JP2023017649A - マイクロリアクタおよび生成物生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減したマイクロリアクタを提供する。【解決手段】本発明に係るマイクロリアクタ１０１は、平板状の複数のプレートを積層させて構成されており、少なくとも２種類の原料を混合して生成物を生成するものであり、前記複数のプレートのうちの１枚のプレートは、同一面上に、前記原料を導入する入口（第１原料入口１０７、第２原料入口１０８）と、前記生成物を含有する溶液を排出する生成物出口１０９と、温度制御用の熱媒体を導入する温調液入口１１０と、前記熱媒体を排出する温調液出口１１１と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロリアクタおよびこれを用いた生成物生成方法に関する。

近年、バイオ関連や医薬品、化成品等の製造の分野において、原料を混合させるためにマイクロリアクタの利用が進められている。マイクロリアクタは、μｍオーダーの微小流路を有するフロー型の反応器であり、流体同士の混合や反応に用いられている。マイクロリアクタは、一般に、モールド成形、リソグラフィ等のマイクロ加工技術を用いて作製されており、交換可能な着脱式や使い捨てを想定したシングルユース式も検討されている。

マイクロリアクタでは、微小流路を反応場とするため、分子拡散による流体の混合を迅速に行うことができる。また、従来の大型の反応器を使用したバッチ法と比較して、流体の体積に対する表面積の効果が相対的に大きくなるため、熱伝達、熱伝導、反応等の効率が高くなる特長を有する。従って、通常のバッチ反応では発熱により暴走してしまう危険性のある反応、精密な温度制御を必要とする反応、急速な加熱または冷却を必要とする反応でも、マイクロリアクタでは容易に行うことができる可能性がある。このような特性から、種々の分野でマイクロリアクタの適用による反応時間の短縮や反応収率の向上が期待されている。

一方で、マイクロリアクタでは、原料を混合させる混合流路の後に、反応が進行するのに必要な反応時間に対応した滞留時間を担保するための反応流路を設ける必要がある場合がある。また、マイクロリアクタを用いて生産量を増やす場合は、同じ滞留時間を担保するために、反応流路の長さを長くするか、反応流路の断面積を大きくするか、同一形状の流路を並列化する（Ｎ倍化、ナンバリングアップとも呼ばれる）必要がある。さらに、マイクロリアクタによる効果を十分に発揮するために、これらの流路を流れる流体の温度制御に関しては、これまでいろいろな検討がなされている。

例えば、特許文献１には、複数のプレートを重ねた積層体を備え、積層体がプレート同士の間または／およびプレートに形成された孔や溝により通路を形成しているマイクロリアクタが記載されている。このマイクロリアクタでは、積層体が各プレートに設けられた位置決め用の貫通孔を有し、貫通孔を利用して、流路に導入される流体を加熱したり冷却したりするための熱冷媒流路を形成している。また、それとともに、積層体が両端に配置された固定板材を有し、固定板材同士をボルト・ナット等の締付具により接近方向に締め付けることにより、プレート同士を重合している。

また、特許文献２には、複数の原料流体同士を反応させる反応流路と、反応流路を流れる原料流体の温度を調節するための温調流路を備えたマイクロリアクタが記載されている。このマイクロリアクタでは、温調流路は、反応流路のうち少なくとも合流部から下流側の反応流路部の特定の範囲に沿って延びる部分を有する複数の第１温調流路部を含んでいる。また、この温調流路は、複数の第１温調流路部の下流側の端部に繋がる、第１温調流路部よりも少数の第２温調流路部を含んでいる。そして、この第２温調流路部の断面積は、各第１温調流路部の断面積よりも大きくなっている。

そして、特許文献３には、少なくとも２種類の原料を混合させる混合流路と、混合流路の下流側に接続され、混合物が反応を起こす反応流路とを有し、反応流路が形成されている面の裏側の面に、熱制御用の流路が形成されているマイクロリアクタが記載されている。このマイクロリアクタでは、反応流路内を混合物が流動する過程において、少なくとも１回は反応流路の表面積／体積比（Ｓ／Ｖ比）が変わり、しかも、上流側の方が反応流路の表面積／体積比（Ｓ／Ｖ比）が大きくなっている。

特開２０１３－２０８６１９号公報 特許第６１９０３１６号公報 特許第４７７７３８３号公報

しかしながら、マイクロリアクタを用いて生産量を増やす場合は、同じ滞留時間を担保するために、反応流路の長さを長くするか、反応流路の断面積を大きくするか、同一流路を並列化するか、のいずれか１つの方法で対応できるとは限らず、２つの方法または３つの方法を組み合わせて用いることも少なくない。また、温度制御性を考えた場合、反応が進行するのに必要な反応時間に対応した滞留時間を担保するには、反応流路の長さを長くするのが容易である。一方で、反応流路が長くなると、持ち運びが可能なサイズの一枚の反応流路プレート（マイクロリアクタ）では反応流路が収まらなくなるため、複数枚の反応流路プレート（マイクロリアクタ）が必要となる。

複数枚の反応流路プレートの温度を制御する方法として、１）恒温槽に浸漬する、２）反応流路プレートと温度制御用プレートを交互に積層する、などの方法が挙げられる。１）については、マイクロリアクタが２枚の平板状のプレートから構成され、これらのプレートをボルト・ナット等の締付具で締め付けることにより反応流路が形成される場合、締付具の締め付けが不十分であると、そのすき間から恒温槽の温度制御用の熱媒体（温調液）が混入し、原料や生成物に温調液が混入する可能性がある。また、マイクロリアクタに原料を導入する際には、マイクロリアクタと接続チューブを接続するために接手を用いるが、接手の締め付けが不十分であると、そのすき間から恒温槽の温調液が混入する可能性がある。さらに、材質により熱膨張係数が異なるため、温調液の温度の変動により締付具や接手の締め付けが緩み、すき間から温調液が混入する可能性がある。

一方、２）については、反応流路プレートと温度制御用プレートを交互に積層しているため、温調液が反応流路プレート内に混入することは避けられる。しかし、反応流路プレート間を接続する接手や接続チューブ、および温度制御用プレート間を接続する接手や接続チューブが必要となり、反応流路プレートの枚数が増えれば増えるほど、取り扱いが煩雑になる。また、複数枚の反応流路プレートを用いた場合、同一方向に積層していくため、必然的に原料の入口と生成物の出口が相対する方向に存在する。従って、入口および出口に接手および接続チューブを接続する際に、入口側と出口側の２方向からアクセスする必要があり、マイクロリアクタの設置場所や、マイクロリアクタへのアクセス方向に制約が生じる。そのため、２）については、操作者の作業負荷が高くなる傾向にあった。

そこで、本発明は、温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減したマイクロリアクタおよび生成物生成方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、平板状の複数のプレートを積層させて構成されており、少なくとも２種類の原料を混合して生成物を生成するマイクロリアクタであり、前記複数のプレートのうちの１枚のプレートは、同一面上に、前記原料を導入する入口と、前記生成物を含有する溶液を排出する生成物出口と、温度制御用の熱媒体を導入する温調液入口と、前記熱媒体を排出する温調液出口と、を備えることとした。

本発明は、温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減したマイクロリアクタおよび生成物生成方法を提供できる。
前述した以外の課題、構成および効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタの全体構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタの分解図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける前面カバープレートを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける前面カバープレートを背面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける前面カバープレートの正面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける前面カバープレートの背面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける予熱部プレートを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける予熱部プレートを背面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける予熱部プレートを正面側から見た分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける予熱部プレートの正面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける予熱部プレートの背面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける混合部プレートを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける混合部プレートを正面側から見た分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける混合部プレートの正面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける混合部プレートの背面図である。 図５Ｂのｖｉ部拡大透視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける滞留部プレートを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける滞留部プレートを背面側から見た分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける滞留部プレートの正面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける滞留部プレートの背面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける背面カバープレートを正面側から見た斜視図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける背面カバープレートの正面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける背面カバープレートの背面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタにおける流路の構成と流体（液体）の流れを説明する分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る生成物生成方法の一例を示すフローチャートである。 実施例で作製したＰＥ製のマイクロリアクタに純水を送液した際の圧力損失を示すグラフである。図１１では、横軸に第１原料の流量と第２原料の流量の和となる流量（ｍＬ／ｍｉｎ）を、縦軸にマイクロリアクタに純水を送液した際の圧力損失（ｋＰａ）を示している。

＜マイクロリアクタ＞
以下、適宜図面を参照して、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタについて説明する。
最初に、図１および図２を参照して、一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１の全体構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１の全体構成を示す斜視図である。図２は、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１の分解図である。
図１および図２に示すように、本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１は、平板状の複数のプレートを積層させて構成されている。具体的には、マイクロリアクタ１０１は、前面カバープレート１０２、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５、背面カバープレート１０６、および各プレート間に設置される各種パッキン（図示しない）から構成されている。マイクロリアクタ１０１は、少なくとも２種類の原料を混合して生成物を生成するために用いられる。本実施形態では、２種類の原料を混合して生成物を得る場合について説明する。

マイクロリアクタ１０１では、第１原料が前面カバープレート１０２上の第１原料入口１０７から導入される。また、第２原料が前面カバープレート１０２上の第２原料入口１０８から導入される。第１原料および第２原料はそれぞれ予熱部プレート１０３内を経由して、混合部プレート１０４内において第１原料と第２原料とが合流して混合される。混合部プレート１０４で混合された原料は、滞留部プレート１０５に導入され、さらに第１原料と第２原料との混合が進行し、生成物が生成される。第１原料と第２原料とが混合すると、反応が進行する場合には、混合部プレート１０４内において第１原料と第２原料とが合流した後に反応が開始され、さらに滞留部プレート１０５内において反応が進行される。得られた生成物は、滞留部プレート１０５から、混合部プレート１０４および予熱部プレート１０３を経由して、前面カバープレート１０２上の生成物出口１０９から排出される。

