WO2004069738A1

WO2004069738A1 - マイクロリアクターおよびその製造方法

Info

Publication number: WO2004069738A1
Application number: PCT/JP2004/001208
Authority: WO
Inventors: Hiroshi Yagi; Takeshi Kihara; Koichi Suzuki
Original assignee: Dai Nippon Printing Co., Ltd.
Priority date: 2003-02-06
Filing date: 2004-02-05
Publication date: 2004-08-19
Also published as: KR20050100593A; US7803328B2; US8123825B2; US20100296985A1; US20060051260A1; DE112004000052T5; KR100783168B1

Abstract

マイクロリアクターの構成を、一方の面に微細溝部を備えた金属基板と、この金属基板の他の面に絶縁膜を介して設けられた発熱体と、微細溝部内に担持された触媒と、微細溝部を覆うように金属基板に接合された原料導入口とガス排出口を有するカバー部材と、を備えるものとする。このようなマイクロリアクターは、熱伝導率が高く熱容量が小さい金属基板を使用しているので、発熱体から担持触媒への熱の伝達効率が高いものとなり、また、金属基板の加工が容易で、製造が簡便となる。

Description

マイクロリアクターおよびその製造方法技術分野

本発明は、水素製造用改質器に使用するマイクロリアクター、特にメタノール等の原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターと、このマイクロリァクタ一の製造方法に閲する。明

田

背景技術

近年、 ±也球環境保護の観点で二酸化炭素等の地球温暖化ガスの発生がなく、また、エネルギー効率が高いことから、水素を燃料とすることが注目されている。特に、燃ネ斗電池は水素を直接電力に変換できることや、発生する熱を利用するコジエネレーションシステムにおいて高いエネルギー変換効率が可能なことから注目されている。これまで燃料電池は宇宙開発や海洋開発等の特殊な条件において採用されてきたが、最近では自動車や家庭用分散電源用途への開発が進んでおり、また、携帯機器用の燃料電池も開発されている。

燃料電池の中で、天然ガス、ガソリン、ブタンガス、メタノール等の炭化水素系燃料を改質して得られる水素ガスと、空気中の酸素とを電気化学的に反応させて電気を取リ出す燃料電池は、一般に炭ィ素系燃料を水蒸気改質して水素ガスを生成する改質器と、電気を発生させる燃料電池本体等で構成される。

メタノール等を原料として水蒸気改質により水素ガスを得るための改質器では、主に C u— Z n系触媒を使用し、 P及熱反応により原料の水蒸気改質が行われる。産業用の燃料電池では、起動 '停止が頻繁に行われることがないため、改質器の温度変動は生じにくい。しかし、自動車用や携帯機器用の燃料電池では、起動 -停止が頻繁に行われるため、停止状態から始動したときの改質器の立ち上がりが速い（メタノールの水蒸気改質温度に達するまでの時間が短い）ことが要求される。

一方、特に携帯機器用では、燃料電池の小型化が必須であり、改質器の小型化が種々検討されている。例えば、シリコン基板やセラミックス基板にマイクロチャネルを形成し、このマイクロチャネル内に触媒を担持したマイクロリアクターが開発されている（特開 2 0 0 2— 2 5 2 0 1 4号公報）。

しかしながら、従来のマイクロリアクターは、熱の利用効率が悪く、停止状態から始動したときの改質器の立ち上がり速度が遅いという問題があった。また、マイクロマシーンによる加工等を必要とし、製造コストが高いという問題もあった。さらに、携帯機器用の燃料電池では、マイクロリアクターに許容されるスペースの制限が厳しく、更なる小型化が強く要望されている。

また、従来のマイクロリアクターは、反応効率が低く、より反応効率の高いマイク口リアクターが要望されている。さらに、従来のマイクロリアクタ一では、製造段階で触媒が熱によリ失活するおそれがあり、使用できる触媒が制限されたり、製造工程管理が難しいという問題もあった。

さらに、従来のマイクロリアクターによる水素製造では、水素製造の各工程（混合、改質、 C O除去）用のマイクロリアクターを準備し、これら複数のマイクロリアクタ一を配管で接続したものであり、必要とするスペースが大きくなリ、携帯機器用の燃料電池のように、マイクロリアクターに許容されるスペースの制限が厳しい場合、小型化に重大な支障を来していた。

また、使用中に 1つの工程用のマイクロリアクターにおいて触媒の失活ゃ劣化が生じ、その機能がなくなると、正常に機能しているマイクロリアクタ一を含めて複数のマイクロリアクター全体を交換する必要があり、ランニングコスト低減に支障を来すという問題があった。発明の開示

そこで、本発明は上記のような問題点を解消するためになされたものである。その目的は、小型で高効率の水素製造用改質器を可能とするマイクロリアクターと、このマイクロリアクターを簡便に製造することが可能な製造方法を提供することである。このような目的を達成するために、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、一方の面に微細溝部を備えた金属基板と、該金属基板の他の面に絶縁膜を介して設けられた発熱体と、前記微細溝部内に担持された触媒と、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合され原料導入口とガス排出口を有するカバー部材と、を備えるような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、前記金属基板を陽極酸ィ匕して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、原料導入口とガス排出口が形成されたカバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、を有するような構成とした。また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、原料導入口とガス排出口が形成されたカバー咅附を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、原料導入口とガス排出口が形成されたカバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、を有するような構成とした。また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、原料導入口とガス排出口が形成されたカバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、を有するような構成とした。

上述の本発明によれば、マイクロリアクターを構成する金属基板が、シリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体から担持触媒へ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がり速度が速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となり、また、金属基板への微細溝部の形成は、マイクロマシーンによる加工を必要とせず、エッチング加工等の安価な加工方法によリ容易に行えるので、マイクロリアクターの製造コス卜低減が可能となる。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、触媒を担持した微細溝部を一方の面に備えた複数の金属基板を、前記微細溝部形成面が同一方向となるように多段に積み重ね、各段の金属基板の前記微細溝部を連絡するための貫通孔を各金属基板に備え、少なくとも 1個の金属基板は前記微細溝部が形成されていない面に絶縁膜を介して設けられた発熱体を備え、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に、ガス排出口を有するカバー部材を接合して備えるような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、少なくとも 1個の前記金属基板の前記微細溝部が形成されていない面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、前記複数の金属基板を多段に積み重ねる際に接合される部位の前記金属酸化膜を除去する工程と、前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバー部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、を有するような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、少なくとも 1個の前記金属基板の前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバー部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、を有するような構成とした。また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法にお t、て、複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶緣膜を形成する工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、前記複数の金属基板を多段に積み重ねる際に接合される部位の前記金属酸化膜を除去する工程と、前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝咅が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバー部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、多段の最外部に位置する少なくとも一方の前記金属酸化膜上に発熱体を設けるェ程と、を有するような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法におゝて、複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバ一部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、多段の最外部に位置する少なくとも一方の前記金属基板面上に絶縁膜を設け、該絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、を有するような構成とした。

上述の本発明によれば、多段に積み重ねた各金属基板の触媒を担持した微細溝部で、原料の混合、気化、混合気体の改質、不純物除去を行うことができ、カバ一部材のガス排出口から高純度の水素ガスを得ることができるため、複数のマイクロリアクターを接続管で接続する場合に比べて、スペース効率の高い水素製造用改質器が可能となる。また、マイクロリアクターを構成する金属基板が、シリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体から担持触媒へ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がり速度が速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となる。さらに、金属基板への微細溝部の形成は、マイクロマシーンによる加工を必要とせず、エッチング加工等の安価な加工方法により容易に行えるので、マイクロリアクターの製造コス卜低減が可能となる。また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、微細溝部を一方の面に備えた金属基板に、原料導入口とガス排出口とを有する金属カバー部材が前記微細溝部を覆うように接合されてなる接合体と、該接合体の内部に位置する前記微細溝部と前記金属カバ一部材とで構成された流路と、該流路の内壁面の全面に担持された触媒と、を備えるような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、微細溝部を一方の面に備え、かつ、該微細溝部のパターンが相互に面対称関係にある 1組の金属基板を、前記微細溝部が対向するように接合してなる接合体と、該接合体の内部で対向している前記微細溝部で構成された流路と、該流路の内壁面の全面に担持された触媒と、前記流路の一方の端部に位置する原料導入口と、前記流路の他方の端部に位置するガス排出口と、を備えるような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する溝部形成工程と、原料導入口とガス排出口とを有する金属カバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、前記流路の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、前記流路の内壁面に前記金属酸化膜を介して触媒を担持する触媒担持工程と、を有するような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、 1組の金属基板の一方の面に、面対称となるパターンで微細溝部を形成する溝部形成工程と、前記 1組の金属基板を前記微細溝部が対向するように接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、前記流路の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、前記流路の内壁面に前記金属酸化膜を介して触媒を担持する触媒担持工程と、を有するような構成とした。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、金属基板の一方の面に微細溝部を形成する溝部形成工程と、前記微細溝部の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、原料導入口とガス排出口とを有する金属カバーき附を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、前記流路の内壁面に前記金属酸化膜を介して触媒を担持する触媒担持工程と、を有するような構成とした。また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、 1組の金属基板の一方の面に、面対称となるパターンで微細溝部を形成する溝部形成工程と、前記微細溝部の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、前記 1組の金属基板を前記微細溝部が対向するように接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、前記流路の内壁面に前記金属酸化膜を介して触媒を担持する触媒担持工程と、を有するような構成とした。

上述の本発明によれば、触媒が流路の内壁面の全面に担持されたことにより反応面積が拡大され、反応効率が向上して、スペースの有効利用が可能となり、また、マイクロリアクターを構成する金属基板が、シリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体から担持触媒へ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がり速度が速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高 tゝ水素製造用改質器が可能となる。

また、接合工程によリ流路を備えた接合体が形成された後に触媒が担持されるので、接合工程における触媒の熱失活のおそれがなぐ触媒の選択幅が広くなリ、さらに、接合工程まで完了させて複数の接合体を準備しておき、これらの接合体に所望の触媒を担持させることにより、異なった反応に使用されるマイクロリアクター、例えば、メタノ一ルの改質用、一酸化炭素の酸化用の各マイクロリアクターを用途に応じて製造することができ、製造工程の簡素化が可能である。また、金属基板への微細溝部の形成は、マイクロマシーンによる加工を必要とせず、エッチング加工等の安価な加工方法により容易に行え、さらに、研磨工程も不要であるため、マイクロリアクターの製造コスト低減が可能となる。また、流路の内壁面に角部を存在させないようにした場合、触媒担持工程における担持量のバラツキが抑制され、触媒を均一に担持させることができる。

また、本発明は、原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、流路を内部に有し、該流路の一方の端部が導入口をなし、他方の端部が排出口をなす複数個の単位流路部材と、該単位流路部材を多段状態で保持する連結部材とを少なくとも備え、前記連結部材は、単位流路部材の導入口が位置する部位、排出口が位置する部位にて単位流路部材を密着させて保持するための複数の連結部と、原料導入口と、ガス排出口とを有し、少なくとも 1個の前記単位流路部材は流路内に触媒を担持した単位マイクロリアクターであり、前記連結部材の原料導入口から原料を導入し、複数個の前記単位流路部材のうち、前記単位マイクロリアクターにて所定の反応を行い、前記連結部材のガス排出口から所望の生成ガスを得るような構成とした。

上述の本発明によれば、多段状態で連結保持している単位流路部材のうち、所望の単位流路部材が、流路内に触媒を担持した単位マイクロリアクターとされているので、スペースの利用効率が向上し、また、単位マイクロリアクターの段数、単位マイクロリアクターに担持する触媒種の選択により、所望の性能、特性を有する水素製造用のマイクロリアクタ一とすることができる。さらに、各単位流路部材を取り外し可能とすることにより、触媒の失活ゃ劣化が生じた単位マイクロリアクターのみを交換して、マイクロリアクター全体としての機能を維持することができる。また、接合体を形成した後に触媒を担持して単位マイクロリアクターとすることにより、同一構造の単位流路部材（接合体）を使用し、要求される機能に応じた触媒を担持した単位マイクロリアクターを組み込むことが可能となり、マイクロリアクターの製造コスト、ラン二ングコストが低減される。また、所望の単位マイクロリアクターに発熱体を備えたり、単位流路部材間に断熱用の空隙や断熱材を介在させることにより、単位マイクロリアクタ一毎に最適な温度とすることができ、反応効率の向上と熱の有効利用が可能である。図面の簡単な説明

図 1は、本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図である。

図 2は、図 1に示されるマイクロリアクターの 1 1— 1 1 線における拡大縦断面図である。

図 3は、図 1に示されるマイクロリアクターの金属基板の微細溝部形成面側を示す斜視図である。

図 4は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 2相当の縦断面図である。

図 5は、本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図である。

図 6は、図 5に示されるマイクロリアクターの I I一 I I 線における拡大縦断面図でる。図 7は、図 5に示されるマイクロリアクターの I l l— I l l 線における拡大縦断面図である。

図 8は、図 5に示されるマイクロリアクター 1において、発熱体保護層 7を剥離した状態を示す斜視図である。

図 9は、図 5に示されるマイクロリアクターの 1段目の金属基板の微細溝部形成面側を示す斜視図である。

図 1 0は、図 5に示されるマイクロリアクターの 2段目の金属基板の微細溝部形成面側を示す斜視図である。

図 1 1は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 6相当の縦断面図である。

図 1 2は、本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図である。

図 1 3は、図 1 2に示されるマイクロリアクターの A— A線における拡大縦断面図である。 ' 図 1 4は、図 Ί 2に示されるマイクロリアクタ一を構成する金属基板の微細溝部形成面側を示す斜視図である。

図 1 5は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 1 3相当の縦断面図である。

図 1 6は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す斜視図である。図 1 7は、図 1 6に示されるマイクロリアクターの B—B線における拡大縦断面図である。

図 1 8は、図 1 6に示されるマイクロリアクターを構成する金属基板の微細溝部形成面側を示す斜視図である。

図 1 9は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 1 7相当の縦断面図である。

図 2 0は、本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図である。

図 2 1は、図 2 0に示されるマイクロリアクターの I 一 I線における拡大縦断面図である。

図 2 2は、図 2 0に示されるマイクロリアクターの構成部材を離間させた状態を示す斜視図である。図 2 3は、本発明のマイクロリアクターを構成する単位流路部材内の流路の例を説明するための斜視図である。

図 2 4は、連結咅附の連結部が形成された面を示す図である。

図 2 5は、図 2 4に示される連結部材の断面図であって、図 2 5 Aは II—II線における断面図、図 2 5 Bは ΠΙ-ΙΠ線における断面図である。

図 2 6は、本発明のマイクロリアクターの他の例を説明するための図 2 1相当の縦断面図である。

図 2 7は、本発明のマイクロリアクターを構成する単位流路部材（単位マイクロリアクター）の他の例を示す縦断面図である。

図 2 8は、単位マイクロリアクターの作製方法の一例を示す工程図である。

図 2 9は、単位マイクロリアクターの作製方法の他の例を示す工程図である。図 3 0 A〜図 3 0 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 1 A〜図 3 1 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 2 A〜図 3 2 Dは、本発明のマイクロリアクタ一製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 3 3 A〜図 3 3 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 3 4 A〜図 3 4 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 5 A〜図 3 5 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 6 A〜図 3 6 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 7 A〜図 3 7 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 8 A〜図 3 8 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。図 3 9 A〜図 3 9 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 O A〜図 4 0 Dは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 1 A〜図 4 1 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 4 2 A〜図 4 2 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 4 3 A〜図 4 3 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 4 A〜図 4 4 Cは、本発明のマイクロリアクタ一製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 5 A〜図 4 5 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 6 A〜図 4 6 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 7 A〜図 4 7 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 8 A〜図 4 8 Cは、本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

[マイクロリアクター]

まず、本発明のマイクロリアクターについて説明する。

<マイクロリアクターの第 1の実施形態 >

図 1は本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図であり、図 2は図 1 に示されるマイクロリアクターの I I一 I I 線における拡大縦断面図である。図 1および図 2において、本発明のマイクロリアクター 1は、金属基板 2と、この金属基板 2 の一方の面 2 aに形成された微細溝部 3と、この微細溝部 3内部および金属基板 2の両面 2 a， 2 bと側面 2 cに形成された金属酸化膜からなる絶縁膜 4と、金属基板 2 の表面 2 b上に絶縁膜 4を介して設けられた発熱体 5と、微細溝部 3内に担持された触媒 Cと、上記微細溝部 3を覆うように金属基板 2に接合されたカバー部材 8と、を備えている。また、発熱体 5には電極 6， 6が形成され、この電極 6， 6が露出するような電極開口部 7 a， 7 aを有する発熱体保護層 7が、発熱体 5を覆うように設けられている。また、上記カバー咅附 8には、原料導入口 8 aとガス排出口 8 bが設けられている。

図 3は、図 1に示されるマイクロリアクター 1の金属基板 2の微細溝部 3形成面側を示す斜視図である。図 3に示されるように、微細溝部 3は櫛状のリブ 2 A， 2 Bを残すように形成され、端部 3 aから端部 3 bまで連続する形状である。そして、カバ一部材 8の原料導入口 8 aを端部 3 aに位置させ、ガス排出口 8 bを端部 3 bに位置させることにより、原料導入口 8 aからガス排出口 8 bまで連続した流路が構成される。

本発明のマイクロリアクター 1を構成する金属基板 2は、陽極酸化により金属酸化膜（絶縁膜 4 ) を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、例えば、 A I、 S i、 T a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。これらの金属の中で、特に A Iが加工適性や、熱容量、熱伝導率等の特性、単価の点から好ましく使用される。金属基板 2の厚みは、マイクロリアクター 1の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 5 0 ~ 2 0 0 θ Α6 m程度の範囲で設定することができる。

このような金属基板 2への陽極酸化による金属酸化膜（絶縁膜 4 ) の形成は、金属基板 2を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸潰して陰極と対向させ通電することにより行うことができる。金属酸化膜（絶縁膜 4 ) の厚みは、例えば、 5〜 1 5 0 m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 2に形成される微細溝部 3は、図 3に示されるような形状に限定されるものではなく、微細溝部 3内に担持する触媒 Cの量が多くなリ、かつ、原料が触媒 Cと接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。通常、微細溝部 3 の深さは 1 0 0〜 1 0 0 0 m程度の範囲内、幅は 1 0 0〜 1 0 0 0 At m程度の範囲内で設定することができ、流路長は 3 0〜3 0 O mm程度の範囲とすることができる。本発明では、微細溝部 3内部にも金属酸化膜からなる絶縁膜 4が形成されているので、微細孔を有する金属酸化膜の表面構造により、触媒 Cの担持量が増大するとともに、安定した触媒担持が可能となる。

触媒 Cとしては、従来から水蒸気改質に使用されている公知の触媒を使用することができる。

本発明のマイクロリアクター 1を構成する発熱体 5は、吸熱反応である原料の水蒸気改質に必要な熱を供給するためのものであり、カーボンペース卜、ニクロム（N i 一 C r合金）、 W (タングステン）、 M o (モリブデン）等の材質を使用することができる。この発熱体 5は、例えば、幅 1 0〜2 0 O m程度の細線を、微細溝部 3が形成されている領域に相当する金属基板面 2 b (絶縁膜 4 ) 上の領域全面に引き回したような形状とすることができる。

このような発熱体 5には、通電用の電極 6， 6が形成されている。通電用の電極 6， 6は、 A u、 A g、 P d、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができる。発熱体保護層 7は、上記の電極 6， 6を露出させるための電極開口部 7 a， 7 bを有し、発熱体 5を覆うように配設されている。この発熱体保護層 7は、例えば、感性ポリイミド、ワニス状のポリイミド等により形成することができる。また、発熱体保護層 7の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 2〜 2 5 t m程度の範囲で設定することができる。

本発明のマイクロリアクター 1を構成するカバー部材 8は、 A I合金、 C u合金、ステンレス材料等を使用することができる。また、カバー部材 8の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 2 0〜2 0 0 At m程度の範囲で設定することができる。カバー咅附 8が備える原料導入口 8 aとガス排出口 8 bは、金属基板 2に形成された微細溝部 3の流路の両端部 3 a , 3 bに位置するように設けられている。

