フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法及び製造装置
【課題】フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを大量生産するのに適した製造技術を提供する。
【解決手段】近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中でカーボンブラックの表面に、液相還元法によって、金属微粒子を担持させる金属担持カーボンの製造方法、また、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【解決手段】近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中でカーボンブラックの表面に、液相還元法によって、金属微粒子を担持させる金属担持カーボンの製造方法、また、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、燃料電池用触媒等として好適に用いることができる、これまでよりも均一な金属担持カーボン及びこれを用いた金属触媒の、非常に生産性の高い製造方法に関するものである。
【０００２】
また本発明は、炭素原子の集合したフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを大量生産する製造方法に関するものである。
【０００３】
より詳しくは、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にある、薄膜状流体中での金属担持カーボンの製造方法、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ製造方法、製造装置及び燃料電池の膜/電極接合体に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
一般に、燃料電池等に使用される各種電極触媒は、カーボン等の導電性担体表面に、金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系を用いて、含浸法、イオン交換法、共沈法などによって金属成分を担持させて、固体担体の表面に金属粒子を担持した金属担持カーボン等の複合粒子の形で得られ、そのなかでも金属、特に、貴金属を用いた金属触媒が使用されるが、貴金属元素は地球上に限られた量しか存在しないことから、その使用量を極力減らし、しかも、触媒としての作用はできるだけ向上させることが求められる。そこで、金属触媒としては、例えば、カーボンブラックや無機化合物等からなる担体粒子の表面に、金属の微粒子を担持させた構造を有するものが用いられる。その活性は、金属種はもとより、担持された金属微粒子の大きさ、結晶面の種類、担体の種類などによって変化し、その中でも活性に与える影響の大きな要素として、金属微粒子の形状および大きさが挙げられ、これらの制御は特に重要である。
【０００５】
これまで、効率よく金属担持触媒を得る方法として、カーボン担体の表面を酸化処理し、その表面に金属を液相還元法によって担持させ、金属担持カーボンを生成する方法（特開2007-111635／特許文献１）や、二種類の非イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤一種とイオン性界面活性剤一種の合わせて二種の界面活性剤を用いる方法（特開２００６−２２８４５０／特許文献２）などが用いられてきた。
【０００６】
一方、これまで、様々な方法でフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造している（特許文献３、特許文献４）。
【０００７】
例えば、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒とを合わせ、前記溶液と前記第２溶媒との間に液−液界面を形成し、前記液−液界面にて炭素細線を析出させる方法が知られている（特許文献３）。
【０００８】
しかし、上記の金属担持触媒を得る方法を、実際の反応を試験管やビーカー、生産技術としてタンクなどで行う場合において、その混合の不均一なことや、それに伴う温度分布の不均一などによって、実際には均一に反応を行う事が難しく、収率の低下、触媒担持量の不足または不均一、担持した金属の粒子径が目的よりも大きくなってしまう事などがあった。その為に生産量が低減してしまっていた。
【０００９】
これらの方法では金属微粒子の粒径を小さくする効果には限界があるが、さらに金属微粒子の粒径を小さくし、触媒効率を向上させることで、例えば、燃料電池の電池特性を、現状よりもさらに良好なものとする事が可能となるが、その為には新たな製造法が求められている。
【００１０】
フラーレンに関しては、上記の方法では、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが生成可能であるが、その反応条件が均一でないため、結晶中に中空構造を持つものと持たないものが生成していた。また、金属を担持させる場合や内包する場合など、液−液界面をコントロールする事が困難なため、求められる物質を均一に得る事が難しく、大量生産に向いていなかった。
【００１１】
また、例えば特許文献４に記載のように、マイクロ化学プロセスとして知られている、マイクロリアクターやマイクロミキサーを、前記の微少な金属粒子の生成、担持の製造工程として用いる試みがあるが、これらの方法で生成、担持を行う場合生成物や反応によって生ずる泡や副生成物が流路に詰まることによってマイクロ流路の閉鎖が起こる可能性が高いことや、基本的には分子の拡散だけで反応を進行させるため、全ての反応に対して適応可能ではなかった。また、マイクロ化学プロセスでは、平行して反応器を並べるナンバリングアップというスケールアップ法を用いるが、一つの反応器の製造能力が小さく、大きなスケールアップが現実的でないことや、また各々の反応器の性能を揃えることが難しく、均一な生成物を得られない等の問題があった。さらに、粘度の高い反応液や、粘度上昇を伴うような反応では微少な流路を流通させるためには非常に高い圧力が必要であり、使用できるポンプが限られることや、高圧にさらされるため装置からの漏れが解決出来ないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１１１６３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２８４５０号公報
【特許文献３】特開２００５−３０６７０６号公報
【特許文献４】特開２００６−８３０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、担体粒子の表面に、均一で粒径の小さな金属微粒子が担持された金属触媒を効率よく製造する方法を提供することを課題とする。
【００１４】
また本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合することにより、その薄膜中のレイノルズ数を自由に変化させる事が可能であるため、目的に応じて単分散のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが作成出来、自己排出性により生成物の詰まりも無く、大きな圧力を必要とせず目的に応じて均一なフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを大量生産するのに適した製造技術、すなわち、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ製造方法及びこれを用いた、燃料電池の膜/電極接合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本願の発明者は、金属担持カーボンを製造する方法、及び、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する方法につき、容易にコントロール出来る方法を考案した。
【００１６】
すなわち本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させる金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１７】
また本発明は、上記金属微粒子が、白金、パラジウム、金、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属の微粒子である金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１８】
また本発明は、燃料電池用触媒として用いられる金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１９】
また本発明は、上記液相還元法は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００２０】
また本発明は、上記の金属担持カーボンが金属触媒である事を特徴とする金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００２１】
また本発明は、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２２】
また本発明は、前記のフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒に触媒となり得る金属の前駆体を溶かした溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２３】
また本発明は、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２４】
また本発明は、上記の製造方法で得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、若しくは、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することにより得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、又は、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒にCu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用い、得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300 ℃から1000 ℃まで加熱して、このフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに触媒担持させるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法により得られた、触媒担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを、合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いた燃料電池の膜/電極接合体を提供する。
【００２５】
また本発明は、フラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体である、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２６】
また本発明は、閉じた形状もしくは穴が開いた形状を持つ事を特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２７】
また本発明は、上記の反応は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２８】
また本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面からなり、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させる金属担持カーボン及び金属触媒の製造方法では収率が向上した。そして、薄膜中のレイノルズ数を自由に変化させる事が可能であるため目的の触媒担持量が得られ、また、均一な金属担持カーボンが生成でき、さらに担持した金属の粒子径が目的どおりである金属触媒及び金属担持カーボンを、大きな圧力を必要とせずに現状よりも、安定的にかつ大量生産できる。しかもその自己排出性により、生成物の詰まりも無く、また必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能である。
【００３０】
また本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブはカーボンナノチューブに比較し、電気や電子の特性の制御が容易に出来る。また半径がカーボンナノチューブより大きいし、電流が良く流れるのでマイクロ燃料電池やField Emission Display 等様々に応用でき、本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する反応をコントロールするのが易しい製造方法、製造装置を提供することが出来る。また、触媒を担持させた、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブと共に用いることで、水素発生装置を提供することが出来る。また本発明は、必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能なフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）は本願発明の実施に用いる装置の概念を示す略縦断面図であり、（Ｂ）は上記装置の他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｃ）は上記装置のまた他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｄ）は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ｃ）に示す装置の要部略底面図であり、（Ｂ）は上記装置の他の実施の形態の要部略底面図であり、（Ｃ）はまた他の実施の形態の要部略底面図であり、（Ｄ）は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、（Ｅ）は上記装置のまた更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、（Ｆ）は上記装置の更にまた他の実施の形態の概念を示す略底面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｃ）は図１（Ａ）に示す装置の要部略底面図である。
【図１２】（Ａ）は図１（Ａ）に示す装置の受圧面について、他の実施の形態を示す要部略縦断面図であり、（Ｂ）は当該装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１３】図１２（Ａ）に示す装置の接面圧付与機構４について、他の実施の形態の要部略縦断面である。
【図１４】図１２（Ａ）に示す装置に、温度調整用ジャケットを設けた、他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１５】図１２（Ａ）に示す装置の接面圧付与機構４について、更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１６】（Ａ）は図１２（Ａ）に示す装置の更に他の実施の形態の要部略横断面であり、（Ｂ）（Ｃ）（Ｅ）〜（Ｇ）は当該装置のまた他の実施の形態の要部略横断面図であり、（Ｄ）は当該装置のまた他の実施の形態の一部切欠要部略縦断面図である。
【図１７】図１２（Ａ）に示す装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１８】（Ａ）は本願発明の実施に用いる装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｂ）は当該装置の一部切欠要部説明図である。
【図１９】（Ａ）は図１２に示す上記装置の第１処理用部材１の平面図であり、（Ｂ）はその要部縦断面図である。
【図２０】（Ａ）は図１２に示す装置の第１及び第２処理用部材１，２の要部縦断面図であり、（Ｂ）は微小間隔が開けられた上記第１及び第２処理用部材１，２の要部縦断面図である。
【図２１】（Ａ）は上記第１処理用部材１の他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）はその要部略縦断面図である。
【図２２】（Ａ）は上記第１処理用部材１の、更に他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）はその要部略縦断面図である。
【図２３】（Ａ）は第１処理用部材１のまた他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）は第１処理用部材１の更にまた他の実施の形態の平面図である。
【図２４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、夫々、処理後の被処理物の分離方法について、上記以外の実施の形態を示す説明図である。
【図２５】本願発明の装置の概要を説明するための縦断面の概略図である。
【図２６】（Ａ）は図２５に示す装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は図２５に示す装置の第１処理用面の要部拡大図である。
【図２７】（Ａ）は第２導入路の断面図であり、（Ｂ）は第２導入路を説明するための処理用面の要部拡大図である。
【図２８】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、処理用部に設けられた傾斜面を説明するための要部拡大断面図である。
【図２９】処理用部に設けられた受圧面を説明するための図であり、（Ａ）は第２処理用部の底面図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明で用いる、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法としては、例えば本願出願人による特開２００４−４９９５７号公報に記載されたものと同原理である装置を使用できる。
【００３３】
以下、この方法の実施に適した流体処理装置について説明する。
図１（Ａ）へ示す通り、この装置は、対向する第１及び第２の、２つの処理用部１０，２０を備え、少なくとも一方の処理用部材が回転する。両処理用部１０，２０の対向する面が、夫々処理用面として、両処理用面間にて、被処理流動体の処理を行う。第１処理用部１は第１処理用面１を備え、第２処理用部２０は第２処理用面２を備える。
両処理用面１，２は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。
より詳しくは、この装置は、少なくとも２つの被処理流動体の流路を構成すると共に、各流路を、合流させる。
即ち、この装置は、第１の被処理流動体の流路に接続され、当該第１被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第１被処理流動体とは別の、第２被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面１，２間において、両流動体を混合し、反応させる。図１（Ａ）へ示す実施の形態において、上記の各流路は、密閉されたものであり、液密（被処理流動体が液体の場合）・気密（被処理流動体が気体の場合）とされている。
【００３４】
具体的に説明すると、図１（Ａ）に示す通り、この装置は、上記の第１処理用部材１０と、上記の第２処理用部２０と、第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１と、第２処理用部２０を保持する第２ホルダ２１と、接面圧付与機構４と、回転駆動部と、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２と、流体圧付与機構ｐ１と、第２流体供給部ｐ２と、ケース３とを備える。
尚、回転駆動部は図示を省略する。
第１処理用部１０と第２処理用部２０とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面１，２は、接近・離反できる。
この実施の形態では、第１処理用部１０に対して、第２処理用部２０が接近・離反する。但し、これとは、逆に、第１処理用部１０が、第２処理用部２０に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部１０，２０が互いに接近・離反するものであってもよい。
【００３５】
第２処理用部２０は、第１処理用部１０の上方に配置されており、第２処理用部２０の、下方を臨む面即ち下面が、上記の第２処理用面２であり、第１処理用部１０の、上方を臨む面即ち上面が、上記の第１処理用面１である。
図１（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、第１処理用部１０及び第２処理用部２０は、夫々環状体、即ちリングである。以下、必要に応じて第１処理用部１０を第１リング１０と呼び、第２処理用部２０を第２リング２０と呼ぶ。
この実施の形態において、両リング１０，２０は、金属製の一端が鏡面研磨された部材であり、当該鏡面を第１処理用面１及び第２処理用面２とする。即ち、第１リング１０の上端面が第１処理用面１として、鏡面研磨されており、第２リングの下端面が第２処理用面２として、鏡面研磨されている。
【００３６】
少なくとも一方のホルダは、回転駆動部にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図１（Ａ）の５０は、回転駆動部の回転軸を示している。回転駆動部には電動機を採用することができる。回転駆動部にて、一方のリングの処理用面に対して、他方のリングの処理用面を相対的に回転させることができる。
この実施の形態において、第１ホルダ１１は、回転軸５０にて、回転駆動部から駆動力を受けて、第２ホルダ２１に対して回転するものであり、これにて、第１ホルダ１０と一体となっている第１リング１０が第２リング２０に対して回転する。第１リング１０の内側において、回転軸５０は、平面視、円形の第１リング１０の中心と同心となるように、第１ホルダ１１に設けられている。
第１リング１０の回転は、リング１０の軸心を中心とする。図示はしないが、軸心は、リング１０の中心線を指し、仮想線である。
【００３７】
上記の通り、この実施の形態において、第１ホルダ１１は、第１リング１０の第１処理用面１を上方に向けて、第１リング１０を保持し、第２ホルダ２１は、第２リング２０の第２処理用面２を下方に向けて、第２リング２０を保持している。
具体的には、第１及び第２ホルダ１１，２１は、夫々は、凹状のリング収容部を備える。この実施の形態において、第１ホルダ１１のリング収容部に、第１リング１１が嵌合し、第１ホルダ１１のリング収容部から出没しないように、第１リング１０はリング収容部に固定されている。
【００３８】
即ち、上記の第１処理用面１は、第１ホルダ１１から露出して、第２ホルダ２１側を臨む。
第１リング１０の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用する。特に、回転するため、軽量な素材にて第１処理用部１０を形成するのが望ましい。第２リング２０の材質についても、第１リング１０と同様のものを採用して実施すればよい。
【００３９】
一方、第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の処理用部２を出没可能に収容する。
この第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。
リング収容部４１は、第２リング２０の寸法より大きく形成され、第２リング２０との間に十分なクリアランスを持って、第２リング２０を収容する。
このクリアランスにより、当該第２リング２０は、このリング収容部４１内にて、環状のリング収容部４１の軸方向について、更に、当該軸方向と交差する方向について、変位することができる。言い換えれば、このクリアランスにより、当該第２リング２０は、リング収容部４１に対して、リング２０の中心線を、上記リング収容部４１の軸方向と平行の関係を崩すようにも変位できる。
以下、第２ホルダ２１の、第２リング２０に囲まれた部位を、中央部分２２と呼ぶ。
上記について、換言すると、当該第２リング２０は、このリング収容部４１内にて、リング収容部４１のスラスト方向即ち上記出没する方向について、更に、リング収容部４１の中心に対して偏心する方向について、変位することが可能に収容されている。また、リング収容部４１に対して、リング２０の周方向の各位置にて、リング収容部４１からの出没の幅が夫々異なるようにも変位可能に即ち芯振れ可能に、当該第２リング２０は収容されている。
【００４０】
上記の３つの変位の自由度、即ち、リング収容部４１に対する第２リング２０の、軸方向、偏心方向、心振れ方向についての自由度を備えつつも、第２リング２０は、第１リング１０の回転に追従しないように第２ホルダ２１に保持される。図示しないが、この点については、リング収容部４１と第２リング２０との夫々に、リング収容部４１に対してその周方向に対する回転を規制する適当な当たりを設けて実施すればよい。但し、当該当たりは、上記３つの変位の自由度を損なうものであってはならない。
【００４１】
上記の接面圧付与機構４は、第１処理用面１と第２処理用面２とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構４は、第２ホルダ２１に設けられ、第２リング２０を第１リング１０に向けて付勢する。
接面圧付与機構４は、第２リング２０の周方向の各位置即ち処理用面２の各位置を均等に、第１リング１０へ向けて付勢する。接面圧付与機構４の具体的な構成については、後に詳述する。
図１（Ａ）へ示す通り、上記のケース３は、両リング１０，２０外周面の外側に配置されたものであり、処理用面１，２間にて生成され、両リング１０，２０の外側に排出される生成物を収容する。ケース３は、図１（Ａ）へ示すように、第１ホルダ１０と第２ホルダ２０を、収容する液密な容器である。但し、第２ホルダ２０は、当該ケースの一部としてケース３と一体に形成されたものとして実施することができる。
上記の通り、ケース３の一部とされる場合は勿論、ケース３と別体に形成さる場合も、第２ホルダ２１は、両リング１０，２０間の間隔、即ち、両処理用面１，２間の間隔に影響を与えるようには可動となっていない。言い換えると、第２ホルダ２１は、両処理用面１，２間の間隔に影響を与えない。
ケース３には、ケース３の外側に生成物を排出するための排出口３２が設けられている。
【００４２】
第１導入部ｄ１は、両処理用面１，２間に、第１の被処理流動物を供給する。
上記の流体圧付与機構ｐ１は、直接或いは間接的に、この第１導入部ｄ１に接続されて、第１被処理流動体に、流圧を付与する。流体圧付与機構ｐ１には、コンプレッサをその他のポンプを採用することができる。
この実施の形態において、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１の上記中央部分２２の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２ホルダ２１の、第２リング２０が平面視において呈する円の中心位置にて、開口する。また、第１導入部ｄ１の他の一端は、第２ホルダ２０の外部即ちケース３の外部において、上記流体圧付与機構ｐ１と接続されている。
【００４３】
第２導入部ｄ２は、第１の被処理流動体と、反応させる第２の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第２導入部は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第２流体供給部ｐ２が接続されている。
第２流体供給部ｐ２には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
【００４４】
流体圧付与機構ｐ１により、加圧されている、第１の被処理流動体は、第１導入部ｄ１から、両リング１０，２０の内側の空間に導入され、第１処理用面１と第２処理用面２との間を通り、両リング１０，２０の外側に通り抜けようとする。
このとき、第１被処理流動体の送圧を受けた、第２リング２０は、接面圧付与機構４の付勢に抗して、第１リング１０から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。両処理用面１，２の接近・離反による、両面１，２間の間隔について、後に詳述する。
両処理用面１，２間に置いて、第２導入部ｄ２から第２の被処理流動体が供給され、第１の被処理流動体と合流し、処理用面の回転により、反応が促進される。そして、両流動体の反応による反応生成物が両処理用面１，２から、両リング１０，２０の外側に排出される。リング１０，２０の外側に排出された反応生成物は、最終的に、ケースの排出口からケースの外部に排出される。
上記の被処理流動体の混合及び反応は、第２処理用部２０に対する第１処理用部材１０の駆動部５による回転にて、第１処理用面１と第２処理用面２とによって行われる。
第１及び第２の処理用面１，２間において、第２導入部ｄ２の開口部ｍ２の下流側が、上記の第１の被処理流動体と第２の被処理流動体とを反応させる反応室となる。具体的には、両処理用面１，２間において、第２リング２０の底面を示す図１１（Ｃ）にて、斜線で示す、第２リング２０の径の内外方向ｒ１について、第２導入部の開口部ｍ２即ち第２開口部ｍ２の外側の領域Ｈが、上記の処理室即ち反応室として機能する。従って、この反応室は、両処理用面１，２間において、第１導入部ｄ１と第２導入部ｄ２の両開口部ｍ１，ｍ２の下流側に位置する。
第１開口部ｍ１からリングの内側の空間を経て両処理用面１，２間へ導入された第１の被処理流動体に対して、第２開口部ｍ２から、両処理用面１，２間に導入された第２の被処理流動体が、上記反応室となる領域Ｈにて、混合され、両被処理流動体は反応する。流体圧付与機構ｐ１により送圧を受けて、流体は、両処理用面１，２間の微小な隙間にて、リングの外側に移動しようとするが、第１リング１０は回転しているので、上記反応の領域Ｈにおいて、混合された流動体は、リングの径の内外方向について内側から外側へ直線的に移動するのではなく、処理用面を平面視した状態において、リングの回転軸を中心として、渦巻き状にリングの内側から外側へ移動する。このように、混合されて反応を行う領域Ｈにて、渦巻状に内側から外側へ移動することによって、両処理用面１，２間の微小間隔にて、十分な反応に要する区間を確保することができ、均一な反応を促進することができる。
また、反応にて生ずる生成物は、上記の微小な第１及び第２の処理用１，２間にて、均質な反応物となり、特に晶析や析出の場合微粒子となる。
少なくとも、上記の流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧と、上記の接面圧付与機構４の付勢力と、リングの回転による遠心力のバランスの上に、両処理用面１，２間の間隔を好ましい微小な間隔にバランスさせることができ、更に、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧とリングの回転による遠心力を受けた被処理流動体が、上記の処理用面１，２間の微小な隙間を、渦巻き状に移動して、反応が促進される。
上記の反応は、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧やリングの回転により、強制的に行われる。即ち、反応は、近接・離反可能に互いに対向して配設され且つ少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２で、強制的に均一混合しながら起こる。
従って、特に、反応による生成物の晶出又は析出は、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧の調整や、リングの回転速度即ちリングの回転数の調整という、比較的コントロールし易い方法により、制御できる。
このように、この処理装置は、送圧や遠心力の調整にて、生成物の大きさ影響を与える処理用面１，２間の間隔の制御行え、更に、生成物の均一な生成に影響を与える上記反応の領域Ｈにて移動する距離の制御が行える点、優れたものである。
また、上記の反応処理は、生成物が、析出するものに限らず、液体の場合も含む。
尚、回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。処理中、図示は両処理用面１，２間の微細な間隔にて反応がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。
図１（Ａ）にあっては、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１において、第２リング２０の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びたものを示している。但し、第１導入部ｄ１は、第２リング２０の軸心と一致しているものに限定するもではなく、両リング１０，２０に囲まれた空間に、第１被処理流動体を供給できるものであれば、第２ホルダ２１の中央部分２２の他の位置設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。
【００４５】
図１２（Ａ）へ、上記装置のより好ましい実施の形態を示す。図示の通り、第２処理用部２０は、上記の第２処理用面２と共に、第２処理用面２の内側に位置して当該第２処理用面２に隣接する受圧面２３とを備える。以下この受圧面２３を離反用調整面２３とも呼ぶ。図示の通り、この離反用調整面２３は、傾斜面である。
前述の通り、第２ホルダ２１の底部即ち下部には、リング収容部４１が形成され、そのリング収容部４１内に、第２処理用部２０が受容されている。また、図示はしないが、回り止めにて、第２処理用部２０は、第２ホルダ２１に対して回転しないよう、受容されている。上記の第２処理用面２は、第２ホルダ２１から露出する。
この実施の形態において、処理用面１，２間の、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の内側が、被処理物の流入部であり、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の外側が、被処理物の流出部である。
【００４６】
前記の接面圧力付与機構４は、第１処理用面１に対して第２処理用面２を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、この接面圧力と流体圧力などの両処理用面１、２間を離反させる力との均衡によって、上記の所定膜厚の流体膜を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面１、２間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
具体的には、この実施の形態において、接面圧力付与機構４は、上記のリング収容部４１と、リング収容部４１の奥に即ちリング収容部４１の最深部に設けられた発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４とにて構成されている。
但し、接面圧力付与機構４は、上記リング収容部４１と、上記発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４の少なくとも、何れか１つを備えるものであればよい。
【００４７】
リング収容部４１は、リング収容部４１内の第２処理用部２０の位置を深く或いは浅く、即ち上下に、変位することが可能なように、第２処理用部２０を遊嵌している。
上記のスプリング４３の一端は、発条受容部４２の奥に当接し、スプリング４３の他端は、リング収容部４１内の第２処理用部２０の前部即ち上部と当接する。図１において、スプリング４３は、１つしか現れていないが、複数のスプリング４４にて、第２処理用部２０の各部を押圧するものとするのが好ましい。即ち、スプリング４３の数を増やすことによって、より均等な押圧力を第２処理用部２０に与えることができるからである。従って、第２ホルダ２１については、スプリング４３が数本から数十本取付けられたマルチ型とするのが好ましい。
【００４８】
この実施の形態において、上記エア導入部４４にて他から、空気をリング収容部４１内に導入することを可能としている。このような空気の導入により、リング収容部４１と第２処理用部２０との間を加圧室として、スプリング４３と共に、空気圧を押圧力として第２処理用部２０に与えることができる。従って、エア導入部４４から導入する空気圧を調整することにて、運転中に第１処理用面１に対する第２処理用面２の接面圧力を調整することが可能である。尚空気圧を利用するエア導入部４４の代わりに、油圧などの他の流体圧にて押圧力を発生させる機構を利用しても実施可能である。
接面圧力付与機構４は、上記の押圧力即ち接面圧力の一部を供給し調節する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねる。
詳しくは、接面圧力付与機構４は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧の調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧力付与機構４は、上記の通り、第２処理用部２０を変位可能に保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
【００４９】
次に、上記の構成を採る処理装置の使用の状態について、図１（Ａ）に基づいて説明する。
まず、第１の被処理流動体が、流体圧付与機構ｐ１からの送圧を受けて、密閉されたケースの内部空間へ、第１導入部ｄ１より導入される。他方、回転駆動部による回転軸５０の回転によって、第１処理用部１０が回転する。これにより、第１処理用面１と第２処理用面２とは微小間隔を保った状態で相対的に回転する。
第１の被処理流動体は、微小間隔を保った両処理用面１，２間で、流体膜となり、第２導入部ｄ２から導入された第２被処理流動体は、両処理用面１，２間において、当該流体膜と合流して、同様に流体膜の一部を構成する。この合流により、第１及び第２の被処理流動体が混合され、両流動体が反応して、均一な反応が促進されて、その反応生成物が形成される。これにより、析出を伴う場合にあっては比較的均一で微細な粒子の生成が可能となり、析出を伴わない場合にあっても、均一な反応が実現される。なお、析出した反応生成物は、第１処理用面１の回転により第２処理用面２との間で剪断を受けることにて、さらに微細化される場合もあると考えられる。ここで、第１処理用面１と第２処理用面２とは、１μｍから１ｍｍ、特に１μｍから１０μｍの微小間隔に調整されることにより、均一な反応を実現すると共に、数ｎｍ単位の超微粒子の生成をも可能とする。
生成物は、両処理用面１，２間から出て、ケース３の排出口３３からケース外部へ排出される。排出された生成物は、周知の減圧装置にて、真空或いは減圧された雰囲気内にて霧状にされ、雰囲気内の他に当たることによって流動体として流れ落ちたものが脱気後の液状物として回収することができる。
尚、この実施の形態において、処理装置は、ケースを備えるものとしたが、このようなケースを設けずに実施することもできる。例えば、脱気するための減圧タンク即ち真空タンクを設け、そのタンク内部に、処理装置を配置して、実施することが可能である。その場合、当然上記の排出口は、処理装置には備えられない。
【００５０】
上記のように、第１処理用面１と第２処理用面２とは、機械的なクリアランスの設定では不可能とされたμｍ単位の微小間隔に調整され得るものであるが、そのメカニズムを次に説明する。
第１処理用面１と第２処理用面２とは、相対的に接近離反可能であり、且つ相対的に回転する。この例では、第１処理用面１が回転し、第２処理用面２が軸方向に摺動して第１処理用面に対して接近離反する。
よって、この例では、第２処理用面２の軸方向位置が、力即ち、前述の接面圧力と離反力のバランスによって、μｍ単位の精度で設定されることにより、両処理用面１，２間の微小間隔の設定がなされる。
