JP7018805B2 - Method for preparing a sample-embedded resin for analysis - Google Patents
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Description
この発明は、分析の対象とする微小な粒状試料を、分析に先立ち、樹脂材料に埋め込んで固定して、分析用試料埋込樹脂を作製する方法に関するものであり、特には、樹脂材料中の粒状試料の分散性の向上を図る技術を提案するものである。 The present invention relates to a method for preparing a sample-embedded resin for analysis by embedding and fixing a minute granular sample to be analyzed in a resin material prior to analysis, and in particular, in a resin material. It proposes a technique for improving the dispersibility of a granular sample.
たとえば、鉱石、スラグ、汚泥、粉塵もしくは、電気電子機器等のリサイクル原料その他の不均一な組成および粒径の粒子からなる粒状試料の元素含有量、粒度分布、単体分離度などを計測して分析するに際しては、その粒状試料を構成する粒子が微小であることから、分析装置にセットする前に、当該粒状試料を樹脂材料に埋め込んで固定して、試料埋込樹脂を得ることが一般に行われている。なお、このような分析装置の一例として、鉱物解析システム(Mineral Liberation Analyzer、MLA)は、SEM-EDSをベースとして鉱石粒子の解析を行うものであり、特に鉱物資源の分野で用いられている。 For example, the element content, particle size distribution, unit separation degree, etc. of a granular sample consisting of ore, slag, sludge, dust, recycled raw materials such as electrical and electronic equipment, and other particles with non-uniform composition and particle size are measured and analyzed. Since the particles constituting the granular sample are very small, it is generally practiced to embed the granular sample in a resin material and fix it to obtain a sample-embedded resin before setting it in an analyzer. ing. As an example of such an analyzer, a mineral analysis system (Minal Liberation Analyzer, MLA) analyzes ore particles based on SEM-EDS, and is particularly used in the field of mineral resources.
かかる試料埋込樹脂では、分析精度を高めるため、粒状試料が樹脂材料中に十分に分散し、分離偏析がない代表組成になっていることが求められる。
それゆえに従来は、試料埋込樹脂を作製する場合、はじめに、粒状試料を液体状樹脂材料と混合させ、それにより得られる混合物に対して、手作業によるかき混ぜや、超音波撹拌機での容器内の攪拌等を十分に行った後、該混合物を大気中で加熱し、そこに含まれる液体状樹脂材料を硬化させることとしていた。
In such a sample-embedded resin, in order to improve the analysis accuracy, it is required that the granular sample is sufficiently dispersed in the resin material and has a representative composition without separation and segregation.
Therefore, conventionally, when preparing a sample-embedded resin, a granular sample is first mixed with a liquid resin material, and the resulting mixture is manually stirred or in a container with an ultrasonic stirrer. After sufficient stirring and the like, the mixture was heated in the air to cure the liquid resin material contained therein.
ここで、粒状試料は特に鉱石粒子からなるものでは、その粒子の粒径が不均一であり、また多様な金属やその化合物等を含むことから、このような粒状試料を分析の対象とする場合で液体状樹脂材料を用いると、液体状樹脂材料の硬化が完了するまでの間に、液体状樹脂材料中で沈降する粒状試料の各粒子のその沈降速度に差が生じる。そしてこのことは、液体状樹脂材料の硬化後に、樹脂材料中の粒状試料の分散性を低下させ、試料埋込樹脂における粒状試料の分離偏析を生じさせるという問題がある。 Here, when the granular sample is particularly composed of ore particles, the particle size of the particles is non-uniform and contains various metals and compounds thereof. Therefore, when such a granular sample is to be analyzed. When the liquid resin material is used in the above, there is a difference in the settling rate of each particle of the granular sample that settles in the liquid resin material until the curing of the liquid resin material is completed. This has the problem that after the liquid resin material is cured, the dispersibility of the granular sample in the resin material is lowered, and the separation and segregation of the granular sample in the sample-embedded resin is caused.
