(57)【要約】      （修正有）【課題】ナノ銀粒子の製造をより自動化した方法、およびこの自動化方法を用いたナノ銀粒子の製造方法の提供。【解決手段】原料供給手段１、反応槽２、冷却槽３、気体供給手段１０、各槽に連結された通気管１０ａ、１０ｂ、１０ｃに設けられた加圧バルブＶ１、Ｖ８、Ｖ９、各層に連結された排気管１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび排気バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５、排気管に設けられた流量計Ｆ１、Ｆ２ならびに制御部５を備え、この制御部５が、気体供給手段１０から反応槽２に気体を供給し、冷却槽３に連結された排気管１１ａに設けられた流量計Ｆ１での流量が閾値以上になったことを検出した時に気体の供給を停止して反応液の移送を停止し、かつ、気体供給手段１０から冷却槽３に気体を供給し、貯留槽４に連結された排気管１１ｂに設けられた流量計Ｆ２での流量が閾値以上になったことを検出した時に気体の供給を停止して冷却液の移送を停止することを特徴とする。【選択図】図１
2019148003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
銀化合物の粒子を含む原料を供給する原料供給手段と、
原料供給手段から配管を介して原料を投入して予め充填された溶媒と加熱下で反応を行わせてナノ銀粒子を生成する反応槽と、
反応槽内の反応液を、移送バルブを備えた配管を介して受け入れて冷却して反応を停止させる冷却槽と、
冷却槽内の冷却液を、移送バルブを備えた配管を介して受け入れてナノ銀粒子を含む液を貯留する貯留槽と、
反応槽および冷却槽にそれぞれ連結された通気管を介して各槽に供給され、反応槽及び冷却槽内の液を加圧してそれぞれ冷却槽及び貯留槽に圧送するための気体を供給する気体供給手段と、
各槽に連結された通気管に設けられた加圧バルブと、
反応槽、冷却槽及び貯留槽にそれぞれ連結され、各槽に供給された気体を排気するための排気管と、
各槽に連結された排気管に設けられた排気バルブと、
冷却槽及び貯留槽に連結された排気管に設けられた流量計と、
流量計の測定値が予め設定された閾値以上になったことを検出し、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する制御部と、を備え、
制御部は、反応槽から冷却槽に反応液を移送するに際し、気体供給手段から反応槽に連結された通気管を介して気体を供給し、冷却槽に連結された排気管に設けられた流量計において、前記圧送するための気体が排気管から直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御することで反応液の全量を冷却槽に移送し、冷却槽から貯留槽に冷却液を移送するに際し、気体供給手段から冷却槽に連結された通気管を介して気体を供給し、貯留槽に連結された排気管に設けられた流量計において、前記圧送するための気体が排気管から直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御することで冷却液の全量を貯留槽に移送する移送システムを用いた、ナノ銀粒子の製造自動化方法。
【請求項２】
制御部が、反応槽において予め設定した時間反応を行わせた後に、気体により反応液の冷却槽への圧送を開始するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する、請求項１記載のナノ銀粒子の製造自動化方法。
【請求項３】
冷却槽が冷却液の温度を測定する測温部を有し、
制御部が、冷却液が予め設定した温度以下になったことを側温部において検出した時に、気体により冷却液の貯留槽への圧送を開始するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する、請求項１又は２記載のナノ銀粒子の製造自動化方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のナノ銀粒子の製造自動化方法により、ナノ銀粒子を製造するナノ銀粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ銀粒子の製造自動化方法に関し、詳細には、ナノ銀粒子を含む反応液を反応槽、冷却槽および貯留槽へ自動的に移送することができる方法およびこの方法を用いた製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、接合用又は金属パターン形成用の金属ナノ粒子として、銀核の周囲に周りに種々の有機物から成る有機被膜層を形成したナノ銀粒子が注目されており、本件出願人である株式会社応用ナノ粒子研究所は、その製造方法として、溶媒中に銀原子などの原料物質を分散・溶解して溶液にし、溶液反応としてナノ粒子を製造する、いわゆる液相法に基づいた製造方法を提案している（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１などに記載のような液相法を用いてナノ銀粒子を製造する場合、反応槽において、加熱状態でナノ銀粒子を含む反応液を保持する時間が長くなると、反応液中のナノ銀粒子の成長が促進されて、所望のサイズを超えた大きさになってしまう現象がしばしば発生することから、ナノ銀粒子を所望のサイズに制御するため、反応後の反応液を急速に冷却し、ナノ銀粒子が安定に存在する環境に置くことが必要となる。
