JP7177637B2 - 有機顔料処理装置及び有機顔料処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、有機顔料処理装置及び有機顔料処理方法に関する。
有機顔料は耐候性や発色性の高さから、塗料、着色プラスチック、インクジェットインキ、カラーフィルターなどの着色材料として広く用いられている。
有機顔料の色や着色性能は、有機顔料の結晶形や粒子径の影響を受けやすい。例えば、有機顔料粒子は合成や粉砕処理された直後において、一次粒子が小さすぎると分散性や発色性に劣るものとなりやすい。また、結晶多形を示す有機顔料の場合は、結晶形によって色味が異なるために、結晶形が揃っていない状態では着色剤として用いることはできない。そのため、一般的に有機顔料は、製造段階において所望の結晶形や粒径へと制御する仕上げ処理（顔料化工程とも称す）を経て製造される。
有機顔料の色や着色性能は、有機顔料の結晶形や粒子径の影響を受けやすい。例えば、有機顔料粒子は合成や粉砕処理された直後において、一次粒子が小さすぎると分散性や発色性に劣るものとなりやすい。また、結晶多形を示す有機顔料の場合は、結晶形によって色味が異なるために、結晶形が揃っていない状態では着色剤として用いることはできない。そのため、一般的に有機顔料は、製造段階において所望の結晶形や粒径へと制御する仕上げ処理（顔料化工程とも称す）を経て製造される。
顔料化工程としては一般に、有機顔料粒子に対してエネルギーを投入して当該有機顔料粒子を所望の結晶形へと制御したり、所望の粒径へと調整したりすることが行われる。その際に、結晶形の変化や粒子成長を促進する目的で、有機顔料粒子を分散液に分散させた状態で顔料化工程を行う場合もある。
顔料化工程に用いられる装置として、例えば、ロールミル、ジェットミル、ピンミル、ニーダー、エクストルーダー、アトライター、サンドミル、ピンミル、ジェットミル、バッチ反応釜、連続槽などが挙げられる。これらの装置により有機顔料粒子に対して粉砕、摩砕、加熱などのエネルギーを投入することができる。
顔料化工程に用いられる装置として、例えば、ロールミル、ジェットミル、ピンミル、ニーダー、エクストルーダー、アトライター、サンドミル、ピンミル、ジェットミル、バッチ反応釜、連続槽などが挙げられる。これらの装置により有機顔料粒子に対して粉砕、摩砕、加熱などのエネルギーを投入することができる。
着色剤としての有機顔料粒子に対する要求性能は益々高まっており、顔料化工程の処理条件の高精度化による有機顔料粒子の高機能、高品質化が求められている。しかし、上述した既存の顔料化工程では、加熱条件の精密制御には制約があり、秒単位で変化する有機顔料粒子の結晶形や粒径を精密に制御するには限界がある。例えば、有機顔料粒子の過剰な加温は有機顔料粒子の粗大化を誘発し、得られる有機顔料粒子の着色力が低下したり、インキ中に有機顔料粒子の凝集物が生じやすくなったりする。また、粗大化した有機顔料粒子をインクジェットインクに用いた場合には、インクジェットノズルの目詰まりが生じやすくなる。
上記の問題を解決するには、加熱処理における昇温時間を短縮し、また目的温度における保温時間を精密に制御することが必要となる。
加熱操作を精密制御する方法として、従来から、微細流路（例えば内径数十μｍ～１ｍｍ程度）を処理場とするマイクロリアクターが知られている。マイクロリアクターを用いた処理系では、微細流路を外側から加熱し、流路壁面からの熱伝導により流路内部の有機顔料粒子を加熱する。しかし、微細流路ゆえに処理能力が限定的であり、目的の有機顔料粒子の量産には不向きである。さらにマイクロリアクターは有機顔料粒子による流路の閉塞の問題も発生しやすく、この流路の閉塞は連続運転における大きな問題となる。
加熱操作を精密制御する方法として、従来から、微細流路（例えば内径数十μｍ～１ｍｍ程度）を処理場とするマイクロリアクターが知られている。マイクロリアクターを用いた処理系では、微細流路を外側から加熱し、流路壁面からの熱伝導により流路内部の有機顔料粒子を加熱する。しかし、微細流路ゆえに処理能力が限定的であり、目的の有機顔料粒子の量産には不向きである。さらにマイクロリアクターは有機顔料粒子による流路の閉塞の問題も発生しやすく、この流路の閉塞は連続運転における大きな問題となる。
上記の問題に対処すべくマイクロリアクターの流路をより大径化することも考えられる。しかしこの場合には、流路の比表面積が小さくなり、流路壁面と、流路内を流通する有機顔料粒子ないしその分散液との伝熱面積が低下して、流路内の有機顔料粒子の迅速かつ均一な加熱処理を精密に制御することが困難となる。
流路壁面を介した熱伝導に頼らずエネルギーを供給する方法としてはマイクロ波照射の利用が挙げられる。なかでもマイクロ波の定在波を利用して電界強度が極大となる部分に沿って有機顔料粒子を配して加熱することにより、加熱のエネルギー効率を格段に高めることができる。例えば、特許文献１には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に基づいて設計されたシングルモードキャビティ（空胴共振器）を用いて形成した定在波によって、内径１ｍｍの流通管内を流通する有機顔料粒子の分散液を加熱し、有機顔料粒子を所望の結晶形へと変換させることが記載されている。
流路壁面を介した熱伝導に頼らずエネルギーを供給する方法としてはマイクロ波照射の利用が挙げられる。なかでもマイクロ波の定在波を利用して電界強度が極大となる部分に沿って有機顔料粒子を配して加熱することにより、加熱のエネルギー効率を格段に高めることができる。例えば、特許文献１には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波に基づいて設計されたシングルモードキャビティ（空胴共振器）を用いて形成した定在波によって、内径１ｍｍの流通管内を流通する有機顔料粒子の分散液を加熱し、有機顔料粒子を所望の結晶形へと変換させることが記載されている。
空胴共振器内にマイクロ波を照射して形成した定在波の電界強度が極大となる部分に沿って流通管を配し、その流通管内に流通させた有機顔料粒子を加熱する場合、照射したマイクロ波エネルギーは流通管内の有機顔料粒子ないしその分散媒等に吸収されて減衰する。定在波を形成させる空胴共振器内に占める流通管の容積が大きい場合、上記マイクロ波エネルギーの減衰が大きくなり、入射波と反射波の合成波である定在波を形成することが難しくなる。このため、マイクロ波の定在波を利用した加熱処理が行える流通管のサイズには制限があり、上記特許文献１では内径１ｍｍの流通管を使用している。しかし、有機顔料粒子を流通させる流通管の内径が小さいと、目的の有機顔料粒子の量産に制約が生じることは上述した通りである。
本発明は、上記特許文献記載の技術をはじめ従来の定在波を用いた加熱に比べて、管内断面サイズが格段に大きな流通管を用いても、該流通管内を流通する有機顔料粒子の略全体を、マイクロ波の定在波により優れたエネルギー効率で、素早く、均一に加熱することができ、その結果、所望の結晶形を有し、また所望の粒径へと成長させた有機顔料粒子の生産効率を大きく向上させることができる有機顔料処理装置、及び有機顔料処理方法を提供することを課題とする。
本発明の上記課題は下記の手段により解決される。
［１］
空胴共振器と、該空胴共振器内を貫通し有機顔料粒子が流通する流通管とを備える有機顔料処理装置であって、
前記空胴共振器内には３００～１０００ＭＨｚの周波数のマイクロ波が照射されて、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波が形成され、
前記流通管は前記定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配され、該流通管内の少なくとも一部に、該流通管内を流通する前記有機顔料粒子の流れを整流する整流機構を有する有機顔料処理装置。
［２］
前記流通管を、前記有機顔料粒子の分散液が流通する［１］に記載の有機顔料処理装置。
［３］
前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する［２］に記載の有機顔料処理装置。
［４］
前記定在波による電界強度が一定となる方向に対して直交する方向において、前記流通管内の最大径が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である［１］～［３］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［５］
前記流通管の出口に背圧弁を備える［１］～［４］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［６］
前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する［１］～［５］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［７］
前記有機顔料処理装置は、
前記空胴共振器が直列に複数配され、該複数の空胴共振器には、各空胴共振器に対してマイクロ波が各別に供給され、
前記流通管は、前記複数の空胴共振器の直列連結方向でかつ該複数の空胴共振器内に形成される定在波の電界強度が極大となる部分に沿って、該複数の空胴共振器を貫通して配される［１］～［６］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［８］
空胴共振器内に９１５ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を照射して、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波を形成し、該定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配された流通管内を流通する有機顔料粒子を整流しながら加熱することを含む、有機顔料処理方法。
［９］
前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する［８］に記載の有機顔料処理方法。
［１０］
前記流通管に前記有機顔料粒子の分散液を流通させる［８］又は［９］に記載の有機顔料処理方法。
［１１］
前記分散液は、導電率が１０－５Ｓ／ｍ以上もしくは誘電損率が０．０１以上である［１０］に記載の有機顔料処理方法。
［１２］
前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する［１０］又は［１１］に記載の有機顔料処理方法。
［１３］
前記有機顔料粒子は、前記定在波によって加熱される前の平均粒径が５０００ｎｍ以下である［８］～［１２］のいずれかに記載の有機顔料処理方法。
［１］
空胴共振器と、該空胴共振器内を貫通し有機顔料粒子が流通する流通管とを備える有機顔料処理装置であって、
前記空胴共振器内には３００～１０００ＭＨｚの周波数のマイクロ波が照射されて、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波が形成され、
前記流通管は前記定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配され、該流通管内の少なくとも一部に、該流通管内を流通する前記有機顔料粒子の流れを整流する整流機構を有する有機顔料処理装置。
