マイクロミキサー
【課題】高粘度流体や異粘性流体を均一に混合できるマイクロミキサーを提供する。
【解決手段】第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一プレート５に第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二プレート７が積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一プレート５および第二プレート７が、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであるマイクロミキサー。
【解決手段】第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一プレート５に第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二プレート７が積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一プレート５および第二プレート７が、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであるマイクロミキサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍程度高い流体を混合する場合でも均一に混合でき、また、多種類の流体の混合流体を得る事できるマイクロミキサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
晶析等による微粒子製造工程や化学反応工程において、少なくとも二種類以上の流体の混合を目的として各種静止ミキサーが提案されている。なかでも混合する流体をマイクロ流路内に供給するマイクロミキサーが効率的な混合装置として注目されている。
【０００３】
マイクロミキサーは、少なくとも二種類以上の流体を流路幅が１０μｍから１０００μｍ程度のマイクロ流路で微小な流れに分割し、しかる後に混合するための機構を有している。マイクロミキサー内に供給された流体は、微小な流れに分割されたことで拡散距離が短くなり、その混合速度が速くなるため、従来の静止ミキサーに比べて短時間で効率的に混合される。
【０００４】
マイクロミキサーの構造としては、例えばＹ字型の流路を有する構造のミキサー（Ｙ字マイクロミキサー）が知られている。Ｙ字型マイクロミキサーは一枚のプレートに第１流体を流す流路と第２流体を流す流路とが鋭角的、即ちＹ字型に交差し、１本の合流路となる構造を有している。このミキサーに供給された各流体は、流路の交差部において層流状態で合流し、相互拡散により混合される。
【０００５】
上記Ｙ字型マイクロミキサーに低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍程度高い流体（異粘性流体）を同流量で流通した場合、二種類の流体の圧損が同じになろうとする。すなわち、粘度が低い流体は流速が速くなり、マイクロ流路の使用断面比率が小さくなる。高い粘度流体はその逆になることで圧損が同じになる。粘度差がある程度大きく場合、粘度が低い流体は極端に小さな断面の中を高速の流速で流れることになりになり、間欠送りなど不安定な流れの原因になる。このため安定した流体の流通ができず、流体を均一に混合できない問題がある。このようにマイクロ流路内での液体の相互拡散では低粘度同士の混合では問題はない場合が多いが、異粘性流体や高粘度流体では混合性を低下する問題が多く発生する可能性が高い。
【０００６】
前記Ｙ字型マイクロミキサー以外の他のマイクロミキサーとしては、例えば、混合対象である反応物Ａが流れる微細チャンネルが形成されたプレートと、反応物Ｂが流れる微細チャンネルが形成されたプレートとが積層された構造を有する積層型マイクロミキサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。該積層型マイクロミキサーが有する各微細チャンネルは、プレートの上面からみて鋭角をなす状態で配置され、各流体は各微細チャンネルの出口に設けられた合流室で合流し、混合される。
【０００７】
特許文献１に記載された積層された構造と、流体を合流させる合流室とを設けたマイクロミキサー（出口混合型マイクロミキサー）は、上下に積層配置した二枚のプレートの、それぞれのプレートにマイクロ流路を形成し、形成されたそれぞれのマイクロ流路は共通の出口である混合室に向かい交差している構造を有する。また、該流路幅及び深さは２５０μｍ以下であり、低粘度で瞬時に混合し易い流体を対象としており、高粘度流体同士や異粘性流体に対応したミキサーではない。その為、特許文献１に記載されたミキサーに高粘度流体や異粘性流体を流通した場合、圧損や詰まり等が発生し、流通が困難となり、十分に混合できなくなる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表平９−５１２７４２号公報（１２頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも１０倍程度高い流体を混合する場合でも混合効率が良好で、均一に混合できるマイクロミキサーを提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決する為に鋭意検討した結果、混合対象である反応物Ａが流れる微細チャンネルが形成されたプレートと、反応物Ｂが流れる微細チャンネルが形成されたプレートとが積層された構造を有する積層型マイクロミキサーにおいて、それぞれのプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である微小管状流路を有するプレートであるマイクロミキサーは、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍以上高い流体を混合する場合でも混合効率が良好で、均一に混合できること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであり、第二のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、該入り口部の微小管状流路が１本の流路で、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであることを特徴とするマイクロミキサーを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロミキサーは微小管状流路の入り口部における流体断面積に比べて出口部における流体断面積が小さくなるように微小流路が形成されている。その為、本発明のマイクロミキサーの微小流路は、流体の圧力を損失させず、出口部において流体の速度を高めることができる。その結果、流体により強いせん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散と、安定した通液が可能となり、混合効率が向上する。その為、本発明のマイクロミキサーは混合するのが困難な高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が著しく高い流体を混合する場合などに得に有用である。さらに本発明のマイクロミキサーは、第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部を増やすことが容易な為、多種類の流体の混合流体を得る事も可能である。加えて、本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートを積層して得られるプレート積層型のマイクロミキサーである為、ナンバリングアップが容易である。しかも、本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートに加えて熱交換用の媒体を流通させる流路を有するプレートを積層することも可能で、第一のプレートと第二のプレートに設けられた微小流路に流通する流体の熱交換を行うことも可能である。そして、前記第一のプレートと第二のプレートはウエットエッチング等のコスト的に安価な手法を用いて製造することができ、低コストで本発明のマイクロミキサーを得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のマイクロミキサー１の概略図。
【図２】マイクロミキサー１が有する積層体の分解斜視図。
【図３】マイクロミキサー１の構成部材である第一のプレートの斜視図。
【図４】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第一のプレートの斜視図。
【図５】マイクロミキサー１の構成部材である第二のプレートの斜視図。
【図６】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第二のプレートの斜視図。
【図７】熱交換媒体が流通する流路を設けたプレートを有する積層体の分解斜視図
【図８】別例のマイクロミキサーの概略図。
【図９】実施例で用いた装置を模式的に示す概略構成図
【図１０】実施例で用いた反応用マイクロリアクターの概略図
【図１１】実施例で用いた反応用マイクロリアクターが有する積層体の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。図１は、マイクロミキサー１の一例を示す概略図である。
【００１５】
マイクロミキサー１は、中空状のケースＣを有し、このケースＣの中には第一の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部を有する積層体１１０が固定されている。
【００１６】
本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートが積層した積層部に加え、例えば、マイクロミキサー１に例示するように熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層してあるミキサーが前記第１流路形成部と前記第１媒体流路とが積層方向において対応するとともに前記第２流路形成部と前記第２媒体流路とが積層方向において対応した位置となるように積層されていることが熱交換効率が良好となることから好ましい。
【００１７】
更に、流体Ｆ１と流体Ｆ２の熱交換を行う熱媒体Ｈ１１が流れる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層体１１０に積層されている事が、流体Ｆ１及び流体Ｆ２の温度を均一化でき、流体Ｆ１と流体Ｆ２の温度の差による混合効率の低下を減少できることから好ましい。
【００１８】
前記マイクロミキサー１のケースＣの左端Ｃ１には、第１の流体（Ｆ１）をケースＣ内に供給する第１流体供給部１Ａが設けられ、ケースＣの下部右端Ｃ２には、第２の流体（Ｆ２）をケースＣ内に供給する第２流体供給部２Ａが設けられている。以下、これらの各流体供給部１Ａ，２Ｂを区別しないで説明する場合には、単に流体供給部１として説明する。
【００１９】
流体供給部１Ａは、ケースＣの左端部に形成された開口部１Ｂと、開口部１Ｂに連結されたコネクタ１Ｃとを有している。コネクタ１Ｃは、第１の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第一のプレートの第一の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第１の流体（Ｆ１）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第１の流体（Ｆ１）はその機構により加圧状態でコネクタ１Ｃ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ａには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部Ｓ１として機能する。
【００２０】
