JP2004124133A

JP2004124133A - 金属粒子の製造方法

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Publication number: JP2004124133A
Application number: JP2002287810A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Ozeki; 大関　勝久
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP4105517B2

Abstract

【課題】サイズのそろった金属粒子を連続的に製造する。
【解決手段】金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから混合室に噴出して混合反応させるとともに混合反応液を前記混合室の径よりも小さな口径の排出口から排出することで金属粒子を製造する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方を直進流として前記混合室の径よりも小さな口径のノズルから前記混合室に噴出し、前記直進流が前記混合室に噴出されて形成される渦粘性が最大になる以前の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出する金属粒子の製造方法。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は金属粒子の製造方法に関し、特にナノ領域の金属微粒子の製造方法および該微粒子含有分散液の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
金属粒子は、例えば、気相中に高温で蒸発させた金属の蒸気を供給し、ガス分子との衝突により急冷させて微粒子を形成する気相法、金属イオンを溶解した溶液に還元剤を添加して金属イオンの還元を行う溶液法（以下、液相法ともいう）などにより合成することができる。
【０００３】
これらの方法のなかで液相法は比較的安価に大量合成できる長所を有する。液相法は通常の場合、攪拌器を備えた反応容器内に金属カチオン溶液と還元剤溶液とを添加して行われ、初期の添加によって核形成が起こり、その後の添加によって結晶成長が起こる。例えばハロゲン化銀粒子形成で用いられる様々な方法がある（例えば、特許文献１〜５参照。）。しかし、このような方法で核形成を行う場合、いずれの攪拌方法を用いても、反応容器内を液が循環するために核形成と核成長が並行して起こり、単分散な核を生成することが困難である。
【０００４】
また、機械的攪拌を伴わずに混合を行うため、添加液の循環が存在しない方法もある（例えば、特許文献６〜７参照。）。しかし、これらの方法では、強力な攪拌が存在しないために混合力が不十分である。また、パイプ中で２液を混合する方法も開示されている（例えば、特許文献８〜９参照。）。この場合にも添加液の循環は生じないが、添加液は、一定方向に流れるいわゆるプラグフロウ（ｐｌｕｇ　ｆｌｏｗ）であるため、混合は高速流に伴う乱流の発生に頼らざるを得ない。従って、プラグフロウで十分な乱流を発生するためには非常に高速な流れを持続する必要があり、その実施には困難を伴うものである。
機械的攪拌を伴わずに十分な混合力を保つために、添加液を直線状の噴流としてその運動エネルギーによって混合を行う方法がある。例えば、そのような噴流の運動エネルギーを利用するハロゲン化銀写真乳剤の製造方法も開示されている（例えば、特許文献１０参照）。しかし、該特許文献１０に開示されている方法はシングルジェット法による製造方法であり、用いられている運動エネルギーでは反応容器全体の混合を行うには不十分なため、機械的攪拌が併用されている。
【０００５】
また、二種類の水溶液の少なくとも一方を高い流速を持つ直線状の噴流とし、前記二種類の溶液を短時間内に混合してハロゲン化銀粒子を連続的に生成する方法も知られている（例えば、特許文献１１〜１２参照。）。しかし、これらの方法では、高い流速を利用しても、ミクロな混合にとっては不十分であり、さらなる改良が望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２１９０９２号公報
【特許文献２】
特開平８−１７１１５６号公報
【特許文献３】
特開平４−２８３７４１号公報
【特許文献４】
特公平８−２２７３９号公報
【特許文献５】
米国特許第３，７８２，９５４号明細書
【特許文献６】
特開平４−１３９４４０号公報
【特許文献７】
特表平６−５０７２５５号公報
【特許文献８】
米国特許第５，１０４，７８６号明細書
【特許文献９】
特開平１１−３８５３９号公報
【特許文献１０】
特開平８−３３４８４８号公報
【特許文献１１】
特開２０００−３３８６２０号公報
【特許文献１２】
特開２００１−２９０２３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決し、サイズのそろった単分散な金属粒子を連続的に製造する方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は以下の手段によって達成される。
すなわち、本発明は、
（１）金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから混合室に噴出して混合反応させるとともに混合反応液を前記混合室の径よりも小さな口径の排出口から排出することにより金属粒子を製造する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方を直進流として前記混合室の径よりも小さな口径のノズルから前記混合室に噴出し、前記直進流が前記混合室に噴出されて形成される渦粘性が最大になる以前の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することを特徴とする金属粒子の製造方法、
（２）金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから混合室に噴出して混合反応させるとともに混合反応液を前記混合室の径よりも小さな口径の排出口から排出することにより金属粒子を製造する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方を直進流として前記混合室の径よりも小さな口径のノズルから前記混合室に噴出し、前記直進流が前記混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向において、前記直進流の速度Ｖｚが下記式１で表される領域の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することを特徴とする金属粒子の製造方法、