この問題に対し、特許文献1には、「粒状試料が樹脂に包埋されてなる樹脂包埋試料の作製方法であって、前記粒状試料と粒状のペレット用樹脂との混合物を固形化して、ペレット成形体を得る固形化工程と、前記ペレット成形体に含まれる前記ペレット用樹脂を溶融固化させて、固化ペレットを得る溶融固化工程と、を有することを特徴とする樹脂包埋試料の作製方法」が提案されている。そして、これによれば、「試料作製時に、試料に含まれる鉱石粒子の比重差に起因する鉱物の存在状態の偏りを生じさせず、かつ分析試料数が増える等の分析時の負担を軽減できる樹脂包埋試料およびその作製方法を提供することができる」とされている。
To solve this problem,
ところで、樹脂材料中の粒状試料の分散性が低下する他の要因としては、粒状試料の微小な粒子で生じ得る粒子どうしの凝集がある。粒子の凝集が十分に除去されずに樹脂材料中に粒状試料が固定されると、これを分析装置で分析した際に、分析装置が凝集粒子を一個の粒子として誤認することに起因する分析精度の低下が否めない。
特許文献1に記載された方法では、液体状樹脂材料を用いた場合の各粒子の沈降速度の差に起因する分散性の低下は防止できるものの、このような粒子の凝集を抑制することはできないので、分散性向上の観点から更なる改善の余地があるといえる。
By the way, another factor that lowers the dispersibility of the granular sample in the resin material is the aggregation of particles that can occur in the fine particles of the granular sample. If the granular sample is fixed in the resin material without sufficiently removing the agglomeration of the particles, the analysis accuracy is caused by the analyzer misidentifying the agglomerated particles as a single particle when the granular sample is analyzed by the analyzer. The decline is undeniable.
The method described in
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題に対処することを課題とするものであり、その目的は、粒状試料および粒状樹脂材料から試料埋込樹脂を作製するに当り、樹脂材料中の粒状試料の粒子の凝集を十分に抑制し、粒状試料の分散性を向上させることのできる分析用試料埋込樹脂の作製方法を提供することにある。 An object of the present invention is to deal with such a problem of the prior art, and an object of the present invention is to prepare a sample-embedded resin from a granular sample and a granular resin material, and the purpose thereof is to form granules in the resin material. It is an object of the present invention to provide a method for producing a sample-embedded resin for analysis, which can sufficiently suppress the aggregation of sample particles and improve the dispersibility of the granular sample.
発明者は鋭意検討の結果、粒状試料および粒状樹脂材料の攪拌に自転公転撹拌機を用いることとし、その攪拌後に粒状試料および粒状樹脂材料を加圧・加熱することにより、粒子の凝集が効果的に抑制されて、樹脂材料中の粒状試料の分散性を有効に向上でき、分離偏析がない代表組成が得られることを見出した。これは、粒状試料および粒状樹脂材料を投入した容器を自転させながら公転させることで、自転公転撹拌機によって粒状試料および粒状樹脂材料の粒子どうしが混練されて、粒状試料の粒子表面に付着した他の粒子が剥ぎ取られること等によるものと考えられるが、この発明は、このような理論に限定されるものではない。 As a result of diligent studies, the inventor decided to use a rotating revolution stirrer for stirring the granular sample and the granular resin material, and by pressurizing and heating the granular sample and the granular resin material after the stirring, the aggregation of the particles is effective. It was found that the dispersibility of the granular sample in the resin material can be effectively improved and a representative composition without separation and segregation can be obtained. This is because the particles of the granular sample and the granular resin material are kneaded with each other by the rotation and revolution stirrer by rotating the container containing the granular sample and the granular resin material while rotating, and adhere to the particle surface of the granular sample. It is considered that the particles of the above are stripped off, but the present invention is not limited to such a theory.
かかる知見に基き、この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法は、粒径が不均一な粒子からなり複数種類の単体及び/又は化合物を含む分析対象の粒状試料を、樹脂材料に埋め込んで、該樹脂材料中に前記粒状試料を固定した試料埋込樹脂を作製する方法であって、容器内に、前記粒状試料を粒状樹脂材料とともに投入し、粒状試料および粒状樹脂材料入りの前記容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ該自転とは逆の回転方向に公転させることにより、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を溶融させた後に硬化させ、前記自転公転撹拌機による撹拌の初期段階を大気雰囲気で行い、その後の少なくとも終期段階を真空雰囲気で行うというものである。 Based on this finding, in the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, a granular sample to be analyzed, which is composed of particles having a non-uniform particle size and contains a plurality of types of simple substances and / or compounds, is embedded in the resin material. A method for producing a sample-embedded resin in which the granular sample is fixed in the resin material. The granular sample is put into a container together with the granular resin material, and the granular sample and the container containing the granular resin material are placed in the container. The granular sample and the granular resin material in the container are stirred by rotating in the rotation direction opposite to the rotation while rotating with the rotation and rotation stirrer, and then the granular sample and the granular resin material in the container are pressurized. The granular resin material is melted and then cured, and the initial stage of stirring by the rotation / revolution stirrer is performed in an air atmosphere, and at least the final stage thereafter is performed in a vacuum atmosphere .
