JP2013144834A - Method of manufacturing minute particle dispersion - Google Patents

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晃久 牧野
Kiyotaka Shuzenji
清隆 周善寺
Yumeko Oyakawa
夢子 親川
Takanori Morimitsu
孝典 森光
Takashi Kato
隆司 加藤
Takaaki Hoshino
高明 星野
Tsutomu Yoshimura
勉 吉村
Kazuyoshi Oishi
和義 大石
Hirokazu Ono
宏和 小野
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a minute particle dispersion, capable of efficiently dispersing minute particles without giving damages such as deformation and internal lattice distortion in the minute particle.SOLUTION: In the manufacturing of the minute particle dispersion, a treatment object liquid containing particles 42 in an aggregation state in the liquid 33b is collided with a collision surface 73b to disperse the particles 42 in a liquid 33b. At that time, the viscosity of the liquid 33b is adjusted to be equal to or higher than lower limit reference viscosity set according to the kind of the particles 42 and a parameter which stipulates physical force exerted to fine droplets 33a by a gas flow, so that the ratio of the collision of the particles 42 with the collision surface 73b becomes equal to or lower than a prescribed ratio and so that the deformation of an outer shape and the internal lattice distortion caused in the particles 42 due to the collision with the collision surface 73b become equal to or lower than a desired degree. Thus, excess impacts due to the direct collision of the particles 42 in the liquid 33b with the collision surface 73b are suppressed.

Description

本発明は、凝集状態の微粒子を含む処理対象液を処理することにより微粒子を液体中で分散させた微粒子分散体を製造する微粒子分散体の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a fine particle dispersion in which a fine particle dispersion in which fine particles are dispersed in a liquid by treating a liquid to be treated containing fine particles in an aggregated state.

近年、電池用電極材料や電子部品用誘電体材料、微細配線用金属微粒子、インクジェット用有機顔料、触媒、医薬品など、様々な技術分野において用いられる素材としての微粒子の重要度が増しており、これに伴い微粒子の製造やハンドリングに関する新たな技術開発が図られている(例えば特許文献1、2参照)。特許文献1に示す先行技術では、固体粒子を含む液滴を超音速気流によって加速して衝突部に高速で衝突させることにより、衝突によって生じる衝撃波によって固体粒子を微細化するようにしている。また特許文献2に示す先行技術には、塑性変形しやすい金属粒子を対象として高圧ジェットミルによって微粒化して分散する技術が示されている。   In recent years, the importance of fine particles as materials used in various technical fields such as battery electrode materials, dielectric materials for electronic parts, fine metal particles for fine wiring, organic pigments for ink jets, catalysts, and pharmaceuticals has increased. Accordingly, new technology development relating to the production and handling of fine particles has been attempted (for example, see Patent Documents 1 and 2). In the prior art disclosed in Patent Document 1, a droplet containing solid particles is accelerated by a supersonic air flow and collided with a collision portion at high speed, whereby the solid particles are refined by a shock wave generated by the collision. The prior art disclosed in Patent Document 2 discloses a technique in which metal particles that are easily plastically deformed are atomized and dispersed by a high-pressure jet mill.

特許第4447042号公報Japanese Patent No. 4444742 特開2011−20081号公報JP 2011-20081

ところで微粒子の素材種類によっては変形や粒子内部の格子歪などのダメージを生じやすいものがあり、このようなダメージが許容されない用途の場合には、微粒子の製造や分散などの過程において極力ダメージが生じないような処理方法が求められる。しかしながら、上述の特許文献例を含め従来技術では、ダメージを与えることなく必要な処理を行うことができなかった。   By the way, depending on the material type of the fine particles, damage such as deformation and lattice distortion inside the particles is likely to occur, and in applications where such damage is not allowed, damage occurs as much as possible in the process of manufacturing and dispersing fine particles. A processing method that does not exist is required. However, in the related art including the above-described patent document examples, the necessary processing cannot be performed without causing damage.

例えば、特許文献2に示す例では、塑性変形しやすい金属微粒子をセラミックスなどと複合化することにより微粒化しており、金属微粒子単体での効率的な分散処理は実現できていない。そしてダメージを抑制しようとすれば、分散のための解砕駆動力を低く設定し、処理時間を長くして所望の処理品質を得ることを余儀なくされ分散処理の効率化が阻害されていた。このように従来技術においては、ダメージを生じやすい材料を対象として、ダメージを与えることなく効率よく微粒子を分散することが困難であるという課題があった。   For example, in the example shown in Patent Document 2, metal fine particles that are easily plastically deformed are atomized by compounding with ceramics or the like, and an efficient dispersion process with metal fine particles alone cannot be realized. In order to suppress the damage, the crushing driving force for dispersion is set low, the processing time is lengthened to obtain a desired processing quality, and the efficiency of the dispersion processing is hindered. Thus, in the prior art, there is a problem that it is difficult to efficiently disperse the fine particles without damaging the material that is easily damaged.

そこで本発明は、微粒子に変形や内部の格子歪などのダメージを与えることなく効率よく分散することができる微粒子分散体の製造方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a fine particle dispersion capable of efficiently dispersing fine particles without causing damage such as deformation and internal lattice distortion.

本発明の微粒子分散体の製造方法は、凝集状態の微粒子を液体に含有させた処理対象液を衝突部に衝突させることにより、前記微粒子が前記液体中で分散した微粒子分散体を製造する微粒子分散体の製造方法であって、前記処理対象液における液体の粘度を予め設定される下限基準粘度以上に調整する粘度調整工程と、前記処理対象液を気体流中に供給する液体供給工程と、前記供給された処理対象液を気体流によって微小液滴化するとともに加速する液滴加速工程と、前記加速された微小液滴を前記衝突部に衝突させる液滴衝突工程と、前記衝突によって前記微小液滴内に励起される衝撃波によって前記凝集状態の微粒子を分散させる粒子分散工程とを含み、前記粘度調整工程にて、前記液滴衝突工程において前記微粒子が衝突部に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ前記粒子分散工程において衝突部への衝突に起因してこれらの微粒子に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように、前記下限基準粘度を前記微粒子の種類および前記気体流が微小液滴に及ぼす物理力を規定するパラメータに応じて設定する。   The method for producing a fine particle dispersion according to the present invention includes a fine particle dispersion for producing a fine particle dispersion in which the fine particles are dispersed in the liquid by causing a liquid to be treated containing fine particles in an aggregated state to collide with a collision portion. A method for producing a body, wherein a viscosity adjusting step for adjusting a viscosity of a liquid in the liquid to be processed to be equal to or higher than a preset lower limit reference viscosity, a liquid supplying step for supplying the liquid to be processed into a gas flow, and A droplet accelerating step for accelerating and accelerating the supplied processing target liquid into a micro droplet by a gas flow, a droplet collision step for causing the accelerated micro droplet to collide with the collision portion, and the micro liquid by the collision A particle dispersion step of dispersing the agglomerated fine particles by a shock wave excited in the droplet, and in the viscosity adjustment step, the fine particles collide with the collision portion in the droplet collision step. The lower limit is set so that the ratio is not more than a predetermined ratio, and the deformation of the outer shape and the internal lattice distortion generated in these fine particles due to the collision with the collision portion in the particle dispersion step are not more than a desired degree. The reference viscosity is set according to the parameters defining the kind of the fine particles and the physical force that the gas flow exerts on the fine droplets.

本発明によれば、凝集状態の微粒子を液体に含有させた処理対象液を衝突部に衝突させることにより微粒子を液体中で分散させる微粒子分散体の製造において、微粒子が衝突部に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ衝突部への衝突に起因してこれらの微粒子に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように、微粒子の種類および気体流が微小液滴に及ぼす物理力を規定するパラメータに応じて設定された下限基準粘度以上に液体の粘度を調整することにより、液体中の微粒子が衝突部に直接衝突することに起因する衝撃を抑制し、微粒子に変形や内部の格子歪などのダメージを与えることなく効率よく微粒子分散体を製造することができる。   According to the present invention, in the manufacture of a fine particle dispersion in which fine particles are dispersed in a liquid by colliding the liquid to be treated containing the fine particles in an aggregated state in the liquid with the collision portion, the ratio of the fine particles colliding with the collision portion is The type of fine particles and the gas flow are small liquids so that the deformation of the outer shape and the internal lattice distortion generated in the fine particles due to the collision with the collision portion are not more than a desired degree. By adjusting the viscosity of the liquid above the lower reference viscosity set according to the parameters that define the physical force acting on the droplets, the impact caused by the fine particles in the liquid directly colliding with the collision part is suppressed, and the fine particles Thus, a fine particle dispersion can be efficiently produced without causing damage such as deformation and internal lattice distortion.

本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置の斜視図The perspective view of the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置に用いられる噴射チャンバの断面図Sectional drawing of the injection chamber used for the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置に用いられるジェットノズル(ラバールノズル)の断面図Sectional drawing of the jet nozzle (Laval nozzle) used for the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置に用いられるジェットノズル(2流体ノズル)の断面図Sectional drawing of the jet nozzle (2 fluid nozzle) used for the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置に用いられるジェットノズル(2流体ノズル)の断面図Sectional drawing of the jet nozzle (2 fluid nozzle) used for the manufacturing apparatus of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造装置における配管系統図Piping system diagram in manufacturing apparatus of fine particle dispersion according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法における処理対象液の変遷を示す工程説明図Process explanatory drawing which shows the transition of the process target liquid in the manufacturing method of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法の工程説明図Process explanatory drawing of the manufacturing method of the particulate dispersion of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法における微小液滴の衝突による解砕・分散メカニズムの説明図Explanatory drawing of the disintegration / dispersion mechanism by the collision of the micro droplet in the manufacturing method of the fine particle dispersion of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法における微粒子分散結果を示す微粒子の拡大図および粒径分布を示すグラフFIG. 4 is an enlarged view of fine particles and a graph showing the particle size distribution showing the result of fine particle dispersion in the method for producing a fine particle dispersion according to one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法における微粒子分散結果と液体の粘性、噴射圧との関係を示すグラフThe graph which shows the relationship between the fine particle dispersion | distribution result in the manufacturing method of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention, the viscosity of a liquid, and an injection pressure 本発明の一実施の形態の微粒子分散体の製造方法における微粒子を対象としたX線回折結果を示すグラフThe graph which shows the X-ray-diffraction result which made object the microparticles | fine-particles in the manufacturing method of the fine particle dispersion of one embodiment of this invention

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1を参照して、微粒子分散体の製造装置の全体構成について説明する。微粒子分散体の製造装置1は、凝集状態の微粒子を液体に含有させた処理対象液を気体流によって加速して高速の微小液滴とし、この微小液滴を衝突部に衝突させることにより、微粒子が液体中で分散した微粒子分散体を製造する機能を有するものである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the manufacturing apparatus of a fine particle dispersion is demonstrated. The fine particle dispersion manufacturing apparatus 1 accelerates a liquid to be treated in which fine particles in an agglomerated state are contained in a liquid by a gas flow to form high-speed micro droplets, and causes the micro droplets to collide with a collision portion. Has a function of producing a fine particle dispersion dispersed in a liquid.

本実施の形態においては、様々な技術分野において用いられる微粒子のうち、分散処理過程において変形や内部歪など用途に悪影響を及ぼすダメージを生じやすい特性のものを対象とする例を示している。例えば導電性ペーストや微細配線用に用いられる銅や銀など延性金属を素材とする金属微粒子、リチウム電池の電極材料や電子部品用誘電体材料、水素吸蔵材料、強磁性材料など、用途によって粒子内部にダメージを与えると特性が劣化する性質を有する微粒子、コアとなる粒子表面にコアとは異なる種類の機能性粒子を被覆させた、いわゆるコア−シェル構造のコンポジット材料など、外面へのダメージが許容されない微粒子などが本実施の形態に示す微粒子分散体の製造方法の対象となる。   In the present embodiment, an example is shown in which fine particles used in various technical fields are intended to have characteristics that easily cause damage such as deformation and internal distortion in the dispersion process. For example, metal particles made of ductile metals such as copper and silver used for conductive paste and fine wiring, lithium battery electrode materials, dielectric materials for electronic parts, hydrogen storage materials, ferromagnetic materials, etc. Damage to the outer surface is allowed, such as fine particles having properties that deteriorate when damaged, and so-called core-shell composite materials in which the surface of the core particles is coated with functional particles of a different type from the core The fine particles that are not used are the targets of the method for producing the fine particle dispersion shown in the present embodiment.