【０００９】
【数２】

ここで、Ｖｚ０は直進流が混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向におけるノズル出口での直進流の速度を表す、
（３）前記直進流は糸線状であることを特徴とする（１）または（２）項記載の金属粒子の製造方法、及び、
（４）前記直進流の噴出時の流速に対して、前記他方の流の噴出時の流速が同等以下であることを特徴とする（１）〜（３）のいずれか１項に記載の金属粒子の製造方法
を提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
流体の流れには大きく異なる２つの流動様式がある。一つは層流で、各部の流体粒子が流れの方向には前後の順序をくずすことなく、また流れの方向に垂直に隣接する粒子は相互に位置を入れかえることはなく整然と流れる場合である。他の一つは乱流で、各部の流体粒子は前後あるいは横方向に不規則に運動する場合である。流れが層流から乱流に遷移するのはレイノルズ数が一定の値に達したときである。
物質は、乱流において、いわゆる流れ（以降、平均流という）と平均流とは方向の異なる渦（以降、渦流という）の二つの要因によって混合される。微小領域において高い攪拌効率を得るためには、渦流による混合を行う必要がある。従来技術の欄で述べた、たとえば特許文献８に開示されているような従来法を用い、渦流を発生させる場合、レイノルズ数が数万の装置を用いたとしても混合が十分とはいえない。しかし、本発明者らは、流速を短時間に減少させることで、流体の運動エネルギーを平均流から渦流へと変換することができ、攪拌混合効率が大きく高められることを見いだした。
【００１１】
流体の運動が乱流の場合には、見かけ上粘度の値が非常に大きくなる。この見かけ上の粘度が「渦粘性」である。平均流から渦流への変化は渦粘性として評価することができる。そこで、本発明では大きな渦粘性が発生する場に反応すべき複数の溶液を導入することを特徴とするものである。
【００１２】
噴流が渦粘性を発生する場合、噴流の速度は大きいほど減速時の渦流発生も大きくでき、混合に有利である。一方、従来の方法では、大きな噴流速度を発生させるためには高圧を発生させる必要があり、製造上の負担が大きいといった問題があった。しかし、本発明では、噴流の減速領域、すなわち混合室への噴出速度が比較的小さい場合にも高い混合効率が得られるものである。そのため、製造上の負荷を大きく低減することが可能となるものである。
【００１３】
本発明の製造方法で製造される金属粒子のサイズは特に限定されるものではないが、粒径が１μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以下のナノ粒子とも呼ばれる金属微粒子であることがさらに好ましい。
また、本発明において、粒子が単分散であるとは、粒子サイズの変動係数が好ましくは２０％未満、より好ましくは１５％未満であることをいう。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから該ノズルの口径よりも大径な混合室に噴出して混合反応させると共に混合反応液を前記混合室の径よりも小径な排出口から排出することで金属微粒子を形成する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方の液を乱流の直進流として前記混合室に噴出し、該直進流が小径なノズルから大径な混合室に噴出されることで形成される渦粘性が最大になる以前の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することにより前記一方の液と他方の液を瞬時に混合反応するものである。
【００１５】
また、本発明の別の好ましい態様は、金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから該ノズルの口径よりも大径な混合室に噴出して混合反応させると共に混合反応液を前記混合室の径よりも小径な排出口から排出することで金属微粒子を形成する方法であって、前記金属塩溶液溶液と還元剤溶液のうちの一方の液を乱流の直進流として前記混合室に噴出し、該直進流が最大流速の１／１０以下に減少する以前の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することにより前記一方の液と他方の液を瞬時に混合反応するものである。
【００１６】
次ぎに、本発明の製造方法を実施するための好ましい装置について説明する。金属塩溶液と還元剤溶液とを静的混合装置で混合して反応させることにより金属微粒子を形成する金属微粒子の形成装置において、前記静的混合装置は、前記金属塩溶液と還元剤溶液とを混合して反応させる筒状の混合室が形成された混合器と、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方の液を噴流の直進流として前記混合室に噴出させる第１ノズルと、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として前記混合室に噴出すると共に、前記第１ノズルから噴出される直進流によって前記混合室に発生する渦粘性が最大になる以前の位置から噴出されるように位置決めされた第２ノズルと、前記混合室で混合されて反応した混合反応液を該混合室から排出する排出口と、を有し、前記混合室の筒径は、前記第１ノズル、第２ノズル及び排出口の口径よりも大径に形成されている。
【００１７】
また、別の好ましい態様においては、金属塩溶液と還元剤溶液とを静的混合装置で混合して反応させることにより金属微粒子を形成する金属微粒子の形成装置において、前記静的混合装置は、前記金属塩溶液と還元剤溶液とを混合して反応させる筒状の混合室が形成された混合器に、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方の液を乱流の直進流として前記混合室に噴出させる第１ノズルと、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として前記混合室に噴出すると共に、前記第１ノズルから噴出される直進流が噴出時における最大流速の１／１０以下に減少する以前の位置から噴出されるように位置決めされた第２ノズルと、前記混合室で混合されて反応した混合反応液を該混合室から排出する排出口と、を有し、前記混合室の筒径は、前記第１ノズル、第２ノズル及び排出口の口径よりも大径に形成されている。
