(57)【要約】      （修正有）【課題】  粒径の制御された二酸化チタンナノパウダーの製造方法を提供する。【解決手段】  （ａ）特定濃度の水蒸気、希釈剤ガスおよび製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０から約５０００ｐｐｍの範囲の量で存在する本質的にセシウム含有物質からなる核剤の存在下に、火炎反応器中で、特定の温度圧力で、四塩化チタンと酸素含有ガスを気相で反応させて、二酸化チタンナノパウダーを生成させること；および（ｂ）約３０から約３００ｍ２／ｇの範囲の表面積をもち、約５０体積パーセントの粒子は約８０ｎｍ以下の直径をもち、約９０体積パーセントの粒子は約１００ｎｍ以下の直径をもつ前記二酸化チタンナノパウダーを回収することによる二酸化チタンナノパウダーの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０００から約５０，０００ｐｐｍの範囲の量の水蒸気、（ｉｉ）四塩化チタンと酸素含有ガスに対して、約１００モルパーセントを超える量の希釈剤ガス、および、（ｉｉｉ）製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０から約５０００ｐｐｍの範囲の量で存在する本質的にセシウム含有物質からなる核剤の存在下に、火炎反応器で、少なくとも約８００℃の火炎温度、約マイナス３５から約１７２ｋＰａの範囲の圧力で、四塩化チタンと酸素含有ガスを気相で反応させて、二酸化チタンナノパウダーを生成させること；および
（ｂ）約３０から約３００ｍ２／ｇの範囲の表面積をもち、約５０体積パーセントの前記粒子は約８０ｎｍ以下の直径をもち、約９０体積パーセントの前記粒子は約１００ｎｍ以下の直径をもつ前記二酸化チタンナノパウダーを回収すること；
を含むことを特徴とする二酸化チタンナノパウダーの製造方法。
【請求項２】
前記セシウム含有物質は約５０から約１０００ｐｐｍの範囲の量で存在することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記温度は約８００から約１８００℃の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ナノパウダーの前記表面積は約３０から約３００ｍ２／ｇの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記四塩化チタンおよび前記酸素含有ガスは反応ゾーンで反応し、前記四塩化チタンと前記希釈剤が混合物として前記反応ゾーンに導入されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記希釈剤はリサイクルガスであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記火炎反応器は熱伝達を向上させる手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記セシウム含有物質はセシウムのハロゲン化物または有機酸塩であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記四塩化チタンと前記酸素含有ガスとを反応させるための滞留時間は約５から約４０ミリ秒の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記二酸化チタンは主にアナターゼ型結晶であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は二酸化チタンナノパウダーの製造に関するものである。より詳細には、本発明は、気相火炎反応器中でセシウム含有物質を用いることによる粒径の制御された二酸化チタンナノパウダーの製造に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノ構造の粒子および材料の科学的および技術的な利点はかなり注目されてきた。様々な有用な性質（電子的、光学的、電気的、磁気的、化学的、および機械的）の要因になり得るナノ粒子（一般に、直径１００ｎｍ未満の粒子を表すために用いられる）の小さな粒径が多様な工業的応用に適するものとなっている。