［２］
前記流通管を、前記有機顔料粒子の分散液が流通する［１］に記載の有機顔料処理装置。
［３］
前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する［２］に記載の有機顔料処理装置。
［４］
前記定在波による電界強度が一定となる方向に対して直交する方向において、前記流通管内の最大径が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である［１］～［３］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［５］
前記流通管の出口に背圧弁を備える［１］～［４］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［６］
前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する［１］～［５］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［７］
前記有機顔料処理装置は、
前記空胴共振器が直列に複数配され、該複数の空胴共振器には、各空胴共振器に対してマイクロ波が各別に供給され、
前記流通管は、前記複数の空胴共振器の直列連結方向でかつ該複数の空胴共振器内に形成される定在波の電界強度が極大となる部分に沿って、該複数の空胴共振器を貫通して配される［１］～［６］のいずれかに記載の有機顔料処理装置。
［８］
空胴共振器内に９１５ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を照射して、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波を形成し、該定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配された流通管内を流通する有機顔料粒子を整流しながら加熱することを含む、有機顔料処理方法。
［９］
前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する［８］に記載の有機顔料処理方法。
［１０］
前記流通管に前記有機顔料粒子の分散液を流通させる［８］又は［９］に記載の有機顔料処理方法。
［１１］
前記分散液は、導電率が１０－５Ｓ／ｍ以上もしくは誘電損率が０．０１以上である［１０］に記載の有機顔料処理方法。
［１２］
前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する［１０］又は［１１］に記載の有機顔料処理方法。
［１３］
前記有機顔料粒子は、前記定在波によって加熱される前の平均粒径が５０００ｎｍ以下である［８］～［１２］のいずれかに記載の有機顔料処理方法。
本発明の有機顔料処理装置及び有機顔料処理方法によれば、管内断面サイズの大きな流通管を用いても、この流通管内を流通する有機顔料粒子の略全体を、マイクロ波の定在波により優れたエネルギー効率で、素早く、均一に加熱でき、所望の結晶形を有し、また所望の粒径へと成長させた有機顔料粒子の大量生産が可能になる。
以下に本発明の有機顔料処理装置について、その好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。
［有機顔料処理装置］
図１に示すように、有機顔料処理装置１（１Ａ）は、空胴共振器２、該空胴共振器２に設けたマイクロ波供給口３、及び該空胴共振器２内に定在波を形成することができる周波数のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器４を有する。このマイクロ波発生器４には、マイクロ波電力を増幅する増幅器（図示せず）を備えてもよい。
図１に示すように、有機顔料処理装置１（１Ａ）は、空胴共振器２、該空胴共振器２に設けたマイクロ波供給口３、及び該空胴共振器２内に定在波を形成することができる周波数のマイクロ波を発生するマイクロ波発生器４を有する。このマイクロ波発生器４には、マイクロ波電力を増幅する増幅器（図示せず）を備えてもよい。
空胴共振器２は、その内部のマイクロ波照射空間２Ａに定在波を形成する。定在波は、ＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードである。
例えば、円筒型のマイクロ波照射空間２Ａの中心軸Ｃにおいて、空胴共振器２内に形成される定在波のエネルギー（電界）強度が極大となる。また中心軸Ｃ方向に定在波のエネルギーが均一となる。このエネルギーが極大でありかつ均一となる部分（本発明において「エネルギーが極大でありかつ均一となる部分」という場合、エネルギーが極大でありかつ均一となる部分とその近傍を含む意味である）に流通管６が配される。流通管６は、好ましくは円管状をなしている。流通管６の流路６Ａ（内部空間６Ａ）内には有機顔料粒子が流通する。この有機顔料粒子は、分散媒中に分散された分散液３１として流路６Ａ内を流通することが好ましい。以下、有機顔料粒子の分散液を流通させる形態について説明する。
例えば、円筒型のマイクロ波照射空間２Ａの中心軸Ｃにおいて、空胴共振器２内に形成される定在波のエネルギー（電界）強度が極大となる。また中心軸Ｃ方向に定在波のエネルギーが均一となる。このエネルギーが極大でありかつ均一となる部分（本発明において「エネルギーが極大でありかつ均一となる部分」という場合、エネルギーが極大でありかつ均一となる部分とその近傍を含む意味である）に流通管６が配される。流通管６は、好ましくは円管状をなしている。流通管６の流路６Ａ（内部空間６Ａ）内には有機顔料粒子が流通する。この有機顔料粒子は、分散媒中に分散された分散液３１として流路６Ａ内を流通することが好ましい。以下、有機顔料粒子の分散液を流通させる形態について説明する。
例えば、ＴＭ０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）の定在波が発生する円筒形の空胴共振器２の場合、該円筒形の中心軸Ｃにおける電界強度が極大となり、中心軸Ｃに沿って電界強度が均一になる。このため、流通管６は中心軸Ｃに沿って配されることが好ましい。その際、中心軸Ｃに流通管６の中心軸を一致させて、流通管６を配することが最も好ましい。また、定在波の電界強度が高い領域内であれば、中心軸Ｃの近傍に、中心軸Ｃに沿って流通管６を配することもできる。電界強度が高い領域とは電界強度が極大になる領域およびその前後の領域をいう。
マイクロ波供給口３には、マイクロ波を印加することができるアンテナ５を有することが好ましい。アンテナ５は、ケーブル７を介してマイクロ波発生器４と接続される。
マイクロ波発生器４から発生したマイクロ波を、ケーブル７を介してアンテナ５からマイクロ波照射空間２Ａに供給することができる。マイクロ波発生器４や増幅器（図示せず）によってマイクロ波電力を調整することができ、それによってマイクロ波照射空間２Ａ内に形成される定在波の例えば電界強度分布を制御することが可能となる。
また図１に示す形態において、アンテナ５のかわりに図示していない導波管を用いたマイクロ波供給口を設置した形態とすることもできる。供給するマイクロ波の周波数を伝送できる矩形導波管もしくは円筒導波管と空胴共振器とを適切な開口部を有したアイリスを介して接続することで、マイクロ波発生器からのマイクロ波エネルギーを空胴共振器内に導入することができる。
なお、上記の各形態は、本発明の有機顔料処理装置１の一例を説明したものであり、本発明の有機顔料処理装置１は、本発明で規定すること以外は、上記の形態に何ら限定されるものではない。
マイクロ波発生器４から発生したマイクロ波を、ケーブル７を介してアンテナ５からマイクロ波照射空間２Ａに供給することができる。マイクロ波発生器４や増幅器（図示せず）によってマイクロ波電力を調整することができ、それによってマイクロ波照射空間２Ａ内に形成される定在波の例えば電界強度分布を制御することが可能となる。
また図１に示す形態において、アンテナ５のかわりに図示していない導波管を用いたマイクロ波供給口を設置した形態とすることもできる。供給するマイクロ波の周波数を伝送できる矩形導波管もしくは円筒導波管と空胴共振器とを適切な開口部を有したアイリスを介して接続することで、マイクロ波発生器からのマイクロ波エネルギーを空胴共振器内に導入することができる。
なお、上記の各形態は、本発明の有機顔料処理装置１の一例を説明したものであり、本発明の有機顔料処理装置１は、本発明で規定すること以外は、上記の形態に何ら限定されるものではない。
マイクロ波照射空間２Ａ内に供給されるマイクロ波の周波数は、３００～１０００ＭＨｚである。３００～１０００ＭＨｚのマイクロ波であっても、低周波数帯は、誘導加熱機構による加熱も生じ、その際にはアンテナ、空胴共振器、流通管など誘電加熱では加熱されない部分の加熱も生じうるため、エネルギー効率低下や装置破損が起こりやすくなる。このことから、マイクロ波の周波数は、好ましくは７００～１０００ＭＨｚであり、さらに好ましくは９１５ＭＨｚ帯である。本発明では８９０～１０００ＭＨｚの帯域を９１５ＭＨｚ帯と称す。上記の周波数のマイクロ波を照射することにより、流通管６の幅方向（中心軸Ｃに対して直交方向）に加熱領域を、従来のマイクロ波（周波数２．４５ＧＨ帯）の定在波による加熱領域よりも格段に広く形成することが可能となる。つまり、２．４５ＧＨｚ帯のマイクロ波を用いた場合には実現できない大きな内径の流通管を用いても目的の定在波を形成することが可能となり、かつ、流通管内を流通する有機顔料の略全体を、定在波により、素早く、均一に加熱することが可能になる。以下、一例として、９１５ＭＨｚ帯のマイクロ波を用いた場合について説明する。
上記中心軸Ｃ方向に直交する方向における流通管６の流路６Ａの最大径（流通管６の断面が円形の場合は内径）は、空胴共振器内に定在波が形成できれば特に制限されない。例えば、１００ｍｍ以下とすることができ、５０ｍｍ以下が好ましく、２０ｍｍ以下がより好ましく、１０ｍｍ以下がさらに好ましく。８ｍｍ以下としてもよい。また、流通管６の上記最大径は通常は０．２ｍｍ以上であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、より好ましくは２ｍｍ以上、さらに好ましくは２．５ｍｍ以上、特に好ましくは３ｍｍ以上である。上記最大径とは、流通管６の流路６Ａの断面形状が円形の場合にはその直径をいい、その他の形状の場合には流路６Ａの断面の面積と同じ面積の円を想定したときの直径（円相当径）をいう。
本発明において、「中心軸Ｃ方向に直交する方向における流通管６の流路６Ａの最大径」は、中心軸Ｃ方向に直交する方向における流通管６の断面の内周（流路６Ａ断面の外周）において、ある１点から別の１点までの距離が最大となる長さである。
本発明において、「中心軸Ｃ方向に直交する方向における流通管６の流路６Ａの最大径」は、中心軸Ｃ方向に直交する方向における流通管６の断面の内周（流路６Ａ断面の外周）において、ある１点から別の１点までの距離が最大となる長さである。
上記のマイクロ波処理装置１では、内部に有機顔料粒子を含む分散液（分散液ともいう）３１が流通する流通管６を配した空胴共振器２に対して、マイクロ波発生器４からマイクロ波を供給し、マイクロ波照射空間２Ａ内にシングルモードの定在波を形成する。この定在波の電界強度が極大となる部分に沿って、流通管６を設けることにより、流通管６内を流通する有機顔料粒子の分散液３１を高いエネルギー効率で流通管６の内径方向に均一に加熱することができる。上記マイクロ波処理装置１では、空胴共振器２に設けられたマイクロ波供給口３から定在波を形成するマイクロ波がマイクロ波照射空間２Ａ内に供給される。
