JP2021528228A - 三次元粉砕機、それを実装する方法及びその使用 - Google Patents
三次元粉砕機、それを実装する方法及びその使用 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、三次元研削盤（１００）であって、少なくとも、− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定研削チャンバ（１）であって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成するのに適し、少なくとも１つの粉砕体（６）、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされるように意図され、第一の端部（２）における、前記少なくとも１種の開始化合物及び前記液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口（４）と、第二の端部（３）における、前記固定研削チャンバ（１）内で形成された最終生成物を排出するのに適した少なくとも１つの出口（５）とを含む固定研削チャンバ（１）、− 前記固定研削チャンバ（１）内に配置された撹拌器（１０）であって、長さ方向軸ＸＸに沿って延びるロッド（１１）を含み、粉砕体／初期混合物塊を移動させるように旋回することができる撹拌器（１０）を含み、固定研削チャンバ（１）は、前記内部空間内において、前記固定研削チャンバ（１）の少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置（２０）を含む、三次元研削盤（１００）において、前記加熱装置（２０）は、誘導加熱装置であることを特徴とする三次元研削盤（１００）に関する。
Description
本発明は、少なくとも１種の原材料の微粉砕のための三次元ミルの分野に関する。特に、本願は、加熱装置、特に誘導加熱装置を含む三次元ミルに関する。
本発明は、上記のミルの動作方法及び特に有機又は鉱物化学合成反応を起こすためのその使用にも関する。
従来技術から、液体媒質中での一般に粉末形態の生成物の粉砕のための三次元マイクロビーズ粉砕に関する出願米国特許第５，５９７，１２６号明細書が知られている。
このミルは、長さ方向軸に沿って延び、マイクロビーズ及び液体媒質を受けることが意図される特に円筒形又は円錐形の粉砕チャンバを含む。チャンバは、一方の端部における生成物入口と、第一の端部とは反対の他方の端部における生成物出口とを含む。ミルは、チャンバの軸と同軸であり、液体媒質及びマイクロビーズを移動させるように旋回することができるミキサも含む。ミキサは、粉砕を支援するために、その長さにわたって分散された複数の混合部材をさらに含む。
この種のミルは、特に医薬品分野において、生成物の直径を例えばマイクロメートルのオーダからナノメートルに縮小するために使用される。
生成物の粒径の縮小は、実現され得るが、従来技術において、改善された特性を有する新規な三次元マイクロビーズミルに対する必要性がある。
したがって、本発明は、産業的に利用可能であり、実装が容易である、特に少なくとも１種、好ましくは少なくとも２種の開始化合物を分散又は接触させることを改善できる新規な三次元ミルを提供するという目的を有する。
そのため、本発明は、三次元ミルであって、少なくとも、
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバであって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部における、前記少なくとも１種の開始化合物及び液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口と、第二の端部における、前記固定粉砕チャンバ内で形成された最終生成物を排出することができる出口とを含む固定粉砕チャンバ、
− 前記固定粉砕チャンバ内に配置された撹拌器であって、長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッドを含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器
を含み、固定粉砕チャンバは、内部空間において、前記固定粉砕チャンバの少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置を内蔵することを特徴とする三次元ミルに関する。
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバであって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部における、前記少なくとも１種の開始化合物及び液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口と、第二の端部における、前記固定粉砕チャンバ内で形成された最終生成物を排出することができる出口とを含む固定粉砕チャンバ、
− 前記固定粉砕チャンバ内に配置された撹拌器であって、長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッドを含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器
を含み、固定粉砕チャンバは、内部空間において、前記固定粉砕チャンバの少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置を内蔵することを特徴とする三次元ミルに関する。
特に、加熱装置は、誘導加熱装置である。
これらの特徴により、本発明によるミルでは、誘導加熱装置等の加熱装置の存在のため、効率的なメカノシンセシス反応、特に連続的反応を生じさせることが可能である。実際に、このような装置により、例えば特定の反応温度を必要とする有機又は鉱物化学合成反応を起こすことが可能となり、その融点に応じて液体の形態となりやすい開始化合物の使用又は室温において不適当な粘度を有する開始化合物の使用が可能となる。本発明によるミルは、したがって、三次元マイクロビーズミルの一般的用途である粉末形態の開始化合物用としてのみ意図されている。
したがって、本発明によるミルは、温度で動作可能であるため、化学的化合物の効率的な合成を可能にする反応器を形成し、これらの化学的合成の収率をさらに高め、同時に通常の反応時間を短縮する利点を有する。以下の実験部分に示すように、反応時間は、概して、３〜１３時間から１時間未満、典型的には１分未満（例えば、所望の変換速度による炭酸ジメチルのエステル交換反応）に短縮される。
さらに、誘導加熱装置等の加熱装置により、液体流の形態の初期混合物を、たとえその流量が大きくても加熱でき、ミルからの放熱が生じない。実際に、固定チャンバの内部にある加熱装置により、固定チャンバを通る液体媒質中の開始化合物の連続流、すなわち連続流量に十分な熱エネルギーを提供することが可能となる。固定チャンバの周辺を単純に加熱した場合、このエネルギーの一部は、ボウルから散逸し得るため、全体的損失につながるが、本発明による加熱装置は、これに当てはまらない。
最後に、本発明は、前記少なくとも１つの加熱装置、例えば誘導加熱装置を所望の反応に応じて位置付け（固定チャンバの入口及び／又は中央等）、調整する（所望の温度）ことができるという利点を有する。
本発明による三次元ミルの個々に又は技術的に可能なあらゆる組合せにより得られる他の非限定的で有利な特徴は、以下の通りである。
− 前記誘導加熱装置は、前記誘導加熱装置を回転させるために前記撹拌器の少なくとも１つの部分によって担持され、
− 前記誘導加熱装置は、磁場を発生させることができる少なくとも１つの誘導装置と、前記誘導装置に結合され、且つ前記誘導装置によって加熱され得る、導電性である少なくとも１種のサセプタとを含み、
− 固定粉砕チャンバは、加熱を初期混合物に向けるために前記誘導装置と前記撹拌ロッドとの間に配置された磁気スクリーンを内蔵し、