図1において、微粒子分散体の製造装置1は、処理対象となる凝集状態の微粒子を液体中に含有した処理対象液(以下、処理液と略記する)を貯留する処理液貯留部2を備えており、処理液貯留部2には粘度調整部3によって所定の粘度に調整された液体および微粒子が供給される。本実施の形態においては、後述するように、処理対象の微粒子を含有する液体の粘度を適正に調整することにより、分散処理後の微粒子に生じる変形や粒子内部の格子歪などのダメージを極力抑制するようにしている。   In FIG. 1, an apparatus 1 for producing a fine particle dispersion includes a processing liquid storage unit 2 that stores a processing target liquid (hereinafter abbreviated as a processing liquid) containing aggregated fine particles to be processed in a liquid. The liquid and fine particles adjusted to a predetermined viscosity by the viscosity adjusting unit 3 are supplied to the processing liquid storage unit 2. In this embodiment, as will be described later, by appropriately adjusting the viscosity of the liquid containing the fine particles to be treated, damage such as deformation and lattice distortion inside the fine particles after the dispersion treatment is suppressed as much as possible. Like to do.

処理液貯留部2に貯留された処理液は、噴射チャンバ6の上端部に装着されたジェットノズル7に供給される。そして処理液はエア供給源5からジェットノズル7にエアを供給することにより発生する気体流によって微小液滴化するとともに高速に加速され、噴射チャンバ6内に配設された衝突部73(図3参照)に衝突する。これにより、凝集状態にあった微粒子は分散されて、微粒子分散体となり、処理液回収タンク9に回収される。噴射チャンバ6には排気ユニット8が付設されており、噴射チャンバ6内で発生したミスト状の排気を回収する。   The processing liquid stored in the processing liquid storage unit 2 is supplied to a jet nozzle 7 attached to the upper end of the injection chamber 6. The processing liquid is microdropletized by the gas flow generated by supplying air from the air supply source 5 to the jet nozzle 7 and accelerated at a high speed, and the collision unit 73 (FIG. 3) disposed in the injection chamber 6. C). As a result, the fine particles in the aggregated state are dispersed to form a fine particle dispersion, which is recovered in the treatment liquid recovery tank 9. An exhaust unit 8 is attached to the injection chamber 6 and collects mist-like exhaust generated in the injection chamber 6.

次に図2、図3を参照して、本実施の形態の微粒子分散体の製造装置1に用いられる分散処理部4の構成について説明する。図2において、分散処理部4は噴射チャンバ6および排気ユニット8を備えている。噴射チャンバ6は上部61、中間部62および下部63に3分割された縦型の略円筒形状の処理容器であり、上部61と中間部62および中間部62と下部63とは、それぞれ円環継手69a、69bを介して結合されている。図3に示すように、上部61の頂部を絞って設けられたノズル取付部61aにはノズルホルダ68が円環継手69cを介して結合されており、ノズルホルダ68には液滴加速手段を構成するジェットノズル7が上方から装着されている。このような構成により、上部61、中間部62、下部63を、内部の部品交換などの必要に応じて容易に分解することができ、さらにジェットノズル7の着脱を容易に行うことが可能となっている、   Next, the configuration of the dispersion processing unit 4 used in the fine particle dispersion manufacturing apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2, the dispersion processing unit 4 includes an injection chamber 6 and an exhaust unit 8. The injection chamber 6 is a vertical substantially cylindrical processing container that is divided into an upper part 61, an intermediate part 62, and a lower part 63. The upper part 61, the intermediate part 62, and the intermediate part 62 and the lower part 63 are each an annular joint. It is connected via 69a and 69b. As shown in FIG. 3, a nozzle holder 68 is coupled to a nozzle mounting portion 61a provided by narrowing the top of the upper portion 61 via an annular joint 69c, and the nozzle holder 68 constitutes droplet accelerating means. A jet nozzle 7 is mounted from above. With such a configuration, the upper portion 61, the intermediate portion 62, and the lower portion 63 can be easily disassembled as needed for internal component replacement, and the jet nozzle 7 can be easily attached and detached. ing,

ジェットノズル7にはエア供給配管70、処理液供給配管71が導設されており、エア供給配管70、処理液供給配管71によってジェットノズル7には気体流を発生させるための駆動用のエアおよび分散対象の微粒子を含む処理液が供給される。下部63の底部を絞って設けられた排液部63aの外面には、側方に延出するフランジ63bが設けられており、フランジ63bには処理液回収タンク64が円環継手69dを介して接続されている。図3に示すように、排液部63aの内部は排液孔63cとなっており、処理液回収タンク9には噴射チャンバ6によって分散処理が行われた微粒子分散体が、排液孔63cを介して流入して貯留される。処理液回収タンク9を取り外すことにより、内部に貯留された微粒子分散体が回収される。   The jet nozzle 7 is provided with an air supply pipe 70 and a processing liquid supply pipe 71, and driving air for generating a gas flow in the jet nozzle 7 by the air supply pipe 70 and the processing liquid supply pipe 71 and A treatment liquid containing fine particles to be dispersed is supplied. A flange 63b extending laterally is provided on the outer surface of the drainage part 63a provided by narrowing the bottom part of the lower part 63, and a treatment liquid recovery tank 64 is connected to the flange 63b via an annular joint 69d. It is connected. As shown in FIG. 3, the inside of the drainage part 63a is a drainage hole 63c, and the fine particle dispersion that has been dispersed by the spray chamber 6 is passed through the drainage hole 63c in the treatment liquid recovery tank 9. It flows in through and is stored. By removing the treatment liquid recovery tank 9, the fine particle dispersion stored inside is recovered.

中間部62の外側面には、排気吸引口62bを形成する分岐管62aが突設されており、分岐管62aには接続管65が円環継手69eを介して接続され、さらに接続管65には円環継手69eを介して排気ユニット8が接続されている。排気ユニット8を作動させることにより、噴射チャンバ6の内部が排気吸引口62bを介して吸引され、吸引されたミスト分などを含む排気は排気ダクト81から排出される。排気ユニット8の下部にはドレンタンク82が円環継手69fを介して接続されており、ドレンタンク82は中間部62から吸引された排気中のドレン成分を貯留する。   A branch pipe 62a that forms an exhaust suction port 62b protrudes from the outer surface of the intermediate portion 62. A connection pipe 65 is connected to the branch pipe 62a via an annular joint 69e. The exhaust unit 8 is connected through a ring joint 69e. By operating the exhaust unit 8, the inside of the injection chamber 6 is sucked through the exhaust suction port 62 b, and the exhaust gas including the sucked mist is discharged from the exhaust duct 81. A drain tank 82 is connected to the lower portion of the exhaust unit 8 via an annular joint 69f, and the drain tank 82 stores the drain component in the exhaust sucked from the intermediate portion 62.

図3に示すように、中間部62の内面側の上端部の近傍には内面フランジ62cが内側に突設されており、内面フランジ62cには流路規制筒72の上端に設けられた頂板72aが結合されている。流路規制筒72は、径違いの段付き部によって下方が窄められた筒形状の管状部材であり、流路規制筒72を中間部62の内部にセットすることにより、頂板72aによって仕切られた上部には閉囲された噴射空間61bが形成される。噴射空間61b内には、ノズルホルダ68に装着されたジェットノズル7のノズル本体部7aが上方から挿入されている。   As shown in FIG. 3, an inner surface flange 62 c protrudes inward in the vicinity of the upper end portion on the inner surface side of the intermediate portion 62, and a top plate 72 a provided at the upper end of the flow path regulating cylinder 72 is provided on the inner surface flange 62 c. Are combined. The flow path regulating cylinder 72 is a tubular member whose bottom is narrowed by a stepped portion having a different diameter, and is set by the top plate 72 a by setting the flow path regulating cylinder 72 inside the intermediate portion 62. A closed injection space 61b is formed in the upper part. A nozzle body 7a of the jet nozzle 7 attached to the nozzle holder 68 is inserted into the ejection space 61b from above.

頂板72aの上面には、衝突部73が設けられている。衝突部73は上部に衝突面73bを有する衝突部材73aを備えている。衝突部材73aを頂板72aの上面に装着した状態では、衝突面73bはノズル本体部7aの噴射口7bの直下に位置する。この状態で、ジェットノズル7を作動させることにより、噴射口7bから下方に噴射された微小液滴33aは衝突面73bに対して上方から衝突する。これにより微小液滴33a中の微粒子の凝集体42*(図8参照)が衝突による衝撃力の物理エネルギによって分散される。   A collision portion 73 is provided on the top surface of the top plate 72a. The collision part 73 is provided with a collision member 73a having a collision surface 73b in the upper part. In a state where the collision member 73a is mounted on the top surface of the top plate 72a, the collision surface 73b is located immediately below the injection port 7b of the nozzle body 7a. By operating the jet nozzle 7 in this state, the micro droplet 33a ejected downward from the ejection port 7b collides with the collision surface 73b from above. Thereby, the aggregates 42 * (see FIG. 8) of the fine particles in the micro droplets 33a are dispersed by the physical energy of the impact force caused by the collision.

次に図4を参照して、ジェットノズル7の構造を説明する。図4に示すように、ジェットノズル7は円筒形状のノズル本体部7aを主体としており、ノズル本体部7aには長手方向に貫通して内部流路孔31が形成されている。内部流路孔31の上流側は、エア供給配管10が接続されて圧縮気体である圧縮空気(矢印a)が導入される導入部31aとなっている。導入部31aの下流側には、内部流路孔31の流路径が流れ方向に沿って絞られたコンバージェント部31b、流路径が最も小さく絞られたスロート部31c、流路径が拡大するダイバージェント部31dおよび流路径が漸増する加速冷却部31eが圧縮空気の流れ方向に順次設けられている。加速冷却部31eがノズル本体部7aの端部に到達した開口は、微小液滴を含む噴流を噴射する噴射口7bとなっている。   Next, the structure of the jet nozzle 7 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the jet nozzle 7 is mainly composed of a cylindrical nozzle body 7a, and an internal flow path hole 31 is formed through the nozzle body 7a in the longitudinal direction. The upstream side of the internal flow path hole 31 is an introduction part 31a to which the air supply pipe 10 is connected and compressed air (arrow a) that is a compressed gas is introduced. On the downstream side of the introduction part 31a, a convergent part 31b in which the flow path diameter of the internal flow path hole 31 is narrowed along the flow direction, a throat part 31c in which the flow path diameter is narrowed the smallest, and a divergent in which the flow path diameter increases. The part 31d and the accelerated cooling part 31e whose flow path diameter gradually increases are sequentially provided in the flow direction of the compressed air. The opening where the accelerated cooling part 31e reaches the end of the nozzle body part 7a serves as an injection port 7b for injecting a jet flow containing minute droplets.

上述構成のジェットノズル7は、コンバージェント部31b、スロート部31cおよびダイバージェント部31dを有するラバールノズルを形成している。ノズル本体部7aはPTFE樹脂などの樹脂や金属で形成されており、一体成形あるいは適宜分割して成形されたものを一体化して製作される。スロート部31cの直径は例えば3〜10mmの範囲から適宜設定され、スロート部31cから噴射口7bまでの距離は、例えば100〜300mmの範囲で圧縮空気を加速するのに十分な距離に設定される。   The jet nozzle 7 configured as described above forms a Laval nozzle having a convergent portion 31b, a throat portion 31c, and a divergent portion 31d. The nozzle body 7a is formed of a resin such as PTFE resin or a metal, and is manufactured by integrally molding one that is integrally formed or appropriately divided. The diameter of the throat portion 31c is appropriately set, for example, from a range of 3 to 10 mm, and the distance from the throat portion 31c to the injection port 7b is set to a distance sufficient for accelerating the compressed air in a range of 100 to 300 mm, for example. .

すなわち圧縮空気は、スロート部31cで音速程度の高速となるように圧力が調整された後、亜音速(例えば50m/sec程度)でコンバージェント部31bに供給され、コンバージェント部31bで加速されてスロート部31cで音速(330m/sec程度)となり、ダイバージェント部31dでさらに加速されて、例えば400〜500m/sec程度の超音速まで加速される。スロート部31cの上流側には、微粒子を含む処理液33(図7参照)を圧縮空気の流れと同方向に吐出する処理液供給管32が設けられている。ここで処理液33は予め設定された規定量で処理液供給配管11を介して供給される。供給された処理液33は、処理液供給管32の先端部の吐出口から吐出されて微小な微小液滴33aとなり、圧縮空気とともに下流側へ高速で流動する。   That is, after the pressure is adjusted so that the throat portion 31c has a high speed of about the speed of sound, the compressed air is supplied to the convergent portion 31b at a subsonic speed (for example, about 50 m / sec) and accelerated by the convergent portion 31b. The sound velocity (about 330 m / sec) is obtained at the throat portion 31c, and further accelerated by the divergent portion 31d, for example, to a supersonic velocity of about 400 to 500 m / sec. A processing liquid supply pipe 32 that discharges the processing liquid 33 containing fine particles (see FIG. 7) in the same direction as the flow of compressed air is provided on the upstream side of the throat portion 31c. Here, the processing liquid 33 is supplied through the processing liquid supply pipe 11 in a predetermined amount set in advance. The supplied processing liquid 33 is discharged from the discharge port at the distal end of the processing liquid supply pipe 32 to become minute micro droplets 33a, and flows with the compressed air to the downstream side at a high speed.