また、第１原料および第２原料を所定の温度で混合させるために、温度調節用の熱媒体（温調液）が、前面カバープレート１０２上の温調液入口１１０から導入される。マイクロリアクタ１０１内には、温調液が流れるための温調液流路が形成されており、温調液入口１１０から導入された温調液は、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５を経て、背面カバープレート１０６に達した後、滞留部プレート１０５、混合部プレート１０４、予熱部プレート１０３を経て、前面カバープレート１０２上の温調液出口１１１から排出される。

つまり、マイクロリアクタ１０１は、複数のプレートのうちの１枚のプレート（具体的には前面カバープレート１０２）が、同一面上に、前記した原料を導入する入口（第１原料入口１０７、第２原料入口１０８）と、前記した生成物を含有する溶液を排出する生成物出口１０９と、熱媒体を導入する温調液入口１１０と、熱媒体を排出する温調液出口１１１とを備えている。

なお、マイクロリアクタ１０１における各流路の構成および詳細については、図３Ａ～図９を参照して後述する。
ここで、第１原料、第２原料および温調液は、何らかの送液手段により導入される。送液手段としては、例えば、シリンジポンプ、手動によるシリンジ、プランジャポンプ、ダイヤフラムポンプ、スクリューポンプなどを用いることができる。また、送液手段は、水頭差を用いるものでもよい。第１原料入口１０７、第２原料入口１０８および温調液入口１１０は、接手および接続チューブ（いずれも図示しない）を用いて何らかの送液手段と接続してもよい。この何らかの送液手段は、前記したものを用いることができる。また、生成物出口１０９および温調液出口１１１も、接手および接続チューブ（いずれも図示しない）を用いて何らかの容器と接続してもよい。何らかの容器としては、例えば、２Ｄバッグ、３Ｄバッグ、キャップ付きのボトル、ケミカルタンクなどが挙げられる。また、温調液入口１１０および温調液出口１１１は、ポンプを具備した循環恒温槽の出口および入口とそれぞれ接続することにより、温調液を循環させながら温調することができる。

温調液の種類は、設定したい反応温度に応じて適宜変更することができる。温調液としては、例えば、水、水－エタノール混合溶媒、エチレングリコールなど、設定したい反応温度で液体であるものを用いることができる。また、反応温度が室温である場合は、第１原料および第２原料の混合熱または反応熱と、マイクロリアクタ１０１の熱制御性とにより、必ずしも温調液は必要ないこともある。

また、マイクロリアクタ１０１において良好な混合を得るためには、マイクロリアクタ１０１における流路の代表径は２ｍｍ以下にすることが好ましい。特に、第１原料と第２原料とが合流する直前および合流した直後においては、２種類の原料を分子拡散により迅速に混合させるために、流路の代表径は数十μｍ～１ｍｍの範囲にすることが好ましい。また、マイクロリアクタ１０１において、２種類の原料は、均一に混ざり合ってもよいし、混ざり合わずに不均一になっても（いわゆる乳化状態になっても）よい。

マイクロリアクタ１０１の材質は、混合や反応に悪い影響を与えないものであれば、反応の種類に応じて適宜変更することができる。マイクロリアクタ１０１は、例えば、ステンレス、シリコン、金、ガラス、ハステロイ、シリコン樹脂、アクリル、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＸ（メチルテンペンポリマ）、フッ素系樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）などを用いて形成することができる。また、マイクロリアクタ１０１は、表面をグラスライニングした金属、表面をニッケルや金などでコーティングした金属、表面を酸化させたシリコンなど、耐食性を向上させたもので形成することができる。

また、前記した何らかの送液手段としてチューブポンプやシリンジポンプを用いる場合、接液部となる、接続チューブ、マイクロリアクタ１０１と接続チューブを接続する接手、シリンジおよびポンプヘッドなどの材質として、シリコン樹脂、アクリル、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、フッ素系樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン樹脂）などの各種樹脂を用いることができる。さらに、接液部となる、前記した何らかの容器に対しても、これらの各種樹脂を用いることができる。このようにすることで、マイクロリアクタ１０１を搭載するシステムにおいて、マイクロリアクタ１０１を含めた接液部のみをシングルユース（使い捨て）とすることが可能である。なお、接液部の材質は、すべて同一にする必要はなく、マイクロリアクタ１０１の加工性やチューブの柔軟性などに応じて適宜変更することができる。また、温調液の接液部については、必ずしもシングルユースにする必要はなく、適宜再利用することができる。

マイクロリアクタ１０１を構成する前面カバープレート１０２、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５、背面カバープレート１０６には、各プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が形成されている。そのため、各プレートを積層して、ネジとネジ穴１１２とによりこれらを固定したり、分解したりすることができる。ネジの緩みを防ぐために、ネジの座面と締め付け部の間に平座金（ワッシャー）を入れたり、ネジの先に緩み止めナットを取り付けたりしてもよい。また、ネジとネジ穴１１２は、各プレートを積層するときの位置決めの役割も果たしているが、ネジ穴１１２とネジ穴１１２の間に、さらに位置決め用の貫通孔を追加してもよい。なお、各プレートは、接着や、融接、圧接などの各種溶接、超音波溶接、振動溶接、誘導溶接、高周波溶接、レーザー溶接などの各種溶着の方法により、各プレートを分解できないように積層してもよい。

また、マイクロリアクタ１０１を構成するこれらの各プレートには、各プレートを積層した際の向きを特定するための切り欠き１１３が形成されているが、これは必ずしも形成されていなくてもよい。
なお、混合部プレート１０４の第１原料と第２原料との合流点付近の温度を測定するための熱電対挿入口１１４が形成されている。第１原料および第２原料の混合熱または反応熱が大きい場合は、熱電対挿入口１１４に熱電対を挿入して合流点付近の温度を測定することが好ましい。一方、設定したい反応温度が室温に近い場合、マイクロリアクタ１０１の熱制御性が高い場合、温調液の流量が大きい場合などは、熱電対挿入口１１４は必ずしも必要ないこともある。

次に、図３Ａ～図９を参照して、本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１を構成する前面カバープレート１０２、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５、背面カバープレート１０６について説明する。

図３Ａ～Ｄはそれぞれ、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における前面カバープレート１０２を正面側から見た斜視図、背面側から見た斜視図、正面図および背面図である。
図４Ａ～Ｅはそれぞれ、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における予熱部プレート１０３を正面側から見た斜視図、背面側から見た斜視図、正面側から見た分解斜視図、正面図および背面図である。
図５Ａ～Ｄはそれぞれ、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における混合部プレート１０４を正面側から見た斜視図、正面側から見た分解斜視図、正面図および背面図である。
図６は、図５Ｂのｖｉ部拡大透視図である。
図７Ａ～Ｄはそれぞれ、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における滞留部プレート１０５を正面側から見た斜視図、背面側から見た分解斜視図、正面図および背面図である。
図８Ａ～Ｃはそれぞれ、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における背面カバープレート１０６を正面側から見た斜視図、正面図および背面図である。
図９は、本発明の一実施形態に係るマイクロリアクタ１０１における流路の構成と流体（液体）の流れを説明する分解斜視図である。

＜前面カバープレート＞
図３Ａから図３Ｄに示すように、前面カバープレート１０２の正面側には、背面側まで貫通した第１原料入口１０７、第２原料入口１０８、生成物出口１０９および温調液出口１１１が形成されている。また、前面カバープレート１０２の正面側には、背面側までは貫通していない温調液入口１１０が形成されている。さらに、前面カバープレート１０２の正面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が背面側まで貫通して形成されている。

なお、第１原料入口１０７および第２原料入口１０８は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、前面カバープレート１０２の正面側において、右側上方に形成されている。本実施形態においては、第２原料入口１０８が、図３Ａおよび図３Ｃにおいて、第１原料入口１０７よりも上方に形成されている。
生成物出口１０９は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、前面カバープレート１０２の正面側において、左側下方に形成されている。
温調液出口１１１は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、前面カバープレート１０２の正面側において、左側上方に形成されている。
温調液入口１１０は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、前面カバープレート１０２の正面側において、右側下方に形成されている。
ネジ穴１１２は、図３Ａおよび図３Ｃに示すように、前面カバープレート１０２の正面側において、前面カバープレート１０２の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

また、図３Ｂおよび図３Ｄに示すように、前面カバープレート１０２の背面側には、温調液流路３０４と、正面側から貫通した第１原料入口１０７、第２原料入口１０８、生成物出口１０９および温調液出口１１１が形成されている。なお、前面カバープレート１０２における温調液流路３０４は、図３Ｂおよび図３Ｄに示すように、前面カバープレート１０２の背面側において、中央部分に広い面積で略十字状ないし略矩形状に形成されている。

前面カバープレート１０２の背面側の温調液流路３０４、第１原料入口１０７、第２原料入口１０８、生成物出口１０９および温調液出口１１１の各周囲にはパッキン溝３０５が形成されている。

さらに、図３Ａに示すように、前面カバープレート１０２には、背面側まで貫通していない温調液入口１１０から温調液流路３０４への流路３０３が形成されている。温調液入口１１０から導入された温調液は、温調液入口１１０から流路３０３を経由して、温調液流路３０４に導入される。

＜予熱部プレート＞
図４Ａおよび図４Ｃに示すように、予熱部プレート１０３は、予熱部プレート上板４０１と予熱部プレート下板４０２とで構成される。予熱部プレート上板４０１には穴のみが形成されている。予熱部プレート下板４０２には、予熱部プレート上板４０１側の面と反対側の面の両面に穴や溝が形成されている。従って、予熱部プレート上板４０１と予熱部プレート下板４０２とを一体化することにより、予熱部プレート上板４０１と、予熱部プレート下板４０２の予熱部プレート上板４０１側の面とで流路が形成される。

