WO2012014530A1 - 粒子径を制御された微粒子の製造方法 - Google Patents

粒子径を制御された微粒子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012014530A1
WO2012014530A1 PCT/JP2011/058204 JP2011058204W WO2012014530A1 WO 2012014530 A1 WO2012014530 A1 WO 2012014530A1 JP 2011058204 W JP2011058204 W JP 2011058204W WO 2012014530 A1 WO2012014530 A1 WO 2012014530A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
treated
viscosity
solvent
substance
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/058204
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
荒木加永子
前川昌輝
本田大介
榎村眞一
Original Assignee
エム・テクニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エム・テクニック株式会社 filed Critical エム・テクニック株式会社
Priority to JP2011534845A priority Critical patent/JPWO2012014530A1/ja
Publication of WO2012014530A1 publication Critical patent/WO2012014530A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D9/00Crystallisation
    • B01D9/005Selection of auxiliary, e.g. for control of crystallisation nuclei, of crystal growth, of adherence to walls; Arrangements for introduction thereof
    • B01D9/0054Use of anti-solvent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
    • C08J3/14Powdering or granulating by precipitation from solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing fine particles having a controlled particle size.
  • Fine particles in particular fine particles with a nanometer size (nanoparticles), exhibit new properties different from those of general-sized materials, and are therefore being researched and developed throughout the industry. Furthermore, since the characteristics of the fine particles change depending on the size (particle diameter), in order to use the fine particles industrially, not only the production method capable of stable and mass production, but also the particle diameter accurately and efficiently. There is a need for a method of producing fine particles that can control the above.
  • Fine particle production methods include the so-called breakdown method in which particles are mainly pulverized using a bead mill, the build-up method in a gas phase method such as CVD or PVD, and the liquid phase method using a device such as a microreactor.
  • a build-up method there is a build-up method.
  • the breakdown method requires a large amount of energy, it is difficult to produce nano-sized fine particles, and since a strong force acts on the fine particles due to the pulverization process, the characteristics expected as fine particles
  • the gas phase method and the method using a microreactor also have problems such as high energy costs, and it is difficult to stably produce a large amount of fine particles. Further, these methods have a problem that it is very difficult to produce fine particles having a uniformly controlled particle size.
  • Patent Document 2 In order to precipitate fine particles by introducing and mixing a fine particle raw material solution and a poor solvent between the processing surfaces, as shown in Patent Document 2, there has been provided a method for controlling the particle size of the deposited fine particles by controlling the temperature difference between the fine particle raw material solution and the poor solvent.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a method for producing fine particles having a controlled particle size.
  • the present inventor has made a raw material solution in which a substance to be precipitated is dissolved between processing surfaces that are disposed opposite to each other and are capable of approaching / separating at least one of which is rotated relative to the other. And a fluid containing a deposition solvent for precipitating the substance to be deposited as a fluid to be treated to deposit the substance to be precipitated, The inventors have found that fine particles with a controlled particle size can be obtained by controlling the viscosity of the fluid to be treated, thereby completing the present invention.
  • At least two kinds of fluids are used as the fluid to be treated, and at least one of the fluids is a raw material solution in which a substance to be precipitated is dissolved in a solvent.
  • at least one kind of fluid is at least one kind of precipitation solvent for precipitating the substance to be deposited, and the substance to be treated is mixed to precipitate the substance to be deposited whose particle diameter is controlled.
  • the above-mentioned object to be processed is provided in a thin film fluid formed between at least two processing surfaces disposed opposite to each other and capable of approaching / separating at least one rotating relative to the other.
  • a fluid is mixed, and a substance to be deposited whose particle diameter is controlled is precipitated by controlling the viscosity of the fluid to be treated introduced between the at least two processing surfaces.
  • the particle diameter of the substance to be deposited is controlled by controlling the viscosity of at least one of the raw material solution and the precipitation solvent.
  • fine-particles which concerns on 1 form is provided.
  • the viscosity of at least one of the raw material solution and the precipitation solvent is at least one of the viscosity adjusting substances in at least one of the raw material solution and the precipitation solvent.
  • the method for producing fine particles according to the second aspect of the present invention is characterized in that the fine particles are controlled by mixing.
  • either one of the fluid containing the raw material solution and the fluid containing the deposition solvent passes between the at least two processing surfaces while forming the thin film fluid, Provided with a separate introduction path independent of the flow path through which any one of the fluids flows, and at least one of the at least two processing surfaces includes at least one opening that communicates with the introduction path.
  • One of the fluid containing the raw material solution and the fluid containing the precipitation solvent is introduced between the at least two processing surfaces through the opening, and the fluid containing the raw material solution and the precipitation solvent are introduced.
  • the method for producing fine particles according to any one of the first to third aspects of the present invention is characterized in that a fluid containing a liquid is mixed in the thin film fluid.
  • the first fluid to be treated is a fluid containing the raw material solution.
  • the second treated fluid is a viscosity adjusting substance solution in which the at least one viscosity adjusting substance is mixed with a solvent
  • the third treated fluid is a fluid containing the precipitation solvent.
  • the fluid to be treated is mixed in a thin film fluid formed between at least two processing surfaces that rotate relatively, and any one of the three types of fluids to be treated is treated. While the body forms the thin film fluid, There are at least two separate introduction paths that pass between the two processing surfaces and are independent of the flow path through which any one of the fluids to be treated flows.
  • the at least two separate introduction paths are Independently of each other, at least one of the at least two processing surfaces includes an opening that leads to each of the at least two separate introduction paths, and the remaining two of the three types of fluids to be processed
  • a kind of fluid to be treated is introduced between the at least two treatment surfaces through the separate openings, and the three kinds of fluids to be treated are mixed in the thin film fluid to control the particle size. Further, a method for producing fine particles, characterized by precipitating a substance to be deposited, is provided.
  • the viscosity of the raw material solution and the solvent for precipitation is made constant and mixed in the thin film fluid to deposit a reference material to be deposited, and the particle size thereof is measured.
  • Particles having a particle size larger than the particle size of the reference substance to be deposited by controlling the viscosity of at least one of the solvent for precipitation and the viscosity when the reference substance to be precipitated is precipitated.
  • Provided is a method for producing fine particles according to any one of the second to fourth aspects of the present invention, wherein a deposited material having a particle size smaller than that of a standard deposited material is deposited. .
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a fluid processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • A is a schematic plan view of a first processing surface of the fluid processing apparatus shown in FIG. 1, and
  • B) is an enlarged view of a main part of the processing surface of the apparatus.
  • A) is sectional drawing of the 2nd introducing
  • B) is the principal part enlarged view of the processing surface for demonstrating the 2nd introducing
  • the substance to be deposited in the present invention is not particularly limited.
  • organic and inorganic substances such as organic and inorganic pigments, biological ingestions such as drugs and resins, metals, non-metals, or salts thereof, oxides, nitrides, borides, carbides, Examples thereof include compounds such as complexes, organic salts, organic complexes, and organic compounds, and organic-inorganic composite materials.
  • Examples of the solvent for dissolving the substance to be deposited include water, an organic solvent, and a mixed solvent composed of a plurality of them.
  • Examples of the water include tap water, ion-exchanged water, pure water, ultrapure water, and RO water.
