(57)【要約】  二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応させて酸化珪素ガスを生成させる反応室と、この反応室内に上記混合原料粉末を供給する原料供給機構と、上記酸化珪素ガスから酸化珪素固体を析出させるベルト状基体と、上記基体に酸化珪素固体を析出させる析出室と、上記酸化珪素ガスを上記反応室から上記析出室に搬送する搬送管と、析出室に連結された回収室と、上記ベルト状基体は析出室と回収室間で回転可能に配置され、析出室と回収室間で上記ベルト状基体を回転させる回転機構と、回収室にゲート弁を介して連結されたロードロック室とを具備する酸化珪素の製造装置に関するものであり、本発明によれば、効率的かつ長期間安定的に、高純度の酸化珪素を連続的に製造することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応させて酸化珪素ガスを生成させる反応室と、この反応室内に上記混合原料粉末を供給する原料供給機構と、上記酸化珪素ガスから酸化珪素固体を析出させるベルト状基体と、上記基体に酸化珪素固体を析出させる析出室と、上記酸化珪素ガスを上記反応室から上記析出室に搬送する搬送管と、析出室に連結された回収室と、上記ベルト状基体が析出室と回収室間で回転可能に配置され、析出室と回収室間で上記ベルト状基体を回転させる回転機構と、回収室にゲート弁を介して連結されたロードロック室とを具備する酸化珪素の製造装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置を用い、二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応炉室に供給し、この反応室内で、常圧又は減圧下で１，２００〜１，６００℃に加熱して酸化珪素ガスを発生させ、この酸化珪素ガスを反応室と同じ温度以上に保持された搬送管を通して析出室内に導入し、ベルト状基体を回転させ、析出室内で基体表面に酸化珪素固体を析出させると共に、回収室内で基体表面に析出した酸化珪素固体を剥離させ、これを回収する酸化珪素の製造方法。
【請求項３】
混合原料粉末が、二酸化珪素と金属珪素粉末との混合物である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
析出室の基体の温度が、２００〜１，０００℃である請求項２又は３記載の製造方法。
【請求項５】
さらに、得られた酸化珪素固体を粉砕し、得られた酸化珪素粉末の平均粒径が０．０１〜３０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．５〜３０ｍ2／ｇである請求項２〜４のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項６】
酸化珪素が、包装用フィルム蒸着用である請求項２〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【請求項７】
酸化珪素が、リチウムイオン二次電池負極活物質用である請求項２〜５のいずれか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包装用フィルム蒸着用、リチウムイオン二次電池負極活物質等として好適に使用される酸化珪素の製造方法及び製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化珪素粉末の製造方法として、二酸化珪素系酸化粉末からなる原料混合物を減圧非酸化性雰囲気中で熱処理することにより酸化珪素蒸気を発生させ、この酸化珪素蒸気を気相中で凝縮させて、０．１μｍ以下の微細アモルファス状の酸化珪素粉末を連続的に製造する方法（特許文献１：特開昭６３−１０３８１５号公報）、及び原料珪素を加熱蒸発させて、表面組織を粗とした基体の表面に蒸着させる方法（特許文献２：特開平９−１１０４１２号公報）が知られている。また、二酸化珪素を含む混合原料粉末を反応炉内に供給し、酸化珪素ガスを発生させ、冷却した基体表面に析出させ、ついでこの酸化珪素析出物を連続的に回収する方法（特許文献３：特開２００１−２２０１２３号公報）がある。【０００３】