流体供給部２Ａは、ケースＣの下部右端に形成された開口部２Ｂと、開口部２Ｂに連結されたコネクタ２Ｃとを有している。コネクタ２Ｃは、第２の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第二のプレートの第二の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第２の流体（Ｆ２）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第２の流体（Ｆ２）はその機構により加圧状態でコネクタ３Ｂ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｂには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部Ｓ２として機能する。
【００２１】
また、ケースＣの下部左端Ｃ３には、熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部３Ａが形成されている。熱媒供給部３Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部３Ｂ、コネクタ３Ｃを有している。熱媒供給部３Ａに供給された熱媒Ｈ１は、積層体１１内に形成された流路を通過し、ケースＣの上端Ｃ４に形成された熱媒送出部４ＡからケースＣ外部へ送出される。熱媒送出部４Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部４Ｂ、コネクタ４Ｃをそれぞれ有している。
【００２２】
また、ケースＣの右端Ｃ４は、ケースＣの右端部に形成された開口部５Ｂと開口部５Ｂに連結されたコネクタ５Ｃからなる送出部５Ａを有している。開口部５ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｃには空間が設けられ、該空間は、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部Ｓ３として機能する。S３の体積としては、発生する圧力損失、高粘度流体及び異粘性流体の安定した通流、混合力、装置的強度を考慮する。各流体の粘性や目的とする混合度合等に応じて変更可能である。特に第一の流体と第二の流体との粘度差が大きい、例えば、１０倍以上の場合、安定した流通を行うために混合部Ｓ３の断面積を大きくすることが、第一の流体と第二の流体との均一な混合体が得られることから好ましい。加えて、第一の流体と第二の流体との粘度差が大きく、高粘度流体の流量が低粘度流体の流量を比べて大きい場合は、さらに混合部の断面積を大きくする必要がある。
【００２３】
前記混合部Ｓ３の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積は第一の流体と第二の流体との均一な混合体が得られることから１．０ｍｍ２以上が好ましい。
【００２４】
また、前記混合部Ｓ３の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積が、第一の微小管状流路の出口の断面積と第二の微小管状流路の出口の断面積の合計に対して２〜２００倍であるマイクロミキサーが、流通が安定し、混合部Ｓ３部でも滞留がない良好な混合が達成できることから好ましく、４〜１００倍がより好ましい。
【００２５】
第一の流体（Ｆ１）及び第二の流体（Ｆ２）は、各流体供給部１Ａ、２ＡからケースＣ内部に供給され、積層体１１に形成された第１の微小管状流路及び第２の微小管状流路にそれぞれ流通する。そして、第１の微小管状流路の出口に到達した第一の流体（Ｆ１）及び第２の微小管状流路の出口に到達した第二の流体（Ｆ２）は、これらの出口部に通ずる混合部Ｓ３へと排出され、混合される。得られた混合流体（Ｆ３）は、送出部５ＡからケースＣ外部へ送出される。尚、マイクロミキサー１のケースＣや各流体供給部１Ａ、２Ａ、送出部５Ａの位置等は上記構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００２６】
次に、上記積層体１１について説明する。図２に示すように、積層体１１は、長方形状の各カバープレートＰ１、Ｐ２との間に、流路が形成されたプレート群１３を備えている。
【００２７】
プレート群１３は、２枚の第一のプレート５と２枚の第二のプレート７とが積層されて構成されている。本実施形態では第一のプレートと第二のプレートとが交互に積層された積層体を形成している。
【００２８】
カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７は、その外形が同じ長方形状に形成されている。また、カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７の材質は特に限定されず、例えば金属材、樹脂、ガラス、セラミックス等、流路を形成するための加工が容易で、各プレートを液漏れ等が生じ難い密着状態で互いに固定できる材質であればよい。また、各プレートを同じ材質から形成しても良いし、異なる材質で形成してもよい。例えば、各プレートをステンレス鋼から形成し、拡散結合により密着状態で固定してもよい。各プレートの加工方法は、例えば射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー、レーザーアプレーション等の公知の各種方法のうち、その材質に応じた好適な方法を選択できる。
【００２９】
次に、第一のプレート５と第二のプレート７について詳述する。図３に示すように第一のプレート５には矩形且つ板状の第一の微小管状流路形成部６Ａを有している。
【００３０】
第一の微小管状流路形成部６Ａは、その上面６ａにおける短手方向（図中Ｙ方向）の中央部に１本以上の第一の微小管状流路６を有している。第一の微小管状流路６は第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端６ｂから右側端６ｃに向かって溝状に形成されており、左側端６ｂ、右側端６ｃ及び上面６ａにおいて開口している。左側端６ｂの開口は第一の微小管状流路６の入口６ｄであって、右側端６ｃの開口は第一の微小管状流路６の出口６ｅとなる。入口６ｄは、第１の流体Ｆ１が供給される上記第１流体供給部１Ａに連通している。
【００３１】
また、第一の微小管状流路６は、流路径の大きい大径部６ｆと流路径の小さい小径部６ｇと、大径部６ｆから小径部６ｇへの径変化を穏やかにするテーパー部６ｈが設けられている。
【００３２】
大径部６ｆは、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃの手前まで延びている。大径部６ｆの幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３３】
大径部６ｆは、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃの手前まで延びている。大径部６ｆの幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３４】
また、第一の微小管状流路６ｆ内を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜５００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜４０ｍｍ２がより好ましい。さらに０．０１〜２０ｍｍ２がより好ましい。
【００３５】
小径部６ｇも断面矩形状に形成された流路であって、右側端６ｆの手前から右側端６ｃに向かって延びている。小径部６ｇは、少なくとも大径部１６の断面積よりも小さい断面積となればよいが、例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部１７の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３６】
また、第一の微小管状流路６ｇ内を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜１００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜１０ｍｍ２がより好ましい。さらに０．０１〜５ｍｍ２がより好ましい。
【００３７】
第一の微小管状流路６ｇを流通する際の流体の速度は流体に作用するせん断力が高まることから０．１ｍ／秒以上が好ましく、０．３m／秒以上がより好ましい。更に好ましくは１．０m／秒以上で３．０m／秒以上が特に好ましい。特に、高粘度同士の流体を混合する場合や粘度の大きく異なる粘度の流体を混合する場合の流速は１．０m／秒以上が好ましい。
【００３８】
第一の微小管状流路６は、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃまで延びている。第一の微小管状流路６の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、さらに幅０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３９】
図３において第一の微小管状流路６は３本配置されているが、本数には特に制限はない。複数本配置する場合、各々の微小管状流路６の幅及び深さは同一でも良いし異なっていても良い。また、第一の微小管状流路６の入口と出口の流路幅は同一であっても良いし、異なっていても良い。第一プレートの更なる例示を図４に示す。
【００４０】
第一の微小管状流路に流通させる流体の粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。さらに好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下である。
【００４１】
次に、第二のプレート７について詳述する。図５に示すように第二のプレート７には矩形且つ板状の第二の微小管状流路形成部７Ａを有している。
【００４２】
第二の微小管状流路形成部７Ａは、その上面７ａに１本の第二の微小管状流路８を有している。第二の微小管状流路８は、第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向（７ｃ方向、図中Ｙ方向）に向かって溝状に形成され、更に、Ｙ方向の中央付近で１回右端方向に直角に屈曲しており、下側端７ｂ、右側端７ｄ及び上面７ａにおいて開口している。下側端７ｂの開口は第二の微小管状流路８の入口８ａであって、右側端７ｄの開口は第一の微小管状流路６の出口８ｂとなる。入口８ａは、第２の流体Ｆ１が供給される上記第２流体供給部２Ａに連通している。
【００４３】
本発明で用いる第二のプレートが有する微小管状流路は、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である。このような構造を有することにより、第二の流体Ｆ２は入り口部において大径部の入口８ａを流れ、小径部８ｂに流入する。小径部に流入した各流体第二の流体Ｆ２は、入口に流入したときの流速よりも大きな流速で出口８ｂに流入し、混合部（図１におけるＳ３）流入する。その結果、第一の流体Ｆ１と第二の流体Ｆ２との混合速度を高めることができる。特に、第一の流体Ｆ１、第二の流体Ｆ２のうち少なくとも一方が流動性が低く混合しにくい流体である場合、即ち高粘度流体である場合や、互いに粘度が大きく異なる場合等に特に効果を発揮することができる。
【００４４】
前記大径部の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、混合性能を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００４５】
また、大径部を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜５００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜４０ｍｍ２がより好ましい。
