均質化装置
【課題】流体を均質化でき且つ処理量を向上できる均質化装置を提供すること。
【解決手段】均質化装置１０は、深さ方向に向かって縮径する凹部２３と、この凹部２３の底部２４に連通された導出路２５とを有する臼体２０と、凹部２３と略対称な形状を有し、僅少な隙間Ｃをあけて凹部２３に嵌合された嵌合体３０とを備える。供給口４３から供給された複数成分の流体は、隙間Ｃを通って導出路２５から導出される。
【解決手段】均質化装置１０は、深さ方向に向かって縮径する凹部２３と、この凹部２３の底部２４に連通された導出路２５とを有する臼体２０と、凹部２３と略対称な形状を有し、僅少な隙間Ｃをあけて凹部２３に嵌合された嵌合体３０とを備える。供給口４３から供給された複数成分の流体は、隙間Ｃを通って導出路２５から導出される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数成分の流体を均質化する均質化装置に関し、より詳しくは複数成分を反応させるマイクロリアクタ、液体中の粒状物を破砕する破砕装置に関する。また、本発明は、複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反応過程の安定化や液体中の粒状物（ダマ）の低減のため、複数成分の流体を均質化させる技術が研究されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０（Ａ）は従来例に係るマイクロリアクタ９００の全体斜視図であり、図１０（Ｂ）はその中央における縦断面図である。マイクロリアクタ９００は第１供給路９１１及び第２供給路９１３を備え、これら第１供給路９１１及び第２供給路９１３の各々から流体の第１成分及び第２成分が供給される。これら第１成分及び第２成分は合流点９１５にて合流した後、細管９１７を通って外部へ導出される。細管９１７を通過する過程で、第１成分及び第２成分は強制的に混じりあうことになるため、導出される流体は均質化されたものとなる。
【０００４】
図１１は、別の従来例に係る均質化装置９５０の全体斜視図である。均質化装置９５０は臼体９６０を備え、この臼体９６０は円柱状の凹部９６１を有する。均質化装置９５０は円柱状の嵌合体９７０を更に備え、この嵌合体９７０は僅少な隙間９６５をあけて凹部９６１に嵌合されている。また、嵌合体９７０は図示しない駆動源に接続されており、この駆動源によって軸方向に超音波振動する。
【０００５】
更に、臼体９６０には導入口９６７及び導出口９６９が形成されている。これら導入口９６７及び導出口９６９は凹部９６１を挟んで配置され、凹部９６１を外部に連通させる。
【０００６】
導入口９６７から導入された流体は、隙間９６５を通って導出口９６９から導出される間、嵌合体９７０の振動に応じて超音波振動する。これにより、流体中の複数成分が強力に混じりあい、均質化された流体が導出口９６９から外部に導出されることになる。
【特許文献１】特開２００７−１４９３６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、特許文献１に示されるマイクロリアクタ９００では、複数成分を均質化するためには細管９１７を狭めざるを得ず、細管９１７を通過できる流量が制限される。このため、流体の均質化及び処理量の向上という相反する問題が残されている。
【０００８】
また、均質化装置９５０でも、複数成分を均質化するためには、通過する流体が充分に超音波振動するよう隙間９６５を狭める必要がある。しかし、隙間９６５が狭まると、隙間９６５を通過できる流量が制限され、処理量が低下することになる。
【０００９】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、流体を均質化でき且つ処理量を向上できる均質化装置、及び複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部に嵌合される嵌合体とで流体が通る隙間を形成することによって、流体を均質化でき且つ処理量を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１１】
（１） 深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部の底部を外部に連通する導出路とを有する臼体と、
前記凹部と略対称な表面形状を有し、僅少な隙間をあけて前記凹部に嵌合された嵌合体と、を備える均質化装置であって、
供給された複数成分の流体は、前記隙間を通って前記導出路から導出される均質化装置。
【００１２】
（１）の発明によれば、複数成分の流体が僅少な隙間を通る過程で強制的に混じりあうため、導出される流体は均質化されたものとなる。また、流体の通路が微細な管路である従来のマイクロリアクタと異なり、隙間が嵌合体の周囲に形成される。このため、流体の流通量が大きく、処理量を向上できる。
【００１３】
しかも、凹部を深さ方向に向かって縮径させたので、隙間も凹部の深さ方向に向かうにつれて徐々に狭まる。よって、流体が導出路に接近するにつれて、流体に適度な圧力が徐々に付加される。これにより、複数成分が穏和且つ充分に混じりあわされ、流体を均質化できる。
【００１４】
（２） 前記臼体及び／又は前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向に超音波振動させる振動手段を更に備える（１）記載の均質化装置。
【００１５】
（２）の発明によれば、供給された流体は隙間を通る際に超音波振動し、流体中の複数成分が強力に混じりあう。そして、均質化された流体が導出路から外部へと導出される。
【００１６】
ここで、凹部を深さ方向に向かって縮径させ、嵌合体を凹部と略対称な形状としたので、隙間はその全体が深さ方向、つまり臼体及び／又は嵌合体が超音波振動する方向に対して角度をなす。このため、隙間を通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間は嵌合体の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間を通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【００１７】
これに対して、例えば前述の均質化装置９５０では、嵌合体９７０の側壁と凹部９６１との隙間が凹部９６１の深さ方向と平行である。このため、嵌合体９７０の側壁と凹部９６１との隙間に流体を通したと仮定しても、その流体は超音波振動せず、均質化されない。
【００１８】
（３） 前記臼体及び前記嵌合体の間に介在するフィルタを更に備える（１）又は（２）記載の均質化装置。
【００１９】
（３）の発明によれば、臼体及び嵌合体の間にフィルタを介在させたので、流体中に粒状物が混在していた場合でも、この粒状物はフィルタで濾別される。これにより、粒状物が導出路から外部へと導出されるのが抑制されるので、流体をより均質化できる。
【００２０】
（４） 前記臼体及び前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる回転手段を更に備える（１）から（３）いずれか記載の均質化装置。
【００２１】
（４）の発明によれば、回転手段を更に設けたので、臼体及び嵌合体は超音波振動するとともに、相対的に回転運動する。これにより、隙間を通る流体が複雑に運動するため、流体をより均質化できる。
【００２２】
なお、「相対的に回転」する限りにおいて、臼体及び嵌合体のいずれが回転し、もしくは双方が回転してもよい。
【００２３】