予熱部プレート上板４０１と予熱部プレート下板４０２は、接着や、融接、圧接などの各種溶接、超音波溶接、振動溶接、誘導溶接、高周波溶接、レーザー溶接、レーザー透過溶着などの各種溶着により、パッキンを介さずに一体化することが可能である。これらの中でも、本実施形態においては、例えば、レーザー透過溶着を好適に適用できる。レーザー透過溶着は、レーザービームを透過させる光透過性樹脂と、光透過性樹脂を透過したレーザービームを吸収して発熱する光吸収性樹脂とを重ねて用い、これらに対して光透過性樹脂側からレーザービームを照射することで溶着するものである。光吸収性樹脂は、顔料系吸収色素および／または染料系吸収色素を含んでおり、これらの吸収色素がレーザービームを吸収して発熱する。そのため、光透過性樹脂は白色や無色の樹脂となることが多く、光吸収性樹脂は黒色などの有色の樹脂となる。

光透過性樹脂と光吸収性樹脂とは、これらの吸収色素を含んでいるか否かの違いしかなく、ともに母材となる樹脂は同じものを用いることができる。これらに用いることのできる樹脂としては、例えば、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＰＳ（ポリファニルサルファイド）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＰＡＲ（ポリアリレート）、ＰＳＦ（ポリサルフォン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）などが挙げられるが、これらに限定されない。本実施形態においては、例えば、予熱部プレート上板４０１の材質を白色ＰＥ樹脂、白色ＰＰ樹脂または白色ＰＣ樹脂とし、予熱部プレート下板４０２の材質を黒色などの有色ＰＥ樹脂、有色ＰＰ樹脂または有色ＰＣ樹脂とすることが好適に挙げられる。より好適には、予熱部プレート上板４０１の材質を白色ＰＥ樹脂または白色ＰＰ樹脂とし、予熱部プレート下板４０２の材質を有色ＰＥ樹脂または有色ＰＰ樹脂とすることである。これらのようにすると、レーザー溶着により一体化した、耐腐食性を有する予熱部プレート１０３とすることができる。また、これらのようにすると、予熱部プレート１０３は、外部から流路内への接着剤や温調液などの異物混入が防止される。

図４Ａおよび図４Ｄに示すように、予熱部プレート１０３の正面側には、背面側まで貫通しない第１原料入口（予熱部プレート）４０５および第２原料入口（予熱部プレート）４０６が形成されている。
予熱部プレート１０３の正面側には、背面側まで貫通した生成物流路（予熱部プレート）４０７および温調液流路（予熱部プレート）４０８が形成されている。
予熱部プレート１０３の正面側には、背面側までは貫通しない温調液入口（予熱部プレート）４０９が形成されている。
予熱部プレート１０３の正面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が背面側まで貫通して形成されている。

なお、第１原料入口（予熱部プレート）４０５および第２原料入口（予熱部プレート）４０６は、図４Ａおよび図４Ｄに示すように、予熱部プレート１０３の正面側において、右側上方に形成されている。本実施形態においては、第２原料入口（予熱部プレート）４０６が、図４Ａおよび図４Ｄにおいて、第１原料入口（予熱部プレート）４０５よりも上方に形成されている。
生成物流路（予熱部プレート）４０７は、図４Ａおよび図４Ｄに示すように、予熱部プレート１０３の正面側において、左側下方に形成されている。
温調液流路（予熱部プレート）４０８および温調液入口（予熱部プレート）４０９は、図４Ａおよび図４Ｄに示すように、予熱部プレート１０３の正面側において、左側上方に形成されている。本実施形態においては、温調液流路（予熱部プレート）４０８が、図４Ａおよび図４Ｄにおいて、温調液入口（予熱部プレート）４０９よりも外側に形成されている。
ネジ穴１１２は、図４Ａおよび図４Ｄに示すように、予熱部プレート１０３の正面側において、予熱部プレート１０３の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

また、図４Ｂおよび図４Ｅに示すように、予熱部プレート１０３の背面側には、温調液流路３０４、第１原料出口（予熱部プレート）４１０、第２原料出口（予熱部プレート）４１１、温調液出口（予熱部プレート）４１２が形成されている。
この温調液出口（予熱部プレート）４１２は、図４Ｄに示すように、温調液流路４１５を経由して、正面側の温調液入口（予熱部プレート）４０９と連通している。
温調液流路４１５は、温調液入口（予熱部プレート）４０９から温調液出口（予熱部プレート）４１２に向けて形成されている。なお、温調液流路４１５は、略直角に屈曲しているが、温調液入口（予熱部プレート）４０９から温調液出口（予熱部プレート）４１２が連通する形状であれば屈曲していなくてもよい。
予熱部プレート１０３における温調液流路３０４は、図４Ｂおよび図４Ｅに示すように、予熱部プレート１０３の背面側において、略中央から下方寄りに広い面積で略矩形状に形成されている。

図４Ｂおよび図４Ｅに示すように、予熱部プレート１０３の背面側には、生成物流路（予熱部プレート）４０７、温調液流路（予熱部プレート）４０８、温調液流路３０４、第１原料出口（予熱部プレート）４１０、第２原料出口（予熱部プレート）４１１の周囲にパッキン溝３０５が形成されている。なお、温調液流路３０４の周囲のパッキン溝３０５において、温調液流路３０４の周囲に沿っていない箇所があるが、これは、図４Ｂおよび図４Ｄに示すように、特に予熱部プレート１０３を、第１原料出口（予熱部プレート）４１０、第２原料出口（予熱部プレート）４１１が上側になる向きで設置したときに、温調液がスムーズに流れるようにするとともに、パッキン溝３０５の形状を対称にすることにより、ネジ留め時に予熱部プレート１０３により均一に力がかかるようにするためである。

ここで、図示しない各プレート間の各種パッキンを介して、図１、図２および図９で示すようにプレートを積層することにより、前面カバープレート１０２の予熱部プレート１０３側の面と、予熱部プレート１０３の前面カバープレート１０２側の面とで、温調液流路３０４が形成されるとともに、前面カバープレート１０２と予熱部プレート１０３の各流路が連通される。第１原料入口（予熱部プレート）４０５は、前面カバープレート１０２の第１原料入口１０７と連通される。第２原料入口（予熱部プレート）４０６は、前面カバープレート１０２の第２原料入口１０８と連通される。生成物流路（予熱部プレート）４０７は、前面カバープレート１０２の生成物出口１０９と連通される。温調液流路（予熱部プレート）４０８は、前面カバープレート１０２の温調液出口１１１と連通される。温調液入口（予熱部プレート）４０９は、前面カバープレート１０２の温調液流路３０４と連通される。

図４Ｄおよび図４Ｅに示すように、正面側の第１原料入口（予熱部プレート）４０５から導入された第１原料は、第１原料流路４１３を経由して、背面側の第１原料出口（予熱部プレート）４１０から排出される。なお、第１原料流路４１３は、第１原料入口（予熱部プレート）４０５から予熱部プレート１０３の所定の区画（下方の区画）まで延び、その区画内で所定数折り返したのち、予熱部プレート１０３の他の所定の区画（上方の区画）まで延び、その区画内で所定数折り返したのち、第１原料出口（予熱部プレート）４１０に連通している。
正面側の第２原料入口（予熱部プレート）４０６から導入された第２原料は、２つに分岐する第２原料流路４１４を経由して、２つの第２原料出口（予熱部プレート）４１１から排出される。なお、第２原料流路４１４は、予熱部プレート１０３の前記した他の所定の区画内（上方の区画内）において所定数折り返したのち、２つの第２原料出口（予熱部プレート）４１１に連通している。
また、温調液入口（予熱部プレート）４０９から導入された温調液は、温調液流路４１５を経由して、温調液出口（予熱部プレート）４１２から温調液流路３０４に排出される。

つまり、マイクロリアクタ１０１は、複数のプレートのうちの１枚のプレート（具体的には予熱部プレート１０３）が、１つの面（正面側）に、少なくともいずれか１種類の原料が流れる流路（第１原料流路４１３および／または第２原料流路４１４）を有するとともに、前記した面の反対側の面（背面側）に、熱媒体が流れる流路（温調液流路３０４）を有している。

なお、第１原料流路４１３および第２原料流路４１４の流路内体積（内容積）が小さすぎると、第１原料および第２原料が、所定の温度に達する前に混合部プレート１０４に導入されることになる。従って、第１原料流路４１３および第２原料流路４１４の代表径および長さは、マイクロリアクタ１０１で設定したい反応温度、マイクロリアクタ１０１の熱制御性、および温調液の流量などに基づいて適宜選択することが好ましい。予熱部プレート１０３は１枚に限らず、複数枚用いてもよい。また、マイクロリアクタ１０１で設定したい反応温度が室温に近く、第１原料および第２原料の混合熱または反応熱が小さい場合には、後記する混合部プレート１０４内で第１原料および第２原料が合流するまでに所定の温度に制御できる場合がある。そのような場合には予熱部プレート１０３を用いなくてもよいこともある。

なお、第１原料流路４１３および第２原料流路４１４の流路内体積と、２種類の原料の流量比（体積比）との関係については、混合部プレート１０４の説明の中で述べる。

＜混合部プレート＞
図５Ａおよび図５Ｂに示すように、混合部プレート１０４は、混合部プレート上板５０１、混合部プレート中板５０２、混合部プレート下板５０３で構成される。混合部プレート上板５０１および混合部プレート下板５０３には穴のみが形成されている。混合部プレート中板５０２には、混合部プレート上板５０１側の面と混合部プレート下板５０３側の面の両面に穴や溝が形成されている。従って、混合部プレート上板５０１、混合部プレート中板５０２、混合部プレート下板５０３を一体化することにより、混合部プレート上板５０１と、混合部プレート中板５０２の混合部プレート上板５０１側の面とで流路が形成され、混合部プレート下板５０３と、混合部プレート中板５０２の混合部プレート下板５０３側の面とで流路が形成される。