− 前記磁気スクリーンは、前記撹拌ロッドの長さの少なくとも一部に巻かれる第一の管状部分と、第一の部分に接続された第二のディスク状部分であって、前記ロッドに垂直に配置される第二のディスク状部分とを含み、
− 前記少なくとも１つの誘導装置は、前記撹拌ロッドの一部、有利には上流区間を取り囲む巻回を有するコイル又はソレノイドであり、前記ロッド部分は、必要に応じて、前記磁気スクリーンによって保護され、
− 前記少なくとも１つのサセプタは、撹拌器に垂直に配置され、有利には固定粉砕チャンバの第一の端部に位置付けられた第一の混合部材に対応し、
− 第一の混合部材は、撹拌ロッドと一体形成された底部を含み、前記誘電物質は、前記底部に埋め込まれ、
− 固定粉砕チャンバは、撹拌器に垂直に配置されている、第一の混合部材と異なる１つ又はいくつかの他の混合部材を含み、
− 前記少なくとも１つの誘導加熱装置は、固定粉砕チャンバの第一の端部の付近に位置付けられ、
− 前記少なくとも１つの誘導加熱装置は、前記粉砕チャンバの外部に配置された交流電流発電機に、好ましくは撹拌ロッドと同軸である少なくとも１つの電流供給手段を通して接続され、
− 固定粉砕チャンバは、バルブ等の圧力制御手段を含み、
− ミルは、前記固定粉砕チャンバの外部に且つ第二の端部の側に配置されている、熱交換器などの冷却手段を含み、
− ミルは、固定粉砕チャンバの内部に少なくとも１つの温度制御手段及び／又は少なくとも１つの圧力制御手段を含む。
− 前記誘導加熱装置は、前記誘導加熱装置を回転させるために前記撹拌器の少なくとも１つの部分によって担持され、
− 前記誘導加熱装置は、磁場を発生させることができる少なくとも１つの誘導装置と、前記誘導装置に結合され、且つ前記誘導装置によって加熱され得る、導電性である少なくとも１種のサセプタとを含み、
− 固定粉砕チャンバは、加熱を初期混合物に向けるために前記誘導装置と前記撹拌ロッドとの間に配置された磁気スクリーンを内蔵し、
− 前記磁気スクリーンは、前記撹拌ロッドの長さの少なくとも一部に巻かれる第一の管状部分と、第一の部分に接続された第二のディスク状部分であって、前記ロッドに垂直に配置される第二のディスク状部分とを含み、
− 前記少なくとも１つの誘導装置は、前記撹拌ロッドの一部、有利には上流区間を取り囲む巻回を有するコイル又はソレノイドであり、前記ロッド部分は、必要に応じて、前記磁気スクリーンによって保護され、
− 前記少なくとも１つのサセプタは、撹拌器に垂直に配置され、有利には固定粉砕チャンバの第一の端部に位置付けられた第一の混合部材に対応し、
− 第一の混合部材は、撹拌ロッドと一体形成された底部を含み、前記誘電物質は、前記底部に埋め込まれ、
− 固定粉砕チャンバは、撹拌器に垂直に配置されている、第一の混合部材と異なる１つ又はいくつかの他の混合部材を含み、
− 前記少なくとも１つの誘導加熱装置は、固定粉砕チャンバの第一の端部の付近に位置付けられ、
− 前記少なくとも１つの誘導加熱装置は、前記粉砕チャンバの外部に配置された交流電流発電機に、好ましくは撹拌ロッドと同軸である少なくとも１つの電流供給手段を通して接続され、
− 固定粉砕チャンバは、バルブ等の圧力制御手段を含み、
− ミルは、前記固定粉砕チャンバの外部に且つ第二の端部の側に配置されている、熱交換器などの冷却手段を含み、
− ミルは、固定粉砕チャンバの内部に少なくとも１つの温度制御手段及び／又は少なくとも１つの圧力制御手段を含む。
本発明は、上で定義した三次元ミルの動作方法において、連続する以下のステップ：
（ｉ）加熱装置、好ましくは誘導加熱装置を始動させ、且つ撹拌器を回転させるステップ、
（ｉｉ）液体媒質中の前記少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を、固定粉砕チャンバの入口を通して導入して、初期混合物を形成するステップ、
（ｉｉｉ）３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、加熱手段により、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱される前記初期混合物を粉砕するステップ、
（ｉｖ）固定粉砕チャンバの出口において、前記チャンバ内で形成された最終生成物を捕集するステップ
を含むことを特徴とする動作方法も提供する。
（ｉ）加熱装置、好ましくは誘導加熱装置を始動させ、且つ撹拌器を回転させるステップ、
（ｉｉ）液体媒質中の前記少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を、固定粉砕チャンバの入口を通して導入して、初期混合物を形成するステップ、
（ｉｉｉ）３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、加熱手段により、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱される前記初期混合物を粉砕するステップ、
（ｉｖ）固定粉砕チャンバの出口において、前記チャンバ内で形成された最終生成物を捕集するステップ
を含むことを特徴とする動作方法も提供する。
好ましくは、方法は、以下の追加のステップ：
（ｖ）最終生成物を冷却するステップであって、それにより、最終生成物は、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的には３０℃以下の温度を有する、ステップ
を含む。
（ｖ）最終生成物を冷却するステップであって、それにより、最終生成物は、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的には３０℃以下の温度を有する、ステップ
を含む。
最後に、本発明は、有機及び鉱物化学合成反応を起こすため又は少なくとも１種の開始化合物を粉砕するための、上記の三次元ミルの使用に関する。
以下の説明では、別段の断りがない限り、本発明における「Ｘ〜Ｙ」又は「ＸとＹとの間」という数値範囲の指示は、Ｘ及びＹの値を含むと理解されたい。
「開始化合物」とは、液体、気体、固体（粉末等）の形態であり得るあらゆる化合物を意味し、開始化合物は、一般に、他の開始化合物及び／又は液体媒質と所望の反応に従って化学合成反応を起こすことが可能な試薬である。
液体媒質とは、開始化合物と、粉砕体、例えばマイクロビーズとの混合を改善することができるあらゆる液体媒質を意味し、所望の反応に従い、この開始媒質は、余剰の試薬の１つにも対応し得る。
「最終生成物」とは、特に中間反応生成物を含む、ミルの出口で得られる生成物を意味する。
本発明は、本発明の非限定的な例示的実施形態の説明を、下記の添付の図面を参照して読むことでよりよく理解され、他の目的、詳細、特徴及び利点もより明らかになるであろう。
本出願人は、産業規模での実装に適応された新規な改良型三次元ミルの開発に焦点を当ててきた。
特に、本出願人は、最も多くの場合には１ステップにおいて、６０℃以上の温度において極めて短い反応時間（一般に１時間未満、典型的には１０分未満）で良好〜優秀な変換速度を示し、またエネルギー消費量が比較的低い化学合成反応を起こすためのミルを開発した。
本発明によるこのようなミルを図１〜３に関して以下に説明する。
三次元ミル１００は、内部８を取り囲む概して円筒形の壁７を有する少なくとも１つの固定粉砕チャンバ１を含む。
壁７は、長さ方向軸ＸＸに沿って有利には水平に延びる。
この固定粉砕チャンバ１は、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成するように構成される。
実際に、ミル１００が粒子又は粉末の大きさを小さくするためのものである場合、チャンバ１００は、１種の開始化合物を受けることができる。ミル１００が化学合成を行うためのものである場合、チャンバは、少なくとも２種の異なる開始化合物を受けることができる。一般に、少なくとも２種の開始化合物が固定粉砕チャンバ１内に導入される。
