(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱プラズマを発生する熱プラズマトーチと、被処理材料を加熱反応させる反応塔と、前記被処理材料を前記反応塔内に供給する供給手段と、前記プラズマトーチにより発生した熱プラズマを加熱制御するプラズマフレーム炉とを備え、該プラズマフレーム炉は、前記プラズマトーチにより発生したプラズマフレームを通過させるプラズマ通路と、その通路の中間に設けられた前記プラズマフレームの流れを拡散する拡散手段とを備え、前記拡散手段は、前記プラズマ通路を拡径した拡散室と該拡散室内に設けられた前記プラズマフレームの流れ方向を変更する障害部材とを備える熱プラズマによる加熱処理装置を使用し、前記プラズマフレーム炉から前記反応塔内噴出される熱プラズマにより加熱して処理されたことを特徴とする熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項２】
原料粒体が前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱処理されて溶融球状化されたことを特徴とする請求項１に記載の球状体の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項３】
前記原料粒体は蛍光体材料であることを特徴とする請求項２に記載の球状体の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項４】
前記原料粒体は金属間化合物であることを特徴とする請求項２に記載の球状体の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項５】
原料粒体が前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱されて前記原料粒体の表面部のみが溶融され、表面が溶融固化したフィルムで覆われたことを特徴とする請求項１に記載の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項６】
固体粒体の表面に同質または異質の物質を付着させた原料粒体が前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱されて主として表面物質のみが溶融され、粒体の表面が前記付着物質の溶融固化したフィルムで覆われたことを特徴とする請求項１に記載の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項７】
前記固体粒体はＺｎＳ：Ｃｕからなり、前記固体粒体の表面に付着させた物質はＳｉＯ２  からなり、該ＳｉＯ２  の溶融固化したフィルムでコーティングされたことを特徴とするＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体である請求項６に記載の熱プラズマによる加熱処理粒体。
【請求項８】
熱プラズマを発生する熱プラズマトーチと、被処理材料を加熱反応させる反応塔と、前記被処理材料を前記反応塔内に供給する供給手段と、前記プラズマトーチにより発生した熱プラズマを加熱制御するプラズマフレーム炉とを備え、該プラズマフレーム炉は、前記プラズマトーチにより発生したプラズマフレームを通過させるプラズマ通路と、その通路の中間に設けられた前記プラズマフレームの流れを拡散する拡散手段とを備え、前記拡散手段は、前記プラズマ通路を拡径した拡散室と該拡散室内に設けられた前記プラズマフレームの流れ方向を変更する障害部材とを備える熱プラズマによる加熱処理装置を使用し、前記プラズマフレーム炉から前記反応塔内噴出される熱プラズマにより加熱して処理されたことを特徴とする熱プラズマによる粒体の加熱処理方法。
【請求項９】
前記熱プラズマによる粒体の加熱処理は、原料粒体を加熱溶融状態にして球状化する球状化処理であることを特徴とする請求項８に記載の粒体を球状化する熱プラズマによる粒体の加熱処理方法。