混合部プレート上板５０１、混合部プレート中板５０２、混合部プレート下板５０３は、予熱部プレート上板４０１や予熱部プレート下板４０２と同様に、接着や、融接、圧接などの各種溶接、超音波溶接、振動溶接、誘導溶接、高周波溶接、レーザー溶接、レーザー透過溶着などの各種溶着により、パッキンを介さずに一体化することが可能である。これらの中でも、本実施形態においては、予熱部プレート１０３と同様に、光透過性樹脂および光吸収性樹脂を用いたレーザー透過溶着を好適に適用できる。なお、光透過性樹脂および光吸収性樹脂については既に説明しているので、ここでの説明は省略する。本実施形態においては、例えば、混合部プレート上板５０１および混合部プレート下板５０３の材質を白色ＰＥ樹脂、白色ＰＰ樹脂または白色ＰＣ樹脂とし、混合部プレート中板５０２の材質を黒色などの有色ＰＥ樹脂、有色ＰＰ樹脂または有色ＰＣ樹脂とすることが好適に挙げられる。より好適には、混合部プレート上板５０１および混合部プレート下板５０３の材質を白色ＰＥ樹脂または白色ＰＰ樹脂とし、混合部プレート中板５０２の材質を有色ＰＥ樹脂または有色ＰＰ樹脂とすることである。これらのようにすると、レーザー溶着により一体化した、耐腐食性を有する混合部プレート１０４とすることができる。また、これらのようにすると、混合部プレート１０４は、外部から流路内への接着剤や温調液などの異物混入が防止される。

図５Ａおよび図５Ｃに示すように、混合部プレート１０４の正面側には、混合部プレート中板５０２まで貫通した第１原料入口（混合部プレート）５０６、混合部プレート中板５０２まで貫通した２つの第２原料入口（混合部プレート）５０７ａ、５０７ｂが形成されている。
混合部プレート１０４の正面側には、背面側まで貫通した生成物流路（混合部プレート）５０８および温調液流路（混合部プレート）５０９が形成されている。
混合部プレート１０４の正面側には、背面側までは貫通しない温調液入口（混合部プレート）５１０が形成されている。
混合部プレート１０４の正面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が背面側まで貫通して形成されている。

なお、第１原料入口（混合部プレート）５０６および第２原料入口（混合部プレート）５０７ａ、５０７ｂは、図５Ａおよび図５Ｃに示すように、混合部プレート１０４の正面側において、中央上方に形成されている。本実施形態においては、図５Ａおよび図５Ｃにおいて、第１原料入口（混合部プレート）５０６が、第２原料入口（混合部プレート）５０７ａ、５０７ｂよりも上方に形成されている。
生成物流路（混合部プレート）５０８は、図５Ａおよび図５Ｃに示すように、混合部プレート１０４の正面側において、左側下方に形成されている。
温調液流路（混合部プレート）５０９および温調液入口（混合部プレート）５１０は、図５Ａおよび図５Ｃに示すように、混合部プレート１０４の正面側において、左側上方に形成されている。本実施形態においては、温調液流路（混合部プレート）５０９が、図５Ａおよび図５Ｃにおいて、温調液入口（混合部プレート）５１０よりも外側に形成されている。
ネジ穴１１２は、図５Ａおよび図５Ｃに示すように、混合部プレート１０４の正面側において、混合部プレート１０４の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

また、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側には、生成物出口（混合部プレート）５１１および温調液出口（混合部プレート）５１２が形成されている。この温調液出口（混合部プレート）５１２は、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、温調液流路５１３を経由して、正面側の温調液入口（混合部プレート）５１０と連通している。温調液流路５１３は、温調液入口（混合部プレート）５１０から温調液出口（混合部プレート）５１２に向けて形成されている。なお、温調液流路５１３は、略直角に屈曲しているが、温調液入口（混合部プレート）５１０から温調液出口（混合部プレート）５１２が連通する形状であれば屈曲していなくてもよい。また、混合部プレート１０４の背面側には、正面側から貫通した生成物流路（混合部プレート）５０８および温調液流路（混合部プレート）５０９が形成されている。さらに、混合部プレート１０４の背面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が正面側まで貫通して形成されている。

なお、生成物出口（混合部プレート）５１１は、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側において、左側上方に形成されている。
温調液出口（混合部プレート）５１２は、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側において、左側下方に形成されている。
生成物流路（混合部プレート）５０８は、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側において、右側下方に形成されている。
温調液流路（混合部プレート）５０９は、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側において、右側上方に形成されている。
ネジ穴１１２は、図５Ｄに示すように、混合部プレート１０４の背面側において、混合部プレート１０４の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

ここで、図示しない各プレート間の各種パッキンを介して、図１、図２および図９で示すようにプレートを積層することにより、予熱部プレート１０３の混合部プレート１０４側の面と、混合部プレート１０４の予熱部プレート１０３側の面とで、温調液流路３０４が形成されるとともに、予熱部プレート１０３と混合部プレート１０４の各流路が連通される。第１原料入口（混合部プレート）５０６は、予熱部プレート１０３の第１原料出口（予熱部プレート）４１０と連通される。２つの第２原料入口（混合部プレート）５０７ａ、５０７ｂは、予熱部プレート１０３の２つの第２原料出口（予熱部プレート）４１１、４１１と連通される。生成物流路（混合部プレート）５０８は、予熱部プレート１０３の生成物流路（予熱部プレート）４０７と連通される。温調液流路（混合部プレート）５０９は、予熱部プレート１０３の温調液流路（予熱部プレート）４０８と連通される。

なお、図６に示すように、混合部プレート１０４の正面側には、左右対称の第１原料と第２原料が合流して混合するための混合用流路６０４ａ、６０４ｂが形成されている。また、それぞれの混合用流路６０４ａ、６０４ｂの下流側に、それぞれ同じ流路内体積（内容積）となる、第１原料と第２原料の混合が進行するための滞留用流路６０５ａ、６０５ｂが形成されている。混合部プレート１０４は、原料を混合する流路が正面側において２並列になっている。
さらに、図６に示すように、混合部プレート１０４の背面側には、左右対称の第１原料と第２原料が合流して混合するための混合用流路６０４ｃ、６０４ｄが形成されている。また、それぞれの混合用流路６０４ｃ、６０４ｄの下流側に、それぞれ同じ流路内体積（内容積）となる、第１原料と第２原料の混合が進行するための滞留用流路６０５ｃ、６０５ｄが形成されている。混合部プレート１０４は、原料を混合する流路が背面側において２並列になっている。
従って、混合部プレート１０４は、正面側と背面側とを合わせて原料を混合する流路が４並列の流路になっている。

つまり、マイクロリアクタ１０１は、複数のプレートのうちの１枚のプレート（具体的には混合部プレート１０４）が、１つの面（正面側）および前記した面の反対側の面（背面側）に、少なくとも２種類の前記した原料を混合する流路（混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ）を有している。また、マイクロリアクタ１０１は、複数のプレートのうちの１枚のプレート（具体的には混合部プレート１０４）が、１つの面（正面側）および前記した面の反対側の面（背面側）に、滞留用流路６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄを有している。

図６に示すように、第１原料入口（混合部プレート）５０６から続く第１原料流路６０１は、正面側と背面側の２つに分岐した後、正面側と背面側とでそれぞれ２つに分岐して、４つの第１原料流路６０１ａ、６０１ｂ、６０１ｃ、６０１ｄに分岐する。そして、それに伴い、第１原料も４つに分岐する。
２つの第２原料入口（混合部プレート）５０７ａ、５０７ｂから続く第２原料流路６０２は、正面側と背面側とでそれぞれ２つに分岐して、４つの第２原料流路６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄに分岐する。そして、それに伴い、第２原料も４つに分岐する。

４つの第１原料流路６０１ａ、６０１ｂ、６０１ｃ、６０１ｄに分岐された第１原料流路６０１は、さらにそれぞれ２つに分岐するのに伴い、第１原料もそれぞれ２つに分岐する。そして、合流点６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄにおいて、第１原料は、第２原料を挟むようにして合流し、第１原料と第２原料とが混合する。混合した第１原料と第２原料との混合物は、それぞれ合流点６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄの下流側の混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄを通流する。さらに、混合物は、それぞれ下流側の滞留用流路６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄを通流した後、正面側で滞留用流路６０５ａ、６０５ｂが滞留用流路６０５ｅに合流するのに伴って合流し、また、背面側で滞留用流路６０５ｃ、６０５ｄが滞留用流路６０５ｆに合流するのに伴って合流する。混合物は、さらに正面側の滞留用流路６０５ｅと背面側の滞留用流路６０５ｆが生成物出口（混合部プレート）５１１の手前で合流するのに伴って合流し、生成物出口（混合部プレート）５１１から排出される。

このように、第１原料を２つに分岐することにより、合流点６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄにおいて、第１原料が第２原料に対して別の方向から合流するため、良好な混合を実現することができる。この結果、２種類（第１原料および第２原料）の原料の界面積は、流量比（体積比）で決まる界面積の２倍となり、それほど微細構造にしなくても混合効率を向上させることができる。
なお、混合物の流量が小さい場合または反応速度が大きい場合には、混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄは反応場となり得る。しかし、混合物の流量が大きい場合または反応速度が小さい場合には、混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ内では十分に反応が進行せず、未反応のまま、滞留用流路６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄに導入される。

図５Ａ～Ｄおよび図６において、混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ（以下の説明において、代表的に単に「混合用流路６０４」ということがある）の代表径は、滞留用流路６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄ（以下の説明において、代表的に単に「滞留用流路６０５」ということがある）の代表径より小さくしている。このようにすると、２種類の原料を分子拡散により迅速に混合させることができる。また、代表径が大きい滞留用流路６０５では、流路断面積が大きくなるために、滞留用流路６０５における混合物の滞留時間を容易に長くすることができ、滞留用流路６０５における圧力損失も低減することができる。なお、滞留用流路６０５の代表径は、混合用流路６０４の代表径と同じとしてもよく、対象に応じて適宜選択してもよい。

また、第１原料流路６０１ａ、６０１ｂ、６０１ｃ、６０１ｄ（以下の説明において、代表的に単に「第１原料流路６０１」ということがある）が、それぞれ２つに分岐されることにより、第１原料流路６０１の流路内体積は、それぞれ第２原料流路６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄ（以下の説明において、代表的に単に「第２原料流路６０２」ということがある）の流路内体積より大きくなっている。
ここで、第１原料流路６０１の流路内体積と第２原料流路６０２の流路内体積の比は、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが好ましいが、これに限らない。第１原料流路６０１の流路内体積と第２原料流路６０２の流路内体積は、２種類の原料が流れる際の圧力損失が等しい、または、近い値となるようにすることが好ましい。

