JPH0892613A - Production of metal powder and device therefor - Google Patents

Production of metal powder and device therefor

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JPH0892613A
JPH0892613A JP22926894A JP22926894A JPH0892613A JP H0892613 A JPH0892613 A JP H0892613A JP 22926894 A JP22926894 A JP 22926894A JP 22926894 A JP22926894 A JP 22926894A JP H0892613 A JPH0892613 A JP H0892613A
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metal
combustion
metal powder
producing
metal salt
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JP22926894A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Okawara
正明 大川原
Shizuo Aijima
静夫 相嶋
Takashi Ito
崇 伊藤
Fujio Iijima
富士夫 飯島
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OGAWARA KAKOKI KK
OOGAWARA KAKOKI KK
Original Assignee
OGAWARA KAKOKI KK
OOGAWARA KAKOKI KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To obtain a fine metal powder having a uniform particle diameter and reduced in impurities by making the mixed soln. of metallic salt particles and a combustible solvent into a liq. droplet, then successively drying, burning and cooling the droplet. CONSTITUTION: The mixed soln. of a metallic salt (silver nitrate, etc.) soln. and a combustible solvent (methanol, etc.) is atomized into a liq. droplet 1, and the droplet is dried in a high-temp. atmosphere into a semisolid metallic salt and a combustible gas 2. The combustible gas is ignited to initiate combustion, other liq. droplets are ignited by a flame stabilizing means to continue combustion. Consequently, a metallic salt 3 is deposited by the combustion and solidified into a porous solid, and the salt is oxidized to a metal oxide when a specific metal is used. The metallic salt or metal oxide is thermally decomposed by the combustion heat of the combustible gas, and further, the metal 4 is melted into a liq. globule, which is cooled by introducing a cooling gas and so on to form a metal powder 5. The globular metal powder 5 having a smooth surface is obtained in this way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子機能材料等、特に
電気伝導性ペーストの製造に好適に用いられる金属粉末
の製造方法及び製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a metal powder, which is preferably used for producing an electronically functional material, particularly an electrically conductive paste.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属粉末は、電子回路、抵抗、コンデン
サあるいはICパッケージ等を製造するための導体ペー
スト、抵抗ペーストの材料として、エレクトロニクスの
分野において広く使用されている。導体ペーストあるい
は抵抗ペーストは、金属、合金あるいは金属酸化物の粉
末を、ガラス質結合剤その他の添加剤と共に、有機ビヒ
クル中に均一に混合分散させて製造する。これらのペー
ストは、基板上に導体被膜あるいは抵抗被膜を形成する
のに用いられる。
2. Description of the Related Art Metal powders are widely used in the field of electronics as materials for conductor pastes and resistance pastes for manufacturing electronic circuits, resistors, capacitors, IC packages and the like. The conductor paste or resistance paste is manufactured by uniformly mixing and dispersing powder of metal, alloy or metal oxide in an organic vehicle together with a vitreous binder and other additives. These pastes are used to form a conductor film or a resistance film on the substrate.

【0003】これらのペーストに用いられる金属粉末に
は、次のような性質が要求される。 1) 粒径が小さく、均一であること。粒径はペースト
中での金属粉末の分散性に影響を与える。緻密で均一な
被膜を形成するためには、金属粉末の粒径を小さくかつ
均一にし、分散性を良くすることが必要である。粒径は
0.1〜10μmの範囲内であることが好ましい。 2) 粒子の形状が球状であり、平滑な表面を有するこ
と。粒子の形状、表面状態は、金属粉末の凝集性及びペ
ースト中での金属粉末の分散性に影響を与える。球状で
平滑な表面を有する粒子とすることにより、分散性を良
くし、凝集を少なくすることができる。 3) 不純物の混入が少ないこと。不純物は、導体ペー
スト又は抵抗ペーストとしての特性を落とし、又、半導
体とのオーム接合性、耐腐食性、耐環境性等の電気特性
に悪影響を及ぼす。
The metal powder used in these pastes is required to have the following properties. 1) The particle size is small and uniform. Particle size affects the dispersibility of the metal powder in the paste. In order to form a dense and uniform film, it is necessary to make the particle size of the metal powder small and uniform and to improve the dispersibility. The particle size is preferably within the range of 0.1 to 10 μm. 2) The shape of the particles is spherical and has a smooth surface. The shape and surface condition of the particles affect the cohesiveness of the metal powder and the dispersibility of the metal powder in the paste. By making the particles spherical and having a smooth surface, dispersibility can be improved and aggregation can be reduced. 3) There is little mixing of impurities. Impurities deteriorate the characteristics of the conductor paste or the resistance paste, and also have an adverse effect on electrical characteristics such as ohmic bonding with semiconductors, corrosion resistance, and environmental resistance.

【0004】金属粉末を製造する方法としては、金属化
合物の溶液に還元剤を作用させて湿式還元する方法(湿
式還元法)、金属の溶湯をアトマイズする方法(アトマ
イズ法)、金属を真空中又は不活性ガス中で蒸発させて
微粉化する方法(蒸発法)等が知られている。しかし、
これらの方法では、前記の条件を兼ね備えた金属粉末を
得ることには限界があり、又、方法によってはコストが
高くつき好ましくない。
As a method for producing a metal powder, a method of causing a reducing agent to act on a solution of a metal compound to perform wet reduction (wet reduction method), a method of atomizing a molten metal (atomization method), a method of vacuuming a metal or A method of evaporating in an inert gas to make fine powder (evaporation method) and the like are known. But,
With these methods, there is a limit in obtaining a metal powder having the above-mentioned conditions, and the cost is high depending on the method, which is not preferable.

