JP2020090703A - Metal particle manufacturing device, metal particle manufacturing method, and metal particle classification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液相法で合成される金属ナノ粒子の金属粒子製造装置、金属粒子製造方法、および金属粒子分級方法に関する。 The present invention relates to a metal particle production apparatus for metal nanoparticles synthesized by a liquid phase method, a metal particle production method, and a metal particle classification method.
平均粒径が0.5μm未満である金属粒子は金属ナノ粒子と呼ばれている。金属ナノ粒子は、バルク金属とは異なる物理的・化学的特性を有することから、例えば、導電性ペーストや透明導電膜などの電極材料、高密度記録材料、触媒材料、インクジェット用インク材料、はんだ材料、電子回路基板の用途の様々な工業材料に利用されている。例えば金属ナノ粒子は、微細な粒子径からもたらされる高い焼結性を有し、この金属ナノ粒子を構成する金属の融点よりもはるかに低い500℃以下の温度で粒子間が焼結することが確認されている。また、得られる焼結体の構造的強度は、その金属の融点付近まで保たれることが期待される。金属ナノ粒子を構成する金属としては、Agが代表であり、その他にAu、Cu、Ni等が挙げられる(例えば、特許文献1)。 Metal particles having an average particle size of less than 0.5 μm are called metal nanoparticles. Since metal nanoparticles have physical and chemical properties different from those of bulk metals, for example, electrode materials such as conductive paste and transparent conductive film, high-density recording materials, catalyst materials, ink-jet ink materials, solder materials , Is used in various industrial materials for electronic circuit board applications. For example, metal nanoparticles have a high sinterability that is brought about by the fine particle size, and the particles can be sintered at a temperature of 500° C. or lower, which is much lower than the melting point of the metal that constitutes the metal nanoparticles. It has been confirmed. Further, the structural strength of the obtained sintered body is expected to be maintained up to around the melting point of the metal. As a metal constituting the metal nanoparticles, Ag is representative, and in addition, Au, Cu, Ni and the like can be mentioned (for example, Patent Document 1).
金属ナノ粒子は、一般に、有機物質で覆われており、これにより粒子同士の自己凝集が防止され、室温下において、金属ナノ粒子の独立分散した形態が維持されている。金属ナノ粒子の使用時には、覆っている有機物質は例えば高温により分解され、除去される。例えば、被接合部材同士の接合に金属ナノ粒子が用いられる場合、有機物質で覆われた金属複合ナノ粒子が被接合部材表面に供給され、所定の温度に加熱されて焼成されると、有機物質が分解・除去され、金属ナノ粒子の活性な表面が露出する。これにより、金属ナノ粒子同士が互いに接合すると同時に被接合部材の表面とも接合し、被接合部材同士が接合される。 The metal nanoparticles are generally covered with an organic substance, whereby self-aggregation of the particles is prevented, and the independently dispersed form of the metal nanoparticles is maintained at room temperature. When using metal nanoparticles, the covering organic material is decomposed and removed, for example by high temperature. For example, when metal nanoparticles are used for joining members to be joined, when the metal composite nanoparticles covered with an organic substance are supplied to the surfaces of the members to be joined and heated to a predetermined temperature and baked, the organic substance Are decomposed and removed, and the active surface of the metal nanoparticles is exposed. Thereby, the metal nanoparticles are bonded to each other, and at the same time, they are bonded to the surface of the member to be bonded, and the members to be bonded are bonded to each other.
金属ナノ粒子の製造方法には、熱CVD(化学気相成長)法やアーク放電などにより気体中で合成する方法などの気相法と、金属塩水溶液と還元補助剤とを混合して金属塩水溶液を還元する還元法など液中で合成する液相法とがある。液相法は、周辺の酸素と金属ナノ粒子表面との接触を避けることができ、表面の酸化を抑制することができるため、より好適である。 The method for producing the metal nanoparticles includes a vapor phase method such as a thermal CVD (chemical vapor deposition) method and a method of synthesizing in a gas by arc discharge, and a metal salt obtained by mixing an aqueous solution of a metal salt and a reducing auxiliary agent. There is a liquid phase method such as a reduction method for reducing an aqueous solution, which is synthesized in a liquid. The liquid phase method is more suitable because it is possible to avoid contact between the surrounding oxygen and the surface of the metal nanoparticles, and to suppress surface oxidation.