【００４６】
前記小径部の断面積は、少なくとも大径部の断面積よりも小さい断面積となればよい。小径部の幅及び深さは例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状が好ましい。
【００４７】
また、小径部を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜１００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜１０ｍｍ２がより好ましい。
【００４８】
第二の微小管状流路８ｂを流通する際の流体の速度は流体に作用するせん断力が高まることから０．１ｍ／秒以上が好ましく、０．３m／秒以上がより好ましい。更に好ましくは１．０m／秒以上で３．０m／秒以上が特に好ましい。特に、高粘度同士の流体を混合する場合や粘度の大きく異なる粘度の流体を混合する場合の流速は１．０m／秒以上が好ましい。
【００４９】
第二の微小管状流路に流通させる流体の粘度は２０００ｍPa・s以下が好ましく、１０００ｍPa・s以下がより好ましい。さらに好ましくは５００ｍPa・s以下である。
【００５０】
また、第二のプレートは図５に示したように混合部に通ずる出口部が流体の進行方向に平行して設置された複数個の壁で分割され、複数本の流路が形成されているもの意外に、例えば、図６に例示するように１本の流路でもかまわない。ここで、壁の数は、例えば、０〜２５０個であり、１〜５０個がより好ましい。また、第二のプレート上に形成される第二の微小管状流路の数は図５に示すように１本でも良いし、図６に示すように複数本有っても良い。
【００５１】
本発明のマイクロミキサーは第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部を増やすことが容易な為、多種類の流体の混合流体を得る事も可能である。本発明のマイクロミキサーに多種類の流体を流通させる場合、例えば、少なくとも１枚の第一のプレートと少なくとも２枚の第二のプレートとが積層した積層部で、該積層部が第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された側面と別の側面に第一のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された積層部を有するマイクロミキサーを好ましく例示できる。このようなマイクロミキサーとしては、例えば、図８に示すマイクロミキサーを例示する事ができる。
【００５２】
本発明のマイクロミキサーには熱交換用の媒体を流通させる温調プレートを積層しても良い。温調プレートと第一のプレートと第二のプレートとを積層したマイクロミキサーを例えば、図７に示す。
【００５３】
温調プレート１２は、図７に示すように、一方の面１２ａに断面凹溝形状の温調流路１３が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路１２の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね０．０２〜５００．０（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．０５〜４０．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。流路の幅は、例えば幅０．２ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００５４】
温調流路１２は、図７に示す様に、温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路１３ａと、主流路１３ａの上流側及び下流側端部で主流路１３ａに連通する供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃとを備えていてもよい。
【００５５】
図７では供給側流路１３ｂと排出側流路１３ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面１２ｄ、１２ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路１２の各流路の本数は、温調流路１２の主流路１３ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【００５６】
以上のように構成された積層体１１において、第１流体供給部１ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第１の流体（Ｆ１）は、貯留部Ｓ１に一時貯留された後、積層体１１０に複数設けられた第一の微小管状流路６へ分割される。また、第２流体供給部２ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第２の流体（Ｆ２）貯留部Ｓ２に一時貯留された後、積層体１１に複数設けられた第二の微小管状流路８へ分割される。
【００５７】
第一のプレート５の各第一の微小管状流路６に流入した第１の流体（Ｆ１）は、第一の微小管状流路６の出口６ｅへと通じ、混合部Ｓ３へと送出される。また、第二のプレート７の各第二の微小管状流路８に流入した第２の流体（Ｆ２）は、大径部９から小径部１０にかけて流速を高めながら送出され、出口８ｂから混合部Ｓ３へ送出される。
【００５８】
流速を高めながら混合部Ｓ３へ送出された第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３に送出された第２の流体（Ｆ２）と混合する。このとき第２の流体（Ｆ２）の速度が高まっているため混合部Ｓ３における混合効率は向上する。
【００５９】
第１の流体（Ｆ１）と第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３において乱流を生じさせながら混じり合い、得られた混合流体（Ｆ３）は混合流体の送出部５Ａに向かって流れる。そして、送出部５ＡからケースＣ外へ向かって送出される。
【００６０】
本発明のマイクロミキサーは、上記の一例以外に、図８に示すようにＥ液を流通させる１枚の第一プレート１枚とＡ液、Ｂ液、Ｃ液及びＤ液をそれぞれ流通させる第二のプレート４枚を積層し、５種類の溶液を混合するマイクロミキサーとすることができる。
【００６１】
上記実施形態によれば、本発明のマイクロミキサーは以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、マイクロミキサー１は、第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二のプレートが積層した積層部と混合部とを有し、更に、第一のプレートと第二のプレートの少なくとも一方が、該入り口部の微小管状流路が１本の流路であり、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である。このような構成とすることにより、第一の流体と第二の流体との混合効率を高めることができ、各高粘度流体又は互いに粘度が異なる異粘度流体であっても効率よく混合することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に述べる。例中、％は特に断りがない限り重量基準である。
【００６３】
＜実施例１で使用した反応デバイス＞
実施例１では、図９に示す反応デバイスを用いた。このデバイスにおいて、用いたマイクロミキサーは図１に示すマイクロミキサーで、積層部が図７に示す積層部を有するマイクロミキサー１を用いた。
【００６４】
マイクロミキサー１はドライエッチング加工により第一の微小管状流路が形成された第一のプレート５が１枚と、同じくエッチング加工により第二の微小管状流路が形成された第二のプレート７が１枚と、温調プレート１２が２枚とを、プレート５、プレート７、温調プレート１２が図７のように交互に積層されており、更にこの積層体を２枚のカバープレートで挟み込んでいる。プレートの材質はＳＵＳ３０４である。板厚はプレート５、プレート７が０．４ｍｍである。温調プレート１２が１．０ｍｍである。
【００６５】
第一の微小管状流路６は、大径部６ｆを幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍとし、小径部６ｇを幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍとした。第一のプレート５上の微小管状流路本数は１０本である。
【００６６】
第二のプレート７は微小管状流路の大径部８ａの断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２０ｍｍである。小管状流路の小径部８ｂは幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。温調プレート１２の流路の断面寸法は幅１．２×深さ０．５×長さ（Ｌ１）４０ｍｍである。
【００６７】
実施例１は図９に示す反応デバイスにてウレタンアクリレートを合成する事により、第一の流体と第二の流体の混合効率を評価した。図９において、第一の流体を入れるタンク６１の流出口とプランジャーポンプ６３の流入口とが、第一の流体が通る配管を介して接続されており、また、第二の流体を入れるタンク６２の流出口とプランジャーポンプ６４の流入口とが、第二の流体が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６３の流出口及びプランジャーポンプ６４の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６３またはプランジャーポンプ６４を通して第一の流体又は第二の流体が通る配管が伸びており、これらの配管はマイクロミキサー１の流入口に接続されている。
【００６８】
更に、マイクロミキサー１の流出口に接続された配管は、コネクタ６７を介して化学反応用マイクロリアクター６５または６６及び受け容器６８からなる反応ライン１と、化学反応用マイクロリアクター６５または６６及び受け容器６９からなる反応ライン２に接続されている。
【００６９】
マイクロミキサー１で第一の流体と第二の流体とが混合され、混合流体が形成される。
混合流体は混合流体ができた時間に応じて反応ライン１及び反応ライン２にそれぞれ分配される。
【００７０】
分配された混合溶液は反応ライン１または反応ライン２を流通中に反応し、冷却される。反応はマイクロリアクター６５で行われ、冷却はマイクロリアクター６６で行われる。
【００７１】
マイクロリアクター６５または６６は図１０に示すマイクロリアクターであり、反応を行う積層部は図１１に示す構造を有する。
【００７２】
図１０においてマイクロリアクター６５を説明する。αは第一の流体と第２の流体の混合流体である。βは混合流体の反応物である。γは熱交換用媒体である。マイクロリアクター６５は、ドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。反応流路４の長さは４０ｍｍである。温調流路６の長さ（Ｌ１）は４０ｍｍである。尚、マイクロリアクター６５は混合流体及び混合流体の反応物の温度が１６０℃になるよう加温される。
【００７３】
図１０においてマイクロリアクター６６を説明する。αは第一の流体と第２の流体の混合流体である。βは混合流体の反応物である。γは熱交換用媒体である。マイクロリアクター６５は、ドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。反応流路４の長さは４０ｍｍである。温調流路６の長さ（Ｌ１）は４０ｍｍである。尚、マイクロリアクター６５は混合流体及び混合流体の反応物の温度が７０℃になるよう冷却される。
【００７４】
ライン１、ライン２を流通し、得られる反応物は流出口に接続された配管を通して受け容器６８または６９へと排出される。
【００７５】
＜実施例２で使用したデバイス＞