  • Examples of the organic solvent include alcohol compound solvents, amide compound solvents, ketone compound solvents, ether compound solvents, and aromatic compounds.
  • Examples include solvents, carbon disulfide, aliphatic compound solvents, nitrile compound solvents, sulfoxide compound solvents, halogen compound solvents, ester compound solvents, ionic liquids, carboxylic acid compounds, and sulfonic acid compounds.
  • Each of the above solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • a basic substance or an acidic substance in the above solvent.
  • basic substances include metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, metal alkoxides such as sodium methoxide and sodium isopropoxide, and amine compounds such as triethylamine, 2-diethylaminoethanol and diethylamine. Can be mentioned.
  • acidic substances include inorganic acids such as aqua regia, hydrochloric acid, nitric acid, fuming nitric acid, sulfuric acid and fuming sulfuric acid, and organic acids such as formic acid, acetic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, oxalic acid, trifluoroacetic acid and trichloroacetic acid. It is done.
  • These basic substances or acidic substances can be carried out by mixing with various solvents as described above, or can be used alone.
  • an oxidizing agent or a reducing agent in the above solvent.
  • an oxidizing agent Nitrate, hypochlorite, permanganate, and a peroxide are mentioned.
  • the reducing agent include lithium aluminum hydride, sodium borohydride, hydrazine and hydrazine hydrate, and sulfite.
  • alcohol compound solvents include linear alcohols such as methanol, ethanol, n-butanol and n-propanol, branched alcohols such as isopropanol, 2-butanol and tert-butanol, and ethylene. And polyhydric alcohols such as glycol and diethylene glycol.
  • the ketone compound solvent include acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone.
  • ether compound solvent include dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, propylene glycol monomethyl ether, and the like.
  • Examples of the aromatic compound solvent include nitrobenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like.
  • Examples of the aliphatic compound solvent include hexane.
  • Examples of the nitrile compound solvent include acetonitrile.
  • Examples of the sulfoxide compound solvent include dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, hexamethylene sulfoxide, sulfolane and the like.
  • Examples of the halogen compound solvent include chloroform, dichloromethane, trichloroethylene, iodoform, and the like.
  • ester compound solvent examples include ethyl acetate, butyl acetate, methyl lactate, ethyl lactate, 2- (1-methoxy) propyl acetate and the like.
  • ionic liquid examples include a salt of 1-butyl-3-methylimidazolium and PF6- (hexafluorophosphate ion).
  • Examples of the amide compound solvent include N, N-dimethylformamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, ⁇ -caprolactam, formamide, N-methylformamide, Examples include acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropanamide, hexamethylphosphoric triamide and the like.
  • Examples of the carboxylic acid compound include 2,2-dichloropropionic acid and squaric acid.
  • Examples of the sulfonic acid compound include methanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, chlorosulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, and the like.
  • the same solvent as described above can be used as the precipitation solvent for precipitating the substance to be deposited whose particle diameter is controlled by mixing with the raw material solution.
  • a solvent for dissolution and a solvent for precipitation can be selected depending on the target substance to be deposited.
  • the viscosity of at least one of the raw material solution and the precipitation solvent it is preferable to control the particle size of the substance to be deposited.
  • the viscosity of the raw material solution and the solvent for precipitation is not particularly limited. It can be carried out by adjusting the viscosity of the raw material solution and / or the solvent for precipitation according to the kind of the substance to be deposited and the target particle size.
  • the viscosity measurement of the raw material solution and the solvent for precipitation is not particularly limited, but can be measured using various viscosity measurements, and examples include a cone plate viscometer and a cylindrical viscometer. .
  • the viscosity can be controlled by the type and temperature of the solvent, but it is preferable that at least one of the raw material solution and the precipitation solvent contains at least one viscosity adjusting substance.
  • a viscosity adjusting substance solution prepared by mixing at least one kind of viscosity adjusting substance in at least one kind of solvent different from the raw material solution and the precipitation solvent is prepared, and the raw material solution and the precipitation solvent are mixed.
  • the viscosity adjusting substance solution may be used immediately before (or in some cases immediately after) to control the viscosity of at least one of the raw material solution and the precipitation solvent.
  • the present invention can also be carried out by preparing a third fluid whose viscosity is controlled by the above-described method, which is different from the raw material solution and the precipitation solvent, and mixing these fluids.
  • the viscosity adjusting substance is not particularly limited, but is not limited to glycerin, ethylene glycol, polyhydric alcohols such as propylene glycol or diethylene glycol, paraffins such as liquid paraffin, silicone oils such as dimethyl silicone oil, terpineol, or coconut oil. And natural fats and oils such as palm oil or a vegetable oil, and a solvent having a relatively high viscosity compared to other common solvents.
  • Other examples include celluloses such as polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, and hydroxyalkyl cellulose, and polymers such as xanthan gum.
  • the above solvents or polymers may be used alone or in combination of two or more.
  • a viscosity adjusting substance solution may be prepared by mixing at least one kind of viscosity adjusting substance with at least one kind of solvent (third solvent) different from the raw material solution and the precipitation solvent.
  • the solvent for dissolving said to-be-deposited substance can be used.
  • the present invention may be carried out by mixing at least one type of viscosity adjusting substance with two or all of the raw material solution, the solvent for precipitation, and the third solvent.
  • the viscosity adjusting substance may or may not be involved in the chemical reaction with respect to the deposition of the substance to be deposited and the reaction for the deposition itself.
  • the viscosity-adjusting substance may be active or inactive with respect to the deposition of the substance to be deposited and the reaction for the deposition itself.
  • any substance that can perform a thickening action or a thinning action in the relative relationship with the viscosity of the solution or solvent to which these are added can be used as appropriate. Is.
  • mixing of the raw material solution and the solvent for precipitation can be performed between processing surfaces that are disposed so as to face each other so that they can approach and leave, and at least one of which rotates relative to the other. It is preferable to use a method of stirring and mixing uniformly in a thin film fluid.
  • a device for example, a device having the same principle as that described in Patent Document 1 by the applicant of the present application can be used.
  • the crystallinity of the fine particles in the present invention is not particularly limited. It may be a crystal. It may be amorphous.
  • the shape may be a spherical shape or a shape other than a spherical shape such as a needle shape or a column shape.
  • the fluid processing apparatus shown in FIGS. 1 to 3 is the same as the apparatus described in Patent Document 1, and is provided between processing surfaces in a processing unit in which at least one of which can be approached / separated rotates relative to the other.
  • a first fluid that is a first fluid to be treated among the fluids to be treated is introduced between the processing surfaces, and a flow path into which the first fluid is introduced.
  • the second fluid which is the second fluid to be treated among the fluids to be treated, is introduced between the processing surfaces from another flow path having an opening communicating between the processing surfaces. It is an apparatus that performs processing by mixing and stirring the first fluid and the second fluid between the surfaces.
  • U indicates the upper side
  • S indicates the lower side.
  • the upper, lower, front, rear, left and right only indicate a relative positional relationship, and do not specify an absolute position.
  • R indicates the direction of rotation.
  • C indicates the centrifugal force direction (radial direction).
  • This apparatus uses at least two kinds of fluids as a fluid to be treated, and at least one kind of fluid includes at least one kind of an object to be treated and is opposed to each other so as to be able to approach and separate.