【００５１】
図１２（Ａ）へ示す通り、接面圧力としては、接面圧力付与機構４において、エア導入部４４から空気圧即ち正圧を付与した場合の当該圧力、スプリング４３の押圧力を挙げることができる。
尚、図１３〜１５に示す実施の形態において、図面の煩雑を避けるため、第２導入部ｄ２は、省略して描いてある。この点について、第２導入部ｄ２が設けられていない位置の断面と考えればよい。また、図中、Ｕは上方を、Ｓは下方を、夫々示している。
他方、離反力としては、離反側の受圧面、即ち第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する流体圧と、第１処理用部１の回転による遠心力と、エア導入部４４に負圧を掛けた場合の当該負圧とを挙げることができる。
尚、装置を洗浄するに際して、上記のエア導入部４４に掛ける負圧を大きくすることにより、両処理用面１，２を大きく離反させることができ、洗浄を容易に行うことができる。
そして、これらの力の均衡によって、第２処理用面２が第１処理用面１に対して所定の微小間隔を隔てた位置にて安定することにより、μｍ単位の精度での設定が実現する。
【００５２】
離反力をさらに詳しく説明する。
まず、流体圧に関しては、密閉された流路中にある第２処理用部２０は、流体圧付与機構ｐから被処理流動体の送り込み圧力即ち流体圧を受ける。その際、流路中の第１処理用面に対向する面、即ち第２処理用面２と離反用調整面２３が離反側の受圧面となり、この受圧面に流体圧が作用して、流体圧による離反力が発生する。
次に、遠心力に関しては、第１処理用部１０が高速にすると、流体に遠心力が作用し、この遠心力の一部は両処理用面１，２を互いに遠ざける方向に作用する離反力となる。
更に、上記のエア導入部４４から負圧を第２処理用部２０へ与えた場合には、当該負圧が離反力として作用する。
以上、本願の説明においては、第１第２の処理用面１，２を互いに離反させる力を離反力として説明するものであり、上記の示した力を離反力から排除するものではない。
【００５３】
上述のように、密閉された被処理流動体の流路において、処理用面１，２間の被処理流動体を介し、離反力と、接面圧力付与機構４が奏する接面圧力とが均衡した状態を形成することにより、両処理用面１，２間に、均一な反応を実現すると共に、微細な反応生成物の晶出・析出を行うのに適した流体膜を形成する。このように、この装置は、処理用面１，２間に強制的に流体膜を介することにより、従来の機械的な装置では、不可能であった微小な間隔を、両処理用面１，２維持することを可能として、反応生成物として微粒子を、高精度に生成することを実現したのである。
【００５４】
言い換えると処理用面１，２間における流体膜の膜厚は、上述の離反力と接面圧力の調整により、所望の厚みに調整し、必要とする均一な反応の実現と、微細な生成物の生成処理を行うことができる。従って、流体膜の厚みを小さくしようとする場合、離反力に対して相対的に接面圧力が大きくなるように、接面圧力或いは離反力を調整すればよく、逆に流体膜の厚みを大きくようとすれば、接面圧力に対して相対的に離反力が大きくなるように、離反力或いは接面圧力を調整すればよい。
接面圧力を増加させる場合、接面圧力付与機構４において、エア導入部４４から空気圧即ち正圧を付与し、又は、スプリング４３を押圧力の大きなものに変更或いはその個数を増加させればよい。
離反力を増加させる場合、流体圧付与機構ｐ１の送り込み圧力を増加させ、或いは第２処理用面２や離反用調整面２３の面積を増加させ、またこれに加えて、第２処理用部２０の回転を調整して遠心力を増加させ或いはエア導入部４４からの圧力を低減すればよい。もしくは負圧を付与すればよい。スプリング４３は、伸びる方向に押圧力を発する押し発条としたが、縮む方向に力を発する引き発条として、接面圧力付与機構４の構成の一部又は全部とすることが可能である。
離反力を減少させる場合、流体圧付与機構ｐ１の送り込み圧力を減少させ、或いは第２処理用面２や離反用調整面２３の面積を減少させ、またこれに加えて、第２処理用部２０の回転を調整して遠心力を減少させ或いはエア導入部４４からの圧力を増加させれば良い。もしくは負圧を低減すればよい。
【００５５】
さらに、接面圧力及び離反力の増加減少の要素として、上記の他に粘度などの被処理流動体の性状も加えることができ、このような被処理流動体の性状の調整も、上記の要素の調整として、行うことができる。
【００５６】
なお、離反力のうち、離反側の受圧面即ち、第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。
メカニカルシールにあっては、第２処理用部２０がコンプレッションリングに相当するが、この第２処理用部２０に対して流体圧が加えられた場合に、第２処理用部２を第１処理用部１から離反する力が作用する場合、この力がオープニングフォースとされる。
より詳しくは、上記の第１の実施の形態のように、第２処理用部２０に離反側の受圧面即ち、第２処理用面２及び離反用調整面２３のみが設けられている場合には、送り込み圧力の全てがオープニングフォースを構成する。なお、第２処理用部２０の背面側にも受圧面が設けられている場合、具体的には、後述する図１２（Ｂ）及び図１７の場合には、送り込み圧力のうち、離反力として働くものと接面圧力として働くものとの差が、オープニングフォースとなる。
【００５７】
ここで、図１２（Ｂ）を用いて、第２処理用部２０の他の実施の形態について説明する。
図１２（Ｂ）に示す通り、この第２処理用部２０のリング収容部４１より露出する部位であり且つ内周面側に、第２処理用面２と反対側即ち上方側を臨む近接用調整面２４が設けられている。
即ち、この実施の形態において、接面圧力付与機構４は、リング収容部４１と、エア導入部４４と、上記近接用調整面２４とにて構成されている。但し、接面圧力付与機構４は、上記リング収容部４１と、上記発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４と、上記近接用調整面２４の少なくとも、何れか１つを備えるものであればよい。
【００５８】
この近接用調整面２４は、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１に第２処理用面２を接近させる方向に移動させる力を発生させ、近接用接面圧力付与機構４の一部として、接面圧力の供給側の役目を担う。一方第２処理用面２と前述の離反用調整面２３とは、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、離反力の一部についての供給側の役目を担うものである。
近接用調整面２４と、第２処理用面２及び離反用調整面２３とは、共に前述の被処理流動体の送圧を受ける受圧面であり、その向きにより、上記接面圧力の発生と、離反力の発生という異なる作用を奏する。
【００５９】
処理用面の接近・離反の方向、即ち第２リング２０の出没方向と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面２４の投影面積Ａ１と、当該仮想平面に投影した第２処理用部２０の第２処理用面２及び離反側受圧面２３との投影面積の合計面積Ａ２との、面積比Ａ１／Ａ２は、バランス比Ｋと呼ばれ、上記のオープニングフォースの調整に重要である。
近接用調整面２４の先端と離反側受圧面２３の先端とは、共に環状の第２調整用部２０の内周面２５即ち先端線Ｌ１に規定されている。このため、近接用調整面２４の基端線Ｌ２をどこに置くかの決定で、バランス比の調整が行われる。
即ち、この実施の形態において、被処理用流動体の送り出しの圧力をオープニングフォースとして利用する場合、第２処理用面２及び離反用調整面２３との合計投影面積を、近接用調整面２４の投影面積より大きいものとすることによって、その面積比率に応じたオープニングフォースを発生させることができる。
【００６０】
上記のオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち近接用調整面２４の面積Ａ１を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
摺動面実面圧Ｐ、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
Ｐ＝Ｐ１×（Ｋ−ｋ）＋Ｐｓ
ここでＰ１は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Ｋは上記のバランス比を示し、ｋはオープニングフォース係数を示し、Ｐｓはスプリング及び背圧力を示す。
このバランスラインの調整により摺動面実面圧Ｐを調整することで処理用面１，２間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
【００６１】
通常、両処理用面１，２間の流体膜の厚みを小さくすれば、生成物をより細かくすることができる。逆に、当該流体膜の厚みを大きくすれば、処理が粗くなり単位時間あたりの処理量が増加する。従って、上記の摺動面実面圧Ｐの調整により、両処理用面１，２間の隙間を調整して、所望の均一な反応を実現すると共に微細な生成物を得ることができる。以下、摺動面実面圧Ｐを面圧Ｐと呼ぶ。
この関係を纏めると、上記の生成物を粗くする場合、バランス比を小さくし、面圧Ｐを小さくし、上記隙間を大きくして、上記膜厚を大きくすればよい。逆に、上記の生成物をより細かくする場合、バランス比を大きくし、面圧Ｐを大きくし、上記隙間を小さくし、上記膜厚を小さくする。
このように、接面圧力付与機構４の一部として、近接用調整面２４を形成して、そのバランスラインの位置にて、接面圧力の調整、即ち処理用面間の隙間を調整するものとしても実施できる。
【００６２】
上記の隙間の調整には、既述の通り、他に、前述のスプリング４３の押圧力や、エア導入部４４の空気圧を考慮して行う。また、流体圧即ち被処理流動体の送り圧力の調整や、更に、遠心力の調整となる、第１処理用部１０即ち第１ホルダ１１の回転の調整も、重要な調整の要素である。
上述の通り、この装置は、第２処理用部２０と、第２処理用部２０に対して回転する第１処理用部１０とについて、被処理流動体の送り込み圧力と当該回転遠心力、また接面圧力で圧力バランスを取り両処理用面に所定の流体膜を形成させる構成にしている。またリングの少なくとも一方をフローティング構造とし芯振れなどのアライメントを吸収し接触による磨耗などの危険性を排除している。
【００６３】
この図１２（Ｂ）の実施の形態においても、上記の調整用面を備える以外の構成については、図１（Ａ）に示す実施の形態と同様である。
また、図１２（Ｂ）に示す実施の形態において、図１７に示すように、上記の離反側受圧面２３を設けずに実施することも可能である。
図１２（Ｂ）や図１７に示す実施の形態のように、近接用調整面２４を設ける場合、近接用調整面２４の面積Ａ１を上記の面積Ａ２よりも大きいものとすることにより、オープニングフォースを発生させずに、逆に、被処理流動体に掛けられた所定の圧力は、全て接面圧力として働くことになる。このような設定も可能であり、この場合、他の離反力を大きくすることにより、両処理用面１，２を均衡させることができる。
上記の面積比にて、流体から受ける力の合力として、第２処理用面２を第１処理用面１から離反させる方向へ作用させる力が定まる。
【００６４】
上記の実施の形態において、既述の通り、スプリング４３は、摺動面即ち処理用面に均一な応力を与える為に、取付け本数は、多いほどよい。但し、このスプリング４３については、図１３へ示すように、シングルコイル型スプリングを採用することも可能である。これは、図示の通り、中心を環状の第２処理用部２０と同心とする１本のコイル型スプリングである。
第２処理用部２０と第２ホルダ２１との間は、気密となるようにシールし、当該シールには、周知の手段を採用することができる。
【００６５】
図１４に示すように、第２ホルダ２１には、第２処理用部２０を、冷却或いは加熱して、その温度を調整することが可能な温度調整用ジャケット４６が設けられている。また、図１４の３は、前述のケースを示しており、このケース３にも、同様の目的の温度調整用ジャケット３５が設けられている。
第２ホルダ２１の温度調整用ジャケット４６は、第２ホルダ２１内において、リング収容部４１の側面に形成された水回り用の空間であり、第２ホルダ２１の外部に通じる通路４７，４８と連絡している。通路４７，４８は、何れか一方が温度調整用ジャケット４６に、冷却用或いは加熱用の媒体を導入し、何れか他方が当該媒体を排出する。
また、ケース３の温度調整用ジャケット３５は、ケース３の外周を被覆する被覆部３４にて、ケース３の外周面と当該被覆部３４との間に設けられた、加熱用水或いは冷却水を通す通路である。
この実施の形態では、第２ホルダ２１とケース３とが、上記の温度調整用のジャケットを備えるものとしたが、第１ホルダ１１にも、このようなジャケットを設けて実施することが可能である。
【００６６】
接面圧力付与機構４の一部として、上記以外に、図１５に示すシリンダ機構７を設けて実施することも可能である。
このシリンダ機構７は、第２ホルダ２１内に設けられたシリンダ空間部７０と、シリンダ空間部７０をリング収容部４１と連絡する連絡部７１と、シリンダ空間部７０内に収容され且つ連絡部７１を通じて第２処理用部２０と連結されたピストン体７２と、シリンダ空間部７０上部に連絡する第１ノズル７３と、シリンダ空間部７０下部に第２ノズル７４と、シリンダ空間部７０上部とをピストン体７２との間に介された発条などの押圧体７５とを備えたものである。
【００６７】
ピストン体７２は、シリンダ空間部７０内にて上下に摺動可能であり、ピストン体７２の当該摺動にて第２処理用部２０が上下に摺動して、第１処理用面１と第２処理用面２との間の隙間を変更することができる。
図示はしないが、具体的には、コンプレッサなどの圧力源と第１ノズル７３とを接続し、第１ノズル７３からシリンダ空間部７０内のピストン体７２上方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体７２を下方に摺動させ、第２処理用部２０を第１及び第２処理用面１，２間の隙間を狭めることができる。また図示はしないが、コンプレッサなどの圧力源と第２ノズル７４とを接続し、第２ノズル７４からシリンダ空間部７０内のピストン体７２下方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体７２を上方に摺動させ、第２処理用部２０を第１及び第２処理用面１，２間の隙間を広げる、即ち開く方向に移動させることができる。このように、ノズル７３，７４にて得た空気圧で、接面圧力を調整できるのである。
【００６８】
リング収容部４１内における第２処理用部２０の上部と、リング収容部４１の最上部との間に余裕があっても、ピストン体７がシリンダ空間部７０の最上部７０ａと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部７０の最上部７０ａが、両処理用面１，２間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最上部７０ａとが、両処理用面１，２の離反を抑止する離反抑止部として、更に言い換えると、両処理用面１，２間の隙間の最大開き量を規制する機構として機能する。
【００６９】
また、両処理用面１，２同士が当接していなくても、ピストン体７がシリンダ空間部７０の最下部７０ｂと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部７０の最下部７０ｂが、両処理用面１，２間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最下部７０ｂとが、両処理用面１，２の近接を抑止する近接抑止部として、更に言い換えると、両処理用面１，２間の隙間の最小開き量を規制する機構として機能する。
このように上記隙間の最大及び最小の開き量を規制しつつ、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最上部７０ａとの間隔ｚ１、換言するとピストン体７とシリンダ空間部７０の最下部７０ｂとの間隔ｚ２を上記ノズル７３，７４の空気圧にて調整する。
【００７０】
ノズル７３，７４は、別個の圧力源に接続されたものとしてもよく、一つの圧力源を切り換えて或いはつなぎ換えて接続するものとしてもよい。
また圧力源は、正圧を供給するものでも負圧を供給するものでも何れでも実施可能である。真空などの負圧源と、ノズル７３，７４とを接続する場合、上記の動作は反対になる。
前述の他の接面圧力付与機構４に代え或いは前述の接面圧力付与機構４の一部として、このようなシリンダ機構７を設けて、被処理流動体の粘度や性状によりノズル７３，７４に接続する圧力源の圧力や間隔ｚ１，ｚ２の設定を行い流動体液膜の厚みを所望値にしせん断力をかけて均一な反応を実現し、微細な粒子を生成させることができる。特に、このようなシリンダ機構７にて、洗浄時や蒸気滅菌時など摺動部の強制開閉を行い洗浄や滅菌の確実性を上昇させることも可能とした。
【００７１】
図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１処理用部１０の第１処理用面１に、第１処理用部１０の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部１３...１３を形成して実施してもよい。この場合、図１６（Ａ）へ示すように、凹部１３...１３は、第１処理用面１上をカーブして或いは渦巻き状伸びるものとして実施可能であり、図１６（Ｂ）へ示すように、個々の凹部１３がＬ字状に屈曲するものであっても実施可能であり、また、図１６（Ｃ）に示すように、凹部１３...１３は真っ直ぐ放射状に伸びるものであっても実施可能である。
【００７２】
また、図１６（Ｄ）へ示すように、図１６（Ａ）〜（Ｃ）の凹部１３は、第１処理用面１の中心側に向かう程深いものとなるように勾配をつけて実施するのが好ましい。また、溝状の凹部１３は、連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。
この様な凹部１３を形成することにより被処理流動体の吐出量の増加または発熱量の減少への対応や、キャビテーションコントロールや流体軸受けなど効果がある。
上記の図１６に示す各実施の形態において、凹部１３は、第１処理用面１に形成するものとしたが、第２処理用面２に形成するものとしても実施可能であり、更には、第１及び第２の処理用面１，２の双方に形成するものとしても実施可能である。
【００７３】
処理用面に、上記の凹部１３やテーパを設けない場合、若しくは、これらを処理用面の一部に偏在させた場合、処理用面１，２の面粗度が被処理流動体に与える影響は、上記凹部１３を形成するものに比して、大きいものとなる。従って、このような場合、被処理流動体の粒子が小さくなればなるほど、面粗度を下げる即ちきめの細かいものとする必要がある。特に均一な反応を目的とする場合その処理用面の面粗度については、既述の鏡面即ち鏡面加工を施した面とするほうが均一な反応を実現し、微粒子を得る事を目的とする場合には、微細で単分散な反応物の晶出・析出を実現する上で有利である。
図１３乃至図１７に示す実施の形態においても、特に明示した以外の構成については図１（Ａ）又は図１１（Ｃ）に示す実施の形態と同様である。
【００７４】
また、上記の各実施の形態において、ケース内は全て密封されたものとしたが、この他、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の内側のみ密封され、その外側は開放されたものとしても実施可能である。即ち、第１処理用面１及び第２処理用面２との間を通過するまでは流路は密封され、被処理流動体は送圧を全て受けるものとするが、通過後は、流路は開放され処理後の被処理流動体は送圧を受けないものとしてもよい。
流体圧付与機構ｐ１には、加圧装置として、既述のとおり、コンプレッサを用いて実施するのが好ましいが、常に被処理流動体に所定の圧力を掛けることが可能であれば、他の手段を用いて実施することもできる。例えば、被処理流動体の自重を利用して、常に一定の圧力を被処理流動体に付与するものとしても実施可能である。
【００７５】
上記の各実施の形態における処理装置について総括すると、被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路に、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面１，２を接近させる接面圧力を付与し、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させることにより、メカニカルシールにおいてシールに利用される流体膜を、被処理流動体を用いて発生させ、メカニカルシールと逆に（流体膜をシールに利用するのではなく）、当該流体膜を第１処理用面１及び第２処理用面２の間から敢えて漏らして、反応の処理を、両面間１，２にて膜とされた被処理流動体間にて実現し、回収することを特徴とするものである。
このような画期的な方法により、両処理用面１，２間の間隔を１μから１ｍｍとする調整、特に、１〜１０μとする調整を可能とした。
【００７６】
上記の実施の形態において、装置内は密閉された流体の流路を構成するものであり、処理装置の（第１被処理流動体の）導入部側に設けた流体圧付与機構ｐにて、被処理流動体は加圧されたものであった。
この他、このような流体圧付与機構ｐを用いて加圧するものではなく、被処理流動体の流路は開放されたものであっても実施可能である。
図１８乃至図２０へ、そのような処理装置の一実施の形態を示す。尚、この実施の形態において、処理装置として、脱気機能を備えたもの、即ち、処理物として生成されたものから、液体を除去し、目的とする固体（結晶）のみを最終的に確保する機能を備えた装置を例示する。
図１８（Ａ）は処理装置の略縦断面図であり、図１８（Ｂ）はその一部切欠拡大断面図である。図１９は、図１８に示す処理装置が備える第１処理用部材１の平面図である。図２０は、上記処理装置の第１及び第２処理用部材１，２の一部切欠要部略縦断面図である。
【００７７】
この図１８乃至図２０に示す装置は、上記の通り、大気圧下で、処理の対象となる流体即ち被処理流動体或いはこのような処理の対象物を搬送する流体が投入されるものである。
尚、図１８（Ｂ）及び図２０において、図面の煩雑を避けるため、第２導入部ｄ２は、省略して描いてある（第２導入部ｄ２が設けられていない位置の断面と考えればよい）。
図１８（Ａ）に示す通り、この処理装置は、反応装置Ｇと、減圧ポンプＱとを備えたものである。この反応装置Ｇは、回転する部材である第１処理用部材１０１と、当該処理用部材１０１を保持する第１ホルダ１１１と、ケースに対して固定された部材である第２処理用部材１０２と、当該第２処理用部材１０２が固定された第２ホルダ１２１と、付勢機構１０３と、動圧発生機構１０４(図１９(Ａ))と、第１ホルダ１１１と共に第１処理用部材１０１を回転させる駆動部と、ハウジング１０６と、第１被処理流動体を供給（投入する）する第１導入部ｄ１と、流体を減圧ポンプＱへ排出する排出部１０８とを備える。駆動部については図示を省略する。
【００７８】
上記の第１処理用部材１０１と第２処理用部材１０２は、夫々、円柱の中心をくり抜いた形状の環状体である。両処理用部材１０１，１０２は、両処理用部材１０１，１０２の夫々が呈する円柱の一底面を処理用面１１０，１２０とする部材である。
上記の処理用面１１０，１２０は、鏡面研磨された平坦部を有する。この実施の形態において、第２処理用部材１０２の処理用面１２０は、面全体に鏡面研磨が施された平坦面である。また、第１処理用部材１０１の処理用面１１０は、面全体を第２処理用部材１０２と同様の平坦面とするが、図１９（Ａ）へ示す通り、平坦面中に、複数の溝１１２...１１２を有する。この溝１１２... １１２は、第１処理用部材１０１が呈する円柱の中心を中心側として円柱の外周方向へ、放射状に伸びる。
上記の第１及び第２の処理用部材１０１，１０２の処理用面１１０，１２０についての、鏡面研磨は、面粗度Ｒａ０．０１〜１．０μｍとするのが好ましい。この鏡面研磨について、Ｒａ０．０３〜０．３μｍとするのがより好ましい。
処理用部材１０１，１０２の材質については、硬質且つ鏡面研磨が可能なものを採用する。処理用部材１０１，１０２のこの硬さについて、少なくともビッカース硬さ１５００以上が好ましい。また、線膨張係数が小さい素材を、若しくは、熱伝導の高い素材を、採用するのが好ましい。処理にて熱を発する部分と他の部分との間で、膨張率の差が大きいと歪みが発生して、適正なクリアランスの確保に影響するからである。
このような処理用部材１０１，１０２の素材として、特に、ＳＩＣ即ちシリコンカーバイトでビッカース硬さ２０００〜２５００、表面にＤＬＣ即ちダイヤモンドライクカーボンでビッカース硬さ３０００〜４０００、コーティングが施されたＳＩＣ、ＷＣ即ちタングステンカーバイトでビッカース硬さ１８００、表面にＤＬＣコーティングが施されたＷＣ、ＺｒＢ2 やＢＴＣ，Ｂ4 Ｃに代表されるボロン系セラミックでビッカース硬さ４０００〜５０００などを採用するのが好ましい。
【００７９】
図１８に示されるハウジング１０６は、底部の図示は省略するが、有底の筒状体であり、上方が上記の第２ホルダ１２１に覆われている。第２ホルダ１２１は、下面に上記第２処理部材１０２が固定されており、上方に上記導入部ｄ１が設けられている。導入部ｄ１は、外部から流体や被処理物を投入するためのホッパ１７０を備える。
図示はしないが、上記の駆動部は、電動機などの動力源と、当該動力源から動力の供給を受けて回転するシャフト５０とを備える。
図１８（Ａ）に示すように、シャフト５０は、ハウジング１０６の内部に配され上下に伸びる。そして、シャフト５０の上端部に上記の第１ホルダ１１１が、設けられている。第１ホルダ１１１は、第１処理用部材１０１を保持するものであり、上記の通りシャフト５０に設けられることにより、第１処理用部材１０１の処理用面１１０を第２処理用部材１０２の処理用面１２０に対応させる。
【００８０】
第１ホルダ１１１は、円柱状体であり、上面中央に、第１処理用部材１０１が固定されている。第１処理用部材１０１は、第１ホルダ１１１と一体となるように、固着され、第１ホルダ１１１に対してその位置を変えない。
一方、第２ホルダ１２１の上面中央には、第２処理用部材１０２を受容する受容凹部１２４が形成されている。
上記の受容凹部１２４は、環状の横断面を有する。第２処理用部材１０２は、受容凹部１２４と、同心となるように円柱状の受容凹部１２４内に収容される。
この受容凹部１２４の構成は、図１（Ａ）に示す実施の形態と同様である（第１処理用部材１０１は第１リング１０と、第１ホルダ１１１は第１ホルダ１１と、第２処理用部材１０２は第２リング２０と、第２ホルダ１２１は第２ホルダ２１と対応する）。
【００８１】
そして、この第２ホルダ１２１が、上記の付勢機構１０３を備える。付勢機構１０３は、バネなどの弾性体を用いるのが好ましい。付勢機構１０３は、図１（Ａ）の接面圧付与機構４と対応し、同様の構成を採る。即ち、付勢機構１０３は、第２処理用部材１０２の処理用面１２０と反対側の面即ち底面を押圧し、第１処理用部材１０１側即ち下方に第２処理用部材１０２の各位置を均等に付勢する。
【００８２】
一方、受容凹部１２４の内径は、第２処理用部材１０２の外径よりも大きく、これにて、上記の通り同心に配設した際、第２処理用部材１０２の外周面１０２ｂと受容凹部１２４の内周面との間には、図１８（Ｂ）に示すように、隙間ｔ１が設定される。
同様に、第２処理用部材１０２の内周面１０２ａと受容凹部１２４の中心部分２２の外周面との間には、図１８（Ｂ）に示すように、隙間ｔ２が設定される。
上記隙間ｔ１、ｔ２の夫々は、振動や偏芯挙動を吸収するためのものであり、動作寸法以上確保され且つシールが可能となる大きさに設定する。例えば、第１処理用部材１０１の直径が１００ｍｍから４００ｍｍの場合、当該隙間ｔ１、ｔ２の夫々は、０．０５〜０．３ｍｍとするのが好ましい。
第１ホルダ１１１は、シャフト５０へ一体に固定され、シャフト５０と共に回転する。また、図示しないが、回り止めによって、第２ホルダ１２１に対して、第２処理用部材１０２は回らない。しかし、両処理用面１１０，１２０間に、処理に必要な０．１〜１０ミクロンのクリアランス、即ち図２０（Ｂ）に示す微小な間隔ｔを確保するため、受容凹部１２４の底面即ち天部と第２処理用部材１０２の天部１２４ａを臨む面即ち上面と間に隙間ｔ３が設けられる。この隙間ｔ３については、上記のクリアランスと共に、シャフト１５０の振れや伸びを考慮して設定する。
【００８３】
上記のように、隙間ｔ１〜ｔ３の設定により、第１処理用部材１０１は、第２処理用部材１０２に対して近接・離反する方向に可変であるのみならず、その処理用面１１０の中心や向き即ち方向ｚ１，ｚ２についても可変としている。
即ち、この実施の形態において、付勢機構１０３と、上記隙間ｔ１〜ｔ３とが、フローティング機構を構成し、このフローティング機構によって、少なくとも第２処理用部材１０２の中心や傾きを、数ミクロンから数ミリの程度の僅かな量、可変としている。これにて、回転軸の芯振れ、軸膨張、第１処理用部材１０１の面振れ、振動を吸収する。
【００８４】
第１処理用部材１０１の研磨用面１１０が備える前記の溝１１２について、更に詳しく説明する。溝１１２の後端は、第１処理用部材１０１の内周面１０１ａに達するものであり、その先端を第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向けて伸ばす。この溝１１２は、図１９（Ａ）へ示すように、その横断面積を、環状の第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
溝１１２の左右両側面１１２ａ，１１２ｂの間隔ｗ１は、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて小さくなる。また、溝１１２の深さｗ２は、図１９（Ｂ）へ示すように、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、小さくなる。即ち、溝１１２の底１１２ｃは、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、浅くなる。
このように、溝１１２は、その幅及び深さの双方を、外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとして、その横断面積を外側ｙに向けて漸次減少させている。そして、溝１１２の先端即ちｙ側は、行き止まりとなっている。即ち、溝１１２の先端即ちｙ側は、第１処理用部材１０１の外周面１０１ｂに達するものではなく、溝１１２の先端と外周面１０１ｂとの間には、外側平坦面１１３が介在する。この外側平坦面１１３は、処理用面１１０の一部である。
【００８５】
この図１９へ示す実施の形態において、このような溝１１２の左右両側面１１２ａ，１１２ｂと底１１２ｃとが流路制限部を構成している。この流路制限部と、第１処理用部材１０１の溝１１２周囲の平坦部と、第２処理用部材１０２の平坦部とが、動圧発生機構１０４を構成している。
但し、溝１１２の幅及び深さの何れか一方についてのみ、上記の構成を採るものとして、断面積を減少させるものとしてよい。
上記の動圧発生機構１０４は、第１処理用部材１０１の回転時、両処理用部材１０１，１０２間を通り抜けようとする流体によって、両処理用部材１０１，１０２の間に所望の微小間隔を確保することを可能とする、両処理用部材１０１，１０２を離反させる方向に働く力を発生させる。このような動圧の発生により、両処理用面１１０，１２０間に、０．１〜１０μｍの微小間隔を発生させることができる。このような微小間隔は、処理の対象によって、調整し選択すればよいのであるが、１〜６μｍとするのが好ましく、より好ましくは、１〜２μｍである。この装置においては、上記のような微小間隔による従来にない均一な反応の実現と微細粒子の生成が可能である。
【００８６】
溝１１２...１１２の夫々は、真っ直ぐ、中心ｘ側から外側ｙに伸びるものであっても実施可能である。但し、この実施の形態において、図１９（Ａ）に示すように、第１処理用部材１０１の回転方向ｒについて、溝１１２の中心ｘ側が、溝１１２の外側ｙよりも、先行するように即ち前方に位置するように、湾曲して溝１１２を伸びるものとしている。
このように溝１１２...１１２が湾曲して伸びることにより、動圧発生機構１０４による離反力の発生をより効果的に行うことができる。
【００８７】
次に、この装置の動作について説明する。
ホッパ１７から投入され、第１導入部ｄ１を通ってくる第１被処理流動体Ｒは、環状の第２処理用部材１０２の中空部を通り、第１処理用部材１０１の回転よる遠心力を受けた流体は、両処理用部材１０１，１０２間に入り、回転する第１処理用部材１０１の処理用面１１０と、第２処理用部材１０２の処理用面１２０との間にて、均一な反応と微細粒子の生成処理が行われ、その後、両処理用部材１０１，１０２の外側に出て、排出部１０８から減圧ポンプＱ側へ排出される。以下必要に応じて第１被処理流動体Ｒを単に流体Ｒと呼ぶ。
上記において、環状の第２処理用部材１０２の中空部に入った流体Ｒは、図２０（Ａ）へ示すように、先ず、回転する第１処理用部材１０１の溝１１２に入る。一方、鏡面研磨された、平坦部である両処理用面１１０，１２０は、空気や窒素などの気体を通しても気密性が保たれている。従って、回転による遠心力を受けても、そのままでは、付勢機構１０３によって、押し合わされた両処理用面１１０，１２０の間に、溝１１２から流体は入り込むことはできない。しかし、流路制限部として形成された溝１１２の上記両側面１１２ａ，１１２ｂや底１１２ｃに、流体Ｒは徐々に突き当たり、両処理用面１１０，１２０を離反させる方向に働く動圧を発生させる。図２０（Ｂ）へ示すように、これによって、流体Ｒが溝１１２から平坦面に滲み出し、両処理用面１１０，１２０の間に微小間隔ｔ即ちクリアランスを確保することができる。そして、このような鏡面研磨された平坦面の間で、均一な反応と微細な粒子の生成処理が行われる。また上述の溝１１２の湾曲が、より確実に流体へ遠心力を作用させ、上記動圧の発生をより効果的にしている。
このように、この処理装置は、動圧と付勢機構１０３による付勢力との均衡にて、両鏡面即ち処理用面１１０，１２０間に、微細で均一な間隔即ちクリアランスを確保することを可能とした。そして、上記の構成により、当該微小間隔は、１μｍ以下の超微細なものとすることができる。
また、上記フローティング機構の採用により、処理用面１１０，１２０間のアライメントの自動調整が可能となり、回転や発生した熱による各部の物理的な変形に対して、処理用面１１０，１２０間の各位置における、クリアランスのばらつきを、抑制し、当該各位置における上記の小間隔の維持を可能とした。
【００８８】
尚、上記の実施の形態において、フローティング機構は、第２ホルダ１２１にのみ設けられた機構であった。この他、第２ホルダ１２１に代え、或いは第２ホルダ１２１と共に、フローティング機構を、第１ホルダ１１１にも設けるものとして実施することも可能である。
【００８９】
図２１乃至図２３に、上記の溝１１２について、他の実施の形態を示す。
図２１（Ａ）（Ｂ）に示すように、溝１１２は、流路制限部の一部として、先端に平らな壁面１１２ｄを備えるものとして実施することができる。また、この図１４に示す実施の形態では、底１１２ｃにおいて、第１壁面１１２ｄと、内周面１０１ａとの間に段差１１２ｅが設けられており、この段差１１２ｅも流路制限部の一部を構成する。
図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、溝１１２は、複数に分岐する枝部１１２ｆ...１１２ｆを備えるものとし、各枝部１１２ｆがその幅を狭めることにより流路制限部を備えるものとしても実施可能である。
図１４及び図１５の実施の形態においても、特に示した以外の構成については、図１（Ａ）、図１１（Ｃ）、図１８乃至図２０に示す実施の形態と同様である。
【００９０】
また、上記の各実施の形態において、溝１１２の幅及び深さの少なくとも何れか一方について、第１処理用部材１０１の内側から外側に向けてその寸法を漸次小さくすることにて、流路制限部を構成するものとした。この他、図２３（Ａ）や図２３（Ｂ）へ示す通り、溝１１２の幅や深さを変化させずに、溝１１２に終端面１１２ｆを設けることによって、このような溝１１２の終端面１１２ｆを流路制限部とすることができる。図１９、図２１及び図２２に示す実施の形態において示した通り、動圧発生は、溝１１２の幅及び深さを既述の通り変化させることによって溝１１２の底や両側面を傾斜面とすることで、この傾斜面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させた。一方図２３（Ａ）（Ｂ）に示す実施の形態では、溝１１２の終端面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させる。
また、この図２３（Ａ）（Ｂ）に示す場合、溝１１２の幅及び深さの少なくとも何れか一方の寸法を漸次小さくすることも併せて実施することができる。
尚、溝１１２の構成について、上記の図１９、図２１乃至図２３に示すものに限定するものではなく、他の形状の流路制限部を備えたものとして実施することが可能である。
例えば、図１９、図２１乃至図２３示すものでは、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外側に突き抜けるものではなかった。即ち、第１処理用部材１０１の外周面と、溝１１２との間には、外側平坦面１１３が存在した。しかし、このような実施の形態に限定するものではなく、上述の動圧を発生されることが可能であれば、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外周面側に達するものであっても実施可能である。
例えば、図２３（Ｂ）に示す第１処理用部材１０１の場合、点線で示すように、溝１１２の他の部位よりも断面積が小さな部分を、外側平坦面１１３に形成して実施することができる。
また、溝１１２を、上記の通り内側から外側へ向けて漸次断面積を小さくするように形成し、溝１１２の第１処理用部材１０１の外周に達した部分（終端）を、最も断面積が小さいものとすればよい（図示せず）。但し、動圧を効果的に発生させる上で、図１９、図２１乃至図２３に示すように、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外周面側に突き抜けないほうが好ましい。
【００９１】
ここで、上記図１８乃至図２３に示す各実施の形態について、総括する。
この処理装置は、平坦処理用面を有する回転部材と同じく平坦処理用面を有する固定部材とをそれらの平坦処理用面で同心的に相対向させ、回転部材の回転下に固定部材の開口部より被反応原料を供給しながら両部材の対向平面処理用面間より反応処理する処理装置において機械的にクリアランスを調整するのではなく、回転部材に増圧機構を設けてその圧力発生によりクリアランスを保持しかつ機械的クリアランス調整では、不可能であった１〜６μｍの微小クリアランスを可能とし生成粒子の微細化及び反応の均一化の能力が著しく向上出来たものである。
即ち、この処理装置は、回転部材と固定部材がその外周部に平坦処理用面を有しその平坦処理用面において、面上の密封機能を有することで、流体静力学的な即ちハイドロスタティックな力、一流体動力学的即ちハイドロダイナミックな力、或いは、エアロスタティック−エアロダイナミックな力を発生させる高速回転式の処理装置を提供しようとするものである。上記の力は、上記密封面間に僅かな間隙を発生させ、また非接触で機械的に安全で高度な微細化及び反応の均一化の機能を有した反応処理装置を提供することができる。この僅かな隙間が形成されうる要因は、一つは、回転部材の回転速度によるものであり、もう一つは、被処理物（流体）の投入側と排出側の圧力差によるものである。投入側に圧力付与機構が付設されている場合は、投入側に圧力付与機構が付設されていない場合即ち大気圧下で被処理物（流体）を投入される場合、圧力差が無いわけであるから回転部材の回転速度だけで密封面間の分離を生じさせる必要がある。これは、ハイドロダイナミックもしくはエアロダイナミック力として知られている。
【００９２】
図１８（Ａ）に示す装置において、減圧ポンプＱを上記反応装置Ｇの排出部に接続したものを示したが、既述の通りハウジング１０６を設けず、また減圧ポンプＱを設けずに、図２４（Ａ）に示すように処理装置を減圧用のタンクＴとして、当該タンクＴの中に、反応装置Ｇを配設することにて実施することが可能である。