実施例２では、第一の流体を入れるタンク６１、第二の流体を入れるタンク６２、プランジャーポンプ及びマイクロミキサー２が接続されたデバイスを用いた。具体的には、第一の流体を入れるタンク６１の流出口とプランジャーポンプ６３の流入口とが、第一の流体が通る配管を介して接続されており、また、第二の流体を入れるタンク６２の流出口とプランジャーポンプ６４の流入口とが、第二の流体が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６３の流出口及びプランジャーポンプ６４の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６３またはプランジャーポンプ６４を通して第一の流体又は第二の流体が通る配管が伸びており、これらの配管はマイクロミキサー２の流入口に接続されている。
【００７６】
このマイクロミキサー２で第一の流体と第二の流体とが混合され、混合流体が形成される。混合流体はマイクロミキサー１又は２に接続された配管を通して受け容器へと排出される。
【００７７】
マイクロミキサー２は図７において温調プレート１２を省いた構造を有する。具体的には、ドライエッチング加工により第一の微小管状流路が形成された第一のプレート５が１枚と、同じくエッチング加工により第二の微小管状流路が形成された第二のプレート７が１枚と、更にこの積層体を２枚のカバープレートで挟み込んでいる。プレートの材質はＳＵＳ３０４である。板厚はプレート５、プレート７が０．４ｍｍである。
【００７８】
第一のプレート５の第一の微小管状流路６の大径部６ｆは、幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍとし、小径部６ｇを幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍとした。第一のプレート５上の微小管状流路本数は１０本である。第二のプレート７は微小管状流路の大径部８ａの断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２０ｍｍである。小管状流路の小径部８ｂは幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍであり、微小管状流路本数は１本である。
【００７９】
実施例１
第１流体として粘度２ｍＰａ・ｓに調整したイソシアネート化合物と第２流体として粘度３００ｍＰａ・ｓに調整した多官能アクリレートを用いたウレタンアクリレートの合成を行った。調整としては温調プレート１２に熱媒を送液し、各流体の温度を６０℃とした。
【００８０】
プランジャーポンプ６３及び６４にて上記化合物を流速１００ｇ／ｍｉｎにて流通させ、マイクロミキサー１に流通し混合流体を得た。得られた混合流体を初期、後期の２つにわけ、コネクタを操作してマイクロリアクター６５及び６６にそれぞれ送り込んだ。各マイクロリアクターでは１６０℃で滞留時間５０秒の条件下で反応を進行させた。マイクロリアクター６５及び６６を用いて得られたウレタンアクリレートをそれぞれウレタンアクリレート（１−１）、ウレタンアクリレート（１−２）と略記する。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）分析の結果、ウレタンアクリレート（１−１）、ウレタンアクリレート（１−２）中のウレタンアクリレート面積比〔％〕と残量アクリレートの面積比〔％〕はそれぞれ９５．５〔％〕、１．３〔％〕と同じ値となった。このことから、マイクロミキサー１で均一な混合ができているものと考えられる。
【００８１】
実施例１において、本発明のマイクロミキサーの混合部における微小管状流路の出口部における第一の流体の流速は０．４２ｍ／ｓであり、第二流体の速度は１．６６ｍ／ｓであった。
【００８２】
実施例２
マイクロミキサーを有するデバイスに粘度１ｍＰａ・ｓの水と、粘度３０ｍＰａ・ｓの水飴をプランジャーポンプにて流速１０ｇ／ｍｉｎの条件でそれぞれ流通させた。その結果、脈動なく混合できることを確認した。
【００８３】
実施例２において、本発明のマイクロミキサーの混合部における微小管状流路の出口部における第一の流体の流速と第二流体の速度は共に１．０４ｍ／ｓであった。
【００８４】
比較例１
マイクロミキサー２の代わりにＹ字型マイクロミキサーを用いた以外は実施例２と同様にして異粘性流体の混合実験を行った。該Ｙ字型マイクロミキサーに設けられた第１流体が流れる流路は、幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍである。第２流体が流れる流路は同じく幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍである。また混合液が流れる流路は幅０．８ｍｍ×深さ０．２×長さ１５ｍｍである。流路を形成したプレートはマイクロミキサー１と同じ材質であるため、流路壁面の粗さはマイクロミキサー１と同様である。
【００８５】
実験の結果、低粘度である水に間欠流通がみられ、安定流通が困難であることが確認できた。即ち、Ｙ字型ミキサーは各流路が交差して各流体が合流する設計であるため、粘度が異なる２種類の流体を各流路に流したとき、低粘度の流体は流速が大きくなり、高粘度の流体は流速が小さくなるため、間欠送りが発生してしまうと推測できる。
【００８６】
比較例２
マイクロミキサー１の代わりに特表平９−５１２７４２の実施例で用いられているマイクロミキサーを用い、且つ、流通させる際の流量を１２．５ｇ／ｍｉｎになるようにプランジャーポンプでそれぞれ流通した以外は実施例１と同様にしてウレタンアクリレート（２´−１）、ウレタンアクリレート（２´−２）を得た。特表平９−５１２７４２の実施例で用いられているマイクロミキサーが有する第一・第２のプレートの微小管状流路の断面寸法は幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。積層枚数が各１枚である。
【００８７】
得られたウレタンアクリレート（２´−１）、ウレタンアクリレート（２´−２）中のウレタンアクリレート面積比〔％〕はそれぞれ９２〔％〕と７７〔％〕であり、また、残量アクリレートの面積比〔％〕がそれぞれ２．７〔％〕、１８．８〔％〕となり、面積比が異なっていた。この結果から、異なる物性値のウレタンアクリレートが生成されており、均一な混合が行われていなかったと結論付けた。また、１００ｇ／ｍｉｎで流通させようとしたが、圧損が１０ＭＰａ以上となり、流通が困難でウレタンアクリレートが得られなかった。
【００８８】
比較例２において、微小管状流路の出口部における第一の流体の流速は０．０５ｍ／ｓであり、第二流体の速度は０．２１ｍ／ｓであった。
【符号の説明】
【００８９】
Ｃ：マイクロミキサー１のケース
Ｃ１：ケースＣの左端
Ｃ２：ケースＣの下部右端
Ｃ３：ケースＣの下部左端
Ｃ４：ケースＣの上端
Ｆ１：第一の流体
Ｆ２：第二の流体
Ｆ３：第一の流体と第二の流体の混合流体
Ｈ１：熱媒
Ｓ１：第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部
Ｓ２：第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部
Ｓ３：混合部
１Ａ：第１流体供給部
１Ｂ：ケースＣの左端部に形成された開口部
１Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
２Ａ：第２流体供給部
２Ｂ：ケースＣの下部右端に形成された開口部
２Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
３Ａ：熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部
３Ｂ：ケースＣの下部左端に形成された開口部
３Ｃ：開口部３Ｂに連結されたコネクタ
４Ａ：熱媒送出部
４Ｂ：ケースＣの上部右端に形成された開口部
４Ｃ：開口部４Ｂに連結されたコネクタ
５ ：第一のプレート
５Ａ：開口部５Ｂとコネクタ５Ｃからなる送出部
５Ｂ：ケースＣの右端部に形成された開口部
５Ｃ：開口部５Ｂに連結されたコネクタ
６ ：第一の微小管状流路
６Ａ：第一の微小管状流路形成部
６ａ：第一の微小管状流路形成部６Ａの上面
６ｂ：第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端
６ｃ：第一の微小管状流路形成部６Ａの右側端
６ｄ：第一の微小管状流路６の入口
６ｅ：第一の微小管状流路６の出口
６ｆ：第一の微小管状流路６の大径部
６ｇ：第一の微小管状流路６の小径部
６ｈ：第一の微小管状流路６のテーパ部
７ ：第二のプレート
７Ａ：第二の微小管状流路形成部
７ａ：第二の微小管状流路形成部７Ａの上面
７ｂ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端
７ｃ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向にある端
７ｄ：第二の微小管状流路形成部７Ａの右側端
８ ：第二の微小管状流路
８ａ：第二の微小管状流路８の入口
８ｂ：第一の微小管状流路６の出口
１２：温調プレート
１２ａ：温調プレート１２の面
１３：温調プレート１２の面１２ａに設けられた断面凹溝形状の温調流路
１３ａ：温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路
１３ｂ：主流路１３ａに連通する供給側流路
１３ｃ：主流路１３ａに連通する排出側流路
６１：第一の流体を入れるタンク
６２：第二の流体を入れるタンク
６３：プランジャーポンプ
６４：プランジャーポンプ
６５：チューブリアクター
６６：チューブリアクター
６７：コネクタ
６８：受け容器
６９：受け容器
１１０：積層体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍程度高い流体を混合する場合でも均一に混合でき、また、多種類の流体の混合流体を得る事できるマイクロミキサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
晶析等による微粒子製造工程や化学反応工程において、少なくとも二種類以上の流体の混合を目的として各種静止ミキサーが提案されている。なかでも混合する流体をマイクロ流路内に供給するマイクロミキサーが効率的な混合装置として注目されている。
【０００３】
マイクロミキサーは、少なくとも二種類以上の流体を流路幅が１０μｍから１０００μｍ程度のマイクロ流路で微小な流れに分割し、しかる後に混合するための機構を有している。マイクロミキサー内に供給された流体は、微小な流れに分割されたことで拡散距離が短くなり、その混合速度が速くなるため、従来の静止ミキサーに比べて短時間で効率的に混合される。
【０００４】
マイクロミキサーの構造としては、例えばＹ字型の流路を有する構造のミキサー（Ｙ字マイクロミキサー）が知られている。Ｙ字型マイクロミキサーは一枚のプレートに第１流体を流す流路と第２流体を流す流路とが鋭角的、即ちＹ字型に交差し、１本の合流路となる構造を有している。このミキサーに供給された各流体は、流路の交差部において層流状態で合流し、相互拡散により混合される。
【０００５】
上記Ｙ字型マイクロミキサーに低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍程度高い流体（異粘性流体）を同流量で流通した場合、二種類の流体の圧損が同じになろうとする。すなわち、粘度が低い流体は流速が速くなり、マイクロ流路の使用断面比率が小さくなる。高い粘度流体はその逆になることで圧損が同じになる。粘度差がある程度大きく場合、粘度が低い流体は極端に小さな断面の中を高速の流速で流れることになりになり、間欠送りなど不安定な流れの原因になる。このため安定した流体の流通ができず、流体を均一に混合できない問題がある。このようにマイクロ流路内での液体の相互拡散では低粘度同士の混合では問題はない場合が多いが、異粘性流体や高粘度流体では混合性を低下する問題が多く発生する可能性が高い。
【０００６】