【００１８】
本発明では直進流は噴流として混合室に導入されるものである。
また、本発明で、「他方の液を直進流に対してほぼ直交する直交流として混合室に噴出する」とは、直交流が直進流に対して完全に直交しなくても、直交する速度ベクトル成分を主成分とするものであればよいことを意味する。
また、「静的混合装置」とは、混合場に撹拌機等の撹拌手段を有していない装置をいうものである。
【００１９】
従来の静的混合装置のように、金属塩溶液の高速乱流と還元剤溶液の高速乱流とをＴ字管やＹ字管のような非常に狭い配管の交点で衝突させて、その衝突場において瞬時に混合反応させるのではなく、本発明では、乱流場での混合性評価として知られている渦粘性に着目し、静的混合装置内で還元剤溶液（又は金属塩溶液）の例えば糸線状の直進流と、金属塩溶液（又は還元剤溶液）を直交流として混合室に添加し、直進流に同伴されることで形成される渦粘性を利用することで、両液を瞬時に混合反応させるようにしたものである。
【００２０】
即ち、本発明に用いられる静的混合装置は、筒状の混合室が形成された混合器に、混合室の径よりも小さな口径の第１ノズルと第２ノズルを形成し、小径なノズルからそれよりも大径な混合室に液を噴出することで渦粘性が形成されるようにすると共に、排出口の口径を絞って混合室に圧力が付与されるようにすることで、混合室にキャビテーションによる気液界面が形成されにくくなるように構成したものである。
【００２１】
更に、金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方の液を第１ノズルから噴出した直進流により渦粘性を形成する際に、第１ノズルから少し離れた噴出距離の位置で渦粘性が最大になり、この最大渦粘性の位置で両液の混合効率が最大になることに着目し、他方の液である直交流を渦粘性が最大になる以前の位置から混合室に噴出されるように第１ノズルと第２ノズルの位置関係を規定するものである。渦粘性が最大になる位置は、流動解析ソフトとして既に日本で市販されている数値解析ソフト（例えば、アールフロー社製、Ｒ−Ｆｌｏｗ（商品名））を用いて予めシミュレーションを行い、渦粘性が出現する領域を把握し、この中心ポイントを把握し、このポイントより直進流の噴射ノズル側に第２のノズルである直交流を添加する位置を決定することができる。
【００２２】
また、混合室において渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルからの直進流の最大速度が１／１０に減少する位置に略相当するので、直進流が最大流速の１／１０以下に減少する以前に直交流を噴出するように第２ノズルを位置決めしてもよい。そのことにより、一方の液の直進流の速度が１／１０以下に減少する以前の位置に、他方の液を噴出して、両液を混合することができる。
【００２３】
本発明でいう、直進流の速度が１／１０以下に減少する以前の位置に、他方の液を噴出して、両液を混合するとは、該直進流が噴出した際の最大速度を有する方向（Ｚ方向）において、直進流の速度Ｖｚが下記式１で表される領域の位置に、他方の液の噴出口が設置され、他方の液を直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することを意味する。
【００２４】
【数３】

【００２５】
ここで、Ｖｚ０は直進流が混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向におけるノズル出口での直進流の速度を表す
【００２６】
前記他方の液の噴出口は、前記直進流の速度が（１／４）Ｖｚ０＜Ｖｚ＜Ｖｚ０表させるされる領域の位置に設置されていることが好ましく、（１／２）Ｖｚ０＜Ｖｚ＜Ｖｚ０で表される領域の位置に設置されていることがさらに好ましい。
なお、求めようとする位置のＶｚは、例えば、有限差分法を用いた数値流体解析により計算することができる。
また、「混合室」とは、直進流が減速する領域であり、「減速領域」とも呼ばれるものである。
【００２７】
更に、渦粘性を利用して直交流と直進流とを効率良く混合するには、直交流の噴出時の噴出流速を直進流の噴出時の噴出流速に対し同等以下、好ましくは１／１０以下にして高速な直進流に同伴される同伴流に直交流が巻き込まれるようにすることが好ましい。
【００２８】
このように、本発明は、静的混合装置での混合状態を最適化することができるので、粒子サイズが小さく単分散性に優れた金属粒子を形成することができる。
【００２９】
以下添付図面にしたがって、本発明にかかる金属粒子の製造方法およびそれに用いられる装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３０】
図１は、本発明に用いられる静的混合装置１２の構造を示した概念図である。図１に示すように、静的混合装置１２は、金属塩溶液Ｘと還元剤溶液Ｙとを混合して反応させる筒状の混合室２０が形成された混合器２２の一端側開口に、還元剤溶液Ｙを混合室２０に導入する第一の導管２４が接続されるとともに、他端側開口に混合室２０で混合反応された混合反応液４０の排出管２６が接続される。また、混合器２２の側面側で第１の導管２４の出口近傍に、金属塩溶液Ｘを混合室２０に導入する第２の導管２８が接続される。尚、本実施の形態では、第１の導管２４から還元剤溶液Ｙを導入し、第２の導管２８から金属塩溶液Ｘを導入するようにしたが、両液を逆にしてもよい。また、排出管２６の接続位置は、混合器２２の他端側近傍であれば、混合器２２の側面部に接続してもよい。
【００３１】
第１の導管２４と第２の導管２８の先端内部には、それぞれ第１のオリフィス３０と第２のオリフィス３２が形成され、これにより、第１の導管２４と第２の導管２８には乱流の液体を噴射する第１ノズル３４と第２ノズル３６が形成される。また、Ｌは混合室２０の長さ、Ｄ_１は混合室２０の径、Ｄ_２は第１ノズル３４の口径（オリフィス径）、Ｄ_３は第２ノズル３６の口径（オリフィス径）、Ｄ_４は排出管２６の口径をそれぞれ示すものである。また、Ｚは第１ノズル３４から噴出する際の還元剤溶液Ｙの最大速度を示す方向である。
第１ノズルから噴出する溶液の速度は１０ｍ／ｓｅｃ以上３６０ｍ／ｓｅｃ以下が好ましく、１０ｍ／ｓｅｃ以上１００ｍ／ｓｅｃ以下が特に好ましい。
【００３２】