  • a processing surface at least one of which rotates with respect to the other, and the above-mentioned fluids are merged between these processing surfaces to form a thin film fluid.
  • An apparatus for processing an object to be processed As described above, this apparatus can process a plurality of fluids to be processed, but can also process a single fluid to be processed.
  • This fluid processing apparatus includes first and second processing units 10 and 20 that face each other, and at least one of the processing units rotates.
  • the opposing surfaces of both processing parts 10 and 20 are processing surfaces.
  • the first processing unit 10 includes a first processing surface 1
  • the second processing unit 20 includes a second processing surface 2.
  • Both the processing surfaces 1 and 2 are connected to the flow path of the fluid to be processed and constitute a part of the flow path of the fluid to be processed.
  • the distance between the processing surfaces 1 and 2 can be changed as appropriate, but is usually adjusted to 1 mm or less, for example, a minute distance of about 0.1 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the fluid to be processed that passes between the processing surfaces 1 and 2 becomes a forced thin film fluid forced by the processing surfaces 1 and 2.
  • the apparatus When a plurality of fluids to be processed are processed using this apparatus, the apparatus is connected to the flow path of the first fluid to be processed and forms a part of the flow path of the first fluid to be processed. At the same time, a part of the flow path of the second fluid to be treated is formed separately from the first fluid to be treated. And this apparatus performs processing of fluid, such as making both flow paths merge and mixing both the to-be-processed fluids between the processing surfaces 1 and 2, and making it react.
  • “treatment” is not limited to a form in which the object to be treated reacts, but also includes a form in which only mixing and dispersion are performed without any reaction.
  • first holder 11 that holds the first processing part 10
  • second holder 21 that holds the second processing part 20
  • a contact surface pressure applying mechanism a rotation driving part
  • a first introduction part d1, a second introduction part d2, and a fluid pressure imparting mechanism p are provided.
  • the first processing portion 10 is an annular body, more specifically, a ring-shaped disk.
  • the second processing unit 20 is also a ring-shaped disk.
  • the first and second processing parts 10 and 20 are made of metal, ceramic, sintered metal, wear-resistant steel, sapphire, other metals subjected to hardening treatment, hard material lining or coating, It is possible to adopt a material with plating applied.
  • at least a part of the first and second processing surfaces 1 and 2 facing each other is mirror-polished in the processing units 10 and 20.
  • the surface roughness of this mirror polishing is not particularly limited, but is preferably Ra 0.01 to 1.0 ⁇ m, more preferably Ra 0.03 to 0.3 ⁇ m.
  • At least one of the holders can be rotated relative to the other holder by a rotary drive unit (not shown) such as an electric motor.
  • Reference numeral 50 in FIG. 1 denotes a rotation shaft of the rotation drive unit.
  • the first holder 11 attached to the rotation shaft 50 rotates and is used for the first processing supported by the first holder 11.
  • the unit 10 rotates with respect to the second processing unit 20.
  • the second processing unit 20 may be rotated, or both may be rotated.
  • the first and second holders 11 and 21 are fixed, and the first and second processing parts 10 and 20 are rotated with respect to the first and second holders 11 and 21. May be.
  • At least one of the first processing unit 10 and the second processing unit 20 can be approached / separated from at least either one, and both processing surfaces 1 and 2 can be approached / separated. .
  • the second processing unit 20 approaches and separates from the first processing unit 10, and the second processing unit 20 is disposed in the storage unit 41 provided in the second holder 21. It is housed in a hauntable manner.
  • the first processing unit 10 may approach or separate from the second processing unit 20, and both the processing units 10 and 20 may approach or separate from each other. It may be a thing.
  • the accommodating portion 41 is a concave portion that mainly accommodates a portion of the second processing portion 20 on the side opposite to the processing surface 2 side, and is a groove that has a circular shape, that is, is formed in an annular shape in plan view. .
  • the accommodating portion 41 accommodates the second processing portion 20 with a sufficient clearance that allows the second processing portion 20 to rotate.
  • the second processing unit 20 may be arranged so that only the parallel movement in the axial direction is possible, but by increasing the clearance, the second processing unit 20
  • the center line of the processing part 20 may be inclined and displaced so as to break the relationship parallel to the axial direction of the storage part 41. Further, the center line of the second processing part 20 and the storage part 41 may be displaced. The center line may be displaced so as to deviate in the radial direction. As described above, it is desirable to hold the second processing unit 20 by the floating mechanism that holds the three-dimensionally displaceably.
  • the above-described fluid to be treated is subjected to both treatment surfaces from the first introduction part d1 and the second introduction part d2 in a state where pressure is applied by a fluid pressure application mechanism p configured by various pumps, potential energy, and the like. It is introduced between 1 and 2.
  • the first introduction part d1 is a passage provided in the center of the annular second holder 21, and one end of the first introduction part d1 is formed on both processing surfaces from the inside of the annular processing parts 10, 20. It is introduced between 1 and 2.
  • the second introduction part d2 supplies the second processing fluid to be reacted with the first processing fluid to the processing surfaces 1 and 2.
  • the second introduction part d ⁇ b> 2 is a passage provided inside the second processing part 20, and one end thereof opens at the second processing surface 2.
  • the first fluid to be processed that has been pressurized by the fluid pressure imparting mechanism p is introduced from the first introduction part d1 into the space inside the processing parts 10 and 20, and the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are supplied. It passes between the processing surfaces 2 and tries to pass outside the processing portions 10 and 20. Between these processing surfaces 1 and 2, the second fluid to be treated pressurized by the fluid pressure applying mechanism p is supplied from the second introduction part d 2, merged with the first fluid to be treated, and mixed.
  • the above-mentioned contact surface pressure applying mechanism applies a force that acts in a direction in which the first processing surface 1 and the second processing surface 2 approach each other to the processing portion.
  • the contact pressure applying mechanism is provided in the second holder 21 and biases the second processing portion 20 toward the first processing portion 10.
  • the contact surface pressure applying mechanism is a force that pushes the first processing surface 1 of the first processing portion 10 and the second processing surface 2 of the second processing portion 20 in the approaching direction (hereinafter referred to as a contact surface). It is a mechanism for generating pressure).
  • a thin film fluid having a minute film thickness of nm to ⁇ m is generated by the balance between the contact pressure and the force for separating the processing surfaces 1 and 2 such as fluid pressure. In other words, the distance between the processing surfaces 1 and 2 is kept at a predetermined minute distance by the balance of the forces.
  • the contact surface pressure applying mechanism is arranged between the accommodating portion 41 and the second processing portion 20.
  • a spring 43 that biases the second processing portion 20 in a direction approaching the first processing portion 10 and a biasing fluid introduction portion 44 that introduces a biasing fluid such as air or oil.
  • the contact surface pressure is applied by the spring 43 and the fluid pressure of the biasing fluid. Any one of the spring 43 and the fluid pressure of the urging fluid may be applied, and other force such as magnetic force or gravity may be used.
  • the second processing unit 20 causes the first treatment by the separation force generated by the pressure or viscosity of the fluid to be treated which is pressurized by the fluid pressure imparting mechanism p against the bias of the contact surface pressure imparting mechanism.