特許文献１には、反応基から供給された反応液を冷却器により低温化し、生成速度を停止することが記載されているが、実際にはこれらの制御には複数人のオペレータが監視・操作を必要としている。しかし、ナノ銀粒子に対する需要の増加に伴い、ナノ銀粒子を自動的に製造する必要性が増大しており、上記のように複数人のオペレータを必要とする方法では十分自動化しているとはいえなかった。
【０００４】
また、本件出願人である株式会社応用ナノ粒子研究所と株式会社日本スペリア社は、ナノ銀粒子の製造装置及び自動製造装置も提案している（特許文献２）。
前記製造装置や自動製造装置では、例えば、図１２、１３に示されるように、移送にポンプを使用しているが、複数のポンプを使用するとそれぞれの制御が必要になり、またポンプに付着した銀材料やナノ銀粒子を除去するために、頻繁にメンテナンスをする必要もあった。
【０００５】
したがって、ナノ銀粒子の製造技術のうち、特に生成したナノ銀粒子を含む反応液を冷却し、貯留するまでの工程についての自動化にはまだ十分とはいえず、改良の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０９０８４６号
【特許文献２】特開２０１４−１５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、ナノ銀粒子の製造をより自動化した方法、およびこの自動化方法を用いたナノ銀粒子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本発明の要旨は、
〔１〕銀化合物の粒子を含む原料を供給する原料供給手段と、
原料供給手段から配管を介して原料を投入して予め充填された溶媒と加熱下で反応を行わせてナノ銀粒子を生成する反応槽と、
反応槽内の反応液を、移送バルブを備えた配管を介して受け入れて冷却して反応を停止させる冷却槽と、
冷却槽内の冷却液を、移送バルブを備えた配管を介して受け入れてナノ銀粒子を含む液を貯留する貯留槽と、
反応槽および冷却槽にそれぞれ連結された通気管を介して各槽に供給され、反応槽及び冷却槽内の液を加圧してそれぞれ冷却槽及び貯留槽に圧送するための気体を供給する気体供給手段と、
各槽に連結された通気管に設けられた加圧バルブと、
反応槽、冷却槽及び貯留槽にそれぞれ連結され、各槽に供給された気体を排気するための排気管と、
各槽に連結された排気管に設けられた排気バルブと、
冷却槽及び貯留槽に連結された排気管に設けられた流量計と、
流量計の測定値が予め設定された閾値以上になったことを検出し、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する制御部と、を備え、
制御部は、反応槽から冷却槽に反応液を移送するに際し、気体供給手段から反応槽に連結された通気管を介して気体を供給し、冷却槽に連結された排気管に設けられた流量計において、前記圧送するための気体が排気管から直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御することで反応液の全量を冷却槽に移送し、冷却槽から貯留槽に冷却液を移送するに際し、気体供給手段から冷却槽に連結された通気管を介して気体を供給し、貯留槽に連結された排気管に設けられた流量計において、前記圧送するための気体が排気管から直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御することで冷却液の全量を貯留槽に移送する移送システムを用いた、ナノ銀粒子の製造自動化方法、
〔２〕制御部が、反応槽において予め設定した時間反応を行わせた後に、気体により反応液の冷却槽への圧送を開始するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する、前記〔１〕記載のナノ銀粒子の製造自動化方法、
〔３〕冷却槽が冷却液の温度を測定する測温部を有し、
制御部が、冷却液が予め設定した温度以下になったことを側温部において検出した時に、気体により冷却液の貯留槽への圧送を開始するように、移送バルブ、加圧バルブ、排気バルブの開閉を制御する、前記〔１〕又は〔２〕記載のナノ銀粒子の製造自動化方法、
