(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのタンク内に存在する半田が、温度的に安定したオイル中で溶融され、その後に分散され、この場合、オイルに対する半田の密度比が２．５以上である、固体半田から粒度分布１〜１００μｍ，融点＜２５０℃の精確な球状の微細金属粒子を含む半田粉末を加圧なしに製造する以下のステップａ）〜ｅ）による方法、すなわち、
ａ）半田溶融物に対するオイルの容積比を少なくとも１０：１に調節しつつ、その溶融された半田を重力によって別のオイルタンク内に注ぎ込み、
ｂ）ステップａ）のタンクからオイルを追加しつつ、液状の半田を攪拌によって分散し、１５００〜５０００ｒｐｍの回転数で回転子／固定子の原理にしたがって相前後して連結された複数の剪断段内で機械的に剪断し、
ｃ）ステップａ）のオイルタンク及び剪断段を通じて流れ方向に向かう１つの循環経路内でステップｂ）の半田／オイル混合物を少なくとも２０回循環させ、この場合、分散した物質中の粒子の大きさと粒子の大きさの分布の幅が、回転子の回転速度，段数及び結合構造を制御することによって調節され、
ｄ）その半田／オイル混合物をステップｃ）の循環経路から別のオイルタンクに送りだし、分散した物質を沈降によって分離し、オイルをステップｂ）及び／又はステップａ）のタンク内に送り戻し、
ｅ）ステップｄ）の分散した物質を抽出し、輸送して洗浄する方法において、
前記半田／オイル混合物が、前記剪断段の流入口内へ自動的に吸引され、そしてこれらの剪断段の回転子及び固定子のそれぞれの歯によって形成された複数のスリットを通過して放射方向に加圧されることを特徴とする方法。
【請求項２】
植物性又は動物性のオイルが、オイルとして使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
半田／オイル混合物は、複数の剪断段を重力方向に次々と通過して流れることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ステップｃ）の循環経路は、回転子／固定子自身の送りによって作動されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
処理温度が、ステップｂ），ｃ）中のオイルの温度によって半田の融点よりも少なくとも３０℃高く調節され、そのオイルの温度が、ステップｄ）の送りだし後に約２０〜１３０℃に調節されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
個々のステップでの処理温度が、独立した加熱／循環経路によって制御されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
全ての段の処理温度が、ただ１つの加熱／冷却循環経路によって調節されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ステップｅ）の分散した物質は、その分散した物質を溶媒と混合し、攪拌して懸濁液を作り、そしてその懸濁液をポンプで吸上げることによって洗浄設備へ送ることによって抽出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ステップｅ）の分散した物質は、重力分離によって抽出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
無脂肪の溶媒が、ステップｅ）の溶媒として使用されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
温度的に安定したオイル中で半田を溶融するためのタンクを用いて、固体半田から半田粉末である粒度分布１〜１００μｍ，融点＜２５０℃の精確な球状の微細金属粒子を加圧なしに製造する装置にあって、コンパクトモジュール（１）内で、固体半田用の溶融タンク（１１）、及びオイル中で半田溶融物を分散させる分散タンク（１９）が、互いにカスケード構造になるように配置されていて、かつ、その分散した半田物質をオイルから分離する沈殿タンク（４１）が、この分散タンク（１９）より低い位置に配置されていて、複数の配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７）を介して互いに連結されていて、この場合、この溶融タンク（１１）が、このコンパクトモジュール（１）内でこの分散タンク（１９）より高い位置に存在すること、及び、溶融した滴状の半田溶融物を剪断させる多段式の剪断装置（２３）が、この分散タンク（１９）に連結されていて、この場合、この溶融タンク（１１）からこの分散タンク（１９）にかけて傾斜している配管（１５）が、１本の配管部材（１８）を介してこの分散タンク（１９）の底部領域内へインゼクタのように導かれていて、この剪断装置（２３）を連結するフランジ（２２）を有する連結スリーブ（２０）が、この分散タンク（１９）の最も深い地点に連結されていて、この剪断装置（２３）の排出口（２５）が、この分散タンクの上部へ還流させる循環配管（２７）にフランジで連結されていて、この循環配管（２７）は、１本の分岐配管（３８）を介してこの沈殿タンク（４１）内へ引込まれ、この沈殿タンク（４１）は、その側面でこの分散タンク（１９）の上部を伴う１本の立ち上がり配管（４７）と１台のポンプ（４６）とを介して複数の排出管（４４，４５）に連結していること、及び、全てのタンク（１１，１９，４１），配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７），この剪断装置（２３），及びポンプ（４６）は、少なくとも１台の温度調節装置（５１）によって加熱される装置において、