  • the first processing surface 1 and the second processing surface 2 are set with an accuracy of ⁇ m by the balance between the contact surface pressure and the separation force, and a minute amount between the processing surfaces 1 and 2 is set. An interval is set.
  • This contact surface pressure imparting mechanism may be provided not in the second processing unit 20 but in the first processing unit 10 or in both.
  • the second processing unit 20 has the second processing surface 2 and the inside of the second processing surface 2 (that is, the first processing surface 1 and the second processing surface 2).
  • a separation adjusting surface 23 is provided adjacent to the second processing surface 2 and located on the entrance side of the fluid to be processed between the processing surface 2 and the processing surface 2.
  • the separation adjusting surface 23 is implemented as an inclined surface, but may be a horizontal surface.
  • the pressure of the fluid to be processed acts on the separation adjusting surface 23 to generate a force in a direction in which the second processing unit 20 is separated from the first processing unit 10. Accordingly, the pressure receiving surfaces for generating the separation force are the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23.
  • the proximity adjustment surface 24 is formed on the second processing portion 20.
  • the proximity adjustment surface 24 is a surface opposite to the separation adjustment surface 23 in the axial direction (upper surface in FIG. 1), and the pressure of the fluid to be processed acts on the second processing portion 20. A force in a direction to approach the first processing unit 10 is generated.
  • the pressure of the fluid to be processed that acts on the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23, that is, the fluid pressure, is understood as a force constituting an opening force in the mechanical seal.
  • the projected area A1 of the proximity adjustment surface 24 projected on a virtual plane orthogonal to the approaching / separating direction of the processing surfaces 1 and 2, that is, the protruding and protruding direction (axial direction in FIG. 1) of the second processing unit 20 The area ratio A1 / A2 of the total area A2 of the projected areas of the second processing surface 2 and the separation adjusting surface 23 of the second processing unit 20 projected onto the virtual plane is called a balance ratio K. This is important for the adjustment of the opening force.
  • the opening force can be adjusted by the pressure of the fluid to be processed, that is, the fluid pressure, by changing the balance line, that is, the area A1 of the adjustment surface 24 for proximity.
  • P1 represents the pressure of the fluid to be treated, that is, the fluid pressure
  • K represents the balance ratio
  • k represents the opening force coefficient
  • Ps represents the spring and back pressure
  • the proximity adjustment surface 24 may be implemented with a larger area than the separation adjustment surface 23.
  • the fluid to be processed becomes a thin film fluid forced by the two processing surfaces 1 and 2 holding the minute gaps, and tends to move to the outside of the annular processing surfaces 1 and 2.
  • the mixed fluid to be processed does not move linearly from the inside to the outside of the two processing surfaces 1 and 2, but instead has an annular radius.
  • a combined vector of the movement vector in the direction and the movement vector in the circumferential direction acts on the fluid to be processed and moves in a substantially spiral shape from the inside to the outside.
  • the rotating shaft 50 is not limited to what was arrange
  • At least one of the first and second processing parts 10 and 20 may be cooled or heated to adjust the temperature.
  • the first and second processing parts 10 and 10 are adjusted.
  • 20 are provided with temperature control mechanisms (temperature control mechanisms) J1, J2.
  • the temperature of the introduced fluid to be treated may be adjusted by cooling or heating. These temperatures can also be used for the deposition of the treated material, and also to generate Benard convection or Marangoni convection in the fluid to be treated between the first and second processing surfaces 1 and 2. May be set.
  • a groove-like recess 13 extending from the center side of the first processing portion 10 to the outside, that is, in the radial direction is formed on the first processing surface 1 of the first processing portion 10. May be implemented.
  • the planar shape of the recess 13 is curved or spirally extending on the first processing surface 1, or is not shown, but extends straight outward, L It may be bent or curved into a letter shape or the like, continuous, intermittent, or branched.
  • the recess 13 can be implemented as one formed on the second processing surface 2, and can also be implemented as one formed on both the first and second processing surfaces 1, 2.
  • the base end of the recess 13 reaches the inner periphery of the first processing unit 10.
  • the tip of the recess 13 extends toward the outer peripheral surface of the first processing surface 1, and the depth (cross-sectional area) gradually decreases from the base end toward the tip.
  • a flat surface 16 without the recess 13 is provided between the tip of the recess 13 and the outer peripheral surface of the first processing surface 1.
  • the opening d20 of the second introduction part d2 is provided in the second processing surface 2, it is preferably provided at a position facing the flat surface 16 of the facing first processing surface 1.
  • the opening d20 is desirably provided on the downstream side (outside in this example) from the concave portion 13 of the first processing surface 1.
  • it is installed at a position facing the flat surface 16 on the outer diameter side from the point where the flow direction when introduced by the micropump effect is converted into a laminar flow direction in a spiral shape formed between the processing surfaces. It is desirable to do.
  • the distance n in the radial direction from the outermost position of the recess 13 provided in the first processing surface 1 is preferably about 0.5 mm or more.
  • the second introduction part d2 can have directionality.
  • the introduction direction from the opening d20 of the second processing surface 2 is inclined with respect to the second processing surface 2 at a predetermined elevation angle ( ⁇ 1).
  • the elevation angle ( ⁇ 1) is set to be more than 0 degrees and less than 90 degrees, and in the case of a reaction with a higher reaction rate, it is preferably set at 1 to 45 degrees.
  • the introduction direction from the opening d ⁇ b> 20 of the second processing surface 2 has directionality in the plane along the second processing surface 2.
  • the introduction direction of the second fluid is a component in the radial direction of the processing surface that is an outward direction away from the center and a component with respect to the rotation direction of the fluid between the rotating processing surfaces. Is forward.
  • a line segment in the radial direction passing through the opening d20 and extending outward is defined as a reference line g and has a predetermined angle ( ⁇ 2) from the reference line g to the rotation direction R. This angle ( ⁇ 2) is also preferably set to more than 0 degree and less than 90 degrees.
  • This angle ( ⁇ 2) can be changed and carried out according to various conditions such as the type of fluid, reaction speed, viscosity, and rotational speed of the processing surface.
  • the second introduction part d2 may not have any directionality.
  • the number of fluids to be treated and the number of flow paths are two, but may be one, or may be three or more.
  • the second fluid is introduced between the processing surfaces 1 and 2 from the second introduction part d2, but this introduction part may be provided in the first processing part 10 or provided in both. Good. Moreover, you may prepare several introduction parts with respect to one type of to-be-processed fluid.
  • the shape, size, and number of the opening for introduction provided in each processing portion are not particularly limited, and can be appropriately changed. Further, an opening for introduction may be provided immediately before or between the first and second processing surfaces 1 and 2 or further upstream.
  • a raw material solution in which at least one kind of substance to be precipitated is dissolved in the solvent as a second fluid, and a fine particle of the substance to be precipitated having a controlled particle diameter is precipitated.
  • it can be obtained by controlling the viscosity of at least one of the first fluid and the second fluid by a method of including a viscosity adjusting substance in at least one of the first fluid and the second fluid.
  • the particle diameter of the substance to be deposited can be controlled.
  • the precipitation reaction of the fine particles is performed while forcibly and uniformly mixing between the processing surfaces 1 and 2 which are disposed so as to be able to approach and separate from each other in the apparatus shown in FIG. Occur.
