CN105392582B - 纳米粒子的制造方法、制造装置及自动制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供可以连续地量产粒径均一的纳米粒子，可以自如地调整生成时间的纳米粒子的制造方法、制造装置、自动制造装置。本发明涉及的纳米粒子的制造装置的特征在于，由充填与在溶剂(11)中混合有原料物质(12)的纳米粒子制造用的原料液(18)相同的溶剂(11)的反应管(30、40)、将所述反应管(30、40)的所述溶剂(11)进行温度控制在纳米粒子(26)的合成温度的温度控制器(22)、供给所述原料液(18)的所述反应管的流入端(30e、40e)、一边将供给的所述原料液(18)和所述反应管(30、40)的溶剂(11)混合一边使其沿所述反应管的外周壁(30h、40h)内面形成螺旋流(e、j)的转子(35、45)、以及在所述螺旋流(e、j)中由所述原料物质(12)形成纳米粒子(26)并将含有所述纳米粒子(26)的生成液(65)排出的所述反应管(30、40)的流出端(30f、40f)构成。

Description

纳米粒子的制造方法、制造装置及自动制造装置

技术领域

本发明涉及由溶剂和原料物质制造纳米粒子的方法，更详细而言，涉及具有均一的微细径的纳米粒子的制造方法、制造装置及自动制造装置。

背景技术

近年来，作为接合用或金属图案形成用的金属纳米粒子，进行在100nm以下的金属核的周围形成由各种有机物构成的有机被覆层的复合纳米金属粒子的开发。例如，作为上述复合纳米金属粒子，特开平10－183207号(专利文献1)的实施例1中记载有在金属银的核的周围具有硬脂酸基团的有机被覆层的超微粒子。另外，本发明人在国际公开第WO2009/090846号公报(专利文献2)中公开有在银核的周围形成有醇分子或醇衍生物等有机被覆层的复合纳米银粒子。这些纳米粒子与树脂或溶剂混炼而被膏化，将该膏用于半导体接合、或用于印刷用油墨。纳米粒子的粒径的程度或纳米粒子的粒径的均一性与膏的品质极其相关。因此，量产均一性良好的微细的纳米粒子的装置的开发极为重要。

在制造纳米粒子的方法中，大体分为固相法、液相法、气相法。固相法中，将固体熔融来制造纳米粒子，因此，由于物质量大，所以得到的纳米粒子量多，但大多情况是粒径增大或凝集严重，而且难以实现粒径的均一性。气相法中，由于通过气体反应来制造纳米粒子，所以物质量减少，不能面向纳米粒子的量产。因此，开发出的是液相法。液相法中，在溶剂中分散、溶解原料物质，制成溶液，进行溶液反应来制造纳米粒子，因此，物质量增多，纳米粒子的量产性提高。还有，如果调整浓度，则具有容易实现纳米粒子的粒径的均一性的优点。

作为制造纳米粒子的液相法，已知有特开2005－264199号公报(专利文献3)、特表2006－503790号公报(专利文献4)及特开2008－285749号公报(专利文献5)。

专利文献3的纳米粒子制造装置如本件专利申请的图20所示。图20中，101是微反应器，102是超声波发生装置，103是水浴，104是反应器，105是底板，106是中间层叠薄板，107是顶板，108是流入路，109是微通道，110是流出口，124是连结螺栓，126是超声波，126a是通过超声波干涉而强吻合的部分，126b是通过超声波干涉而弱吻合的部分。

该微反应器101的功能是使金属盐水溶液流入流入路108，在照射了超声波的数μm～数百μm径的微通道109(109a、109b)之中利用超声波能量从所述金属盐在水溶液中生成金属超微粒子(纳米粒子)。

专利文献4的纳米粒子制造装置如本件专利申请的图21所示。(21A)是直管型的纳米粒子制造装置，201是反应器，202是反应管，203a是锆盐水溶液(原料水溶液)，203b是悬浊液，204是沉淀粒子，205是反应混合物(沉淀溶液)，206是氧化锆水合物溶胶，207是加热介质，207a是入口，207b是出口，208是形成于反应管内部的速度梯度，212是pH调整剂，213是混合器。

该反应器201的功能是使加热介质207从入口207a流向出口207b，将反应管202之中的原料水溶液203a加热，生成沉淀粒子204(氧化锆水和物纳米粒子)，送出氧化锆水合物溶胶206。但是，作为纳米粒子的生成条件，有如下记载：[0052]中，反应管的截面直径优选为0.01cm～5cm，在[0041]中，锆盐水溶液在反应管内可以为没有涡流的状态，即为层流即可，[0049]中，锆盐水溶液的平均流速u以在反应管内的平均滞留时间成为1～60秒的方式决定即可。但是，在层流状态下，由于碰撞概率小，所以难以纳米粒子的量产，另外，由于在反应管内以1～60秒这样的极短时间制造纳米粒子，所以具有难以控制制造装置的弱点。

还有，(21B)为螺旋管型的纳米粒子制造装置，为了延长反应时间，仅将反应管202设为螺旋管，其它条件与(21A)同样。即，在反应管内，期望以层流状态流通。还有，对在螺旋管的全长内的滞留时间为1～60秒这样的短时间未变化。因此，不能适应纳米粒子的量产，生成控制的困难性作为弱点存在。

专利文献5的纳米粒子制造装置如本件专利申请的图22所示。图22中，310是前体供给部，320是第一加热部，321是第一循环器，330是第二加热部，331是第二循环器，340是冷却部，350是移送装置。另外，如权利要求8、9所见，在第一加热部320及第二加热部330之中内置有直径为1～50mm的螺旋形构造的电容式的反应器通道，通过加热部的热量来加热反应器通道的盘管(螺旋管)。

该纳米粒子制造装置中，首先，从前体供给部310经由移送装置350向第一加热部320供给金属纳米粒子的前体溶液，在通过第一循环器321而保温的第一加热部320之中将前体溶液预热至不引起纳米粒子生成的温度。其次，将预热的前体溶液移送至第二加热部330，在通过第二循环器331而保温为引起纳米粒子生成的温度的第二加热部之中，在反应通道内生成纳米粒子。还有，生成的纳米粒子溶液被移送至冷却部340进行冷却，停止纳米粒子生成。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平10－183207号

专利文献2：国际公开第WO2009/090846号公报

专利文献3：特开2005－264199号公报

专利文献4：特表2006－503790号公报

专利文献5：特开2008－285749号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献3的纳米粒子制造装置中，微通道9的尺寸为数μm～数百μm径，极窄，存在容易被生成的纳米粒子堵塞的缺点。即使能够连续地供给金属盐水溶液，如果一旦产生堵塞，则就不能进行金属盐水溶液的通水，具有纳米粒子的制造停滞这样的弱点。

专利文献4的纳米粒子制造装置中，由于反应液处于层流状态，所以生成纳米粒子的粒子间的碰撞概率减小，因此，纳米粒子的量产困难，另外，由于需要在反应管内以1～60秒这样极短时间制造纳米粒子，所以具有在这样的短时间内难以进行流量控制以及温度控制，装置整体的控制性能降低的弱点。

专利文献5的纳米粒子制造装置中，采用在第二加热部330的内部配置由直管或盘管构成的反应通道，使该反应通道流通前体溶液而生成纳米粒子的方式。因此，构造上与专利文献2酷似，但在有与专利文献2同样的缺点，即通道内的流动为层流时，碰撞概率降低，因此，不适于纳米粒子的量产，且由于在通道内短时间流通，所以反应时间短，在纳米粒子的量产有困难。

因此，本发明的第一目的在于，提供不仅可以制造微细径且均一的纳米粒子，而且能够同时连续地量产纳米粒子，并且使纳米粒子的生成时间短时间化或长时间化可能的纳米粒子的制造方法及制造装置，还有，其目的还在于，提供一种通过计算机控制来一并处理原料液制造及纳米粒子生成以及生成液的浓缩及浓缩液的干燥的自动制造装置。

用于解决课题的手段

本发明是为解决上述课题而完成的，本发明的第一方面提供纳米粒子的制造方法，其特征在于，准备在溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液，配置所述原料液流通的反应管，在所述反应管的内部充填与所述原料液相同的溶剂及/或所述原料液，将所述反应管的所述溶剂进行温度控制在纳米粒子的合成温度，将所述原料液向所述反应管的流入端供给，将所供给的所述原料液和所述反应管的溶剂一边混合或一边搅拌所述原料液，一边沿着所述反应管的外周壁内面的周方向回转，同时形成从所述流入端向流出端流通的螺旋流，在所述螺旋流之中，由所述原料物质形成纳米粒子，从所述反应管的流出端送出含有所述纳米粒子的生成液。

本发明的第二方面的纳米粒子的制造方法在第一方面的基础上，其中，所述反应管沿所述原料液的流通方向被区分为一个以上的区划，在所述区划的入口侧形成沿所述外周壁内面在周方向上开口的环状开口部，所述螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流，流过一个以上的所述区划，在所述环状螺旋流之中形成所述纳米粒子。

本发明的第三方面的纳米粒子的制造方法在第一或第二方面的基础上，其中，所述原料液在未合成纳米粒子的温度范围内被预热。

本发明的第四方面的纳米粒子的制造方法在第一、第二或第三方面的基础上，其中，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流是从下降流、上升流、倾斜流或水平流选择。

本发明的第五方面的纳米粒子的制造方法在第一～第四方面中任一方面的基础上，其中，所述溶剂和所述原料物质在所述合成温度下反应，制造所述纳米粒子。

本发明的第六方面的纳米粒子的制造方法在第一～第四方面中任一方面的基础上，其中，所述原料物质中含有直接原料物质和还原剂，在所述溶剂之中将所述直接原料物质通过所述还原剂还原，制造所述纳米粒子。

本发明的第七方面的纳米粒子的制造方法在第一～第六方面中任一方面的基础上，其中，附加所述原料液的制造工序、制造所述生成液后将所述生成液浓缩而增大所述纳米粒子的浓度的浓缩液的制造工序、及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥工序中的任一个以上的工序。

本发明的第八方面的纳米粒子的制造方法在第七方面的基础上，其中，在所述浓缩液的制造工序中，将所述生成液在减压容器之中喷雾，使溶剂从所述生成液蒸发，将流下的所述纳米粒子的浓度增大了的浓缩液回收。

本发明的第九方面的纳米粒子的制造方法在第七或第八方面的基础上，其中，在所述浓缩液的干燥工序中，使所述浓缩液在容器之中真空干燥，至少干燥至纳米粒子不飞散的程度以上。

本发明的第十方面提供一种纳米粒子的制造装置，其特征在于，由充填与溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液相同的溶剂及/或所述原料液的反应管、将所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液进行温度控制在纳米粒子的合成温度的温度控制器、供给所述原料液的所述反应管的流入端、将供给的所述原料液和所述反应管的所述溶剂一边混合或一边搅拌所述原料液，一边使其沿所述反应管的外周壁内面形成螺旋流的转子、以及在所述螺旋流之中从所述原料物质形成纳米粒子而排出含有所述纳米粒子的生成液的所述反应管的流出端构成。

本发明的第十一方面的纳米粒子的制造装置在第十方面的基础上，其中，包含：配置于所述反应管的轴芯位置的旋转轴、相互分开固定于所述旋转轴的一个以上的分离器、在相邻的分离器之间或分离器和所述反应管的管端之间形成的区划、固定于所述区划内的所述旋转轴的所述转子、以及在所述分离器的外周缘和所述反应管的所述外周壁内面之间形成的环状开口部；所述螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流并流通所述区划，在所述环状螺旋流之中形成所述纳米粒子。