しかしながら、上述した特開昭６３−１０３８１５号公報の方法は、連続的な製造が可能であるが、生成したＳｉＯ粉末は微粉であり、大気に取り出した際の酸化反応により高純度の酸化珪素粉末が製造できない問題がある。一方で、特開平９−１１０４１２号公報に記載の方法は、高純度酸化珪素はできるものの回分法を前提としているため、量産化が困難であり、結果として高価な酸化珪素粉末しか製造できない。特開２００１−２２０１２３号公報に記載の方法は、高純度酸化珪素粉末を連続的に回収することはできるが、酸化珪素が硬いため回収機構である掻き取り装置のブレードが磨耗し易く、長期の使用に耐えないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１０３８１５号公報
【特許文献２】特開平９−１１０４１２号公報
【特許文献３】特開２００１−２２０１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、効率的かつ長期間安定的に、高純度の酸化珪素を連続的に製造することができる酸化珪素の製造方法、及び製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、酸化珪素ガスを発生させ、これを基体に析出させる酸化珪素の製造方法において、ベルト状基体を有する製造装置を用いて、酸化珪素ガスを析出室内に導入し、ベルト状基体を回転させ、析出室内で基体表面に酸化珪素固体を析出させると共に、回収室内で基体表面に析出した酸化珪素固体を剥離させて回収することにより、効率的かつ長期間安定的に、酸化珪素の連続的な製造が可能となることを見出し、本発明をなすに至ったものである。【０００７】
従って、本発明は下記発明を提供する。
[１]．二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応させて酸化珪素ガスを生成させる反応室と、この反応室内に上記混合原料粉末を供給する原料供給機構と、上記酸化珪素ガスから酸化珪素固体を析出させるベルト状基体と、上記基体に酸化珪素固体を析出させる析出室と、上記酸化珪素ガスを上記反応室から上記析出室に搬送する搬送管と、析出室に連結された回収室と、上記ベルト状基体が析出室と回収室間で回転可能に配置され、析出室と回収室間で上記ベルト状基体を回転させる回転機構と、回収室にゲート弁を介して連結されたロードロック室とを具備する酸化珪素の製造装置。
[２]．[１]記載の装置を用い、二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応炉室に供給し、この反応室内で、常圧又は減圧下で１，２００〜１，６００℃に加熱して酸化珪素ガスを発生させ、この酸化珪素ガスを反応室と同じ温度以上に保持された搬送管を通して析出室内に導入し、ベルト状基体を回転させ、析出室内で基体表面に酸化珪素固体を析出させると共に、回収室内で基体表面に析出した酸化珪素固体を剥離させ、これを回収する酸化珪素の製造方法。
[３]．混合原料粉末が、二酸化珪素と金属珪素粉末との混合物である[２]記載の製造方法。
[４]．析出室の基体の温度が、２００〜１，０００℃である[２]又は[３]記載の製造方法。
[５]．さらに、得られた酸化珪素固体を粉砕し、得られた酸化珪素粉末の平均粒径が０．０１〜３０μｍであり、ＢＥＴ比表面積が０．５〜３０ｍ2／ｇである[２]〜[４]のいずれかに記載の製造方法。
[６]．酸化珪素が、包装用フィルム蒸着用である[２]〜[５]のいずれかに記載の製造方法。
[７]．酸化珪素が、リチウムイオン二次電池負極活物質用である[２]〜[５]のいずれかに記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、効率的かつ長期間安定的な、高純度酸化珪素の連続製造が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例を示す概略断面図である。
【図２】比較例１で使用した装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の製造方法は、二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応させて酸化珪素ガスを生成させる反応室と、この反応室内に上記混合原料粉末を供給する原料供給機構と、上記酸化珪素ガスから酸化珪素固体を析出させるベルト状基体と、上記基体に酸化珪素固体を析出させる析出室と、上記酸化珪素ガスを上記反応室から上記析出室に搬送する搬送管と、析出室に連結された回収室と、上記ベルト状基体は析出室と回収室間で回転可能に配置され、析出