(57)【要約】【解決手段】  少なくとも二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を不活性ガスもしくは減圧下１１００〜１６００℃の温度範囲で加熱し、一酸化珪素蒸気を発生させ、該一酸化珪素蒸気を析出・固化させる酸化珪素の製造方法において、前記混合原料粉末に銅、銅合金、銅化合物から選ばれる１種又は２種以上の銅触媒を添加、混合することを特徴とする酸化珪素の製造方法。【効果】本発明の酸化珪素の製造法によれば、反応性が著しく向上するため、高純度な非晶質な酸化珪素を生産性よく効率的に製造することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を不活性ガスもしくは減圧下１１００〜１６００℃の温度範囲で加熱し、一酸化珪素蒸気を発生させ、該一酸化珪素蒸気を析出・固化させる酸化珪素の製造方法において、前記混合原料粉末に銅、銅合金、銅化合物から選ばれる１種又は２種以上の銅触媒を添加、混合することを特徴とする酸化珪素の製造方法。
【請求項２】
前記混合原料粉末が二酸化珪素粉末と金属珪素粉末の混合物であることを特徴とする請求項１記載の酸化珪素の製造方法。
【請求項３】
混合原料粉末に対する銅触媒の配合量が０．１〜１０質量％である請求項１又は２記載の酸化珪素の製造方法。
【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及びリチウムイオン２次電池負極活物質として有効な酸化珪素の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化珪素の製造方法として、二酸化珪素系酸化物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し、酸化珪素蒸気を発生させ、この一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一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号公報参照）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号公報参照）が知られている。
【０００３】
上記酸化珪素製造は、下記式に示すような固・固反応による一酸化珪素蒸気の発生が必要であり、一酸化珪素蒸気の蒸気圧を高めるには反応温度を少なくとも１３００℃以上、特に反応完結を目的とした場合には１４００℃以上での高温下での処理が必要であった。
ＳｉＯ2（ｓ）＋Ｓｉ（ｓ）→２ＳｉＯ（ｇ）
ＳｉＯ2（ｓ）＋Ｃ（ｓ）→ＳｉＯ（ｇ）＋ＣＯ（ｇ）
従って、電力コストの上昇あるいは高温部材選定が制限されるといった問題があったり、比較的低温で反応を行なうと長時間の運転が必要となり、必ずしも効率的ではない。
【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
【発明の開示】
【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あり、原料の反応性を高め、より効率的に酸化珪素を製造することができる酸化珪素の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記反応において、反応性を高め、低温反応を可能にすることを目的に鋭意検討を行う１手段として種々の触媒について検討を行った結果、銅、銅合金又は銅化合物を原料に添加することで著しく反応性が向上し、低温、短時間の反応が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
従って、本発明は、
（１）少なくとも二酸化珪素粉末を含む混合原料粉末を不活性ガスもしくは減圧下１１００〜１６００℃の温度範囲で加熱し、一酸化珪素蒸気を発生させ、該一酸化珪素蒸気を析出・固化させる酸化珪素の製造方法において、前記混合原料粉末に銅、銅合金、銅化合物から選ばれる１種又は２種以上の銅触媒を添加、混合することを特徴とする酸化珪素の製造方法、
（２）前記混合原料粉末が二酸化珪素粉末と金属珪素粉末の混合物であることを特徴とする（１）記載の酸化珪素の製造方法、
（３）混合原料粉末に対する銅触媒の配合量が０．１〜１０質量％である（１）又は（２）記載の酸化珪素の製造方法
を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の酸化珪素の製造法によれば、反応性が著しく向上するため、高純度な非晶質な酸化珪素を生産性よく効率的に製造することができる。また、低温反応が可能となることで炉材の選定が容易となったり、炉材の消耗性が低下し、結果として経済的に酸化珪素を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の酸化珪素の製造方法は、二酸化珪素粉末と、これを還元する粉末とを含む混合原料粉末を不活性ガス又は減圧下に１１００〜１６００℃に加熱し、一酸化珪素蒸気を発生させ、これを析出、固化させるものであるが、この場合、上記混合原料粉末に銅、銅合金、銅化合物から選ばれる１種又は２種以上の銅触媒を添加、混合して上記反応を行うことを特徴とする。
【００１０】