【0005】そこで、特開昭50−137856号公報
に噴霧液滴を熱分解して粉末を製造することが開示され
ており、特開昭62−1807号公報には、金属塩溶液
を高温雰囲気中に噴霧し、溶媒の蒸発、金属塩の熱分解
及び金属の溶融を瞬時に起こさせて微粉末を得る方法
(噴霧熱分解法)が開示されている。これらの方法を用
いることにより、微細で均一な粒径を有し、不純物の混
入が少ない金属粉末を得ることができる。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 50-137856 discloses thermal decomposition of spray droplets to produce a powder, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-1807 discloses a high temperature atmosphere of a metal salt solution. There is disclosed a method (spray pyrolysis method) in which a fine powder is obtained by instantaneously causing evaporation of a solvent, thermal decomposition of a metal salt, and melting of a metal by spraying. By using these methods, it is possible to obtain a metal powder having a fine and uniform particle size and containing less impurities.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法によって得られる金属粉末は、加熱温度が金属の融
点より低い場合には多孔質となり、密度が低いため、表
面に窪みができ、平滑な表面を有する球状の粒子が得に
くいという問題があった。又、この方法では、通常、金
属塩溶液を噴霧する炉は外部から加熱されるため、大容
量のヒーターが必要となり、装置が高価となり運転費が
高くなるとともに、炉の径を一定の値より大きくするこ
とが出来ないため、スケールアップが難しいという問題
があった。さらに、炉内温度が安定し、金属塩溶液の噴
霧を開始することができる状態になるまでに時間がかか
るという問題があった。
However, the metal powder obtained by the above method becomes porous when the heating temperature is lower than the melting point of the metal and has a low density, so that the surface has depressions and a smooth surface. There is a problem that it is difficult to obtain spherical particles having Also, in this method, the furnace for spraying the metal salt solution is usually heated from the outside, so a large-capacity heater is required, the equipment is expensive and the operating cost is high, and the diameter of the furnace is less than a certain value. There is a problem that it is difficult to scale up because it cannot be increased. Further, there is a problem that it takes time until the temperature inside the furnace becomes stable and the spraying of the metal salt solution can be started.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、金属塩
を含む溶液から成る液滴を加熱することにより、金属塩
又は生成した金属酸化物を分解するとともに金属を溶融
し、その後固化する金属粉末の製造方法であって、金属
塩を含む溶液が可燃性溶剤を含有し、液滴より気化した
可燃性溶剤と燃焼用ガス(支燃用ガスともいう。)との
燃焼反応により生じる燃焼熱により金属塩又は生成した
金属酸化物の分解及び金属の溶融を行い、外部からの加
熱、可燃性溶剤の溶液中の濃度及び燃焼用ガス中の酸素
濃度を適宜調整することにより燃焼の際の炎部の温度を
調節し、さらに溶融した金属を冷却手段を用いて冷却し
固化する金属粉末の製造方法が提供される。上記方法に
おいて、着火手段を用いて、気化した可燃性溶剤に点火
し、保炎手段を用いて燃焼を持続させることが好ましい
が、電気ヒーター等の着火と保炎を兼ね備えた、外部か
らの着火保炎手段を用いてもよい。又、燃焼用ガスが酸
素を21体積%以上、金属塩を含む溶液が可燃性溶剤を
30重量%以上、可燃性溶剤としてメタノールを使用す
る場合には50重量%以上含有し、燃焼の際の保炎手段
の保炎部の温度が500℃以上であることが好ましい。
According to the present invention, by heating a droplet consisting of a solution containing a metal salt, the metal salt or the metal oxide formed is decomposed and the metal is melted and then solidified. A method for producing a metal powder, wherein a solution containing a metal salt contains a flammable solvent, and combustion is caused by a combustion reaction between a flammable solvent vaporized from droplets and a combustion gas (also referred to as a combustion-supporting gas). Decomposes the metal salt or metal oxide generated by heat and melts the metal, and heats from the outside, by appropriately adjusting the concentration of the combustible solvent in the solution and the concentration of oxygen in the combustion gas. Provided is a method for producing a metal powder in which the temperature of a flame portion is adjusted and a molten metal is cooled and solidified by using a cooling means. In the above method, it is preferable to ignite the vaporized combustible solvent by using the ignition means and continue the combustion by using the flame holding means, but the ignition from the outside that combines the ignition and flame holding of an electric heater or the like. A flame holding means may be used. Further, the combustion gas contains 21% by volume or more of oxygen, the solution containing the metal salt contains 30% by weight or more of the combustible solvent, and 50% by weight or more of methanol when the combustible solvent is used. The temperature of the flame holding part of the flame holding means is preferably 500 ° C. or higher.