〔４〕前記〔１〕〜〔３〕の何れか１項に記載のナノ銀粒子の製造自動化方法により、ナノ銀粒子を製造するナノ銀粒子の製造方法
に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のナノ銀粒子製造自動化方法によれば、ナノ粒子の製造工程において、ナノ銀粒子を含む反応液を冷却し、貯留するまでの工程の自動化をより促進することができる。
また、本発明のナノ銀粒子製造自動化方法によれば、気体の圧送を利用することで、ポンプを利用した方法のように、複数のポンプの制御を必要とせずにナノ銀粒子を含む反応液を冷却し、貯留するまでの工程の自動化できるため、制御に必要な人員を有意に低減させながら、品質のよいナノ銀粒子材料を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のナノ銀粒子の製造自動化方法の概略図を示す。
【図２】本発明の自動化方法を用いた製造装置の実施形態を示す概略図であり、反応槽２で反応中から反応直後までの状態を示す図である。
【図３】図２の後、反応槽２から冷却槽３に反応液７を全部移送した直後の状態を示す図である。
【図４】図３の後、冷却槽３から貯留槽４へ冷却した反応液７を移送している状態を示す図である。
【図５】図４の後、冷却槽３から貯留槽４へ冷却した反応液７を全部移送した直後の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、それらの図面は図解のために提供されるものであり、本発明はそれらの図面に限定されるものではない。なお、図１は、本発明のナノ銀粒子の製造自動化方法の概略図、図２〜５は前記自動化方法を用いた製造装置の実施形態を示す概略図である。また、図２は反応槽２で反応中から反応直後までの状態を示し、図３は反応槽２から冷却槽３に反応液７を全部移送した直後の状態を示し、図４は冷却槽３から貯留槽４へ冷却した反応液７を移送している状態を示し、図５は冷却槽３から貯留槽４へ冷却した反応液７を全部移送した直後の状態を示す。
【００１２】
１．ナノ銀粒子の製造自動化方法
本発明のナノ銀粒子の製造自動化方法（以下、本発明の自動化方法）は、図１に示すような移送システムを用いて、ナノ銀粒子を含む反応液を冷却し、貯留するまでの工程の自動化できる方法である。
【００１３】
本発明の自動化方法で用いる移送システムは、
銀化合物の粒子を含む原料を供給する原料供給手段１と、
原料供給手段１から配管Ｔ１を介して原料を投入して予め充填された溶媒と加熱下で反応を行わせてナノ銀粒子を生成する反応槽２と、
反応槽内２の反応液７を、移送バルブＶ３を備えた配管Ｔ２を介して受け入れて冷却して反応を停止させる冷却槽３と、
冷却槽３内の冷却液を、移送バルブＶ７を備えた配管Ｔ３を介して受け入れてナノ銀粒子を含む液を貯留する貯留槽４と、
反応槽２および冷却槽３にそれぞれ連結された通気管１０ａ、１０ｂを介して各槽に供給され、反応槽２及び冷却槽３内の液を加圧してそれぞれ冷却槽３及び貯留槽４に圧送するための気体を供給する気体供給手段１０と、
各槽に連結された通気管１０ａ、１０ｂに設けられた加圧バルブＶ１、Ｖ８と、
反応槽２、冷却槽３及び貯留槽４にそれぞれ連結され、各槽に供給された気体を排気するための排気管１１ｃ、１１ａ、１１ｂと、
各槽に連結された排気管１１ｃ、１１ａ、１１ｂに設けられた排気バルブＶ２、Ｖ４、Ｖ５と、
冷却槽３及び貯留槽４に連結された排気管１１ａ、１１ｂに設けられた流量計Ｆ１、Ｆ２と、
流量計Ｆ１、Ｆ２の測定値が予め設定された閾値以上になったことを検出し、移送バルブＶ３、Ｖ７、加圧バルブＶ１、Ｖ８、排気バルブＶ４、Ｖ５の開閉を制御する制御部５と、を備える。
【００１４】
（原料供給手段１）
前記原料供給手段１は、銀化合物の粒子を含む原料を前記反応槽２に供給するための手段である。
例えば、前記反応槽２と配管Ｔ１を介して連結されている槽、容器などが挙げられる。前記槽、容器の形状やサイズについては特に限定はない。前記反応槽２と前記原料供給手段１との間の配管Ｔ１には、移送バルブＶ６を設けることで、原料供給を制御することができる。前記移送バルブＶ６の開閉は、手動で行ってもよいが、後述の制御部５と電気的に接続可能な電磁バルブにしてもよいし、さらに高い安全性を実現するためには、空気圧操作弁を使用してもよい。空気圧操作弁は、弁の開閉を空気圧で動作させることから、弁本体が電気的な接続を持たないため、高い防爆性が付与される。このとき、制御部５は空気圧操作弁に対する圧縮空気（０．２〜０．４ＭＰａ）の供給（オン・オフ）を制御して、空気圧操作弁の開閉を制御する。なお、圧縮空気の供給は、圧縮空気の流路に設けられ、弁本体と離れた位置に設置された電磁弁を開閉し、供給のオン・オフが制御される。
【００１５】