【請求項１０】
前記熱プラズマによる粒体の加熱処理は、原料粒体を加熱してその表面部のみを溶融させ、表面を溶融固化したフィルムで覆う粒体のコーティング処理であることを特徴とする請求項８に記載の熱プラズマによる粒体の加熱処理方法。
【請求項１１】
前記熱プラズマによる粒体の加熱処理は、固体粒体の表面に同質または異質の物質を付着させた原料粒体を表面物質のみが溶融するように加熱して、前記固体粒体の表面を付着物質の溶融固化したフィルムで覆うコーティング処理であることを特徴とする請求項８に記載の熱プラズマによる粒体の加熱処理方法。
【請求項１２】
前記固体粒体はＺｎＳ：Ｃｕからなり、前記固体粒体の表面に付着させた物質はＳｉＯ２  からなり、該ＳｉＯ２  の溶融固化したフィルムでＺｎＳ：Ｃｕ蛍光体をコーティングすることを特徴とするである請求項１１に記載の熱プラズマによる粒体の加熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱プラズマにより粒体を加熱溶融して球状化処理したり、原料粒体の表面のみを加熱溶融してコーティングしたりする熱プラズマによる加熱処理粒体及び加熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高周波誘導熱プラズマ（以下高周波プラズマという）は、高温度が容易に得られ、電極を使用する熱プラズマに比してプラズマの汚染がない点で有利であり、粒体または粉末を高周波誘導熱プラズマにより加熱処理する方法などが近年多く発表されている（作田忠裕ほか：電気学会開閉保護研究会；１９９３、特開平６−２５７１７号公報、特開平８−１０９３７５号公報など）。例えば、焼結用の粒体を焼結密度を向上させるために球状化したり、あるいは粉末蛍光体の輝度を向上させるためには球状化したりすることが行われている。即ち、化学合成などにより製造された物質粒体は通常粗形であるので、この原料粒体をその融点直上で加熱して表面張力により球状化する球状化処理が行われている。高周波誘導熱プラズマ加熱による球状化処理として、「作田忠裕ほか：電気学会開閉保護研究会；１９９３」、特開平６−２５７１７号公報などがあり、また、出願人は先に、発光性能を向上するために原料粉を高周波誘導熱プラズマにより加熱溶融して球状化した蛍光体を開示した（特開平８−１０９３７５号公報）。
【０００３】
上記のように蛍光体などの原料粒体物質を加熱溶融して球状化する場合には、加熱温度が物質の融点より低いと溶解しないために球状化せず、温度が物質の沸点より高すぎると成分が蒸発して原料粒体と異なる構造または組成になってしまうという問題点がある。したがって、熱プラズマにより加熱処理する場合には熱プラズマの加熱部の温度を一定に保持する必要がある。とくに融点温度が高く融点と沸点の温度差が少ない物質の場合には、高温でかつ狭い温度範囲で管理することが要求される。
【０００４】
また、球状体の表面を保護するために、球状体を加熱して表面だけを溶融して表面に溶融固化したフィルムを形成させることもある。例えば、エレクトロルミネッセンス表示器などの蛍光体として使用されるＺｎＳ：Ｃｕ粉末は、そのままでは耐水性が低いため使用中に空気中の水分と反応して変質して蛍光性が失われる。そのため、従来はＺｎＳ：Ｃｕの粒子をフィルムに挟んで粒子が大気に触れないようにして使用されているが、コストが高いという問題点がある。そこで、本発明者はＺｎＳ：Ｃｕ粒子の表面が大気に直接触れないように被覆して使用すれば粒子の耐水性が向上してフィルムで挟まなくても使用できコストが低減できることに着目した。
【０００５】