（５） 前記嵌合体の周囲には、前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体が配置されている（１）から（４）いずれか記載の均質化装置。
【００２４】
（５）の発明によれば、微細な糸状体同士の間隙、又は糸状体及び嵌合体もしくは臼体の間隙は、前述した隙間よりも更に狭小化されたものとなる。ここで、糸状体を凹部の底部に向かって整列したので、供給された流体は多数の狭小な間隙を通過し、強制的に均質化が促進される。よって、流体をより均質化できる。
【００２５】
（６） 前記糸状体は、前記凹部の浅部側に位置する基端と、前記凹部の底部側に位置する先端とを有し、前記基端の近傍で束ねて結ばれている（５）記載の均質化装置。
【００２６】
糸状体は微細であるため、個々の嵌合体に固定することが困難である。嵌合体から脱落した糸状体は、導出口から流体と混在して導出されることが懸念される。また、糸状体の基端が嵌合体から離れて自在に揺動すると、流体の供給部に基端が接触し、汚染を誘発するおそれがある。
【００２７】
そこで（６）の発明によれば、糸状体を束ねて結んだので、糸状体は微細な糸状体の群として一体化される。一体化された糸状体は嵌合体に容易に固定されるので、嵌合体からの脱落を抑制できる。
また、糸状体の基端近傍で束ねたので、嵌合体から基端が離れて揺動する範囲が限定される。これにより、汚染の発生を抑制できる。
【００２８】
（７） 前記糸状体は、カーボンナノチューブである（５）又は（６）記載の均質化装置。
【００２９】
（７）の発明によれば、糸状体としてカーボンナノチューブを採用したので、間隙が極めて狭小となり、流体をナノレベルで制御できる。また、カーボンナノチューブは安定であるため、種々の流体の均質化に利用でき、汎用性が高い。
【００３０】
（８） 複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法であって、
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部と略対称な表面形状を有し前記凹部に嵌合された嵌合体との僅少な隙間に、前記凹部の浅さ方向から複数成分の流体を通す手順を有する製造方法。
【００３１】
（９） 前記隙間を流れる流体に超音波振動を付加する手順を更に有する（８）記載の製造方法。
【００３２】
（１０） 前記凹部及び前記嵌合体の間に介在するフィルタに流体を通過させる手順を更に有する（８）又は（９）記載の製造方法。
【００３３】
（１１） 前記臼体及び前記嵌合体を前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる手順を更に有する（８）から（１０）いずれか記載の製造方法。
【００３４】
（１２） 前記嵌合体の周囲に配置され前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体によって形成される間隙に流体を通過させる手順を更に有する（８）から（１１）いずれか記載の製造方法。
【００３５】
（８）から（１２）いずれか記載の製造方法は、（１）から（５）いずれか記載の均質化装置を製造方法として展開したものである。よって、（８）から（１２）記載の発明によれば、（１）から（５）の発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、供給された流体は隙間を通る際に超音波振動し、流体中の複数成分が強力に混じりあう。そして、均質化された流体が導出路から外部へと導出される。
ここで、凹部を深さ方向に向かって縮径させ、嵌合体を凹部と略対称な形状としたので、隙間はその全体が深さ方向、つまり臼体及び／又は嵌合体が超音波振動する方向に対して角度をなす。このため、隙間を通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間は嵌合体の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間を通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る均質化装置１０の、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３９】
図１に示されるように、均質化装置１０は、臼体２０と、嵌合体３０と、供給部４０と、を備える。各構成要素について、以下詳細に説明する。
【００４０】
〔臼体〕
臼体２０は臼体本体部２１を有し、この臼体本体部２１には凹部２３が設けられている。この凹部２３は深さ方向に向かって縮径し、本実施形態では逆円錐状である。また、凹部２３の底部２４には導出路２５が設けられており、この導出路２５は臼体本体部２１を貫通し、底部２４及び外部を連通する。
【００４１】
〔嵌合体〕
嵌合体３０は、凹部２３と略対称な形状、つまり円錐形状を有し、僅少な隙間Ｃをあけて凹部２３に嵌合されている（図２参照）。また、嵌合体３０の基部には棒状体３３が延設されており、この棒状体３３には後述の超音波振動子５３が接触している。
【００４２】
嵌合体３０は、軸方向ＡＸ、つまり凹部２３の深さ方向に対して角度Θをなす。このため、嵌合体３０及び凹部２３の隙間Ｃも、凹部２３の深さ方向に角度をなすことになる。
【００４３】
ここで角度Θは、大きすぎると嵌合体３０を大型化せざるを得ない一方、小さすぎると深さ方向つまり超音波振動の方向となす角度が浅く、流体が充分に超音波振動しないおそれがある。このため、Θは１５°〜７５°が好ましく、通常約３０°であってよい。
【００４４】
〔供給部〕
供給部４０は、複数成分の流体を供給する。具体的には、供給部４０は流体不透過性の被覆部４１を有し、この被覆部４１は凹部２３の周囲にて臼体本体部２１に接合されるとともに、棒状体３３の側面に接合されている。また、被覆部４１には供給口４３が設けられ、この供給口４３を通って流体が供給される。流体が通過する経路は、導出路２５及び供給口４３を除いて外部から遮断されるので、外部からの汚染が抑制される。
【００４５】
〔振動部〕
本実施形態では、均質化装置１０が振動手段としての振動部５０を更に備える。この振動部５０は発振器５１を有し、この発振器５１には超音波振動子５３が電気的に接続されている。発振器５１から高周波数の電流が超音波振動子５３に供給されると、超音波振動子５３が超音波振動する。ここで超音波振動子５３はその振動方向が凹部２３の深さ方向と一致するように、本実施形態では棒状体３３の頂部に接触している。このため、深さ方向に沿った超音波振動子５３の超音波振動は棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導され、嵌合体３０が深さ方向に超音波振動する。
【００４６】
また、振動部５０は、フレーム５５を介して臼体２０に固着されているため、振動部５０から伝導された振動で超音波振動する嵌合体３０は、臼体２０との隙間Ｃを通る流体を振動させることができる。
【００４７】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０に供給する流体としては、特に限定されず、複数成分の流体であればよい。また、複数成分を同時に供給してもよいし、個別に供給してもよい。
【００４８】
［動作］
以上の均質化装置１０の動作を説明する。
【００４９】
まず、複数成分の流体を、供給口４３から被覆部４１の内部空間へと供給する。この流体は隙間Ｃに順次流れこむ。底部２４側に接近するにつれ隙間Ｃが徐々に狭くなるため、隙間Ｃを流れる流体に圧力が付加される。これにより、流体中の複数成分がゆっくりと交じりあうことになる。