また、この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法は、粒径が不均一な粒子からなり複数種類の単体及び/又は化合物を含む分析対象の粒状試料を、樹脂材料に埋め込んで、該樹脂材料中に前記粒状試料を固定した試料埋込樹脂を作製する方法であって、容器内に、前記粒状試料を粒状樹脂材料とともに投入し、粒状試料および粒状樹脂材料入りの前記容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ該自転と同じ回転方向に公転させることにより、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を溶融させた後に硬化させ、前記自転公転撹拌機による撹拌の初期段階を大気雰囲気で行い、その後の少なくとも終期段階を真空雰囲気で行うというものである。 Further, in the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, a granular sample to be analyzed, which is composed of particles having a non-uniform particle size and contains a plurality of types of simple substances and / or compounds, is embedded in a resin material and the resin is prepared. This is a method for producing a sample-embedded resin in which the granular sample is fixed in a material. The granular sample is put into a container together with the granular resin material, and the granular sample and the container containing the granular resin material are rotated and revolved. The granular sample and the granular resin material in the container are stirred by rotating the sample and the granular resin material in the same rotation direction while rotating with a stirrer, and then the granular sample and the granular resin material in the container are pressurized and heated. The granular resin material is melted and then cured, and the initial stage of stirring by the rotation / revolution stirrer is performed in an air atmosphere, and at least the final stage thereafter is performed in a vacuum atmosphere .
自転公転撹拌機による攪拌時の公転速度は、400rpm~2000rpmとすることが好ましい。 The revolution speed during stirring by the rotation / revolution stirrer is preferably 400 rpm to 2000 rpm.
自転公転撹拌機による攪拌時間は、1分~30分とすることが効果的である。 It is effective that the stirring time by the rotation / revolution stirrer is 1 minute to 30 minutes.
なお、この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法では、粒状試料および粒状樹脂材料の加圧・加熱を同時に行うことができる。
この場合、粒状試料および粒状樹脂材料の加圧・加熱時間を、10分~20分とすることが好ましい。
In the method for producing the sample-embedded resin for analysis of the present invention, the granular sample and the granular resin material can be pressurized and heated at the same time.
In this case, the pressurization / heating time of the granular sample and the granular resin material is preferably 10 to 20 minutes.
この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法では、粒状試料および粒状樹脂材料を加圧する際に、粒状試料および粒状樹脂材料に加える圧力を、7MPa~35MPa、特に20MPa~30MPaとすることが好ましい。
また、この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法では、粒状試料および粒状樹脂材料を加熱する際に、粒状試料および粒状樹脂材料の温度を、50℃~220℃、特に100℃~200℃まで上昇させることが好ましい。
In the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, the pressure applied to the granular sample and the granular resin material when the granular sample and the granular resin material are pressed is preferably 7 MPa to 35 MPa, particularly 20 MPa to 30 MPa. ..
Further, in the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, when the granular sample and the granular resin material are heated, the temperature of the granular sample and the granular resin material is set to 50 ° C to 220 ° C, particularly 100 ° C to 200 ° C. It is preferable to raise it to.
この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法では、前記粒状試料を構成する粒子を鉱石粒子とすることができる。 In the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, the particles constituting the granular sample can be used as ore particles.
この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法では、自転公転撹拌機で自転させる前記容器として、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器が複数個配置されたものを用いることができる。 In the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, a container in which a plurality of containers containing a granular sample and a granular resin material are arranged can be used as the container to be rotated by a rotating revolution stirrer.
この発明の分析用試料埋込樹脂の作製方法によれば、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ公転させて攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱して、当該粒状樹脂材料を溶融・硬化させることにより、樹脂材料中の粒状試料の粒子の凝集が十分に抑制され、それにより、樹脂材料中の粒状試料の分散性を向上させることができる。 According to the method for producing a sample-embedded resin for analysis of the present invention, a container containing a granular sample and a granular resin material is rotated and stirred while rotating with a rotating and revolving stirrer, and then the granular sample and granules in the container are stirred. By pressurizing and heating the resin material to melt and cure the granular resin material, the aggregation of the particles of the granular sample in the resin material is sufficiently suppressed, whereby the dispersibility of the granular sample in the resin material is sufficiently suppressed. Can be improved.