室と回収室間で上記ベルト状基体を回転させる回転機構と、回収室にゲート弁を介して連結されたロードロック室とを具備する酸化珪素の製造装置を用いて、二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応炉室に供給し、この反応室内で、常圧又は減圧下で１，２００〜１，６００℃に加熱して酸化珪素ガスを発生させ、この酸化珪素ガスを反応室と同じ温度以上に保持された搬送管を通して析出室内に導入し、ベルト状基体を回転させ、析出室内で基体表面に酸化珪素固体を析出させると共に、回収室内で基体表面に析出した酸化珪素固体を剥離させ、これを回収する酸化珪素の製造方法である。
【００１１】
二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末としては、二酸化珪素粉末とこれを還元する粉末との混合物を用いる。具体的な還元粉末としては、金属珪素化合物、炭素含有粉末等が挙げられるが、反応性を高め、収率を高めるといった点から、金属珪素粉末が好ましい。二酸化珪素粉末と金属珪素粉末の場合、下記の反応スキームによって進行する。
Ｓｉ（ｓ）＋ＳｉＯ2（ｓ）→２ＳｉＯ（ｇ）
【００１２】
本発明に用いる二酸化珪素粉末の平均粒径は０．１μｍ以下であり、通常０．００５〜０．１μｍ、好ましくは０．００５〜０．０８μｍである。また金属珪素粉末の平均粒径は３０μｍ以下であり、通常０．０５〜３０μｍ、好ましくは０．１〜２０μｍである。二酸化珪素粉末の平均粒径が０．１μｍより大きい、又は金属珪素粉末の平均粒径が３０μｍより大きいと、反応性が低下し、生産性が低下するおそれがある。なお、本発明において、平均粒径はレーザー光回折法による粒度分布測定における累積重量平均値Ｄ50で表すことができる。
【００１３】
本発明では、上記混合原料粉末を反応室内において１，２００〜１，６００℃、好ましくは１，３００〜１，５００℃の温度に加熱、保持し、酸化珪素ガスを生成させる。反応温度が１，２００℃未満では反応が進行しがたく、生産性が低下してしまい、一方、１，６００℃を超えると、混合原料粉末が溶融して炉材料の選定が困難になる場合がある。
【００１４】
一方、炉内（反応室）雰囲気は、常圧又は減圧（好ましくは１，０００Ｐａ以下）下で行う。酸化珪素がガスとして発生しやすい減圧下で行うことが好ましい。炉内を不活性ガス中としてもよい。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。
【００１５】
上記反応室には、原料供給機構にて、上記混合原料粉末を適宜間隔ごと、又は連続的に供給し、反応を連続的に行うものである。上記原料供給機構としては、スクリューフィーダー等による連続供給や、上下にダンパーを設けた中間ホッパーによる間欠供給、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
【００１６】
上記反応室で生成した酸化珪素ガスは、搬送管を介して析出室に連続的に供給される。搬送管は反応室と同じ温度以上に保持される。搬送管の温度が反応室以下の温度では、酸化珪素ガスが搬送管内壁に析出、付着して運転上の支障をきたし、安定的な運転ができなくなる。逆に、反応室を著しく超える温度に加熱しても、電力コストの上昇を招くだけで効果が得られないため、反応室と同じ温度〜反応室温度＋２００℃が妥当である。
【００１７】
酸化珪素ガスを酸化珪素固体としてその表面に析出させるベルト状基体が、析出室内及び回収室内に配置されており、析出室７と回収室９間を回転している。析出室に導入された上記酸化珪素ガスが、析出室内の基体に接触し、冷却されることにより、この基体表面に厚膜状の酸化珪素（固体）として析出する。この際、酸化珪素ガスが回収室に流入しないように、析出室と回収室の間に、ベルト状基体が移動可能なスリット状の開口部を有する隔壁を設けることが好ましい。さらに、回収室にアルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスを少量供給し、回収室の圧力が析出室より若干高くなるようにすることが好ましい。析出室の基体の温度（析出温度）は、２００〜１，０００℃に保持することが好ましく、３００〜９００℃がより好ましく、３００〜８００℃がさらに好ましい。１，０００℃より高いと酸化珪素が析出し難くなるおそれがあり、２００℃より低いと、得られた酸化珪素は微粉となり、活性が強すぎるものとなるおそれがある。