前記原料供給手段１では、前記原料をポンプを使用しない方法で、前記反応槽２に供給することが好ましい。例えば、気体の圧送や、原料供給手段１の位置を原料槽の上部よりも高い位置に配置した場合の重力などを利用する方法が挙げられる。図１、２では、通気管１０ｃを介して、加圧された気体を、原料供給手段１であるタンク内に導入し、内部にある原料を前記配管Ｔ１を介して前記反応槽２に圧送する。
【００１６】
前記通気管１０ｃは気体供給手段１０と接続している。
前記気体供給手段１０には、圧縮されまたは液化ガスが充填されており、前記通気管１０ｃに設けた加圧バルブＶ９を開くことで、気体を前記原料供給手段１の槽内に導入することができる。前記加圧バルブＶ９の開閉は、手動で行ってもよいが、後述の制御部５と電気的に接続可能な電磁バルブにしてもよい。また、加圧バルブＶ９として、空気圧操作弁を使用することによって、より高い防爆性を実現することができる。
以下、後述の制御部５によって制御するバルブは、全て、電磁弁や空気圧操作弁を用いることが可能であり、空気圧操作弁を用いることによって、より高い安全性を実現することができる。
前記気体供給手段１０から供給される気体としては、窒素ガス、アルゴン、ヘリウムなどの不燃性ガスや乾燥空気が挙げられるが、特に限定はない。
【００１７】
前記原料供給手段１で供給される原料は、銀化合物の粒子を含む液状物である。
前記銀化合物としては、無機銀塩と有機銀塩が利用でき、無機銀塩には炭酸銀、塩化銀、硝酸銀、リン酸銀、硫酸銀、ほう酸銀、フッ化銀などがあり、また有機銀塩にはギ酸銀、酢酸銀などの脂肪酸塩、スルホ酸塩、ヒドロキシ基・チオール基・エノール基の銀塩などがある。中でも、Ｃ、Ｈ、ＯとＡｇからなる銀塩又はＣ、ＯとＡｇからなる銀塩が好ましいく、炭酸銀（Ａｇ２ＣＯ３）がより好ましい。
前記銀化合物は、ナノ銀粒子にする観点から、微粒子状になっており、例えば、平均粒径が１μｍ〜１００μｍの範囲になるまで微細化処理されることが好ましい。
また、前記原料は、炭素数１０以下のアルコールを溶媒として用いる。
前記アルコールの種類としては、特に限定はないが、Ｃ１０以下のアルコールに原料を投入する場合、炭素数が近く且つ銀化合物の微粒子が分散し易いという観点から、Ｃ１０以下のアルコールが好ましい。
【００１８】
（反応槽２）
前記反応槽２は、前記原料供給手段１と配管Ｔ１を介して連結しており、前記原料を溶媒中で還元反応させることで、銀核の周囲に周りに溶媒に由来する有機物から成る有機被膜層を形成させてナノ銀粒子を生成するための装置である。
【００１９】
前記反応槽２の材質、形状、サイズなどについては、ナノ銀粒子の製造に使用できるものであればよく、特に限定はない。
【００２０】
前記反応槽２の加熱手段としては、反応槽２内を所望の温度に加熱できる手段であればよく、特に限定はない。
【００２１】
また、前記原料供給手段１と連結している配管Ｔ１は、前記反応槽２の上部、側部、下部のいずれに接続してもよい。例えば、図２では、前記配管Ｔ１は、前記反応槽２の上部に接続していることで、反応槽２からの原料の逆流を防ぐ構成としている。
【００２２】
前記反応槽２の内部には、予め反応用の溶媒が充填されている。
前記溶媒を充填する方法としては、前記供給手段１を介して行ってもよいし、前記反応槽２に直接手で充填を行ってもよい。
前記溶媒としては、炭素数１０以下のアルコールを溶媒が挙げられるが、特に限定はなく、例えば、結晶子径が１０ｎｍ以下のナノ銀粒子を製造し易く且つ有機被覆層の熱分解温度が比較的低いといった観点から、Ｃ１０以下のアルコールが好ましい。
【００２３】
前記反応槽２には、外部から気体を槽内に供給可能なように通気管１０ａが連結されている。
前記通気管１０ａは、気体供給手段１０と接続している。
そして、前記通気管１０ａに設けた加圧バルブＶ１を開くことで、気体を前記反応槽２内に導入する。そして、前記反応槽２は、移送バルブＶ３を備えた配管Ｔ２を介して前記冷却槽３と接続しており、前記反応槽２に導入された気体を用いて反応槽２内の反応液７を冷却槽３に圧送することができる。
【００２４】
前記配管Ｔ２の構成は、前記反応槽２から前記冷却槽３への反応液７の圧送ができればよく、例えば、図２に示すように、前記反応槽２内の底部付近に配管Ｔ２の端部を配置することで気体による圧送がしやすいようにしてもよいが、特に限定はない。
【００２５】
また、前記反応槽２には、排気バルブＶ２を備えた排気管１１ｃが接続されている。前記排気バルブＶ２を開閉することで、前記反応槽２での気体の導入や排出を行うことができる。
例えば、前記排気バルブＶ２を開にしておくことで、前記原料供給手段１から原料を投入したり、前記通気管１０ａからの気体の導入を速やかに行うことができる。
また、前記排気バルブＶ２を閉にしておくことで、前記反応槽２から前記冷却槽３への反応液７の移送を速やかに行うことができる。
【００２６】
また、前記反応槽２の内部には、図示しないが、撹拌子が設けることで、原料液や反応液を混合できるようにしてもよい。