処理液供給管32の吐出口は、スロート部31cの近傍且つ内部流路孔31の内側壁面から離れた位置、例えばスロート部31cの中心から上流方向および下流方向にそれぞれスロート部31cの内径の5倍の長さの範囲以内である吐出口配置範囲内に配置される。このように、処理液供給管32の吐出口をノズル本体部7aの内側壁面から離れたスロート部31cの近傍に配置することにより、吐出された処理液が微粒化した微小液滴33aがノズル本体部7aの内側壁面に形成される境界層領域の影響を受けにくくなり、これにより微小液滴33aの速度低下を抑えて十分に加速することができる。   The discharge port of the treatment liquid supply pipe 32 is located in the vicinity of the throat portion 31c and away from the inner wall surface of the internal flow path hole 31, for example, the inner diameter of the throat portion 31c is 5 in the upstream direction and the downstream direction from the center of the throat portion 31c. It is arrange | positioned in the discharge outlet arrangement | positioning range which is less than the range of double length. In this way, by disposing the discharge port of the processing liquid supply pipe 32 in the vicinity of the throat portion 31c away from the inner wall surface of the nozzle main body portion 7a, the fine liquid droplet 33a in which the discharged processing liquid is atomized becomes the nozzle main body. This makes it less susceptible to the influence of the boundary layer region formed on the inner wall surface of the portion 7a, thereby suppressing the speed drop of the micro droplet 33a and sufficiently accelerating it.

ジェットノズル7内における噴流の加速過程について説明する。導入部31aに駆動エアとして設定圧(例えば0.5MPa)で供給された圧縮空気の流れは、まずコンバージェント部31bによって加速され(矢印b)、音速程度の流速でスロート部31cを通過する。そしてスロート部31cからダイバージェント部31d内に移動することにより圧力が低下してさらに加速される(矢印c)。そして処理液供給管32の吐出口から吐出され圧縮空気の流れによって微粒化した微小液滴33aは、徐々に拡径する加速冷却部31e内で加速されながら下流側へ高速で流動し(矢印d)、ジェットノズル7の噴射口7bから噴射される。加速冷却部31eにおける拡径度合いは、内部流路孔31の内側壁面付近に形成される境界層領域の厚みを考慮して決定される。   The jet acceleration process in the jet nozzle 7 will be described. The flow of compressed air supplied to the introduction portion 31a as drive air at a set pressure (for example, 0.5 MPa) is first accelerated by the convergent portion 31b (arrow b), and passes through the throat portion 31c at a flow velocity about the speed of sound. Then, by moving from the throat portion 31c into the divergent portion 31d, the pressure is reduced and further accelerated (arrow c). Then, the fine droplets 33a discharged from the discharge port of the processing liquid supply pipe 32 and atomized by the flow of compressed air flow at a high speed downstream (according to the arrow d) while being accelerated in the accelerating cooling unit 31e that gradually expands in diameter. ) And jetted from the jet port 7b of the jet nozzle 7. The degree of diameter expansion in the accelerated cooling portion 31e is determined in consideration of the thickness of the boundary layer region formed near the inner wall surface of the internal flow path hole 31.

一般に流体の円管内流れにおいては、管内壁面付近で流れの状態が変化する境界層が形成され、この境界層領域では流速が低下する。そして管内径が一定の円管内流れの場合には、管出口付近で境界層領域が拡がり、この結果流れの中心付近での流速の低下が生じる。これに対し、この境界層領域を考慮して流れ方向に徐々に拡径した加速冷却部31eを設けることにより、境界層領域における流速低下の影響を抑えることができ、噴射口7b付近でも高速の流れを広い範囲で確保できるようになっている。上記構成のジェットノズル7およびエア供給源5は、微小液滴33aを少なくとも音速の1倍以上に加速して噴射する液滴加速手段を構成する。   In general, in the flow of fluid in a circular pipe, a boundary layer in which the flow state changes near the inner wall surface of the pipe, and the flow velocity decreases in this boundary layer region. In the case of a flow in a circular pipe having a constant pipe inner diameter, the boundary layer region expands in the vicinity of the pipe outlet, resulting in a decrease in the flow velocity near the center of the flow. On the other hand, by providing the acceleration cooling part 31e that gradually expands in the flow direction in consideration of the boundary layer region, it is possible to suppress the influence of a decrease in the flow velocity in the boundary layer region, and to increase the speed even in the vicinity of the injection port 7b. The flow can be secured in a wide range. The jet nozzle 7 and the air supply source 5 configured as described above constitute droplet accelerating means for accelerating and ejecting the micro droplet 33a at least one time the speed of sound.

なお噴射チャンバ6には、上述のラバールノズル形式のジェットノズル7のみならず、図5,図6にそれぞれ示す2流体ノズル形式のジェットノズル7A、7Bを液滴加速手段として用いることができる。これらのジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bは、分散処理の対象となる素材の分散難度や所望の分散態様、すなわち必要とされる粒径分布の均一さや分散処理後の微粒子に許容されるダメージの程度に応じて選択的に装着される。ここで分散難度とは厳密に定義された概念ではないが、対象とする物質の結合力の大小、すなわち物理的な手段によって同程度の粒径まで解砕.分散するのに必要な物理力の大きさを意味するものであると考えればよい。この分散難度は、物質の硬度などの特性値とは必ずしも対応関係にないため、現状においては個別に分散処理を実際に試行した結果から判断する。   In addition, in the ejection chamber 6, not only the above-described Laval nozzle type jet nozzle 7, but also two-fluid nozzle type jet nozzles 7A and 7B shown in FIGS. 5 and 6 can be used as droplet accelerating means. The jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B have a dispersion difficulty and a desired dispersion mode of the material to be dispersed, that is, required uniformity of particle size distribution and damage allowed to the fine particles after the dispersion treatment. It is selectively attached according to the degree. Dispersion difficulty here is not a strictly defined concept, but it is broken down to the same particle size by physical means, ie, the binding strength of the target substance. It can be considered that it means the magnitude of the physical force required to disperse. The degree of dispersion difficulty does not necessarily correspond to a characteristic value such as the hardness of a substance, and is currently determined from the result of actually trying dispersion processing individually.

ジェットノズル7は、分散処理対象の微粒子の種類によって定められる分散難度および所望の分散態様に応じて規定される所定速度が音速以上である場合に用いられる。すなわち分散処理の対象となる微粒子が結合力が強い固体種であって微粒化難度そのものが高い場合には、ジェットノズル7が選択的に用いられる。これに対し、ジェットノズル7A、7Bは上述の所定速度が音速未満の速度域である場合に選択されるものである。   The jet nozzle 7 is used when a predetermined speed defined according to the degree of dispersion difficulty determined by the type of fine particles to be dispersed and the desired dispersion mode is equal to or higher than the sound speed. That is, when the fine particles to be dispersed are solid species having a strong binding force and the degree of atomization difficulty is high, the jet nozzle 7 is selectively used. On the other hand, the jet nozzles 7A and 7B are selected when the above-described predetermined speed is in a speed range lower than the sound speed.

まずジェットノズル7Aの構造を説明する。図5において、ジェットノズル7Aは、ジェットノズル7においてスロート部31cから下流側の流路断面形状を変更したものとなっている。すなわち、スロート部31cから上流側の構成はジェットノズル7と同様であり、エア供給配管70が接続された導入部31aには圧縮気体である駆動エア(矢印a)が導入され、処理液供給配管71から処理液供給管32を介して供給された処理液33は、スロート部31cの上流側に配置された処理液供給管32の吐出口から吐出される。   First, the structure of the jet nozzle 7A will be described. In FIG. 5, the jet nozzle 7 </ b> A is obtained by changing the flow path cross-sectional shape on the downstream side from the throat portion 31 c in the jet nozzle 7. That is, the upstream configuration from the throat portion 31c is the same as that of the jet nozzle 7, and driving air (arrow a), which is compressed gas, is introduced into the introduction portion 31a to which the air supply piping 70 is connected, and the processing liquid supply piping. The processing liquid 33 supplied from 71 via the processing liquid supply pipe 32 is discharged from the discharge port of the processing liquid supply pipe 32 arranged on the upstream side of the throat portion 31c.

導入部31aに導入された駆動エアは、流路径が流れ方向に沿って絞られたコンバージェント部31bによって加速され(矢印b)、流路径が最も小さく絞られたスロート部31cにて最も流速が大きくなって加速部31f内に噴出する(矢印c)。ここでは、スロート部31cにおける流速が音速未満となるように、導入部31aに供給される駆動エアの圧力が設定される。このとき、処理液供給管32から駆動エアの気体流の中に吐出された処理液33は微細化して微小液滴33aとなり、駆動エアとともに加速されて加速部31f内に流動する(矢印d)。加速部31fはスロート部31cの直後から噴射口7bまで同一の流路径で設けられていることから、ジェットノズル7におけるダイバージェント部31dや加速冷却部31eのように流路形状によって流れを加速する機能を有しておらず、流れの周囲をガイドして整流する機能に止まる。したがって、ジェットノズル7Aにおいては微小液滴33aは、音速未満の速度で噴射口7bから噴射される。   The drive air introduced into the introduction part 31a is accelerated by the convergent part 31b whose flow path diameter is restricted along the flow direction (arrow b), and has the highest flow velocity at the throat part 31c where the flow diameter is restricted to the smallest. It becomes larger and is ejected into the acceleration part 31f (arrow c). Here, the pressure of the drive air supplied to the introduction part 31a is set so that the flow velocity in the throat part 31c is less than the sound speed. At this time, the processing liquid 33 discharged from the processing liquid supply pipe 32 into the gas flow of the driving air is miniaturized to become micro droplets 33a, is accelerated together with the driving air, and flows into the acceleration unit 31f (arrow d). . Since the acceleration part 31f is provided with the same flow path diameter from immediately after the throat part 31c to the injection port 7b, the flow is accelerated by the flow path shape like the divergent part 31d and the acceleration cooling part 31e in the jet nozzle 7. It does not have a function, and it stops at the function of guiding and surrounding the flow. Therefore, in the jet nozzle 7A, the micro droplet 33a is ejected from the ejection port 7b at a speed lower than the speed of sound.

次にジェットノズル7Bの構造を説明する。図6において、ジェットノズル7Bは円筒形状のノズル本体部7aを主体としており、ノズル本体部7aには長手方向に貫通して内部流路孔74が形成されている。内部流路孔74の上流側は、エア供給配管70が接続されて駆動エア(矢印f)が導入される導入部74aとなっている。導入部74aの下流側には、内部流路孔74の流路径が流れ方向に沿って絞られたコンバージェント部74bが設けられており、流路径が最も小さく絞られたスロート部74cの下流には、スロート部74cの直後から噴射口7bまで同一の流路径で加速部74dが設けられている。内部流路孔74内には上流側から処理液供給配管71と同様に処理液(矢印e)を供給する処理液供給管75が挿通しており、処理液供給管75の先端部75aはスロート部74cまで到達している。先端部75aに設けられた吐出口はスロート部74cに配置されている。   Next, the structure of the jet nozzle 7B will be described. In FIG. 6, the jet nozzle 7 </ b> B mainly includes a cylindrical nozzle main body portion 7 a, and an internal flow path hole 74 is formed in the nozzle main body portion 7 a so as to penetrate in the longitudinal direction. The upstream side of the internal flow path hole 74 is an introduction part 74a to which the air supply pipe 70 is connected and the drive air (arrow f) is introduced. On the downstream side of the introduction part 74a, a convergent part 74b in which the flow path diameter of the internal flow path hole 74 is narrowed along the flow direction is provided, and downstream of the throat part 74c with the smallest flow path diameter. The acceleration part 74d is provided with the same flow path diameter from immediately after the throat part 74c to the injection port 7b. A processing liquid supply pipe 75 for supplying a processing liquid (arrow e) is inserted into the internal flow path hole 74 from the upstream side in the same manner as the processing liquid supply pipe 71, and a distal end portion 75 a of the processing liquid supply pipe 75 is a throat. It has reached part 74c. The discharge port provided in the tip portion 75a is disposed in the throat portion 74c.