定在波の周波数は、９１５ＭＨｚ帯の周波数であり、空胴共振器２のマイクロ波照射空間２Ａに定在波を形成することができればよい。上記マイクロ波供給口３から９１５ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を供給した場合に、空胴共振器２内に上記したようなＴＭモード又はＴＥモードの定在波が形成されればよい。中心軸Ｃに電界強度のピークが位置する加熱の場合、ＴＭ０ｎ０モードの定在波が形成されることが好ましく、ＴＭ０１０、ＴＭ０２０、ＴＭ０３０のモードの定在波が形成されることがより好ましい。なかでも空胴共振器２のサイズをコンパクトにできるという理由から、ＴＭ０１０の定在波が形成されることがさらに好ましい。
上記有機顔料処理装置１Ａにおいて、マイクロ波発生器４から供給されるマイクロ波は、周波数を調整して供給される。周波数の調整により、空胴共振器２内に形成される定在波の電界強度分布を所望の分布状態に制御することができる。またマイクロ波電力の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、有機顔料粒子が分散された分散液３１の加熱状態を制御することが可能になる。
具体的には、好ましくは、下記のフィードバック制御部１１によって制御することができる。フィードバック制御部１１は、例えば、マイクロ波発生器４に内蔵されていても、又はマイクロ波発生器４とは別体に構成されていてもよい。このフィードバック制御部１１は、マイクロ波発生器４から発生するマイクロ波もしくは該マイクロ波を増幅する増幅器（図示せず）から発生するマイクロ波を、空胴共振器２のマイクロ波照射空間２Ａ内に形成された定在波の共振周波数に一致させることができる。この一致させるとは、完全に一致することが好ましいが、ある範囲内、例えば２ＭＨｚ以内で一致する場合も含むものとする。そして、周波数を一致させたマイクロ波をマイクロ波照射空間２Ａ内に照射させるものである。そのため、空胴共振器２には、マイクロ波照射空間２Ａ内の定在波の周波数を検出する検出部１２が配されていることが好ましい。検出部１２には、マイクロ波照射空間２Ａ内部の電界強度を計測し、その信号を処理して周波数を検出するものであればよい。
具体的には、好ましくは、下記のフィードバック制御部１１によって制御することができる。フィードバック制御部１１は、例えば、マイクロ波発生器４に内蔵されていても、又はマイクロ波発生器４とは別体に構成されていてもよい。このフィードバック制御部１１は、マイクロ波発生器４から発生するマイクロ波もしくは該マイクロ波を増幅する増幅器（図示せず）から発生するマイクロ波を、空胴共振器２のマイクロ波照射空間２Ａ内に形成された定在波の共振周波数に一致させることができる。この一致させるとは、完全に一致することが好ましいが、ある範囲内、例えば２ＭＨｚ以内で一致する場合も含むものとする。そして、周波数を一致させたマイクロ波をマイクロ波照射空間２Ａ内に照射させるものである。そのため、空胴共振器２には、マイクロ波照射空間２Ａ内の定在波の周波数を検出する検出部１２が配されていることが好ましい。検出部１２には、マイクロ波照射空間２Ａ内部の電界強度を計測し、その信号を処理して周波数を検出するものであればよい。
上記フィードバック制御部１１における制御方法の具体的一例を説明する。検出部１２によってマイクロ波照射空間２Ａ内のマイクロ波のエネルギー強度に比例した出力信号を検出する。一方、マイクロ波照射空間２Ａに供給するマイクロ波は、マイクロ波発生器４から発生したマイクロ波もしくはマイクロ波発生器４から発生したマイクロ波を増幅器によって増幅したマイクロ波である。このとき、マイクロ波発生器４から発生する周波数を９１５ＭＨｚ帯全域又は９１５ＭＨｚ帯の一部の帯域で掃引すると、検出部１２からの出力信号は極大値をもつ分布を得る。この極大値はマイクロ波照射空間２Ａ内に定在波が形成できていることを意味しているので、あらかじめＴＭ０ｎ０モードの定在波の共振周波数と比較することで所定のモードの共振周波数を検出することができる。フィードバック制御部１１によって、マイクロ波発生器４から発生するマイクロ波の周波数を、検出したマイクロ波の周波数に一致させる。また、マイクロ波発生器４と空胴共振器２の間に設置する反射波検出器（図示せず）からの反射波信号を用いることもできる。この場合、反射波が小さい、つまり反射波の周波数が極小値となることが、空胴共振器２内にエネルギーが供給され定在波が形成されていることを意味する。したがって、マイクロ波の反射波の極小値からマイクロ波の共振器周波数を導出することもできる。
このようにして、検出部１２によって検出したマイクロ波の共振周波数に一致した周波数のマイクロ波を、マイクロ波発生器４から発生させるようにする。または検出したマイクロ波の共振周波数に一致した周波数のマイクロ波を増幅器から発生させるようにする。
そして、マイクロ波照射空間２Ａ内に周波数を一致させたマイクロ波を供給する。
共振周波数を検出するための操作は定期的に行うことが望ましい。外乱が大きい場合や温度変化、流量変化、組成変化が大きい場合、マイクロ波処理を開始した直後は短い周期たとえば1秒以下で行うことが望ましい。一方外乱が少ない場合や、温度変化、流量変化、組成変化が少ない場合、マイクロ波処理を開始し十分時間が経過し安定したのちは、長い周期、たとえば１分おきで行ってもよい。
共振周波数を検出するためにマイクロ波発生器４からのマイクロ波の周波数を掃引する場合、掃引周波数の幅は狭いほうが望ましい。しかし変動が大きい場合は掃引周波数の幅が少ない場合は掃引周波数内に極大値が見つからない場合がある。その場合は掃引周波数幅を広げて、再度掃引することで共振周波数を検出することも望ましい。
このようにして、検出部１２によって検出したマイクロ波の共振周波数に一致した周波数のマイクロ波を、マイクロ波発生器４から発生させるようにする。または検出したマイクロ波の共振周波数に一致した周波数のマイクロ波を増幅器から発生させるようにする。
そして、マイクロ波照射空間２Ａ内に周波数を一致させたマイクロ波を供給する。
共振周波数を検出するための操作は定期的に行うことが望ましい。外乱が大きい場合や温度変化、流量変化、組成変化が大きい場合、マイクロ波処理を開始した直後は短い周期たとえば1秒以下で行うことが望ましい。一方外乱が少ない場合や、温度変化、流量変化、組成変化が少ない場合、マイクロ波処理を開始し十分時間が経過し安定したのちは、長い周期、たとえば１分おきで行ってもよい。
共振周波数を検出するためにマイクロ波発生器４からのマイクロ波の周波数を掃引する場合、掃引周波数の幅は狭いほうが望ましい。しかし変動が大きい場合は掃引周波数の幅が少ない場合は掃引周波数内に極大値が見つからない場合がある。その場合は掃引周波数幅を広げて、再度掃引することで共振周波数を検出することも望ましい。
本発明のマイクロ波処理装置１の構成について詳説する。
＜空胴共振器＞
有機顔料処理装置１に用いる空胴共振器（空胴共振器）２の形状は、一つのマイクロ波供給口３を有し、マイクロ波を供給した際にシングルモードの定在波が形成されるものであれば特に制限はない。例えば、マイクロ波照射空間２Ａが円筒形又は角筒形の空胴共振器２を用いることができる。本明細書において円筒形の空胴共振器とは、該空胴共振器の中心軸Ｃに直角な内側断面形状が円形であるものの他、当該断面形状が楕円形もしくは長円形であるものを含む意味に用いる。また、角筒形の空胴共振器は、中心軸Ｃに直角な内側断面形状が多角形であるものを意味し、当該断面形状が４～１０角形であることが好ましい。また、多角形の角が、丸みを帯びた形状であってもよい。
空胴共振器２の大きさも上記説明した形態において、目的に応じて適宜に設計することができる。空胴共振器２は電気抵抗率の小さいものが望ましく、通常は金属製であり、一例として、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、黄銅、ステンレス、若しくはそれらの合金等を用いることができる。又は、樹脂やセラミック、金属の表面に電気抵抗率の小さい物質をめっき、蒸着などによりコーティングしてもよい。コーティングには銀、銅、金、スズ、ロジウムを含む材を用いることができる。
＜空胴共振器＞
有機顔料処理装置１に用いる空胴共振器（空胴共振器）２の形状は、一つのマイクロ波供給口３を有し、マイクロ波を供給した際にシングルモードの定在波が形成されるものであれば特に制限はない。例えば、マイクロ波照射空間２Ａが円筒形又は角筒形の空胴共振器２を用いることができる。本明細書において円筒形の空胴共振器とは、該空胴共振器の中心軸Ｃに直角な内側断面形状が円形であるものの他、当該断面形状が楕円形もしくは長円形であるものを含む意味に用いる。また、角筒形の空胴共振器は、中心軸Ｃに直角な内側断面形状が多角形であるものを意味し、当該断面形状が４～１０角形であることが好ましい。また、多角形の角が、丸みを帯びた形状であってもよい。
空胴共振器２の大きさも上記説明した形態において、目的に応じて適宜に設計することができる。空胴共振器２は電気抵抗率の小さいものが望ましく、通常は金属製であり、一例として、アルミニウム、銅、鉄、マグネシウム、黄銅、ステンレス、若しくはそれらの合金等を用いることができる。又は、樹脂やセラミック、金属の表面に電気抵抗率の小さい物質をめっき、蒸着などによりコーティングしてもよい。コーティングには銀、銅、金、スズ、ロジウムを含む材を用いることができる。
＜マイクロ波の供給＞
本発明の有機顔料処理装置１は、マイクロ波発生器４又はマイクロ波増幅器（図示せず）から発生したマイクロ波をマイクロ波供給口３からアンテナ５を介して空胴共振器２内のマイクロ波照射空間２Ａに供給される。
本発明の有機顔料処理装置１は、マイクロ波発生器４又はマイクロ波増幅器（図示せず）から発生したマイクロ波をマイクロ波供給口３からアンテナ５を介して空胴共振器２内のマイクロ波照射空間２Ａに供給される。
上記マイクロ波発生器４としては、発振周波数を例えば９１５ＭＨｚ帯の範囲内にて調整できるマイクロ波発生器を挙げることができる。例えば、半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器や、マグネトロン等のマイクロ波発生器を用いることができる。マイクロ波の周波数を微調整できるという観点から、半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器を用いることが好ましい。半導体固体素子を用いたマイクロ波発生器としては、例えばガンダイオード、アバランシェダイオード（インパットダイオード）、等を用いたマイクロ波発生器が挙げられる。また、マイクロ波発生器から発生したマイクロ波を増幅する増幅器（図示せず）を備えることが好ましい。この増幅器は、一般的な、高周波用の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を用いたマイクロ波増幅器を用いることができる。