さらに、この固定粉砕チャンバ１は、少なくとも粉砕体６、例えばマイクロビーズ６等で部分的に満たされることも意図される。
固定チャンバ１は、第一の（上流）端部２において入口４を含み、これは、固定粉砕チャンバ１内に開放し、開始化合物及び液体媒質を導入する役割を果たす。
この入口４は、ミル１００の動作前にマイクロビーズ６を導入する役割も果たすことができる。後にわかるように、マイクロビーズ６の大きさ及び性質は、所望の合成反応に依存し、その結果、調整可能である。
粉砕チャンバ１００は、第二の（下流）端部３において出口５を含み、これは、外部につながり、固定粉砕チャンバ１内で形成される最終生成物を排出するように構成される。
出口５は、一般に、分離手段（図示せず）、例えばふるい又はグリッドを含み、これは、ミル１００が動作中であるとき、最終生成物のみを排出し、したがってマイクロビーズ６を保持するようになされる。
特に、入口４は、一般に、少なくとも１つのポンプ、例えば蠕動ポンプ（図示せず）に接続されている。このポンプにより、開始化合物又は事前に調製されている場合には初期混合物も入口４を介して固定粉砕チャンバ１内に供給することができる。
開始化合物又は事前に調製された初期混合物は、例えば、ボウル等の少なくとも１つの容器に収容することができる。ポンプにより、三次元ミル１００の動作中に開始混合物を調節可能な特定の流量で供給することがさらに可能となり、これを以下では「通過流量」と呼ぶ。この通過流量は、固定チャンバ１内で開始混合物を入口４から出口５に搬送することができる流れをさらに生じさせる。
三次元ミル１００は、撹拌機１０も含み、これは、長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッド１１を含み、主として第一の端部２の付近から固定チャンバ１の第二の端部３を越えて延びる。
この長いロッド１１は、有利には、上述の長さ方向軸ＸＸに同軸に延びる。
この撹拌機１０は、特に、上述の通過の開始に加えて、粉砕体６及び初期混合物のユニットを移動させるように旋回するようになされる。
特に、撹拌機１０は、長さ方向軸ＸＸの周囲で長いロッド１１（又は回転シャフト）を介して回転し、固定チャンバ１の内部で初期混合物に渦流動作を与え、したがってこのチャンバ１の壁７の内面に沿って、この初期混合物と、チャンバ１内に存在するマイクロビーズ６との間の強力な撹拌を行うように構成される。
特に、撹拌機１０は、長いロッド１１を介して毎分１００回転以上、有利には毎分１０００回転（ｒｐｍ）以上、好ましくは毎分２０００回転以上、典型的には毎分２５００回転以上の回転速度を有することができる。
本発明の意味において、「毎分１００回転以上の回転速度」とは、以下の値、すなわち１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含み、「毎分１０００回転以上の回転速度」とは、以下の値、すなわち１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、３０００、３１００、３２００、３３００、３４００、３５００、３６００、３７００、３８００、３９００、４０００、４５００、５０００、５５００、６０００等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含む。
一般に、撹拌機１０は、１０００ｒｐｍ〜５０００ｒｐｍ、特に１５００ｒｐｍ〜４５００ｒｐｍ、好ましくは２０００ｒｐｍ〜４０００ｒｐｍ、典型的には２８００〜３２００ｒｐｍの回転速度を有する。
この撹拌を改善するために、撹拌機１０は、チャンバ１の内壁７の内面と同様に、例えば図３に示される各種の考え得る構成を有することができる。
図３ａに示される第一の構成によれば、撹拌機１０は、長いロッド１１に沿って、これに垂直に配置された「回転」混合部材２２、２６を含む。
後述のように、混合部材２２（「第一の混合部材」と呼ぶ）は、本発明による加熱手段２０のサセプタに対応することもでき、したがって他の混合部材２６（「他の混合部材」と呼ぶ）と異なる。
この第一の混合部材２２及び他の混合部材２６は、文献米国特許第５，５９７，１２６号明細書に記載されている混合部材に対応することができる。
特に、これらは、粉砕体６（マイクロビーズ）を移動させるように構成された、相互に平行な少なくとも２つの円形ディスクを含むことができる。
粉砕チャンバ１内のこれらの混合部材２２、２６の数は、２〜８、好ましくは２〜５で変化され得る。
これらの混合部材２２、２６により、一方ではマイクロビーズ６をさらに撹拌することで初期懸濁液の粉砕を改善し、他方では反応時間を加速させることが可能となる。
図３ｂに示される第二の構成によれば、撹拌機１０も、そのロッド１１に沿って１つ又はいくつかの「回転」混合部材２２、２６を含むことができ、これは、チャネル１の内壁７に垂直に配置された「固定」フィンガ２８と協働するようになされる。
フィンガ２８は、特に壁７から垂直に延びるリングの形態である。
この構成のために、混合部材２２、２６とフィンガ２８は、相互に関して互い違いであり、すなわち、混合部材２２、２６とフィンガ２８とは、チャンバ１内で交互に配置される。
フィンガ２８は、したがって、それぞれ２つの混合部材２２、２６間に配置される逆フィンガを形成する。
さらに、ロッド１１の太さは、前の構成（図３ａ）より太くなっており、それにより、混合部材２２、２６の周辺は、内壁７に近く、フィンガ２８のそれは、撹拌機１０のロッドの周辺に近い。
したがって、この構成では、チャンバの容積は、前の構成より小さくなっており、したがって初期懸濁液、マイクロビーズ６及びチャンバ１の内壁７間でよりよい撹拌が可能となる。
第三の構成によっても、図３ｃに示されるようにチャンバ１の容積が縮小され得る。
このモードによれば、撹拌機１０の外径は、チャンバ１の内径よりわずかに小さく、したがって撹拌機１０の外壁とチャンバ１の内壁７との間に配置された小容量の環状チャンバ１２が形成される。マイクロビーズ（図示せず）は、この環状チャンバ１２内に配置される。この第三の構成の動作中、開始懸濁液は、入口４から特定の流量で導入され、その後、マイクロビーズ６により撹拌されながら、環状チャンバ１２を通して出口５に移動する。
粉砕チャンバ１及び撹拌機１０の形状は、当業者により、所望の反応に応じて及び所望の反応時間に応じて調整され得る。例えば、粉砕チャンバ１は、初期混合物の粉砕を改善するための加速装置を含むことも可能である。この加速装置は、当業者の間で知られているため、以下で詳細に説明しない。
一般に、固定チャンバは、直径が７５ｍｍ〜３００ｍｍであり、長さが８０ｍｍ〜９００ｍｍであり、撹拌機１０の大きさは、６５ｍｍ〜２６０ｍｍである。したがって、粉砕チャンバの容積は、０．３５Ｌ〜６００Ｌ、好ましくは０．３５Ｌ〜４００Ｌ、典型的には０．３５Ｌ〜６２Ｌで変化され得る。
本発明の意味において、「０．３５Ｌ〜６００Ｌの固定チャンバ１の容積」とは、以下の値、すなわち０．３５、０．５、０．８、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、８０、８５、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含む。
好ましくは、ミル１の粉砕チャンバ３内にその動作中に格納されるマイクロビーズ６は、実質的に球形であり、その平均直径は、５ｍｍ以下、一般に０．０５ｍｍ〜４ｍｍ、好ましくは０．２〜３ｍｍ、特に０．３〜２ｍｍ、典型的に０．５〜１ｍｍのオーダである。好ましくは、マイクロビーズの直径は、１ｍｍ以下であり、典型的に０．０５ｍｍ〜１ｍｍのオーダである。
これらは、好ましくは、硬度が高く、研磨に対して比較良好な耐性を有するマイクロビーズから選択される。
特に、ＥＮ ＩＳＯ ６５０７−１（２００５）規格に従って測定されたマイクロビーズ６のビッカーズ硬さは、９００ＨＶ１以上、好ましくは９００ＨＶ１〜１６００ＨＶ１、典型的に１０００〜１４００ＨＶ１、特に１１０〜１３００ＨＶ１である。
