JP 2023-128352 A 2023.9.14(57)【要約】【課題】粒子径が従来よりも大きく、粒子径の均一性が比較的高い粒子を製造することができる粒子製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る粒子製造方法は、組成物を、振動するノズルから、撹拌機により撹拌された溶媒中に滴下し、組成物が含まれる粒子を造粒する造粒工程（ステップＳ１）と、前記造粒工程（ステップＳ１）で得られた溶媒を含む粒子から、溶媒を除去し、粒子を得る溶媒除去工程（ステップＳ２）と、を含むことを特徴とする。
【選択図】

図１

(2)

JP 2023-128352 A 2023.9.14【特許請求の範囲】【請求項１】
組成物を、振動するノズルから、撹拌機により撹拌された溶媒中に滴下し、組成物が含まれる粒子を造粒する造粒工程と、前記造粒工程で得られた溶媒を含む粒子から、溶媒を除去し、粒子を得る溶媒除去工程と、を含むことを特徴とする粒子製造方法。
【請求項２】
前記溶媒除去工程で得られた粒子を乾燥する乾燥工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の粒子製造方法。
【請求項３】
前記乾燥工程で乾燥された粒子を焼成する焼成工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の粒子製造方法。
【請求項４】
前記焼成工程で焼成された粒子を洗浄する洗浄工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の粒子製造方法。
【請求項５】
上下振動するノズルと、前記ノズルに組成物を供給する配管と、撹拌機により撹拌された溶媒中に、前記ノズルから滴下される組成物による粒子が造粒される造粒槽と、が少なくとも含まれた造粒部を有することを特徴とする粒子製造装置。
【請求項６】
組成物は、第１組成物と第２組成物とが混合されたものであることを特徴とする請求項５に記載の粒子製造装置。
【請求項７】
第１組成物と第２組成物との混合にはスタティックミキサーが用いられることを特徴とす
る請求項６に記載の粒子製造装置。
【請求項８】
第１組成物がシリカコロイド溶液であり、第２組成物が気孔形成剤溶液であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の粒子製造装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】【０００１】
本発明は、クロマトグラフィーのカラムなどに充填可能な多孔質粒子の製造に好適な粒子製造方法及び粒子製造装置に関する。
【背景技術】【０００２】
造粒などにより製造される粒子は、例えば、触媒などの吸着材担体（固定相）として利用することができ、触媒を担持したこのような粒子は、溶液中の金属の分離や除去、或いは、医薬・食品・化学工業分野における化合物の分離・精製といった用途に用いることができる。
【０００３】
上記のような粒子は、例えば、凍結乾燥法を利用した造粒などにより製造することが可能である。特許文献１（国際公開番号ＷＯ２０１９／１７５９５４）には、連続的に供給される原液を冷却することにより凍結造粒用チャンバ内で凍結造粒体を生成し、生成した前記凍結造粒体を凍結乾燥して乾燥粉体を製造する噴霧凍結造粒乾燥粉体製造に関する技術が記載されている。
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ２０１９／１７５９５４【発明の概要】【発明が解決しようとする課題】