図１に示す形態では、空胴共振器２として円筒形の空胴共振器を用いている。その空胴共振器２の中心軸Ｃに平行な壁面（円筒の内面）又はその近傍には、マイクロ波供給口３が設けられている。マイクロ波供給口３は、高周波を印加することができるアンテナ５を有していることが好ましい。アンテナ５としては磁界励起アンテナ、例えばループアンテナ、モノポールアンテナ等を用いることが好ましい。アンテナ５は、ケーブル７を介してマイクロ波発生器４と接続されている。ケーブル７には、例えば同軸ケーブルを用いることができる。
上記アンテナ５の端面は空胴共振器壁面など接地電位と接続することが好ましい。このアンテナ５にマイクロ波（高周波）を印加することで、例えばループアンテナのループ内に磁界が励振され空胴共振器内に定在波を形成する形態とすることができる。
例えば、上記の円筒状の空胴共振器においてＴＭ０１０のシングルモード定在波を形成させた場合、中心軸Ｃにおいて、電界強度が最大になり、中心軸Ｃ方向に電界強度が均一になる。したがって、流通管６において、その内部を流通する有機顔料粒子が分散される分散液３１を、均一に、高効率にマイクロ波加熱することが可能になる。
例えば、上記の円筒状の空胴共振器においてＴＭ０１０のシングルモード定在波を形成させた場合、中心軸Ｃにおいて、電界強度が最大になり、中心軸Ｃ方向に電界強度が均一になる。したがって、流通管６において、その内部を流通する有機顔料粒子が分散される分散液３１を、均一に、高効率にマイクロ波加熱することが可能になる。
上記構成では、マイクロ波発生器４から発せられたマイクロ波を、ケーブル７を介してアンテナ５からマイクロ波照射空間２Ａに供給する。マイクロ波発生器４とアンテナ５の間には、反射波を抑制するための整合器（図示せず）やマイクロ波発生器を保護するためのアイソレータ（図示せず）を設置してもよい。またケーブルの長さを調整することによって整合器の機能を果たすようにしてもよい。
上記有機顔料処理装置１においては、流路６Ａの内径が小さい場合（例えば１ｍｍ以下）である円管の流通管６では、円管の半径方向に有機顔料粒子の移動が十分に行われる。例えば拡散であり、内径が１ｍｍ以下では拡散距離が短いため流通管内の不均一さは問題にならない。そのため、シングルモードの定在波を用いて均一な加熱さえ行えば有機顔料粒子を分散させた分散液３１を均一に加熱処理することが可能である。しかし、３００～１０００ＭＨｚ帯のマイクロ波より得られるＴＭ０ｎ０やＴＥ１０ｎモードの定在波による電界強度極大値とその近傍の領域の径は３ｍｍ以上となる。大量処理のためにそれに合わせて流通管６の流路６Ａを３ｍｍ以上に大径化した場合、バックフロー（逆流）の形成や、層流状態の場合は流速分布により生じる滞留時間分布の影響が無視できなくなる問題が生じる。そのため、有機顔料粒子を分散させた分散液を均一に加熱処理しにくくなり、未反応部分が生じることがあるために、有機顔料処理装置としては好ましくない状態となる。
そこで、とりわけ３００～１０００ＭＨｚ帯のマイクロ波の定在波を利用し均一加熱を行う場合、図１に示すように、流通管６の流路６Ａ内における有機顔料粒子を分散させた分散液３１の滞留時間分布をシャープ化する整流機構５１を設ける必要性が特に発生する。例えば、流通管６のマイクロ波照射空間２Ａに形成される定在波によって加熱される領域の前段部（上流側）に整流機構５１を配することが好ましい。「上流側」とは、ある位置を基準にして分散液が流れて来る側をいい、「下流側」とは、ある位置を基準にして分散液が流れて行く側をいう。また、図３に示すように、マイクロ波照射空間２Ａに形成される定在波によって加熱される領域に整流機構５１を配してもよい。この場合、整流機構５１の位置を除いて、その他の構成は図１に示した有機顔料処理装置１Ａと同様である。本発明において「整流機構」とは、有機顔料粒子の流通管内における加熱状態、滞留時間等を均一化もしくはシャープ化するための機構を意味する。通常は流通管内の速度分布を均一化して滞留時間をシャープ化する。もしくは流通管内に乱流等を生じさせて流通管内を流通中の有機顔料粒子を撹拌することにより、有機顔料粒子の流通管内における加熱状態、滞留時間等を均一化する。すなわち、整流機構５１を通した分散液が均一な速度分布もしくは乱流になって有機顔料粒子とともに流れ行くことを意味する。
上記整流機構５１において未反応部分が生じることを防ぐために得られる好ましいシャープ化された滞留時間の分布とは、例えば平均滞留時間の３／４より短い時間で流通管６を出口まで到達する流体が全体の２５％以下である。より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下である。なお滞留時間分布は、一般的に用いられるトレーサー法等により実験的に確認することができる。
上記整流機構５１において未反応部分が生じることを防ぐために得られる好ましいシャープ化された滞留時間の分布とは、例えば平均滞留時間の３／４より短い時間で流通管６を出口まで到達する流体が全体の２５％以下である。より好ましくは１５％以下であり、さらに好ましくは１０％以下である。なお滞留時間分布は、一般的に用いられるトレーサー法等により実験的に確認することができる。
整流機構５１の代表的な実施形態として、流体を２つ以上に分割し衝突させて混合することによって乱流状態を作る方法、多孔板により均一な流れを作り出す方法、カルマン渦を利用する方法、旋回流を利用する方法、等がある。その他にも、流通管を急角度に変化させて渦流を生み出す方法や回転翼によって渦流を発生させながら液を流通させる方法、流通管中心に回転軸を設けてテイラー渦を発生させる方法、等を用いても滞留時間をシャープ化することができる。また、効率的に乱流を発生させることや速度分布を均一化させるために、同じ機構や別々の機構を複数組み合わせることもできる。
上記流体を２つ以上に分割し衝突させて乱流を作るより具体的構成としては、流通管内に充填物やラインミキサーを設置する構成が挙げられる。図４に示す流通管６の流路６Ａ内に配した上記整流機構５１を構成する充填物５２を用いた際には、流体が充填物５２に衝突して分割される。充填物５２としては中空や中密どちらでも乱流を発生させる機能を有するが、圧力損失の観点から中空のものが好ましい。中空のものでは円筒状のもの、サドル形状のものに加えポールリング、テラレット（登録商標）などの不規則充填物、メッシュ状の規則的充填物を用いることができる。圧力損失の観点から充填物５２の設置部分の空隙率は０．１～０．９が好ましく、より好ましくは０．１～０．８であり、さらに好ましくは、０．１～０．７である。充填物５２の設置部分の厚さＴは流路代表径Ｄの０．８倍以上が好ましく、より好ましくは１倍以上であり、さらに好ましくは２倍以上である。流路代表径Ｄとは、流通管６の流路６Ａの断面形状の面積と等価な面積の円形の直径にて表される。
図５に示す流通管６の流路６Ａ内に配した上記整流機構５１を構成するラインミキサー５３としては、ノリタケカンパニーリミテッド社製のスタティックミキサー、ＳＡＴＡＫＥ ＬＩＮＥ ＭＩＸＩＥＲ（佐竹化学機械工業社製）、などが挙げられる。このラインミキサー５３のエレメント５３Ａ，５３Ｂには、捻り羽状のものなど一般的なものを用いることができる。上記ラインミキサーを用いた場合はエレメント５３Ａ、５３Ｂで流体が分割されるが、上記整流を目的とする場合は各エレメント５３Ａ、５３Ｂを２回以上通過させることが好ましく、より好ましくは３回以上であり、さらに好ましくは４回以上である。
図５に示す流通管６の流路６Ａ内に配した上記整流機構５１を構成するラインミキサー５３としては、ノリタケカンパニーリミテッド社製のスタティックミキサー、ＳＡＴＡＫＥ ＬＩＮＥ ＭＩＸＩＥＲ（佐竹化学機械工業社製）、などが挙げられる。このラインミキサー５３のエレメント５３Ａ，５３Ｂには、捻り羽状のものなど一般的なものを用いることができる。上記ラインミキサーを用いた場合はエレメント５３Ａ、５３Ｂで流体が分割されるが、上記整流を目的とする場合は各エレメント５３Ａ、５３Ｂを２回以上通過させることが好ましく、より好ましくは３回以上であり、さらに好ましくは４回以上である。
上記多孔板によって均一な流れを作り出す構成の一例としては、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す流通管６の流路６Ａ内に配した上記整流機構５１を構成する多孔板５４が挙げられる。多孔板５４の配置は、孔径が流通管代表径Ｄの１／３以下である孔５５が多数開いた多孔板５４を１つ（図６（Ａ）参照）もしくは適する間隔Ｌ毎に複数（図６（Ｂ）参照）に設置する構成が挙げられる。図面では、複数に設置した多孔板５４を３個設置した例を示したが、多孔板５４の個数は２個以上の複数個であればよい。多孔板５４の孔５５の孔径や配置（図７（Ａ）、（Ｂ）参照）や、多孔板５４の段数は、流体の粘性や多孔板到達前の流れ状態に合わせて適宜調整することができる。圧力損失の観点から孔面積と流路断面積の比率は１／４以上が好ましく、１／２以上であることがより好ましい。
上記カルマン渦を発生させる構成としては、図８（Ａ）、（Ｂ）に示す流通管６の流路６Ａ内に配した上記整流機構５１を構成する曲面構造物５６が挙げられる。曲面構造物５６は、配置や段数は、流体の粘性や曲面構造物５６到達前の流れ状態に合わせて適宜調整することができる。曲面構造物５６は、流路６Ａ内に球体を扁平にした曲面体や円柱などの曲面を有する構造物を設置することで達成される。
一例として図９（Ａ）～（Ｆ）に示すような球体を扁平にした曲面体（例えば、扁平な長円回転体）５７Ａを有する構造体を流路６Ａの中心部（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）や流路６の内壁面６Ｗ（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）に配置する。図９（Ａ）、（Ｂ）に示す曲面構造物５６（５６－１）は、曲面体５７Ａを中心にして、流路の内壁面６Ｗに支持される円柱状の支持体５７Ｂ、５７Ｃを、曲面体５７Ａを挟んで、例えば、対向する位置に直線状に配したものである。
図９（Ｃ）、（Ｄ）に示す曲面構造物５６（５６－２）は、流路の内壁面６Ｗに、複数（例えば、４個）の曲面体（例えば、長円回転体）５７Ｄを、等間隔に配したものである。
図９（Ｅ）、（Ｆ）に示す曲面構造物５６（５６－３）は、流路の内壁面６Ｗに支持される、円柱状を支持体５７Ｅ、５７Ｆを十字に構成したものである。
上記カルマン渦を発生させるための最適な上記構造は流体の流速や粘度などにより変化することから具体的な構造は限定されないが、圧力損失が小さい方が好ましい。つまり開口面積が大きいほうが好ましい。開口面積は、流路６の断面積から上流側からみた曲面構造物５６の投影面積を引いた面積であり、流路断面積の１／５以上であることが好ましく、１／４以上であることがより好ましい。また、曲面構造物５６として、市販のジェイエムエス社製のスタティックミキサー２８００などを用いることでもカルマン渦を発生させ整流することができる。
一例として図９（Ａ）～（Ｆ）に示すような球体を扁平にした曲面体（例えば、扁平な長円回転体）５７Ａを有する構造体を流路６Ａの中心部（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）や流路６の内壁面６Ｗ（図８（Ａ）、（Ｂ）参照）に配置する。図９（Ａ）、（Ｂ）に示す曲面構造物５６（５６－１）は、曲面体５７Ａを中心にして、流路の内壁面６Ｗに支持される円柱状の支持体５７Ｂ、５７Ｃを、曲面体５７Ａを挟んで、例えば、対向する位置に直線状に配したものである。