【００１８】
基体表面に析出した酸化珪素は、ベルト状基体の回転により回収室へ輸送される。回収室では、酸化珪素ガスによって基体に持ち込まれる熱量がなくなるため、基体の温度が低下する。この温度低下により基体と酸化珪素との間に熱収縮差が発生し、酸化珪素が基体から自然に剥離するので、酸化珪素を容易に回収することができる。この際に、空冷や水冷等の冷却手段によって、基体を強制冷却してもよい。回収室の基体の温度は、析出温度より１００℃以上低下させることが好ましく、２００℃以上低下させることがより好ましい。また、剥離を促進するためにベルト状基体を回収室で屈曲させてもよい。なお、基体温度の測定は、酸化珪素蒸気が直接当たる面の裏側を測定する。測定は、熱電対を基体に接触させる方法、放射温度計により非接触で測定する方法等で行えるが、本発明における温度は、熱電対を基体に接触させる方法で測定した値である。
【００１９】
基体の形状は、ベルト状であれば特に限定されないが、例えば、箔状，網状，編物状，織物状，チェーン状のエンドレスベルトが好適に用いられる。基体の材質は特に限定されないが、析出温度での耐熱性と酸化珪素ガスに対する耐蝕性があるもの、具体的には金属材料やセラミックス（ＳＵＳ）材料が好ましい。また、酸化珪素との線膨張係数の差が大きいものは、基体と酸化珪素との熱収縮差によって、酸化珪素が基体表面から剥離し易く、回収が容易になるのでより好ましい。具体的には金属材料が好ましく、加工性の点でステンレス鋼、ニッケル合金、チタン合金等が好適に用いられる。ベルト状基体の幅や全ての長さは酸化珪素ガスの量等により適宜選定されるが、幅３０〜３００ｃｍが好ましく、全長１００〜１，０００ｃｍが好ましい。
【００２０】
ベルト状基体を回転させるための回転機構は特に制限されないが、例えば、少なくとも２本のローラーと駆動用モーターからなる回転機構が挙げられる。さらに、ベルト状基体のテンションを一定に保つためのテンショナーを具備することが好ましい。
【００２１】
ベルト状基体の回転は、適宜間隔ごと又は連続でもよいが、連続が好ましい。基体の回転速度（線速度）は、原料の供給速度、基体の冷却速度等により適宜選定され、線速１ｃｍ／ｍｉｎ〜１０ｍ／ｍｉｎが好ましい。ベルト状基体は、全体の長さ中、析出室：回収室＝１０：１〜１：１０となるように、ベルト状基体を析出室と回収室に配置したり、回転速度を調整することが好ましい。
【００２２】
酸化珪素が剥離した後の基体は、ベルト状基体の回転により析出室に戻る。析出室の温度を所定の範囲に保つため、基体をヒーター等の加熱機構により予熱しておいてもよい。上記のように、ベルト状基体を回転させながら、析出室内での固体の酸化珪素の析出と、回収室内での剥離・蓄積を並行して、しかも析出と剥離・蓄積とが連続して行われ、効率的に酸化珪素が連続製造できる。
【００２３】
さらに、回収室に蓄積された酸化珪素は、装置の運転を停止させずに、連続運転中に適宜ゲート弁を開閉しロードロック室を通して取り出すことができ、効率的に酸化珪素が連続製造できる。その場合、回収室内の基体の下方に回収トレーが予め配置されていると、より早く取り出すことができる。なお、回収室が減圧雰囲気の場合、ゲート弁を開く前には、ロードロック室を減圧して回収室と均圧にする必要があり、ロードロック室から酸化珪素を取り出す前には、ロードロック室を大気圧まで復圧しておく必要がある。なお、この場合でも運転を停止せず、酸化珪素ガスの析出室への導入等を停止することなく、回収室に蓄積された酸化珪素の取り出し、回収トレーの配置が可能である。
【００２４】
得られた酸化珪素中の酸化珪素の純度は９９．９〜９９．９５質量％であり、高純度のものを得ることができる。
【００２５】
得られた塊状の酸化珪素固体は、適切な粉砕機と分級器を使用することによって酸化珪素粉末とすることができる。例えば、平均粒径０．０１〜３０μｍ、ＢＥＴ比表面積０．５〜３０ｍ2／ｇの酸化珪素粉体とすることができる。このような酸化珪素粉末は、包装用フィルム蒸着用、リチウムイオン二次電池負極活物質用等として好適である。
【００２６】