本発明の意味において、「９００ＨＶ１以上のビッカーズ硬さ」とは、以下の値、すなわち９００、９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０、９７０、９８０、９９０、１０００、１０１０、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０、１０８０、１０９０、１０００、１１１０、１１２０、１１３０、１１４０、１１５０、１１６０、１１７０、１１８０、１１９０、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含む。
有利には、これらの密度は、比較的高い。一般に、本発明によるマイクロビーズの真密度は、２ｇ／ｃｍ３以上、特に２〜１５ｇ／ｃｍ３、好ましくは３〜１２ｇ／ｃｍ３、典型的に４〜１０ｇ／ｃｍ３である。
したがって、本発明によるマイクロビーズは、セラミックマイクロビーズ（酸化ジルコニウムＺｒＯ２、ケイ酸ジルコニウムＺｒＳｉＯ４）、スチールマイクロビーズ、タングステンカーバイドマイクロビーズ、ガラスマイクロビーズ又はこれらの組合せの１つであり得る。
好ましくは、マイクロビーズは、セラミックから製作され、なぜなら、これらは、その摩耗により汚染物質を発生させないからである。
特に、マイクロビーズは、酸化ジルコニウムから製作される。
潜在的に、酸化ジルコニウムマイクロビーズは、他の酸化物、例えば酸化セリウム、酸化イットリウム及び／又はケイ素により安定化させることができる。
例えば、下表１にまとめる以下の組成物は、本発明によるマイクロビーズを形成するのに適している。
一般に、本発明に適したマイクロビーズ６は、ガラス又はガラスのみから製作されない。
特に、マイクロビーズ６は、体積において、固定チャンバ２の総容積に関して５０％〜８５％、好ましくは５５％〜７０％を占める。
本発明の意味において、「５０〜８５％の体積」とは、以下の値、すなわち５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含む。
最後に、本発明によるミル１００は、少なくとも１つの加熱装置、例えば特に図１及び２に示されている誘導加熱装置２０を含む。
特に、誘導加熱装置２０は、固定粉砕チャンバ１の内部に内蔵され、それにより前記固定粉砕チャンバ１の少なくとも１つの領域を加熱できる。
本発明のある特徴によれば、誘導加熱装置２０は、チャンバ１の入口、すなわち第一の端部２の付近に埋め込まれて、初期混合物の流れをその導入から加熱し、且つ／又はしたがって化学合成を活性化させることができる。
本発明の好ましい実施形態によれば、誘導加熱装置２０は、前記撹拌機１０の少なくとも一部によって担持され、それにより誘導加熱装置２０を長さ方向軸ＸＸの周囲で回転させることができる。
この特徴には、初期混合物を形成する流れをよりよく加熱できるという利点がある。
一般に、誘導加熱装置２０は、
− 磁場を発生させることができる少なくとも１つの誘導装置２１と、
− 前記誘導装置２１に結合され、且つ前記誘導装置２１によって加熱され得る、導電性である少なくとも１つのサセプタ２２と
を含む。
− 磁場を発生させることができる少なくとも１つの誘導装置２１と、
− 前記誘導装置２１に結合され、且つ前記誘導装置２１によって加熱され得る、導電性である少なくとも１つのサセプタ２２と
を含む。
特に、誘導装置２１は、撹拌機１０の前記ロッド１１の一部、有利には、図１に示されるように、第一の端部２の側に位置付けられた上流区間を取り囲む巻回を有するコイル又はソレノイドである。
誘導装置２１は、特に磁場を発生させることができ、それによりその環境の伝導物質、特にそれが結合されているサセプタ２２を加熱することができる。実際に、サセプタは、導電性を有し、誘導装置により発せられた磁場をピックアップすることができる。
好ましくは、誘導装置２１は、マルチストランドリッツワイヤで製作され、したがってミル１００のロッド１１に巻き付けられる。例えば、ＩＤＰａｒｔｎｅｒ社の９．４２５ｍｍ２、６×５０×０．２ｍｍの３００ストランドリッツ銅線が本発明に適している。
図３ｃに概略的に示される第一の実施形態によれば、三次元ミル１００は、粉砕部材２２又は２６を有さず、初期混合物の撹拌は、低容量環状チャンバ１２内で行われる。
したがって、誘導加熱装置２０は、好ましくは、チャンバ１の入口において、ロッド１１と、より大きい直径の撹拌機１０との接合部に配置される。
この実施形態によれば、コイル等の誘導装置２１は、ロッド１１を取り囲むことができ、サセプタ２２は、前記コイルを取り囲む、ロッド１１に垂直なディスクの形態を有することができる。
コイル及びサセプタのユニットは、ロッド１１により回転され得る。
図３ａ、３ｂに示され、図１及び２により詳細に示される第二の実施形態によれば、三次元ミル１００は、混合部材２２又は２６を含む。
この実施形態によれば、サセプタ２２は、第一の端部２において埋め込まれた第一の混合部材、すなわち固定粉砕チャンバ１の端部２に最も近い混合部材に対応することができる。
この第一の混合部材２２は、したがって、サセプタを形成するための導電性材料で製作される。
例えば、この第一の混合部材は、誘導装置により発せられる磁場に関する最大の結合を有するようにするために、炭素鋼等の抵抗材料で製作できる。
さらに、この材料の選択は、好ましくは、８００℃等の高温でのクリープ抵抗性を有する点でも望ましい。例えば、第一の混合部材２２は、ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌ社のフェライト系ステンレス鋼Ｋａｒａ、グレードＫ４４と同等のステンレス鋼Ｐｈｙｔｅｒｍ（登録商標）２６０で製作できる。この材料は、７００℃まで加熱でき、それにより、その中を流れる液体流は、室温から所望の温度まで上昇できる。
第一の混合部材２２と異なる、すなわち必ずしも導電性を有するとは限らない他の混合部材２６は、特にクロム鋳鉄又は酸化ジルコニウムタイプのセラミックから製作できる。
図１を参照すると、この第一の混合部材２２は、一般に、撹拌機１０のロッド１１と一体の底部を含む。好ましくは、誘導装置２１は、この底部に埋め込まれる。
一般に、誘導加熱装置２０は、前記粉砕チャンバ１の外部に配置された交流電流発電機に、撹拌機１０のロッド１１と同軸である少なくとも１つの電流供給手段２７を通して接続される。
特に、発電機は、例えば、１７〜２００ｋＨｚの周波数で５〜１５ｋＷ、好ましくは１０ｋＷの出力を有することができる。これは、並列又は直列であり得るキャパシティボックスを含む。例えば、直巻発電機、ＩＤＰａｒｔｎｅｒの参照番号ＩＸ３６００、モデル８０１０は、本発明によるミルの製造に適している。
電流供給手段２７は、例えば、銅撚線、好ましくはコイルに至るフォワード電流供給撚線と、発電機に至るリターン電流供給撚線とに対応することができる。これらの撚線は、スイッチ２９を介して発電機に接続できる。この供給手段により、撹拌機１０のロッド１１の重力中心が変化する可能性がある。しかしながら、これは、例えば、タングステン製のねじを挿入して補償することにより、バランスをとれる。
一般に、スイッチ２９も撹拌機１０のロッド１１と同軸である。この配置には、撹拌機１０の回転中にコイルに電源供給できるという利点がある。
したがって、発電機は、以下のユニット、すなわち発電機のキャパシティボックス、誘導装置２１及び電流供給手段２７からなるシステムの発振により定義される周波数を有する正弦波交流電流を提供する。発電機の電流は、したがって、誘導装置２１に、それに電流供給手段２７を介して接続されたスイッチ２９によって供給される。誘導装置２１は、電流の供給を受けると磁場を発生させることができ、それが第一の混合部材２２によってピックアップされ、その加熱が可能となる。撹拌機１０のロッド１１によって回転されるこの第一の混合部材２２は、したがって、熱伝導により、粉砕チャンバ１を通過する初期混合物（の流れ）を効率的に加熱できる。
一般に、固定粉砕チャンバ１は、加熱を初期混合物に向けるために前記誘導装置２１と撹拌機１０の前記ロッド１１との間に配置された磁気スクリーン２３を内蔵する。