なお、本実施形態では、第１原料流路６０１の長さが、第２原料流路６０２の長さより長くなるように構成している。これにより、第１原料流路６０１の流路内体積が、第２原料流路６０２の流路内体積より大きくなるようにしているが、これに限らない。例えば、第１原料流路６０１の代表径を、第２原料流路６０２の代表径より大きくすることにより、第１原料流路６０１の流路内体積が、第２原料流路６０２の流路内体積より大きくなるようにしてもよい。また、第１原料流路６０１の長さおよび代表径の両方により、第１原料流路６０１の流路内体積が、第２原料流路６０２の流路内体積より大きくなるようにしてもよい。しかし、特にレーザー溶着により混合部プレート１０４を作製する観点や、流路内の流体の温度制御の観点からは、第１原料流路６０１、第２原料流路６０２および混合用流路６０４の幅および深さは同じであることが好ましい（つまり、代表径は同じであることが好ましい）。

さらに、予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３の流路内体積や予熱部プレート１０３の第２原料流路４１４の流路内体積が大きく、第１原料流路６０１の流路内体積や、第２原料流路６０２の流路内体積に比べて無視できない場合がある。つまり、合流点６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄに達するまでの第１原料流路の流路内体積と第２原料流路の流路内体積として、予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３の流路内体積や予熱部プレート１０３の第２原料流路４１４の流路内体積も考慮に入れなければならない場合がある。そのような場合には、予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３の流路内体積と第１原料流路６０１の流路内体積の和と、予熱部プレート１０３の第２原料流路４１４の流路内体積と第２原料流路６０２の流路内体積の和は、２種類の原料が流れる際の圧力損失が等しい、または、近い値となるようにすることが好ましい。また、予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３の流路内体積と第１原料流路６０１の流路内体積の和と、予熱部プレート１０３の第２原料流路４１４の流路内体積と第２原料流路６０２の流路内体積の和の比が、２種類の原料の流量比（体積比）に近いことが好ましいが、これに限らない。

マイクロリアクタ１０１は、少なくとも２種類の原料が流れるそれぞれの流路（第１原料流路、第２原料流路）は、原料を導入する入口（第１原料入口（予熱部プレート）４０５、第２原料入口（予熱部プレート）４０６）から原料を混合する流路の合流点６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄ（以下の説明において、代表的に単に「合流点６０３」ということがある）までの体積が異なっていてもよい。そこで、上記の第１原料流路の流路内体積と第２原料流路の流路内体積の比と、２種類の原料の流量比（体積比）との関係について説明する。なお、当該説明における第１原料流路は、第１原料流路６０１と、必要に応じて考慮される予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３とを意味している。また、当該説明における第２原料流路は、第２原料流路６０２と、必要に応じて考慮される予熱部プレート１０３の第２原料流路４１４とを意味している。
ここでは、例えば、第１原料の流量が１００ｍＬ／ｍｉｎ、第２原料の流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ（流量比が１０：１）のときに、合流点６０３までの第１原料流路と第２原料流路の流路内体積比を５つの条件で変更した場合について説明する。

１）合流点６０３までの流路内体積が、第１原料流路も第２原料流路もいずれも１０ｍＬで同じ場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するには１ｍｉｎ＝６０ｓ必要となる。この場合はタイミングのずれが５４ｓとなる。

２）合流点６０３までの流路内体積が、第１原料流路が１０ｍＬ、第２原料流路が５ｍＬ（体積比が２：１）の場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するには０．５ｍｉｎ＝３０ｓとなる。この場合はタイミングのずれは２４ｓとなり、１）に比べて少し小さくなる。

３）合流点６０３までの流路内体積が、第１原料流路が１０ｍＬ、第２原料流路が２ｍＬ（体積比が５：１）の場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するには０．２ｍｉｎ＝１２ｓとなる。この場合はタイミングのずれは６ｓとなり、２）に比べてさらに小さくなる。

４）合流点６０３までの流路内体積が、第１原料流路が１０ｍＬ、第２原料流路が１ｍＬ（体積比が１０：１）の場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのも０．１ｍｉｎ＝６ｓとなる。この場合はタイミングのずれはなくなる。

５）合流点６０３までの流路内体積が、第１原料流路が１０ｍＬ、第２原料流路が０．５ｍＬ（体積比が２０：１）の場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのは０．０５ｍｉｎ＝３ｓとなる。この場合はタイミングのずれは生じて３ｓとなるが、１）や２）に比べるとタイミングのずれがけた違いで小さい。

また、例えば、合流点６０３までの第１原料流路の流路内体積が１０ｍＬ、第２原料流路の流路内体積比が１ｍＬ（体積比が１０：１）のときに、第１原料の流量と第２原料の流量の和を１１０ｍＬ／ｍｉｎとし、流量比を５つの条件で変更した場合について説明する。

１）第１原料の流量と第２原料の流量がいずれも５５ｍＬ／ｍｉｎで同じ場合は、第１原料は０．１８２ｍｉｎ＝１０．９ｓで合流点６０３に達するが、第２原料は０．０１８ｍｉｎ＝１．１ｓで合流点６０３に達し、タイミングのずれが９．８ｓとなる。

２）第１原料の流量が７３．３ｍＬ／ｍｉｎ、第２原料の流量が３６．７ｍＬ／ｍｉｎ（流量比が２：１）の場合は、第１原料は０．１３６ｍｉｎ＝８．２ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのは０．０２７ｍｉｎ＝１．６ｓとなる。この場合はタイミングのずれは６．６ｓとなり、１）に比べて少し小さくなる。

３）第１原料の流量が９１．７ｍＬ／ｍｉｎ、第２原料の流量が１８．３ｍＬ／ｍｉｎ（流量比が５：１）の場合は、第１原料は０．１０９ｍｉｎ＝６．５ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのは０．０５５ｍｉｎ＝３．３ｓとなる。この場合はタイミングのずれは３．２ｓとなり、２）に比べてさらに小さくなる。

４）第１原料の流量が１００ｍＬ／ｍｉｎ、第２原料の流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ（流量比が１０：１）の場合は、第１原料は０．１ｍｉｎ＝６ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのも０．１ｍｉｎ＝６ｓとなる。この場合はタイミングのずれはなくなる。

５）第１原料の流量が１０４．８ｍＬ／ｍｉｎ、第２原料の流量が５．２ｍＬ／ｍｉｎ（流量比が２０：１）の場合は、第１原料は０．０９５ｍｉｎ＝５．７ｓで合流点６０３に達するが、第２原料が合流点６０３に達するのは０．１９２ｍｉｎ＝１１．５ｓとなる。この場合はタイミングのずれは５．８ｓと再び大きくなるが、１）や２）に比べると小さい。

以上から、２種類の原料の流量比（体積比）が大きい場合には、第１原料流路の流路内体積と第２原料流路の流路内体積に差を設けることにより、合流点６０３に達するタイミングのずれを小さくすることができる。

ここで、図５Ｃ、図５Ｄおよび図６を参照して説明したように、混合部プレート１０４は、正面側と背面側との両方で合計４並列の流路構造を有している。これは、１つの流路構造で流量条件が最適化されれば、その４倍の流量条件で、同じ物理現象を利用した製造ができることを示している。

以下では、医薬品製造におけるラボでのプロセス開発から商用製造に至るまでのマイクロリアクタの流路設計の方法について説明する。
医薬品製造における開発ステップは、プロセス開発（生産量：数ｍＬ～２０Ｌ）、治験薬製造（生産量：～５０Ｌ）、商用製造（生産量：５０Ｌ～）の３段階に分かれる。さらに、プロセス開発は、その生産量によって３段階（生産量：数ｍＬ、数十ｍＬ、～２０Ｌ）に分かれる。

マイクロリアクタの特長として、生産量を増大させる際に同じ流路形状を並列化（Ｎ倍化、ナンバリングアップとも呼ばれる）させるため、同じ物理現象を利用できることが挙げられる。しかし、実際には、プロセス開発の初期（数ｍＬ／ｍｉｎ）と商用製造（１００ｍＬ／ｍｉｎ、５０Ｌ／８ｈ相当）では３０倍以上の流量の差がある。そのため、プロセス開発の初期に用いたマイクロリアクタをナンバリングアップして商用製造を行うことは、技術的にもコスト的にも現実的ではない。そこで、一番流量に差があるプロセス開発の初期（数ｍＬ／ｍｉｎ）からプロセス開発の中期（数十ｍＬ／ｍｉｎ）に移行する際は、ナンバリングアップではなく、流路の代表径（流路断面積）を大きくするスケールアップを用いることにより、効率的に生産量の増大を実現するのがよい。

ただし、プロセス開発の中期において、線速度をプロセス開発の初期と同程度にしようとすると、代表径を約３倍にする必要がある。その場合、代表径が大きくなりすぎ、流路のマイクロ化による効果（マイクロリアクタによる効果）が薄れてしまう可能性がある。そこで、原料や生成物が変性する可能性のあるせん断力に寄与する線速度をパラメータとし、マイクロリアクタによる効果が保たれ、かつ線速度が大きくなりすぎない範囲で、反応条件の最適化を行うのがよい。

以上を踏まえ、マイクロリアクタを用いた場合には、プロセス開発のうち、生産量が数ｍＬの初期の段階では、流量が数ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタにより、反応系の探索および反応条件の探索を行う。そして、生産量を数ｍＬから数十ｍＬに増大させる中期の段階では、流路断面積が異なる（流路形状が異なる）流量が数十ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタを用いるため、スケーラビリティの確認が必要となる。具体的には、線速度をパラメータとしてデータを取得し、反応条件の最適化を行う。しかし、生産量が～２０Ｌの後期の段階では、生産量が数十ｍＬの中期の段階と同じ、生産量が数十ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタを用いて、長時間生産を行うことにより確認できる。従って、生産量が～２０Ｌの後期の段階ではスケーラビリティの確認は不要であり、長時間生産における安定性の確認のみを行う。さらに、治験薬製造や商用製造では、同じ流路形状をナンバリングアップしたマイクロリアクタを使用するため、従来バッチ法のようなスケールアップによる妥当性の確認作業は軽減できる。

