KR101274858B1

KR101274858B1 - 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법

Info

Publication number: KR101274858B1
Application number: KR1020117016095A
Authority: KR
Inventors: 고오지 노이시끼; 야스따께 미와
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-06-13
Also published as: CN102271800B; JP4515521B2; KR20110106356A; CN102271800A; US8673243B2; JP2010162428A; WO2010082432A1; EP2377606A4; EP2377606B1; EP2377606A1; US20110268616A1

Abstract

반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높인다. 반응 장치는 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로를 통해 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통해 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 반응제 유통로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 그 유로 구조체가 갖는 기판의 한쪽의 면에는, 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입 홈과 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입 홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는, 상기 반응로를 구성하는 반응 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하고 있고, 상기 합류 구멍은 상기 제1 도입 홈과 상기 제2 도입 홈의 공통의 종점이고 또한 상기 반응 홈의 시점이고, 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 상기 기판의 상기 한쪽의 면에 있어서 서로 다른 방향으로부터 상기 합류 구멍으로 합류하고 있다.

Description

반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법 {REACTOR AND METHOD FOR PRODUCING A REACTOR}

본 발명은 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 제1 반응제와 제2 반응제를 접촉시킨 상태로 유통시키면서 그들 양 반응제를 서로 반응시킴으로써 원하는 반응 생성물을 제조하는 것이 행해지고 있다. 이와 같은 생성물의 제조에는, 예를 들어 하기 특허 문헌 1에 개시된 반응 장치가 사용된다.

도 12에는 이 특허 문헌 1에 개시된 반응 장치의 일례가 도시되어 있다. 도 12에 도시하는 반응 장치는 반응제를 유통시키는 반응제 유통로가 내부에 설치된 유로 구조체(102)를 구비하고 있다. 유로 구조체(102) 내의 반응제 유통로는 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로(104)와, 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로(106)와, 그들 각 도입로(104, 106)를 통해 흐르는 양 반응제를 합류시키는 합류로(108)와, 그 합류로(108)에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로(110)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 유로 구조체(102)는 기판(112)과, 그 기판(112)을 끼워 넣고 일체화된 한 쌍의 밀봉판(114, 116)으로 이루어진다. 기판(112)의 한쪽의 면에는 제1 도입로(104)를 구성하는 제1 도입 홈(118)과, 반응로(110)를 구성하는 반응 홈(120)이 직선적으로 배열되도록 형성되어 있고, 기판(112)의 다른 쪽의 면에는 제2 도입로(106)를 구성하는 제2 도입 홈(122)이 제1 도입 홈(118)과 평행하게 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 합류로(108)를 구성하는 합류 구멍(124)이, 양 도입 홈(118, 122)의 하류측 단부와 반응 홈(120)의 상류측 단부 사이에서 그들 각 홈(118, 122, 120)을 연결하도록 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면으로 관통하고 있다. 이들 각 홈(118, 122, 120) 및 합류 구멍(124)의 각각의 개구부가 대응하는 밀봉판(114, 116)으로 덮임으로써, 제1 도입로(104), 제2 도입로(106), 합류로(108) 및 반응로(110)가 형성되어 있다. 그리고, 이 반응 장치에서는 제1 도입 홈(118)의 저면과 반응 홈(120)의 저면이 동일 평면으로 형성되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 구성에서는, 기판(4)의 한쪽의 면에 제1 도입 홈(118)과 반응 홈(120)이 직선적으로 배열되도록 형성되어 있는 동시에 그들 제1 도입 홈(118)과 반응 홈(120)의 양쪽의 저면이 동일 평면으로 형성되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제가 직선적으로 원활하게 흐르는 한편, 제1 도입 홈(118) 및 반응 홈(120)이 형성된 면과 반대측의 면인 기판(112)의 다른 쪽의 면에 제2 도입 홈(122)이 형성되어 있는 것에 기인하여, 상기 직선적으로 흐르는 제1 반응제에 제2 반응제가 도중으로부터 합류한다. 이로 인해, 제1 반응제에 대한 제2 반응제의 충분한 혼입이 비교적 어려워지고, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높이는 것이 어려워진다.

일본 특허 출원 공개 제2008-168173호 공보

본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결한 반응 장치 및 반응 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높이는 것이다.

본 발명의 일국면을 따르는 반응 장치는 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되어, 상기 제1 도입로를 통해 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통해 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되어, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 반응제 유통로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 유로 구조체는 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고, 상기 기판의 한쪽의 면에는 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입 홈과 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입 홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는 상기 반응로를 구성하는 반응 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하고 있고, 상기 합류 구멍은 상기 제1 도입 홈과 상기 제2 도입 홈의 공통의 종점이고 또한 상기 반응 홈의 시점이고, 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 상기 기판의 상기 한쪽의 면에 있어서 서로 다른 방향으로부터 상기 합류 구멍으로 합류하고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 의한 반응 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 반응 장치의 유로 장치를 구성하는 제1 유로 구조체의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 유로 구조체에 있어서의 제1 도입로의 그룹과, 제2 도입로의 그룹과, 합류로의 그룹과, 반응로의 그룹의 위치 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 제1 유로 구조체를 구성하는 기판의 한쪽의 면의 평면도이다.
도 5는 제1 유로 구조체를 구성하는 기판의 다른 쪽의 면의 평면도이다.
도 6은 제1 유로 구조체의 합류로 근방의 부분의 제1 도입로 및 제2 도입로에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6 중 VII-VII선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 8은 도 6 중 VIII-VIII선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 9는 도 6 중 IX-IX선을 따른 제1 유로 구조체의 부분적인 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태의 변형예에 의한 제1 유로 구조체에 있어서의 제1 도입로의 그룹과, 제2 도입로의 그룹과, 제3 도입로의 그룹과, 합류로의 그룹과, 반응로의 그룹의 위치 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시한 변형예에 의한 제1 유로 구조체를 구성하는 기판의 다른 쪽의 면의 평면도이다.
도 12는 종래의 일례에 의한 반응 장치의 유로 구조체의 유로에 따른 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 반응 장치의 구성에 대해 설명한다.

본 실시 형태에 의한 반응 장치는 도 1에 도시한 바와 같은 유로 장치(S)를 구비하고 있다. 이 유로 장치(S)는 복수의 제1 유로 구조체(1a)와 복수의 제2 유로 구조체(1b)를 구비하고 있다. 제1 유로 구조체(1a)와 제2 유로 구조체(1b)는 교대로 적층되어 있다. 제1 유로 구조체(1a)는 반응제를 유통시키는 복수의 반응제 유통로(2)를 내부에 갖고 있고, 제2 유로 구조체(1b)는 열매체를 유통시키는 복수의 열매체 유로(30)를 내부에 갖고 있다. 또한, 이들 2개의 유로 구조체(1a, 1b) 중 제1 유로 구조체(1a)가, 본 발명의 유로 구조체의 개념에 포함되는 것이다.

그리고, 본 실시 형태에 의한 반응 장치는, 일반적으로 마이크로 리액터라고 불리는 것으로, 이 반응 장치는 제1 유로 구조체(1a) 내에 설치된 복수의 미소한 반응제 유통로(2)에 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시킴으로써 원하는 반응 생성물을 제조한다.

구체적으로는, 제1 유로 구조체(1a)는, 도 2에 도시한 바와 같이 기판(4)과, 제1 밀봉 부재(6)와, 제2 밀봉 부재(8)를 갖는다. 이들 기판(4), 제1 밀봉 부재(6) 및 제2 밀봉 부재(8)는 각각 직사각 형상의 평판으로 이루어진다. 제1 밀봉 부재(6)는 기판(4)의 한쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있고, 제2 밀봉 부재(8)는 기판(4)의 다른 쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있다. 즉, 제1 밀봉 부재(6)와 제2 밀봉 부재(8) 사이에 기판(4)이 끼워 넣어진 상태로 이들 밀봉 부재(6, 8) 및 기판(4)이 일체화됨으로써 제1 유로 구조체(1a)가 구성되어 있다.