【０００３】
火炎反応器中で酸素含有ガスを用いて気相で四塩化チタンを酸化することによる二酸化チタン顔料の製造が知られている。特許文献１には、カーボンブラックアンダートーン（carbon black undertone）、比表面積および光沢特性を改善するために、塩化セシウムを添加することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，２０１，９４９号明細書
【特許文献２】米国特許第３，２０８，８６６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，５０８，０１５号明細書
【特許文献４】米国特許第３，５０５，０９１号明細書
【特許文献５】米国特許第２，４８８，４４０号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９３７，０６４号明細書
【非特許文献１】T.P.Patton“Paint Flow and Pigment Dispersion ”, 1979, John Wiley and Son, Inc.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
工業的な規模の火炎反応器での二酸化チタンナノパウダーの製造には、重要な解決すべき問題がある。反応器を詰まらせることなく、許容されるナノパウダー生成物を製造することができる適切な操業条件を確立することは、１つの重要な課題であり得る。また、前記の反応器が詰まることについての懸念と、典型的なナノ粒子の用途において望まれている粒径より大きい粒径の粒子または粒子凝集体が生成してしまうという関連する作業パラメータのために、二酸化チタンナノパウダーの製造に有用であると考えられる操業条件における火炎反応器での実施は困難であり得る。高い圧力と大きな充填量では粒子間で衝突する傾向があり、凝集体が生成し粒子が成長するようになるので、ナノ粒子材料の優先的な生成を促進する様に火炎反応器を計画的に制御することは難しい。また、これは、過剰な壁面への付着を引き起こし、結果として流れが狭まり、最終的には反応器系の下流で詰まるようになる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、
（ａ）（ｉ）製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０００から約５０，０００ｐｐｍの範囲の量の水蒸気、（ｉｉ）四塩化チタンと酸素含有ガスに対して、約１００モルパーセントを超える量の希釈剤ガス、および（ｉｉｉ）製造する二酸化チタンの重量に対して約１０から約５０００ｐｐｍの範囲の量で存在する本質的にセシウム含有物質からなる核剤の存在下に、火炎反応器で、少なくとも約８００℃の火炎温度、約−３５から約１７２ｋＰａ（約−５から約２５ｐｓｉｇ）の範囲の圧力で、四塩化チタンと酸素含有ガスを気相で反応させて、二酸化チタンナノパウダーを生成させること；および
（ｂ）約３０から約３００ｍ２／ｇの範囲の表面積をもち、約５０体積パーセントの前記粒子は約８０ｎｍ以下の直径をもち、約９０体積パーセントの前記粒子は約１００ｎｍ以下の直径をもつ前記二酸化チタンナノパウダーを回収すること
を含む、二酸化チタンナノパウダーの製造方法を提示するものである。
【０００７】
本発明は、粒子直径測定法により決定される制御された粒径をもち、粒子の約１０体積パーセントが約３０ｎｍ以下、特には、約２５ｎｍ以下、より限定すると、約１０ｎｍ以下の直径をもつ二酸化チタンナノパウダーの製造方法を提供できるものである。さらに、約５０体積パーセントの前記粒子は約８０ｎｍ以下、さらには約７５ｎｍ以下、より限定すると約５０ｎｍ以下の粒子直径をもち得る。さらに、約９０体積パーセントの前記粒子は、約１００ｎｍ以下、さらには約８０ｎｍ以下、より限定すると約７５ｎｍ以下の粒子直径をもち得る。粒子直径の測定は、凝集粒子についてのものであり一次粒子についてのものではない。