  • the fluid containing the raw material solution as the second fluid is directly introduced into the thin film fluid composed of the first fluid created between the processing surfaces 1 and 2 from the second introduction part d2 which is another flow path. To do.
  • the first fluid and the second fluid are disposed between the processing surfaces 1 and 2 whose distance is fixed by the pressure balance between the supply pressure of the fluid to be processed and the pressure applied between the rotating processing surfaces. Can be mixed to perform precipitation reaction of fine particles.
  • the second fluid is introduced from the first introduction part d1 and the first fluid is introduced from the second introduction part d2, contrary to the above. It is also possible to introduce a solution containing.
  • the expressions “first” and “second” in each fluid have only the meaning of identification that they are the n-th of a plurality of solvents, and third or more fluids may exist.
  • a third introduction part may be provided in the processing apparatus.
  • the first introduction part d1 as the first fluid A fluid containing a raw material solution, a fluid containing a solvent for precipitation from the second introduction part d2 as a second fluid, and a viscosity adjustment substance solution in which at least one viscosity adjustment substance is mixed with the solvent as a third fluid from the third introduction part
  • the concentration and pressure of each solution, the liquid flow rate, etc. can be individually managed, and the precipitation reaction and the stabilization of the particle diameter of the fine particles can be controlled more precisely.
  • transduced into each introduction part can be set arbitrarily.
  • the third introduction part may be provided inside the processing parts 10 and 20, or may be provided in another passage.
  • the opening part of the third introduction part may be provided either upstream or downstream of the opening part d20 of the second introduction part d2.
  • the viscosity adjusting substance solution that is the third fluid introduced between the processing surfaces 1 and 2 from the third introduction part
  • the viscosity of the first fluid immediately before mixing with the second fluid can be adjusted.
  • the third introduction part is connected to the first introduction part d1
  • the first fluid and the third fluid may be merged in the first introduction part d1
  • the third introduction part is connected to the second introduction part d1.
  • the second fluid and the third fluid may be joined in the second introduction part d2 by adopting a structure that is connected to the introduction part d2.
  • the first fluid and / or the second fluid and the third fluid are mixed immediately before being introduced between the processing surfaces 1 and 2, and the viscosity of the first fluid and / or the second fluid can be controlled. It is.
  • the viscosity adjusting substance may be mixed with at least one of the solvent constituting the third fluid, may be mixed with at least one of the first fluid and the second fluid, It does not need to be mixed with both of the second fluids.
  • the viscosity of the thin film fluid formed between the processing surfaces is adjusted and controlled, and at the same time, the temperature of the fluid to be processed such as the first and second fluids is controlled, or the first fluid and the second fluid are controlled.
  • the temperature difference from the fluid or the like that is, the temperature difference between the treated fluids to be supplied.
  • the temperature of each processed fluid processing device, more specifically, the temperature immediately before being introduced between the processing surfaces 1 and 2 is measured. It is also possible to add a mechanism for heating or cooling each fluid to be processed introduced between the processing surfaces 1 and 2.
  • “from the center” means “from the first introduction part d1” of the processing apparatus shown in FIG. 1 and the first fluid is from the first introduction part d1.
  • the first fluid to be treated is introduced, and the second fluid is the second fluid to be treated introduced from the second introduction part d2 of the treatment apparatus shown in FIG. .
  • particle size distribution The particle size distribution was measured using a nanotrack particle size distribution measuring apparatus UPA-EX150 (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), and D50 value and D90 value were adopted.
  • Examples 1 to 9 As Embodiments 1 to 9, as shown in FIG. 1, between processing surfaces 1 and 2 that are disposed opposite to each other and have processing surfaces that can approach and leave, and at least one of which rotates relative to the other.
  • a raw material solution and a deposition solvent are mixed using a reactor that uniformly diffuses, agitates, and mixes, and a precipitation reaction is performed in the thin film fluid.
  • the raw material solution polystyrene dissolution concentration 3 wt%) in which polystyrene was dissolved in tetrahydrofuran (THF) was introduced as a second fluid between the processing surfaces at 5 mL / min.
  • the first fluid and the second fluid were mixed in the thin film fluid and discharged from the processing surface as polystyrene fine particles.
  • the viscosity adjusting substance is glycerin.
  • Table 1 shows the results (Examples 1 to 9) of experiments conducted by changing the mixing ratio (weight) of pure water and glycerin together with the particle size distribution measurement results of the polystyrene fine particle dispersion.
  • the viscosity measurement result of the first fluid shown in Table 1 is the viscosity obtained under the measurement condition of the rotation speed of 50 rpm using No. 3 as the rotor of the single cylindrical rotary melt viscometer.
  • the viscosity of the second fluid was constant in each example. Specifically, the viscosity of the second fluid was 3.44 [mPa ⁇ s] under the same measurement conditions as the first fluid.
  • the temperature of the first fluid and the second fluid was constant in each example.
  • the temperature of the first fluid was 25 ° C.
  • the temperature of the second fluid was 25 ° C.
  • the particle diameter of the obtained polystyrene fine particles can be controlled by using the solvent for precipitating polystyrene fine particles whose viscosity is controlled by changing the mixing ratio (weight) of pure water and glycerin as the first fluid. I understand that.
  • Examples 10 to 12 As Embodiments 10 to 12, as shown in FIG. 1, between processing surfaces 1 and 2 that are disposed opposite to each other and have processing surfaces that can be approached and separated, and at least one of which rotates relative to the other.
  • a raw material solution and a deposition solvent are mixed using a reactor that uniformly diffuses, agitates, and mixes, and a precipitation reaction is performed in the thin film fluid.
  • a solution obtained by dissolving sodium borohydride and thiocalcol 08 (manufactured by Kao) in a mixed solvent obtained by mixing methanol, toluene, and propylene glycol under the conditions shown in Table 2, Supply pressure / back pressure 0.50MPa / 0.04MPa, sent at a rotation speed of 1000rpm, and the raw material solution (silver nitrate dissolution concentration 2wt%) dissolved in pure water is used as the second fluid for processing at 5mL / min Introduced between the faces.
  • the first fluid and the second fluid were mixed in a thin film fluid and discharged from the processing surface as a silver fine particle dispersion.
  • the discharged silver fine particles were loosely aggregated and sedimented by centrifugation ( ⁇ 13000 G).
  • the supernatant liquid after the centrifugation treatment was removed, methanol was added to redisperse the silver fine particles, and then the centrifugal separation was repeated again to wash the silver fine particles. Methanol was added to the finally obtained silver fine particle paste for dispersion treatment.
  • the particle size distribution measurement was performed on the dispersion liquid of the silver fine particles subjected to the dispersion treatment.
  • the viscosity adjusting substance is propylene glycol.
  • Table 2 shows the results (Examples 10 to 12) of the experiment conducted by changing the mixing ratio (weight) of methanol, toluene, and propylene glycol together with the particle size distribution measurement result of the silver fine particle dispersion.
  • the viscosity measurement result of the first fluid shown in Table 2 is the viscosity obtained under the measurement condition of the rotation speed of 50 rpm using No. 3 as the rotor of the single cylindrical rotary melt viscometer.