以下に、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
この発明の一の実施形態に係る分析用試料埋込樹脂の作製方法では、粒径が不均一な粒子からなり複数種類の単体及び/又は化合物を含む分析対象の粒状試料を、樹脂材料に埋め込んで、該樹脂材料中に前記粒状試料を固定した試料埋込樹脂を作製するに当り、容器内に、前記粒状試料を粒状樹脂材料とともに投入し、次いで、粒状試料および粒状樹脂材料入りの前記容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ該自転とは逆の回転方向に、又は該自転と同じ回転方向に公転させることにより、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を溶融させた後に硬化させる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
In the method for producing a sample-embedded resin for analysis according to an embodiment of the present invention, a granular sample to be analyzed, which is composed of particles having a non-uniform particle size and contains a plurality of types of simple substances and / or compounds, is embedded in the resin material. In order to prepare a sample-embedded resin in which the granular sample is fixed in the resin material, the granular sample is put into a container together with the granular resin material, and then the granular sample and the container containing the granular resin material are contained. The granular sample and the granular resin material in the container are stirred by rotating the sample in the rotation direction opposite to the rotation or in the same rotation direction as the rotation while rotating with the rotation / rotation stirrer, and then in the container. The granular sample and the granular resin material are pressurized and heated to melt the granular resin material and then cure.
(粒状試料)
分析の対象とする粒状試料は、鉱石、スラグ、汚泥、粉塵もしくは、電気電子機器を含むそのリサイクル原料等に対して所定の処理を施すこと等によって、比較的小さい粒子となったものとすることができる。このような粒状試料は通常、組成および粒径の意図的な均一化が行われていないので、組成が異なるとともに粒径も異なる不均一な多種類の粒子からなる。
(Granular sample)
The granular sample to be analyzed shall be made into relatively small particles by subjecting ore, slag, sludge, dust, or its recycled raw materials including electrical and electronic equipment to a predetermined treatment. Can be done. Since such a granular sample is usually not intentionally homogenized in composition and particle size, it is composed of many kinds of non-uniform particles having different compositions and different particle sizes.
なかでも、鉱石粒子からなる粒状試料を対象とする場合、このような鉱石粒子は銅鉱石を含むことがあり、これには、たとえば、輝銅鉱、銅藍、黄銅鉱、班銅鉱、硫砒銅鉱、ブロシャン銅鉱等が含まれ得る。銅鉱石以外にも黄鉄鉱、磁鉄鉱、ケイ酸塩鉱物、輝水鉛鉱、金粒子等も含まれ得る。なおケイ酸塩鉱物としては、正長石、曹長石、斜長石、白雲母、黒雲母、石英等がある。 In particular, when targeting granular samples consisting of ore particles, such ore particles may contain copper ore, which may include, for example, chalcocite, covellite, chalcopyrite, copper ore, enargite, etc. Brochan copper ore and the like may be included. In addition to copper ore, pyrite, magnetite, silicate minerals, molybdenite, gold particles and the like can also be contained. The silicate minerals include orthoclase, albite, plagioclase, muscovite, biotite, quartz and the like.
スラグからなる粒状試料を対象とする場合、スラグ自体がSiO2、CaO、Al2O3、FeO及びFe3O4等を含む複雑な組成を持ち、さらにスラグ中にマット粒子やメタル粒子を含む場合がある。
電気電子機器からなる粒状試料の場合、基板に含まれる樹脂部や回路を構成する金属部、難燃剤部等の様々な組成を持つ粒子が存在する。
汚泥、粉塵に至っては単一の組成となっている場合はまず無い。
When targeting a granular sample consisting of slag, the slag itself has a complex composition containing SiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , FeO, Fe 3 O 4 , etc., and the slag further contains matte particles and metal particles. In some cases.
In the case of a granular sample made of an electric / electronic device, there are particles having various compositions such as a resin part contained in the substrate, a metal part constituting a circuit, and a flame retardant part.
Sludge and dust are unlikely to have a single composition.