【０００８】
本発明による粒子の表面積は、約３０から約３００ｍ２／ｇ、さらには約５０から約２００ｍ２／ｇ、より限定すると約７５から約１５０ｍ２／ｇの範囲にあり得る。
【０００９】
本発明の方法により、粒径は制御されたままで、ナノパウダーＴｉＯ２の生産高を増加させることができると考えられる。得られる材料は、４００ｎｍ以下の範囲の紫外線を強く吸収し、同時に、４００から８００ｎｍの可視波長の散乱は非常に少ないはずである。
【００１０】
典型的には、本発明の二酸化チタンナノパウダーにおけるカーボンブラックアンダートーンは約３０を超え、さらには約４０を超える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
四塩化チタンおよび酸素含有ガスは、本質的にセシウム含有物質からなる通常核剤である、セシウム含有物質の存在下に反応させる。セシウム含有物質の１つの機能は粒径を制御することである。火炎反応器中で二酸化チタンナノパウダーを製造する際、セシウム含有物質が、得られる粒径範囲を制御し得ることが見出された。核剤は、通常、本質的にセシウム含有物質からなる。「核剤」とは、ナノパウダーの生成を助けることができる物質を意味する。「本質的にセシウム含有物質からなる」とは、セシウム含有物質以外の核剤が、セシウム含有物質の粒径制御のような利点を打ち消したり無くしたりしないような量として選択され存在するのであれば、そのような核剤が存在し得ることを意味する。「セシウム含有物質」とは、金属セシウム、セシウム塩、酸化セシウムおよび他のセシウム含有化合物を含めて、二酸化チタンナノパウダーを得ることができる、任意の形態のセシウムまたは、様々な形態のセシウムの混合物を意味する。反応条件に適した蒸気圧をもつか、あるいは、水溶性のセシウム化合物を考慮し得る。ハロゲン化物、限定されるものではないが有機酸の塩、ならびに、リン酸塩や硫酸塩などのポリオキソアニオンを含む塩が使用し得る。
【００１２】
セシウム含有物質以外の核剤と共にセシウム含有物質が用いられる場合には、このような核剤は、通常、セシウム含有物質に対して以下に特定する量を超える量では存在しないであろう。このような核剤はセシウム含有物質の量より少ない量で存在するのが好ましいであろう。
【００１３】
セシウム含有物質の例には、酸化セシウム、セシウムハロゲン化物（塩化物、ヨウ化物、臭化物、フッ化物）、硝酸塩、リン酸塩、炭酸塩、硫酸塩、酢酸塩、アルコラート、安息香酸塩、水酸化物および酸化物が挙げられる。通常、セシウム塩またはヨウ化セシウム、塩化セシウム、炭酸セシウムなどのセシウム塩の水溶液を用いることができる。塩の陰イオンを用いることができる。また、セシウム含有物質は、二酸化チタンナノパウダーの製造に用いられる反応温度で実質的に揮発性であり得る。
【００１４】
本発明における核剤を添加するためには、利用できる如何なる手順を用いてもよく、火炎反応器の技術者には明らかであろう。典型的な手順は特許文献１および２に記載されている。反応器に装填される反応物である酸素ガスの流れに、核剤を、細かく粉砕された固体、水溶液、非水溶液、溶融塩、またはコロイド状分散体の何れかとして追加するか、あるいは、組み入れることができる。望ましくは、直接反応ゾーンに、あるいは、現に反応している火炎の直前で、混合後または混合中の反応物に核剤を装填することができる。
【００１５】
本発明における核剤の可溶性塩の水溶液は、生成物の性質を制御し、また他のプロセス条件の変動を埋め合わせる手段を提供することができる。例えば、カーボンブラックアンダートーンの値を一定に保つために所与の塩溶液の使用量を変えることができる。使用される水蒸気の量を変えることなく、制御をより正確なものとするために、濃度の異なる２つの塩溶液を準備し水の消費を一定にするのに望ましいようにブレンドすることができる。これらの溶液は、通常、純粋な薬剤から作られる。しかし、有害でない他の物質が含まれていてもよい。複数の塩の混合物もまた有効となり得る。天然に生じる、核剤を含んだ、また、変色するイオンが含まれていない溶液および塩水が、泥砂（ｓｉｌｔ）およびその他の破片が無いか、あるいは透明な液体になるなら用いられてよい。
【００１６】
存在するセシウム含有物質の量は、製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０から約５０００ｐｐｍの範囲であり得る。より特定すると、セシウムは、約５０から約１０００ｐｐｍの範囲の量で存在するであろう。セシウム含有物質の量は、使用される、セシウム、あるいは、セシウム塩、酸化セシウムまたはセシウム化合物からの別のセシウム成分の重量に基づいている。より大きな表面積をもつより小さい粒子を得るためには、セシウム含有物質の量を増やすことができる。ナノパウダーを製造する場合、反応器で、表面積のより大きな粒子の数をより多くするには、多量の、すなわち、約２００ｐｐｍを超えるセシウム含有物質が必要であり得る。顔料サイズの粒子の製造では、約２００ｐｐｍを超えるセシウム含有物質の量は、ＣＢＵ（カーボンブラックアンダートーン）に有害な影響を与え得るが、ナノパウダー製造では、多量のセシウム含有物質はＣＢＵに有害な影響を及ぼさないようであると考えられている。
【００１７】
本発明の方法では、以後、希釈剤と呼ばれる第３のガスを使用することができる。希釈剤ガスは、都合のよい如何なる方法によって反応器へ導入されてもよい。このような方法は、火炎反応器の技術者には明らかであろう。希釈剤ガスを四塩化チタンと一緒に加えることができる。この希釈剤ガスは、粒子の凝集を防ぐことにより、小さい粒径の産出を容易にしていると考えられる。希釈剤ガスはまた、反応器内に固体が堆積することを防ぐためにも有用であり得る。希釈剤ガスを核剤のキャリアとしても使用することができる。ガスの流れに核剤溶液をスプレーして、ミストとして反応器に運ばせることができる。また、細かい固体またはスモークとしても核剤を運ばせることもできる。希釈剤ガスは不活性であることができ、反応生成物が製造される条件の下で反応物または反応生成物と反応すべきではない。適切な希釈剤ガスの例には、塩素、窒素、二酸化炭素、希ガス（例えば、ヘリウム、ネオンまたはアルゴン）、および、リサイクルガス、すなわち、二酸化チタンがそこから取り出される反応器出口から回収されたガスが含まれる。通常、リサイクルガスは、塩素、二酸化炭素、窒素および／または酸素を含んでいる。希釈剤ガスの量は、四塩化チタンおよび酸素の反応物に対して、約１００モルパーセントを超え、特に、約１００から約５００モルパーセントの範囲であり得る。希釈剤とＴｉＯ２の典型的なモル比は、１．５：１である。しかし、希釈剤の量は、煙道（ｆｌｕｅ）の直径と操作圧力に応じて変わり得る。希釈剤を導入する適切な方法は、特許文献３記載の方法を含めて、火炎反応器の技術者には明らかであろう。
【００１８】
二酸化チタンのルチル結晶型を得るのに、それに適した量の三塩化アルミニウムを使用することができる。三塩化アルミニウムが無いと、アナターゼ結晶型が優勢な量で含まれる生成物が製造され得る。三塩化アルミニウムは蒸気形態であり、四塩化チタンの重量に対して、約０．１から約１０パーセントの範囲の量であり得る。三塩化アルミニウムを組み入れる手順は特許文献４に記載されている。
【００１９】
反応を実施する圧力は、約−３５から約１７２ｋＰａ（約−５から約２５ｐｓｉｇ）、特に、約０から約１３８ｋＰａ（約０から約２０ｐｓｉｇ）の範囲であり得る。
【００２０】
反応器の混合ゾーンでの反応物の滞留時間は、約５から約４０ミリ秒、特定すると、約１０から約３５ミリ秒の範囲であり得る。
【００２１】
平均滞留時間（ＲＴ）は、基本的に、反応器容積と反応物の容積流量割合との関数であり、次の式を用いて計算することができる。
【００２２】
ＲＴ＝３Ｄ／Ｖ
式中、ＲＴは、反応器混合ゾーンでの反応物の秒で表した滞留時間であり、Ｄは、反応物が最初に一緒になる位置近くで測定される反応器混合ゾーンのメートル（フィート）で表した直径であり、Ｖは、メートル（フィート）／秒で表した反応物の速度である。
【００２３】