この場合、上記原料における二酸化珪素粉末は特に限定はしないが、比表面積の大きなヒュームドシリカを用いることが好ましく、一方、還元粉末としては金属珪素、炭素含有粉末が挙げられるが、特に金属珪素粉末を用いたものが、（１）反応性を高める、（２）収率を高めるといった点で効果的であり、好ましく用いられる。その際の各原料における比表面積（ＢＥＴ吸着法による）は、二酸化珪素が５０ｍ2／ｇ以上、より好ましくは８０ｍ2／ｇ以上、金属珪素が０．５ｍ2／ｇ以上、より好ましくは１．０ｍ2／ｇ以上であることが望ましい。二酸化珪素の比表面積が５０ｍ2／ｇ未満及び金属珪素の比表面積が０．５ｍ2／ｇ未満では、両物質の接触面積が小さくなり、反応性が低下してしまうおそれがある。
【００１１】
上記還元粉末の混合量は適宜選定され、二酸化珪素粉末１モルに対して還元粉末１モルとすることが理想的であるが、反応雰囲気が若干の酸化雰囲気である場合には、二酸化珪素粉末１モルに対して還元粉末を１〜１．２モル程度とすることができる。
【００１２】
本発明においては、上記混合原料粉末に更に上記銅触媒を添加、混合するが、銅触媒の具体例としては、銅金属のほか、銅化合物としてＣｕ2Ｏ、ＣｕＯ、ＣｕＣｌ2、ＣｕＣｌ、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ4、ＣｕＦ、ＣｕＦ2、ＣｕＢｒ、ＣｕＢｒ2等が挙げられる。また、Ｃｕ−Ａｇ系、Ｃｕ−Ｃｄ系、Ｃｕ−Ｃｒ系、Ｃｕ−Ｂｅ系、Ｃｕ−Ｔｅ系、Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｃｕ−Ｓｎ系、Ｃｕ−Ａｌ系、Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｓｉ系、Ｃｕ−Ｐｂ系といった銅合金を添加することもできる。
【００１３】
上記銅触媒の添加量は、触媒作用が発現する有効量であり、製造条件に応じて適宜選定することができるもので、特に限定されるものではないが、通常、上記混合原料粉末に対し、０．１〜１０質量％が好ましく、特に０．３〜５質量％が好ましい。少なすぎると銅触媒添加効果が十分発揮されず、本発明の効果が発現されない場合があり、多すぎると本発明の効果が大きくならないばかりでなく、不活性な銅分の含有量が多く、反応性あるいは酸化珪素の収率が低下する場合がある。
【００１４】
なお、本発明においては、上記銅触媒に加えて、助触媒としてＺｎ、Ｓｎ、Ｐ、Ｔｉ、Ｖ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｂといった金属を添加することもできる。
【００１５】
次にこれら原料を１１００〜１６００℃の温度範囲で加熱し、一酸化珪素蒸気を発生させる。この場合、炉内雰囲気はＡｒ、Ｈ2、Ｈｅ等の不活性ガスもしくは減圧下が挙げられ、特に限定されるものではないが、より低温で一酸化珪素蒸気を発生するために減圧下が好ましく、具体的には１００Ｐａ以下の真空下で行うことが好ましい。
【００１６】
発生した一酸化珪素蒸気を、析出・固化し、酸化珪素を製造することができる。本発明において、析出・固化する方法は特に限定されるものではなく、通常の方法により析出・固化することができ、具体的には析出基体に析出させる方法、冷却雰囲気中に噴霧する方法等が挙げられる。
【実施例】
【００１７】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００１８】
［実施例１］
図１に示す横型炉を用いて、酸化珪素を製造した。原料は、ヒュームドシリカ粉末（ＢＥＴ吸着法による比表面積＝２００ｍ2／ｇ）と金属珪素粉末（ＢＥＴ吸着法による比表面積＝３ｍ2／ｇ）の等モル混合物にＣｕを１．０質量％添加したものを用いた。この原料１を試料トレイ２に２００ｇ仕込んだ後、炉３に入れ、真空ポンプ４を用いて炉内を１００Ｐａ以下に減圧した。次にヒーター５に通電し、１３００℃の温度に昇温、３時間保持した。発生した一酸化珪素蒸気は、炉上部に取り付けたＳＵＳ製の析出基体６上に析出させた。運転終了後、析出基体６より１６７ｇの酸化珪素（ＳｉＯ）７を回収した。酸化珪素の収率は８４％であった。一方、反応残量は８ｇであり、反応率が９６％の反応性に優れた原料であることが確認できた。
【００１９】
［比較例１］
原料にＣｕを添加しないほかは実施例と同様な方法で酸化珪素を製造した。その結果、反応残量は５３ｇであり、反応率が７１％で、明らかに実施例に比べ反応性に劣る原料であった。なお、酸化珪素は１２８ｇ（収率：６４％）製造できた。
【００２０】
［実施例２］
原料にＣｕを１５質量％添加したほかは実施例と同様な方法で酸化珪素を製造した。その結果、反応残量は３７ｇであり（Ｃｕが３０ｇ含まれている）、反応率は９５％の反応性に優れた原料であったが、反応残量が多く、若干、生産性に劣るものであった。なお、酸化珪素は１３５ｇ（収率：７９％）製造できたが、若干、収率に劣るものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】実施例、比較例で用いた酸化珪素製造装置の概略断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  原料
２  試料トレイ
３  炉
４  真空ポンプ
５  ヒーター
６  析出基体
７  酸化珪素
【図１】
2005053750.tif 000002