導入部74aに導入された駆動エアは、コンバージェント部74bによって加速され(矢印g)、スロート部74cにて最も流速が大きくなって加速部74d内に噴出する(矢印h)。ここでもジェットノズル7Aと同様に、スロート部74cにおける流速が音速未満となるように、導入部74aに供給される駆動エアの圧力が設定される。このとき、先端部75aの吐出口から駆動エアの気体流の中に吐出された処理液33は微細化して微小液滴33aとなり、駆動エアとともに加速されて加速部74d内に噴射され(矢印i)、次いで加速部74d内を下流側に流動する(矢印j)。   The drive air introduced into the introduction part 74a is accelerated by the convergent part 74b (arrow g), and the flow velocity becomes maximum at the throat part 74c and is ejected into the acceleration part 74d (arrow h). Here, similarly to the jet nozzle 7A, the pressure of the driving air supplied to the introduction portion 74a is set so that the flow velocity in the throat portion 74c is less than the sound velocity. At this time, the treatment liquid 33 discharged from the discharge port of the tip end portion 75a into the gas flow of the driving air is miniaturized to become a minute droplet 33a, is accelerated together with the driving air, and is jetted into the acceleration unit 74d (arrow i). ), And then flows downstream in the accelerating portion 74d (arrow j).

加速部74dはスロート部74cの直後から噴射口7bまで同一の流路径で設けられていることから、ジェットノズル7におけるダイバージェント部31dや加速冷却部31eのように流路形状によって流れを加速する機能を有しておらず、流れの周囲をガイドして整流する機能に止まる。したがって、ジェットノズル7Bにおいてもジェットノズル7Aと同様に、微小液滴33aは音速未満の速度で噴射口7bから噴射される。   Since the acceleration part 74d is provided with the same flow path diameter from immediately after the throat part 74c to the injection port 7b, the flow is accelerated by the flow path shape like the divergent part 31d and the acceleration cooling part 31e in the jet nozzle 7. It does not have a function, and it stops at the function of guiding and surrounding the flow. Accordingly, in the jet nozzle 7B as well, as in the case of the jet nozzle 7A, the micro droplet 33a is ejected from the ejection port 7b at a speed lower than the speed of sound.

すなわち内部流路孔31,74の流れ方向に駆動エアを供給する気体供給手段とともに液滴加速手段を構成するジェットノズル7A、7Bは、内部流路孔31,74を絞って設けられた円形の断面のスロート部31c、74cの下流側に直管形状の加速部31f、74dが接続されたノズル本体部7aと、ノズル本体部7aに設けられ流れ方向と同方向に供給された処理液を吐出する処理液供給管32,75とを有し、処理液供給管32,75の吐出口が内部流路孔31,74においてスロート部31cの上流側もしくはスロート部74cに配置された構成となっている。   That is, the jet nozzles 7A and 7B constituting the droplet accelerating means together with the gas supply means for supplying the driving air in the flow direction of the internal flow path holes 31 and 74 are formed in a circular shape with the internal flow path holes 31 and 74 narrowed down. Nozzle body 7a in which straight pipe-shaped acceleration parts 31f and 74d are connected to the downstream side of the throat parts 31c and 74c in cross section, and the treatment liquid provided in the nozzle body 7a and supplied in the same direction as the flow direction is discharged. The discharge ports of the processing liquid supply pipes 32 and 75 are arranged upstream of the throat part 31c or in the throat part 74c in the internal flow path holes 31 and 74. Yes.

このような構成により、前述のように、処理液供給管32から吐出された処理液33が微細化した微小液滴33aを、音速未満の速度に加速して噴射口7bから噴射する機能を有している。このため、ジェットノズル7A、7Bは、前述の所定速度が音速未満である場合に用いられる。すなわち分散処理の対象となる微粒子の分散難度が低い場合には、ジェットノズル7Aもしくはジェットノズル7Bが選択的に用いられる。   With such a configuration, as described above, the processing liquid 33 discharged from the processing liquid supply pipe 32 has a function of accelerating the fine liquid droplet 33a to a speed lower than the sound speed and ejecting it from the ejection port 7b. doing. For this reason, the jet nozzles 7A and 7B are used when the aforementioned predetermined speed is lower than the sound speed. That is, when the dispersion difficulty of the fine particles to be dispersed is low, the jet nozzle 7A or the jet nozzle 7B is selectively used.

このような構成のジェットノズル7A,7Bを採用することにより、微粒子分散体の製造装置に用いられる液滴加速手段のコストを低減することができる。すなわち分散処理対象としてゲル状物質などを含めた多様な物質種を考えた場合には、分散処理に際して必要とされる衝撃力も広い範囲でばらつく。したがって、液滴加速手段としては必ずしも超音速域まで加速が可能なラバールノズル形式のジェットノズルに限定する必要はなく、製作コストが安価な一般的な2流体ノズルを用いることができる。ラバールノズルにおいては、流路断面形状を数式によって表される理論形状通りに精密に加工する必要があるため、製作コストが高くなることが避けがたい。   By employing the jet nozzles 7A and 7B having such a configuration, it is possible to reduce the cost of the droplet accelerating means used in the fine particle dispersion manufacturing apparatus. That is, when various kinds of substances including gel-like substances are considered as dispersion treatment targets, the impact force required for the dispersion treatment varies within a wide range. Therefore, the droplet accelerating means is not necessarily limited to a Laval nozzle type jet nozzle that can be accelerated to the supersonic range, and a general two-fluid nozzle that is inexpensive to manufacture can be used. In the Laval nozzle, it is necessary to precisely process the cross-sectional shape of the flow path according to the theoretical shape represented by the mathematical formula, and thus it is difficult to avoid an increase in manufacturing cost.

これに対し、一般的な2流体ノズルの場合には、駆動エアの流路を絞ることによって発生した気体流中に微粒子を含む処理液を供給することにより生じた微小液滴を噴射することが可能な構成であって、分散処理対象となる物質の分散難度や所望の分散度合いに応じた所定速度まで液滴を加速することが可能であれば、どのような形式の2流体ノズルであってもよい。例えば、ジェットノズル7Aにおいては、ラバールノズルであるジェットノズル7におけるコンバージェント部31b、スロート部31cと同様の流路断面形状とした例を示しているが、必要とされる所定速度によっては、ジェットノズル7Bにおけるコンバージェント部74b、スロート部74cのように簡略化した流路断面形状を採用してもよい。   On the other hand, in the case of a general two-fluid nozzle, fine droplets generated by supplying a treatment liquid containing fine particles in a gas flow generated by restricting the flow path of driving air can be ejected. Any type of two-fluid nozzle can be used as long as the droplet can be accelerated to a predetermined speed according to the dispersion difficulty of the substance to be dispersed and the desired degree of dispersion. Also good. For example, in the jet nozzle 7A, an example in which the flow path cross-sectional shape is the same as that of the convergent portion 31b and the throat portion 31c in the jet nozzle 7 which is a Laval nozzle is shown, but depending on the required speed, A simplified channel cross-sectional shape such as the convergent portion 74b and the throat portion 74c in 7B may be employed.

上述のような構成のジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bを微粒化処理に応用することにより、これらの構成が有する特性に基づき、以下のような特記すべき効果を得ることができる。すなわち、ジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bにおいては、内部流路孔31、内部流路孔74を下流側へ流れる駆動エアは、スロート部31c、スロート部74cから下流側へ流動する際において断熱膨張により温度が低下するという特性を有している。これにより、微小液滴33aは冷却された状態で噴射口7bから噴射される。特にジェットノズル7においては、下流側にさらにダイバージェント部31d、加速冷却部31eが設けられていることから、この冷却効果が著しい。   By applying the jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B having the above-described configuration to the atomization process, the following special effects can be obtained based on the characteristics of these configurations. That is, in the jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B, the driving air flowing downstream through the internal flow path hole 31 and the internal flow path hole 74 is insulated when flowing from the throat portion 31c and the throat portion 74c to the downstream side. It has the characteristic that the temperature decreases due to expansion. Thereby, the micro droplet 33a is ejected from the ejection port 7b in a cooled state. In particular, in the jet nozzle 7, the cooling effect is remarkable because the divergent portion 31 d and the accelerated cooling portion 31 e are further provided on the downstream side.

このような冷却効果は、本発明において目的とする分散処理を効率よく且つ高品質で行うに際して、極めて重要な役割を有する。すなわち従来技術において同様の目的で使用される分散処理方法、例えばボールミルやビーズミルによる分散処理など、ボールやビーズなどの媒体との物理接触によって分散を行う方法においては、摩擦による発熱が避けられない。そして発熱によって分散処理対象の物質の温度が上昇したまま処理を継続すると、一旦分散された微粒子が再び凝集するメカニカルアロイングの現象が生じて、適正な分散目的が達成できない。このため従来の分散処理方法においては、発熱による過度の温度上昇を生じない範囲で処理を行うことを余儀なくされるため、処理効率が極めて限定されるという問題点があった。この発熱による温度上昇に起因する処理効率の限界は、高圧に加圧されたジェット噴流中の微粒子相互を衝突させる構成の微粒子分散方法においても共通するものであった。   Such a cooling effect has an extremely important role in efficiently performing the distributed processing intended in the present invention with high quality. That is, heat generation due to friction is unavoidable in a dispersion treatment method used for the same purpose in the prior art, for example, a dispersion treatment by physical contact with a medium such as a ball or bead such as a dispersion treatment using a ball mill or a bead mill. If the treatment is continued while the temperature of the material to be dispersed is increased due to heat generation, a mechanical alloying phenomenon occurs in which fine particles once dispersed are aggregated again, and an appropriate dispersion purpose cannot be achieved. For this reason, the conventional distributed processing method has a problem in that the processing efficiency is extremely limited because it is necessary to perform processing within a range in which excessive temperature rise due to heat generation does not occur. The limit of the processing efficiency due to the temperature rise due to the heat generation is common in the fine particle dispersion method in which the fine particles in the jet jet pressurized to a high pressure collide with each other.

これに対し、本発明に示すように、ジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bを用いる分散処理においては、上述のように分散処理対象を含む微小液滴33aは常に冷却された状態で衝突部73に衝突する。したがって、衝突によって分散された微粒子が衝突によるエネルギー変換で発熱しても、この発熱によって正常な分散処理過程が阻害されるような温度、すなわち微細粒子が再凝集を生じるような温度まで微細粒子の温度が上昇することがない。しかもこのような冷却効果は、外部の冷却装置など何ら別途構成要件を追加することなく、ジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bが本来有する特性によって実現されることから、微粒子分散体の製造装置の構成の簡略化、設備費用の削減を実現しながら、分散処理を高効率で行うことが可能となっている。   On the other hand, as shown in the present invention, in the dispersion process using the jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B, as described above, the micro droplet 33a including the dispersion process target is always cooled and the collision unit 73 is in a cooled state. Collide with. Therefore, even if the fine particles dispersed by collision generate heat due to energy conversion by collision, the fine particles are heated to a temperature at which the normal dispersion process is hindered by this heat generation, that is, a temperature at which the fine particles cause reaggregation. The temperature will not rise. Moreover, such a cooling effect is realized by the inherent characteristics of the jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B without adding any additional components such as an external cooling device. Distributed processing can be performed with high efficiency while realizing simplification of configuration and reduction of equipment costs.

次に図7を参照して、配管系の構成を説明する。図7において、ジェットノズル7(ジェットノズル7A,7B)は、エア供給配管70によってオンオフ弁81を介してエア供給源5に接続されている。エア供給配管70にはオンオフ弁81とエア供給源5の間において圧力スイッチ82がつなぎ込まれている。エア供給源5はオイルミストや水分を含まないクリーンエアを供給する機能を有しており、オンオフ弁81を制御部(図示省略)によって制御することにより、エア供給源5からジェットノズル7への駆動エアの供給がオンオフされる。圧力スイッチ82は、エア供給源5から供給される駆動エアの圧力を検出する。エア供給源5およびエア供給配管70は、ジェットノズル7、ジェットノズル7A、7Bの内部流路孔の流れ方向に、圧縮気体である駆動エアを供給する気体供給手段を構成する。   Next, the configuration of the piping system will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the jet nozzle 7 (jet nozzles 7 </ b> A and 7 </ b> B) is connected to the air supply source 5 via an on / off valve 81 by an air supply pipe 70. A pressure switch 82 is connected to the air supply pipe 70 between the on / off valve 81 and the air supply source 5. The air supply source 5 has a function of supplying clean air that does not contain oil mist and moisture, and the on / off valve 81 is controlled by a control unit (not shown), whereby the air supply source 5 supplies the jet nozzle 7. The supply of driving air is turned on and off. The pressure switch 82 detects the pressure of the driving air supplied from the air supply source 5. The air supply source 5 and the air supply pipe 70 constitute gas supply means for supplying driving air that is compressed gas in the flow direction of the internal flow path holes of the jet nozzle 7 and the jet nozzles 7A and 7B.