このとき、生産量が小さい～５０Ｌの治験薬製造では、流路構造をマイクロリアクタ内でナンバリングアップする「内部ナンバリングアップ」によりマイクロリアクタを構築し、同等性が得られる線速度範囲を検証する。さらに、生産量が大きい５０Ｌ～の商用製造では、治験薬製造で用いたマイクロリアクタ自体をナンバリングアップする「外部ナンバリングアップ」によりマイクロリアクタを構築し、マイクロリアクタの個体差を考慮した安定性の確認を行うことが考えられる。

また、マイクロリアクタを用いる場合には、プロセス開発の中期の生産量が～数十ｍＬ／ｍｉｎの段階において、反応条件の最適化に伴い、２種類の原料を合流し混合させるための混合部だけでなく、混合後に反応時間を設けるための滞留部の構造（マイクロリアクタの下流側のチューブの内径および長さ）も決まる。従って、治験薬製造の段階において、その最適化条件に従ってマイクロリアクタの内部ナンバリングアップを行うとともに、混合部と滞留部をマイクロリアクタとして一体化する。そして、商用製造の段階において、滞留部を含めたマイクロリアクタに対して外部ナンバリングアップを行う。

なお、ナンバリングアップの最大の特長は、同じ流路構造をＮ倍化して生産量を増大させるため、基本的に同じ物理現象を利用しており、物理現象が異なるために得られる結果が異なるという懸念を払しょくできることである。ただし、内部ナンバリングアップでは、同一マイクロリアクタ内で流路構造のナンバリングアップを行うため、マイクロリアクタおよびマイクロリアクタシステムをコンパクトにできるが、構造上の制約からナンバリングアップ数には限界がある。一方、外部ナンバリングアップでは、マイクロリアクタおよびマイクロリアクタシステムを並列化するため、ナンバリングアップ数に対するフレキシビリティはあるが、ナンバリングアップ数が増えることにより、接続に伴うリスクが生じる。

例えば、プロセス開発の初期の段階の流量が数ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタとして、流路の代表径を０．２ｍｍに設定し、中期および後期の段階の流量が数十ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタとして、流路の代表径を０．５ｍｍに設定することができる。本実施形態で説明した混合部プレート１０４およびそれを搭載したマイクロリアクタ１０１は、プロセス開発の中期および後期の段階の流量が数十ｍＬ／ｍｉｎのマイクロリアクタを４並列にした場合に相当し、流量が１００ｍＬ／ｍｉｎレベルの製造が可能となり、～５０Ｌの治験薬製造で利用できる。さらに、５０Ｌ～の商用製造では、マイクロリアクタ１０１自体を外部ナンバリングアップすることにより利用できる。なお、４並列の流路構造の混合部プレート１０４が示されているが、最適化された反応条件によっては２並列や３並列でもよく、各混合部に均一に第１原料および第２原料を送液することが可能であれば、流路の並列数は５以上でもよい。

＜滞留部プレート＞
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、滞留部プレート１０５は、滞留部プレート上板７０１と滞留部プレート下板７０２とで構成される。滞留部プレート上板７０１には穴のみが形成されている。滞留部プレート下板７０２には、滞留部プレート上板７０１側の面と反対側の面の両面に穴や溝が形成されている。従って、滞留部プレート上板７０１と滞留部プレート下板７０２とを一体化することにより、滞留部プレート上板７０１と、滞留部プレート下板７０２の滞留部プレート上板７０１側の面とで流路が形成される。

滞留部プレート上板７０１および滞留部プレート下板７０２は、予熱部プレート上板４０１および予熱部プレート下板４０２や、混合部プレート上板５０１、混合部プレート中板５０２および混合部プレート下板５０３と同様に、接着や、融接、圧接などの各種溶接、超音波溶接、振動溶接、誘導溶接、高周波溶接、レーザー溶接、レーザー透過溶着などの各種溶着により、パッキンを介さずに一体化することが可能である。これらの中でも、本実施形態においては、予熱部プレート１０３や混合部プレート１０４と同様に、光透過性樹脂および光吸収性樹脂を用いたレーザー透過溶着を好適に適用できる。なお、光透過性樹脂および光吸収性樹脂については既に説明しているので、ここでの説明は省略する。本実施形態においては、例えば、滞留部プレート上板７０１の材質を白色ＰＥ樹脂、白色ＰＰ樹脂または白色ＰＣ樹脂とし、滞留部プレート下板７０２の材質を黒色などの有色ＰＥ樹脂、有色ＰＰ樹脂または有色ＰＣ樹脂とすることが好適に挙げられる。より好適には、滞留部プレート上板７０１の材質を白色ＰＥ樹脂または白色ＰＰ樹脂とし、滞留部プレート下板７０２の材質を有色ＰＥ樹脂または有色ＰＰ樹脂とすることである。これらのようにすると、レーザー溶着により一体化した、耐腐食性を有する滞留部プレート１０５とすることができる。また、これらのようにすると、滞留部プレート１０５は、外部から流路内への接着剤や温調液などの異物混入が防止される。

図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側には、温調液流路３０４、滞留部プレート下板７０２を貫通した生成物入口（滞留部プレート）７０５および生成物出口（滞留部プレート）７０６が形成されている。
また、滞留部プレート１０５の正面側には、背面側まで貫通した温調液流路（滞留部プレート）７０７が形成されている。
また、滞留部プレート１０５の正面側には、滞留部プレート下板７０２を貫通した温調液入口（滞留部プレート）７０８が形成されている。この温調液入口（滞留部プレート）７０８は、滞留部プレート１０５の温調液流路３０４と連通している。
さらに、滞留部プレート１０５の正面側には、温調液流路３０４、生成物入口（滞留部プレート）７０５、生成物出口（滞留部プレート）７０６および温調液流路（滞留部プレート）７０７の周囲にパッキン溝３０５が形成されている。滞留部プレート１０５の正面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が背面側まで貫通して形成されている。

なお、滞留部プレート１０５における温調液流路３０４は、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側において、中央部分に広い面積で略十字状ないし略矩形状に形成されている。
生成物入口（滞留部プレート）７０５は、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側において、右側上方に形成されている。
生成物出口（滞留部プレート）７０６は、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側において、左側下方に形成されている。
温調液流路（滞留部プレート）７０７および温調液入口（滞留部プレート）７０８は、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側において、左側上方に形成されている。本実施形態においては、温調液流路（滞留部プレート）７０７が、温調液入口（滞留部プレート）７０８よりも上方かつ外縁寄りに形成されている。
ネジ穴１１２は、図７Ａおよび図７Ｃに示すように、滞留部プレート１０５の正面側において、滞留部プレート１０５の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

また、図７Ａおよび図７Ｄに示すように、滞留部プレート１０５の背面側には、温調液出口（滞留部プレート）７０９が形成されている。この温調液出口（滞留部プレート）７０９は、図７Ｄに示すように、温調液流路７１１を経由して、正面側の温調液入口（滞留部プレート）７０８と連通している。
温調液流路７１１は、温調液入口（滞留部プレート）７０８から温調液出口（滞留部プレート）７０９に向けて形成されている。なお、温調液流路７１１は、略直角に屈曲しているが、温調液入口（滞留部プレート）７０８から温調液出口（滞留部プレート）７０９が連通する形状であれば屈曲していなくてもよい。
また、滞留部プレート１０５の背面側には、正面側から貫通した温調液流路（滞留部プレート）７０７が形成されている。滞留部プレート１０５の背面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が正面側から貫通して形成されている。

温調液出口（滞留部プレート）７０９は、図７Ｂおよび図７Ｄに示すように、滞留部プレート１０５の左側下方に形成されている。
温調液流路（滞留部プレート）７０７は、図７Ｂおよび図７Ｄに示すように、滞留部プレート１０５の右側上方に形成されている。
ネジ穴１１２は、図７Ｄに示すように、滞留部プレート１０５の背面側において、滞留部プレート１０５の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。

ここで、図示しない各プレート間の各種パッキンを介して、図１、図２および図９で示すようにプレートを積層することにより、混合部プレート１０４の滞留部プレート１０５側の面と、滞留部プレート１０５の混合部プレート１０４側の面とで、温調液流路３０４が形成されるとともに、混合部プレート１０４と滞留部プレート１０５の各流路が連通される。生成物入口（滞留部プレート）７０５は、混合部プレート１０４の生成物出口（混合部プレート）５１１と連通される。生成物出口７０６は、混合部プレート１０４の生成物流路（混合部プレート）５０８と連通される。温調液流路（滞留部プレート）７０７は、混合部プレート１０４の温調液流路（混合部プレート）５０９と連通される。

生成物入口（滞留部プレート）７０５から導入された生成物（混合物）は、滞留部流路７１０ａ、７１０ｂ（図７Ｂ、図７Ｄ）を経由して、生成物出口（滞留部プレート）７０６（図７Ａ、図７Ｃ）から排出される。また、温調液流路３０４から温調液入口（滞留部プレート）７０８に導入された温調液は、温調液流路７１１を経由して、温調液出口（滞留部プレート）７０９（図７Ｂ、図７Ｄ）から排出される。

図７Ｄに示すように、滞留部プレート１０５の背面側には、上下に、それぞれ同じ流路内体積（内容積）となる、第１原料と第２原料の混合がさらに進行するための滞留部流路７１０ａ、７１０ｂが形成されている。生成物入口（滞留部プレート）７０５から連通する流路が滞留部流路７１０ａと滞留部流路７０１ｂの２つに分岐するのに伴い、生成物は２つに分岐する。滞留部流路７１０ａおよび滞留部流路７０１ｂは、生成物出口（滞留部プレート）７０６の手前で合流し、その後、生成物出口（滞留部プレート）７０６に連通している。