【００２７】
（冷却槽３）
前記冷却槽３は、前記反応槽内２から移送された反応液７を冷却して反応を停止させるための装置である。
【００２８】
前記冷却槽３には、供給された気体を排気するための排気管１１ａが連結されている。
前記反応槽２から前記冷却槽３に反応液７を気体を用いて移送する際、冷却槽３内に供給された気体を前記排気管１１ａから外部へ排出することができる。
【００２９】
また、前記排気管１１ａには、排気バルブＶ４が設けられており、さらに、その下流側に流量計Ｆ１が設けられる。
前記流量計Ｆ１は、前記冷却槽３から排気される気体の流量を計測する装置であり、冷却された気体に接触することから耐冷性を備えたものであればよく、その種類、形状などについては特に限定はない。
【００３０】
なお、前記排気バルブＶ４を閉にしておくことで、前記冷却槽３から前記貯留槽４への冷却液の移送を速やかに行うことができる。
【００３１】
前記冷却槽３における冷却方式としては、例えば、槽内部に冷却部を備え、冷却部に接触した反応液７を冷却する方式、槽の外部を冷却して槽内部の反応液７を冷却する方式などが挙げられるが、特に限定はない。冷媒としては、冷却部を予め冷却可能であれば、液体窒素、不凍液、乾燥空気などを使用することができる。
前記冷却方式により、反応液７を冷却することで、ナノ銀粒子の銀核の成長を抑制することにより、ナノ銀粒子の粒径の増大が抑えられる。
【００３２】
前記冷却槽３には、外部から気体を槽内に供給可能なように通気管１０ｂが連結されている。
前記通気管１０ｂは、気体供給手段１０と接続している。
そして前記通気管１０ｂに設けた加圧バルブＶ８を開くことで、気体を前記冷却槽３内に導入する。そして、前記冷却槽３は、移送バルブＶ７を備えた配管Ｔ３を介して前記貯留槽４と接続しており、前記冷却槽３に導入された気体を用いて冷却槽３内の冷却されたナノ銀粒子を含む反応液７を貯留槽４に圧送することができる。
【００３３】
前記配管Ｔ３の構成は、前記冷却槽３から前記貯留槽４への冷却された反応液７の圧送ができればよく、例えば、図２に示すように、前記冷却槽３内の底部に配管Ｔ３の端部を接続することで気体による圧送に加えて、重力も利用して移送がしやすいようにしてもよいが、特に限定はない。
【００３４】
（貯留槽４）
前記貯留槽４は、冷却槽３内の冷却液（冷却した反応液７）を、移送バルブＶ７を備えた配管Ｔ３を介して受け入れてナノ銀粒子を含む液を貯留するための装置である。
【００３５】
前記貯留槽４の材質、形状、サイズなどについては、ナノ銀粒子の製造に使用できるものであればよく、特に限定はない。
【００３６】
前記貯留槽４には、供給された気体を排気するための排気管１１ｂが連結されている。
前記冷却槽３から前記貯留槽４に冷却された反応液７を、気体を用いて移送する際、貯留槽４内に供給された気体を前記排気管１１ｂから外部へ排出することができる。
【００３７】
また、前記排気管１１ｂには、排気バルブＶ５が設けられており、さらに、その下流側に流量計Ｆ２が設けられる。
前記流量計Ｆ２は、前記貯留槽４から排気される気体の流量を計測する装置であり、その種類、形状などについては特に限定はない。
【００３８】
前記貯留槽４は、前記配管Ｔ３、前記排気管１１ｂと取り外し可能に構成されていてもよい。
ナノ銀粒子を含む反応液７を収容した状態の前記貯留槽４を移動して、例えば、フィルタリング装置に新たに接続することで、反応液中のナノ銀粒子と未反応の原料とを分離することができる。
【００３９】
（制御部５）
前記制御部５は、前記流量計Ｆ１、Ｆ２の測定値が予め設定された閾値以上になったことを検出し、移送バルブＶ３、Ｖ７、加圧バルブＶ１、Ｖ８、排気バルブＶ４、Ｖ５の開閉を制御する装置である。
【００４０】
前記制御部５は、前記移送バルブＶ３、Ｖ７、加圧バルブＶ１、Ｖ８、排気バルブＶ４、Ｖ５と電気的に接続しており、電気的なバルブの開閉を可能にしている。また、前述のように、これらのバルブには空気圧操作弁を使用することができ、より高い防爆性が付与される。
【００４１】
また、前記制御部５は、前記反応槽２から前記冷却槽３、前記冷却槽３から前記貯留槽４への液体の移送を制御する。
【００４２】
また、前記制御部５は、以下のステップ：
（１）反応槽２から冷却槽３に反応液７を移送するに際し、気体供給手段１０から反応槽２に連結された通気管１０ａを介して気体を供給するステップ１、
（２）冷却槽３に連結された排気管１１ａに設けられた流量計Ｆ１において、前記圧送するための気体が排気管１１ａから直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブＶ３、加圧バルブＶ１、排気バルブＶ４の開閉を制御することで反応液７の全量を冷却槽３に移送するステップ２、
（３）前記冷却槽３から貯留槽４に冷却液を移送するに際し、気体供給手段１０から冷却槽３に連結された通気管１０ｂを介して気体を供給するステップ３、