前記Ｙ字型マイクロミキサー以外の他のマイクロミキサーとしては、例えば、混合対象である反応物Ａが流れる微細チャンネルが形成されたプレートと、反応物Ｂが流れる微細チャンネルが形成されたプレートとが積層された構造を有する積層型マイクロミキサーが知られている（例えば、特許文献１参照）。該積層型マイクロミキサーが有する各微細チャンネルは、プレートの上面からみて鋭角をなす状態で配置され、各流体は各微細チャンネルの出口に設けられた合流室で合流し、混合される。
【０００７】
特許文献１に記載された積層された構造と、流体を合流させる合流室とを設けたマイクロミキサー（出口混合型マイクロミキサー）は、上下に積層配置した二枚のプレートの、それぞれのプレートにマイクロ流路を形成し、形成されたそれぞれのマイクロ流路は共通の出口である混合室に向かい交差している構造を有する。また、該流路幅及び深さは２５０μｍ以下であり、低粘度で瞬時に混合し易い流体を対象としており、高粘度流体同士や異粘性流体に対応したミキサーではない。その為、特許文献１に記載されたミキサーに高粘度流体や異粘性流体を流通した場合、圧損や詰まり等が発生し、流通が困難となり、十分に混合できなくなる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表平９−５１２７４２号公報（１２頁、第３図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも１０倍程度高い流体を混合する場合でも混合効率が良好で、均一に混合できるマイクロミキサーを提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは上記課題を解決する為に鋭意検討した結果、混合対象である反応物Ａが流れる微細チャンネルが形成されたプレートと、反応物Ｂが流れる微細チャンネルが形成されたプレートとが積層された構造を有する積層型マイクロミキサーにおいて、それぞれのプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である微小管状流路を有するプレートであるマイクロミキサーは、高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が１０倍以上高い流体を混合する場合でも混合効率が良好で、均一に混合できること等を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明は、第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであり、第二のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、該入り口部の微小管状流路が１本の流路で、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであることを特徴とするマイクロミキサーを提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマイクロミキサーは微小管状流路の入り口部における流体断面積に比べて出口部における流体断面積が小さくなるように微小流路が形成されている。その為、本発明のマイクロミキサーの微小流路は、流体の圧力を損失させず、出口部において流体の速度を高めることができる。その結果、流体により強いせん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散と、安定した通液が可能となり、混合効率が向上する。その為、本発明のマイクロミキサーは混合するのが困難な高粘度流体どうしを混合する場合や、低粘度流体とその流体よりも粘度が著しく高い流体を混合する場合などに得に有用である。さらに本発明のマイクロミキサーは、第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部を増やすことが容易な為、多種類の流体の混合流体を得る事も可能である。加えて、本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートを積層して得られるプレート積層型のマイクロミキサーである為、ナンバリングアップが容易である。しかも、本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートに加えて熱交換用の媒体を流通させる流路を有するプレートを積層することも可能で、第一のプレートと第二のプレートに設けられた微小流路に流通する流体の熱交換を行うことも可能である。そして、前記第一のプレートと第二のプレートはウエットエッチング等のコスト的に安価な手法を用いて製造することができ、低コストで本発明のマイクロミキサーを得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態のマイクロミキサー１の概略図。
【図２】マイクロミキサー１が有する積層体の分解斜視図。
【図３】マイクロミキサー１の構成部材である第一のプレートの斜視図。
【図４】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第一のプレートの斜視図。
【図５】マイクロミキサー１の構成部材である第二のプレートの斜視図。
【図６】マイクロミキサー１の構成部材である別例の第二のプレートの斜視図。
【図７】熱交換媒体が流通する流路を設けたプレートを有する積層体の分解斜視図
【図８】別例のマイクロミキサーの概略図。
【図９】実施例で用いた装置を模式的に示す概略構成図
【図１０】実施例で用いた反応用マイクロリアクターの概略図
【図１１】実施例で用いた反応用マイクロリアクターが有する積層体の分解斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図９に従って説明する。図１は、マイクロミキサー１の一例を示す概略図である。
【００１５】
マイクロミキサー１は、中空状のケースＣを有し、このケースＣの中には第一の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部を有する積層体１１０が固定されている。
【００１６】
本発明のマイクロミキサーは、第一のプレートと第二のプレートが積層した積層部に加え、例えば、マイクロミキサー１に例示するように熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層してあるミキサーが前記第１流路形成部と前記第１媒体流路とが積層方向において対応するとともに前記第２流路形成部と前記第２媒体流路とが積層方向において対応した位置となるように積層されていることが熱交換効率が良好となることから好ましい。
【００１７】
更に、流体Ｆ１と流体Ｆ２の熱交換を行う熱媒体Ｈ１１が流れる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層体１１０に積層されている事が、流体Ｆ１及び流体Ｆ２の温度を均一化でき、流体Ｆ１と流体Ｆ２の温度の差による混合効率の低下を減少できることから好ましい。
【００１８】
前記マイクロミキサー１のケースＣの左端Ｃ１には、第１の流体（Ｆ１）をケースＣ内に供給する第１流体供給部１Ａが設けられ、ケースＣの下部右端Ｃ２には、第２の流体（Ｆ２）をケースＣ内に供給する第２流体供給部２Ａが設けられている。以下、これらの各流体供給部１Ａ，２Ｂを区別しないで説明する場合には、単に流体供給部１として説明する。
【００１９】
流体供給部１Ａは、ケースＣの左端部に形成された開口部１Ｂと、開口部１Ｂに連結されたコネクタ１Ｃとを有している。コネクタ１Ｃは、第１の流体（Ｆ１）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第一のプレートの第一の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第１の流体（Ｆ１）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第１の流体（Ｆ１）はその機構により加圧状態でコネクタ１Ｃ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ａには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部Ｓ１として機能する。
【００２０】
流体供給部２Ａは、ケースＣの下部右端に形成された開口部２Ｂと、開口部２Ｂに連結されたコネクタ２Ｃとを有している。コネクタ２Ｃは、第２の流体（Ｆ２）が流通する流体供給路に通じており、従って、この流体供給路は第二のプレートの第二の微小管状流路に通じている。そして、この流体供給路は第２の流体（Ｆ２）を貯留するタンクや、加圧ポンプ、このポンプに連結された管路等を含む圧送機構と接続されており、第２の流体（Ｆ２）はその機構により加圧状態でコネクタ３Ｂ側に圧送されるようになっている。開口部１ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｂには空間が設けられ、該空間は上記圧送機構から送出された第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部Ｓ２として機能する。
【００２１】
また、ケースＣの下部左端Ｃ３には、熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部３Ａが形成されている。熱媒供給部３Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部３Ｂ、コネクタ３Ｃを有している。熱媒供給部３Ａに供給された熱媒Ｈ１は、積層体１１内に形成された流路を通過し、ケースＣの上端Ｃ４に形成された熱媒送出部４ＡからケースＣ外部へ送出される。熱媒送出部４Ａは、上記流体供給部１Ａ、２Ａと同様に開口部４Ｂ、コネクタ４Ｃをそれぞれ有している。
【００２２】
また、ケースＣの右端Ｃ４は、ケースＣの右端部に形成された開口部５Ｂと開口部５Ｂに連結されたコネクタ５Ｃからなる送出部５Ａを有している。開口部５ＢとケースＣ内に固定された積層体１１の側面１１ｃには空間が設けられ、該空間は、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部Ｓ３として機能する。S３の体積としては、発生する圧力損失、高粘度流体及び異粘性流体の安定した通流、混合力、装置的強度を考慮する。各流体の粘性や目的とする混合度合等に応じて変更可能である。特に第一の流体と第二の流体との粘度差が大きい、例えば、１０倍以上の場合、安定した流通を行うために混合部Ｓ３の断面積を大きくすることが、第一の流体と第二の流体との均一な混合体が得られることから好ましい。加えて、第一の流体と第二の流体との粘度差が大きく、高粘度流体の流量が低粘度流体の流量を比べて大きい場合は、さらに混合部の断面積を大きくする必要がある。
【００２３】
前記混合部Ｓ３の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積は第一の流体と第二の流体との均一な混合体が得られることから１．０ｍｍ２以上が好ましい。
【００２４】
また、前記混合部Ｓ３の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積が、第一の微小管状流路の出口の断面積と第二の微小管状流路の出口の断面積の合計に対して２〜２００倍であるマイクロミキサーが、流通が安定し、混合部Ｓ３部でも滞留がない良好な混合が達成できることから好ましく、４〜１００倍がより好ましい。
【００２５】
第一の流体（Ｆ１）及び第二の流体（Ｆ２）は、各流体供給部１Ａ、２ＡからケースＣ内部に供給され、積層体１１に形成された第１の微小管状流路及び第２の微小管状流路にそれぞれ流通する。そして、第１の微小管状流路の出口に到達した第一の流体（Ｆ１）及び第２の微小管状流路の出口に到達した第二の流体（Ｆ２）は、これらの出口部に通ずる混合部Ｓ３へと排出され、混合される。得られた混合流体（Ｆ３）は、送出部５ＡからケースＣ外部へ送出される。尚、マイクロミキサー１のケースＣや各流体供給部１Ａ、２Ａ、送出部５Ａの位置等は上記構成に限定されず、適宜変更可能である。