つまり、マイクロリアクタ１０１は、複数のプレートのうちの少なくとも１枚のプレート（具体的には滞留部プレート１０５）が、１つの面（背面側）に、少なくとも２種類の原料が合流した溶液が流れる流路（滞留部流路７１０ａ、７１０ｂ）を有するとともに、前記した面の反対側の面（正面側）に、前記熱媒体が流れる流路（温調液流路３０４）を有している。

なお、前記したように、滞留部流路７１０ａ、７１０ｂの２つに分岐すると、流路断面積が増えるために生成物の滞留時間を長くすることができ、滞留部流路７１０ａ、７１０ｂにおける圧力損失も低減することができる。なお、滞留部流路７１０ａ、７１０ｂは、第１原料および第２原料の流量や、反応が進行するのに必要な反応時間などに基づいて適宜選択することができる。例えば、滞留部流路７１０の分岐する数は、２つに限らず、３つ以上でもよく、分岐しなくてもよい。滞留部プレート１０５は１枚に限らず、複数枚の滞留部プレート１０５を用いてもよい。

また、滞留部プレート１０５の流路の代表径は１種類に限らず、上流側と下流側で異なる代表径の流路を用いてもよく、３種類以上の代表径の流路を用いてもよい。この場合、反応時間の経過に伴い、第１原料および第２原料の合流に伴う混合熱または反応熱は小さくなっていくため、全体の圧力損失の低減の観点から、下流側に行くに従って流路の代表径を大きくするのが好ましい。なお、反応が進行するのに必要な滞留時間が非常に長い場合には、混合熱または反応熱が大きく、マイクロリアクタ１０１の効果を利用する必要がある上流側のみを滞留部プレート１０５とし、混合熱または反応熱が小さい下流側は、市販のチューブコイルなどを用いることにより、複数枚の滞留部プレート１０５を積層することによる煩雑さやコストを低減することができる。一方、反応が進行するのに必要な滞留時間が短い場合には、混合部プレート１０４の滞留用流路６０５内で反応が完結する場合があるため、そのような場合には滞留部プレート１０５を用いなくてもよいこともある。

＜背面カバープレート＞
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、背面カバープレート１０６の正面側には、温調液流路３０４、背面側まで貫通していない温調液出口（背面カバープレート）８０４が形成されている。
温調液出口（背面カバープレート）８０４は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、左側上方に形成されている。
背面カバープレート１０６における温調液流路３０４は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、背面カバープレート１０６の正面側において、中央部分に広い面積で略十字状ないし略矩形状に形成されている。
また、背面カバープレート１０６の正面側には、温調液流路３０４および温調液出口（背面カバープレート）８０４の周囲にパッキン溝３０５が形成されている。

さらに、背面カバープレート１０６の正面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が背面側まで貫通して形成されている。
同様に、図８Ｃに示すように、背面カバープレート１０６の背面側には、プレートを積層してネジ留めするための１２個のネジ穴１１２が正面側まで貫通して形成されている。ネジ穴１１２は、図８Ａ～図８Ｃに示すように、背面カバープレート１０６の外縁に沿って均等な間隔で形成されている。
さらに、図８Ａに示すように、背面カバープレート１０６には、温調液流路３０４から背面側まで貫通していない温調液出口（背面カバープレート）８０４への流路８０３が形成されている。

ここで、図示しない各プレート間の各種パッキンを介して、図１、図２および図９で示すようにプレートを積層することにより、滞留部プレート１０５の背面カバープレート１０６側の面と、背面カバープレート１０６の滞留部プレート１０５側の面とで、温調液流路３０４が形成されるとともに、滞留部プレート１０５と背面カバープレート１０６の流路が連通される。温調液出口（背面カバープレート）８０４は、滞留部プレート１０５の温調液流路（滞留部プレート）７０７と連通される。

温調液流路３０４から導入された温調液は、温調液流路３０４から流路８０３を経由して、温調液出口（背面カバープレート）８０４に排出される。
なお、背面カバープレート１０６の機能を滞留部プレート１０５に含め、滞留部プレート１０５において、温調液を温調液流路（滞留部プレート）７０７に排出することにより、背面カバープレート１０６を用いないこともできる。

＜マイクロリアクタの作用・効果＞
以上の構成により、本実施形態に係るマイクロリアクタ１０１では、前面カバープレート１０２の正面側の第１原料入口１０７および第２原料入口１０８のそれぞれから導入された第１原料および第２原料は、マイクロリアクタ１０１内で合流・混合される。そして、混合した第１原料および第２原料は、前面カバープレート１０２の正面側の生成物出口１０９から、生成物（混合物）として排出される。また、マイクロリアクタ１０１では、前面カバープレート１０２の正面側の温調液入口１１０から導入された温調液は、マイクロリアクタ１０１内を通液後、前面カバープレート１０２の正面側の温調液出口１１１から排出される。マイクロリアクタ１０１は、温調液の通液によってマイクロリアクタ１０１の温度制御を行うことができる。そのため、従来のように、マイクロリアクタを温調液に浸漬して、マイクロリアクタの温度を制御する必要がなくなるので、原料や生成物への温調液の混入が防止される。また、このようなマイクロリアクタ１０１の構造により、従来のように、原料や生成物が流動するプレート（反応流路プレート）間を接続する接手や接続チューブなどが不要となる。また、温調液が流動するプレート（温調制御用プレート）間を接続する接手や接続チューブも不要となる。

加えて、マイクロリアクタ１０１は、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５をそれぞれ一体化することにより、各プレートからの漏れや、外部から流路内への接着剤や温調液などの異物混入を防止することができる。そのため、マイクロリアクタ１０１は、腐食性の高い物質や取り扱いに注意を要する合成反応を取り扱う場合、また、クロスコンタミネーション（交差汚染）が生じるおそれのある場合においても、温調液などの異物が混入するおそれがなく利用することができる。

さらに、マイクロリアクタ１０１は、前面カバープレート１０２の正面側に、第１原料入口１０７、第２原料入口１０８、生成物出口１０９、温調液入口１１０、温調液出口１１１が形成されている。そのため、原料や温調液を送液するための送液手段、容器を接続するための接手および接続チューブは、すべて前面カバープレート１０２の正面側で取り付けることができる。従って、マイクロリアクタ１０１の設置場所や、マイクロリアクタ１０１へのアクセス方向の制約が少なくなる。

従って、本発明によれば、温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減したマイクロリアクタを提供できる。
なお、本実施形態では、２種類の原料を混合させるためのマイクロリアクタが示されているが、３種類以上の原料が用いられてもよい。この場合、例えば、最も流量が小さい原料を挟むように、順次、流量が大きい原料が合流するようにしてもよい。また、流量が大きくなるほど、その原料が通流する流路の流路内体積（内容積）が大きくなるようにしてもよい。

そして、本実施形態では、４並列の流路構造の混合部プレート１０４が示されているが、最適化された反応条件によっては２並列や３並列でもよく、各混合部に均一に第１原料および第２原料を送液することが可能であれば、流路の並列数は５以上でもよい。

さらに、本実施形態では、前面カバープレート１０２、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５、背面カバープレート１０６による構成のマイクロリアクタ１０１が示されているが、予熱部プレート１０３および滞留部プレート１０５のいずれか一方または両方がなくてもよい。また、予熱部プレート１０３や滞留部プレート１０５が１枚ずつであるマイクロリアクタ１０１が示されているが、複数枚の予熱部プレート１０３や、複数枚の滞留部プレート１０５を用いてもよい。さらに、背面カバープレート１０６の機能を滞留部プレート１０５に含めることにより、背面カバープレート１０６を用いなくてもよい。

＜生成物生成方法＞
次に、図１０を参照して、本発明の一実施形態に係る生成物生成方法について説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係る生成物生成方法の一例を示すフローチャートである。なお、本生成物生成方法の説明にあたり、既に説明した要素については詳細な説明を省略することがある。

本生成物生成方法は、前述したマイクロリアクタ１０１を用いて少なくとも２種類の原料を導入して混合し、生成物を生成するものである。
具体的には、本生成物生成方法は、図１０に示すように、原料導入工程Ｓ１と混合工程Ｓ３とを含む。また、図１０に示すように、本生成物生成方法は、原料導入工程Ｓ１と混合工程Ｓ３との間に、予熱工程Ｓ２を含んでいてもよい。さらに、図１０に示すように、本生成物生成方法は、混合工程Ｓ３後に滞留工程Ｓ４を含んでいてもよい。以下、これらの工程について説明する。

＜原料導入工程＞
原料導入工程Ｓ１は、マイクロリアクタ１０１に少なくとも２種類の原料（例えば、第１原料および第２原料）を導入する工程である。マイクロリアクタ１０１への第１原料および第２原料の導入は、例えば、前面カバープレート１０２の正面側の第１原料入口１０７および第２原料入口１０８のそれぞれから行うことができる。

＜混合工程＞
混合工程Ｓ３は、マイクロリアクタ１０１に導入された少なくとも２種類の原料（例えば、第１原料および第２原料）を混合して混合物（生成物）を得る工程である。第１原料および第２原料の混合は、混合部プレート１０４の混合用流路６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄおよび滞留用流路６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄで行われる。

＜予熱工程＞
予熱工程Ｓ２は、マイクロリアクタ１０１に導入された少なくとも２種類の原料（例えば、第１原料および第２原料）を反応に適した所定の温度に予め調節する（例えば、温める）工程である。なお、「予熱」としているが、反応に適した所定の温度が常温（例えば、室温（２５℃））よりも低い場合がある（例えば、４℃以下や０℃以下の場合もある）。その場合は、温調液として任意の冷媒を用い、第１原料および第２原料の温度を常温よりも低くする冷却を行ってもよい。つまり、本明細書においては、予熱には、冷却および冷却する行為も含まれる（つまり、原料の温度を調節する行為が含まれる）。第１原料および第２原料の予熱は、予熱部プレート１０３の第１原料流路４１３および第２原料流路４１４で行われる。なお、この予熱工程Ｓ２は、混合工程Ｓ３で（混合部プレート１０４内で）第１原料および第２原料が合流するまでに所定の温度に制御できる場合には、本生成物生成方法に含めなくてもよい。

