(57)【要約】【課題】  １０μｍ以下の微粒子から必要とされる微粒子を効率よく分級することの出来る新規な分級装置を提供すること。【解決手段】  微細な分級媒体と振動を有効的に組み合わせることにより、微細な分級を効率よく出来ること。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形、又は角筒形のケースの底部にセラミックス、プラスチックス、又は金属等の分級媒体が落下しない大きさの通気孔を有したフィルター上に該分級媒体を入れた排出口、又は供給口を各一つ以上を有し、分級容器の下部には供給口、又は排出口を各一つ以上有した供給コーンを取り付けた分級装置。
【請求項２】
該分級装置は、二段以上重ねることが可能な分級装置である。
【請求項３】
該分級装置は、被分級物が粉体の状態、又はスラリー状態のどちらにも対応が可能な分級装置である。
【請求項４】
該分級装置は、分級媒体に振動を与えるために分級容器に一つ以上の振動モーターを有する分級装置である。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主に１０μｍ以下の微細粒子を分級する場合に大いに効果がある。【０００２】  本発明は、分級媒体の材質を選定することにより、不純物の混入が殆どないことから不純物の混入を嫌う分野に大いに効果がある。
【背景技術】
【０００３】  従来の分級方法を大きく分けると、サイクロン形式による風力を利用した方法、又は機械的にファンを回転させ、その遠心力を利用した方法、スクリーンを利用した方法、水及び溶剤を使い重力沈降を利用した方法等がある。本発明のような分級媒体を利用した技術はない。【０００４】  従来の分級装置の持つ欠点は、分級装置内で被分級物が高速度で運動することによる摩耗が多く、その摩耗物が不純物として被分級物中に混入する。【０００５】  又、機械的にファンを回転させる分級装置は回転軸部があり、その回転軸部に被分級物の粉体が入り、それによる摩耗が生じ、又メンテナンスが多く必要となる。【０００６】  又、サイクロン形式、機械的ファンの回転の分級装置では１０μｍ以下の粉体粒子の分級は、分級効率（分級カット点による効率）が悪く、特に１μｍ以下についての分級効率（分級カット点による効率）が信頼できない程となる。【０００７】  又、水及び溶剤を使った重力沈降方法は、分級するに必要な時間が大変長くなる欠点がある。【０００８】  又、スクリーンを利用した方法では１０μｍ以下の粉体粒子の分級、ましてや１μｍ以下の分級は困難である。
【発明の開示】
【０００９】  本発明は上記課題を下記構成により解決するものである。
【００１０】  本発明は分級媒体を利用し１０μｍ以下の微粒子、特に１μｍ以下の微粒子の分級を可能にし、尚、不純物の混入を殆どなくし、又、機械的部分のメンテナンス等をなくすことを特徴とする。
【００１１】  又、本発明の分級装置は分級媒体を分級容器に充填することにより、分級媒体間の空間を応用して、又これに振動を与えることによりその空間を変更し、分級する分級点を変えることが可能である。
【００１２】  本発明の分級装置における分級媒体としては被分級物により異なるが、被分級物の分級する粒径が１μｍ以下の場合は、５０μｍ以下のジルコニアビーズを使用することが望ましい。又その他の分級媒体として金属ビーズ、アルミナビーズ、プラスチックスビーズがある。
【００１３】  本発明の分級装置として連続式で使用することが可能である。
【００１４】  本発明の分級装置には分級媒体に付着した被分級物を払い落とす目的と、被分級物の凝集の分散、又、分級精度を高める目的のために振動を加えることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】  次に、本発明を実施するための最良の形態について、湿式分級に適用した場合を例にとり説明をする。【００１５】  ここでの湿式分級とは、水又は溶剤中に被分級物をスラリー化し、よく分散をし、このスラリーを本発明の分級装置を適用した場合を例にとり説明をする。【００１６】  本発明の分級装置は排出口、又は供給口を各一つ以上を持ったノズルを有した分級容器と分級容器の下に取り付けられた供給口及び排出口を各一つ以上を持った供給コーンからなっている。【００１７】  又、本発明の分級装置の上部にもう一段、分級容器を取り付けることにより分級容器が二段となり、この二段を使うことによって、さらに分級効率が高くなる。【００１８】  具体的には図１において、１の分級容器は上部に排出ノズルを持った円筒形で、２のフィルターを有し、これに、３のジルコニアビーズを投入した。【００１９】  これに４の供給コーンを取り付け、又、１の分級容器には振動源として二つの５の振動モーターを取り付けてある。又、振動モーターにより振動を機外に伝達しないために、１の分級容器に６の緩衝材が１１の架台に取り付けてあると同様に、機外とは１２のフレキシブルホースにて振動の伝達を防いでいる。【００２０】  一方、７のタンクにスラリーを投入し被分級物を８の撹拌機で撹拌する。９のポンプにてスラリーを４の供給コーンに供給する。