【００２６】
次に、上記積層体１１について説明する。図２に示すように、積層体１１は、長方形状の各カバープレートＰ１、Ｐ２との間に、流路が形成されたプレート群１３を備えている。
【００２７】
プレート群１３は、２枚の第一のプレート５と２枚の第二のプレート７とが積層されて構成されている。本実施形態では第一のプレートと第二のプレートとが交互に積層された積層体を形成している。
【００２８】
カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７は、その外形が同じ長方形状に形成されている。また、カバープレートＰ１、Ｐ２、第一のプレート５及び第二のプレート７の材質は特に限定されず、例えば金属材、樹脂、ガラス、セラミックス等、流路を形成するための加工が容易で、各プレートを液漏れ等が生じ難い密着状態で互いに固定できる材質であればよい。また、各プレートを同じ材質から形成しても良いし、異なる材質で形成してもよい。例えば、各プレートをステンレス鋼から形成し、拡散結合により密着状態で固定してもよい。各プレートの加工方法は、例えば射出成型、溶剤キャスト法、溶融レプリカ法、切削、エッチング、フォトリソグラフィー、レーザーアプレーション等の公知の各種方法のうち、その材質に応じた好適な方法を選択できる。
【００２９】
次に、第一のプレート５と第二のプレート７について詳述する。図３に示すように第一のプレート５には矩形且つ板状の第一の微小管状流路形成部６Ａを有している。
【００３０】
第一の微小管状流路形成部６Ａは、その上面６ａにおける短手方向（図中Ｙ方向）の中央部に１本以上の第一の微小管状流路６を有している。第一の微小管状流路６は第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端６ｂから右側端６ｃに向かって溝状に形成されており、左側端６ｂ、右側端６ｃ及び上面６ａにおいて開口している。左側端６ｂの開口は第一の微小管状流路６の入口６ｄであって、右側端６ｃの開口は第一の微小管状流路６の出口６ｅとなる。入口６ｄは、第１の流体Ｆ１が供給される上記第１流体供給部１Ａに連通している。
【００３１】
また、第一の微小管状流路６は、流路径の大きい大径部６ｆと流路径の小さい小径部６ｇと、大径部６ｆから小径部６ｇへの径変化を穏やかにするテーパー部６ｈが設けられている。
【００３２】
大径部６ｆは、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃの手前まで延びている。大径部６ｆの幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３３】
大径部６ｆは、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃの手前まで延びている。大径部６ｆの幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３４】
また、第一の微小管状流路６ｆ内を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜５００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜４０ｍｍ２がより好ましい。さらに０．０１〜２０ｍｍ２がより好ましい。
【００３５】
小径部６ｇも断面矩形状に形成された流路であって、右側端６ｆの手前から右側端６ｃに向かって延びている。小径部６ｇは、少なくとも大径部１６の断面積よりも小さい断面積となればよいが、例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部１７の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３６】
また、第一の微小管状流路６ｇ内を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜１００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜１０ｍｍ２がより好ましい。さらに０．０１〜５ｍｍ２がより好ましい。
【００３７】
第一の微小管状流路６ｇを流通する際の流体の速度は流体に作用するせん断力が高まることから０．１ｍ／秒以上が好ましく、０．３m／秒以上がより好ましい。更に好ましくは１．０m／秒以上で３．０m／秒以上が特に好ましい。特に、高粘度同士の流体を混合する場合や粘度の大きく異なる粘度の流体を混合する場合の流速は１．０m／秒以上が好ましい。
【００３８】
第一の微小管状流路６は、通流方向に直交する方向における断面が矩形状をなす流路であって、左側端６ｂから右側端６ｃまで延びている。第一の微小管状流路６の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、さらに幅０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲がより好ましい。幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。さらに幅０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、流体の流速を高めることができ、せん断力が作用し、微乱流を伴う状態での分子拡散となり混合効率を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００３９】
図３において第一の微小管状流路６は３本配置されているが、本数には特に制限はない。複数本配置する場合、各々の微小管状流路６の幅及び深さは同一でも良いし異なっていても良い。また、第一の微小管状流路６の入口と出口の流路幅は同一であっても良いし、異なっていても良い。第一プレートの更なる例示を図４に示す。
【００４０】
第一の微小管状流路に流通させる流体の粘度は２０００ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、１０００ｍＰａ・ｓ以下がより好ましい。さらに好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以下である。
【００４１】
次に、第二のプレート７について詳述する。図５に示すように第二のプレート７には矩形且つ板状の第二の微小管状流路形成部７Ａを有している。
【００４２】
第二の微小管状流路形成部７Ａは、その上面７ａに１本の第二の微小管状流路８を有している。第二の微小管状流路８は、第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向（７ｃ方向、図中Ｙ方向）に向かって溝状に形成され、更に、Ｙ方向の中央付近で１回右端方向に直角に屈曲しており、下側端７ｂ、右側端７ｄ及び上面７ａにおいて開口している。下側端７ｂの開口は第二の微小管状流路８の入口８ａであって、右側端７ｄの開口は第一の微小管状流路６の出口８ｂとなる。入口８ａは、第２の流体Ｆ１が供給される上記第２流体供給部２Ａに連通している。
【００４３】
本発明で用いる第二のプレートが有する微小管状流路は、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である。このような構造を有することにより、第二の流体Ｆ２は入り口部において大径部の入口８ａを流れ、小径部８ｂに流入する。小径部に流入した各流体第二の流体Ｆ２は、入口に流入したときの流速よりも大きな流速で出口８ｂに流入し、混合部（図１におけるＳ３）流入する。その結果、第一の流体Ｆ１と第二の流体Ｆ２との混合速度を高めることができる。特に、第一の流体Ｆ１、第二の流体Ｆ２のうち少なくとも一方が流動性が低く混合しにくい流体である場合、即ち高粘度流体である場合や、互いに粘度が大きく異なる場合等に特に効果を発揮することができる。
【００４４】
前記大径部の幅及び深さは、流体の温度分布の均一性や装置的強度を確保するために、例えば幅０．１ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、混合性能を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００４５】
また、大径部を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜５００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜４０ｍｍ２がより好ましい。
【００４６】
前記小径部の断面積は、少なくとも大径部の断面積よりも小さい断面積となればよい。小径部の幅及び深さは例えば幅０．１ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ５ｍｍ以下の範囲、幅０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、小径部の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状が好ましい。
【００４７】
また、小径部を液密状に流通する流体の断面積としては、０．０１〜１００ｍｍ２が好ましく、０．０１〜１０ｍｍ２がより好ましい。
【００４８】
第二の微小管状流路８ｂを流通する際の流体の速度は流体に作用するせん断力が高まることから０．１ｍ／秒以上が好ましく、０．３m／秒以上がより好ましい。更に好ましくは１．０m／秒以上で３．０m／秒以上が特に好ましい。特に、高粘度同士の流体を混合する場合や粘度の大きく異なる粘度の流体を混合する場合の流速は１．０m／秒以上が好ましい。
【００４９】
第二の微小管状流路に流通させる流体の粘度は２０００ｍPa・s以下が好ましく、１０００ｍPa・s以下がより好ましい。さらに好ましくは５００ｍPa・s以下である。
【００５０】
また、第二のプレートは図５に示したように混合部に通ずる出口部が流体の進行方向に平行して設置された複数個の壁で分割され、複数本の流路が形成されているもの意外に、例えば、図６に例示するように１本の流路でもかまわない。ここで、壁の数は、例えば、０〜２５０個であり、１〜５０個がより好ましい。また、第二のプレート上に形成される第二の微小管状流路の数は図５に示すように１本でも良いし、図６に示すように複数本有っても良い。
【００５１】
本発明のマイクロミキサーは第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部を増やすことが容易な為、多種類の流体の混合流体を得る事も可能である。本発明のマイクロミキサーに多種類の流体を流通させる場合、例えば、少なくとも１枚の第一のプレートと少なくとも２枚の第二のプレートとが積層した積層部で、該積層部が第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された側面と別の側面に第一のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された積層部を有するマイクロミキサーを好ましく例示できる。このようなマイクロミキサーとしては、例えば、図８に示すマイクロミキサーを例示する事ができる。
【００５２】
本発明のマイクロミキサーには熱交換用の媒体を流通させる温調プレートを積層しても良い。温調プレートと第一のプレートと第二のプレートとを積層したマイクロミキサーを例えば、図７に示す。
【００５３】