＜滞留工程＞
滞留工程Ｓ４は、マイクロリアクタ１０１に導入された少なくとも２種類の原料（例えば、第１原料および第２原料）の混合をさらに進行させる工程である。第１原料および第２原料をさらに混合させることは、滞留部流路７１０ａ、７１０ｂで行われる。なお、反応が進行するのに必要な滞留時間が短い場合には、混合工程Ｓ３で（混合部プレート１０４内で）反応が完結することがある。そのような場合には、滞留工程Ｓ４は、本生成物生成方法に含めなくてもよい。

本発明によれば、マイクロリアクタ１０１を用いているので、前述したように温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減した生成物生成方法を提供できる。

＜マイクロリアクタの作製例＞
マイクロリアクタの作製例（一実施例）を以下に示すが、本発明は下記に限定されない。
本実施形態に従い、白色ＰＥプレートおよび黒色ＰＥプレートを用いてＰＥ製のマイクロリアクタ１０１を作製した。マイクロリアクタ１０１のうち、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５はそれぞれレーザー透過溶着により一体化させた。

第１原料流路６０１、第２原料流路６０２、および混合用流路６０４の代表径は０．５ｍｍとした。第１原料流路４１３、第２原料流路４１４、滞留用流路６０５、および滞留部流路７１０ａ、７１０ｂの代表径は２ｍｍとした。

前面カバープレート１０２、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５、背面カバープレート１０６を積層して、ＰＥＥＫ製のネジおよび平座金（ワッシャー）を用いてネジ留めした。各プレート間に設置される各種パッキンは、ＦＦＫＭ（パーフルオロエラストマー）製もしくはＦＫＭ（フッ素ゴム）製とした。

ＰＥ製のマイクロリアクタ１０１の第１原料入口１０７および第２原料入口１０８は、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製の接手、および外径３ｍｍ、内径２ｍｍ、長さ１．２ｍのＰＴＦＥ製の接続チューブにより、それぞれ２５ｍＬのガラス製シリンジに接続した。ただし、第１原料入口１０７とガラス製シリンジの間には、５００ｋＰａまで計測可能な圧力センサを設置した。また、生成物出口１０９には、ＰＴＦＥ製の接手により、外径３ｍｍ、内径２ｍｍ、長さ０．６ｍのＰＴＦＥ製の接続チューブを接続した。

ダブルシリンジポンプを用い、ＰＥ製のマイクロリアクタ１０１の第１原料入口１０７および第２原料入口１０８に対し、純水をガラス製シリンジに吸引して等しい流量で送液し、マイクロリアクタ１０１を通して生成物を得た。送液中の圧力センサの表示値を、ＰＥ製のマイクロリアクタ１０１の圧力損失として評価した。なお、温調液は循環させず、室温（２４℃）にて評価を行った。

図１１は、実施例で作製したＰＥ製のマイクロリアクタ１０１に純水を送液した際の圧力損失を示すグラフである。図１１では、横軸に第１原料の流量と第２原料の流量の和となる流量を、縦軸にマイクロリアクタ１０１に純水を送液した際の圧力損失を示している。
ＰＥ製のマイクロリアクタ１０１には、混合部プレート１０４だけでなく、予熱部プレート１０３や滞留部プレート１０５が含まれているにもかかわらず、図１１に示すように、流量が１００ｍＬ／ｍｉｎ（～５０Ｌの治験薬製造レベル）における圧力損失は３０ｋＰａ程度であった。

このように、作製したマイクロリアクタ１０１は、純水を送液した際の圧力損失が小さいことから、反応が完結するために必要な反応時間が非常に長く、下流側にさらに複数枚の滞留部プレート１０５や、市販のチューブコイルのような滞留部を設けなければならない場合でも、マイクロリアクタ１０１は十分に適用可能である。また、マイクロリアクタ１０１を２個直列に接続して反応させる３液反応系など、複数の種類の原料を用いるために、マイクロリアクタ１０１を複数枚用いなければならない反応系や、純水より高粘度の原料を用いるために、圧力損失が大きくなる可能性がある反応系に対しても、マイクロリアクタ１０１は適用可能であることが確認された。

そして、作製したマイクロリアクタ１０１は、予熱部プレート１０３、混合部プレート１０４、滞留部プレート１０５をそれぞれ一体化したので、各プレートからの漏れが生じなかった。また、このことから、外部から流路内への接着剤や温調液などの異物混入を防止できると考えられる。そのため、マイクロリアクタ１０１は、腐食性の高い物質や取り扱いに注意を要する合成反応を取り扱う場合、また、クロスコンタミネーション（交差汚染）が生じるおそれのある場合においても、温調液などの異物が混入するおそれがなく利用することができると考えられる。

さらに、作製したマイクロリアクタ１０１は、前面カバープレート１０２の正面側に、第１原料入口１０７、第２原料入口１０８、生成物出口１０９、温調液入口１１０、温調液出口１１１が形成されていた。そのため、原料や温調液を送液するための送液手段、容器を接続するための接手および接続チューブは、すべて前面カバープレート１０２の正面側で取り付けることができた。従って、マイクロリアクタ１０１の設置場所や、マイクロリアクタ１０１へのアクセス方向の制約が少なかった。
従って、作製したマイクロリアクタ１０１は、温調液などの異物が混入するおそれがなく、操作者の作業負荷を低減できた。

以上、本発明に係るマイクロリアクタおよび生成物生成方法について実施形態および実施例により詳細に説明したが、本発明は、前記した実施形態および実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を有するものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換をすることが可能である。

１０１ マイクロリアクタ
１０２ 前面カバープレート
１０３ 予熱部プレート
１０４ 混合部プレート
１０５ 滞留部プレート
１０６ 背面カバープレート
１０７ 第１原料入口
１０８ 第２原料入口
１０９ 生成物出口
１１０ 温調液入口
１１１ 温調液出口
１１２ ネジ穴
１１３ 切り欠き
１１４ 熱電対挿入口
３０３ 温調液入口から温調液流路への流路
３０４ 温調液流路
３０５ パッキン溝
４０１ 予熱部プレート上板
４０２ 予熱部プレート下板
４０５ 第１原料入口（予熱部プレート）
４０６ 第２原料入口（予熱部プレート）
４０７ 生成物流路（予熱部プレート）
４０８ 温調液流路（予熱部プレート）
４０９ 温調液入口（予熱部プレート）
４１０ 第１原料出口（予熱部プレート）
４１１ 第２原料出口（予熱部プレート）
４１２ 温調液出口（予熱部プレート）
４１３ 第１原料流路
４１４ 第２原料流路
４１５ 温調液流路
５０１ 混合部プレート上板
５０２ 混合部プレート中板
５０３ 混合部プレート下板
５０６ 第１原料入口（混合部プレート）
５０７ａ、５０７ｂ 第２原料入口（混合部プレート）
５０８ 生成物流路（混合部プレート）
５０９ 温調液流路（混合部プレート）
５１０ 温調液入口（混合部プレート）
５１１ 生成物出口（混合部プレート）
５１２ 温調液出口（混合部プレート）
５１３ 温調液流路
６０１、６０１ａ、６０１ｂ、６０１ｃ、６０１ｄ 第１原料流路
６０２、６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、６０２ｄ 第２原料流路
６０３、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄ 合流点
６０４、６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄ 混合用流路
６０５、６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄ、６０５ｅ、６０５ｆ 滞留用流路
７０１ 滞留部プレート上板
７０２ 滞留部プレート下板
７０５ 生成物入口（滞留部プレート）
７０６ 生成物出口（滞留部プレート）
７０７ 温調液流路（滞留部プレート）
７０８ 温調液入口（滞留部プレート）
７０９ 温調液出口（滞留部プレート）
７１０ａ、７１０ｂ 滞留部流路
７１１ 温調液流路
８０３ 温調液流路から温調液出口（背面カバープレート）への流路
８０４ 温調液出口（背面カバープレート）

Claims (7)

1. 平板状の複数のプレートを積層させて構成されており、少なくとも２種類の原料を混合して生成物を生成するマイクロリアクタであり、
   前記複数のプレートのうちの１枚のプレートは、同一面上に、前記原料を導入する入口と、前記生成物を含有する溶液を排出する生成物出口と、温度制御用の熱媒体を導入する温調液入口と、前記熱媒体を排出する温調液出口と、を備えることを特徴とするマイクロリアクタ。
2. 請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
   前記複数のプレートのうちの少なくとも１枚のプレートは、１つの面に、前記少なくとも２種類の原料が合流した溶液が流れる流路を有するとともに、前記面の反対側の面に、前記熱媒体が流れる流路を有することを特徴とするマイクロリアクタ。
3. 請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
   前記複数のプレートのうちの少なくとも１枚のプレートは、１つの面に、少なくともいずれか１種類の前記原料が流れる流路を有するとともに、前記面の反対側の面に、前記熱媒体が流れる流路を有することを特徴とするマイクロリアクタ。
4. 請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
   前記複数のプレートのうちの１枚のプレートは、１つの面および前記面の反対側の面に、少なくとも２種類の前記原料を混合する流路を有することを特徴とするマイクロリアクタ。
5. 請求項３または請求項４に記載のマイクロリアクタにおいて、
   少なくとも２種類の前記原料が流れるそれぞれの流路は、前記原料を導入する入口から前記原料を混合する流路の合流点までの体積が異なっていることを特徴とするマイクロリアクタ。
6. 請求項１に記載のマイクロリアクタにおいて、
   前記複数のプレートが、ステンレス、シリコン、金、ガラス、ハステロイ、シリコン樹脂、アクリル、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルテンペンポリマ、フッ素系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、表面をグラスライニングした金属、表面にニッケルまたは金をコーティングした金属または表面を酸化させたシリコンで形成されていることを特徴とするマイクロリアクタ。
7. 請求項１に記載のマイクロリアクタを用いて少なくとも２種類の原料を導入して混合し、生成物を生成する生成物生成方法。

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