上記方法に用いる装置としては、例えば、図１に示すような、二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を反応させて酸化珪素ガスを生成させる反応室と、この反応室内に上記混合原料粉末を供給する原料供給機構と、上記酸化珪素ガスから酸化珪素固体を析出させるベルト状基体と、上記基体に酸化珪素固体を析出させる析出室と、上記酸化珪素ガスを上記反応室から上記析出室に搬送する搬送管と、析出室に連結され基体に析出した酸化珪素固体を回収する回収室と、上記ベルト状基体が析出室と回収室間で回転可能に配置され、析出室と回収室間で上記ベルト状基体を回転させる回転機構と、回収室にゲート弁を介して連結されたロードロック室とを具備する酸化珪素の連続製造装置が挙げられる。
【００２７】
装置の一例について、図１を用いてより詳細に説明する。
反応炉１はその内部に反応室２を有する。反応室２は反応室ヒーター３が備えられており、反応室２には原料供給機構５が連結し、反応室２は搬送管６を介して析出室７と連結している。搬送管６は搬送管ヒーター８を具備している。析出室７は回収室９と、スリット状の開口部を有する隔壁１０を挟んで連結している。ベルト状基体１１は、析出室７内と回収室９内に、上記スリット状の開口部を通り、析出室７と回収室９間を回転可能に配置されている。開口部は、ベルト状基体１１が通過できる範囲でできるだけ小さいほうがよい。ベルト状基体１１を回転させるための回転機構は、析出室内ローラー１２ａ、回収室内ローラー１２ｂ、ローラーの駆動用モーター１３からなり、ベルト状基体１１が析出室内ローラー１２ａ、回収室内ローラー１２ｂに巻かれている。析出室７には析出室ヒーター１４、回収室９には冷却機構１５が備えられている。回収室９内のベルト状基体１１下方には、回収トレー１６ａが配置されている。回収室９はゲート弁１７を介してロードロック室１８と連結されており、ロードロック室１８にはロードロック室扉１９が備えられている。ロードロック室１８内には、回収トレー１６ａと交換する予備の回収トレー１６ｂが配置されている。２０ａ〜２０ｃは真空ポンプであり、それぞれ、析出室７、ロードロック室１８、原料供給機構５と連結している。
【００２８】
反応室２は反応室ヒーター３によって１，２００〜１，６００℃に加熱される。二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末４が、原料供給機構５によって、反応室２に連続もしくは間欠的に供給される。反応室２内で発生した酸化珪素ガスは、搬送管６により析出室７に搬送される。搬送管６は搬送管ヒーター８により、反応室２の温度以上に保持されている。駆動用モーター１３により回収室内ローラー１２ｂを回転させることにより、ベルト状基体１１が図１の矢印方向に回転する。析出室７内のベルト状基体１１は、析出室ヒーター１４によって所定温度に保持され、回収室９内のベルト状基体１１は、冷却機構１５によって所定温度に冷却される。酸化珪素ガスは析出室７内のベルト状基体１１の表面で酸化珪素固体となって析出する。析出した酸化珪素は、ベルト状基体１１の回転によって回収室９に運ばれ、熱収縮差により自然剥離し、回収室９内の回収トレー１６ａに蓄積する。蓄積した酸化珪素は、連続運転中にゲート弁１７を適宜開閉し、ロードロック室１８内に配置された予備の回収トレー１６ｂと交換され、ロードロック室１８を経由してロードロック室扉１９から取り出すことができる。酸化珪素ガスを発生させる反応を減圧下で行う場合は、ゲート弁１７を閉じた状態で真空ポンプ２０ａを用いて炉内を減圧させる。剥離した酸化珪素固体を回収する場合、回収室９が減圧雰囲気であれば、ゲート弁１７を開く前には、ロードロック室１８を減圧して、回収室９と均圧にし、さらにロードロック室から酸化珪素を取り出す前には、ロードロック室１８を大気圧まで復圧してから取り出す。
【００２９】
上記製造方法及び装置によれば、ベルト状基体を回転させながら、酸化珪素の析出と剥離を連続的に行い、回収を順次行うことにより、酸化珪素を連続的に安定して、低コストで製造できる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。【００３１】
［実施例１］