<マイクロリアクターの第 2の実施形態 >

図 4は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 2相当の縦断面図である。図 4において、本発明のマイクロリアクター 1 ' は、金属基板 2 ' と、この金属基板 2 ' の一方の面 2 ' aに形成された微細溝部 3と、金属基板 2 ' の他の面 2 ' bに形成された絶縁膜 4 ' と、金属基板 2 ' の表面 2 ' b上に絶縁膜 4 ' を介して設けられた発熱体 5と、微細溝部 3内に担持された触媒 Cと、上記微細溝部 3を覆うように金属基板 2 ' に接合されたカバ一部材 8と、を備えている。また、発熱体 5には電極 6， 6が形成され、この電極 6， 6が露出するような電極開口部 7 a， 7 aを有する発熱体保護層 7が、発熱体 5を覆うように設けられている。また、上記カバー部材 8には、原料導入口 8 aとガス排出口 8 bが設けられている。

このようなマイクロリアクター 1 ' は、金属部材 2 ' 、絶縁層 4 ' が異なる点、および、微細溝部 3内に金属酸化膜（絶縁層 4 ) が形成されていない点を除いて、上述のマイクロリアクター 1と同様であり、同じ構成部材には同じ部材番号を付し、説明は省略する。

本発明のマイクロリアクター 1 ' を構成する金属基板 2 ' は、 A I基板、 C U基板、ステンレス基板等のいずれかを使用することができる。また、金属基板 2 ' の厚みは、マイクロリアクター 1 ' の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 5 0〜 2 0 0 0 程度の範囲で設定することができる。

金属基板 2 ' の面 2 ' bに形成された絶縁膜 4 ' は、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等により形成されたものとすることができる。このような絶縁膜 4 ' の厚みは、使用する材料の特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 1〜 3 0 At m程度の範囲で設定することができる。

上述のような本発明のマイクロリアクター 1， 1 ' は、金属基板 2， 2 ' を使用しており、これらはシリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体 5から担持触媒 Cへ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がりが速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となる。

<マイクロリアクターの第 3の実施形態 >

図 5は本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図であリ、図 6は図 5 に示されるマイクロリアクターの I I一 I I 線における拡大縦断面図であり、図 7は図 5に示されるマイクロリアクターの 1 1 1— 1 1 1線における拡大縦断面図でる。図 5乃至図 7において、本発明のマイクロリアクタ一 1 1は、金属基板 1 2と金属基板 2 2とが接合された 2段構造である。 1段目の金属基板 1 2は、一方の面 1 2 a に形成された微細溝部 Ί 3と、この微細溝部 1 3の所定箇所に開口をもつ貫通孔 1 9 と、この貫通孔 1 9内部と微細溝部 1 3内部および金属基板 1 2の他方の面 1 2 bと側面 1 2 cに形成された金属酸化膜からなる絶縁膜 1 4と、金属基板 1 2の表面 1 2 b上に絶縁膜 1 4を介して設けられた発熱体 1 5と、微細溝部 Ί 3内に担持された触媒 C 1と、を備えている。また、発熱体 1 5には電極 1 6， 1 6が形成され、この電極 1 6， 1 6が露出するような電極開口部 1 7 a， 1 7 aと、上記の貫通孔 1 9の開口が露出するような開口部 1 7 bを有する発熱体保護層 1 7が、発熱体 1 5を覆うように設けられている。

一方、 2段目の金属基板 2 2は一方の面 2 2 aに形成された微細溝部 2 3と、この微細溝部 2 3の所定箇所に開口をもつ貫通孔 2 9と、この貫通孔 2 9内部と微細溝部 2 3内部および金属基板 2 2の側面 2 2 cに形成された金属酸化膜からなる絶縁膜 2 4と、微細溝部 2 3内に担持された触媒 C 2と、微細溝部 2 3を覆うように面 2 2 a に接合されたカバー部材 2 8を備えている。このカバー部材 2 8には、ガス排出口 2 8 aが設けられている。

図 8は、図 5に示されるマイクロリアクター 1 1において、発熱体保護層 1 7を剥離した状態を示す斜視図である。図 8に示されるように、発熱体 1 5は金属基板 1 2 の表面 1 2 b上に絶縁層 1 4を介して設けられている。そして、発熱体保護層 1 7の開口部 1 1 bが原料導入口となる。尚、貫通孔 1 9を囲むように発熱体 1 5を設けてもよい。

図 9は、図 5に示されるマイクロリアクター 1 1を構成する 1段目の金属基板 1 2 の微細溝部 1 3形成面側を示す斜視図である。図 9に示されるように、微細溝部 1 3 は櫛状のリブ 1 2 A， 1 2 Bを残すように形成され、端部 1 3 aから端部 1 3 bまで続する形状である。そして、微細溝部 1 3に端部 Ί 3 aには、貫通孔 1 9の開口が露出している。

また、図 1 0は、図 5に示されるマイクロリアクタ一 Ί 1を構成する 2段目の金属基板 2 2の微細溝部 2 3形成面側を示す斜視図である。図 1 0に示されるように、微細溝部 2 3は櫛状のリブ 2 2 A， 2 2 Bを残すように形成され、端部 2 3 aから端部 6

2 3 bまで連続する形状である。そして、微細溝部 2 3の端部 2 3 aには、貫通孔 2 9の開口が露出しており、この貫通孔 2 9の他方の開口は、 2段積層構造において上記の金属基板 1 2の微細溝部 1 3の端部 1 3 bに位置している。また、マイクロリアクター1 1では、カバー部材 2 8のガス排出口 2 8 aが微細溝部 2 3の端部 2 3 に位置している。これにより、図 7に矢印 aで示されるように、原料導入口である発熱体保護層 1 7の開口部 1 7 bから 1段目の金属基板 1 2の貫通孔 1 9を経由して端部 1 3 aから微細溝部 1 3を流れ、端部 1 3 bから 2段目の金属基板 2 2の貫通孔 2 9 を経由して端部 2 3 aから微細溝部 2 3を流れ、端部 2 3 bからガス排出口 2 8 aを通過して外部に至るまでの続した流路が構成される。

本発明のマイクロリアクター 1 1を構成する金属基板 1 2， 2 2は、陽極酸化によリ金属酸化膜（絶縁膜 Ί 4 , 2 4 ) を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、例えば、 A l、 S i、 T a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。これらの金属の中で、特に A Iが加工適性や、熱容量、熱伝導率等の特性、単価の点から好ましく使用される。金属基板 1 2， 2 2の厚みは、マイクロリアクター 1 Ίの大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 3， 2 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 5 0 - 2 0 0 0 m程度の範囲で設定することができる。このような金属基板 1 2， 2 2への陽極酸化による金属酸化膜（絶縁膜 1 4， 2 4 ) の形成は、金属基板 1 2， 2 2を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸潰して陰極と対向させ通電することにより行うことができる。金属酸化膜（絶縁膜 1 4， 2 4 ) の厚みは、例えば、 5 ~〗 5 0 t m程度の範囲で設定することがでさる。

金属基板 1 2， 2 2に形成される微細溝部 1 3， 2 3は、図 9、図 1 0に示されるような形状に限定されるものではなく、微細溝部 1 3， 2 3内に担持する触媒 C 1、 C 2の量が多くなリ、かつ、原料が触媒 C 1、 C 2と接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。通常、微細溝部 1 3， 2 3の深さは5 0〜1 0 0 0 m程度の範囲内、幅は 5 0〜 1 0 0 0 μ m程度の範囲内で設定することができ、流路長は 3 0〜4 0 O mm程度の範囲とすることができる。

本発明では、微細溝部 1 3， 2 3内部にも金属酸化膜からなる絶縁膜 1 4 , 2 4が形成されているので、微細孔を有する金属酸化膜の表面構造により、触媒 C 1、 C 2 の担持量が増大するとともに、安定した触媒担持が可能となる。

触媒 C 1、 C 2としては、従来から水蒸気改質に使用されている公知の触媒を使用することができる。例えば、 1段目の金属基板 1 2の微細孔部 1 3において原料の混合と、混合された原料の気化、および、混合気体の改質を行い、 2段目の金属基板 2 2の微細孔部 2 3において改質気体からの不純物除去を行う場合、触媒 C 1として C u - Z n O/A I ₂0₃等、触媒 C 2として P t /A I ₂0₃等を使用することができる。本発明のマイクロリアクター 1 1を構成する発熱体 1 5は、吸熱反応である原料の水蒸気改質に必要な熱を供給するためのものであり、カーボンペース卜、ニクロム ( N i—C r合金）、 W (タングステン）、 M o (モリブデン）等の材質を使用することができる。この発熱体 1 5は、例えば、幅 1 0〜2 0 O m程度の細線を、微細溝部 Ί 3が形成されている領域に相当する金属基板面 1 2 b (絶縁膜 1 4 ) 上の領域全面であって、貫通孔 1 9を塞がないように引き回した形状とすることができる。尚、本実施形態のように発熱体を 1つの金属基板のみに設ける場合、混合気体の改質を行う金属基板に設けることが好ましい。

このような発熱体 1 5には、通電用の電極 1 6， 1 6が形成されている。通電用の電極 1 6， 1 6は、 A u、 A g、 P d、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができる。

発熱体保護層 1 7は、上記の電極 1 6， 1 6を露出させるための電極開口部 1 7 a， 1 7 aと、上記の貫通孔 1 9の開口を露出させるための開口部 1 7 bを有し、発熱体 1 5を覆うように配設されている。この発熱体保護層 1 7は、例えば、感光性ポリイミド、ワニス状のポリイミド等により形成することができる。また、発熱体保護層 1 7の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 2〜 2 5 m程度の範囲で設定することができる。

本発明のマイクロリアクター 1 1を構成するカバー部材 2 8は、 A I合金、 C u合金、ステンレス材料等を使用することができる。また、カバー部材 2 8の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 2 0〜4 0 0 t m程度の範囲で設定することができる。カバー部材 2 8が備えるガス排出口 2 8 aは、金属基板 2 2に形成された微細溝部 2 3の流路の端部 2 3 bに位置するように設けられている。

<マイクロリアクターの第 4の実施形態 >

図 1 1は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 6相当の縦断面図である。図 1 1において、本発明のマイクロリアクター 1 1 ' は、金属基板 1 2' と金属基板 22' とが接合された 2段構造であり、 1段目の金属基板 1 2' は、一方の面 1 2' aに形成された微細溝部 1 3と、この微細溝音 1 3の所定箇所に開口をもつ貫通孔 1 9 (図示せず）と、金属基板 1 の他の面 1 2 ' bに形成された絶縁膜 1

4' と、金属基板 1 2' の表面 1 2' b上に絶縁膜 1 4' を介して設けられた発熱体 1 5と、微細溝部 1 3内に担持された触媒 C 1と、を備えている。また、発熱体 1 5 には電極 1 6， 1 6が形成され、この電極 1 6， 1 6が露出するような電極開口部 1 7 a, 1 7 aと、上記の貫通孔 1 9の開口が露出するような開口部 1 7 b (図示せず）を有する発熱体保護層 1 7が、発熱体 1 5を覆うように設けられている。

一方、 2段目の金属基板 22 ' は一方の面 22 ' aに形成された微細溝部 23と、この微細溝部 23の所定箇所に開口をもつ貫通孔 29 (図示せず）と、微細溝き 23 内に担持された触媒 C2と、微細溝部 23を覆うように面 22' aに接合されたカバ —部材 28を備えている。カバー部材 28には、ガス排出口 28 aが設けられている。このようなマイクロリアクター 1 1 ' は、金属部材 1 2' , 22' 、絶縁層 1 4' , 24' が異なる点、および、微細溝部 1 3， 23内、貫通孔 1 9， 29内に金属酸ィ匕膜（絶縁層 1 4， 24) が形成されていない点を除いて、上述のマイクロリアクター 1 1と同様であり、同じ構成部材には同じ部材番号を付し、説明は省略する。

本発明のマイクロリアクター 1 1 'を構成する金属基板 1 2' ， 22' は、 A I基板、 Cu基板、ステンレス基板等のいずれかを使用することができる。また、金属基板 1 2' ， 22' の厚みは、マイクロリアクター 1 1 'の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 50~200 m程度の範囲で設定することができる。金属基板 1 2' の面 1 2' bに形成された絶縁膜 1 4' は、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等により形成されたものとすることができる。このような絶縁膜 1 4' の厚みは、使用する材料の特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 1〜30; m程度の範囲で設定することができる。 9 上述のような本発明のマイクロリアクター 1 1， 1 1 ' は、 2段に積み重ねた各金属基板 1 2， 2 2や 1 2 ' ， 2 2 ' の触媒を担持した微細溝部 1 3， 2 3で、原料の混合、気化、混合気体の改質、不純物除去の一連の操作を行うことができ、カバ一部材 2 8のガス排出口 2 8 aから高純度の水素ガスを得ることができる。このため、複数のマイクロリアクターを接続管で接続する場合に比べて、スペース効率が大幅に向上する。また、金属基板 1 2， 1 2 ' ， 2 2 , 2 2 ' を使用しており、これらはシリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体 1 5から担持触媒 C 1、 C 2へ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がりが速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となる。

尚、上述のマイクロリアクターの実施形態は一例であり、例えば、 3段以上の多段構造としてもよく、この場合、発熱体は少なくとも混合気体の改質を行う金属基板に設けることが好ましい。

<マイクロリアクターの第 5の実施形態 >

図 1 2は本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図であり、図 1 3は図 1 2に示されるマイクロリアクターの A— A線における拡大縦断面図である。図 1 2および図 1 3において、本発明のマイクロリアクター 1 0 1は、一方の面 1 0 2 a に微細溝部 1 0 3が形成された金属基板 1 0 2と、微細溝部 1 0 3を覆うように金属基板 1 0 2の面 1 0 2 aに接合された金属カバ一部材 1 0 4とからなる接合体 1 1 5 を有している。この接合体 1 1 5の内部には、微細溝部 1 0 3と金属カバー部材 1 0 4とで構成された流路 1 0 5が形成されており、この流路 1 0 5の内壁面の全面に金属酸化膜 1 0 6を介して触媒 Cが担持されている。また、上記金属カバー部材 1 0 4 には、原料導入口 1 0 4 aとガス排出口 1 0 4 bが設けられており、これらは流路 Ί 0 5の各端部に位置している。上記の金属酸化膜 1 0 6は絶縁膜であり、流路 1 0 5 の内壁面の他に、接合体 1 1 5の表面（金属基板 1 0 2の表面 1 0 2 b、側面 1 0 2 c、および、金属カバー部材 1 0 4の表面）にも形成されている。そして、金属基板 1 0 2の表面 1 0 2 b上の金属酸化膜 Ί 0 6を介して発熱体 1 0 7が設けられており、発熱体 1 0 7には電極 1 0 8， 1 0 8が形成され、この電極 1 0 8， 1 0 8が露出するような電極開口部 1 0 9 a , 1 0 9 aを有する発熱体保護層 1 0 9が、発熱体 1 0 7を覆うように設けられている。

図 1 4は、図 1 2に示されるマイクロリアクタ一 1 0 1の金属基板 1 0 2の微細溝部 1 0 3形成面側を示す斜視図である。図 1 4に示されるように、微細溝部 1 0 3は櫛状のリブ 1 0 2 A， 1 0 2 Bの各先端部において 1 8 0度折り返すように形成され、端部 1 0 3 aから端部 1 0 3 bまで蛇行しながら镜する形状である。また、流路 1 0 5の流体の流れ方向に垂直な断面における微細溝部 Ί 0 3の内壁面の形状は略半円形状である。さらに、櫛状のリブ 1 0 2 A， 1 0 2 Bの各先端部での流路の折り返しは角部のない丸みをもつものとなっている。そして、金属カバー部材 1 0 4の原料導入口 1 0 4 aが微細溝部 1 0 3の端部 1 0 3 aに位置し、ガス排出口 1 0 4 bが微細溝部 1 0 3の端部 1 0 3 bに位置するように構成されている。

マイクロリアクター 1 0 1を構成する金属基板 1 0 2は、陽極酸ィ匕により金属酸ィヒ膜（絶縁膜） 1 0 6を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、例えば、 A l、 S i、 T a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。これらの金属の中で、特に A Iが加工適性や、熱容量、熱伝導率等の特性、単価の点から好ましく使用される。金属基板 1 0 2の厚みは、マイク口リアクター 1 0 Ίの大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 0 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 5 0〜2 0 0 0 m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 Ί 0 2に形成される微細溝部 1 0 3は、図 1 4に示されるような形状に限定されるものではなく、微細溝部 1 0 3内に担持する触媒 Cの量が多くなリ、かつ、原料が触媒 Cと接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。特に、流路 1 0 5の流体の流れ方向に沿って内壁面に角部（例えば、流路の方向が変化する個所で、内壁面が折れ曲がつている部位）が存在しないような微細溝部〗 0 3の形状が好ましい。また、流路 1 0 5の流体の流れ方向に垂直な断面における微細溝部 1 0 3の内壁面の形状は、円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状が好ましい。このような微細溝部 1 0 3の深さは、例えば、 1 0 0〜1 Ο Ο Ο ΠΊ程度の範囲内、幅は 1 0 0〜 1 0 0 0 i m程度の範囲内で設定することができ、流路長は 3 0〜3 0 0 mm程度の範囲とすることができる。

本実施形態では、流路 1 0 5の内壁面に金属酸化膜 1 0 6が形成されているので、微細孔を有する金属酸化膜の表面構造によリ、触媒 Cの担持量が増大するとともに、安定した触媒担持が可能となる。

マイクロリアクター 1 01を構成する金属カバー部材 1 04は、陽極酸化によリ金属酸化膜（絶縁膜） 1 06を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、例えば、 A l、 S i、 Ta、 N b、 V、 B i、 Y、 W、 Mo、 Z r、 H f等を挙げることできる。これらの金属の中で、特に A Iが加工適性や、熱容量、熱伝導率等の特性、単価の点から好ましく使用される。また、金属カバ一部材 1 04の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 20 〜200 m程度の範囲で設定することができる。金属カバー部材 1 04が備える原料導入口 1 04 aとガス排出口 1 04 bは、金属基板 1 02に形成された微細溝部 1

03の両端部 1 03 a, 1 03 bに位置するように設けられている。

金属基板 1 02と金属カバー部材 1 04とが接合されてなる接合体 1 1 5への陽極酸ィヒによる金属酸化膜（絶縁膜） 1 06の形成は、接合体 1 1 5を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸漬して陰極と対向させ通電することによリ行うことができる。金属酸化膜（絶縁膜） 1 06厚みは、例えば、 5〜1 50Atm程度の範囲で設定することができる。

マイクロリアクター 1 01を構成する発熱体 1 07は、 P及熱反応である原料の水蒸気改質等に必要な熱を供給するためのものであり、カーボンペース卜、ニクロム（N

1— C r合金）、 W (タングステン）、 Mo (モリブデン）等の材質を使用することができる。この発熱体 1 07は、例えば、幅 1 0〜20 Ομηι程度の細線を、微細溝部 1 03が形成されている領域に相当する金属基板面 1 02 b (金属酸化膜 1 06) 上の領域全面に弓 Iき回したような形状とすることができる。

このような発熱体 1 07には、通電用の電極 1 08， Ί 08が形成されている。通電用の電極 1 08， 1 08は、 Au、 Ag、 Pd、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができる。

発熱体保護層 1 09は、上記の電極 1 08， 1 08を露出させるための電極開口部 1 09 a, 1 09 aを有し、発熱体 1 07を覆うように配設されている。この発熱体保護層 1 0 9は、例えば、感光性ポリイミド、ワニス状のポリイミド等により形成することができる。また、発熱体保護層 1 0 9の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 2〜 2 5 At m程度の範囲で設定することができる。

