
されている不純物量を測定した。その結果を表2に示
す。塩素量についてはイオンクロマトグラフィーによ
り、ケイ素以外の金属不純物量については偏光ゼーマン
フレームレス原子吸光により、チタン(Ti)について
はICP発光分光光度計により、ウラン(U)について
は蛍光分光光度計によりそれぞれ測定した。Further, the amount of impurities contained in the obtained spherical silica fine particles was measured. Table 2 shows the results. The amount of chlorine is determined by ion chromatography, the amount of metallic impurities other than silicon is determined by polarized Zeeman flameless atomic absorption, titanium (Ti) is determined by ICP emission spectrophotometer, and uranium (U) is determined by fluorescence spectrophotometer. It was measured.
【0037】[0037]
【表2】 [Table 2]
【0038】[0038]
【発明の効果】以上説明した通り本発明のバーナーを用
いることにより、プラスチックパッケージ用エポキシ樹
脂の充填剤などとして有用とされる充填特性、特に流動
性の優れた球状シリカ微粒子を容易に且つ安価に製造す
ることができるという有利性が与えられる。As described above, the use of the burner of the present invention makes it possible to easily and inexpensively produce spherical silica fine particles having excellent filling characteristics, particularly excellent fluidity, which are useful as fillers for epoxy resins for plastic packages. The advantage is that it can be manufactured.
【図1】本発明の球状シリカ微粒子製造用バーナーのガ
スの噴き出しノズル部分の一実施例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a gas ejection nozzle portion of a burner for producing spherical silica fine particles of the present invention.
【図2】本発明の球状シリカ微粒子製造用バーナーのガ
スの噴き出しノズル部分の一実施例を示す側断面図であ
る。FIG. 2 is a side sectional view showing one embodiment of a gas ejection nozzle portion of the burner for producing spherical silica fine particles of the present invention.
【図3】本発明の球状シリカ微粒子製造用バーナーのガ
スの噴き出しノズル部分の他の実施例を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of a gas ejection nozzle portion of the burner for producing spherical silica fine particles of the present invention.
【図4】本発明の球状シリカ微粒子製造用バーナーのガ
スの噴き出しノズル部分の他の実施例を示す側断面図で
ある。FIG. 4 is a side sectional view showing another embodiment of a gas jet nozzle portion of the burner for producing spherical silica fine particles of the present invention.
【図5】比較例として用いたバーナーの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a burner used as a comparative example.
【図6】図1及び2に示すノズル構造を有する球状シリ
カ微粒子製造用バーナーを用いて球状シリカ微粒子を製
造する場合の全体装置構成を示す概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an entire apparatus configuration when producing spherical silica fine particles using the burner for producing spherical silica fine particles having the nozzle structure shown in FIGS. 1 and 2.
【図7】実施例1に対応する球状シリカ微粒子の粒度分
布を示すグラフである。FIG. 7 shows the particle size of spherical silica fine particles corresponding to Example 1.
It is a graph which shows cloth .
【図8】実施例1に対応する球状シリカ微粒子の外観を
示す透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 8 is a transmission electron micrograph showing the appearance of spherical silica fine particles corresponding to Example 1.
【図9】実施例2に対応する球状シリカ微粒子の粒度分
布を示すグラフである。FIG. 9 shows the particle size of spherical silica fine particles corresponding to Example 2.
It is a graph which shows cloth .
【図10】実施例2に対応する球状シリカ微粒子の外観
を示す透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 10 is a transmission electron micrograph showing the appearance of spherical silica fine particles corresponding to Example 2.
【図11】比較例に対応する球状シリカ微粒子の粒度分
布を示すグラフである。FIG. 11 shows the particle size of spherical silica fine particles corresponding to the comparative example.
It is a graph which shows cloth .