前記剪断装置（２３）は、直立した所定の位置で前記分散タンク（１９）のタンク軸線に沿って配置されていて、この場合、半田／オイル混合物が、この剪断装置（２３）の流入口（５３）内へ自動的に吸引され、そして当該剪断装置（２３）の回転子及び固定子のそれぞれの歯によって形成された複数のスリット（３４，３５）を通過して放射方向に加圧されることを特徴とする装置。
【請求項１２】
全てのタンク（１１，１９，４１）及び配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７）は、特殊鋼から成る二重構造の壁として形成されていて、伝熱油が、温度調節装置（５１）からこれらの二重構造の壁の外壁と内壁によって形成された中間空間（５０）を流れていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
分散容器（１９）が、１つの独立した加熱／冷却循環経路（ＩＩ）に沿って連結されていて、ポンプ（４６），立ち上がり配管（４７），及び流出配管（３４）が、もう１つ別の独立した加熱／冷却循環経路（Ｉ）に沿って連結されていること、及び、溶融タンク（１１）が排水管（１５）と共に１つの独立した加熱／冷却循環経路（ＩＩＩ）に沿って連結されていて、剪断装置（２３）と循環配管（２７）が１つの独立した加熱／冷却循環経路（ＩＶ）に沿って連結されていて、さらに、冷却タンク（６１）を有する１つの冷却循環経路内（ＶＩ）のほかに、沈殿タンク（４１）が、分岐配管（３８）と排出管（４５）共に１つの独立した加熱／冷却循環経路（Ｖ）に沿って連結されていて、この場合、耐熱性で曲がりやすい複数の金属ホース（５６）が、それぞれ連結する複数の配管に形成されていて、それぞれ少なくとも１つの共通の分配器（１２，１３）に連結されていて、この分配器は、１本の流出配管と流入配管を介して温度調節装置（５１）に連結されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
全てのタンク（１１，１９，４１），配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７），遮断機構（１７，２１，３７，４０，４８，４９，５５），フランジ（１６，２２，２４，２６，２８，３９），及び剪断装置（２３）が、１つの共通の加熱／冷却循環経路に沿って連結されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
全てのタンク（１１，１９，４１），配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７），遮断機構（１７，２１，３７，４０，４８，４９，５５），フランジ（１６，２２，２４，２６，２８，３９），及び剪断装置（２３）が、加熱スリーブによって電気的に加熱可能であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７）は、遮断ユニットを有することを特徴とする請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
剪断装置（２３）が、１本の駆動軸（３３）に相前後して支承された少なくとも３つの剪断段から構成され、各剪断段は、１つの回転子（３１）及び１つの固定子（３２）から構成され、各回転子（３１）及び各固定子（３２）は、互いに間隔をあけてある複数の歯を有し、これらの歯は、複数のスリットを形成し、この場合、各回転子（３１）は、各固定子（３２）内に装入されていて、この場合、各回転子と各固定子のこれらのスリット（３４，３５）は、半田／オイル混合物をすぐ次に続く剪断段へ流出させるための複数の流出開口部（５４）を形成することを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
回転子（３１）と固定子（３２）の複数の歯が複数の環状歯を形成し、これらの環状歯は、同心円状に対向して係合するように配置されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
分散タンク（１９）は、１本の攪拌装置（５７）を有することを特徴とする請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
半田粒子用の収容容器（４３）付きの保持器（４２）が、沈殿タンク（４１）内に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２１】
収容容器（４３）は、その側面の周り沿いに調節可能な複数の排出開口部を有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
沈殿タンク（４１）のタンク蓋（６２）を貫通して装入された１本の没水管（６３）が、排出管（４５）と収容容器（４３）の代わりに設けられていて、この没水管（６３）は、一方ではこの沈殿タンク（４１）のタンク蓋の近くまでとどき、他方では分散した懸濁物質を吸引するため、又は溶媒をこの沈殿タンク（４１）内へ送るための回転方向を変更可能な１台のポンプに連結されていること、及び、沈殿タンク（４１）は、１本の攪拌装置（６４）を有することを特徴とする請求項１１〜２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