本发明的第十二方面的纳米粒子的制造装置在第十一方面的基础上，其中，所述分离器在顶板部开设有一个以上的排气孔。

本发明的第十三方面的纳米粒子的制造装置在第十、第十一或第十二方面的基础上，其中，配置有预热装置，所述预热装置是在向所述反应管供给之前将所述原料液在不合成纳米粒子的温度范围内预先进行预热。

本发明的第十四方面的纳米粒子的制造装置在第十～第十三方面中任一方面的基础上，其中，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流是从下降流、上升流、倾斜流或水平流选择。

本发明的第十五方面的纳米粒子的制造装置在第十～第十四方面的基础上，其中，附加所述原料液的制造装置、在制造了所述生成液后将所述生成液浓缩而使所述纳米粒子的浓度增大的浓缩液的制造装置、及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥装置中的任一个以上的装置。

本发明的第十六方面提供一种纳米粒子的自动制造装置，其特征在于，具有第十～第十五方面中任一方面的纳米粒子的制造装置、以及通过电信号控制所述纳米粒子的制造装置的计算机控制装置；按照保存于所述计算机控制装置的程序进行动作，自动控制所述纳米粒子的制造装置。

发明效果

根据本发明的第一方面，准备在溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液，因此，包含溶剂为溶解、分散原料物质的简单的溶剂，在溶剂中由原料物质彼此合成纳米粒子的情况、和溶剂为液体原料物质的一种，溶剂和原料物质反应而合成纳米粒子的情况。作为前者的一例，有在溶剂为水，原料物质为硝酸金属盐及有机物以及还原剂时，用还原剂还原硝酸金属盐，并用有机物进行有机被覆的金属纳米粒子。另外，作为后者的一例，如专利文献2，有在溶剂为醇，原料物质为碳酸银的情况下，醇为溶剂，并且作为还原剂及有机物作用，用醇还原碳酸银的银微粒子具有源自醇的有机被覆的金属纳米粒子。这样，是赋予大范围的纳米粒子的液相制造法的发明。

另外，配置所述原料液流通的反应管，在所述反应管的内部充填与所述原料液相同的溶剂及/或所述原料液，将所述反应管的所述溶剂进行温度控制为纳米粒子的合成温度，将所述原料液向所述反应管的流入端供给，将供给的所述原料液和所述反应管的溶剂混合，因此，反应管内的溶剂和原料液的溶剂为同一溶剂，即使将原料液和溶剂混合，也完全没有问题。另外，在所述反应管的内部充填所述原料液的情况下，可以搅拌所述原料液。还有，反应管内的溶剂及/或原料液由于被温度控制为合成温度(也包含加热、加温、恒温、冷却)，所以所供给的原料液马上过渡为反应状态，在反应管内开始纳米粒子的合成。合成温度越高，纳米粒子的合成速度越快，如果将原料液的温度设定为不开始合成的程度的高温度，则可以在混合时刻马上开始合成。

还有，混合液或原料液沿所述反应管的外周壁内面的周方向回转，并且形成从所述流入端向流出端流通的螺旋流，因此，通过离心力，原料液接近反应管的外周壁内面，且重的原料物质也通过离心力接近外周壁内面，因此，在外周壁内面附近容易合成纳米粒子。如果在反应管的外周壁外面配置带式加热器等温度控制装置(包含加热器、温热器、恒温器、冷却器等)，则可以在经温度控制的合成效率高的外周壁内面附近高效地进行纳米粒子的合成。另外，由于构成螺旋流，所以可以调节从流入端到达流出端的时间、即反应时间，特别是虽然也依赖于反应管长，但通过调节螺旋流的节距(一圈前进的距离)，可以将反应时间可变调整为数秒～数十分钟。另外，螺旋流接近乱流或大致乱流，粒子彼此的碰撞概率增大，纳米反应活泼，可以高效地实现各种纳米粒子生成反应。与现有例中所说明的层流的直管方式或层流的螺旋管方式完全不同。

还有，如果将生成液从流出端挤出供给原料液量并连续进行原料液的供给，则具有也可以连续地精制生成液的优点，可以实现纳米粒子的大量合成。

根据本发明的第二方面，所述反应管沿所述原料液的流通方向被区分为一个以上的区划，在所述区划的入口侧形成沿所述外周壁内面在周方向上开口的环状开口部，所述螺旋流通过所述环状开口部而成为环状螺旋流并流通一个以上的所述区划，因此，在最初的区划的输入侧将原料液和反应管内的溶剂一部分混合，原料液几乎均通过所述环状开口部进入最初的区划内，另外，按照从下一环状开口部进入第二区划的顺序，原料液成为环状螺旋流并从最后的区划朝向流出端。因此，可以在厚度较薄的连续的环状螺旋流之中进行纳米粒子的合成，抑制原料液的扩散，因此，可以根据原料液的浓度生成纳米粒子。

另外，如果通过最初的环状开口部，则螺旋流在最初的区划内暂时旋转并滞留，而且在通过下一环状开口部时，螺旋流一边在下一区划内旋转一边暂时滞留，因此，反应管内的滞留时间比没有区划的螺旋流长，可以进一步延长纳米粒子的生成反应时间。因此，就反应时间而言，区划完全没有的情况最短，随着区划的设置个数的增大而可以加长设定。

还有，重量重的原料物质因螺旋离心力而留在所述环状螺旋流之中，通过安装于反应管的外周壁外面的温度控制装置将位于外周壁内面的环状螺旋流高效地加热，纳米粒子反应在环状螺旋流内活泼地进行，使进行纳米粒子的连续的大量的合成成为可能。

根据本发明的第三方面，由于所述原料液在不合成纳米粒子的温度范围内预热，所以被加热为合成温度的反应管内的溶剂、和虽然温度稍低但设定为不合成纳米粒子的程度的高温的原料液即使因供给原料液而产生两液的混合，温度降低也较小，在混合液内马上生成纳米粒子，纳米粒子的生成效率增大。预热温度依赖于纳米粒子反应，可以根据原料液进行调整。

根据本发明的第四方面，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流可以从下降流、上升流、权项流或水平流中选择。在纳米粒子的合成密度在仅第1段的反应管中不充分的情况下，可以将第2段的反应管串联，增加与第3段及第4段目的串联段数。另外，在纳米粒子的大量合成中，可以在第1段并联多个反应管，在各反应管同时并行制造纳米粒子，且在第2段串联多个反应管。这样，可以根据量产目的调整并联数和串联数。在一段中可以缩短纳米粒子的合成时间，如果设为多段，则可以将纳米粒子的合成时间长时间化，可以长短自如地调整纳米粒子的合成时间。

另外，在串联的情况下，采用以如果第1段为下降流，则第2段为上升流的方式适宜调整下降流和上升流而容易串联的方式。另外，如果将垂直方向定义为纵型，将水平方向定义为横型，则在反应管中存在纵型反应管、横型反应管、倾斜型反应管的三种方式，配置方式可以适宜调整。

根据本发明的第五方面，可以提供纳米粒子的制造方法，所述溶剂和所述原料物质在所述合成温度下反应而制造所述纳米粒子。本发明中定义的纳米粒子是指粒径在1nm～1000nm的范围的粒子，粒子的表面是否被修饰物质(例如有机物质)被覆均没有问题。本方式中，主张在加热状态使溶剂和原料物质反应，生成纳米粒子的情况。例如，如专利文献2所示，如果醇和碳酸银在加热状态反应，则通过醇的还原力从碳酸银析出银核，在银核的周围被覆源自醇的有机物。此时，醇在为溶剂的同时，还为还原剂，且为有机物。本方式中，包含溶剂和原料物质反应而生成纳米粒子的所有情况。

根据本发明的第六方面，提供纳米粒子的制造方法，所述原料物质中含有直接原料物质和还原剂，在所述溶剂之中将所述直接原料物质通过所述还原剂还原，制造所述纳米粒子。本方式相当于溶剂不直接辅助纳米粒子生成反应而仅给与反应浴的情况。这样的反应系多，例如有作为溶剂含有水，作为直接原料物质含有硝酸银和有机物，而且含有还原剂的例子。具体而言，在水中溶解硝酸银，通过还原剂析出银，形成银核，在银核的周围形成被覆有有机物的纳米粒子。本方式中，包含在溶剂之中使直接原料物质和还原剂反应而生成纳米粒子的所有的情况。为使所述有机物溶解于水，也有时添加溶解促进物质。

根据本发明的第七方面，可以提供纳米粒子的制造方法，附加所述原料液的制造工序、制造所述生成液后将所述生成液浓缩而增大所述纳米粒子的浓度的浓缩液的制造工序、及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥工序中的任一个以上的工序。本发明中，由于通过液相法生成纳米粒子，所以制造分散有纳米粒子的生成液，纳米粒子的生成工序是指生成液制造工序。要设为可通过液相法利用纳米粒子的方式，必须要经过原料液制造工序→生成液制造工序→生成液浓缩工序→浓缩液干燥工序的4工序。本发明的要点是生成液制造工序(即纳米粒子制造工序)，本方式提供对生成液制造工序附加有原料液制造工序、生成液浓缩工序、浓缩液干燥工序中的一个以上的连续制造法。

根据本发明的第八方面，提供纳米粒子的制造方法，在所述浓缩液的制造工序中，将所述生成液在减压容器之中喷雾，使溶剂从所述生成液蒸发，回收流下的所述纳米粒子的浓度增大了的浓缩液。本方式的浓缩液制造工序终究是指分散了纳米粒子的生成液的浓缩工序。结果是由生成液蒸发溶剂，使生成液的纳米粒子的浓度增加即可。本方式中，如果在减压容器之中喷雾生成液，则喷雾液滴中的溶剂因减压而蒸发，浓度增大了的喷雾液滴流下，将其汇集而得到浓缩液。为使浓度上升，不仅减小喷雾液滴，通过将喷雾操作设置多段也可以实现。

根据本发明的第九方面，提供纳米粒子的制造方法，在所述浓缩液的干燥工序中，使所述浓缩液在容器中真空干燥，至少干燥至纳米粒子不飞散的程度以上。如果对浓缩液进行真空干燥，则可以进一步除去溶剂，因此，可以进一步增加浓缩液的浓度。但是，如果完全除去溶剂，则纳米粒子飞散，因此，对健康有影响。本方式中，可以使纳米粒子干燥至不飞散的程度，可以以湿式状态提供纳米粒子。如果将稍微湿润的纳米粒子保管于密封容器，则纳米粒子不向大气中飞散，处理需要注意，但可以较安全地进行处置。

根据本发明的第十方面，可以提供纳米粒子的制造装置，其由充填与溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液相同的溶剂及/或所述原料液的反应管、将所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液进行温度控制在纳米粒子的合成温度的温度控制器、供给所述原料液的所述反应管的流入端、一边将供给的所述原料液和所述反应管的所述溶剂混合或搅拌所述原料液一边使其沿所述反应管的外周壁内面形成螺旋流的转子、在所述螺旋流之中从所述原料物质排出形成纳米粒子且含有所述纳米粒子的生成液的所述反应管的流出端构成。