  • the viscosity of the second fluid was constant in each example. Specifically, the viscosity of the second fluid was 2.46 [mPa ⁇ s] under the same measurement conditions as the first fluid.
  • the temperature of the first fluid and the second fluid was constant in each example.
  • the temperature of the first fluid was 60 ° C.
  • the temperature of the second fluid was 30 ° C.
  • the silver fine particle particles obtained by using as a first fluid a silver fine particle precipitation solvent whose viscosity is controlled by changing the mixing ratio (weight) of methanol, toluene, and propylene glycol. It can be seen that the diameter is controlled.
  • the particle diameter of the obtained fine particles is controlled by controlling the viscosity of the fluid to be treated introduced between the processing surfaces 1 and 2.
  • the viscosity of the raw material solution and the solvent for precipitation is made constant and mixed in the thin film fluid to precipitate a reference material to be precipitated, and the particle size thereof is measured, and the raw material solution and the solvent for precipitation are measured.
  • the viscosity is larger than the particle size of the reference material to be precipitated.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Mixers With Rotating Receptacles And Mixers With Vibration Mechanisms (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

 接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面の間で流体の処理を行う装置を用いて、粒子径が制御された微粒子の製造方法の提供を図る。 接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面1,2の間にできる薄膜流体中で流体の処理を行う装置を用いて、被析出物質が溶媒に溶解された原料溶液と、この被析出物質を析出させるための析出用溶媒との少なくとも2種類の被処理流動体を混合して被析出物質の微粒子を析出させる際に、処理用面1,2間に導入される被処理流動体の粘度を制御する事によって、粒子径が制御された微粒子を得る。

Description

粒子径を制御された微粒子の製造方法
 本発明は、粒子径を制御された微粒子の製造方法に関する。
 微粒子、特に粒子径がナノサイズメートルの微粒子(ナノ微粒子)は、一般的な大きさの材料とは異なる新たな特性が発現するため、産業界全般において研究開発が進められている。さらに微粒子はその大きさ(粒子径)によって特性が変化するため、微粒子を工業的に活用するためには、安定的且つ大量生産が可能な製造方法だけでなく、精度良く且つ効率的に粒子径を制御できる微粒子の製造方法が必要である。
 微粒子の製造方法には、主にビーズミルなどを用いて粒子を粉砕する所謂ブレイクダウン法や、CVDまたはPVDのような気相法でのビルドアップ法、マイクロリアクターなどの装置を用いた液相法でのビルドアップ法などがある。しかし、ブレイクダウン法では多大なエネルギーを必要とするにも関わらず、ナノサイズの微粒子を作製する事が困難であり、さらに粉砕処理によって微粒子に強い力が作用するため、微粒子として期待された特性が、実際には発現しないなどの問題があった。また気相法やマイクロリアクターなどを用いた方法も、エネルギーコストが高くなるなどの問題点があり、安定的且つ大量に微粒子を製造することは困難であった。さらにこれらの方法においては、均一に粒子径を制御された微粒子の作製が非常に困難であるという問題があった。
 本願出願人によって、特許文献1に示されるような接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面間に流れる薄膜流体中おいて微粒子を析出させる事による、微粒子の製造方法が提供され、さらに特許文献2に示されるように、上記処理用面間に微粒子原料溶液と貧溶媒とを導入・混合して微粒子を析出させる際に、前記微粒子原料溶液と前記貧溶媒との間で温度差が制御されることによって析出される微粒子の粒子径を制御する方法が提供された。しかし、そのような方法を用いた場合であっても、目的のナノサイズ若しくはマイクロサイズの粒子径の微粒子を得る事が困難な場合があった。
 以上のことから、粒子径を制御された微粒子の製造方法が懇願されている。
国際公開WO2009/008393号パンフレット 特許第4446129号公報
 本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的は粒子径を制御された微粒子の製造方法を提供する事である。
 本発明者は、鋭意検討の結果、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面間において、被析出物質を溶解した原料溶液を含む流体と、この被析出物質を析出させるための析出用溶媒を含む流体とを被処理流動体として混合して被析出物質を析出させる際に、上記処理用面間に導入される上記の被処理流動体の粘度を制御する事によって、粒子径が制御された微粒子が得られることを見出し、本発明を完成させた。
 本発明の第1の形態は、被処理流動体として少なくとも2種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも1種類の流体は、被析出物質が溶媒に溶解された原料溶液であり、上記以外の流体で少なくとも1種類の流体は、上記被析出物質を析出させるための少なくとも1種類の析出用溶媒であり、上記の被処理流動体を混合し、粒子径を制御された被析出物質を析出させる微粒子の製造方法において、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面の間にできる薄膜流体中で上記被処理流動体を混合するものであり、上記少なくとも2つの処理用面間に導入される上記の被処理流動体の粘度を制御することによって、粒子径を制御された被析出物質を析出させる事を特徴とする微粒子の製造方法を提供する。
 本発明の第2の形態は、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を制御する事によって、上記被析出物質の粒子径を制御する事を特徴とする本発明の第1の形態に係る微粒子の製造方法を提供する。
 本発明の第3の形態は、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度が、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方に、少なくとも1種類の粘度調整物質を混合する事によって制御されることを特徴とする本発明の第2の形態に係る微粒子の製造方法を提供する。
 本発明の第4の形態は、上記原料溶液を含む流体と上記析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも2つの処理用面間を通過し、上記何れか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記少なくとも2つの処理用面の少なくとも何れか一方が、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記原料溶液を含む流体と上記析出溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも2つの処理用面の間に導入し、上記原料溶液を含む流体と上記析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする本発明の第1~第3の何れかの形態に係る微粒子の製造方法を提供する。
 本発明の第5の形態は、第1、第2、第3の少なくとも3種類の被処理流動体を用いるものであり、上記第1の被処理流動体は、上記原料溶液を含む流体であり、上記第2の被処理流動体は、上記少なくとも1種類の粘度調整物質が溶媒に混合された粘度調整物質溶液であり、上記第3の被処理流動体は、上記析出用溶媒を含む流体であり、上記の被処理流動体を混合し、粒子径を制御された被析出物質を析出させる微粒子の製造方法において、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面の間にできる薄膜流体中で上記被処理流動体を混合するものであり、上記3種類の被処理流動体のうちいずれか1種の被処理流動体が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも2つの処理用面間を通過し、上記いずれか1種の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を少なくとも2つ備えており、この少なくとも2つの別途の導入路は互いに独立しており、上記少なくとも2つの処理用面の少なくとも何れかが、上記少なくとも2つの別途の導入路毎に別々に通じる開口部を備え、上記3種類の被処理流動体のうち残りの2種の被処理流動体を、上記別々の開口部から上記少なくとも2つの処理用面の間に導入し、上記3種類の被処理流動体が、上記薄膜流体中で混合され、粒子径を制御された被析出物質を析出させることを特徴とする微粒子の製造方法を提供する。