半田の温度を測定する温度計（５２）が、タンク（１１，１９，４１）及び配管（１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７，６３）内に配置されていることを特徴とする請求項１１〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
コンパクトモジュール（１）は、１枚の床板（２）を有する１つのハウジング（４）から構成されていて、タンク（１１，１９，４１），配管（２７，３８，４４，４５，４７），分配器（１２，１３），及びポンプ（４６）用の複数のテーブル状の支持枠（７，８，９）が、このコンパクトモジュール内に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２５】
剪断装置（２３）は、床板上で移動可能な筐体（３０）によって収容されていて、かつ歪力なしにボール弁（２１）のフランジ（２２）と循環配管（２７）のフランジ（２８）に当接して保持されていることを特徴とする請求項１１〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
ハウジング（４）が、複数の壁板を有し、アルミニウム箔で包まれた複数の断熱消音板（６）が、これらの壁板の内部側面に敷き詰められていることを特徴とする請求項１１〜２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
容器（１１，１９，４１），配管（１５，１８，２０，２７，３８，４４，４５，４７，６３），流出配管（ＶＬ），流入配管（ＲＬ），遮断機構（１７，２１，３７，４０，４８，４９，５５），ポンプ（４６），金属ホース（５６），及び配熱器（１２，１３）は、断熱されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項２８】
温度調節装置（５１）は、移動可能に構成されていて、かつコンパクトモジュール（１）の外側に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、固体半田から半田粉末、特に粒度分布１〜１００μｍ，融点＜２５０℃の精確な球状の微細金属粒子を加圧なしに製造する方法に関する。この方法では、１つのタンク内に存在する半田が、温度的に安定したオイル中で溶融され分散される。この場合、オイルに対する半田の密度比が、２．５以上である。
【０００２】
さらに、本発明は、温度的に安定したオイル中で半田を溶融するための加熱可能な１つのタンクで、固体半田から半田粉末、特に粒度分布１〜１００μｍ，融点＜２５０℃の精確な球状の微細金属粒子を加圧なしに製造する装置に関する。
【０００３】
高速回転する攪拌装置によって液体を攪拌してバルク状の半田金属から半田粉末を製造することが公知である。
【０００４】
すなわち、ドイツ民主共和国主特許第２３７５７５号明細書が、半田ペーストを製造する方法を記載している。この方法では、ロジン，有機溶媒，還元作用を呈する化合物，及びトリエタノールアミンから成る半田担体（フラックス）が、半田金属と混合される。この半田担体は、５０℃で混合することによって選択的に加熱可能でかつ冷却可能な攪拌装置を有する１つのタンク内で生成される。この半田金属は、このタンクをこの半田金属の融点より約１０℃高くして加圧した状態で加熱される。そして、その溶融物は、約１００００ｒｐｍの高速で攪拌されながら分散される。その後、この攪拌装置は、この半田金属の融点より約２０℃低くなるまで、そして室温に冷却されるまで低い回転数に保持される。この公知の方法には、生成された約１５０μｍの大きさの粒子が微細金属粉末でないという欠点がある。しかも、拡散された半田粒子の直径が相違する。すなわち、これらの半田粒子の粒度分布が非常に広い。したがって、この公知の方法は商業生産的に実施できないので、この公知の方法は断続的にしか稼動できない。
【０００５】
乳濁液（液体／液体）及び懸濁液（固体／液体）を製造するために回転子／固定子の原理にしたがって稼動する剪断装置を使用することも公知である（ＩＫＡ−Ｍａｓｃｈｉｎｅｎｂａｕ−Ｐｒｏｓｐｅｋｔ  “Ｄｉｓｐｅｒｇｉｅｒｅｎ”，  Ｓ．  ２２−２４，  １９９７）。すなわち、これらの装置は、ラッカー，塗料，製薬品，金属酸化物の懸濁液，及びコーティング材に使用される。
【０００６】
したがって、この公知の原理では、媒体の粘度が高いときに送り装置がその媒体の流れを維持する点に配慮する必要がある。
【０００７】
さらに、微細粒状にされたリフロー半田を製造する方法が、ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４０２０４２号明細書から公知である。この方法では、リフロー半田の半田金属部分の粒径が小さい。この固体の半田金属は、流れ分散法（Ｓｔｒｏｅｍｕｎｇｓｄｉｓｐｅｒｇｉｅｒｖｅｒｆａｈｒｅｎ）を使用することによってヒマシ油のような高温に調節可能な有機溶液中で溶融されて、例えば、３〜１０μｍの粒径の球対称の粒子にされる。そして、この有機溶液は、金属粒子が沈殿することを可能な限り阻止する。その結果、この有機溶液は、乳濁液の状態で輸送できる。そして、懸濁液と乳濁液の個々の微粒子が、錯体コアセルベーション法（Ｋｏｍｐｌｅｘｋｏａｚｅｒｖａｔｉｏｎ）にしたがって５０〜２５０ｎｍの範囲の層厚のメラミン重合体で被覆される。引続いて、その微細粒状にされた有機相は、その微細粒状にされた金属相から定量的に分離される。これらの微細粒状にされた金属粉は、熱硬化性の重合体系によって保護されているが、非常に激しく活性化するフラックスを使用するだけで再び遊離され得る。これらのフラックスは、微細な電子回路を断線し、そのために好ましくない。しかも、この方法は、実験室におけるような特性しか得られず、一工程量から一工程量まで一定の球径を保証することは不可能である。