【００５０】
ここで、発振器５１を起動すると、超音波振動子５３が超音波振動を発生し、この振動が棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導し、嵌合体３０は超音波振動する。すると、Ｃを通る流体が激しく振動し、複数成分が強力に混じりあう。やがて、底部２４まで到達した流体は導出路２５へと流れ込み、導出路２５から外部へと導出される。
【００５１】
このような均質化装置１０は、例えば、複数成分を反応させるマイクロリアクタ、液体中の粒状物を破砕する破砕装置として使用できる。
【００５２】
［作用効果］
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００５３】
複数成分の流体が僅少な隙間Ｃを通る過程で強制的に混じりあうため、導出される流体は均質化されたものとなる。また、隙間Ｃが嵌合体３０の周囲に形成されるため、流体の流通量が大きく、処理量を向上できる。
しかも、凹部２３を逆円錐形状としたので、隙間Ｃも凹部２３の深さ方向に向かうにつれて徐々に狭まる。よって、流体が導出路２５に接近するにつれて、流体に適度な圧力が徐々に付加される。これにより、複数成分が穏和且つ充分に混じりあわされ、流体を均質化できる。
【００５４】
凹部２３を逆円錐形状とし、嵌合体３０を凹部２３と略対称な形状としたので、隙間Ｃはその全体が深さ方向、つまり嵌合体３０が超音波振動する方向ＡＸに対して角度Θをなす。このため、隙間Ｃを通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間Ｃは嵌合体３０の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間Ｃを通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る均質化装置１０Ａの、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。図４は、図３のフィルタ６０が着脱する様子を示す図である。本実施形態は、フィルタ６０が設けられている点において第１実施形態と異なる。
【００５６】
即ち、均質化装置１０Ａは漏斗状のフィルタ６０を更に備えており、この６０は凹部２３及び嵌合体３０の間に介在している。フィルタ６０の開口部には枠体６１が取り付けられており、この枠体６１は凹部２３の上部に配置され、フィルタ６０の姿勢を支持する。
【００５７】
また、本実施形態では、フィルタ６０は凹部２３に着脱可能に嵌合されている。
【００５８】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０Ａは、振動部５０を備えていても、備えていなくてもよい。
【００５９】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００６０】
臼体２０及び嵌合体３０の間にフィルタを介在させたので、流体中に粒状物が混在していた場合でも、この粒状物はフィルタで濾別される。これにより、粒状物が導出路から外部へと導出されるのが抑制されるので、流体をより均質化できる。
【００６１】
フィルタ６０を凹部２３に着脱可能に嵌合したので、フィルタ６０が消耗した場合には、フィルタ６０のみを交換すればよい。よって、操業コストを低減できる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る均質化装置１０Ｂの、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。本実施形態は、回転部７０が更に設けられている点において第１実施形態と異なる。
【００６３】
即ち、均質化装置１０Ｂは、回転手段としての回転部７０を更に備える。この回転部７０はモータ７１を有し、このモータ７１は第１回転軸７３を介して第１タイミングプーリ７４に接続されている。これにより、モータ７１が駆動すると、第１タイミングプーリ７４が回転することになる。
【００６４】
一方、棒状体３３にはその中心軸方向に延びるように第２回転軸７５が突設され、この第２回転軸７５にはその突出方向と直交して第２タイミングプーリ７６が固着されている。この第２タイミングプーリ７６は、前述の第１タイミングプーリ７４と弾性のタイミングベルト７７を介して噛合されている。これにより、第１タイミングプーリ７４が回転すると、その回転に同期して第２タイミングプーリ７６が回転し、それに伴って棒状体３３が回転することになる。
【００６５】
第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６には、径方向に突出する鍔部７８，７９がその両面にそれぞれ設けられている。タイミングベルト７７は鍔部７８，７９の各々の間に挟まれるようにして、第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６に噛合されている。これにより、タイミングベルト７７が第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６から脱落することを抑制できる。
【００６６】
また、超音波振動子５３は第２タイミングプーリ７６の上面に接触している。これにより、超音波振動子５３が発生する超音波振動は、第２タイミングプーリ７６、第２回転軸７５を介して棒状体３３に伝導することになる。ここで、タイミングベルト７７は弾性であるので、第２タイミングプーリ７６の超音波振動を吸収し、第１タイミングプーリ７４側に伝わりにくくする。
【００６７】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０Ｂは、振動部５０を備えていなくてもよい。
【００６８】
［動作］
以上の均質化装置１０Ｂの動作を説明する。
【００６９】
まず、複数成分の流体を、供給口４３から被覆部４１の内部空間へと供給する。この流体は隙間Ｃに順次流れこむ。ここで、発振器５１を起動すると、超音波振動子５３が超音波振動を発生し、この振動が棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導し、嵌合体３０は超音波振動する。すると、Ｃを通る流体が激しく振動し、複数成分が強力に混じりあう。更に、モータ７１を稼動させると、棒状体３３が回転する。すると、Ｃを通る流体はすり潰され、粒状物の破砕等が促進される。やがて、底部２４まで到達した流体は導出路２５へと流れ込み、導出路２５から外部へと導出されることになる。
【００７０】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００７１】
回転部７０を更に設けたので、臼体２０及び嵌合体３０は超音波振動するとともに、相対的に回転運動する。これにより、隙間Ｃを通る流体が複雑に運動するため、流体をより均質化できる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態に係る均質化装置１０Ｃの断面図である。図７は、嵌合体３０Ｂ及び棒状体３３Ｂの拡大半断面図である。図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。本実施形態は、カーボンナノチューブ８０が配置されるとともに、主供給路４５及び分岐路４７を有する点において第３実施形態と異なる。
【００７３】