 本発明の第6の形態は、上記原料溶液と析出用溶媒の粘度を一定にして上記薄膜流体中で混合して基準となる被析出物質を析出させてその粒子径を測定し、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を、上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも高く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より大きな粒子径の被析出物質を析出させ、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を、上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも低く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より小さな粒子径の被析出物質を析出させるようにした事を特徴とする本発明の第2~第4の何れかの形態に係る微粒子の製造方法を提供する。
 本願の発明によれば、粒子径を制御された被析出物質の微粒子の製造をこれまで以上に簡単かつ低エネルギー、低コストで行う事ができるため、粒子径を制御された被析出物質の微粒子を安価且つ安定的に提供できる。また粒子径の制御を容易に行えるため、目的に応じた粒子径の微粒子を提供できたものである。
本願発明の実施の形態に係る流体処理装置の略断面図である。 (A)は図1に示す流体処理装置の第1処理用面の略平面図であり、(B)は同装置の処理用面の要部拡大図である。 (A)は同装置の第2導入部の断面図であり、(B)は同第2導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。
 以下、本発明について詳細を説明する。しかし、本発明の技術的範囲は、下記実施形態及び実施例によって限定されるものではない。
 本発明における被析出物質としては、特に限定されない。一例を挙げると、有機物、無機物であり、例えば有機・無機顔料や、薬物などの生体摂取物や樹脂のほか、金属、非金属、またはそれらの塩、酸化物、窒化物、ホウ化物、炭化物、錯体、有機塩、有機錯体、有機化合物などの化合物や、有機無機の複合物質材料などを挙げる事ができる。
 上記被析出物質を溶解させるための溶媒としては例えば水や有機溶媒、またはそれらの複数からなる混合溶媒が挙げられる。前記水としては、水道水やイオン交換水、純水や超純水、RO水などが挙げられ、有機溶媒としては、アルコール化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物などが挙げられる。上記の溶媒はそれぞれ単独で使用しても良く、または複数以上を混合して使用しても良い。
 その他、上記溶媒に塩基性物質または酸性物質を混合または溶解しても実施できる。塩基性物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの金属水酸化物、ナトリウムメトキシドやナトリウムイソプロポキシドのような金属アルコキシド、さらにトリエチルアミンや2-ジエチルアミノエタノール、ジエチルアミンなどのアミン系化合物などが挙げられる。酸性物質としては、王水、塩酸、硝酸、発煙硝酸、硫酸、発煙硫酸などの無機酸や、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸などの有機酸が挙げられる。これらの塩基性物質または酸性物質は、上記の通り各種溶媒と混合しても実施できるし、それぞれ単独でも使用できる。
 その他、上記溶媒に酸化剤や還元剤を混合または溶解しても実施できる。酸化剤としては、特に限定されないが、硝酸塩や、次亜塩素酸塩、過マンガン酸塩や過酸化物が挙げられる。還元剤としては、水素化アルミニウムリチウムや水素化ホウ素ナトリウム、ヒドラジンやヒドラジンの水和物、亜硫酸塩などが挙げられる。
 上記の溶媒についてさらに詳しく説明すると、アルコール化合物溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、n-ブタノール、n-プロパノールなどの直鎖アルコール、イソプロパノール、2-ブタノール、tert-ブタノール等の分枝状アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコール等が挙げられる。ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。エーテル化合物溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。芳香族化合物溶媒としては、例えば、ニトロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどが挙げられる。脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサンなどが挙げられる。ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリルなどが挙げられる。スルホキシド化合物溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド、ヘキサメチレンスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。ハロゲン化合物溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、ヨードホルムなどが挙げられる。エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、2-(1-メトキシ)プロピルアセテートなどが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、1-ブチル-3-メチルイミダゾリウムとPF6-(ヘキサフルオロリン酸イオン)との塩などが挙げられる。アミド化合物溶媒としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、1-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、2,2-ジクロロプロピオン酸、スクアリン酸などが挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などが挙げられる。
 上記原料溶液と混合して粒子径を制御された被析出物質を析出させるための析出用溶媒は、上記と同様のものが使用できる。目的とする被析出物質によって溶解するための溶媒と析出させるための溶媒を選択して実施できる。
 本発明においては、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を制御する事が好ましい。それによって、得られる被析出物質の粒子径を制御する事が可能である。原料溶液及び析出用溶媒の粘度については特に限定されない。被析出物質の種類や目的の粒子径などに応じて、原料溶液及び/または析出用溶媒の粘度を調整して実施できる。原料溶液及び析出用溶媒の粘度測定についても特に限定されないが、各種粘度測定を使用して測定する事が可能であり、一例を挙げると、コーンプレート型粘度計や円筒型粘度計などが挙げられる。粘度は、溶媒の種類や温度などによっても制御できるが、上記原料溶液と上記析出用溶媒とのうちの少なくとも何れか一方に粘度調整物質を少なくとも1種類含む事が好ましい。また、少なくとも1種類の粘度調整物質を、上記原料溶液とも上記析出用溶媒とも異なる、少なくとも1種類の溶媒に混合した粘度調整物質溶液を用意し、上記原料溶液と上記析出用溶媒とを混合する直前(場合によっては直後)に上記粘度調整物質溶液を用いて上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を制御してもよい。また、被処理流動体として、上記原料溶液とも上記析出用溶媒とも異なる、上述した方法によって粘度を制御された第3の流体を用意し、これらの被処理流動体を混合しても実施できる。
 上記粘度調整物質としては、特に限定されないが、グリセリンやエチレングリコール、プロピレングリコールやジエチレングリコールなどの多価アルコール、流動パラフィンなどのパラフィン類、さらにジメチルシリコーンオイルのようなシリコーンオイル類、テルピネオール、またはヤシ油やパーム油などの天然油脂又は植物性油のような、一般的な他の溶媒に比べて比較的粘度の高い溶媒が挙げられる。その他、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシアルキルセルロースのようなセルロース類や、キサンタンガムなどの高分子などが挙げられる。以上の溶媒または高分子は単独で使用しても良いし、2種類以上の複数を混合して使用しても良い。これらの物質を上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方に混合する事で、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を容易に制御できる。また、少なくとも1種類の粘度調整物質を、上記原料溶液とも上記析出用溶媒とも異なる、少なくとも1種類の溶媒(第3の溶媒)に混合して粘度調整物質溶液を用意してもよい。第3の溶媒としては、上記の被析出物質を溶解させるための溶媒と同様のものが使用できる。また、少なくとも1種類の粘度調整物質を、上記原料溶液、上記析出用溶媒、及び第3の溶媒のうちの2種、あるいは全てに混合して本願発明を実施してもよい。さらに、上記粘度調整物質は、被析出物質の析出や析出のための反応そのものに対して、化学反応的に関与しても良いし関与しなくても良い。言い換えると、上記粘度調整物質は、被析出物質の析出や析出のための反応そのものに対して、活性であっても不活性であっても良い。