【0008】又、本発明によれば、炉、炉の一端に設け
た噴霧手段、当該噴霧手段の近傍に設けた着火手段、炉
の外側面に設けた保炎手段、及び炉の他端近傍に設けた
冷却手段より構成される金属粉末の製造装置であって、
着火手段により金属塩溶液の液滴から気化する可燃性溶
剤に点火し、保炎手段が燃焼を持続させることにより、
金属塩あるいは生成した金属酸化物の分解及び金属の溶
融を行い、溶融した金属を冷却手段により固化する金属
粉末の製造装置が提供される。保炎手段は、当該炉の外
側に設置したヒーターであることが好ましいが、着火手
段と保炎手段とが一体となった着火保炎手段を用いても
よい。又、冷却手段は、炉に設けた流入孔より導入する
冷却ガスであることが好ましい。
Further, according to the present invention, the furnace, the spraying means provided at one end of the furnace, the ignition means provided near the spraying means, the flame holding means provided on the outer surface of the furnace, and the other end of the furnace are provided. An apparatus for producing metal powder, which comprises a cooling means provided in
By igniting the flammable solvent vaporized from the droplets of the metal salt solution by the ignition means, and the flame holding means sustains the combustion,
Provided is an apparatus for producing a metal powder, which decomposes a metal salt or a produced metal oxide and melts the metal, and solidifies the melted metal by a cooling means. The flame holding means is preferably a heater installed outside the furnace, but an ignition flame holding means in which the ignition means and the flame holding means are integrated may be used. Further, the cooling means is preferably a cooling gas introduced through an inflow hole provided in the furnace.

【0009】[0009]

【作用】本発明による金属粉末の製造は、図1に示す原
理による。金属塩の粒子又は溶液を可燃性の溶剤と混合
した金属塩溶液は、高温雰囲気中に微粒化された液滴1
として噴霧される。液状の球体である液滴1は高温雰囲
気中で乾燥し、可燃性の溶剤が気化して生じた可燃性ガ
ス2を放出する。溶剤が蒸発することにより金属塩溶液
の液滴1は濃縮され半固体となる。この可燃性ガス2に
着火して燃焼を開始するとともに、保炎手段により他の
液滴粒子を着火させ、燃焼を持続させる。燃焼により、
金属塩3は析出固化し多孔質の固体となる。燃焼の際
に、金属によっては酸化が起こり金属酸化物が生成す
る。可燃性ガスの燃焼で生じた燃焼熱により、金属塩3
あるいは金属酸化物は熱分解を起こし、さらに金属4が
溶融し、再び液状の球体となる。さらに、冷却ガスの導
入等の冷却手段により、溶融した金属4は固化し金属粉
末5となる。
The production of the metal powder according to the present invention is based on the principle shown in FIG. A metal salt solution obtained by mixing particles or a solution of a metal salt with a flammable solvent is a droplet 1 which is atomized in a high temperature atmosphere.
Is sprayed as. The liquid droplets 1 which are liquid spheres are dried in a high temperature atmosphere, and a flammable gas 2 generated by vaporizing a flammable solvent is released. As the solvent evaporates, the droplet 1 of the metal salt solution is concentrated and becomes a semi-solid. The flammable gas 2 is ignited to start combustion, and the flame holding means ignites other droplet particles to continue the combustion. By burning,
The metal salt 3 is precipitated and solidified to become a porous solid. Upon combustion, some metals are oxidized to produce metal oxides. Due to the combustion heat generated by the combustion of combustible gas, metal salt 3
Alternatively, the metal oxide undergoes thermal decomposition, the metal 4 is further melted, and becomes a liquid sphere again. Further, the molten metal 4 is solidified into a metal powder 5 by a cooling means such as introduction of a cooling gas.

【0010】本発明においては、燃焼熱による加熱によ
り金属塩溶液の液滴中の溶媒を除き、金属塩を分解した
後に金属の溶融が起こるため、液状の金属が表面張力に
より球形となり、緻密で平滑な表面を有する球状粉末を
得ることができる。一方、従来の方法では、外部からの
加熱により炉内を高温にすることにより、金属の粒子化
を行うので、運転費も高くなり装置も高価となる。
In the present invention, the solvent in the droplets of the metal salt solution is removed by heating with the heat of combustion, and the metal is melted after the metal salt is decomposed, so that the liquid metal becomes spherical due to the surface tension and is dense. A spherical powder with a smooth surface can be obtained. On the other hand, in the conventional method, metal particles are formed by heating the inside of the furnace to a high temperature by heating from the outside, which results in high operating cost and expensive equipment.

【0011】可燃性溶剤は、着火手段又は着火保炎手段
によって点火され、その燃焼熱を利用して金属塩を熱分
解し、金属を溶融する。従って、着火手段又は着火保炎
手段としてヒーターを用いる場合は、炉の外部には、燃
焼を持続できる程度の小型のヒーターを設置すればよ
く、大容量のヒーターを設置する必要がなくなる。又、
炉内温度が安定し、金属塩溶液の噴霧を開始することが
できる状態になるまでに時間がかかるという問題もな
い。さらに、外部ヒーターによる加熱の場合には、炉の
径を一定の値より大きくすることは不可能であるが、本
発明を用いることにより装置を大型化でき、生産効率を
改善することができる。
The combustible solvent is ignited by the ignition means or the ignition flame holding means, and the combustion heat thereof is used to thermally decompose the metal salt to melt the metal. Therefore, when a heater is used as the ignition means or the ignition flame holding means, a small heater that can sustain combustion can be installed outside the furnace, and it is not necessary to install a large capacity heater. or,
There is no problem that it takes time until the temperature in the furnace becomes stable and the spraying of the metal salt solution can be started. Furthermore, in the case of heating with an external heater, it is impossible to make the diameter of the furnace larger than a certain value, but by using the present invention, the apparatus can be made larger and the production efficiency can be improved.