<マイクロリアクターの第 6の実施形態 >

図 1 5は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 1 3相当の縦断面図である。図 1 5において、本発明のマイクロリアクター 1 2 1は、一方の面 1 2 2 aに微細溝部 1 2 3が形成された金属基板 1 2 2と、この微細溝部 1 2 3を覆うように金属基板 1 2 2の面 1 2 2 aに接合された金属カバー部材 1 2 4とからなる接合体 1 3 5を有している。この接合体 1 3 5の内部には、微細溝部 1 2 3と金属カバー部材 1 2 4とで構成された流路 1 2 5が形成されており、この流路 1 2 5の内壁面の全面に金属酸化膜 1 2 6を介して触媒 Cが担持されている。上記の金属カバー部材 1 2 4には、原料導入口 1 2 4 aとガス排出口 1 2 4 bが設けられており、これらは流路 1 2 5の各端部に位置している。また、接合体 1 3 5の表面（金属基板 1 2 2の表面 1 2 2 b ) には絶縁膜 1 3 0が形成されており、この絶縁膜 1 3 0上に発熱体 1 2 7 が設けられている。こ発熱体 1 2 7には電極 1 2 8， 1 2 8が形成され、この電極 1 2 8 , 1 2 8が露出するような電極開口部 1 2 9 a， 1 2 9 aを有する発熱体保護層 1 2 9が、発熱体 1 2 7を覆うように設けられている。

このようなマイクロリアクター 1 2 1を構成する金属基板 1 2 2は、 C u、ステンレス、 F e、 A I等のベ一マイ卜処理により金属酸化膜の形成が可能な材料を使用することができる。また、金属基板 1 2 2の厚みは、マイクロリアクター 1 2 1の大きさ、.使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 2 3の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 5 0〜2 0 0 0 m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 1 2 2が有する微細溝部 1 2 3は、上述の実施形態の微細溝部 1 0 3と同様とすることができる。

マイクロリアクター 1 2 1を構成する金属カバー部材 1 2 4は、 C u、ステンレス、 F e、 A I等のベーマイ卜処理により金属酸化膜の形成が可能な材料を使用することができる。また、金属カバー部材 1 2 4の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 2 0〜2 0 0 t m程度の範囲で設定することができる。金属カバ一部材 1 2 4が備える原料導入口 1 2 4 aとガス排出口 1 2 4 bは、金属基板 1 2 2に形成された微細溝部 1 2 3の両端部に位置するように設けられている。金属基板 1 2 2と金属カバー部材 1 2 4とが接合されてなる接合体 1 3 5の流路 1 2 5へのべ一マイ卜処理による金属酸化膜 1 2 6の形成は、例えば、アルミナゾルのようなベーマイ卜アルミナが分散されている状態の懸濁液を用い、この懸濁液の粘度を十分に低下させたものを流路 1 2 5内に流し込み、その後、乾燥させ、ベーマイト被膜を流路内面に固定化させること（ゥォッシュコート処理）により行うことができる。このようなべ一マイ卜処理により形成される金属酸化膜 1 2 6は、酸化アルミ二ゥ厶薄膜であり、厚みは、例えば、 0 . 5〜5 · 0 m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 1 2 2の面 1 2 2 bに形成された絶縁膜 1 3 0は、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等により形成されたものとすることができる。このような絶縁膜 1 3 0の厚みは、使用する材料の特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、 1〜 3 0 At m程度の範囲で設定することができる。

マイクロリアクター 1 2 1を構成する触媒 C、発熱体 1 2 7、電極 1 2 8， 1 2 8、発熱体保護層 1 2 9は、それぞれマイクロリアクター 1 0 1を構成する触媒 C、発熱体 1 0 7、電極 1 0 8 , 1 0 8、発熱体保護層 1 0 9と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。

上述のような本発明のマイクロリアクター 1 0 1， 1 2 1は、触媒 Cが流路 1 0 5， 1 2 5の内壁面の全面に担持されていることにより反応面積が拡大され、高い反応効率が得られる。また、金属基板 1 0 2， 1 2 2と金属カバー部材 1 0 4， 1 2 4を使用しており、これらはシリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体 1 0 7， 1 2 7から担持触媒 Cへ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がりが速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となる。

<マイクロリアクターの第 7の実施形態 >

図 1 6は本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す斜視図であり、図 1 7 は図 1 6に示されるマイクロリアクターの B— B線における拡大縦断面図である。図 1 6および図 1 7において、本発明のマイクロリアクター 1 4 1は、一方の面 1 4 2 aに微細溝部 1 4 3が形成された金属基板 1 4 2と、一方の面 1 4 4 aに微細溝部 1 4 5が形成された金属基板 1 4 4とが、微細溝部 1 4 3と微細溝部 1 4 5が対向するように接合された接合体 1 5 5を有している。この接合体 1 5 5の内部には、対向する微細溝部 1 4 3 , 1 4 5で構成された流路 1 4 6が形成されており、この流路 1 4 6の内壁面の全面に金属酸化膜 1 4 7を介して触媒 Cが担持されている。また、上記の接合体 1 5 5の一方の端面には、流路 1 4 6の両端部が露出しており、それぞれ原料導入口 1 4 6 aとガス排出口 1 4 6 bを構成している。上記の金属酸化膜 1 4 7は絶縁膜であり、流路 1 4 6の内壁面の他に、接合体 1 5 5の表面（金属基板 1 4 2の表面 1 4 2 b、側面 1 4 2 c、および、金属基板 1 4 4の表面 1 4 4 b , 側面 1 4 4 c ) にも形成されている。そして、金属基板 1 4 2の表面 1 4 2 b上の金属酸化膜 1 4 7を介して発熱体 1 4 8が設けられており、発熱体 1 4 8には電極 1 4 9 , 1 4 9 が形成され、この電極 1 4 9 , 1 4 9が露出するような電極開口部 1 5 0 a， 1 5 0 aを有する発熱体保護層 1 5 0が、発熱体 1 4 8を覆うように設けられている。図 1 8は、図 1 6に示されるマイクロリアクター 1 4 1の金属基板 1 4 2の微細溝部 1 4 3形成面側と、金属基板 1 4 4の微細溝部 1 4 5形成面側とを示す斜視図である。図 1 8に示されるように、微細溝部 1 4 3は櫛状のリブ 1 4 2 A， 1 4 2 Bの各先端部において 1 8 0度折り返すように形成され、端部 1 4 3 aから端部 1 4 3 まで蛇行して連続する形状である。また、微細溝部 1 4 5も櫛状のリブ 1 4 4 A, 1 4 4 Bの各先端部において 1 8 0度折り返すように形成され、端部 1 4 5 aから端部 1 4 5 bまで蛇行して連続する形状である。そして、微細溝部 1 4 3と微細溝部 1 5 は、金属基板 1 4 2， 1 4 4の接合面に対して対称関係にあるパターン形状である。したがって、金属基板 Ί 4 2， 1 4 4の接合により、微細溝部 1 4 3の端部 1 4 3 a が微細溝部 1 4 5の端部 1 4 5 a上に位置し、微細溝部 1 4 3の端部 1 4 3 bが微細溝部 1 4 5の端部 1 4 5 b上に位置して、微細溝部 Ί 4 3と微細溝部 1 4 5が完全に対向している。このような微細溝部 1 4 3， 1 4 5で構成される流路 1 4 6は、その流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状が略円形状である。さらに、櫛状のリブ 1 4 2 A， 1 4 2 8ゃリブ1 4 4 ， 1 4 4 Bの各先端部での流路 1 4 6の折リ返しは角部のない丸みをもつものとなっている。そして、微細溝部 1 4 3の端部 1 4 3 aと微細溝部 1 4 5の端部 1 4 5 aが原料導入口 1 4 6 aをなし、微細溝部 1 4 3の端部 1 4 3 bと微細溝部 1 4 5の端部 1 4 5 bがガス排出口 1 4 6 bをなしている。

マイクロリアクター 1 4 1を構成する金属基板 1 4 2 , 1 4 4は、陽極酸ィ匕により金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、上述の実施形態の金属基板 1 0 2と同様のものを使用することができる。また、金属基板 1 4 2， 1 4 4の厚みは、マイクロリアクター 1 4 1 の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 4 3， 1 4 5の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 4 0 0〜1 0 0 0 程度の範囲で設定することができる。

金属基板 1 4 2， 1 4 4に形成される微細溝部 1 4 3， 1 4 5は、図 1 8に示されるような形状に限定されるものではなく、微細溝部 1 4 3， 1 4 5内に担持する触媒 Cの量が多くなり、かつ、原料が触媒 Cと接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。特に、流路 1 4 6の流体の流れ方向に沿って内壁面に角部 (例えば、流路の方向が変化する個所で、内壁面が折れ曲がつている部位）が存在しないような微細溝部 1 4 3， 1 4 5の形状が好ましい。また、流体の流れ方向に垂直な断面における微細溝部 1 4 3 , 1 4 5の内壁面の形状は、円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状が好ましく、これにより、微細溝部 1 4 3， 1 4 5で構成される流路 1 4 6の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略円形状となる。このような微細溝部 1 4 3， 1 4 5の深さは、例えば、 1 0 0〜 1 0 0 0 At m程度の範囲内、幅は 1 0 0〜1 0 0 程度の範囲内で設定することができ、流路長は 3 0 ~ 3 0 O mm程度の範囲とすることができる。

本実施形態では、流路 1 4 6の内壁面に金属酸化膜 1 4 7が形成されているので、微細孔を有する金属酸化膜の表面構造によリ、触媒 Cの担持量が増大するとともに、安定した触媒担持が可能となる。

金属基板 1 4 2 , 1 4 4が接合されてなる接合体 1 5 5への陽極酸ィ匕による金属酸ィ匕膜（絶縁膜） 1 4 7の形成は、接合体 1 5 5を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸漬して陰極と対向させ通電することによリ行うことができる。金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7の厚みは、例えば、 5〜"！ 5 0 m程度の範囲で設定することがでさる。

マイクロリアクター 1 4 1を構成する触媒 C、発熱体 1 4 8、電極 1 4 9， 1 4 9、発熱体保護層 1 5 0は、それぞれマイクロリアクター 1 0 1を構成する触媒 C、発熱体 1 0 7、電極 1 0 8， 1 0 8、発熱体保護層 1 0 9と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。

<マイクロリアクターの第 8の実施形態 >

図 1 9は、本発明のマイクロリアクターの他の実施形態を示す図 1 7相当の縦断面図である。図 1 9において、本発明のマイクロリアクター 1 6 1は、一方の面 1 6 2 aに微細溝部 1 6 3が形成された金属基板 1 6 2と、一方の面 1 6 4 aに微細溝部 1

6 5が形成された金属基板 1 6 4とが、微細溝部 1 6 3と微細溝部 1 6 5とを対向させるように接合された接合体 1 7 5を有している。この接合体 1 7 5の内部には、対向する微細溝部 1 6 3 , 1 6 5で構成された流路 1 6 6が形成されており、この流路 1 6 6の内壁面の全面に金属酸化膜 1 6 7を介して触媒 Cが担持されている。また、上記の接合体 1 7 5の一方の端面には、流路 1 6 6の両端部が露出しており、それぞれ原料導入口（図示せず）とガス排出口（図示せず）を構成している。また、接合体 1 7 5の表面（金属基板 1 6 2の表面 1 6 2 b ) には絶縁膜 1 7 1が形成されており、この絶縁膜 1 7 1上には発熱体 1 6 8が設けられている。この発熱体 1 6 8には電極 1 6 9， 1 6 9が形成され、この電極 1 6 9， 1 6 9が露出するような電極開口部 1

7 0 a , 1 7 0 aを有する発熱体保護層 1 7 0が、発熱体 1 6 8を覆うように設けられている。

このようなマイクロリアクター 1 6 1を構成する金属基板 1 6 2， 1 6 4は、 C u、ステンレス、 F e、 A I等のベーマイ卜処理により金属酸化膜の形成が可能な材料を使用することができる。また、金属基板 1 6 2， 1 6 4の厚みは、マイクロリアクタ一 1 6 1の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 1 6 3， 1 6 5の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 4 0 0〜 1 0 0 0 t m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 1 6 2， 1 6 4が有する微細溝部 1 6 3， 1 6 5は、上述の第 3の実施形態の微細溝部 1 4 3， 1 4 5と同様とすることができる。

金属基板 1 6 2 , 1 6 4が接合されてなる接合体 1 7 5の流路 1 6 6へのべ一マイ卜処理による金属酸化膜 1 6 7の形成は、上述の第 2の実施形態の接合体 1 3 5に対するベーマイ卜処理と同様に行うことができる。このべ一マイ卜処理により形成される金属酸化膜 1 6 7は、酸化アルミニウム薄膜であり、厚みは、例えば、 0 . 5〜5 . 0 UL m程度の範囲で設定することができる。

また、金属基板 1 6 2の面 1 6 2 bに形成された絶縁膜 1 7 1は、上述の第 2の実施形態の絶縁膜 1 3 0と同様とすることができる。

また、マイクロリアクター 1 6 1を構成する触媒 C、発熱体 1 6 8、電極 1 6 9， 1 6 9、発熱体保護層 1 7 0は、それぞれ上述の第 1の実施形態のマイクロリァクタ - 1 0 1を構成する触媒 C、発熱体 1 0 7、電極 1 0 8， 1 0 8、発熱体保護層 1 0 9と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。

上述のような本発明のマイクロリアクター 1 4 1， 1 6 1では、触媒 Cが流路 1 4 6， 1 6 6の内壁面の全面に担持されたことにより反応面積が拡大され、高い反応効率が得られる。また、金属基板 1 4 2， 1 4 4、および金属基板 1 6 2， 1 6 4を使用しており、これらはシリコン基板やセラミックス基板に比べて、熱伝導率が高く熱容量が小さいので、発熱体 1 4 8， 1 6 8から担持触媒 Cへ高効率で熱が伝達され、停止状態から始動したときの立ち上がりが速く、かつ、発熱体への投入電力の利用効率の高い水素製造用改質器が可能となる。

尚、上述のマイクロリアクターの実施形態は一例であり、例えば、原料導入口とガス排出口の位置は、微細溝部の形状を変えることにより任意の位置にすることができる。

<マイクロリアクターの第 9の実施形態 >

図 2 0は本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図であり、図 2 1は図 2 0に示されるマイクロリアクターの I一 I線における拡大縦断面図であり、図 2 2は図 2 0に示されるマイクロリアクターの構成部材を離間させた状態を示す斜視図である。図 2 0〜図 2 2において、本発明のマイクロリアクタ一 2 0 1は、 3個の単位流路部材 2 0 2 a , 2 0 2 b， 2 0 2 cが 3段の多段状態で連結部材 2 0 4と固定部材 2 0 6とで連結保持されたものである。また、各単位流路部材 2 0 2 a , 2 0 2 b， 2 0 2 c間には空隙 2 0 7が設けられている。

単位流路部材 2 0 2 a， 2 0 2 b , 2 0 2 cは流路を内部に有し、この流路の一方の端部が導入口をなし、他方の端部が排出口をなすものである。そして、 3個の単位流路部材 2 0 2 a , 2 0 2 b， 2 0 2。のうち、単位流路部材 2 0 2 b , 2 0 2 cは、流路内に触媒を担持した単位マイクロリアクターである。すなわち、図 2 1に示されるように、各単位流路部材 2 0 2 a， 2 0 2 b , 2 0 2 cは、微細溝部 2 1 2が形成された金属基板 2 1 1と、微細溝部 2 1 4が形成された金属基板 2 1 3とが、微細溝部 2 1 2と微細溝部 2 1 4とが対向するように接合され、周囲に金属酸化膜（絶縁層） 2 1 6が形成された接合体 2 1 0を有している。この接合体 2 1 0の内部には、対向する微細溝部 2 1 2 , 2 1 4で構成された; » 2 1 5が形成されている。そして、単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 b， 2 0 2 cでは、流路 2 1 5の内壁面の全面に金属酸化膜 2 1 6を介してそれぞれ触媒 C 1、 C 2が担持されている。尚、図示例では、流路 2 1 5の内壁面に触媒を担持していない単位流路部材 2 0 2 a においても、接合体 2 1 0内の流路 2 1 5の内壁面に金属酸化膜 2 1 6を有しているが、この金属酸化膜 2 Ί 6を有していなものであってもよい。

単位流路部材 2 0 2 a , 2 0 2 b， 2 0 2 cを構成する上記の接合体 2 1 0は、図 2 2に示されるように、同一方向に 1組の突出部 2 1 0 a , 2 1 0 bを有している。図 2 3は単位流路部材 2 0 2 aを例とした流路 2 1 5の状態を説明するための斜視図である。図 2 3に示されるように、流路 2 1 5は、突出部 2 1 0 aに位置する端部から突出部 2 1 0 bに位置する端部まで蛇行して続する形状である。そして、突出部 2 1 0 aに位置する流路 2 1 5の端部が導入口 2 0 3 aをなし、突出部 2 1 0 bに位置する流路 2 1 5の端部が排出口 2 0 3 bをなしている。具体的には、単位流路部材 2 0 2 a , 単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 cでは、突出部 2 1 0 a に位置する流路 2 1 5の端部が導入口 2 0 3 aをなし、突出部 2 1 0 bに位置する流路 2 1 5の端部が排出口 2 0 3 bをなしている。また、単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bでは、突出部 2 1 0 aに位置する流路 2 1 5の端部が排出口 2 0 3 bをなし、突出部 2 1 0 bに位置する流路 2 1 5の端部が導入口 2 0 3 aをなしている。したがって、 1段目の単位流路部材から 3段目の単位流路部材（単位マイク口リアクター）に向けて、突出部 2 1 0 a側では導入口 2 0 3 a、排出口 2 0 3 b、導入口 203 aの順に配列され、突出部 21 0 b側では排出口 203 b、導入口 20 3 a、排出口 203 bの順に配列されている。

また、各単位流路部材 202 a, 202 b, 202 cを構成する接合体 21 0の一方の面には発熱体 21 7が設けられており、発熱体 21 7には電極 21 8, 21 8が形成され、この電極 21 8, 21 8の一部を露出させるように発熱体保護層 21 9が、発熱体 21 7を覆うように設けられている。図 22では、単位流路部材 202 aの発熱体保護層 21 9を離間させた状態を示している。尚、図示例では、単位マイクロリアクターではない単位流路部材 202 aにも発熱体 21 7、電極 21 8, 21 8が設けられているが、単位マイクロリアクターである単位流路部材のみに発熱体 21 7、電極 21 8， 21 8を設けるようにしてもよい。

連結部材 204は、各単位流路部材 202 a， 202 b， 202 cを多段状態で保持するものであり、ブロック体 221 a， 221 bでブロック体 221 cを挟持するような形状の構造体 221を有している。図 24は、連結部材 204の連結部が形成された面を示す図であり、図 25は図 24に示される連結部材の断面図であって、図 25 Aは II— II線における断面図、図 25 Bは III— III線における断面図である。図 24および図 25に示されるように、ブロック体 221 a， 221 bの一方の面には、各単位流路部材 202 a, 202 b, 202 cを、導入口 203 aや排出口 203 b が位置する接合体 21 0の突出部 21 0 a, 21 0 bにて密着させて保持するための複数の連結部 222が設けられている。また、ブロック体 221 aの反対面には原料導入口 223が、ブロック体 221 bの反対面にはガス排出口 224が、それぞれ設けられている。

ブロック体 221 aに設けられている連結部 222は、原料導入口 223と内部流路 226にて接続された導入連結部 222 aと、内部連通路 225 aで相互に接続された 1組の段移行連結部 222 d， 222 eとからなり、これらが一列に配列されている。また、ブロック体 221 bに設けられている連結部 222は、内部連通路 22 5 bで相互に接続された 1組の段移行連結部 222 b, 222 cと、ガス排出入口 2 24と内部流路 227にて接続された排出連結部 222 f とからなり、これらが一列に配列されている。そして、各連結部 222 (222 a, 222 b, 222 c, 22 2 d, 222 e, 222 f ) 内には、各単位流路部材 202 a, 202 b, 202 c を構成する接合体 21 0の突出部 21 0 a, 21 0 bを気密、液密状態で密着保持するためのパッキン 228が配設されている。尚、各連結体 222の寸法は、連結保持する単位流路部材の突出部 21 0 a, 21 0 bの形状に対応させて適宜設定する。上記の連結部材 204は、導入連結部 222 aと段移行連結部 222 bに 1段目の単位流路部材 202 aの突出部 21 0 aと突出部 21 0 bをそれぞれ挿入して密着保持し、段移行連結部 222 cと 222 dに 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクタ一） 202 bの突出部 21 0 bと突出部 21 0 aをそれぞれ挿入して密着保持し、段移行連結部 222 eと排出連結部 222 f に 3段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 202 cの突出部 21 0 aと突出部 2 Ί 0 bをそれぞれ挿入して密着保持している。尚、上記のパッキン 228は、連結部材 204による各単位流路部材 2 02 a, 202 b, 202 cの密着保持をより確実なものとするためのものであり、例えば、 0リング、シリコンラバー等の弾力性を有する材料からなるものとすることができる。また、結部材 204による各単位流路部材 202 a， 202 b， 202 cの密着保持をより確実なものとするために、突出部 21 0 aと突出部 21 0 bの周囲にシリコンラバー等の弾力性を有する補助部材を設けてもよい。