このためには、図５（ａ）に示すように表面にＳｉＯ２  を付着させたＺｎＳ：Ｃｕ原料粒子を加熱し、表面のＳｉＯ２  を溶融固化してＳｉＯ２  のフィルムを作り、この溶融フイルムによりＺｎＳ：Ｃｕ原料粒子をコートするようにすれば個々の粒子に耐水性が与えられることを見出だした。この場合、ＳｉＯ２  は融点が１０００℃以上と高く、一方ＺｎＳ：Ｃｕは３００℃以上になるとダメージを受けるので、ＳｉＯ２  でコーティングするためには内部のＺｎＳ：Ｃｕは温度が上がらないで表面のＳｉＯ２  のみが溶融する高温に加熱する必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に図示する高周波プラズマのプラズマフレーム１の渦流中心２の温度は１０，０００Ｋにも達し、フレーム先端部３の温度でも５，０００Ｋにもなり、かつ温度の均一範囲が極めて狭いという問題がある。
【０００７】
そのためプラズマトーチからでるプラズマフレームを直接被処理物質に当てて加熱球状化する従来の球状化処理方法では、単一組成の物質は球状化が容易であるが、融点の低い複合材料や金属間化合物では温度が高すぎて成分が蒸発したり分解したりして原料粒体と同じ特性が得られなくなるという問題点がある。また、低融点物質の球状化の場合にはプラズマの温度が高すぎて超微粒子が多量に発生し、所要の粒度の球状粒子の収率が低下するほか、超微粒子の分級を要しコスト増となるのみでなく分級が不可能な場合も生ずる。したがって、必要な処理温度を得るにはプラズマ先端の限られた部分で加熱するようにしなければならない。一方プラズマの渦流中心の温度を下げればプラズマフレーム中の所要温度範囲が広くなるがプラズマの温度を下げすぎると失火するなどプラズマフレームが不安定になるという問題点がある。このために、従来技術では高周波入力及びプラズマガスの種類と流量を適切に選択することにより高周波プラズマを安定させる方法が行われてきた（特開平８−１０９３７５号公報）。
【０００８】
また、前記の蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕの原料粒子をＳｉＯ２  の膜でコートする場合にも、従来の高周波プラズマによる直接加熱方式ではプラズマフレームが超高温で温度均一範囲が狭いために内部まで高温になりＺｎＳ：Ｃｕが変質して発光しない粒子が生ずるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、プラズマトーチの下流にプラズマフレーム炉を設けた熱プラズマによる加熱処理装置を使用することにより、プラズマトーチのプラズマフレームの温度を下げることなく、加熱部のプラズマフレームの温度が反応に必要な温度まで下げられて均一な温度領域が拡大されたプラズマフレームにより粒体を加熱処理する熱プラズマによる加熱処理粒体及び加熱処理方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の加熱処理粒体及び加熱処理方法は、熱プラズマを発生する熱プラズマトーチと、被処理材料を加熱反応させる反応塔と、前記被処理材料を前記反応塔内に供給する供給手段と、前記プラズマトーチにより発生した熱プラズマを加熱制御するプラズマフレーム炉とを備え、該プラズマフレーム炉は、前記プラズマトーチにより発生したプラズマフレームを通過させるプラズマ通路と、その通路の中間に設けられた前記プラズマフレームの流れを拡散する拡散手段とを備え、前記拡散手段は、前記プラズマ通路を拡径した拡散室と該拡散室内に設けられた前記プラズマフレームの流れ方向を変更する障害部材とを備える熱プラズマによる加熱処理装置を使用し、前記プラズマフレーム炉から前記反応塔内噴出される熱プラズマにより加熱して処理されたことを特徴とするものである。
【００１１】
即ち、従来技術の熱プラズマによる加熱処理は、被処理粒体をプラズマトーチにより発生したプラズマフレームにより直接加熱して処理したので、熱プラズマの温度が局部的に非常に高く、被処理粒体が所定温度より過温度に加熱されて成分が蒸発したりなどして原材料粒体と同一性能の粒体が得られない場合があった。
【００１２】