即ち、嵌合体３０Ｂの周囲には微細な糸状体としてのカーボンナノチューブ８０が多数配置され、これらカーボンナノチューブ８０は底部２４に向かって整列している。カーボンナノチューブ８０の基端８４は凹部２３の浅部側に位置し、先端８６は凹部２３の底部２４側に位置する。
【００７４】
一方、棒状体３３Ｂの側面には、その軸方向に直交して窪み８５が設けられている。カーボンナノチューブ８０は、その途中にて第１ワイヤ８３で棒状体３３Ｂに束ねて結び付けられ、第１ワイヤ８３は窪み８５に嵌め込まれる。これにより、第１ワイヤ８３が移動することが抑制され、カーボンナノチューブ８０が棒状体３３Ｂに固定されることになる。
【００７５】
カーボンナノチューブ８０は第１ワイヤ８３において折り返され、基端８４の近傍にて第２ワイヤ８１で束ねて結び付けられている。これにより、カーボンナノチューブ８０は二重に結び付けられることになり、容易に脱落しなくなる。
【００７６】
また、嵌合体３０Ｂ及び棒状体３３Ｂには、その中心軸に沿って主供給路４５が設けられ、この主供給路４５には第２の流体が供給される。主供給路４５は幾重に分岐した分岐路４７を有し、これら分岐路４７は嵌合体３０Ｂの外表面まで貫通する。これにより、主供給路４５に供給された流体は分岐路４７を通って隙間Ｃに放出される。
【００７７】
図８に示されるように、分岐路４７は嵌合体３０Ｂの外表面に略等間隔で貫通されている。このため、回転部７０を起動して嵌合体３０Ｂが臼体２０に対して相対的に回転すると、分岐路４７から隙間Ｃへの第２の流体の放出が全方向に対してなされる。これにより、供給口４３から供給される流体と、第２の流体との混じりあいが、過剰に偏ることなくなされる。
【００７８】
図９は図６の部分拡大断面図である。図９に示されるように、隙間Ｃには多数のカーボンナノチューブ８０が敷き詰められており、これら微細なカーボンナノチューブ８０同士の間隙、又はカーボンナノチューブ８０及び嵌合体３０Ｂもしくは臼体２０の間隙は、隙間Ｃよりも更に狭小化されたものである。
【００７９】
このような均質化装置１０Ｃは、極小の間隙を有するため、白金等の貴金属のナノチューブの製造に好ましく使用できる。即ち、貴金属のナノチューブを形成するための材料流体を供給口４３及び主供給路４５の各々から供給すると、これらの材料が隙間Ｃ内の間隙内で速やかに混じりあわされ、間隙の形状にあわせて整列する。これにより、貴金属がチューブ状に析出し、ナノチューブが形成される。
【００８０】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００８１】
カーボンナノチューブ８０を凹部２３の底部２４に向かって整列したので、供給された流体は多数の狭小な間隙を通過し、強制的に均質化が促進される。よって、流体をより均質化できる。
【００８２】
カーボンナノチューブ８０を束ねて結んだので、カーボンナノチューブ８０は微細なカーボンナノチューブ８０の群として一体化される。一体化された糸状体は嵌合体３０に容易に固定されるので、嵌合体３０Ｂからの脱落を抑制できる。
また、カーボンナノチューブ８０の基端８４近傍で束ねたので、嵌合体３０Ｂから基端８４が離れて揺動する範囲が限定される。これにより、汚染の発生を抑制できる。
【００８３】
カーボンナノチューブ８０を採用したので、間隙が極めて狭小となり、流体をナノレベルで制御できる。また、カーボンナノチューブ８０は安定であるため、種々の流体の均質化に利用でき、汎用性が高い。
【００８４】
＜変形例＞
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、第４実施形態では、カーボンナノチューブ８０を棒状体３３Ｂの側面で固定したが、これに限られず、嵌合体３０Ｂの側面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図４】図３のフィルタが着脱する様子を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る均質化装置の断面図である。
【図７】図６の嵌合体の拡大半断面図である。
【図８】図６の部分拡大斜視図である
【図９】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である
【図１０】従来例に係るマイクロリアクタの全体斜視図である
【図１１】別の従来例に係る均質化装置の全体斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 均質化装置
２０ 臼体
２３ 凹部
２４ 底部
２５ 導出路
３０、３０Ｂ 嵌合体
４０ 供給部（供給手段）
５０ 振動部（振動手段）
６０ フィルタ
７０ 回転部（回転手段）
８０ カーボンナノチューブ（糸状体）
８４ 基端
８６ 先端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数成分の流体を均質化する均質化装置に関し、より詳しくは複数成分を反応させるマイクロリアクタ、液体中の粒状物を破砕する破砕装置に関する。また、本発明は、複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反応過程の安定化や液体中の粒状物（ダマ）の低減のため、複数成分の流体を均質化させる技術が研究されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０（Ａ）は従来例に係るマイクロリアクタ９００の全体斜視図であり、図１０（Ｂ）はその中央における縦断面図である。マイクロリアクタ９００は第１供給路９１１及び第２供給路９１３を備え、これら第１供給路９１１及び第２供給路９１３の各々から流体の第１成分及び第２成分が供給される。これら第１成分及び第２成分は合流点９１５にて合流した後、細管９１７を通って外部へ導出される。細管９１７を通過する過程で、第１成分及び第２成分は強制的に混じりあうことになるため、導出される流体は均質化されたものとなる。
【０００４】
図１１は、別の従来例に係る均質化装置９５０の全体斜視図である。均質化装置９５０は臼体９６０を備え、この臼体９６０は円柱状の凹部９６１を有する。均質化装置９５０は円柱状の嵌合体９７０を更に備え、この嵌合体９７０は僅少な隙間９６５をあけて凹部９６１に嵌合されている。また、嵌合体９７０は図示しない駆動源に接続されており、この駆動源によって軸方向に超音波振動する。
【０００５】
更に、臼体９６０には導入口９６７及び導出口９６９が形成されている。これら導入口９６７及び導出口９６９は凹部９６１を挟んで配置され、凹部９６１を外部に連通させる。
【０００６】
導入口９６７から導入された流体は、隙間９６５を通って導出口９６９から導出される間、嵌合体９７０の振動に応じて超音波振動する。これにより、流体中の複数成分が強力に混じりあい、均質化された流体が導出口９６９から外部に導出されることになる。
【特許文献１】特開２００７−１４９３６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、特許文献１に示されるマイクロリアクタ９００では、複数成分を均質化するためには細管９１７を狭めざるを得ず、細管９１７を通過できる流量が制限される。このため、流体の均質化及び処理量の向上という相反する問題が残されている。
【０００８】
また、均質化装置９５０でも、複数成分を均質化するためには、通過する流体が充分に超音波振動するよう隙間９６５を狭める必要がある。しかし、隙間９６５が狭まると、隙間９６５を通過できる流量が制限され、処理量が低下することになる。
【０００９】