ブロック状のオリフィス材２３に、第１及び第２のオリフィス３０、３２を穿設加工する方法としては、金属、セラミックス、ガラス等のオリフィス材２３に１００μｍ程度の噴出孔を精密に開ける加工方法として公知のマイクロ切削加工、マイクロ研削加工、噴射加工、マイクロ放電加工、ＬＩＧＡ法、レーザー加工、ＳＰＭ加工等を好適に使用できる。
【００３３】
オリフィス材２３の材質としては、加工性が良く、硬度がダイヤモンドに近い材質のものが好ましい。従って、ダイヤモンド以外の材質としては、種々の金属や金属合金に焼入れ、窒化処理、焼結処理等の硬化処理したものを好適に使用することができる。また、セラミックスも硬度が高く、ダイヤモンドよりも加工性が優れているので好適に使用できる。尚、本実施の形態では、第１ノズル３４及び第２ノズル３６の絞り構造としてオリフィスの例で説明するが、乱流の液体を噴射する機能を有するものであれば、オリフィスに限らず他の方法を用いることができる。
【００３４】
また、第１の導管２４と第２の導管２８には、図示しない加圧手段が設けられ、還元剤溶液Ｙと金属塩溶液Ｘとが第１及び第２ノズル３４、３６に加圧供給される。液体に高圧力をかける加圧手段としては、種々の手段が知られており何れの手段も使用可能であるが、比較的入手し易く安価な手段としてはプランジャーポンプや増圧ポンプのような往復ポンプを使用することが好ましい。また、往復ポンプほど高圧を発生することはできないが、ロータリポンプの中にも高圧発生型のものがあるので、このようなポンプを使用することもできる。
【００３５】
そして、第１ノズル３４から還元剤溶液Ｙが乱流の直進流Ａとして混合室２０に噴出され、第２ノズル３６から金属塩溶液Ｘが直進流Ａに対して略直交する直交流Ｂとして混合室２０に噴出されて２つの溶液が混合して反応し、金属微粒子を含む混合反応液４０が形成される。この場合、直交流Ｂが直進流Ａに対して９０の角度で完全に直交しなくても、直交する速度ベクトル成分を主成分とするものであればよい。また、図１では直交流Ｂを噴出する第２ノズル３６を混合器２２の上側に配置しているが、混合器２２の下側に配置しても側方側に配置してもよく、要は直交流Ｂが直進流Ａに対してほぼ直交するように噴出できればよい。
【００３６】
図２は、かかる混合反応を模式的に示したものである。乱流の高速な直進流Ａに同伴される同伴流に、直進流Ａに対して略直交方向から噴出される直交流Ｂを巻き込むことにより、乱流の直進流Ａと直交流Ｂとが混ざり合って発生する大きな渦粘性を利用することで高性能な混合効率を得るものである。ここで、斜線で示すＣは渦粘性を模式的に示すものである。また、Ｐは渦粘性Ｃの略中心部を示すものである。
【００３７】
静的混合装置１２の上記した混合室２０、第１及び第２ノズル３４、３６、排出管２６は次の関係を有するように形成される。即ち、混合室２０に渦粘性が形成されることが必要である。渦粘性を形成するために直進流Ａを減速する。そのために混合室２０の径Ｄ_１が第１ノズル３４の口径Ｄ_２よりも大径に形成される。直進流Ａの作る渦粘性は混合効率を良くする上で重要であり、第１ノズル３４の口径Ｄ_２に対する混合室２０の径Ｄ_１の寸法比は、１．１倍〜１０００倍の範囲が好ましく、更に好ましくは１．１倍〜１００倍の範囲である。
【００３８】
また、直交流Ｂが直進流Ａに巻き込まれ易くするためには、直交流Ｂの噴出流速は直進流Ａの噴出流速の同等以下であることが好ましく、具体的には直進流Ａの噴出流速に対する直交流Ｂの噴出流速の流速比は、０．０１倍〜０．４倍、更に好ましくは０．０１倍〜０．１倍がよい。なお、直進流Ａの噴出速度は、前記の第１ノズルから噴出する溶液の速度と同じである。
【００３９】
直交流Ｂの噴出口となる導入ノズル（第２ノズル）の位置は非常に重要である。直進流Ａが小径な第１ノズル３４からそれよりも大径な混合室２０に噴出されることにより形成される渦粘性Ｃが最大になる以前の位置で直交流Ｂを混合室２０に噴出させることが必要であり、第１ノズル３４と渦粘性Ｃの最大位置との間に第２ノズル３６を配置することが必要である。従って、渦粘性Ｃが最大になる位置を知る必要があるが、渦粘性Ｃが最大になる混合室２０の位置は、流動解析ソフトとして既に日本で市販されて流動解析ソフトとして良く知られているアールフロー社製の数値解析ソフト、Ｒ−Ｆｌｏｗを用いて予めシミュレーションを行うことによって把握することができる。この場合、図２から分かるように、渦粘性Ｃが最大になる位置はピンポイントではなく領域を有するので、渦粘性Ｃの最大位置を渦粘性Ｃの略中心部であるポイントＰとすればよい。従って、ポイントＰ以前に第２ノズル３６を位置決めすればよいが、より好ましくは渦粘性Ｃの形成初期の段階で直交流Ｂを噴出できるように第２ノズル位置を位置決めするのが好ましい。また、直交流Ｂの導入ノズルは複数であってもよい。
【００４０】
ちなみに、渦粘性Ｃを形成する混合室２０がない場合や第１ノズル３４と第２ノズル３６の位置関係が適切でない場合には、直進流Ａは途中から添加された直交流Ｂを伴って混合される以前に混合場から持ち出されるか、完全に混合するためには非常に長い混合場が必要になり、最初に混合されたものと最後に混合されたものの時間間隔が長くなり、金属微粒子の粒子サイズ分布が大きくなる。
【００４１】
また、上記の数値解析ソフトで解析すると、渦粘性Ｃが出現する領域Ｐは直進流Ａの流速と関係があり、直進流Ａの最大流速（通常は第１ノズル出口での流速）が１／１０に減少する以前の位置に略相当する。従って、直進流Ａの最大流速が１／１０に減少する位置を計算して、そのポイント以前に直交流Ｂを噴出できるように第２ノズル３６を位置決めすれば、ポイントＰを計算する必要もない。高い渦粘性は高速流体が減速する際に発生するのものであるから、減速が終了する以前に混合を行う必要があるものである。
【００４２】
すなわち直進流Ａが噴出した際の最大速度を有する方向（Ｚ方向）において、該直進流の速度Ｖｚが下記式１で表される領域の位置に、直交流Ｂの噴出口である第２ノズル３６が設置されているものである。
【００４３】
【数４】

【００４４】
ここで、Ｖｚ０は直進流が混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向におけるノズル出口での直進流の速度を表す。
【００４５】
また、最大の渦粘性Ｃを混合室２０に形成するために必要な混合室２０の長さＬ（図１参照）を確保する必要があるが、あまり長すぎると混合反応液４０が混合室２０で滞留や逆流が生じ易くなり、金属粒子の粒子サイズの微粒子化や単分散性に悪影響を及ぼす。従って、混合室２０の長さＬは第１ノズル３４から渦粘性Ｃの最大位置であるポイントＰまでの距離の２倍〜５倍が好ましく、更に好ましくは２倍〜３倍がよい。
【００４６】