【０００８】
別の解決手段（米国特許第４６４８８２０号明細書）は、アルミニウムのような金属を１つのるつぼ内で溶融して、その溶融された金属を冷却液で満たされた冷却室に送る。この液状の金属は、この冷却室内で回転板（スピンディスク）によって滴の状態で分散する。さらに、これらの滴は、その冷却液と共に再循環経路内で抽出されて、分離装置内でその冷却液から分離される。この場合、その冷却液は、その冷却室内へ送り戻される。
【０００９】
米国特許第５４１１６０２号明細書では、半田が溶融され、その溶融された半田が不活性ガスによって滴の状態で剪断される。この従来の技術にも、それらの製造された金属粒子が一定の球径でないという欠点がある。その結果、同一な球形を有する近似の金属粒子を選び出すため、選別工程が各状況で必要になる。このことは、これらの公知の解決手段を非効率にする。
【００１０】
本発明の課題は、流れ分散原理（Ｓｔｒｏｅｍｕｎｇｓｄｉｓｐｅｒｇｉｅｒｐｒｉｎｚｉｐ）にしたがって製造された金属粉が、完全に１００μｍより小さい粒度分布と、各種の篩い分けを削減したほぼ一定の直径の精確な球形と、ほとんど連続的な工程での僅かなコストとを実現するように、冒頭で述べた種類の方法と装置を改良することにある。
【００１１】
この課題は、半田／オイル混合物が、前記剪断段の流入口内へ自動的に吸引され、そしてこれらの剪断段のスリットを通過して放射方向に加圧されることによって解決される。
【００１２】
本発明の方法のその他の有益な特徴では、植物性又は動物性のオイル、特にヒマシ油がオイルとして使用される。
【００１３】
注目すべき点は、回転子が固定子内で挟持されることなく、かつ、送り装置を追加する必要なしに、分散した物質と連続相との間の密度比≧２．５の極めて高い粘度を有する半田溶融物が、１台の剪断装置で剪断可能である点である。本発明の方法のその他の有益な構成では、半田／オイル混合物が、複数の剪断段を重力方向に次々と通過して流れる。この半田／オイル混合物は、重力によって第１の剪断段の流入口方向に軸線に沿って加圧される。このとき、この半田／オイル混合物は、第１の回転子の内部空間内に流入し、この第１の回転子の鋸状の複数の剪断開口部内へ到達し、この第１の回転子を包囲する固定子の複数のスリットを通過して流れ、ひいては第２の剪断段の流入口空間方向に放射状に加圧される。この半田／オイル混合物は、第２の回転子と固定子の複数のスリットを経由して第３の剪断段内へ到達する。これらの回転子のスリットがこれらの固定子のスリットに対して相対運動すると、取込まれた半田をオイルから分離させる非常に大きな剪断力が、その大きな接線速度によって発生する。個々の剪断段のスリット開口部の数と幅、並びにこれらの回転子の回転数と結合構造にしたがって、半田粒子の大きさを選択された動作温度で制御することができる。
【００１４】
しかも、大きな剪断力が発生するために、半田／オイル混合物がステップｃ）の循環経路内へ送られるという特別な利点がある。
【００１５】
少なくとも２０回の循環と、それに伴って繰返される剪断にしたがって、完全に１００μｍより小さい粒径が得られる。
【００１６】
本発明の方法のその他の有益な構成では、伝熱媒体によって、ステップｂ），ｃ）の処理温度が半田の融点よりも最大で約３０℃高く調節され、かつステップｄ）のオイル温度が約９０〜１３０℃に調節される。
【００１７】
連続相に対する分散した物質の密度比が明らかに≧２．５である場合は、半田／オイル混合物がさらに攪拌される。
【００１８】
本発明の方法のその他の有益な特徴は、個々の段が独立した過熱／冷却循環経路によって作動される点にある。多数の段が、それぞれ統合されて１つの共通の加熱／冷却循環経路によって操作されるならば、この特徴は、当然に本発明の方法の一部に属する。加熱／冷却循環経路を１つだけ使用することも可能である。
【００１９】
本発明の方法のその他の有益な構成では、ステップｅ）の分散した物質が、その抽出のために溶媒と混合され、攪拌によって懸濁液に変えられる。そして、この懸濁液は、その洗浄のために図示しなかった洗浄設備内へポンプで送られる。無脂肪の溶媒がステップｅ）の溶媒として、特にアセトンが特に適した溶媒として実証されている。しかしながら、ステップｅ）による分散した物質の抽出は、重力によっても実施され得る。
【００２０】
さらに、本発明の課題は、装置により、剪断装置（２３）が、直立した所定の位置で前記分散タンク（１９）のタンク軸線に沿って配置されていて、この場合、半田／オイル混合物が、その軸線に沿ってこの剪断装置（２３）の流入口（５３）内へ自動的に吸引され、そして回転子と固定子のスリット（３４，３５）を通過して放射方向に加圧されることによって解決される。
【００２１】
本発明の装置のその他の特徴では、全てのタンク及び配管が、特殊鋼から成る二重構造の壁、特にＶ２Ａとして形成されている。伝熱油が、温度調節装置からこれらの二重構造の壁の内壁と外壁によって形成された中間空間を流れている。
【００２２】
本発明の装置のその他の有益な構成の種類では、分散容器が、１つの独立した加熱／冷却循環経路に沿って連結されていて、ポンプ，立ち上がり配管，及び流出配管が、もう１つ別の独立した加熱／冷却循環経路に沿って連結されていて、溶融タンクが排水管と共に１つの独立した加熱／冷却循環経路に沿って連結されていて、剪断装置と循環配管が１つの独立した加熱／冷却循環経路に沿って連結されていて、さらに、冷却タンクを有する１つの冷却循環経路内のほかに、沈殿タンクが、分岐配管と共に１つの独立した加熱／冷却循環経路に沿って連結されている。この場合、耐熱性で曲がりやすい複数の金属ホースが、それぞれ連結する複数の配管に形成されていて、それぞれ少なくとも１つの共通の分配器に連結されている。この分配器は、１本の流出配管と流入配管を介して温度調節装置に連結されている。