그리고, 제1 유로 구조체(1a)의 내부에 설치된 각 반응제 유통로(2)는 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로(10)와, 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로(12)와, 제1 도입로(10)의 하류측과 제2 도입로(12)의 하류측에 연결되어, 제1 도입로(10)를 통해 흐르는 제1 반응제와 제2 도입로(12)를 통해 흐르는 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로(14)와, 이 합류로(14)의 하류측에 연결되어, 그 합류로(14)에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로(16)(도 6 참조)를 갖는다.

제1 유로 구조체(1a)에 있어서, 각 반응제 유통로(2)의 제1 도입로(10)로 이루어지는 그룹과, 각 반응제 유통로(2)의 제2 도입로(12)로 이루어지는 그룹과, 각 반응제 유통로(2)의 합류로(14)로 이루어지는 그룹과, 각 반응제 유통로(2)의 반응로(16)로 이루어지는 그룹은 도 3에 도시하는 위치 관계로 각각 배치되어 있다.

제1 도입로(10)의 그룹은 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향의 한쪽 단부 근방에 배치되어 있고, 기판(4)의 한쪽의 면측에 설치되어 있다. 각 제1 도입로(10)는 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 한쪽 단부에 도입구(10a)를 갖고 있다. 각 제1 도입로(10)는 그 도입구(10a)로부터 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 중심을 향해 당해 폭 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 본 실시 형태의 반응 장치는 제1 반응제 공급부(50a)(도 1 참조)를 구비하고 있고, 이 제1 반응제 공급부(50a)가 각 제1 도입로(10)의 도입구(10a)에 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 반응제 공급부(50a)로부터 제1 반응제가 각 제1 도입로(10)에 배분되어 도입된다.

또한, 각 제1 도입로(10)는 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향에 등간격으로 배치되어 있는 동시에, 서로 평행하고 또한 병렬로 배치되어 있다. 각 제1 도입로(10)는, 도 7에 도시한 바와 같이 제1 반응제의 유통 방향[제1 도입로(10)의 길이 방향]과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 각 제1 도입로(10)는 그 전체 길이에 걸쳐서 폭 및 상당 직경이 일정하게 되어 있다. 그리고, 각 제1 도입로(10)는 각각 동등한 유로 길이 및 동등한 상당 직경을 갖고 있다. 이에 의해, 각 제1 도입로(10)의 압력 손실이 균등하게 되어 있다. 각 제1 도입로(10)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제 공급부(50a)로부터 각 제1 도입로(10)에 배분되어 흐르는 제1 반응제의 유량이 균일화된다.

제2 도입로(12)의 그룹은 제1 유로 구조체(1a) 중 상기 제1 도입로(10)의 그룹과 동일한 측의 단부 근방에 배치되어 있는 동시에, 그 제1 도입로(10)의 그룹과 동일한 기판(4)의 한쪽의 면측에 설치되어 있다. 각 제2 도입로(12)는 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 다른 쪽 단부, 즉 상기 제1 도입로(10)의 도입구(10a)와 반대측에 위치하는 단부에 도입구(12a)를 갖고 있다. 각 제2 도입로(12)는 그 도입구(12a)로부터 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 중심을 향해 당해 폭 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 각 반응제 유통로(2)를 구성하는 제1 도입로(10)와 제2 도입로(12)는 동일 직선 상에 위치하고 있다. 본 실시 형태의 반응 장치는 제2 반응제 공급부(50b)(도 1 참조)를 구비하고 있고, 이 제2 반응제 공급부(50b)가 각 제2 도입로(12)의 도입구(12a)에 접속되어 있다. 이에 의해, 제2 반응제 공급부(50b)로부터 제2 반응제가 각 제2 도입로(12)에 배분되어 도입된다.

또한, 각 제2 도입로(12)는 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 등간격으로 배치되어 있는 동시에, 서로 평행하고 또한 병렬로 배치되어 있다. 각 제2 도입로(12)는, 도 9에 도시한 바와 같이 제2 반응제의 유통 방향[제2 도입로(12)의 길이 방향]과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 각 제2 도입로(12)는 그 전체 길이에 걸쳐서 폭 및 상당 직경이 일정하게 되어 있다. 이 제2 도입로(12)의 상당 직경은 상기 제1 도입로(10)의 상당 직경보다도 크다. 그리고, 각 제2 도입로(12)는 각각 동등한 유로 길이 및 동등한 상당 직경을 갖고 있다. 이에 의해, 각 제2 도입로(12)의 압력 손실이 균등하게 되어 있다. 각 제2 도입로(12)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 제2 반응제 공급부(50b)로부터 각 제2 도입로(12)에 배분되어 흐르는 제2 반응제의 유량이 균일화된다.

합류로(14)의 그룹은 상기 제1 도입로(10)의 그룹과 상기 제2 도입로(12)의 그룹 사이에 배치되어 있다. 각 합류로(14)는 대응하는 제1 도입로(10)의 하류측 단부와 대응하는 제2 도입로(12)의 하류측 단부에 연결되어 있는 동시에, 그들 양 도입로(10, 12)와 동일 방향으로 직선적으로 연장되어 있다. 즉, 이 합류로(14)에는 대응하는 제1 도입로(10)의 하류측 단부와 대응하는 제2 도입로(12)의 하류측 단부가 서로 반대측으로부터 합류하고 있다. 이에 의해, 제1 도입로(10)를 통해 흐르는 제1 반응제와 제2 도입로(12)를 통해 흐르는 제2 반응제가 합류로(14)에 서로 반대측으로부터 유입되고, 그들 양 반응제가 서로 정면으로부터 충돌하여 혼합된다. 각 합류로(14)는, 도 8에 도시한 바와 같이 그 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서 2개의 반원이 원호의 정점 근방에서 서로 결합하는 단면 형상을 갖는다. 각 합류로(14)는 상기 제1 도입로(10)의 상당 직경 및 상기 제2 도입로(12)의 상당 직경보다도 큰 상당 직경을 갖는다.

반응로(16)의 그룹은 제1 유로 구조체(1a)에 있어서 기판(4)의 다른 쪽의 면측, 즉 상기 제1 도입로(10)의 그룹 및 상기 제2 도입로(12)의 그룹과 반대인 면측에 설치되어 있다. 각 반응로(16)는 대응하는 합류로(14)를 시점으로 하여, 상기 제1 도입로(10)의 도입구(10a)가 형성된 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 한쪽 단부측을 향해 직선적으로 연장되고, 그 후, 굴곡되어 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향의 다른 쪽 단부측을 향해 직선적으로 연장되고, 그 후, 마찬가지로 반복해서 굴곡되면서, 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 왕복하도록 연장되어 있다. 각 반응로(16)는 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향의 다른 쪽 단부 근방에서 상기 제2 도입로(12)의 도입구(12a)와 동일한 측에 유출구(16a)를 갖고 있다. 각 반응로(16)는 병렬 배치되어 있고, 그들 각 반응로(16)의 유로 길이는 동등하게 되어 있다. 각 반응로(16)는, 도 7에 도시한 바와 같이 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있다. 각 반응로(16)는 그 전체 길이에 걸쳐서 폭 및 상당 직경이 일정하게 되어 있다. 그리고, 각 반응로(16)는 각각 동등한 유로 길이 및 동등한 상당 직경을 갖고 있다. 이에 의해, 각 반응로(16)의 압력 손실이 균등하게 되어 있다. 각 반응로(16)에서는, 합류로(14)에 있어서 합류된 제1 반응제와 제2 반응제가 유통하면서 서로 반응하고, 그것에 의해 반응 생성물이 생성된다.