为实现第一方式中说明的纳米粒子的制造方法而开发了本方式的装置。首先，由于设有充填与溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液相同的溶剂的反应管，所以即使将原料液向反应管供给，溶剂和原料物质的组合也完全没有变化，可以进行纳米粒子的制造。另外，在所述反应管的内部充填所述原料液的情况下，搅拌所述原料液而形成螺旋流，可以进行纳米粒子的制造。该装置中，可以实现溶剂为简单的溶剂，溶剂中由原料物质彼此合成纳米粒子的情况、和溶剂为液体原料物质的一种，溶剂和原料物质反应而合成纳米粒子的情况的两反应。作为前者的一例，有在溶剂为水，原料物质为硝酸金属盐及有机物以及还原剂时，用还原剂还原硝酸金属盐，并用有机物进行有机被覆的金属纳米粒子。另外，作为后者的一例，如专利文献2，有在溶剂为醇，原料物质为碳酸银的情况下，醇为溶剂，并且作为还原剂及有机物作用，用醇还原碳酸银的银微粒子具有源自醇的有机被覆的金属纳米粒子。这样，是可以实现大范围的纳米粒子的液相制造装置的装置的发明。

另外，由于设有将所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液加热至纳米粒子的合成温度的温度控制器，所以反应管内部的温度到达合成温度。因此，如果将从流入端供给的所述原料液和所述反应管的溶剂混合，或者从流入端供给原料液，则原料液马上到达合成温度，生成纳米粒子的条件成立。合成温度越高，纳米粒子的合成速度越快，如果将原料液的温度设定为不开始合成的高温度，则可以在混合时刻马上开始合成。

还有，通过转子的旋转，形成混合液沿所述反应管的外周壁内面的周方向回转，并且从所述流入端向流出端流通的螺旋流。通过螺旋流的离心力，原料液接近反应管的外周壁内面，而且重的原料物质也通过离心力接近外周壁内面，因此，在外周壁内面附近容易合成纳米粒子。如果在反应管的外周壁外面配置带式加热器等加热装置，则可以在加热效率高的外周壁内面附近高效地进行纳米粒子的合成。另外，由于构成螺旋流，所以可以调整从流入端到达流出端的时间、即反应时间，特别是虽然也依赖于反应管长，但通过调节螺旋流的节距(一圈前进的距离)，可以将反应时间可变调整为数秒～数十分钟。另外，螺旋流接近乱流或大致乱流，粒子彼此的碰撞概率增大，纳米反应活泼，可以高效地实现各种纳米粒子生成反应。与现有例中所说明的层流的直管方式或层流的螺旋管方式完全不同。

还有，如果将生成液从流出端挤出供给原料液量并连续进行原料液的供给，则具有也可以连续地精制生成液的优点，可以实现纳米粒子的大量合成。

根据本发明的第十一方面，可以提供纳米粒子的制造装置，包含：配置于所述反应管的轴芯位置的旋转轴、相互分开固定于所述旋转轴的一个以上的分离器、在相邻的分离器之间或分离器和所述反应管的管端之间形成的区划、固定于所述区划内的所述旋转轴的所述转子、在所述分离器的外周缘和所述反应管的所述外周壁内面之间形成的环状开口部；所述螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流并流通所述区划，在所述环状螺旋流之中形成所述纳米粒子。

根据第十一方面，将所述反应管沿所述原料液的流通方向在一个以上的区划进行区分，各区划是以分离器到下一分离器为范围的区域，在每个区划，在旋转轴上固定转子。在分离器的外周缘形成环状开口部，因此，通过转子驱动的螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流并流通所述区划。即，在最初的区划的输入侧，原料液和反应管内的溶剂混合一部分，但几乎所有原料液通过所述环状开口部进入最初的区划内，且按照如下从下一环状开口部进入第二区划的顺序，原料液成为环状螺旋流并从最后的区划朝向流出端。因此，在厚度较厚的连续的环状螺旋流之中引起纳米粒子的合成，可以抑制原料液的扩散，因此，可以按照大致原料液的浓度生成纳米粒子。

如果通过最初的环状开口部，则螺旋流在最初的区划内一边暂时旋转一边滞留，如果通过下一环状开口部，则螺旋流一边在下一区划内旋转一边暂时滞留，因此，与没有区划的螺旋流相比，反应管内的滞留时间延长，可以进一步延长纳米粒子的生成反应时间。因此，就反应时间而言，可以进一步延长时间。因此，就反应时间而言，区划完全没有的情况最短，随着区划的设置个数的增大而可以加长设定。还有，通过驱动环状螺旋流，重量重的原料物质因螺旋离心力而留在所述环状螺旋流之中，通过安装于反应管的外周壁外面的加热装置将位于外周壁内面的环状螺旋流高效地加热，纳米粒子反应在环状螺旋流内活泼地进行，可以进行纳米粒子的连续的大量的合成。

根据本发明的第十二方面，提供纳米粒子的制造装置，所述分离器在顶板部开设有一个以上的排气孔。在反应管为纵型反应管或倾斜型反应管的情况下，在螺旋流或环状螺旋流之中生成纳米粒子时，有时产生生成气体、或溶剂蒸发。如果这些生成气体或蒸发气体上升，则被顶板部引导，生成气体及蒸发气体从排气孔向上方排出，最终被处于反应管的上部的冷却装置液化，未液化的安全的气体通过排气装置被排出向外部。如果将所述顶板部形成为伞状，且在顶板部的中心附近形成排气孔，则气体沿伞状的顶板部的内面上升，容易从排气孔向上方排出气体。

本发明的第十三方面，提供纳米粒子的制造装置，配置有预热装置，所述预热装置是在向所述反应管供给之前将所述原料液在不合成纳米粒子的温度范围内预先进行预热。根据该第三方面，由于所述原料液在不合成纳米粒子的温度范围内被预热，所以被加热为合成温度的反应管内的溶剂、和虽然温度稍低但设定为不合成纳米粒子的程度的高温的原料液即使因供给原料液而产生两液的混合，温度降低也较小，在混合液内马上生成纳米粒子，纳米粒子的生成效率增大。预热温度依赖于纳米粒子反应，可以根据原料液进行调整。

根据本发明的第十四方面，可以提供纳米粒子的制造装置，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流从下降流、上升流、倾斜流或水平流选择。纳米粒子的合成密度仅在第1段的反应管不充分的情况下，可以将第2段的反应管串联，增加第3段及第4段的串联段数。另外，在纳米粒子的大量合成中，可以在第1段并联多个反应管，在各反应管同时并行地制造纳米粒子，且可以在第2段串联多个反应管。这样，根据量产目的，可以调整串联数和并联数。另外，在串联的情况下，采用以如果将第1段设为下降流，则第2段成为上升流的方式适宜调整下降流和上升流而容易串联的方式。另外，如果将垂直方向定义为纵型，将水平方向定义为横型，则在反应管中存在纵型反应管、横型反应管、倾斜型反应管的三种方式，配置方式可以适宜调整。

根据本发明的第十五方面，可以提供纳米粒子的连续制造装置，附加所述原料液的制造装置、在制造了所述生成液后将所述生成液浓缩而使所述纳米粒子的浓度增大的浓缩液的制造装置、及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥装置中的任一个以上的装置。本发明中，由于通过液相法生成纳米粒子，所以可以制造分散有纳米粒子的生成液，纳米粒子的合成装置是指生成液制造装置。要设为可通过液相法利用纳米粒子的方式，需要原料液制造装置→生成液制造装置→浓缩液制造装置→浓缩液干燥装置的4装置。本发明的要点是生成液制造装置(即纳米粒子制造装置)，本方式中，提供对生成液制造装置附加有原料液制造装置、浓缩液制造装置、浓缩液干燥装置中的一个以上的连续制造装置。

根据本发明的第十六方面，可以提供纳米粒子的自动制造装置，具有第十～第十五方面中任一方面的纳米粒子的制造装置、通过电信号控制所述纳米粒子的制造装置的计算机控制装置，按照保存于所述计算机控制装置的程序进行动作，自动控制所述纳米粒子的制造装置。如第十五方面所述，本制造装置的完成形式是原料液制造装置→生成液制造装置→浓缩液制造装置→浓缩液干燥装置的4装置组合体。还有，存在原料液制造装置→生成液制造装置、生成液制造装置→浓缩液制造装置、生成液制造装置→浓缩液干燥装置的2装置组合体、原料液制造装置→生成液制造装置→浓缩液制造装置、原料液制造装置→生成液制造装置→浓缩液干燥装置、生成液制造装置→浓缩液制造装置→浓缩液干燥装置的3装置组合体。为了连续电子控制这些装置组合体，使用计算机控制装置。

附图说明

图1是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第一实施例的正面图，表示第一反应管(下降流)和第二反应管(上升流)的串联型纳米粒子制造装置。

图2是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第二实施例的正面图，表示单一的反应管(下降流)的纳米粒子制造装置。

图3是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第三实施例的正面图，表示单一的反应管(上升流)的纳米粒子制造装置。

图4是用于本发明涉及的纳米粒子制造装置的分离器的概略图，(4A)是纵剖面图，(4B)是平面图。

图5是用于本发明涉及的纳米粒子制造装置的转子的概略图，(5A)是纵剖面图，(5B)是平面图。

图6是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第四实施例的框图，表示将计算机控制的第一反应管和第二反应管串联的纳米粒子自动制造装置。

图7是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第五实施例的框图，表示计算机控制的单一的反应管的纳米粒子自动制造装置。

图8表示的是示于图6的第一反应管和第二反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。

图9表示的是示于图7的第一反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。

图10表示的是示于图7的第二反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。

图11是示于图6及图7的纳米粒子自动制造装置的原料液制造部的概略说明图。

图12是示于图6及图7的纳米粒子自动制造装置的生成液浓缩部的概略说明图。

图13是示于图6及图7的纳米粒子自动制造装置的浓缩液干燥部的概略说明图。

图14是计算机控制装置的基本控制流程图。

图15是表示计算机控制装置的原料液制造工艺的原料液制造子程序流程图。

图16是表示计算机控制装置的第一反应管中的纳米粒子合成工艺的纳米粒子合成子程序流程图。

图17是表示计算机控制装置的第二反应管中的纳米粒子合成工艺的纳米粒子合成子程序流程图。

图18是表示计算机控制装置的生成液浓缩工艺的生成液浓缩子程序流程图。

图19是表示计算机控制装置的浓缩液干燥工艺的浓缩液干燥子程序流程图。

图20是现有装置的专利文献1的概略说明图。

图21(A)及(B)是现有装置的专利文献2的概略说明图。

图22是现有装置的专利文献3的概略说明图。

具体实施方式

＜第一实施例＞

图1是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第一实施例的正面图，表示第一反应管30(下降流f)和第二反应管40(上升流k)的串联型纳米粒子制造装置。在以下的说明中，在说明了有关第一实施例的结构的概略之后，沿着处于原料液贮存槽14的原料液18的流通过程来说明各部件的功能。此外，在第一反应管30和第二反应管40中，对于同一部件或具有同样的功能的部件标注相同符号，省略一部分说明。另外，纳米粒子不仅包含没有被覆层的纳米粒子，而且还包含在金属核的周围形成有有机被覆层的复合纳米金属粒子，以下，也将复合纳米金属粒子简称为“纳米粒子”。

图1所示的第一实施例中，将第一反应管30和第二反应管40串联连接，并以经由连通的流出端30f和流入端40e从箭头h所示的第一反应管30向第二反应管40的方向流入含有纳米粒子26的第一生成液25的方式配设。第一反应管30包含连通的反应管头部30a和反应管体部30g，在该反应管体部30g的周围设有一个以上的温度控制器22，可以将向反应管体部30g供给的溶剂11及原料液18加热至规定的反应温度(合成温度)。还有，反应管体部30g在其上部经由电磁阀17、泵21及流入端30e连接原料液贮存槽14，通过泵21从该原料液贮存槽14沿箭头a的方向流通原料液18，向反应管体部30g的内部供给原料液18。