1020304050

(3)JP 2023-128352 A 2023.9.14【０００４】
高レベル放射性廃液からマイナーアクチニドを分離するため実施される抽出クロマトグ
ラフィーにおいては、多孔質のシリカ粒子を担体とする吸着材を利用した研究が進められている。
【０００５】
上記のような抽出クロマトグラフィーでは、カラムに充填した多孔質粒子に対し、高レベル放射性廃液を送り込む際には、安全性を高めるために送液における加圧を可能な限り避けることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、従来の方法により造粒される粒子では、粒径が小さいためカラムにおける圧力損失が大きくなってしまい、カラムに充填した多孔質の造粒粒子に対し、高レベル放射性廃液を送り込む際には、所定の加圧力で送液を行う必要があり、問題であった。
【課題を解決するための手段】【０００７】
上記のような問題点を解決するために、本発明に係る粒子製造方法は、組成物を、振動するノズルから、撹拌機により撹拌された溶媒中に滴下し、組成物が含まれる粒子を造粒する造粒工程と、前記造粒工程で得られた溶媒を含む粒子から、溶媒を除去し、粒子を得る溶媒除去工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る粒子製造方法は、前記溶媒除去工程で得られた粒子を乾燥する乾燥工程をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る粒子製造方法は、前記乾燥工程で乾燥された粒子を焼成する焼成工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る粒子製造方法は、前記焼成工程で焼成された粒子を洗浄する洗浄工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る粒子製造装置は、上下振動するノズルと、前記ノズルに組成物を供給する配管と、撹拌機により撹拌された溶媒中に、前記ノズルから滴下される組成物による粒子が造粒される造粒槽と、が少なくとも含まれた造粒部を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る粒子製造装置は、組成物は、第１組成物と第２組成物とが混合されたものであることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る粒子製造装置は、第１組成物と第２組成物との混合にはスタティックミキサーが用いられることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る粒子製造装置は、第１組成物がシリカコロイド溶液であり、第２組成物が気孔形成剤溶液であることを特徴とする。
【発明の効果】【００１５】
本発明に係る粒子製造方法は、組成物を、振動するノズルから、撹拌機により撹拌された溶媒中に滴下し、組成物が含まれる粒子を造粒する造粒工程と、前記造粒工程で得られた溶媒を含む粒子から、溶媒を除去し、粒子を得る溶媒除去工程と、を含んでおり、このような粒子製造方法によれば、粒子径が従来よりも大きく、粒子径の均一性が比較的高い粒子を製造することができ、抽出クロマトグラフィーのカラムに用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００１６】
さらに、請求項３、請求項４に係る粒子製造方法によれば、粒子径が大きく、かつ、細1020304050(4)JP 2023-128352 A 2023.9.14

孔容積及び細孔径の大きい多孔質粒子を得ることができるので、カラムに充填して用いた
場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００１７】
また、本発明に係る粒子製造装置によれば、上下振動するノズルと、前記ノズルに組成物を供給する配管と、撹拌機により撹拌された溶媒中に、前記ノズルから滴下される組成物による粒子が造粒される造粒槽と、が少なくとも含まれた造粒部を有しており、このよ
うな本発明に係る粒子製造装置によれば、粒子径が従来よりも大きく、粒子径の均一性が高い粒子を製造することができ、これを抽出クロマトグラフィーのカラムに用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００１８】
さらに、請求項８に係る粒子製造装置によれば、粒子径が大きく、かつ、細孔容積及び細孔径の大きい多孔質粒子を製造できるので、細孔径の観点からも、カラムに充填して用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００１９】
また、本発明に係る粒子製造方法、粒子製造装置においては、中実球状の多孔質粒子であって、比較的強度が高い多孔質粒子が得られると共に、粒子径の均一性が比較的高い多孔質粒子が製造できるものである。このような本発明に係る粒子製造方法、粒子製造装置によれば、多孔質粒子の製造後に、分級操作が省力化されるので、製造コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】【００２０】【図１】本発明の実施形態に係る粒子製造方法のフローを示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る粒子製造装置１における造粒部１０の装置構成を示す図である。
【図３】（Ａ）加振器２０による上下振動がない場合のノズル２１からの混合溶液の液滴を撮影した写真、（Ｂ）加振器２０による上下振動がある場合のノズル２１からの混合溶液の液滴を撮影した写真。
【図４】本発明の実施形態に係る粒子製造方法における溶媒除去工程を説明する模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る粒子製造方法における乾燥工程を説明する模式図である。
【図６】シリカ粒子（多孔質粒子）の内部構造の変化を説明する模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る粒子製造方法・製造装置に基づいて製造されたシリカ粒子５０のＳＥＭ画像である。
【図８】本発明に係る粒子製造方法で製造されたシリカ粒子５０と、従来のシリカ粒子とを、それぞれカラムに充填した際の送液速度−圧力の関係を示すグラフである。（カラム無充填の場合も含む。）【図９】各実施例に係るシリカ粒子５０製造時に設定されたパラメータを示すテーブルである。
【図１０】各実施例に係るシリカ粒子５０の特性を示すテーブルである。
【発明を実施するための形態】【００２１】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。 図１は本発明の実施形態に係る粒子製造方法のフローを示す図である。また、図２は本発明の実施形態に係る粒子製造装置１における造粒部１０の装置構成を示す図である。
【００２２】
以下の実施形態では、本発明による多孔質のシリカ粒子の製造方法と、製造装置とを例示することで説明を行うが、本発明に係る粒子製造方法や、粒子製造装置１が、シリカ以外を主要材料とする多孔質粒子の製造への適用が妨げられるものではない。本発明に係る粒子製造方法や、粒子製造装置１は、任意の材料を主要材料とする多孔質粒子に適用し得