更に、小径な第１ノズル３４や第２ノズル３６からそれよりも大径な混合室２０に高速流で液体が噴出されると、キャビテーションを起こし易く、このキャビテーションにより混合室２０に気液界面が形成されて混合効率を低下させる。従って、渦粘性Ｃを利用して混合効率を上げるためには、混合室２０に気液界面が形成されないようにすることが必要である。従って、図１のように、排出管２６の口径Ｄ_４を第３のオリフィス３８で絞って混合室２０の筒径Ｄ_１よりも小さくし、混合室２０の圧力を上げた状態で混合することが必要である。これにより、キャビテーションを解消できるので、混合効率が一層向上する。尚、排出管２６内の混合に寄与しない部分での滞留時間を極力短くする為、混合室２０内の出口を絞ると共に、少なくとも混合室２０の筒径Ｄ_１よりも小さな内径の排出管２６を極力短くして成長用タンク（図示せず）に接続するとよい。排出管２６の口径Ｄ_４に対する混合室２０の径Ｄ_１の寸法比は、１．４〜１０倍の範囲が好ましく、更に好ましくは２〜５倍の範囲である。
【００４７】
また、第１ノズル３４及び第２ノズル３６から混合室２０へ噴出される噴出流形状は第１及び第２ノズル３４，３６に設けた第１及び第２のオリフィス３０，３２により規制され、この噴出流形状は混合性能に影響する。従って、混合反応の目的に応じて、糸線状、円錐状、スリット状、扇状等の噴出流形状を形成する第１のオリフィス３０を適宜使用することが好ましい。例えば、ミリ秒オーダーの非常に反応速度の速い反応の場合には、瞬時にできるだけ狭い範囲で渦粘性Ｃが最大になるように直進流Ａと直交流Ｂを噴出させることが必要であり、糸線状の噴出流形状を形成する第１のオリフィス３０が好ましい。また、反応速度が比較的遅い場合には、できるだけ広い範囲で渦粘性Ｃが最大になるように直進流Ａと直交流Ｂを噴出させて、直進流Ａが作る同伴界面積を増やす方がよく、この場合には薄膜な噴出流形状を形成する第１のオリフィス３０が好ましい。また、ミリ秒オーダーの非常に反応速度と比較的遅い反応速度との中間的な反応速度の場合には、円錐状の噴出流形状を形成する第１のオリフィス３０が好ましい。
【００４８】
図３〜図６は糸線状、円錐状、スリット状、扇状の各噴出流形状を形成するためのオリフィスを図示したものであり、それぞれの図における（ａ）はオリフィス先端側から見た図、（ｂ）はオリフィスの縦断面図、（ｃ）はオリフィスの横断面図である。
【００４９】
図３は、糸線状の直進流Ａを混合室２０に噴出するための第１のオリフィス３０であり真っ直ぐな糸線状に形成される。図４は、円錐状の直進流Ａを混合室２０に噴出するための第１のオリフィス３０であり先端部が開いたラッパ管状に形成される。図５は、薄膜の直進流Ａを混合室２０に噴出するための第１のオリフィス３０であり矩形なスリット状に形成される。図６は、扇状な薄膜の直進流Ａを混合室２０に噴出するための第１のオリフィス３０であり、先端部が扇状に拡径して形成される。
【００５０】
尚、図５に示したスリット状の第１のオリフィス３０のように、管路の断面が円形でない場合のレイノルズ数に関しては『化学工学通論』（疋田晴夫著、朝倉書店）に、次のように取り扱えることが示されている。すなわち、Ｓを「断面積」、ｌｐを「流体が接触している固体壁周辺の長さ」としたとき、相当直径Ｄｅは、Ｄｅ＝４Ｓ／ｌｐで定義される。スリット状のオリフィスは閉溝構造であることから、短辺をａ、長辺をｂとすれば、ｌｐ＝２（ａ＋ｂ）で示される。従って、相当直径Ｄｅは、以下の式（２）で示される。
【００５１】
【数５】

【００５２】
本発明で表現する乱流を計算する場合、円相当直径として式（２）で計算されたＤｅが使用される。
【００５３】
次に、上記の如く構成した静的混合装置１２を用いて金属粒子を形成する方法を説明する。
まず、第１ノズル３４から還元剤溶液Ｙを乱流の直進流Ａとして混合室２０に噴出し、該直進流Ａが小径な第１ノズル３４から大径な混合室２０に噴出されることで形成される渦粘性Ｃが最大になる以前の位置に、又は直進流Ａの最大流速が１／１０以下に減少する以前の位置に、第２ノズル３６から金属塩溶液Ｘを直進流Ａに対して略直交する直交流Ｂとして噴出して直進流Ａに同伴させることにより２つの溶液を瞬時に混合して反応させ、混合反応液４０を排出管２６から排出する。
【００５４】
かかる渦粘性Ｃを利用した混合反応において、混合室２０での混合反応性を向上させるためには２つの方法がある。
【００５５】
１つ目の方法は、直進流Ａを糸線状の高速流で噴射して、瞬時にできるだけ狭い範囲で渦粘性Ｃが最大になるようにする方法である。この為には、直進流Ａを噴出する第１ノズル３４の第１のオリフィス３０として、図３の糸線状の噴出流を形成する第１のオリフィス３０を用いるとよい。
【００５６】
混合という観点では、直進流Ａは高速流の方が良いが、この反応生成物を所望の粒子サイズ、サイズ分布に制御する為には高速流により発生する液液摩擦による摩擦熱の反応への影響を考慮しなくてはならない。このような対策として、予め反応液の温度を低くして使用する、又は、添加配管、オリフィス部、混合室部、排出部を二重構造にし冷却して使用する、或いは、その両方を行うなどが効果的である。また、高速流は噴出する流量に応じて加えられる噴出圧力と第１のオリフィス３０の内径とで決定されるので、より高速流を作るためには、第１のオリフィス３０の内径をできる限り小さくし、液体に加える圧力を上げなくてはならない。従って、高速流になればなるほど第１のオリフィス３０の磨耗が問題になるが、耐久性の良いダイヤモンド等を使用することで対応可能である。
【００５７】
２つ目の方法は、直進流Ａを薄膜状の噴出流形状とし、直進流Ａが作る同伴界面積を増やす方法である。この為には、直進流Ａの噴出する第１ノズル３４の第１のオリフィス３０として、図５及び図６に示したスリット状や扇状の噴出流形状を形成する第１のオリフィス３０を用いるとよい。この場合、直交流Ｂが直進流Ａの薄膜を破らないように直交流Ｂの噴出流速を調整することが必要である。また、より好ましくは、第２ノズル３６の第２のオリフィス３２も図５や図６のようにして、直交流Ｂも直進流Ａと同様にスリット状や扇状の薄膜な噴出流形状にするとよい。
【００５８】
この２つ目の方法は、より大きな渦粘性領域を確保することができるので、直進流Ａの噴出流速を糸線状の噴出流形状の場合より小さくしても良好な混合性能を得ることができる。従って、第１及び第２のオリフィス３０，３２の磨耗性が改善され、加工性の良い金属、金属処理品、セラミックスなどでオリフィスを製作することが可能になると共に、直進流の流速を小さくすることで、摩擦熱の発生を抑制することができるので、より微粒子の金属粒子を形成することが可能となる。
【００５９】