（４）貯留槽４に連結された排気管１１ｂに設けられた流量計Ｆ２において、前記圧送するための気体が排気管１１ｂから直接排気されて流量が閾値以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブＶ７、加圧バルブＶ８、排気バルブＶ５の開閉を制御することで冷却液の全量を貯留槽４に移送するステップ４
を制御する。
【００４３】
以下、前記ステップ１〜４の概要を説明する。
前記ステップ１では、移送バルブＶ６を閉にした状態で、加圧バルブＶ１、移送バルブＶ３および排気バルブＶ４を開にし、加圧バルブＶ８、移送バルブＶ７が閉にして、気体供給手段１０から反応槽２に連結された通気管１０ａを介して気体を供給する。
前記のように供給される気体の加圧により、反応槽２内の反応液７が配管Ｔ２を介して、冷却槽３に移送される。冷却槽３に移送される反応液７の分だけ、冷却槽３内の気体が排気管１１ａを介して外部に排出される。
【００４４】
冷却槽３から排出される気体の流量は、流量計Ｆ１で計測される。反応槽２に導入される気体の圧力が一定であれば、流量計Ｆ１で計測できる気体の排出流量も略一定になる。本発明では、反応槽２から冷却槽３の反応液７を移送している際に、排気バルブＶ４を開にした後に流量計Ｆ１で計測できる気体の流量を閾値１とする。前記閾値１は、気体の加圧力が一定でない場合、若干上下することがあるが、この場合にはその上限値より高い値、例えば、１．２〜１．５倍くらいの値を閾値１とする。
そして、反応槽２内の反応液７が全て冷却槽３内に導入されると、反応槽２から圧送されるための気体が排気管１１ａから直接排気されることで、冷却槽３から排出される気体の流量が増大する現象が生じる。この現象は、流量計Ｆ１で前記閾値１を超える流量を検出することで確認することができる。
【００４５】
前記ステップ２では、流量計Ｆ１において、排気される気体の流量が、閾値１以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブＶ３、加圧バルブＶ１、排気バルブＶ４を閉にすることで反応液７の全量の冷却槽３への移送を完了する。
【００４６】
前記ステップ３では、移送バルブＶ３および排気バルブＶ４を閉にした状態で、加圧バルブＶ８、移送バルブＶ７および排気バルブＶ５を開にして、気体供給手段１０から冷却槽３に連結された通気管１０ｂを介して気体を供給することで、前記冷却槽３から貯留槽４に冷却液を移送する。
前記のように供給される気体の加圧により、冷却槽３内の冷却液が配管Ｔ３を介して、貯留槽４に移送される。貯留槽４に移送される冷却液の分だけ、貯留槽４内の気体が排気管１１ｂを介して外部に排出される。
【００４７】
貯留槽４から排出される気体の流量は、流量計Ｆ２で計測される。冷却槽３に導入される気体の圧力が一定であれば、流量計Ｆ２で計測できる気体の排出流量も略一定になる。本発明では、冷却槽３から貯留槽４の反応液７を移送している際に、排気バルブＶ５を開にした後に流量計Ｆ２で計測できる気体の流量を閾値２とする。前記閾値２は、気体の加圧力が一定でない場合、若干上下することがあるが、この場合には、その上限値より高い値、例えば、１．２〜３．５倍くらいの値を閾値２とする。
そして、冷却槽３内の冷却液が全て貯留槽４内に導入されると、冷却槽３から圧送されるための気体が排気管１１ｂから直接排気されることで、貯留槽４から排出される気体の流量が増大する現象が生じる。この現象は、流量計Ｆ２で前記閾値２を超える流量を検出することで確認することができる。
【００４８】
前記ステップ４では、流量計Ｆ２において、排気される気体の流量が、閾値２以上になったことを検出した時に、気体の供給を停止するように、移送バルブＶ７、加圧バルブＶ８、排気バルブＶ５を閉にすることで冷却液の全量の貯留槽４への移送を完了する。
【００４９】
また、本発明の自動化方法では、前記制御部５が、反応槽２において予め設定した時間反応を行わせた後に、気体により反応液７の冷却槽３への圧送を開始するように、移送バルブＶ３、加圧バルブＶ１、排気バルブＶ４の開閉を制御するようにして、前記反応槽２からの反応液７の移送の開始を自動化してもよい。
【００５０】
前記反応槽２における反応時間については、反応槽２のサイズ、反応槽２に投入される原料の量などに基づいて、予め好適な範囲を算出することが可能である。
したがって、前記好適な範囲の反応時間を経過後に、前記ステップ１を開始するように、前記制御部５を調整しておいてもよい。
【００５１】
また、本発明の自動化方法では、前記冷却槽３に冷却液の温度を測定する測温部６を設置し、この側温部６と前記制御部５とを電気的に接続し、前記制御部５が、冷却液が予め設定した温度以下になったことを側温部６において検出した時に、気体により冷却液の貯留槽４への圧送を開始するように、移送バルブＶ７、加圧バルブＶ８、排気バルブＶ５の開閉を制御するようにして、前記冷却槽３から冷却液の移送の開始を自動化してもよい。