供給されたスラリーは、２のフィルターを通して３の分級媒体に入る。【００２１】  ２のフィルター及び３の分級媒体にて分級されたオーバーサイズのスラリーは、４の供給コーンから排出され７のタンクに戻る。一方、３の分級媒体と５の振動源による振動によって分級されたスラリーは、１の分級容器から排出され、１０の製品タンクに入る。【００２２】  図２の図面は乾式の分級で、分級容器が二段となっている本発明を説明する。【００２３】  １の分級容器に３の分級媒体を充填する。同様に１’の分級容器に３’の分級媒体を充填し、２のフィルターにより１と１’の分級容器が分かれ、又、３と３’の分級媒体は同じ径、又、異なる径のどちらでも可能である。１’の分級容器には２’のフィルターを取り付け、この下部には４の供給コーンを有し、８の供給タンクから被分級物を４の供給コーンに供給する９の供給ブロワーを有している。一方、分級容器には５の振動源を有し、又、各外部との配管の継ぎには、７のフレキシブルホースにて振動の伝達を防ぐ。３の分級媒体を通過した被分級物は、１１の排風ブロワーにより１０のバッグフィルターに捕集され、１２の製品タンクで受けられる。一方、３’を通過した被分級物の一部は、１５の排風ブロワーにより１４のバッグフィルターで捕集され、８の供給タンクに受けられる。
【発明の作用・効果】
【００２４】  本発明は、分級媒体の媒体の大きさとその充填性により媒体間の空隙が変化する。即ち、空隙が大きくなれば被分級物の粒子が通り易く、又、小さくなれば通り難くなる。この空隙の大きさを左右するのは分級媒体の大きさと、この分級媒体を振動させる振動数と振幅となる。又、分級媒体の比重は大きい方がよい。
【００２５】  例えば、１０μｍ以下で平均粒径１μｍのアルミナで分級点を２μｍでカットする場合、分級媒体として５０μｍのジルコニアビーズを使用し、その効果を確かめた。ジルコニアビーズは、セラミックスの中でも比重が大きく、又５０μｍの微細な粒子が製造、販売されていることから選定をした。
【００２６】  分級容器にジルコニアビーズを充填し、この分級容器を振動することによりジルコニアビーズを振動させる。振動しているジルコニアビーズの下部からアルミナのスラリーを通過させる。アルミナのスラリーは１０％濃度とし、そのアルミナを分級する分級点を２μｍ、これは２μｍ以下が８０％程、含まれている。
【００２７】  この時、２μｍより細かいアルミナはジルコニアビーズの層を通過し、目的の製品として機外に排出される。又２μｍより大きいアルミナはジルコニアビーズを通過出来ず、その下部より機外に排出される。もちろん、２μｍのアルミナが完全に分級され製品となるのではなく、若干はジルコニアビーズを通過せずに２μｍ以上のアルミナと同伴する。
【００２８】  このように微粒子を目的の粒子に分級出来る作用があり、従来の装置では２μｍ以下の微粒子を分級し、２μｍ以下の中に２μｍ以上の粒子を含まないような分級は困難であり、この分級をするには長時間かけて水比分級するしかなかった。
【００２９】  本発明の分級装置を利用することによって、高い分級精度が得られることから、より微粒子によるＩＣ関連のシリコンウェハー等のラッピング材料には、大きな効果がある。
【００３０】  ここで５０μｍの径のビーズを分級容器に充填すると、静止状態の時のビーズの最小間隙が約１８μｍとなる。ここで分級容器に振動を与えることで、その振動の大、小で下部から供給される被分級物に対する抵抗も変わる。又、被分級物を供給する速さによっても抵抗が異なる。
【００３１】  これらの抵抗により、ビーズの空間を通過する被分級物の粒子径が決められる。これにより被分級物の分級点（カット点）が決められる。
【試験例】
【００３２】  以下、本発明の効果を確認するために行った試験例について説明をする。
【００３３】  試験機としては、分級容器２００φ×１５０Ｈ、ステンレス製製品排出用ノズル径２５φ、フィルター通気孔３０μｍ、分級媒体５０μｍのジルコニアビーズ。
振動モーター：６０Ｗ×６Ｐ−２台
振動数：１２００ｒｐｍ
全振幅：４ｍ／ｍ
被分級物：１０μｍ以下のアルミナ（平均粒径１μｍ、２μｍ以下８０％）
スラリー供給量：０．２Ｌ／ｍｉｎ
スラリー濃度：１０％
分級点：２μｍ
運転時間：連続６０ｍｉｎ運転
【００３４】  その結果、製品としては０．８５ｋｇの２μｍ以下のアルミナ粉を回収した。
回収率０．２Ｌ／ｍｉｎ×６０＝１２Ｌ
１２Ｌ×０．１＝１．２ｋｇ……アルミナ粉
１．２ｋｇ×０．８０＝０．９６ｋｇ……２μｍ以下のアルミナ粉
回収率（０．８５÷０．９６）×１００＝８８．５％
残りの１１．５％は原液タンクの方に戻った。
【産業上の利用の可能性】
【００３５】  本発明は、微粒子の精密分級を目的とする業界、特に電子業界には大きな利用の可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 
【図２】本発明の分級装置によるモデル図である。
【図１】
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【図２】
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