ところで、各種用途に利用される金属ナノ粒子について、粒度の均一化が要求されている。このような要求に応えるために、製造された粒子の大きさで金属ナノ粒子を好適に分類する、すなわち分級を精度よく行うことが要望されている。金属ナノ粒子の分級方法としては、例えば湿式遠心分級法が知られている(例えば、特許文献2)。この湿式遠心分級法によれば、遠心管の中央部に金属微粒子の排出領域が形成され、遠心管の外周部に金属粗粒子の排出領域が形成される。これにより、遠心力により金属粗粒子と金属微粒子とを分級することができる。 By the way, it is required that the metal nanoparticles used for various purposes have a uniform particle size. In order to meet such a demand, it is required to appropriately classify the metal nanoparticles according to the size of the produced particles, that is, to perform classification accurately. As a classification method of metal nanoparticles, for example, a wet centrifugal classification method is known (for example, Patent Document 2). According to this wet centrifugal classification method, a discharge area for fine metal particles is formed at the center of the centrifuge tube, and a discharge area for coarse metal particles is formed at the outer peripheral portion of the centrifuge tube. Thereby, the coarse metal particles and the fine metal particles can be classified by the centrifugal force.
しかしながら、引用文献2に開示された分級法では、金属微粒子の排出口径が小さいため、金属ナノ粒子同士が接触・衝突する機会が多くなり、排出途中で金属ナノ粒子同士が凝集してしまうことがある。このような場合、製造された粒子のサイズが所望のサイズではなくなってしまうため、他の分級方法が要望されている。 However, in the classification method disclosed in the cited document 2, since the discharge port diameter of the metal fine particles is small, the chances that the metal nanoparticles contact and collide with each other increase, and the metal nanoparticles may aggregate during the discharge. is there. In such a case, the size of the produced particles is not the desired size, and thus another classification method is desired.
本発明は、金属粒子を大きさによって精度よく分級することができる金属粒子製造装置、金属粒子製造方法、および金属粒子分級方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus for producing metal particles, a method for producing metal particles, and a method for classifying metal particles, which are capable of accurately classifying metal particles according to size.
本開示の金属粒子製造装置は、金属組成物の表面を破砕して一次金属粒子を生成する原料破砕部と、前記一次金属粒子同士を凝集させて、前記一次金属粒子より大きい二次金属粒子を生成する粒子凝集部と、前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを含む溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級する粒子分級部と、分級された前記一次金属粒子と前記二次金属粒子をそれぞれ回収する粒子回収部と、を有する。 The apparatus for producing metal particles of the present disclosure is a raw material crushing unit for crushing the surface of a metal composition to generate primary metal particles, aggregating the primary metal particles with each other, and producing secondary metal particles larger than the primary metal particles. A particle aggregating part to generate, a particle classification part for classifying the primary metal particles and the secondary metal particles by applying a magnetic field perpendicular to the flow of a solvent containing the primary metal particles and the secondary metal particles, It has a particle recovery part for recovering the classified primary metal particles and secondary metal particles respectively.
本開示に係る金属粒子製造方法は、金属組成物の表面を破砕して一次金属粒子を生成し、前記一次金属粒子同士を凝集させて、前記一次金属粒子より大きい二次金属粒子を生成し、前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを含む溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級し、分級された前記一次金属粒子と前記二次金属粒子をそれぞれ回収する。 The metal particle manufacturing method according to the present disclosure crushes the surface of the metal composition to generate primary metal particles, agglomerates the primary metal particles with each other, and generates secondary metal particles larger than the primary metal particles, A magnetic field perpendicular to the flow of a solvent containing the primary metal particles and the secondary metal particles is applied to classify the primary metal particles and the secondary metal particles, and the classified primary metal particles and the secondary metal particles are classified. Collect each metal particle.
本開示に係る金属粒子分級方法は、一次金属粒子と、前記一次金属粒子より大きい二次金属粒子と、を含む溶媒を一方向に流れさせ、前記溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級する。 The method for classifying metal particles according to the present disclosure includes a primary metal particle and a secondary metal particle larger than the primary metal particle, which causes a solvent to flow in one direction, and a magnetic field perpendicular to the flow of the solvent is applied to the solvent. The primary metal particles and the secondary metal particles are classified.
本発明によれば、金属粒子を大きさによって精度よく分級することができる。 According to the present invention, metal particles can be accurately classified according to size.
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<金属粒子の製造プロセス>
まず、本開示の実施の形態に係る金属ナノ粒子(以下、単に金属粒子と記載する)の製造プロセスについて説明する。図1は、本発明の実施の形態1における金属粒子製造プロセスを示す図である。
<Metal particle manufacturing process>
First, a manufacturing process of metal nanoparticles (hereinafter simply referred to as metal particles) according to an embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 is a diagram showing a metal particle manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、金属粒子製造プロセスは、原料供給工程S1と、原料破砕工程S2と、粒子凝集工程S3と、粒子分級工程S4と、粒子回収工程S5を有する。 As shown in FIG. 1, the metal particle manufacturing process includes a raw material supplying step S1, a raw material crushing step S2, a particle aggregating step S3, a particle classifying step S4, and a particle collecting step S5.
原料供給工程S1は、金属粒子の原料である、固体状態の金属組成物を溶媒の中に供給する工程である。 The raw material supply step S1 is a step of supplying a solid-state metal composition, which is a raw material of metal particles, into a solvent.
原料破砕工程S2は、溶媒中に超音波を照射し、キャビテーションの衝撃圧を作用させて金属組成物の表面を破砕し、一次金属粒子を発生させる工程である。 The raw material crushing step S2 is a step of irradiating an ultrasonic wave into a solvent and applying impact pressure of cavitation to crush the surface of the metal composition to generate primary metal particles.
粒子凝集工程S3は、原料破砕工程S2にて発生した一次金属粒子に超音波を照射し、一次金属粒子同士を接触させて凝集させ、二次金属粒子を生成する工程である。 The particle aggregating step S3 is a step of irradiating the primary metal particles generated in the raw material crushing step S2 with ultrasonic waves to bring the primary metal particles into contact with each other to agglomerate them to generate secondary metal particles.
粒子分級工程S4は、粒子凝集工程S3にて生成された二次金属粒子と、凝集せずに粒子凝集工程S3を終えた一次金属粒子と、が含まれる溶媒を一方向に向けて流れさせ、その流れに対して磁場を与え、粒子サイズの違いによる磁気力の差を利用して分級する工程である。 In the particle classification step S4, the solvent containing the secondary metal particles generated in the particle aggregation step S3 and the primary metal particles that have finished the particle aggregation step S3 without aggregating flows in one direction, It is a step of applying a magnetic field to the flow and classifying by utilizing the difference in magnetic force due to the difference in particle size.
粒子回収工程S5は、粒子分級工程S4にて分級された二次金属粒子を回収する工程である。 The particle collecting step S5 is a step of collecting the secondary metal particles classified in the particle classifying step S4.
<原料破砕工程S2の説明>
図2は、原料破砕工程S2における、超音波振動により一次金属粒子が生じる様子を説明するための概念図である。一般に、超音波は液体中では疎密波となって伝わる。図2に示すように、溶媒210中に超音波を照射すると、この疎密波によって溶媒210中に微小な気泡211が発生する。この気泡211は、疎密波による溶媒210中の圧力変動により膨張と収縮を繰り返して徐々に成長する。そして、大きく成長した気泡が収縮に耐えられなくなった時に気泡が圧壊して高圧の衝撃波212が発生する。この現象は一般にキャビテーションと呼ばれる。この衝撃波212が金属組成物200の表面に作用することで金属組成物200の表面が破砕され、一次金属粒子201が発生する。一次金属粒子201は一般に数nm程度の大きさである。
<Description of raw material crushing step S2>
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining how primary metal particles are generated by ultrasonic vibration in the raw material crushing step S2. Generally, ultrasonic waves propagate as a compressional wave in a liquid. As shown in FIG. 2, when ultrasonic waves are applied to the
<粒子凝集工程S3の説明>
図3は、粒子凝集工程S3における、超音波振動により粒子が凝集する様子を説明するための概念図である。図3に示すように、溶媒210中に一次金属粒子201が浮遊した状態で、気泡が圧壊した際の衝撃波212が発生すると、一次金属粒子201は衝撃により弾かれて移動し、別の一次金属粒子201に接触する。一次金属粒子201同士が接触すると凝集する。これが複数回繰り返されることで、二次金属粒子202が生成される。
<Explanation of Particle Aggregation Step S3>
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining how particles are aggregated by ultrasonic vibration in the particle aggregation step S3. As shown in FIG. 3, when a
<超音波について>
原料破砕工程S2において用いられる超音波の周波数については、低周波の方が気泡の圧壊時の衝撃波212が大きくなるため、より好適である。衝撃波212が大きい方が、原料破砕工程S2において一次金属粒子201を効率よく発生させることができる。具体的には、超音波の周波数としては15kHz〜100kHzが好ましく、20kHz〜30kHzが最も好ましい。
<About ultrasound>
Regarding the frequency of the ultrasonic waves used in the raw material crushing step S2, the lower frequency is more preferable because the
粒子凝集工程S3において用いられる超音波の周波数については、目的が破砕ではなく凝集であるため、原料破砕工程S2よりも高周波の超音波を用いた方がより好適である。特に高周波を用いることで、キャビテーションが発生する機会が増大し、効率的に二次金属粒子202を生成することが可能となる。
Regarding the frequency of the ultrasonic waves used in the particle aggregating step S3, since the purpose is not crushing but aggregation, it is more preferable to use high frequency ultrasonic waves than the raw material crushing step S2. In particular, by using a high frequency, the chances of cavitation increase and the
また、超音波の出力については、高出力の方が振動波の振幅を大きくすることができるため、気泡を成長させる作用が強くなり、気泡圧壊時の衝撃波212を大きくすることができる。このため、原料破砕工程S2および粒子凝集工程S3において、超音波の出力としては300W〜1200Wが最も好ましい。これは、200W程度の低出力では、衝撃波212が小さくなってしまうためであり、1200Wより高出力の超音波を発振できる超音波振動装置は高価格であるためである。
Regarding the output of ultrasonic waves, the higher output can increase the amplitude of the vibration wave, so that the action of growing bubbles becomes stronger and the
<金属組成物について>
金属粒子の原料となる金属組成物200は、Sn、Ag、Cu、Sb、Bi、In、Auのうちの少なくとも1種類の元素を含む金属または合金であれば良く、さらにそれら金属からなる金属酸化物でも良い。また、一次金属粒子201を効率よく発生させるためには、金属組成物200の大きさは、縦横高さがそれぞれ10〜1000μm程度の寸法であることが最も好ましい。これは、以下の理由による。10μm以下では、衝撃波212が当たったときに衝撃波212によって弾かれてしまい、一次金属粒子201を生成できる効率が低くなるからである。また、1000μm以上では金属組成物200の体積の割に表面積が小さくなってしまい、衝撃波212によって作用される確率が低くなるため、結果として一次金属粒子201を生成できる効率が低くなるからである。
<About the metal composition>
The
<粒子分級工程S4について>
粒子分級工程S4では、上記したように溶媒210の流れ中に含まれる金属粒子(一次金属粒子201および二次金属粒子202)に対して溶媒210の流れ方向に垂直な磁場を与えることで一次金属粒子201と二次金属粒子202とを分級する。粒子分級工程S4における分級方法についての詳細は後述する。
<Particle classification step S4>
In the particle classification step S4, the magnetic field perpendicular to the flow direction of the solvent 210 is applied to the metal particles (the
図4は、磁場300によって金属粒子400に働く磁力を説明するための概念図である。磁場300の中では、金属粒子400に磁気体積力Fmagが作用する。磁気体積力Fmagは、以下の式(1)で表すことができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the magnetic force applied to the
なお、式(1)において、Mは磁化[A/m]、Hは磁場[A/m]、χは磁性体である金属粒子400の磁化率[m3/kg]、ΔHは磁場勾配[A/m]、Vは金属粒子400の体積[m3]を表す。磁気体積力Fmag、磁化M、および磁場Hはベクトル量であり、磁化率χ、磁場勾配ΔH、およびVはスカラー量である。
In the formula (1), M is the magnetization [A/m], H is the magnetic field [A/m], χ is the magnetic susceptibility [m 3 /kg] of the
式(1)に示すように、磁気体積力Fmagの大きさは金属粒子400の体積Vと磁化M、磁場勾配ΔHとの積で表すことができる。式(1)により、金属粒子400の体積が大きいほど大きな磁気体積力Fmagが作用することがわかる。すなわち、上記したように一次金属粒子201よりも二次金属粒子202の方が体積が大きいため、一次金属粒子201に対して働く磁気体積力Fmag_201よりも二次金属粒子202に対して働く磁気体積力Fmag_202の方が大きくなる。粒子分級工程S4では、これを利用して一次金属粒子201と二次金属粒子202との分級を行う。
As shown in Expression (1), the magnitude of the magnetic volume force F mag can be represented by the product of the volume V of the
なお、磁気体積力Fmagの向きは、金属粒子400の磁化Mの向きによって決定される。磁化Mは、磁場強度Hと金属粒子400の磁化率χとの積で表すことができ、金属粒子400の磁化率χの正負によって磁場の向きを制御することで、磁気体積力Fmagの向きを制御することができる。
The direction of the magnetic volume force F mag is determined by the direction of the magnetization M of the
表1は、金属組成物200の材料となりうる金属材料Sn,Cu,Biの磁化率を示している。表1から分かるように、金属粒子400がSn、Cu、Biで構成されている場合、いずれも磁化率χはχ<0であり、反磁性体である。この場合、図4に示すように、磁気体積力Fmagの向きは磁場300の向きとは逆方向となる。一方、金属粒子400が強磁性材料(例えばCo,Niやその合金)である場合、磁化率χ>0であるため、磁気体積力Fmagの向きは磁場300の向きと同じ方向となる。
Table 1 shows the magnetic susceptibility of the metal materials Sn, Cu, Bi that can be the material of the
<金属粒子製造装置100>
次に、上記説明板金属粒子製造プロセスを実施できる金属粒子製造装置100について説明する。図5は、本発明の実施の形態1における金属粒子製造装置を上面から見た模式図である。さらに図6は、本発明の実施の形態1における金属粒子製造装置の断面を示す模式図であり、図5のx−x断面である。
<Metal
Next, a metal
図5に示すように、本発明の実施の形態に係る金属粒子製造装置100は、原料供給部110と、原料破砕部120と、粒子製造部130と、を有する。粒子製造部130は、粒子凝集部131と、粒子分級部132と、粒子回収部133と、によって構成される。
As shown in FIG. 5, the metal
図5および図6に示すように、原料破砕部120および粒子製造部130は、溶媒槽140上に設けられている。溶媒槽140は、溶媒210が流れることができる槽である。図6に示すように、溶媒槽140は、原料破砕部120と粒子製造部130とを隔てる仕切り141を有する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the raw
原料供給部110は、金属粒子の原料である金属組成物200と、溶媒210とを、溶媒槽140の原料破砕部120側に供給する。溶媒210は、金属組成物200と比較して大量に供給されるため、溶媒槽140には、仕切り141より高くなる量の溶媒210が貯留される。一方、金属組成物200は溶媒210と比較して少量であり、また比重が大きいため、原料供給部110の底部に配置される。このような状態において、金属組成物200は溶媒槽140の仕切り141を越えることはなく、一方、溶媒210は仕切り141を越えて原料破砕部120側と粒子製造部130側へ流れることができるようになっている。なお、上記説明した例では原料供給部110から金属組成物200と溶媒210とが原料破砕部120に供給されるとしたが、例えば溶媒槽140の中にあらかじめ溶媒210がある程度の量貯留されていてもよい。
The raw
原料破砕部120は、溶媒210中の金属組成物200の表面を破砕して一次金属粒子201を生成する。すなわち、原料破砕部120では、図1に示す金属粒子製造工程の原料破砕工程S2が行われる。図6に示すように、原料破砕部120において、溶媒槽140の上部には、超音波を発する第1振動子121が設けられている。第1振動子121は、図示しない制御部の制御により、原料破砕部120に超音波を照射して金属組成物200から一次金属粒子201を生成する。