固定部材 206は、上記の連結部材 204によリ多段状態で保持された各単位流路部材 202 a, 202 b, 202 cの他の端部を固定するものであり、枠体 231と、この枠体 231内を 3段に仕切るための仕切り部材 232 a, 232 bとを備えている。この固定部材 206は、仕切り部材 232 a, 232 bで仕切られた収納空間 2 33 a, 233 b, 233 cに、各単位流路部材 202 a, 202 b, 202 cの端部を挿入するように配置することによって、多段状態で固定保持することができる。上述のようなマイクロリアクター 201では、連結部材 204の原料導入口 223 から導入された原料は、内部流路 226を通過して、導入連結部 222 aから 1段目の単位流路部材 202 aの導入口 203 aに達する。そして、単位流路部材 202 a の流路 21 5内で所望の原料混合が行われた後、排出口 203 bから段移行連結部 2 22 b、内咅連通路 225 bを経由して段移行連結部 222 cから 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 202 bの導入口 203 aに達する。そして、単位マイクロリアクター 202 bの触媒 C 1が担持された流路 21 5内を通過した後、排出口 203 bから段移行連結部 222 d、内部連通路 225 aを経由して段移行連結部 2 2 2 eへ送られ、 3段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 cの導入口 2 0 3 aに達する。そして、単位マイクロリアクター 2 0 2 cの触媒 C 2が担持された流路 2 1 5内を通過した後、排出口 2 0 3 bから排出連結部 2 2 2 f、内部流路 2 2 7を通過してガス排出口 2 2 4に達する。

上述のマイクロリアクタ一 2 0 1では、各単位流路咅材 2 0 2 a , 2 0 2 b , 2 0 2 cにそれぞれ発熱体 2 1 7が配設され、各単位流路部材間には空隙 2 0 7が存在しているので、各単位流路部材間での熱の不要な伝導が防止され、単位マイクロリアクター 2 0 2 b、 2 0 2 cにおいてそれぞれ最適な温度設定が可能とされている。また、本発明では、例えば、図 2 6に示されるように、発熱体 2 1 7を有する単位マイクロリアクターを 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bのみとし、 1段目の単位流路部材 2 0 2 a ' と 3段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 c ' は発熱体 2 1 7を備えないものであってもよい。そして、 1段目の単位流路部材 2 0 2 a ' と 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bとの間には断熱用の空隙 2 0 7を設け、 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bと 3段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 c ' との間には、断熱材 2 0 8を介在させたものとしてもよい。断熱材 2 0 8としては、例えば、ガラスウール、セラミックス基板等を使用することができる。

また、連結部材 2 0 4の原料導入口 2 2 3とガス排出口 2 2 4との位置関係は、図示例のものに限定されず、例えば、内部流路 2 2 7を曲げて形成することにより、原料導入口 2 2 3とガス排出口 2 2 4とを同じ高さに配設してもよい。

上述のマイクロリアクター 2 0 1は、 3個の単位流路部材のうち、 2個を単位マイクロリアクターとした 3段構造であるが、本発明では、単位流路部材の個数は 2個、あるいは 4個以上であってもよく、また、単位流路部材のうち単位マイクロリアクタ一とする個数に特に制限はない。そして、単位流路部材の段数に応じて連結部材 4の段移行連結部の数を設定する。すなわち、本発明では、 n ( nは 2以上の整数）個の単位流路部材を有する場合、連結部材の連結部のうち、相互に内部連通路で接続された段移行連結部を（n— 1 ) 組み設けることができる。そして、 1段目の単位流路部材は、導入口を導入連結部に、排出口を段移行連結部に、それぞれ連結保持し、 2段目から（n— 1 ) 段目の単位流路部材については、導入口を前段の段移行連結部と内部連通路で接続された段移行連結部に、排出口を別の組みの段移行連結部に、それぞれ連結保持し、 n段目の単位流路部材は、導入口を前段の段移行連結部と内部連通路で接続された段移行連結部に、排出口を排出連結部に、それぞれ連結保持することにより、本発明のマイクロリアクターを構成することができる。

ここで、上述のマイクロリアクター 201を構成する各部材について説明する。まず、単位流路部材 202 a， 202 b， 202 cを構成する部材について説明する。接合体 21 0を構成する金属基板 21 1， 21 3は、陽極酸化により金属酸化膜 (絶縁膜） 2 Ί 6を形成することができる金属を使用することができる。このような金属としては、例えば、 Aし S i、 Ta、 Nb、 V、 B i、 Y、 W、 Mo、 Z r、 H f等を挙げることできる。これらの金属の中で、特に A Iが加工適性や、熱容量、熱伝導率等の特性、単価の点から好ましく使用される。また、接合体 21 0を構成する金属基板 21 1 , 21 3として、 Cu、ステンレス、 F e、 A I等のベ，マイ卜処理により金属酸化膜 21 6の形成が可能な材料を使用することもできる。この場合、金属基板 21 1 , 21 3の周囲に存在する金属酸化膜 21 6は、同様にべ一マイ卜処理により形成してもよく、あるいは、絶縁材料を含有するペーストを用いたスクリーン印刷等の印刷法や、スパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法によりポリイミド、セラミック（A l₂0₃、 S i 0₂) 等を形成してもよい。

金属基板 21 1 , 21 3の厚みは、単位流路部材 202 a, 202 b, 202 cの大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部 21 2, 21 4の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 400〜1 000 μ m程度の範囲で設定することができる。

金属基板 21 1 , 21 3に形成される微細溝部 21 2， 21 4は、図示された形状に限定されるものではなく、微細溝部 21 2, 21 4内に担持する触媒の量が多くなり、かつ、原料が触媒と接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。微細溝部 21 2, 21 4の深さは、例えば、 1 00~1 00 O^m程度の範囲内、幅は 1 00〜1 000 t m程度の範囲内で設定することができ、流路長は 30〜 30 Omm程度の範囲とすることができる。

本実施形態では、流路 21 5の内壁面に金属酸化膜 21 6が形成されているので、微細孔を有する金属酸化膜の表面構造により、触媒 C 1、 C 2の担持量が増大するとともに、安定した触媒担持が可能となる。

触媒 C 1、 C 2としては、従来から水素製造に使用されている公知の触媒を使用することができる。例えば、 1段目の単位流路部材 202 aにて原料の混合、気化が行われ、 2段目の単位流路部材（単位マイクロリアクター） 202 bが混合気体の改質、 3段目の単位流路音附（単位マイクロリアクタ一） 202 cが改質気体からの不純物除去を行う場合、触媒 C 1として Cu— Z nO/A 1₂0₃等、触媒 C2として P tZ A I ₂0₃等を使用することができる。

発熱体 21 7は、各単位流路部材（単位マイクロリアクター）で必要な熱を供給するためのものであり、カーボンペース卜、ニクロム（N i— C r合金）、 W (タンダステン）、 Mo (モリブデン）等の材質を使用することができる。この発熱体 21 7 は、例えば、幅 1 0〜200 tm程度の細線を、微細溝部が形成されている領域に相当する接合体 21 0上の領域全面に引き回したような形状とすることができる。

このような発熱体 21 7には、通電用の電極 21 8, 21 8が形成されている。通電用の電極 21 8， 21 8は、 Au、 Ag、 Pd、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができる。

発熱体保護層 21 9は、上記の電極 21 8, 21 8の一部を露出させ、発熱体 21 7を覆うように配設されている。この発熱体保護層 21 9は、例えば、感光性ポリイミド、ワニス状のポリイミド等により形成することができる。また、発熱体保護層 2 1 9の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、 2 〜 25 m程度の範囲で設定することができる。

また、連結部材 204の材質は、ステンレス、 A l、 Fe、 Cu等とすることができ、機械加工および拡散接合やロウ付け等を用いて所望の構造体形状とすることができる。例えば、連結部材 4をなす構造体 221を、図 25 A， Bに示されるように、 5本の一点鎖線 L 1〜 L 5で分割した 6個の部材からなるものとすることができる。そして、 6個の部材において、予め一方の面に連結部 222、内部連通路 225 a， 225 b, 内部流路 226, 227等を構成するための溝部や貫通孔を形成する。そして、これらの 6個の部材を所定の順に拡散接合して一体化することにより、連結部材 204を形成することができる。

また、パッキン 228は、従来公知の種々の材質からなる Oリング、シリコンラバ一等を用いることができる。

また、固定部材 2 0 6の材質は、連結部材 2 0 4と同様のものを挙げることができる。

尚、上述のマイクロリアクターの実施形態は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

例えば、単位流路部材 2 0 2 a， 2 0 2 b， 2 0 2 cの構造は、触媒を担持することが可能な流路を内部に有し、この流路の一方の端部が導入口をなし、他方の端部が排出口をなすものであれば、特に制限はない。したがって、図 2 7 Aに示されるように、単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bとして、一方の面に微細溝部 2 4 3が形成された金属基板 2 4 2と、微細溝部 2 4 3を覆うように金属基板 2 4 2 に接合された金属カバー部材 2 4 4と、周囲に金属酸化膜 2 4 6を備えた接合体 2 4 1を有するものでもよい。接合体 2 4 1の内部には、微細溝部 2 4 3と金属カバ一部材 2 4 4とで構成された流路 2 4 5が形成されており、この流路 2 4 5の内壁面の全面に金属酸化膜 2 4 6を介して触媒 C 1が担持されている。また、図 2 7 Bに示されるように、単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bとして、金属酸化膜 2 5 6を介して触媒 C 1が担持された微細溝部 2 5 3がー方の面に形成されている金属基板 2 5 2と、微細溝部 2 5 3を覆うように金属基板 2 5 2に接合された金属カバー部材 2 5 4からなる接合体 2 5 1を有するものでもよい。接合体 2 5 1の内部には、微細溝部 2 5 3と金属カバー部材 2 5 4とで構成された流路 2 5 5が形成されており、また、金属基板 2 5 2の周囲には金属酸化膜（絶縁膜） 2 5 6が形成されている。次に、上述の接合体 2 1 0を備えた単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bを例に、図 2 8を参照しながら作製方法について説明する。

図 2 8において、金属基板 2 1 1の一方の面に微細溝部 2 1 2を形成し、金属基板 2 1 3の一方の面に微細溝部 2 1 4を形成する（図 2 8 A) 。この微細溝部 2 1 2， 2 1 4は、金属基板 2 1 1 , 2 1 3に所定の開口パターンを有するレジストを形成し、このレジス卜をマスクとしてゥエツ卜エッチングにより形成することができ、マイクロマシーンによる加工を不要とすることができる。

次に、金属基板 2 1 1， 2 1 3を、微細溝部 2 1 2と微細溝部 2 1 4とが対向するように接合して接合体 2 1 0を形成する（図 2 8 B ) 。これにより、微細溝部 2 1 2 と微細溝部 2 1 4が対向して流路 2 1 5が形成される。上記の金属基板 2 1 1 , 2 1 3の接合は、例えば、拡散接合やロウ付け等により行うことができる。

次に、接合体 2 1 0を陽極酸化して、流路 2 1 5内壁面を含む全面に金属酸化膜 (絶縁膜） 2 1 6を形成して単位流路部材 2 0 2 bとする（図 2 8 C) 。この金属酸化膜 (絶縁膜） 2 1 6の形成は、接合体 2 1 0を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸漬して陰極と対向させ通電することにより行うことができる。尚、金属基板 2 1 1， 2 1 3として、陽極酸化が不可能でベ一マイ卜処理が可能な金属材料を用いた場合には、ベーマイ卜処理により金属酸化膜 2 1 6を形成する。

次に、単位流路部材 2 0 2 bの流路 2 1 5の内壁面の全面に金属酸化膜（絶縁膜） 2 1 6を介して触媒 C 1を担持させて単位マイクロリアクター 2 0 2 bとする（図 2 8 D) 。金属酸化膜（絶縁膜） 2 1 6上への触媒 C 1の担持は、例えば、触媒懸濁液を接合体 2 1 0の流路 2 1 5内に流して充填し、あるいは、触媒懸濁液内に接合体 2 1 0を浸潰し、その後、触媒懸濁液を流路 2 1 5から抜いて乾燥することにより行うことができる。

尚、金属基板 2 1 1 , 2 1 3に微細溝部 2 1 2 , 2 1 4を形成した後、金属基板 2 1 1、 2 1 3に陽極酸ィ匕を施して金属酸化膜を形成し、次に、接合面となる面に存在する金属酸化膜を研磨除去した後、金属基板 2 1 1 , 2 1 3を接合し、次いで、触媒 C 1を金属酸化膜に担持させてもよい。

次いで、金属基板 2 1 1側の金属酸化膜（絶縁膜） 2 1 6上に発熱体を設け、さらに、通電用の電極を形成し、発熱体保護層を発熱体上に形成して、単位マイクロリアクタ一 2 0 2 bを得ることができる。

発熱体の形成方法としては、上述の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成する方法、上述の材料を含有するペース卜を用いて塗布膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法、上述の材料を用いて真空成膜法により薄膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法等を挙げることができる。また、通電用の電極は、例えば、上述の導電材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成することができる。また、発熱体保護層は、例えば、上述の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により所定のパターンで形成することができる。上記のように、流路 2 1 5を備えた接合体 2 1 0が形成された後に触媒 C 1を担持させて単位マイクロリアクター 2 0 2 bとすることにより、接合工程における熱による触媒の失活のおそれがなく、触媒の選択幅が広くなる。また、金属酸化膜（絶縁膜） 2 1 6を形成工程まで完了させた複数の単位流路部材を準備しておくことにより、所望の触媒を担持させるだけで要求される機能を備えた単位マイクロリアクターとすることができる。

尚、上述の接合体 2 4 1を備えた単位流路部材（単位マイクロリアクタ一） 2 0 2 bは、上記の作製例において、金属基板 2 1 3に代えて、金属カバー部材 2 4 4を金属基板 2 1 1に接合することにより、同様に作製することができる。

次に、上述の接合体 2 5 1を備えた単位流路部材（単位マイクロリアクター） 2 0 2 bを例に、図 2 9を参照しながら作製方法について説明する。

図 2 9において、まず、金属基板 2 5 2の一方の面に微細溝部 2 5 3を形成する (図 2 9 A) 。この微細溝部 5 3の形成は、上記の微細溝部 2 1 2 , 2 1 4の形成と同様に行うことができる。

次に、金属基板 2 5 2を陽極酸化して微細溝部 2 5 3内部を含む全面に金属酸化膜 2 5 6を形成する（図 2 9 B ) 。尚、金属基板 2 5 2として、陽極酸化が不可能でベ一マイ卜処理が可能な金属材料を用いた場合には、ベーマイ卜処理により金属酸化膜 2 5 6を形成する。

次いで、微細溝部 2 5 3内に触媒 C 1を担持させる（図 2 9 C) 。この触媒担持は、微細溝部 2 5 3が形成されている金属基板 2 5 2の面を所望の触媒懸濁液に浸漬し、乾燥することによリ行うことができる。

次に、金属基板 2.5 2の微細溝部 2 5 3形成面側を研磨して、金属カバー部材 2 5 4との接合面となる面を露出させる（図 2 9 D) 。その後、金属基板 2 5 2と金属力バー部材 2 5 4とを接合して接合体 2 5 1を形成する（図 2 9 E ) 。この接合により、接合体 2 5 1内には流路 2 5 5が形成される。

次いで、金属基板 2 5 2の金属酸化膜（絶縁膜） 2 5 6上に発熱体を設け、さらに、通電用の電極を形成し、発熱体保護層を発熱体上に形成して、単位流路部材（単位マイク口リアクター） 2 0 2 bを得ることができる。

[マイクロリアクターの製造方法]

次に、本発明のマイクロリアクターの製造方法について説明する。

<製造方法の第 1の実施形態 >

図 3 0および図 3 1は本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 3 0、図 3 1では、上述のマイクロリアクター 1を例にして説明する。本発明の製造方法では、まず、金属基板 2の一方の面 2 aに微細溝部 3を形成する（図 3 0 A) 。この微細溝部 3は、金属基板 2の面 2 aに所定の開口パターンを有するレジス卜を形成し、このレジス卜をマスクとしてウエットエッチングにより櫛状のリブ 2 A， 2 Bを残すように金属基板 2をエッチングして形成することができ、マイクロマシーンによる加工を不要とすることができる。使用する金属基板 2の材質は、次の陽極酸ィ匕工程で陽極酸化が可能な A I、 S i、丁 a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。

次に、微細溝部 3を形成した金属基板 2を陽極酸ィ匕して、微細溝部 3内部を含む全面に金属酸化膜（絶縁膜 4 ) を形成する（図 3 0 B ) 。この金属酸化膜（絶縁膜 4 ) の形成は、金属基板 2を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸潰して陰極と対向させ通電することによリ行うことができる。

次いで、微細溝部 3が形成されていない金属基板 2の面 2 bの金属酸化膜（絶縁膜 4 ) 上に発熱体 5を設け、さらに、通電用の電極 6， 6を形成する（図 3 0 C) 。発熱体 5は、カーボンペース卜、ニクロム（N i一 C r合金）、 W、 M o等の材質を使用して形成することができる。発熱体 5の形成方法としては、上記の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成する方法、上記の材料を含有するペース卜を用いて塗布膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法、上記材料を用いて真空成膜法により薄膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法等を挙げることができる。

また、通電用の電極 6， 6は、 A u、 A g、 P d、 P d—A g等の導電材料を用いて形成することができ、例えば、上記の導電材料を含有するペース卜を用いてスクリ一ン印刷によリ形成することができる。次に、電極 6， 6が露出するように発熱体保護層 7を発熱体 5上に形成する（図 3 0 D) 。発熱体保護層 7は、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等の材料を用いて形成することができ、例えば、上記材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により電極開口部 7 a , 7 aを有するパターンで形成することができる。次いで、微細溝部 3内に触媒 Cを担持させる（図 3 1 A) 。この触媒担持は、金属基板 2の微細溝部 3が形成されている面 2 aを、所望の触媒溶液内に浸潰して行うことができる。

次に、金属基板 2を研磨して金属基板 2の面 2 aを露出させ（図 3 1 B ) 、その後、カバ一部材 8を金属基板面 2 aに接合して本発明のマイクロリアクター 1を得ることができる（図 3 1 C) 。カバー咅附 8は、 A I合金、 C u合金、ステンレス材料等を使用することができる。このカバー部材 8の金属基板面 2 aへの接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。尚、この接^の際、カバー部材 8に設けられている原料導入口 8 aとガス排出口 8 bが、金属基板 2に形成された微細溝部 3の流路の両端部に一致するように位置合わせをする。

また、本発明の製造方法では、発熱体 5、電極 6， 6、発熱体保護層 7の形成は、金属基板 2とカバ一部材 8の接合後に行なってもよい。

<製造方法の第 2の実施形態 >

図 3 2および図 3 3は本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 3 2、図 3 3では、上述のマイクロリアクター 1 ' を例にして説明する。本発明の製造方法では、まず、金属基板 2 ' の一方の面 2 ' aに微細溝部 3を形成する（図 3 2 A) 。金属基板 2 ' は、 A I基板、 C U基板、ステンレス基板等のいずれかを使用することができる。この微細溝部 3の形成は、上述の金属基板 2への微細溝部 3の形成と同様にして行うことができる。

次に、微細溝部 3が形成されていない金属基板 2 ' の面 2 ' b上に絶縁膜 4 ' を形成する（図 3 2 B ) 。この絶縁膜 4 ' は、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂ 0₃、 S i 0₂) 等を用いて形成することができる。絶縁膜 4 ' の形成は、例えば、上記の絶縁材料を含有するペース卜を用いたスクリーン印刷等の印刷法により、あるいは、上記絶縁材料を用いたスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法により薄膜を形成し、硬化させることにより行うことができる。