このように、本発明に用いられる静的混合装置１２は、従来にない発想のもとに構成されたもので、この静的混合装置１２を使用することにより次の効果を得ることができる。
【００６０】
▲１▼静的混合装置を渦粘性を発生させる構造にすることにより、静的混合における最適な混合反応状態を得ることができるので、微粒子で単分散性の良い金属粒子を形成することができる。
【００６１】
▲２▼渦粘性を利用して混合反応させることで、還元剤溶液Ｙや金属塩溶液Ｘの噴出流速を遅くしても良好な混合性能を得ることができるので、噴出圧力を下げることができる。これにより、装置の製作のし易さ、安定性及び保全性を向上できる。特に、第１及び第２のオリフィス３０，３２の材質として、ダイヤモンド以外の低価で加工性の良いものに変えることが可能になる。
【００６２】
▲３▼少なくとも直進流を薄膜状にして噴出することにより、還元剤溶液Ｙと金属塩溶液Ｘの高濃度での混合反応が可能になる。これにより、工業的に採算がとれる高濃度レベルで金属粒子の種粒子を形成したり、種粒子を成長させたりすることが可能となる。
【００６３】
本発明において、金属粒子を形成する金属としては、Ｉｂ族（Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ）、ＩＩａ族（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒなど）、ＩＩｂ族（Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ）、ＩＩＩａ族（Ｓｃ、Ｙ、Ｅｕなど）、ホウ素を除くＩＩＩｂ族（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｌ）、ＩＶａ族（Ｔｉ、Ｚｒなど）、炭素とケイ素を除くＩＶｂ族（Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ）、Ｖａ族（Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、窒素とリンを除くＶｂ族（Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ）、ＶＩａ族（Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗなど）、ＶＩＩａ族（Ｍｎ、Ｔｃ、Ｒｅなど）、ＶＩＩＩ族（Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄなど）の各元素が挙げられる。
また、本発明に用いられる還元剤としては、特に制限するものではないが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、酸化還元電位がより卑な金属塩、ＮａＢＨ_４、ヒドラジン塩、水素ガス等の無機還元剤またはアミン系やジオール系化合物等の有機還元剤が挙げられる。
本発明では、上記金属の塩および上記還元剤をそれぞれ水またはアルコールなどの適当な有機溶媒に溶解し金属塩溶液および還元剤溶液として用いられる。これら金属塩溶液と還元剤溶液は、それぞれ単独の金属塩または還元剤を含む溶液であっても、複数の混合物を含む溶液であってもよい。
【００６４】
本発明に用いられる金属塩溶液および還元剤溶液の濃度は、任意に設定できるがサイズ制御および生産性の観点から０．０５モル／リットル以上５モル／リットル以下が好ましく、０．１モル／リットル以上１モル／リットル以下がさらに好ましい。また溶液の温度は５℃以上７５℃以下が好ましい。
本発明において、接触界面における、金属塩溶液および還元剤溶液の流量は好ましくは０．０５〜１０００ｍｌ／分、より好ましくは０．１〜１００ｍｌ／分とするものである。また金属塩溶液および還元剤溶液の流量は等しくても異なっていてもよい。
【００６５】
本発明に用いられる金属塩溶液および還元剤溶液の少なくとも一方に、金属粒子表面に吸着する、吸着性化合物（分散剤）を含有させることが望ましい。吸着性化合物により粒子表面を表面修飾した状態で溶媒中に分散することができ、安定な粒子含有分散液（コロイド分散液）が得られる。この場合の吸着性化合物の使用量は分散性を十分に高める程度であればよく特に制限はない。
吸着性化合物としては、−ＳＨ、−ＣＮ、−ＮＨ_２、−ＳＯ_２ＯＨ、−ＳＯＯＨ、−ＯＰＯ（ＯＨ）_２、−ＣＯＯＨ含有化合物などが有効であり、これらのうち−ＳＨ、−ＮＨ_２または−ＣＯＯＨ含有化合物が好ましい。親水性コロイドの場合には、親水性基（例えば、−ＳＯ_３Ｍや−ＣＯＯＭ〔Ｍは水素原子、アルカリ金属原子、アンモニウム分子等を表わす〕）を有する吸着性化合物を使用するのが好ましい。また、アニオン性界面活性剤（例えば、エアロゾルＯＴやドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム等）や親水性高分子（例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ゼラチン等）も使用することができる。
なお、粒子の表面が吸着性化合物や親水性高分子などで表面修飾されていることは、電界放射型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）などの高分解能の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で粒子間に一定の間隔があること、および化学分析により確認できる。
【００６６】
本発明において、粒子含有分散液の分散溶媒としては、水、酢酸ブチル、セロソルブアセテートなどのエステル；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトンなどのケトン；ジクロルメタン、１，２ージクロルエタン、クロロホルムなどの塩素化炭化水素；ジメチルホルムアミドなどのアミド；シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタンなどの炭化水素；テトラヒドロフラン、エチルエーテル、ジオキサンなどのエーテル；エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ジアセトンアルコールなどのアルコール；２，２，３，３−テトラフロロプロパノールなどのフッ素系溶剤；エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類などを挙げることができる。上記溶剤は使用する化合物の分散性を考慮して単独または二種以上を組み合わせて用いることができる。