【００５２】
例えば、冷却槽３に移送された高温の反応液７の反応を停止させるための冷却温度は、予め好適な範囲を算出することが可能である。
したがって、前記好適な範囲の冷却温度を前記側温部６が検出した時に、前記ステップ３を開始するように、前記制御部５を調整しておいてもよい。
【００５３】
また、本発明の自動化方法では、図示しないが、前記制御部５に前記ステップ１、２、３、４のそれぞれの実行を前記制御部５に指示できるスイッチを備えていてもよい。これらのスイッチを備えることで、一人のオペレータでも前記ステップ１からステップ４までを制御することができる。
前記スイッチの形状や方式については、前記ステップ１〜４の実行が可能であればよく、特に限定はない。
【００５４】
本発明の自動化方法では、図示しないが、前記流量計Ｆ１、Ｆ２で検出される流量、前記冷却槽３の温度などが表示できるモニタを備えていてもよい。前記モニタを備えることで、一人のオペレータでもより正確な制御を行うことができる。
【００５５】
２．ナノ銀粒子の製造方法
本発明のナノ銀粒子の製造方法（以下、本発明の製造方法）は、前記自動化方法によりナノ銀粒子を製造する。
以下、本発明の製造方法の実施形態の例を説明する。
【００５６】
本発明の製造方法は、下記の（１）〜（６）のステップを有する。
（１）加圧バルブＶ１および移送バルブＶ３を閉にし、かつ加圧バルブＶ９、移送バルブＶ６および排気バルブＶ２を開にして、前記原料供給手段１から原料を前記反応槽２にガスで圧送させた後、前記加圧バルブＶ９および移送バルブＶ６を閉にして、銀塩微粒子および炭素数１２以下のアルコール溶媒を含む原料液を前記反応槽２に供給するステップ。
（２）排気バルブＶ２を開状態にして、前記反応槽２内の原料液を所定温度で加熱して、銀核の周囲に有機被覆層を形成したナノ銀粒子を含む反応液７を作製させる反応液作製ステップ（図２）。
（３）前記反応液作製ステップで所定時間が経過した後、排気バルブＶ２、加圧バルブＶ８および移送バルブＶ６、Ｖ７を閉にし、かつ、前記加圧バルブＶ１、前記移送バルブＶ３および前記排気バルブＶ４を開にして、前記反応槽２中の前記反応液７を前記冷却槽３に気体により圧送させる冷却槽移送ステップ（前記ステップ１、図３）。
（４）前記排気バルブＶ４における前記（３）で開いてからの排気流量が所定の閾値を超えたことを流量計Ｆ１で検出した後に、加圧バルブＶ１および移送バルブＶ３を閉にして、前記冷却槽３への反応液７の移送を完了させる冷却槽移送停止ステップ（前記ステップ２）。
（５）前記冷却槽３の温度が所定温度以下になった後、前記排気バルブＶ４を閉にし、かつ、前記加圧バルブＶ８、前記移送バルブＶ７および前記排気バルブＶ５を開にし、前記冷却槽３から冷却された反応液を前記貯留槽４に気体で圧送させる貯留槽移送ステップ（前記ステップ３、図４）。
（６）前記排気バルブＶ５における前記（５）で開いてからの排気流量が所定の閾値を超えたことを流量計Ｆ２で検出した後に、前記加圧バルブＶ８および前記移送バルブＶ７を閉にして、前記貯留槽４への冷却した反応液７の移送を停止する貯留槽移送停止ステップ（前記ステップ４、図５）。
【００５７】
なお、図示しないが、前記排気管１１ｃ、１１ａ、１１ｂの端部は、揮発した溶媒などによる環境の汚染を防ぐ目的から、排気ガス処理装置と接続していればよい。
【００５８】
前記のように、本発明の製造方法は、気体の圧送を利用していることで、実質的にバルブの操作をするだけで、反応槽２、冷却槽３、貯留槽４への反応液７の移送を完了することができる。
したがって、本発明の製造方法は、ポンプを利用した従来方法のように、複数のポンプを制御するという複雑な操作が必要なく、制御に必要な人員を有意に低減させながら、品質のよいナノ銀粒子材料を製造することができる。
例えば、本発明の製造方法で得られるナノ銀粒子としては、銀原子の集合体からなる銀核の周囲にＣ１０以下のアルコキシド基及び／又はカルボン酸基からなる有機被覆層が形成されたナノ銀粒子が含まれる。
前記アルコキシド基及び／又はカルボン酸基の炭素数がＣ１０の場合、前記ナノ銀粒子の平均結晶子径としては、１〜１０ｎｍのタイプが含まれる。特に、有機被覆層の材料となるカルボン酸等を予め反応槽２の溶媒に添加し、より安定な有機被覆層を有するナノ銀粒子を製造することができる。
【実施例】
【００５９】
（実施例１）
図２〜５に示す製造装置を用い、以下の手順で反応槽２から貯留槽４へのナノ銀粒子の移送を行った。
なお、操作前に、各部を以下のように設定した。
原料供給手段１である原料タンクには、炭酸銀スラリー３００ｇを充填した。
反応槽２にはＣ１０アルコール３．５Ｌを充填し、１８０℃に加熱しておいた。