【0012】金属塩としては、加熱分解により目的とす
る金属、例えば、金、銀、白金、パラジウム等の貴金
属、銅、ニッケル、コバルト、鉄、アルミニウム、モリ
ブデン、タングステン等の金属又はこれらの酸化物を析
出するものであればいかなるものでもよく、例えば、こ
れらの金属の硝酸塩、硫酸塩、塩化物、アンモニウム
塩、リン酸塩、カルボン酸塩、金属アルコラート、樹脂
酸塩等が用いられる。又、同一の金属の異なる種類の塩
を複数併用してもよく、2種以上の異なる種類の金属の
塩を混合して用いてもよい。又、複塩や錯塩を用いても
よい。
As the metal salt, a target metal by thermal decomposition, for example, a noble metal such as gold, silver, platinum and palladium, a metal such as copper, nickel, cobalt, iron, aluminum, molybdenum and tungsten, or an oxide thereof is used. Any salt may be used as long as it can precipitate, for example, nitrates, sulfates, chlorides, ammonium salts, phosphates, carboxylates, metal alcoholates, resinates of these metals are used. A plurality of different kinds of salts of the same metal may be used in combination, or two or more kinds of salts of different kinds of metals may be mixed and used. Also, double salts or complex salts may be used.

【0013】上記の金属塩の1種あるいは2種以上を可
燃性溶媒に溶解又は混合等し、金属塩溶液を作成する。
可燃性溶剤としては、メタノール、エタノール、イソプ
ロピルアルコール、アセトン、エチルメチルケトン、ト
ルエン、キシレン等の有機溶剤を単独で、あるいは2種
以上混合して用いることができるが、金属塩を溶液とし
て供給するためにはアルコール類、ケトン類等の有機溶
剤を用いることが好ましい。又、上記の金属塩の1種あ
るいは2種以上を、一旦、水等の溶媒に溶解した後、上
記の可燃性溶剤に溶解又は混合して用いてもよい。又、
金属塩の溶解性や、燃焼温度を調整するため、水と可燃
性溶剤との混合物に上記の金属塩の1種又は2種以上を
溶解して用いてもよい。金属塩溶液は、可燃性溶剤を3
0重量%以上含有することが好ましく、又、可燃性溶剤
としてメタノールを用いる場合には、50重量%以上含
有することが望ましい。
One or more of the above metal salts are dissolved or mixed in a flammable solvent to prepare a metal salt solution.
As the flammable solvent, organic solvents such as methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone, ethyl methyl ketone, toluene and xylene can be used alone or in admixture of two or more, but the metal salt is supplied as a solution. Therefore, it is preferable to use organic solvents such as alcohols and ketones. Further, one or more of the above metal salts may be dissolved in a solvent such as water and then dissolved or mixed in the above flammable solvent before use. or,
In order to adjust the solubility of the metal salt and the combustion temperature, one or more of the above metal salts may be dissolved and used in a mixture of water and a combustible solvent. For the metal salt solution, use a flammable solvent
The content is preferably 0% by weight or more, and when methanol is used as a flammable solvent, it is preferably 50% by weight or more.

【0014】単一の金属の塩溶液を用いた場合には、純
金属粉末が得られ、合金を形成する2種以上の金属から
成る溶液を用いた場合には、合金粉末を得ることができ
る。又、合金を生成しない2種以上の金属から成る溶液
を用いた場合には、混合粉末が得られることがある。
When a salt solution of a single metal is used, a pure metal powder is obtained, and when a solution composed of two or more kinds of metals forming an alloy is used, an alloy powder can be obtained. . Further, when a solution composed of two or more kinds of metals that does not form an alloy is used, mixed powder may be obtained.

【0015】金属塩溶液を噴霧する手段としては、圧力
ガスを噴霧媒体として使用する二流体ノズルや、超音波
振動子とキャリアーガスとの組合せによる超音波ノズ
ル、又は大容量の噴霧に向く高圧ポンプを使った加圧ノ
ズル等が好適に用いられる。又、圧力ガスや、キャリア
ーガスとして、金属塩溶液と同じ溶媒ガスを使用するこ
とができる。
As means for spraying the metal salt solution, a two-fluid nozzle using a pressure gas as a spray medium, an ultrasonic nozzle using a combination of an ultrasonic vibrator and a carrier gas, or a high-pressure pump suitable for large-capacity spraying A pressure nozzle or the like using is preferably used. Moreover, the same solvent gas as the metal salt solution can be used as the pressure gas or the carrier gas.

【0016】可燃性ガスの着火手段としては、パイロッ
トバーナー、イグニッションコイル等が好適に用いら
れ、又、燃焼を持続する保炎手段としては、保炎バーナ
ータイル、電気ヒーター等を炉の周囲に設置する、ある
いは、補助バーナーを設置する等の方法がとられる。ま
た、着火・保炎の両方を兼ねて、外部に小型の電気ヒー
ターを使用する等の方法もとられる。
A pilot burner, an ignition coil, or the like is preferably used as the ignition means for the flammable gas, and a flame-holding burner tile, an electric heater, or the like is installed around the furnace as the flame-holding means for continuing the combustion. Or installing an auxiliary burner. In addition, a method of using a small electric heater externally for both ignition and flame holding can be used.