次いで、絶縁膜 4 ' 上に発熱体 5を設け、さらに、通電用の電極 6， 6を形成する (図 3 2 C) 。このような発熱体 5、電極 6， 6の形成は、上述のマイクロリアクタ一 1の製造方法と同様に行うことができる。

次に、電極 6， 6が露出するように発熱体保護層 7を発熱体 5上に形成する（図 3 2 D) 。この発熱体保護層 7の形成は、上述のマイクロリアクター 1の製造方法と同様に行うことができる。

次いで、微細溝部 3内に触媒 Cを担持させる（図 3 3 A) 。この触媒担持は、金属基板 2 ' の微細溝部 3が形成されている面 2 ' aを、所望の触媒溶液内に浸潰して行うことができる。

次に、金属基板 2 ' を研磨して金属基板面 2 ' aを露出させ（図 3 3 B ) 、その後、カバ一部材 8を金属基板面 2 ' aに接合して本発明のマイクロリアクター 1 ' を得ることができる（図 3 3 C) 。このカバー部材 8の接合は、上述のマイクロリアクター 1の製造方法と同様に行うことができる。

このような本発明のマイクロリアクター製造方法では、金属基板を使用するので、微細溝部の形成でマイクロマシーン加工を行う必要がなく、エッチング加工等の安価な加工方法により容易に行うことができ、マイクロリアクターの製造コス卜低減が可能となる。

また、本発明の製造方法では、絶縁膜 4 ' 、発熱体 5、電極 6， 6、発熱体保護層 7の形成は、金属基板 2 ' とカバー部材 8の接合後に行なってもよい。

ぐ製造方法の第 3の実施形態 >

図 3 4乃至図 3 8は、上述のマイクロリアクター 1 1を例とした本発明のマイクロリアクター製造方法の—実施形態を説明するための工程図である。尚、各図は図 6、図 7に相当する位置での断面形状で示している。

本発明の製造方法では、まず、金属基板 1 2の一方の面 1 2 aに微細溝部 3を形成するとともに、貫通孔 1 9を形成する（図 3 4 A、図 3 4 B ) 。この微細溝部 1 3は、金属基板 1 2の面 1 2 aに微細溝部 1 3に対応した所定の開口パターンを有するレジストを形成し、金属基板 1 2の面 1 2 bに貫通孔 1 9を形成するための開口パターンを有するレジス卜を形成する。そして、このレジス卜をマスクとしてウエットエッチングにより櫛状のリブ 1 2 A， 1 2 Bを残すように面 1 2 a側から金属基板 1 2をハ一フェッチングして微細溝部 1 3を形成し、同時に両面エッチングによって貫通孔 1 9を形成することができる。したがって、マイクロマシーンによる加工は不要となる。使用する金属基板 1 2の材質は、次の陽極酸化工程で陽極酸化が可能な A I、 S i、 T a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。

次に、微細溝部 Ί 3と貫通孔 1 9を形成した金属基板 1 2を陽極酸化して、微細溝部 1 3内部と貫通孔 1 9内部を含む全面に金属酸化膜（絶縁膜 1 4 ) を形成する（図 3 4 C、図 3 4 D) 。この金属酸化膜（絶縁膜 1 4 ) の形成は、金属基板 1 2を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸潰して陰極と対向させ通電することにより行うことができる。

次いで、微細溝部 1 3が形成されていない金属基板 1 2の面 1 2 bの金属酸化膜 (絶縁膜 1 4 ) 上に、貫通孔 1 9を塞がないように発熱体 1 5を設け、さらに、通電用の電極 1 6， 1 6を形成する（図 3 5 A、図 3 5 B ) 。発熱体 1 5は、カーボンべ —スト、ニクロム（N i一 C r合金）、 W、 M o等の材質を使用して形成することができる。発熱体 1 5の形成方法としては、上記の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成する方法、上記の材料を含有するペース卜を用いて塗布膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法、上記材料を用いて真空成膜法により薄膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法等を挙げることができる。

また、通電用の電極 1 6， 1 6は、 A u、 A g、 P d、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができ、例えば、上記の導電材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成することができる。

次に、電極 1 6， 1 6と貫通孔 Ί 9が露出するように発熱体保護層 1 7を発熱体 1

5上に形成する（図 3 5 C、図 3 5 D) 。発熱体保護層 1 7は、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等の材料を用いて形成することができ、例えば、上記材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により電極開口部 1 7 a， 1 7 aと開口部 1 7 bを有するパターンで形成することができる。

次いで、微細溝部 1 3内に触媒 C 1を担持させる（図 3 6 A、図 3 6 B ) 。この触媒担持は、金属基板 1 2の微細溝部 1 3が形成されている面 1 2 aを、所望の触媒溶 4 液内に浸潰して行うことができる。

次に、金属基板 1 2を研磨して、金属基板 2 2との接合面となる金属基板 1 2の面 1 2 aを露出させる（図 3 6 C、図 3 6 D) 。

一方、上記の金属基板 1 2と同様に、金属基板 2 2の一方の面 2 2 aに微細溝部 2 3を形成するとともに、貫通孔 2 9を形成する（図 3 7 A、図 3 7 B ) 。次いで、微細溝部 2 3と貫通孔 2 9を形成した金属基板 2 2を陽極酸化して、微細溝部 2 3内部と貫通孔 2 9内部を含む全面に金属酸化膜（絶縁膜 2 4 ) を形成する（図 3 7 C、図 3 7 D) 。

次いで、微細溝部 2 3内に触媒 C 2を担持させる（図 3 8 A、図 3 8 B ) 。この触媒担持は、金属基板 2 2の微細溝部 2 3が形成されている面 2 2 aを、所望の触媒溶液内に浸漬して行うことができる。

次に、金属基板 2 2の両面を研磨して、カバ一部材 2 8との接合面となる金属基板 2 2の面 2 2 aと、金属基板 1 2との接合面となる金属基板 2 2の面 2 2 bを露出させる（図 3 8 C、図 3 8 D) 。

次いで、上述の金属基板 1 2の面 1 2 aと金属基板 2 2の面 2 2 bとを接合し、さらに、カバー部材 2 8を金属基板面 2 2 aに接合して本発明のマイクロリアクター 1 1を得ることができる。カバー咅附 2 8は、 A I合金、 C u合金、ステンレス材料等を使用することができる。金属基板 1 2と金属基板 2 2の接合、および、金属基板 2 2とカバ一部材 2 8との接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。尚、この接合の際、金属基板 2 2の貫通孔 2 9が金属基板 1 2に形成された微細溝部 1 3の流路の端部 1 3 bに一致し、カバー部材 2 8に設けられているガス排出口 2 8 aが、金属基板 2 2に形成された微細溝部 2 3の流路の端部 2 3 bに一致するように位置合わせをする。

また、本発明の製造方法では、次のような工程としてもよい。まず、上述の金属基板 1 2、金属基板 2 2、力バー部材 2 8の接合を行なう。その後、金属基板 1 2の面 1 2 b上の金属酸化膜（絶縁膜） 1 4に、発熱体 Ί 5、電極 1 6， 1 6、発熱体保護層 1 7を形成してもよい。

<製造方法の第 4の実施形態 >

図 3 9および図 4 0は、上述のマイクロリアクター 1 1 ' を例とした本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 39および図 40において、本発明の製造方法では、まず、金属基板 1 2' の一方の面 1 2' aに微細溝部 1 3と貫通孔 1 9 (図示せず）を形成する（図 39A) 。金属基板 1 2' は、 A I基板、 CU基板、ステンレス基板等のいずれかを使用することができる。この微細溝き 1 3と貫通孔 1 9の形成は、上述の金属基板 1 2への微細溝部 1 3と貫通孔 1 9の形成と同様にして行うことができる。

次に、微細溝部 1 3が形成されていない金属基板 1 2' の面 1 2' b上に、貫通孔 1 9 (図示せず）を塞がないように絶縁膜 1 4' を形成する（図 39 B) 。この絶縁膜 1 4' は、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等を用いて形成することができる。絶縁膜 1 4' の形成は、例えば、上記の絶縁材料を含有するべ一ストを用いたスクリーン印刷等の印刷法により、あるいは、上記絶縁材料を用いたスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法により薄膜を形成し、硬化させることにより行うことができる。

次いで、絶縁膜 Ί 4' 上に発熱体 1 5を言 Sけ、さらに、通電用の電極 1 6， 1 6を形成する（図 39 C) 。このような発熱体 1 5、電極 1 6， 1 6の形成は、上述のマイク口リアクター 1 1の製造方法と同様に行うことができる。

次に、電極 1 6， 1 6と貫通孔 1 9 (図示せず）が露出するように発熱体保護層 1

7を発熱体 1 5上に形成する（図 39 D) 。この発熱体保護層 1 7の形成は、上述のマイクロリアクター 1 1の製造方法と同様に行うことができる。

次いで、微細溝部 1 3内に触媒 C1を担持させる（図 40A) 。この触媒担持は、金属基板 1 2' の微細溝部 1 3が形成されている面 1 2' aを、所望の触媒溶液内に浸潰して行うことができる。

次に、金属基板 1 2' を研磨して、金属基板 22' と接合される金属基板面 1 2' aを露出させる（図 40 B)。

一方、上記の金属基板 1 2' と同様に、金属基板 22' の一方の面 22' aに微細溝部 23を形成するとともに、貫通孔 29 (図示せず）を形成し、次いで、微細溝部

23内に触媒 C 2を担持させ、金属基板 22' を研磨して、カバー部材 28との接合面となる金属基板 22' の面 22' aと、金属基板 1 2' との接合面となる金属基板

22' の面 22 ' bを露出させる（図 40 C) 。次いで、上述の金属基板 1 2 ' の面 1 ' aと金属基板 2 2 ' の面 2 2 ' bとを接合し、さらに、カバー部材 2 8を金属基板面 2 2 ' aに接合して本発明のマイクロリアクター 1 1 ' を得ることができる（図 4 0 D) 。この金属基板 1 2 ' と金属基板 2 2 ' との接合、および、金属基板 2 2 ' とカバー部材 2 8との接合は、上述のマイク口リアクター 1 1の製造方法と同様に行うことができる。

また、本発明の製造方法では、絶縁膜 1 4 ' 上への発熱体 Ί 5、電極 1 6， 1 6、発熱体保護層 1 7の形成を、金属基板 1 2 ' と金属基板 2 2 ' とカバー部材 2 8の接合後に行なってもよい。

<製造方法の第 5の実施形態 >

図 4 1および図 4 2は本発明のマイクロリアクター製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。

図 4 1、図 4 2では、上述のマイクロリアクター 1 0 1を例にして説明する。本発明の製造方法では、まず、溝部形成工程において、金属基板 1 0 2の一方の面 1 0 2 aに微細溝部 1 0 3を形成する（図 4 1 A) 。この微細溝部 1 0 3は、金属基板 1 0 2の面1 0 2 aに所定の開口パターンを有するレジス卜を形成し、このレジス卜をマスクとしてウエットエッチングにより櫛状のリブ 1 0 2 A， 1 0 2 Bを残すように金属基板 1 0 2をエッチングして形成することができ、マイクロマシーンによる加工を不要とすることができる。形成される微細溝部 1 0 3は、断面が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状が好ましく、また、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しないものが好ましい。このような形状とすることにより、後工程の触媒担持工程において角部に触媒が堆積することが防止され、均一な触媒担持が可能となる。使用する金属基板 1 0 2の材質は、次の表面処理工程で陽極酸化により金属酸化膜の形成が可能な A I、 S i、 T a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。

次に、接合工程において、金属カバー部材 4を金属基板面 1 0 2 aに接合して接合体 1 1 5を形成する（図 4 1 B ) 。金属カバー部材 1 0 4の材質も、次の表面処理ェ程で陽極酸化により金属酸化膜の形成が可能な A I、 S i、丁 a、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を使用することができる。この金属カバー部材 1 0 4の金属基板面 1 0 2 aへの接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。この接合の際、金属カバー部材 1 0 4に設けられている原料導入口 1 0 4 aとガス排出口 1 0 4 bが、金属基板 1 0 2に形成された微細溝部 1 0 3の流路の両端部に一致するように位置合わせをする。このように形成した接合体 1 1 5には、微細溝部 1 0 3が金属カバー部材 1 0 4で覆われて流路 1 0 5が形成されている。

次に、表面処理工程において、接合体 1 1 5を陽極酸ィヒして、流路 1 0 5内壁面を含む全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 0 6を形成する（図 4 1 C) 。この金属酸化膜 (絶縁膜） 1 0 6の形成は、接合体 1 1 5を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸漬して陰極と対向させ通電することによリ行うことができる。

次いで、触媒担持工程において、流路 1 0 5の内壁面の全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 0 6を介して触媒 Cを担持する（図 4 2 A) 。金属酸化膜（絶縁膜） 1 0 6上への触媒 Cの担持は、例えば、触媒懸濁液を接合体 1 1 5の流路 1 0 5内に流して充填し、あるいは、触媒懸濁液内に接合体 1 Ί 5を浸潰し、その後、触媒懸濁液を流路 1 0 5から抜いて乾燥することにより行うことができる。この触媒担持工程では、上述のように、微細溝部 3の断面形状が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状であり、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しない場合、触媒が堆積し易い角部が流路〗 0 5内にほとんど存在しないことになリ、均一な触媒担持が可能となる。尚、上記の乾燥時に、振動あるいは回転を接合体 1 1 5に与えることにより、より均一な触媒担持が可能となる。

次いで、金属基板 1 0 2の面 1 0 2 b側の金属酸化膜（絶縁膜） 1 0 6上に発熱体 1 0 7を設け、さらに、通電用の電極 1 0 8 , 1 0 8を形成する（図 4 2 B ) 。発熱体 1 0 7は、カーボンペース卜、ニクロム（N i—C r合金）、 W、 M o等の材質を使用して形成することができる。発熱体 1 0 7の形成方法としては、上記の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷によリ形成する方法、上記の材料を含有するペース卜を用いて塗布膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法、上記材料を用いて真空成膜法により薄膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法等を挙げることができる。

また、通電用の電極 1 0 8， 1 0 8は、 A u、 A g、 P d、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができ、例えば、上記の導電材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成することができる。

次いで、電極 1 0 8 , 1 0 8が露出するように発熱体保護層 1 0 9を発熱体 1 0 7 上に形成する（図 4 2 C) 。発熱体保護層 1 0 9は、ポリイミド、セラミック（A I ₂0₃、 S i 0₂) 等の材料を用いて形成することができ、例えば、上記材料を含有するぺ 7ス卜を用いてスクリーン印刷により電極開口部 1 0 9 a， 1 0 9 aを有するパタ一ンで形成することができる。

また、本発明の製造方法では、次のような工程としてもよい。まず、微細溝部 1 0 3を形成した金属基体 1 0 2に陽極酸化を施して全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 0 6 を形成する。次に、接合面となる面 1 0 2 aに存在する金属酸化膜 1 0 6を研磨して除去した後、金属基板 1 0 2とカバ一部材 1 0 4を接合する。その後、流路 1 0 5の内壁面である金属酸化膜 1 0 6に触媒 Cを担持させる。

<製造方法の第 6の実施形態 >

図 4 3および図 4 4は本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 3、図 4 4では、上述のマイクロリアクター 1 2 1を例にして説明する。

本発明の製造方法では、まず、溝部形成工程において、金属基板 1 2 2の一方の面 1 2 2 aに微細溝部 1 2 3を形成する（図 4 3 A) 。使用する金属基板 1 2 2は、後工程の表面処理工程においてべ一マイ卜処理による金属酸化膜の形成が可能な材料、例えば、 C u、ステンレス、 F e、 A I等を使用することができる。また、微細溝部 1 2 3の形成は、上述の実施形態における金属基板 1 0 2への微細溝部 1 0 3の形成と同様にして行うことができる。

次に、接合工程において、微細溝部 1 2 3が形成されていない金属基板 1 2 2の面 1 2 2 b上に絶縁膜 1 3 0を形成した後、微細溝部 1 2 3が形成されている金属基板面 1 2 2 aに金属カバー部材 1 2 4を接合して接合体 1 3 5を形成する（図 4 3 B ) 。

絶縁膜 1 3 0【ま、例えば、ポリイミド、セラミック（A l ₂0₃、 S i 0₂) 等を用いて形成することができる。絶縁膜 1 3 0の形成は、例えば、上記の絶縁材料を含有するペース卜を用いたスクリーン印刷等の印刷法により、あるいは、上記絶縁材料を用いたスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法により薄膜を形成し、硬化させることにより行うことができる。尚、絶縁膜 1 3 0の形成を金属基板 1 2 2と金属カバー部材 1 2 4との接合後に行ってもよい。

金属カバー部材 1 2 4の材質は、次の表面処理工程においてべ一マイ卜処理による金属酸化膜の形成が可能な材料、例えば、 C u、ステンレス、 F e、 A I等を使用することができる。この金属カバ一部材 1 2 4の金属基板面 1 2 2 aへの接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。この接合の際、金属カバー部材 1 2 4に設けられている原料導入口 1 2 4 aとガス排出口 1 2 4 が、金属基板 1 2 2に形成された微細溝部 1 2 3の流路の両端部に一致するように位置合わせをする。このように形成した接合体 1 3 5には、微細溝部 1 2 3が金属カバー部材 1 2 4で覆われて流路 1 2 5が形成されている。

次に、表面処理工程において、接合体 1 3 5の流路 1 2 5の内壁面に金属酸化膜 1 2 6を形成する（図 4 3 C ) 。この金属酸化膜 1 2 6の形成はべ一マイ卜処理により行うことができ、例えば、アルミナゾルのようなベーマイ卜アルミナが分散されている状態の懸濁液を用い、この懸濁液の粘度を十分に低下させたものを流路 1 2 5内に流し込み、その後、乾燥させ、ベーマイ卜被膜を流路内面に固定化させること（ゥ才ッシュコー卜処理）により行うことができる。

次いで、触媒担持工程において、流路 1 2 5の内壁面の全面に金属酸化膜 1 2 6を介して触媒 Cを担持する（図 4 4 A) 。金属酸化膜 1 2 6上への触媒 Cの担持は、上述の実施形態における触媒担持工程と同様にして行うことができる。本実施形態においても、微細溝部 1 2 3の断面形状が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状であり、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しない場合、触媒が堆積し易い角部が流路 1 2 5内にほとんど存在しないことになり、均一な触媒担持が可能となる。また、乾燥時に、振動あるいは回転を接合体 1 3 5に与えることにより、より均一な触媒担持が可能となる。

次いで、金属基板 1 2 2の面 1 2 2 b側の絶縁膜 Ί 3 0上に発熱体 1 2 7を設け、さらに、通電用の電極 1 2 8， 1 2 8を形成する（図 4 4 B ) 。その後、電極 1 2 8， 1 2 8が露出するように発熱体保護層 1 2 9を発熱体 1 2 7上に形成する（図 4 2 C) 。発熱体 1 21、電極 1 28, 1 28、発熱体保護層 1 29の材質、形成方法は、上述の実施形態と同様とすることができる。

また、本発明の製造方法では、次のような工程としてもよい。まず、微細溝部 1 2 3を形成した金属基体 1 22に陽極酸化を施して全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 26 を形成する。次に、接合面となる面 1 22 aに存在する金属酸化膜 1 26を研磨して除去する。その後、金属基板 1 22とカバー部材 1 24を接合する。次いで、流路 1 25の内壁面である金属酸化膜 1 26に触媒 Cを担持させる。そして、金属基板 1 2 2の面 1 22 b上に絶縁膜 Ί 30を形成し、この絶縁膜 1 30上に、発熱体 1 27、電極 1 28， 1 28、発熱体保護層 1 29を形成する。

<製造方法の第 7の実施形態 >

図 45および図 46は本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 45、図 46では、上述のマイクロリアクター Ί 41を例にして説明する。

本発明の製造方法では、まず、溝部形成工程において、金属基板 1 42の一方の面 1 42 aに微細溝部 1 43を形成し、金属基板 1 44の一方の面 1 44 aに微細溝部 1 45を形成する（図 45 A) 。この微細溝咅 1 43, 1 45は、金属基板 1 42， 1 44の面 1 42 a， 1 44 aに所定の開口パターンを有するレジス卜を形成し、このレジス卜をマスクとしてウエットエッチングにより櫛状のリブ 1 42A， 1 42 B、リブ 1 44 A, 1 44 Bを残すように金属基板 1 42， 1 44をエッチングして形成することができ、マイクロマシーンによる加工を不要とすることができる。