第二反应管40与第一反应管30同样，包含连通的反应管头部40a和反应管体部40g，在该反应管体部40g的周围设有一个以上的温度控制器22，可以将由溶剂11及流入端40e供给的第一生成液25加热至规定的反应温度(合成温度)。还有，反应管体部40g经由连接于其上部的流出端40f与生成液贮存槽68连通，沿箭头n的方向流通生成液65，将由第一反应管30和第二反应管40生成的生成液65贮存于生成液贮存槽68的内部。即，在第一实施例的纳米粒子制造装置中，使原料液贮存槽14的原料液18在串联连接的第一反应管30和第二反应管40的内部反应，且将该生成液65向生成液贮存槽68的内部供给并贮存。在本发明涉及的纳米粒子制造装置的第一实施例中，第一反应管30和第二反应管40分别具备经由旋转连结部51与旋转装置50连结的旋转轴52。其特征在于，利用安装于该旋转轴52上的分离器31、41和转子35、45形成向第一反应管30供给的原料液18或向第二反应管40供给的第一生成液25的各螺旋流e、j，关于这一点进行后述。

以下，关于图1所示的纳米粒子制造装置的第一实施例，在进行排气系统等其它部件的说明的同时，沿着处于原料液贮存槽14的原料液18的流通过程来说明各部件的功能。原料液18包含分解及/或溶解原料物质的溶剂，在供给原料液18之前，将与用于原料液18的溶剂相同的溶剂11充填到第一反应管30的反应管体部30g和第二反应管40的反应管体部40g的内部。该溶剂11通过温度控制器22加热保持在规定的反应温度。温度控制器22所致的合成温度(加热温度)也可以在第一反应管30和第二反应管40不同。例如，第一反应管30中，由于供给原料液18，所以将加热温度设定为比第二反应管40高，几乎所有原料液18结束反应，生成纳米粒子26，将含有未反应的原料物质的第一生成液25与纳米粒子26一同供给到第二反应管。因此，第二反应管40的温度控制器22所致的加热温度被设定为虽然反应可能，但比第一反应管30低，且以上述第一生成液25的极少的未反应部分反应而生成纳米粒子的方式进行设定。此外，原料液18如上述，使原料物质溶解、分散的溶剂与上述溶剂11相同，例如在原料物质包含硝酸金属盐及有机物以及还原剂的情况下，可以使用水作为溶剂11。另外，如专利文献2所记载，在原料物质为碳酸银的情况下，使用醇作为溶剂11。

其次，对第一反应管30中的原料液18的反应过程进行详细说明。首先，如图1所示，在第一反应管30的反应管体部30g的内部充填溶剂11，一边利用多个转子35的叶片36进行搅拌，一边利用温度控制器22均匀加热至规定的反应温度。该反应温度只要为原料物质与溶剂开始反应的反应开始温度以上即可，根据原料液18的流下速度适宜进行调整。另外，上述温度控制器22包含配设于反应管体部30g的周围的带式加热器等。上述多个转子35安装于经由旋转连接部51与旋转装置50连接的旋转轴52，通过旋转装置50的驱动，可以以规定的旋转速度向箭头d的方向或反方向旋转。此外，上述旋转轴50通过由轴承或密封等构成的轴承53稳定地安装，旋转连接部51也由轴承或密封等构成，保持第一反应管30的旋转机构的密封性。

原料液18在原料液贮存槽14中被预热至比反应开始温度低的预热温度时，如上述，电磁阀17成为开状态，通过泵21使流入端30e向箭头a方向流通，将上述反应温度的溶剂11向搅拌的反应管体部30g供给。在反应管体部30g，将处于分离器31和其下方的分离器31之间的区域称作区划39，将该区划在反应管体部30g的内部设置多个，且在该区划39配设有具有一个叶片36的转子35。处于反应管体部30g的最下部的区划39是将处于分离器31和反应管体部30g的底面之间的区域设为区划39。因此，原料液18中所含的原料物质不会马上扩散到反应管体部30g的下方，原料液18通过形成于分离器31的外周缘32b和反应管体部30g的内面之间的环状开口部32d。原料液18与溶剂11一同被搅拌，一边混合一边形成环状的螺旋流e，由此通过上述环状开口部32d。因此，原料液在通过区划39时，通过转子35搅拌进行混合，形成环状的螺旋流e，作为下降流f一边与处于反应温度的溶剂11反应一边流下。由于形成环状的螺旋流e，所以重的原料物质因离心力而接近反应管体部30g的内面，在该内面附近高效地合成纳米粒子。还有，通过形成环状的螺旋流e，可以调节从流入端30e到达流出端30f的时间，即反应时间。虽然也依赖于反应管体部30g的长度，但通过根据区划39的数量及转子35的旋转速度等调节螺旋流e的节距(旋转一圈前进的距离)，可以将反应时间可变调整为数秒～数十分钟。原料液18在最初的区划39的输入侧与溶剂11一部分混合，但几乎所有原料液18进入最初的区划18，进入处于下方的第二区划39，一边保持环状的螺旋流e，一边朝向流出端30f。因此，可以抑制原料液18的扩散，大致根据原料液18的浓度生成纳米粒子。此外，通过原料物质和溶剂的反应产生的生成气体g在反应管体部30g的各区划39通过分离器35的排气孔32a并上升，在上述反应管头部30a被冷却。关于冷却机构进行后述。

在图1所示的第一实施例中，如上述，从与第二反应管40的反应管体部40g的下部连接的流入端40e供给第一反应液25。在第一反应管30的反应中，生成纳米粒子26，但第一反应液25中含有未反应的原料物质，在第二反应管40使原料物质的反应完全或大致完全结束，将含有纳米粒子26的生成液65从第二反应管40供给至生成液贮存槽68进行贮存。在第二反应管40的反应管体部40g，也形成从反应管体部40g的底面至中间的分离器41的区域的区划49，在其上方形成从分离器41至分离器41的区域的区划49。在上方的区划49中，在旋转轴52上安装具有搅拌用的叶片46的转子45，使旋转轴45向箭头r的方向或反方向旋转，利用所安装的转子45搅拌、混合溶剂11及第一生成液25。在初期的阶段，在反应管体部40g充填加热至合成温度(反应温度)的溶剂11，并从流入端40e供给第一生成液25。图中未图示，但在流出端30f和流入端40e之间可以配设电磁阀及流量控制装置，适宜供给更适量的第一生成液25是可能的。在第二反应管40的反应管体部40g，形成上升流k，但通过与第一反应管30同样的机构形成环状的螺旋流j。第二反应管40中的转子45的旋转机构与第一反应管30同样，详细的说明省略。

在第二反应管40的反应管体部40g的内面和具有顶板部42的分离器41的外周缘之间具有环状开口部42d，通过该环状开口部42d，与第一反应管30同样，通过将上升流k在区划49进行搅拌、混合，形成环状的螺旋流j。因此，重的原料物质因离心力而与被加热的反应管体部40g的内面接近，在该内面附近高效地合成纳米粒子26，在第一反应管30和第二反应管40中，原料液18大致完全反应，将生成有纳米粒子26的生成液65向生成液贮存槽68供给。

在此，对上述反应管头部30a、40a中的冷却装置进行说明。图1中，如上述，在第一反应管30及第二反应管40中，由于对含有与溶剂11相同的溶剂的原料液18及第一生成液25进行加热，因此，在上述反应管头部30a、40a设有蒸发的溶剂11的冷却装置。在该冷却装置中配设流通从生成气体冷却装置23经由输入管23a供给的冷水，由输出管23c回收到生成气体冷却装置23的用虚线所示的螺旋管23b。由于冷却水循环而冷却螺旋管23b，所以在反应管体部30g、40g蒸发的溶剂11到达螺旋管23b的周围或其附近，通过热交换，其一部分液化并滴下到环状承受部30b、40b。贮存于环状承受部30b、40b的溶剂11被适宜从放泄阀30c、40c排放、回收。从反应管体部30g、40g伴随反应而产生的上述生成气体g、m上升至反应管头部30a、40a的内部，该生成气体g、m也被冷却。例如，在原料物质为碳酸银，溶剂11为醇的情况下，作为生成气体g、m产生碳酸气，其上升至反应管头部30a、40a的内部。

在第一反应管30及第二反应管40的各反应管头部30a、40a，利用压力计(未图示)监视各压力P1、P2，且利用与排气管24a连接的排气装置24可独立调节各压力P1、P2。在第一反应管30和第二反应管40分别设置液面计64，通过上述各压力P1、P2来控制液面的高度。即，测定直至箭头b所示的各液面计64的距离，并以保持在规定的液面高度的方式利用排气装置24独立调整各压力P1、P2，将其向箭头c的方向加压。作为液面计64，使用超声波液面计等，排气装置24使用可控制压力的保压阀等。有时在从排气装置24排气的气体中，与生成气体g一同微量含有溶剂11的蒸汽，优选利用热交换器等将其完全液化、除去。

＜第二实施例＞

图2是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第二实施例的正面图，表示单一的反应管(下降流)的纳米粒子制造装置。第二实施例中，反应管仅由图1所示的第一反应管30构成，与第一实施例的不同之点是流出端30f与生成液贮存槽68连接，贮存生成液65。因此，对于同一部件标注同一符号，只要没有特别的不同点，就省略详细的说明。

图2的第二实施例中，原料液18的原料物质和溶剂11的反应在第一反应管30结束或几乎结束，生成纳米粒子26。通过泵21进行的原料液18的供给流量、旋转装置50的旋转速度进行的搅拌状态的调整、温度控制器22所致的合成温度(加热温度)的调整、排气装置24进行的压力P1的调整等可以适宜设定反应时间，仅通过第一反应管30由原料液18生成纳米粒子26，将生成液65贮存于生成液贮存槽68。将原料液18的下降流作为环状的螺旋流e(也称作下降螺旋流)进行搅拌、混合，且一边流下一边反应的情况与图1所示的第一反应管30相同，这以上的说明省略。

＜第三实施例＞

图3是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第三实施例的正面图，表示单一的反应管(上升流)的纳米粒子制造装置。第三实施例中，反应管仅由图1所示的第二反应管40构成，与第一实施例不同之点是：在第二反应管40的底面经由电磁阀17和泵21连接原料液贮存槽14，从该原料液贮存槽14，由第二反应管40的下部供给原料液18。同样，对于同一部件标注同一符号，省略详细的说明。

在图3的第三实施例中，将原料液18直接向第二反应管40供给，通过泵形成上升流k(也称作上升环状螺旋流)，但与图1所示的第二反应管40同样，形成在各区49中上升的环状的螺旋流j(上升螺旋流)。第三实施例中，原料液18中的原料物质和溶剂11的反应在第二反应管40结束或几乎结束，生成纳米粒子26。与第二实施例同样，通过泵21所致的原料液18的供给流量、旋转装置50的旋转速度所致的搅拌状态的调整、温度控制器22所致的合成温度(加热温度)的调整、排气装置24所致的压力P1的调整等，可以适宜设定反应时间，仅通过第一反应管30由原料液18中所含的原料物质生成纳米粒子26，将含有该纳米粒子26的生成液65供给到生成液贮存槽进行贮存。将原料液18的上升流k作为环状的螺旋流j(也称作上升螺旋流)进行搅拌、混合，一边上升一边反应的情况与图1所示的第二反应管40相同，这以上的说明省略。