火炎温度は、少なくとも約８００℃、特定すると、約８００℃から約１８００℃、より特定すると、約１２００℃から約１８００℃、さらに特定すると、約１３００℃から約１６００℃であり得る。
【００２４】
水蒸気は、製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０００から約５０，０００ｐｐｍ、特に、製造する二酸化チタンの重量に対して、約１０，０００から約２０，０００ｐｐｍの量で存在し得る。核剤の溶剤として使用される水は、添加される水の総量に含まれると考えられている。ベンゼンまたはメタンのような液体媒体として使用される任意の水素含有有機化合物は、燃焼して水を生成し、核形成の水としても作用する。
【００２５】
本明細書に記載されるカーボンブラックアンダートーン（「ＣＢＵ」）の値については、１００でなく１０の等級付けないし評価値を用いたものが特許文献５に記載されている。二酸化チタンナノパウダーのＣＢＵ値は、約３０を超え、特に、約４０を超えるであろう。
【００２６】
本発明におけるセシウム含有物質は、二酸化チタンナノパウダーの製造において多くの利点をもつであろうと考えられる。Ｃｓの金属塩の添加は、火炎で生成する粒子の数濃度を増し、粒径を減少させることができる。
【００２７】
本発明の方法は、ＣＢＵを目標ないし所望のレベルに保ちながら、二酸化チタンナノパウダーの生産高を増加させることができると考えられる。例えば、生産高を最大にするために、顔料サイズの二酸化チタン（通常、直径が１００ｎｍを超える）を製造するのに適した塩素法二酸化チタンプラントは、通常、ＫＣｌを用いて操業され、ＣＢＵが所望のレベルに低下するまで、生産高が増大される。（二酸化チタンの生産高とＣＢＵの間には、少なくとも顔料サイズの生成物では、通常、反比例の関係があることに留意。）このような状態で、生産高は最大となり、生産高のさらなる増加は、ＣＢＵが下げられるか、あるいは、高価な新しい設備が設置されなければ、一般に可能でない。しかし、このような状態で、本発明におけるセシウム含有物質の使用により、ＣＢＵを所望のレベルに保ったままで、ナノパウダー生成物の時間あたり生産高を増加させることができる。すなわち、このような状態で、本発明におけるセシウム含有物質が加えられたとすると、ＣＢＵは増加し、時間あたり生産高は、ＣＢＵが適切なレベルに下がるまで、増やすことができるであろう。生産高のこのような増加は、工業的に大変意味のあることである点に留意すべきである。何故ならば、（１）それが、大きな資本投資、あるいは高価な設備の設置または改修なしに実現され、さらに、（２）最新の塩素法二酸化チタンプラントは、顔料サイズの二酸化チタンの製造で、高速（すなわち、１時間あたり５トン以上）で操業しており、その速度は、ナノパウダーの製造にとって有益であろうし、こうした僅かなパーセントの生産高の増加であっても生産量のかなりの増加になり得るものである。
直前の段落に記載されたものに似た方法で、本発明の方法は、光沢を目標ないし所望のレベルに保ちながら、ナノパウダー二酸化チタンの生産高を増加させることができると考えられる。また、特定の工程条件は二酸化チタンの光沢を増加させることができるが、これらの条件では、通常、ＣＢＵが低下する。このような工程条件の下で、本発明を使用すると、ＣＢＵを増加させるのに有益であると考えられる。
【００２８】
本発明の方法は、また、メンテナンスのための操業停止の間の期間を長くし、および／または、塩素法二酸化チタンプラントの操業に柔軟性を与えることができる。例えば、長時間の操業により、工程設備内の、反応物、生成物および副生成物の付着量が増え、操業圧力を増大させ得る。また、所望の反応条件が、圧力の増加を必要としたり、引き起こしたりすることがある。圧力の増加は、二酸化チタンのＣＢＵ、表面積および光沢に悪影響を及ぼすことから１つの問題であり、（１）これらの性質が元に戻るまで生産高を減少させる、あるいは、（２）圧力増加の原因を取り除くためにプラントを操業停止する、ことを必要とし得る。圧力が高くなったこのような状態で、本発明におけるセシウム含有物質を使用すると、これらの問題のいくつか、あるいは全てを解消することができて、メンテナンスのための操業停止の間の期間が長くなり、かつ／または、より大きな操業の柔軟性が得られると考えられる。