【0017】燃焼は、その炎部が、用いた金属塩の分解
温度及びその金属の融点より高い温度となるように行わ
れることが必要である。金属塩が分解する際、あるいは
分解した後に、その金属が、融点より低い温度で酸化物
を形成するようなものである場合には、燃焼は、その炎
部が、金属酸化物の分解温度及びその金属の融点より高
い温度となるように行われることが必要である。又、合
金を形成する2種類以上の金属塩から成る溶液を用いた
場合には、燃焼は、その炎部が、それぞれの金属塩の分
解温度及びそれらの金属より成る合金の融点より高い温
度となるように行われることが必要である。炎部の温度
は、金属の融点より、50〜1500℃高いことが好ま
しく、100〜1000℃高いことがより好ましく、2
00〜800℃高いことがさらに好ましい。
The combustion needs to be performed so that the flame portion has a temperature higher than the decomposition temperature of the metal salt used and the melting point of the metal. If the metal is such that it forms oxides at or below the melting point during or after the decomposition, the combustion is such that the flame part is It is necessary that the temperature be higher than the melting point of the metal. Further, when a solution composed of two or more kinds of metal salts forming an alloy is used, the combustion is carried out at a temperature higher than the decomposition temperature of each metal salt and the melting point of the alloy composed of those metals. Needs to be done. The temperature of the flame part is preferably 50 to 1500 ° C. higher than the melting point of the metal, more preferably 100 to 1000 ° C. higher, and 2
It is more preferable that the temperature is higher by 00 to 800 ° C.

【0018】通常、燃焼ガスとして空気を使う場合、可
燃性溶剤を理想的に燃焼したときの、炎部における温度
は2000℃前後であるが、金属塩を含有していたり、
溶剤としてアルコールを使う場合は、一般に、炎部の温
度は1000℃前後となり、粒子の温度はさらに低くな
る。従って、外部から大容量の電気ヒーター等で十分な
加熱を行わないと、金属塩を分解したり、金属を溶融す
ることは困難である。そこで、一般の工業用酸素ガスと
空気、若しくはアルゴン等との混合ガス、又は富酸素ガ
スを燃焼用ガスとして使用することにより、炎部を十分
高温にして反応が行われることが必要である。燃焼用ガ
スは、酸素を21体積%以上含有することが好ましい。
Usually, when air is used as the combustion gas, the temperature in the flame portion when the combustible solvent is ideally burned is around 2000 ° C., but it contains a metal salt,
When alcohol is used as the solvent, the temperature of the flame is generally around 1000 ° C., and the temperature of the particles is further lowered. Therefore, it is difficult to decompose the metal salt or melt the metal unless it is sufficiently heated from the outside with a large-capacity electric heater or the like. Therefore, it is necessary to carry out the reaction at a sufficiently high temperature in the flame portion by using a mixed gas of general industrial oxygen gas and air, or an oxygen-rich gas as a combustion gas. The combustion gas preferably contains 21% by volume or more of oxygen.

【0019】又、金属塩の分解、金属の溶融は、金属の
種類、加熱温度等に応じて、酸化雰囲気、還元雰囲気、
不活性雰囲気中で行われる。炎部の温度の調節は、パイ
ロットバーナーの火力調整、外部電気ヒータ等の保炎手
段の出力調整の他、金属塩溶液中の金属塩、可燃性溶媒
及び水の混合比率、燃焼用ガス中の酸素濃度の調整、可
燃性溶媒の選択により、炉心管内部(反応ゾーン)の温
度を調節することにより行う。
Decomposition of the metal salt and melting of the metal are carried out in an oxidizing atmosphere, a reducing atmosphere, or in a reducing atmosphere depending on the kind of the metal and the heating temperature.
It is done in an inert atmosphere. The temperature of the flame part can be adjusted by adjusting the power of the pilot burner, adjusting the output of flame holding means such as an external electric heater, mixing the metal salt in the metal salt solution, the combustible solvent and water, and the combustion gas. It is performed by adjusting the temperature inside the reactor core (reaction zone) by adjusting the oxygen concentration and selecting a flammable solvent.

【0020】溶融した金属を冷却する手段としては、冷
却ガスを炉内に導入する方法が一般的であるが、炉壁を
冷却してもよい。用いる冷却ガスの種類は、金属塩溶液
によって異なるが、窒素ガス、空気又はアルゴンガスを
用いることが好ましい。冷却用ガスの温度は、40〜1
20℃とすることが望ましい。さらに、下流にサイクロ
ン、バグフィルター等の固気分離装置を置く場合には、
それらの装置の耐熱性を考えると、冷却用ガスに粉体を
同伴した炉出口のガス温度を70〜260℃に冷却する
ことが好ましい。
As a means for cooling the molten metal, a method of introducing a cooling gas into the furnace is generally used, but the furnace wall may be cooled. The type of cooling gas used varies depending on the metal salt solution, but nitrogen gas, air or argon gas is preferably used. The temperature of the cooling gas is 40 to 1
It is desirable to set the temperature to 20 ° C. Furthermore, when installing a solid-gas separator such as a cyclone or bag filter downstream,
Considering the heat resistance of these devices, it is preferable to cool the gas temperature at the furnace outlet in which the cooling gas is accompanied by the powder to 70 to 260 ° C.

【0021】金属粉末の粒径は、金属塩の濃度、溶媒の
種類及び混合比、噴霧速度、噴霧液滴の大きさ、及び加
熱温度に依存し、これらの条件を適宜変えることにより
調節することができる。噴霧液滴のサイズは粒径に直接
関係し、二流体ノズルを使用した場合には、噴霧媒体と
しての圧力ガスの流量を増加させることにより、粒径を
より小さくすることができる。又、溶媒の沸点が低い
と、加熱時の沸騰により液滴の分裂が起こり易くなるた
め、液滴が微細化し、粒径の小さな金属粉末が得られる
と考えられる。
The particle size of the metal powder depends on the concentration of the metal salt, the kind and mixing ratio of the solvent, the spraying speed, the size of the sprayed droplets, and the heating temperature, and can be adjusted by appropriately changing these conditions. You can The size of the atomized droplets is directly related to the particle size, and in the case of using a two-fluid nozzle, the particle size can be made smaller by increasing the flow rate of the pressure gas as the atomizing medium. Further, when the boiling point of the solvent is low, it is considered that the droplets are likely to be split due to boiling during heating, so that the droplets become finer and a metal powder having a smaller particle size can be obtained.

