微粒制造装置以及微粒制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够将材料高效且大量地向等离子体投入，从而增加生产量且以低成本进行生产的微粒制造装置以及微粒制造方法。该微粒制造装置具有：真空腔室(1)；材料供给装置(10)，其与真空腔室连接且将材料的颗粒(30)从材料供给口(12)向真空腔室内供给；多根电极(4)，其与真空腔室连接且前端向真空腔室内露出而产生等离子体(25)；以及回收装置(3)，其与真空腔室连接且回收微粒(31)，该微粒制造装置是在真空腔室内产生放电而由材料制造微粒的装置，其中，在真空腔室中，材料供给装置的材料供给口设置在比多根电极靠铅垂方向的下侧的位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种例如在面向食品包装的薄膜材料等的涂层材料、或用于电子设备布线等的墨原料等中使用的微粒制造装置以及微粒制造方法。
技术介绍
近年来，正在研究将纳米级的微粒应用在各种设备中。例如，镍的金属微粒目前用于陶瓷电容器，而且正在研究在下一代陶瓷电容器中使用粒径200纳米以下且分散性良好的微粒。并且，含氧率比二氧化硅低的一氧化硅(SiOx：x＝1～1.6)的微粒被有效用作光学透镜的防反射膜、或食品包装用的阻气膜的蒸镀材料。作为这些纳米级的微粒的普遍的制造方法，存在将成为原料的块状材料与陶瓷或氧化锆等的珠粒(beads)一起导入且通过机械粉碎而使材料微粒化的方法、或者使材料熔化以及蒸发且向空气或水中喷射而得到微粒的方法、或者通过电解或还原等化学的方式得到微粒的方法等。其中，从杂质(污染)少、生产出的微粒的分散性优异、由多种材料构成的复合微粒的合成容易的优点等角度出发，利用高频等离子体或电弧等离子体等热等离子体(约10000℃)而在气相中制作微粒的方法非常有用(例如，参照专利文献1)。图4示出利用了现有例1的多电弧等离子体(multiarcplasma)的微粒的制造装置的简要剖视图。在反应室201的顶棚部，多根棒状电极204配置为圆周状，电极204分别以彼此的间隔朝向反应室201的中央变窄的方式设置。通过导入气体，从而将反应室201控制成还原气氛。在各电极204上连接有交流电源205，r>向各电极204依次施加相位不同的电压，从而在各电极204之间产生电弧放电225。在电弧放电225的上部，与投入成为微粒的原料的材料的装置一起配置有材料投入配管部211。从材料投入配管部211朝向在各电极204之间产生的电弧放电225投入材料。通过高温的电弧放电225，从而从材料投入配管部211投入的材料蒸发，与产生的反应物质(氧原子、氮原子等)反应，且在气相中被快速冷却而生成各种化合物的微粒。在所述反应室201的下侧部设有对通过电弧放电225生成的微粒进行排出的排出口226、和暂时贮存从排出口226排出的微粒的浇包227。专利文献1：日本特开2002-45684号公报在利用上述现有的微粒制造装置(参照图4)制造微粒的情况下，从反应室201的上表面导入电极204，因此很难实现电弧放电225的放电面积的扩大。并且，从材料投入配管部211向相同的位置连续投入材料，因此，会导致向等离子体的温度因先投入的材料而下降的位置连续投入材料。因此，会形成较大的微粒，从而生成的微粒的平均粒径变大，粒径分布也变差。另外，若欲得到期望的平均粒径，则不得不限制材料的投入量，从而难以使微粒的生产量增加。
技术实现思路
本专利技术考虑到上述现有的课题，其目的在于提供一种能够将材料高效且大量地向等离子体投入，从而增加生产量且以低成本进行生产的微粒制造装置以及微粒制造方法。为了实现所述目的，本专利技术的一个方式所涉及的微粒制造装置具有：真空腔室；材料供给装置，其与所述真空腔室连接且将材料的颗粒从材料供给口向所述真空腔室内供给；多根电极，其与所述真空腔室连接且前端向所述真空腔室内突出而产生等离子体；以及回收装置，其与所述真空腔室连接且回收微粒，所述微粒制造装置是在所述真空腔室内产生放电而由所述材料制造所述微粒的装置，其中，在所述真空腔室中，所述材料供给装置的所述材料供给口设置在比所述多根电极靠铅垂方向的下侧的位置。为了实现所述目的，本专利技术的其它方式所涉及的微粒制造方法利用所述方式中记载的微粒制造装置，在所述真空腔室内通过所述多根电极生成电弧放电而作为所述等离子体，从所述生成的电弧放电的铅垂方向的下侧，将所述材料通过所述材料供给装置向所述真空腔室内投入。专利技术效果根据本专利技术的所述方式，可提供一种能够向等离子体的高温区域高效且大量地供给材料，从而提高微粒的生成量且以低成本进行生产的微粒制造装置以及微粒制造方法。附图说明图1是本专利技术中的第一实施方式的微粒制造装置的简要剖视图。图2是本专利技术中的第一实施方式的微粒制造装置的简要剖面俯视图。图3是本专利技术中的第一实施方式的微粒制造装置的简要放大剖视图。图4是利用了现有例1的多电弧等离子体的微粒制造装置的简要剖视图。附图标记说明1反应室2绝热件3微粒回收部4电极5交流电源10材料供给装置11材料供给管12材料供给口12m旋转装置13盖14气体供给管15气体供给管16未处理材料贮存部20测量窗21光学式测量装置22分析部23交流电源控制部24材料供给控制部25电弧放电26排出口27浇包30材料粒子30B未进入电弧放电的内部而未被处理的材料粒子31微粒90气体供给装置100控制部CP多根电极的中心位置具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细地说明。(第一实施方式)图1表示第一实施方式所涉及的微粒制造装置的简要纵剖视图。图2表示在第一实施方式所涉及的微粒制造装置中，在电极部分处沿横向切断了的状态下的简要剖面俯视图。图3表示第一实施方式所涉及的微粒制造装置的简要放大剖视图。利用图1～图3，将制造硅的纳米级的微粒的示例作为一例进行说明。与第一实施方式相关的微粒制造装置构成为至少具备：作为真空腔室的一例的反应室1、材料供给装置10、生成电弧放电的多根电极4、以及作为对生成的微粒进行回收的回收装置的一例的微粒回收部3。在该第一实施方式中，微粒制造装置构成为还具备：材料供给管11；供给气体以对投入的材料以及生成的微粒的流动进行控制的气体供给管14、15；用于对等离子体进行分析的光学式测量装置21；以及测量窗20。反应室1能够通过未图示的排气机构从微粒回收部3排气。另外，下侧的气体供给管14配置为，在反应室1的下部贯穿材料供给管11的下部周围的圆锥状的盖13而朝向铅垂方向的上方立起设置有多根，从而朝向铅垂方向的上方供给气体。上侧的气体供给管15配置为，在反应室1的上端附近的侧壁朝向微粒回收部3供给气体。通过从气体供给装置90经由气体供给管14、15而向反应室1内供给气体，能够进行反应室1内的气氛控制。在该第一实施方式的第一实施例中，为了制造硅的微粒，从气体供给装置90经由气体供给管14、15而向反应室1内供给氩，将反应室1内维持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微粒制造装置，具有：真空腔室；材料供给装置，其与所述真空腔室连接且将材料的颗粒从材料供给口向所述真空腔室内供给；多根电极，其与所述真空腔室连接且前端向所述真空腔室内突出而产生等离子体；以及回收装置，其与所述真空腔室连接且回收微粒，所述微粒制造装置是在所述真空腔室内产生放电而由所述材料制造所述微粒的装置，其中，在所述真空腔室中，所述材料供给装置的所述材料供给口设置在比所述多根电极靠铅垂方向的下侧的位置。