图4是本发明涉及的纳米粒子制造装置所使用的分离器31(41)的概略图，(4A)是纵剖面图，(4B)是平面图。图1～图3所示的分离器31、41具有相同构造，对“分离器”标注符号31(41)，同样，在图1的第一反应管30和第二反应管40中相同，因此，在括弧内表示第二反应管40的符号。分离器31(41)包含顶板部32(42)和环状部33(43)，将环状部33(43)利用紧固螺栓34(44)固定于旋转轴52上，分离器31(41)与旋转轴52一同向箭头d(r)的方向旋转。如上述，在顶板部32上设置排气孔32a(42a)，将在反应中产生的生成气体向上方排放是可能的。根据产生的生成气体的量及供给的原料液调节排气孔32a(42a)的大小和个数。另外，在顶板部32(42)的外周缘32b(42b)和反应管30(40)的外周壁30h(40h)之间形成有环状开口部32d(42d)，通过该环状开口部部32d(42d)流通上升流k(或也称作上升环状螺旋流)或下降流f(或下降环状螺旋流)。

图5是用于本发明涉及的纳米粒子制造装置的转子35(45)的概略图，(5A)是纵剖面图，(5B)是平面图。与图4同样，在图1～3所示的第一反应管30和第二反应管40中，转子35、45具有相同构造，在括弧内表示第二反应管40的符号。转子35(45)包含叶片36(46)和环状部37(47)，环状部37(47)通过紧固螺栓38(48)固定于旋转轴52，叶片36(46)与旋转轴52一同旋转，将溶剂或原料液等搅拌、混合。

＜第四实施例＞

图6是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第四实施例的框图，表示将计算机控制的第一反应管30和第二反应管40串联的纳米粒子自动制造装置1。纳米粒子自动制造装置1包含计算机控制装置2、原料液制造部10、纳米粒子制造部20、生成液浓缩部70及浓缩液干燥部90，通过计算机控制装置2和端子Q1～Q4连接。即，原料液制造部10、纳米粒子制造部20、生成液浓缩部70及浓缩液干燥部90的端子Q1～Q4的各个与I/O端口8的端子Q1～Q4的各个对应地连接，通过计算机控制装置2自动控制，可以自动且连续或断续地制造纳米粒子。

计算机控制装置2由记录有程序的ROM3、进行运算的CPU4、输入输出所运算的结果的RAM5、从外部输入设定值及运转模式等的INPUT6、输出测量数据及运转状态的OUTPUT7以及相对于CPU4输入输出数据且将INPUT6的数据变换为数字信号并将各测量数据向OUTPUT7输出的I/O端口8构成。经由与该I/O端口8连接的端子Q1～Q4，计算机控制装置2的端子Q1～Q4的各个与原料液制造部10的端子Q1、纳米粒子制造部20的端子Q2、生成液浓缩部70的端子Q3及浓缩液干燥部90的端子Q4连接。如果从外部自OUTPUT7输入设定值及运转模式，则通过CPU4的运算自I/O端口8经由各端子Q1～Q4输出命令，自各部经由各端子Q1～Q4向I/O端口8反馈，向CPU4输出。因此，如果从INPUT6输入设定值及运转模式，则可以自动地制造纳米粒子，通过OUTPUT7监视纳米粒子自动制造装置1的运转状况。计算机控制装置2可以使用市售的个人计算机和I/O端口及PID控制装置，或者将它们组合使用。

图6的原料液制造部10由供给溶剂11和原料物质12来制造原料液的原料液制造机13、将该原料液制造装置13的原料液冷却的冷却装置15、以及贮存该原料液且通过预热装置16将原料液预热至反应开始温度以下的规定温度的原料液贮存槽14构成。该原料液贮存槽14如图1～3所记载，具有同样的功能。上述原料液制造机13使溶剂11中分散、混合、溶解原料物质12。上述原料液制造机13包含珠磨机装置及搅拌机等，例如，在珠磨机装置中，将凝集的原料物质在溶剂中利用微小的珠粒子粉碎成相同，分散于溶剂中。

通过来自计算机控制装置2的指令来驱动原料液制造机13，自动地将溶剂11和原料物质12以设定的规定流量向原料液制造机13供给，制造溶剂11中分散、混合、溶解有原料物质12的原料液。同时，驱动冷却装置15，一边将原料液以不引起反应的方式进行冷却，一边制造原料液。以规定时间生成的原料液被供给至原料贮存槽18，通过预热装置16保持为反应开始温度以下的规定温度。例如，在原料物质为碳酸银，溶剂为醇的情况下，保持为约60℃。将贮存规定量的规定的预热温度的原料液，可供给原料液的指令发送给计算机控制装置2。

图6中，纳米粒子制造部20包含图1所示的第一实施例的几乎所有构成，对于第一反应管30、第二反应管40及生成液贮存槽68、附设于它们之上的泵21、加热装置(温度控制器)22、生成气体冷却装置23、排气装置24、旋转装置50及电磁阀69在图1中进行说明，对于其详情省略说明。

在第一反应管30及第二反应管40中预先充填溶剂11，驱动加热装置(温度控制器)22、生成气体冷却装置23、排气装置24及旋转装置50。在第一反应管30及第二反应管40的溶剂11的温度到达反应温度，液面处于规定的高度时，将通过具有保压阀的排气装置24将压力保持在规定值以下的情况从Q2发送给计算机控制装置2。即，将可以向纳米粒子制造部20供给原料液的情况发送给计算机控制装置2，并发送驱动泵21且将原料液制造部10的电磁阀17设为开状态的信号。此外，在连续运转中，由于连续地制造原料液，制造与向第一反应管30的供给量同量的原料液，所以电磁阀17在连续运转中几乎总是保持开状态，将原料液的供给量通过泵21保持在规定值。纳米粒子制造部20中的反应过程如图1的说明中记载，通过在第一反应管30和第二反应管中形成环状螺旋流并被加热，生成纳米粒子，将包含含有纳米粒子的溶剂的生成液贮存于生成液贮存槽68。

在此，测量第一反应管和第二反应管的温度、蒸汽压、液面的高度，经由Q2发送给计算机控制装置2，通过反馈控制，向加热装置22、生成气体冷却装置23、排气装置24发送控制信号，自动调整上述温度、蒸汽压及液面的高度，通常，管理者可以通过OUTPUT7进行监视。

还有，在纳米粒子制造部20设有液化装置60，通过计算机控制装置2进行控制。从排气装置24排出的气体不仅包含通过反应产生的生成气体，而且还包含通过生成气体冷却装置23不能完全除去的溶剂11的蒸汽，将该蒸汽利用由热交换器等构成的液化装置60液化。例如，溶剂11包含醇或水等，这些物质可以完全液化。因此，从排气装置34排出的气体被分离成溶剂11和生成气体，通过安全气体大气排放66排放生成气体，并通过溶剂回收67回收溶剂11。

图6的生成液浓缩部70由生成液浓缩装置80、浓缩液贮存槽75、排气装置71、液化装置72、溶剂回收73、安全气体大气排放74及电磁阀76构成，经由端子Q3从计算机控制装置2发送控制信号，反馈测定值或运转状态。在上述纳米粒子制造部20中，如果在生成液贮存槽68贮存规定量的生成液，则电磁阀69成为开状态，向生成液浓缩装置80供给生成液。在该阶段，生成液浓缩装置80被设定为可供给生成液的状态，从生成液除去溶剂11而浓缩生成液，得到增加了纳米粒子浓度的浓缩液。该浓缩液被从生成液浓缩装置80供给到浓缩液贮存槽75贮存，当贮存规定量时，电磁阀76成为开状态，向浓缩液干燥部90供给。后述生成液浓缩装置80的具体例。通过与该生成液浓缩装置80连接的排气装置71以使含有溶剂11的生成气体在液化装置72流通，在液化装置72将溶剂11液化。该溶剂11在溶剂回收11回收，通过安全气体大气排放74将除去了溶剂11的生成气体向大气排放。

浓缩液干燥部90由浓缩液干燥装置91、溶剂回收92及纳米粒子回收93构成，经由端子Q4利用计算机控制装置2进行控制。在浓缩干燥装置91，进一步除去浓缩液中所含的溶剂11，形成干燥状态，通过纳米粒子回收93回收纳米粒子。通过干燥而除去的溶剂11是通过溶剂回收92被回收。

＜第五实施例＞

图7是本发明涉及的纳米粒子制造装置的第五实施例的框图，表示进行了计算机控制的单一的反应管30(40)的纳米粒子自动制造装置。图7中，对于与图6相同的部件标注同一符号，省略一部分说明。还有，图7的第五实施例除纳米粒子制造部20之外，与图6的第四实施例相同，进行相同的动作，所以对于纳米粒子制造部20进行说明。

在图7的纳米粒子制造部20，如图2及图3所示，反应管30(40)是单一的，配设图2的第一反应管30行或图3的第二反应管40。因此，反应过程及反应管30(40)以外的动作与图6的第四实施例相同，省略说明。在图7的纳米粒子制造部20，反应管30(40)是单一的，因此，如对图2及图3的实施例说明的那样，通过单一的反应管30(40)进行纳米粒子的生成。与其相应，调整温度控制器22所致的合成温度(即加热温度)、泵21所致的从原料液贮存槽14的供给量及旋转装置50所致的搅拌速度，以通过单一的反应管30(40)完成纳米粒子的生成的方式通过计算机控制装置2控制反应速度及反应时间。

图8表示的是示于图6的第一反应管和第二反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。基于图1所示的第一实施例，图8与图6的纳米粒子自动制造装置的框图实质上相同。对于构成及其动作的说明，由于与图1及图6的说明实质上相同，所以几乎省略。如果说明一部分，则在原料液贮存槽14中附设有预热装置16及原料液制造机13，向原料液制造机13供给溶剂11和原料物质12。在排气装置24附设液化装置60，将溶剂11和生成气体分离，通过安全气体大气排放66向大气排放生成气体，将溶剂11通过溶剂回收67回收。在生成液贮存槽68，经由电磁阀69附设生成液浓缩装置80，从该生成液浓缩装置80向浓缩液贮存槽75供给浓缩液，将浓缩液通过浓缩液干燥装置91干燥并通过纳米粒子回收91回收。通过浓缩液干燥装置91除去的溶剂11是通过溶剂回收92被回收。

图9表示的是示于图7的第一反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。基于图2所示的第二实施例，图9与图7的纳米粒子自动制造装置的框图实质上相同。构成及其动作的说明与图2、图7及图8的说明实质上相同，所以几乎省略。如果说明一部分，则在图2的第一反应管30的流入侧，在原料液贮存槽14附设预热装置16及原料液制造机13，在第一反应管30的流出侧，在生成液贮存槽68经由电磁阀69附设生成液浓缩装置80。另外，在排气装置24附设液化装置60，将溶剂11和生成气体分离，从安全气体大气排放66向大气排放生成气体，将溶剂溶剂11通过溶剂回收67回收。其它的构成及动作与图8相同，所以省略这以外的说明。

图10表示的是示于图7的第二反应管的纳米粒子自动制造装置的框图。基于图3所示的第三实施例，图10与图7的纳米粒子自动制造装置的框图实质上相同。构成及其动作的说明由于与图3、图7及图9的说明实质上相同，所以几乎省略。如果说明一部分，则在图3的第二反应管30的流入侧，在原料液贮存槽14附设预热装置16及原料液制造机13，在第二反应管30的流出侧，在生成液贮存槽68经由电磁阀69附设生成液浓缩装置80。另外，在排气装置24附设液化装置60，将溶剂11和生成气体分离，从安全气体大气排放66向大气排放生成气体，将溶剂11通过溶剂回收67回收。其它构成或动作与图9相同，所以这以外的说明省略。