温調プレート１２は、図７に示すように、一方の面１２ａに断面凹溝形状の温調流路１３が所定の間隔だけ離れて設けられている。温調流路１２の断面積は、反応流路に対して熱を伝えることができれば特に限定されるものではないが概ね０．０２〜５００．０（ｍｍ２）の範囲である。更に好ましくは０．０５〜４０．０（ｍｍ２）である。温調流路６の本数は、熱交換効率を考慮して適宜の本数を採用することができ、特に限定されるものではないが、プレート当たり、例えば１〜１０００本、好ましくは１０〜１００本である。流路の幅は、例えば幅０．２ｍｍ以上１００ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲にすると好ましく、幅０．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下、深さ０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲がより好ましい。すなわち、大径部１６の形状としては、圧損が大きくなりすぎず、流路閉塞が生じにくく、流路の加熱・冷却の迅速な制御が可能であって、生産性を向上させることができる流路形状であれば良い。
【００５４】
温調流路１２は、図７に示す様に、温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路１３ａと、主流路１３ａの上流側及び下流側端部で主流路１３ａに連通する供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃとを備えていてもよい。
【００５５】
図７では供給側流路１３ｂと排出側流路１３ｃは２回直角に屈曲して温調プレートの側面１２ｄ、１２ｅからそれぞれ外部に開口している。温調流路１２の各流路の本数は、温調流路１２の主流路１３ａ部分のみが複数本配列され、供給側流路１３ｂおよび排出側流路１３ｃはそれぞれ１本で構成されている。
【００５６】
以上のように構成された積層体１１において、第１流体供給部１ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第１の流体（Ｆ１）は、貯留部Ｓ１に一時貯留された後、積層体１１０に複数設けられた第一の微小管状流路６へ分割される。また、第２流体供給部２ＡからケースＣ内へ加圧状態で供給された第２の流体（Ｆ２）貯留部Ｓ２に一時貯留された後、積層体１１に複数設けられた第二の微小管状流路８へ分割される。
【００５７】
第一のプレート５の各第一の微小管状流路６に流入した第１の流体（Ｆ１）は、第一の微小管状流路６の出口６ｅへと通じ、混合部Ｓ３へと送出される。また、第二のプレート７の各第二の微小管状流路８に流入した第２の流体（Ｆ２）は、大径部９から小径部１０にかけて流速を高めながら送出され、出口８ｂから混合部Ｓ３へ送出される。
【００５８】
流速を高めながら混合部Ｓ３へ送出された第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３に送出された第２の流体（Ｆ２）と混合する。このとき第２の流体（Ｆ２）の速度が高まっているため混合部Ｓ３における混合効率は向上する。
【００５９】
第１の流体（Ｆ１）と第２の流体（Ｆ２）は、混合部Ｓ３において乱流を生じさせながら混じり合い、得られた混合流体（Ｆ３）は混合流体の送出部５Ａに向かって流れる。そして、送出部５ＡからケースＣ外へ向かって送出される。
【００６０】
本発明のマイクロミキサーは、上記の一例以外に、図８に示すようにＥ液を流通させる１枚の第一プレート１枚とＡ液、Ｂ液、Ｃ液及びＤ液をそれぞれ流通させる第二のプレート４枚を積層し、５種類の溶液を混合するマイクロミキサーとすることができる。
【００６１】
上記実施形態によれば、本発明のマイクロミキサーは以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、マイクロミキサー１は、第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二のプレートが積層した積層部と混合部とを有し、更に、第一のプレートと第二のプレートの少なくとも一方が、該入り口部の微小管状流路が１本の流路であり、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積である。このような構成とすることにより、第一の流体と第二の流体との混合効率を高めることができ、各高粘度流体又は互いに粘度が異なる異粘度流体であっても効率よく混合することができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例によって本発明を更に詳細に述べる。例中、％は特に断りがない限り重量基準である。
【００６３】
＜実施例１で使用した反応デバイス＞
実施例１では、図９に示す反応デバイスを用いた。このデバイスにおいて、用いたマイクロミキサーは図１に示すマイクロミキサーで、積層部が図７に示す積層部を有するマイクロミキサー１を用いた。
【００６４】
マイクロミキサー１はドライエッチング加工により第一の微小管状流路が形成された第一のプレート５が１枚と、同じくエッチング加工により第二の微小管状流路が形成された第二のプレート７が１枚と、温調プレート１２が２枚とを、プレート５、プレート７、温調プレート１２が図７のように交互に積層されており、更にこの積層体を２枚のカバープレートで挟み込んでいる。プレートの材質はＳＵＳ３０４である。板厚はプレート５、プレート７が０．４ｍｍである。温調プレート１２が１．０ｍｍである。
【００６５】
第一の微小管状流路６は、大径部６ｆを幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍとし、小径部６ｇを幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍとした。第一のプレート５上の微小管状流路本数は１０本である。
【００６６】
第二のプレート７は微小管状流路の大径部８ａの断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２０ｍｍである。小管状流路の小径部８ｂは幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。温調プレート１２の流路の断面寸法は幅１．２×深さ０．５×長さ（Ｌ１）４０ｍｍである。
【００６７】
実施例１は図９に示す反応デバイスにてウレタンアクリレートを合成する事により、第一の流体と第二の流体の混合効率を評価した。図９において、第一の流体を入れるタンク６１の流出口とプランジャーポンプ６３の流入口とが、第一の流体が通る配管を介して接続されており、また、第二の流体を入れるタンク６２の流出口とプランジャーポンプ６４の流入口とが、第二の流体が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６３の流出口及びプランジャーポンプ６４の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６３またはプランジャーポンプ６４を通して第一の流体又は第二の流体が通る配管が伸びており、これらの配管はマイクロミキサー１の流入口に接続されている。
【００６８】
更に、マイクロミキサー１の流出口に接続された配管は、コネクタ６７を介して化学反応用マイクロリアクター６５または６６及び受け容器６８からなる反応ライン１と、化学反応用マイクロリアクター６５または６６及び受け容器６９からなる反応ライン２に接続されている。
【００６９】
マイクロミキサー１で第一の流体と第二の流体とが混合され、混合流体が形成される。
混合流体は混合流体ができた時間に応じて反応ライン１及び反応ライン２にそれぞれ分配される。
【００７０】
分配された混合溶液は反応ライン１または反応ライン２を流通中に反応し、冷却される。反応はマイクロリアクター６５で行われ、冷却はマイクロリアクター６６で行われる。
【００７１】
マイクロリアクター６５または６６は図１０に示すマイクロリアクターであり、反応を行う積層部は図１１に示す構造を有する。
【００７２】
図１０においてマイクロリアクター６５を説明する。αは第一の流体と第２の流体の混合流体である。βは混合流体の反応物である。γは熱交換用媒体である。マイクロリアクター６５は、ドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。反応流路４の長さは４０ｍｍである。温調流路６の長さ（Ｌ１）は４０ｍｍである。尚、マイクロリアクター６５は混合流体及び混合流体の反応物の温度が１６０℃になるよう加温される。
【００７３】
図１０においてマイクロリアクター６６を説明する。αは第一の流体と第２の流体の混合流体である。βは混合流体の反応物である。γは熱交換用媒体である。マイクロリアクター６５は、ドライエッチング加工により反応流路４が５本形成されたプロセスプレート２枚と同じくエッチング加工により温調流路６が５本形成された温調プレート３枚が交互に積層されている。プロセスプレート２と温調プレート３の材質はＳＵＳ３０４であり、板厚は１ｍｍである。反応流路４と温調流路６の断面寸法はともに幅１．２ｍｍ×深さ０．５ｍｍである。反応流路４の長さは４０ｍｍである。温調流路６の長さ（Ｌ１）は４０ｍｍである。尚、マイクロリアクター６５は混合流体及び混合流体の反応物の温度が７０℃になるよう冷却される。
【００７４】
ライン１、ライン２を流通し、得られる反応物は流出口に接続された配管を通して受け容器６８または６９へと排出される。
【００７５】
＜実施例２で使用したデバイス＞
実施例２では、第一の流体を入れるタンク６１、第二の流体を入れるタンク６２、プランジャーポンプ及びマイクロミキサー２が接続されたデバイスを用いた。具体的には、第一の流体を入れるタンク６１の流出口とプランジャーポンプ６３の流入口とが、第一の流体が通る配管を介して接続されており、また、第二の流体を入れるタンク６２の流出口とプランジャーポンプ６４の流入口とが、第二の流体が通る配管を介して接続されている。プランジャーポンプ６３の流出口及びプランジャーポンプ６４の流出口からは、それぞれプランジャーポンプ６３またはプランジャーポンプ６４を通して第一の流体又は第二の流体が通る配管が伸びており、これらの配管はマイクロミキサー２の流入口に接続されている。
【００７６】
このマイクロミキサー２で第一の流体と第二の流体とが混合され、混合流体が形成される。混合流体はマイクロミキサー１又は２に接続された配管を通して受け容器へと排出される。
【００７７】
マイクロミキサー２は図７において温調プレート１２を省いた構造を有する。具体的には、ドライエッチング加工により第一の微小管状流路が形成された第一のプレート５が１枚と、同じくエッチング加工により第二の微小管状流路が形成された第二のプレート７が１枚と、更にこの積層体を２枚のカバープレートで挟み込んでいる。プレートの材質はＳＵＳ３０４である。板厚はプレート５、プレート７が０．４ｍｍである。
【００７８】
第一のプレート５の第一の微小管状流路６の大径部６ｆは、幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍとし、小径部６ｇを幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍとした。第一のプレート５上の微小管状流路本数は１０本である。第二のプレート７は微小管状流路の大径部８ａの断面寸法は幅１．２ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２０ｍｍである。小管状流路の小径部８ｂは幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ２ｍｍであり、微小管状流路本数は１本である。
【００７９】
実施例１
第１流体として粘度２ｍＰａ・ｓに調整したイソシアネート化合物と第２流体として粘度３００ｍＰａ・ｓに調整した多官能アクリレートを用いたウレタンアクリレートの合成を行った。調整としては温調プレート１２に熱媒を送液し、各流体の温度を６０℃とした。
【００８０】