この場合、タンクＴ内を真空或いは真空に近い状態に減圧することにて、反応装置Ｇにて生成された被処理物をタンクＴ内に霧状に噴射せしめ、タンクＴの内壁にぶつかって流れ落ちる被処理物を回収すること、或いはこのような流れ落ちる被処理物に対して気体（蒸気）として分離されタンクＴ内上部に充満するものを回収することにて、処理後の目的物を得ることができる。
また、減圧ポンプＱを用いる場合も、図２４（Ｂ）へ示すように、処理装置Ｇに、減圧ポンプＱを介して、気密なタンクＴを接続することにより、当該タンクＴ内にて、処理後の被処理物を霧状にして、目的物の分離・抽出を行うことができる。
更に、図２４（Ｃ）へ示すように、減圧ポンプＱを直接処理装置Ｇに接続し、当該タンクＴに、減圧ポンプＱと、減圧ポンプＱとは別の流体Ｒの排出部とを接続して、目的物の分離を行うことができる。この場合、気化部については、減圧ポンプＱに吸いよせられ、液体Ｒ（液状部）は排出部より、気化部とは別に排出される。
【００９３】
上述してきた各実施の形態では、第１及び第２の２つの被処理流動体を、夫々第２ホルダ２１，１２１及び第２リング２０，１０２から、導入して、混合し反応させるものを示した。
次に、装置への被処理流動体の導入に関する他の実施の形態について、順に説明する。
【００９４】
図１（Ｂ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す処理装置に、第３導入部ｄ３を設けて第３の被処理流動体を、両処理用面１，２間へ導入して、第２被処理流動体と同様第１被処理流動体へ混合し反応させるものとしても実施できる。
第３導入部ｄ３は、第１の被処理流動体と、混合させる第３の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第３導入部ｄ３は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第３流体供給部ｐ３が接続されている。
第３流体供給部ｐ３には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
第３導入部ｄ３の第２処理用面２における開口部は、第２導入部ｄ２の開口部よりも、第１処理用面１の回転の中心の外側に位置する。即ち、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部は、第２導入部ｄ２の開口部よりも、下流側に位置する。第３導入部ｄ３の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられている。
この図１（Ｂ）へ示す装置も、第３導入部ｄ３以外の構成については、図１（Ａ）へ示す実施の形態と同様である。尚、この図１（Ｂ）、更に、以下に説明する、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）、図２〜図１１において、図面の煩雑を避けるため、ケース３を省略する。尚、図９（Ｂ）（Ｃ）、図１０、図１１（Ａ）（Ｂ）において、ケース３の一部は、描いてある。
【００９５】
更に、図１（Ｃ）へ示すように、図１（Ｂ）へ示す処理装置に、第４導入部ｄ４を設けて第４の被処理流動体を、両処理用面１，２間へ導入して、第２及び第３の被処理流動体と同様第１被処理流動体へ混合し反応させるものとしても実施できる。
第４導入部ｄ４は、第１の被処理流動体と、混合させる第４の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第４導入部ｄ４は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第４流体供給部ｐ４が接続されている。
第４流体供給部ｐ４には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
第４導入部ｄ４の第２処理用面２における開口部は、第３導入部ｄ３の開口部よりも、第１処理用面１の回転の中心の外側に位置する。即ち、第２処理用面２において、第４導入部ｄ４の開口部は、第３導入部ｄ３の開口部よりも、下流側に位置する。
この図１（Ｃ）へ示す装置について、第４導入部ｄ４以外の構成については、図１（Ｂ）へ示す実施の形態と同様である。
また、図示はしないが、更に、第５導入部や、第６導入部など、５つ以上の導入部を設けて、夫々５種以上の被処理流動体を、混合し反応させるものとしても実施できる。
【００９６】
また、図１（Ｄ）へ示す通り、図１（Ａ）の装置では、第２ホルダ２１に設けられていた第１導入部ｄ１を、第２ホルダ２１に設ける代わりに、第２導入部ｄ２同様、第２処理用面２に設けて実施することができる。この場合、第２処理用面２において、第１導入部ｄ１の開口部は、第２導入部ｄ２よりも、回転の中心側即ち上流側に位置する。
上記の図１（Ｄ）へ示す装置では、第２導入部ｄ２の開口部と、第３導入部ｄ３の開口部は、共に第２リング２０の第２処理用面２に配置されるものであった。しかし、導入部の開口部は、このような処理用面に対する配置に限定するもではない。特に、図２（Ａ）へ示す通り、第２導入部ｄ２の開口部を、第２リング２０の内周面の、第２処理用面２に隣接する位置に設けて実施することもできる。この図２（Ａ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３の開口部は、図１（Ｂ）へ示す装置と同様第２処理用面２に配置されているが、第２導入部ｄ２の開口部を、このように第２処理用面２の内側であって、第２処理用面２へ隣接する位置に配置することによって、第２の被処理流動体を処理用面に直ちに導入できる。
【００９７】
このように第１導入部ｄ１の開口部を第２ホルダ２１に設け、第２導入部ｄ２の開口部を第２処理用面２の内側であって、第２処理用面２へ隣接する位置に配置することで（この場合、上記第３導入部ｄ３を設けることは必須ではない）、特に複数の被処理流体を反応させる場合において、第１導入部ｄ１から導入される被処理流体と第２導入部ｄ２から導入される被処理流体とを反応させない状態で両処理用面１，２間へ導入し、両処理用面１，２間において両者を初めて反応させることができる。よって、上記構成は、特に反応性の高い被処理流体を用いる場合に適している。
【００９８】
なお、上記の「隣接」とは、第２導入部ｄ２の開口部を、図２（Ａ）に示すように第２リング２０の内側側面に接するようにして設けた場合に限られるものではない。第２リング２０から第２導入部ｄ２の開口部までの距離が、複数の被処理流体が両処理用面１，２間へ導入される前に混合・反応が完全になされない程度とされていれば良く、例えば、第２ホルダ２１の第２リング２０に近い位置に設けたものであっても良い。また、第２導入部ｄ２の開口部を第１リング１０あるいは第１ホルダ１１の側に設けても良い。
【００９９】
更に、上記の図１（Ｂ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、図２（Ａ）へ示す通り、そのような間隔を設けずに、両処理用面１，２間に第２及び第３の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。処理の対象によって、このような図２（Ａ）へ示す装置を選択すればよい。
また、上記の図１（Ｄ）へ示す装置についても、第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、そのような間隔を設けずに、両処理用面１，２間に第１及び第２の被処理流動体を導入すると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。処理の対象によって、このような開口部の配置を選択すればよい。
上記の図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示す実施の形態では、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部の下流側、言い換えると、第２リング２０の径の内外方向について第２導入部ｄ２の開口部の外側に配置するものとした。この他、図２（Ｃ）及び図３（Ａ）へ示す通り、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第２リング２０の周方向ｒ０について異なる位置に配置するものとしても実施できる。図３において、ｍ１は第１導入部ｄ１の開口部即ち第１開口部を、ｍ２は第２導入部ｄ２の開口部即ち第２開口部を、ｍ３は第３導入部ｄ３の開口部（第３開口部）を、ｒ１はリングの径の内外方向を、夫々、示している。
また、第１導入部ｄ１を、第２リング２０に設ける場合も、図２（Ｄ）へ示す通り、第２処理用面２において、第１導入部ｄ１の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第２リング２０の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
【０１００】
上記の図２（Ｂ）へ示す装置では、第２リング２０の処理用面２において、周方向ｒ０の異なる位置に２つの導入部の開口部が配置されたものを示したが、図３（Ｂ）へ示す通り、リングの周方向ｒ０の異なる位置に３つの導入部の開口部を配置し、或いは図３（Ｃ）へ示す通り、リングの周方向ｒ０の異なる位置に４つの導入部の開口部を配置して実施することもできる。尚、図３（Ｂ）（Ｃ）において、ｍ４は、第４導入部の開口部を示し、図３（Ｃ）においてｍ５は第５導入部の開口部を示している。また、図示はしないが、導入部の開口部を、リングの周方向ｒ０の異なる位置に５つ以上設けて実施することもできる。
上記の図２（Ｂ）（Ｄ）、及び、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す装置において、第２導入部乃至第５導入部は、夫々異なる被処理流動体即ち、第２、第３、第４、第５の被処理流動体を、導入することができる。一方、第２〜第５の開口部ｍ２〜ｍ５から、全て同種の即ち、第２被処理流動体を処理用面間に導入するものとしても実施できる。図示はしないが、この場合、第２導入部乃至第５導入部は、リング内部にて連絡しており、一つの流体供給部、即ち第２流体供給部ｐ２に接続されているものとして実施できる。
また、リングの周方向ｒ０の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものと、リングの径方向即ち径の内外方向ｒ１の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものを、複合して実施することもできる。
例えば、図３（Ｄ）へ示す通り、第２処理用面２に８つの導入部の開口部ｍ２〜ｍ９が設けられており、そのうち４つｍ２〜ｍ５は、リングの周方向ｒ０の異なる位置であり且つ径方向ｒ１について同じ位置に設けられたものであり、他の４つｍ５〜ｍ８はリングの周方向ｒ０の異なる位置であり且つ径方向ｒ１について同じ位置に設けられている。そして、当該他の開口部ｍ５〜ｍ８は、径方向ｒについて、上記４つの開口部ｍ２〜ｍ５の径方向の外側に配置さていれる。また、この外側の開口部は、夫々、内側の開口部と、リングの周方向ｒ０について、同じ位置に設けてもよいが、リングの回転を考慮して、図３（Ｄ）へ示すように、リングの周方向ｒ０の異なる位置に設けて実施することもできる。また、その場合も、開口部について、図３（Ｄ）に示す配置や数にするものではい。
例えば、図３（Ｅ）へ示す通り、径方向外側の開口部が多角形の頂点位置、即ちこの場合四角形の頂点位置に配置され、当該多角形の辺上に、径方向内側の開口部が位置するように配置することもできる。勿論この他の配置を採ることもできる。
また、第１開口部ｍ１以外の開口部は、何れも第２被処理流動体を処理用面間に導入するものとした場合、各第２被処理流動部を導入する当該開口部を、処理用面の周方向ｒ０について、点在させるのではなく、図３（Ｆ）へ示す通り、周方向ｒ０について、連続する開口部として実施することもできる。
【０１０１】
尚、処理の対象によっては、図４（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）に示す装置において、第２リング２０に設けていた第２導入部ｄ２を、第１導入部ｄ１と同様、第２ホルダ２１の中央部分２２へ設け実施することもできる。この場合、第２リング２０の中心に位置する第１導入部ｄ１の開口部に対し、その外側に、間隔を開けて、第２導入部ｄ２の開口部が位置する。また、図４（Ｂ）へ示す通り、図４（Ａ）へ示す装置について、第２リング２０に第３導入部ｄ３を設けて実施することもできる。図４（Ｃ）へ示す通り、図３（Ａ）へ示す装置において、第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口部との間に間隔を設けず、第２リング２０の内側の空間へ第２及び第３の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。更にまた、処理の対象によっては、図４（Ｄ）へ示す通り、図３（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２同様、第３導入部ｄ３も第２ホルダ２１に設けて実施することができる。図示はしないが、４つ以上の導入部を第２ホルダ２１に設けて実施することもできる。
また、処理の対象によっては、図５（Ａ）へ示す通り、図４（Ｄ）へ示す装置において、第２リング２０に第４導入部ｄ４を設けて第４の被処理流動体を両処理用面１，２間へ導入するものとしても実施できる。
【０１０２】
図５（Ｂ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を、第１リング１０へ設け、第１処理用面１に第２導入部ｄ２の開口部を備えるものとしても実施できる。
図５（Ｃ）へ示す通り、図５（Ｂ）へ示す装置において、第１リング１０に第３導入部ｄ３を設けて、第１処理用面１において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第１リング１０の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
図５（Ｄ）へ示す通り、図５（Ｂ）へ示す装置において、第２ホルダ２１へ第１導入部ｄ１を設ける代わりに、第２リング２０へ第１導入部ｄ１を設け、第２処理用面２に、第１導入部ｄ１の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第１及び第２の導入部ｄ１，ｄ２の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。
【０１０３】
また、図６（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３を、第１リング１０へ設け、第１処理用面１へ第３導入部ｄ３の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第２及び第３の導入部ｄ２，ｄ３の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。但し、上記の両開口部を、リングの径の内外方向について、異なる位置に配置するものとしてもよい。
図５（Ｃ）へ示す装置において、第１リング１０の径の内外方向について同じ位置に設けると共に、第１リング１０の周方向即ち回転方向について異なる位置に設けたが、当該装置において、図６（Ｂ）へ示す通り、第２及び第３導入部ｄ２，ｄ３の両開口部を、第１リング１０の径の内外方向について異なる位置に設けて実施することができる。この場合図６（Ｂ）へ示す通り、第２及び第３導入部ｄ２，ｄ３の両開口部の間には、第１リング１０の径の内外方向に間隔を開けておくものとしても実施でき、または図示はしないが、当該間隔を開けずに直ちに、第２被処理流動体と第３被処理流動体とが合流するものとしても実施できる。
また、図６（Ｃ）へ示す通り、第２ホルダ２１へ第１導入部ｄ１を設ける代わりに、第２導入部ｄ２と共に、第１リング１０へ第１導入部ｄ１を設けて実施することもできる。この場合、第１処理用面１において、第１導入部ｄ１の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部の、上流側（第１リング１１の径の内外方向について内側）に設ける。第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口部との間には、第１リング１１の径の内外方向について、間隔を開けておく。但し図示はしないが、このような間隔を開けずに実施することもできる。
また、図６（Ｄ）へ示す通り、図６（Ｃ）へ示す装置の第１処理用面１にあって、第１リング１０周方向の異なる位置に、第１導入部ｄ１と第２導入部ｄ２夫々の開口部を配置するものとして実施することができる。
また、図示はしないが、図６（Ｃ）（Ｄ）へ示す実施の形態において、第１リング１０へ３つ以上の導入部を設けて、第２処理用面２において、周方向の異なる位置に、或いは、リングの径の内外方向の異なる位置に、各開口部を配置するものとして実施することもできる。例えば、第２処理用面２において採った、図３（Ｂ）〜図３（Ｆ）に示す開口部の配置を第１処理用面１においても採用することができる。
【０１０４】
図７（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を第２リング２０へ設ける代わりに、第１ホルダ１１へ設けて実施することができる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第１リング１０の回転の中心軸の中心に第２導入部ｄ２の開口部を配置するのが好ましい。
図７（Ｂ）へ示す通り、図７（Ａ）へ示す実施の形態において、第３導入部ｄ３を、第２リング２０へ設けて、第３導入部ｄ３の開口部を第２処理用面２へ配置することができる。
また、図７（Ｃ）へ示す通り、第１導入部ｄ１を第２ホルダ２１へ設ける代わりに、第１ホルダ１１へ設けて実施することができる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第１リング１０の回転の中心軸に第１導入部ｄ１の開口部を配置するのが好ましい。また、この場合、図示の通り、第２導入部ｄ２を第１リング１０へ設けて、第１処理用面１へ、その開口部を配置することができる。また、図示はしないが、この場合、第２導入部ｄ２を第２リング２０へ設けて、第２処理用面２へ、その開口部を配置することができる。
更に、図７（Ｄ）へ示す通り、図７（Ｃ）へ示す第２導入部ｄ２を、第１導入部ｄ１と共に、第１ホルダ１１へ設けて実施することもできる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第２導入部ｄ２の開口部を配置する。また、この場合、図７（Ｃ）において、第２リング２０へ設けた第２導入部ｄ２を、第３導入部ｄ３とすればよい。
【０１０５】
上記の図１〜図７に示す各実施の形態において、第１ホルダ１１及び第１リング１０が、第２ホルダ２１及び第２リング２０に対して回転するものとした。この他、図８（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２ホルダ２に、回転駆動部から回転力を受けて回転する回転軸５１を設けて、第１ホルダ１１の逆方向に、第２ホルダ２１を回転させるものとしても実施できる。回転駆動部は、第１ホルダ１１の回転軸５０を回転させるものと別に設けるものとしてもよく、或いはギアなどの動力伝達手段により、第１ホルダ１１の回転軸５０を回転させる駆動部から、動力を受けるものとしても実施できる。この場合、第２ホルダ２は、前述のケースと別体に形成されて、第１ホルダ１１と同様、当該ケース内に回転可能に収容されたものとする。
また、図８（Ｂ）へ示す通り、図８（Ａ）に示す装置において、第２リング２０に第２導入部ｄ２を設ける代わりに、図７（Ｂ）の装置と同様に第１ホルダ１１に第２導入部ｄ２を設けて実施することができる。
また、図示はしないが、図８（Ｂ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を、第１ホルダ１１に代え第２ホルダ２１へ設けて実施することもできる。この場合、第２導入部ｄ２は、図７（Ａ）の装置と同様である。図８（Ｃ）へ示す通り、図８（Ｂ）へ示す装置において、第２リング２０に第３導入部ｄ３を設けて、当該導入部ｄ３の開口部を、第２処理用面２に配置して実施することもできる。
更に、図８（Ｄ）へ示す通り、第１ホルダ１１を回転させずに、第２ホルダ２１のみを回転させるものとしても実施できる。図示はしないが、図１(Ｂ)〜図７に示す装置においても、第１ホルダ１１と共に第２ホルダ２１を、或いは第２ホルダ２１のみ単独で回転させるものとしても実施できる。
【０１０６】
図９（Ａ）へ示すように、第２処理用部２０は、リングとし、第１処理用部１０を、リングでなく、他の実施の形態の第１ホルダ１１と同様の、直接回転軸５０を備えて回転する部材とすることができる。この場合、第１処理用部１０の上面を、第１処理用面１とし、当該処理用面は、環状でなく、即ち中空部分を備えない、一様に平らな面とする。また、この図９（Ａ）に示す装置において、図１（Ａ）の装置と同様、第２導入部ｄ２を、第２リング２０に設け、その開口部を第２処理用面２に配置している。
【０１０７】
図９（Ｂ）へ示す通り、図９（Ａ）へ示す装置において、第２ホルダ２１を、ケース３と独立したものとし、ケース３と当該第２ホルダ２１との間に、第２リング２０が設けられた１処理用部１０へ接近・離反させる弾性体などの接面圧付与機構４を設けて実施することもできる。この場合、図９（Ｃ）へ示すように、第２処理用部２０をリングとするのではなく、上記の第２ホルダ２１に相当する部材とし、当該部材の下面を第２処理用面２として形成することができる。更に、図１０（Ａ）へ示す通り、図９（Ｃ）へ示す装置において、第１処理用部１０もリングとするのではなく、図９（Ａ）（Ｂ）へ示す装置と同様他の実施の形態において第１ホルダ１１に相当する部位を第１処理用部１０とし、その上面を第１処理用面１として実施することができる。
【０１０８】
上記の各実施の形態において、少なくとも第１の被処理流動体は、第１処理用部１０と第２処理用部２０即ち、第１リング１０と第２リング２０の中心部から供給され、他の被処理流動体による処理、即ち混合及び反応後、その径の内外方向について外側へ排出されるものとした。
この他、図１０（Ｂ）へ示す通り、第１リング１０及び第２リング２０の外側から、内側に向けて、第１の被処理流動体を供給するものとしても実施できる。この場合、図示の通り、第１ホルダ１１及び第２ホルダ２１の外側をケース３にて密閉し、第１導入部ｄ１を当該ケース３に直接設けて、ケースの内側であって、両リング１０，２０の突合せ位置と対応する部位に、当該導入部の開口部を配置する。そして、図１（Ａ）の装置において第１導入部ｄ１が設けられていた位置、即ち第１ホルダ１１におけるリング１の中心となる位置に、排出部３６を設ける。また、ホルダの回転の中心軸を挟んで、ケースの当該開口部の反対側に、第２導入部ｄ２の開口部を配置する。但し、第２導入部ｄの開口部は、第１導入部ｄ１の開口部と同様、ケースの内側であって、両リング１０，２０の突合せ位置と対応する部位に配置するものであればよく、上記のように、第１導入部ｄ１の開口部の反対側に形成するのに限定するものではない。
処理後の生成物の排出部３６を設けておく。この場合、両リング１０，２０の径の外側が、上流となり、両リング１０，２０の内側が下流側となる。
図１０（Ｃ）に示す通り、図１０（Ｂ）へ示す装置において、ケース３の側部に設けた第２導入部ｄ２を、当該位置に代え、第１リング１１に設けて、その開口部を第１処理用面１に配置するものとしても実施できる。この場合において、図１０（Ｄ）に示す通り、第１処理用部１０をリングとして形成するのでなく、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）や図１０（Ａ）に示す装置と同様、他の実施の形態において、第１ホルダ１１に相当する部位を、第１処理用部１０とし、その上面を第１処理用面１とし、更に、当該第１処理用部１０内に第２導入部ｄ２を設けて、その開口部を第１処理用面１に配置するものとして実施できる。
【０１０９】
図１１（Ａ）へ示す通り、図１０（Ｄ）へ示す装置において、第２処理用部２０もリングとして形成するのではなく、他の実施の形態において第２ホルダ２１に相当する部材を、第２処理用部２とし、その下面を第２処理用面２として実施することができる。そして、第２処理用部２０を、ケース３と独立した部材とし、ケース３と第２処理用部２０との間に、図９（Ｃ）（Ｄ）、図１０（Ａ）に示す装置と同じ接面圧付与機構４を設けて実施することができる。
また、図１１（Ｂ）へ示す通り、図１１（Ａ）に示す装置の第２導入部ｄ２を第３導入部ｄ３とし、別途第２導入部ｄ２を設けるものとしも実施できる。この場合、第２処理用面２において第２導入部ｄ２の開口部を第３導入部ｄ３の開口部よりも上流側に配置する。
前述の図４に示す各装置、図５（Ａ）図７（Ａ）（Ｂ）（Ｄ）、図８（Ｂ）（Ｃ）に示す装置は、処理用面１，２間に達する前に、第１の被処理流動体に対して、他の被処理流動体が合流するものであり、晶出や析出の反応の速いものには適さない。しかし、反応速度の遅いものについては、このような装置を採用することもできる。
【０１１０】
本願発明に係る方法の発明の実施に適した処理装置について、以下に纏めておく。
前述の通り、この処理装置は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面１，２間にて、少なくとも２種の被処理流動体の混合・反応の処理を行うものである。第１処理用部１０と第２処理用部２０のうち少なくとも第２処理用部２０は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第２処理用面２により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体の少なくとも一方に付与する圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させる。そして、この装置にあって、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に上記の圧力を受けた被処理流動体が通されることにより、各被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過することで、当該被処理流動体間において、所望の反応が生じる。
【０１１１】
また、この処理装置において、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも一方の、微振動やアライメントを調整する緩衝機構を備えたものを採用するのが好ましい。
【０１１２】
また、この処理装置において、第１処理用面１及び第２処理用面２ の一方又は双方の、磨耗などによる軸方向の変位を調整して、両処理用面１，２間の流体膜の膜厚を維持することを可能とする変位調整機構を備えたものを採用するのが好ましい。
【０１１３】
更に、この処理装置にあっては、上記の流体圧付与機構として、被処理流動体に対して一定の送り込み圧を掛けるコンプレッサなどの加圧装置を採用するとができる。
尚、上記の加圧装置は、送り込み圧の増減の調整を行えるものを採用する。この加圧装置は、設定した圧力を一定に保つことができる必要があるが、処理用面間の間隔を調整するパラメータとして、調整を行える必要があるからである。
【０１１４】
また、この処理装置には、上記の第１処理用面１と第２処理用面２との間の最大間隔を規定し、それ以上の両処理用面１，２の離反を抑止する離反抑止部を備えるものを採用することができる。
【０１１５】
更にまた、この処理装置には、上記の第１処理用面１と第２処理用面２との間の最小間隔を規定し、それ以上の両処理用面１，２の近接を抑止する近接抑止部を備えたものを採用することができる。
【０１１６】
更に、この処理装置には、第１処理用面１と第２処理用面２の双方が、互いに逆の方向に回転するものを採用することができる。
【０１１７】
また、この処理装置には、上記第１処理用面１と第２処理用面２の一方或いは双方の温度を調整する、温度調整用のジャケットを備えたものを採用することができる。
【０１１８】
また更に、この処理装置には、上記第１処理用面１及び第２処理用面２の一方或いは双方の少なくとも一部は、鏡面加工されたものを採用するのが好ましい。
【０１１９】
この処理装置には、上記第１処理用面１及び第２処理用面２の一方或いは双方は、凹部を備えたものを採用することができる。
【０１２０】
更に、この処理装置には、一方の被処理流動体に反応させる他方の被処理流動体の供給手段として、一方の被処理流動体の通路とは独立した別途の導入路を備え、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れ一方に、上記の別途の導入路に通じる開口部を備え、当該別途の導入路から送られてきた他方の被処理流動体を、上記一方の被処理流動体に導入することができるものを採用するのが好ましい。
【０１２１】
また、本願発明を実施する処理装置として、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に接続された第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの相対的に接近離反可能な処理用面と、両処理用面１，２間に接面圧力を付与する接面圧力付与機構と、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させる回転駆動機構と、を備えることにより、両処理用面１，２ 間にて、少なくとも２種の被処理流動体の反応処理を行うものであって、接面圧力が付与されつつ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に、流体圧付与機構から圧力を付与された少なくとも一種の被処理流動体が通され、更に、他の一種の被処理流動体が通されることにより、流体圧付与機構から圧力を付与された上記一種の被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過する際に、当該他の一種の被処理流動体が混合され、被処理流動体間にて、所望の反応を生じさせるものを採用することができる。
この接面圧付与機構が、前述の装置における、微振動やアライメントを調整する緩衝機構や、変位調整機構を構成するものとして実施することができる。
【０１２２】
更に、本願発明を実施する処理装置として、反応させる２種の被処理流動体のうち少なくとも一方の被処理流動体を当該装置に導入する第１導入部と、第１導入部に接続されて当該一方の被処理流動体に圧力を付与する流体圧付与機構ｐと、反応させる２種の被処理流動体のうち少なくとも他の一方を当該装置に導入する第２導入部と、当該一方の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面と、第２処理用面２が露出するように第２処理用部２０を受容するホルダ２１と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構と、第１処理用面１に対して第２処理用面２を圧接又は近接した状態に第２処理用部２０を押圧する接面圧付与機構４ とを備え、両処理用面１，２間にて、被処理流動体間の反応処理を行い、上記ホルダ２１が、上記第１導入部の開口部を備えると共に、処理用面１，２間の隙間に影響を与えるようには可動でないものであり、第１処理用部１０と第２導入部２０の少なくとも一方が、上記第２導入部の開口部を備え、第２処理用部２０が、環状体であり、第２処理用面２がホルダ２１に対して摺動して第１処理用面１に接近離反するものであり、第２処理用部２０が受圧面を備え、受圧面は、流体圧付与機構ｐが被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面１ から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、上記受圧面の少なくとも一部は、第２処理用面２にて構成され、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に圧力が付与された一方の被処理流動体が通されると共に、他の一方の被処理流動体が、両処理用面１，２間に供給されることにより、両被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過し、通過中の被処理流動体が混合させることで、被処理流動体間における、所望の反応を促進させるものであり、接面圧力付与機構４の接面圧力と、流体圧付与機構ｐが付与する流体圧力の両処理用面１，２間を離反させる力との均衡によって、上記の所定膜厚の流体膜を発生させる微小間隔を両処理用面１，２間に保つものを採用することができる。
【０１２３】
この処理装置において、第２導入部も、第１導入部に接続されたのと同様の、別途の流体圧付与機構に接続されて、加圧されるものとしても実施できる。また、第２導入部から導入される被処理流動体は、別途の流体圧付与機構にて加圧されるのではなく、第１導入部にて導入される被処理流動体の流圧にて第２導入部内に生じる負圧により、両処理用面１，２間に吸引されて供給されるものとしても実施できる。更に、当該他方の被処理流動体は、第２導入部内を、自重にて移動即ち上方より下方に流れて、処理用面１，２間に供給されるものとしても実施できる。
上記のように、一方の被処理流動体の装置内への供給口となる第１導入部の開口部を第２ホルダに設けるものに限定するものではなく、第１導入部の当該開口部を第１ホルダに設けるものとしてもよい。また、第１導入部の当該開口部を、両処理用面の少なくとも一方に形成して実施することもできる。但し、反応によって、先に処理用面１，２間に導入しておく必要のある被処理流動体を、第１導入部から供給する必要がある場合において、他方の被処理流動体の装置内への供給口となる第２導入部の開口部は、何れかの処理用面において、上記第１導入部の開口部よりも、下流側に配置する必要がある。
【０１２４】
更に、本願発明の実施に用いる処理装置として、次のものを採用することができる。
この処理装置は、反応させる２種以上の被処理流動体を別々に導入する複数の導入部と、当該２種以上の被処理流動体の少なくとも一つに圧力を付与する流体圧付与機構ｐと、この被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面１，２と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面１，２間にて、被処理流動体間の反応処理を行うものであって、第１処理用部１０と第２処理用部２０のうち少なくとも第２処理用部２０は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第２処理用面２により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、更に、第２処理用部２０は、第２処理用面２と反対側を向く近接用調整面２４を備えるものであり、近接用調整面２４は、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１に第２処理用面２を接近させる方向に移動させる力を発生させ、上記近接用調整面２４の接近離反方向の投影面積と、上記受圧面の接近離反方向の投影面積との面積比により、被処理流動体から受ける全圧力の合力として、第１処理用面１に対する第２処理用面２の離反方向へ移動する力が決まるものであり、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に圧力が付与された被処理流動体が通され、当該被処理流動体に反応させる他の被処理流動体が両処理用面間において混合され、混合された被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過することで、処理用面間の通過中に所望の反応生成物を得るものである。
【０１２５】
また、本願発明に係る処理方法について纏めると、この処理方法は、第１の被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路へ、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの相対的に接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面１，２を接近させる接面圧力を付与し、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させ且つこれらの処理用面１，２間に被処理流動体を導入するものであり、当該被処理流動体と反応する第２の被処理流動体を上記と別途の流路により、上記処理用面１，２間に導入し、両被処理流動体を反応させるものであり、少なくとも第１の被処理流動体に付与した上記の所定の圧力を両処理用面１，２ を離反させる離反力とし、当該離反力と上記接面圧力とを、処理用面１，２間の被処理流動体を介して均衡させることにより、両処理用面１，２間を所定の微小間隔に維持し、被処理流動体を所定の厚みの流体膜として両処理用面１，２間を通過させて、この通過中に両被処理流動体の反応を均一に行い、析出を伴う反応の場合にあっては所望の反応生成物を晶出または析出させるものである。
【０１２６】
以下、本願発明のその他の実施形態について説明する。図２５は近接・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間で反応物を反応させる反応装置の略断面図である。図２６の（Ａ）は図２５に示す装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は図２５に示す装置の処理用面の要部拡大図である。図２７の（Ａ）は第２導入路の断面図であり、（Ｂ）は第２導入路を説明するための処理用面の要部拡大図である。
図２５においてＵは上方を、Ｓは下方をそれぞれ示している。
図２６（Ａ）、図２７（Ｂ）においてＲは回転方向を示している。
図２７（Ｂ）においてＣは遠心力方向（半径方向）を示している。
【０１２７】
この装置は、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については反応物を少なくとも１種類含むものであり、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の反応物を反応させる装置である。
【０１２８】
図２５に示す通り、この装置は、第１ホルダ１１と第１ホルダ１１の上方に配置された第２ホルダ２１と共に流体圧付与機構Ｐと接面圧付与機構とを備える。接面圧力付与機構は、スプリング４３と、エア導入部４４とにて構成されている。
第１ホルダ１１には第１処理用部１０と回転軸５０が設けられている。第１処理用部１０はメインティングリングと呼ばれる環状体であり鏡面加工された第１処理用面１を備える。回転軸５０は第１ホルダ１１の中心にボルトなどの固定具８１にて固定されたものであり、その後端が電動機などの回転駆動装置８２（回転駆動機構）と接続され、回転駆動装置８２の駆動力を第１ホルダ1に伝えて当該第１ホルダ１１を回転させる。第１処理用部１０は上記第１ホルダ１１と一体となって回転する。
【０１２９】
第１ホルダ１１の上部には、第１処理用部１０を受容する事が可能な受容部が設けられており、当該受容部内にはめ込む事にて、第１ホルダ１１への第１処理用部１０の上記取り付けが行われている。さらに第１処理用部１０は回り止めピン８３にて第１ホルダ１１に対して回転しないように固定されている。ただし、回り止めピン８３に代え、焼き嵌めなどの方法にて回転しないように固定するものとしても良い。
上記の第１処理用面１は、第１ホルダ１１から露出して、第２ホルダ２１を臨む。第１処理用面の材質は、セラミックや焼結金属、対磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、鍍金などを施工したものを採用する。
【０１３０】
第２ホルダ２１には、第２処理用部２０と、処理用部内側より流体が導入する第１導入部ｄ１と、接面圧力付与機構としてスプリング４３と、エア導入部４４とが設けられている。
【０１３１】
第２処理用部２０は、コンプレッションリングと呼ばれる環状体であり、鏡面加工された第２処理用面２と、第２処理用面２の内側に位置して当該第２処理用面２に隣接する受圧面２３（以下離反用調整面２３と呼ぶ。）とを備える。図示の通り、この離反用調整面２３は、傾斜面である。第２処理用面２に施す鏡面加工は、第１処理用面１と同様の方法を採用する。また、第２処理用部２０の素材についても、第１処理用部１０と同様のものを採用する。離反用調整面２３は、環状の第２処理用部２０の内周面２５と隣接する。
【０１３２】
第２ホルダ２１の底部（下部）には、リング収容部４１が形成され、そのリング収容部４１内に、Ｏリングと共に第２処理用部２０が受容されている。また、回り止め８４にて、第２処理用部２０は、第２ホルダ２１に対して回転しないよう、受容されている。上記の第２処理用面２は、第２ホルダ２１から露出する。この状態において、第２処理用面２は、第１処理用部１０の第１処理用面１と対面する。
この第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、環状に形成された、溝である。
リング収容部４１は、第２リング２０の寸法より大きく形成され、第２リング２０との間に十分なクリアランスを持って、第２リング２０を収容する。
【０１３３】
このクリアランスにより、当該第２処理用部２０はこのリング収容部４１内にて収容部４１の軸方向について、さらに、当該軸方向と交差する方向について変位する事ができるように収容されている。またリング収容部４１に対して第２処理用部２０の中心線（軸方向）を上記リング収容部４１の軸方向と平行ではなくなるように変位可能に当該第２処理用部２０は収容されている。
少なくとも第２ホルダ２１のリング収容部４１には処理用部付勢部としスプリング４３が設けられている。スプリング４３は第２処理用部２０を第１処理用部１０に向けて付勢する。さらに他の付勢方法として、空気導入部４４などの空気圧またはその他の流体圧を供給する加圧手段を用いて第２ホルダ２１が保持する第２処理用部２０を第１処理用部１０へ近づける方向に付勢する方法でもよい。
スプリング４３及び空気導入部４４などの接面圧付与機構は第２処理用部２０の周方向の各位置（処理用面の各位置）を均等に、第１処理用部１０へ向けて付勢する。
この第２ホルダ２１の中央に上記の第１導入部ｄ１が設けられ、第１導入部ｄ１から処理用部外周側へ圧送されてくる流体は、まず当該第２ホルダ２１が保持する第２処理用部２０と第１処理用部１０と当該第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１とに囲まれた空間内に導かれる。そして第１処理用部１０から第２処理用部２０を付勢部の付勢に抗して離反させる方向に、第２処理用部２０に設けられた受圧面２３に流体圧付与機構Ｐによる上記流体の送圧（供給圧）を受ける。
なお、他の箇所においては説明を簡略にするため、受圧面２３についてのみ説明をしているが、正確に言えば、図２９（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記の受圧面２３と共に、後述する溝状の凹部１３の第２処理用部２０に対する軸方向投影面のうちで、上記受圧面２３が設けられていない部分２３Ｘも受圧面として、流体圧付与機構Ｐによる上記流体の送圧（供給圧）を受ける。
【０１３４】
上記受圧面２３を設けずに実施する事もできる。その場合、図２６（Ａ）に示されたように、接面圧力付与機構が機能するように形成された溝状の凹部１３を備えた第１処理用面１が回転する事によって得られる処理用面間への被処理流体の導入効果（マイクロポンプ効果）を用いても良い。ここでのマイクロポンプ効果とは第１処理用面１が回転する事で凹部内の流体が凹部の外周方向先端へと速度を持って進み、次に凹部１３の先端に送り込まれた流体がさらに凹部１３の内周方向からの圧力を受け、最終的に処理用面を離反させる方向への圧力となり、同時に流体が処理用面間に導入される効果である。さらに回転していない場合であっても第１処理用面１に設けられた凹部１３内の流体が受けた圧力は最終的に離反側に作用する受圧面として第２処理用面２に作用する。
処理用面に設けられた凹部１３については、反応物及び生成物を含む流体の物性に対応してその深さ、処理用面に対して水平方向への総面積、本数、及び形状を実施できる。
なお、上記受圧面２３と上記凹部１３とを一装置内に共に設けても実施できる。
【０１３５】
この凹部１３の深さについては1μm〜50μｍ、さらに好ましくは3μmから20μｍとし、さらの前記処理用面に設けられた凹部であって、処理用面に対して水平方向への総面積が処理用面全体に対して5%〜50％、好ましくは15%〜25％とし、さらに前記処理用面に設けられた凹部であって、その本数が3〜50本、好ましくは8〜24本とし、形状が処理用面上をカーブ、もしくは渦巻状で伸びるもの、またはL字状に屈曲するものと、さらに深さに勾配を持たせる事で高粘度域から低粘度域まで、またマイクロポンプ効果を用いて導入する流体が固体を含む場合にも安定的に処理用面間に流体を導入できる。また、処理用面に設けられた凹部は導入側つまり処理用面内側で各凹部同士がつながっていても良いし、分断されていても良い。
【０１３６】
上記のように受圧面２３は傾斜面とされている。この傾斜面（受圧面２３）は、被処理流体の流れ方向を基準とした上流側端部での、凹部１３が設けられた処理用部の処理用面に対する軸方向における距離が、下流側端部での同距離に比べて大きくなるように形成される。そしてこの傾斜面は、被処理流体の流れ方向を基準とした下流側端部が上記凹部１３の軸方向投影面上に設置されたものとすることが好ましい。
【０１３７】
具体的には図２８（Ａ）に示すように、上記傾斜面（受圧面２３）の下流側端部６０が上記凹部１３の軸方向投影面上となるように設置する。上記傾斜面の第２処理用面２に対する角度θ１は０．１°から８５°の範囲である事が好ましく、１０°から５５°の範囲がより好ましく、１５°から４５°の範囲がさらに好ましい。この角度θ１は、被処理物の処理前の性状によって適宜変更できる。また、上記傾斜面の下流側端部６０は、第１処理用面１に設けられた凹部１３の上流側端部１３−bから下流側に０．０１ｍｍ離れた位置より、下流側端部１３−cから上流側に０．５ｍｍ離れた位置までの領域内に設けられる。より好ましくは、上流側端部１３−bから下流側に０．０５ｍｍ離れた位置より、下流側端部１３−cから上流側に１．０ｍｍ離れた位置までの領域内に設けられる。上記傾斜面の角度と同様、この下流側端部６０の位置についても、被処理物の性状に応じて適宜変更できる。また、図２８（Ｂ）に示すように、傾斜面（受圧面２３）をアール面としても実施できる。これにより、被処理物の導入をさらに均一に行うことができる。
【０１３８】
凹部１３は上記のように連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。断続する場合にあっては、断続する凹部１３の、第１処理用面１の最も内周側における上流側端部が上記１３−bとなり、同じく第１処理用面１の最も外周側における上流側端部が上記１３−cとなる。
【０１３９】
また、上記では凹部１３を第１処理用面１に形成するものとし、受圧面２３を第２処理用面２に形成するものとしたが、逆に、凹部１３を、第２処理用面２に形成するものとし、受圧面２３を第１処理用面１に形成するものとしても実施可能である。
【０１４０】
更には、凹部１３を第１処理用面１と第２処理用面２の両方に形成し、凹部１３と受圧面２３を各処理用面１，２の周方向に交互に設けることによって、第１処理用面１に形成した凹部１３と第２処理用面２に形成した受圧面２３とが対向し、同時に、第１処理用面１に形成した受圧面２３と第２処理用面２に形成した凹部１３とが対向するものとすることも可能である。
【０１４１】
処理用面に、凹部１３とは異なる溝を施す事もできる。具体的な例としては図１６（Ｆ）や図１６（Ｇ）のように凹部１３よりも径方向外側（図１６（Ｆ））もしくは径方向内側（図１６（Ｇ））に、放射状に伸びる新規な凹部１４を施す事ができる。これは、処理用面間の滞留時間を延ばしたい場合や、高粘稠物の流体を処理する場合に有利である。
尚、凹部１３とは異なる溝については、形状、面積、本数、深さに関しては特に限定されない。目的に応じて当該溝を施す事ができる。
【０１４２】
上記の第２処理用部２０には上記処理用面に導入された流体の流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部ｄ２０を備える第２導入部ｄ２が形成されている。
具体的には、第２導入部ｄ２は、図２７（Ａ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、第２処理用面２に対して所定の仰角（θ１）で傾斜している。この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
また、図２７（Ｂ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、上記の第２処理用面２に沿う平面において、方向性を有するものである。この第２流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部ｄ２０を通る半径方向であって外方向の線分を基準線ｇとして、この基準線ｇから回転方向Ｒへの所定の角度（θ２）を有するものである。
この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
また、角度（θ２）についても、０度を超えて９０度未満に設定されており、図２７（Ｂ）の網かけ部分に向けて開口部ｄ２０から吐出される。さらに反応速度が速い反応の場合には、当該角度（θ２）は小さいものであってもよく、反応速度が遅い場合には、当該角度（θ２）も大きく設定することが好ましい。また、この角度は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
【０１４３】
開口部ｄ２０の口径は、好ましくは0.2μm〜3000μｍ、より好ましくは10μm〜1000μmとする。また、開口部ｄ２０の口径は比較的大きくとも、第２導入部ｄ２の径が0.2μm〜3000μｍ、より好ましくは10μm〜1000μmとされており、実質的には、開口部ｄ２０の径が流体の流れに影響を及ばさない場合には、第２導入部ｄ２の径が当該範囲内に設定されればよい。また、直進性を求める場合と、拡散性を求める場合とで、開口部ｄ２０の形状などを変化することも好ましく、これらは流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
【０１４４】
さらに、前記別流路における開口部ｄ２０は、第１処理用面１に設けられた凹部からマイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側に設置すればよい。つまり図２６（Ｂ）において、第１処理用面１に設けられた凹部の最も処理用面径方向外側から径方向外側への距離nを0.5 mm以上とするのが好ましい。さらに開口部を同じ流体に対して複数個設ける場合には同心円上に設置するのが好ましい。また、開口部を異なる流体に対して複数個設ける場合には半径の異なる同心円上に設置するのが好ましい。(1) A＋B→C (2) C＋D→Eのような反応が順番どおり実行され、A+B+C→F のような本来同時反応すべきでは無い反応や反応物が効率よく接触せず、反応が実行されないというような問題を回避するのに効果的である。
また上記処理用部を流体中に浸し、上記処理用面間にて反応させて得られた流体を直接処理用部の外部にある液体、もしくは空気以外の気体に投入して実施できる。
さらに処理用面間もしくは処理用面から吐出された直後の被処理物に超音波エネルギーを付加する事もできる。
【０１４５】
次に、上記第１処理用面１と第２処理用面２との間、つまり処理用面間に温度差を生じさせるために、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の少なくとも一つに温調機構（温度調整機構）Ｊ１，Ｊ２を設けた場合について説明する。
この温調機構は特に限定されないが、冷却が目的の場合には処理用部１０，２０に冷却部を設ける。具体的には、温調用媒体としての氷水や各種の冷媒を通す配管、あるいはペルチェ素子などの、電気的もしくは化学的に冷却作用をなすことのできる冷却素子を処理用部１０，２０に取り付ける。
加熱が目的の場合には処理用部１０，２０に加熱部を設ける。具体的には、温調用媒体としてのスチームや各種の温媒を通す配管、あるいは電気ヒーターなどの、電気的もしくは化学的に発熱作用をなすことのできる発熱素子を処理用部１０，２０に取り付ける。
また、リング収容部に処理用部と直接接する事の出来る新たな温調用媒体用の収容部を設けても良い。それらにより、処理用部の熱伝導を用いて処理用面を温調する事ができる。また、処理用部１０，２０の中に冷却素子や発熱素子を埋め込んで通電させたり、冷温媒通過用通路を埋め込んでその通路に温調用媒体（冷温媒）を通す事で、内側より処理用面を温調する事もできる。なお、図２５に示した温調機構Ｊ１，Ｊ２は、その一例であって、各処理用部１０，２０の内部に設けられた温調用媒体を通す配管（ジャケット）である。
【０１４６】
上記温調機構Ｊ１，Ｊ２を利用して、一方の処理用面が他方の処理用面よりも温度が高いものとし、処理用面間に温度差を発生させる。例えば、第１処理用部１０を上記いずれかの方法で６０℃に加温し、第２処理用部２０を上記いずれかの方法で１５℃とする。この際、処理用面間に導入された流体の温度は第１処理用面１から第２処理用面２に向かって６０℃から１５℃に変化する。つまり、この処理用面間における流体に温度勾配が発生する。そして、処理用面間の流体はその温度勾配によって対流し始め、処理用面に対して垂直方向の流れが発生する事になる。なお、上記「垂直方向の流れ」とは、流れの方向成分に、少なくとも上記処理用面に対して垂直方向の成分が含まれるものを指す。
【０１４７】
第１処理用面１もしくは第２処理用面２が回転している場合にも、その処理用面に対して垂直方向の流れは継続されるので、処理用面が回転する事による処理用面間のスパイラル状で層流の流れに、垂直方向の流れを付加する事ができる。この処理用面間の温度差は１℃〜４００℃、好ましくは５℃〜１００℃で実施できる。
【０１４８】
尚、本装置における回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではない。例えば斜めに配置されていてもよい。処理中、両処理用面１，２間に形成される流体の薄膜により、実質的に重力の影響を排除できるからである。図２５（Ａ）に示す通り、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１において、第２リング２０の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びる。但し、第１導入部ｄ１は、第２リング２０の軸心と一致しているものに限定するものではなく、両リング１０，２０に囲まれた空間に、第１被処理流動体を供給できるものであれば、第２ホルダ２１の中央部分２２において、上記軸心以外の位置に設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。そのどの配置角度の場合であっても、処理用面間の温度勾配によって処理用面に対して垂直な流れを発生させる事を可能としている。
【０１４９】
上記処理用面間における流体の温度勾配において、その温度勾配が小さければ流体に熱伝導が行われるだけであるが、温度勾配がある臨界値を越えると、流体中にベナール対流という現象が発生する。その現象は、処理用面間の距離をL、重力の加速度をg、流体の体積熱膨張率をβ、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔTとするとき、
Ra＝L3・g・β・ΔT／（α・ν）
で定義される無次元数であるレイリー数Raによって支配される。ベナール対流が生じ始める臨界レイリー数は処理用面と被処理物流体との境界面の性質によって異なるが約1700とされている。それより大きな値ではベナール対流が発生する。さらに、そのレイリー数Raが1010付近より大きな値の条件となると流体は乱流状態となる。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、レイリー数Raが1700以上になるようにして本装置を調節する事で、処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生する事ができ、上記反応操作を実施できる。
【０１５０】
しかし上記ベナール対流は、1〜１０μm程度の処理用面間の距離においては発生しにくい。厳密には１０μｍ以下の間隔中の流体に上記レイリー数を適用し、ベナール対流発生条件を検討すると、水の場合でその温度差に数千℃以上を必要とする事になり、現実的には難しい。ベナール対流は流体の温度勾配における密度差による対流、つまり重力に関係する対流である。１０μｍ以下の処理用面の間は微小重力場である可能性が高く、そのような場所では浮力対流は抑制される。つまり、この装置で現実的にベナール対流が発生するのは、処理用面間の距離が１０μｍを超える場合である。
【０１５１】
処理用面間の距離が1〜１０μm程度では、密度差による対流ではなく、温度勾配による流体の表面張力差によって対流が発生している。そのような対流がマランゴニ対流であり、処理用面間の距離をL、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔT、流体の密度をρ、表面張力の温度係数（表面張力の温度勾配）をσとするとき、
Ma＝σ・ΔT・L／（ρ・ν・α）
で定義される無次元数であるマランゴニ数によって支配される。マランゴニ対流が発生し始める臨界マランゴニ数は80付近であり、その値よりも大きな値となる条件ではマランゴニ対流が発生する。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、マランゴニ数Ma が80以上になるようにして本装置を調節する事で、１０μm以下の微小流路であっても処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生させる事ができ、上記反応操作を実施できる。
【０１５２】
レイリー数の計算には以下の式を用いた。
【数１】
L：処理用面間の距離[ｍ], β：体積熱膨張率[1/K], g：重力加速度[m/s2]
ν：動粘性率[m2/s], α：温度伝導率[(m2/s)], ΔT：処理用面間の温度差[K]
ρ：密度[kg/m3], Cp：定圧比熱[J/kg・K], k：熱伝導率[W/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K], T0:処理用面における低温側の温度[K]
【０１５３】
ベナール対流の発生し始めるときのレイリー数を臨界レイリー数RaCとした場合、そのときの温度差ΔTC1は以下のように求められる。
【数２】
【０１５４】
マランゴニ数の計算には以下の式を用いた。
【数３】
L：処理用面間の距離[ｍ], ν：動粘性率[m2/s], α：温度伝導率[(m2/s)]
ΔT：処理用面間の温度差[K], ρ：密度[kg/m3], Cp：定圧比熱[J/kg・K]
k：熱伝導率[W/m・K], σｔ：表面張力温度係数[N/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K], T0:処理用面における低温側の温度[K]
【０１５５】
マランゴニ対流の発生し始めるマランゴニ数を臨界マランゴニ数MaCとした場合、そのときの温度差ΔTC2は以下のように求められる。
【数４】
【０１５６】
近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の材質は、特に制限されないが、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したもの等で作成することが出来る。
【０１５７】
本発明での、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間の距離は、０．１μｍ〜１００μｍであり、特に１〜１０μｍが好ましい。
【０１５８】
以下に、本発明の金属担持カーボンが生成する反応をより詳細に説明する。
【０１５９】
この反応は、図１（Ａ）に示す装置の、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間で強制的に均一混合しながら起こる。
【０１６０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてカーボンブラックを分散させて還元剤を添加した水溶液を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体膜を作る。
【０１６１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第２流体として、反応物である金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜に直接導入する。
【０１６２】
上記水溶液あるいはコロイド分散系に含まれる金属としては、白金、パラジウム、金、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタン等が例示できるが、特に貴金属が好適である。
【０１６３】
上記のように、流体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１流体と第２流体とが瞬間的に混合され、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させた金属担持カーボンが生成する反応を行う事が出来る。
【０１６４】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各溶媒における第１、第２という表現は、複数存在する溶媒の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の溶媒も存在し得る。
【０１６５】
金属担持カーボン及び金属触媒の触媒担持量や均一性、さらに担持する金属の粒子径は、処理用部１０，２０の回転数や、上記各流体の供給圧力を変化させることにより、上記各流体の流速やレイノルズ数、または処理用面１，２間の距離を変え、また、上記各流体の濃度を変えることにより調節することができる。また、均一な金属担持カーボンが生成でき、担持した金属の粒子径を目的どおりに調節することができる。
【０１６６】
上記生成された金属担持カーボンは、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２によって生じる遠心力により処理装置から取り出されるため、大きな圧力は必要ない。また、このことにより処理装置が自己排出性を有し、これにより、生成物の詰まりも無く、また必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能である。
【０１６７】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば各導入部から、カーボンブラックを分散させた水溶液、還元剤を添加した水溶液、金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、金属担持カーボンが生成する反応をより精密に制御することができる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
【０１６８】
次に、本発明のフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが生成する反応をより詳細に説明する。本発明で用いるフラーレンとしては、代表的なものとしてC60 又は C70 がある。
【０１６９】
フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの析出反応は、図１（Ａ）に示す製造装置の、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面で強制的に均一混合しながら起こる。
【０１７０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、反応物であるフラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体膜を作る。
【０１７１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜に直接導入する。
【０１７２】
ここで、上記の第２溶媒に触媒を溶かした溶液を用いる際には、この溶液は特に限定されないが、Cu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用いる事により、触媒を担持させた、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造できる。
【０１７３】
また、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用いる事によっても、触媒を担持もしくはフラーレン結晶中に触媒を含む、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造できる。
【０１７４】
上記のように、流体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１溶媒を含む溶液と第２溶媒とが攪拌・混合され、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの析出反応を行う事が出来る。
【０１７５】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２溶媒を導入し、第２導入部ｄ２より第１溶媒を含む溶液を導入するものであっても良い。つまり、各溶媒における第１、第２という表現は、複数存在する溶媒の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の溶媒も存在し得る。
【０１７６】
得られるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの長さ及び太さの制御は、処理用部１０，２０の回転数や流速及び処理用面１，２間の距離や、触媒や原料濃度を変えることにより、調節することができる。
【０１７７】
また、得られた結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを構成するフラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体であっても良い。
【０１７８】
また、得られたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブは、閉じた形状を持っていても良いし、穴が開いた形状を持っていても良い。
【０１７９】
なお、上記の触媒担持について、より詳しくは、上記により生成されたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で加熱することによって行われる。具体的には、300℃から1000 ℃まで加熱される。
【０１８０】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば各導入部から、第１溶媒を含む溶液、第２溶媒、安定化剤・分散剤を含む溶液をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、析出反応をより精密に制御することができる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
【０１８１】
上記のようにして得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに、合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いて燃料電池の膜/電極接合体を提供することができる。
【０１８２】
次に、本発明のフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、水素発生装置を提供することもできる。
【０１８３】
上記製造装置の近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間に、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを生成させ、かつ、Cu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を担持させる。そして、この製造装置に、上記の触媒が担持もしくはフラーレン結晶中に触媒が含まれたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを付着させることにより得られる。そして、処理用面１，２の間に、液体燃料又は気体燃料を充填することにより、水素を発生させることができる。液体燃料としては、メタノールやボロハイドライド等を用いることができ、気体燃料としては、メタンやブタン等が用いることができる。
【０１８４】
本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する反応をコントロールするのが易しい製造方法、製造装置、これを用いた水素発生装置を提供することが出来るので、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを安定的に製造することが出来、また、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを量産化することができ、産業上有用である。
【実施例】
【０１８５】
以下に、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１８６】
尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、前述した、図１（Ａ）に示す処理装置の「第１導入部ｄ１から」という意味であり、第１流体は、前述の第１被処理流動体を指し、第２流体は、上述した、図１（Ａ）に示す処理装置の「第２導入部ｄ２から導入される、前述の第２被処理流動体を指す。
【０１８７】
（実施例１）
図１（Ａ）に示すように、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する反応装置を用いて、還元剤としてフルクトースを溶解し、さらにカーボンブラックを分散させた水溶液を薄膜中で金属化合物を含む水溶液と合流させ、薄膜中で均一混合しながら液相還元法によって、金属微粒子を担持させる。
【０１８８】
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．３０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数１０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１８９】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４８％であった。
【０１９０】
（実施例２）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．２０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数１０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９１】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４４％であった。
【０１９２】
（実施例３）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．２０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数２０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９３】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４０％であった。
【０１９４】
（実施例４）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥ Ｃ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．１０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数２０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９５】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４０％であった。
【０１９６】
（比較例１）
２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液１００gを、ビーカー内、溶液温度８０℃、300rpmで攪拌しながら５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を２０g投入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が５〜１５ｎｍ程度の白金微粒子が不均一に担持されている事を確認した。また、白金担持量は１２％であった。
【０１９７】
（実施例５）
図１に示す、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にイソプロピルアルコール(IPA)を投入し、別流路からトルエンに溶かされたフラーレン(C60)を処理用面１，２の間の薄膜流体に直接投入し、薄膜流体のまま、均一に攪拌・混合した。強制的に攪拌・混合された薄膜中での界面反応は非常に速く、大量生産が可能であった。
【０１９８】
（実施例６）
実施例５と同じフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、イソプロピルアルコール(IPA)に代えて、イソプロピルアルコール(IPA)にPtCl4,Ru/PtCl4,の触媒を溶かしたものを用いて、実施例１と同様にして近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間で界面反応させる。得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300℃から1000 ℃まで加熱した。Pt,Ru/Pt,触媒が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを得ることができた。作られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブは高い表面積を有する。
【０１９９】
（実施例７）
実施例６で得られたPt,Pt/Ru が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが付着した製造装置に、メタノールを充填した。温度を200-600℃に上げると、水素の気泡が発生した。
【０２００】
（実施例８）
実施例６で得られた Pt,Ru/Pt,触媒が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに高分子電解質と溶剤を加えてペーストを作成し、これをスクリーン印刷して乾燥させた。ここでは、高分子電解質としてナフィオン、溶剤としてエチレングリコールジメチルエーテル、ｎ−酢酸ブチルの有機溶剤を用いた。得られた被膜は、膜/電極接合体(MEA構造)として高分子電解質燃料電池の部材として利用することが出来た。
【符号の説明】
【０２０１】
１ 第１処理用面
２ 第２処理用面
１０ 第１処理用部
１１ 第１ホルダ
２０ 第２処理用部
２１ 第２ホルダ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、燃料電池用触媒等として好適に用いることができる、これまでよりも均一な金属担持カーボン及びこれを用いた金属触媒の、非常に生産性の高い製造方法に関するものである。
【０００２】
また本発明は、炭素原子の集合したフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを大量生産する製造方法に関するものである。
【０００３】
より詳しくは、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にある、薄膜状流体中での金属担持カーボンの製造方法、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ製造方法、製造装置及び燃料電池の膜/電極接合体に関するものである。
【背景技術】
【０００４】
一般に、燃料電池等に使用される各種電極触媒は、カーボン等の導電性担体表面に、金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系を用いて、含浸法、イオン交換法、共沈法などによって金属成分を担持させて、固体担体の表面に金属粒子を担持した金属担持カーボン等の複合粒子の形で得られ、そのなかでも金属、特に、貴金属を用いた金属触媒が使用されるが、貴金属元素は地球上に限られた量しか存在しないことから、その使用量を極力減らし、しかも、触媒としての作用はできるだけ向上させることが求められる。そこで、金属触媒としては、例えば、カーボンブラックや無機化合物等からなる担体粒子の表面に、金属の微粒子を担持させた構造を有するものが用いられる。その活性は、金属種はもとより、担持された金属微粒子の大きさ、結晶面の種類、担体の種類などによって変化し、その中でも活性に与える影響の大きな要素として、金属微粒子の形状および大きさが挙げられ、これらの制御は特に重要である。
【０００５】
これまで、効率よく金属担持触媒を得る方法として、カーボン担体の表面を酸化処理し、その表面に金属を液相還元法によって担持させ、金属担持カーボンを生成する方法（特開2007-111635／特許文献１）や、二種類の非イオン性界面活性剤または非イオン性界面活性剤一種とイオン性界面活性剤一種の合わせて二種の界面活性剤を用いる方法（特開２００６−２２８４５０／特許文献２）などが用いられてきた。
【０００６】
一方、これまで、様々な方法でフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造している（特許文献３、特許文献４）。
【０００７】
例えば、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒とを合わせ、前記溶液と前記第２溶媒との間に液−液界面を形成し、前記液−液界面にて炭素細線を析出させる方法が知られている（特許文献３）。
【０００８】
しかし、上記の金属担持触媒を得る方法を、実際の反応を試験管やビーカー、生産技術としてタンクなどで行う場合において、その混合の不均一なことや、それに伴う温度分布の不均一などによって、実際には均一に反応を行う事が難しく、収率の低下、触媒担持量の不足または不均一、担持した金属の粒子径が目的よりも大きくなってしまう事などがあった。その為に生産量が低減してしまっていた。
【０００９】
これらの方法では金属微粒子の粒径を小さくする効果には限界があるが、さらに金属微粒子の粒径を小さくし、触媒効率を向上させることで、例えば、燃料電池の電池特性を、現状よりもさらに良好なものとする事が可能となるが、その為には新たな製造法が求められている。
【００１０】
フラーレンに関しては、上記の方法では、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが生成可能であるが、その反応条件が均一でないため、結晶中に中空構造を持つものと持たないものが生成していた。また、金属を担持させる場合や内包する場合など、液−液界面をコントロールする事が困難なため、求められる物質を均一に得る事が難しく、大量生産に向いていなかった。
【００１１】
また、例えば特許文献４に記載のように、マイクロ化学プロセスとして知られている、マイクロリアクターやマイクロミキサーを、前記の微少な金属粒子の生成、担持の製造工程として用いる試みがあるが、これらの方法で生成、担持を行う場合生成物や反応によって生ずる泡や副生成物が流路に詰まることによってマイクロ流路の閉鎖が起こる可能性が高いことや、基本的には分子の拡散だけで反応を進行させるため、全ての反応に対して適応可能ではなかった。また、マイクロ化学プロセスでは、平行して反応器を並べるナンバリングアップというスケールアップ法を用いるが、一つの反応器の製造能力が小さく、大きなスケールアップが現実的でないことや、また各々の反応器の性能を揃えることが難しく、均一な生成物を得られない等の問題があった。さらに、粘度の高い反応液や、粘度上昇を伴うような反応では微少な流路を流通させるためには非常に高い圧力が必要であり、使用できるポンプが限られることや、高圧にさらされるため装置からの漏れが解決出来ないという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１１１６３５号公報
【特許文献２】特開２００６−２２８４５０号公報
【特許文献３】特開２００５−３０６７０６号公報
【特許文献４】特開２００６−８３０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、担体粒子の表面に、均一で粒径の小さな金属微粒子が担持された金属触媒を効率よく製造する方法を提供することを課題とする。
【００１４】
また本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合することにより、その薄膜中のレイノルズ数を自由に変化させる事が可能であるため、目的に応じて単分散のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが作成出来、自己排出性により生成物の詰まりも無く、大きな圧力を必要とせず目的に応じて均一なフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを大量生産するのに適した製造技術、すなわち、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ製造方法及びこれを用いた、燃料電池の膜/電極接合体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本願の発明者は、金属担持カーボンを製造する方法、及び、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する方法につき、容易にコントロール出来る方法を考案した。
【００１６】
すなわち本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させる金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１７】
また本発明は、上記金属微粒子が、白金、パラジウム、金、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタンからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属の微粒子である金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１８】
また本発明は、燃料電池用触媒として用いられる金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００１９】
また本発明は、上記液相還元法は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００２０】
また本発明は、上記の金属担持カーボンが金属触媒である事を特徴とする金属担持カーボンの製造方法を提供する。
【００２１】
また本発明は、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２２】
また本発明は、前記のフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒に触媒となり得る金属の前駆体を溶かした溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２３】
また本発明は、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２４】
また本発明は、上記の製造方法で得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、若しくは、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することにより得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、又は、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒にCu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用い、得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300 ℃から1000 ℃まで加熱して、このフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに触媒担持させるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法により得られた、触媒担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを、合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いた燃料電池の膜/電極接合体を提供する。
【００２５】
また本発明は、フラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体である、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２６】
また本発明は、閉じた形状もしくは穴が開いた形状を持つ事を特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２７】
また本発明は、上記の反応は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法を提供する。
【００２８】
また本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面からなり、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を提供する。
【発明の効果】
【００２９】
本発明は、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させる金属担持カーボン及び金属触媒の製造方法では収率が向上した。そして、薄膜中のレイノルズ数を自由に変化させる事が可能であるため目的の触媒担持量が得られ、また、均一な金属担持カーボンが生成でき、さらに担持した金属の粒子径が目的どおりである金属触媒及び金属担持カーボンを、大きな圧力を必要とせずに現状よりも、安定的にかつ大量生産できる。しかもその自己排出性により、生成物の詰まりも無く、また必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能である。
【００３０】
また本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブはカーボンナノチューブに比較し、電気や電子の特性の制御が容易に出来る。また半径がカーボンナノチューブより大きいし、電流が良く流れるのでマイクロ燃料電池やField Emission Display 等様々に応用でき、本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する反応をコントロールするのが易しい製造方法、製造装置を提供することが出来る。また、触媒を担持させた、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブと共に用いることで、水素発生装置を提供することが出来る。また本発明は、必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能なフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（Ａ）は本願発明の実施に用いる装置の概念を示す略縦断面図であり、（Ｂ）は上記装置の他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｃ）は上記装置のまた他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｄ）は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図３】（Ａ）は図２（Ｃ）に示す装置の要部略底面図であり、（Ｂ）は上記装置の他の実施の形態の要部略底面図であり、（Ｃ）はまた他の実施の形態の要部略底面図であり、（Ｄ）は上記装置の更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、（Ｅ）は上記装置のまた更に他の実施の形態の概念を示す略底面図であり、（Ｆ）は上記装置の更にまた他の実施の形態の概念を示す略底面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図９】（Ａ）〜（Ｃ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図１０】（Ａ）〜（Ｄ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図である。
【図１１】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、図１に示す装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｃ）は図１（Ａ）に示す装置の要部略底面図である。
【図１２】（Ａ）は図１（Ａ）に示す装置の受圧面について、他の実施の形態を示す要部略縦断面図であり、（Ｂ）は当該装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１３】図１２（Ａ）に示す装置の接面圧付与機構４について、他の実施の形態の要部略縦断面である。
【図１４】図１２（Ａ）に示す装置に、温度調整用ジャケットを設けた、他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１５】図１２（Ａ）に示す装置の接面圧付与機構４について、更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１６】（Ａ）は図１２（Ａ）に示す装置の更に他の実施の形態の要部略横断面であり、（Ｂ）（Ｃ）（Ｅ）〜（Ｇ）は当該装置のまた他の実施の形態の要部略横断面図であり、（Ｄ）は当該装置のまた他の実施の形態の一部切欠要部略縦断面図である。
【図１７】図１２（Ａ）に示す装置の更に他の実施の形態の要部略縦断面図である。
【図１８】（Ａ）は本願発明の実施に用いる装置の更に他の実施の形態の概念を示す略縦断面図であり、（Ｂ）は当該装置の一部切欠要部説明図である。
【図１９】（Ａ）は図１２に示す上記装置の第１処理用部材１の平面図であり、（Ｂ）はその要部縦断面図である。
【図２０】（Ａ）は図１２に示す装置の第１及び第２処理用部材１，２の要部縦断面図であり、（Ｂ）は微小間隔が開けられた上記第１及び第２処理用部材１，２の要部縦断面図である。
【図２１】（Ａ）は上記第１処理用部材１の他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）はその要部略縦断面図である。
【図２２】（Ａ）は上記第１処理用部材１の、更に他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）はその要部略縦断面図である。
【図２３】（Ａ）は第１処理用部材１のまた他の実施の形態の平面図であり、（Ｂ）は第１処理用部材１の更にまた他の実施の形態の平面図である。
【図２４】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、夫々、処理後の被処理物の分離方法について、上記以外の実施の形態を示す説明図である。
【図２５】本願発明の装置の概要を説明するための縦断面の概略図である。
【図２６】（Ａ）は図２５に示す装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は図２５に示す装置の第１処理用面の要部拡大図である。
【図２７】（Ａ）は第２導入路の断面図であり、（Ｂ）は第２導入路を説明するための処理用面の要部拡大図である。
【図２８】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、処理用部に設けられた傾斜面を説明するための要部拡大断面図である。
【図２９】処理用部に設けられた受圧面を説明するための図であり、（Ａ）は第２処理用部の底面図、（Ｂ）は要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明で用いる、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法としては、例えば本願出願人による特開２００４−４９９５７号公報に記載されたものと同原理である装置を使用できる。
【００３３】
以下、この方法の実施に適した流体処理装置について説明する。
図１（Ａ）へ示す通り、この装置は、対向する第１及び第２の、２つの処理用部１０，２０を備え、少なくとも一方の処理用部材が回転する。両処理用部１０，２０の対向する面が、夫々処理用面として、両処理用面間にて、被処理流動体の処理を行う。第１処理用部１は第１処理用面１を備え、第２処理用部２０は第２処理用面２を備える。
両処理用面１，２は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。
より詳しくは、この装置は、少なくとも２つの被処理流動体の流路を構成すると共に、各流路を、合流させる。
即ち、この装置は、第１の被処理流動体の流路に接続され、当該第１被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第１被処理流動体とは別の、第２被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面１，２間において、両流動体を混合し、反応させる。図１（Ａ）へ示す実施の形態において、上記の各流路は、密閉されたものであり、液密（被処理流動体が液体の場合）・気密（被処理流動体が気体の場合）とされている。
【００３４】
具体的に説明すると、図１（Ａ）に示す通り、この装置は、上記の第１処理用部材１０と、上記の第２処理用部２０と、第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１と、第２処理用部２０を保持する第２ホルダ２１と、接面圧付与機構４と、回転駆動部と、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２と、流体圧付与機構ｐ１と、第２流体供給部ｐ２と、ケース３とを備える。
尚、回転駆動部は図示を省略する。
第１処理用部１０と第２処理用部２０とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面１，２は、接近・離反できる。
この実施の形態では、第１処理用部１０に対して、第２処理用部２０が接近・離反する。但し、これとは、逆に、第１処理用部１０が、第２処理用部２０に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部１０，２０が互いに接近・離反するものであってもよい。
【００３５】
第２処理用部２０は、第１処理用部１０の上方に配置されており、第２処理用部２０の、下方を臨む面即ち下面が、上記の第２処理用面２であり、第１処理用部１０の、上方を臨む面即ち上面が、上記の第１処理用面１である。
図１（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、第１処理用部１０及び第２処理用部２０は、夫々環状体、即ちリングである。以下、必要に応じて第１処理用部１０を第１リング１０と呼び、第２処理用部２０を第２リング２０と呼ぶ。
この実施の形態において、両リング１０，２０は、金属製の一端が鏡面研磨された部材であり、当該鏡面を第１処理用面１及び第２処理用面２とする。即ち、第１リング１０の上端面が第１処理用面１として、鏡面研磨されており、第２リングの下端面が第２処理用面２として、鏡面研磨されている。
【００３６】
少なくとも一方のホルダは、回転駆動部にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図１（Ａ）の５０は、回転駆動部の回転軸を示している。回転駆動部には電動機を採用することができる。回転駆動部にて、一方のリングの処理用面に対して、他方のリングの処理用面を相対的に回転させることができる。
この実施の形態において、第１ホルダ１１は、回転軸５０にて、回転駆動部から駆動力を受けて、第２ホルダ２１に対して回転するものであり、これにて、第１ホルダ１０と一体となっている第１リング１０が第２リング２０に対して回転する。第１リング１０の内側において、回転軸５０は、平面視、円形の第１リング１０の中心と同心となるように、第１ホルダ１１に設けられている。
第１リング１０の回転は、リング１０の軸心を中心とする。図示はしないが、軸心は、リング１０の中心線を指し、仮想線である。
【００３７】
上記の通り、この実施の形態において、第１ホルダ１１は、第１リング１０の第１処理用面１を上方に向けて、第１リング１０を保持し、第２ホルダ２１は、第２リング２０の第２処理用面２を下方に向けて、第２リング２０を保持している。
具体的には、第１及び第２ホルダ１１，２１は、夫々は、凹状のリング収容部を備える。この実施の形態において、第１ホルダ１１のリング収容部に、第１リング１１が嵌合し、第１ホルダ１１のリング収容部から出没しないように、第１リング１０はリング収容部に固定されている。
【００３８】
即ち、上記の第１処理用面１は、第１ホルダ１１から露出して、第２ホルダ２１側を臨む。
第１リング１０の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用する。特に、回転するため、軽量な素材にて第１処理用部１０を形成するのが望ましい。第２リング２０の材質についても、第１リング１０と同様のものを採用して実施すればよい。
【００３９】
一方、第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の処理用部２を出没可能に収容する。
この第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。
リング収容部４１は、第２リング２０の寸法より大きく形成され、第２リング２０との間に十分なクリアランスを持って、第２リング２０を収容する。
このクリアランスにより、当該第２リング２０は、このリング収容部４１内にて、環状のリング収容部４１の軸方向について、更に、当該軸方向と交差する方向について、変位することができる。言い換えれば、このクリアランスにより、当該第２リング２０は、リング収容部４１に対して、リング２０の中心線を、上記リング収容部４１の軸方向と平行の関係を崩すようにも変位できる。
以下、第２ホルダ２１の、第２リング２０に囲まれた部位を、中央部分２２と呼ぶ。
上記について、換言すると、当該第２リング２０は、このリング収容部４１内にて、リング収容部４１のスラスト方向即ち上記出没する方向について、更に、リング収容部４１の中心に対して偏心する方向について、変位することが可能に収容されている。また、リング収容部４１に対して、リング２０の周方向の各位置にて、リング収容部４１からの出没の幅が夫々異なるようにも変位可能に即ち芯振れ可能に、当該第２リング２０は収容されている。
【００４０】
上記の３つの変位の自由度、即ち、リング収容部４１に対する第２リング２０の、軸方向、偏心方向、心振れ方向についての自由度を備えつつも、第２リング２０は、第１リング１０の回転に追従しないように第２ホルダ２１に保持される。図示しないが、この点については、リング収容部４１と第２リング２０との夫々に、リング収容部４１に対してその周方向に対する回転を規制する適当な当たりを設けて実施すればよい。但し、当該当たりは、上記３つの変位の自由度を損なうものであってはならない。
【００４１】
上記の接面圧付与機構４は、第１処理用面１と第２処理用面２とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構４は、第２ホルダ２１に設けられ、第２リング２０を第１リング１０に向けて付勢する。
接面圧付与機構４は、第２リング２０の周方向の各位置即ち処理用面２の各位置を均等に、第１リング１０へ向けて付勢する。接面圧付与機構４の具体的な構成については、後に詳述する。
図１（Ａ）へ示す通り、上記のケース３は、両リング１０，２０外周面の外側に配置されたものであり、処理用面１，２間にて生成され、両リング１０，２０の外側に排出される生成物を収容する。ケース３は、図１（Ａ）へ示すように、第１ホルダ１０と第２ホルダ２０を、収容する液密な容器である。但し、第２ホルダ２０は、当該ケースの一部としてケース３と一体に形成されたものとして実施することができる。
上記の通り、ケース３の一部とされる場合は勿論、ケース３と別体に形成さる場合も、第２ホルダ２１は、両リング１０，２０間の間隔、即ち、両処理用面１，２間の間隔に影響を与えるようには可動となっていない。言い換えると、第２ホルダ２１は、両処理用面１，２間の間隔に影響を与えない。
ケース３には、ケース３の外側に生成物を排出するための排出口３２が設けられている。
【００４２】
第１導入部ｄ１は、両処理用面１，２間に、第１の被処理流動物を供給する。
上記の流体圧付与機構ｐ１は、直接或いは間接的に、この第１導入部ｄ１に接続されて、第１被処理流動体に、流圧を付与する。流体圧付与機構ｐ１には、コンプレッサをその他のポンプを採用することができる。
この実施の形態において、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１の上記中央部分２２の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２ホルダ２１の、第２リング２０が平面視において呈する円の中心位置にて、開口する。また、第１導入部ｄ１の他の一端は、第２ホルダ２０の外部即ちケース３の外部において、上記流体圧付与機構ｐ１と接続されている。
【００４３】
第２導入部ｄ２は、第１の被処理流動体と、反応させる第２の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第２導入部は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第２流体供給部ｐ２が接続されている。
第２流体供給部ｐ２には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
【００４４】
流体圧付与機構ｐ１により、加圧されている、第１の被処理流動体は、第１導入部ｄ１から、両リング１０，２０の内側の空間に導入され、第１処理用面１と第２処理用面２との間を通り、両リング１０，２０の外側に通り抜けようとする。
このとき、第１被処理流動体の送圧を受けた、第２リング２０は、接面圧付与機構４の付勢に抗して、第１リング１０から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。両処理用面１，２の接近・離反による、両面１，２間の間隔について、後に詳述する。
両処理用面１，２間に置いて、第２導入部ｄ２から第２の被処理流動体が供給され、第１の被処理流動体と合流し、処理用面の回転により、反応が促進される。そして、両流動体の反応による反応生成物が両処理用面１，２から、両リング１０，２０の外側に排出される。リング１０，２０の外側に排出された反応生成物は、最終的に、ケースの排出口からケースの外部に排出される。
上記の被処理流動体の混合及び反応は、第２処理用部２０に対する第１処理用部材１０の駆動部５による回転にて、第１処理用面１と第２処理用面２とによって行われる。
第１及び第２の処理用面１，２間において、第２導入部ｄ２の開口部ｍ２の下流側が、上記の第１の被処理流動体と第２の被処理流動体とを反応させる反応室となる。具体的には、両処理用面１，２間において、第２リング２０の底面を示す図１１（Ｃ）にて、斜線で示す、第２リング２０の径の内外方向ｒ１について、第２導入部の開口部ｍ２即ち第２開口部ｍ２の外側の領域Ｈが、上記の処理室即ち反応室として機能する。従って、この反応室は、両処理用面１，２間において、第１導入部ｄ１と第２導入部ｄ２の両開口部ｍ１，ｍ２の下流側に位置する。
第１開口部ｍ１からリングの内側の空間を経て両処理用面１，２間へ導入された第１の被処理流動体に対して、第２開口部ｍ２から、両処理用面１，２間に導入された第２の被処理流動体が、上記反応室となる領域Ｈにて、混合され、両被処理流動体は反応する。流体圧付与機構ｐ１により送圧を受けて、流体は、両処理用面１，２間の微小な隙間にて、リングの外側に移動しようとするが、第１リング１０は回転しているので、上記反応の領域Ｈにおいて、混合された流動体は、リングの径の内外方向について内側から外側へ直線的に移動するのではなく、処理用面を平面視した状態において、リングの回転軸を中心として、渦巻き状にリングの内側から外側へ移動する。このように、混合されて反応を行う領域Ｈにて、渦巻状に内側から外側へ移動することによって、両処理用面１，２間の微小間隔にて、十分な反応に要する区間を確保することができ、均一な反応を促進することができる。
また、反応にて生ずる生成物は、上記の微小な第１及び第２の処理用１，２間にて、均質な反応物となり、特に晶析や析出の場合微粒子となる。
少なくとも、上記の流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧と、上記の接面圧付与機構４の付勢力と、リングの回転による遠心力のバランスの上に、両処理用面１，２間の間隔を好ましい微小な間隔にバランスさせることができ、更に、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧とリングの回転による遠心力を受けた被処理流動体が、上記の処理用面１，２間の微小な隙間を、渦巻き状に移動して、反応が促進される。
上記の反応は、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧やリングの回転により、強制的に行われる。即ち、反応は、近接・離反可能に互いに対向して配設され且つ少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２で、強制的に均一混合しながら起こる。
従って、特に、反応による生成物の晶出又は析出は、流体圧付与機構ｐ１が負荷する送圧の調整や、リングの回転速度即ちリングの回転数の調整という、比較的コントロールし易い方法により、制御できる。
このように、この処理装置は、送圧や遠心力の調整にて、生成物の大きさ影響を与える処理用面１，２間の間隔の制御行え、更に、生成物の均一な生成に影響を与える上記反応の領域Ｈにて移動する距離の制御が行える点、優れたものである。
また、上記の反応処理は、生成物が、析出するものに限らず、液体の場合も含む。
尚、回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。処理中、図示は両処理用面１，２間の微細な間隔にて反応がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。
図１（Ａ）にあっては、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１において、第２リング２０の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びたものを示している。但し、第１導入部ｄ１は、第２リング２０の軸心と一致しているものに限定するもではなく、両リング１０，２０に囲まれた空間に、第１被処理流動体を供給できるものであれば、第２ホルダ２１の中央部分２２の他の位置設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。
【００４５】
図１２（Ａ）へ、上記装置のより好ましい実施の形態を示す。図示の通り、第２処理用部２０は、上記の第２処理用面２と共に、第２処理用面２の内側に位置して当該第２処理用面２に隣接する受圧面２３とを備える。以下この受圧面２３を離反用調整面２３とも呼ぶ。図示の通り、この離反用調整面２３は、傾斜面である。
前述の通り、第２ホルダ２１の底部即ち下部には、リング収容部４１が形成され、そのリング収容部４１内に、第２処理用部２０が受容されている。また、図示はしないが、回り止めにて、第２処理用部２０は、第２ホルダ２１に対して回転しないよう、受容されている。上記の第２処理用面２は、第２ホルダ２１から露出する。
この実施の形態において、処理用面１，２間の、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の内側が、被処理物の流入部であり、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の外側が、被処理物の流出部である。
【００４６】
前記の接面圧力付与機構４は、第１処理用面１に対して第２処理用面２を、圧接又は近接した状態に押圧するものであり、この接面圧力と流体圧力などの両処理用面１、２間を離反させる力との均衡によって、上記の所定膜厚の流体膜を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面１、２間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
具体的には、この実施の形態において、接面圧力付与機構４は、上記のリング収容部４１と、リング収容部４１の奥に即ちリング収容部４１の最深部に設けられた発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４とにて構成されている。
但し、接面圧力付与機構４は、上記リング収容部４１と、上記発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４の少なくとも、何れか１つを備えるものであればよい。
【００４７】
リング収容部４１は、リング収容部４１内の第２処理用部２０の位置を深く或いは浅く、即ち上下に、変位することが可能なように、第２処理用部２０を遊嵌している。
上記のスプリング４３の一端は、発条受容部４２の奥に当接し、スプリング４３の他端は、リング収容部４１内の第２処理用部２０の前部即ち上部と当接する。図１において、スプリング４３は、１つしか現れていないが、複数のスプリング４４にて、第２処理用部２０の各部を押圧するものとするのが好ましい。即ち、スプリング４３の数を増やすことによって、より均等な押圧力を第２処理用部２０に与えることができるからである。従って、第２ホルダ２１については、スプリング４３が数本から数十本取付けられたマルチ型とするのが好ましい。
【００４８】
この実施の形態において、上記エア導入部４４にて他から、空気をリング収容部４１内に導入することを可能としている。このような空気の導入により、リング収容部４１と第２処理用部２０との間を加圧室として、スプリング４３と共に、空気圧を押圧力として第２処理用部２０に与えることができる。従って、エア導入部４４から導入する空気圧を調整することにて、運転中に第１処理用面１に対する第２処理用面２の接面圧力を調整することが可能である。尚空気圧を利用するエア導入部４４の代わりに、油圧などの他の流体圧にて押圧力を発生させる機構を利用しても実施可能である。
接面圧力付与機構４は、上記の押圧力即ち接面圧力の一部を供給し調節する他、変位調整機構と、緩衝機構とを兼ねる。
詳しくは、接面圧力付与機構４は、変位調整機構として、始動時や運転中の軸方向への伸びや磨耗による軸方向変位にも、空気圧の調整によって追従し、当初の押圧力を維持できる。また、接面圧力付与機構４は、上記の通り、第２処理用部２０を変位可能に保持するフローティング機構を採用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能するのである。
【００４９】
次に、上記の構成を採る処理装置の使用の状態について、図１（Ａ）に基づいて説明する。
まず、第１の被処理流動体が、流体圧付与機構ｐ１からの送圧を受けて、密閉されたケースの内部空間へ、第１導入部ｄ１より導入される。他方、回転駆動部による回転軸５０の回転によって、第１処理用部１０が回転する。これにより、第１処理用面１と第２処理用面２とは微小間隔を保った状態で相対的に回転する。
第１の被処理流動体は、微小間隔を保った両処理用面１，２間で、流体膜となり、第２導入部ｄ２から導入された第２被処理流動体は、両処理用面１，２間において、当該流体膜と合流して、同様に流体膜の一部を構成する。この合流により、第１及び第２の被処理流動体が混合され、両流動体が反応して、均一な反応が促進されて、その反応生成物が形成される。これにより、析出を伴う場合にあっては比較的均一で微細な粒子の生成が可能となり、析出を伴わない場合にあっても、均一な反応が実現される。なお、析出した反応生成物は、第１処理用面１の回転により第２処理用面２との間で剪断を受けることにて、さらに微細化される場合もあると考えられる。ここで、第１処理用面１と第２処理用面２とは、１μｍから１ｍｍ、特に１μｍから１０μｍの微小間隔に調整されることにより、均一な反応を実現すると共に、数ｎｍ単位の超微粒子の生成をも可能とする。
生成物は、両処理用面１，２間から出て、ケース３の排出口３３からケース外部へ排出される。排出された生成物は、周知の減圧装置にて、真空或いは減圧された雰囲気内にて霧状にされ、雰囲気内の他に当たることによって流動体として流れ落ちたものが脱気後の液状物として回収することができる。
尚、この実施の形態において、処理装置は、ケースを備えるものとしたが、このようなケースを設けずに実施することもできる。例えば、脱気するための減圧タンク即ち真空タンクを設け、そのタンク内部に、処理装置を配置して、実施することが可能である。その場合、当然上記の排出口は、処理装置には備えられない。
【００５０】
上記のように、第１処理用面１と第２処理用面２とは、機械的なクリアランスの設定では不可能とされたμｍ単位の微小間隔に調整され得るものであるが、そのメカニズムを次に説明する。
第１処理用面１と第２処理用面２とは、相対的に接近離反可能であり、且つ相対的に回転する。この例では、第１処理用面１が回転し、第２処理用面２が軸方向に摺動して第１処理用面に対して接近離反する。
よって、この例では、第２処理用面２の軸方向位置が、力即ち、前述の接面圧力と離反力のバランスによって、μｍ単位の精度で設定されることにより、両処理用面１，２間の微小間隔の設定がなされる。
【００５１】
図１２（Ａ）へ示す通り、接面圧力としては、接面圧力付与機構４において、エア導入部４４から空気圧即ち正圧を付与した場合の当該圧力、スプリング４３の押圧力を挙げることができる。
尚、図１３〜１５に示す実施の形態において、図面の煩雑を避けるため、第２導入部ｄ２は、省略して描いてある。この点について、第２導入部ｄ２が設けられていない位置の断面と考えればよい。また、図中、Ｕは上方を、Ｓは下方を、夫々示している。
他方、離反力としては、離反側の受圧面、即ち第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する流体圧と、第１処理用部１の回転による遠心力と、エア導入部４４に負圧を掛けた場合の当該負圧とを挙げることができる。
尚、装置を洗浄するに際して、上記のエア導入部４４に掛ける負圧を大きくすることにより、両処理用面１，２を大きく離反させることができ、洗浄を容易に行うことができる。
そして、これらの力の均衡によって、第２処理用面２が第１処理用面１に対して所定の微小間隔を隔てた位置にて安定することにより、μｍ単位の精度での設定が実現する。
【００５２】
離反力をさらに詳しく説明する。
まず、流体圧に関しては、密閉された流路中にある第２処理用部２０は、流体圧付与機構ｐから被処理流動体の送り込み圧力即ち流体圧を受ける。その際、流路中の第１処理用面に対向する面、即ち第２処理用面２と離反用調整面２３が離反側の受圧面となり、この受圧面に流体圧が作用して、流体圧による離反力が発生する。
次に、遠心力に関しては、第１処理用部１０が高速にすると、流体に遠心力が作用し、この遠心力の一部は両処理用面１，２を互いに遠ざける方向に作用する離反力となる。
更に、上記のエア導入部４４から負圧を第２処理用部２０へ与えた場合には、当該負圧が離反力として作用する。
以上、本願の説明においては、第１第２の処理用面１，２を互いに離反させる力を離反力として説明するものであり、上記の示した力を離反力から排除するものではない。
【００５３】
上述のように、密閉された被処理流動体の流路において、処理用面１，２間の被処理流動体を介し、離反力と、接面圧力付与機構４が奏する接面圧力とが均衡した状態を形成することにより、両処理用面１，２間に、均一な反応を実現すると共に、微細な反応生成物の晶出・析出を行うのに適した流体膜を形成する。このように、この装置は、処理用面１，２間に強制的に流体膜を介することにより、従来の機械的な装置では、不可能であった微小な間隔を、両処理用面１，２維持することを可能として、反応生成物として微粒子を、高精度に生成することを実現したのである。
【００５４】
言い換えると処理用面１，２間における流体膜の膜厚は、上述の離反力と接面圧力の調整により、所望の厚みに調整し、必要とする均一な反応の実現と、微細な生成物の生成処理を行うことができる。従って、流体膜の厚みを小さくしようとする場合、離反力に対して相対的に接面圧力が大きくなるように、接面圧力或いは離反力を調整すればよく、逆に流体膜の厚みを大きくようとすれば、接面圧力に対して相対的に離反力が大きくなるように、離反力或いは接面圧力を調整すればよい。
接面圧力を増加させる場合、接面圧力付与機構４において、エア導入部４４から空気圧即ち正圧を付与し、又は、スプリング４３を押圧力の大きなものに変更或いはその個数を増加させればよい。
離反力を増加させる場合、流体圧付与機構ｐ１の送り込み圧力を増加させ、或いは第２処理用面２や離反用調整面２３の面積を増加させ、またこれに加えて、第２処理用部２０の回転を調整して遠心力を増加させ或いはエア導入部４４からの圧力を低減すればよい。もしくは負圧を付与すればよい。スプリング４３は、伸びる方向に押圧力を発する押し発条としたが、縮む方向に力を発する引き発条として、接面圧力付与機構４の構成の一部又は全部とすることが可能である。
離反力を減少させる場合、流体圧付与機構ｐ１の送り込み圧力を減少させ、或いは第２処理用面２や離反用調整面２３の面積を減少させ、またこれに加えて、第２処理用部２０の回転を調整して遠心力を減少させ或いはエア導入部４４からの圧力を増加させれば良い。もしくは負圧を低減すればよい。
【００５５】
さらに、接面圧力及び離反力の増加減少の要素として、上記の他に粘度などの被処理流動体の性状も加えることができ、このような被処理流動体の性状の調整も、上記の要素の調整として、行うことができる。
【００５６】
なお、離反力のうち、離反側の受圧面即ち、第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。
メカニカルシールにあっては、第２処理用部２０がコンプレッションリングに相当するが、この第２処理用部２０に対して流体圧が加えられた場合に、第２処理用部２を第１処理用部１から離反する力が作用する場合、この力がオープニングフォースとされる。
より詳しくは、上記の第１の実施の形態のように、第２処理用部２０に離反側の受圧面即ち、第２処理用面２及び離反用調整面２３のみが設けられている場合には、送り込み圧力の全てがオープニングフォースを構成する。なお、第２処理用部２０の背面側にも受圧面が設けられている場合、具体的には、後述する図１２（Ｂ）及び図１７の場合には、送り込み圧力のうち、離反力として働くものと接面圧力として働くものとの差が、オープニングフォースとなる。
【００５７】
ここで、図１２（Ｂ）を用いて、第２処理用部２０の他の実施の形態について説明する。
図１２（Ｂ）に示す通り、この第２処理用部２０のリング収容部４１より露出する部位であり且つ内周面側に、第２処理用面２と反対側即ち上方側を臨む近接用調整面２４が設けられている。
即ち、この実施の形態において、接面圧力付与機構４は、リング収容部４１と、エア導入部４４と、上記近接用調整面２４とにて構成されている。但し、接面圧力付与機構４は、上記リング収容部４１と、上記発条受容部４２と、スプリング４３と、エア導入部４４と、上記近接用調整面２４の少なくとも、何れか１つを備えるものであればよい。
【００５８】
この近接用調整面２４は、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１に第２処理用面２を接近させる方向に移動させる力を発生させ、近接用接面圧力付与機構４の一部として、接面圧力の供給側の役目を担う。一方第２処理用面２と前述の離反用調整面２３とは、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、離反力の一部についての供給側の役目を担うものである。
近接用調整面２４と、第２処理用面２及び離反用調整面２３とは、共に前述の被処理流動体の送圧を受ける受圧面であり、その向きにより、上記接面圧力の発生と、離反力の発生という異なる作用を奏する。
【００５９】
処理用面の接近・離反の方向、即ち第２リング２０の出没方向と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面２４の投影面積Ａ１と、当該仮想平面に投影した第２処理用部２０の第２処理用面２及び離反側受圧面２３との投影面積の合計面積Ａ２との、面積比Ａ１／Ａ２は、バランス比Ｋと呼ばれ、上記のオープニングフォースの調整に重要である。
近接用調整面２４の先端と離反側受圧面２３の先端とは、共に環状の第２調整用部２０の内周面２５即ち先端線Ｌ１に規定されている。このため、近接用調整面２４の基端線Ｌ２をどこに置くかの決定で、バランス比の調整が行われる。
即ち、この実施の形態において、被処理用流動体の送り出しの圧力をオープニングフォースとして利用する場合、第２処理用面２及び離反用調整面２３との合計投影面積を、近接用調整面２４の投影面積より大きいものとすることによって、その面積比率に応じたオープニングフォースを発生させることができる。
【００６０】
上記のオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち近接用調整面２４の面積Ａ１を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
摺動面実面圧Ｐ、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
Ｐ＝Ｐ１×（Ｋ−ｋ）＋Ｐｓ
ここでＰ１は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Ｋは上記のバランス比を示し、ｋはオープニングフォース係数を示し、Ｐｓはスプリング及び背圧力を示す。
このバランスラインの調整により摺動面実面圧Ｐを調整することで処理用面１，２間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
【００６１】
通常、両処理用面１，２間の流体膜の厚みを小さくすれば、生成物をより細かくすることができる。逆に、当該流体膜の厚みを大きくすれば、処理が粗くなり単位時間あたりの処理量が増加する。従って、上記の摺動面実面圧Ｐの調整により、両処理用面１，２間の隙間を調整して、所望の均一な反応を実現すると共に微細な生成物を得ることができる。以下、摺動面実面圧Ｐを面圧Ｐと呼ぶ。
この関係を纏めると、上記の生成物を粗くする場合、バランス比を小さくし、面圧Ｐを小さくし、上記隙間を大きくして、上記膜厚を大きくすればよい。逆に、上記の生成物をより細かくする場合、バランス比を大きくし、面圧Ｐを大きくし、上記隙間を小さくし、上記膜厚を小さくする。
このように、接面圧力付与機構４の一部として、近接用調整面２４を形成して、そのバランスラインの位置にて、接面圧力の調整、即ち処理用面間の隙間を調整するものとしても実施できる。
【００６２】
上記の隙間の調整には、既述の通り、他に、前述のスプリング４３の押圧力や、エア導入部４４の空気圧を考慮して行う。また、流体圧即ち被処理流動体の送り圧力の調整や、更に、遠心力の調整となる、第１処理用部１０即ち第１ホルダ１１の回転の調整も、重要な調整の要素である。
上述の通り、この装置は、第２処理用部２０と、第２処理用部２０に対して回転する第１処理用部１０とについて、被処理流動体の送り込み圧力と当該回転遠心力、また接面圧力で圧力バランスを取り両処理用面に所定の流体膜を形成させる構成にしている。またリングの少なくとも一方をフローティング構造とし芯振れなどのアライメントを吸収し接触による磨耗などの危険性を排除している。
【００６３】
この図１２（Ｂ）の実施の形態においても、上記の調整用面を備える以外の構成については、図１（Ａ）に示す実施の形態と同様である。
また、図１２（Ｂ）に示す実施の形態において、図１７に示すように、上記の離反側受圧面２３を設けずに実施することも可能である。
図１２（Ｂ）や図１７に示す実施の形態のように、近接用調整面２４を設ける場合、近接用調整面２４の面積Ａ１を上記の面積Ａ２よりも大きいものとすることにより、オープニングフォースを発生させずに、逆に、被処理流動体に掛けられた所定の圧力は、全て接面圧力として働くことになる。このような設定も可能であり、この場合、他の離反力を大きくすることにより、両処理用面１，２を均衡させることができる。
上記の面積比にて、流体から受ける力の合力として、第２処理用面２を第１処理用面１から離反させる方向へ作用させる力が定まる。
【００６４】
上記の実施の形態において、既述の通り、スプリング４３は、摺動面即ち処理用面に均一な応力を与える為に、取付け本数は、多いほどよい。但し、このスプリング４３については、図１３へ示すように、シングルコイル型スプリングを採用することも可能である。これは、図示の通り、中心を環状の第２処理用部２０と同心とする１本のコイル型スプリングである。
第２処理用部２０と第２ホルダ２１との間は、気密となるようにシールし、当該シールには、周知の手段を採用することができる。
【００６５】
図１４に示すように、第２ホルダ２１には、第２処理用部２０を、冷却或いは加熱して、その温度を調整することが可能な温度調整用ジャケット４６が設けられている。また、図１４の３は、前述のケースを示しており、このケース３にも、同様の目的の温度調整用ジャケット３５が設けられている。
第２ホルダ２１の温度調整用ジャケット４６は、第２ホルダ２１内において、リング収容部４１の側面に形成された水回り用の空間であり、第２ホルダ２１の外部に通じる通路４７，４８と連絡している。通路４７，４８は、何れか一方が温度調整用ジャケット４６に、冷却用或いは加熱用の媒体を導入し、何れか他方が当該媒体を排出する。
また、ケース３の温度調整用ジャケット３５は、ケース３の外周を被覆する被覆部３４にて、ケース３の外周面と当該被覆部３４との間に設けられた、加熱用水或いは冷却水を通す通路である。
この実施の形態では、第２ホルダ２１とケース３とが、上記の温度調整用のジャケットを備えるものとしたが、第１ホルダ１１にも、このようなジャケットを設けて実施することが可能である。
【００６６】
接面圧力付与機構４の一部として、上記以外に、図１５に示すシリンダ機構７を設けて実施することも可能である。
このシリンダ機構７は、第２ホルダ２１内に設けられたシリンダ空間部７０と、シリンダ空間部７０をリング収容部４１と連絡する連絡部７１と、シリンダ空間部７０内に収容され且つ連絡部７１を通じて第２処理用部２０と連結されたピストン体７２と、シリンダ空間部７０上部に連絡する第１ノズル７３と、シリンダ空間部７０下部に第２ノズル７４と、シリンダ空間部７０上部とをピストン体７２との間に介された発条などの押圧体７５とを備えたものである。
【００６７】
ピストン体７２は、シリンダ空間部７０内にて上下に摺動可能であり、ピストン体７２の当該摺動にて第２処理用部２０が上下に摺動して、第１処理用面１と第２処理用面２との間の隙間を変更することができる。
図示はしないが、具体的には、コンプレッサなどの圧力源と第１ノズル７３とを接続し、第１ノズル７３からシリンダ空間部７０内のピストン体７２上方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体７２を下方に摺動させ、第２処理用部２０を第１及び第２処理用面１，２間の隙間を狭めることができる。また図示はしないが、コンプレッサなどの圧力源と第２ノズル７４とを接続し、第２ノズル７４からシリンダ空間部７０内のピストン体７２下方に空気圧即ち正圧を掛けることにて、ピストン体７２を上方に摺動させ、第２処理用部２０を第１及び第２処理用面１，２間の隙間を広げる、即ち開く方向に移動させることができる。このように、ノズル７３，７４にて得た空気圧で、接面圧力を調整できるのである。
【００６８】
リング収容部４１内における第２処理用部２０の上部と、リング収容部４１の最上部との間に余裕があっても、ピストン体７がシリンダ空間部７０の最上部７０ａと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部７０の最上部７０ａが、両処理用面１，２間の隙間の幅の上限を規定する。即ち、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最上部７０ａとが、両処理用面１，２の離反を抑止する離反抑止部として、更に言い換えると、両処理用面１，２間の隙間の最大開き量を規制する機構として機能する。
【００６９】
また、両処理用面１，２同士が当接していなくても、ピストン体７がシリンダ空間部７０の最下部７０ｂと当接するよう設定することにより、このシリンダ空間部７０の最下部７０ｂが、両処理用面１，２間の隙間の幅の下限を規定する。即ち、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最下部７０ｂとが、両処理用面１，２の近接を抑止する近接抑止部として、更に言い換えると、両処理用面１，２間の隙間の最小開き量を規制する機構として機能する。
このように上記隙間の最大及び最小の開き量を規制しつつ、ピストン体７とシリンダ空間部７０の最上部７０ａとの間隔ｚ１、換言するとピストン体７とシリンダ空間部７０の最下部７０ｂとの間隔ｚ２を上記ノズル７３，７４の空気圧にて調整する。
【００７０】
ノズル７３，７４は、別個の圧力源に接続されたものとしてもよく、一つの圧力源を切り換えて或いはつなぎ換えて接続するものとしてもよい。
また圧力源は、正圧を供給するものでも負圧を供給するものでも何れでも実施可能である。真空などの負圧源と、ノズル７３，７４とを接続する場合、上記の動作は反対になる。
前述の他の接面圧力付与機構４に代え或いは前述の接面圧力付与機構４の一部として、このようなシリンダ機構７を設けて、被処理流動体の粘度や性状によりノズル７３，７４に接続する圧力源の圧力や間隔ｚ１，ｚ２の設定を行い流動体液膜の厚みを所望値にしせん断力をかけて均一な反応を実現し、微細な粒子を生成させることができる。特に、このようなシリンダ機構７にて、洗浄時や蒸気滅菌時など摺動部の強制開閉を行い洗浄や滅菌の確実性を上昇させることも可能とした。
【００７１】
図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１処理用部１０の第１処理用面１に、第１処理用部１０の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部１３...１３を形成して実施してもよい。この場合、図１６（Ａ）へ示すように、凹部１３...１３は、第１処理用面１上をカーブして或いは渦巻き状伸びるものとして実施可能であり、図１６（Ｂ）へ示すように、個々の凹部１３がＬ字状に屈曲するものであっても実施可能であり、また、図１６（Ｃ）に示すように、凹部１３...１３は真っ直ぐ放射状に伸びるものであっても実施可能である。
【００７２】
また、図１６（Ｄ）へ示すように、図１６（Ａ）〜（Ｃ）の凹部１３は、第１処理用面１の中心側に向かう程深いものとなるように勾配をつけて実施するのが好ましい。また、溝状の凹部１３は、連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。
この様な凹部１３を形成することにより被処理流動体の吐出量の増加または発熱量の減少への対応や、キャビテーションコントロールや流体軸受けなど効果がある。
上記の図１６に示す各実施の形態において、凹部１３は、第１処理用面１に形成するものとしたが、第２処理用面２に形成するものとしても実施可能であり、更には、第１及び第２の処理用面１，２の双方に形成するものとしても実施可能である。
【００７３】
処理用面に、上記の凹部１３やテーパを設けない場合、若しくは、これらを処理用面の一部に偏在させた場合、処理用面１，２の面粗度が被処理流動体に与える影響は、上記凹部１３を形成するものに比して、大きいものとなる。従って、このような場合、被処理流動体の粒子が小さくなればなるほど、面粗度を下げる即ちきめの細かいものとする必要がある。特に均一な反応を目的とする場合その処理用面の面粗度については、既述の鏡面即ち鏡面加工を施した面とするほうが均一な反応を実現し、微粒子を得る事を目的とする場合には、微細で単分散な反応物の晶出・析出を実現する上で有利である。
図１３乃至図１７に示す実施の形態においても、特に明示した以外の構成については図１（Ａ）又は図１１（Ｃ）に示す実施の形態と同様である。
【００７４】
また、上記の各実施の形態において、ケース内は全て密封されたものとしたが、この他、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の内側のみ密封され、その外側は開放されたものとしても実施可能である。即ち、第１処理用面１及び第２処理用面２との間を通過するまでは流路は密封され、被処理流動体は送圧を全て受けるものとするが、通過後は、流路は開放され処理後の被処理流動体は送圧を受けないものとしてもよい。
流体圧付与機構ｐ１には、加圧装置として、既述のとおり、コンプレッサを用いて実施するのが好ましいが、常に被処理流動体に所定の圧力を掛けることが可能であれば、他の手段を用いて実施することもできる。例えば、被処理流動体の自重を利用して、常に一定の圧力を被処理流動体に付与するものとしても実施可能である。
【００７５】
上記の各実施の形態における処理装置について総括すると、被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路に、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面１，２を接近させる接面圧力を付与し、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させることにより、メカニカルシールにおいてシールに利用される流体膜を、被処理流動体を用いて発生させ、メカニカルシールと逆に（流体膜をシールに利用するのではなく）、当該流体膜を第１処理用面１及び第２処理用面２の間から敢えて漏らして、反応の処理を、両面間１，２にて膜とされた被処理流動体間にて実現し、回収することを特徴とするものである。
このような画期的な方法により、両処理用面１，２間の間隔を１μから１ｍｍとする調整、特に、１〜１０μとする調整を可能とした。
【００７６】
上記の実施の形態において、装置内は密閉された流体の流路を構成するものであり、処理装置の（第１被処理流動体の）導入部側に設けた流体圧付与機構ｐにて、被処理流動体は加圧されたものであった。
この他、このような流体圧付与機構ｐを用いて加圧するものではなく、被処理流動体の流路は開放されたものであっても実施可能である。
図１８乃至図２０へ、そのような処理装置の一実施の形態を示す。尚、この実施の形態において、処理装置として、脱気機能を備えたもの、即ち、処理物として生成されたものから、液体を除去し、目的とする固体（結晶）のみを最終的に確保する機能を備えた装置を例示する。
図１８（Ａ）は処理装置の略縦断面図であり、図１８（Ｂ）はその一部切欠拡大断面図である。図１９は、図１８に示す処理装置が備える第１処理用部材１の平面図である。図２０は、上記処理装置の第１及び第２処理用部材１，２の一部切欠要部略縦断面図である。
【００７７】
この図１８乃至図２０に示す装置は、上記の通り、大気圧下で、処理の対象となる流体即ち被処理流動体或いはこのような処理の対象物を搬送する流体が投入されるものである。
尚、図１８（Ｂ）及び図２０において、図面の煩雑を避けるため、第２導入部ｄ２は、省略して描いてある（第２導入部ｄ２が設けられていない位置の断面と考えればよい）。
図１８（Ａ）に示す通り、この処理装置は、反応装置Ｇと、減圧ポンプＱとを備えたものである。この反応装置Ｇは、回転する部材である第１処理用部材１０１と、当該処理用部材１０１を保持する第１ホルダ１１１と、ケースに対して固定された部材である第２処理用部材１０２と、当該第２処理用部材１０２が固定された第２ホルダ１２１と、付勢機構１０３と、動圧発生機構１０４(図１９(Ａ))と、第１ホルダ１１１と共に第１処理用部材１０１を回転させる駆動部と、ハウジング１０６と、第１被処理流動体を供給（投入する）する第１導入部ｄ１と、流体を減圧ポンプＱへ排出する排出部１０８とを備える。駆動部については図示を省略する。
【００７８】
上記の第１処理用部材１０１と第２処理用部材１０２は、夫々、円柱の中心をくり抜いた形状の環状体である。両処理用部材１０１，１０２は、両処理用部材１０１，１０２の夫々が呈する円柱の一底面を処理用面１１０，１２０とする部材である。
上記の処理用面１１０，１２０は、鏡面研磨された平坦部を有する。この実施の形態において、第２処理用部材１０２の処理用面１２０は、面全体に鏡面研磨が施された平坦面である。また、第１処理用部材１０１の処理用面１１０は、面全体を第２処理用部材１０２と同様の平坦面とするが、図１９（Ａ）へ示す通り、平坦面中に、複数の溝１１２...１１２を有する。この溝１１２... １１２は、第１処理用部材１０１が呈する円柱の中心を中心側として円柱の外周方向へ、放射状に伸びる。
上記の第１及び第２の処理用部材１０１，１０２の処理用面１１０，１２０についての、鏡面研磨は、面粗度Ｒａ０．０１〜１．０μｍとするのが好ましい。この鏡面研磨について、Ｒａ０．０３〜０．３μｍとするのがより好ましい。
処理用部材１０１，１０２の材質については、硬質且つ鏡面研磨が可能なものを採用する。処理用部材１０１，１０２のこの硬さについて、少なくともビッカース硬さ１５００以上が好ましい。また、線膨張係数が小さい素材を、若しくは、熱伝導の高い素材を、採用するのが好ましい。処理にて熱を発する部分と他の部分との間で、膨張率の差が大きいと歪みが発生して、適正なクリアランスの確保に影響するからである。
このような処理用部材１０１，１０２の素材として、特に、ＳＩＣ即ちシリコンカーバイトでビッカース硬さ２０００〜２５００、表面にＤＬＣ即ちダイヤモンドライクカーボンでビッカース硬さ３０００〜４０００、コーティングが施されたＳＩＣ、ＷＣ即ちタングステンカーバイトでビッカース硬さ１８００、表面にＤＬＣコーティングが施されたＷＣ、ＺｒＢ2 やＢＴＣ，Ｂ4 Ｃに代表されるボロン系セラミックでビッカース硬さ４０００〜５０００などを採用するのが好ましい。
【００７９】
図１８に示されるハウジング１０６は、底部の図示は省略するが、有底の筒状体であり、上方が上記の第２ホルダ１２１に覆われている。第２ホルダ１２１は、下面に上記第２処理部材１０２が固定されており、上方に上記導入部ｄ１が設けられている。導入部ｄ１は、外部から流体や被処理物を投入するためのホッパ１７０を備える。
図示はしないが、上記の駆動部は、電動機などの動力源と、当該動力源から動力の供給を受けて回転するシャフト５０とを備える。
図１８（Ａ）に示すように、シャフト５０は、ハウジング１０６の内部に配され上下に伸びる。そして、シャフト５０の上端部に上記の第１ホルダ１１１が、設けられている。第１ホルダ１１１は、第１処理用部材１０１を保持するものであり、上記の通りシャフト５０に設けられることにより、第１処理用部材１０１の処理用面１１０を第２処理用部材１０２の処理用面１２０に対応させる。
【００８０】
第１ホルダ１１１は、円柱状体であり、上面中央に、第１処理用部材１０１が固定されている。第１処理用部材１０１は、第１ホルダ１１１と一体となるように、固着され、第１ホルダ１１１に対してその位置を変えない。
一方、第２ホルダ１２１の上面中央には、第２処理用部材１０２を受容する受容凹部１２４が形成されている。
上記の受容凹部１２４は、環状の横断面を有する。第２処理用部材１０２は、受容凹部１２４と、同心となるように円柱状の受容凹部１２４内に収容される。
この受容凹部１２４の構成は、図１（Ａ）に示す実施の形態と同様である（第１処理用部材１０１は第１リング１０と、第１ホルダ１１１は第１ホルダ１１と、第２処理用部材１０２は第２リング２０と、第２ホルダ１２１は第２ホルダ２１と対応する）。
【００８１】
そして、この第２ホルダ１２１が、上記の付勢機構１０３を備える。付勢機構１０３は、バネなどの弾性体を用いるのが好ましい。付勢機構１０３は、図１（Ａ）の接面圧付与機構４と対応し、同様の構成を採る。即ち、付勢機構１０３は、第２処理用部材１０２の処理用面１２０と反対側の面即ち底面を押圧し、第１処理用部材１０１側即ち下方に第２処理用部材１０２の各位置を均等に付勢する。
【００８２】
一方、受容凹部１２４の内径は、第２処理用部材１０２の外径よりも大きく、これにて、上記の通り同心に配設した際、第２処理用部材１０２の外周面１０２ｂと受容凹部１２４の内周面との間には、図１８（Ｂ）に示すように、隙間ｔ１が設定される。
同様に、第２処理用部材１０２の内周面１０２ａと受容凹部１２４の中心部分２２の外周面との間には、図１８（Ｂ）に示すように、隙間ｔ２が設定される。
上記隙間ｔ１、ｔ２の夫々は、振動や偏芯挙動を吸収するためのものであり、動作寸法以上確保され且つシールが可能となる大きさに設定する。例えば、第１処理用部材１０１の直径が１００ｍｍから４００ｍｍの場合、当該隙間ｔ１、ｔ２の夫々は、０．０５〜０．３ｍｍとするのが好ましい。
第１ホルダ１１１は、シャフト５０へ一体に固定され、シャフト５０と共に回転する。また、図示しないが、回り止めによって、第２ホルダ１２１に対して、第２処理用部材１０２は回らない。しかし、両処理用面１１０，１２０間に、処理に必要な０．１〜１０ミクロンのクリアランス、即ち図２０（Ｂ）に示す微小な間隔ｔを確保するため、受容凹部１２４の底面即ち天部と第２処理用部材１０２の天部１２４ａを臨む面即ち上面と間に隙間ｔ３が設けられる。この隙間ｔ３については、上記のクリアランスと共に、シャフト１５０の振れや伸びを考慮して設定する。
【００８３】
上記のように、隙間ｔ１〜ｔ３の設定により、第１処理用部材１０１は、第２処理用部材１０２に対して近接・離反する方向に可変であるのみならず、その処理用面１１０の中心や向き即ち方向ｚ１，ｚ２についても可変としている。
即ち、この実施の形態において、付勢機構１０３と、上記隙間ｔ１〜ｔ３とが、フローティング機構を構成し、このフローティング機構によって、少なくとも第２処理用部材１０２の中心や傾きを、数ミクロンから数ミリの程度の僅かな量、可変としている。これにて、回転軸の芯振れ、軸膨張、第１処理用部材１０１の面振れ、振動を吸収する。
【００８４】
第１処理用部材１０１の研磨用面１１０が備える前記の溝１１２について、更に詳しく説明する。溝１１２の後端は、第１処理用部材１０１の内周面１０１ａに達するものであり、その先端を第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向けて伸ばす。この溝１１２は、図１９（Ａ）へ示すように、その横断面積を、環状の第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
溝１１２の左右両側面１１２ａ，１１２ｂの間隔ｗ１は、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて小さくなる。また、溝１１２の深さｗ２は、図１９（Ｂ）へ示すように、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、小さくなる。即ち、溝１１２の底１１２ｃは、第１処理用部材１０１の中心ｘ側から、第１処理用部材１０１の外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、浅くなる。
このように、溝１１２は、その幅及び深さの双方を、外側ｙ即ち外周面側に向かうにつれて、漸次減少するものとして、その横断面積を外側ｙに向けて漸次減少させている。そして、溝１１２の先端即ちｙ側は、行き止まりとなっている。即ち、溝１１２の先端即ちｙ側は、第１処理用部材１０１の外周面１０１ｂに達するものではなく、溝１１２の先端と外周面１０１ｂとの間には、外側平坦面１１３が介在する。この外側平坦面１１３は、処理用面１１０の一部である。
【００８５】
この図１９へ示す実施の形態において、このような溝１１２の左右両側面１１２ａ，１１２ｂと底１１２ｃとが流路制限部を構成している。この流路制限部と、第１処理用部材１０１の溝１１２周囲の平坦部と、第２処理用部材１０２の平坦部とが、動圧発生機構１０４を構成している。
但し、溝１１２の幅及び深さの何れか一方についてのみ、上記の構成を採るものとして、断面積を減少させるものとしてよい。
上記の動圧発生機構１０４は、第１処理用部材１０１の回転時、両処理用部材１０１，１０２間を通り抜けようとする流体によって、両処理用部材１０１，１０２の間に所望の微小間隔を確保することを可能とする、両処理用部材１０１，１０２を離反させる方向に働く力を発生させる。このような動圧の発生により、両処理用面１１０，１２０間に、０．１〜１０μｍの微小間隔を発生させることができる。このような微小間隔は、処理の対象によって、調整し選択すればよいのであるが、１〜６μｍとするのが好ましく、より好ましくは、１〜２μｍである。この装置においては、上記のような微小間隔による従来にない均一な反応の実現と微細粒子の生成が可能である。
【００８６】
溝１１２...１１２の夫々は、真っ直ぐ、中心ｘ側から外側ｙに伸びるものであっても実施可能である。但し、この実施の形態において、図１９（Ａ）に示すように、第１処理用部材１０１の回転方向ｒについて、溝１１２の中心ｘ側が、溝１１２の外側ｙよりも、先行するように即ち前方に位置するように、湾曲して溝１１２を伸びるものとしている。
このように溝１１２...１１２が湾曲して伸びることにより、動圧発生機構１０４による離反力の発生をより効果的に行うことができる。
【００８７】
次に、この装置の動作について説明する。
ホッパ１７から投入され、第１導入部ｄ１を通ってくる第１被処理流動体Ｒは、環状の第２処理用部材１０２の中空部を通り、第１処理用部材１０１の回転よる遠心力を受けた流体は、両処理用部材１０１，１０２間に入り、回転する第１処理用部材１０１の処理用面１１０と、第２処理用部材１０２の処理用面１２０との間にて、均一な反応と微細粒子の生成処理が行われ、その後、両処理用部材１０１，１０２の外側に出て、排出部１０８から減圧ポンプＱ側へ排出される。以下必要に応じて第１被処理流動体Ｒを単に流体Ｒと呼ぶ。
上記において、環状の第２処理用部材１０２の中空部に入った流体Ｒは、図２０（Ａ）へ示すように、先ず、回転する第１処理用部材１０１の溝１１２に入る。一方、鏡面研磨された、平坦部である両処理用面１１０，１２０は、空気や窒素などの気体を通しても気密性が保たれている。従って、回転による遠心力を受けても、そのままでは、付勢機構１０３によって、押し合わされた両処理用面１１０，１２０の間に、溝１１２から流体は入り込むことはできない。しかし、流路制限部として形成された溝１１２の上記両側面１１２ａ，１１２ｂや底１１２ｃに、流体Ｒは徐々に突き当たり、両処理用面１１０，１２０を離反させる方向に働く動圧を発生させる。図２０（Ｂ）へ示すように、これによって、流体Ｒが溝１１２から平坦面に滲み出し、両処理用面１１０，１２０の間に微小間隔ｔ即ちクリアランスを確保することができる。そして、このような鏡面研磨された平坦面の間で、均一な反応と微細な粒子の生成処理が行われる。また上述の溝１１２の湾曲が、より確実に流体へ遠心力を作用させ、上記動圧の発生をより効果的にしている。
このように、この処理装置は、動圧と付勢機構１０３による付勢力との均衡にて、両鏡面即ち処理用面１１０，１２０間に、微細で均一な間隔即ちクリアランスを確保することを可能とした。そして、上記の構成により、当該微小間隔は、１μｍ以下の超微細なものとすることができる。
また、上記フローティング機構の採用により、処理用面１１０，１２０間のアライメントの自動調整が可能となり、回転や発生した熱による各部の物理的な変形に対して、処理用面１１０，１２０間の各位置における、クリアランスのばらつきを、抑制し、当該各位置における上記の小間隔の維持を可能とした。
【００８８】
尚、上記の実施の形態において、フローティング機構は、第２ホルダ１２１にのみ設けられた機構であった。この他、第２ホルダ１２１に代え、或いは第２ホルダ１２１と共に、フローティング機構を、第１ホルダ１１１にも設けるものとして実施することも可能である。
【００８９】
図２１乃至図２３に、上記の溝１１２について、他の実施の形態を示す。
図２１（Ａ）（Ｂ）に示すように、溝１１２は、流路制限部の一部として、先端に平らな壁面１１２ｄを備えるものとして実施することができる。また、この図１４に示す実施の形態では、底１１２ｃにおいて、第１壁面１１２ｄと、内周面１０１ａとの間に段差１１２ｅが設けられており、この段差１１２ｅも流路制限部の一部を構成する。
図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、溝１１２は、複数に分岐する枝部１１２ｆ...１１２ｆを備えるものとし、各枝部１１２ｆがその幅を狭めることにより流路制限部を備えるものとしても実施可能である。
図１４及び図１５の実施の形態においても、特に示した以外の構成については、図１（Ａ）、図１１（Ｃ）、図１８乃至図２０に示す実施の形態と同様である。
【００９０】
また、上記の各実施の形態において、溝１１２の幅及び深さの少なくとも何れか一方について、第１処理用部材１０１の内側から外側に向けてその寸法を漸次小さくすることにて、流路制限部を構成するものとした。この他、図２３（Ａ）や図２３（Ｂ）へ示す通り、溝１１２の幅や深さを変化させずに、溝１１２に終端面１１２ｆを設けることによって、このような溝１１２の終端面１１２ｆを流路制限部とすることができる。図１９、図２１及び図２２に示す実施の形態において示した通り、動圧発生は、溝１１２の幅及び深さを既述の通り変化させることによって溝１１２の底や両側面を傾斜面とすることで、この傾斜面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させた。一方図２３（Ａ）（Ｂ）に示す実施の形態では、溝１１２の終端面が流体に対する受圧部になり動圧を発生させる。
また、この図２３（Ａ）（Ｂ）に示す場合、溝１１２の幅及び深さの少なくとも何れか一方の寸法を漸次小さくすることも併せて実施することができる。
尚、溝１１２の構成について、上記の図１９、図２１乃至図２３に示すものに限定するものではなく、他の形状の流路制限部を備えたものとして実施することが可能である。
例えば、図１９、図２１乃至図２３示すものでは、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外側に突き抜けるものではなかった。即ち、第１処理用部材１０１の外周面と、溝１１２との間には、外側平坦面１１３が存在した。しかし、このような実施の形態に限定するものではなく、上述の動圧を発生されることが可能であれば、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外周面側に達するものであっても実施可能である。
例えば、図２３（Ｂ）に示す第１処理用部材１０１の場合、点線で示すように、溝１１２の他の部位よりも断面積が小さな部分を、外側平坦面１１３に形成して実施することができる。
また、溝１１２を、上記の通り内側から外側へ向けて漸次断面積を小さくするように形成し、溝１１２の第１処理用部材１０１の外周に達した部分（終端）を、最も断面積が小さいものとすればよい（図示せず）。但し、動圧を効果的に発生させる上で、図１９、図２１乃至図２３に示すように、溝１１２は、第１処理用部材１０１の外周面側に突き抜けないほうが好ましい。
【００９１】
ここで、上記図１８乃至図２３に示す各実施の形態について、総括する。
この処理装置は、平坦処理用面を有する回転部材と同じく平坦処理用面を有する固定部材とをそれらの平坦処理用面で同心的に相対向させ、回転部材の回転下に固定部材の開口部より被反応原料を供給しながら両部材の対向平面処理用面間より反応処理する処理装置において機械的にクリアランスを調整するのではなく、回転部材に増圧機構を設けてその圧力発生によりクリアランスを保持しかつ機械的クリアランス調整では、不可能であった１〜６μｍの微小クリアランスを可能とし生成粒子の微細化及び反応の均一化の能力が著しく向上出来たものである。
即ち、この処理装置は、回転部材と固定部材がその外周部に平坦処理用面を有しその平坦処理用面において、面上の密封機能を有することで、流体静力学的な即ちハイドロスタティックな力、一流体動力学的即ちハイドロダイナミックな力、或いは、エアロスタティック−エアロダイナミックな力を発生させる高速回転式の処理装置を提供しようとするものである。上記の力は、上記密封面間に僅かな間隙を発生させ、また非接触で機械的に安全で高度な微細化及び反応の均一化の機能を有した反応処理装置を提供することができる。この僅かな隙間が形成されうる要因は、一つは、回転部材の回転速度によるものであり、もう一つは、被処理物（流体）の投入側と排出側の圧力差によるものである。投入側に圧力付与機構が付設されている場合は、投入側に圧力付与機構が付設されていない場合即ち大気圧下で被処理物（流体）を投入される場合、圧力差が無いわけであるから回転部材の回転速度だけで密封面間の分離を生じさせる必要がある。これは、ハイドロダイナミックもしくはエアロダイナミック力として知られている。
【００９２】
図１８（Ａ）に示す装置において、減圧ポンプＱを上記反応装置Ｇの排出部に接続したものを示したが、既述の通りハウジング１０６を設けず、また減圧ポンプＱを設けずに、図２４（Ａ）に示すように処理装置を減圧用のタンクＴとして、当該タンクＴの中に、反応装置Ｇを配設することにて実施することが可能である。
この場合、タンクＴ内を真空或いは真空に近い状態に減圧することにて、反応装置Ｇにて生成された被処理物をタンクＴ内に霧状に噴射せしめ、タンクＴの内壁にぶつかって流れ落ちる被処理物を回収すること、或いはこのような流れ落ちる被処理物に対して気体（蒸気）として分離されタンクＴ内上部に充満するものを回収することにて、処理後の目的物を得ることができる。
また、減圧ポンプＱを用いる場合も、図２４（Ｂ）へ示すように、処理装置Ｇに、減圧ポンプＱを介して、気密なタンクＴを接続することにより、当該タンクＴ内にて、処理後の被処理物を霧状にして、目的物の分離・抽出を行うことができる。
更に、図２４（Ｃ）へ示すように、減圧ポンプＱを直接処理装置Ｇに接続し、当該タンクＴに、減圧ポンプＱと、減圧ポンプＱとは別の流体Ｒの排出部とを接続して、目的物の分離を行うことができる。この場合、気化部については、減圧ポンプＱに吸いよせられ、液体Ｒ（液状部）は排出部より、気化部とは別に排出される。
【００９３】
上述してきた各実施の形態では、第１及び第２の２つの被処理流動体を、夫々第２ホルダ２１，１２１及び第２リング２０，１０２から、導入して、混合し反応させるものを示した。
次に、装置への被処理流動体の導入に関する他の実施の形態について、順に説明する。
【００９４】
図１（Ｂ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す処理装置に、第３導入部ｄ３を設けて第３の被処理流動体を、両処理用面１，２間へ導入して、第２被処理流動体と同様第１被処理流動体へ混合し反応させるものとしても実施できる。
第３導入部ｄ３は、第１の被処理流動体と、混合させる第３の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第３導入部ｄ３は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第３流体供給部ｐ３が接続されている。
第３流体供給部ｐ３には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
第３導入部ｄ３の第２処理用面２における開口部は、第２導入部ｄ２の開口部よりも、第１処理用面１の回転の中心の外側に位置する。即ち、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部は、第２導入部ｄ２の開口部よりも、下流側に位置する。第３導入部ｄ３の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられている。
この図１（Ｂ）へ示す装置も、第３導入部ｄ３以外の構成については、図１（Ａ）へ示す実施の形態と同様である。尚、この図１（Ｂ）、更に、以下に説明する、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）、図２〜図１１において、図面の煩雑を避けるため、ケース３を省略する。尚、図９（Ｂ）（Ｃ）、図１０、図１１（Ａ）（Ｂ）において、ケース３の一部は、描いてある。
【００９５】
更に、図１（Ｃ）へ示すように、図１（Ｂ）へ示す処理装置に、第４導入部ｄ４を設けて第４の被処理流動体を、両処理用面１，２間へ導入して、第２及び第３の被処理流動体と同様第１被処理流動体へ混合し反応させるものとしても実施できる。
第４導入部ｄ４は、第１の被処理流動体と、混合させる第４の流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第４導入部ｄ４は、第２リング２０の内部に設けられた流体の通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口し、他の一端に、第４流体供給部ｐ４が接続されている。
第４流体供給部ｐ４には、コンプレッサ、その他のポンプを採用することができる。
第４導入部ｄ４の第２処理用面２における開口部は、第３導入部ｄ３の開口部よりも、第１処理用面１の回転の中心の外側に位置する。即ち、第２処理用面２において、第４導入部ｄ４の開口部は、第３導入部ｄ３の開口部よりも、下流側に位置する。
この図１（Ｃ）へ示す装置について、第４導入部ｄ４以外の構成については、図１（Ｂ）へ示す実施の形態と同様である。
また、図示はしないが、更に、第５導入部や、第６導入部など、５つ以上の導入部を設けて、夫々５種以上の被処理流動体を、混合し反応させるものとしても実施できる。
【００９６】
また、図１（Ｄ）へ示す通り、図１（Ａ）の装置では、第２ホルダ２１に設けられていた第１導入部ｄ１を、第２ホルダ２１に設ける代わりに、第２導入部ｄ２同様、第２処理用面２に設けて実施することができる。この場合、第２処理用面２において、第１導入部ｄ１の開口部は、第２導入部ｄ２よりも、回転の中心側即ち上流側に位置する。
上記の図１（Ｄ）へ示す装置では、第２導入部ｄ２の開口部と、第３導入部ｄ３の開口部は、共に第２リング２０の第２処理用面２に配置されるものであった。しかし、導入部の開口部は、このような処理用面に対する配置に限定するもではない。特に、図２（Ａ）へ示す通り、第２導入部ｄ２の開口部を、第２リング２０の内周面の、第２処理用面２に隣接する位置に設けて実施することもできる。この図２（Ａ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３の開口部は、図１（Ｂ）へ示す装置と同様第２処理用面２に配置されているが、第２導入部ｄ２の開口部を、このように第２処理用面２の内側であって、第２処理用面２へ隣接する位置に配置することによって、第２の被処理流動体を処理用面に直ちに導入できる。
【００９７】
このように第１導入部ｄ１の開口部を第２ホルダ２１に設け、第２導入部ｄ２の開口部を第２処理用面２の内側であって、第２処理用面２へ隣接する位置に配置することで（この場合、上記第３導入部ｄ３を設けることは必須ではない）、特に複数の被処理流体を反応させる場合において、第１導入部ｄ１から導入される被処理流体と第２導入部ｄ２から導入される被処理流体とを反応させない状態で両処理用面１，２間へ導入し、両処理用面１，２間において両者を初めて反応させることができる。よって、上記構成は、特に反応性の高い被処理流体を用いる場合に適している。
【００９８】
なお、上記の「隣接」とは、第２導入部ｄ２の開口部を、図２（Ａ）に示すように第２リング２０の内側側面に接するようにして設けた場合に限られるものではない。第２リング２０から第２導入部ｄ２の開口部までの距離が、複数の被処理流体が両処理用面１，２間へ導入される前に混合・反応が完全になされない程度とされていれば良く、例えば、第２ホルダ２１の第２リング２０に近い位置に設けたものであっても良い。また、第２導入部ｄ２の開口部を第１リング１０あるいは第１ホルダ１１の側に設けても良い。
【００９９】
更に、上記の図１（Ｂ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、図２（Ａ）へ示す通り、そのような間隔を設けずに、両処理用面１，２間に第２及び第３の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。処理の対象によって、このような図２（Ａ）へ示す装置を選択すればよい。
また、上記の図１（Ｄ）へ示す装置についても、第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口との間には、第２リング２０の径の内外方向について、間隔が開けられていたが、そのような間隔を設けずに、両処理用面１，２間に第１及び第２の被処理流動体を導入すると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。処理の対象によって、このような開口部の配置を選択すればよい。
上記の図１（Ｂ）及び図１（Ｃ）に示す実施の形態では、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部の下流側、言い換えると、第２リング２０の径の内外方向について第２導入部ｄ２の開口部の外側に配置するものとした。この他、図２（Ｃ）及び図３（Ａ）へ示す通り、第２処理用面２において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第２リング２０の周方向ｒ０について異なる位置に配置するものとしても実施できる。図３において、ｍ１は第１導入部ｄ１の開口部即ち第１開口部を、ｍ２は第２導入部ｄ２の開口部即ち第２開口部を、ｍ３は第３導入部ｄ３の開口部（第３開口部）を、ｒ１はリングの径の内外方向を、夫々、示している。
また、第１導入部ｄ１を、第２リング２０に設ける場合も、図２（Ｄ）へ示す通り、第２処理用面２において、第１導入部ｄ１の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第２リング２０の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
【０１００】
上記の図２（Ｂ）へ示す装置では、第２リング２０の処理用面２において、周方向ｒ０の異なる位置に２つの導入部の開口部が配置されたものを示したが、図３（Ｂ）へ示す通り、リングの周方向ｒ０の異なる位置に３つの導入部の開口部を配置し、或いは図３（Ｃ）へ示す通り、リングの周方向ｒ０の異なる位置に４つの導入部の開口部を配置して実施することもできる。尚、図３（Ｂ）（Ｃ）において、ｍ４は、第４導入部の開口部を示し、図３（Ｃ）においてｍ５は第５導入部の開口部を示している。また、図示はしないが、導入部の開口部を、リングの周方向ｒ０の異なる位置に５つ以上設けて実施することもできる。
上記の図２（Ｂ）（Ｄ）、及び、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示す装置において、第２導入部乃至第５導入部は、夫々異なる被処理流動体即ち、第２、第３、第４、第５の被処理流動体を、導入することができる。一方、第２〜第５の開口部ｍ２〜ｍ５から、全て同種の即ち、第２被処理流動体を処理用面間に導入するものとしても実施できる。図示はしないが、この場合、第２導入部乃至第５導入部は、リング内部にて連絡しており、一つの流体供給部、即ち第２流体供給部ｐ２に接続されているものとして実施できる。
また、リングの周方向ｒ０の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものと、リングの径方向即ち径の内外方向ｒ１の異なる位置に導入部の開口部を複数設けたものを、複合して実施することもできる。
例えば、図３（Ｄ）へ示す通り、第２処理用面２に８つの導入部の開口部ｍ２〜ｍ９が設けられており、そのうち４つｍ２〜ｍ５は、リングの周方向ｒ０の異なる位置であり且つ径方向ｒ１について同じ位置に設けられたものであり、他の４つｍ５〜ｍ８はリングの周方向ｒ０の異なる位置であり且つ径方向ｒ１について同じ位置に設けられている。そして、当該他の開口部ｍ５〜ｍ８は、径方向ｒについて、上記４つの開口部ｍ２〜ｍ５の径方向の外側に配置さていれる。また、この外側の開口部は、夫々、内側の開口部と、リングの周方向ｒ０について、同じ位置に設けてもよいが、リングの回転を考慮して、図３（Ｄ）へ示すように、リングの周方向ｒ０の異なる位置に設けて実施することもできる。また、その場合も、開口部について、図３（Ｄ）に示す配置や数にするものではい。
例えば、図３（Ｅ）へ示す通り、径方向外側の開口部が多角形の頂点位置、即ちこの場合四角形の頂点位置に配置され、当該多角形の辺上に、径方向内側の開口部が位置するように配置することもできる。勿論この他の配置を採ることもできる。
また、第１開口部ｍ１以外の開口部は、何れも第２被処理流動体を処理用面間に導入するものとした場合、各第２被処理流動部を導入する当該開口部を、処理用面の周方向ｒ０について、点在させるのではなく、図３（Ｆ）へ示す通り、周方向ｒ０について、連続する開口部として実施することもできる。
【０１０１】
尚、処理の対象によっては、図４（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）に示す装置において、第２リング２０に設けていた第２導入部ｄ２を、第１導入部ｄ１と同様、第２ホルダ２１の中央部分２２へ設け実施することもできる。この場合、第２リング２０の中心に位置する第１導入部ｄ１の開口部に対し、その外側に、間隔を開けて、第２導入部ｄ２の開口部が位置する。また、図４（Ｂ）へ示す通り、図４（Ａ）へ示す装置について、第２リング２０に第３導入部ｄ３を設けて実施することもできる。図４（Ｃ）へ示す通り、図３（Ａ）へ示す装置において、第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口部との間に間隔を設けず、第２リング２０の内側の空間へ第２及び第３の被処理流動体を導入されると直ちに両流動体が合流するものとしても実施できる。更にまた、処理の対象によっては、図４（Ｄ）へ示す通り、図３（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２同様、第３導入部ｄ３も第２ホルダ２１に設けて実施することができる。図示はしないが、４つ以上の導入部を第２ホルダ２１に設けて実施することもできる。
また、処理の対象によっては、図５（Ａ）へ示す通り、図４（Ｄ）へ示す装置において、第２リング２０に第４導入部ｄ４を設けて第４の被処理流動体を両処理用面１，２間へ導入するものとしても実施できる。
【０１０２】
図５（Ｂ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を、第１リング１０へ設け、第１処理用面１に第２導入部ｄ２の開口部を備えるものとしても実施できる。
図５（Ｃ）へ示す通り、図５（Ｂ）へ示す装置において、第１リング１０に第３導入部ｄ３を設けて、第１処理用面１において、第３導入部ｄ３の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部と、第１リング１０の周方向について異なる位置に配置するものとしても実施できる。
図５（Ｄ）へ示す通り、図５（Ｂ）へ示す装置において、第２ホルダ２１へ第１導入部ｄ１を設ける代わりに、第２リング２０へ第１導入部ｄ１を設け、第２処理用面２に、第１導入部ｄ１の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第１及び第２の導入部ｄ１，ｄ２の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。
【０１０３】
また、図６（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第３導入部ｄ３を、第１リング１０へ設け、第１処理用面１へ第３導入部ｄ３の開口部を配置するものとしても実施できる。この場合、第２及び第３の導入部ｄ２，ｄ３の両開口部は、リングの径の内外方向について、同じ位置に配置されている。但し、上記の両開口部を、リングの径の内外方向について、異なる位置に配置するものとしてもよい。
図５（Ｃ）へ示す装置において、第１リング１０の径の内外方向について同じ位置に設けると共に、第１リング１０の周方向即ち回転方向について異なる位置に設けたが、当該装置において、図６（Ｂ）へ示す通り、第２及び第３導入部ｄ２，ｄ３の両開口部を、第１リング１０の径の内外方向について異なる位置に設けて実施することができる。この場合図６（Ｂ）へ示す通り、第２及び第３導入部ｄ２，ｄ３の両開口部の間には、第１リング１０の径の内外方向に間隔を開けておくものとしても実施でき、または図示はしないが、当該間隔を開けずに直ちに、第２被処理流動体と第３被処理流動体とが合流するものとしても実施できる。
また、図６（Ｃ）へ示す通り、第２ホルダ２１へ第１導入部ｄ１を設ける代わりに、第２導入部ｄ２と共に、第１リング１０へ第１導入部ｄ１を設けて実施することもできる。この場合、第１処理用面１において、第１導入部ｄ１の開口部を、第２導入部ｄ２の開口部の、上流側（第１リング１１の径の内外方向について内側）に設ける。第１導入部ｄ１の開口部と第２導入部ｄ２の開口部との間には、第１リング１１の径の内外方向について、間隔を開けておく。但し図示はしないが、このような間隔を開けずに実施することもできる。
また、図６（Ｄ）へ示す通り、図６（Ｃ）へ示す装置の第１処理用面１にあって、第１リング１０周方向の異なる位置に、第１導入部ｄ１と第２導入部ｄ２夫々の開口部を配置するものとして実施することができる。
また、図示はしないが、図６（Ｃ）（Ｄ）へ示す実施の形態において、第１リング１０へ３つ以上の導入部を設けて、第２処理用面２において、周方向の異なる位置に、或いは、リングの径の内外方向の異なる位置に、各開口部を配置するものとして実施することもできる。例えば、第２処理用面２において採った、図３（Ｂ）〜図３（Ｆ）に示す開口部の配置を第１処理用面１においても採用することができる。
【０１０４】
図７（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を第２リング２０へ設ける代わりに、第１ホルダ１１へ設けて実施することができる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第１リング１０の回転の中心軸の中心に第２導入部ｄ２の開口部を配置するのが好ましい。
図７（Ｂ）へ示す通り、図７（Ａ）へ示す実施の形態において、第３導入部ｄ３を、第２リング２０へ設けて、第３導入部ｄ３の開口部を第２処理用面２へ配置することができる。
また、図７（Ｃ）へ示す通り、第１導入部ｄ１を第２ホルダ２１へ設ける代わりに、第１ホルダ１１へ設けて実施することができる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第１リング１０の回転の中心軸に第１導入部ｄ１の開口部を配置するのが好ましい。また、この場合、図示の通り、第２導入部ｄ２を第１リング１０へ設けて、第１処理用面１へ、その開口部を配置することができる。また、図示はしないが、この場合、第２導入部ｄ２を第２リング２０へ設けて、第２処理用面２へ、その開口部を配置することができる。
更に、図７（Ｄ）へ示す通り、図７（Ｃ）へ示す第２導入部ｄ２を、第１導入部ｄ１と共に、第１ホルダ１１へ設けて実施することもできる。この場合、第１ホルダ１１上面の第１リング１０に囲まれた部位において、第２導入部ｄ２の開口部を配置する。また、この場合、図７（Ｃ）において、第２リング２０へ設けた第２導入部ｄ２を、第３導入部ｄ３とすればよい。
【０１０５】
上記の図１〜図７に示す各実施の形態において、第１ホルダ１１及び第１リング１０が、第２ホルダ２１及び第２リング２０に対して回転するものとした。この他、図８（Ａ）へ示す通り、図１（Ａ）へ示す装置において、第２ホルダ２に、回転駆動部から回転力を受けて回転する回転軸５１を設けて、第１ホルダ１１の逆方向に、第２ホルダ２１を回転させるものとしても実施できる。回転駆動部は、第１ホルダ１１の回転軸５０を回転させるものと別に設けるものとしてもよく、或いはギアなどの動力伝達手段により、第１ホルダ１１の回転軸５０を回転させる駆動部から、動力を受けるものとしても実施できる。この場合、第２ホルダ２は、前述のケースと別体に形成されて、第１ホルダ１１と同様、当該ケース内に回転可能に収容されたものとする。
また、図８（Ｂ）へ示す通り、図８（Ａ）に示す装置において、第２リング２０に第２導入部ｄ２を設ける代わりに、図７（Ｂ）の装置と同様に第１ホルダ１１に第２導入部ｄ２を設けて実施することができる。
また、図示はしないが、図８（Ｂ）へ示す装置において、第２導入部ｄ２を、第１ホルダ１１に代え第２ホルダ２１へ設けて実施することもできる。この場合、第２導入部ｄ２は、図７（Ａ）の装置と同様である。図８（Ｃ）へ示す通り、図８（Ｂ）へ示す装置において、第２リング２０に第３導入部ｄ３を設けて、当該導入部ｄ３の開口部を、第２処理用面２に配置して実施することもできる。
更に、図８（Ｄ）へ示す通り、第１ホルダ１１を回転させずに、第２ホルダ２１のみを回転させるものとしても実施できる。図示はしないが、図１(Ｂ)〜図７に示す装置においても、第１ホルダ１１と共に第２ホルダ２１を、或いは第２ホルダ２１のみ単独で回転させるものとしても実施できる。
【０１０６】
図９（Ａ）へ示すように、第２処理用部２０は、リングとし、第１処理用部１０を、リングでなく、他の実施の形態の第１ホルダ１１と同様の、直接回転軸５０を備えて回転する部材とすることができる。この場合、第１処理用部１０の上面を、第１処理用面１とし、当該処理用面は、環状でなく、即ち中空部分を備えない、一様に平らな面とする。また、この図９（Ａ）に示す装置において、図１（Ａ）の装置と同様、第２導入部ｄ２を、第２リング２０に設け、その開口部を第２処理用面２に配置している。
【０１０７】
図９（Ｂ）へ示す通り、図９（Ａ）へ示す装置において、第２ホルダ２１を、ケース３と独立したものとし、ケース３と当該第２ホルダ２１との間に、第２リング２０が設けられた１処理用部１０へ接近・離反させる弾性体などの接面圧付与機構４を設けて実施することもできる。この場合、図９（Ｃ）へ示すように、第２処理用部２０をリングとするのではなく、上記の第２ホルダ２１に相当する部材とし、当該部材の下面を第２処理用面２として形成することができる。更に、図１０（Ａ）へ示す通り、図９（Ｃ）へ示す装置において、第１処理用部１０もリングとするのではなく、図９（Ａ）（Ｂ）へ示す装置と同様他の実施の形態において第１ホルダ１１に相当する部位を第１処理用部１０とし、その上面を第１処理用面１として実施することができる。
【０１０８】
上記の各実施の形態において、少なくとも第１の被処理流動体は、第１処理用部１０と第２処理用部２０即ち、第１リング１０と第２リング２０の中心部から供給され、他の被処理流動体による処理、即ち混合及び反応後、その径の内外方向について外側へ排出されるものとした。
この他、図１０（Ｂ）へ示す通り、第１リング１０及び第２リング２０の外側から、内側に向けて、第１の被処理流動体を供給するものとしても実施できる。この場合、図示の通り、第１ホルダ１１及び第２ホルダ２１の外側をケース３にて密閉し、第１導入部ｄ１を当該ケース３に直接設けて、ケースの内側であって、両リング１０，２０の突合せ位置と対応する部位に、当該導入部の開口部を配置する。そして、図１（Ａ）の装置において第１導入部ｄ１が設けられていた位置、即ち第１ホルダ１１におけるリング１の中心となる位置に、排出部３６を設ける。また、ホルダの回転の中心軸を挟んで、ケースの当該開口部の反対側に、第２導入部ｄ２の開口部を配置する。但し、第２導入部ｄの開口部は、第１導入部ｄ１の開口部と同様、ケースの内側であって、両リング１０，２０の突合せ位置と対応する部位に配置するものであればよく、上記のように、第１導入部ｄ１の開口部の反対側に形成するのに限定するものではない。
処理後の生成物の排出部３６を設けておく。この場合、両リング１０，２０の径の外側が、上流となり、両リング１０，２０の内側が下流側となる。
図１０（Ｃ）に示す通り、図１０（Ｂ）へ示す装置において、ケース３の側部に設けた第２導入部ｄ２を、当該位置に代え、第１リング１１に設けて、その開口部を第１処理用面１に配置するものとしても実施できる。この場合において、図１０（Ｄ）に示す通り、第１処理用部１０をリングとして形成するのでなく、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）や図１０（Ａ）に示す装置と同様、他の実施の形態において、第１ホルダ１１に相当する部位を、第１処理用部１０とし、その上面を第１処理用面１とし、更に、当該第１処理用部１０内に第２導入部ｄ２を設けて、その開口部を第１処理用面１に配置するものとして実施できる。
【０１０９】
図１１（Ａ）へ示す通り、図１０（Ｄ）へ示す装置において、第２処理用部２０もリングとして形成するのではなく、他の実施の形態において第２ホルダ２１に相当する部材を、第２処理用部２とし、その下面を第２処理用面２として実施することができる。そして、第２処理用部２０を、ケース３と独立した部材とし、ケース３と第２処理用部２０との間に、図９（Ｃ）（Ｄ）、図１０（Ａ）に示す装置と同じ接面圧付与機構４を設けて実施することができる。
また、図１１（Ｂ）へ示す通り、図１１（Ａ）に示す装置の第２導入部ｄ２を第３導入部ｄ３とし、別途第２導入部ｄ２を設けるものとしも実施できる。この場合、第２処理用面２において第２導入部ｄ２の開口部を第３導入部ｄ３の開口部よりも上流側に配置する。
前述の図４に示す各装置、図５（Ａ）図７（Ａ）（Ｂ）（Ｄ）、図８（Ｂ）（Ｃ）に示す装置は、処理用面１，２間に達する前に、第１の被処理流動体に対して、他の被処理流動体が合流するものであり、晶出や析出の反応の速いものには適さない。しかし、反応速度の遅いものについては、このような装置を採用することもできる。
【０１１０】
本願発明に係る方法の発明の実施に適した処理装置について、以下に纏めておく。
前述の通り、この処理装置は、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面１，２間にて、少なくとも２種の被処理流動体の混合・反応の処理を行うものである。第１処理用部１０と第２処理用部２０のうち少なくとも第２処理用部２０は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第２処理用面２により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体の少なくとも一方に付与する圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させる。そして、この装置にあって、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に上記の圧力を受けた被処理流動体が通されることにより、各被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過することで、当該被処理流動体間において、所望の反応が生じる。
【０１１１】
また、この処理装置において、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも一方の、微振動やアライメントを調整する緩衝機構を備えたものを採用するのが好ましい。
【０１１２】
また、この処理装置において、第１処理用面１及び第２処理用面２ の一方又は双方の、磨耗などによる軸方向の変位を調整して、両処理用面１，２間の流体膜の膜厚を維持することを可能とする変位調整機構を備えたものを採用するのが好ましい。
【０１１３】
更に、この処理装置にあっては、上記の流体圧付与機構として、被処理流動体に対して一定の送り込み圧を掛けるコンプレッサなどの加圧装置を採用するとができる。
尚、上記の加圧装置は、送り込み圧の増減の調整を行えるものを採用する。この加圧装置は、設定した圧力を一定に保つことができる必要があるが、処理用面間の間隔を調整するパラメータとして、調整を行える必要があるからである。
【０１１４】
また、この処理装置には、上記の第１処理用面１と第２処理用面２との間の最大間隔を規定し、それ以上の両処理用面１，２の離反を抑止する離反抑止部を備えるものを採用することができる。
【０１１５】
更にまた、この処理装置には、上記の第１処理用面１と第２処理用面２との間の最小間隔を規定し、それ以上の両処理用面１，２の近接を抑止する近接抑止部を備えたものを採用することができる。
【０１１６】
更に、この処理装置には、第１処理用面１と第２処理用面２の双方が、互いに逆の方向に回転するものを採用することができる。
【０１１７】
また、この処理装置には、上記第１処理用面１と第２処理用面２の一方或いは双方の温度を調整する、温度調整用のジャケットを備えたものを採用することができる。
【０１１８】
また更に、この処理装置には、上記第１処理用面１及び第２処理用面２の一方或いは双方の少なくとも一部は、鏡面加工されたものを採用するのが好ましい。
【０１１９】
この処理装置には、上記第１処理用面１及び第２処理用面２の一方或いは双方は、凹部を備えたものを採用することができる。
【０１２０】
更に、この処理装置には、一方の被処理流動体に反応させる他方の被処理流動体の供給手段として、一方の被処理流動体の通路とは独立した別途の導入路を備え、上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れ一方に、上記の別途の導入路に通じる開口部を備え、当該別途の導入路から送られてきた他方の被処理流動体を、上記一方の被処理流動体に導入することができるものを採用するのが好ましい。
【０１２１】
また、本願発明を実施する処理装置として、被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、この所定圧力の被処理流動体が流される密封された流体流路に接続された第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの相対的に接近離反可能な処理用面と、両処理用面１，２間に接面圧力を付与する接面圧力付与機構と、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させる回転駆動機構と、を備えることにより、両処理用面１，２ 間にて、少なくとも２種の被処理流動体の反応処理を行うものであって、接面圧力が付与されつつ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に、流体圧付与機構から圧力を付与された少なくとも一種の被処理流動体が通され、更に、他の一種の被処理流動体が通されることにより、流体圧付与機構から圧力を付与された上記一種の被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過する際に、当該他の一種の被処理流動体が混合され、被処理流動体間にて、所望の反応を生じさせるものを採用することができる。
この接面圧付与機構が、前述の装置における、微振動やアライメントを調整する緩衝機構や、変位調整機構を構成するものとして実施することができる。
【０１２２】
更に、本願発明を実施する処理装置として、反応させる２種の被処理流動体のうち少なくとも一方の被処理流動体を当該装置に導入する第１導入部と、第１導入部に接続されて当該一方の被処理流動体に圧力を付与する流体圧付与機構ｐと、反応させる２種の被処理流動体のうち少なくとも他の一方を当該装置に導入する第２導入部と、当該一方の被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面と、第２処理用面２が露出するように第２処理用部２０を受容するホルダ２１と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構と、第１処理用面１に対して第２処理用面２を圧接又は近接した状態に第２処理用部２０を押圧する接面圧付与機構４ とを備え、両処理用面１，２間にて、被処理流動体間の反応処理を行い、上記ホルダ２１が、上記第１導入部の開口部を備えると共に、処理用面１，２間の隙間に影響を与えるようには可動でないものであり、第１処理用部１０と第２導入部２０の少なくとも一方が、上記第２導入部の開口部を備え、第２処理用部２０が、環状体であり、第２処理用面２がホルダ２１に対して摺動して第１処理用面１に接近離反するものであり、第２処理用部２０が受圧面を備え、受圧面は、流体圧付与機構ｐが被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面１ から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、上記受圧面の少なくとも一部は、第２処理用面２にて構成され、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に圧力が付与された一方の被処理流動体が通されると共に、他の一方の被処理流動体が、両処理用面１，２間に供給されることにより、両被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過し、通過中の被処理流動体が混合させることで、被処理流動体間における、所望の反応を促進させるものであり、接面圧力付与機構４の接面圧力と、流体圧付与機構ｐが付与する流体圧力の両処理用面１，２間を離反させる力との均衡によって、上記の所定膜厚の流体膜を発生させる微小間隔を両処理用面１，２間に保つものを採用することができる。
【０１２３】
この処理装置において、第２導入部も、第１導入部に接続されたのと同様の、別途の流体圧付与機構に接続されて、加圧されるものとしても実施できる。また、第２導入部から導入される被処理流動体は、別途の流体圧付与機構にて加圧されるのではなく、第１導入部にて導入される被処理流動体の流圧にて第２導入部内に生じる負圧により、両処理用面１，２間に吸引されて供給されるものとしても実施できる。更に、当該他方の被処理流動体は、第２導入部内を、自重にて移動即ち上方より下方に流れて、処理用面１，２間に供給されるものとしても実施できる。
上記のように、一方の被処理流動体の装置内への供給口となる第１導入部の開口部を第２ホルダに設けるものに限定するものではなく、第１導入部の当該開口部を第１ホルダに設けるものとしてもよい。また、第１導入部の当該開口部を、両処理用面の少なくとも一方に形成して実施することもできる。但し、反応によって、先に処理用面１，２間に導入しておく必要のある被処理流動体を、第１導入部から供給する必要がある場合において、他方の被処理流動体の装置内への供給口となる第２導入部の開口部は、何れかの処理用面において、上記第１導入部の開口部よりも、下流側に配置する必要がある。
【０１２４】
更に、本願発明の実施に用いる処理装置として、次のものを採用することができる。
この処理装置は、反応させる２種以上の被処理流動体を別々に導入する複数の導入部と、当該２種以上の被処理流動体の少なくとも一つに圧力を付与する流体圧付与機構ｐと、この被処理流動体が流される密封された流体流路に設けられた第１処理用部１０と第１処理用部１０に対して相対的に接近離反可能な第２処理用部２０の少なくとも２つの処理用部と、これらの処理用部１０，２０において互いに対向する位置に設けられた第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの処理用面１，２と、第１処理用部１０と第２処理用部２０とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、両処理用面１，２間にて、被処理流動体間の反応処理を行うものであって、第１処理用部１０と第２処理用部２０のうち少なくとも第２処理用部２０は、受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が第２処理用面２により構成され、受圧面は、流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面１から第２処理用面２を離反させる方向に移動させる力を発生させ、更に、第２処理用部２０は、第２処理用面２と反対側を向く近接用調整面２４を備えるものであり、近接用調整面２４は、被処理流体に掛けた所定の圧力を受けて第１処理用面１に第２処理用面２を接近させる方向に移動させる力を発生させ、上記近接用調整面２４の接近離反方向の投影面積と、上記受圧面の接近離反方向の投影面積との面積比により、被処理流動体から受ける全圧力の合力として、第１処理用面１に対する第２処理用面２の離反方向へ移動する力が決まるものであり、接近離反可能且つ相対的に回転する第１処理用面１と第２処理用面２との間に圧力が付与された被処理流動体が通され、当該被処理流動体に反応させる他の被処理流動体が両処理用面間において混合され、混合された被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面１，２間を通過することで、処理用面間の通過中に所望の反応生成物を得るものである。
【０１２５】
また、本願発明に係る処理方法について纏めると、この処理方法は、第１の被処理流動体に所定の圧力を付与し、この所定の圧力を受けた被処理流動体が流される密封された流体流路へ、第１処理用面１及び第２処理用面２の少なくとも２つの相対的に接近離反可能な処理用面を接続し、両処理用面１，２を接近させる接面圧力を付与し、第１処理用面１と第２処理用面２とを相対的に回転させ且つこれらの処理用面１，２間に被処理流動体を導入するものであり、当該被処理流動体と反応する第２の被処理流動体を上記と別途の流路により、上記処理用面１，２間に導入し、両被処理流動体を反応させるものであり、少なくとも第１の被処理流動体に付与した上記の所定の圧力を両処理用面１，２ を離反させる離反力とし、当該離反力と上記接面圧力とを、処理用面１，２間の被処理流動体を介して均衡させることにより、両処理用面１，２間を所定の微小間隔に維持し、被処理流動体を所定の厚みの流体膜として両処理用面１，２間を通過させて、この通過中に両被処理流動体の反応を均一に行い、析出を伴う反応の場合にあっては所望の反応生成物を晶出または析出させるものである。
【０１２６】
以下、本願発明のその他の実施形態について説明する。図２５は近接・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間で反応物を反応させる反応装置の略断面図である。図２６の（Ａ）は図２５に示す装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は図２５に示す装置の処理用面の要部拡大図である。図２７の（Ａ）は第２導入路の断面図であり、（Ｂ）は第２導入路を説明するための処理用面の要部拡大図である。
図２５においてＵは上方を、Ｓは下方をそれぞれ示している。
図２６（Ａ）、図２７（Ｂ）においてＲは回転方向を示している。
図２７（Ｂ）においてＣは遠心力方向（半径方向）を示している。
【０１２７】
この装置は、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については反応物を少なくとも１種類含むものであり、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の反応物を反応させる装置である。
【０１２８】
図２５に示す通り、この装置は、第１ホルダ１１と第１ホルダ１１の上方に配置された第２ホルダ２１と共に流体圧付与機構Ｐと接面圧付与機構とを備える。接面圧力付与機構は、スプリング４３と、エア導入部４４とにて構成されている。
第１ホルダ１１には第１処理用部１０と回転軸５０が設けられている。第１処理用部１０はメインティングリングと呼ばれる環状体であり鏡面加工された第１処理用面１を備える。回転軸５０は第１ホルダ１１の中心にボルトなどの固定具８１にて固定されたものであり、その後端が電動機などの回転駆動装置８２（回転駆動機構）と接続され、回転駆動装置８２の駆動力を第１ホルダ1に伝えて当該第１ホルダ１１を回転させる。第１処理用部１０は上記第１ホルダ１１と一体となって回転する。
【０１２９】
第１ホルダ１１の上部には、第１処理用部１０を受容する事が可能な受容部が設けられており、当該受容部内にはめ込む事にて、第１ホルダ１１への第１処理用部１０の上記取り付けが行われている。さらに第１処理用部１０は回り止めピン８３にて第１ホルダ１１に対して回転しないように固定されている。ただし、回り止めピン８３に代え、焼き嵌めなどの方法にて回転しないように固定するものとしても良い。
上記の第１処理用面１は、第１ホルダ１１から露出して、第２ホルダ２１を臨む。第１処理用面の材質は、セラミックや焼結金属、対磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、鍍金などを施工したものを採用する。
【０１３０】
第２ホルダ２１には、第２処理用部２０と、処理用部内側より流体が導入する第１導入部ｄ１と、接面圧力付与機構としてスプリング４３と、エア導入部４４とが設けられている。
【０１３１】
第２処理用部２０は、コンプレッションリングと呼ばれる環状体であり、鏡面加工された第２処理用面２と、第２処理用面２の内側に位置して当該第２処理用面２に隣接する受圧面２３（以下離反用調整面２３と呼ぶ。）とを備える。図示の通り、この離反用調整面２３は、傾斜面である。第２処理用面２に施す鏡面加工は、第１処理用面１と同様の方法を採用する。また、第２処理用部２０の素材についても、第１処理用部１０と同様のものを採用する。離反用調整面２３は、環状の第２処理用部２０の内周面２５と隣接する。
【０１３２】
第２ホルダ２１の底部（下部）には、リング収容部４１が形成され、そのリング収容部４１内に、Ｏリングと共に第２処理用部２０が受容されている。また、回り止め８４にて、第２処理用部２０は、第２ホルダ２１に対して回転しないよう、受容されている。上記の第２処理用面２は、第２ホルダ２１から露出する。この状態において、第２処理用面２は、第１処理用部１０の第１処理用面１と対面する。
この第２ホルダ２１が備えるリング収容部４１は、第２リング２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、環状に形成された、溝である。
リング収容部４１は、第２リング２０の寸法より大きく形成され、第２リング２０との間に十分なクリアランスを持って、第２リング２０を収容する。
【０１３３】
このクリアランスにより、当該第２処理用部２０はこのリング収容部４１内にて収容部４１の軸方向について、さらに、当該軸方向と交差する方向について変位する事ができるように収容されている。またリング収容部４１に対して第２処理用部２０の中心線（軸方向）を上記リング収容部４１の軸方向と平行ではなくなるように変位可能に当該第２処理用部２０は収容されている。
少なくとも第２ホルダ２１のリング収容部４１には処理用部付勢部としスプリング４３が設けられている。スプリング４３は第２処理用部２０を第１処理用部１０に向けて付勢する。さらに他の付勢方法として、空気導入部４４などの空気圧またはその他の流体圧を供給する加圧手段を用いて第２ホルダ２１が保持する第２処理用部２０を第１処理用部１０へ近づける方向に付勢する方法でもよい。
スプリング４３及び空気導入部４４などの接面圧付与機構は第２処理用部２０の周方向の各位置（処理用面の各位置）を均等に、第１処理用部１０へ向けて付勢する。
この第２ホルダ２１の中央に上記の第１導入部ｄ１が設けられ、第１導入部ｄ１から処理用部外周側へ圧送されてくる流体は、まず当該第２ホルダ２１が保持する第２処理用部２０と第１処理用部１０と当該第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１とに囲まれた空間内に導かれる。そして第１処理用部１０から第２処理用部２０を付勢部の付勢に抗して離反させる方向に、第２処理用部２０に設けられた受圧面２３に流体圧付与機構Ｐによる上記流体の送圧（供給圧）を受ける。
なお、他の箇所においては説明を簡略にするため、受圧面２３についてのみ説明をしているが、正確に言えば、図２９（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記の受圧面２３と共に、後述する溝状の凹部１３の第２処理用部２０に対する軸方向投影面のうちで、上記受圧面２３が設けられていない部分２３Ｘも受圧面として、流体圧付与機構Ｐによる上記流体の送圧（供給圧）を受ける。
【０１３４】
上記受圧面２３を設けずに実施する事もできる。その場合、図２６（Ａ）に示されたように、接面圧力付与機構が機能するように形成された溝状の凹部１３を備えた第１処理用面１が回転する事によって得られる処理用面間への被処理流体の導入効果（マイクロポンプ効果）を用いても良い。ここでのマイクロポンプ効果とは第１処理用面１が回転する事で凹部内の流体が凹部の外周方向先端へと速度を持って進み、次に凹部１３の先端に送り込まれた流体がさらに凹部１３の内周方向からの圧力を受け、最終的に処理用面を離反させる方向への圧力となり、同時に流体が処理用面間に導入される効果である。さらに回転していない場合であっても第１処理用面１に設けられた凹部１３内の流体が受けた圧力は最終的に離反側に作用する受圧面として第２処理用面２に作用する。
処理用面に設けられた凹部１３については、反応物及び生成物を含む流体の物性に対応してその深さ、処理用面に対して水平方向への総面積、本数、及び形状を実施できる。
なお、上記受圧面２３と上記凹部１３とを一装置内に共に設けても実施できる。
【０１３５】
この凹部１３の深さについては1μm〜50μｍ、さらに好ましくは3μmから20μｍとし、さらの前記処理用面に設けられた凹部であって、処理用面に対して水平方向への総面積が処理用面全体に対して5%〜50％、好ましくは15%〜25％とし、さらに前記処理用面に設けられた凹部であって、その本数が3〜50本、好ましくは8〜24本とし、形状が処理用面上をカーブ、もしくは渦巻状で伸びるもの、またはL字状に屈曲するものと、さらに深さに勾配を持たせる事で高粘度域から低粘度域まで、またマイクロポンプ効果を用いて導入する流体が固体を含む場合にも安定的に処理用面間に流体を導入できる。また、処理用面に設けられた凹部は導入側つまり処理用面内側で各凹部同士がつながっていても良いし、分断されていても良い。
【０１３６】
上記のように受圧面２３は傾斜面とされている。この傾斜面（受圧面２３）は、被処理流体の流れ方向を基準とした上流側端部での、凹部１３が設けられた処理用部の処理用面に対する軸方向における距離が、下流側端部での同距離に比べて大きくなるように形成される。そしてこの傾斜面は、被処理流体の流れ方向を基準とした下流側端部が上記凹部１３の軸方向投影面上に設置されたものとすることが好ましい。
【０１３７】
具体的には図２８（Ａ）に示すように、上記傾斜面（受圧面２３）の下流側端部６０が上記凹部１３の軸方向投影面上となるように設置する。上記傾斜面の第２処理用面２に対する角度θ１は０．１°から８５°の範囲である事が好ましく、１０°から５５°の範囲がより好ましく、１５°から４５°の範囲がさらに好ましい。この角度θ１は、被処理物の処理前の性状によって適宜変更できる。また、上記傾斜面の下流側端部６０は、第１処理用面１に設けられた凹部１３の上流側端部１３−bから下流側に０．０１ｍｍ離れた位置より、下流側端部１３−cから上流側に０．５ｍｍ離れた位置までの領域内に設けられる。より好ましくは、上流側端部１３−bから下流側に０．０５ｍｍ離れた位置より、下流側端部１３−cから上流側に１．０ｍｍ離れた位置までの領域内に設けられる。上記傾斜面の角度と同様、この下流側端部６０の位置についても、被処理物の性状に応じて適宜変更できる。また、図２８（Ｂ）に示すように、傾斜面（受圧面２３）をアール面としても実施できる。これにより、被処理物の導入をさらに均一に行うことができる。