【0022】図2に金属粉末の製造を行う装置の一例を
示す。図2の概略図において、炉24はその上部に噴霧
器13及びパイロットバーナー14を有し、下部はバグ
フィルタ18と連結しており、上部に、流入孔21を有
する。噴霧器13の周囲に保炎バーナータイル16が設
けられ、胴部外周面には保温材17が設けられている。
噴霧器13は二重管構造を有し、原液タンク11と噴霧
用圧力ガス流入孔20とに連結している。
FIG. 2 shows an example of an apparatus for producing metal powder. In the schematic view of FIG. 2, the furnace 24 has an atomizer 13 and a pilot burner 14 in its upper part, is connected to a bag filter 18 in its lower part, and has an inflow hole 21 in its upper part. A flame holding burner tile 16 is provided around the sprayer 13, and a heat insulating material 17 is provided on the outer peripheral surface of the body.
The sprayer 13 has a double pipe structure and is connected to the stock solution tank 11 and the spray pressure gas inflow hole 20.

【0023】金属塩溶液19は金属塩溶液タンク11よ
り噴霧器13に送られ、流入孔20より流入する圧縮空
気あるいは圧縮酸素等の圧力ガスにより炉24内の反応
ゾーン26に噴霧される。又、燃料用ガスは流入孔21
より供給される。パイロットバーナー14は、噴霧され
た液滴より放出する可燃性ガスに点火し、燃焼は保炎バ
ーナータイル16により持続される。燃焼熱により溶融
した金属粒子は、炉24の下部に送られ、流入孔22よ
り流入する空気により冷却され金属粉末となる。金属粉
末は、流入孔23より流入する空気あるいは窒素
(N2)等により、捕集のために設けられたバグフィル
ター18に送られ、排ガスは流出孔25より流出する。
The metal salt solution 19 is sent from the metal salt solution tank 11 to the atomizer 13, and is sprayed into the reaction zone 26 in the furnace 24 by compressed air or pressure gas such as compressed oxygen flowing in from the inflow hole 20. In addition, the fuel gas is introduced into the inflow hole 21.
Supplied by. The pilot burner 14 ignites the flammable gas emitted from the atomized droplets and the combustion is sustained by the flame holding burner tile 16. The metal particles melted by the heat of combustion are sent to the lower part of the furnace 24 and cooled by the air flowing in through the inflow hole 22 to become metal powder. The metal powder is sent to the bag filter 18 provided for collection by air, nitrogen (N 2 ) or the like flowing in through the inflow hole 23, and the exhaust gas flows out through the outflow hole 25.

【0024】図3に金属粉末の製造を行う装置の他の例
を示す。図3の概略図に示す装置は、着火手段と保炎手
段が一体となった着火・保炎手段として外部電気ヒータ
ー31を有する以外は、図2に示した装置と同じであ
る。
FIG. 3 shows another example of an apparatus for producing metal powder. The apparatus shown in the schematic view of FIG. 3 is the same as the apparatus shown in FIG. 2 except that an external electric heater 31 is provided as an ignition / flame holding means in which an ignition means and a flame holding means are integrated.

【実施例】本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限られるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0025】(実施例1)図2の概略図に示された装置
を使用し、70%メタノール水溶液に、硝酸銀を1mo
l/lの割合で溶解し、二流体ノズルに2kg/hrの
流量で供給した。その際、二流体ノズルの微粒化及び燃
焼用として5kg/hrの流量で圧縮空気を流し、パイ
ロットバーナーで500℃に予備加熱された石英管内に
噴霧し、着火・保炎した。このとき二流体ノズルの外側
から5kg/hrで燃焼ガスとして空気を導入して燃焼
空気の不足分を補うとともに、溶融した液滴を順次冷却
空気導入部に運ばれるようにした。燃焼後の石英管内部
は温度計41で1300℃まで上昇し、液滴は熱分解さ
れた後、冷却空気により冷却されバグフィルターで捕集
された。尚、Agの融点は961℃である。
Example 1 Using the apparatus shown in the schematic view of FIG. 2, 1 mol of silver nitrate was added to 70% aqueous methanol solution.
It was melted at a rate of 1 / l and supplied to the two-fluid nozzle at a flow rate of 2 kg / hr. At that time, compressed air was flown at a flow rate of 5 kg / hr for atomization and combustion of the two-fluid nozzle, and was sprayed into a quartz tube preheated to 500 ° C. by a pilot burner to ignite and hold flame. At this time, air was introduced as a combustion gas at 5 kg / hr from the outside of the two-fluid nozzle to make up for the shortage of the combustion air, and the melted droplets were sequentially conveyed to the cooling air introduction part. The inside of the quartz tube after combustion was heated to 1300 ° C. by the thermometer 41, and the droplets were thermally decomposed, cooled by cooling air, and collected by a bag filter. The melting point of Ag is 961 ° C.