그리고, 본 실시 형태에서는 기판(4)에 상기 각 제1 도입로(10)를 구성하는 각 제1 도입 홈(18)과, 상기 각 제2 도입로(12)를 구성하는 각 제2 도입 홈(20)과, 상기 각 합류로(14)를 구성하는 각 합류 구멍(22)과, 상기 각 반응로(16)를 구성하는 각 반응 홈(24)이 각각 형성되어 있다. 그리고, 밀봉 부재(6, 8)가 각 홈(18, 20, 24)의 개구부 및 각 합류 구멍(22)의 개구부를 단순히 덮는 것만으로 제1 유로 구조체(1a) 내의 각 반응제 유통로(2)가 형성되어 있다.

구체적으로는, 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 제1 도입 홈(18)(도 4 참조)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있고, 이 기판(4)의 한쪽의 면에 설치된 각 제1 도입 홈(18)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉됨으로써 상기 각 제1 도입로(10)가 형성되어 있다. 각 제1 도입 홈(18)은 후술하는 합류 구멍(22)에 연결되는 하류측 단부(18a)를 갖고 있다. 이 하류측 단부(18a)는 깊이 d1(도 6 참조)를 갖는다. 이 깊이 d1는 본 발명의 제1 깊이의 개념에 포함되는 것으로, 각 제1 도입 홈(18)은 그 전체 길이에 걸쳐서 균일한 깊이 d1로 되어 있다. 제1 도입 홈(18)은 제1 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다.

또한, 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 제2 도입 홈(20)(도 4 참조)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있고, 이 기판(4)의 한쪽의 면에 설치된 각 제2 도입 홈(20)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉됨으로써 상기 각 제2 도입로(12)가 형성되어 있다. 각 제2 도입 홈(20)은 후술하는 합류 구멍(22)에 연결되는 하류측 단부(20a)를 갖고 있다. 이 하류측 단부(20a)는 대응하는 제1 도입 홈(18)의 하류측 단부(18a)와 동일 직선 상에 위치하고 있다. 하류측 단부(20a)는 깊이 d2(도 6 참조)를 갖는다. 이 깊이 d2는 본 발명의 제2 깊이의 개념에 포함되는 것으로, 상기 제1 도입 홈(18)의 깊이 d1보다도 크고, 후술하는 반응 홈(24)의 깊이 d3과 동등한 깊이로 되어 있다. 그리고, 이 깊이 d2와 후술하는 깊이 d3은 그들의 합이 기판(4)의 판 두께보다도 커지는 깊이로 설정되어 있다. 또한, 각 제2 도입 홈(20)은 그 전체 길이에 걸쳐서 균일한 깊이 d2로 되어 있다. 또한, 제2 도입 홈(20)은 제2 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다.

상기 각 합류로(14)는 기판(4)에 형성된 각 합류 구멍(22)의 양 개구부가 밀봉됨으로써 형성되어 있다. 기판(4)에는 복수의 합류 구멍(22)이 병렬로 형성되어 있다. 각 합류 구멍(22)은 상기 각 제1 도입 홈(18) 및 상기 각 제2 도입 홈(20) 중 서로 대응하는 것 사이에서 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 다른 쪽의 면으로 관통하고 있다. 이 합류 구멍(22)은 제1 도입 홈(18)과 제2 도입 홈(20)의 공통의 종점이고 또한 후술하는 반응 홈(24)의 시점으로 되어 있다. 이 합류 구멍(22)에는 제1 도입 홈(18)의 하류측 단부(18a)와 제2 도입 홈(20)의 하류측 단부(20a)가 서로 반대측으로부터 합류하고 있다. 그리고, 기판(4)의 한쪽의 면에 형성된 당해 각 합류 구멍(22)의 개구부가 상기 제1 밀봉 부재(6)에 의해 밀봉되는 동시에 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성된 당해 각 합류 구멍(22)의 개구부가 상기 제2 밀봉 부재(8)에 의해 밀봉됨으로써 각 합류로(14)가 형성되어 있다. 또한, 각 합류 구멍(22)은 상기 합류로(14)의 단면 형상에 대응하여, 그 길이 방향에 직교하는 단면에 있어서 2개의 반원이 원호의 정점 근방에서 서로 결합된 단면 형상을 갖는다.

또한, 기판(4)의 다른 쪽의 면에 복수의 반응 홈(24)(도 5 참조)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있고, 이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성된 각 반응 홈(24)의 개구부가 상기 제2 밀봉 부재(8)에 의해 밀봉됨으로써 상기 각 반응로(16)가 형성되어 있다. 또한, 각 반응 홈(24)은 상기 합류 구멍(22)에 연결되는 상류측 단부(24a)를 갖고 있다. 이 상류측 단부(24a)는 깊이 d3(도 6 참조)를 갖는다. 이 깊이 d3은 본 발명의 제3 깊이의 개념에 포함되는 것으로, 이 깊이 d3은 기판(4)의 판 두께와 제2 도입 홈(20)의 깊이 d2의 차보다도 크고, 또한 기판(4)의 판 두께와 제1 도입 홈(18)의 깊이 d1의 차보다도 작은 깊이로 설정되어 있다. 또한, 각 반응 홈(24)은 그 전체 길이에 걸쳐서 균일한 깊이 d3로 되어 있다. 또한, 반응 홈(24)은 그 길이 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다.

제2 유로 구조체(1b)는 상기한 바와 같이 열매체를 유통시키는 복수의 열매체 유로(30)를 내부에 갖는 것이다. 복수의 열매체 유로(30)는 제2 유로 구조체(1b) 내에 있어서 병렬 배치되어 있다. 각 열매체 유로(30)는 유로 장치(S)에 있어서 상기 제1 도입로(10)의 그룹 및 상기 제2 도입로(12)의 그룹이 배치된 측에 가까운 길이 방향의 단부면에 도입구를 갖고 있다. 각 열매체 유로(30)는 그 도입구로부터 제2 유로 구조체(1b)의 길이 방향으로 연장되어, 상기 각 반응로(16)와 대응하는 위치에 배치되어 있다.

이 제2 유로 구조체(1b)는 열매체 유로 기판(26)과, 밀봉 부재(28)에 의해 구성되어 있다. 이들 열매체 유로 기판(26) 및 밀봉 부재(28)는 상기 제1 유로 구조체(1a)를 구성하는 기판(4), 제1 밀봉 부재(6), 제2 밀봉 부재(8)와 동일한 형태의 직사각 형상의 평판이다. 밀봉 부재(28)는 제2 밀봉 부재(8)와 겸용되어 있다. 또한, 밀봉 부재(28)는 열매체 유로 기판(26)의 표면을 덮은 상태로 그 표면에 접합되어 있다. 그리고, 각 열매체 유로(30)는 열매체 유로 기판(26)의 표면에 형성된 홈부(32)의 개구부가 밀봉 부재(28)에 의해 밀봉됨으로써 형성되어 있다.

그리고, 각 열매체 유로(30)의 도입구에는 열매체 공급부(50c)(도 1 참조)가 접속되어 있고, 이 열매체 공급부(50c)로부터 열매체가 각 열매체 유로(30)에 배분되어 도입된다. 이에 의해, 각 열매체 유로(30)를 흐르는 열매체와 상기 제1 유로 구조체(1a)의 각 반응로(16)를 흐르는 제1 반응제 및 제2 반응제의 열교환이 행해져, 각 반응로(16)에 있어서의 제1 반응제와 제2 반응제의 반응이 촉진된다.

다음에, 본 실시 형태의 반응 장치의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 실시 형태의 반응 장치의 제조 방법에서는 제1 유로 구조체(1a)의 내부에 복수의 반응제 유통로(2)를 설치하는 동시에, 그 각 반응제 유통로(2)가 상기 제1 도입로(10), 상기 제2 도입로(12), 상기 합류로(14) 및 상기 반응로(16)로 이루어지도록 제1 유로 구조체(1a)를 형성한다.