【００２９】
本発明における火炎反応器は熱伝達を向上させる手段を備えていると考えられる。適切な手段としては、これに限定されるものではないが、特許文献６に記載されているようなフィン付き煙道設備が挙げられる。この文献に開示されるように、内部にフィンを備える煙道パイプを使用することにより、反応系の基本的な構造を実質的に変えることなく、効果的な熱伝達を増す手段が得られる。熱の除去とその制御は、工業的に価値のある制御された粒径分布をもつ粒子状材料の製造にとって重要であるから、フィン付き煙道設備により、火炎反応器系の生産速度と製品の性能を向上させることができる。
【００３０】
火炎反応器の燃料は、一酸化炭素、ベンゼン、ナフタレン、アセチレン、アントラセンおよび／またはメタンのような可燃性のガスであり得る。
【００３１】
一実施形態では、本発明は、本発明の組成物または方法に係る基本的で新規な特徴に著しく影響を与えない要素または製造工程を除外して解することができる。さらに、本発明は、ここに特記されなかった要素または製造工程を除外して解することができる。
【００３２】
以下の実施例は本発明を例証するものである。
実施例
実施例で使われた試験手順
表面積
【００３３】
実施例に従って製造された試料の比表面積は、１グラムの粒子の表面積として定義される。それは次の式で定義される：
【００３４】
【数１】
2005289798.tif 000002
【００３５】
式中、Ｓは、平方メートル／グラムで表した比表面積であり、Ｄｉａは、メートルで表した粒子の平均直径であり、Ｄｅｎは、グラム／立方メートルで表した顔料の密度である。
【００３６】
表面積は、ガス吸着により、あるいは、電子顕微鏡を用いて平均粒径を求めることにより求められ、次いで、この粒径を用いて上式により比表面積を計算することができる。比表面積を求めることについてのさらなる情報は非特許文献１に記載されている。
【００３７】
ＵＰＡ粒径分布
実施例で生成し表１に示した粒子の粒径分布を、超微粒子アナライザーによる動的光散乱法を用いて測定した。ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＵＬＴＲＡＦＩＮＥ  ＰＡＲＴＩＣＬＥ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ（ＵＰＡ）（Ｌｅｅｄｓ  ａｎｄ  Ｎｏｒｔｈｒｕｐ（Ｎｏｒｔｈ  Ｗａｌｅｓ、ペンシルベニア州）の商標）は、懸濁液中の粒子の粒径分布を測定するために、動的光散乱の原理を用いる。測定粒径範囲は、０．００３μｍから６μｍ（３ｎｍから６０００ｎｍ）である。測定を実施するためには、乾燥粒子試料を液体分散体に調製する必要がある。一つの実施手順は以下のとおりである：
（１）０．０８ｇの乾燥パウダーを秤量する
（２）７９．９２ｇの０．１％ピロリン酸四ナトリウム（ＴＳＰＰ）溶液を水に加えて、０．１重量％の懸濁液とする。
【００３８】
次の実施例に記載されるように、０．０４ｇ／分のＴｉＯ２生成速度で運転され、二酸化チタンナノパウダーが生成する、実験室スケールの火炎反応器が用いられた本発明の気相法および運転条件は、大規模生産のための設計データを提供すると考えられる。
【実施例１】
【００３９】
チタニアナノ粒子のエアロゾル合成に、平行流拡散バーナ（ｃｏｆｌｏｗ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｂｕｒｎｅｒ）を用いた。反応器は、内側直径が４．７６ｍｍ（３／１６インチ）、９．５２ｍｍ（３／８インチ）、１４．２９ｍｍ（９／１６インチ）および壁厚が０．８８９ｍｍ（０．０３５インチ）の３つの同心管からなる。液体ＴｉＣｌ４が入った室温に保たれたシリンダーを通して１Ｌ／分の流量でのＯ２のバブリングにより、ＴｉＣｌ４蒸気をＯ２と十分に予め混合した。このＯ２を含むＴｉＣｌ４の流れを中央の管を通して導入した。