1020304050(5)JP 2023-128352 A 2023.9.14

るものである。
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る粒子製造方法においては、ステップＳ１の溶媒への滴下による造粒工程が実施される。このような造粒工程を具体的に実施するための装置構成が、図２に示す粒子製造装置１における造粒部１０である。
【００２４】
造粒部１０で造粒される多孔質のシリカ粒子の原料となる組成物は、第１組成物貯留槽１１と、第２組成物貯留槽１２とにそれぞれ貯留されている。第１組成物貯留槽１１には、 シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶 液 （ 多 孔 質 粒 子 の 骨 格 と な る ナ ノ サ イ ズ の シ リ カ 粒 子の弱塩基性水溶液）が貯留されており、第２組成物貯留槽１２には、気孔形成剤溶液が貯留されている。
【００２５】
なお、第２組成物貯留槽１２に貯留される気孔形成剤溶液は、多孔質粒子における細孔形成のために添加されるものである。気孔形成剤溶液は、モリブデン酸アンモニウム（ＮＨ 4） 6Ｍ ｏ 7Ｏ 24・ ４ Ｈ 2Ｏ 、 り ん 酸 二 水 素 ナ ト リ ウ ム Ｎ ａ Ｈ 2Ｐ Ｏ 4、 モ リ ブ デ ン 酸 二 ナ トリ ウ ム Ｎ ａ 2Ｍ ｏ Ｏ 4・ ２ Ｈ 2Ｏ な ど の 塩 類 が 混 合 さ れ た 水 溶 液 で あ る こ と が 好 ま し い 。
【００２６】
第 １ 組 成 物 貯 留 槽 １ １ に 貯 留 さ れ て い る シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶 液 、 及 び 、 第２組成物貯留槽１２に貯留されている気孔形成剤溶液は、それぞれの貯留槽と連結されている配管１７中に設けられている第１ポンプ１３、及び、第２ポンプ１４によってスタティックミキサー１５へと送液される。
【００２７】ス タ テ ィ ッ ク ミ キ サ ー １ ５ で は 、 シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶 液 と 気 孔 形 成 剤 溶 液と が 混 合 さ れ る 。 な お 、 本 発 明 に お い て は 、 シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶 液 と 気 孔 形成剤溶液とを混合するためにスタティックミキサー１５を用いることは必須ではなく、他の溶液混合手段を用いるようにしてもよい。
【００２８】ス タ テ ィ ッ ク ミ キ サ ー １ ５ の 下 流 側 へ と 排 出 さ れ た 、 シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶
液と気孔形成剤溶液との混合溶液は、ノズル２１へと供給される。なお、ノズル２１の先端のノズル径は、約０．５ｍｍのものである。ノズル２１の先端から、シリカ（ＳｉＯ2）のコロイド溶液と気孔形成剤溶液との混合溶液が吐出される。
【００２９】
ノズル２１の鉛直下方部には、液体窒素２３が貯留されている造粒槽２５が設けられている。 なお、造粒槽２５に貯留されている溶媒は液体窒素２３を例としているが、液体窒素に代えて、液体アルゴン、液体ヘリウムなどの液体冷媒を用いることもできる。
【００３０】
液体窒素２３に浸漬されているフィン２８は、ロッド２７を介して攪拌機２６の本体部のモーター（不図示）により回転される。これにより、造粒槽２５中に貯留されている液体窒素２３は、撹拌された状態とされる。
【００３１】
一方、前述したノズル２１は、鉛直上下の方向に加振を行う加振器２０に取り付けられている。この加振器２０は、コントローラー１９によって振動の態様（周波数、振幅等）が制御されるようになっている。
【００３２】
加 振 器 ２ ０ に よ り 上 下 振 動 し て い る ノ ズ ル ２ １ に は 、 シ リ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶
液と気孔形成剤溶液との混合溶液が配管１７を介して供給される。前記の混合溶液は、ノズル２１の上下振動により、形状が均一で、かつ、径がそろった略球状の液滴となりノズル２１から吐出され、造粒槽２５中で撹拌されている液体窒素２３へと滴下される。
【００３３】
図３（Ａ）は加振器２０による上下振動がない場合のノズル２１からの混合溶液の液滴

1020304050(6)JP 2023-128352 A 2023.9.14を撮影した写真であり、図３（Ｂ）は加振器２０による上下振動がある場合のノズル２１からの混合溶液の液滴を撮影した写真である。図３（Ｂ）に示すように、加振器２０による上下振動により、ノズル２１から吐出される混合溶液の液滴は、形状が均一で、かつ、径がそろった略球状のものであることがわかる。
【００３４】
ノズル２１から液体窒素２３中へと滴下された混合溶液の液滴は、まず、液体窒素２３中で凍結（凝固）された球状の粒子（以下、「シリカ粒子５０」と言う。）となる。液体
窒素２３に滴下された混合溶液の液滴は、その中に含まれている水分が凍結（凝固）し、凍結球状粒子となる。
【００３５】
ここで、液体窒素２３はフィン２８によって撹拌されているので、先のシリカ粒子５０の複数同士が結合して一つの粒子となることが防止される。従って、シリカ粒子５０は、粒子径が揃った（例えば、粒子径１ｍｍ程度）球状の粒子となる。
【００３６】
一方、仮に、造粒槽２５中で液体窒素２３が撹拌されていないものとすると、ノズル２１から滴下された液滴一つによって生成される粒子同士が合一化してしまい、粒子径が不揃いで、しかも、球状でない粒子が多くなってしまうこととなる。
【００３７】
さて、上記に説明したような造粒工程の実施によって得られた、粒子径の大きなシリカ粒子５０に対する処理を実施していき、細孔が設けられた完成形のシリカ粒子５０とする工程を以下に説明していく。
【００３８】
図１に戻り、ステップＳ２においては、シリカ粒子５０の周囲に残留している液体窒素２３（溶媒）を除去する溶媒除去工程が実施される。図４は本発明の実施形態に係る粒子製造方法における溶媒除去工程を説明する模式図である。
【００３９】
造粒槽２５の液体窒素２３中で造粒したシリカ粒子５０は、例えばフラスコなどのガラス容器３０中に回収される。チャンバ４３中には不凍液４４が貯留されている。溶媒除去工程においては、チャンバ４３中で、ガラス容器３０を０℃以下に冷却した不凍液４４に接触させることで、シリカ粒子５０内の凍結した水分を融解することなく余分な液体窒素２３を蒸発させる。
【００４０】
ステップＳ２に引き続き、ステップＳ３において乾燥工程が実施される。図５は本発明の実施形態に係る粒子製造方法における乾燥工程を説明する模式図である。
【００４１】
図５に示すように、溶媒除去工程を経たガラス容器３０の開口部には、排気管３６が挿通されているゴム栓３５が装着される。排気管３６のガラス容器３０内の端部でない方の端部には、不図示の真空ポンプが取り付けられる。この真空ポンプを動作させることで、ガラス容器３０内を減圧してシリカ粒子５０における水分を除去する。
【００４２】
ステップＳ３に引き続き、ステップＳ４では仮焼成工程が実施され、さらにステップＳ
４に引き続き、ステップＳ５では本焼成工程が実施される。
【００４３】
仮焼成工程・本焼成工程の各工程を実施するために、ガラス容器３０内のシリカ粒子５０は、るつぼなどの耐熱性容器（不図示）に移され、当該るつぼは電気炉（不図示）中に投入され、各焼成工程が実施される。仮焼成工程は例えば３５０℃で、また、本焼成工程は例えば６９０℃の温度で各所定時間（例えば、１時間程度）実施される。なお、各焼成工程を実施するための器具として、るつぼや電気炉は必須のものではなく、あくまで一例として示したものである。
【００４４】

1020304050

(7)JP 2023-128352 A 2023.9.14

上記のような仮焼成工程・本焼成工程の各工程を実施する目的は、スピノーダル分解を
利 用 し て 、 分 相 を 起 こ す こ と で あ る 。 分 相 さ れ た ２ 相 の う ち 第 １ の 相 は 、 Ｓ ｉ Ｏ 2を 主 成分とするシリカ粒子の骨格部となる相であり、第２の相は、リンモリブデン酸などの複合塩の相である。
【００４５】
上記のような各焼成工程を実施した後には、ステップＳ６として、洗浄工程が実施される。この洗浄工程では、１ｍｏｌ／Ｌの硝酸溶液及び９０℃の熱水を用いることで、分相されたうちの第２の相である複合塩等を洗浄・除去する。
【００４６】
ステップＳ６の洗浄工程の後に、ステップＳ７の乾燥工程を実施することで、第１の相として残った多孔質のシリカ粒子５０を得ることができる。
【００４７】
ステップＳ４〜Ｓ７工程におけるシリカ粒子５０の内部構造の変化を図６の模式図を用いて説明する。図６の各図は、シリカ粒子５０の一部拡大図である。図６の最左端側の図は、ステップＳ３の工程を経た未分相状態のシリカ粒子５０の内部構造を示している。
【００４８】
この未分相のシリカ粒子５０に対して、Ｓ４、Ｓ５の各焼成工程を実施することで、Ｓｉ Ｏ 2を 主 成 分 と す る 相 と 、 複 合 塩 等 を 主 成 分 と す る 相 と に 分 相 が さ れ る 。 （ 図 ６ の 中 央の図）分相されたシリカ粒子５０に対して、ステップＳ６で、酸と熱水で洗浄することで、複合塩等の相を洗い流して除去し、Ｓ７の乾燥工程で不要な水分を飛ばすことで、最終的に細孔が設けられた多孔質のシリカ粒子５０を得ることができる。
【００４９】
図７に、本発明の実施形態に係る粒子製造方法・製造装置に基づいて製造されたシリカ粒子５０のＳＥＭ画像を示す。図７（Ａ）はシリカ粒子５０全体を撮影したものであり、図７（Ｂ）はシリカ粒子５０表面を撮影したものである。図７（Ａ）からも分かるように、本発明によりなる多孔質のシリカ粒子５０の粒径は約１ｍｍに近づくものである。また、図７（Ｂ）からは、シリカ粒子５０の表面には多数の細孔を確認することができる。
【００５０】
以上のような本発明に係る粒子製造方法によって製造されたシリカ粒子５０と、従来のシリカ粒子の比較を行った。なお、従来のシリカ粒子としては、市販品を用いた。本発明によりなるシリカ粒子５０と、従来のシリカ粒子の粒度分布測定を行った結果、前者の平均粒子径は１ｍｍ程度であったのに対して、後者の平均粒子径は約５０μｍ程度であった。これから分かるように、本発明によりなるシリカ粒子５０の粒子径は、従来のシリカ粒子の粒子径に比して、オーダーで２桁程度の差を有していることがわかる。なお、平均粒子径の測定には、レーザー回折・散乱法を用いた。
【００５１】
以上のように、本発明に係る粒子製造方法・粒子製造装置で製造されたシリカ粒子５０は、粒子径が従来よりも大きい粒子を製造することが可能である。
【００５２】
次に、本発明に係る粒子製造方法によって製造されたシリカ粒子５０と、従来のシリカ粒子をそれぞれカラムに充填し、送液速度と圧力の関係を調べた。なお、参考として、カラムに何も充填していない無充填の場合についても、送液速度と圧力の関係を調べた。図８は、これら３通りの場合の送液速度−圧力の関係を示すグラフである。
【００５３】
送液速度−圧力の関係を取得する手順は以下の通りであった。まず、イオン交換水に良く馴染ませた粒子等を、空気が入らないよう注意しながらガラスカラム（１０ｍｍφ×４００ｍｍＨ）に高さ３８０ｍｍまで充填する。
【００５４】
次に、プランジャーポンプと圧力センサ（日本電産コパル電子株式会社製アンプ内蔵圧