金属基板 1 42， 1 44は、形成される微細溝部 1 43と微細溝部 1 45のパターン形状が、金属基板 1 42， 1 44の接合面 (1 42 a, 1 44 a) に対して対称関係にある 1組の金属基板をなす。また、微細溝部 1 43， 1 45は、断面が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状が好ましく、また、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しないもの（櫛状のリブ 1 42 A， 1 428ゃリブ1 44八， 1 44 Bの各先端部での折り返し部位は角部がなく丸みをもつもの）が好ましい。このような形状とすることによリ、後工程の触媒担持工程において角部に触媒が堆積することが防止され、均一な触媒担持が可能となる。使用する金属基板 1 42， 1 44の材質は、次の表面処理工程で陽極酸化により金属酸化膜の形成が可能な A I、 S i、 Ta、 N b、 V、 B i、丫、 W、 M o、 Z r、 H f等を挙げることできる。

次に、接合工程において、 1組の金属基板 1 4 2， 1 4 4を、微細溝部 1 4 3と微細溝部 1 4 5とが対向するように、面 1 4 2 a， 1 4 4 aで接合して接合体 1 5 5を形成する（図 4 5 B ) 。

上記のように、微細溝部 1 4 3と微細溝部 1 4 5は、金属基板 1 4 2， 1 4 4の接合面（1 4 2 a， 1 4 4 a ) に対して対称関係にあるパターン形状であるため、金属基板 1 4 2， 1 4 4の接合によリ、微細溝部 1 4 3と微細溝部 1 4 5が完全に対向して流路 1 4 6が形成される。この流路 1 4 6の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略円形状である。上記の金属基板 1 4 2， 1 4 4の接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。

次に、表面処理工程において、接合体 1 5 5を陽極酸化して、流路 1 4 6内壁面を含む全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7を形成する（図 4 5 C ) 。この金属酸化膜 (絶縁膜） 1 4 7の形成は、接合体 1 5 5を外部電極の陽極に接続した状態で、陽極酸化溶液に浸漬して陰極と対向させ通電することにより行うことができる。

次いで、触媒担持工程において、流路 1 4 6の内壁面の全面に金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7を介して触媒 Cを担持する（図 4 6 A) 。金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7上への触媒 Cの担持は、例えば、触媒懸濁液を接合体 1 5 5の流路 1 4 6内に流して充填し、あるいは、触媒懸濁液内に接合体 1 5 5を浸潰し、その後、触媒懸濁液を流路 1 4 6から抜いて乾燥することにより行うことができる。この触媒担持工程では、上述のように、微細溝部 1 4 3， 1 4 5の断面形状が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状であり、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しない場合、触媒が堆積し易い角部が流路 1 4 6内に存在しないことになり、均一な触媒担持が可能となる。尚、上記の乾燥時に、振動あるいは回転を接合体 1 5 5に与えることにより、よリ均一な触媒担持が可能となる。

次いで、金属基板 1 4 2の面 1 4 2 b側の金属酸化膜（絶縁膜） 1 4 7上に発熱体 1 4 8を設け、さらに、通電用の電極 Ί 4 9， 1 4 9を形成する（図 4 6 B ) 。発熱体 1 4 8は、カーボンペースト、ニクロム（N i一 C r合金）、 W、 M o等の材質を使用して形成することができる。発熱体 Ί 4 8の形成方法としては、上記の材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により形成する方法、上記の材料を含有するペース卜を用いて塗布膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法、上記材料を用いて真空成膜法により薄膜を形成し、その後、エッチング等によりパターニングする方法等を挙げることができる。

また、通電用の電極 1 4 9， 1 4 9は、 A u、 A g、 P d、 P d— A g等の導電材料を用いて形成することができ、例えば、上記の導電材料を含有するペース卜を用いてスクリ一ン印刷によリ形成することができる。

次いで、電極 1 4 9， 1 4 9が露出するように発熱体保護層 1 5 0を発熱体 1 4 8 上に形成する（図 4 6 C) 。発熱体保護層 1 5 0は、ポリイミド、セラミック（A I ₂0₃、 S i 0₂) 等の材料を用いて形成することができ、例えば、上記材料を含有するペース卜を用いてスクリーン印刷により電極開口部 1 5 0 a， 1 5 0 aを有するパ夕一ンで形成することができる。

また、本発明の製造方法では、次のような工程としてもよい。まず、微細溝部 1 4 3， 1 4 5を形成した金属基体 1 4 2 , 1 4 4に陽極酸化を施して全面に金属酸化膜 (絶縁膜） 1 4 7を形成する。次に、接合面となる面 1 4 2 a， 1 4 4 aに存在する金属酸化膜 1 4 7を研磨して除去する。その後、金属基板 1 4 2と金属基板 1 4 4を接合する。次いで、流路 1 4 6の内壁面である金属酸化膜 Ί 4 7に触媒 Cを担持させる。

<製造方法の第 8の実施形態 >

図 4 7および図 4 8は本発明のマイクロリアクター製造方法の他の実施形態を説明するための工程図である。

図 4 7、図 4 8では、上述のマイクロリアクター 1 6 1を例にして説明する。

本発明の製造方法では、まず、溝部形成工程において、金属基板 1 6 2の一方の面 1 6 2 aに微細溝部 1 6 3を形成し、金属基板 1 6 4の一方の面 1 6 4 aに微細溝部 1 6 5を形成する（図 4 7 A) 。この微細溝部 1 6 3 , 1 6 5の形成は、上述の第 3 の実施形態における金属基板 1 4 2， 1 4 4への微細溝部 1 4 3， 1 4 5の形成と同様にして行うことができる。また、使用する金属基板 1 6 2， 1 6 4は、後工程の表面処理工程においてべ一マイ卜処理による金属酸化膜の形成が可能な材料、例えば、 C u、ステンレス、 F e、 A I等を使用することができる。

次に、接合工程において、微細溝部 1 6 3が形成されていない金属基板 1 6 2の面 1 6 2 b上に絶縁膜 1 7 1を形成した後、 1組の金属基板 1 6 2， 1 6 4を、微細溝部 1 6 3と微細溝部 1 6 5とが対向するように、面 1 6 2 a， 1 6 4 aで接合して接合体 1 7 5を形成する（図 4 7 B ) 。

絶縁膜 1 7 1は、例えば、ポリイミド、セラミック（A I ₂0₃、 S i 0₂) 等を用いて形成することができる。絶縁膜 1 7〗の形成は、例えば、上記の絶縁材料を含有するペース卜を用いたスクリーン印刷等の印刷法により、あるいは、上記絶縁材料を用いたスパッタリング、真空蒸着等の真空成膜法により薄膜を形成し、硬化させることにより行うことができる。尚、絶縁膜 1 7 1の形成は、金属基板 1 6 2， 1 6 4の接合後に行ってもよい。

上記の金属基板 1 6 2 , 1 6 4の接合は、例えば、拡散接合、ロウ付け等により行うことができる。この接合において、微細溝部 1 6 3と微細溝部 1 6 5は、金属基板 1 6 2， 1 6 4の接合面 ( 1 6 2 a , 1 6 4 a ) に対して対称関係にあるパターン形状であるため、微細溝部 1 6 3と微細溝部 1 6 5が完全に対向して流路 1 6 6が形成され、この流路 1 6 6の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略円形状となる。

次に、表面処理工程において、接合体 1 7 5の流路 1 6 6の内壁面に金属酸化膜 1 6 7を形成する（図 4 7 C) 。この金属酸化膜 1 6 7の形成は、ベーマイ卜処理により行うことができ、例えば、アルミナゾルのようなベ一マイ卜アルミナが分散されて t、る状態の懸濁液を用い、この懸濁液の粘度を十分に低下させたものを流路 1 6 6内に流し込み、その後、乾燥させ、ベ一マイ卜被膜を流路内面に固定化させること（ゥ才ッシュコート処理）により行うことができる。

次いで、触媒担持工程において、流路 1 6 6の内壁面の全面に金属酸化膜 1 6 7を介して触媒 Cを担持する（図 4 8 A) 。金属酸化膜 1 6 7上への触媒 Cの担持は、上述の第 3の実施形態における触媒担持工程と同様にして行うことができる。本実施形態でも、微細溝部 1 6 3， 1 6 5の断面形状が円弧形状ないし半円形状、あるいは、 U字形状であり、流体の流れ方向に沿った壁面に角部が存在しない場合、触媒が堆積し易い角部が流路 1 6 6内に存在しないことになリ、均一な触媒担持が可能となる。また、車乞燥時に、振動あるいは回転を接合体 1 7 5に与えることにより、より均一な触媒担持が可能となる。次いで、金属基板 1 6 2の面 1 6 2 b側の絶縁膜 1 7 1上に発熱体 1 6 8を設け、さらに、通電用の電極 1 6 9， 1 6 9を形成する（図 4 8 B ) 。その後、電極 1 6 9， 1 6 9が露出するように発熱体保護層 1 7 0を発熱体 1 6 8上に形成する（図 4 8 C) 。発熱体 1 6 8、電極 1 6 9， 1 6 9、発熱体保護層 1 7 0の材質、形成方法は、上述の第 3の実施形態と同様とすることができる。

また、本発明の製造方法では、次のような工程としてもよい。まず、微細溝部 1 6 3， 1 6 5を形成した金属基体 1 6 2， 1 6 4に陽極酸ィ匕を施して全面に金属酸化膜 (絶縁膜） 1 6 7を形成する。次に、接合面となる面 1 6 2 a， 1 6 4 aに存在する金属酸化膜 1 6 7を研磨して除去する。その後、金属基板 1 6 2と金属基板 1 6 4を接合する。次いで、流路 1 6 6の内壁面である金属酸化膜 1 6 7に触媒 Cを担持させる。

このような本発明のマイクロリアクタ一製造方法では、接合工程によリ流路を備えた接合体が形成された後に触媒が担持されるので、接合工程における熱による触媒の失活のおそれがなく、触媒の選択幅が広くなリ、さらに、接合工程まで完了させて複数の接合体を準備しておき、これらの接合体に所望の触媒を担持させることにより、異なった反応に使用されるマイクロリアクター、例えば、メタノールの改質用、一酸化炭素の酸化用の各マイクロリアクターを製造することができ、製造工程の簡素化が可能である。また、金属基板を使用するので、微細溝部の形成でマイクロマシーン加ェを行う必要がなく、エッチング加工等の安価な加工方法によリ容易に行うことができ、さらに、研磨工程も不要であるため、マイクロリアクターの製造コスト低減が可能となる。また、流路の内壁面に角部を存在させないようにした場合、触媒担持工程における担持量のバラツキが抑制され、触媒を均一に担持させることができる。

尚、上述のマイクロリアクター製造方法の実施形態は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。

(実施例 1 )

基材として厚み 1 0 0 0 At mの A I基板 ( 2 5 O mm X 2 5 0

mm) を準備し、この A I基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業（株）製 O F P R ) をディップ法により塗布（膜厚 7 At m (乾燥時））した。次に、 A I基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 500 mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 2000 j mで左右から交互に突出（突出長 30 mm) した形状のフ才卜マスクを配し、このフォトマスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナ卜リゥ厶溶液を使用して現像した。これにより、 A I基板の一方の面には、幅 500 μηη のス卜ライプ状の開口部がピッチ 2000 mで配列され、隣接するス卜ライプ状の開口部が、その端部において交互に続するようなレジス卜パターンが形成された。次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、下記の条件で A I基板をエツチングした。このエッチングは、 A I基板の一方の面からハーフエッチングにより微細溝部を形成するものであリ、ェツチングに要した時間は 3分間であつた。

(エッチング条件）

•温度： 20°C

•エッチング液（HC I ) 濃度： 200 g/L

(35%HC Iを純水中に 200 g溶解して 1 しとする）上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜パターンを除去し、水洗した。これにより、 A I基板の一方の面に、幅 1 000A6m、深さ 650A m、長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2000 mのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に镜するような（図 3に示されるような）微細溝部（流路長 300mm) が形成された。

次に、上記の A I基板を外部電極の陽極に接続し、陽極酸化溶液（4%シユウ酸溶液）に浸漬して陰極と対向させ、下記の条件で通電することにより、酸化アルミニゥム薄膜を形成して絶縁膜とした。尚、形成した酸化アルミニウム薄膜の厚みをエリプソメ一夕一で測定した結果、約 30 mであつた。

(陽極酸化の条件）

•浴温： 25°C

——電圧： 25 V (DC)

•電流密度： 1 00 AZm²

次いで、微細溝部が形成されていない A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に下記組成の発熱体用ペース卜をスクリーン印刷によリ印刷し、 200 °Cで硬化させて発熱体を形成した。形成した発熱体は、幅 1 O OAtmの細線を、微細溝部が形成されている領域に相当する領域 (35mmX 25mm) 全面を覆うように A I基板上に線間隔 1 00 mで引き回したような形状とした。

(発熱体用ペース卜の組成）

'カーボン粉末 … 20重量部

'微粉末シリカ … 25重量部

•キシレンフエノール樹脂 … 36重量部

•プチルカルビ卜ール … 1 9重量部

また、下記組成の電極用ペース卜を用いて、スクリーン印刷により発熱体の所定の 2ケ所に電極 (0. 5mmX 0. 5mm) を形成した。

(電極用ペース卜の組成）

'銀めつき銅粉末 … 90重量部

•フエノール樹脂 … 6. 5重量部

■プチルカルビ卜一ル … 3. 5重量部

次に、発熱体上に形成された 2個の電極を露出するように、下記組成の保護層用べ —ストを用いて、スクリーン印刷により発熱体保護層（厚み 20 tm) を発熱体上に形成した。

(保護層用ペース卜の組成）

•樹脂分濃度 … 30重量部

•シリカフィラー … 1 0重量部

·ラクトン系溶剤（ペン夕 1—4—ラクトン） … 60重量部

次いで、 A I基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（1 0分間）し、その後、 250°C、 6時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

· A I 41. 2重量％

• C u … 2. 6重量％

■ Z n … 2. 8重量％

次に、 A I基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉にょリ硏磨して A I面を露出させた。次いで、カバー部材として、厚み 1 OOAtmの A I板を A I基板面に下記の条件で拡散接合した。この A I板には、 2ケ所の開口部（原料導入口とガス排出口、各開口部の寸法は 0. 6mmX0. 6 mm) が設けられておリ、各開口部が A I基板に形成された微細溝部の流路の両端部に一致するように位置合わせをした。

(拡散接合条件）

·雰囲気：真空中

•接合温度： 300°C

•接合時間： 8時間

これによリ、本発明のマイクロリアクターを得ることができた。

(実施例 2)

[1段目の金属基板の作製]

基材として厚み 1 00 OAtmのステンレス基板（SUS 304、 25 OmmX 25 Omm) を準備し、このステンレス基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業 (株）製 OF PR) をディップ法により塗布（膜厚 7 At m (乾燥時））した。次に、ステンレス基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 500 mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 20 O OAtmで左右から交互に突出（突出長 30mm) した形状のフ才卜マスクを配し、また、他方のレジス卜塗膜上に開口径 800 mの円形開口を有するフォ卜マスクを配し、これらのフォ卜マスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、ステンレス基板の一方の面には、幅 500 imのス卜ライ：^犬の開口咅がピッチ 2000 At mで配列され、隣接するストライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジス卜パターンが形成された。また、ステンレス基板の他方の面には、開口径 80 OAtmの円形開口を有するレジス卜パターンが形成された。この円形開口は、反対面のストライプ状開口部の所定部位に対応する位置であった。

次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、下記の条件でステンレス基板をェッテングした。このエッチングは、ステンレス基板の一方の面からハーフエッチングによリ微細溝部を形成し、他方の面からのエッチングによリ貫通孔を形成するものであり、エッチングに要した時間は 25分間であった。

(エッチング条件）

■温度： 80°C •エッチング液（塩化第二鉄溶液）比重： 45ポーメ（° B'e)

上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜パターンを除去し、水洗した。これにより、ステンレス基板の一方の面に、幅 Ί 000 m、深さ 650 μιη、長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2000 Atmのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に続するような（図 9に示されるような）微細溝部（流路長 300 mm) が形成された。また、この連続する微細溝部の端部には、図 9に示されるように、形成された貫通孔の開口が位置するものであつた。

次に、微細溝部が形成されていないステンレス基板面に、絶縁膜用塗布液としてポリイミド前駆体溶液（東レ（株）製フォ卜ニース）をスクリーン印刷により上記の貫通孔を塞がないように印刷し、 350°Cで硬化させて厚み 20 mの絶縁膜を形成した。

次いで、ステンレス基板の絶縁膜上に下記組成の発熱体用ペース卜をスクリーン印刷により印刷し、 200°Cで硬化させて発熱体を形成した。形成した発熱体は、幅 1 O O tmの細線を、微細溝部が形成されている領域に相当する領域 (35mmX25 mm) 全面を覆うように、かつ、貫通孔を塞がないように、絶縁膜上に線間隔 1 00 mで引き回した形;!犬とした。

(発熱体用ペース卜の組成）

'カーボン粉末 … 20重量部

'微粉末シリカ … 25重量部

•キシレンフエノール樹脂 … 36重量部

•プチルカルビ卜一ル … 1 9重量き P

また、下記組成の電極用ペース卜を用いて、スクリーン印刷により発熱体の所定の 2ケ所に電極 (0. 5mmX0. 5mm) を形成した。

(電極用ペース卜の組成）

'銀めつき銅粉末 … 90重量咅

•フエノール樹脂 … 6. 5重量部

•プチルカルビトール … 3. 5重量部

次に、発熱体上に形成された 2個の電極と、貫通孔の開口を露出するように、下記組成の保護層用ペース卜を用いて、スクリーン印刷により発熱体保護層（厚み 2 0 μ m) を発熱体上に形成した。

(保護層用ペース卜の組成）

•樹脂分濃度 … 3 0重量咅

·シリカフィラー … 1 0重量部

'ラクトン系溶剤（ペン夕 1一 4—ラクトン） … 6 0重量部

次いで、ステンレス基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（1 0分間）し、その後、 2 5 0 °C、 6時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

• A I 4 1 . 2重量％

• C u … 2. 6重量％

• Z n … 2. 8重量％

次に、ステンレス基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉により研磨してステンレス基板面を露出させた。これにより、 1段目の金属基板を準備した。

[ 2段目の金属基板の作製]

一方、上記と同じステンレス基板を準備し、このステンレス基板の両面に上記と同様に感光性のレジス卜塗布膜を形成した。次に、ステンレス基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 5 0 0 μ mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 2 0 0 0 μ ηιで左右から交互に突出（突出長 3 O mm) した形状のフォトマスクを配し、また、他方のレジス卜塗膜上に開口径 8 0 0 t mの円形開口を有するフォ卜マスクを配し、これらのフォ卜マスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、ステンレス基板の一方の面には、幅 5 0 0 mのス卜ライプ状の開口部がピッチ 2 0 0 0 i mで配列され、隣接するス卜ライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジス卜パターンが形成された。また、ステンレス基板の他方の面には、開口径 8 0 0 t mの円形開口を有するレジス卜パターンが形成された。この円形開口は、反対面のストライプ状開口部の所定部位に対応する位置であった。

次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、上記と同様の条件でステンレス基板をエッチングした。このエッチングは、ステンレス基板の一方の面からハーフェツチングにより微細溝部を形成し、他方の面からのエッチングによリ貫通孔を形成するものであり、エッチングに要した時間は 2 5分間であった。

上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナトリゥ厶溶液を用いてレジス卜パ夕ーンを除去し、水洗した。これにより、ステンレス基板の一方の面に、幅 1 O O O t m、深さ 6 5 0 ii m、長さ 3 0 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2 0 0 0 At mのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような（図 1 0に示されるような）微細溝部（流路長 3 0 0 mm) が形成された。また、この纖する微細溝部の端部には、図 1 0に示されるように、形成された貫通孔の開口が位置するものであった。

次いで、ステンレス基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（Ί 0分間）し、その後、 5 0 0 °C、 1時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