图11是图6及图7的纳米粒子自动制造装置所示的原料液制造部10的概略说明图。原料液制造部10具备：混合溶剂11和原料物质12的搅拌机18a、将混合的混合液aa送入原料液贮存槽14或珠磨机19的三通阀18b、以及驱动珠磨机19的电动机M。在将原料物质12或原料物质12中所含的直接原料物质及还原剂以及成为有机被覆的有机物通过搅拌机18a容易地分散、溶解的情况下，通过上述三通阀18a使原料液向箭头cc的方向流通，向原料液贮存槽14供给而贮存。例如，在直接原料物质为硝酸银的情况下，容易溶解于作为溶剂11的水中。

在原料物质12凝集成较大的粒子状的情况下，在利用搅拌机18a与溶剂11混合后，以向珠磨机19侧流通的方式将三通阀18b开放，将由搅拌机18a混合的混合液aa向珠磨机19供给。珠磨机19包含分散部13a、离心分离部13b及冷水配管13c，分散部13a和离心分离部13b通过上述电动机M的驱动而向箭头rr的方向或反方向旋转。将混合液aa向珠磨机19供给，如果分散部13b旋转，则珠粒子碰撞，将凝集的原料物质12粉碎，被分散于溶剂11中，生成适合的分散液。凝集的原料物质12被粉碎为数十微米～亚微米左右的大小。该分散液包含珠粒子，向箭头bb的方向流通，向离心分离部13b供给。在此，将珠粒子通过离心分离被回收，如箭头dd所示，向分散部13a反馈。在珠磨机19工作的期间，以溶剂11和原料物质12的反应不进行的方式从冷却装置15向冷水配管13c供给冷却水，将由分散部13b的分散液及离心分离部13b除去了珠粒子的原料液持续进行冷却。原料液从离心分离部13b向箭头cc的方向流通，向原料液贮存槽14供给而贮存规定量。如上述，贮存于原料液贮存槽14的原料液通过预热装置16加热控制为比反应开始温度低的预热温度。还有，如果上述纳米粒子制造部的反应准备结束，则电磁阀17成为开状态，通过泵向纳米粒子制造部供给原料液。

图12是图6及图7的纳米粒子自动制造装置所示的生成液浓缩部80的概略说明图。生成液浓缩部80包含吹附管81、减压大容器85、以及支承该减压大容器85的支承部件89，在吹附管的出口端81b安装具有喷雾孔83a的喷雾器83。吹附管81中，从入口端81a供给含有纳米粒子26的生成液65，入口端81a经由泵P和电磁阀69与生成液贮存槽68连接。因此，电磁阀69成为开状态，通过驱动泵P而向箭头s的方向压送供给生成液65。在上述减压大容器85的底部设置大容器锥部87，在该大容器锥部87设置排出口88。如果将该排出口88用电磁阀等闭塞，则除设于减压大容器85的上部的排出口86外，可以将减压大容器85保持在密封状态。上述吹附管81和减压大容器85可经由出口端81b及喷雾器83的喷雾孔83a流通，但如果通过未图示的电磁阀等设为闭状态，则上述吹附管81和减压大容器85的流通被遮断。因此，在吹附管81的出口端81b和减压大容器85的排出口88为闭状态时，如果通过包含真空泵的排气装置71从排出口86排气，则大容器85的内部成为真空状态。

还有，在吹附管81的出口端81b和大容器85的排出口88为闭状态时，生成液65不通过泵P向吹附管81的内部供给。如果减压大容器85的内部的真空度达到规定值以下，则出口端81b成为开状态，泵P工作。因此，从吹附管81，将生成液65向真空的减压大容器81的内部从喷雾器83的喷雾孔83a进行喷雾。此时，在减压大容器81的内部，溶剂挥发，通过排气装置71向液化装置72排气。在该液化装置72中，通过热交换器等使挥发的溶剂液化，将该溶剂通过溶剂回收73回收。还有，通过液化除去了溶剂的生成气体通过安全气体大气排放74被向大气中排放。因此，生成液65被浓缩，通过大容器锥部87向箭头w方向汇集，贮存浓缩液78。如果浓缩液78成为规定量，则吹附管81的出口端81b成为闭状态，排气装置71停止，浓缩液78从减压大容器85的排出口88向箭头X方向流通，被贮存于浓缩液贮存槽75。在该浓缩液78，与生成液相比，纳米粒子以高密度存在。

图13是图6及图7的纳米粒子自动制造装置所示的浓缩液干燥部90的概略说明图。如上述，浓缩液干燥部90由浓缩液干燥装置91、溶剂回收92及纳米粒子回收93构成，还有，在浓缩液干燥装置91和溶剂回收92之间设有真空排气装置98、液化装置99及安全气体大气排放99a。通过泵P，从上述浓缩液贮存槽75经由电磁阀76向浓缩液干燥装置91的漏斗94供给浓缩液78。在浓缩液干燥装置91设有旋转台95、和加热该旋转台95的温度控制装置96。从漏斗94在旋转台95上滴下了规定量的浓缩液78在被加热的旋转台95之上干燥，形成干燥纳米粒子97。该干燥纳米粒子97通过吸引等被纳米粒子回收93自动地回收。

另外，通过干燥而蒸发的溶剂通过真空排气装置98排气，通过液化装置99冷却而液化，将溶剂回收于溶剂回收92，除去了溶剂的生成气体通过安全气体大气排放99a向大气排放。

图14是计算机控制装置的基本控制流程图。以下，在基本流程图中，对于与上述的装置说明及框图所示的装置及部件相同的部件标注同一符号。图14～图19的各流程中，N是指“No”，Y是指“Yes”。如果基本控制流程起动，则在步骤S1中，判定反应温度、反应量、运转时间等初期设定是否已设定，在N的情况下，返回步骤S1的前段。在步骤S1中，在Y的情况下，进入步骤S2，判断是否制造原料液。已经是在原料液存在规定量的情况下，成为No，进入步骤S3。在没有原料液的情况或不能达到规定量的情况下，步骤S2成为Yes，进入子程序SUB1，移至原料液制造工艺。在该原料液制造工艺制造规定量的原料液时，进入步骤S3。在步骤S3，判断是否制造纳米粒子，同样，已经是在含有纳米粒子的生成液存在规定量的情况下，成为N，进入步骤S4。在步骤S3为Y的情况下，进入子程序SUB2。在子程序SUB2，移至纳米粒子合成工艺，生成规定量的含有纳米粒子的生成液，进入步骤S4。在步骤S4，判断是否浓缩生成液，已经是在浓缩液存在规定量的情况下，成为N，进入步骤S5。在步骤S4为Y的情况下，进入子程序SUB3，移至生成液浓缩工艺，制造规定量的浓缩液，进入步骤S5。在步骤S5，判断是否干燥浓缩液，已经是在干燥纳米粒子制造了规定量的情况下，成为N，进入步骤S6。在未制造规定量的干燥纳米粒子的情况下，步骤S5成为Y，进入子程序SUB4，移至浓缩液干燥工艺，干燥浓缩液，干燥后，进入步骤S6。在步骤S6，判断是否结束纳米粒子的制造。在未制造规定量的纳米粒子的情况下，成为N，返回步骤S2。在制造了规定量的纳米粒子的情况下，成为Y，制造结束，成为END结束流程。

图15是表示计算机控制装置的原料液制造工艺的原料液制造子程序流程图。图15是图14所示的子程序SUB1的流程图。在起动子程序SUB1时，步骤S10进行与溶剂量及原料物质量以及混合温度相关的初期条件设定。初期条件也可以在每次运转时变更，但在制造同一纳米粒子的情况下，根据预先输入的值自动进行初期条件设定，进入步骤S11。在步骤S11，指令由搅拌机18a将溶剂11和原料物质12混合。如果步骤S11的混合结束，则进入步骤S12。在步骤S12，判断是否使用珠磨机19。在原料物质12相对于溶剂11具有非溶解性的情况或凝集并适宜分散为困难的情况下，使用珠磨机，步骤S12成为Y，进入步骤S13。在原料物质12容易地分散、溶解于溶剂11的情况下，成为N，进入步骤S18。在步骤S18，将通过搅拌机混合的混合液(搅拌机混合液)作为原料液18，进入步骤S19。在步骤S19，利用三通阀18b将包含搅拌机混合液的原料液送出到原料液贮存槽14，进入步骤S16。在步骤S13，将上述搅拌机混合液通过三通阀送出到珠磨机，进入步骤S14。在步骤S14，于分散部13a中，通过珠粒子将原料物质12粉碎并进行微细化处理，进入步骤S15。在步骤S15，于离心分离部13b中，将珠粒子从原料液18分离，反馈给分散部13a，将原料液18送出到原料液贮存槽14，进入步骤S16。在步骤S16，通过预热装置16将原料液18预热至不生成纳米粒子的温度，进入步骤S17。在步骤S17，判断原料液制造是否结束，在贮存了规定量的原料液的情况下，成为Y，设为Return。在N的情况下，返回步骤S11，进行溶剂11和原料物质12的混合，重复至此的步骤。

图16是表示计算机控制装置的第一反应管中的纳米粒子合成工艺的纳米粒子合成子程序流程图。图16是图14所示的子程序SUB2的流程图。在步骤S20中，进行纳米粒子合成工艺的初期条件设定。设定的初期条件为原料液供给速度及合成温度以及第一反应管流下速度及第二反应管上升速度等。当初期条件设定结束时，进入步骤S21，进行在第一反应管30的纳米粒子生成，进入步骤S22。在步骤S22，判断是否在第一反应管30已充填溶剂11，在未充填溶剂11的情况下，成为N，返回步骤S22。在充填有溶剂11的情况下，步骤S22成为Y，进入步骤S23，判断生成气体冷却装置23是否在工作中。在步骤S23，在生成气体冷却装置23为工作中的情况下，成为Y，进入步骤S24，在生成气体冷却装置23不在工作中的情况下，成为N，返回步骤S23，重复步骤S23直至生成气体冷却装置23工作。在步骤S24，判断排气装置24是否在工作中，在Y的情况下，进入步骤S25。在N的情况下，返回步骤S24，重复步骤S24直至排气装置24工作。在步骤S25中，判断第一反应管30的转子35是否在搅拌中，在Y的情况下，进入步骤S26。在不在搅拌中的情况下，成为N，返回步骤S25，重复步骤S25，直至通过转子35以规定的旋转速度进行搅拌为止。在步骤S26中，判断第一反应管30是否适于合成温度，在Y的情况下，进入步骤S27。在第一反应管30未被加热至适当的合成温度的情况下，成为N，返回步骤S26，重复步骤S26，直至达到适当的合成温度。在步骤S27，通过泵21将原料液18向第一反应管30供给，进入步骤S28。在该步骤S28，判断第一反应管30中的原料液18的流下速度是否适当，在Y的情况下，进入步骤S29。在流下速度不适当的情况下，成为N，返回步骤S28，调整转子35的旋转速度及原料液18的流量等，重复步骤S28，直至流下速度成为适当。在步骤S29中，判断最下段的区划39中的纳米粒子生成液色是否适当，在Y的情况下，进入下一图17所示的步骤S30。图16和图17是一体进行的子程序。纳米粒子生成液色通过采取从第一反应管30流出的第一生成液的一部分、或使微量的第一生成液流入纳米粒子生成液色确认用的透明管中来观察。在纳米粒子生成液色不适当的情况下，意味着未反应量多，返回步骤S29，重复该步骤。此时，也可以通过设于流出路的电磁阀等遮断第一生成液的流出，同时暂时停止原料液18的供给。