図１に示す連続製造装置を用いて酸化珪素を製造した。原料は、二酸化珪素粉末（平均粒径０．０２μｍ、ＢＥＴ比表面積２００ｍ2／ｇ）と金属珪素粉末（平均粒径１０μｍ、ＢＥＴ比表面積３ｍ2／ｇ）を等量モルの割合で撹拌混合機を用いて混合した混合粉末であり、反応炉１内の反応室２（容積０．５ｍ3）に２０ｋｇの混合原料粉を初期仕込した。次に、ゲート弁１７を閉じた状態で真空ポンプ２０ａを用いて炉内を１０Ｐａ以下に減圧した後、ステンレス鋼エンドレスベルトからなる基体１１を駆動用モーター１３で回転させながら（線速度１０ｃｍ／ｍｉｎ）、反応室ヒーター３に通電し、反応室の温度を１，４００℃に保持した。一方で、搬送管ヒーター８に通電し、搬送管６を１，４００℃に保持すると共に、析出室ヒーター１４に通電し、析出室７内のベルト状基体１１を６５０℃に保持した。反応室２の圧力上昇から、酸化珪素ガスが発生していることを確認できたので、冷却機構１５を作動させ、回収室９内ベルト状基体１１を５００℃に冷却した。酸化珪素ガスが析出室７に導入されて、析出室７内でベルト状基体表面に酸化珪素固体が析出した。回収室９内で、析出した酸化珪素固体はベルト状基体から、酸化珪素固体に直接物理的な力を加えることなく自然剥離して、回収室９内の回収トレー１６ａ上蓄積した。次に、原料供給機構５を作動させ、混合原料粉末を２ｋｇ／ｈの割合で連続供給した。その後も反応室圧力が安定していることから、連続反応していることを確認した。反応室２が１，４００℃に達してから４時間運転後、真空ポンプ２０ｂによりロードロック室１８を回収室９とほぼ同じ圧力になるまで減圧し、ゲート弁１７を開き、酸化珪素が入った回収トレー１６ａを空の回収トレー１６ｂと交換し、ゲート弁１７を再度閉じた。ロードロック室１８を大気圧に復圧し、ロードロック室扉１９からトレー１６ａを取り出した。上記運転を６００時間連続して行った結果、酸化珪素は１．９ｋｇ／ｈ（収率＝９５％）で回収された。このようにして得られた酸化珪素をボールミルで粉砕して得られた平均粒径Ｄ50が５μｍの粉末は、ＢＥＴ比表面積８ｍ2／ｇ、純度９９．９質量％以上の非晶質粉末であった。また、運転終了後、装置内を観察して特に問題がないことが確認された。【００３２】
［比較例１］
特開２００１−２２０１２３号公報の図１（図２）に示された連続製造装置を用いて酸化珪素粉末を製造した。原料は、実施例１と同一の二酸化珪素粉末と金属珪素粉末の混合粉末であり、実施例１と同様に反応炉内の反応室（容積０．５ｍ3）に２０ｋｇの混合原料粉を初期仕込した。次に、真空ポンプを用いて炉内を１０Ｐａ以下に減圧した後、ヒーターに通電し、実施例１と同じ１，４００℃に昇温、保持した。一方で、搬送管を１，４００℃に加熱、保持し、冷媒導入管に水を流入し、ＳＵＳ製の基体を冷却した。次に、フィーダーを作動させ、混合原料粉末を２ｋｇ／ｈの割合で連続供給し、連続反応を行った。基体上に析出した酸化珪素は、超硬材であるタングステンカーバイド製のブレードをもつスクレーパーにより連続的に掻き取り、回収室に回収した。上記運転を１２０時間連続して行った時点で、酸化珪素固体は１．９ｋｇ／ｈ（収率＝９５％）で回収された。このようにして得られた酸化珪素固体をボールミルで粉砕して得られた平均粒径Ｄ50が５μｍの粉末は、ＢＥＴ比表面積８ｍ2／ｇ、純度９９．９％以上の非晶質粉末であり、不純物元素として微量のタングステンが確認された。その後、連続運転が３００時間を過ぎた時点から回収率が急激に低下し始めたため運転を終了し、装置内を観察したところ、スクレーパーの先端のブレードが磨耗し、これ以上は掻き取ることができない状態になっていた。
【符号の説明】
【００３３】
１  反応炉
２  反応室
３  反応室ヒーター
４  混合原料粉末
５  原料供給機構
６  搬送管
７  析出室
８  搬送管ヒーター
９  回収室
１０  隔壁
１１  ベルト状基体
１２ａ  析出室内ローラー
１２ｂ  回収室内ローラー
１３  駆動用モーター
１４  析出室ヒーター
１５  冷却機構
１６ａ，１６ｂ  回収トレー
１７  ゲート弁
１８  ロードロック室
１９  ロードロック室扉
２０ａ〜２０ｃ  真空ポンプ
１０１  反応炉
１０２  反応室
１０３  混合原料粉末
１０４  ヒーター
１０５  断熱材
１０６  原料供給機構
１０７  補給ホッパー
１０８  フィーダー
１０９  原料供給管
１１０  搬送管（搬送ライン）
１１１  析出槽
１１２  析出室
１１３  基体
１１４  冷媒導入管
１１５  冷媒排出管
１１６  掻き取り装置（回収機構）
１１７  回収管
１１８  回収槽
１１９  真空ポンプ
１２０  真空ポンプ
１２１  真空ポンプ
【図１】
2014157160.tif 000003
【図２】
2014157160.tif 000004
【国際調査報告】
2014157160.tif 000005
2014157160.tif 000006
2014157160.tif 000007
2014157160.tif 000008