The raw
このように生成された一次金属粒子201を含む溶媒210は、原料破砕部120から仕切り141を越えて粒子製造部130の粒子凝集部131に流れ込む。図5に示す矢印Aは、溶媒210がおおよそ流れる方向を示している。この際、金属組成物200は仕切り141を超えない。なお、溶媒槽140における溶媒の流れは、例えば原料供給部110から供給される溶媒210(金属組成物200を含む)が原料破砕部120に流れ込むことによって生じる流れである。溶媒槽140における溶媒の流れは、図示しないポンプにより発生させるようにしてもよい。
The solvent 210 containing the
粒子凝集部131は、一次金属粒子201同士を凝集させて、より大きい二次金属粒子202を生成する。すなわち、粒子凝集部131は、図1に示す金属粒子製造工程の粒子凝集工程S3が行われる。図6に示すように、粒子凝集部131において、溶媒槽140の下部には、超音波を発する第2振動子1311が設けられている。第2振動子1311は、図示しない制御部の制御により、粒子凝集部131に超音波を照射して一次金属粒子201同士の凝集を生じさせ、二次金属粒子202を生成する。
The
このように生成された二次金属粒子202を含む溶媒210は、溶媒の流れ(図5に示す矢印A)に沿って粒子分級部132へ流れる。なお、粒子凝集部131では、原料破砕部120にて発生した一次金属粒子201のすべてを凝集させて二次金属粒子202とすることは難しい。このため、粒子分級部132には、一次金属粒子201と二次金属粒子202とが混ざり合った状態の溶媒210が流れていくことになる。
The solvent 210 containing the
粒子分級部132は、一次金属粒子201と二次金属粒子202とを分級する。すなわち、粒子分級部132は、図1に示す金属粒子製造工程における粒子分級工程S4が行われる。粒子分級部132には、溶媒210の流れに対して垂直方向の磁場を発生させるように、電磁石135が設置されている。粒子分級部132に流れてきた一次金属粒子201と二次金属粒子202は、電磁石135が発生させる磁場により、溶媒210の流れと垂直方向に力を受ける。この力は、上記したように、体積が比較的小さい一次金属粒子201よりも、比較的体積の大きい二次金属粒子202に対してより大きく作用する。このため、粒子分級部132において、一次金属粒子201と二次金属粒子202とは、それぞれ異なる溶媒210の流れに沿って移動する。具体的には、一次金属粒子201は元の溶媒210の流れ方向Aに沿って流れ、二次金属粒子202は、溶媒210の流れ方向Aを外れて図5に示す方向Bに向きを変えて流れ始める。
The
粒子回収部133は、一次金属粒子201および二次金属粒子202を回収する。回収方法は特に限定しないが、例えば粒子回収部133において、溶媒槽140には底面に図示しない回収用穴が設けられており、そこから一次金属粒子201および二次金属粒子202を回収すればよい。
The
なお、図5に示すように、粒子回収部133において、溶媒槽140は2つに分かれた構造を有する。一次金属粒子201を回収するための第1回収部136と、第2回収部137である。図5に示すように、第1回収部136は、溶媒210の流れ方向Aに沿った一次金属粒子201を回収できる位置に設けられている。一方、第2回収部137は、粒子分級部132において電磁石135により磁気体積力が加えられることで方向Bに向かい始めた二次金属粒子202を回収できる位置に設けられている。これにより、一次金属粒子201と二次金属粒子202とを、効率よく、かつ高精度で分級して回収することができる。
In addition, as shown in FIG. 5, in the
<作用・効果>
本開示に係る金属粒子製造装置100は、金属組成物200の表面を破砕して一次金属粒子201を生成する原料破砕部120と、一次金属粒子201同士を凝集させて、一次金属粒子201より大きい二次金属粒子202を生成する粒子凝集部131と、一次金属粒子201と二次金属粒子202とを含む溶媒210の流れに垂直な磁場を印加して一次金属粒子201と二次金属粒子202とを分級する粒子分級部132と、分級された一次金属粒子201と二次金属粒子202をそれぞれ回収する粒子回収部133と、を有する。
<Action/effect>
The metal
このような構成により、溶媒210中の一次金属粒子201と二次金属粒子202とを精度よく、かつ効率よく分級することができる。
With such a configuration, the
<変形例>
以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素は任意に組み合わせられてもよい。
<Modification>
Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, the present disclosure is not limited to such examples. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope described in the claims, and naturally, these also belong to the technical scope of the present disclosure. Understood. Further, the constituent elements in the above-described embodiments may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the disclosure.