【0026】(実施例2〜9)図3の概略図に示した装
置を使用し、着火・保炎手段として外部電気ヒーターを
使用した他は、実施例1と同様な操作によりAg粉末を
製造した。製造条件及び得られたAg粉末の形状を表1
に示す。
(Examples 2 to 9) Ag powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the apparatus shown in the schematic view of FIG. 3 was used and an external electric heater was used as ignition / flame holding means. did. Table 1 shows the manufacturing conditions and the shape of the obtained Ag powder.
Shown in.

【0027】(比較例1)パイロットバーナーで着火
後、すぐに消火した他は、実施例1と同じ条件でAg粉
末を製造した。保炎手段を使用しないと燃焼が不安定で
断続的になるため、石英管内部の温度が安定せず、温度
は700℃程度までしか上昇しなかった。
(Comparative Example 1) Ag powder was produced under the same conditions as in Example 1 except that the fire was extinguished immediately after ignition with a pilot burner. If the flame holding means is not used, combustion becomes unstable and becomes intermittent, so the temperature inside the quartz tube is not stable and the temperature rises only up to about 700 ° C.

【0028】(比較例2、3)実施例2と同様な操作に
よりAg粉末を製造した。製造条件及び得られたAg粉
末の形状を表1に示す。
(Comparative Examples 2 and 3) Ag powder was produced in the same manner as in Example 2. Table 1 shows the production conditions and the shape of the obtained Ag powder.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】実施例1で得られた粉末は、最大粒径3.
0μm、最小粒径0.3μmの表面が平滑で球状のAg
粉末であったのに対し、比較例1で得られた粉末は多孔
質になっており、破砕されているものも見られ、最大粒
径5.0μm、最小粒径0.5μmであった。球形化で
きなかった原因は、燃焼が不安定で、石英管内部の温度
が銀の融点より低かったので、熱分解により生成した銀
粒子が溶融しなかったためと考えられる。
The powder obtained in Example 1 had a maximum particle size of 3.
0 μm, minimum particle size 0.3 μm, smooth and spherical surface Ag
While the powder was a powder, the powder obtained in Comparative Example 1 was porous and some were crushed, and the maximum particle size was 5.0 μm and the minimum particle size was 0.5 μm. The reason why it could not be spheroidized is considered to be that the combustion was unstable and the temperature inside the quartz tube was lower than the melting point of silver, so the silver particles generated by thermal decomposition did not melt.

【0031】実施例2〜9及び比較例2、3の結果より
わかるように、電気ヒーター部(着火・保炎部温度)、
メタノール濃度、燃焼ガスの酸素濃度は、いずれも大き
い値であるほど、粒子の球形化に好ましい影響を与え
た。又、これらの値の一つが小さい場合でも、他の値を
大きくとることにより、粒子形状を許容範囲内とするこ
とができた。
As can be seen from the results of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 2 and 3, the electric heater part (ignition / flame holding part temperature),
The larger the methanol concentration and the higher the oxygen concentration of the combustion gas, the more favorable the influence on the spheroidization of the particles. Even if one of these values was small, the particle shape could be within the allowable range by increasing the other values.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明を用いることにより、微細で均一
な粒径を有し、不純物の混入が少なく、かつ平滑な表面
を有する球状の金属粉末を製造することができる。又、
装置を大型化できるとともに、装置の立ち上げ、立ち下
げにかかる時間を短縮できるため、金属粉末の大量生産
が可能となるとともに、生産効率を上げることができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION By using the present invention, it is possible to produce a spherical metal powder having a fine and uniform particle size, little contamination of impurities, and a smooth surface. or,
Since the apparatus can be upsized and the time required for starting and stopping the apparatus can be shortened, it is possible to mass-produce metal powder and improve production efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による金属粉末の製造方法の原理を示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing the principle of a method for producing metal powder according to the present invention.

【図2】 本発明による金属粉末の製造装置の一例を示
す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an apparatus for producing metal powder according to the present invention.

【図3】 本発明による金属粉末の製造装置の他の例を
示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing another example of an apparatus for producing metal powder according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・金属塩溶液の液滴、2・・・可燃性ガス、3・・・金属
塩、4・・・金属、5・・・金属粉末、11・・・金属塩溶液タ
ンク、12・・・送液ポンプ、13・・・噴霧器、14・・・パ
イロットバーナー、15・・・炉心管、16・・・保炎バーナ
ータイル、17・・・保温材、18・・・バグフィルタ、19
・・・金属塩溶液、20・・・流入孔、21・・・流入
孔、22・・・流入孔、23・・・流入孔、24・・・炉、25・
・・流出孔、31・・・電気ヒーター、41・・・温度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Drop of metal salt solution, 2 ... Combustible gas, 3 ... Metal salt, 4 ... Metal, 5 ... Metal powder, 11 ... Metal salt solution tank, 12 ... ..Liquid supply pump, 13 ... Nebulizer, 14 ... Pilot burner, 15 ... Reactor tube, 16 ... Flame holding burner tile, 17 ... Insulating material, 18 ... Bag filter, 19
... Metal salt solution, 20 ... inflow hole, 21 ... inflow hole, 22 ... inflow hole, 23 ... inflow hole, 24 ... furnace, 25 ...
..Outflow holes, 31 ... Electric heaters, 41 ... Thermometers