图17是通过“R”与图16一体连接的流程，是表示计算机控制装置的第二反应管中的纳米粒子合成工艺的纳米粒子合成子程序流程图。在步骤S30中，开始在第二反应管40的纳米粒子生成，进入步骤S31。在步骤S31中，判断在第二反应管40是否已充填溶剂11，在Y的情况下，进入步骤S32。在N的情况下，返回步骤S31，重复步骤S31，直至溶剂11被充填到第二反应管40。在步骤S32中，判断生成气体冷却装置23是否在工作中，在Y的情况下，进入步骤S33。在N的情况下，返回步骤S32，与第一反应管30同样，重复步骤S32，直至生成气体冷却装置23工作。在步骤S33中，判断排气装置24是否在工作中，在Y的情况下，进入步骤S34。在N的情况下，返回步骤S33，重复步骤S33，直至排气装置24工作。同样，在步骤S34中，判断第二反应管40的转子45是否在搅拌中，在Y的情况下，进入步骤S35。在N的情况下，返回步骤S34，重复步骤S34，直至通过转子45以规定的旋转速度进行搅拌为止。在步骤S35中，判断第二反应管40的液温是否适于合成温度，在Y的情况下，进入步骤S36。同样，在未将第二反应管40的液温加热至适当的合成温度的情况下，成为N，返回步骤S35，重复步骤S35，直至达到适当的合成温度。在步骤S36中，将第一反应管30的第一生成液向第二反应管40供给，进入步骤S37。在该步骤S37，判断第二反应管40中的第一生成液的上升速度是否适当，在Y的情况下，进入步骤S38。在N的情况下，返回步骤S37，重复步骤S37，直至将第一生成液的流量等与转子35的旋转速度一同通过第二反应管40以及第一反应管30的压力及生成液的供给量等进行调整，上升速度成为适当为止。在步骤S38中，判断最上段的区划49的纳米粒子生成液色是否适当，在Y的情况下，进入步骤S39。纳米粒子生成液色与第一反应管30同样，通过采取流出的生成液的一部分，或使微量的生成液流入纳米粒子生成液色确认用的透明管等来进行观察。在纳米粒子生成液色不适当的情况下，表示反应量未达到完全产生反应的规定量，返回步骤S38并重复该步骤。此时，也可以通过设于流出路的电磁阀等遮断生成液的流出，同时暂时停止来自第一反应管30的第一生成液的供给。在步骤S39中，判断生成液的制造是否结束，在Y的情况下，成为“Return”，结束子程序SUB2。在生成液的制造量未达到规定量的情况下，成为N，返回步骤S31。

图18是表示计算机控制装置的生成液浓缩工艺的生成液浓缩子程序流程图。在子程序SUB3，于步骤S40中，进行包含真空干燥法等的生成液浓缩工艺的初期条件设定，作为初期条件，有生成液供给速度及真空度等。如果初期条件设定结束，则进入步骤S41，驱动排气装置71(真空泵)，进入步骤S42。在步骤S42中，将减压大容器85保持为规定真空度，在下一步骤S43中，通过泵P将生成液65从生成液贮存槽68供给到小容器81内，进入步骤S44。在步骤S44中，从喷雾容器83向减压大容器85内真空喷雾生成液68，在下一步骤S45中，将溶剂汽化，并通过排气装置71排气，将该排气(気体)中所含的溶剂由液化装置72液化，由溶剂回收73回收，将除去了溶剂11的安全的气体向大气排放74，进入步骤S47。在步骤S47中，在浓缩液贮存槽75内贮存浓缩液78，在下一步骤S48中，判断浓缩液制造是否结束。在步骤S48中为Y的情况下，成为“Return”，结束子程序SUB3。在浓缩液制造不满足规定量的情况下，成为N，返回步骤S41。

图19是表示计算机控制装置的浓缩液干燥工艺的浓缩液干燥子程序流程图。在子程序SUB4，于步骤S50中，设定包含真空干燥法的浓缩液干燥工艺的初期条件，作为初期条件，有浓缩液供给速度及真空度等。在下一步骤S51中，驱动真空排气装置98(真空泵)，进入步骤S52。在步骤S52中，将浓缩液干燥装置91保持为规定真空度，在下一步骤S53中，通过泵P将浓缩液78从浓缩液贮存槽75向漏斗94供给，进入步骤S54。在步骤S54中，从漏斗94向旋转台95上喷出浓缩液78，在下一步骤S55中，从浓缩液78汽化溶剂并通过排气装置98排气，在液化装置99将气体液化并通过溶剂回收92回收溶剂11，安全的气体被向大气排放99a、即向大气中排放。在下一步骤S56中，通过温度控制装置96进行旋转台95的温度调节，在其下一步骤S57中，在旋转台95上将浓缩液78干燥，成为干燥纳米粒子97。在下一步骤S58中，将干燥纳米粒子97在装置外适宜回收(93)，进入步骤S59。在步骤S59中，判断干燥工序是否结束，在为Y的情况下，成为“Return”，结束子程序SUB4，在N的情况下，返回步骤S51。

[碳酸银·n－己醇：C6AgAL－MP的纳米粒子的生成实验1～5]

本生成实验1～5中，使用n－己醇(C数为6)。就C6AgAL－MP的意思而言，C6是指C数为6，Ag是指银核，AL是指醇。MP例如是对使用由图1或图2所示的纳米粒子制造装置构成的量产化连续制造系统的表记，与现有的壶法的表述C6AgAL区别。C数为6的醇时n－己醇。

首先，将2kg的碳酸银(Ag2CO3)与12.7L(表示升)的n－己醇混合，准备相对于碳酸银1摩尔为n－己醇14摩尔的混合比的稀薄分散液。以后，升由L表示，毫升由mL表示。将该稀薄分散液向图11所示的珠磨机19供给，并通过珠使碳酸银成为微细微粒子。将该珠磨机处理反复进行20次，使碳酸银成为均一的微细微粒子，制造原料液18，收容于原料液贮存槽14。

其次，如图1所示，在使用具有第一反应管30和第二反应管40的纳米粒子制造装置的情况下，打开电磁阀17，向第一反应管30及第二反应管40以0.4L/分钟的比例充填合计15L的n－己醇，关闭电磁阀17，向第一反应管30进一步追加充填1.5L的n－己醇。将使用图1所示的纳米粒子制造装置的实验作为生成实验3～5。在仅使用图2所示的第一反应管30的预备实验中，在关闭电磁阀的状态下充填8.5L的n－己醇。将仅使用第一反应管30的实验作为生成实验1～2。进一步通过加热装置22，在生成实验1～2中将设定温度调整为110℃。在生成实验3～4中，将第一反应管30内的n－己醇调整为100℃，将第二反应管40内的n－己醇调整为90℃。在生成实验5中，将第一反应管30内和第二反应管40内的n－己醇均设定为90℃。通过泵21将原料液贮存槽14的原料液18以400mL/分钟(生成实验1～3)、450mL/分钟(生成实验4)、500mL/分钟(生成实验5)的流量连续地向第一反应管30供给。在第一反应管30中，通过旋转装置50使转子35以150rpm旋转，在第二反应管中设为100rpm，在第一和第二反应管30、40的内部引起环状螺旋流。在环状螺旋流之中，碳酸银通过n－己醇还原，在银核的周围生成源自n－己醇的有机物被覆银纳米粒子(C6AgAL)。如果生成纳米粒子，则液体变化为大致黑色，以约10分钟，黑色液到达第一反应管30的下部。到达第二反应管40的出口的时间为约15分钟以上。100％反应结束的液体排出的时间根据取样液的热解析结果，作为后述的表1的反应时间分别记载。如下进行控制：从第一或第二反应管连续地仅以与供给量同量的部分的流量排出液体，各反应管内的液体接受搅拌，常是在一定的温度分布下进行反应。最初的10分钟不为黑色，因此为n－己醇本身，这被送出到别的容器。从经过20分钟的时刻开始生成黑色液体，该反应结束的黑色液体为生成纳米粒子的生成液65，被贮存于生成液贮存槽68。产生碳酸气，第一反应管30中通过背压阀进行调整，使得以表压计恒定为0.3气压。第二反应管40使用压力可变背压阀，以表压计为0.32气压，稍微高。

从了解生成纳米粒子的特性的目的出发采取黑色的生成液65，为了热解析用而取出0.001kg，10分钟后取出相同少量，进一步在10分钟后取出相同少量，进而在10分钟后取出相同少量。生成液65从生成液贮存槽68中每10分钟提取，通过离心分离和减压过滤除去n－己醇，仅提取纳米粒子。此时，在各阶段提取的纳米粒子在每阶段测量收量，进行热解析，调查纳米粒子的收量和特性，如后述在表1、表2表示。如果供给液消失，则代之而供给n－己醇，10分钟持续排出已反应液体，但之后由于变得稀薄，所以移至别的容器，投入n－己醇直至透明液排出，进行容器内的残液清洗，结束反应。

[表1]

表1.C6AgAL－MP生成实验5的纳米粒子特性表

表1表示生成实验5中的反应结果的每反应液取出经过时间的详细的分析结果。反应液采样#1、#2中，越是初期的生成纳米粒子，粒径越小，反映该情况，DTA峰温度和银化温度稍低，被覆量高。采样液和提取回收的纳米粒子的热解析的特性由于提取条件不同，所以直接的比较困难。提取回收的纳米粒子收量总计为1.9kg，纳米粒子的特性也几乎相同。被覆量平均为9.2％，由此推定平均粒径得到11nm。

使用本反应系统的生成实验5的每单位时间的最大纳米粒子生成量通过总收量除以从反应液取出至反应结束所需的时间0.55小时而求得3.5Kg/h。另外，表2表示生成实验1～5中的C6AgAL－MP的反应结果的汇总。根据这些结果，在反应设定温度高，流量小时，平均被覆量低，因此，纳米粒径变大。反应液的温度比设定温度高约10℃是为了反应生成热的发生。

[表2]

[碳酸银及丁醇：C4AgAL－MP的纳米粒子的生成实验6]

使用图1所示的组合了第一反应管30及第二反应管40的纳米粒子制造装置，进行源自丁醇的有机物被覆银纳米粒子(称作C4AgAL－MP)的制造实验。C4AgAL－MP的意思是，C4是指C数为4，Ag是指银核，AL是指醇。C数为4的醇是指丁醇。MP是对使用图1所示的量产化连续制造系统的表记，与现有的壶法的表述C4AgAL区别。

首先，将2kg的碳酸银与9.4L的正丁醇(以下记为n－丁醇)混合，准备相对于碳酸银1摩尔为n－丁醇14摩尔的混合比的稀薄分散液。将该稀薄分散液向图11所示的珠磨机19供给，并利用珠将碳酸银制成微细微粒子。将该珠磨机处理反复进行15次，将碳酸银的平均粒径微细化为100nm左右，制造均一分散化了的原料液18，收容于原料液贮存槽14。

其次，打开电磁阀17，向第一反应管30、及第二反应管40以0.5L/分钟的比例充填合计15L的n－丁醇，关闭电磁阀17，向第一反应管进一步追加充填1.5L的n－丁醇。进而通过加热装置22在本生成实验6中将第一反应管30、第二反应管40的设定温度均分别设定为85℃。打开电磁阀17，通过泵21将原料液贮存槽14的原料液18以500mL/分钟的流量连续地供给到第一反应管30。在第一反应管30，通过旋转装置50使转子35以150rpm旋转，在第二反应管40设为100rpm，在各个的反应管内部引起环状螺旋流。在环状螺旋流之中，碳酸银通过n－丁醇还原，在银核的周围生成源自n－丁醇的有机物被覆银纳米粒子(C4AgAL)。