【技术特征摘要】
2015.01.20 JP 2015-0086201.一种微粒制造装置，具有：
真空腔室；
材料供给装置，其与所述真空腔室连接且将材料的颗粒从材料供给口
向所述真空腔室内供给；
多根电极，其与所述真空腔室连接且前端向所述真空腔室内突出而产
生等离子体；以及
回收装置，其与所述真空腔室连接且回收微粒，
所述微粒制造装置是在所述真空腔室内产生放电而由所述材料制造
所述微粒的装置，其中，
在所述真空腔室中，所述材料供给装置的所述材料供给口设置在比所
述多根电极靠铅垂方向的下侧的位置。
2.根据权利要求1所述的微粒制造装置，其中，
在所述多根电极上分别连接有交流电源，生成电弧放电而作为所述等
离子体。
3.根据权利要求1所述的微粒制造装置，其中，
所述材料供给装置具有多个材料供给口，还具备使所述多个材料供给
口绕沿着上下方向的旋转轴旋转的旋转装置。
4.根据权利要求3所述的微粒制造装置，其中，
所述材料供给装置的所述材料供给口配置在所述多根电极的前端重
合的中心位置的铅垂方向的下侧，所述材料供给口所朝向的方向相对于铅
垂方向倾斜的倾斜角度为5°以上30°以下。
5.根据权利要求1所述的微粒制造装置，其中，
所述微粒制造装置还具备：
在所述多根电极的上方配置的放电观测用的窗；和
控制部，其基于通过所述窗而利用光学式测量装置分析放电的状态所
得到的结果，对与所述电极连接的交流电源或所述材料供给装置的材料供
给量中的任一方或双方进行调节。
6.一种微粒制造方法，其利用权利要求1至5中任一项所述的微粒

\t制造装置，其中，
在所述真空腔室内通过所述多根电极生成电弧放电而作为所述等离
子体，
从所述生成的电弧放电的铅垂方向的...

【专利技术属性】
技术研发人员：永井久雄，大熊崇文，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP