マイクロリアクター
【課題】複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成できるようにすることにある。
【解決手段】主流用流路１と、複数本の副流用流路２Ａ，２Ｂと、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部７ａ、７ｂが前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部７ｃが前記主流用流路に連通する副流合体用流路７と、を具えてなるマイクロリアクターである。
【解決手段】主流用流路１と、複数本の副流用流路２Ａ，２Ｂと、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部７ａ、７ｂが前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部７ｃが前記主流用流路に連通する副流合体用流路７と、を具えてなるマイクロリアクターである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ化学プロセスにおいて使用される微細流路構造を持つ「マイクロリアクター」や、さらにその機能を集積した「Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ」、マイクロ分析システムに使用される「μ−ＴＡＳ(Micro Total Analysis Systemの略)」の機能に関し、特には、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを任意の断面形状で生成する「マイクロリアクター」、「μ−ＴＡＳ」、「Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ」に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬品や化粧品、さらには食品の分野においては近年、マイクロリアクター等を利用して単成分の微液滴やマイクロカプセルを生成する研究が進められており、このようにマイクロリアクター等を利用して単成分の微液滴やマイクロカプセルを生成する方法としては、例えば「交差流路を用いる方法」（特許文献１参照）や「微小孔噴出方法」等が提案されている。
【０００３】
交差流路を用いる方法としては例えば、図１３（ａ）に示す如き、Ｔ字型交差流路を用いるものや、図１３（ｂ）に示す如き、Ｙ字型交差流路を用いるもの、そして図１３（ｃ）に示す如き、フォーク状交差流路を用いるものが知られており、Ｔ字型交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とがＴ字型に交差した流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するものである。
【０００４】
また、Ｙ字型交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とがＹ字型に交差した流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、Ｔ字型と比較すると微液滴形状の安定性が低い。
【０００５】
さらに、フォーク状交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とが三股のフォーク状に交差した流路を形成し、両外側の主流用流路１に主流３を通すとともに中央の副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、Ｙ字型と比較すると微液滴形状の安定性が改善されている。
【０００６】
一方、微小孔噴出方法は、例えば図１４に示す如き、主流用流路１と副流用流路２とが並行していて、主流用流路１に副流用流路２の端部が微小孔６を介して連通した構造の流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、微小孔６から主流３内に噴出する副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、微小孔６を多数設けることで微液滴やマイクロカプセルを量産することができる。
【特許文献１】特開２００６−０５１４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこれら「交差流路を用いる方法」や「微小孔噴出方法」では単成分の微液滴しか生成できず、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成する方法は未だ提案されていない。
【０００８】
複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成することが可能になれば、微液滴やマイクロカプセルの機能（例えばＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）の徐効性や複合機能等）を飛躍的に向上させることが可能であり、将来、薬品、化粧品、食品等の分野で不可欠な技術となると予測される。
【０００９】
それゆえこの発明は、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成することが可能なマイクロリアクターの構造を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記課題を有利に解決するものであり、この発明のマイクロリアクターは、主流用流路と、複数本の副流用流路と、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通する副流合体用流路と、を具えてなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
かかる構成にあっては、副流合体用流路の少なくとも一端部の開口部を含む複数の開口部を介して複数本の副流用流路から副流合体用流路に流入した複数成分の副流が、それらの開口部の配置に応じた構成や構造で合体して副流合体用流路の他端部から主流用通路の主流内に流入し、主流で断続的に引きちぎられることで、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルが生成される。
【００１２】
従ってこの発明のマイクロリアクターによれば、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で生成することができるとともに、その副流合体用流路を多数設けることで容易に、上記複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図中符号１は主流用流路、２Ａ，２Ｂは副流用流路、３は主流、４Ａ，４Ｂは副流、５は微液滴をそれぞれ示す。
【００１４】
この実施形態のマイクロリアクターは、ＳＢＳ（サイドバイサイド）型の微液滴を生成するためのもので、互いに重ねられて固定されたベースプレートＰ１，オリフィスプレートＰ２，スペーサープレートＰ３，カバープレートＰ４の四枚のプレートを具えており、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の図では上面に図では紙面と直角方向に互いに並行して延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２で蓋をされた二本の溝によって二本の副流用流路２Ａ，２Ｂが設けられている。
【００１５】
オリフィスプレートＰ２には、そのオリフィスプレートＰ２の図１（ａ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、図１（ａ）では紙面と直角方向に並んだ複数本（図では四本）の副流合体用流路７が設けられ、ここで、各副流合体用流路７の下端部は二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに跨るように拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに横並びに位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ａ，７ｂを有している。
【００１６】
スペーサープレートＰ３には、図１（ａ）では紙面と直角方向の中央部に図１（ａ）では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２とカバープレートＰ４とにより上下を蓋された空間により一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。
【００１７】
かかる実施形態のマイクロリアクターにあっては、図中矢印で示すように、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの端部にそれぞれ設けられた副流入口２ａ，２ｂから互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂが二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに流入すると、それらの副流４Ａ，４Ｂが副流用流路２Ａ，２Ｂから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ａ，７ｂを介して流入し合体して平行流となり、各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図１（ｃ）に示すように、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５が生成される。なお、ここでは副流合体用流路７が複数本（図では四本）並んでいるので、同時に複数個（図示例では四個）ずつ微液滴５が生成される。
【００１８】
従って、この実施形態のマイクロリアクターによれば、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５を多量に生成することができる。
【００１９】
図２（ａ）は、上記実施形態の一変形例を示す縦断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００２０】
この変形例のマイクロリアクターは、副流用流路２Ａ，２Ｂが交互に四本ずつ設けられて、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの組が七組作られ、各組に対して五本または四本ずつ副流合体用流路７が設けられることで、合計三十二本の副流合体用流路７が並べられて設けられている点のみ先の実施形態と異なっており、他の点では同様に構成されている。
【００２１】
この変形例のマイクロリアクターによれば、図２（ｃ）に示すように、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５が三十二個同時に生成されるので、微液滴５をより多量に生成することができる。
【００２２】
図３（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの他の一実施形態を示す縦断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００２３】
この実施形態のマイクロリアクターは、ＳＣ（シース／コア）型の微液滴を生成するためのもので、互いに重ねられて固定されたベースプレートＰ１，二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂ，スペーサープレートＰ３，カバープレートＰ４の五枚のプレートを具えており、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の図では上面に図では左端から中央部にかけて延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２Ｂで蓋をされた溝によって扇状に広がる副流用流路２Ｂおよび矩形の副流溜め部２Ｃが設けられている。
【００２４】
二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂのうち下側のオリフィスプレートＰ２Ｂには、そのオリフィスプレートＰ２Ｂの図３（ａ）では上面に同図では右端から中央部にかけて延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２Ａで蓋をされた溝によって扇状に広がる副流用流路２Ａおよび矩形の副流溜め部２Ｄが設けられている。また、このオリフィスプレートＰ２Ｂには、そのオリフィスプレートＰ２Ｂを図３（ａ）では上下方向に貫通する貫通孔によって、各々ベースプレートＰ１の副流溜め部２Ｃに開口する下端部と当該オリフィスプレートＰ２Ｂの副流溜め部２Ｄに開口する上端部とを有して当該オリフィスプレートＰ２Ｂの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の連通路２Ｅが設けられており、各連通路２Ｅの上端部は縮径されている。
【００２５】
二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂのうち上側のオリフィスプレートＰ２Ａには、そのオリフィスプレートＰ２Ａの図３（ａ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、当該オリフィスプレートＰ２Ａの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の副流合体用流路７が設けられ、これらの副流合体用流路７は、図３（ｄ）にその一本分を示すように、オリフィスプレートＰ２Ｂの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の連通路２Ｅと、図３（ａ）では上下方向にそれぞれ整列して互いに同心に位置している。そして、各副流合体用流路７の下端部は拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに同心に位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ｄ，７ｅを有している。
【００２６】
スペーサープレートＰ３には、図３（ａ）では紙面と直角方向の中央部に図３（ａ）では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２ＡとカバープレートＰ４とにより上下を蓋された空間により一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。
【００２７】
かかる実施形態のマイクロリアクターにあっては、図中矢印で示すように、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの端部にそれぞれ設けられた副流入口から互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂが二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに流入すると、副流４Ａが副流用流路２Ａを経て副流溜め部２Ｄから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｄを介して流入し、同時に副流４Ｂが副流用流路２Ｂを経て副流溜め部２Ｃから各連通路２Ｅを通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し合体して同心流となり、各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図３（ｆ）に示すように、二成分で構成されるＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルが生成される。なお、ここでは副流合体用流路７が複数本（図では十二本）並んでいるので、同時に複数個（図示例では十二個）ずつ微液滴５やマイクロカプセルが生成される。
【００２８】
従って、この実施形態のマイクロリアクターによれば、二成分で構成されるＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【００２９】
図３（ｅ）は、上記実施形態の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図であり、この変形例では、オリフィスプレートＰ２Ｂの各連通路２Ｅの上端部にパイプ８が設けられて、そのパイプ８が各副流合体用流路７の上端部７ｃ付近まで、同図では上下方向に延在しており、このパイプ８により副流Ｂを、各副流合体用流路７の上端部７ｃ付近まで誘導することができるので、より正確な断面積比で副流４Ａと副流４Ｂとを同心円状にして主流３内に吐出させることができる。
【００３０】
図４（ａ）は、上記実施形態の他の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図であり、この変形例のマイクロリアクターは、ＳＳＣ（シース／シース／コア）型の微液滴を生成するためのもので、三枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ２Ｃを具える点が先の変形例と異なっており、他の点は同様に構成されている。ここで、オリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂは、図３（ａ）に示すものと同様に構成され、一番下のオリフィスプレートＰ２Ｃは、図３（ｅ）に示すオリフィスプレートＰ２Ｂと同様に各連通路２Ｆの上端部にパイプ８が設けられている。
【００３１】
かかる変形例のマイクロリアクターにあっては、三本の副流用流路２Ａ，２Ｂ，２Ｃに互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂ，４Ｃが流入すると、副流４Ａが副流用流路２Ａから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｄを介して流入し、同時に副流４Ｂが副流用流路２Ｂから各連通路２Ｅを通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し合体して同心流となり、さらに副流４Ｃが副流用流路２Ｇから各連通路２Ｆおよび各パイプ８を通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し、先の同心流と合体して三重の同心流となり、それが各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図４（ｂ）に示すように、三成分で構成されるＳＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルが生成される。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｇ）は、この発明のマイクロリアクターで生成し得る各種微液滴またはマイクロカプセルを例示する断面図であり、図５（ａ）は、図１および図２に示すマイクロリアクターが生成するサイドバイサイド（ＳＢＳ）型の微液滴、図５（ｂ）は、図３に示すマイクロリアクターが生成するシース／コア（ＳＣ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｃ）は、図３に示すマイクロリアクターが副流４Ｂとして液体やゲルの代わりに気体を用いて生成する中空シース（ＦＳ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｄ）は、図４に示すマイクロリアクターが生成する三成分によるシース／シース／コア（ＳＳＣ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｅ）は、図３に示すマイクロリアクターが下端部の中心に位置する開口部７ｅとして円形以外（図示例では十字状）の断面形状の開口部を有して生成する異形コア型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｆ）は、図３に示すと同様のマイクロリアクターが各副流合体用流路７の下端部に位置する開口部７ｅとして複数の開口部を分散して有して生成する海島（ＳＩ）型の微液滴またはマイクロカプセル、そして図５（ｇ）は、図３に示すと同様のマイクロリアクターが各副流合体用流路７の下端部に位置する開口部７ｅとして複数のスリット状開口部を並べて有して生成する多重スリット型の微液滴である。
【００３３】
次に、図１に示す実施形態のマイクロリアクターの具体的構成を示す一実施例を、図６〜図１２に基づいて説明する。ここに、図６（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターを示す平面図および縦断面図、図７は、その実施例のマイクロリアクターの構成を示す分解斜視図であり、この実施例のマイクロリアクターは、各々ステンレス鋼製の厚板からなるベースプレートＰ１およびオリフィスプレートＰ２と、ステンレス鋼製の薄板からなるスペーサープレートＰ３と、ガラス板からなるカバープレートＰ４と、そのカバープレートＰ４を押さえるアルミニウム製の厚板からなる押さえプレートＰ５との五枚のプレートを具え、それらのプレートは、互いに重ねあわされて図示しない八本のボルトで互いに締結されている。
【００３４】
図８（ａ），（ｂ）は、上記ベースプレートＰ１を示す平面図および縦断面図、図８（ｃ），（ｄ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線にそれぞれ沿う断面図であり、この図８に示すように、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の上面に互いに並行して延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２で蓋をされる二本の溝によって二本の副流用流路２Ａ，２Ｂが設けられる他、主流用流路１の主流入口１ａおよび主流出口１ｂも設けられている。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ）は、上記オリフィスプレートＰ２を示す平面図および縦断面図、図９（ｃ），（ｄ）は、図９（ａ），（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面およびＢ部を拡大して示す断面図、図９（ｅ）は、図９（ｃ），（ｄ）に示す各副流合体用流路７の詳細図であり、この図９に示すように、オリフィスプレートＰ２には、そのオリフィスプレートＰ２の図９（ｂ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、オリフィスプレートＰ２の幅方向に並んだ複数本（図では七本）の副流合体用流路７が設けられ、ここで、各副流合体用流路７の下端部は二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに跨るように拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに横並びに位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ａ，７ｂを有している。またオリフィスプレートＰ２の、図９（ｂ）では上面には、スペーサープレートＰ３に設けられた後述の主流用流路１と重なって主流用流路１の下部を形成する、図では右下がりに僅かに深くなる浅い溝１と、ベースプレートＰ１の主流入口１ａおよび主流出口１ｂにそれぞれ連通する貫通孔１とが設けられており（便宜上それらも符号１で示す）、その溝１は、副流合体用流路７の上端部７ｃの位置で途切れて、その位置で主流用流路１の厚さをスペーサープレートＰ３の厚さまで薄くしている。
【００３６】
図１０は、上記スペーサープレートＰ３を示す平面図であり、この図１０に示すように、スペーサープレートＰ３には、その中央部に図１０では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２とカバープレートＰ４とにより上下を蓋される空間により、一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。なお、スペーサープレートＰ３の厚さは、例えば０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍのうちから選択することができる。
【００３７】
図１１は、上記カバープレートＰ４を示す平面図であり、この図１１に示すようにカバープレートＰ４は、主流用流路１を観察できるよう全体に透明とされていて、ボルト孔だけが設けられている。
【００３８】
図１２は、上記押さえプレートＰ５を示す平面図であり、この図１２に示すように押さえプレートＰ５は、主流用流路１を観察できるよう、概ね主流用流路１の全体に亘る抜き穴と、ボルト孔とが設けられている。
【００３９】
かかる構成を具えるこの実施例のマイクロリアクターによれば、先の図１に示す実施形態と同様にして、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５を多量に生成することができる。
【００４０】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば各副流合体用流路の本数や配置は、適宜変更することができる。また、異形コア型の微液滴のコアの断面形状は図示のものに限られず、例えばＹ字型、Ｔ字型、三角形、四角形等であっても良い。そして、この発明のマイクロリアクターの適用対象の流体は、液体に限られず、例えば先の中空シース型の液滴またはマイクロカプセルの場合のように気体（反応用ガスや不活性ガス等）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
かくしてこの発明のマイクロリアクターによれば、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で生成することができるとともに、その副流合体用流路を多数設けることで容易に、上記複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は、その実施形態のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図２】（ａ）は、上記実施形態の一変形例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、その変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの他の一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、（ａ）中の一本の副流合体用流路を示す縦断面図、（ｅ）は、上記実施形態の一変形例を示す、（ｄ）と同様の位置での断面図、（ｆ）は、上記実施形態およびその変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、上記実施形態の他の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図、（ｂ）は、その変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、この発明のマイクロリアクターで生成し得る各種微液滴またはマイクロカプセルを例示する断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図１に示す実施形態を具体的に構成したマイクロリアクターの一実施例を示す平面図および縦断面図である。
【図７】上記実施例のマイクロリアクターの構成を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターのベースプレートを示す平面図および縦断面図、（ｃ），（ｄ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線にそれぞれ沿う断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターのオリフィスプレートを示す平面図および縦断面図、（ｃ），（ｄ）は、（ａ），（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面およびＢ部を拡大して示す断面図、（ｅ）は、（ｃ），（ｄ）に示す各副流合体用流路の詳細図である。
【図１０】上記実施例のマイクロリアクターのスペーサープレートを示す平面図である。
【図１１】上記実施例のマイクロリアクターのカバープレートを示す平面図である。
【図１２】上記実施例のマイクロリアクターの押さえプレートを示す平面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来の微液滴を作る方法のうち、Ｔ字交差流路を用いる方法、Ｙ字交差流路を用いる方法、フォーク状交差流路を用いる方法をそれぞれ示す説明図である。
【図１４】は、従来の微液滴を作る方法のうち、微小孔噴出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 主流用流路
１ａ 主流入口
１ｂ 主流出口
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｇ 副流用流路
２ａ，２ｂ 副流入口
２Ｃ，２Ｄ 副流溜め部
２Ｅ，２Ｆ 連通路
３ 主流
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 副流
５ 微液滴
６
７ 副流合体用流路
７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅ 開口部
７ｃ 上端部
８ パイプ
Ｐ１ ベースプレート
Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ２Ｃ オリフィスプレート
Ｐ３ スペーサープレート
Ｐ４ カバープレート
Ｐ５ 押さえプレート
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ化学プロセスにおいて使用される微細流路構造を持つ「マイクロリアクター」や、さらにその機能を集積した「Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ」、マイクロ分析システムに使用される「μ−ＴＡＳ(Micro Total Analysis Systemの略)」の機能に関し、特には、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを任意の断面形状で生成する「マイクロリアクター」、「μ−ＴＡＳ」、「Ｌａｂ−ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ」に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
薬品や化粧品、さらには食品の分野においては近年、マイクロリアクター等を利用して単成分の微液滴やマイクロカプセルを生成する研究が進められており、このようにマイクロリアクター等を利用して単成分の微液滴やマイクロカプセルを生成する方法としては、例えば「交差流路を用いる方法」（特許文献１参照）や「微小孔噴出方法」等が提案されている。
【０００３】
交差流路を用いる方法としては例えば、図１３（ａ）に示す如き、Ｔ字型交差流路を用いるものや、図１３（ｂ）に示す如き、Ｙ字型交差流路を用いるもの、そして図１３（ｃ）に示す如き、フォーク状交差流路を用いるものが知られており、Ｔ字型交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とがＴ字型に交差した流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するものである。
【０００４】
また、Ｙ字型交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とがＹ字型に交差した流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、Ｔ字型と比較すると微液滴形状の安定性が低い。
【０００５】
さらに、フォーク状交差流路を用いる方法は、パイプまたは溝を利用して主流用流路１と副流用流路２とが三股のフォーク状に交差した流路を形成し、両外側の主流用流路１に主流３を通すとともに中央の副流用流路２に副流４を通して、副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、Ｙ字型と比較すると微液滴形状の安定性が改善されている。
【０００６】
一方、微小孔噴出方法は、例えば図１４に示す如き、主流用流路１と副流用流路２とが並行していて、主流用流路１に副流用流路２の端部が微小孔６を介して連通した構造の流路を形成し、主流用流路１に主流３を通すとともに副流用流路２に副流４を通して、微小孔６から主流３内に噴出する副流４を主流３で断続的に引きちぎるようにして微液滴５やマイクロカプセルを生成するもので、微小孔６を多数設けることで微液滴やマイクロカプセルを量産することができる。
【特許文献１】特開２００６−０５１４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながらこれら「交差流路を用いる方法」や「微小孔噴出方法」では単成分の微液滴しか生成できず、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成する方法は未だ提案されていない。
【０００８】
複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成することが可能になれば、微液滴やマイクロカプセルの機能（例えばＤＤＳ（ドラッグデリバリーシステム）の徐効性や複合機能等）を飛躍的に向上させることが可能であり、将来、薬品、化粧品、食品等の分野で不可欠な技術となると予測される。
【０００９】
それゆえこの発明は、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で多量に生成することが可能なマイクロリアクターの構造を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は、上記課題を有利に解決するものであり、この発明のマイクロリアクターは、主流用流路と、複数本の副流用流路と、少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通する副流合体用流路と、を具えてなるものである。
【発明の効果】
【００１１】
かかる構成にあっては、副流合体用流路の少なくとも一端部の開口部を含む複数の開口部を介して複数本の副流用流路から副流合体用流路に流入した複数成分の副流が、それらの開口部の配置に応じた構成や構造で合体して副流合体用流路の他端部から主流用通路の主流内に流入し、主流で断続的に引きちぎられることで、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルが生成される。
【００１２】
従ってこの発明のマイクロリアクターによれば、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で生成することができるとともに、その副流合体用流路を多数設けることで容易に、上記複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに、図１（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図中符号１は主流用流路、２Ａ，２Ｂは副流用流路、３は主流、４Ａ，４Ｂは副流、５は微液滴をそれぞれ示す。
【００１４】
この実施形態のマイクロリアクターは、ＳＢＳ（サイドバイサイド）型の微液滴を生成するためのもので、互いに重ねられて固定されたベースプレートＰ１，オリフィスプレートＰ２，スペーサープレートＰ３，カバープレートＰ４の四枚のプレートを具えており、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の図では上面に図では紙面と直角方向に互いに並行して延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２で蓋をされた二本の溝によって二本の副流用流路２Ａ，２Ｂが設けられている。
【００１５】
オリフィスプレートＰ２には、そのオリフィスプレートＰ２の図１（ａ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、図１（ａ）では紙面と直角方向に並んだ複数本（図では四本）の副流合体用流路７が設けられ、ここで、各副流合体用流路７の下端部は二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに跨るように拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに横並びに位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ａ，７ｂを有している。
【００１６】
スペーサープレートＰ３には、図１（ａ）では紙面と直角方向の中央部に図１（ａ）では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２とカバープレートＰ４とにより上下を蓋された空間により一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。
【００１７】
かかる実施形態のマイクロリアクターにあっては、図中矢印で示すように、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの端部にそれぞれ設けられた副流入口２ａ，２ｂから互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂが二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに流入すると、それらの副流４Ａ，４Ｂが副流用流路２Ａ，２Ｂから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ａ，７ｂを介して流入し合体して平行流となり、各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図１（ｃ）に示すように、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５が生成される。なお、ここでは副流合体用流路７が複数本（図では四本）並んでいるので、同時に複数個（図示例では四個）ずつ微液滴５が生成される。
【００１８】
従って、この実施形態のマイクロリアクターによれば、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５を多量に生成することができる。
【００１９】
図２（ａ）は、上記実施形態の一変形例を示す縦断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００２０】
この変形例のマイクロリアクターは、副流用流路２Ａ，２Ｂが交互に四本ずつ設けられて、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの組が七組作られ、各組に対して五本または四本ずつ副流合体用流路７が設けられることで、合計三十二本の副流合体用流路７が並べられて設けられている点のみ先の実施形態と異なっており、他の点では同様に構成されている。
【００２１】
この変形例のマイクロリアクターによれば、図２（ｃ）に示すように、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５が三十二個同時に生成されるので、微液滴５をより多量に生成することができる。
【００２２】
図３（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの他の一実施形態を示す縦断面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図３（ｃ）は、図３（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図であり、図中、先の実施形態と同様の部分はそれと同一の符号にて示す。
【００２３】
この実施形態のマイクロリアクターは、ＳＣ（シース／コア）型の微液滴を生成するためのもので、互いに重ねられて固定されたベースプレートＰ１，二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂ，スペーサープレートＰ３，カバープレートＰ４の五枚のプレートを具えており、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の図では上面に図では左端から中央部にかけて延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２Ｂで蓋をされた溝によって扇状に広がる副流用流路２Ｂおよび矩形の副流溜め部２Ｃが設けられている。
【００２４】
二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂのうち下側のオリフィスプレートＰ２Ｂには、そのオリフィスプレートＰ２Ｂの図３（ａ）では上面に同図では右端から中央部にかけて延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２Ａで蓋をされた溝によって扇状に広がる副流用流路２Ａおよび矩形の副流溜め部２Ｄが設けられている。また、このオリフィスプレートＰ２Ｂには、そのオリフィスプレートＰ２Ｂを図３（ａ）では上下方向に貫通する貫通孔によって、各々ベースプレートＰ１の副流溜め部２Ｃに開口する下端部と当該オリフィスプレートＰ２Ｂの副流溜め部２Ｄに開口する上端部とを有して当該オリフィスプレートＰ２Ｂの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の連通路２Ｅが設けられており、各連通路２Ｅの上端部は縮径されている。
【００２５】
二枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂのうち上側のオリフィスプレートＰ２Ａには、そのオリフィスプレートＰ２Ａの図３（ａ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、当該オリフィスプレートＰ２Ａの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の副流合体用流路７が設けられ、これらの副流合体用流路７は、図３（ｄ）にその一本分を示すように、オリフィスプレートＰ２Ｂの左右方向および奥行き方向に並んだ複数本（図では十二本）の連通路２Ｅと、図３（ａ）では上下方向にそれぞれ整列して互いに同心に位置している。そして、各副流合体用流路７の下端部は拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに同心に位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ｄ，７ｅを有している。
【００２６】
スペーサープレートＰ３には、図３（ａ）では紙面と直角方向の中央部に図３（ａ）では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２ＡとカバープレートＰ４とにより上下を蓋された空間により一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。
【００２７】
かかる実施形態のマイクロリアクターにあっては、図中矢印で示すように、二本の副流用流路２Ａ，２Ｂの端部にそれぞれ設けられた副流入口から互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂが二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに流入すると、副流４Ａが副流用流路２Ａを経て副流溜め部２Ｄから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｄを介して流入し、同時に副流４Ｂが副流用流路２Ｂを経て副流溜め部２Ｃから各連通路２Ｅを通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し合体して同心流となり、各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図３（ｆ）に示すように、二成分で構成されるＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルが生成される。なお、ここでは副流合体用流路７が複数本（図では十二本）並んでいるので、同時に複数個（図示例では十二個）ずつ微液滴５やマイクロカプセルが生成される。
【００２８】
従って、この実施形態のマイクロリアクターによれば、二成分で構成されるＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【００２９】
図３（ｅ）は、上記実施形態の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図であり、この変形例では、オリフィスプレートＰ２Ｂの各連通路２Ｅの上端部にパイプ８が設けられて、そのパイプ８が各副流合体用流路７の上端部７ｃ付近まで、同図では上下方向に延在しており、このパイプ８により副流Ｂを、各副流合体用流路７の上端部７ｃ付近まで誘導することができるので、より正確な断面積比で副流４Ａと副流４Ｂとを同心円状にして主流３内に吐出させることができる。
【００３０】
図４（ａ）は、上記実施形態の他の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図であり、この変形例のマイクロリアクターは、ＳＳＣ（シース／シース／コア）型の微液滴を生成するためのもので、三枚のオリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ２Ｃを具える点が先の変形例と異なっており、他の点は同様に構成されている。ここで、オリフィスプレートＰ２Ａ，Ｐ２Ｂは、図３（ａ）に示すものと同様に構成され、一番下のオリフィスプレートＰ２Ｃは、図３（ｅ）に示すオリフィスプレートＰ２Ｂと同様に各連通路２Ｆの上端部にパイプ８が設けられている。
【００３１】
かかる変形例のマイクロリアクターにあっては、三本の副流用流路２Ａ，２Ｂ，２Ｃに互いに成分が異なる副流４Ａ，４Ｂ，４Ｃが流入すると、副流４Ａが副流用流路２Ａから各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｄを介して流入し、同時に副流４Ｂが副流用流路２Ｂから各連通路２Ｅを通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し合体して同心流となり、さらに副流４Ｃが副流用流路２Ｇから各連通路２Ｆおよび各パイプ８を通り各副流合体用流路７内に下端部の開口部７ｅを介して流入し、先の同心流と合体して三重の同心流となり、それが各副流合体用流路７の上端部７ｃで絞られて主流用通路１の主流３内に吐出され、主流３で断続的に引きちぎられることで、図４（ｂ）に示すように、三成分で構成されるＳＳＣ型の微液滴５またはマイクロカプセルが生成される。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｇ）は、この発明のマイクロリアクターで生成し得る各種微液滴またはマイクロカプセルを例示する断面図であり、図５（ａ）は、図１および図２に示すマイクロリアクターが生成するサイドバイサイド（ＳＢＳ）型の微液滴、図５（ｂ）は、図３に示すマイクロリアクターが生成するシース／コア（ＳＣ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｃ）は、図３に示すマイクロリアクターが副流４Ｂとして液体やゲルの代わりに気体を用いて生成する中空シース（ＦＳ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｄ）は、図４に示すマイクロリアクターが生成する三成分によるシース／シース／コア（ＳＳＣ）型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｅ）は、図３に示すマイクロリアクターが下端部の中心に位置する開口部７ｅとして円形以外（図示例では十字状）の断面形状の開口部を有して生成する異形コア型の微液滴またはマイクロカプセル、図５（ｆ）は、図３に示すと同様のマイクロリアクターが各副流合体用流路７の下端部に位置する開口部７ｅとして複数の開口部を分散して有して生成する海島（ＳＩ）型の微液滴またはマイクロカプセル、そして図５（ｇ）は、図３に示すと同様のマイクロリアクターが各副流合体用流路７の下端部に位置する開口部７ｅとして複数のスリット状開口部を並べて有して生成する多重スリット型の微液滴である。
【００３３】
次に、図１に示す実施形態のマイクロリアクターの具体的構成を示す一実施例を、図６〜図１２に基づいて説明する。ここに、図６（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターを示す平面図および縦断面図、図７は、その実施例のマイクロリアクターの構成を示す分解斜視図であり、この実施例のマイクロリアクターは、各々ステンレス鋼製の厚板からなるベースプレートＰ１およびオリフィスプレートＰ２と、ステンレス鋼製の薄板からなるスペーサープレートＰ３と、ガラス板からなるカバープレートＰ４と、そのカバープレートＰ４を押さえるアルミニウム製の厚板からなる押さえプレートＰ５との五枚のプレートを具え、それらのプレートは、互いに重ねあわされて図示しない八本のボルトで互いに締結されている。
【００３４】
図８（ａ），（ｂ）は、上記ベースプレートＰ１を示す平面図および縦断面図、図８（ｃ），（ｄ）は、図８（ａ）中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線にそれぞれ沿う断面図であり、この図８に示すように、ベースプレートＰ１には、そのベースプレートＰ１の上面に互いに並行して延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２で蓋をされる二本の溝によって二本の副流用流路２Ａ，２Ｂが設けられる他、主流用流路１の主流入口１ａおよび主流出口１ｂも設けられている。
【００３５】
図９（ａ），（ｂ）は、上記オリフィスプレートＰ２を示す平面図および縦断面図、図９（ｃ），（ｄ）は、図９（ａ），（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面およびＢ部を拡大して示す断面図、図９（ｅ）は、図９（ｃ），（ｄ）に示す各副流合体用流路７の詳細図であり、この図９に示すように、オリフィスプレートＰ２には、そのオリフィスプレートＰ２の図９（ｂ）では下面から上面まで貫通するよう形成された貫通孔によって、オリフィスプレートＰ２の幅方向に並んだ複数本（図では七本）の副流合体用流路７が設けられ、ここで、各副流合体用流路７の下端部は二本の副流用流路２Ａ，２Ｂに跨るように拡径され、これにより各副流合体用流路７の下端部は、互いに横並びに位置して二本の副流用流路２Ａ，２Ｂにそれぞれ連通する開口部７ａ，７ｂを有している。またオリフィスプレートＰ２の、図９（ｂ）では上面には、スペーサープレートＰ３に設けられた後述の主流用流路１と重なって主流用流路１の下部を形成する、図では右下がりに僅かに深くなる浅い溝１と、ベースプレートＰ１の主流入口１ａおよび主流出口１ｂにそれぞれ連通する貫通孔１とが設けられており（便宜上それらも符号１で示す）、その溝１は、副流合体用流路７の上端部７ｃの位置で途切れて、その位置で主流用流路１の厚さをスペーサープレートＰ３の厚さまで薄くしている。
【００３６】
図１０は、上記スペーサープレートＰ３を示す平面図であり、この図１０に示すように、スペーサープレートＰ３には、その中央部に図１０では左右方向へ延在するよう形成されてオリフィスプレートＰ２とカバープレートＰ４とにより上下を蓋される空間により、一本の扁平な主流用流路１が設けられ、各副流合体用流路７の上端部７ｃは縮径されて、その主流用流路１に連通している。なお、スペーサープレートＰ３の厚さは、例えば０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．２０ｍｍのうちから選択することができる。
【００３７】
図１１は、上記カバープレートＰ４を示す平面図であり、この図１１に示すようにカバープレートＰ４は、主流用流路１を観察できるよう全体に透明とされていて、ボルト孔だけが設けられている。
【００３８】
図１２は、上記押さえプレートＰ５を示す平面図であり、この図１２に示すように押さえプレートＰ５は、主流用流路１を観察できるよう、概ね主流用流路１の全体に亘る抜き穴と、ボルト孔とが設けられている。
【００３９】
かかる構成を具えるこの実施例のマイクロリアクターによれば、先の図１に示す実施形態と同様にして、二成分で構成されるＳＢＳ型の微液滴５を多量に生成することができる。
【００４０】
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば各副流合体用流路の本数や配置は、適宜変更することができる。また、異形コア型の微液滴のコアの断面形状は図示のものに限られず、例えばＹ字型、Ｔ字型、三角形、四角形等であっても良い。そして、この発明のマイクロリアクターの適用対象の流体は、液体に限られず、例えば先の中空シース型の液滴またはマイクロカプセルの場合のように気体（反応用ガスや不活性ガス等）であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