上記説明した実施の形態において、図5に示すように原料破砕部120は1台であった。しかしながら、本開示では、一次金属粒子201の発生量を多くするため、複数の原料破砕部を備えた構造としても良い。
In the above-described embodiment, the raw
図5に示す金属粒子製造装置100の変形例として、例えば以下のような形態の金属粒子製造装置100Dが挙げられる。図7は、変形例の金属粒子製造装置100Dについて説明するための図である。図7は、金属粒子製造装置100Dを上から見た模式図である。金属粒子製造装置100Dでは、粒子回収部133の下流に再凝集流路138を設けた点において上記説明した金属粒子製造装置100と異なっている。再凝集流路138は、図7に示すように、粒子回収部133の第1回収部136の下流側と、粒子凝集部131の上流側とを互いに接続している。これにより、第1回収部136にて回収しきれなかった一次金属粒子201は、再凝集流路138を通って再び粒子凝集部131に到達し、粒子凝集部131にて粒子凝集工程の対称となる。このような構成によれば、金属粒子のロスが低減されるため、より好適である。
As a modified example of the metal
本開示は、金属ナノ粒子を液相法にて製造する金属粒子製造方法に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present disclosure is useful for a method for producing metal particles, which comprises producing metal nanoparticles by a liquid phase method.
100,100D 金属粒子製造装置
110 原料供給部
120 原料破砕部
121 第1振動子
130 粒子製造部
131 粒子凝集部
1311 第2振動子
132 粒子分級部
133 粒子回収部
135 電磁石
136 第1回収部
137 第2回収部
138 再凝集流路
140 溶媒槽
200 金属組成物
201 一次金属粒子
202 二次金属粒子
210 溶媒
211 気泡
212 衝撃波
300 磁場
400 金属粒子
100,100D Metal
Claims (7)
前記一次金属粒子同士を凝集させて、前記一次金属粒子より大きい二次金属粒子を生成する粒子凝集部と、
前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを含む溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級する粒子分級部と、
分級された前記一次金属粒子と前記二次金属粒子をそれぞれ回収する粒子回収部と、
を有する、金属粒子製造装置。 A raw material crushing unit for crushing the surface of the metal composition to generate primary metal particles,
By aggregating the primary metal particles with each other, a particle aggregating portion for producing secondary metal particles larger than the primary metal particles,
A particle classification unit that classifies the primary metal particles and the secondary metal particles by applying a magnetic field perpendicular to the flow of a solvent containing the primary metal particles and the secondary metal particles,
A particle recovery unit for respectively recovering the classified primary metal particles and the secondary metal particles,
An apparatus for producing metal particles, comprising:
請求項1に記載の金属粒子製造装置。 The raw material crushing unit crushes the surface of the metal composition by irradiating the solvent containing the metal composition with ultrasonic waves to cause cavitation,
The metal particle manufacturing apparatus according to claim 1.
請求項2に記載の金属粒子製造装置。 The particle aggregating unit moves the primary metal particles by irradiating the solvent containing the primary metal particles with ultrasonic waves to cause cavitation, thereby aggregating the primary metal particles with each other,
The metal particle manufacturing apparatus according to claim 2.
請求項3に記載の金属粒子製造装置。 The frequency of ultrasonic waves emitted by the raw material crushing unit is higher than the frequency of ultrasonic waves emitted by the particle aggregating unit,
The metal particle manufacturing apparatus according to claim 3.
前記溶媒の流れ方向における前記第1回収部の下流側と、前記粒子凝集部の上流側と、を接続する流路をさらに有する、
請求項1から4のいずれか一項に記載の金属粒子製造装置。 The particle recovery unit has a first recovery unit for recovering the classified primary metal particles, and a second recovery unit for recovering the classified secondary metal particles,
Further comprising a flow path that connects the downstream side of the first recovery unit in the flow direction of the solvent and the upstream side of the particle aggregation unit,
The metal particle manufacturing apparatus according to claim 1.
前記一次金属粒子同士を凝集させて、前記一次金属粒子より大きい二次金属粒子を生成し、
前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを含む溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級し、
分級された前記一次金属粒子と前記二次金属粒子をそれぞれ回収する、
金属粒子製造方法。 The surface of the metal composition is crushed to generate primary metal particles,
Aggregating the primary metal particles with each other to generate secondary metal particles larger than the primary metal particles,
A magnetic field perpendicular to the flow of a solvent containing the primary metal particles and the secondary metal particles is applied to classify the primary metal particles and the secondary metal particles,
Respectively collecting the classified primary metal particles and the secondary metal particles,
Metal particle manufacturing method.
前記溶媒の流れに垂直な磁場を印加して前記一次金属粒子と前記二次金属粒子とを分級する、
金属粒子分級方法。 A solvent containing primary metal particles and secondary metal particles larger than the primary metal particles is caused to flow in one direction,
A magnetic field perpendicular to the flow of the solvent is applied to classify the primary metal particles and the secondary metal particles,
Metal particle classification method.
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