粒状試料を構成する粒子の粒径は、たとえば1μm~700μm、典型的には20μm~200μmの範囲で、比較的全体的に分布していて不均一である。なお、粒度分布計で測定できる粒度は、たとえば0.243μm~2000μmである場合があるが、上述したような粒状試料の粒径はこの範囲で不均一に分布している。 The particle size of the particles constituting the granular sample is, for example, in the range of 1 μm to 700 μm, typically 20 μm to 200 μm, and is relatively generally distributed and non-uniform. The particle size that can be measured by the particle size distribution meter may be, for example, 0.243 μm to 2000 μm, but the particle size of the granular sample as described above is unevenly distributed in this range.
(樹脂材料)
上述した粒状試料を埋め込んで固定するための樹脂材料としては、後述する容器への投入の際および攪拌の際に粒状に維持でき、かつその後に、加圧・加熱によって硬化させることができれば様々なものを用いることができるが、たとえば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができる。なかでも、フェノール樹脂は、フィラーがないので好ましい。
粒状樹脂材料の粒子の粒径としては、たとえば数μm~数百μmである。
(Resin material)
As the resin material for embedding and fixing the above-mentioned granular sample, there are various as long as it can be maintained in the form of granules when it is put into a container and when it is stirred, which will be described later, and can be subsequently cured by pressurization and heating. Those can be used, and examples thereof include phenol resin, epoxy resin, acrylic resin and the like. Of these, phenolic resin is preferable because it does not have a filler.
The particle size of the particles of the granular resin material is, for example, several μm to several hundred μm.
(分析用試料埋込樹脂の作製方法)
上記の粒状試料および樹脂材料にて分析用の試料埋込樹脂を作製するには、はじめに、図1及び2に例示するような底付き円筒状等の所定の容器1に、粒状試料2を粒状樹脂材料3とともに投入する。この実施形態では、容器1には、粒状試料2および粒状樹脂材料3のみを投入することができ、グラファイト等をさらに投入することを要しない。これは、後述するように自転公転撹拌機により粒状樹脂材料3中に粒状試料2の粒子の凝集を十分有効に取り除くことができるからである。但し、他の実施形態では、粒状試料2および粒状樹脂材料3以外のグラファイト等の材料を投入することもある。
(Method for preparing a resin for implanting a sample for analysis)
In order to prepare a sample-embedded resin for analysis from the above-mentioned granular sample and resin material, first, the
次いで、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を、所定の自転公転撹拌機にセットし、当該自転公転撹拌機の機能に基き、図1及び2のそれぞれに矢印で示すように、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4の自転および公転を同時に行って、容器1内の粒状試料2および粒状樹脂材料3を攪拌する。より詳細には、底付き円筒状の容器1の底部を斜め下側に向けてその中心軸を傾斜させて配置し、その中心軸を自転軸として粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を自転させるとともに、容器1から距離をおいて自転軸が所定の角度θで傾斜するように公転軸を設定し、その公転軸の周りに粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を公転させる。
Next, the
これにより、粒状試料2および粒状樹脂材料3の粒子どうしが混練されて、粒状試料2の凝集した粒子の表面に付着している他の粒子が剥ぎ取られるので、粒状試料2の粒子の凝集を効果的に除去することができる。またこの際に、粒状試料2および粒状樹脂材料3が十分に混ぜ合わされるので、容器1内での粒状試料2の偏りが解消される。それらの結果として、作製される試料埋込樹脂における粒状樹脂材料3中の粒状試料2の分散性を大きく高めることができる。
As a result, the particles of the
なお、自転公転撹拌機による攪拌に加えて、その前もしくは後に、それ以外の、たとえば手作業等による攪拌を行うことも可能ではあるが、作業工数の低減、作業時間の短縮の観点からは、自転公転撹拌機以外の攪拌は行わないことが好ましい。多くの場合は、自転公転撹拌機による攪拌で十分に分散性の向上を図ることができる。 In addition to stirring by the planetary rotation mixer, it is possible to perform stirring before or after that, for example, by manual work, but from the viewpoint of reducing work man-hours and work time, it is possible. It is preferable not to perform stirring other than the rotation / revolution stirrer. In many cases, stirring with a rotation / revolution stirrer can sufficiently improve the dispersibility.