実際に、撹拌機１０又はそのロッド１１は、導電材料から製作され得、したがって、撹拌機１０のいかなる過熱も起こらないようにするために、撹拌機１０又はロッド１１のうち、少なくとも誘導装置２１によって取り囲まれる部分を保護することが好ましい。
特に、磁気スクリーン２３（Ｌ字形の断面を有する）は、撹拌機１の前記ロッド１１の長さの少なくとも一部、一般にはコイル２１によって取り囲まれるロッド部分の周囲に取り付けられた第一の管状部分２４と、第一の部分２４に接続された第二のディスク型部分２５又はクラウン型部分であって、前記ロッド１１に垂直に配置される第二のディスク型部分２５又はクラウン型部分とを有する。
この磁気スクリーン２３には、コイル２１により発せられる磁場を第一の混合部材２２に向け、それによりすべてのパワーが誘導装置の外部に集束され、特にロッド１１に向かって方向付けられないという利点もある。したがって、加熱領域は、ロッド１１の外周に限定され、特に第一の混合部材２２に集中する。
例えば、磁気スクリーンは、Ｆｌｕｘｔｒｏｌ（登録商標）で製作される円筒トーラスであり得る。
図１に関して上で述べたように、ミル１００は、誘導加熱装置２０を含むことができる。
しかしながら、変形形態として、ミル１００は、図２に示されるように、２つの誘導加熱装置２０を含むことが可能である。
この図２に示されるように、２つの加熱装置２０は、一般に直列に組み立てられ、すなわち前述の加熱装置と同じ第一の加熱装置が第二の加熱装置に接続される。
第二の加熱装置も第一の加熱装置と同様であるが、それが第一の加熱装置と同じ発電機及び同じスイッチに接続される点が異なる。
特に、第二の加熱装置の電流供給手段は、第一の混合部材と第二の混合部材との間に配置され、この第二の混合部材は、第二の加熱手段２０のサセプタとして機能する。後者は、ロッド１１に垂直に配置され、後者と一体の底部を含む。第二の加熱手段のコイルは、この底部においてロッド１１も取り囲む。第二の加熱装置も磁気スクリーンを含み、これは、２つの部分、すなわち第一の加熱装置の磁気スクリーンのディスク２５から、コイルにより取り囲まれる区間を含む第二の加熱装置のコイルに至るロッド１１の部分の周囲に取り付けられる第一の管状部分と、第一の部分に接続された同じくディスク形状の第二の部分であって、ロッドに垂直に配置される第二の部分とを含む。
この第二の部分により、特にコイルによって発せられる磁場を第二の混合部材に向けることができる。
さらに、ミルの大きさ及び所望の化学合成反応に応じて、ミル１００は、より多くの加熱装置２０を含むことができる。しかしながら、一般には１つ又は２つの誘導加熱装置２０が所望の合成反応を起こすのに十分である。
特に、固定粉砕チャンバ１は、圧力制御手段、例えば少なくとも１つのバルブ（図示せず）を含むことができる。したがって、制御された雰囲気中で動作できる。
さらに、ミル１００は、少なくとも１つの温度制御手段、例えば粉砕チャンバ１の表面上に配置された１つ又はいくつかのサーモカップルを含むことができる。例えば、これらは、粉砕チャンバの入口及び出口において内蔵され得る。
一般に、ミルは、前記固定粉砕チャンバ１の外部に且つ第二の端部３の側に配置されている、熱交換器などの最終生成物を冷却するための手段３０も含む。
この冷却手段３０には、最終生成物の温度を下げて、熱暴走の可能性を回避するという利点がある。その目的のために、冷却手段は、最終生成物の温度を室温（すなわち１５及び３０℃）に到達できる温度又は少なくとも所望の合成反応を終了させることができる温度まで下げるようになされる。
本発明は、本明細書に記載されている三次元ミル１００、特に、
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバ（１）であって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体（６）、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部（２）における、前記少なくとも１種の開始化合物及び液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口（４）と、第二の端部（３）における、前記固定粉砕チャンバ内で形成された最終生成物を排出することができる出口（５）とを含む固定粉砕チャンバ（１）、
− 前記固定粉砕チャンバ（１）内に配置された撹拌器（１０）であって、長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッド（１１）を含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器（１０）
を含み、固定粉砕チャンバ（１）は、前記内部空間において、前記固定粉砕チャンバ（１）の少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置（２０）を内蔵する、三次元ミル（１００）の動作方法にも関する。
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバ（１）であって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体（６）、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部（２）における、前記少なくとも１種の開始化合物及び液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口（４）と、第二の端部（３）における、前記固定粉砕チャンバ内で形成された最終生成物を排出することができる出口（５）とを含む固定粉砕チャンバ（１）、
− 前記固定粉砕チャンバ（１）内に配置された撹拌器（１０）であって、長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッド（１１）を含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器（１０）
を含み、固定粉砕チャンバ（１）は、前記内部空間において、前記固定粉砕チャンバ（１）の少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置（２０）を内蔵する、三次元ミル（１００）の動作方法にも関する。
当然のことながら、前述のミルの特徴のすべてが動作方法の説明にも当てはまる。
特に、方法は、連続する以下のステップ：
（ｉ）加熱装置、好ましくは誘導加熱装置２０を始動させ、且つ撹拌機１０を回転させるステップ、
（ｉｉ）液体媒質中の前記少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を、固定粉砕チャンバ１の入口４を通して導入して、初期混合物を形成するステップ、
（ｉｉｉ）３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、加熱手段２０により、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱される前記初期混合物を粉砕するステップ、
（ｉｖ）固定粉砕チャンバ１の出口において、前記チャンバ内で形成された最終生成物を捕集するステップ
を含むことを特徴とする。
（ｉ）加熱装置、好ましくは誘導加熱装置２０を始動させ、且つ撹拌機１０を回転させるステップ、
（ｉｉ）液体媒質中の前記少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を、固定粉砕チャンバ１の入口４を通して導入して、初期混合物を形成するステップ、
（ｉｉｉ）３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、加熱手段２０により、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱される前記初期混合物を粉砕するステップ、