これに対し本発明の加熱処理は、プラズマトーチのプラズマフレームをさらにプラズマフレーム炉を通過させたのちに反応塔内に噴出させた温度が低く均一温度領域の広いプラズマフレームにより加熱して処理されるので、被処理粒体の過温度の加熱が防止されて、組成成分などの蒸発がなく均一な性能が得られやすい。
すなわち、プラズマトーチにより発生された熱プラズマは、プラズマフレーム炉のプラズマ通路を通過し、その通路の中間に設けられた拡散手段の拡散室と障害部材によって拡散され、温度が均一化されたプラズマフレームが前記プラズマフレーム炉から反応塔内噴出される。これによって上記効果が得られる。
【００１３】
また、本発明の加熱処理による粒体の球状化は、原料粒体を前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱して溶融球状化するものであり、とくに蛍光体材料の溶融球状化に望ましいものである。即ち、従来のプラズマトーチのプラズマフレームの直接加熱により蛍光体などを球状化する加熱処理では、熱プラズマの局部的な高温のため被処理粒体が過温度に加熱されて組成成分が蒸発し輝度などの性能において原材料粒体と同一性能の粒体が得られなかったり、微粒粉体が増加して球状粒体の収率が低下したり粒度の分級が不能になったりした。
【００１４】
本発明の熱プラズマ加熱による球状化処理は、前記反応塔内に噴出させた温度の低い均一温度領域の広いプラズマフレームにより溶融球状化させるので、被処理粒体の過温度の加熱が防止されて成分などの蒸発がなく均一な球形粒度の粒体が収率高く得られる。かかる加熱処理は蛍光体や金属間化合物の球状化に適し、蛍光体では輝度の向上を図ることができ、金属間化合物では焼結密度の向上を図ることができる。
【００１５】
また本発明の表面が溶融フィルムで覆われた粒体を製造する加熱処理は、原料粒体を前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱して原料粒体の表面部のみを溶融して溶融固化したフィルムを形成させるものである。
【００１６】
さらに、本発明の粒体の表面が同質または異質の付着物質の溶融フィルムで覆われた状態にする加熱処理は、固体粒体の表面に同質または異質の物質を付着させた原料粒体を前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより表面物質のみが溶融するように加熱して形成させることが望ましく、また本発明のＳｉＯ２  溶融フィルムでコーティングするＺｎＳ：Ｃｕの蛍光体の加熱処理としては、ＺｎＳ：Ｃｕの固体粒体の表面にＳｉＯ２  を付着させた物質粒体を前記反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより表面のＳｉＯ２  のみが溶融するように加熱して形成させることが望ましい。
【００１７】
即ち、粒体の表面部を溶融して溶融固化したフィルムを形成させたり、粒体表面に物質を付着させて加熱しこの物質の溶融固化したフィルムを形成させたり、ＺｎＳ：Ｃｕの表面にＳｉＯ２  を付着させて加熱し、ＳｉＯ２  のコーティングをした蛍光体ＺｎＳ：Ｃｕを製造する加熱処理において、前記の反応塔内に噴出されたプラズマフレームにより加熱すれば従来の直接のプラズマトーチによる加熱よりも変質なく表面のみを溶融させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の熱プラズマにより加熱処理を行う加熱処理装置の断面図、図２は本発明の加熱処理装置のプラズマフレーム炉の詳細断面図、図３は図２のＸ−Ｘ断面図である（図１のプラズマフレーム炉は図３のＸ−Ｘ断面で示される）。
【００１９】
まず図１に基づき本発明の熱プラズマにより加熱処理を行う加熱処理装置の全体の構成について説明する。本発明の加熱処理装置はプラズマトーチ１１、プラズマフレーム炉２１、反応塔３１及び供給手段４１により構成されている。
【００２０】