如果生成纳米粒子，则液体变化为黑褐色。以约10分钟，黑褐色液体到达第一反应管30的下部。到达第二反应管出口的时间约为15分钟以上。100％反应结束的液体排出的时间根据取样液的热解析结果，被作为后述的表3的反应时间分别记载。以如下方式进行控制：从反应管以仅与供给量同量部分的流量连续地排出液体，反应管内的液体承受搅拌而总是在一定的温度分布下进行反应。由于最初的10分钟不是黑褐色，所以仍为n－丁醇其本身，将其通过阀的开闭操作送出到别的容器。从经过20分钟的时刻开始产生黑褐色液体，该反应结束的黑褐色液体为生成有纳米粒子的生成液65，被贮存于生成液贮存槽68。以产生碳酸气，第一反应管30中以表压计恒定为0.3气压的方式通过背压阀进行调整。第二反应管40使用压力可变背压阀，以表压计为0.32气压，稍微高。

[表3]

表3.C4AgAL－MP生成实验6中的纳米粒子特性表

对表3所示的试样的采样#1～4进行说明。以了解生成纳米粒子的特性的目的而采取反应液，通过热解析法进行分析。生成液65每隔10分钟从生成液贮存槽68采取，进行离心分离过滤和减压过滤，除去n－丁醇，仅提取纳米粒子。此时，在各阶段提取的纳米粒子在每阶段计测量，进行热解析，调查纳米粒子的收量和特性，其结果示于表3。

如果供给液消失，则代之而供给n－丁醇，10分钟持续采取反应结束的液体，但其以后成为稀薄，所以移至别的容器，投入n－丁醇直至透明液排出，进行容器内的残液清洗，反应终止。然后，对每反应时间的纳米粒子进行分析，测定银核的平均粒径和被覆有机物量的重量％。

使用本反应系统的生成实验6的每单位时间的最大纳米粒子生成量是总收量除以从反应液取出至反应终止所需的时间0.35小时而求得，为5.4kg/h。将生成实验6的汇总，得到表4所示的结果。

[表4]

将这些结果与和生成实验5的n－己醇的反应的C6AgAL－MP的结果进行比较，n－丁醇的沸点比n－己醇低，但还原力强，在更低温被覆量大，因此，生成粒径小的纳米粒子。另外，由于DTA峰温度和银化温度也低，所以在接合用途中小的粒径分布成为重要，因此，在纳米粒子的应用开展中，可知在所有的方面，与n－己醇反应相比，n－丁醇反应的结果优异。

产业上的可利用性

如果使用本发明方法及装置，则通过液相反应能够大量制造粒径均一的纳米粒子，还有，由于能够在螺旋流、特别是环状螺旋流之中制造纳米粒子，所以纳米粒子的生成速度快，使量产具有均一的粒径的纳米粒子成为可能。本发明方法及装置由于能够通过液相法制造任意种类的纳米粒子，所以高效地进行纳米金属粒子、纳米无机粒子、纳米有机粒子等的制造成为可能。因此，本发明方法及装置能够有助于接合领域、印刷领域、化妆品领域、化学工业领域等各种产业领域。

符号说明

1 纳米粒子自动制造装置

2 计算机控制装置

3 ROM

4 CPU

5 RAM

6 输入装置(INPUT)

7 输出装置(OUTPUT)

8 I/O端口

10 原料液制造部

11 溶剂

12 原料物质

13 原料液制造装置

13a 分散部

13b 离心分离部

13c 冷水配管

14 原料液贮存槽

15 冷却装置

16 预热装置

17 电磁阀

18 原料液

18a 搅拌机

18b 三通阀

19 珠磨机

20 纳米粒子制造部

21 泵

22 加热装置

23 生成气体冷却装置

23a 输入管

23b 螺旋管

23c 输出管

24 排气装置

24a 排气管

25 第一生成液

26 纳米粒子

30 第一反应管

30a 反应管头部

30b 环状承受部

30c 放泄阀

30d 突管部

30e 流入端

30f 流出端

30g 反应管体部

30h 外周壁

31 分离器

32 顶板部

32a 排气孔

32b 外周缘

32d 环状开口部

33 环状部

34 紧固螺栓

35 转子

36 叶片

37 环状部

38 紧固螺栓

39 区划

40 第二反应管

40a 反应管头部

40b 环状承受部

40c 放泄阀

40d 突管部

40e 流入端

40f 流出端

40g 反应管体部

40h 外周壁

41 分离器

42 顶板部

42a 排气孔

42b 外周缘

42d 环状开口部

43 环状部

44 紧固螺栓

45 转子

46 叶片

47 环状部

48 紧固螺栓

49 区划

50 旋转装置

51 旋转连结部

52 旋转轴

53 轴承

60 液化装置

64 液面计

65 生成液

66 安全气体大气排放

67 溶剂回收

68 生成液贮存槽

69 电磁阀

70 生成液浓缩部

71 排气装置(真空泵)

72 液化装置

73 溶剂回收

74 安全气体大气排放

75 浓缩液贮存槽

76 电磁阀

78 浓缩液

80 生成液浓缩装置

81 吹附管

81a 入口端

81b 出口端

83 喷雾器

83a 噴霧孔

85 减压大容器

86 排气口

87 大容器锥部

88 排出口

89 支承部件

90 浓缩液干燥部

91 浓缩液干燥装置

92 溶剂回收

93 纳米粒子回收

94 漏斗

95 旋转台

96 温度控制装置

97 干燥纳米粒子

98 真空排气装置

99 液化装置

99a 安全气体大气排放

aa 混合液

e 螺旋流(下降螺旋流)

f 下降流(也称作下降环状螺旋流)

g 生成气体

j 螺旋流(上升螺旋流)

k 上升流(也称作上升环状螺旋流)

m 生成气体

M 电动机

P 泵

Q1 端子

Q2 端子

Q3 端子

Q4 端子

101 微反应器

102 超声波发生装置

103 水浴

104 反应器

105 底板

106 中间层叠薄板

107 顶板

108 流入路

109 微通道

109a 微通道

109b 微通道

110 流出口

124 连结螺栓

126 超声波

126a 通过超声波干涉而强吻合的部分

126b 通过超声波干渉而弱吻合的部分

201 反应器

202 反应管

203a 锆盐水溶液(原料水溶液)

203b 悬浊液

204 沉淀粒子

205 反应混合物(沉淀溶液)

206 氧化锆水合物溶胶

207 加热介质

207a 入口

207b 出口

208 形成于反应管内部的速度梯度

212 pH调整剂

213 混合器

310 前体供给部

320 第一加热部

321 第一循环器

330 第二加热部

331 第二循环器

340 冷却部

350 移送装置

Claims (13)

1.纳米粒子的制造方法，其特征在于，准备在溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液，配置所述原料液流通的反应管，在所述反应管的内部充填与所述原料液相同的溶剂及/或所述原料液，将所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液进行温度控制在纳米粒子的合成温度，将所述原料液向所述反应管的流入端供给，通过转子将所供给的所述原料液和所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液一边混合或一边搅拌所述原料液，一边沿着所述反应管的外周壁内面的周方向回转，同时形成从所述流入端向流出端流通的螺旋流，在所述螺旋流之中，由所述原料物质形成纳米粒子，从所述反应管的流出端送出含有所述纳米粒子的生成液；

在此，所述反应管沿所述原料液的流通方向被区分为一个以上的区划，在所述区划的入口侧形成沿所述外周壁内面在周方向上呈环形状开口的环状开口部，所述螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流，流过一个以上的所述区划，在所述环状螺旋流之中形成所述纳米粒子；

所述区划是通过相互分开配置的多个分离器而形成，在所述分离器中开设一个以上的排气孔，将在所述区划之中产生的生成气体从所述排气孔向上方排出。

2.根据权利要求1所述的纳米粒子的制造方法，其中，所述原料液在未合成纳米粒子的温度范围内被预热。

3.根据权利要求1的纳米粒子的制造方法，其中，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流是从下降流、上升流、倾斜流或水平流选择。

4.根据权利要求1述的纳米粒子的制造方法，其中，所述溶剂和所述原料物质在所述合成温度进行反应，制造所述纳米粒子。

5.根据权利要求1所述的纳米粒子的制造方法，其中，所述原料物质中含有直接原料物质和还原剂，在所述溶剂之中将所述直接原料物质通过所述还原剂还原，制造所述纳米粒子。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的纳米粒子的制造方法，其中，附加所述原料液的制造工序、制造所述生成液后将所述生成液浓缩而增大、所述纳米粒子的浓度的浓缩液的制造工序、以及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥工序中的任一个以上的工序。

7.根据权利要求6所述的纳米粒子的制造方法，其中，在所述浓缩液的制造工序中，将所述生成液在减压容器之中喷雾，使溶剂从所述生成液蒸发，将流下的所述纳米粒子的浓度增大了的浓缩液回收。

8.根据权利要求6所述的纳米粒子的制造方法，其中，在所述浓缩液的干燥工序中，使所述浓缩液在容器之中真空干燥，至少干燥至纳米粒子不飞散的程度以上。

9.纳米粒子的制造装置，其特征在于，由以下构成：包含充填与在溶剂中混合有原料物质的纳米粒子制造用的原料液相同的溶剂及/或所述原料液的反应管、将所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液进行温度控制在纳米粒子的合成温度的温度控制器、供给所述原料液的所述反应管的流入端、将供给的所述原料液和所述反应管的所述溶剂及/或所述原料液一边混合或一边搅拌所述原料液，一边沿所述反应管的外周壁内面形成螺旋流的转子、在所述螺旋流之中从所述原料物质形成纳米粒子而排出含有所述纳米粒子的生成液的所述反应管的流出端、配置于所述反应管的轴芯位置的旋转轴、相互分开而固定于所述旋转轴的一个以上的分离器、在相邻的分离器之间或分离器和所述反应管的管端之间形成的区划、固定于所述区划内的所述旋转轴的所述转子、以及在所述分离器的外周缘和所述反应管的所述外周壁内面之间形成的呈环形状开口的环状开口部；所述螺旋流通过所述环状开口部成为环状螺旋流并流通所述区划，在所述环状螺旋流之中形成所述纳米粒子；

所述分离器在顶板部开设有一个以上的排气孔，

将所述区划之中产生的生成气体从所述排气孔向上方排出。

10.根据权利要求9所述的纳米粒子的制造装置，其中，配置有预热装置，所述预热装置是在向所述反应管供给之前将所述原料液在不合成纳米粒子的温度范围内预先进行预热。

11.根据权利要求9所述的纳米粒子的制造装置，其中，将1段以上的所述反应管串联及/或并联而构成，各反应管的内部的所述螺旋流是从下降流、上升流、倾斜流或水平流选择。

12.根据权利要求9所述的纳米粒子的制造装置，其中，附加所述原料液的制造装置、在制造了所述生成液后将所述生成液浓缩而使所述纳米粒子的浓度增大的浓缩液的制造装置、以及使所述浓缩液进一步干燥的浓缩液的干燥装置中的任一个以上的装置。

13.纳米粒子的自动制造装置，其特征在于，具有权利要求9～12中任一项所述的纳米粒子的制造装置、以及通过电信号控制所述纳米粒子的制造装置的计算机控制装置；按照保存于所述计算机控制装置的程序进行动作，自动控制所述纳米粒子的制造装置。