本発明は、以上の実情に鑑みてなされたものであり、流体を均質化でき且つ処理量を向上できる均質化装置、及び複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部に嵌合される嵌合体とで流体が通る隙間を形成することによって、流体を均質化でき且つ処理量を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１１】
（１） 深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部の底部を外部に連通する導出路とを有する臼体と、
前記凹部と略対称な表面形状を有し、僅少な隙間をあけて前記凹部に嵌合された嵌合体と、を備える均質化装置であって、
供給された複数成分の流体は、前記隙間を通って前記導出路から導出される均質化装置。
【００１２】
（１）の発明によれば、複数成分の流体が僅少な隙間を通る過程で強制的に混じりあうため、導出される流体は均質化されたものとなる。また、流体の通路が微細な管路である従来のマイクロリアクタと異なり、隙間が嵌合体の周囲に形成される。このため、流体の流通量が大きく、処理量を向上できる。
【００１３】
しかも、凹部を深さ方向に向かって縮径させたので、隙間も凹部の深さ方向に向かうにつれて徐々に狭まる。よって、流体が導出路に接近するにつれて、流体に適度な圧力が徐々に付加される。これにより、複数成分が穏和且つ充分に混じりあわされ、流体を均質化できる。
【００１４】
（２） 前記臼体及び／又は前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向に超音波振動させる振動手段を更に備える（１）記載の均質化装置。
【００１５】
（２）の発明によれば、供給された流体は隙間を通る際に超音波振動し、流体中の複数成分が強力に混じりあう。そして、均質化された流体が導出路から外部へと導出される。
【００１６】
ここで、凹部を深さ方向に向かって縮径させ、嵌合体を凹部と略対称な形状としたので、隙間はその全体が深さ方向、つまり臼体及び／又は嵌合体が超音波振動する方向に対して角度をなす。このため、隙間を通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間は嵌合体の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間を通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【００１７】
これに対して、例えば前述の均質化装置９５０では、嵌合体９７０の側壁と凹部９６１との隙間が凹部９６１の深さ方向と平行である。このため、嵌合体９７０の側壁と凹部９６１との隙間に流体を通したと仮定しても、その流体は超音波振動せず、均質化されない。
【００１８】
（３） 前記臼体及び前記嵌合体の間に介在するフィルタを更に備える（１）又は（２）記載の均質化装置。
【００１９】
（３）の発明によれば、臼体及び嵌合体の間にフィルタを介在させたので、流体中に粒状物が混在していた場合でも、この粒状物はフィルタで濾別される。これにより、粒状物が導出路から外部へと導出されるのが抑制されるので、流体をより均質化できる。
【００２０】
（４） 前記臼体及び前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる回転手段を更に備える（１）から（３）いずれか記載の均質化装置。
【００２１】
（４）の発明によれば、回転手段を更に設けたので、臼体及び嵌合体は超音波振動するとともに、相対的に回転運動する。これにより、隙間を通る流体が複雑に運動するため、流体をより均質化できる。
【００２２】
なお、「相対的に回転」する限りにおいて、臼体及び嵌合体のいずれが回転し、もしくは双方が回転してもよい。
【００２３】
（５） 前記嵌合体の周囲には、前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体が配置されている（１）から（４）いずれか記載の均質化装置。
【００２４】
（５）の発明によれば、微細な糸状体同士の間隙、又は糸状体及び嵌合体もしくは臼体の間隙は、前述した隙間よりも更に狭小化されたものとなる。ここで、糸状体を凹部の底部に向かって整列したので、供給された流体は多数の狭小な間隙を通過し、強制的に均質化が促進される。よって、流体をより均質化できる。
【００２５】
（６） 前記糸状体は、前記凹部の浅部側に位置する基端と、前記凹部の底部側に位置する先端とを有し、前記基端の近傍で束ねて結ばれている（５）記載の均質化装置。
【００２６】
糸状体は微細であるため、個々の嵌合体に固定することが困難である。嵌合体から脱落した糸状体は、導出口から流体と混在して導出されることが懸念される。また、糸状体の基端が嵌合体から離れて自在に揺動すると、流体の供給部に基端が接触し、汚染を誘発するおそれがある。
【００２７】
そこで（６）の発明によれば、糸状体を束ねて結んだので、糸状体は微細な糸状体の群として一体化される。一体化された糸状体は嵌合体に容易に固定されるので、嵌合体からの脱落を抑制できる。
また、糸状体の基端近傍で束ねたので、嵌合体から基端が離れて揺動する範囲が限定される。これにより、汚染の発生を抑制できる。
【００２８】
（７） 前記糸状体は、カーボンナノチューブである（５）又は（６）記載の均質化装置。
【００２９】
（７）の発明によれば、糸状体としてカーボンナノチューブを採用したので、間隙が極めて狭小となり、流体をナノレベルで制御できる。また、カーボンナノチューブは安定であるため、種々の流体の均質化に利用でき、汎用性が高い。
【００３０】
（８） 複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法であって、
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部と略対称な表面形状を有し前記凹部に嵌合された嵌合体との僅少な隙間に、前記凹部の浅さ方向から複数成分の流体を通す手順を有する製造方法。
【００３１】
（９） 前記隙間を流れる流体に超音波振動を付加する手順を更に有する（８）記載の製造方法。
【００３２】
（１０） 前記凹部及び前記嵌合体の間に介在するフィルタに流体を通過させる手順を更に有する（８）又は（９）記載の製造方法。
【００３３】
（１１） 前記臼体及び前記嵌合体を前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる手順を更に有する（８）から（１０）いずれか記載の製造方法。
【００３４】
（１２） 前記嵌合体の周囲に配置され前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体によって形成される間隙に流体を通過させる手順を更に有する（８）から（１１）いずれか記載の製造方法。
【００３５】
（８）から（１２）いずれか記載の製造方法は、（１）から（５）いずれか記載の均質化装置を製造方法として展開したものである。よって、（８）から（１２）記載の発明によれば、（１）から（５）の発明と同様の効果が得られる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、供給された流体は隙間を通る際に超音波振動し、流体中の複数成分が強力に混じりあう。そして、均質化された流体が導出路から外部へと導出される。