さらにエア供給源5は加圧配管83を介して処理液貯留部2と接続されている。加圧配管83にはエア供給源5側からレギュレータ85、マスフローコントローラ86、オンオフ弁87、チェック弁88が介設されており、加圧配管83にはレギュレータ85とエア供給源5の間において圧力スイッチ84がつなぎ込まれている。オンオフ弁87を制御部(図示省略)によって制御することにより、エア供給源5から処理液貯留部2への加圧用のエアの供給がオンオフされる。レギュレータ85は処理液貯留部2へ供給されるエアの圧力を設定された規定圧に調整する。マスフローコントローラ86は、エア供給源5から処理液貯留部2に供給されるエアの流量を一定値に制御する。チェック弁88は加圧配管83においてエアが処理液貯留部2側からエア供給源5側へ逆流するのを防止する。圧力スイッチ84は、エア供給源5から処理液貯留部2へ供給される駆動エアの圧力を検出する。   Further, the air supply source 5 is connected to the processing liquid storage unit 2 via a pressure pipe 83. A regulator 85, a mass flow controller 86, an on / off valve 87, and a check valve 88 are interposed in the pressurizing pipe 83 from the air supply source 5 side. The pressure pipe 83 has a pressure between the regulator 85 and the air supply source 5. A switch 84 is connected. By controlling the on / off valve 87 by a control unit (not shown), the supply of pressurizing air from the air supply source 5 to the treatment liquid storage unit 2 is turned on / off. The regulator 85 adjusts the pressure of the air supplied to the processing liquid storage unit 2 to a set specified pressure. The mass flow controller 86 controls the flow rate of air supplied from the air supply source 5 to the processing liquid storage unit 2 to a constant value. The check valve 88 prevents the air from flowing back from the processing liquid reservoir 2 side to the air supply source 5 side in the pressurizing pipe 83. The pressure switch 84 detects the pressure of driving air supplied from the air supply source 5 to the processing liquid storage unit 2.

処理液貯留部2は、内部に凝集状態の微粒子を含有した未処理の処理液33を貯留可能な密閉容器であり、粘度調整部3によって液体33bの粘度が予め規定された下限基準粘度以上に調整された処理液33が貯留される。加圧配管83は、処理液貯留部2内において処理液33の液面より上部に形成される加圧空間90aに連通している。処理液貯留部2は、内部に貯留された処理液33の液面よりも低い位置に開口する押し込み管92を備えており、押し込み管92はジェットノズル7に導設された処理液供給配管71とオンオフ弁89を介して接続されている。   The treatment liquid storage unit 2 is a sealed container capable of storing an untreated treatment liquid 33 containing fine particles in an aggregated state therein, and the viscosity of the liquid 33b is equal to or higher than a lower limit reference viscosity defined in advance by the viscosity adjustment unit 3. The adjusted processing liquid 33 is stored. The pressurizing pipe 83 communicates with a pressurizing space 90 a formed above the liquid level of the processing liquid 33 in the processing liquid storage unit 2. The treatment liquid storage unit 2 includes a push pipe 92 that opens at a position lower than the liquid level of the treatment liquid 33 stored therein, and the push pipe 92 is provided with a treatment liquid supply pipe 71 led to the jet nozzle 7. And is connected through an on / off valve 89.

オンオフ弁87を開にしてエア供給源5から加圧空間90a内に加圧用のエアを供給することにより、処理液貯留部2内の処理液33は圧力により下端部の開口部から押し込み管92内へ押し込まれさらに押し込み管92内を圧送される。そしてオンオフ弁89を開にすることにより、処理液33はジェットノズル7に供給される。このとき、レギュレータ85、マスフローコントローラ86の設定により、処理液33を規定の圧力・流量でジェットノズル7の内部流路孔31、内部流路孔74内の気体流中に供給することができる。したがって、エア供給源5、加圧配管83、処理液貯留部2は、微粒子を含む処理液を気体流中に供給する処理液供給手段を構成する。   By opening the on / off valve 87 and supplying air for pressurization from the air supply source 5 into the pressurizing space 90a, the processing liquid 33 in the processing liquid storage section 2 is pushed in from the opening at the lower end by pressure. It is pushed in and is further pumped through the pushing tube 92. Then, the processing liquid 33 is supplied to the jet nozzle 7 by opening the on / off valve 89. At this time, the processing liquid 33 can be supplied into the gas flow in the internal flow path hole 31 and the internal flow path hole 74 of the jet nozzle 7 at a specified pressure and flow rate by setting the regulator 85 and the mass flow controller 86. Therefore, the air supply source 5, the pressurizing pipe 83, and the processing liquid storage unit 2 constitute processing liquid supply means for supplying a processing liquid containing fine particles into the gas flow.

次に図8、図9、図10を参照して、微粒子分散体の製造装置1によって、凝集状態の微粒子42を液体に含有させた処理液33を衝突部73に衝突させることにより、微粒子が液体中で分散した微粒子分散体を製造する微粒子分散体の製造方法について説明する。   Next, referring to FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10, the processing apparatus 33 containing the agglomerated fine particles 42 in the liquid is caused to collide with the collision part 73 by the fine particle dispersion manufacturing apparatus 1, thereby producing fine particles. A method for producing a fine particle dispersion for producing a fine particle dispersion dispersed in a liquid will be described.

図8(a)は、分散処理前の処理液33を示している。処理液33は、液体33bに複数の微粒子42が凝集した状態の凝集体42*が含有されている。本発明に用いられる微粒子42に制限はなく、金属粉末、金属間化合物粉末、酸化物、炭化物、窒化物などのセラミック粉末、有機化合物、これらの混合粉末等がある。特に、粒子内部に格子歪などのダメージが与えられると特性が劣化する性質を有する塑性変形し易い金属(例えば、銀、銅、錫、亜鉛、白金、ニッケル、パラジウム、リチウム)またはその化合物を含む微粒子や粒子表面へのダメージが許容されない微粒子などが好適に用いられる。また、微粒子の粒子径は、ナノサイズからミクロンサイズまで広く用いることができるが、10〜10nmの範囲が好ましい。 FIG. 8A shows the treatment liquid 33 before the dispersion treatment. The treatment liquid 33 contains an aggregate 42 * in which a plurality of fine particles 42 are aggregated in the liquid 33b. The fine particles 42 used in the present invention are not limited, and include metal powders, intermetallic compound powders, ceramic powders such as oxides, carbides, and nitrides, organic compounds, and mixed powders thereof. In particular, it contains a metal (for example, silver, copper, tin, zinc, platinum, nickel, palladium, lithium) or a compound thereof that has a property of deteriorating characteristics when damage such as lattice strain is given to the inside of the particle. Fine particles and fine particles that do not allow damage to the particle surface are preferably used. The particle diameter of the fine particles can be widely used from nano size to micron size, but is preferably in the range of 10 to 10 4 nm.

処理液33に用いられる液体33bは、水、炭化水素類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、エステル類、カルボン酸類、フェノール類、含窒素化合物類、含硫黄化合物類、フッ素化合物類、無機溶剤類等のように、従来より微粒子分散体に使用されているものを用いることが好ましく、必要に応じてこれらを混合してもよい。さらに、液体の粘度を調整することを目的に、及び/若しくは、分散処理後の微粒子分散状態を維持することを目的に、公知の添加剤を配合してもよい。公知の添加剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、高分子界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、等があり、上記目的を達成できる添加剤を必要量添加することが好ましい。また、分散処理後の微粒子分散状態を維持できる範囲に液体のpHをコントロールしてもよい。   The liquid 33b used for the treatment liquid 33 is water, hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, esters, carboxylic acids, phenols, nitrogen-containing compounds, sulfur-containing compounds, fluorine compounds, inorganic solvents It is preferable to use what has been conventionally used for fine particle dispersions, such as the like, and these may be mixed if necessary. Furthermore, a known additive may be blended for the purpose of adjusting the viscosity of the liquid and / or for maintaining the dispersed state of the fine particles after the dispersion treatment. Known additives include, for example, anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, nonionic surfactants, polymer surfactants, silicone surfactants, and fluorine surfactants. It is preferable to add a necessary amount of an additive capable of achieving the above object. Further, the pH of the liquid may be controlled within a range in which the fine particle dispersion state after the dispersion treatment can be maintained.

処理液33に含まれる微粒子42の濃度は、微粒子が衝突部に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ前記粒子分散工程において衝突部への衝突に起因してこれらの微粒子に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように調整すればよいが、概ね50vol%以下であることが好ましい。微粒子の濃度が50vol%以上になると、微粒子が衝突部に衝突する割合が高くなる。   The concentration of the fine particles 42 contained in the treatment liquid 33 is such that the ratio of the fine particles colliding with the collision portion is a predetermined ratio or less, and the outer shape generated in the fine particles due to the collision with the collision portion in the particle dispersion step. The deformation and the internal lattice strain may be adjusted so as to be less than the desired degree, but it is preferably approximately 50 vol% or less. When the concentration of the fine particles is 50 vol% or more, the rate at which the fine particles collide with the collision portion increases.

処理液33の調製は、はじめに1種類もしくは複数種の溶媒と必要に応じて添加剤を公知の方法で混合、撹拌し、さらに添加剤が固体の場合は溶解して、予め設定された下限基準粘度以上の液体33bを準備する。ここでいう粘度とは、回転式レオメーターを用いて25℃で測定したせん断速度とせん断応力をCassonプロットした傾きから求められる極限粘度のことである。   Preparation of the treatment liquid 33 is performed by first mixing one or more kinds of solvents and, if necessary, an additive by a known method, stirring, and further dissolving if the additive is a solid, and setting a lower limit standard set in advance. A liquid 33b having a viscosity or higher is prepared. The viscosity here is an intrinsic viscosity obtained from a slope obtained by Casson plotting a shear rate and a shear stress measured at 25 ° C. using a rotary rheometer.

本発明においては、Anton Paar社製Physica MCR301の回転式レオメーターにより直径50mm、円錐角1°のコーンタイプの測定治具を使用して、せん断速度1〜1000sec−1の範囲で測定したせん断応力をCassonプロットして極限粘度を求めた。実使用環境においては、B型粘度計、振動式粘度計、音叉型振動式粘度計、毛細管型粘度計などの粘度を簡易的に測定できる装置と回転式レオメーターの相関をとることにより代用することができる。 In the present invention, the shear stress measured in the range of a shear rate of 1 to 1000 sec −1 using a cone type measuring jig having a diameter of 50 mm and a cone angle of 1 ° with a rotational rheometer of Physica MCR301 manufactured by Anton Paar. The intrinsic viscosity was determined by Casson plot. In an actual use environment, substitute by correlating a rotary rheometer with a device that can easily measure viscosity, such as a B-type viscometer, vibration-type viscometer, tuning-fork-type vibration viscometer, capillary viscometer, etc. be able to.

液体調製のための混合、撹拌、溶解方法は均一な液体が得られれば特に制限されず、例えば、プロペラ型のミキサーやメカニカルスターラー、振とう機、高速回転ミキサー、超音波ホモジナイザーなどが用いられる。次いで、液体33bに微粒子42を所定量秤量して混合、撹拌する。ここで液体33bと微粒子42は公知の混合、撹拌する装置を用いることができるが、微粒子内部の格子歪を増加させることのないせん断強度の混合、撹拌装置を用いなければならない。一連の処理液の調製は、その全てを粘度調整部3で行ってもよいし、最後の液体33bと微粒子42の混合、撹拌のみを行ってもよい。これは液体33bの調製において添加剤を溶解させるときに加熱する場合があるためである。以上の工程を経て処理液33が得られる(粘度調整工程)。この粘度調整工程は、前述のように分散処理過程において微粒子42が受けるダメージを極力抑制することを目的としている。   The mixing, stirring, and dissolution methods for liquid preparation are not particularly limited as long as a uniform liquid is obtained. For example, a propeller-type mixer, mechanical stirrer, shaker, high-speed rotary mixer, ultrasonic homogenizer, or the like is used. Next, a predetermined amount of fine particles 42 are weighed, mixed and stirred in the liquid 33b. Here, the liquid 33b and the fine particles 42 may be a known mixing and stirring device, but a shearing strength mixing and stirring device that does not increase lattice strain inside the fine particles must be used. The series of treatment liquids may all be prepared by the viscosity adjusting unit 3, or only the final liquid 33b and the fine particles 42 may be mixed and stirred. This is because heating may be performed when the additive is dissolved in the preparation of the liquid 33b. The process liquid 33 is obtained through the above process (viscosity adjustment process). The purpose of this viscosity adjustment process is to suppress damage to the fine particles 42 as much as possible during the dispersion process as described above.