（ｉｖ）固定粉砕チャンバ１の出口において、前記チャンバ内で形成された最終生成物を捕集するステップ
を含むことを特徴とする。
好ましくは、方法は、以下の追加のステップ：
（ｖ）最終生成物を冷却するステップであって、それにより、最終生成物は、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的には３０℃以下の温度を有する、ステップ
を含む。
（ｖ）最終生成物を冷却するステップであって、それにより、最終生成物は、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的には３０℃以下の温度を有する、ステップ
を含む。
第一に、本発明による方法は、特に加熱装置、例えば誘導加熱装置２０を始動させるステップを含むステップ（ｉ）を含む。
その目的のために、発電機は、交流電流を発するために操作され、それがスイッチ及び電流供給手段からコイル２１に伝送される。コイルは、したがって、可変磁場を発し、それが第一の混合部材２２によってピックアップされる。この第一の混合部材２２は、導電性を有し、特に一方では撹拌機１０を保護し、他方では磁場をそれに向かわせる磁場によってこの磁場内に投じられる。これは、この第一の混合部材において、フーコー電流とも呼ばれる誘導電流を形成する。この誘導電流を形成する電子の移動は、第一の混合部材でジュール効果によって放熱させる。
このステップ（ｉ）中、撹拌機１０のロッド１１も回転される。
したがって、例えば既に混合されていることができる開始化合物を導入して、液体媒質との初期混合物を形成するステップ（ｉｉ）に進む。
初期混合物が調製されると、これは、一般に入口４を介して流量調節可能蠕動ポンプを通して三次元ミル１００にもたらされる。蠕動ポンプにより、チャンバ１の入口の前まで初期混合物の混合を継続できる。さらに、前述のように、このポンプにより、開始懸濁液をチャンバ１内に制御された通過流量で導入することが可能となる。
一般に、初期混合物は、１０Ｌ／ｈ以上の通過流量で導入される。
本発明の意味において、「１０Ｌ／ｈ以上の通過流量」とは、以下の値、すなわち１０Ｌ／ｈ、１５Ｌ／ｈ、２０Ｌ／ｈ、２５Ｌ／ｈ、３０Ｌ／ｈ、３５Ｌ／ｈ、４０Ｌ／ｈ、４５Ｌ／ｈ、５５Ｌ／ｈ、６０Ｌ／ｈ、６５Ｌ／ｈ、７０Ｌ／ｈ、８０Ｌ／ｈ、８５Ｌ／ｈ、９０Ｌ／ｈ、９５Ｌ／ｈ、１００Ｌ／ｈ、１１０Ｌ／ｈ、１２０Ｌ／ｈ、１３０Ｌ／ｈ、１４０Ｌ／ｈ、１５０Ｌ／ｈ、５０Ｌ／ｈ、５５Ｌ／ｈ、６０Ｌ／ｈ、６５Ｌ／ｈ、７０Ｌ／ｈ、７５Ｌ／ｈ、８０Ｌ／ｈ、８５Ｌ／ｈ、９０Ｌ／ｈ、９５Ｌ／ｈ、１００Ｌ／ｈ、１０５Ｌ／ｈ、１１０Ｌ／ｈ、１１５Ｌ／ｈ、１２０Ｌ／ｈ、１２５Ｌ／ｈ、１３０Ｌ／ｈ、１３５Ｌ／ｈ、１４０Ｌ／ｈ、１４５Ｌ／ｈ、１５０Ｌ／ｈ、１５５Ｌ／ｈ、１６０Ｌ／ｈ、１６５Ｌ／ｈ、１７０Ｌ／ｈ、１７５Ｌ／ｈ、１８０Ｌ／ｈ、２００Ｌ／ｈ、３００Ｌ／ｈ、４００Ｌ／ｈ、５００Ｌ／ｈ、６００Ｌ／ｈ、７００Ｌ／ｈ、８００Ｌ／ｈ、９００Ｌ／ｈ、１ｍ３／ｈ、２ｍ３／ｈ、３ｍ３／ｈ、４ｍ３／ｈ、５ｍ３／ｈ、６ｍ３／ｈ、７ｍ３／ｈ、８ｍ３／ｈ、９ｍ３／ｈ、１０ｍ３／ｈ、１１ｍ３／ｈ、１２ｍ３／ｈ、１３ｍ３／ｈ、１４ｍ３／ｈ、１５ｍ３／ｈ等、又はこれらの値間に含まれるすべての範囲を含む。
特に、初期混合物は、１０〜１３０Ｌ／ｈ、好ましくは２０〜１００Ｌ／ｈ、典型的には３０〜９０Ｌ／ｈの通過流量で導入される。
当然のことながら、通過流量は、方法を実装するために使用される三次元マイクロビーズミルの大きさに応じて変化され得る。例えば、容積が０．５Ｌの固定チャンバ１を有する三次元マイクロビーズミルの場合、通過流量は、４０〜１５０Ｌ／ｈのオーダ、例えば４５Ｌ／ｈである一方、特に６０Ｌの固定チャンバ１を有するより大きいサイズのミルの場合、流量は、２〜１５ｍ３／ｈのオーダ、例えば４ｍ３／ｈであり得る。
初期混合物がチャンバ１内に導入されると、粉砕ステップ（ｉｉｉ）が開始する。
通過流量により生じる流れの効果の下で、開始懸濁液は、撹拌機１０によって移動されながら、固定チャンバ１内を入口４から出口５に移動し、それは、チャンバ１の内壁７に沿ったこの懸濁液のマイクロビーズ６及び必要に応じて混合部材２６、フィンガ２８等による強力な撹拌を可能にする。
誘導加熱手段２０により、チャンバ１内を通る流れを、３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱することができる。
本発明によれば、「少なくとも６０℃の温度」とは、以下の値、すなわち６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７５、７５、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２５０、３００、３５０、４００、４５０、５００、５５０、６００、６５０、７００、７５０、８００、８５０、９００、９５０、１０００、１５００、２０００、２５００、３０００、３５００、４０００、４５００等、及びこれらの値間のすべての範囲を含む。
同様に、本発明によれば、「３０分以下の滞留時間」とは、以下の値、すなわち３０分、２９分、２８分、２７分、２６分、２５分、２０分、１５分、１４分、１３分、１２分、１１分、１０分、９分、８分、７分、６分、５分、４分、３分、２分、１分、５５秒、５０秒、４５秒、４０秒、３５秒、３０秒、２５秒、２０秒、１５秒、１０秒、５秒等、又はこれらの値間のすべての範囲を含む。
滞留時間は、一般に、マイクロビーズの見掛けの体積及び通過流量に固有である。
例えば、マイクロビーズの見掛けの総体積が２７０ｃｍ３（見掛けの密度が３．７ｇ／ｃｍ３のビーズ）、懸濁液導入の流量が４５Ｌ／ｈ、すなわち１２．４５ｃｍ３／ｓである場合、懸濁液のチャンバ２内の滞留時間は、約２０秒と推定される。したがって、滞留時間は、有利には、例えばマイクロビーズの見掛けの密度及び通過流量を制御することによって調節され得る。
「見掛けの体積」とは、マイクロビーズの、ビーズ間に侵入した空気を含む体積を意味する。見掛けの密度は、マイクロビーズの質量と見掛けの体積との比である。
撹拌機の回転速度は、例えば、４〜２０Ｐｉ ｒａｄ／ｓ、好ましくは４〜８Ｐｉ ｒａｄ／ｓで変化され得る。
粉砕ステップは、１回又はいくつかの通過（振り子又は再循環モード）による連続モード又は不連続モードで行うことができる。
不連続モードで行われる場合、初期混合物及び／又は粉砕チャンバに再導入される最終生成物の通過回数は、１〜５０、好ましくは１〜１０、特に１〜５であり得る（すなわち１回目の通過後、出口５で得られた生成物は、捕集されて、ポンプによりチャンバ１に入口４から再び注入され、２回目の通過が可能となる）。
本発明によれば、「１〜５０の通過回数」とは、以下の値、すなわち５０、４９、４８、４７、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１を含む。
特に、開始懸濁液の通過回数は、１〜２、好ましくは１である。
実際に、本出願人は、マイクロビーズミル内の１回の通過で、非常に短い滞留時間にもかかわらず、出口５において完全に満足できる最終生成物が得られることを認識した。
したがって、この粉砕ステップは、好ましくは、連続モードで行われる。
粉砕ステップが行われると（ｉｉｉ）、最終混合物がミル１００の出口５で捕集される（ｉｖ）。
好ましくは、ミル１００の出口において、最終混合物は、熱交換器によって冷却される。この冷却により、特に必要に応じて、ミル内で行われる化学反応の暴走を回避することが可能となる。
その目的のために、冷却手段は、最終生成物の温度を、室温（すなわち１５及び３０℃）に到達できる温度又は少なくとも所望の合成反応を終了できるようにする温度に下げるようになされる。
特に、上述のように、最終生成物の冷却は、その温度が６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的に３０℃以下となるように行われる。