- P t ·■· 0 . 4重量％

• F e ■■· 0 . 2重量％

'モルデナイト [Na₈ (A I ₈S i₄。0₉₆) · 24H₂0] … 9 . 4重量％

次に、ステンレス基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉により研磨してステンレス基板面を露出させた。これにより、 2段目の金属基板を準備した。

[接合工程]

上記の 1段目の金属基板の微細溝部形成面と、 2段目の微細溝部形成面の反対面とを下記の条件で拡散接合した。この接合の際、 2段目の金属基板の貫通孔が、 1段目の金属基板に形成された微細溝部の流路の端部（1段目の金属基板における貫通孔が形成されている端部とは異なる端部）に一致するように位置合わせを行った。

(拡散接合条件）

•雰囲気：真空中

•接合温度： 1 0 0 0 °C

'接合時間： 1 2時間

次いで、カバー部材として、厚み 0 . 3 mのステンレス板を 2段目の金属基板面の微細溝部形成面に下記の条件で拡散接合した。このステンレス板には、 1ケ所の開口部（ガス排出口：開口部の寸法は 0. 6mmX0. 6mm) が設けられておリ、この開口部が 2段目の金属基板に形成された微細溝部の流路の端部 ( 2段目の金属基板における貫通孔が形成されている端部とは異なる端部）に一致するように位置合わせをラつた。

(拡散接合条件）

-雰囲気：真空中

•接合温度： 1 00 o°c

'接合時間： 1 2時間

これにより、本発明のマイクロリアクターを得ることができた。

(実施例 3)

金属基板として厚み 1 00 O imの A I基板 (25 OmmX 25 Omm) を準備し、この A I基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業（株）製 OF PR) をディップ法により塗布（膜厚 7 m (乾燥時））した。次に、 A I基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 500 μ mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 200 0 mで左右から交互に突出（突出長 30 mm) した形状のフォトマスクを配した。尚、このフォトマスクにおいて、上記のストライプ状の遮光部が基部から突出する部位は、 90° の角度をなすものではなく、半径 1 75 Ομιηの R形状をなすものとした。次いで、このフォトマスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナ卜リウ厶溶液を使用して現像した。これにより、 A I基板の一方の面には、幅 500 mのス卜ライプ状の開口部がピッチ 2000 mで配列され、隣接するス卜ライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジス卜パターンが形成された。次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、下記の条件で A I基板をエツチング（3分間）した。

(エッチング条件）

，温度： 20°C

'エッチング液（HC I ) 濃度： 200 g/L

(35%HC Iを純水中に 200 g溶解して 1 しとする）上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜パ夕ーンを除去し、水洗した。これにより、 A I基板の一方の面に、幅 1 000 m、深さ 650 tm、長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2000 ^mのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に纖するような形状（図 14に示されるような 1 80度折り返しながら蛇行して連続する形状）の微細溝部（流路長 300 mm) が形成された。この微細溝部の折り返し部位は、角部のない丸みを有するものであり、流体の流れ方向に沿って内壁面に角部が存在しないものであった。また、微細溝部の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略半円形状であつた。次いで、金属カバ一部材として厚み 1 00 tmの A I板を準備し、この A I板を、上記のように微細溝部を形成した A I基板に、微細溝部を覆うように下記の条件で拡散接合して接合体を作製した。この A I板には、 2ケ所の開口部（原料導入口とガス排出口、各開口部の寸法は 0. 6mmX0. 6mm) が設けられており、各開口部が A I基板に形成された微細溝部の流路の両端部に一致するように位置合わせをした。これによリ、原料導入口とガス排出口とを結ぶ流路が接合体内に形成された。

(拡散接合条件）

·雰囲気：真空中

'接合温度： 300°C

■接合時間： 8時間

次に、上記の接合体を外部電極の陽極に接続し、陽極酸化溶液（4%シユウ酸溶液）に浸潰して陰極と対向させ、下記の条件で通電することにより、流路内部を含む接合体表面に酸ィ匕アルミニウム薄膜を形成して絶縁膜とした。尚、形成した酸ィ匕アルミニゥ厶薄膜の厚みをエリプソメーターで測定した結果、約 30 mであった。

(陽極酸化の条件）

-浴温： 25 °C

，電圧： 25 V (DC)

■電流密度： 1 00 A/m²

次いで、接合体の流路内に下記組成の触媒懸濁液を充填して放置 (1 5分間）し、その後、触媒懸濁液を抜き、 1 20°C、 3時間の乾燥還元処理を施して、流路内全面に触媒を担持させた。

(触媒懸濁液の組成） ■ A I 41. 2重量％

• C u ■■· 2. 6重量％

• Z n ·■■ 2. 8重量％

次いで、微細溝部が形成されていない A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に下記組成の発熱体用ペース卜をスクリーン印刷により印刷し、 200°Cで硬化させて発熱体を形成した。形成した発熱体は、幅 1 00 imの細線を、微細溝部が形成されている領域に相当する領域 (35mmX 25mm) 全面を覆うように A I基板上に線間隔 1 00 mで引き回したような形状とした。

(発熱体用ペース卜の組成）

'カーボン粉末 … 20重量部

-微粉末シリカ … 25重量音

'キシレンフエノール樹脂 … 36重量部

•ブチルカルビ! ^一ル … 1 9重量部

(電極用ペース卜の組成）

■銀めっき銅粉末 … 90重量部

•フエノール樹脂 … 6. 5重量部

•プチルカルビトール … 3. 5重量部

次に、発熱体上に形成された 2個の電極を露出するように、下記組成の保護層用べ一ストを用いて、スクリーン印刷により発熱体保護層（厚み 20μηι) を発熱体上に形成した。

(保護層用ペース卜の組成）

• ^ί脂分濃度 … 30重量部

'シリカフィラー … 1 0重量部

'ラク卜ン系溶剤（ペン夕 1一 4ーラク卜ン） … 60重量部

(実施例 4)

金属基板として厚み 1 000 mの A I基板 (25 OmmX 25 Omm) を準備し、 6 この A I基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業（株）製 O F P R ) をディップ法により塗布（膜厚 7 t m (乾燥時））した。次に、 A I基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 5 0 0 t mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 2 0 0 0 Ai mで左右から交互に突出（突出長 3 0 mm) した形状のフォトマスクを配した。尚、このフォトマスクにおいて、上記のストライプ状の遮光部が基部から突出する部位は、 9 0 ° の角度をなすものではなく、半径 1 7 5 0 t mの R形状をなすものとした。上記と同様の A I基板を準備し、同様に感光性レジス卜材料を塗布し、 A I基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、フォトマスクを配した。このフォトマスクは、 A I基板面に対して、上記のフォトマスクと面対称となるものとした。

次いで、上記の 1組の金属基板について、それぞれフォ卜マスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、各 A I 基板の一方の面には、幅 5 0 0 mのス卜ライプ状の閛ロ部がピッチ 2 0 0 0 mで配列され、隣接するストライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジス卜パターンが形成された。

次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、下記の条件で A I基板をエツチング（3分間）した。

(エッチング条件）

•；皿/ス 0し

•エッチング液 ( H C I ) 濃度： 2 0 0 g / L

( 3 5 % H C Iを純水中に 2 0 0 g溶解して 1 しとする）上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜パ夕 —ンを除去し、水洗した。これにより、 1組の A I基板は、その一方の面に、幅 1 0 0 0 At m、深さ 6 5 0 At m、長さ 3 0 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2 0 0 0 のピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に続するような形状（図 1 8に示されるような 1 8 0度折り返しながら蛇行して連続する形状）の微細溝部 (流路長 3 0 0 mm) が形成された。この微細溝部の折り返し部位は、角部のない丸みを有するものであり、流体の流れ方向に沿って内壁面に角部が存在しないものであつた。また、微細溝部の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略半円形状であった。次いで、上記の 1組の A I基板を、互いの微細溝部が対向するように下記の条件で拡散接合して接合体を作製した。この接合では、 1組の A I基板の微細溝部どうしが完全に対向するように位置合わせをした。これにより、接合体の一端面に原料導入口とガス排出口とが存在する流路が接合体内に形成された。

(拡散接合条件）

•雰囲気：真空中

•接合温度： 300°C

•接合時間： 8時間

次に、上記の接合体を外部電極の陽極に接続し、陽極酸化溶液（4%シユウ酸溶液）に浸潰して陰極と対向させ、下記の条件で通電することにより、流路内部を含む接合体表面に酸化アルミニウム薄膜を形成して絶縁膜とした。尚、形成した酸ィ匕アルミニゥ厶薄膜の厚みをエリプソメーターで測定した結果、約 30 mであった。

(陽極酸化の条件）

•浴温： 25°C

·電圧： 25 V (DC)

•電流密度： 1 00 A/m²

(触媒懸濁液の組成）

• A 1 41. 2重量％

• C u … 2. 6重量％

- Z n … 2. 8重量％

次いで、一方の A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に、実施例 3と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 5)

金属基板として厚み 1 000 mの S U S 304基板 (25 OmmX 25 Omm) を準備し、この S U S 304基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業（株）製 OF P R) をディップ法により塗布（膜厚 7 m (乾燥時））した。次に、 SUS 304基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 500 mのス卜ライプ状の遮光咅がピッチ 2000 mで左右から交互に突出（突出長 30 mm) した形状のフォトマスクを配した。尚、このフォトマスクにおいて、上記のストライプ状の遮光部が基部から突出する部位は、 90° の角度をなすものではなく、半径 1 750 At mの R形状をなすものとした。上記と同様の SUS 304基板を準備し、同様に感光性レジス卜材料を塗布し、 S U S 304基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、フォトマスクを配した。このフォトマスクは、 SUS 304基板面に対して、上記のフ才卜マスクと面対称となるものとした。

次いで、上記の 1組の金属基板 (SUS 304基板）について、それぞれフォ卜マスクを介してレジス卜塗布膜を露光し、炭酸水素ナ卜リゥ厶溶液を使用して現像した。これにより、各 S U S 304基板の一方の面には、幅 500 fimのス卜ライプ状の開口部がピッチ 2000 mで配列され、隣接するス卜ライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジストパターンが形成された。

次に、上記のレジス卜パターンをマスクとして、下記の条件で S US 304基板をエッチング（3分間）した。

(エッチング条件） '

•温度： 80°C

•エッチング液（塩化第二鉄溶液）比重濃度： 45ボーメ（° B'e) 上記のエッチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜パ夕ーンを除去し、水洗した。これにより、 1組の S U S 304基板は、その一方の面に、幅 1 000 Atm、深さ 650 nm, 長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 200 0 Atmのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような形状（図 1 8に示されるような 1 80度折り返しながら蛇行して続する形状）の微細溝部（流路長 300mm) が形成された。この微細溝部の折り返し部位は、角部のな 0、丸みを有するものであり、流体の流れ方向に沿つて内壁面に角部が存在しないものであった。また、微細溝部の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略半円形状であった。

次いで、この S U S 304基板ともう一方の S U S 304基板とからなる 1組の S U S 304基板を、互いの微細溝部が対向するように下記の条件で拡散接合して接合体を作製した。この接合では、 1組の S U S 304基板の微細溝部どうしが完全に対向するように位置合わせをした。これにより、接合体の一端面に原料導入口とガス排出口とが存在する流路が接合体内に形成された。

(拡散接合条件）

•雰囲気：真空中

•接合温度： 1 000°C

■接合時間： Ί 2時間

次に、上記の接合体を構成する一方の S U S 3 04基板の微細溝部が形成されていない面に、絶縁膜用塗布液としてポリイミド前駆体溶液（東レ（株）製フォトニース）をスクリーン印刷により印刷し、 3 50°Cで硬化させて厚み 2 Ο ΠΊの絶縁膜を形成した。

次いで、上記の接合体の流路内壁面に、下記の条件でベーマイ卜処理を施して、酸化アルミニウム薄膜を形成した。尚、形成した酸化アルミニウム薄膜の厚みをエリプソメーターで測定した結果、約 5 mであった。

(ベーマイ卜処理の条件）

アルミナゾル 52 0 (日産化学（株）製）を使用し、粘度が 1 5〜20

mPa■ sであるアルミナゾル懸濁液を調製し、このアルミナゾル懸濁

液を接合体の流路内に流し込み、 1 20°C、 3時間の乾燥を施し、流路

内部にベ一マイト膜を固定した。

次いで、接合体の流路内全面に、実施例 4と同様にして触媒を担持させた。その後、一方の S U S 304基板に形成した絶縁膜上に、実施例 3と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 6 )

[接合体の作製]

金属基板として厚み 1 00 OAtmの A I基板 (2 5 OmmX 2 5 Omm) を準備し、この A I基板の両面に感光性レジス卜材料（東京応化工業（株）製 O F P R) をディップ法により塗布（膜厚 7^m (乾燥時））した。次に、 A I基板の微細溝部を形成する側のレジス卜塗膜上に、幅 1 500 mのス卜ライプ状の遮光部がピッチ 200 0 μ mで左右から交互に延びている（長さ 3 Omm) 形状のフォ卜マスクを配した。次いで、このフォトマスクを介してレジスト塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、 A I基板の一方の面には、幅 500 Atmのス卜ライプ状の開口部がピッチ 2000 tmで配列され、隣接するス卜ライプ状の開口部が、その端部において交互に連続した蛇行したパターンで、かつ、両端部が同一方向を向き、他のス卜ライプ状の開口部よりも 5 mm長いようなレジス卜パターンが形成された。

(エッチング条件）

，温度： 20°C

•エッチング液（HC I ) 濃度： 200 g/L

(35%HC Iを純水中に 200 g溶解して 1 しとする）上記のェツチング処理が終了した後、水酸化ナ卜リゥ厶溶液を用いてレジス卜バターンを除去し、水洗した。これにより、 A I基板の一方の面に、幅 1 000 tm、深さ 650 m、長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2000 mのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような形状（図 23に示されるような 1 80度折り返しながら蛇行して連続する形状）の微細溝部（流路長 300 mm) が形成された。

次いで、金属カバー部材として厚み 1 O OAtmの A I板を準備し、この A I板を、上記のように微細溝部を形成した A I基板に、微細溝部を覆うように下記の条件で拡散接合した。

(拡散接合条件）

■雰囲気：真空中

'接合温度： 300°C

'接合時間： 8時間

これにより、図 22に示されるような外形形状をもつ接合体を形成した。この接合体の寸法は、 25mmX35mm、厚み 1. 4mmであり、同一方向に 2つの突出部 (長さ 5 mm、幅 5 mm) を 1 5 mmの距離を隔てて有し、この突出部の先端には流路の導入口と排出口とが位置するものであった。

このような接合体を 3個作製し、各接合体を外部電極の陽極に接続し、陽極酸化溶液（4 %シユウ酸溶液）に浸潰して陰極と対向させ、下記の条件で通電することによリ、流路内部を含む接合体表面に酸化アルミニウム薄膜（絶縁膜）を形成した単位流路部材とした。尚、形成した酸ィ匕アルミニウム薄膜の厚みをエリプソメーターで測定した結果、約 3 0 At mであった。

(陽極酸化の条件）

•浴温： 2 5 °C

'電圧： 2 5 V (D C)

•電流密度： 1 0 0 AZm²

Π段目用の単位流路部材]

1個の単位流路部材の酸ィ匕アルミニウム薄膜上に下記組成の発熱体用ペース卜をスクリーン印刷により印刷し、 2 0 0 °Cで硬化させて発熱体を形成した。形成した発熱体は、幅 1 0 0 At mの細線を、微細溝部が形成されている領域に相当する領域 ( 3 5 mm X 2 5 mm) 全面を覆うように A I基板上に線間隔 1 0 0 mで引き回したような形状とした。

(発熱体用ペース卜の組成）

•カーボン粉末 … 2 0重量部

'微粉末シリカ … 2 5重量部

•キシレンフエノール樹脂 … 3 6重量部

■ブチルカルビ! ^一ル … 1 9重量部

また、下記組成の電極用ペース卜を用いて、スクリーン印刷により発熱体の所定の 2ケ所に、接合体の側面に達するように電極を形成した。

(電極用ペース卜の組成）

•銀めっき銅粉末 … 9 0重量部

-フエノール樹脂 … 6. 5重量部

■プチルカルビ卜ール … 3. 5重量部

次に、発熱体上に形成された 2個の電極の端部を露出するように、下記組成の保護層用ペース卜を用いて、スクリーン印刷により発熱体保護層（厚み 20 m) を発熱体上に形成した。

(保護層用ペース卜の組成）

'樹脂分濃度 … 30重量部

·シリカフィラー … 1 0重量部

•ラクトン系溶剤（ペンタ 1一 4ーラクトン） … 60重量部

これによリ、 1段目の単位流路部材とした。

[2段目用の単位流路部材（単位マイクロリアクタ一） ]

別の単位流路部材の流路内に下記組成の触媒懸濁液を充填して放置（1 5分間）し、その後、触媒懸濁液を抜き、 1 20°C、 3時間の乾燥還元処理を施して、流路内全面に触媒 C 1を担持させた。

觀懸濁液の組成）

• A I 41. 2重量％

• C u ■■· 2. 6重量％

· Z n … 2. 8重量％

次いで、 A I基板の酸ィヒアルミニゥ厶薄膜上に、上記の 1段目の単位流路部材と同様に、発熱体、電極、発熱体保護層を形成して、 2段目の単位流路部材（単位マイク口リアクター）を作製した。

[3段目用の単位流路部材（単位マイクロリアクター） ]

別の単位流路部材の流路内に下記組成の触媒懸濁液を充填して放置 (1 5分間）し、その後、触媒懸濁液を抜き、 1 20°C、 3時間の乾燥還元処理を施して、流路内全面に触媒 C を担持させた。

(触媒懸濁液の組成）

• P t … 0.

· F e ■·■ 0,

■モルデナィ卜（Na₈(AI₈Si₄。O_ss) · 24H₂0) … 9.