【００２３】
本発明から離れることなく、全てのタンク，配管，制御ユニット，連結部材，フランジ，及び剪断装置が１つの共通の加熱／冷却循環経路に沿って連結されていることも可能である。
【００２４】
同様に、電気加熱がオイル加熱の代わりに使用される点が本発明に属する。
【００２５】
本発明の装置のその他の合目的的な構成では、配管と連結部材が特殊鋼で作られた遮断機構、特にボール弁を有する。
【００２６】
本発明の装置のその他の特に有益な構成では、剪断装置２３が、１本の駆動軸３３に相前後して支承された複数の、特に３つの剪断段から構成される。各剪断段は、１つの回転子３１及び１つの固定子３２から構成される。各回転子３１及び各固定子３２は、複数のスリットを介して互いに間隔をあけてある複数の歯を有する。この場合、各回転子３１は、各固定子３２内に装入されている。この場合、各回転子と各固定子のこれらのスリット４，３５は、半田／オイル混合物をすぐ次に続く剪断段へ流出させるための複数の流出開口部５４を形成する。
【００２７】
本発明の装置のその他の有益な構成では、回転子と固定子の複数の歯が複数の環状歯を形成する。これらの環状歯は、同心円状に対向して係合するように配置されている。
【００２８】
本発明のその他の有益な特徴では、剪断装置が、直立した所定の位置で分散タンクの軸線に沿って配置されている。この場合、半田／オイル混合物が、その軸線に沿ってこの剪断装置の流入口内へ自動的に吸引され、そして回転子と固定子のスリットを通過して放射方向に加圧される。
【００２９】
分散した物質と連続相との間の密度差が大きい場合、特に比率が≧２．５である場合は、分散タンクは、合目的的に１台の攪拌装置を有する。
【００３０】
沈殿タンク内には、工程から半田粒子を収集して分離するための収容容器付きの保持器が存在する。しかも、この収容容器は、この沈殿タンクの底の近くに存在する。その結果、その半田粒子は、重力によって収容容器内に沈降する。次いで、この収容容器は、この沈殿タンクから取出し可能である。
【００３１】
その他の有益な特徴では、沈殿タンクのタンク蓋を貫通して装入された１台の攪拌装置と１本の没水管が、排出管と収容容器の代わりに設けられ得る。この没水管は、一方ではこの沈殿タンクのタンク蓋の近くまで高さ調節可能にとどき、他方では分散した懸濁物質を吸引するため、又は溶媒をこの沈殿タンク内へ送るための回転方向を変更可能な１台のポンプに連結されている。
【００３２】
処理温度を融点よりも少なくとも３０℃高く保持するため、全てのタンクと配管内には、複数の温度計が半田の近くに設けられている。これによって、半田溶融物の粘度が、全ての段内でほぼ同一に維持されることが保証されている。
【００３３】
本発明の装置のその他の有益な構成では、コンパクトモジュールが、１枚の床板を有する１つのハウジングから構成されている。タンク，配管，分配器，及びポンプ用の複数のテーブル状の支持枠が、このコンパクトモジュール内に設けられている。
【００３４】
本発明の装置のその他の特徴では、剪断装置が、床板上で移動可能な筐体によって収容されていて、かつ歪力なしにボール弁のフランジと循環配管のフランジに当接して保持されている。このことは、この剪断装置が、大きな経費なしに取外され、整備されて再び取付けられ得ることを保証する。
【００３５】
放射による熱損失を僅かに維持するため、全ての容器，配管，流出配管，流入配管，遮断機構，分配器，及びポンプが断熱されている。
【００３６】
さらに、本発明の装置の有益な特徴では、コンパクトモジュールのハウジングが複数の壁板を有する。アルミニウム箔で包まれた複数の断熱消音板又は断熱消音マットが、これらの壁板の内部側面に敷き詰められている。
【００３７】
本発明の装置のその他の有益な構成では、複数の容器，配管，流出配管，流入配管，遮断機構，ポンプ，剪断装置，金属ホース，及び分配器が、断熱されている。
【００３８】
本発明の装置のその他の有益な実施形では、温度調節装置が、移動可能に構成されていて、かつコンパクトモジュールの外側に配置されている。同様に、この温度調節装置は、このコンパクトモジュール内にも組込まれてもよい。
【００３９】
本発明は、精確な球形の半田粉末が公知の全ての流れ分散法に比べて狭い粒度分布で商業的にほぼ連続的に生産され得る点を特徴とする。剪断装置を簡単に交換して、スリットの寸法を変更し、剪断段の数，回転数及び循環配管の数を変更することによって、半田粒子の直径を、狭い粒径幅に入る高い精度で廉価に仕上げることができる。
【００４０】
本発明の装置は、コンパクトに構成され、操作しやすく、かつ整備をあまり必要としない。
【００４１】
以下に、その他の利点と詳細な事項を符号を付記しつつ説明する。
【００４２】
以下に、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００４３】
図１から詳しく分かるように、本発明の装置は、１台の容器状のコンパクトモジュール１から構成されている。全ての重要な構成ユニットは、このコンパクトモジュール１内に格納されている。このコンパクトモジュール１は、ほぼ長方形の１枚の床板２を有する。この床板２上では、複数の垂直な支柱３と水平な支柱３が、直方体状のハウジング４に連結されている。これらの支柱３は、鋼板又はアルミニウム板から形成される。この直方体状のハウジング４の全ての側面と上面は、複数の壁板５で形成されている。これらの壁板５は、その内側に複数の断熱消音板６を有する。これらの断熱消音板６は、アルミニウム箔で包まれた適切な吸音材からできている。このコンパクトモジュール１内には、テーブル状の支持枠７，８，９が本発明の装置の主な構成要素のために取付けられている。