潜在的に、所望の反応に従って最終混合物が洗浄、乾燥及び／又はか焼（calcined）される。
本発明は、有機及び鉱物化学合成反応を起こすための、前述の三次元ミル１００の使用にも関する。
本発明は、有機及び鉱物化学合成反応を起こすため又は少なくとも１種の開始化合物を粉砕するための、前述の三次元ミル１００の使用にも関する。
同様に、上で定義されたミルの特徴のすべては、本明細書において、本発明による使用にも当てはまる。
以下の試験の説明は、純粋に例示的で非限定的な例として提供される。
Ａ．特徴付け：ＸＲＤ
プライマリモノクロメータＧｅ（１１１）（極限照射ＣｕＫα１（０．１５４０６ｎｍ））を備える、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｂ．Ｖ．が販売する回折計Ｘ’Ｐｅｒｔ Ｐｒｏ ＭＰＤでＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを収集した。
プライマリモノクロメータＧｅ（１１１）（極限照射ＣｕＫα１（０．１５４０６ｎｍ））を備える、ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ Ｂ．Ｖ．が販売する回折計Ｘ’Ｐｅｒｔ Ｐｒｏ ＭＰＤでＸ線回折（ＸＲＤ）スペクトルを収集した。
使用した検出器は、検出器Ｘ’Ｃｅｌｅｒａｔｏｒである。
ＸＲＤ測定は、５°〜７０°（スケール２θ）、ピッチ０．０１７°で行った。
ソフトウェアＸ’Ｐｅｒｔ Ｈｉｇｈｓｃｏｒｅ Ｐｌｕｓ（ｖｅｒｓｉｏｎ ４．０）により、Ｒｉｅｔｖｅｌｄ １方式を用いてＸＲＤの結果を分析した。
ＸＲＤによる試験を行うために、亜鉛グリセロレート結晶の懸濁液を事前に５０℃の空気で乾燥させ、粉末を得た。
Ｂ．本発明によるミル
・機器
マイクロビーズ１ｋｇを含み、図１に示されるように本発明による加熱装置２０を含むようになされた、Ｗｉｌｌｙ Ａ．Ｂａｃｈｏｆｅｎ ＡＧが販売する三次元マイクロビーズミルＤｙｎｏｍｉｌｌ ＥＣＭ ＡＰ ２Ｌで試験を行った。すなわち、ミルは、固定チャンバの入口に位置付けられた加熱装置を含み、第一の混合部材は、サセプタとして機能する。
・機器
マイクロビーズ１ｋｇを含み、図１に示されるように本発明による加熱装置２０を含むようになされた、Ｗｉｌｌｙ Ａ．Ｂａｃｈｏｆｅｎ ＡＧが販売する三次元マイクロビーズミルＤｙｎｏｍｉｌｌ ＥＣＭ ＡＰ ２Ｌで試験を行った。すなわち、ミルは、固定チャンバの入口に位置付けられた加熱装置を含み、第一の混合部材は、サセプタとして機能する。
特に、加熱装置は、以下の特徴を有する。
マイクロビーズは、酸化ジルコニウム製であり、直径は、０．４５／０．５５ｍｍである。試験に用いたマイクロビーズの特徴を下の表３にまとめる。
０．４５／０．５５ｍｍのマイクロビーズは、特にＳａｉｎｔ−ＧｏｂａｉｎによりＺｉｒｍｉｌ（登録商標）Ｙ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｂｅａｄｓのブランド名で販売されている。
ミルの粉砕チャンバは、容量が２０００ｍＬであり、体積において、その総容量に関して、試験に応じて上述のマイクロビーズの８０％で満たす。
動作において、マイクロビーズを、撹拌機を用いて２８９０ｒｐｍの回転速度で拡散する。撹拌機は、クロム鋳鉄製の混合ディスクをさらに含む。
・原材料
試験のための開始原材料は、以下の通りである：Ａｍｐｅｒｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓが販売する純度９９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）及びＲｅａｃｔｏｌａｂが販売する純度９９．５％のグリセロール。
試験のための開始原材料は、以下の通りである：Ａｍｐｅｒｅ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓが販売する純度９９％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）及びＲｅａｃｔｏｌａｂが販売する純度９９．５％のグリセロール。
Ｃ．試験のためにとられた一般的手順
以下の各試験を行うために、次のステップを行った。
− ビーカ中において、グリセロール対酸化亜鉛の質量比５．５の酸化亜鉛並びにグリセロール及び触媒（酢酸又は酢酸亜鉛）から開始懸濁液を調製し、その後、開始懸濁液を磁気撹拌機によって撹拌する。
− その後、流量調節可能蠕動ポンプを用いて、前述の改良型ミルＤｙｎｏｍｉｌｌ ＥＣＭ ＡＰ ２Ｌにそれを供給する。ミル内の通過流量は、最高数百Ｌ／ｈに到達し得る。この試験では、１５０Ｌ／ｈに固定し、これは、約２０秒の滞留時間に対応する。
− 開始懸濁液を、その後、直径０．４５〜０．５５ｍｍのマイクロビーズを含むミルに特定の持続時間（これは、開始懸濁液の通過流量に依存する）にわたり室温（２０〜２５℃）で通過させ、したがってミルの出口において亜鉛グリセロレート結晶の懸濁液が得られる。
− 最後に、亜鉛グリセロレート結晶の懸濁液を回収する。
以下の各試験を行うために、次のステップを行った。
− ビーカ中において、グリセロール対酸化亜鉛の質量比５．５の酸化亜鉛並びにグリセロール及び触媒（酢酸又は酢酸亜鉛）から開始懸濁液を調製し、その後、開始懸濁液を磁気撹拌機によって撹拌する。
− その後、流量調節可能蠕動ポンプを用いて、前述の改良型ミルＤｙｎｏｍｉｌｌ ＥＣＭ ＡＰ ２Ｌにそれを供給する。ミル内の通過流量は、最高数百Ｌ／ｈに到達し得る。この試験では、１５０Ｌ／ｈに固定し、これは、約２０秒の滞留時間に対応する。
− 開始懸濁液を、その後、直径０．４５〜０．５５ｍｍのマイクロビーズを含むミルに特定の持続時間（これは、開始懸濁液の通過流量に依存する）にわたり室温（２０〜２５℃）で通過させ、したがってミルの出口において亜鉛グリセロレート結晶の懸濁液が得られる。
− 最後に、亜鉛グリセロレート結晶の懸濁液を回収する。
・比較試験
比較試験も行った。この試験は、従来技術による亜鉛グリセロレートの製造方法を用いて行った。この試験は、加熱可能なＺ字形アームミキサ（２Ｌ）内において、亜鉛水亜鉛土（１６９２ｇ）をグリセロール（４２８ｇ）、湿潤剤Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２１０００（３８ｇ）及び触媒としての酢酸（３．６ｇ）と共に１２０〜１３０℃で４〜５時間加熱することを含む（文献米国特許第７，０７４，９５９号明細書の例１）。
比較試験も行った。この試験は、従来技術による亜鉛グリセロレートの製造方法を用いて行った。この試験は、加熱可能なＺ字形アームミキサ（２Ｌ）内において、亜鉛水亜鉛土（１６９２ｇ）をグリセロール（４２８ｇ）、湿潤剤Ｓｏｌｓｐｅｒｓｅ ２１０００（３８ｇ）及び触媒としての酢酸（３．６ｇ）と共に１２０〜１３０℃で４〜５時間加熱することを含む（文献米国特許第７，０７４，９５９号明細書の例１）。
Ｄ．結果
したがって、実施例２及び４、特に本発明による実施例４に示されているように、本発明によるミルにより、所望の化学合成反応を非常に短い滞留時間で行うことが可能である。
従来技術に記載されているものと同じ触媒を用いて、従来技術の４〜５時間に対して２０秒の滞留時間で行った実施例２において、得られた収率は、本発明による加熱装置を使用しない場合の１０％に対して３８％であった。当然のことながら、３８％の収率は、例えば、固定チャンバ内の複数の通過又は１〜２分の滞留時間で初期混合物の滞留時間を延長することによって改善できるが、依然として従来技術の４〜５時間よりはるかに低い。
従来技術に記載されているものと異なる触媒を用いて、わずか２０秒間の滞留時間で行った実施例４において、従来技術の４〜５時間に対して１００％の収率が得られる（図４）。さらに、加熱装置を用いると、収率は、これを用いない場合のわずか５０％に対して１００％であり、ＺｎＯの反応物質の残留の存在がディフラクトグラム上で実際に観察される（図４）。