次いで、 A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に、上記の 1段目の単位流路部材と同様に、発熱体、電極、発熱体保護層を形成して、 3段目の単位流路部材（単位マイク口リアクター）を作製した。 [連結部材の作製]

平坦面 (3 OmmX 2 Omm) を有するステンレス板材を 6個準備し、各ステンレス基板の一方の平坦面に連結部、内部連通路、内部流路等を構成するための所定の溝部や貫通孔を機械加工により形成した。これら 6個のステンレス基板を所定の積層順序で拡散接合して一体化することにより、 3 OmmX 2 OmmX 1 2mmの連結部材を作製した。この連結部材は、 3 OmmX 1 2 mmの面に 6個の連結部（幅 5. 1 m m、高さ 1. 41 mm、深さ 5 mm) を有し、その反対面に原料導入口とガス排出口とを有し、内部に内部連通路と内部流路を備えた、図 24、図 25に示されるような構造（構造体の外形は長方体であり図 24、図 25とは異なる）であった。この連結部材では、 1列に配列された各 3個の連結部のピッチ（単位流路部材の多段ピッチに相当）は 2 mmであり、各配列の距離（単位流路部材の導入口と排出口の距離に相当）は 2 Ommであった。尚、各連結部にはシリコンラバ一製のパッキンを装着した。

[固定部材の作製]

ステンレス材を用いて、間口が 25mmX 1. 41 mmである収納空間を、 2mm ピッチで 3段備えた固定部材を作製した。

[マイクロリアクターの作製]

上述のように作製した連結部材に、 Ί段目用から 3段目用の順となるように各単位流路部材（2段目、 3段目は単位マイクロリアクター）の突出部を挿入して連結し、また、固定部材によリ各単位流路部材の連結端部と反対側の端部を固定した。

(実施例 7)

実施例 1と同様にして、 A I基板に微細溝部を形成した。

次に、この A I基板に、実施例 1と同様にして、陽極酸化によリ酸ィ匕アルミニウム薄膜を形成した。

次いで、 A I基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（2時間）し、その後、 350°C、 1時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

• A I 41. 2重量％ • Cu ■■■ 2. 6重量％

' Z n 2. 8重量％

次に、 A I基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉により研磨して A I面を露出させた。次いで、カバー部材として、厚み 1 O O tmの A I板を A I基板面に下記の条件でロウ付けにより接合した。この A I板には、 2ケ所の開口部（原料導入口とガス排出口、各開口部の寸法は 0. 6mmX0. 6mm) が設けられており、各開口部が A I基板に形成された微細溝部の流路の両端部に一致するように位置合わせをした。

(ロウ付け接合条件）

ロウ材料アルミ 4004 (古河スカイ（株）製）

雰囲気真空中

ロウ付け温度 600°C

ロウ付け時間 3分間

次いで、接合した A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に、実施例 1 と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 8)

[1段目の金属基板の作製]

実施例 2の [1段目の金属基板の作製] と同様にして、ステンレス基板の一方の面に、幅 1 000 ^m、深さ 650 t m、長さ 30 mmのス卜ライプ形状の微細溝を 2 000 mのピッチで形成し、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような

(図 9に示されるような）微細溝部（流路長 300 mm) を形成した。この連続する微細溝部の端部には、図 9に示されるように、形成された貫通孔の開口が位置するものであった。

次いで、ステンレス基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（2 時間）し、その後、 350°C、 1時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

• A I 41. 2重量％

■ C u … 2. 6重量％ • Z n ■■■ 2. 8重量％

次に、ステンレス基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉によリ研磨してステンレス基板面を露出させた。これにより、 1段目の金属基板を準備した。

[ 2段目の金属基板の作製]

実施例 2の [ 2段目の金属基板の作製] と同様にして、ステンレス基板の一方の面に、幅 1 0 0 0 μ m、深さ 6 5 0 ;ti m、長さ 3 0 mmのス卜ライプ形状の微細溝を 2 0 0 0 mのピッチで形成し、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような (図 1 0に示されるような）微細溝部（流路長 3 0 0 mm) を形成した。この連続する微細溝部の端部には、図 1 0に示されるように、形成された貫通孔の開口が位置するものであった。

次いで、ステンレス基板の微細溝部形成面側を下記組成の触媒水溶液内に浸漬（1 0分間）し、その後、 5 0 0 °C、 1時間の乾燥還元処理を施して、微細溝部内に触媒を担持させた。

(触媒水溶液の組成）

- P t ■·■ 0. 4重量％

• F e … 0. 2重量％

'モルデナイト [Na₈(AI₈Si₄。0₉₆) · 24Η₂0] … 9 . 4重量％

次に、ステンレス基板の微細溝部形成面側をアルミナ粉によリ研磨してステンレス基板面を露出させた。これにより、 2段目の金属基板を準備した。

[接合工程]

上記の 1段目の金属基板の微細溝部形成面と、 2段目の微細溝部形成面の反対面とを、実施例 2と同じ条件で拡散接合した。

次いで、カバ一部材として、厚み 0. 3 mのステンレス板を 2段目の金属基板面の微細溝部形成面に、実施例 2と同じ条件で拡散接合した。このステンレス板には、 1ケ所の開口部（ガス排出口：開口部の寸法は 0. 6 mm X 0. 6 mm) が設けられており、この開口部が 2段目の金属基板に形成された微細溝部の流路の端部（2段目の金属基板における貫通孔が形成されている端部とは異なる端部）に一致するように位置合わせを行った。

次に、 1段目の金属基板面に、実施例 2と同様にして、絶縁膜、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 9 )

まず、実施例 3と同様にして、 A I基板の一方の面に、幅 1 0 0 0 m、深さ 6 5 0 t m、長さ 3 0 mmのス卜ライプ形状の微細溝を 2 0 0 0 At mのピッチで形成し、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような形状（図 1 4に示されるような 1 8 0度折り返しながら蛇行して連続する形状）の微細溝部（流路長 3 0 0 mm) を形成した。

次に、上記の A I基板を外部電極の陽極に接続し、実施例 3と同じ条件で微細溝部を含む A I基板表面に酸ィ匕アルミニウム薄膜を形成して絶縁膜とした。次いで、 A I 基板の接合面側（微細溝部形成面側）を、アルミナ粉で研磨して酸ィ匕アルミニウム薄膜を除去し、 A I基板を露出させた。

次いで、金属カバ一部材として厚み 1 O O t mの A I板を準備し、この A I板を、上記のように微細溝部に酸ィ匕アルミニウム薄膜を形成した A I基板に、微細溝部を覆うようにロウ付けにより接合して接合体を作製した。この A I板には、 2ケ所の開口部（原料導入口とガス排出口、各開口部の寸法は 0. 6 mm X 0. 6 mm) が設けられており、各開口部が A I基板に形成された微細溝部の流路の両端部に一致するように位置合わせをした。これにより、原料導入口とガス排出口とを結ぶ流路が接合体内に形成された。尚、ロウ付けの条件は、実施例 7と同じ条件とした。

次いで、接合体の流路内に、実施例 3と同じ組成の触媒懸濁液を充填し、実施例 3 と同じ条件で、流路内全面に触媒を担持させた。

次いで、微細溝部が形成されていない A I基板の酸化アルミニウム薄膜上に、実施例 3と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 1 0 )

まず、実施例 4と同様にして、面対称である微細溝部を備えた 1組の A I基板を作製した。

次に、上記の各 A I基板を外部電極の陽極に接続し、実施例 4と同じ条件で微細溝部を含む A I基板表面に酸ィ匕アルミニウム薄膜を形成して絶縁膜とした。次いで、各 A I基板の接合面に存在する酸化アルミニウム薄膜を、アルミナ粉を用いて研磨して除去し、 A I基板を露出させた。

次いで、上記の 1組の A I基板を、互いの微細溝部が対向するようにロウ付けによリ接合して接合体を作製した。この接合では、 1組の A I基板の微細溝部どうしが完全に対向するように位置合わせをした。これにより、接合体の一端面に原料導入口とガス排出口とが存在する流路が接合体内に形成された。尚、ロウ付けの条件は、実施例 7と同じ条件とした。

次いで、接合体の流路内に、実施例 4と同じ組成の触媒懸濁液を充填し、実施例 4 と同じ条件で、流路内全面に触媒を担持させた。

次いで、一方の A I基板の酸ィ匕アルミニウム薄膜上に、実施例 3と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 1 1 )

まず、実施例 5と同様にして、面対称である微細溝部を備えた 1組の S U S 3 0 4 基板を作製した。

次いで、上記の各 S U S 3 0 4基板の微細溝部を形成した面に、実施例 5と同じ条件でベーマイ卜処理を施して、酸ィヒアルミニゥ厶薄膜を形成した。次いで、各 S U S 3 0 4基板の接合面に存在する酸化アルミニウム薄膜を、アルミナ粉を用いて研磨して除去し、 S U S 3 0 4基板を露出させた。

次いで、この 1組の S U S 3 0 4基板を、互 t、の微細溝部が対向するように、実施例 5と同様の条件で拡散接合して接合体を作製した。この接合では、 1組の S U S 3 0 4基板の微細溝部どうしが完全に対向するように位置合わせをした。これにより、接合体の一端面に原料導入口とガス排出口とが存在する流路が接合体内に形成された。次いで、接合体の流路内全面に、実施例 4と同様にして触媒を担持させた。その後、一方の S U S 3 0 4基板上に、実施例 5と同様にして絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に、実施例 3と同様にして、発熱体、電極、発熱体保護層を形成した。

(実施例 1 2 )

[接合体の作製] まず、実施例 6の [接合体の作製] と同様にして、幅 Ί O O O t m、深さ 6 5 0 μ m、長さ 3 0 mmのス卜ライプ形状の微細溝が 2 0 0 0 のピッチで形成された A I基板を作製した。

次に、この A I基板を外部電極の陽極に接続し、実施例 6と同じ条件で陽極酸ィ匕を施して、微細溝部を含む A I基板表面に酸化アルミニウム薄膜（絶縁膜）を形成した。次いで、微細溝部が形成されている面をアルミナ粉で研磨して酸ィ匕アルミニウム薄膜を除去し、 A I基板面（接合面）を露出させた。

次いで、金属カバー部材として厚み 1 0 0 At mの A I板を準備し、この A I板を、上記のように微細溝部を形成した A I基板に、微細溝部を覆うように、実施例 6と同じ条件でロウ付けにより接合した。これにより、図 2 2に示されるような外形形状をもつ接合体を 3個作製し、単位流路部材とした。この接合体の寸法は、 2 5 mm X 3 5 mm、厚み 1 . 4 mmであり、同一方向に 2つの突出部（長さ 5 mm、幅 5 mm) を 1 5 mmの距離を隔てて有し、この突出部の先端には流路の導入口と排出口とが位置するものであった。

上記の 3個の単位流路部材を用いて、実施例 6と同様に、. 1段面用の単位流路部材、 2段面用の単位流路部材、 3段面用の単位流路部材を作製し、本発明のマイクロリアクタ一を作製した。産業上の利用可能性

本発明は、メタノールの改質、一酸化炭素の酸化等の反応からなる水素製造の用途に利用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、一方の面に微細溝部を備えた金属基板と、該金属基板の他の面に絶縁膜を介して設けられた発熱体と、前記微細溝部内に担持された触媒と、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合され原料導入口とガス排出口を有するカバー部材と、を備えることを特徴とする。

2. 請求項 1に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板は A I基板、 C u基板、ステンレス基板のいずれかである。

3. 請求項 1に記載のマイクロリアクターにおいて、前記絶縁膜は前記金属基板を陽極酸化して形成した金属酸化膜である。

4. 請求項 3に記載のマイクロリアクターにおいて、前記微細溝部内にも前記金属酸化膜を有している。

5. 請求項 4に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板は A I基板である。

6. 請求項 1に記載のマイクロリアクターにおいて、前記発熱体の電極のみが露出するように前記発熱体を覆った発熱体保護層を備える。

7. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、

前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記微細溝部が形成されて、ない前記金属基板面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、

原料導入口とガス排出口が形成されたカバ一部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、を有することを特徴とする。

8. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、

前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、

前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、

9 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、触媒を担持した微細溝部を一方の面に備えた複数の金属基板を、前記微細溝部形成面が同一方向となるように多段に積み重ね、各段の金属基板の前記微細溝部を連絡するための貫通孔を各金属基板に備え、少なくとも 1個の金属基板は前記微細溝部が形成されていな tゝ面に絶縁膜を介して設けられた発熱体を備え、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に、ガス排出口を有するカバー部材を接合して備えることを特徴とする。

1 0. 請求項 9に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板は A I基板、 C u基板、ステンレス基板のいずれかである。

1 1 . 請求項 9に記載のマイクロリアクターにおいて、前記絶縁膜は前記金属基板を陽極酸ィ匕して形成した金属酸化膜である。

1 2. 請求項 1 1に記載のマイクロリアクタ一において、前記微細溝部内にも前記金属酸化膜を有している。

1 3 . 請求項 1 2に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板は A I 基板である。

1 4 . 請求項 9に記載のマイクロリアクターにおいて、前記発熱体は多段の最外部に位置する金属基板に設けられておリ、前記発熱体の電極および該金属基板の貫通孔の開口を露出するように前記発熱体を覆った発熱体保護層を備える。

1 5 . 請求項 9に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板が 2個からなる 2段積み重ね構造であり、 1段目では原料の混合と、混合された原料の気化と、混合気体の改質が行われ、 2段目では改質された気体からの不純物の除去が行われる。

1 6 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、

前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、少なくとも 1個の前記金属基板の前記微細溝部が形成されていない面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、

複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、

前記複数の金属基板を多段に積み重ねる際に接合される部位の前記金属酸化膜を除去する工程と、

前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバ一部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、を有することを特徴とする。

1 7 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、複数の金属基板の一方の面に微細溝部と該微細溝部の所定位置に開口をもつ貫通孔を形成する工程と、

前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、少なくとも 1個の前記金属基板の前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、

1 8. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、微細溝部を一方の面に備えた金属基板に、原料導入口とガス排出口とを有する金属カバ一部材が前記微細溝部を覆うように接合されてなる接合体と、該接合体の内部に位置する前記微細溝部と前記金属カバー部材とで構成された流路と、該流路の内壁面の全面に担持された触媒と、を備えることを特徴とする。

1 9. 請求項 1 8に記載のマイクロリアクターにおいて、前記流路は流体の流れ方向に沿って内壁面に角部が存在しないものとする。

2 0. 請求項 1 8に記載のマイクロリアクターにおいて、前記流路は内壁面に金属酸化膜を介して触媒を担持している。

2 1 . 請求項 2 0に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属酸化膜は前記金属基板および前記金属カバー部材の陽極酸化によリ形成されたものである。

2 2. 請求項 2 0に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属酸化膜はべ一マイ卜処理により形成されたものである。

2 3 . 請求項 1 8に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属基板は、前 i己微細溝部形成面の反対側の面に絶縁膜を介して発熱体を備える

2 4 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、微細溝部を一方の面に備え、かつ、該微細溝部のパターンが相互に面対称関係にある且の金属基板を、前記微細溝部が対向するように接合してなる接合体と、該接合体の内部で対向している前記微細溝部で構成された流路と、該流路の内壁面の全面に担持された触媒と、前記流路の一方の端部に位置する原料導入口と、前記流路の他方の端部に位置するガス排出口と、を備えることを特徴とする。

2 5 . 請求項 2 4に記載のマイクロリアクターにおいて、前記流路は流体の流れ方向に沿って内壁面に角部が存在せず、流路の流れ方向に垂直な断面における内壁面形状はほぼ円形状あるいは楕円形状である。

2 6 . 請求項 2 4に記載のマイクロリアクタ一において、前記流路は内壁面に金属酸化膜を介して触媒を担持している。

2 7 . 請求項 2 6に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属酸化膜は前記金属基板の陽極酸化によリ形成されたものである。

2 8 . 請求項 2 6に記載のマイクロリアクターにおいて、前記金属酸化膜はべ一マイ卜処理により形成されたものである。

2 9 . 請求項 2 4に記載のマイクロリアクターにおいて、少なくとも一方の前記金属基板は、前記微細溝部形成面の反対側の面に絶縁膜を介して発熱体を備える。

3 0 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

金属基板の一方の面に微細溝部を形成する溝部形成工程と、

原料導入口とガス排出口とを有する金属カバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、

前記流路の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、

前記流路の内壁面に前記金属酸化膜を介して触媒を担持する触媒担持工程と、を有することを特徴とする。

3 1 . 請求項 3 0に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記表面処理工程では前記金属基板および前記金属カバー部材の陽極酸ィ匕により前記金属酸化膜を形成する。

3 2. 請求項 3 0に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記表面処理工程ではべ一マイ卜処理によリ前記金属酸化膜を形成する。

3 3 . 請求項 3 0に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記溝部形成工程では、断面が U字形状あるいは半円形状となり、かつ、流れ方向に沿った壁面に角部が存在しないように微細溝部を金属基板に形成する。

3 4. 請求項 3 0に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記触媒担持工程では、前記接合体の流路内に触媒懸濁液を充填した後、該触媒懸濁液を抜いて流路内を乾燥する。

3 5. 請求項 3 4に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記触媒担持工程の乾燥時に、振動あるいは回転を前記接合体に与える。

3 6 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

1組の金属基板の一方の面に、面対称となるパターンで微細溝部を形成する溝部形成工程と、

前記 1組の金属基板を前記微細溝部が対向するように接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、前記流路の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、

3 7 . 請求項 3 6に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記表面処理工程では前記金属基板の陽極酸ィ匕によリ前記金属酸化膜を形成する。

3 8. 請求項 3 6に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記表面処理工程ではべ一マイ卜処理によリ前記金属酸化膜を形成する。

3 9 . 請求項 3 6に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記溝部形成工程では、断面が U字形状あるいは半円形状となり、かつ、流れ方向に沿った壁面に角部が存在しないように微細溝部を金属基板に形成する。

4 0. 請求項 3 6に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記触媒担持工程では、前記接合体の流路内に触媒懸濁液を充填した後、該触媒懸濁液を抜いて流路内を乾燥する。

4 1 . 請求項 4 0に記載のマイクロリアクターの製造方法において、前記触媒担持工程の乾燥時に、振動あるいは回転を前記接合体に与える。

4 2. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターにおいて、流路を内部に有し、該流路の一方の端部が導入口をなし、他方の端部が排出口をなす複数個の単位流路部材と、該単位流路部材を多段状態で保持する連結部材とを少なくとも備え、

前記連結部材は、単位流路部材の導入口が位置する部位、排出口が位置する部位にて単位流路部材を密着させて保持するための複数の連結部と、原料導入口と、ガス排出口とを有し、

少なくとも Ί個の前記単位流路部材は流路内に触媒を担持した単位マイクロリアクターであり、

前記連結部材の原料導入口から原料を導入し、複数個の前記単位流路部材のうち、前記単位マイクロリアクターにて所定の反応を行い、前記連結部材のガス排出口から所望の生成ガスを得ることを特徴とする。

4 3. 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、

n ( nは 2以上の整数）個の単位流路部材を有し、

前記連結部は、前記原料導入口に接続された導入連結部と、前記ガス排出口に接続された排出連結部と、相互に内部連通路で接続された（n— 1 ) 組みの段移行連結部とからなり、

1段目の単位流路部材は、導入口を前記導入連結部に、排出口を前記段移行連結部に、それぞれ連結保持され、

2段目から（n _ 1 ) 段目の単位流路部材は、導入口を前段の段移行連結部と内部連通路で接続された段移行連結部に、排出口を別の組みの段移行連結部に、それぞれ連結保持され、

n段目の単位流路部材は、導入口を前段の段移行連結部と内部連通路で接続された段移行連結部に、排出口を前記排出連結部に、それぞれ連結保持されている。

4 4. 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、前記単位流路部材は取り外し可能である。

4 5. 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、前記単位マイクロリアクターは、単位流路部材の流路内壁面に金属酸化膜を介して触媒を担持している。

4 6 . 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、各単位流路部材は同一構造であり、単位マイクロリアクターとして、流路内に担持する触媒種が異なる複数の単位マイクロリアクターを備える。

4 7 . 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、発熱体を備えた単位マイクロリアクターを有する。

4 8 . 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、所望の隣接する段の単位流路部材間に断熱用の空隙および/または断熱材が介在する。

4 9 . 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、連結部材により多段状態で保持された複数の単位流路部材の他の端部は、固定部材で固定されている。

5 0 . 請求項 4 2に記載のマイクロリアクターにおいて、単位流路部材は、流路を構成するための微細溝部が形成された 1組の金属基板を前記微細溝部どうしが対向するように接合した接合体、あるいは、流路を構成するための微細溝部が形成された金属基板面に金属カバー部材を接合した接合体を有する。

5 1 . 請求項 5 0に記載のマイクロリアクターにおいて、前記単位マイクロリアクターは、前記接合体を形成した後、流路内に触媒を担持したものである。

5 2 . 請求項 5 0に記載のマイクロリアクタ一において、前記単位マイクロリアクターは、接合前の微細溝部内に触媒を担持したものである。

5 3 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、

前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、

原料導入口とガス排出口が形成されたカバ一部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、

前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、を有することを特徴とする。

5 4. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

金属基板の一方の面に微細溝部を形成する工程と、

前記微細溝部内に触媒を担持する工程と、

原料導入口とガス排出口が形成されたカバー部材を、前記微細溝部を覆うように前記金属基板に接合する工程と、

前記微細溝部が形成されていない前記金属基板面上に絶縁膜を設ける工程と、前記絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、を有することを特徴とする。

5 5 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

前記金属基板を陽極酸化して金属酸化膜からなる絶縁膜を形成する工程と、複数の前記金属基板の微細溝部内に触媒を担持する工程と、

前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバー部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、多段の最外部に位置する少なくとも一方の前記金属酸化膜上に発熱体を設ける工程と、を有することを特徴とする。

5 6 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

前記複数の金属基板を、各金属基板の微細溝部が前記貫通孔を介して連絡されるように多段に積み重ねて接合し、かつ、ガス排出口が形成されたカバー部材を、多段の最外部に位置し前記微細溝部が露出している前記金属基板に接合する工程と、多段の最外部に位置する少なくとも一方の前記金属基板面上に絶縁膜を設け、該絶縁膜上に発熱体を設ける工程と、を有することを特徴とする。

5 7 . 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

前記微細溝部の内壁面に金属酸化膜を形成する表面処理工程と、

5 8. 原料を改質して水素ガスを得るためのマイクロリアクターの製造方法において、

前記 1組の金属基板を前記微細溝部が対向するように接合して、流路を備えた接合体を形成する接合工程と、