구체적으로는, 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 상기 제1 도입 홈(18)과, 복수의 상기 제2 도입 홈(20)과, 복수의 상기 합류 구멍(22) 중 당해 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 소정의 깊이의 부분(22a)(도 8 참조)을 각각 포토 에칭에 의해 형성하는 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면에 복수의 상기 반응 홈(24)과, 복수의 상기 합류 구멍(22) 중 당해 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 소정의 깊이의 부분(22b)(도 8 참조)을 각각 포토 에칭에 의해 형성한다.

이때, 우선 기판(4)의 양면의 정면(整面) 및 청정화를 행하고, 그 후, 그 기판(4)의 양면에 각각 포토레지스트를 도포한다. 그리고, 기판(4)의 한쪽의 면에서는, 포토마스크를 통해 각 제1 도입 홈(18), 각 제2 도입 홈(20) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역 이외의 영역에 노광을 행하고, 기판(4)의 다른 쪽의 면에서는, 다른 포토마스크를 통해 각 반응 홈(24) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역 이외의 영역에 노광을 행한다. 그 후, 미노광의 포토레지스트를 기판(4)의 양면으로부터 제거하여, 각 제1 도입 홈(18), 각 제2 도입 홈(20), 각 반응 홈(24) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역을 노출시킨다.

다음에, 기판(4)의 한쪽의 면 중 제1 도입 홈(18)의 형성 영역 위만을 마스킹 테이프 등의 피복재에 의해 덮고, 그 후, 기판(4)의 양면에 에칭액을 분사하여 그 양면의 에칭을 동시에 행한다. 이때, 상기 피복재에 의해 덮인 각 제1 도입 홈(18)의 형성 영역은 에칭되지 않고, 노출되어 있는 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역, 각 반응 홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역만이 에칭된다. 그리고, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 상기 깊이 d2(＝상기 깊이 d3)와 상기 깊이 d1의 차에 상당하는 깊이까지 에칭하는 동시에, 각 반응 홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 동일한 깊이까지 에칭하면, 에칭을 일단 중지한다.

이 후, 상기 피복재를 제거하여 각 제1 도입 홈(18)의 형성 영역을 노출시키고, 그 후, 에칭을 재개한다. 이 재개한 에칭 공정에 있어서, 각 제1 도입 홈(18)의 형성 영역, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 상기 깊이 d1만큼 에칭하는 것과 동시에, 각 반응 홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 동일한 깊이만큼 에칭한다. 이에 의해, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d1의 각 제1 도입 홈(18)이 형성된다. 또한, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 반응 홈(24)의 형성 영역은, (d2－d1)＋d1＝d2의 깊이까지 각각 에칭되고, 그것에 의해 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2의 각 제2 도입 홈(20)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d2＝d3의 각 반응 홈(24)이 형성된다. 또한, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역은 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 제2 도입 홈(20)과 동일한 깊이 d2까지 에칭되는 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 반응 홈(24)과 동일한 깊이 d3까지 에칭된다. 이에 의해, 그 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭한 부분(22a)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭한 부분(22b)이 연결되어 각 합류 구멍(22)이 관통한다. 즉, 각 합류 구멍(22)은 각 제2 도입 홈(20)을 형성하기 위한 에칭과 각 반응 홈(24)을 형성하기 위한 에칭을 이용하여 형성된다. 이 후, 기판(4)의 세정 및 레지스트막의 제거를 행한다.

또한, 별도의 공정에 있어서, 제2 유로 구조체(1b)를 구성하는 열매체 유로 기판(26)에 복수의 상기 홈부(32)를 형성한다. 구체적으로는, 열매체 유로 기판(26)의 한쪽의 면에, 상기와 동일한 포토 에칭에 의해 복수의 상기 홈부(32)를 형성한다.

마지막으로, 상기와 같이 에칭 가공을 행한 기판(4) 및 열매체 유로 기판(26)과, 제1 밀봉 부재(6)와, 제2 밀봉 부재(8)[밀봉 부재(28)]를 도 1과 같이 적층하고, 그들을 확산 접합에 의해 일체화함으로써 유로 장치(S)를 제작한다.

그리고, 이와 같이 제작한 유로 장치(S)에 대해 제1 반응제 공급부(50a), 제2 반응제 공급부(50b), 열매체 공급부(50c) 등의 다른 구성 부재를 설치하여 본 실시 형태에 의한 반응 장치를 제작한다.

다음에, 본 실시 형태에 의한 반응 장치를 사용한 반응 방법에 대해 설명한다.

이 반응 방법에서는, 우선 제1 반응제 공급부(50a)로부터 제1 반응제를 각 반응제 유통로(2)의 제1 도입로(10)에 도입하는 동시에, 제2 반응제 공급부(50b)로부터 제2 반응제를 각 반응제 유통로(2)의 제2 도입로(12)에 도입한다. 제1 반응제는 각 제1 도입로(10)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 각 제1 도입로(10)에 균일한 유량으로 배분되어 흐른다. 또한, 제2 반응제는 각 제2 도입로(12)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 각 제2 도입로(12)에 균일한 유량으로 배분되어 흐른다.