プラズマトーチ１１は、水冷される二重管構造の石英管１２（図には一重に図示）の外周に高周波誘導コイル１７が巻かれ端子１７ａ及び１７ｂから高周波電流が付加されるようになっている。石英管１２の上部には第１ガス供給管１３、第２ガス供給管１４、第３ガス供給管１５が設けられ、主として第１，２，３ガス供給管１３，１４，１５からプラズマガスが供給され、目的に応じて適切な種類のガスが供給されるようになっている。これらの第１〜３供給管の周囲は簡易に図示されたトーチヘッド１６により水冷されるようになっている。石英管１２の下部は水冷ジャケット１８に固定され、水冷ジャケット１８にはクエンチングガス供給管１９が設けられている。
【００２１】
上記のように構成されたプラズマトーチ１１は第１、第２、第３ガス供給管１３、１４、１５からガスを流入しながら高周波誘導コイル１７に高周波電力を掛けると石英管１２内に図の斜線で示すプラズマ１が発生し石英管１２の下部側から噴出する。この様なプラズマトーチは公知のプラズマトーチと同様である。
【００２２】
プラズマトーチ１１のプラズマの噴出する下部側にプラズマフレーム炉２１が設けられている。プラズマフレーム炉２１は、詳細を図２及び３に示すように中空円筒の胴部２２の両端を栓２３で閉じた円筒箱型をなし、円筒面の中心対称位置にプラズマフレームの入口管２４と出口管２５がそれぞれねじ２４ａ，２５ａにより固定され、入口管２４と出口管２５がプラズマフレーム１を通過させるプラズマ通路を形成している。胴部２２の内部には内径同心に管形または棒状の障害部材２６が設けられ、その両端を栓２３により保持固定されている。この様に胴部２２の内部が拡散室を形成し障害部材２６と併せて拡散手段が構成されている。入口管２４、胴部２２、出口管２５のそれぞれの内径Ａ，Ｂ，Ｃ及び障害部材２６の外径Ｄはプラズマガスの種類、流速・流量、付加する高周波電力、被処理粒体の種類などにより経験的に定められる。入口管２４の上端をニップル２７により水冷ジャケット１８の下側に固定され、プラズマフレーム炉２１がプラズマトーチ１１の下部に固定されるようになっている。
【００２３】
上記構成により、プラズマトーチ１１の石英管１２内に発生したプラズマフレーム１は図１に示すように、プラズマフレーム炉２１の入口管２４から入り、胴部２２の内径と障害部材２６の外径の間の空間を回り出口管２５から反応塔３１内に噴出する。このときプラズマフレーム炉２１全体が通過するプラズマフレームにより加熱され、出口管２５から噴出するプラズマフレームは放熱により温度が低下すると共に渦流が拡散・攪拌されて温度の均一範囲が広くなる。
【００２４】
反応塔３１は底付きの円筒箱型をなし、円筒部３２の上フランジ３３に上蓋３４が取外し可能に固定されている。上蓋３４にプラズマトーチ１１の下部の水冷ジャケット１８が固定され、プラズマフレーム炉２１を下部に固定したプラズマトーチ１１が上蓋３４の上に搭載されるようになっている。
【００２５】
反応塔３１には供給手段である原料供給パイプ４１が設けられその先端がプラズマフレーム炉２１の出口管２５の下に開放されている。これにより、被処理粒体がガスにより吹き込まれ、出口管２５から噴出するプラズマフレームにより加熱処理されて反応塔３１内に落下するようになっている。
【００２６】
【実施例】
上記図１に示す構成の下記諸元の加熱処理装置を使用して以下の諸実験を行った。
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【００２７】
【実施例１】
蛍光材料のＢａＦＣｌ：Ｅｕ原料粉末の球状化処理：
高周波誘導コイル入力条件：３ＭＨｚ，１５ｋＷ
ガス供給条件：
プラズマガス：第１ガス供給管１３から、Ａｒガス：３０ｌ／ｍｉｎ
第２ガス供給管１４から、Ａｒガス：４０ｌ／ｍｉｎ
キャリアガス：Ａｒガス：２０ｌ／ｍｉｎを用いて粒径１〜１０μｍの
ＢａＦＣｌ：Ｅｕ原料粉末を５ｇｒ／ｍｉｎを第１原料供給管４１から供給した。
【００２８】