ここで、凹部を深さ方向に向かって縮径させ、嵌合体を凹部と略対称な形状としたので、隙間はその全体が深さ方向、つまり臼体及び／又は嵌合体が超音波振動する方向に対して角度をなす。このため、隙間を通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間は嵌合体の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間を通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、第１実施形態以外の各実施形態の説明において、第１実施形態と共通するものについては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る均質化装置１０の、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００３９】
図１に示されるように、均質化装置１０は、臼体２０と、嵌合体３０と、供給部４０と、を備える。各構成要素について、以下詳細に説明する。
【００４０】
〔臼体〕
臼体２０は臼体本体部２１を有し、この臼体本体部２１には凹部２３が設けられている。この凹部２３は深さ方向に向かって縮径し、本実施形態では逆円錐状である。また、凹部２３の底部２４には導出路２５が設けられており、この導出路２５は臼体本体部２１を貫通し、底部２４及び外部を連通する。
【００４１】
〔嵌合体〕
嵌合体３０は、凹部２３と略対称な形状、つまり円錐形状を有し、僅少な隙間Ｃをあけて凹部２３に嵌合されている（図２参照）。また、嵌合体３０の基部には棒状体３３が延設されており、この棒状体３３には後述の超音波振動子５３が接触している。
【００４２】
嵌合体３０は、軸方向ＡＸ、つまり凹部２３の深さ方向に対して角度Θをなす。このため、嵌合体３０及び凹部２３の隙間Ｃも、凹部２３の深さ方向に角度をなすことになる。
【００４３】
ここで角度Θは、大きすぎると嵌合体３０を大型化せざるを得ない一方、小さすぎると深さ方向つまり超音波振動の方向となす角度が浅く、流体が充分に超音波振動しないおそれがある。このため、Θは１５°〜７５°が好ましく、通常約３０°であってよい。
【００４４】
〔供給部〕
供給部４０は、複数成分の流体を供給する。具体的には、供給部４０は流体不透過性の被覆部４１を有し、この被覆部４１は凹部２３の周囲にて臼体本体部２１に接合されるとともに、棒状体３３の側面に接合されている。また、被覆部４１には供給口４３が設けられ、この供給口４３を通って流体が供給される。流体が通過する経路は、導出路２５及び供給口４３を除いて外部から遮断されるので、外部からの汚染が抑制される。
【００４５】
〔振動部〕
本実施形態では、均質化装置１０が振動手段としての振動部５０を更に備える。この振動部５０は発振器５１を有し、この発振器５１には超音波振動子５３が電気的に接続されている。発振器５１から高周波数の電流が超音波振動子５３に供給されると、超音波振動子５３が超音波振動する。ここで超音波振動子５３はその振動方向が凹部２３の深さ方向と一致するように、本実施形態では棒状体３３の頂部に接触している。このため、深さ方向に沿った超音波振動子５３の超音波振動は棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導され、嵌合体３０が深さ方向に超音波振動する。
【００４６】
また、振動部５０は、フレーム５５を介して臼体２０に固着されているため、振動部５０から伝導された振動で超音波振動する嵌合体３０は、臼体２０との隙間Ｃを通る流体を振動させることができる。
【００４７】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０に供給する流体としては、特に限定されず、複数成分の流体であればよい。また、複数成分を同時に供給してもよいし、個別に供給してもよい。
【００４８】
［動作］
以上の均質化装置１０の動作を説明する。
【００４９】
まず、複数成分の流体を、供給口４３から被覆部４１の内部空間へと供給する。この流体は隙間Ｃに順次流れこむ。底部２４側に接近するにつれ隙間Ｃが徐々に狭くなるため、隙間Ｃを流れる流体に圧力が付加される。これにより、流体中の複数成分がゆっくりと交じりあうことになる。
【００５０】
ここで、発振器５１を起動すると、超音波振動子５３が超音波振動を発生し、この振動が棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導し、嵌合体３０は超音波振動する。すると、Ｃを通る流体が激しく振動し、複数成分が強力に混じりあう。やがて、底部２４まで到達した流体は導出路２５へと流れ込み、導出路２５から外部へと導出される。
【００５１】
このような均質化装置１０は、例えば、複数成分を反応させるマイクロリアクタ、液体中の粒状物を破砕する破砕装置として使用できる。
【００５２】
［作用効果］
本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
【００５３】
複数成分の流体が僅少な隙間Ｃを通る過程で強制的に混じりあうため、導出される流体は均質化されたものとなる。また、隙間Ｃが嵌合体３０の周囲に形成されるため、流体の流通量が大きく、処理量を向上できる。
しかも、凹部２３を逆円錐形状としたので、隙間Ｃも凹部２３の深さ方向に向かうにつれて徐々に狭まる。よって、流体が導出路２５に接近するにつれて、流体に適度な圧力が徐々に付加される。これにより、複数成分が穏和且つ充分に混じりあわされ、流体を均質化できる。
【００５４】
凹部２３を逆円錐形状とし、嵌合体３０を凹部２３と略対称な形状としたので、隙間Ｃはその全体が深さ方向、つまり嵌合体３０が超音波振動する方向ＡＸに対して角度Θをなす。このため、隙間Ｃを通る流体は超音波振動し、均質化される。
また、隙間Ｃは嵌合体３０の全周囲に形成され、流体の流れ方向に対する断面積が大きい。このため、隙間Ｃを通過する流体量が上昇し、処理量を向上できる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
図３は、本発明の第２実施形態に係る均質化装置１０Ａの、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。図４は、図３のフィルタ６０が着脱する様子を示す図である。本実施形態は、フィルタ６０が設けられている点において第１実施形態と異なる。
【００５６】
即ち、均質化装置１０Ａは漏斗状のフィルタ６０を更に備えており、この６０は凹部２３及び嵌合体３０の間に介在している。フィルタ６０の開口部には枠体６１が取り付けられており、この枠体６１は凹部２３の上部に配置され、フィルタ６０の姿勢を支持する。
【００５７】
また、本実施形態では、フィルタ６０は凹部２３に着脱可能に嵌合されている。
【００５８】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０Ａは、振動部５０を備えていても、備えていなくてもよい。
【００５９】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００６０】
臼体２０及び嵌合体３０の間にフィルタを介在させたので、流体中に粒状物が混在していた場合でも、この粒状物はフィルタで濾別される。これにより、粒状物が導出路から外部へと導出されるのが抑制されるので、流体をより均質化できる。
【００６１】
フィルタ６０を凹部２３に着脱可能に嵌合したので、フィルタ６０が消耗した場合には、フィルタ６０のみを交換すればよい。よって、操業コストを低減できる。
【００６２】