【０１３８】
凹部１３は上記のように連続したものの他、断続するものであっても実施可能である。断続する場合にあっては、断続する凹部１３の、第１処理用面１の最も内周側における上流側端部が上記１３−bとなり、同じく第１処理用面１の最も外周側における上流側端部が上記１３−cとなる。
【０１３９】
また、上記では凹部１３を第１処理用面１に形成するものとし、受圧面２３を第２処理用面２に形成するものとしたが、逆に、凹部１３を、第２処理用面２に形成するものとし、受圧面２３を第１処理用面１に形成するものとしても実施可能である。
【０１４０】
更には、凹部１３を第１処理用面１と第２処理用面２の両方に形成し、凹部１３と受圧面２３を各処理用面１，２の周方向に交互に設けることによって、第１処理用面１に形成した凹部１３と第２処理用面２に形成した受圧面２３とが対向し、同時に、第１処理用面１に形成した受圧面２３と第２処理用面２に形成した凹部１３とが対向するものとすることも可能である。
【０１４１】
処理用面に、凹部１３とは異なる溝を施す事もできる。具体的な例としては図１６（Ｆ）や図１６（Ｇ）のように凹部１３よりも径方向外側（図１６（Ｆ））もしくは径方向内側（図１６（Ｇ））に、放射状に伸びる新規な凹部１４を施す事ができる。これは、処理用面間の滞留時間を延ばしたい場合や、高粘稠物の流体を処理する場合に有利である。
尚、凹部１３とは異なる溝については、形状、面積、本数、深さに関しては特に限定されない。目的に応じて当該溝を施す事ができる。
【０１４２】
上記の第２処理用部２０には上記処理用面に導入された流体の流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部ｄ２０を備える第２導入部ｄ２が形成されている。
具体的には、第２導入部ｄ２は、図２７（Ａ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、第２処理用面２に対して所定の仰角（θ１）で傾斜している。この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
また、図２７（Ｂ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、上記の第２処理用面２に沿う平面において、方向性を有するものである。この第２流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部ｄ２０を通る半径方向であって外方向の線分を基準線ｇとして、この基準線ｇから回転方向Ｒへの所定の角度（θ２）を有するものである。
この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
また、角度（θ２）についても、０度を超えて９０度未満に設定されており、図２７（Ｂ）の網かけ部分に向けて開口部ｄ２０から吐出される。さらに反応速度が速い反応の場合には、当該角度（θ２）は小さいものであってもよく、反応速度が遅い場合には、当該角度（θ２）も大きく設定することが好ましい。また、この角度は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
【０１４３】
開口部ｄ２０の口径は、好ましくは0.2μm〜3000μｍ、より好ましくは10μm〜1000μmとする。また、開口部ｄ２０の口径は比較的大きくとも、第２導入部ｄ２の径が0.2μm〜3000μｍ、より好ましくは10μm〜1000μmとされており、実質的には、開口部ｄ２０の径が流体の流れに影響を及ばさない場合には、第２導入部ｄ２の径が当該範囲内に設定されればよい。また、直進性を求める場合と、拡散性を求める場合とで、開口部ｄ２０の形状などを変化することも好ましく、これらは流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。
【０１４４】
さらに、前記別流路における開口部ｄ２０は、第１処理用面１に設けられた凹部からマイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側に設置すればよい。つまり図２６（Ｂ）において、第１処理用面１に設けられた凹部の最も処理用面径方向外側から径方向外側への距離nを0.5 mm以上とするのが好ましい。さらに開口部を同じ流体に対して複数個設ける場合には同心円上に設置するのが好ましい。また、開口部を異なる流体に対して複数個設ける場合には半径の異なる同心円上に設置するのが好ましい。(1) A＋B→C (2) C＋D→Eのような反応が順番どおり実行され、A+B+C→F のような本来同時反応すべきでは無い反応や反応物が効率よく接触せず、反応が実行されないというような問題を回避するのに効果的である。
また上記処理用部を流体中に浸し、上記処理用面間にて反応させて得られた流体を直接処理用部の外部にある液体、もしくは空気以外の気体に投入して実施できる。
さらに処理用面間もしくは処理用面から吐出された直後の被処理物に超音波エネルギーを付加する事もできる。
【０１４５】
次に、上記第１処理用面１と第２処理用面２との間、つまり処理用面間に温度差を生じさせるために、第１処理用部１０及び第２処理用部２０の少なくとも一つに温調機構（温度調整機構）Ｊ１，Ｊ２を設けた場合について説明する。
この温調機構は特に限定されないが、冷却が目的の場合には処理用部１０，２０に冷却部を設ける。具体的には、温調用媒体としての氷水や各種の冷媒を通す配管、あるいはペルチェ素子などの、電気的もしくは化学的に冷却作用をなすことのできる冷却素子を処理用部１０，２０に取り付ける。
加熱が目的の場合には処理用部１０，２０に加熱部を設ける。具体的には、温調用媒体としてのスチームや各種の温媒を通す配管、あるいは電気ヒーターなどの、電気的もしくは化学的に発熱作用をなすことのできる発熱素子を処理用部１０，２０に取り付ける。
また、リング収容部に処理用部と直接接する事の出来る新たな温調用媒体用の収容部を設けても良い。それらにより、処理用部の熱伝導を用いて処理用面を温調する事ができる。また、処理用部１０，２０の中に冷却素子や発熱素子を埋め込んで通電させたり、冷温媒通過用通路を埋め込んでその通路に温調用媒体（冷温媒）を通す事で、内側より処理用面を温調する事もできる。なお、図２５に示した温調機構Ｊ１，Ｊ２は、その一例であって、各処理用部１０，２０の内部に設けられた温調用媒体を通す配管（ジャケット）である。
【０１４６】
上記温調機構Ｊ１，Ｊ２を利用して、一方の処理用面が他方の処理用面よりも温度が高いものとし、処理用面間に温度差を発生させる。例えば、第１処理用部１０を上記いずれかの方法で６０℃に加温し、第２処理用部２０を上記いずれかの方法で１５℃とする。この際、処理用面間に導入された流体の温度は第１処理用面１から第２処理用面２に向かって６０℃から１５℃に変化する。つまり、この処理用面間における流体に温度勾配が発生する。そして、処理用面間の流体はその温度勾配によって対流し始め、処理用面に対して垂直方向の流れが発生する事になる。なお、上記「垂直方向の流れ」とは、流れの方向成分に、少なくとも上記処理用面に対して垂直方向の成分が含まれるものを指す。
【０１４７】
第１処理用面１もしくは第２処理用面２が回転している場合にも、その処理用面に対して垂直方向の流れは継続されるので、処理用面が回転する事による処理用面間のスパイラル状で層流の流れに、垂直方向の流れを付加する事ができる。この処理用面間の温度差は１℃〜４００℃、好ましくは５℃〜１００℃で実施できる。
【０１４８】
尚、本装置における回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではない。例えば斜めに配置されていてもよい。処理中、両処理用面１，２間に形成される流体の薄膜により、実質的に重力の影響を排除できるからである。図２５（Ａ）に示す通り、第１導入部ｄ１は、第２ホルダ２１において、第２リング２０の軸心と一致し、上下に鉛直に伸びる。但し、第１導入部ｄ１は、第２リング２０の軸心と一致しているものに限定するものではなく、両リング１０，２０に囲まれた空間に、第１被処理流動体を供給できるものであれば、第２ホルダ２１の中央部分２２において、上記軸心以外の位置に設けられていてもよく、更に、鉛直でなく、斜めに伸びるものであってもよい。そのどの配置角度の場合であっても、処理用面間の温度勾配によって処理用面に対して垂直な流れを発生させる事を可能としている。
【０１４９】
上記処理用面間における流体の温度勾配において、その温度勾配が小さければ流体に熱伝導が行われるだけであるが、温度勾配がある臨界値を越えると、流体中にベナール対流という現象が発生する。その現象は、処理用面間の距離をL、重力の加速度をg、流体の体積熱膨張率をβ、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔTとするとき、
Ra＝L3・g・β・ΔT／（α・ν）
で定義される無次元数であるレイリー数Raによって支配される。ベナール対流が生じ始める臨界レイリー数は処理用面と被処理物流体との境界面の性質によって異なるが約1700とされている。それより大きな値ではベナール対流が発生する。さらに、そのレイリー数Raが1010付近より大きな値の条件となると流体は乱流状態となる。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、レイリー数Raが1700以上になるようにして本装置を調節する事で、処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生する事ができ、上記反応操作を実施できる。
【０１５０】
しかし上記ベナール対流は、1〜１０μm程度の処理用面間の距離においては発生しにくい。厳密には１０μｍ以下の間隔中の流体に上記レイリー数を適用し、ベナール対流発生条件を検討すると、水の場合でその温度差に数千℃以上を必要とする事になり、現実的には難しい。ベナール対流は流体の温度勾配における密度差による対流、つまり重力に関係する対流である。１０μｍ以下の処理用面の間は微小重力場である可能性が高く、そのような場所では浮力対流は抑制される。つまり、この装置で現実的にベナール対流が発生するのは、処理用面間の距離が１０μｍを超える場合である。
【０１５１】
処理用面間の距離が1〜１０μm程度では、密度差による対流ではなく、温度勾配による流体の表面張力差によって対流が発生している。そのような対流がマランゴニ対流であり、処理用面間の距離をL、流体の動粘性率をν、流体の温度伝導率をα、処理用面間の温度差をΔT、流体の密度をρ、表面張力の温度係数（表面張力の温度勾配）をσとするとき、
Ma＝σ・ΔT・L／（ρ・ν・α）
で定義される無次元数であるマランゴニ数によって支配される。マランゴニ対流が発生し始める臨界マランゴニ数は80付近であり、その値よりも大きな値となる条件ではマランゴニ対流が発生する。つまり、その処理用面間の温度差ΔTもしくは処理用面の距離Lを、マランゴニ数Ma が80以上になるようにして本装置を調節する事で、１０μm以下の微小流路であっても処理用面間に処理用面に対して垂直方向の流れを発生させる事ができ、上記反応操作を実施できる。
【０１５２】
レイリー数の計算には以下の式を用いた。
【数１】
L：処理用面間の距離[ｍ], β：体積熱膨張率[1/K], g：重力加速度[m/s2]
ν：動粘性率[m2/s], α：温度伝導率[(m2/s)], ΔT：処理用面間の温度差[K]
ρ：密度[kg/m3], Cp：定圧比熱[J/kg・K], k：熱伝導率[W/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K], T0:処理用面における低温側の温度[K]
【０１５３】
ベナール対流の発生し始めるときのレイリー数を臨界レイリー数RaCとした場合、そのときの温度差ΔTC1は以下のように求められる。
【数２】
【０１５４】
マランゴニ数の計算には以下の式を用いた。
【数３】
L：処理用面間の距離[ｍ], ν：動粘性率[m2/s], α：温度伝導率[(m2/s)]
ΔT：処理用面間の温度差[K], ρ：密度[kg/m3], Cp：定圧比熱[J/kg・K]
k：熱伝導率[W/m・K], σｔ：表面張力温度係数[N/m・K]
T1:処理用面における高温側の温度[K], T0:処理用面における低温側の温度[K]
【０１５５】
マランゴニ対流の発生し始めるマランゴニ数を臨界マランゴニ数MaCとした場合、そのときの温度差ΔTC2は以下のように求められる。
【数４】
【０１５６】
近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の材質は、特に制限されないが、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したもの等で作成することが出来る。
【０１５７】
本発明での、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間の距離は、０．１μｍ〜１００μｍであり、特に１〜１０μｍが好ましい。
【０１５８】
以下に、本発明の金属担持カーボンが生成する反応をより詳細に説明する。
【０１５９】
この反応は、図１（Ａ）に示す装置の、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間で強制的に均一混合しながら起こる。
【０１６０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてカーボンブラックを分散させて還元剤を添加した水溶液を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体膜を作る。
【０１６１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第２流体として、反応物である金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜に直接導入する。
【０１６２】
上記水溶液あるいはコロイド分散系に含まれる金属としては、白金、パラジウム、金、銀、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、チタン等が例示できるが、特に貴金属が好適である。
【０１６３】
上記のように、流体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１流体と第２流体とが瞬間的に混合され、カーボンブラックの表面に液相還元法によって金属微粒子を担持させた金属担持カーボンが生成する反応を行う事が出来る。
【０１６４】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各溶媒における第１、第２という表現は、複数存在する溶媒の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の溶媒も存在し得る。
【０１６５】
金属担持カーボン及び金属触媒の触媒担持量や均一性、さらに担持する金属の粒子径は、処理用部１０，２０の回転数や、上記各流体の供給圧力を変化させることにより、上記各流体の流速やレイノルズ数、または処理用面１，２間の距離を変え、また、上記各流体の濃度を変えることにより調節することができる。また、均一な金属担持カーボンが生成でき、担持した金属の粒子径を目的どおりに調節することができる。
【０１６６】
上記生成された金属担持カーボンは、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２によって生じる遠心力により処理装置から取り出されるため、大きな圧力は必要ない。また、このことにより処理装置が自己排出性を有し、これにより、生成物の詰まりも無く、また必要な生産量に応じて一般的なスケールアップ概念を用いて機体の大型化が可能である。
【０１６７】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば各導入部から、カーボンブラックを分散させた水溶液、還元剤を添加した水溶液、金属塩の水溶液あるいはコロイド分散系をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、金属担持カーボンが生成する反応をより精密に制御することができる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
【０１６８】
次に、本発明のフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが生成する反応をより詳細に説明する。本発明で用いるフラーレンとしては、代表的なものとしてC60 又は C70 がある。
【０１６９】
フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの析出反応は、図１（Ａ）に示す製造装置の、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面で強制的に均一混合しながら起こる。
【０１７０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、反応物であるフラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体膜を作る。
【０１７１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜に直接導入する。
【０１７２】
ここで、上記の第２溶媒に触媒を溶かした溶液を用いる際には、この溶液は特に限定されないが、Cu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用いる事により、触媒を担持させた、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造できる。
【０１７３】
また、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用いる事によっても、触媒を担持もしくはフラーレン結晶中に触媒を含む、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造できる。
【０１７４】
上記のように、流体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１溶媒を含む溶液と第２溶媒とが攪拌・混合され、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの析出反応を行う事が出来る。
【０１７５】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２溶媒を導入し、第２導入部ｄ２より第１溶媒を含む溶液を導入するものであっても良い。つまり、各溶媒における第１、第２という表現は、複数存在する溶媒の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の溶媒も存在し得る。
【０１７６】
得られるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの長さ及び太さの制御は、処理用部１０，２０の回転数や流速及び処理用面１，２間の距離や、触媒や原料濃度を変えることにより、調節することができる。
【０１７７】
また、得られた結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを構成するフラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体であっても良い。
【０１７８】
また、得られたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブは、閉じた形状を持っていても良いし、穴が開いた形状を持っていても良い。
【０１７９】
なお、上記の触媒担持について、より詳しくは、上記により生成されたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で加熱することによって行われる。具体的には、300℃から1000 ℃まで加熱される。
【０１８０】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば各導入部から、第１溶媒を含む溶液、第２溶媒、安定化剤・分散剤を含む溶液をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、析出反応をより精密に制御することができる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
【０１８１】
上記のようにして得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに、合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いて燃料電池の膜/電極接合体を提供することができる。
【０１８２】
次に、本発明のフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、水素発生装置を提供することもできる。
【０１８３】
上記製造装置の近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間に、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを生成させ、かつ、Cu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を担持させる。そして、この製造装置に、上記の触媒が担持もしくはフラーレン結晶中に触媒が含まれたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを付着させることにより得られる。そして、処理用面１，２の間に、液体燃料又は気体燃料を充填することにより、水素を発生させることができる。液体燃料としては、メタノールやボロハイドライド等を用いることができ、気体燃料としては、メタンやブタン等が用いることができる。
【０１８４】
本発明は、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを製造する反応をコントロールするのが易しい製造方法、製造装置、これを用いた水素発生装置を提供することが出来るので、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを安定的に製造することが出来、また、フラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを量産化することができ、産業上有用である。
【実施例】
【０１８５】
以下に、本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１８６】
尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、前述した、図１（Ａ）に示す処理装置の「第１導入部ｄ１から」という意味であり、第１流体は、前述の第１被処理流動体を指し、第２流体は、上述した、図１（Ａ）に示す処理装置の「第２導入部ｄ２から導入される、前述の第２被処理流動体を指す。
【０１８７】
（実施例１）
図１（Ａ）に示すように、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する反応装置を用いて、還元剤としてフルクトースを溶解し、さらにカーボンブラックを分散させた水溶液を薄膜中で金属化合物を含む水溶液と合流させ、薄膜中で均一混合しながら液相還元法によって、金属微粒子を担持させる。
【０１８８】
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．３０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数１０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１８９】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４８％であった。
【０１９０】
（実施例２）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．２０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数１０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９１】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４４％であった。
【０１９２】
（実施例３）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．２０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数２０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９３】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４０％であった。
【０１９４】
（実施例４）
中央から第１流体として２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥ Ｃ〕／エタノール／フルクトース水溶液を、供給圧力／背圧力＝０．１０ＭＰａ／０．０１ＭＰａ、回転数２０００ｒｐｍ、送液温度８０℃で送液しながら、第２流体として５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を１０ｍｌ／ｍｉｎで処理用面間に導入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。
【０１９５】
TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が１ｎｍ程度の白金微粒子が高分散に担持されている事を確認した。また、白金担持量は４０％であった。
【０１９６】
（比較例１）
２％カーボンブラック〔ライオン(株)製のケッチェンブラックＥＣ〕／エタノール／フルクトース水溶液１００gを、ビーカー内、溶液温度８０℃、300rpmで攪拌しながら５％ジニトロジアンミン硝酸白金溶液を２０g投入した。カーボンブラックの表面に担持された白金微粒子分散体が処理用面より吐出された。TEM観察より、カーボン粒子上に粒子径が５〜１５ｎｍ程度の白金微粒子が不均一に担持されている事を確認した。また、白金担持量は１２％であった。
【０１９７】
（実施例５）
図１に示す、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にイソプロピルアルコール(IPA)を投入し、別流路からトルエンに溶かされたフラーレン(C60)を処理用面１，２の間の薄膜流体に直接投入し、薄膜流体のまま、均一に攪拌・混合した。強制的に攪拌・混合された薄膜中での界面反応は非常に速く、大量生産が可能であった。
【０１９８】
（実施例６）
実施例５と同じフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置を用いて、イソプロピルアルコール(IPA)に代えて、イソプロピルアルコール(IPA)にPtCl4,Ru/PtCl4,の触媒を溶かしたものを用いて、実施例１と同様にして近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間で界面反応させる。得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300℃から1000 ℃まで加熱した。Pt,Ru/Pt,触媒が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを得ることができた。作られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブは高い表面積を有する。
【０１９９】
（実施例７）
実施例６で得られたPt,Pt/Ru が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブが付着した製造装置に、メタノールを充填した。温度を200-600℃に上げると、水素の気泡が発生した。
【０２００】
（実施例８）
実施例６で得られた Pt,Ru/Pt,触媒が担持されたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに高分子電解質と溶剤を加えてペーストを作成し、これをスクリーン印刷して乾燥させた。ここでは、高分子電解質としてナフィオン、溶剤としてエチレングリコールジメチルエーテル、ｎ−酢酸ブチルの有機溶剤を用いた。得られた被膜は、膜/電極接合体(MEA構造)として高分子電解質燃料電池の部材として利用することが出来た。
【符号の説明】
【０２０１】
１ 第１処理用面
２ 第２処理用面
１０ 第１処理用部
１１ 第１ホルダ
２０ 第２処理用部
２１ 第２ホルダ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項２】
前記のフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒に触媒となり得る金属の前駆体を１種若しくは１種以上溶かした溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、請求項１に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項３】
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、請求項１に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載された製造方法で得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、若しくは、
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することにより得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、又は、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒にCu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用い、得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300 ℃から1000 ℃まで加熱して、このフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに触媒担持させるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法により得られた、触媒担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを、
合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いた燃料電池の膜/電極接合体。
【請求項５】
フラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体である、請求項１記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項６】
閉じた形状もしくは穴が開いた形状を持つ事を特徴とする、請求項１記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項７】
上記の反応は、
被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、
第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、
上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、
上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、
上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、
上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、
上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、
この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、
接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、
さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする、請求項１〜６に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項８】
近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面からなり、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置。
【請求項１】
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することを特徴とする、フラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項２】
前記のフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒に触媒となり得る金属の前駆体を１種若しくは１種以上溶かした溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、請求項１に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項３】
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液にフラーレンの白金誘導体を添加して得られる溶液を用い、触媒を担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むことを特徴とする、請求項１に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３に記載された製造方法で得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、若しくは、
フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合することにより得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブ、又は、前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒にCu/ZnO/Al2O3,PtCl4,Cu,Ru/PtCl4,Ru,Pt から選ばれる１種若しくは１種以上の触媒を溶かした溶液を用い、得られたフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを真空加熱炉で300 ℃から1000 ℃まで加熱して、このフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブに触媒担持させるフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法により得られた、触媒担持もしくは触媒をフラーレン結晶中に含むフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブを、
合成樹脂と溶剤とを混合して成型し、得られるフィルムを用いた燃料電池の膜/電極接合体。
【請求項５】
フラーレン分子が、金属内包フラーレン又はフラーレン誘導体である、請求項１記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項６】
閉じた形状もしくは穴が開いた形状を持つ事を特徴とする、請求項１記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項７】
上記の反応は、
被処理流動体に所定の圧力を付与する流体圧付与機構と、
第１処理用部、及び、この第１処理用部に対して相対的に接近・離反可能な第２処理用部の、少なくとも２つの処理用部と、
上記の第１処理用部と第２処理用部とを相対的に回転させる回転駆動機構とを備え、
上記の各処理用部において互いに対向する位置に、第１処理用面及び第２処理用面の少なくとも２つの処理用面が設けられており、
上記の各処理用面は、上記所定圧力の被処理流動体が流される、密封された流路の一部を構成するものであり、
上記の両処理用面間にて、少なくともいずれかに反応物を含む、２種以上の被処理流動体を均一に混合し積極的に反応させるものであり、
上記第１処理用部と第２処理用部のうち、少なくとも第２処理用部は受圧面を備えるものであり、且つ、この受圧面の少なくとも一部が上記の第２処理用面により構成され、
この受圧面は、上記の流体圧付与機構が被処理流動体に付与する圧力を受けて第１処理用面から第２処理用面を離反させる方向に移動させる力を発生させ、
接近・離反可能、且つ相対的に回転する第１処理用面と第２処理用面との間に上記所定圧力の被処理流動体が通されることにより、上記被処理流動体が所定膜厚の流体膜を形成しながら両処理用面間を通過し、
さらに上記所定圧力の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
上記第１処理用面と第２処理用面の少なくとも何れかに、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
上記導入路から送られてきた少なくとも一つの被処理流動体を、上記両処理用面間に導入して、少なくとも上記の各被処理流動体のいずれかに含まれる上記の反応物と、前記被処理流動体とは異なる被処理流動体とが、上記流体膜内での均一攪拌による混合により所望の反応状態を可能なものとすることを特徴とする、請求項１〜６に記載のフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造方法。
【請求項８】
近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面からなり、フラーレンを溶解している第１溶媒を含む溶液と前記第１溶媒よりもフラーレンの溶解度が小さな第２溶媒を、近接・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間にできる薄膜流体中で、均一に攪拌・混合する方法を用いたフラーレン分子からなる結晶及びフラーレンナノウィスカー・ナノファイバーナノチューブの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２００９−１４３８０３（Ｐ２００９−１４３８０３Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６０５９（Ｐ２００９−１６０５９）
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【分割の表示】特願２００９−５０３３４６（Ｐ２００９−５０３３４６）の分割
【原出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（５９５１１１８０４）エム・テクニック株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２８日（２００９．１．２８）
【分割の表示】特願２００９−５０３３４６（Ｐ２００９−５０３３４６）の分割
【原出願日】平成２０年７月４日（２００８．７．４）
【出願人】（５９５１１１８０４）エム・テクニック株式会社 (38)
【Ｆターム（参考）】
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