그리고, 제1 도입로(10)를 통과한 제1 반응제와, 제2 도입로(12)를 통과한 제2 반응제는 서로 반대측으로부터 합류로(14)에 유입되고, 그 합류로(14)에 있어서 서로 정면으로부터 충돌하도록 합류한다. 이에 의해, 양 반응제는 균일하게 혼합된다. 그리고, 이 양 반응제는 기판(4)의 다른 쪽의 면측에 빠져 반응로(16)로 유입된다. 그 후, 양 반응제는 반응로(16) 내를 하류측으로 흐르면서 서로 반응하고, 그것에 의해 소정의 반응 생성물이 생성된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 제1 유로 구조체(1a)를 구성하는 기판(4)의 동일한 면에 제1 도입 홈(18)과 제2 도입 홈(20)이 형성되어 있고, 그 면에 있어서 제1 도입 홈(18)의 하류측 단부(18a)와 제2 도입 홈(20)의 하류측 단부(20a)가 서로 반대측으로부터 합류 구멍(22)에 합류하고 있는 동시에, 그 합류 구멍(22)을 시점으로 하여 기판(4)의 다른 쪽의 면에 반응 홈(24)이 형성되어 있다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는 기판의 한쪽의 면에, 저면이 동일 평면으로 되도록 제1 도입 홈과 반응 홈이 형성되는 동시에, 그들의 홈에 대해 기판의 다른 쪽의 면에 형성된 제2 도입 홈이 합류 구멍을 통해 합류하고 있는 종래의 구성에 비해, 제1 반응제와 제2 반응제의 균일성이 높은 혼합이 가능해진다. 즉, 본 실시 형태에서는, 기판(4)의 한쪽의 면에 형성된 제1 도입 홈(18)과 제2 도입 홈(20)의 각각의 하류측 단부가 서로 반대측으로부터 합류 구멍(22)에 합류하고 있는 동시에, 그 합류 구멍(22)을 시점으로 하여 기판(4)의 다른 쪽의 면에 반응 홈(24)이 연장되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제와 제2 반응제가 서로 정면으로부터 충돌하도록 합류하면서, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로 빠져 반응로(16)에 흐르기 때문에, 양 반응제가 서로 대략 대등한 조건으로 혼합된다. 이로 인해, 본 실시 형태에서는, 기판의 한쪽의 면에, 저면이 동일 평면으로 형성된 제1 도입 홈 및 반응 홈을 직선적으로 원활하게 흐르는 제1 반응제에 대해 기판의 다른 쪽의 면에 형성된 제2 반응 홈으로부터 제2 반응제가 혼입되는 종래의 혼합 형태에 비해, 양 반응제가 혼합되기 쉽고, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높일 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 기판(4)의 한쪽의 면에 복수의 제1 도입 홈(18)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 동시에 복수의 제2 도입 홈(20)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있고, 또한 기판(4)의 다른 쪽의 면에 복수의 반응 홈(24)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있으므로, 반응제 유통로(2)의 양호한 집적 효과를 얻을 수 있다. 예를 들어, 기판의 한쪽의 면에 있어서 제1 도입 홈과 제2 도입 홈이 180° 미만의 각도로 교차하도록 합류하고 있는 경우에는, 필요 면적이 증대되고, 그 결과, 반응제 유통로의 집적화를 도모하려고 해도, 그다지 큰 집적 효과가 얻어지지 않는다. 이에 대해, 본 실시 형태에서는 기판(4)의 한쪽의 면측에 다수의 반응제 유통로(2)의 각 제1 도입로(10)가 평행하고 또한 병렬로 설치되는 동시에 다수의 반응제 유통로(2)의 각 제2 도입로(12)가 평행하고 또한 병렬로 설치되고, 또한 기판(4)의 다른 쪽의 면측에 다수의 반응제 유통로(2)의 각 반응로(16)가 평행하고 또한 병렬로 설치되므로, 기판(4)의 한쪽의 면측에 있어서 각 제1 도입로(10)를 보다 집적하여 배치할 수 있는 동시에 각 제2 도입로(12)를 보다 집적하여 배치할 수 있고, 또한 기판(4)의 다른 쪽의 면측에 있어서 각 반응로(16)를 보다 집적하여 배치할 수 있다. 그 결과, 반응 장치에 있어서 반응제 유통로(2)의 양호한 집적화를 도모할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응제 유통로(2)의 양호한 집적 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 제2 도입 홈(20)의 형성과 동시에 기판(4)의 한쪽의 면 중 합류 구멍(22)의 형성 영역을 깊이 d2까지 에칭하는 동시에, 반응 홈(24)의 형성과 동시에 기판(4)의 다른 쪽의 면 중 합류 구멍(22)의 형성 영역을 깊이 d3까지 에칭함으로써, 기판(4)의 한쪽의 면에서 깊이 d2까지 에칭한 부분(22a)과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭한 부분(22b)이 연결되어 합류 구멍(22)이 관통한다. 이로 인해, 제2 도입 홈(20)을 형성하는 에칭과 반응 홈(24)을 형성하는 에칭을 이용하여 합류 구멍(22)을 형성할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는 합류 구멍(22)을 형성하기 위한 전용의 에칭 공정이나 레이저 가공 등에 의해 합류 구멍(22)을 형성하는 공정 등을 별도로 행할 필요가 없어, 반응 장치의 제조 공정을 간소화할 수 있다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시 형태의 설명에서는 없고 특허청구의 범위에 의해 나타내고, 또한 특허청구의 범위에서 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들어, 도 10 및 도 11에 도시하는 상기 실시 형태의 변형예와 같이, 상기 구성의 제1 유로 구조체(1a)에 복수의 제3 도입로(40)가 더 설치되어 있어도 좋다.

구체적으로는, 이 변형예에서는 각 반응제 유통로(2)가, 상기 제1 도입로(10), 상기 제2 도입로(12), 상기 합류로(14) 및 상기 반응로(16)에 추가하여, 제3 반응제가 도입되는 제3 도입로(40)를 각각 갖고 있다. 각 반응제 유통로(2)의 제3 도입로(40)로 이루어지는 그룹은 제1 유로 구조체(1a)에 있어서 기판(4)의 상기 다른 쪽의 면측, 즉 상기 반응로(16)의 그룹과 동일한 면측에 설치되어 있다. 그리고, 제3 도입로(40)의 그룹은 제1 유로 구조체(1a) 중 상기 제1 도입로(10)의 그룹 및 상기 제2 도입로(12)의 그룹과 동일한 측의 단부 근방에 배치되어 있다. 각 제3 도입로(40)는 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향의 상기 한쪽 단부에 도입구(40a)를 갖고 있다. 각 제3 도입로(40)는 그 도입구(40a)로부터 제1 유로 구조체(1a)의 길이 방향으로 직선적으로 연장된 후, 90°굴곡되어 제1 유로 구조체(1a)의 폭 방향으로 직선적으로 연장되어, 대응하는 합류로(14)에 연결되어 있다. 각 제3 도입로(40)의 도입구(40a)에는 도시 생략한 제3 반응제 공급부가 접속되어 있다. 그 제3 반응제 공급부로부터 제3 반응제가 각 제3 도입로(40)에 배분되어 도입된다.

그리고, 각 제3 도입로(40)는 각각 유로 길이가 다르다. 구체적으로는, 각 제3 도입로(40)는 등간격으로 배치되어 있는 동시에 평행하고 또한 병렬로 배치되어 있다. 각 제3 도입로(40)가 굴곡된 개소에서 그 굴곡 개소의 외측 근처에 배치된 제3 도입로(40)일수록, 내측 근처에 배치된 제3 도입로(40)보다도 유로 길이가 크게 되어 있다. 각 제3 도입로(40)에서는 유로 길이에 따라서 각 부의 상당 직경이 적절하게 설정됨으로써, 당해 각 제3 도입로(40) 각각의 전체의 압력 손실이 동등한 값으로 설정되어 있다.

즉, 각 제3 도입로(40)는 그 하류측 단부가 도 9에 도시한 제2 도입로(12)와 마찬가지로 제3 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖고 있는 동시에, 그 폭의 크기를 바꿈으로써 상당 직경이 다른 각 부분을 포함하고 있다. 유로 길이가 큰 제3 도입로(40)일수록, 유로 길이가 작은 제3 도입로(40)에 비해 압력 손실은 커지지만, 제3 도입로(40)의 각 부의 상당 직경이 적절하게 설정됨으로써, 그 유로 길이의 차에 기인하는 압력 손실의 차를 없애고, 각 제3 도입로(40)의 압력 손실이 균등화되어 있다. 구체적으로는, 제3 도입로(40) 중 상당 직경이 작은 부분은 압력 손실이 커지는 한편, 상당 직경이 큰 부분은 압력 손실이 작아지므로, 각 제3 도입로(40) 중 유로 길이가 큰 것일수록 상당 직경이 큰 부분, 즉 폭이 큰 부분을 늘리는 동시에 상당 직경이 작은 부분, 즉 폭이 작은 부분을 줄이는 것에 의해 각 제3 도입로(40)의 전체의 압력 손실이 균등화되어 있다. 그리고, 각 제3 도입로(40)의 압력 손실이 균등화되어 있는 것에 기인하여, 상기 제3 반응제 공급부로부터 각 제3 도입로(40)에 배분되어 흐르는 제3 반응제의 유량이 균일화된다.

그리고, 기판(4)의 상기 다른 쪽의 면, 즉 상기 반응 홈(24)이 형성된 면과 동일한 면에는 복수의 제3 도입 홈(42)(도 11 참조)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있다. 이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성된 각 제3 도입 홈(42)의 개구부가 상기 제2 밀봉 부재(8)에 의해 밀봉됨으로써, 각 제3 도입로(40)가 형성되어 있다. 각 제3 도입 홈(42)은 그 전체 길이에 걸쳐서 균일한 깊이로 되어 있다. 또한, 각 제3 도입 홈(42)은 상기 합류 구멍(22)에 연결되는 하류측 단부(42a)를 갖고 있다. 이 하류측 단부(42a)는 대응하는 합류 구멍(22)에 반응 홈(24)의 상류측 단부(24a)와 반대측으로부터 합류하고 있다. 하류측 단부(42a)는 제3 반응제의 유통 방향과 직교하는 단면에 있어서 반원 형상의 단면 형상을 갖는다. 제3 도입 홈(42) 중 제3 도입로(40)의 상당 직경이 다른 각 부분에 대응하는 부분은, 깊이는 일정하고, 폭을 바꾸어 형성되어 있다.