＜第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る均質化装置１０Ｂの、凹部２３の深さ方向に沿った断面図である。本実施形態は、回転部７０が更に設けられている点において第１実施形態と異なる。
【００６３】
即ち、均質化装置１０Ｂは、回転手段としての回転部７０を更に備える。この回転部７０はモータ７１を有し、このモータ７１は第１回転軸７３を介して第１タイミングプーリ７４に接続されている。これにより、モータ７１が駆動すると、第１タイミングプーリ７４が回転することになる。
【００６４】
一方、棒状体３３にはその中心軸方向に延びるように第２回転軸７５が突設され、この第２回転軸７５にはその突出方向と直交して第２タイミングプーリ７６が固着されている。この第２タイミングプーリ７６は、前述の第１タイミングプーリ７４と弾性のタイミングベルト７７を介して噛合されている。これにより、第１タイミングプーリ７４が回転すると、その回転に同期して第２タイミングプーリ７６が回転し、それに伴って棒状体３３が回転することになる。
【００６５】
第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６には、径方向に突出する鍔部７８，７９がその両面にそれぞれ設けられている。タイミングベルト７７は鍔部７８，７９の各々の間に挟まれるようにして、第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６に噛合されている。これにより、タイミングベルト７７が第１タイミングプーリ７４及び第２タイミングプーリ７６から脱落することを抑制できる。
【００６６】
また、超音波振動子５３は第２タイミングプーリ７６の上面に接触している。これにより、超音波振動子５３が発生する超音波振動は、第２タイミングプーリ７６、第２回転軸７５を介して棒状体３３に伝導することになる。ここで、タイミングベルト７７は弾性であるので、第２タイミングプーリ７６の超音波振動を吸収し、第１タイミングプーリ７４側に伝わりにくくする。
【００６７】
なお、本実施形態に係る均質化装置１０Ｂは、振動部５０を備えていなくてもよい。
【００６８】
［動作］
以上の均質化装置１０Ｂの動作を説明する。
【００６９】
まず、複数成分の流体を、供給口４３から被覆部４１の内部空間へと供給する。この流体は隙間Ｃに順次流れこむ。ここで、発振器５１を起動すると、超音波振動子５３が超音波振動を発生し、この振動が棒状体３３を介して嵌合体３０へと伝導し、嵌合体３０は超音波振動する。すると、Ｃを通る流体が激しく振動し、複数成分が強力に混じりあう。更に、モータ７１を稼動させると、棒状体３３が回転する。すると、Ｃを通る流体はすり潰され、粒状物の破砕等が促進される。やがて、底部２４まで到達した流体は導出路２５へと流れ込み、導出路２５から外部へと導出されることになる。
【００７０】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００７１】
回転部７０を更に設けたので、臼体２０及び嵌合体３０は超音波振動するとともに、相対的に回転運動する。これにより、隙間Ｃを通る流体が複雑に運動するため、流体をより均質化できる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
図６は、本発明の第４実施形態に係る均質化装置１０Ｃの断面図である。図７は、嵌合体３０Ｂ及び棒状体３３Ｂの拡大半断面図である。図８は図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。本実施形態は、カーボンナノチューブ８０が配置されるとともに、主供給路４５及び分岐路４７を有する点において第３実施形態と異なる。
【００７３】
即ち、嵌合体３０Ｂの周囲には微細な糸状体としてのカーボンナノチューブ８０が多数配置され、これらカーボンナノチューブ８０は底部２４に向かって整列している。カーボンナノチューブ８０の基端８４は凹部２３の浅部側に位置し、先端８６は凹部２３の底部２４側に位置する。
【００７４】
一方、棒状体３３Ｂの側面には、その軸方向に直交して窪み８５が設けられている。カーボンナノチューブ８０は、その途中にて第１ワイヤ８３で棒状体３３Ｂに束ねて結び付けられ、第１ワイヤ８３は窪み８５に嵌め込まれる。これにより、第１ワイヤ８３が移動することが抑制され、カーボンナノチューブ８０が棒状体３３Ｂに固定されることになる。
【００７５】
カーボンナノチューブ８０は第１ワイヤ８３において折り返され、基端８４の近傍にて第２ワイヤ８１で束ねて結び付けられている。これにより、カーボンナノチューブ８０は二重に結び付けられることになり、容易に脱落しなくなる。
【００７６】
また、嵌合体３０Ｂ及び棒状体３３Ｂには、その中心軸に沿って主供給路４５が設けられ、この主供給路４５には第２の流体が供給される。主供給路４５は幾重に分岐した分岐路４７を有し、これら分岐路４７は嵌合体３０Ｂの外表面まで貫通する。これにより、主供給路４５に供給された流体は分岐路４７を通って隙間Ｃに放出される。
【００７７】
図８に示されるように、分岐路４７は嵌合体３０Ｂの外表面に略等間隔で貫通されている。このため、回転部７０を起動して嵌合体３０Ｂが臼体２０に対して相対的に回転すると、分岐路４７から隙間Ｃへの第２の流体の放出が全方向に対してなされる。これにより、供給口４３から供給される流体と、第２の流体との混じりあいが、過剰に偏ることなくなされる。
【００７８】
図９は図６の部分拡大断面図である。図９に示されるように、隙間Ｃには多数のカーボンナノチューブ８０が敷き詰められており、これら微細なカーボンナノチューブ８０同士の間隙、又はカーボンナノチューブ８０及び嵌合体３０Ｂもしくは臼体２０の間隙は、隙間Ｃよりも更に狭小化されたものである。
【００７９】
このような均質化装置１０Ｃは、極小の間隙を有するため、白金等の貴金属のナノチューブの製造に好ましく使用できる。即ち、貴金属のナノチューブを形成するための材料流体を供給口４３及び主供給路４５の各々から供給すると、これらの材料が隙間Ｃ内の間隙内で速やかに混じりあわされ、間隙の形状にあわせて整列する。これにより、貴金属がチューブ状に析出し、ナノチューブが形成される。
【００８０】
［作用効果］
本実施形態によれば、前述した第１実施形態に加えて、以下の作用効果が得られる。
【００８１】
カーボンナノチューブ８０を凹部２３の底部２４に向かって整列したので、供給された流体は多数の狭小な間隙を通過し、強制的に均質化が促進される。よって、流体をより均質化できる。
【００８２】
カーボンナノチューブ８０を束ねて結んだので、カーボンナノチューブ８０は微細なカーボンナノチューブ８０の群として一体化される。一体化された糸状体は嵌合体３０に容易に固定されるので、嵌合体３０Ｂからの脱落を抑制できる。
また、カーボンナノチューブ８０の基端８４近傍で束ねたので、嵌合体３０Ｂから基端８４が離れて揺動する範囲が限定される。これにより、汚染の発生を抑制できる。
【００８３】
カーボンナノチューブ８０を採用したので、間隙が極めて狭小となり、流体をナノレベルで制御できる。また、カーボンナノチューブ８０は安定であるため、種々の流体の均質化に利用でき、汎用性が高い。
【００８４】
＜変形例＞