その結果、１〜１０μｍの球状粉末が９８％の収率で得られ、６０％の收率しか得られなかった従来技術よりも微粉末の発生が少なく収率が向上した。このことは、従来技術よりも加熱温度が適正均一で高温過熱による蒸発損失量が少なく、微粉末の発生が少ないことを示すものである。また、輝度測定における発光特性の輝度は原料粉（１００）と同等の１００が得られた。これは、従来技術では原料粉の分解が生じ輝度の低下が生ずるものがあったが、本高周波プラズマによる加熱装置ではクリーンな熱源であるため不純物の汚染がなく、加熱温度が適正均一なため原料粉末の結晶構造が変わらないで球状化ができたことを示すものである。
【００２９】
【実施例２】
蛍光材料のＹ２  ＳｉＯ５  ：Ｔｂ原料粉末の球状化処理：
高周波誘導コイル入力条件：３ＭＨｚ，２０ｋＷ
ガス供給条件：
プラズマガス：第１ガス供給管１３から、Ａｒガス：４０ｌ／ｍｉｎ
第２ガス供給管１４から、Ａｒガス：４５ｌ／ｍｉｎ
キャリアガス：Ａｒガス：１５ｌ／ｍｉｎを用いて粒径１〜１０μｍの
Ｙ２  ＳｉＯ５  ：Ｔｂ原料粉末の５ｇｒ／ｍｉｎを第１原料供給管４１から供給した。
【００３０】
その結果、１〜１０μｍｍの球状粉末が９８％の収率で得られ、６０％の收率しか得られなかった従来技術よりも微粉末の発生が少なく収率が向上した。このことは、実施例１と同様に、従来技術に比し高温過熱による蒸発損失量が少なくかつ微粉末の発生が少ないことを示すものである。また、Ｘ線解析の結果、従来技術では異相（Ｙ２  Ｏ３  ）のピークがみられるが、本発明技術によればほとんど異相（Ｙ２  Ｏ３  ）のピークがみられず、原料粉末とほとんど同じパターンを示した。この結果は、従来技術では原料粉の結晶構造が変化して異相が発生するが、本発明の高周波プラズマによる加熱装置ではクリーンな熱源であるため不純物の汚染がなく、加熱温度が適正均一なため原料粉末の結晶構造が変わらないで球状化ができたことを示すものである。
【００３１】
【実施例３】
金属間化合物Ｎｂ３  Ａｌの球状化処理：
高周波誘導コイル入力条件：３ＭＨｚ，１５ｋＷ
ガス供給条件：
プラズマガス：第１ガス供給管１３から、Ａｒガス：３０ｌ／ｍｉｎ
第２ガス供給管１４から、Ａｒガス：４５ｌ／ｍｉｎ
キャリアガス：Ａｒガス：２０ｌ／ｍｉｎを用いて粒径１〜１０μｍの
Ｎｂ３  Ａｌ原料粉末５ｇｒ／ｍｉｎを原料供給管４１から供給した。
【００３２】
Ｎｂ３  Ａｌは融点は１９６０℃であるが、原料中の沸点（２４６７℃）が低いＡｌが蒸発するため、従来技術の球状化処理ではこのＡｌが蒸発してＵＦＰ化し、処理した球状粉の組成が原料粉と異なる場合があった。本発明の加熱装置では融点直上の球状化の所要温度以上に加熱温度が上がらないで相の分解が生じない状態で粒体が溶融球状化するので、組成変化が生ぜずｂｃｃ構造（Ａ２型）の
Ｎｂ３  Ａｌの１〜１００μｍの球状粉末が９８％の収率で得られた。この得られた球状粉末を焼結後室温圧延した結果は良好な展伸性を示した。また本処理装置では急冷が容易になるためにｂｃｃ構造（Ａ２型）の球状粒体が得られたものである。
【００３３】
【実施例４】
蛍光体ＺｎＳ：ＣｕのＳｉＯ２  コーティング処理：
高周波誘導コイル入力条件：４ＭＨｚ，１５ｋＷ
ガス供給条件：
プラズマガス：第１ガス供給管１３から、Ａｒガス：２０ｌ／ｍｉｎ
第２ガス供給管１４から、Ａｒガス：３０ｌ／ｍｉｎ
キャリアガス：Ａｒガス：２０ｌ／ｍｉｎを用いて図７に示すような表面にＳｉＯ２  を付着させた粒径２０μｍのＺｎＳ：Ｃｕ原料粉末５ｇｒ／ｍｉｎを原料供給管４１から供給した。
【００３４】