이 변형예의 구성에 따르면, 상기 제1 반응제와 상기 제2 반응제에 추가하여 제3 반응제를 더 혼합하여 반응 생성물을 제조할 수 있다. 그런데, 상기 구성과 같이 기판(4)의 한쪽의 면에 각 제1 도입 홈(18)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 동시에 각 제2 도입 홈(20)이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 경우에는, 이 기판(4)의 한쪽의 면에 있어서 그들 각 도입 홈(18, 20)과의 간섭을 피하면서, 각 도입 홈(18, 20)이 합류하는 각 합류 구멍(22)에 대해 각 제3 도입 홈을 각각 동일 방향으로부터 합류시키는 것은 곤란하다. 그러나, 이 변형예의 구성에서는, 각 제3 도입 홈(42)이 기판(4)의 다른 쪽의 면에 형성되어 있으므로, 그들 각 제3 도입 홈(42)을 평행하고 또한 병렬로 배치하는 동시에, 각 합류 구멍(22)에 대해 동일 방향으로부터 용이하게 합류시킬 수 있다. 이에 기인하여, 본 변형예에서는, 각 반응제 유통로(2)에 있어서 제3 반응제를 제1 반응제 및 제2 반응제에 대해 동일 방향으로부터 합류시킬 수 있고, 그 결과, 각 반응제 유통로(2)에 있어서의 제1 반응제 및 제2 반응제로의 제3 반응제의 합류 형태를 균일화할 수 있다.

또한, 기판(4)의 한쪽의 면 내에 있어서의 제1 도입 홈(18) 및 제2 도입 홈(20)의 형상 및/또는 배치는 상기 실시 형태에서 나타낸 것으로 한정되지 않는다.

예를 들어, 제1 도입 홈(18)과 제2 도입 홈(20)은 동일 직선 상에 배치되어 있지 않아도 좋고, 서로 기울기가 다른 방향으로부터 합류 구멍(22)에 합류하고 있어도 좋다. 또한, 제1 도입 홈(18)의 하류측 단부(18a)와 제2 도입 홈(20)의 하류측 단부(20a)만이 합류 구멍(22)에 대해 서로 반대측 혹은 서로 다른 방향으로부터 합류하고 있으면 좋고, 제1 도입 홈(18)의 하류측 단부(18a) 이외의 부분과 제2 도입 홈(20)의 하류측 단부(20a) 이외의 부분은 각각 어떤 방향으로 연장되어 있어도 좋다.

또한, 합류로(14)[합류 구멍(22)] 및 반응로(16)[반응 홈(24)]는 상기 실시 형태 이외의 형상 및/또는 배치로 설치되어 있어도 좋다.

또한, 각 제1 도입로(10)[각 제1 도입 홈(18)]가 각각 다른 방향으로 연장되어 있어도 좋고, 각 제2 도입로(12)[각 제2 도입 홈(20)]가 각각 다른 방향으로 연장되어 있어도 좋다. 또한, 각 반응로(16)[각 반응 홈(24)]가 각각 다른 방향으로 연장되어 있어도 좋다.

또한, 반응 장치는 상기와 같이 적층된 복수의 제1 유로 구조체(1a) 및 복수의 제2 유로 구조체(1b)를 반드시 구비하고 있을 필요는 없고, 단일의 제1 유로 구조체(1a)만을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 제1 유로 구조체(1a) 내에 단일의 반응제 유통로(2)만이 설치되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제1 도입 홈(18), 상기 제2 도입 홈(20), 상기 제3 도입 홈(42) 및 상기 반응 홈(24)의 각 홈에 있어서 상기 반원 형상의 단면 형상을 갖는 부분은 그 저면의 부분에 기판(4)에 평행한 직선부를 갖는 동시에 그 직선부의 양측에 원호 형상의 부분이 각각 연결된 형상의 단면 형상을 갖고 있어도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 제2 도입 홈(20)의 깊이 d2와 반응 홈(24)의 깊이 d3이 동등한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 제2 반응 홈(20)의 깊이 d2와 반응 홈(24)의 깊이 d3의 합이 기판(4)의 판 두께보다도 크면, 그들 깊이 d2와 깊이 d3은 달라도 좋다.

예를 들어, 깊이 d2가 깊이 d3보다도 큰 경우에는, 이하와 같은 에칭 공정에 의해 기판(4)에 제1 도입 홈(18), 제2 도입 홈(20), 반응 홈(24) 및 합류 구멍(22)을 형성한다.

즉, 상기 실시 형태와 마찬가지로 기판(4)의 양면 중 각 제1 도입 홈(18), 각 제2 도입 홈(20), 각 반응 홈(24) 및 각 합류 구멍(22)의 각각의 형성 영역 이외의 영역이 노광된 포토레지스트로 덮인 상태로 한다.

다음에, 기판(4)의 한쪽의 면의 제1 도입 홈(18)의 형성 영역 위 및 기판(4)의 다른 쪽의 면의 반응 홈(24)의 형성 영역 위를 마스킹 테이프 등의 피복재에 의해 각각 덮고, 그 후, 기판(4)의 양면의 에칭을 동시에 행한다. 이때, 노출되어 있는 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 상기 깊이 d2와 상기 깊이 d3의 차에 상당하는 깊이(d2-d3)까지 에칭하는 동시에, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 동일한 깊이까지 에칭하고, 그 후, 반응 홈(24)의 형성 영역 위를 덮는 피복재를 제거한다.

이후, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 상기 깊이 d3과 상기 깊이 d1의 차에 상당하는 깊이 (d3-d1)만큼 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 에칭하는 것과 동시에, 각 반응 홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 동일한 깊이만큼 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 에칭한다. 이 후, 제1 도입 홈(18)의 형성 영역 위를 덮는 피복재를 제거한다.

그 후, 각 제1 도입 홈(18)의 형성 영역, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 상기 깊이 d1만큼 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 에칭하는 것과 동시에, 각 반응 홈(24)의 형성 영역 및 각 합류 구멍(22)의 형성 영역을 동일한 깊이만큼 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 에칭한다. 이에 의해, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d1의 각 제1 도입 홈(18)이 형성된다. 또한, 각 제2 도입 홈(20)의 형성 영역은 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 (d2－d3)＋(d3－d1)＋d1＝d2의 깊이까지 에칭되고, 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2의 각 제2 도입 홈(20)이 형성된다. 또한, 각 반응 홈(24)의 형성 영역은 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 (d3－d1)＋d1＝d3의 깊이까지 에칭되고, 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3의 각 반응 홈(24)이 형성된다. 또한, 각 합류 구멍(22)의 형성 영역은 기판(4)의 한쪽의 면측으로부터 제2 도입 홈(20)과 동일한 깊이 d2까지 에칭되는 동시에, 기판(4)의 다른 쪽의 면측으로부터 반응 홈(24)과 동일한 깊이 d3까지 에칭된다. 이에 의해, 그 기판(4)의 한쪽의 면으로부터 깊이 d2까지 에칭한 부분과 기판(4)의 다른 쪽의 면으로부터 깊이 d3까지 에칭한 부분이 연결되어 각 합류 구멍(22)이 관통한다. 즉, 이 구성에 있어서도, 각 합류 구멍(22)은 각 제2 도입 홈(20)을 형성하기 위한 에칭과 각 반응 홈(24)을 형성하기 위한 에칭을 이용하여 형성된다.

또한, 상기 실시 형태에서는 기판(4)의 양면을 동시에 에칭 가공하는 경우를 나타냈지만, 기판(4)의 한쪽의 면과 다른 쪽의 면을 각각 별도로 에칭 가공해도 좋다.