かくしてこの発明のマイクロリアクターによれば、複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを所望の構成や構造で生成することができるとともに、その副流合体用流路を多数設けることで容易に、上記複数成分で構成される微液滴やマイクロカプセルを多量に生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｃ）は、その実施形態のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図２】（ａ）は、上記実施形態の一変形例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は、その変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、この発明のマイクロリアクターの他の一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｃ）は、（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図、（ｄ）は、（ａ）中の一本の副流合体用流路を示す縦断面図、（ｅ）は、上記実施形態の一変形例を示す、（ｄ）と同様の位置での断面図、（ｆ）は、上記実施形態およびその変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、上記実施形態の他の一変形例を示す、図３（ｄ）と同様の位置での断面図、（ｂ）は、その変形例のマイクロリアクターが生成する微液滴を示す平面図である。
【図５】（ａ）〜（ｇ）は、この発明のマイクロリアクターで生成し得る各種微液滴またはマイクロカプセルを例示する断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、図１に示す実施形態を具体的に構成したマイクロリアクターの一実施例を示す平面図および縦断面図である。
【図７】上記実施例のマイクロリアクターの構成を示す分解斜視図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターのベースプレートを示す平面図および縦断面図、（ｃ），（ｄ）は、（ａ）中のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線にそれぞれ沿う断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、上記実施例のマイクロリアクターのオリフィスプレートを示す平面図および縦断面図、（ｃ），（ｄ）は、（ａ），（ｂ）中のＡ−Ａ線に沿う断面およびＢ部を拡大して示す断面図、（ｅ）は、（ｃ），（ｄ）に示す各副流合体用流路の詳細図である。
【図１０】上記実施例のマイクロリアクターのスペーサープレートを示す平面図である。
【図１１】上記実施例のマイクロリアクターのカバープレートを示す平面図である。
【図１２】上記実施例のマイクロリアクターの押さえプレートを示す平面図である。
【図１３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、従来の微液滴を作る方法のうち、Ｔ字交差流路を用いる方法、Ｙ字交差流路を用いる方法、フォーク状交差流路を用いる方法をそれぞれ示す説明図である。
【図１４】は、従来の微液滴を作る方法のうち、微小孔噴出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 主流用流路
１ａ 主流入口
１ｂ 主流出口
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｇ 副流用流路
２ａ，２ｂ 副流入口
２Ｃ，２Ｄ 副流溜め部
２Ｅ，２Ｆ 連通路
３ 主流
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ 副流
５ 微液滴
６
７ 副流合体用流路
７ａ，７ｂ，７ｄ，７ｅ 開口部
７ｃ 上端部
８ パイプ
Ｐ１ ベースプレート
Ｐ２，Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ，Ｐ２Ｃ オリフィスプレート
Ｐ３ スペーサープレート
Ｐ４ カバープレート
Ｐ５ 押さえプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主流用流路と、
複数本の副流用流路と、
少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通する副流合体用流路と、
を具えてなる、マイクロリアクター。
【請求項２】
前記複数の開口部は、前記副流合体用流路の前記一端部に互いに横並びに位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項３】
前記複数の開口部は、前記副流合体用流路の前記一端部に互いに同心に位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項４】
前記複数の開口部は、互いに同心に位置しており、
前記複数の開口部の少なくとも一つは、前記副流合体用流路の前記一端部に位置し、他の少なくとも一つは、前記一端部よりも前記他端部寄りに位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項５】
前記同心に位置する複数の開口部のうち中心に位置する開口部の断面形状は、円形以外の断面形状であることを特徴とする、請求項３または４記載のマイクロリアクター。
【請求項６】
前記複数の開口部は、互いに海島形に位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項１】
主流用流路と、
複数本の副流用流路と、
少なくとも一端部に位置する所定配置の複数の開口部が前記複数本の副流用流路に連通するとともに他端部が前記主流用流路に連通する副流合体用流路と、
を具えてなる、マイクロリアクター。
【請求項２】
前記複数の開口部は、前記副流合体用流路の前記一端部に互いに横並びに位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項３】
前記複数の開口部は、前記副流合体用流路の前記一端部に互いに同心に位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項４】
前記複数の開口部は、互いに同心に位置しており、
前記複数の開口部の少なくとも一つは、前記副流合体用流路の前記一端部に位置し、他の少なくとも一つは、前記一端部よりも前記他端部寄りに位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【請求項５】
前記同心に位置する複数の開口部のうち中心に位置する開口部の断面形状は、円形以外の断面形状であることを特徴とする、請求項３または４記載のマイクロリアクター。
【請求項６】
前記複数の開口部は、互いに海島形に位置していることを特徴とする、請求項１記載のマイクロリアクター。
【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】
【公開番号】特開２００８−２３８１４６（Ｐ２００８−２３８１４６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８６９１７（Ｐ２００７−８６９１７）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０２０８９６９３）財団法人 岡山県産業振興財団 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（５０２０８９６９３）財団法人 岡山県産業振興財団 (14)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]