自転公転撹拌機としては、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4のこのような自転および公転を行い得るものであれば特に問わず、たとえば公知のものを用いることができる。自転公転撹拌機での公転と自転は、図1に示すように、互いに逆の回転方向とすることができ、あるいは図2に示すように、互いに同じ回転方向とすることができる。つまり、公転と自転の相対的な回転方向は特に問わず、使用する自転公転撹拌機や、粒状試料2ないし粒状樹脂材料3の状態等に応じて適宜設定することができる。
The rotation / revolution agitator is not particularly limited as long as it can perform such rotation and revolution of the
また図3に示すように、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を複数個配置した容器4aを自転及び公転させることもできる。自転公転撹拌機によってはテーブルとも称され得るこの容器4aも、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器とみなすことができる。この場合、容器4aの中心軸を自転軸として容器4aを自転させるとともに、該自転軸が所定の角度θで傾斜するように公転軸を設定し、その公転軸の周りに容器4aを公転させる。図3に示すところでは、容器4aの中心軸の周囲に、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を互いに等間隔で四個配置しているが、容器4a内での粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4の配置態様や個数はこれに限定されるものではない。このように粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4を複数個配置した容器4aを自転及び公転させることにより、一度で複数個の粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4の粒状試料2を分散させることができるので、作業効率を大きく向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 3, a
ここで、自転公転撹拌機による攪拌時の公転速度は、400rpm~2000rpmとすることが好ましい。公転速度が遅すぎる場合、凝集粒ができることが懸念され、この一方で、公転速度が速すぎる場合、摩擦により粒が摩耗するおそれがある。粒状試料2と粒状樹脂材料3の粒径にもよるが、後述するように最初の大気雰囲気下では比較的遅い公転速度とし、粒状試料2と粒状樹脂材料3とがある程度混合した後に、その後の真空雰囲気下ではそれよりも速い公転速度とすることが好適である。この観点から、最初は400rpm~2000rpmの範囲内の所定の公転速度とし、その後は最初の当該公転速度より速くすることを前提として1000rpm~2000rpmの範囲内の公転速度とすることが有効である。
またここで、自転公転撹拌機による攪拌時の自転速度は、公転速度に対して0.4~0.6倍とすることが好適である。自転速度が遅すぎると、凝集粒が存在することが考えられる。一方、自転速度が速すぎると、粒子同士が摩耗して本来の粒度とは異なってしまう懸念がある。
なお、上述した公転速度および自転速度は、自転公転撹拌機で設定可能である。
Here, the revolution speed at the time of stirring by the rotation / revolution stirrer is preferably 400 rpm to 2000 rpm. If the revolution speed is too slow, there is a concern that aggregated grains will be formed, while if the revolution speed is too fast, the grains may wear due to friction. Although it depends on the particle size of the
Further, here, it is preferable that the rotation speed at the time of stirring by the rotation / revolution stirrer is 0.4 to 0.6 times the revolution speed. If the rotation rate is too slow, it is possible that agglutinated particles are present. On the other hand, if the rotation speed is too fast, there is a concern that the particles will wear out and differ from the original particle size.
The above-mentioned revolution speed and rotation speed can be set by the rotation revolution agitator.
自転公転撹拌機による攪拌時の自転軸の、公転軸に対する角度θは、好ましくは30°~60°、より好ましくは40°~50°として、自転軸を公転軸から傾斜させて攪拌を行うことができる。自転軸の傾斜角度θが小さいと、比重の大きいものが容器底部に沈降しやすい状態となり、また傾斜角度θが大きいと容器から樹脂がこぼれ、必要な樹脂量を容器に充填できない状態となる可能性がある。傾斜角度θは、材料の性質に合わせて適宜設定することができる。 The angle θ of the rotation axis during stirring by the rotation / revolution stirrer is preferably 30 ° to 60 °, more preferably 40 ° to 50 °, and the rotation axis is tilted from the revolution axis for stirring. Can be done. If the tilt angle θ of the rotation axis is small, the one with a large specific gravity tends to settle at the bottom of the container, and if the tilt angle θ is large, resin may spill from the container and the required amount of resin may not be filled in the container. There is sex. The inclination angle θ can be appropriately set according to the properties of the material.