図９（Ｃ）、（Ｄ）に示す曲面構造物５６（５６－２）は、流路の内壁面６Ｗに、複数（例えば、４個）の曲面体（例えば、長円回転体）５７Ｄを、等間隔に配したものである。
図９（Ｅ）、（Ｆ）に示す曲面構造物５６（５６－３）は、流路の内壁面６Ｗに支持される、円柱状を支持体５７Ｅ、５７Ｆを十字に構成したものである。
上記カルマン渦を発生させるための最適な上記構造は流体の流速や粘度などにより変化することから具体的な構造は限定されないが、圧力損失が小さい方が好ましい。つまり開口面積が大きいほうが好ましい。開口面積は、流路６の断面積から上流側からみた曲面構造物５６の投影面積を引いた面積であり、流路断面積の１／５以上であることが好ましく、１／４以上であることがより好ましい。また、曲面構造物５６として、市販のジェイエムエス社製のスタティックミキサー２８００などを用いることでもカルマン渦を発生させ整流することができる。
上記旋回流は、例えば管壁面に対して遠心力が働くように液を供給することで発生させることができる。図１０（Ａ）に示すように流通管６の流れ方向に対して垂直の成分を持つように角度をつけて液を供給する配管５８を配することによって旋回流を発生させることができる。また、旋回流を安定的に発生させるために、図１０（Ｂ）に示すように、事前に流通液を２分割やそれ以上に分割して供給することもできる。図面では配管５８Ａ、５８Ｂによって２分割した構成を示した。さらに図１０（Ｃ）に示すように、流通管６の流路６Ａの中心に円柱状構造物５９を設置することで旋回流を好適に発生させることができる。円柱状構造物５９の側面には、例えばらせん状の溝（図示せず）を設けることも可能である。また、円柱状構造物のかわりに円錐状構造物を配してもよい。上記旋回流を得るためには十分な流速が必要であることから側面から供給される１つの流路の断面積は流通管６の断面積の４／５分以下であることが好ましく、３／５以下であることがより好ましい。
整流機構５１は、設置が簡便であることから特に上記した充填物を用いることが好ましい。充填物の材質としては金属、ガラス、セラミックス、樹脂製のものがある。いずれのものも本実施形態にて用いることができるが、材質によってマイクロ波の反射や吸収によって電界を乱し、加熱効率が落ちることや異常発熱の問題が生じる懸念があるため、マイクロ波を吸収しない材質が好ましい。そのような材質の例としてパイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラスなどのガラス、セラミックス、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などがあり、より好ましくはフッ素樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＰＳ樹脂などの樹脂製のものがある。
上記有機顔料処理装置１には、流通管６の入口６ＩＮ側に有機顔料粒子を分散させた分散液（単に分散液ともいう）３１を供給する原料タンク６１が配管６２を介して接続されていることが好ましい。この配管６２には、原料タンク６１から分散液３１を、流通管６に送る送液手段６３として、例えば送液ポンプが配されていることが好ましい。また、流通管６の出口６ＯＵＴ側（下流側）には、配管６４を介して処理済みの分散液を収納する受け容器６５が接続されている。この配管６４には流通管６の出口６ＯＵＴ付近に、処理した分散液の温度を測定する温度測定器４１が設置されていることが好ましい。さらに、配管６４には、加熱処理済の分散液を冷却する冷却器６６を備えることが好ましい。この冷却器６６は、一例として、二重管式冷却管を用いることができるが、分散液が冷却されるものであればその他の構成の冷却器を用いてもよい。また、冷却器６６の下流側には分散液の温度を測定する温度測定器４２が設置されることが好ましい。
本発明の有機顔料処理装置１（１Ｂ）は、複数の空胴共振器２をその中心軸Ｃ方向に直列に配列したものであってもよい。
すなわち、図１１に示すように、有機顔料処理装置１（１Ｂ）は、上記した有機顔料処理装置１Ａを複数段に構成したものであり、具体的には複数の空胴共振器２を積層状態に、直列に配したものである。図面では一例として、３個の空胴共振器２１、２２、２３を上下方向に順に積層したものを示した。空胴共振器２の個数は３個に限定されるものではない。空胴共振器２の個数は、２個以上数千個程度まで積層することも可能である。複数の空胴共振器２には、直列連結方向にてかつ各空胴共振器２内に形成される定在波のエネルギーが極大となり、軸方向には均一となる部分に貫通する流通管６が配されている。この場合、流通管６内に有機顔料粒子が流通する。例えば、ＴＭ０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）の定在波が発生する円筒形の空胴共振器２の場合、円筒の中心軸Ｃの電界強度が極大となり該中心軸Ｃに沿っては電界強度が均一となるため、流通管６は円筒形の中心軸Ｃにそって（中心軸上に）配されることが好ましい。
各空胴共振器２には、それぞれにマイクロ波発生器４が配され、各空胴共振器２に対して個別にマイクロ波が供給される。マイクロ波周波数には９１５ＭＨｚ帯の周波数が用いられる。
すなわち、図１１に示すように、有機顔料処理装置１（１Ｂ）は、上記した有機顔料処理装置１Ａを複数段に構成したものであり、具体的には複数の空胴共振器２を積層状態に、直列に配したものである。図面では一例として、３個の空胴共振器２１、２２、２３を上下方向に順に積層したものを示した。空胴共振器２の個数は３個に限定されるものではない。空胴共振器２の個数は、２個以上数千個程度まで積層することも可能である。複数の空胴共振器２には、直列連結方向にてかつ各空胴共振器２内に形成される定在波のエネルギーが極大となり、軸方向には均一となる部分に貫通する流通管６が配されている。この場合、流通管６内に有機顔料粒子が流通する。例えば、ＴＭ０ｎ０モード（ｎは１以上の整数）の定在波が発生する円筒形の空胴共振器２の場合、円筒の中心軸Ｃの電界強度が極大となり該中心軸Ｃに沿っては電界強度が均一となるため、流通管６は円筒形の中心軸Ｃにそって（中心軸上に）配されることが好ましい。
各空胴共振器２には、それぞれにマイクロ波発生器４が配され、各空胴共振器２に対して個別にマイクロ波が供給される。マイクロ波周波数には９１５ＭＨｚ帯の周波数が用いられる。
上記の有機顔料処理装置１Ｂでは、内部に有機顔料粒子が流通する流通管６を配した空胴共振器２に対して、マイクロ波発生器４からマイクロ波を供給し、マイクロ波照射空間２Ａに定在波を形成する。その定在波の電界強度が極大となる部分によって流通管６内の有機顔料粒子を加熱する。上記マイクロ波処理装置１では、空胴共振器２に設けられたマイクロ波供給口３からアンテナ５を介して定在波を形成するマイクロ波がマイクロ波照射空間２Ａに供給される。
上記有機顔料処理装置１Ｂは有機顔料処理装置１と同様に、流通管６の入口６ＩＮ側には、図示はしていない配管を介して原料タンクが接続され、その配管には送液ポンプが配されていることが好ましい。また、流通管６の出口６ＯＵＴ側には、図示はしていない配管を介して処理済みの有機顔料粒子を収納する受け容器が接続されることが好ましい。また受け容器に接続する配管には有機顔料粒子を冷却する冷却器を備え、冷却器の上流側及び下流側には有機顔料粒子の温度を測定する温度測定器が設置されていることが好ましい。
上記有機顔料処理装置１Ｂは有機顔料処理装置１と同様に、流通管６の入口６ＩＮ側には、図示はしていない配管を介して原料タンクが接続され、その配管には送液ポンプが配されていることが好ましい。また、流通管６の出口６ＯＵＴ側には、図示はしていない配管を介して処理済みの有機顔料粒子を収納する受け容器が接続されることが好ましい。また受け容器に接続する配管には有機顔料粒子を冷却する冷却器を備え、冷却器の上流側及び下流側には有機顔料粒子の温度を測定する温度測定器が設置されていることが好ましい。
上記整流機構５１を設置する流通管６内の位置としては、流通管６の加熱領域（マイクロ波照射空間２Ａ内）の前段でもよく、または加熱領域内でもよい。加熱領域が複数段ある場合は、空胴共振器間でもよく、もしくは空胴共振器内、または空胴共振器内及び空胴共振器間の全領域であってもよい。
例えば、前述の図１に示したように、空胴共振器２の前段（上流側）における空胴共振器２を貫通する流通管６内に整流機構５１を配することが好ましい。
また前述の図３に示したように、空胴共振器２を貫通する流通管６の空胴共振器２内及びその前段と後段とにわたって整流機構５１を配することが好ましい。
また、図１２に示すように、複数の空胴共振器２のそれぞれの前段及び後段に位置する流通管６内に複数の整流機構５１を配することが好ましい。
さらに、図１３に示すように、複数の空胴共振器２内に配された流通管６内の位置に整流機構５１を配することが好ましい。
上記図３に示した有機顔料処理装置１は、整流機構５１以外は前述の図１に示した有機顔料処理装置１Ａと同様に構成され、上記図１２及び１３に示した有機顔料処理装置１は、整流機構５１以外は前述の図１１に示した有機顔料処理装置１Ｂと同様に構成される。
例えば、前述の図１に示したように、空胴共振器２の前段（上流側）における空胴共振器２を貫通する流通管６内に整流機構５１を配することが好ましい。
また前述の図３に示したように、空胴共振器２を貫通する流通管６の空胴共振器２内及びその前段と後段とにわたって整流機構５１を配することが好ましい。
また、図１２に示すように、複数の空胴共振器２のそれぞれの前段及び後段に位置する流通管６内に複数の整流機構５１を配することが好ましい。
さらに、図１３に示すように、複数の空胴共振器２内に配された流通管６内の位置に整流機構５１を配することが好ましい。
上記図３に示した有機顔料処理装置１は、整流機構５１以外は前述の図１に示した有機顔料処理装置１Ａと同様に構成され、上記図１２及び１３に示した有機顔料処理装置１は、整流機構５１以外は前述の図１１に示した有機顔料処理装置１Ｂと同様に構成される。
温度保持時間の制御のために、空胴共振器２の後段に保温部（図示せず）を取り付けることが好ましい。保温部は、マイクロ波により所定温度まで急速加熱された分散液を、顔料粒子が所望の結晶形や所望の粒子サイズに変化が完了するまで温度を保持するものである。例えば、有機顔料に上記の変化が起こる温度であり、空胴共振器２に配した流通管６内の分散液と同じかそれに近い温度、例えば±１０℃で保温することが好ましい。また加熱された分散液３１を冷やすために、例えば、保温部の後段に冷却部（例えば、２重熱交換器）６６を取り付けることが好ましい。分散液３１の冷却は、例えば、過度の粒子成長を防ぐという観点から、５０℃程度に冷却することが好ましく、より好ましくは４０℃、さらに好ましくは３０℃に冷却する。冷却の方法としては分散液３１を冷却水と混合して温度下げる方法も用いることができる。
上記マイクロ波処理装置１において、マイクロ波発生器４から供給されるマイクロ波は、周波数を調整して供給される。周波数の調整により、空胴共振器２内に形成される定在波の電界強度分布を所望の分布状態に制御し、またマイクロ波の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、有機顔料を含む分散液３１の加熱状態を制御することができる。