プランジャーポンプ６３及び６４にて上記化合物を流速１００ｇ／ｍｉｎにて流通させ、マイクロミキサー１に流通し混合流体を得た。得られた混合流体を初期、後期の２つにわけ、コネクタを操作してマイクロリアクター６５及び６６にそれぞれ送り込んだ。各マイクロリアクターでは１６０℃で滞留時間５０秒の条件下で反応を進行させた。マイクロリアクター６５及び６６を用いて得られたウレタンアクリレートをそれぞれウレタンアクリレート（１−１）、ウレタンアクリレート（１−２）と略記する。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）分析の結果、ウレタンアクリレート（１−１）、ウレタンアクリレート（１−２）中のウレタンアクリレート面積比〔％〕と残量アクリレートの面積比〔％〕はそれぞれ９５．５〔％〕、１．３〔％〕と同じ値となった。このことから、マイクロミキサー１で均一な混合ができているものと考えられる。
【００８１】
実施例１において、本発明のマイクロミキサーの混合部における微小管状流路の出口部における第一の流体の流速は０．４２ｍ／ｓであり、第二流体の速度は１．６６ｍ／ｓであった。
【００８２】
実施例２
マイクロミキサーを有するデバイスに粘度１ｍＰａ・ｓの水と、粘度３０ｍＰａ・ｓの水飴をプランジャーポンプにて流速１０ｇ／ｍｉｎの条件でそれぞれ流通させた。その結果、脈動なく混合できることを確認した。
【００８３】
実施例２において、本発明のマイクロミキサーの混合部における微小管状流路の出口部における第一の流体の流速と第二流体の速度は共に１．０４ｍ／ｓであった。
【００８４】
比較例１
マイクロミキサー２の代わりにＹ字型マイクロミキサーを用いた以外は実施例２と同様にして異粘性流体の混合実験を行った。該Ｙ字型マイクロミキサーに設けられた第１流体が流れる流路は、幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍである。第２流体が流れる流路は同じく幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ１５ｍｍである。また混合液が流れる流路は幅０．８ｍｍ×深さ０．２×長さ１５ｍｍである。流路を形成したプレートはマイクロミキサー１と同じ材質であるため、流路壁面の粗さはマイクロミキサー１と同様である。
【００８５】
実験の結果、低粘度である水に間欠流通がみられ、安定流通が困難であることが確認できた。即ち、Ｙ字型ミキサーは各流路が交差して各流体が合流する設計であるため、粘度が異なる２種類の流体を各流路に流したとき、低粘度の流体は流速が大きくなり、高粘度の流体は流速が小さくなるため、間欠送りが発生してしまうと推測できる。
【００８６】
比較例２
マイクロミキサー１の代わりに特表平９−５１２７４２の実施例で用いられているマイクロミキサーを用い、且つ、流通させる際の流量を１２．５ｇ／ｍｉｎになるようにプランジャーポンプでそれぞれ流通した以外は実施例１と同様にしてウレタンアクリレート（２´−１）、ウレタンアクリレート（２´−２）を得た。特表平９−５１２７４２の実施例で用いられているマイクロミキサーが有する第一・第２のプレートの微小管状流路の断面寸法は幅０．４ｍｍ×深さ０．２ｍｍ×長さ３８ｍｍであり、微小管状流路本数は１０本である。積層枚数が各１枚である。
【００８７】
得られたウレタンアクリレート（２´−１）、ウレタンアクリレート（２´−２）中のウレタンアクリレート面積比〔％〕はそれぞれ９２〔％〕と７７〔％〕であり、また、残量アクリレートの面積比〔％〕がそれぞれ２．７〔％〕、１８．８〔％〕となり、面積比が異なっていた。この結果から、異なる物性値のウレタンアクリレートが生成されており、均一な混合が行われていなかったと結論付けた。また、１００ｇ／ｍｉｎで流通させようとしたが、圧損が１０ＭＰａ以上となり、流通が困難でウレタンアクリレートが得られなかった。
【００８８】
比較例２において、微小管状流路の出口部における第一の流体の流速は０．０５ｍ／ｓであり、第二流体の速度は０．２１ｍ／ｓであった。
【符号の説明】
【００８９】
Ｃ：マイクロミキサー１のケース
Ｃ１：ケースＣの左端
Ｃ２：ケースＣの下部右端
Ｃ３：ケースＣの下部左端
Ｃ４：ケースＣの上端
Ｆ１：第一の流体
Ｆ２：第二の流体
Ｆ３：第一の流体と第二の流体の混合流体
Ｈ１：熱媒
Ｓ１：第１の流体（Ｆ１）を一時貯留する貯留部
Ｓ２：第２の流体（Ｆ２）を一時貯留する貯留部
Ｓ３：混合部
１Ａ：第１流体供給部
１Ｂ：ケースＣの左端部に形成された開口部
１Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
２Ａ：第２流体供給部
２Ｂ：ケースＣの下部右端に形成された開口部
２Ｃ：開口部２Ｂに連結されたコネクタ
３Ａ：熱媒Ｈ１をケースＣ内に供給する熱媒供給部
３Ｂ：ケースＣの下部左端に形成された開口部
３Ｃ：開口部３Ｂに連結されたコネクタ
４Ａ：熱媒送出部
４Ｂ：ケースＣの上部右端に形成された開口部
４Ｃ：開口部４Ｂに連結されたコネクタ
５ ：第一のプレート
５Ａ：開口部５Ｂとコネクタ５Ｃからなる送出部
５Ｂ：ケースＣの右端部に形成された開口部
５Ｃ：開口部５Ｂに連結されたコネクタ
６ ：第一の微小管状流路
６Ａ：第一の微小管状流路形成部
６ａ：第一の微小管状流路形成部６Ａの上面
６ｂ：第一の微小管状流路形成部６Ａの左側端
６ｃ：第一の微小管状流路形成部６Ａの右側端
６ｄ：第一の微小管状流路６の入口
６ｅ：第一の微小管状流路６の出口
６ｆ：第一の微小管状流路６の大径部
６ｇ：第一の微小管状流路６の小径部
６ｈ：第一の微小管状流路６のテーパ部
７ ：第二のプレート
７Ａ：第二の微小管状流路形成部
７ａ：第二の微小管状流路形成部７Ａの上面
７ｂ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端
７ｃ：第二の微小管状流路形成部７Ａの下側端７ｂから短手方向にある端
７ｄ：第二の微小管状流路形成部７Ａの右側端
８ ：第二の微小管状流路
８ａ：第二の微小管状流路８の入口
８ｂ：第一の微小管状流路６の出口
１２：温調プレート
１２ａ：温調プレート１２の面
１３：温調プレート１２の面１２ａに設けられた断面凹溝形状の温調流路
１３ａ：温調プレート１２の長手方向に沿って複数本配列された主流路
１３ｂ：主流路１３ａに連通する供給側流路
１３ｃ：主流路１３ａに連通する排出側流路
６１：第一の流体を入れるタンク
６２：第二の流体を入れるタンク
６３：プランジャーポンプ
６４：プランジャーポンプ
６５：チューブリアクター
６６：チューブリアクター
６７：コネクタ
６８：受け容器
６９：受け容器
１１０：積層体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであり、第二のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、該入り口部の微小管状流路が１本の流路で、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
前記第一のプレートの入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積は０．０１〜４０ｍｍ２であり、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜１０ｍｍ２である請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項３】
前記第二のプレートの入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜４０ｍｍ２であり、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜１０ｍｍ２である請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項４】
前記積層部に、更に、熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層されている請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項５】
前記混合部の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積が、第一の微小管状流路の出口の断面積と第二の微小管状流路の出口の断面積の合計に対して４〜１００倍である請求項１〜４のいずれか１項記載のマイクロミキサー。
【請求項６】
少なくとも１枚の第一のプレートと少なくとも２枚の第二のプレートとが積層した積層部で、該積層部が第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された側面と別の側面に第一のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された積層部を有する請求項１記載のマイクロミキサー
【請求項１】
第一の流体が流通する流体供給路に通ずる第一の微小管状流路を有する第一のプレートに第二の流体が流通する流体供給路に通ずる第二の流体を流通する第二の微小管状流路を有する第二のプレートが積層した積層部と、第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じ、且つ、第一の流体と第二の流体とが混合する混合部とを有するマイクロミキサーであり、第一のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであり、第二のプレートが、流体供給路に通ずる微小管状流路の入り口部と、混合部に通ずる微小管状流路の出口部とを有し、該入り口部の微小管状流路が１本の流路で、しかも、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が、入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積より小さい断面積を有するプレートであることを特徴とするマイクロミキサー。
【請求項２】
前記第一のプレートの入り口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積は０．０１〜４０ｍｍ２であり、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜１０ｍｍ２である請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項３】
前記第二のプレートの入り口部における１本の微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜４０ｍｍ２であり、出口部における微小管状流路内を液密状に流通する流体断面積が０．０１〜１０ｍｍ２である請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項４】
前記積層部に、更に、熱交換媒体を流通させる熱交換媒体流路を有する温調プレートが積層されている請求項１記載のマイクロミキサー。
【請求項５】
前記混合部の第一の微小管状流路の出口と第二の微小管状流路の出口とに通じる断面の面積が、第一の微小管状流路の出口の断面積と第二の微小管状流路の出口の断面積の合計に対して４〜１００倍である請求項１〜４のいずれか１項記載のマイクロミキサー。
【請求項６】
少なくとも１枚の第一のプレートと少なくとも２枚の第二のプレートとが積層した積層部で、該積層部が第二のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された側面と別の側面に第一のプレートが有する微小管状流路の入り口部が設置された積層部を有する請求項１記載のマイクロミキサー
【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２０１２−１３５７００（Ｐ２０１２−１３５７００Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７７０８（Ｐ２０１０−２８７７０８）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００２８８６）ＤＩＣ株式会社 (2,597)
【Ｆターム（参考）】
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