【００４４】
同様に鋼板から作られたこの支持枠７は、コンパクトモジュール１の上面内のこの支持枠７の上部領域１０に溶融タンク１１を有する。この支持枠の中央と下部の領域内には、個々の構成ユニットに熱媒体を供給するための分熱器１２，１３が存在する。この溶融タンク１１は、アーチ形に形成された底部１４を有する。垂直方向に取り付けられた１本の排水管１５が、この低部１４の最も深い地点に連結されている。この排水管１５は、ボール弁１７を接続するためのフランジ１６を有し、６０°に湾曲されて形成されている。この排水管１５は、このボール弁１７によって開閉され得る。
【００４５】
このボール弁１７は、その流出側で１本の配管部材１８方向に移動する。この配管部材１８は、インゼクタのように６０°湾曲して分散タンク１９の低領域にまで達する。この分散タンク１９は、支持枠８によって支持され、かつ溶融タンク１１の最も深い地点よりも十分に低くなるように位置決めされている。その結果、半田溶融物が、その重力によってこの分散タンク１９内に到達可能である。
【００４６】
分散タンク１９は、溶融タンク１１のようにアーチ形の底領域を有する。半田溶融物がこの底領域内に貯まる。連結スリーブ２０を開閉するボール弁２１を連結するために分散タンク１９のタンク軸線に沿って設けられたこの連結スリーブ２０が、分散タンク１９の最も深い地点に存在する。その流出側では、このボール弁２１がフランジ２２を支持する。剪断装置２３が、その流入フランジ２４によって垂直な取付け位置でこのフランジ２２に連結されている。この剪断装置２３の流出口２５が、流出フランジ２６を有する。この流出フランジ２６は、その取付け位置に対して垂直に位置決めされている。
【００４７】
さらに、フランジ２８を有する１本の循環配管２７が、支持枠８に取付けられている。このフランジ２８は、剪断装置２３の流出フランジ２６に取外し可能に連結されている。
【００４８】
剪断装置２３がボール弁２１のフランジ２２又は循環配管２７のフランジ２８に歪力なしにねじで固定可能であるように、駆動装置２９を有するこの剪断装置２３は、床板２上を移動可能な筐体によって支持されている。
【００４９】
図２中で示したように、剪断装置２３は、６つの剪断室５８を有する３つの剪断段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３から構成されている。各剪断段は、１つの回転子３１と１つの固定子３２から構成されている。この回転子３１は、この剪断装置２３の駆動軸３３に支承されている。この駆動軸３３は、駆動装置２９、特にモータによって駆動される。この回転子３１は、この駆動軸３３と共に約２５００ｒｐｍの回転数でこの固定子３２内で回転し、かつこの駆動軸３３に対して同軸状に配置された複数の歯を有する。これらの歯は、複数のスリット３４を介して互いに間隔をあけて存在している。この固定子３２は、同様に複数のスリット３５を介して互いに間隔をあけて存在している複数の歯を有する。これらの歯は、同軸状に互いに対向して配置されている。これらのスリット３４，３５は、第２の剪断段Ｓ２に通じる。この第２の剪断段Ｓ２は、その歯数とそれに伴うスリット３４の数がこの固定子３２内でより多いものの第１の剪断段のように取付けられている。また、この剪断段Ｓ２のこの固定子内のこれらのスリット３４は、剪断段Ｓ３の空間内へ通じる。
【００５０】
図１では、循環配管２７が分散タンク１９の上部領域内に戻るように配管されている。この場合、この循環配管は、満たされた媒体の液面より高い位置でこの分散タンク１９内へ引込まれ、かつこの分散タンク１９の底の高さぐらいに存在するボール弁３７によって開閉され得る。この循環配管２７は、例えば、このボール弁３７より低い位置に水平方向に延在しているフランジ３９を有する分岐配管３８を有する。ボール弁４０が、このフランジ３９に固定されている。このボール弁４０は、その流出側で沈殿タンク４１の上部領域方向に嵌合している。
【００５１】
この沈殿タンク４１は、完全に分散タンク１９より低い位置に設置され、支持枠９によって収容されている。この支持枠９は、支持枠８の台枠に連結されている。この沈殿タンク４１内では、その床面に収容容器４３付きの保持器４２が装入されている。２本の排出管４４，４５が、この沈殿タンク４１の底領域から回転ポンプ４６を介してこの支持枠８の台枠に固定された１本の立ち上がり配管４７内へ通じている。この立ち上がり配管４７は、満たされた媒体の表面より高い位置の分散タンク１９の上部領域内へ戻るように配管されている。ボール弁４８，４９が、これらの排出管を開閉するためにこれらの排出管４４，４５内に組込まれている。
【００５２】
図３に示すように、収容容器４３と排出管４５の代わりに、１台の攪拌装置６４と１本の没水管６３が設けられている。この攪拌装置６４は、沈殿タンク４１のタンク蓋６２を貫通して、この沈殿タンク４１内へ引込まれた水平な分岐配管３８の流入位置の高さぐらいまでとどく。この没水管６３は、同様にこのタンクタンク蓋６２を貫通し、かつこのタンク蓋６２に対して高さ調節可能である。その結果、この没水管６３の浸漬深さＴが、この沈殿タンク４１内で変更可能である。このタンク蓋から突出するこの没水管６３の端部が、図示しなかった回転方向を変更可能な１台のポンプに連結されている。その結果、懸濁されて半田の分散した物質が、溶媒中のこの没水管で吸引され得る。つまり、溶媒がこの沈殿タンク４１内でポンプで吸上げられ得る。重力によって沈降している半田の分散した物質と溶媒が、この攪拌装置６４によって懸濁液に変えられる。排出管４５が取付け可能であり、示さなかった洗浄設備へ送るためにその半田の分散した物質を吸引する時には、この排出管４５はボール弁４９によって閉ざされている必要があることは特別に言うまでもなく当然である。