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、第４実施形態では、カーボンナノチューブ８０を棒状体３３Ｂの側面で固定したが、これに限られず、嵌合体３０Ｂの側面であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図４】図３のフィルタが着脱する様子を示す図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る均質化装置の、凹部の深さ方向に沿った断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る均質化装置の断面図である。
【図７】図６の嵌合体の拡大半断面図である。
【図８】図６の部分拡大斜視図である
【図９】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である
【図１０】従来例に係るマイクロリアクタの全体斜視図である
【図１１】別の従来例に係る均質化装置の全体斜視図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 均質化装置
２０ 臼体
２３ 凹部
２４ 底部
２５ 導出路
３０、３０Ｂ 嵌合体
４０ 供給部（供給手段）
５０ 振動部（振動手段）
６０ フィルタ
７０ 回転部（回転手段）
８０ カーボンナノチューブ（糸状体）
８４ 基端
８６ 先端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部の底部を外部に連通する導出路とを有する臼体と、
前記凹部と略対称な表面形状を有し、僅少な隙間をあけて前記凹部に嵌合された嵌合体と、を備える均質化装置であって、
供給された複数成分の流体は、前記隙間を通って前記導出路から導出される均質化装置。
【請求項２】
前記臼体及び／又は前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向に超音波振動させる振動手段を更に備える請求項１記載の均質化装置。
【請求項３】
前記臼体及び前記嵌合体の間に介在するフィルタを更に備える請求項１又は２記載の均質化装置。
【請求項４】
前記臼体及び前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる回転手段を更に備える請求項１から３いずれか記載の均質化装置。
【請求項５】
前記嵌合体の周囲には、前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体が配置されている請求項１から４いずれか記載の均質化装置。
【請求項６】
前記糸状体は、前記凹部の浅部側に位置する基端と、前記凹部の底部側に位置する先端とを有し、前記基端の近傍で束ねて結ばれている請求項５記載の均質化装置。
【請求項７】
前記糸状体は、カーボンナノチューブである請求項５又は６記載の均質化装置。
【請求項８】
複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法であって、
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部と略対称な表面形状を有し前記凹部に嵌合された嵌合体との僅少な隙間に、前記凹部の浅さ方向から複数成分の流体を通す手順を有する製造方法。
【請求項９】
前記隙間を流れる流体に超音波振動を付加する手順を更に有する請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部及び前記嵌合体の間に介在するフィルタに流体を通過させる手順を更に有する請求項８又は９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記凹部及び前記嵌合体を前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる手順を更に有する請求項８から１０いずれか記載の製造方法。
【請求項１２】
前記嵌合体の周囲に配置され前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体によって形成される間隙に流体を通過させる手順を更に有する請求項８から１１いずれか記載の製造方法。
【請求項１】
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部の底部を外部に連通する導出路とを有する臼体と、
前記凹部と略対称な表面形状を有し、僅少な隙間をあけて前記凹部に嵌合された嵌合体と、を備える均質化装置であって、
供給された複数成分の流体は、前記隙間を通って前記導出路から導出される均質化装置。
【請求項２】
前記臼体及び／又は前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向に超音波振動させる振動手段を更に備える請求項１記載の均質化装置。
【請求項３】
前記臼体及び前記嵌合体の間に介在するフィルタを更に備える請求項１又は２記載の均質化装置。
【請求項４】
前記臼体及び前記嵌合体を、前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる回転手段を更に備える請求項１から３いずれか記載の均質化装置。
【請求項５】
前記嵌合体の周囲には、前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体が配置されている請求項１から４いずれか記載の均質化装置。
【請求項６】
前記糸状体は、前記凹部の浅部側に位置する基端と、前記凹部の底部側に位置する先端とを有し、前記基端の近傍で束ねて結ばれている請求項５記載の均質化装置。
【請求項７】
前記糸状体は、カーボンナノチューブである請求項５又は６記載の均質化装置。
【請求項８】
複数成分が均質化された組成物又は複数成分の反応産物の製造方法であって、
深さ方向に向かって縮径する凹部と、この凹部と略対称な表面形状を有し前記凹部に嵌合された嵌合体との僅少な隙間に、前記凹部の浅さ方向から複数成分の流体を通す手順を有する製造方法。
【請求項９】
前記隙間を流れる流体に超音波振動を付加する手順を更に有する請求項８記載の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部及び前記嵌合体の間に介在するフィルタに流体を通過させる手順を更に有する請求項８又は９記載の製造方法。
【請求項１１】
前記凹部及び前記嵌合体を前記凹部の深さ方向を軸として相対的に回転させる手順を更に有する請求項８から１０いずれか記載の製造方法。
【請求項１２】
前記嵌合体の周囲に配置され前記凹部の底部に向かって整列する微細な糸状体によって形成される間隙に流体を通過させる手順を更に有する請求項８から１１いずれか記載の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１８２５１（Ｐ２００９−１８２５１Ａ）
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８２６６５（Ｐ２００７−１８２６６５）
【出願日】平成１９年７月１１日（２００７．７．１１）
【出願人】（０００２５１２１１）冷化工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１月２９日（２００９．１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１１日（２００７．７．１１）
【出願人】（０００２５１２１１）冷化工業株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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