表１に本発明の加熱処理による結果を従来の直接高周波プラズマ加熱による結果と対比して示す。耐水性試験は処理粉末をＡｇＮＯ３  液に浸漬して変色状況により判定した。表から判るように、原料粉末はＡｇＮＯ３  液に浸漬直後茶色に変色して耐水性がないことが判る。一方、表面にＳｉＯ２  を溶融コーティングした本発明方法の処理、従来方法の処理ともに同様に１２時間浸漬後も変色がなかった。これは、原料粒子にＳｉＯ２  の溶融固化したフイルムのコーティングがされ耐水性が得られたことを示すものである。この様に耐水性は、従来方法でも同様に得られたが、従来の高周波プラズマで直接加熱したものはＺｎＳ：Ｃｕが高温に加熱されてダメージを受け、輝度試験結果では発光条件を変えても発光しなかった。これに対し、本発明の加熱処理では、輝度は原材料の１００に対し印加電圧１００Ｖ試験では７７％、印加電圧２００Ｖ試験では９８％が得られた。これは、本加熱処理装置によれば内部のＺｎＳ：Ｃｕの温度を上げないで表面のＳｉＯ２  だけを溶解してコーティングできることを示すものである。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
以上述べたように、本発明の実施形態の粒体の加熱処理方法によれば、プラズマトーチの下流設けられたプラズマフレーム炉を通過させて温度が所定温度まで低下した均一温度領域の広いプラズマフレームにより加熱処理するので、超高温の熱プラズマにより直接加熱する従来技術の方法に比し過温度の加熱が防止されて安定した加熱処理ができ、高性能の加熱処理粒体が得られる。
【００３７】
また、本発明の実施形態の粒体の加熱溶融による球状化処理及び表面を溶融固化したフィルムで覆うコーティング処理においては、前記プラズマフレーム炉を通過させて温度を低下させた均一温度領域の広いプラズマフレームにより加熱処理がされるので、被処理粒体の過温度の加熱が防止されて組成成分などの蒸発がなく均一な性能が得られやすく、また、球状化処理において微粒粉体が増加して球状粒体の収率が低下したり分級が困難になったりすることがない。さらにコーティング処理においては、変質などが少なく良好なコーティングした粒子が容易に得られる。
【００３８】
蛍光体のＺｎＳ：Ｃｕに本発明の加熱処理によりＳｉＯ２  溶融固化したフィルムでコーティングすれば、ＺｎＳ：Ｃｕの変質がなく輝度を損なわないで耐水性のある蛍光体粉末が得られる。これによりフイルムで挟まないで使用しても吸湿による劣化がない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱プラズマによる加熱処理粒体と加熱処理方法によれば、クリーンな熱源である熱プラズマを使用して、通常の熱プラズマフレームより温度が低く均一温度範囲の広いプラズマフレームにより加熱処理されるので、例えば加熱溶融による球状化処理においては構造や組成の変化なく清浄、均一な球状化粒体が収率良く得られ、表面に溶融フィルムを形成させて保護する粒体の加熱処理においては変質させないでコーティングした粒体が得られる。これにより、蛍光体粉末の耐水性を向上してコスト低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態の熱プラズマにより加熱処理をする加熱処理装置の断面図である。
【図２】本発明実施形態の熱プラズマにより加熱処理をする加熱処理装置のプラズマフレーム炉の詳細断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】熱プラズマフレームの断面温度分布を示す図である。
【図５】ＺｎＳ：ＣｕをＳｉＯ２  コーティングした状態を説明する図である。
【符号の説明】
１  プラズマフレーム
２  プラズマフレームの渦流中心
３  プラズマフレームの先端部
１１  プラズマトーチ
１２  石英管
１３  第１ガス供給管
１４  第２ガス供給管
１５  第３ガス供給管
１６  トーチヘッド
１７  高周波誘導コイル
１８  水冷ジャケット
１９  クエンチングガス供給管
２１  プラズマフレーム炉
２２  胴部（拡散室）
２３  栓
２４  入口管
２５  出口管
２６  障害部材
２７  ニップル
３１  反応塔
３２  円筒部
３３  フランジ
３４  上蓋
４１  原料供給管（供給手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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