【００５３】
タンク１１，１９，４１、配管１５，１８，２７，３８，４４，４５，４７，６３、配熱器１２，１３、及びボール弁１７，２１，３７，４０，４８，４９は、図示しなかった断熱材で覆われている。
【００５４】
図４，５は、タンクと配管用の加熱／冷却循環経路を示す。全てのタンクと配管は、特殊鋼、特にＶ２Ａから成る二重構造の壁として形成されている。３００℃の使用温度を保証する市販の伝熱油が、これらの二重構造の壁の内壁と外壁との間の空間５０を流れる。曲がりやすい複数の金属ホース５６が、流出配管ＶＬ，流入配管ＲＬとして温度調節装置５１から配熱器１２へ通じている。この配熱器１２は、同様に曲がりやすい複数の金属ホース５６によって加熱／冷却循環経路Ｉ，ＩＩを形成する。この加熱／冷却循環経路Ｉは、この配熱器１２の流出配管ＶＬから回転ポンプ４６，立ち上がり配管４７，及び排出管４４を経由してこの配熱器１２の流入配管へ通じている。この加熱／冷却循環経路ＩＩは、専ら分散タンク１９を加熱／冷却する。独立した冷却循環経路ＶＩは、剪断装置２３内の図示しなかった複数の摺動リングパッキンを冷却する。冷却液が、サイホンの原理にしたがって冷却タンク６１から送り管５９を経由してこの剪断装置２３内へ送られ、そして排出管６０を経由してこの冷却タンク６１内へ送り戻される。
【００５５】
別の配熱器１３は、曲がりやすい複数の金属ホース５６を介して温度調節装置５１に連結されている。複数の加熱／冷却循環経路ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ全体が、この配熱器１３から延在している。溶融タンク１１と排水管１５が、この加熱／冷却循環経路ＩＩＩに沿って存在する。剪断装置２３と循環配管２７が、この加熱／冷却循環経路ＩＶに沿って存在する。沈殿タンク４１が、この加熱／冷却循環経路Ｖに沿って分岐配管３８と排出管４５とに連結されている。ここでも、複数の曲がりやすい金属ホースが、対応する加熱／冷却配管を構成する。
【００５６】
図６中には、本発明の方法の工程が原理的に図示されている。固体半田、例えば、１０ｋｇのＳｎ６３Ｐｂ３７合金が、ヒマシ油と一緒に溶融タンク１１内に満たされる。その半田は、そのオイルによって完全に覆われて溶融される。その稼動温度が、加熱／冷却循環経路ＩＩによってその融点より約６０℃高くに保持される。
【００５７】
１本の温度計５２が、温度を精確に制御するために溶融タンク１１内に取付けられている。その結果、溶融温度が、直接測定可能である。この測定値は、その加熱／冷却循環経路を制御するために使用される。
【００５８】
固体半田が溶融した後に、ボール弁１７が開かれ、その半田溶融物がオイルと一緒に分散タンク１９内へ流れる。オイルが半田溶融物の１０倍になるように、この分散タンク１９は設計されている。その半田溶融物は、この分散タンク１９の底領域へ沈降し、連続スリーブ２０のボール弁２１の開放時に剪断装置２３の流入口５３へ到達する。このとき、その半田溶融物が、第１の剪断段Ｓ１に向かって流れ込む。その溶融物は、この剪断装置の回転子３１によってこの第１の剪断段Ｓ１で捕らえられ剪断される。
【００５９】
回転子３１は、剪断装置２３の駆動軸３３と共に回転する。この剪断装置２３は、駆動装置２９によって駆動される。この回転子３１のスリット３４が固定子３２のスリット３５と重なって、流通開口部が開口すると、溶融物は、この回転子３１の鋸状の複数のスリット３４を通過して放射状に向きを変え、この固定子３２の鋸状の複数のスリット３５方向に加圧される。そのスリット３４がさらに回転移動すると、その溶融物の流れが遮断される。溶融物の複数の滴が生成される。半田／オイル混合物が、この第１の剪断段Ｓ１の通過後に第２の剪断段Ｓ２内へ到達する。そこでは、その半田／オイルの混合物が、第３の剪断段Ｓ３を流れて通りすぎる前に、同様に軸線方向に送られて放射状に向きを変えられる。
【００６０】
回転子３１と固定子３２とに周設されたこれらのスリットの数と幅又は結合構造並びに回転数にしたがって、分散された半田溶融物粒子の粒径を希望通りに調節することができる。
【００６１】
半田溶融物が剪断段Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３内で剪断された後に、その半田／オイル混合物が、ボール弁５５によって開かれた循環配管２７内へ到達する。このとき、分岐配管３８のボール弁４０が閉じられている。
【００６２】
この場合、半田／オイル混合物は、分散タンク１９と３段式の剪断段２３を経由して少なくとも２０回循環される。このことは、所望の粒径を狭い粒径幅内で保証する。その結果、粒径が、１〜１００μｍの間で調節され得る。例えば、約６μｍの粒径を希望する場合は、本発明の方法によってさらなる篩い分けの工程なしにこの大きさが得られる。
【００６３】