コロイド分散溶媒は、前記金属塩溶液または還元剤溶液の溶媒と同じであっても異なっていてもよい。異なる場合は脱塩処理時に溶媒置換することにより実施できる。
【００６７】
上記静的混合器で合成された金属粒子を別の反応容器に導入し、結晶成長させることによって、より大きいサイズの粒子を得ることができる。この結晶成長による、より大きなサイズの粒子の製造方法は、特に制限がなく、常法によることができる。この場合の反応容器としては、特開平７−２１９０９２号公報、同８−１７１１５６号公報、同４−２８３７４１号公報、特公平８−２２７３９号公報、米国特許第３，７８２，９５４号明細書などに記載されているような撹拌混合による混合器も可能である。この反応容器中にはさらに金属塩溶液および還元剤溶液を添加してもよい。
【００６８】
また、上記静的混合器で合成された金属粒子を別の反応容器に導入し、この中に別の金属塩溶液および還元剤溶液を添加して反応させることにより、該金属粒子をコア（核）に、別の金属をシェル（殻）とした複合金属粒子を得ることができる。この場合、コアとなる金属、シェルとなる金属はそれぞれ単独でもよいし、複合金属でもよい。また、該金属粒子をコア（核）にして、金属化合物（この場合の金属はコアと同じでも異なっていてもよい）をシェルにした粒子であってもよい。これらの場合の反応容器も、同様の静的混合器でもよいし、上記のように撹拌混合器でもよい。このコア／シエル型粒子を製造する方法は、特に制限がなく、常法によることができる。
【００６９】
本発明方法により製造される粒子分散液中の粒子の濃度は、特に制限するものではなく、また、得られた液は濃縮常法により濃縮できるが、最初の製造時で濃度は、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１〜２０質量％である。また、粒子成長処理後は、好ましくは０．１質量％である。また、導電材料や記録材料などの塗布液として用いる場合は、各用途によって異なるが好ましくは粒子０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上である。しかしこれに制限されるものではない。
混合器および／または反応容器の外に、多段の限外ろ過装置を設置し、該混合器および／または反応容器中の金属粒子分散液中に溶解している塩などを連続的に除去することが好ましい。
多段の限外ろ過装置とは、例えばザルトリウスＡＧ社製のＶｉｖａＦｌｏｗ　５０（商品名）のような細いチューブ状の限外ろ過膜を複数直列および／または並列に組合わせたものであり、これに分散媒を添加しながら金属粒子を含有するコロイド分散液を通すことにより効率的に脱塩および濃縮できる。限外ろ過膜を通すコロイド分散液の流量は、コロイド溶液の濃度、分散剤の種類などにより適宜設定できるが、限外ろ過膜１経路当たり、１０ｍｌ〜１０００ｍｌが好ましく、１００ｍｌ〜５００ｍｌがより好ましい。限外ろ過後のコロイド分散液の伝導度は１ｍＳ／ｃｍ以下であることが望ましい。
【００７０】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７１】
実施例１
（銀微粒子の調製）
硝酸銀８５ｇを水５０００ｍｌに溶解し、硝酸銀水溶液を調製した。次に、還元剤溶液として、硫酸第一鉄７水和物２１０ｇ、クエン酸１水和物４２０ｇを水５０００ｍｌに溶解し、硫酸第一鉄水溶液を調製した。
上記還元剤溶液（溶液Ｙ）および硝酸銀溶液（溶液Ｘ）を図１に示した静的混合装置に導入して銀微粒子を調製した。すなわち第１ノズル３４より室温（２５℃）において溶液Ｙを混合室２０に直進流Ａとして噴出した。混合室２０噴出時における溶液Ｙの流速は３６０ｍ／ｓｅｃとした。第１ノズル３４の口径Ｄ_２は０．１３ｍｍである。第２ノズル３６からは室温（２５℃）に保った溶液Ｘを直交流Ｂとして噴出した。第２ノズル３６の口径Ｄ_３は１．３ｍｍであり、溶液Ｘの噴出速度は３．６ｍ／ｓｅｃであった。減速領域は直径４．０ｍｍ（Ｄ_１）の円筒形状を有する混合室２０であり、排出口の直径Ｄ_４は２．０ｍｍである。第２ノズル３６の位置（中心）はＺ方向に第１ノズル３４の先端から２ｍｍの位置とした。また、混合室の長さＬは１２ｍｍであった。
有限差分法を用いた数値流体解析（アールフロウ社製、解析コードＲ−Ｆｌｏｗを使用）により、第１ノズル３４から噴出された直進流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）を計算した。その結果は、ほぼ３００ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向におよそ５〜１０ｍｍの位置と計算された。
得られた反応混合溶液を多段限外濾過による脱塩と濃縮を行い、微粒子コロイド分散物を得た。限外濾過にはザルトリウスＡＧ社製のＶｉｖａＦｌｏｗ５０（商品名）を用いた。
得られた微粒子コロイド分散物中の銀微粒子を、冷却可能な透過電子顕微鏡を用いた顕微鏡写真により観察した結果、平均粒子サイズ５ｎｍで変動係数１１％であった。
【００７２】
比較例１
（銀微粒子の調製）
図７に示す、静的混合装置を用いた以外は実施例１と同様に銀微粒子を形成した。図７の静的混合装置は、混合室を延長し溶液Ｘを噴出する第２ノズル３６の中心が第１ノズル３４の先端からＺ方向に１５ｍｍの位置に設置されている点以外は、図１の装置と同様の構造である。図７に示す符号は、図１で説明したものと同じものを示す。
数値流体解析の結果、第１ノズル３４から噴出された直進流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）は、ほぼ５ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向に５〜１０ｍｍの位置と計算された。
得られた銀微粒子を、冷却可能な透過電子顕微鏡を用いた顕微鏡写真により観察した結果、平均粒子サイズ５ｎｍで変動係数１５％であった。
【００７３】
実施例２
（銀微粒子の調製）
第１ノズル３４より噴出される溶液Ｙの速度を３６ｍ／ｓｅｃ、第２ノズル３６より噴出される溶液Ｘの速度を０．３６ｍ／ｓｅｃとした以外は実施例１と同様にして銀微粒子を調製した。
数値流体解析の結果、第１ノズル３４から噴出された噴流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）は、ほぼ３３ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向に７〜９ｍｍの位置と計算された。