すなわち、微粒子42へのダメージは、微小液滴33aの衝突面73bへの衝突により凝集体42*に過度の衝撃力が作用することによって生じるものであることから、ダメージを抑制するためには微小液滴33aの衝突時に凝集体42*を直接衝突面73bに衝突させることなく、凝集体42*に解砕・分散に必要な衝撃力を作用させるような処理条件を設定すればよい。発明者は、凝集体42*の解砕・分散に寄与するのは微小液滴33aの衝突時に液滴内部に励起される衝撃波であるという知見を既に実験的に得ていることから、このような処理条件を満たすには、処理液33を構成する液体33bとして高粘度の液体を用い、微小液滴33a内部における凝集体42*の移動を抑制することが効果的であることを新たな知見として見出した。   That is, the damage to the fine particles 42 is caused by an excessive impact force acting on the aggregate 42 * due to the collision of the fine liquid droplets 33a with the collision surface 73b. What is necessary is just to set the process conditions which make the impact force required for crushing and dispersion | distribution act on the aggregate 42 *, without making the aggregate 42 * collide directly with the collision surface 73b at the time of the collision of the droplet 33a. Since the inventor has already experimentally obtained the knowledge that it is a shock wave excited inside the droplet when the micro droplet 33a collides, which contributes to the crushing / dispersion of the aggregate 42 *. New knowledge that it is effective to use high-viscosity liquid as the liquid 33b constituting the treatment liquid 33 and to suppress the movement of the aggregates 42 * inside the microdroplets 33a in order to satisfy the appropriate treatment conditions As found.

具体的には、微小液滴33a内の微粒子42が衝突部73の衝突面73bに衝突する割合が、許容されるダメージの度合いによって規定される所定割合以下となるように、また衝突面73bに微小液滴33aを介して衝突した微粒子42についても、この衝突に起因して微粒子42に生じる外形の変形および内部の格子歪が、許容されるダメージに基づく所望の度合い以下となるように、液体33bの粘度を調整する。   Specifically, the rate at which the microparticles 42 in the micro droplet 33a collide with the collision surface 73b of the collision unit 73 is less than a predetermined rate defined by the degree of allowable damage, and the collision surface 73b Also for the fine particles 42 that have collided via the fine droplets 33a, the liquid is deformed so that the deformation of the outer shape and the internal lattice distortion generated in the fine particles 42 due to the collision are less than the desired degree based on the allowable damage. Adjust the viscosity of 33b.

ここでは、このような条件を満たす粘度の下限としての下限基準粘度を、微粒子42の種類および、ジェットノズル7,7A,7Bによる気体流が微小液滴33aに及ぼす物理力を規定するパラメータ(例えば、気体流の流速、エアー圧力など数値的に把握可能なもの)に応じて設定するようにしておき、分散処理実行継続過程においては、粘度調整部3の機能によって液体33bが常に下限基準粘度以上となるように調整する。粘度調整の具体的方法としては、粘度の異なる複数種類の液体を選択的に用いる方法や、単一種の液体に粘度を増加させる増粘成分を適宜配合する方法など、各種の方式を用いることができる。   Here, a lower limit reference viscosity as a lower limit of the viscosity satisfying such a condition is set as a parameter (for example, a physical force exerted on the micro droplet 33a by the kind of the fine particles 42 and the gas flow by the jet nozzles 7, 7A, 7B. In the process of continuing the dispersion process, the liquid 33b is always higher than the lower reference viscosity by the function of the viscosity adjusting unit 3 in the process of continuing the dispersion process. Adjust so that As specific methods for adjusting the viscosity, various methods such as a method of selectively using a plurality of types of liquids having different viscosities and a method of appropriately blending a thickening component for increasing the viscosity into a single type of liquid may be used. it can.

すなわち、この粘度調整工程においては、以下に説明する液滴衝突工程において微粒子42が衝突部73に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ粒子分散工程において衝突部73への衝突に起因してこれらの微粒子42に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように、下限基準粘度を微粒子42の種類および気体流が微小液滴33aに及ぼす物理力を規定するパラメータに応じて設定する。なお、下限基準粘度の設定は、対象となる微粒子42の材質種毎に、前述の物理力を規定するパラメータおよび液体33bの粘度を系統的に変化させながら試行した分散処理結果を評価する、いわゆる条件出し作業によって求められる。例えば、延性金属である銅の微粒子を対象として、ジェットノズル7による超音速の気体流によって解砕・分散を行う場合には、下限基準粘度の値として10mPa・sを用いることができる。   That is, in this viscosity adjustment process, the ratio of the fine particles 42 colliding with the collision part 73 in the droplet collision process described below is equal to or less than a predetermined ratio, and is caused by the collision with the collision part 73 in the particle dispersion process. Thus, the parameters for defining the lower limit reference viscosity and the physical force exerted on the micro droplets 33a by the kind of the fine particles 42 and the gas flow so that the deformation of the outer shape generated in the fine particles 42 and the internal lattice distortion are less than the desired degree. Set according to. In addition, the setting of the lower limit reference viscosity is a so-called dispersion treatment result which is evaluated while systematically changing the above-described parameters for defining the physical force and the viscosity of the liquid 33b for each material type of the target fine particles 42. It is required by condition setting work. For example, when crushing / dispersing with a supersonic gas flow by the jet nozzle 7 for copper fine particles which are ductile metals, 10 mPa · s can be used as the value of the lower limit reference viscosity.

このようにして粘度が調整された処理液33は、処理液貯留部2に貯留された後、ジェットノズル7に供給される。すなわち、図9(a)においてまず内部流路孔31には駆動用のエアが設定圧(例えば0.5MPa)で送給される(矢印a)。これにより、内部流路孔31から下流側にはまずコンバージェント部31bによって加速され(矢印b)、音速程度の流速の噴流となってスロート部31cを通過する。この状態で、タンク17からポンプ18によって圧送され処理液供給配管11を介してジェットノズル7に送給された微粒子42を含む処理液33を処理液供給管32からスロート部31cに微小液滴33aとして吐出させ、気体流中に供給する(液体供給工程)。   The processing liquid 33 whose viscosity is adjusted in this way is stored in the processing liquid storage unit 2 and then supplied to the jet nozzle 7. That is, in FIG. 9A, first, driving air is supplied to the internal channel hole 31 at a set pressure (for example, 0.5 MPa) (arrow a). As a result, the downstream portion from the internal flow path hole 31 is first accelerated by the convergent portion 31b (arrow b) and passes through the throat portion 31c as a jet having a flow velocity of about the speed of sound. In this state, the processing liquid 33 including the fine particles 42 which are pumped from the tank 17 by the pump 18 and sent to the jet nozzle 7 through the processing liquid supply pipe 11 is transferred from the processing liquid supply pipe 32 to the throat portion 31c to the microdroplet 33a. And is supplied into a gas flow (liquid supply step).

次いで、図9(b)に示すように、微小液滴33aを含む気体流は、スロート部31cからダイバージェント部31d内に移動することにより圧力が低下してさらに加速(矢印c)される。そして処理液供給管32の吐出口から吐出され気体流によって5〜15μm程度に微粒化した微小液滴33aは、徐々に拡径する加速冷却部31e内で音速を超える流速に加速されながら下流側へ流動する(矢印d)。すなわち供給された処理液33を気体流によって微小液滴化するともに加速する(液滴加速工程)。   Next, as shown in FIG. 9B, the gas flow including the minute droplets 33a moves from the throat portion 31c into the divergent portion 31d, so that the pressure is lowered and further accelerated (arrow c). The fine droplets 33a discharged from the discharge port of the processing liquid supply pipe 32 and atomized to about 5 to 15 μm by the gas flow are accelerated while being accelerated to a flow velocity exceeding the speed of sound in the accelerating cooling section 31e gradually expanding in diameter. (Arrow d). That is, the supplied processing liquid 33 is converted into microdroplets by a gas flow and accelerated (droplet acceleration step).

次いでこのようにして加速された微小液滴33aを、図9(c)に示すように、ジェットノズル7の噴射口7bから衝突部73に対して噴射し、噴射された微小液滴33aを衝突部73の衝突面73bに高速で衝突させる(液滴衝突工程)。これにより、微小液滴33aに含まれる凝集状態の微粒子42を、衝突によって微小液滴33a内に励起される衝撃波により分散させる(粒子分散工程)。すなわち凝集状態の微粒子42は衝撃波により解砕・分散され、図8(b)に示すように、液体33b中で微粒子42が分散状態で含有された微粒子分散体33*が製造される。   Next, as shown in FIG. 9C, the micro droplet 33a accelerated in this way is ejected from the ejection port 7b of the jet nozzle 7 to the collision portion 73, and the ejected micro droplet 33a collides. It is made to collide with the collision surface 73b of the part 73 at high speed (droplet collision process). As a result, the agglomerated fine particles 42 contained in the microdroplets 33a are dispersed by a shock wave excited in the microdroplets 33a by collision (particle dispersion step). That is, the agglomerated fine particles 42 are crushed and dispersed by the shock wave, and as shown in FIG. 8B, a fine particle dispersion 33 * containing the fine particles 42 in a dispersed state in the liquid 33b is produced.

このとき前述のように下限基準粘度以上の粘度の液体33bで解砕処理を行うことにより、図8(c)に示すように、粒子分散工程後の液体33b中における凝集体42*の粒径(Da)とSEM観察により実測される微粒子42の粒径(Dc)の比(Da/Dc)の値を1.2よりも小さくすることができ、より良好な分散性が実現されている。   At this time, by performing the crushing treatment with the liquid 33b having a viscosity equal to or higher than the lower limit reference viscosity as described above, the particle size of the aggregate 42 * in the liquid 33b after the particle dispersion step is obtained as shown in FIG. The ratio (Da / Dc) of the particle diameter (Dc) of the fine particles 42 measured by (Da) and SEM observation can be made smaller than 1.2, and better dispersibility is realized.

ここで上述の液滴衝突工程および粒子分散工程における微粒子42の解砕による分散のメカニズムについて、図10を参照して説明する。図10(a)に示すように、ジェットノズル7から噴射されて衝突部73の衝突面73bに衝突する微小液滴33aには、微粒子42や微粒子42の凝集体が複数個含まれている。これらの微粒子42は大きいものでは10μm程度、小さいものでは10nm程度であり、広い範囲でサイズがばらついた状態にある。このような微小液滴33aが衝突部73に高速で衝突すると、微小液滴33aに含まれる微粒子42のうちサイズが比較的大きいものは慣性力により衝突面73bに衝突し、衝突による衝撃エネルギによって破砕され微細粒子42aに分散する。   Here, a mechanism of dispersion by crushing the fine particles 42 in the above-described droplet collision step and particle dispersion step will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 10A, the micro droplet 33 a that is ejected from the jet nozzle 7 and collides with the collision surface 73 b of the collision unit 73 includes a plurality of fine particles 42 and aggregates of the fine particles 42. These fine particles 42 are about 10 μm for large ones and about 10 nm for small ones, and the sizes are in a wide range. When such a micro droplet 33a collides with the collision part 73 at high speed, a relatively large particle 42 included in the micro droplet 33a collides with the collision surface 73b due to inertial force, and due to impact energy due to the collision. It is crushed and dispersed in the fine particles 42a.