半田／オイルの連続相が生成される。剪断段の吸引力は、送り装置を追加することなしに循環させるのに十分である。ボール弁３７が閉鎖されて、その半田／オイルの連続相が、ボール弁４０の開放によって分岐配管３８を経由して沈殿タンクの方向に向きを変えられる。その半田／オイルの連続相は、この沈殿タンク４１内へ流れ込み、半田粒子が、それらの重力のために保持器４２の収容容器４３内へ沈降し、これによって余分なオイルから分離される。この場合、それらの半田粒子は、オイルによって覆われたままである。そのオイルは、このボール弁４０を閉じてボール弁４８又は４９を開いた後に回転ポンプ４６と立ち上がり配管４７を経由して分散タンク１９内へ送り戻される。
【００６４】
既に説明したように、余分のオイルが半田粒子の沈降後に吸引され分散タンク１９内へ送り戻されるように、半田粒子が沈殿タンク４１から抽出されることも当然に可能である。ボール弁４９は閉鎖される。無脂肪の溶媒、例えば、アセトンが、示さなかった回転方向を変更可能なポンプによって没水管６３を経由して沈殿タンク４１内へ送られる。次いで、溶媒と半田粒子は、それらがポンプで吸上げ可能な懸濁液になるまで攪拌装置６４で攪拌される。ポンプの回転方向が逆転した後に、その懸濁液が、この沈殿タンク４１から吸引されて、図示しなかった洗浄設備に送られる。
【００６５】
温度が、加熱循環経路Ｖによって沈殿タンク４１内で調節される。半田粒子をその抽出前に適切に冷却するため、この温度は、約１００℃程度に保たれている。
【００６６】
収容容器４３を取出すときは、ボール弁４０，４８，４９が閉鎖されている。
【００６７】
収容容器４３を新たに組込んだ後に、分岐配管３８のボール弁４０が閉じられ、かつ、循環配管２７のボール弁３７が開かれる。その結果、既に説明した工程が新たに進行され得る。
【００６８】
処理温度は、加熱／冷却循環経路Ｉ〜ＩＶによってタンク１１，１９、配管１５，１８，２７，３８，４４，４５、ボール弁１７，２１，３７，４０，４８，４９内、及び剪断装置２３内の半田の融点よりも６０℃だけ高く保持される。
【００６９】
本発明の方法によって生成された半田粉末は、粒度分布を１００μｍまで狭くできる。この場合、篩い分けが完全に省略される。剪断装置内のスリットの数と形並びに回転子の回転数及び循環回数を選択することによって、粒径の範囲を精確に完全に１００μｍより小さく調節することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の原理説明図である。
【図２】３段式剪断装置の断面図である。
【図３】図１の抽出部としての分散した物質を抽出するための沈殿タンクの変形例を示す。
【図４】個々の方法段階の加熱／冷却循環経路図である。
【図５】個々の方法段階の加熱／冷却循環経路図である。
【図６】本発明の方法の概略図である。
【符号の説明】
１          コンパクトモジュール
２          床板
３          １の支柱
４          ハウジング
５          壁板
６          断熱消音板
７，８，９  支持枠
１０        支持枠７の上部領域
１１        溶融タンク
１２，１３  配熱器
１４        １１の底部
１５        １１の排水管
１６        １５のフランジ
１７        １５のボール弁
１８        配管部材
１９        分散タンク
２０        １９の連続スリーブ
２１        ボール弁
２２        ２１のフランジ
２３        剪断装置
２４        ２３の流入フランジ
２５        ２３の流出口
２６        流出フランジ
２７        循環配管
２８        ２７のフランジ
２９        ２３の駆動装置
３０        移動可能な筐体
３１        回転子
３２        固定子
３３        駆動軸
３４        ３１のスリット
３５        ３２のスリット
３６        １９の上部領域
３７        ２７のボール弁
３８        分岐配管
３９        ３８のフランジ
４０        ３８のボール弁
４１        沈殿タンク
４２        ４１の保持器
４３        収容容器
４４，４５  排出管
４６        回転ポンプ
４７        立ち上がり配管
４８，４９  ボール弁
５０        空間
５１        温度調節装置
５２        温度計
５３        ２３の流入口
５４        流出開口部
５５        ２３のボール弁
５６        金属ホース
５７        １９の攪拌装置
５８        剪断室
５９        冷却液用の送り管
６０        冷却液用の排出管
６１        冷却液タンク
６２        ４１のタンク蓋
６３        ４１の没水管
６４        ４１の攪拌装置
Ｓ１        剪断段
Ｓ２        剪断段
Ｓ３        剪断段
Ｉ          加熱／冷却循環経路
ＩＩ        加熱／冷却循環経路
ＩＩＩ      加熱／冷却循環経路
ＩＶ        加熱／冷却循環経路
Ｖ          加熱／冷却循環経路
ＶＩ        冷却循環経路
ＶＬ        流出配管
ＲＬ        流入配管
Ｔ          浸漬深さ
【図１】
0004386398.tif 000002
【図２】
0004386398.tif 000003
【図３】
0004386398.tif 000004
【図４】
0004386398.tif 000005
【図５】
0004386398.tif 000006
【図６】
0004386398.tif 000007