또한, 기판(4)을 에칭 가공하는 공정에서는, 기판(4)의 한쪽의 면을 깊이 d1까지 에칭하여 제1 도입 홈(18) 중 적어도 하류측 단부(18a)를 형성하면 좋고, 또한 기판(4)의 한쪽의 면을 깊이 d2까지 에칭하여 제2 도입 홈(20) 중 적어도 하류측 단부(20a)를 형성하면 좋다. 또한, 이 공정에 있어서, 기판(4)의 다른 쪽의 면을 깊이 d3까지 에칭하여 반응 홈(24) 중 적어도 상류측 단부(24a)를 형성하면 좋다. 즉, 제1 도입 홈(18) 중 하류측 단부(18a) 이외의 부분은, 깊이 d1과 다른 깊이로 형성해도 좋고, 제2 도입 홈(20) 중 하류측 단부(20a) 이외의 부분은, 깊이 d2와 다른 깊이로 형성해도 좋고, 또한 반응 홈(24) 중 상류측 단부(24a) 이외의 부분은 깊이 d3과 다른 깊이로 형성해도 좋다. 그리고, 이 경우에는 제2 도입 홈(20) 중 하류측 단부(20a)를 형성하는 에칭과, 반응 홈(24) 중 상류측 단부(24a)를 형성하는 에칭을 이용하여 합류 구멍(22)을 형성하면 좋다.

[실시 형태의 개요]

상기 실시 형태를 정리하면, 이하와 같다.

즉, 상기 실시 형태에 관한 반응 장치는 제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며, 상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되어, 상기 제1 도입로를 통해 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통해 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되어, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 반응제 유통로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고, 상기 유로 구조체는 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고, 상기 기판의 한쪽의 면에는 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입 홈과 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입 홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는 상기 반응로를 구성하는 반응 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하고 있고, 상기 합류 구멍은 상기 제1 도입 홈과 상기 제2 도입 홈의 공통의 종점이고 또한 상기 반응 홈의 시점이고, 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 상기 기판의 상기 한쪽의 면에 있어서 서로 다른 방향으로부터 상기 합류 구멍에 합류하고 있다.

이 반응 장치에서는 유로 구조체를 구성하는 기판의 동일한 면에 제1 도입 홈과 제2 도입 홈이 형성되어 있고, 그 면에 있어서 제1 도입 홈의 하류측 단부와 제2 도입 홈의 하류측 단부가 서로 다른 방향으로부터 합류 구멍에 합류하고 있는 동시에, 그 합류 구멍을 시점으로 하여 기판의 다른 쪽의 면에 반응 홈이 형성되어 있다. 이로 인해, 본 구성에서는 기판의 한쪽의 면에, 저면이 동일 평면으로 되도록 제1 도입 홈과 반응 홈이 형성되는 동시에, 그들 홈에 대해 기판의 다른 쪽의 면에 형성된 제2 도입 홈이 합류 구멍을 통해 합류하고 있는 종래의 구성에 비해, 제1 반응제와 제2 반응제의 균일성이 높은 혼합이 가능해진다. 즉, 이 반응 장치에서는 기판의 한쪽의 면에 형성된 제1 도입 홈과 제2 도입 홈의 각각의 하류측 단부가 서로 다른 방향으로부터 합류 구멍에 합류하고 있는 동시에, 그 합류 구멍을 시점으로 하여 기판의 다른 쪽의 면에 반응 홈이 연장되어 있는 것에 기인하여, 제1 반응제와 제2 반응제가 서로 충돌하도록 합류하면서, 기판의 다른 쪽의 면측으로 빠져 반응로에 흐르기 때문에, 양 반응제가 서로 대략 대등한 조건으로 혼합된다. 이로 인해, 이 반응 장치에서는 기판의 한쪽의 면에, 저면이 동일 평면으로 형성된 제1 도입 홈과 반응 홈을 직선적으로 원활하게 흐르는 제1 반응제에 대해 기판의 다른 쪽의 면에 형성된 제2 반응 홈으로부터 제2 반응제가 혼입되는 종래의 혼합 형태에 비해, 양 반응제가 혼합되기 쉽고, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 높일 수 있다.

상기 반응 장치에 있어서, 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 동일 직선 상에 위치하여, 상기 합류 구멍에 대해 서로 반대측으로부터 합류하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 제1 반응제와 제2 반응제를 합류로에 서로 반대측으로부터 유입시킬 수 있으므로, 합류로에 있어서 양 반응제가 서로 정면으로부터 충돌하여 혼합된다. 이에 의해, 양 반응제가 보다 혼합하기 쉬워져, 그 결과, 양 반응제의 혼합의 균일성을 보다 높일 수 있다.

상기 반응 장치에 있어서, 상기 반응제 유통로는 상기 유로 구조체의 내부에 복수 설치되어 있고, 상기 각 반응제 유통로의 상기 제1 도입로를 구성하는 복수의 상기 제1 도입 홈은 상기 기판의 한쪽의 면에 평행하고 또한 병렬로 형성되고, 상기 각 반응제 유통로의 상기 제2 도입로를 구성하는 복수의 상기 제2 도입 홈은 상기 기판의 한쪽의 면측에 평행하고 또한 병렬로 형성되고, 상기 각 반응제 유통로의 상기 반응로를 구성하는 복수의 상기 반응 홈은 상기 기판의 다른 쪽의 면측에 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

제1 반응제와 제2 반응제를 서로 충돌시키도록 합류시켜 반응로로 흘리기 위한 구성으로서는, 예를 들어 기판의 한쪽면에 있어서 제1 도입 홈과 제2 도입 홈이 180° 미만의 각도에서 교차하도록 합류하는 구성이라도 좋다. 그러나, 그 경우에는 필요 면적이 증대되고, 이에 기인하여, 반응 장치에 있어서 생성물의 생산성의 향상을 위해 다수의 반응제 유통로를 집적하려고 한 경우에 그다지 큰 집적 효과가 얻어지지 않는다. 이에 대해, 상기 구성에서는, 기판의 한쪽의 면측에 다수의 반응제 유통로의 각 제1 도입로가 평행하고 또한 병렬로 설치되는 동시에 다수의 반응제 유통로의 각 제2 도입로가 평행하고 또한 병렬로 설치되고, 또한 기판의 다른 쪽의 면측에 다수의 반응제 유통로의 각 반응로가 평행하고 또한 병렬로 설치되므로, 기판의 한쪽의 면측에 있어서 각 제1 도입로를 보다 집적하여 배치할 수 있는 동시에 각 제2 도입로를 보다 집적하여 배치할 수 있고, 또한 기판의 다른 쪽의 면측에 있어서 각 반응로를 보다 집적하여 배치할 수 있다. 그 결과, 반응 장치에 있어서 반응제 유통로의 양호한 집적화를 도모할 수 있다. 따라서, 이 구성에서는 반응제의 혼합의 균일성을 높이면서, 반응제 유통로의 양호한 집적 효과를 얻을 수 있다.

이 경우에 있어서, 상기 각 반응제 유통로는 제3 반응제가 도입되는 제3 도입로를 각각 갖고, 상기 각 반응제 유통로의 상기 제3 도입로를 구성하는 복수의 제3 도입 홈은 상기 기판의 다른 쪽의 면에 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 동시에, 그 각 제3 도입 홈의 하류측 단부는 대응하는 상기 각 합류 구멍에 연결되어 있어도 좋다.

이 구성에 따르면, 제1 반응제와 제2 반응제에 추가하여 제3 반응제를 더 혼합하여 반응 생성물을 제조할 수 있다. 그리고, 상기와 같이 기판의 한쪽의 면에 각 제1 도입 홈이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 동시에 각 제2 도입 홈이 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 경우에는, 이 기판의 한쪽의 면에 있어서 그들 각 도입 홈과의 간섭을 피하면서, 각 도입 홈이 합류되는 각 합류 구멍에 대해 각 제3 도입 홈을 각각 동일 방향으로부터 합류시키는 것은 곤란하다. 그러나, 이 구성에서는, 각 제3 도입 홈이 기판의 다른 쪽의 면에 형성되어 있으므로, 그들 각 제3 도입 홈을 평행하고 또한 병렬로 배치하여, 각 합류 구멍에 대해 동일 방향으로부터 용이하게 합류시킬 수 있다. 이에 기인하여, 각 반응제 유통로에 있어서 제3 반응제를 제1 반응제 및 제2 반응제에 대해 동일 방향으로부터 합류시킬 수 있고, 그 결과, 각 반응제 유통로에 있어서의 제1 반응제 및 제2 반응제로의 제3 반응제의 합류 형태를 균일화할 수 있다.