メタンを、内側の環状帯を通して、０．５Ｌ／分の流量で流した。酸素を、キャリアガスとして、Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅアトマイザー（Ａｉｒｌｉｆｅ（商標）Ｍｉｓｔｙ−Ｎｅｂ（商標）Ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ、Ｃａｔ．００２０３３）に、３Ｌ／分の流量で導入した。そのアトマイザーはＣｓＣｌ水溶液（０．５重量％）を含んでいた。ＣｓＣｌ溶液の液滴を運ぶこの酸素の流れを、第２の環状帯を通して、反応器に導入した。これにより単純な拡散炎が得られた。炎の温度は、同心管の表面から１ｃｍ離れたところで測って、約１５００℃であった。その反応は大気圧の下で実施された。全てのガスを、マスフローコントローラにより制御された流速でシリンダーから送入した。ＴｉＣｌ４の酸化生成物として、炎の中でＴｉＯ２粒子は生成し、焼結金属フィルタ上に試料が集められた。粒子の粒径分布と表面積を測定し表１に報告した。
【実施例２】
【００４０】
実施例１と同じ手順に従った。粒径分布を測定し表１に報告した。
【００４１】
（比較例Ａ）
この実施例では、ＣｓＣｌが用いられなかった。
【００４２】
実施例１に記載された平行流拡散バーナと運転条件を用いた。液体ＴｉＣｌ４が入っている室温に保たれたシリンダーを通して、１Ｌ／分の流量でのＯ２のバブリングにより、ＴｉＣｌ４蒸気をＯ２と十分に予め混合した。このＯ２を含むＴｉＣｌ４の流れを中央の管を通して導入した。メタンが、内側の環状帯を通して、０．５Ｌ／分の流量で流された。さらなる酸素が、外側の環状帯を通して、３Ｌ／分の流量で供給された。これにより単純な拡散炎が得られた。全てのガスを、マスフローコントローラにより制御された流量でシリンダーから送入した。ＴｉＣｌ４の酸化生成物として、炎の中でＴｉＯ２粒子が生成し、焼結金属フィルタ上に試料が集められた。粒子の粒径分布と表面積を測定し表１に報告した。
【００４３】
（比較例Ｂ）
ＣｓＣｌが用いられなかったこと以外は、実施例１の手順に従った。
【００４４】
液体ＴｉＣｌ４が入っている室温に保たれたシリンダーを通して、１Ｌ／分の流量でのＯ２のバブリングにより、ＴｉＣｌ４蒸気をＯ２と十分に予め混合した。このＯ２を含むＴｉＣｌ４の流れを中央の管を通して導入した。メタンが、内側の環状帯を通して、０．５Ｌ／分の流量で流された。酸素を、キャリアガスとして、Ｂａｘｔｅｒ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅアトマイザー（Ａｉｒｌｉｆｅ（商標）Ｍｉｓｔｙ−Ｎｅｂ（商標）Ｎｅｂｕｌｉｚｅｒ、Ｃａｔ．００２０３３）に、３Ｌ／分の流量で導入した。脱イオン水は霧化された液体であった。水の液滴を運ぶこの酸素の流れを、第２の環状帯を通して反応器に導入した。これにより単純な拡散炎が得られた。全てのガスを、マスフローコントローラにより制御された流量でシリンダーから送入した。ＴｉＣｌ４の酸化生成物として、炎の中でＴｉＯ２粒子は生成し、焼結金属フィルタ上に試料が集められた。粒子の粒径分布と表面積を測定し表１に報告した。
【００４５】
【表１】
2005289798.tif 000003
【００４６】
ＣｓＣｌが火炎反応器に添加された実施例１および２により製造された粒子は、表１に報告された粒径分布データにより示されるように、かなり小さい粒径をもっていた。実施例１の手順に従って製造された粒子は、また、小さい粒子に特有な大きな表面積をもっていた。 比較例Ｂの粒子について測定された表面積は、粒子の大きさにしては予想外に大きかったが、凝集の度合いが大きかったことの結果であると考えられる。
【００４７】
本発明の例示的で好ましい実施形態の説明は、本発明の範囲を限定しようとするものではない。添付の特許請求の範囲の真の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正ないし変化した構成および均等な態様を用いることができる。
【外国語明細書】
2005289798000001.pdf