これに対し、サイズが小さい粒子は微小液滴33aの粘性によって慣性力が減殺されやすいことから、衝突面73bに粒子自体が衝突することによる衝撃エネルギが直接作用しにくい。このようなサイズが小さい粒子には、衝突面73bへの衝突によって微小液滴33aの内部に発生した衝撃波が振動として作用することにより、微粒子42の分散処理が行われる。すなわち図10(b)に示すように、微小液滴33aの内部には衝突面73bとの衝突により衝突界面から内部へ伝播される衝撃波43が瞬間的に生じ、この衝撃波43の作用によって比較的小さな粒径の微粒子42がさらに粒径が1nm〜1000nm程度のナノサイズ粒子に解砕・分散される。   On the other hand, since the inertial force of particles having a small size is likely to be reduced by the viscosity of the fine droplets 33a, impact energy due to the collision of the particles themselves with the collision surface 73b is less likely to act directly. The particles having such a small size are subjected to a dispersion process of the fine particles 42 by a shock wave generated inside the micro droplet 33a by the collision with the collision surface 73b acting as a vibration. That is, as shown in FIG. 10B, a shock wave 43 propagating from the collision interface to the inside due to the collision with the collision surface 73b is instantaneously generated inside the microdroplet 33a, The fine particles 42 having a small particle size are further crushed and dispersed into nano-sized particles having a particle size of about 1 nm to 1000 nm.

このような微小液滴33aの衝突による分散処理作用を安定して実現するためには、ジェットノズル7から高速で噴射された微小液滴33aの速度をできるだけ維持したまま、衝突面73bに入射させることが必要である。本発明においては、分散対象の微粒子42をキャリアとしての微小液滴33aに含有させ、さらに微小液滴33aを気体流を加速媒体として用いる構成を採用することにより、以下に説明するような優れた効果を得ている。   In order to stably realize the dispersion processing action due to the collision of the minute droplets 33a, the velocity of the minute droplets 33a ejected from the jet nozzle 7 is made as high as possible to enter the collision surface 73b. It is necessary. In the present invention, the fine droplets 42a to be dispersed are contained in the microdroplets 33a as carriers, and the microdroplets 33a are used as a accelerating medium. The effect is gained.

所定の噴射幅の噴流を固体壁(ここでは衝突面73b)に対して噴射する際の流体の挙動は、図10(c)に示すように、入射流44(矢印f)は衝突面73bに入射した後、入射位置を中心として衝突面に沿って放射状に分散する分散流44a(矢印g)となって周囲に拡散する。この流れモデルにおいて、流体が密度・粘度が高い液体である場合には、微粒化対象の微粒子42は分散流44a中に包含されたまま周囲に拡散する度合いが強く、微粒子42は大部分が衝突面に直接衝突しない。   As shown in FIG. 10C, the behavior of the fluid when jetting a jet having a predetermined jet width against the solid wall (here, the collision surface 73b) is such that the incident flow 44 (arrow f) is applied to the collision surface 73b. After being incident, it becomes a dispersed flow 44a (arrow g) that scatters radially along the collision surface with the incident position as the center and diffuses to the periphery. In this flow model, when the fluid is a liquid having a high density and viscosity, the fine particles 42 to be atomized are strongly diffused to the surroundings while being contained in the dispersed flow 44a, and most of the fine particles 42 collide. Do not collide directly with the surface.

これに対し、本発明のように微粒化対象の微粒子42をキャリアとしての微小液滴33aに含有させ、さらに微小液滴33aを気体流を加速媒体として用いる場合には、入射流44によって高速で運ばれた微小液滴33aは、加速媒体が気体であって粘度・密度ともに低いことから、大部分が分散流44aに巻き込まれることなく衝突面73bに高速を保ったまま衝突する。従って、微小液滴33aを加速した物理エネルギを有効に微粒子42の解砕・分散に利用することが可能となっている。このとき、衝突部73の周囲を排気して分散流44aを速やかに拡散させることにより、分散流44aが微小液滴33aの衝突面73bへの衝突を妨げる悪影響を極力排除することができる。本実施の形態においては、前述の排気手段を備えていることから、分散流44aを速やかに排気して解砕・分散処理の作業効率をさらに向上させることが可能となっている。   On the other hand, when the fine particles 42 to be atomized are contained in the micro droplet 33a as the carrier and the micro droplet 33a is used as the accelerating medium as in the present invention, the incident flow 44 is used at high speed. Since the transported micro droplets 33a are gas and the viscosity and density are low, most of the micro droplets 33a collide with the collision surface 73b while maintaining high speed without being involved in the dispersed flow 44a. Therefore, it is possible to effectively use physical energy obtained by accelerating the fine droplets 33a for crushing / dispersing the fine particles 42. At this time, by evacuating the periphery of the collision part 73 and quickly diffusing the dispersed flow 44a, it is possible to eliminate as much as possible the adverse effect that the dispersed flow 44a prevents the microdroplets 33a from colliding with the collision surface 73b. In the present embodiment, since the above-described exhaust means is provided, it is possible to quickly exhaust the dispersed flow 44a to further improve the working efficiency of the crushing / dispersing process.

さらに本実施の形態においては、粘度調整工程において微小液滴33aを構成する液体33bの粘度を前述の下限基準粘度以上に調整していることから、微粒子42の変形や内部の格子歪など、微粒子としての製品特性を損なうようなダメージを低減することが可能となっている。このような粘度調整による分散性およびダメージ抑制の効果を実証的に確認した実験例について、図11,図12,図13を参照して説明する。   Furthermore, in this embodiment, since the viscosity of the liquid 33b constituting the fine droplet 33a is adjusted to be equal to or higher than the above-mentioned lower limit reference viscosity in the viscosity adjusting step, the fine particles such as deformation of the fine particles 42 and internal lattice strain can be obtained. It is possible to reduce damage that impairs product characteristics. An experimental example in which the effect of suppressing dispersibility and damage suppression by adjusting the viscosity will be described with reference to FIGS. 11, 12, and 13.

ここでは、微粒子42として後述する粒子径Dcが1.5μmのCu(銅)微粒子を用い、液体として粘度がそれぞれ1.08mPa・s、57.1mPa・sのエタノール、ジヒドロターピネオールを、低粘性液体、高粘性液体として用いている。そしてこれらの液体中にCu微粒子を5vol%の濃度で含有させたスラリー状の液体を処理液33として、流量100ml/min.ジェットノズル7におけるエア噴射圧力0.6MPaの条件で、分散処理パスを5回反復実行した実験例の結果を示している。   Here, Cu (copper) fine particles having a particle diameter Dc of 1.5 μm, which will be described later, are used as the fine particles 42, and ethanol and dihydroterpineol having viscosities of 1.08 mPa · s and 57.1 mPa · s, respectively, are used as the low-viscosity liquid. It is used as a highly viscous liquid. Then, a slurry-like liquid in which Cu fine particles are contained in these liquids at a concentration of 5 vol% is used as the treatment liquid 33, and the flow rate is 100 ml / min. The result of the experiment example which repeatedly performed the dispersion | distribution process pass 5 times on the conditions of the air injection pressure 0.6MPa in the jet nozzle 7 is shown.

まず図11(a)は、未処理の状態のCu微粒子を1万倍に拡大したSEM観察写真を示している。そして図11(b)(イ)(ロ)は、それぞれ高粘性液体、低粘性液体中にCu微粒子を含有させて処理液33とし、分散処理パスを5回反復した後のSEM観察写真および粒径分布を示している。   First, FIG. 11A shows an SEM observation photograph in which untreated Cu fine particles are magnified 10,000 times. FIGS. 11B, 11B, and 11B show SEM observation photographs and grains after repeating the dispersion treatment pass 5 times by containing Cu fine particles in a high-viscosity liquid and a low-viscosity liquid, respectively, as a treatment liquid 33. The diameter distribution is shown.

SEM観察は、処理液をアルミ箔上にピペットを使って滴下し真空乾燥させた観察試料を走査電子顕微鏡(日立製作所製S−4800)で観察し、画像解析ソフト(Alliance Vision製Vision Stage IP)を用いて求めた粒径分布の中位径を図8に記載の微粒子42の粒子径Dcとした。   In the SEM observation, an observation sample obtained by dropping the treatment liquid onto an aluminum foil using a pipette and vacuum drying was observed with a scanning electron microscope (S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.), and image analysis software (Vision Stage IP, manufactured by Alliance Vision). The median diameter of the particle size distribution obtained by using was used as the particle diameter Dc of the fine particles 42 shown in FIG.

粒径分布は日機装株式会社製のマイクロトラック粒径分布測定装置(MX3300EXII)を用いて得られる粒径の体積頻度を累計した累積曲線の50%となる粒径を図8に記載のDaとした。なお、微粒子の粒子径の最大径が1μmよりも小さい場合には、動的光散乱式粒径分布計(例えば、Malvern製Zetasizer NANO−ZSなど)により測定した散乱光強度基準の粒径分布からJIS Z8826に記載の方法により求められる平均粒径をDaとすることができる。   The particle size distribution is 50% of the cumulative curve obtained by accumulating the volume frequency of the particle size obtained using the Microtrack particle size distribution measuring apparatus (MX3300EXII) manufactured by Nikkiso Co., Ltd., and Da shown in FIG. . When the maximum particle size of the fine particles is smaller than 1 μm, the particle size distribution based on the scattered light intensity measured by a dynamic light scattering particle size distribution analyzer (for example, Zetasizer NANO-ZS manufactured by Malvern) is used. The average particle diameter obtained by the method described in JIS Z8826 can be defined as Da.

(イ)に示す高粘性液体を用いた例では、分散処理パスを5回実行した後においても粒子表面に変化は見られないが、(ロ)に示す低粘性液体を用いた例では、分散処理パスを5回実行した後の粒子外形は細かな変形が観察される。   In the example using the high-viscosity liquid shown in (a), no change is observed on the particle surface even after the dispersion treatment pass is executed five times. However, in the example using the low-viscosity liquid shown in (b), the dispersion is performed. A fine deformation is observed in the particle shape after the processing pass is executed five times.

また粒径分布においては、(ロ)に示す低粘性液体を用いた例では、分布状態が粒径が増大する方向に変化する傾向が見られて一部にCu微粒子の再凝集が観察された。これに対し、(イ)に示す高粘性液体を用いた例では、パス回数を増やしても粒径分布は安定しており、解砕・分散された状態が維持されていることが判る。   In the particle size distribution, in the example using the low-viscosity liquid shown in (b), the distribution state tended to change in the direction of increasing the particle size, and reaggregation of Cu fine particles was observed in part. . On the other hand, in the example using the highly viscous liquid shown in (a), it can be seen that even when the number of passes is increased, the particle size distribution is stable, and the crushed and dispersed state is maintained.

次に図12を参照して、液体の粘度とCu微粒子内に生じる格子歪との関係について説明する。図12(a)は、液体として低粘性液体、高粘性液体をそれぞれ用いた場合の格子歪の衝突回数、すなわち分散処理パス数についての変化を図示したものである。このグラフから判るように、高粘性液体を用いた場合では、衝突回数が5回に達した状態においても格子歪は0.1〜0.15%(0.001〜0.0015)の間においてほぼ同数値レベルで留まっている。このことは、粒子分散工程後の微粒子内の格子歪が、0.002以下であることが望ましく、さらに粒子分散工程前後における微粒子内の格子歪の変化が0.0005以下であることが望ましいという品質基準を満たす結果が得られたことを示している。   Next, the relationship between the viscosity of the liquid and the lattice strain generated in the Cu fine particles will be described with reference to FIG. FIG. 12A illustrates changes in the number of lattice strain collisions, that is, the number of dispersion processing passes, when a low-viscosity liquid and a high-viscosity liquid are used as liquids, respectively. As can be seen from this graph, when a highly viscous liquid is used, the lattice strain is between 0.1 and 0.15% (0.001 to 0.0015) even when the number of collisions reaches 5. It remains at almost the same numerical level. This means that the lattice strain in the fine particles after the particle dispersion step is desirably 0.002 or less, and further, the change in the lattice strain in the fine particles before and after the particle dispersion step is desirably 0.0005 or less. It shows that the results satisfying the quality standard were obtained.