또한, 상기 실시 형태에 관한 반응 장치의 제조 방법은 상기 반응 장치를 제조하기 위한 방법이며, 상기 기판의 한쪽의 면을 제1 깊이까지 에칭하여 적어도 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부를 형성하는 제1 도입 홈 형성 공정과, 상기 기판의 한쪽의 면을 상기 제1 깊이보다도 큰 제2 깊이까지 에칭하여 적어도 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부를 형성하는 제2 도입 홈 형성 공정과, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 당해 기판의 판 두께와 상기 제2 깊이의 차보다도 크고, 또한 당해 기판의 판 두께와 상기 제1 깊이의 차보다도 작은 제3 깊이까지 에칭하여 적어도 상기 반응 홈의 상류측 단부를 형성하는 반응 홈 형성 공정과, 상기 제2 도입 홈 형성 공정과 동시에, 상기 기판의 상기 한쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제2 깊이까지 에칭하는 합류 구멍 형성 제1 공정과, 상기 반응 홈 형성 공정과 동시에, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제3 깊이까지 에칭하는 합류 구멍 형성 제2 공정을 구비하고, 상기 합류 구멍 형성 제1 공정에서 상기 제2 깊이까지 에칭한 부분과 상기 합류 구멍 형성 제2 공정에서 상기 제3 깊이까지 에칭한 부분이 연결되어 상기 합류 구멍이 관통한다.

이 반응 장치의 제조 방법에서는 제2 도입 홈 접속부 형성 공정과 동시에 기판의 한쪽의 면 중 합류 구멍의 형성 영역을 제2 깊이까지 에칭하는 동시에, 반응 홈 접속부 형성 공정과 동시에 기판의 다른 쪽의 면 중 합류 구멍의 형성 영역을 제3 깊이까지 에칭함으로써, 기판의 한쪽의 면으로부터 제2 깊이까지 에칭한 부분과 기판의 다른 쪽의 면으로부터 제3 깊이까지 에칭한 부분이 연결되어 합류 구멍이 관통한다. 이로 인해, 제2 도입 홈 접속부 형성 공정의 에칭과 반응 홈 접속부 형성 공정의 에칭을 이용하여 합류 구멍을 형성할 수 있다. 따라서, 이 반응 장치의 제조 방법에서는 합류 구멍을 형성하기 위한 전용의 에칭 공정이나 레이저 가공 등에 의해 합류 구멍을 형성하는 공정 등을 별도로 행할 필요가 없어, 반응 장치의 제조 공정을 간소화할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 반응 장치에 있어서의 반응제의 혼합의 균일성을 높일 수 있다.

Claims

제1 반응제와 제2 반응제를 유통시키면서 그들을 반응시키는 반응 장치이며,
상기 제1 반응제가 도입되는 제1 도입로와, 상기 제2 반응제가 도입되는 제2 도입로와, 상기 제1 도입로의 하류측과 상기 제2 도입로의 하류측에 연결되어, 상기 제1 도입로를 통해 흐르는 상기 제1 반응제와 상기 제2 도입로를 통해 흐르는 상기 제2 반응제를 합류시키기 위한 합류로와, 이 합류로의 하류측에 연결되어, 그 합류로에 있어서 합류된 양 반응제를 유통시키면서 서로 반응시키기 위한 반응로를 갖는 반응제 유통로를 내부에 갖는 유로 구조체를 구비하고,
상기 유로 구조체는 기판과, 그 기판의 한쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제1 밀봉 부재와, 상기 기판의 다른 쪽의 면을 덮은 상태로 그 면에 접합되어 있는 제2 밀봉 부재를 갖고,
상기 기판의 한쪽의 면에는 상기 제1 도입로를 구성하는 제1 도입 홈과 상기 제2 도입로를 구성하는 제2 도입 홈이 형성되어 있는 한편, 상기 기판의 다른 쪽의 면에는 상기 반응로를 구성하는 반응 홈이 형성되어 있고, 또한 상기 합류로를 구성하는 합류 구멍이 상기 기판의 상기 한쪽의 면으로부터 상기 다른 쪽의 면으로 관통하고 있고,
상기 합류 구멍은 상기 제1 도입 홈과 상기 제2 도입 홈의 공통의 종점이고 또한 상기 반응 홈의 시점이고,
상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 상기 기판의 상기 한쪽의 면에 있어서 서로 다른 방향으로부터 상기 합류 구멍에 합류하고 있는, 반응 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부와 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부는 동일 직선 상에 위치하고, 상기 합류 구멍에 대해 서로 반대측으로부터 합류하는, 반응 장치.
제1항에 있어서, 상기 반응제 유통로는 상기 유로 구조체의 내부에 복수 설치되어 있고,
상기 각 반응제 유통로의 상기 제1 도입로를 구성하는 복수의 상기 제1 도입 홈은, 상기 기판의 한쪽의 면에 평행하고 또한 병렬로 형성되고,
상기 각 반응제 유통로의 상기 제2 도입로를 구성하는 복수의 상기 제2 도입 홈은 상기 기판의 한쪽의 면측에 평행하고 또한 병렬로 형성되고,
상기 각 반응제 유통로의 상기 반응로를 구성하는 복수의 상기 반응 홈은 상기 기판의 다른 쪽의 면측에 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는, 반응 장치.
제3항에 있어서, 상기 각 반응제 유통로는 제3 반응제가 도입되는 제3 도입로를 각각 갖고,
상기 각 반응제 유통로의 상기 제3 도입로를 구성하는 복수의 제3 도입 홈은 상기 기판의 다른 쪽의 면에 평행하고 또한 병렬로 형성되어 있는 동시에, 그 각 제3 도입 홈의 하류측 단부는 대응하는 상기 각 합류 구멍에 연결되어 있는, 반응 장치.
제1항에 기재된 반응 장치를 제조하기 위한 방법이며,
상기 기판의 한쪽의 면을 제1 깊이까지 에칭하여 적어도 상기 제1 도입 홈의 하류측 단부를 형성하는 제1 도입 홈 형성 공정과,
상기 기판의 한쪽의 면을 상기 제1 깊이보다도 큰 제2 깊이까지 에칭하여 적어도 상기 제2 도입 홈의 하류측 단부를 형성하는 제2 도입 홈 형성 공정과,
상기 기판의 판 두께와 상기 제2 깊이의 차보다도 크고, 또한 상기 기판의 판 두께와 상기 제1 깊이의 차보다도 작은, 제3 깊이까지 상기 기판의 다른 쪽의 면을 에칭하여 적어도 상기 반응 홈의 상류측 단부를 형성하는 반응 홈 형성 공정과,
상기 제2 도입 홈 형성 공정과 동시에, 상기 기판의 상기 한쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제2 깊이까지 에칭하는 합류 구멍 형성 제1 공정과,
상기 반응 홈 형성 공정과 동시에, 상기 기판의 상기 다른 쪽의 면 중 상기 합류 구멍의 형성 영역을 상기 제3 깊이까지 에칭하는 합류 구멍 형성 제2 공정을 구비하고,
상기 합류 구멍 형성 제1 공정에서 상기 제2 깊이까지 에칭한 부분과 상기 합류 구멍 형성 제2 공정에서 상기 제3 깊이까지 에칭한 부분이 연결되어 상기 합류 구멍이 관통하는, 반응 장치의 제조 방법.