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 富士夫 神奈川県横浜市緑区池辺町3847 大川原化 工機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Fujio Iijima 3847 Ikebe-cho, Midori-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Okawara Kakoki Co., Ltd.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属塩を含む溶液から成る液滴を加熱す
ることにより、金属塩又は生成した金属酸化物を分解す
るとともに金属を溶融し、その後固化する金属粉末の製
造方法であって、当該金属塩を含む溶液が可燃性溶剤を
含有し、当該液滴より気化した当該可燃性溶剤と燃焼用
ガスとの燃焼反応により生じる燃焼熱により金属塩若し
くは生成した金属酸化物の分解及び金属の溶融を行い、
外部からの加熱、当該可燃性溶剤の当該溶液中の濃度及
び当該燃焼用ガス中の酸素濃度を適宜調整することによ
り燃焼の際の炎部の温度を調節し、さらに溶融した金属
を冷却手段を用いて冷却し固化することを特徴とする金
属粉末の製造方法。
1. A method for producing a metal powder, which comprises heating a liquid droplet containing a solution containing a metal salt to decompose the metal salt or the produced metal oxide, melting the metal, and then solidifying the metal. The solution containing a metal salt contains a flammable solvent, and the decomposition of the metal salt or the metal oxide produced by the combustion heat generated by the combustion reaction between the flammable solvent vaporized from the droplet and the combustion gas and the melting of the metal And then
The temperature of the flame portion during combustion is adjusted by externally heating, the concentration of the flammable solvent in the solution and the oxygen concentration in the combustion gas are adjusted, and the molten metal is cooled by a cooling means. A method for producing a metal powder, which comprises cooling and solidifying by using.
【請求項2】 気化した可燃性溶剤に着火手段を用いて
点火し、保炎手段を用いて燃焼を持続させる請求項1に
記載の金属粉末の製造方法。
2. The method for producing metal powder according to claim 1, wherein the vaporized combustible solvent is ignited by using an ignition means, and the combustion is continued by using a flame holding means.
【請求項3】 当該燃焼用ガスが酸素を21体積%以上
含有し、当該金属塩を含む溶液が可燃性溶剤を30重量
%以上含有し、燃焼の際の当該保炎手段の保炎部の温度
が500℃以上である請求項1または2に記載の金属粉
末の製造方法。
3. The combustion gas contains oxygen in an amount of 21% by volume or more, the metal salt-containing solution contains a flammable solvent in an amount of 30% by weight or more, and the flame-holding portion of the flame-holding means in combustion is The method for producing a metal powder according to claim 1, wherein the temperature is 500 ° C. or higher.
【請求項4】 着火手段と保炎手段とが一体となった着
火保炎手段を用いる請求項1、2又は3に記載の金属粉
末の製造方法。
4. The method for producing a metal powder according to claim 1, 2 or 3, wherein an ignition and flame holding means in which an ignition means and a flame holding means are integrated is used.
【請求項5】 炉、炉の一端に設けた噴霧手段、当該噴
霧手段の近傍に設けた着火手段、炉の外側面に設けた保
炎手段、及び炉の他端近傍に設けた冷却手段より構成さ
れる金属粉末の製造装置であって、 当該着火手段により金属塩溶液の液滴から気化する可燃
性溶剤に点火し、当該保炎手段が燃焼を持続させること
により、金属塩あるいは生成した金属酸化物の分解及び
金属の溶融を行い、溶融した金属を当該冷却手段により
固化することを特徴とする金属粉末の製造装置。
5. A furnace, a spraying means provided at one end of the furnace, an ignition means provided near the spraying means, a flame holding means provided at an outer surface of the furnace, and a cooling means provided near the other end of the furnace. A device for producing metal powder, which comprises igniting a combustible solvent that is vaporized from droplets of a metal salt solution by the ignition means, and maintaining the combustion by the flame holding means, thereby producing a metal salt or a metal produced. An apparatus for producing metal powder, characterized in that an oxide is decomposed and a metal is melted, and the melted metal is solidified by the cooling means.
【請求項6】 当該保炎手段がヒーターである請求項5
に記載の金属粉末の製造装置。
6. The flame holding means is a heater.
The apparatus for producing metal powder according to item 1.
【請求項7】 当該冷却手段が炉に設けた流入孔より導
入する冷却ガスである請求項5又は6に記載の金属粉末
の製造装置。
7. The apparatus for producing metal powder according to claim 5, wherein the cooling means is a cooling gas introduced through an inflow hole provided in the furnace.
【請求項8】 着火手段と保炎手段とが一体となった着
火保炎手段を有する請求項5、6又は7に記載の金属粉
末の製造装置。
8. The apparatus for producing a metal powder according to claim 5, further comprising an ignition and flame holding means in which the ignition means and the flame holding means are integrated.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007291515A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Taiyo Nippon Sanso Corp Particulate, and method and apparatus for producing the same
CN106670480A (en) * 2017-01-22 2017-05-17 广州纳联材料科技有限公司 Metal powder and gas atomizing preparation method thereof
JP2019142730A (en) * 2018-02-16 2019-08-29 住友金属鉱山株式会社 Production method of composite tungsten oxide particle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6827758B2 (en) 2001-05-30 2004-12-07 Tdk Corporation Method for manufacturing magnetic metal powder, and magnetic metal powder
US7416795B2 (en) 2001-05-30 2008-08-26 Tdk Corporation Method for manufacturing magnetic metal powder, and magnetic metal powder
JP2007291515A (en) * 2006-03-31 2007-11-08 Taiyo Nippon Sanso Corp Particulate, and method and apparatus for producing the same
CN106670480A (en) * 2017-01-22 2017-05-17 广州纳联材料科技有限公司 Metal powder and gas atomizing preparation method thereof
JP2019142730A (en) * 2018-02-16 2019-08-29 住友金属鉱山株式会社 Production method of composite tungsten oxide particle

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