なお上述の格子歪は、微粒子の粉末X線回折プロファイルからWilliamson−Hall法により求めた。前記方法では下記式(1)に基づいて格子歪を求めることができる。
βcosθ/λ=2η(sinθ/λ)+K/D (1)
The lattice strain described above was determined by the Williamson-Hall method from the powder X-ray diffraction profile of the fine particles. In the above method, the lattice strain can be obtained based on the following formula (1).
βcos θ / λ = 2η (sin θ / λ) + K / D (1)

ここで、β:半価幅、θ:回折線のブラッグ角、η:格子歪、D:結晶子径、K:Scherrer定数、λ:X線波長である。本発明における測定条件は下記のとおりである。
X線回折測定装置:PANalytical製X’Pert PRO MPD
使用X線:CuKα1線(波長:1.54060Å)
X線出力:45kV−40mA
発散スリット:1°
散乱スリット:可変スリット(Anti−Scatter Slit)
受光スリット:0.1mm
受光ユニット:モノクロメーター付き半導体検出器(X‘Celerator)
測定角度範囲(2θ):40〜120°
ステップサイズ(2θ):0.01°
スキャンステップ時間:10sec.
Here, β: half width, θ: Bragg angle of diffraction line, η: lattice strain, D: crystallite diameter, K: Scherrer constant, λ: X-ray wavelength. The measurement conditions in the present invention are as follows.
X-ray diffractometer: X'Pert PRO MPD manufactured by PANalytical
X-ray used: CuKα1 ray (wavelength: 1.54060 mm)
X-ray output: 45kV-40mA
Divergence slit: 1 °
Scattering slit: variable slit (anti-scatter slit)
Light receiving slit: 0.1 mm
Light receiving unit: Semiconductor detector with monochromator (X'Celerator)
Measurement angle range (2θ): 40 to 120 °
Step size (2θ): 0.01 °
Scan step time: 10 sec.

測定角度範囲内に現れる6本の回折ピークの半価幅、ブラッグ角をプロットし、最小二乗法により直線近似した近似式の傾きから格子歪を求めた。半価幅には、測定値から装置の影響を除去するため、標準シリコン粉末を用いて補正した値を用いた。   The half-width and Bragg angle of the six diffraction peaks appearing within the measurement angle range were plotted, and the lattice strain was determined from the slope of the approximate expression obtained by linear approximation by the least square method. In order to remove the influence of the apparatus from the measured value, a value corrected using standard silicon powder was used for the half width.

図13(a)、(b)は、それぞれ液体として高粘性液体、低粘性液体をそれぞれ用いた場合の回折プロファイルを示している。高粘性液体を用いた場合の回折プロファイルでは、分散処理パス数を重ねてもプロファイルにおけるピーク形状が保たれており、格子歪が少ないことが判る。これに対し、図13(b)(イ)(ロ)に示す低粘性液体を用いた例では、分散処理パス数を重ねる毎に回折プロファイルが変化してピーク形状が消失する傾向にあり、格子歪が増大していることが判る。   FIGS. 13A and 13B show diffraction profiles when a high-viscosity liquid and a low-viscosity liquid are used as liquids, respectively. In the diffraction profile when a highly viscous liquid is used, it can be seen that the peak shape in the profile is maintained even when the number of dispersion processing passes is increased, and the lattice distortion is small. On the other hand, in the example using the low-viscosity liquid shown in FIGS. 13B, 13A and 13B, the diffraction profile changes and the peak shape tends to disappear each time the number of dispersion processing passes is increased. It can be seen that the strain is increased.

また図12(b)は、低粘性液体を用いた場合の気体流の噴射圧力が微粒子内の格子歪に与える影響を示している。このグラフから判るように、噴射圧力を0.4MPa、0.6MPa、1.5MPaと増大させるにしたがって、格子歪は分散処理パス数を重ねる毎に増大する。この結果を図12(a)に示すグラフと比較すると、解砕・分散処理において格子歪を抑制する上で高粘度液体を用いることがきわめて有効であることが判る。   FIG. 12B shows the influence of the gas stream injection pressure on the lattice strain in the fine particles when a low viscosity liquid is used. As can be seen from this graph, as the injection pressure is increased to 0.4 MPa, 0.6 MPa, and 1.5 MPa, the lattice strain increases each time the number of dispersion treatment passes is increased. When this result is compared with the graph shown in FIG. 12A, it can be seen that it is extremely effective to use a high-viscosity liquid in suppressing lattice distortion in the crushing / dispersing treatment.

上記説明したように、本実施の形態では、凝集状態の微粒子42を液体33bに含有させた処理対象液33を衝突部73に衝突させることにより微粒子42を液体中で分散させる微粒子分散体の製造において、微粒子42が衝突部73に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ衝突部73への衝突に起因してこれらの微粒子42に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように、微粒子42の種類および気体流が微小液滴33aに及ぼす物理力を規定するパラメータに応じて設定された下限基準粘度以上に液体33bの粘度を調整するようにしている。これにより、液体33b中の微粒子42が衝突部73に直接衝突することに起因する衝撃を抑制し、微粒子42に変形や内部の格子歪などのダメージを与えることなく効率よく微粒子分散体を製造することができる。   As described above, in the present embodiment, a fine particle dispersion in which the liquid 42 is dispersed in the liquid by colliding the liquid to be treated 33 containing the fine particles 42 in an agglomerated state in the liquid 33b with the collision unit 73. , The degree of collision of the fine particles 42 with the collision portion 73 is equal to or less than a predetermined ratio, and the degree of deformation of the outer shape and the internal lattice distortion generated in the fine particles 42 due to the collision with the collision portion 73 are a desired degree. As described below, the viscosity of the liquid 33b is adjusted to be equal to or higher than the lower limit reference viscosity set in accordance with the parameters that define the type of the fine particles 42 and the physical force that the gas flow exerts on the microdroplets 33a. Thereby, the impact caused by the direct collision of the fine particles 42 in the liquid 33b with the collision portion 73 is suppressed, and the fine particle dispersion is efficiently manufactured without damaging the fine particles 42 such as deformation and internal lattice distortion. be able to.

本発明の微粒子分散体の製造方法は、微粒子に変形や内部の格子歪などのダメージを与えることなく効率よく分散させることができるという利点を有し、微粒子を液体に分散させた微粒子分散体を製造する分野に有用である。   The method for producing a fine particle dispersion of the present invention has the advantage that the fine particle can be efficiently dispersed without causing damage such as deformation and internal lattice distortion, and a fine particle dispersion in which fine particles are dispersed in a liquid. Useful in the field of manufacturing.

1 微粒子分散体の製造装置
2 処理液貯留部
3 粘度調整部
4 分散処理部
6 噴射チャンバ
7,7A,7B ジェットノズル
9 処理液回収タンク
33 処理液
33* 処理済み液
33a 微小液滴
33b 液体
42 微粒子
42* 凝集体
73 衝突部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus of fine particle dispersion 2 Processing liquid storage part 3 Viscosity adjustment part 4 Dispersion processing part 6 Injection chamber 7, 7A, 7B Jet nozzle 9 Processing liquid collection | recovery tank 33 Processing liquid 33 * Processed liquid 33a Minute droplet 33b Liquid 42 Fine particle 42 * Aggregate 73 Colliding part

Claims (8)

凝集状態の微粒子を液体に含有させた処理対象液を衝突部に衝突させることにより、前記微粒子が前記液体中で分散した微粒子分散体を製造する微粒子分散体の製造方法であって、
前記処理対象液における液体の粘度を予め設定される下限基準粘度以上に調整する粘度調整工程と、
前記処理対象液を気体流中に供給する液体供給工程と、
前記供給された処理対象液を気体流によって微小液滴化するとともに加速する液滴加速工程と、
前記加速された微小液滴を前記衝突部に衝突させる液滴衝突工程と、
前記衝突によって前記微小液滴内に励起される衝撃波によって前記凝集状態の微粒子を分散させる粒子分散工程とを含み、
前記粘度調整工程にて、前記液滴衝突工程において前記微粒子が衝突部に衝突する割合が所定割合以下となるように、且つ前記粒子分散工程において衝突部への衝突に起因してこれらの微粒子に生じる外形の変形および内部の格子歪が所望の度合い以下となるように、前記下限基準粘度を前記微粒子の種類および前記気体流が微小液滴に及ぼす物理力を規定するパラメータに応じて設定することを特徴とする微粒子分散体の製造方法。
A method for producing a fine particle dispersion, wherein a fine particle dispersion in which the fine particles are dispersed in the liquid is produced by colliding a liquid to be treated containing fine particles in an aggregated state in a liquid with a collision portion,
A viscosity adjusting step for adjusting the viscosity of the liquid in the liquid to be processed to be equal to or higher than a preset lower limit reference viscosity;
A liquid supply step of supplying the liquid to be treated into a gas flow;
A droplet accelerating step for accelerating and accelerating the supplied processing target liquid into microdroplets by a gas flow;
A droplet collision step for causing the accelerated micro droplet to collide with the collision portion;
A particle dispersion step of dispersing the agglomerated fine particles by a shock wave excited in the microdroplet by the collision,
In the viscosity adjustment step, the ratio of the fine particles colliding with the collision portion in the droplet collision step is equal to or less than a predetermined ratio, and in the particle dispersion step, these fine particles are caused to collide with the collision portion. The lower reference viscosity is set according to parameters defining the kind of fine particles and the physical force that the gas flow exerts on the fine droplets, so that the resulting deformation of the outer shape and the internal lattice strain are less than the desired degree. A process for producing a fine particle dispersion characterized by the above.
前記気体流は超音速気流であり、25℃における前記下限基準粘度は10mPa・sであることを特徴とする請求項1記載の微粒子分散体の製造方法。   The method for producing a fine particle dispersion according to claim 1, wherein the gas flow is a supersonic air flow, and the lower limit reference viscosity at 25 ° C is 10 mPa · s. 前記粒子分散工程後の前記微粒子内の格子歪が、0.002以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の微粒子分散体の製造方法。   The method for producing a fine particle dispersion according to claim 1 or 2, wherein a lattice strain in the fine particles after the particle dispersion step is 0.002 or less. 前記粒子分散工程後の液体中における微粒子の粒径(Da)とSEM観察により実測される粒径(Dc)の比(Da/Dc)の値が1.2よりも小さいことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の微粒子分散体の製造方法。   The ratio (Da / Dc) of the particle size (Da) of the fine particles in the liquid after the particle dispersion step and the particle size (Dc) measured by SEM observation is smaller than 1.2. Item 4. A method for producing a fine particle dispersion according to any one of Items 1 to 3. 前記粒子分散工程前後における前記微粒子内の格子歪の変化が0.0005以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の微粒子分散体の製造方法。   The method for producing a fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 4, wherein a change in lattice strain in the fine particles before and after the particle dispersion step is 0.0005 or less. 前記液滴加速工程は、内部流路孔の流路径を流れ方向に絞って設けられたコンバージェント部、流路径が最も小さく絞られた円形の断面のスロート部の下流側に流れ方向に拡径するダイバージェント部およびこのダイバージェント部の下流側に位置して流路径が漸増する加速冷却部が形成されたラバールノズル形式のノズル本体部と、前記内部流路孔の前記流れ方向に圧縮気体を供給する気体供給手段と、前記ノズル本体部に設けられ前記流れ方向と同方向に前記供給された溶液を吐出する溶液供給管とを有し、
前記溶液供給管の吐出口が、前記ノズル本体部の内壁側面から離れた位置であって前記スロート部の中心から下流側にスロート部の内径の5倍の長さ範囲以内に配置され、前記スロート部の直径は3〜10mmの範囲から設定され、前記スロート部から前記加速冷却部がノズル本体部の端部に開口した噴射口までの距離が100〜300mmであるジェットノズルを用いて行われることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の微粒子分散体の製造方法。
The droplet accelerating step includes a convergent portion provided with the flow passage diameter of the internal flow passage hole narrowed in the flow direction, and a diameter expanded in the flow direction downstream of the throat portion having a circular cross section with the smallest flow passage diameter. A nozzle body portion of a Laval nozzle type in which a divergent portion and an accelerated cooling portion which is located downstream of the divergent portion and whose flow passage diameter gradually increases is formed, and compressed gas is supplied in the flow direction of the internal flow passage hole Gas supply means, and a solution supply pipe that is provided in the nozzle body and discharges the supplied solution in the same direction as the flow direction,
The discharge port of the solution supply pipe is disposed at a position away from the inner wall side surface of the nozzle main body part and within a length range of five times the inner diameter of the throat part from the center of the throat part to the downstream side, and the throat The diameter of the part is set in a range of 3 to 10 mm, and the distance from the throat part to the injection port in which the accelerated cooling part is opened at the end of the nozzle body part is 100 to 300 mm. The method for producing a fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 5.
前記微粒子は、塑性変形し易い金属またはその化合物を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の微粒子分散体の製造方法。   The method for producing a fine particle dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein the fine particles contain a metal that easily undergoes plastic deformation or a compound thereof. 前記金属は、銀、銅、錫、亜鉛、白金、ニッケル、パラジウム、リチウムのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の微粒子分散体の製造方法。   The method for producing a fine particle dispersion according to claim 7, wherein the metal is any one of silver, copper, tin, zinc, platinum, nickel, palladium, and lithium.
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