なお、マイクロ波供給口３から供給されるマイクロ波の周波数は、空胴共振器２内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。またマイクロ波処理装置１Ｂにおける各空胴共振器内に形成される定在波の種類（モード）は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
なお、マイクロ波供給口３から供給されるマイクロ波の周波数は、空胴共振器２内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。またマイクロ波処理装置１Ｂにおける各空胴共振器内に形成される定在波の種類（モード）は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
［有機顔料処理方法］
有機顔料処理方法は、空胴共振器２内のマイクロ波照射空間２Ａにマイクロ波を照射する。そして、該マイクロ波照射空間２Ａ内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波を形成する。該定在波を用いて有機顔料粒子を処理する。マイクロ波には９１５ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を用いる。また定在波のエネルギー（電界）強度が極大となる部分に沿って流通管６を配する。
有機顔料処理方法には、上述の有機顔料処理装置１Ａ又は１Ｂを用いることが好ましい。以下、有機顔料処理装置１Ａの場合を説明するが、有機顔料処理装置１Ｂを用いた場合も有機顔料処理装置１Ａと同様に適用できる。
具体的には、上記有機顔料処理装置１Ａを用いて流通管６内の有機顔料粒子を含む分散液３１の加熱を行うことができる。まずマイクロ波発生器４から上記のように周波数を調整して供給されるマイクロ波を、空胴共振器２のマイクロ波照射空間２Ａ内に供給する。周波数の調整により、空胴共振器２内に形成される定在波の電界強度分布を所望の分布状態に制御することができ、またマイクロ波の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、流通管６内（内部空間６Ａ）の分散液３１の加熱状態（温度）を精密に制御することが可能になる。この温度制御によって、有機顔料粒子の反応を制御することができる。
上記マイクロ波の周波数は上記９１５ＭＨｚ帯の周波数であり、マイクロ波照射空間２Ａ内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。なお、有機顔料処理装置１Ｂの場合、各空胴共振器内に形成される定在波の種類（モード）は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
有機顔料処理方法は、空胴共振器２内のマイクロ波照射空間２Ａにマイクロ波を照射する。そして、該マイクロ波照射空間２Ａ内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波を形成する。該定在波を用いて有機顔料粒子を処理する。マイクロ波には９１５ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を用いる。また定在波のエネルギー（電界）強度が極大となる部分に沿って流通管６を配する。
有機顔料処理方法には、上述の有機顔料処理装置１Ａ又は１Ｂを用いることが好ましい。以下、有機顔料処理装置１Ａの場合を説明するが、有機顔料処理装置１Ｂを用いた場合も有機顔料処理装置１Ａと同様に適用できる。
具体的には、上記有機顔料処理装置１Ａを用いて流通管６内の有機顔料粒子を含む分散液３１の加熱を行うことができる。まずマイクロ波発生器４から上記のように周波数を調整して供給されるマイクロ波を、空胴共振器２のマイクロ波照射空間２Ａ内に供給する。周波数の調整により、空胴共振器２内に形成される定在波の電界強度分布を所望の分布状態に制御することができ、またマイクロ波の出力によって定在波の強度を調整することができる。つまり、流通管６内（内部空間６Ａ）の分散液３１の加熱状態（温度）を精密に制御することが可能になる。この温度制御によって、有機顔料粒子の反応を制御することができる。
上記マイクロ波の周波数は上記９１５ＭＨｚ帯の周波数であり、マイクロ波照射空間２Ａ内に特定のシングルモード定在波を形成することができるものである。なお、有機顔料処理装置１Ｂの場合、各空胴共振器内に形成される定在波の種類（モード）は、異なっていてもよいが、同じであることが好ましい。
＜有機顔料＞
本発明に用いる有機顔料に特に制限はなく、着色材料として用いられる有機顔料を広く用いることができる。
有機顔料の加熱による結晶転移は熱力学的作用によって生じる。そのため、本発明に用いることができる有機顔料は特に限定されるものではなく、とりうる結晶型が複数存在するすべての有機顔料に応用できる。代表的な有機顔料としては例えば、アゾ顔料、多環式顔料等が挙げられる。これらの有機顔料は、例えば、特開２０１６－１９３９６２号公報の段落［００１６］及び［００１７］に記載されているものを挙げることができる。
本発明に用いる有機顔料に特に制限はなく、着色材料として用いられる有機顔料を広く用いることができる。
有機顔料の加熱による結晶転移は熱力学的作用によって生じる。そのため、本発明に用いることができる有機顔料は特に限定されるものではなく、とりうる結晶型が複数存在するすべての有機顔料に応用できる。代表的な有機顔料としては例えば、アゾ顔料、多環式顔料等が挙げられる。これらの有機顔料は、例えば、特開２０１６－１９３９６２号公報の段落［００１６］及び［００１７］に記載されているものを挙げることができる。
＜有機顔料のマイクロ波加熱＞
有機顔料は一般的に分子の対象性が高く、マイクロ波の吸収性は低い。したがって、好ましくは、マイクロ波を吸収する媒体中に有機顔料を分散した状態の有機顔料粒子の分散液を調製し、この分散液を流通管内に流通させてマイクロ波の定在波により加熱することが好ましい。
有機顔料は一般的に分子の対象性が高く、マイクロ波の吸収性は低い。したがって、好ましくは、マイクロ波を吸収する媒体中に有機顔料を分散した状態の有機顔料粒子の分散液を調製し、この分散液を流通管内に流通させてマイクロ波の定在波により加熱することが好ましい。
加熱処理で顔料粒子は成長するため、粉砕や再沈法で目的の用途で使用される粒子サイズよりも微細化しておくことも好ましい。着色用途やハイテク分野に顔料粒子を用いる観点から、５．０μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以下がより好ましく、０．１μｍ以下がさらに好ましい。
例えば銅フタロシアニンの場合、化学合成後の顔料（「粗顔料」や「クルード」と呼ばれる）の粒子サイズは実用される粒子サイズよりも相当に大きい（例えば１０～１００倍以上の粒子直径）。そのため、粉砕等よる微細化処理を行うが、それによって微細化とともに結晶形も変わってしまう（一般に合成直後はβ型、微細化処理後はα型）。そこで微細化処理後に加熱処理で所望の結晶に変化させるとともに粒子径サイズも微細化工程で小さくなりすぎている場合は所望のものに整える必要が生じる。
ただし、顔料によっては合成直後の粒子が小さいために、微細化処理を経ずに加熱で粒子サイズを大きくするだけで良いものもある。
例えば銅フタロシアニンの場合、化学合成後の顔料（「粗顔料」や「クルード」と呼ばれる）の粒子サイズは実用される粒子サイズよりも相当に大きい（例えば１０～１００倍以上の粒子直径）。そのため、粉砕等よる微細化処理を行うが、それによって微細化とともに結晶形も変わってしまう（一般に合成直後はβ型、微細化処理後はα型）。そこで微細化処理後に加熱処理で所望の結晶に変化させるとともに粒子径サイズも微細化工程で小さくなりすぎている場合は所望のものに整える必要が生じる。
ただし、顔料によっては合成直後の粒子が小さいために、微細化処理を経ずに加熱で粒子サイズを大きくするだけで良いものもある。
＜加圧＞
溶媒の沸点を超える温度で加熱処理を行う場合は、流通管６の流路６Ａ内を加圧することが好ましい。
流路６Ａ内の加圧手段として流通管６の出口６ＯＵＴに背圧弁（図示せず）を設けることが好ましい。背圧弁は、定量ポンプの吐出配管上に設置され、オーバーフィード現象やサイホン現象を防止する圧力調整弁であり、圧力（背圧）をかけることにより、規定量より過大に吐出されることを防ぐことができる。オーバーフィード現象とは、吐出の勢い（慣性）によって、ポンプが停止しても液体が流れ続ける現象のことである。また、サイホン現象とは、ポンプ吐出側配管の先端位置が、吸込側タンクの液面より低い場合に、ポンプを止めても薬液が自然に吸い出されて流れ続ける現象のことである。
溶媒の沸点を超える温度で加熱処理を行う場合は、流通管６の流路６Ａ内を加圧することが好ましい。
流路６Ａ内の加圧手段として流通管６の出口６ＯＵＴに背圧弁（図示せず）を設けることが好ましい。背圧弁は、定量ポンプの吐出配管上に設置され、オーバーフィード現象やサイホン現象を防止する圧力調整弁であり、圧力（背圧）をかけることにより、規定量より過大に吐出されることを防ぐことができる。オーバーフィード現象とは、吐出の勢い（慣性）によって、ポンプが停止しても液体が流れ続ける現象のことである。また、サイホン現象とは、ポンプ吐出側配管の先端位置が、吸込側タンクの液面より低い場合に、ポンプを止めても薬液が自然に吸い出されて流れ続ける現象のことである。
＜有機顔料粒子の分散液＞
定在波を吸収するエネルギーは下記式１中のＰによって示されるため、導電率や誘電損率の高い分散液を用いることが好ましい。分散液としては、導電率が、１０－５Ｓ／ｍ以上が好ましく、１０－４Ｓ／ｍ以上がより好ましく、１０－３Ｓ／ｍ以上がさらに好ましい。ただし、導電率が１０５Ｓ／ｍより大きいと定在波形成を阻害するため不適切である。また誘電損率（比誘電率εｒと誘電正接ｔａｎδを掛けた値）が、０．０１以上が好ましく、０．１以上がより好ましく、１以上がさらに好ましい。例えば、水、電解質が溶解した水溶液（酸、アルカリ、塩類）、極性液体類として、Ｎ－メチル－２ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどのアミド類、１－プロパノール、エタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類、エーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類が挙げられ、上記のうち２種以上の混合した媒質であってもよい。
定在波の吸収性を高めるための添加剤として上記のものにイオン液体や塩類などの電解質、磁性材料の粒子（酸化鉄等）、導電性材料の粒子（カーボン）などを加えてもよい。
さらにはトルエン、キシレンなどの無極性液体であっても上記の液体や添加剤を加えたものを分散液として用いることができる。
定在波を吸収するエネルギーは下記式１中のＰによって示されるため、導電率や誘電損率の高い分散液を用いることが好ましい。分散液としては、導電率が、１０－５Ｓ／ｍ以上が好ましく、１０－４Ｓ／ｍ以上がより好ましく、１０－３Ｓ／ｍ以上がさらに好ましい。ただし、導電率が１０５Ｓ／ｍより大きいと定在波形成を阻害するため不適切である。また誘電損率（比誘電率εｒと誘電正接ｔａｎδを掛けた値）が、０．０１以上が好ましく、０．１以上がより好ましく、１以上がさらに好ましい。例えば、水、電解質が溶解した水溶液（酸、アルカリ、塩類）、極性液体類として、Ｎ－メチル－２ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどのアミド類、１－プロパノール、エタノールなどのアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール類、メチルエチルケトンなどのケトン類、エーテル類、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類が挙げられ、上記のうち２種以上の混合した媒質であってもよい。