ところで、上述したような自転公転撹拌機による攪拌は、粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4の周囲の雰囲気を真空雰囲気として行うことが、粒子間の隙間を小さくできる点で好適である。
By the way, in the stirring by the rotation / revolution stirrer as described above, it is preferable to use the atmosphere around the
但し、攪拌の初期段階から、自転公転撹拌機内の粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器4の周囲を真空雰囲気とすれば、容器1の開口の表面近傍に存在する粒状試料2が飛散することが懸念される。これを防止するため、攪拌の初期段階は、大気雰囲気として重力の作用の下で攪拌を行い、その後、真空雰囲気に切り替えてさらに攪拌することが好適である。つまり、攪拌の初期段階は大気雰囲気とし、その後の少なくとも終期段階は真空雰囲気とすることが好ましい。
ここで攪拌の初期段階は、自転公転撹拌機による攪拌の開始時点から、30秒~60秒が経過したときまでとすることができる。その後に真空雰囲気とする時間は、60秒~30分とすることができる。
However, if the vacuum atmosphere is created around the granular sample in the rotating and revolving stirrer and the
Here, the initial stage of stirring can be from the start time of stirring by the rotation / revolution stirrer to the time when 30 seconds to 60 seconds have elapsed. After that, the time for creating a vacuum atmosphere can be 60 seconds to 30 minutes.
自転公転撹拌機による攪拌時間は、上述したように途中で大気雰囲気から真空雰囲気に切り替える場合はそれらの合計の時間として、好ましくは1分~30分、より好ましくは5分~15分とすることができる。攪拌時間が短い場合は、粒状樹脂材料3中での粒状試料2の分散が不十分となることが懸念され、この一方で、攪拌時間が長すぎると、粒状樹脂材料3中で粒状試料2の粒子が相互に衝突することに起因する粒子の破壊が生じるおそれがある。
The stirring time by the rotation / revolution stirrer is preferably 1 minute to 30 minutes, more preferably 5 minutes to 15 minutes, as the total time when switching from the atmospheric atmosphere to the vacuum atmosphere on the way as described above. Can be done. If the stirring time is short, there is a concern that the dispersion of the
その後、容器1内の粒状試料2および粒状樹脂材料3を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を成形しつつ溶融させた後に硬化させる。この時、加圧・加熱するために容器1から粒状試料2および粒状樹脂材料3を取り出す必要があるが、できるだけ混合状態を保持したまま加圧装置に導入する方が望ましいので、例えば、自転公転撹拌機にセットする容器1には、粒状試料2や粒状樹脂材料3を入れる前に予めポリ塩化ビニリデン等のシートを敷いておき、その上に粒状試料2と粒状樹脂材料3を入れたうえで自転公転撹拌機で混合するようにしておいてもよい。そうすると、混合後にポリ塩化ビニリデン等のシートで包んで取り出し、そのまま加圧加熱装置にセットできる。
Then, the
ここでは、たとえば公知の熱間埋込装置を用いることができる。この場合、一般に、粒状試料2および粒状樹脂材料3の加圧と加熱が同時に行われることになるところ、その加熱および加圧の開始から終了までの時間は、好ましくは1分~30分、より好ましくは10分~20分とする。この加圧・加熱時間が長すぎると、粒状樹脂材料3が硬化する前の溶融時に、粒状試料2の各粒子の速度の異なる沈降が生じる懸念があり、この一方で、加圧・加熱時間が短すぎると、平面研磨時に試料が剥がれる可能性がある。
但し、たとえば冷間成形および加熱をこの順序で又はこの逆の順序で行って、加圧と加熱を別々にしてもよい。
Here, for example, a known hot embedding device can be used. In this case, in general, the pressure and heating of the
However, for example, cold forming and heating may be performed in this order or vice versa, and pressurization and heating may be performed separately.