実施例１と同様にして冷却可能な透過電子顕微鏡を用いた顕微鏡写真により、得られた銀微粒子を観察した結果、平均粒子サイズ７ｎｍで変動係数１３％であった。
【００７４】
比較例２
（銀微粒子の調製）
図７に示す静的混合装置を用いた以外は実施例２と同様に銀微粒子を形成した。
数値流体解析の結果、第１ノズル３４から噴出された噴流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）は、ほぼ０．１ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向に７〜９ｍｍの位置と計算された。
実施例２と同様に観察した結果、得られた銀微粒子は平均粒子サイズ８ｎｍで変動係数２８％であった。
【００７５】
実施例１，２及び比較例１，２の結果より、実施例の変動係数は比較例に対して２７〜５４％改善され、本発明にかかる製造方法で製造した銀微粒子は単分散であった。また、該効果は直進流の速度が低い場合にも有効であることがわかった。
【００７６】
実施例３
（白金微粒子の調製）
塩化白金（ＩＶ）酸６水和物１．２ｇ、ポリビニルピロリドン（平均分子量１００００）１００ｇを水／エタノール（容量比１／１）混合溶媒５０００ｍｌに溶解して塩化白金酸溶液を調製した。また、Ｎ−メチル−ｐ−アミノフェノール硫酸塩１１０ｇを水／エタノール（容量比１／１）混合溶媒５０００ｍｌに溶解して還元剤溶液を調製した。両方の溶液全量を除酸素し５０℃に保った。
上記還元剤溶液（溶液Ｙ）および塩化白金酸溶液（溶液Ｘ）を図１に示した静的混合装置に導入して白金微粒子を調製した。第１ノズル３４より５０℃において溶液Ｙを混合室２０に直進流Ａとして噴出した。混合室２０噴出時における溶液Ｘの流速は３６０ｍ／ｓｅｃとした。第２ノズル３６からは５０℃に保った溶液Ｘを直交流Ｂとして噴出した。溶液Ｘの噴出速度は３．６ｍ／ｓｅｃとした。数値流体解析の結果、第１ノズル３４から噴出された直進流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）は、ほぼ３００ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向におよそ５〜１０ｍｍの位置と計算された。
得られた白金微粒子を、透過電子顕微鏡を用いて観察した結果、平均粒子サイズ５ｎｍで変動係数１４％であった。
【００７７】
比較例３
（白金微粒子の調製）
静的混合装置に図７に示す装置を用いた以外は実施例３と同様にして、白金微粒子を調製した。
数値流体解析の結果、第１ノズル３４から噴出された噴流が第２ノズル３６の位置まで進行した場合の噴出時の最大速度の方向における速度（Ｚ方向の成分）は、ほぼ５ｍ／ｓｅｃであった。また、溶液Ｙが形成する渦粘性が最大になる位置は、第１ノズルの先端からＺ方向におよそ５〜１０ｍｍの位置と計算された。得られた白金微粒子を、透過電子顕微鏡を用いて観察した結果、平均粒子サイズ６ｎｍで変動係数２１％であった。
【００７８】
本発明にかかる製造方法で製造した白金微粒子は、変動係数が比較例に対して３３％改善され、単分散であった。
以上の結果より、本発明にかかる製造方法は、還元反応を利用した金属粒子形成において、単分散な金属粒子を得る上で有効であることがわかった。
【００７９】
【発明の効果】
本発明の製造方法により、平均粒子サイズが１μｍ以下のサイズのそろった単分散な金属微粒子（ナノ粒子）を連続的に合成することができる。また、さらにこの粒子を結晶成長させることにより、より大サイズの単分散粒子、及び、コアーシェル型の粒子を形成する形成することができる。
金属粒子は導電材料や記録材料に用いられるが、単分散な粒子を用いることでＳ／Ｎの向上や高密度化することが知られている。本発明の方法により、該要求に適合する金属粒子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の金属粒子の製造方法に用いられる静的混合装置の概念図である。
【図２】静的混合装置の混合室に形成された渦粘性を説明する模式図である。
【図３】糸線状の噴出流形状を形成するオリフィスの形状を説明する説明図である。
【図４】円錐状の噴出流形状を形成するオリフィスの形状を説明する説明図である。
【図５】薄膜状でスリット状の噴出流形状を形成するオリフィスの形状を説明する説明図である。
【図６】薄膜状で扇状の噴出流形状を形成するオリフィスの形状を説明する説明図である。
【図７】比較例の金属粒子の製造方法に用いられる静的混合装置の概念図である。
【符号の説明】
１２　静的混合装置
２０　混合室
２２　混合器
２４　第１の導管
２６　排出管
２８　第２の導管
３０　第１のオリフィス
３２　第２のオリフィス
３４　第１ノズル
３６　第２ノズル
３８　第３のオリフィス
４０　反応混合液

Claims

金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから混合室に噴出して混合反応させるとともに混合反応液を前記混合室の径よりも小さな口径の排出口から排出することにより金属粒子を製造する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方を直進流として前記混合室の径よりも小さな口径のノズルから前記混合室に噴出し、前記直進流が前記混合室に噴出されて形成される渦粘性が最大になる以前の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することを特徴とする金属粒子の製造方法。
金属塩溶液と還元剤溶液とをそれぞれのノズルから混合室に噴出して混合反応させるとともに混合反応液を前記混合室の径よりも小さな口径の排出口から排出することにより金属粒子を製造する方法であって、前記金属塩溶液と還元剤溶液のうちの一方を直進流として前記混合室の径よりも小さな口径のノズルから前記混合室に噴出し、前記直進流が前記混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向において、前記直進流の速度Ｖｚが下記式１で表される領域の位置に、他方の液を前記直進流に対してほぼ直交する直交流として噴出することを特徴とする金属粒子の製造方法。

ここで、Ｖｚ０は直進流が混合室へ噴出した際の最大速度を示す方向におけるノズル出口での直進流の速度を表す。
前記直進流は糸線状であることを特徴とする請求項１または２記載の金属粒子の製造方法。
前記直進流の噴出時の流速に対して、前記他方の流の噴出時の流速が同等以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属粒子の製造方法。