定在波の吸収性を高めるための添加剤として上記のものにイオン液体や塩類などの電解質、磁性材料の粒子（酸化鉄等）、導電性材料の粒子（カーボン）などを加えてもよい。
さらにはトルエン、キシレンなどの無極性液体であっても上記の液体や添加剤を加えたものを分散液として用いることができる。
＜有機顔料粒子の分散液への添加剤＞
有機顔料粒子の分散液には、目的の結晶形の顔料、顔料分散剤、粘度調整剤、定在波により発熱する物質を加えることもできる。
有機顔料粒子の分散液には、目的の結晶形の顔料、顔料分散剤、粘度調整剤、定在波により発熱する物質を加えることもできる。
＜加熱温度＞
顔料を加熱する温度は、顔料粒子の成長や結晶転移が生じる温度であればいずれでもよい。温度が低すぎると、粒子成長や結晶転移が遅くなり加熱時間が増大することになることから、例えば５０℃以上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。他方、温度が高すぎる場合は顔料が分解してしまうため、通常は３００℃以下であり、好ましくは２５０℃以下であり、より好ましくは２００℃以下である。
顔料を加熱する温度は、顔料粒子の成長や結晶転移が生じる温度であればいずれでもよい。温度が低すぎると、粒子成長や結晶転移が遅くなり加熱時間が増大することになることから、例えば５０℃以上、好ましくは７０℃以上、より好ましくは８０℃以上である。他方、温度が高すぎる場合は顔料が分解してしまうため、通常は３００℃以下であり、好ましくは２５０℃以下であり、より好ましくは２００℃以下である。
＜顔料結晶の同定方法＞
顔料結晶の同定はＣｕ－Ｋα線によるＸ線回折法（ＸＲＤ）によって行った。
顔料結晶の同定はＣｕ－Ｋα線によるＸ線回折法（ＸＲＤ）によって行った。
＜顔料粒子の平均粒径の測定方法＞
透過型電子顕微鏡を用いて視野内の有機顔料粒子を撮影し、二次元画像上の有機顔料粒子の一次粒子の５０個につき、その最大径（長径）を各々求め、その平均値を平均粒径とした。また一定視野における個数から粒子径の分布を統計的に求めることもできる。
透過型電子顕微鏡を用いて視野内の有機顔料粒子を撮影し、二次元画像上の有機顔料粒子の一次粒子の５０個につき、その最大径（長径）を各々求め、その平均値を平均粒径とした。また一定視野における個数から粒子径の分布を統計的に求めることもできる。
＜実施例に用いる処理装置＞
実施例１～３には、前述の図１に示した有機顔料処理装置１を用いた。
流通管６は外径１０ｍｍ、内径６ｍｍの石英ガラス製の流通管を用い、流通管６の整流機構５１として、外径３ｍｍ、内径２ｍｍ、長さ２ｍｍのフッ素樹脂製リング４０個を充填した。
実施例１～３には、前述の図１に示した有機顔料処理装置１を用いた。
流通管６は外径１０ｍｍ、内径６ｍｍの石英ガラス製の流通管を用い、流通管６の整流機構５１として、外径３ｍｍ、内径２ｍｍ、長さ２ｍｍのフッ素樹脂製リング４０個を充填した。
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定して解釈されるものではない。
［製造例１］
銅フタロシアニン１５部を９６質量％濃硫酸（和光純薬工業株式会社製）１００ｍＬに溶解した顔料溶解液を氷水１０００部にマグネチックスターラーにて激しく撹拌しながら加え、顔料分散液を得た。顔料分散液を水で十分ろ過して洗浄し、顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。ＸＲＤによって結晶形を確認するとα型に特徴的である２θ＝６．８°、７．３°のピークを検出し、その他の結晶由来のピークは検出されなかったことからα型であることを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は３５ｎｍであった。
銅フタロシアニン１５部を９６質量％濃硫酸（和光純薬工業株式会社製）１００ｍＬに溶解した顔料溶解液を氷水１０００部にマグネチックスターラーにて激しく撹拌しながら加え、顔料分散液を得た。顔料分散液を水で十分ろ過して洗浄し、顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。ＸＲＤによって結晶形を確認するとα型に特徴的である２θ＝６．８°、７．３°のピークを検出し、その他の結晶由来のピークは検出されなかったことからα型であることを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は３５ｎｍであった。
［製造例２］
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４の１５部をジメチルスルホキシド３１９質量部（和光純薬工業株式会社製）とナトリウムメトキシドの２８質量％メタノール溶液１１質量部（シグマアルドリッチ社製）との混合溶媒中に９０℃で溶解させた顔料溶解液を得た。顔料溶解液を４℃の５質量％塩酸水溶液１２００質量部にマグネチックスターラーにて激しく撹拌しながら加え、顔料分散液を得た。顔料分散液を水で十分ろ過で洗浄し、顔料ケーキを得た。ＸＲＤによって結晶形を確認するとβ型に特徴的な２θ＝５．８°が検出され、その他の結晶由来のピークは検出されなかったことからβ型であることを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は４０ｎｍであった。
Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４の１５部をジメチルスルホキシド３１９質量部（和光純薬工業株式会社製）とナトリウムメトキシドの２８質量％メタノール溶液１１質量部（シグマアルドリッチ社製）との混合溶媒中に９０℃で溶解させた顔料溶解液を得た。顔料溶解液を４℃の５質量％塩酸水溶液１２００質量部にマグネチックスターラーにて激しく撹拌しながら加え、顔料分散液を得た。顔料分散液を水で十分ろ過で洗浄し、顔料ケーキを得た。ＸＲＤによって結晶形を確認するとβ型に特徴的な２θ＝５．８°が検出され、その他の結晶由来のピークは検出されなかったことからβ型であることを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は４０ｎｍであった。
［実施例１］
製造例１で得たα型銅フタロシアニン２００部をＮ－メチル－２－ピロリドン１０００部に加えて分散し、分散液とした。有機顔料処理装置には、図１に示した有機顔料処理装置１を用いた。この空胴共振器２は、９１５ＭＨｚ帯のマイクロ波を照射してＴＭ０１０の定在波が形成されるものを用い、マイクロ波照射空間２Ａの中心軸Ｃ方向の高さは５ｃｍのものを用いた。また流通管６には、外径が１０ｍｍ、内径が６ｍｍの石英管を用いた。この流通管６の空胴共振器内に配される部分の長さは４０ｍｍである。送液手段６３の送液ポンプには、モーノポンプ（兵神装備社製２ＮＬ型（商品名））を用いて流通管６に通液し、空胴共振器２内にて加熱処理を行った。このとき流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は１５秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１６０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液を純水でろ過洗浄し、顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ、α型由来のピーク２θ＝７．３°が検出されなくなっており、β型の特徴的なピークである２θ＝７．０°、９．２°を検出した。したがって、全てβ型に変換されていることを確認した。上記の乾燥顔料の平均粒径は１４５ｎｍであった。
製造例１で得たα型銅フタロシアニン２００部をＮ－メチル－２－ピロリドン１０００部に加えて分散し、分散液とした。有機顔料処理装置には、図１に示した有機顔料処理装置１を用いた。この空胴共振器２は、９１５ＭＨｚ帯のマイクロ波を照射してＴＭ０１０の定在波が形成されるものを用い、マイクロ波照射空間２Ａの中心軸Ｃ方向の高さは５ｃｍのものを用いた。また流通管６には、外径が１０ｍｍ、内径が６ｍｍの石英管を用いた。この流通管６の空胴共振器内に配される部分の長さは４０ｍｍである。送液手段６３の送液ポンプには、モーノポンプ（兵神装備社製２ＮＬ型（商品名））を用いて流通管６に通液し、空胴共振器２内にて加熱処理を行った。このとき流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は１５秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１６０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液を純水でろ過洗浄し、顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ、α型由来のピーク２θ＝７．３°が検出されなくなっており、β型の特徴的なピークである２θ＝７．０°、９．２°を検出した。したがって、全てβ型に変換されていることを確認した。上記の乾燥顔料の平均粒径は１４５ｎｍであった。
［実施例２］
製造例１で得たα型銅フタロシアニン１００部と平均粒径８０ｎｍのＤＩＣ株式会社製ε型銅フタロシアニン（ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＢＬＵＥ ＡＥ－８（商品名））１００部をＮ－メチル－２－ピロリドン１０００部に加えて分散した分散液を被処理対象物とした。実施例１と同様の有機顔料処理装置１（図１参照）を用いて加熱処理を行った。このときの流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は１５秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１３０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液をろ過洗浄し顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ全てε型の銅フタロシアニンに変換されていた。ＸＲＤによりα型由来のピーク２θ＝７．３°が検出されなくなっており、ε型の特徴的なピークである２θ＝７．６°、９．２°を検出した。したがって全てε型に変換されたことを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は１１５ｎｍであった。