冷却槽３の内部には、冷却部を設け、この冷却部に冷凍機（(株)上島製作所製 THERMO JETTER）で−１００℃（冷凍機出口温度）に冷却した乾燥空気を通しておくことで予め冷却槽３内を−３０℃に冷却しておいた。
気体供給手段１０としては、コンプレッサーとレギュレーターを使用し、コンプレッサーから供給された乾燥空気の圧力をレギュレーターによって、０．１ＭＰａに調整している。この実施例では、各加圧バルブを開状態とすることにより、気体として０．１ＭＰａの乾燥空気が原料供給手段１、反応槽２又は冷却槽３に供給され、原料又は反応液を圧送している。
また、図示しないが、前記流量計Ｆ１、Ｆ２で検出される流量、前記冷却槽３の温度などが表示できるモニタを用意して、オペレータが常時確認できるようにした。
【００６０】
（１）原料供給ステップ
加圧バルブＶ１および移送バルブＶ３を閉状態にし、かつ加圧バルブＶ９、移送バルブＶ６および排気バルブＶ２を開状態にして、原料供給手段１から原料を反応槽２に圧送させた後、加圧バルブＶ９および移送バルブＶ６を閉状態にして、炭酸銀スラリー全量を反応槽２に供給した。
【００６１】
（２）反応液作製ステップ（図２）
次いで、排気バルブＶ２を開状態にして、反応槽２内の炭酸銀スラリーとアルコールとの混合溶液（約４Ｌ）を１８０℃で加熱して、銀核の周囲に有機被覆層を形成させて、ナノ銀粒子を含む反応液７を作製した。
【００６２】
（３）冷却槽移送ステップ（図３）。
次いで、前記反応液作製ステップで１０〜３０分間が経過した後、排気バルブＶ２、加圧バルブＶ８および移送バルブＶ６、Ｖ７を閉状態にし、かつ、加圧バルブＶ１、移送バルブＶ３および排気バルブＶ４を開状態にして、反応槽２中の反応液７を前記冷却槽３に圧送させた。移送中に流量計Ｆ１で検出される流量は、２．５〜３．５Ｌ／ｍｉｎである。次に示すように、反応液７の移送が完了すると、供給される気体が直接、排気管１１aから排気されて流量計Ｆ１の値が５Ｌ／ｍｉｎを越えることから、５Ｌ／ｍｉｎを閾値１として設定している。
【００６３】
（４）冷却槽移送停止ステップ
次いで、移送開始から約５０秒で、前記冷却槽移送ステップで排気バルブＶ４を開いてからの排気流量が５Ｌ／ｍｉｎ以上となり、前記閾値１（５Ｌ／ｍｉｎ）を超えたことを流量計Ｆ１で検出したので、加圧バルブＶ１および移送バルブＶ３を閉状態にして、冷却槽３への反応液７の移送を完了させた。冷却槽３内の温度は加熱された反応液７が移送されたことで、８０〜９０℃近くまで上昇した。
【００６４】
（５）貯留槽移送ステップ（図４）
次いで、冷却槽３での冷却操作を続けたところ、冷却槽３内の反応液７は、約６分間で、７０℃以下にまで低下したことを確認した後、排気バルブＶ４を閉状態にし、かつ、加圧バルブＶ８、移送バルブＶ７および排気バルブＶ５を開状態にし、冷却槽３から冷却された反応液７を貯留槽４に気体で圧送させた。この時の流量計Ｆ２で検出される流量は、約１．５Ｌ／ｍｉｎでほぼ一定である。次に示すように、移送が完了すると、供給される気体が直接、排気管１１ｂから排気されて流量計Ｆ２の値が５Ｌ／ｍｉｎを越えることから、５Ｌ／ｍｉｎを閾値２として設定している。
【００６５】
（６）貯留槽移送停止ステップ（図５）
次いで、移送開始から約３０秒で、前記貯留槽移送ステップで排気バルブＶ５を開いてからの排気流量が５Ｌ／ｍｉｎ以上となり、前記閾値２（５Ｌ／ｍｉｎ）を超えたことを流量計Ｆ２で検出したので、加圧バルブＶ８および前記移送バルブＶ７を閉にして、貯留槽４への冷却した反応液７の移送を停止した。
【００６６】
以上の操作は、一人のオペレータで行うことができた。
また、貯留槽４内のナノ銀粒子を含む反応液７をフィルタにかけて、分級して所望のサイズのナノ銀粒子を得ると共に微量な未反応物と分離している。ナノ銀粒子の状態をＸ線回折装置を用いて確認したところ、目的の結晶子径を有するナノ銀粒子であった。
【符号の説明】
【００６７】
１  原料供給手段
２  反応槽
３  冷却槽
４  貯留槽
５  制御部
６  側温部
７  反応液
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３  配管
Ｖ１、Ｖ８、Ｖ９  加圧バルブ
Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５  排気バルブ
Ｖ３、Ｖ６、Ｖ７  移送バルブ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  通気管
１０  気体供給手段
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ  排気管
Ｆ１、Ｆ２  流量計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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