1020304050

(8)JP 2023-128352 A 2023.9.14

力センサＰＡ−７５０）を接続後、イオン交換水（２５℃）を送液し、送液速度を増加させていったときの圧力センサの電圧値を測定する。
【００５５】
圧力センサの電圧値を圧力値に変換することで、圧力を求めた。
【００５６】
なお、従来のシリカ粒子としては、市販品を用いた。
【００５７】
図８に示すように、本発明に係る粒子製造方法で製造されたシリカ粒子５０が充填されたカラムは、カラムに何も充填されていない時の送液速度−圧力の関係性と、ほぼ変わらなかった。これに対して、従来のシリカ粒子が充填されたカラムは、送液速度の増加に伴う圧力の増加が著しいことがわかる。
【００５８】
図８に関連する検証からも、本発明に係る粒子製造方法・粒子製造装置で製造されたシリカ粒子５０は、例えば高レベル放射性廃液からマイナーアクチニドを分離する際に、カラムに充填して用いることで、圧力損失を小さくでき、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
（実施例）
以下、本発明に係る粒子製造方法及び粒子製造装置に基づいて、複数のシリカ粒子５０の実施例を製造したので説明する。各実施形態で製造時に設定されたパラメータはそれぞれ異なっており、図９のテーブルにこれを示す。また、図１０は各実施例に係るシリカ粒子５０の特性を示すテーブルである。
【００５９】
図９のテーブルの（ａ）列で攪拌機２６として用いたのは、柴田科学株式会社製のＭ−１０２である。また、４枚羽根フィンの径は６０ｍｍであり、６枚羽根フィンの径は１２０ｍｍである。また、攪拌機２６で撹拌する液体窒素２３が貯留される造粒槽２５には、株式会社スギヤマゲン製のＢＴ−１００を用いた。この製品の内寸法はφ２００ｍｍ×１４０ｍｍであり、材質はＳＵＳ３０４ｔ１．０である。
【００６０】
図９のテーブルにおいて、（ｃ）列に記載されているスノーテックス（登録商標）はシリ カ （ Ｓ ｉ Ｏ 2） の コ ロ イ ド 溶 液 （ 多 孔 質 粒 子 の 骨 格 と な る ナ ノ サ イ ズ の シ リ カ 粒 子 の 弱塩基性水溶液）であり、日産化学株式会社の製品である。スノーテックス（登録商標）の型番Ｎ−４０はシリカ濃度４０％で、コロイド溶液中のシリカ粒子径が２２ｎｍである。
【００６１】
また、図９のテーブルの（ｅ）列における気孔形成剤溶液において、モリブデン酸アンモニウムと、りん酸二水素ナトリウムと、モリブデン酸二ナトリウムとの混合比率は、重量比率で、それぞれ１．５：１：０．７５であった。
【００６２】
また、図９のテーブルの（ｇ）列に関連して、加振器２０としてはＩＭＶ株式会社製のＰＥＴ−０５が用いられた。
【００６３】
また、図９のテーブルの（ｈ）列で言う「送液速度」とは、第１ポンプ１３及び第２ポンプ１４の流量である。
【００６４】
また、図１０のテーブルの（ｉ）列における「平均粒子径」では、Ｍａｌｖｅｒｎ Ｐ
ａｎａｌｙｔｉｃａｌ社製のＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ３０００（ＡｅｒｏＳによる乾式分散での測定）を用いて粒度分布を測定し、体積基準５０％粒？径を平均粒？径とした。
【００６５】
また、図１０のテーブルの（ｊ）列における「均一性」は、上記Ｍａｌｖｅｒｎ Ｐａ
ｎａｌｙｔｉｃａｌ社製のＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ ３０００（ＡｅｒｏＳによる乾式分散での測定）を用いて粒度分布を測定し、粒度分布の結果を下式に当てはめて算出し、均1020304050(9)JP 2023-128352 A 2023.9.14