Claims (15)
- 三次元ミル（１００）であって、少なくとも、
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバ（１）であって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体（６）、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部（２）における、前記少なくとも１種の開始化合物及び前記液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口（４）と、第二の端部（３）における、前記固定粉砕チャンバ（１）内で形成された最終生成物を排出することができる出口（５）とを含む固定粉砕チャンバ（１）、
− 前記固定粉砕チャンバ（１）内に配置された撹拌器（１０）であって、前記長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッド（１１）を含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器（１０）
を含み、前記固定粉砕チャンバ（１）は、前記内部空間において、前記固定粉砕チャンバ（１）の少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置（２０）を内蔵する、三次元ミル（１００）において、
前記加熱装置（２０）は、誘導加熱装置であることを特徴とする三次元ミル（１００）。 - 前記誘導加熱装置（２０）は、前記誘導加熱装置（２０）を回転させるために前記撹拌機（１０）の少なくとも一部によって担持される、請求項１に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記誘導加熱装置（２０）は、
− 磁場を発生させることができる少なくとも１つの誘導装置（２１）と、
− 前記誘導装置（２１）に結合され、且つ前記誘導装置（２１）によって加熱され得る、導電性である少なくとも１つのサセプタ（２２）と
を含む、請求項１又は２に記載の三次元ミル（１００）。 - 前記固定粉砕チャンバ（１）は、前記加熱を前記初期混合物に向けるために前記誘導装置（２１）と前記撹拌機（１０）の前記長いロッド（１１）との間に配置された磁気スクリーン（２３）を内蔵する、請求項３に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記磁気スクリーン（２３）は、前記撹拌機（１０）の前記長いロッド（１１）の長さの少なくとも一部に巻かれる第一の管状部分（２４）と、前記第一の管状部分（２４）に接続された第二のディスク状部分（２５）であって、前記長いロッド（１１）に垂直に配置される第二のディスク状部分（２５）とを含む、請求項４に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記少なくとも１つの誘導装置（２１）は、前記撹拌機（１０）の前記ロッド（１１）の一部、有利には前記固定粉砕チャンバ（１）の前記第一の端部（２）に位置付けられた前記ロッド（１１）の上流区間を取り囲む巻回を有するコイル又はソレノイドであり、前記ロッド（１１）の部分は、必要に応じて、前記磁気スクリーン（２３）によって保護される、請求項３〜５の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記少なくとも１つのサセプタ（２２）は、前記撹拌機（１０）及び前記長いロッド（１１）に垂直に配置され、有利には前記固定粉砕チャンバ（１）の前記第一の端部（２）に位置付けられた第一の混合部材に対応する、請求項３〜６の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記第一の混合部材（２２）は、前記撹拌機（１０）の前記長いロッド（１１）と一体に製作された底部を含み、前記誘導装置（２１）は、前記底部に埋め込まれる、請求項７に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記固定粉砕チャンバ（１）は、前記撹拌機（１０）に垂直に配置されている、前記第一の混合部材（２２）と異なる１つ又はいくつかの他の混合部材（２６）を含む、請求項７又は８に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記少なくとも１つの誘導加熱装置（２０）は、前記固定粉砕チャンバ（１）の前記第一の端部（２）の付近に位置付けられる、請求項１〜９の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記少なくとも１つの誘導加熱装置（２０）は、前記粉砕チャンバ（１）の外部に配置された交流電流発電機に、好ましくは前記撹拌機（１０）の前記ロッド（１１）と同軸である少なくとも１つの電流供給手段（２７）を通して接続される、請求項１〜１０の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）。
- 前記固定粉砕チャンバ（１）の外部に且つ前記第二の端部（３）の側に配置されている、熱交換器などの冷却手段（３０）を含むことを特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）。
- 三次元ミル（１００）であって、少なくとも、
− 長さ方向軸ＸＸに沿って延び、且つ内部空間を画定する概して円筒形の壁を有する固定粉砕チャンバ（１）であって、液体媒質中の少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を受け且つ混合して、初期混合物を形成することができ、少なくとも１種の粉砕体（６）、好ましくはマイクロビーズで部分的に満たされることが意図され、
第一の端部（２）における、前記少なくとも１種の開始化合物及び前記液体媒質を導入するための少なくとも１つの入口（４）と、第二の端部（３）における、前記固定粉砕チャンバ（１）内で形成された最終生成物を排出することができる出口（５）とを含む固定粉砕チャンバ（１）、
− 前記固定粉砕チャンバ（１）内に配置された撹拌器（１０）であって、前記長さ方向軸ＸＸに沿った長いロッド（１１）を含み、粉砕体／初期混合物ユニットを移動させるように旋回することができる撹拌器（１０）
を含み、前記固定粉砕チャンバ（１）は、前記内部空間において、前記固定粉砕チャンバ（１）の少なくとも１つの領域を加熱するために埋め込まれる少なくとも１つの加熱装置（２０）を内蔵する、三次元ミル（１００）の動作方法において、連続する以下のステップ：
（ｉ）前記加熱装置、好ましくは誘導加熱装置（２０）を始動させ、且つ前記撹拌器（１０）を回転させるステップ、
（ｉｉ）前記液体媒質中の前記少なくとも１種、一般には少なくとも２種の開始化合物を、前記固定粉砕チャンバ（１）の前記入口（４）を通して導入して、初期混合物を形成するステップ、
（ｉｉｉ）３０分以下、好ましくは１５分以下、詳細には１分以下、特に５〜２５秒の滞留時間中、前記加熱手段（２０）により、少なくとも６０℃、好ましくは６０〜８００℃、詳細には６０〜４００℃の温度まで加熱される前記初期混合物を粉砕するステップ、
（ｉｖ）前記固定粉砕チャンバ（１）の前記出口において、前記固定粉砕チャンバ（１）内で形成された前記最終生成物を捕集するステップ
を含むことを特徴とする動作方法。 - 前記以下の追加のステップ：
（ｖ）前記最終生成物を冷却するステップであって、それにより、前記最終生成物は、６０℃以下、好ましくは５０℃以下、典型的には３０℃以下の温度を有する、ステップ
を含む、請求項１３に記載の方法。 - 有機及び鉱物化学の合成反応を起こすため又は少なくとも１種の開始化合物を粉砕するための、請求項１〜１２の何れか一項に記載の三次元ミル（１００）の使用。
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