【図12】比較例に対応する球状シリカ微粒子の外観を
示す透過型電子顕微鏡写真である。FIG. 12 is a transmission electron micrograph showing the appearance of spherical silica fine particles corresponding to a comparative example.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−187683(JP,A) 特開 平7−138028(JP,A) 特開 昭62−187135(JP,A) 特開 平7−187684(JP,A) 特公 平2−31010(JP,B2) 特公 平5−7326(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23D 14/32 C03B 8/04 F23D 14/22 Continuation of front page (56) References JP-A-7-187683 (JP, A) JP-A-7-138028 (JP, A) JP-A-62-187135 (JP, A) JP-A-7-187684 (JP, A) , A) JP 2-31010 (JP, B2) JP 5-7326 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F23D 14/32 C03B 8/04 F23D 14/22
Claims (4)
本の直管型ノズルからなり、最も内側のノズルからガス
状のアルコキシシランと不活性ガスの混合ガスを噴出
し、中間のノズルから酸素、酸素と不活性ガスの混合ガ
ス、不活性ガスのいずれかを噴出し、最も外側のノズル
から水素を噴出する第1のノズル群と; 該第1のノズル群を取り巻いて複数個配列され、少なく
とも1本のノズルの中心線が前記第1のノズル群の中心
線とガス噴出側の交点で交差し、且つ各ノズルの中心線
と前記第1のノズル群の中心線との交点を頂点とし各ノ
ズルの中心線を線素として形成される円錐面群が、同一
円錐面となる場合を除いて、少なくとも各ノズルを包含
する領域において互いに交差しないように設けられた、
酸素を噴出する第2のノズル群と; 前記第1及び第2のノズル群を包摂して配設された水素
を噴出する最外殻ノズルと; からなる複合ノズルを備えたことを特徴とする、粒度分
布が0〜3μmである球状シリカ微粒子製造用バーナ
ー。1. At least three concentrically arranged cross-sections
It consists of two straight pipe nozzles, and jets a gaseous mixture of alkoxysilane and inert gas from the innermost nozzle, and oxygen, a mixed gas of oxygen and inert gas, or an inert gas from the middle nozzle. A first nozzle group for ejecting hydrogen from the outermost nozzle; and a plurality of nozzles arranged around the first nozzle group, wherein the center line of at least one nozzle is the first nozzle group. Group of conical surfaces that intersect at the intersection of the center line of the nozzles with the gas ejection side, and whose vertex is the intersection of the center line of each nozzle and the center line of the first nozzle group, and whose center line is a line element Is provided so as not to intersect with each other at least in a region including each nozzle, except when the same conical surface is provided.
A second nozzle group for ejecting oxygen; and an outermost nozzle for ejecting hydrogen disposed so as to cover the first and second nozzle groups. , Particle size
A burner for producing spherical silica fine particles having a cloth of 0 to 3 μm .
第1のノズル群の中心線を共有する少なくとも1の断面
同心円上に等間隔に配置されていることを特徴とする請
求項1記載の球状シリカ微粒子製造用バーナー。2. The second nozzle group, wherein the nozzles are arranged at equal intervals on at least one concentric circle in cross section sharing the center line of the first nozzle group. The burner for producing spherical silica fine particles according to the above.
のノズル群の各ノズルの中心線との交点群と、これらノ
ズル群のガスが噴出される側の端面で構成される共通開
放面との距離が100〜200mmの範囲にあることを
特徴とする請求項1又は請求項2記載の球状シリカ微粒
子製造用バーナー。3. The method according to claim 2, wherein the center line of the first nozzle group and the second
The distance between a group of intersections of the nozzle groups of the nozzle groups with the center line of each nozzle and a common open surface formed by an end surface of the nozzle group on the side from which gas is ejected is in the range of 100 to 200 mm. The burner for producing spherical silica fine particles according to claim 1 or 2.
殻ノズルが石英ガラスからなることを特徴とする請求項
1ないし請求項3のいずれか1項記載の球状シリカ微粒
子製造用バーナー。4. The burner for producing spherical silica fine particles according to claim 1, wherein the first and second nozzle groups and the outermost nozzle are made of quartz glass.
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