一性とした。
【００６６】【数１】【００６７】
ただし、【００６８】【数２】

10【００６９】はサイズクラスｉの体積［％］及び粒径［ｍｍ］であり、【００７０】【数３】【００７１】
はメディアン径（平均粒子径）［ｍｍ］である。
均一性は粒子径の分布状態を示す一つの指標数値であり、値が小さいほど平均粒子径に対する粒子の分布が狭い（粒子径の均一性が高い）ことを表している。
【００７２】
また、図１０のテーブルの（ｋ）列、（ｌ）列の「細孔」に関連するデータ取得には、Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（現Ａｎｔｏｎ Ｐａａｒ）社製のＰｏｒｅＭａｓｔｅｒ ６０を用いて、水銀圧入法により細孔分布を測定した。また、平均細孔径は、体積基準５０％細孔径に基づいている。
【００７３】
以上から、本発明に係る粒子製造方法及び粒子製造装置によれば、各パラメータを適宜設定することで、１．０７〜１．３８ｍｍの粒子径を有するシリカ粒子５０を製造可能であることが確認できた。
【００７４】
また、本発明に係る粒子製造方法及び粒子製造装置によれば、各パラメータを適宜設定することで、均一性が０．２７〜０．４０の比較的均一性が良好なシリカ粒子５０を製造可能であることが確認できた。
【００７５】
また、本発明に係る粒子製造方法及び粒子製造装置によれば、各パラメータを適宜設定することで、全細孔容積が１．６７ｍＬ／ｇ以上の、比較的大きな細孔容積を有するシリカ粒子５０を製造可能であった。
【００７６】
また、本発明に係る粒子製造方法及び粒子製造装置によれば、各パラメータを適宜設定することで、平均細孔径が０．９０μｍ以上の、大きな細孔径を有するシリカ粒子５０を製造可能であった。
【００７７】
このように、本発明に係る粒子製造方法・粒子製造装置で製造されたシリカ粒子５０は20304050(10)JP 2023-128352 A 2023.9.14、粒子径が大きく、かつ、細孔容積及び細孔径の大きいシリカ粒子５０である。
【００７８】
以上、本発明に係る粒子製造方法は、組成物を、振動するノズルから、撹拌機により撹拌された溶媒中に滴下し、組成物が含まれる粒子を造粒する造粒工程と、前記造粒工程で得られた溶媒を含む粒子から、溶媒を除去し、粒子を得る溶媒除去工程と、を含んでおり、このような粒子製造方法によれば、粒子径が従来よりも大きく、粒子径の均一性が高い粒子を製造することができ、抽出クロマトグラフィーのカラムに用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００７９】
さらに、請求項３、請求項４に係る粒子製造方法によれば、粒子径が大きく、かつ、細孔容積及び細孔径の大きい多孔質粒子を得ることができるので、カラムに充填して用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００８０】
また、本発明に係る粒子製造装置１によれば、上下振動するノズル２１と、前記ノズル２１に組成物を供給する配管１７と、攪拌機２６により撹拌された溶媒中に、前記ノズル２１から滴下される組成物による粒子が造粒される造粒槽２５と、が少なくとも含まれた造粒部１０を有しており、このような本発明に係る粒子製造装置１によれば、粒子径が従来よりも大きく、粒子径の均一性が比較的高い粒子を製造することができ、これを抽出クロマトグラフィーのカラムに用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００８１】
さらに、請求項８に係る粒子製造装置１によれば、粒子径が大きく、かつ、細孔容積及び細孔径の大きい多孔質粒子を製造できるので、カラムに充填して用いた場合、圧力損失が小さくなり、より安全な高レベル放射性廃液の送液が可能となる。
【００８２】
また、本発明に係る粒子製造方法、粒子製造装置１においては、中実球状の多孔質粒子であって、比較的強度が高い多孔質粒子が得られると共に、粒子径の均一性が比較的高い多孔質粒子が製造できるものである。このような本発明に係る粒子製造方法、粒子製造装置１によれば、多孔質粒子の製造後に、分級操作が省力化されるので、製造コストの削減が可能となる。
【符号の説明】【００８３】
１・・・粒子製造装置
１０・・・造粒部
１１・・・第１組成物貯留槽
１２・・・第２組成物貯留槽
１３・・・第１ポンプ
１４・・・第２ポンプ
１５・・・スタティックミキサー
１７・・・配管
１９・・・コントローラー
２０・・・加振器
２１・・・ノズル
２３・・・液体窒素（溶媒）
２５・・・造粒槽
２６・・・攪拌機
２７・・・ロッド
２８・・・フィン
３０・・・ガラス容器
３５・・・ゴム栓

1020

30

4050

(11)

３６・・・排気管
４３・・・チャンバ
４４・・・不凍液
５０・・・シリカ粒子（多孔質粒子）
ステップＳ１・・・溶媒への滴下による造粒工程
ステップＳ２・・・溶媒除去工程
ステップＳ３・・・乾燥工程
ステップＳ４・・・仮焼成工程
ステップＳ５・・・本焼成工程
ステップＳ６・・・洗浄工程
ステップＳ７・・・乾燥工程

【図１】

【図２】

【図３】

JP 2023-128352 A 2023.9.14

10

(12)

【図４】

【図６】

【図７】
【図５】

【図８】

【図９】

【図１０】

JP 2023-128352 A 2023.9.14

(13)JP 2023-128352 A 2023.9.14

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フロントページの続き(72)発明者 渡部創

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クル工学研究所内(72)発明者 宮▲崎▼ 康典
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クル工学研究所内(72)発明者 安倍弘茨城県那珂郡東海村大字村松４番地３３
クル工学研究所内(72)発明者 長谷川健太

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クル工学研究所内(72)発明者 後藤一郎

茨城県那珂郡東海村大字村松４番地３３
クル工学研究所内
Ｆターム(参考) 4G072 AA25

BB05BB16 CC13DD01

MM36

QQ06

RR12 SS04

UU11

EE10

GG02

GG03

GG04

HH18JJ33

JJ45

MM23MM31