製造例１で得たα型銅フタロシアニン１００部と平均粒径８０ｎｍのＤＩＣ株式会社製ε型銅フタロシアニン（ＦＡＳＴＯＧＥＮ ＢＬＵＥ ＡＥ－８（商品名））１００部をＮ－メチル－２－ピロリドン１０００部に加えて分散した分散液を被処理対象物とした。実施例１と同様の有機顔料処理装置１（図１参照）を用いて加熱処理を行った。このときの流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は１５秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１３０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液をろ過洗浄し顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ全てε型の銅フタロシアニンに変換されていた。ＸＲＤによりα型由来のピーク２θ＝７．３°が検出されなくなっており、ε型の特徴的なピークである２θ＝７．６°、９．２°を検出した。したがって全てε型に変換されたことを確認した。上記乾燥顔料の平均粒径は１１５ｎｍであった。
［実施例３］
製造例２のとおりに合成したβ型ピグメントレッド２５４を１０部、それをエチレングリコール１００部に加えて分散した分散液を被処理対象物とした。実施例１と同様の有機顔料処理装置１（図１参照）を用いて加熱処理を行った。このときの流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は２秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１５０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液をろ過洗浄し顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ、α型に特徴的なピーク２θ＝７．４°のピークが検出され、β型に特徴的な２θ＝５．８°のピークは検出されなかった。すなわち全てα型に変換されていた。上記乾燥顔料の平均粒径は８０ｎｍであった。
製造例２のとおりに合成したβ型ピグメントレッド２５４を１０部、それをエチレングリコール１００部に加えて分散した分散液を被処理対象物とした。実施例１と同様の有機顔料処理装置１（図１参照）を用いて加熱処理を行った。このときの流量と流通管６の流路６Ａの容積とから計算される平均滞留時間は２秒であった。また、マイクロ波加熱部の後段部分の温度（温度測定器４１の測定温度）は１５０℃であり、所望の温度に制御できた。配管６４の出口６４ＯＵＴから得た分散液をろ過洗浄し顔料ケーキを得た。顔料ケーキを９０℃で一晩（８時間）乾燥し、乾燥顔料を得た。乾燥顔料の結晶をＸＲＤによって確認したところ、α型に特徴的なピーク２θ＝７．４°のピークが検出され、β型に特徴的な２θ＝５．８°のピークは検出されなかった。すなわち全てα型に変換されていた。上記乾燥顔料の平均粒径は８０ｎｍであった。
［比較例１］
上記の図２に示した整流機構を配していない有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱を行った以外は実施例１と同様に行った。すなわち、有機顔料処理装置１Ｃは実施例１にて用いた有機顔料処理装置１Ａ（図１参照）から整流機構５１を除いたものである。得られた乾燥顔料にはβ型も確認されたが、原料であるα型由来のピーク２θ＝７．３°が検出され、結晶変化が完了していない顔料が残っていることを確認した。滞留時間に分布が生じ、十分に加熱処理されず配管６４の出口６４ＯＵＴに到達した顔料があったと推定される。
［比較例２］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱を行い、流量から計算される平均滞留時間を３０秒とした以外は実施例１と同様に行った。得られた乾燥顔料は全てβ型であったが、平均粒径が５００ｎｍ以上の粗大粒子となった。
［比較例３］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱した以外は実施例２と同様に行った。得られた乾燥顔料にはε型も確認されたが原料由来のα型結晶が残っていることをＸＲＤによって確認した。
［比較例４］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱した以外は実施例３と同様に行った。得られた顔料に原料由来のβ型結晶が残っていることをＸＲＤによって確認した。
上記各実施例１～３及び各比較例１～４の加熱後の結晶構造及び加熱後のそれぞれの平均粒径は表１のようになった。
上記の図２に示した整流機構を配していない有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱を行った以外は実施例１と同様に行った。すなわち、有機顔料処理装置１Ｃは実施例１にて用いた有機顔料処理装置１Ａ（図１参照）から整流機構５１を除いたものである。得られた乾燥顔料にはβ型も確認されたが、原料であるα型由来のピーク２θ＝７．３°が検出され、結晶変化が完了していない顔料が残っていることを確認した。滞留時間に分布が生じ、十分に加熱処理されず配管６４の出口６４ＯＵＴに到達した顔料があったと推定される。
［比較例２］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱を行い、流量から計算される平均滞留時間を３０秒とした以外は実施例１と同様に行った。得られた乾燥顔料は全てβ型であったが、平均粒径が５００ｎｍ以上の粗大粒子となった。
［比較例３］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱した以外は実施例２と同様に行った。得られた乾燥顔料にはε型も確認されたが原料由来のα型結晶が残っていることをＸＲＤによって確認した。
［比較例４］
上記の図２に示した比較例１で用いた有機顔料処理装置１Ｃを用いて加熱した以外は実施例３と同様に行った。得られた顔料に原料由来のβ型結晶が残っていることをＸＲＤによって確認した。
上記各実施例１～３及び各比較例１～４の加熱後の結晶構造及び加熱後のそれぞれの平均粒径は表１のようになった。
本発明の有機顔料処理装置１を用いて加熱処理して得られる有機顔料は、表１に示したようになった。これらの有機顔料は、例えば着色用途として、平版インキ、グラビアインキ、フレキソインキ等の印刷インキ分野、ラッカー、焼き付け塗料等の塗料分野に好適に使用できる。また、ポリオレフィンや熱可塑性ポリエステル等の成形品着色分野、インクジェットインキ、カラーフィルター、電子写真粉体トナー等のハイテク分野等の各種の用途に好適に使用できるものである。
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 有機顔料処理装置
２、２１，２２、２３ 空胴共振器
２Ａ マイクロ波処理空間
３ マイクロ波供給口
４ マイクロ波発生器
５ アンテナ
６ 流通管
６Ａ 流路
６ＩＮ 入口
６ＯＵＴ 出口
７ ケーブル
１１ フィードバック制御部
１２ 検出部
３１ 有機顔料粒子の分散液（分散液）
４１、４２ 温度測定器
５１ 整流機構
５２ 充填物
５３ ラインミキサー
５３Ａ、５３Ｂ エレメント
５４ 多孔板
５５ 孔
５６、５６－１～５６－３ 曲面構造物
５７Ａ、５７Ｄ 曲面体
５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｅ、５７Ｆ 支持体
５８、５８Ａ、５８Ｂ 配管
５９ 円柱状構造物
６１ 原料タンク
６２、６４配管
６３ 送液手段
６５ 受け容器
６６ 冷却器
Ｃ 中心軸
２、２１，２２、２３ 空胴共振器
２Ａ マイクロ波処理空間
３ マイクロ波供給口
４ マイクロ波発生器
５ アンテナ
６ 流通管
６Ａ 流路
６ＩＮ 入口
６ＯＵＴ 出口
７ ケーブル
１１ フィードバック制御部
１２ 検出部
３１ 有機顔料粒子の分散液（分散液）
４１、４２ 温度測定器
５１ 整流機構
５２ 充填物
５３ ラインミキサー
５３Ａ、５３Ｂ エレメント
５４ 多孔板
５５ 孔
５６、５６－１～５６－３ 曲面構造物
５７Ａ、５７Ｄ 曲面体
５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｅ、５７Ｆ 支持体
５８、５８Ａ、５８Ｂ 配管
５９ 円柱状構造物
６１ 原料タンク
６２、６４配管
６３ 送液手段
６５ 受け容器
６６ 冷却器
Ｃ 中心軸
Claims (12)
- 空胴共振器と、該空胴共振器内を貫通し有機顔料粒子が流通する流通管とを備える有機顔料処理装置であって、
前記空胴共振器内には３００～１０００ＭＨｚの周波数のマイクロ波が照射されて、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波が形成され、
前記流通管は前記定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配され、該流通管内の少なくとも一部に、該流通管内を流通する前記有機顔料粒子の流れを整流する整流機構を有し、
前記定在波による電界強度が一定となる方向に対して直交する方向において、前記流通管内の最大径が３ｍｍ以上１００ｍｍ以下である、有機顔料処理装置。 - 前記流通管を、前記有機顔料粒子の分散液が流通する請求項１に記載の有機顔料処理装置。
- 前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する、請求項２に記載の有機顔料処理装置。
- 前記流通管の出口に背圧弁を備える請求項１～３のいずれか１項に記載の有機顔料処理装置。
- 前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する請求項１～４のいずれか１項に記載の有機顔料の処理装置。
- 前記有機顔料処理装置は、
前記空胴共振器が直列に複数配され、該複数の空胴共振器には、各空胴共振器に対してマイクロ波が各別に供給され、
前記流通管は、前記複数の空胴共振器の直列連結方向でかつ該複数の空胴共振器内に形成される定在波の電界強度が極大となる部分に沿って、該複数の空胴共振器を貫通して配される請求項１～５のいずれか１項に記載の有機顔料処理装置。 - 空胴共振器内に３００～１０００ＭＨｚ帯の周波数のマイクロ波を照射して、該空胴共振器内にＴＭ０ｎ０（ｎは１以上の整数）又はＴＥ１０ｎ（ｎは１以上の整数）のシングルモードの定在波を形成し、該定在波の電界強度が極大となる部分に沿って配された流通管内を流通する有機顔料粒子を整流しながら加熱することを含み、前記定在波による電界強度が一定となる方向に対して直交する方向において、前記流通管内の最大径を３ｍｍ以上１００ｍｍ以下とする、有機顔料処理方法。
- 前記有機顔料粒子を、前記有機顔料粒子の粒子成長及び／又は結晶転移が生じる温度以上に加熱する請求項７に記載の有機顔料処理方法。
- 前記流通管に前記有機顔料粒子の分散液を流通させる請求項７又は８に記載の有機顔料処理方法。
- 前記分散液は、導電率が１０－５Ｓ／ｍ以上、もしくは誘電損率が０．０１以上である請求項９に記載の有機顔料処理方法。
- 前記分散液の分散媒が前記定在波によって発熱する物質であり、及び／又は、前記分散液が前記定在波によって発熱する物質を含有する請求項９又は１０に記載の有機顔料処方法。
- 前記有機顔料粒子は、前記定在波によって加熱される前の平均粒径が５０００ｎｍ以下である請求項７～１１のいずれか１項に記載の有機顔料処理方法。
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