粒状試料2および粒状樹脂材料3を加圧する際に、それらの粒状試料2および粒状樹脂材料3に加える圧力は、7MPa~35MPaとすることが好ましく、さらに20MPa~30MPaとすることがより一層好ましい。このときの加圧力が小さすぎると、樹脂材料が十分に成形されず、試料埋込樹脂が作製できないか又はその後の取扱い時や分析時に破壊する懸念がある。一方、加圧力が大きすぎると、粒状試料2の粒子への損傷のおそれがある。
When the
粒状試料2および粒状樹脂材料3を加熱する際に、粒状試料2および粒状樹脂材料3は、50℃~220℃、さらには100℃~200℃とすることが好適である。この最高到達温度が低すぎると、粒状樹脂材料3の溶融および硬化が有効に行われないことがあり、また高すぎると、試料の性状が変化する可能性がある。
なお粒状試料2および粒状樹脂材料3の温度を上昇させる際には、1℃上昇させる度に加減するといったように細かい調整が望ましい。一般に昇温速度や冷却速度は、粒状試料2および粒状樹脂材料3の種類や体積によって変化させる。
When the
When raising the temperature of the
以上に述べたようにして作製された試料埋込樹脂では、試料埋込樹脂における樹脂材料中に分散した粒状試料の粒子の粒度分布が、埋め込み前の粒状試料の粒度分布とほぼ同一、つまりほぼ同様の傾向となっていることが、粒子どうしの凝集抑制の観点から好適である。
そして、このような試料埋込樹脂は、様々な分析装置を用いた粒状試料の元素含有量、粒度分布、単体分離度などの分析に供することができる。特にここで、粒状試料を構成する粒子を鉱石粒子とした場合、その試料埋込樹脂は、鉱物解析システム(Mineral Liberation Analyzer、MLA)による分析に有効に用いることができる。
In the sample-embedded resin prepared as described above, the particle size distribution of the particles of the granular sample dispersed in the resin material in the sample-embedded resin is almost the same as, that is, almost the same as the particle size distribution of the granular sample before embedding. It is preferable that the same tendency is obtained from the viewpoint of suppressing aggregation of particles.
Then, such a sample-embedded resin can be used for analysis of the element content, particle size distribution, elemental separation degree, etc. of the granular sample using various analyzers. In particular, when the particles constituting the granular sample are ore particles, the sample-embedded resin can be effectively used for analysis by a mineral analysis system (Mineral Liberation Analyzer, MLA).
1 容器
2 粒状試料
3 粒状樹脂材料
4、4a 粒状試料および粒状樹脂材料入りの容器
θ 公転軸に対する自転軸の傾斜角度
1
Claims (10)
容器内に、前記粒状試料を粒状樹脂材料とともに投入し、粒状試料および粒状樹脂材料入りの前記容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ該自転とは逆の回転方向に公転させることにより、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を溶融させた後に硬化させ、
前記自転公転撹拌機による撹拌の初期段階を大気雰囲気で行い、その後の少なくとも終期段階を真空雰囲気で行う、分析用試料埋込樹脂の作製方法。 A granular sample to be analyzed, which is composed of particles having a non-uniform particle size and contains a plurality of types of simple substances and / or compounds, is embedded in a resin material to prepare a sample-embedded resin in which the granular sample is fixed in the resin material. It ’s a method,
The granular sample is put into the container together with the granular resin material, and the container containing the granular sample and the granular resin material is rotated in the direction opposite to the rotation while rotating with a rotation / revolution stirrer. The granular sample and the granular resin material in the container are stirred, and then the granular sample and the granular resin material in the container are pressurized and heated to melt and then cure the granular resin material.
A method for producing a sample-embedded resin for analysis , wherein the initial stage of stirring by the rotation / revolution stirrer is performed in an atmospheric atmosphere, and then at least the final stage is performed in a vacuum atmosphere .
容器内に、前記粒状試料を粒状樹脂材料とともに投入し、粒状試料および粒状樹脂材料入りの前記容器を、自転公転撹拌機で自転させつつ該自転と同じ回転方向に公転させることにより、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を攪拌し、その後、容器内の粒状試料および粒状樹脂材料を加圧するとともに加熱し、当該粒状樹脂材料を溶融させた後に硬化させ、
前記自転公転撹拌機による撹拌の初期段階を大気雰囲気で行い、その後の少なくとも終期段階を真空雰囲気で行う、分析用試料埋込樹脂の作製方法。 A granular sample to be analyzed, which is composed of particles having a non-uniform particle size and contains a plurality of types of simple substances and / or compounds, is embedded in a resin material to prepare a sample-embedded resin in which the granular sample is fixed in the resin material. It ’s a method,
The granular sample is put into the container together with the granular resin material, and the container containing the granular sample and the granular resin material is rotated in the same rotation direction as the rotation while rotating with a rotation / revolution stirrer. The granular sample and the granular resin material are stirred, and then the granular sample and the granular resin material in the container are pressurized and heated to melt and then cure the granular resin material.
A method for producing a sample-embedded resin for analysis , wherein the initial stage of stirring by the rotation / revolution stirrer is performed in an atmospheric atmosphere, and then at least the final stage is performed in a vacuum atmosphere .
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