 粘度調整物質としては、上記の各粘度調整物質の他、これらが加えられる溶液や溶媒の粘度との相対的な関係において、増粘作用又は減粘作用を果たし得る物質であれば適宜採用し得るものである。
 本願発明においては、上記原料溶液と上記析出用溶媒との混合を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いて行うことが好ましい。そのような装置としては、例えば本願出願人による、特許文献1に記載されたものと同原理である装置を使用できる。このような原理の装置を用いる事によって、均一且つ均質に粒子径を制御された微粒子を作製する事が可能である。また、本発明における微粒子について、結晶性については特に限定されない。結晶であっても良い。非晶質であっても良い。また形状についても特に限定されるものは無く、球形であっても良いし、針状や柱状などの球形以外の形状でも良い。
 以下、図面を用いて上記装置の実施の形態について説明する。
 図1~図3に示す流体処理装置は、特許文献1に記載の装置と同様であり、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で被処理物を処理するものであって、被処理流動体のうちの第1の被処理流動体である第1流体を処理用面間に導入し、前記第1流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第2の被処理流動体である第2流体を処理用面間に導入して処理用面間で上記第1流体と第2流体を混合・攪拌して処理を行う装置である。なお、図1においてUは上方を、Sは下方をそれぞれ示しているが、本発明において上下前後左右は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。図2(A)、図3(B)においてRは回転方向を示している。図3(B)においてCは遠心力方向(半径方向)を示している。
 この装置は、被処理流動体として少なくとも2種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも1種類の流体については被処理物を少なくとも1種類含むものであり、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面を備え、これらの処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の被処理物を処理する装置である。この装置は、上述のとおり、複数の被処理流動体を処理することができるが、単一の被処理流動体を処理することもできる。
 この流体処理装置は、対向する第1及び第2の、2つの処理用部10,20を備え、少なくとも一方の処理用部が回転する。両処理用部10,20の対向する面が、夫々処理用面となる。第1処理用部10は第1処理用面1を備え、第2処理用部20は第2処理用面2を備える。
 両処理用面1,2は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。この両処理用面1,2間の間隔は、適宜変更して実施することができるが、通常は、1mm以下、例えば0.1μmから50μm程度の微小間隔に調整される。これによって、この両処理用面1,2間を通過する被処理流動体は、両処理用面1,2によって強制された強制薄膜流体となる。
 この装置を用いて複数の被処理流動体を処理する場合、この装置は、第1の被処理流動体の流路に接続され、当該第1被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第1被処理流動体とは別の、第2被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面1,2間において、両被処理流動体を混合し、反応させるなどの流体の処理を行なう。なお、ここで「処理」とは、被処理物が反応する形態に限らず、反応を伴わずに混合・分散のみがなされる形態も含む。
 具体的に説明すると、上記の第1処理用部10を保持する第1ホルダ11と、第2処理用部20を保持する第2ホルダ21と、接面圧付与機構と、回転駆動部と、第1導入部d1と、第2導入部d2と、流体圧付与機構pとを備える。
 図2(A)へ示す通り、この実施の形態において、第1処理用部10は、環状体であり、より詳しくはリング状のディスクである。また、第2処理用部20もリング状のディスクである。第1、第2処理用部10、20の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用することができる。この実施の形態において、両処理用部10,20は、互いに対向する第1、第2の処理用面1、2の少なくとも一部が鏡面研磨されている。
 この鏡面研磨の面粗度は、特に限定されないが、好ましくはRa0.01~1.0μm、より好ましくはRa0.03~0.3μmとする。
 少なくとも一方のホルダは、電動機などの回転駆動部(図示せず)にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図1の50は、回転駆動部の回転軸を示しており、この例では、この回転軸50に取り付けられた第1ホルダ11が回転し、この第1ホルダ11に支持された第1処理用部10が第2処理用部20に対して回転する。もちろん、第2処理用部20を回転させるようにしてもよく、双方を回転させるようにしてもよい。また、この例では、第1、第2ホルダ11、21を固定しておき、この第1、第2ホルダ11、21に対して第1、第2処理用部10、20が回転するようにしてもよい。
 第1処理用部10と第2処理用部20とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面1,2は、接近・離反できる。
 この実施の形態では、第1処理用部10に対して、第2処理用部20が接近・離反するもので、第2ホルダ21に設けられた収容部41に、第2処理用部20が出没可能に収容されている。但し、これとは、逆に、第1処理用部10が、第2処理用部20に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部10,20が互いに接近・離反するものであってもよい。
 この収容部41は、第2処理用部20の、主として処理用面2側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。この収容部41は、第2処理用部20を回転させ得る十分なクリアランスを持って、第2処理用部20を収容する。なお、第2処理用部20は軸方向に平行移動のみが可能なように配置してもよいが、上記クリアランスを大きくすることにより、第2処理用部20は、収容部41に対して、処理用部20の中心線を、上記収容部41の軸方向と平行の関係を崩すように傾斜して変位できるようにしてもよく、さらに、第2処理用部20の中心線と収容部41の中心線とが半径方向にずれるように変位できるようにしてもよい。
 このように、3次元的に変位可能に保持するフローティング機構によって、第2処理用部20を保持することが望ましい。
 上記の被処理流動体は、各種のポンプや位置エネルギーなどによって構成される流体圧付与機構pによって圧力が付与された状態で、第1導入部d1と、第2導入部d2から両処理用面1、2間に導入される。この実施の形態において、第1導入部d1は、環状の第2ホルダ21の中央に設けられた通路であり、その一端が、環状の両処理用部10、20の内側から、両処理用面1、2間に導入される。第2導入部d2は、第1の被処理流動体と反応させる第2の被処理流動体を処理用面1,2へ供給する。この実施の形態において、第2導入部d2は、第2処理用部20の内部に設けられた通路であり、その一端が、第2処理用面2にて開口する。流体圧付与機構pにより加圧された第1の被処理流動体は、第1導入部d1から、両処理用部10,20の内側の空間に導入され、第1処理用面1と第2処理用面2との間を通り、両処理用部10,20の外側に通り抜けようとする。これらの処理用面1,2間において、第2導入部d2から流体圧付与機構pにより加圧された第2の被処理流動体が供給され、第1の被処理流動体と合流し、混合、攪拌、乳化、分散、反応、晶出、晶析、析出などの種々の流体処理がなされ、両処理用面1,2から、両処理用部10,20の外側に排出される。なお、減圧ポンプにより両処理用部10,20の外側の環境を負圧にすることもできる。
 上記の接面圧付与機構は、第1処理用面1と第2処理用面2とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構は、第2ホルダ21に設けられ、第2処理用部20を第1処理用部10に向けて付勢する。
 前記の接面圧付与機構は、第1処理用部10の第1処理用面1と第2処理用部20の第2処理用面2とが、接近する方向に押す力(以下、接面圧力という)を発生させるための機構である。この接面圧力と、流体圧力などの両処理用面1、2間を離反させる力との均衡によって、nm単位ないしμm単位の微小な膜厚を有する薄膜流体を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面1、2間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
 図1に示す実施の形態において、接面圧付与機構は、上記の収容部41と第2処理用部20との間に配位される。具体的には、第2処理用部20を第1処理用部10に近づく方向に付勢するスプリング43と、空気や油などの付勢用流体を導入する付勢用流体導入部44とにて構成され、スプリング43と上記付勢用流体の流体圧力とによって、上記の接面圧力を付与する。このスプリング43と上記付勢用流体の流体圧力とは、いずれか一方が付与されるものであればよく、磁力や重力などの他の力であってもよい。この接面圧付与機構の付勢に抗して、流体圧付与機構pにより加圧された被処理流動体の圧力や粘性などによって生じる離反力によって、第2処理用部20は、第1処理用部10から遠ざかり、両処理用面1,2間に微小な間隔を開ける。このように、この接面圧力と離反力とのバランスによって、第1処理用面1と第2処理用面2とは、μm単位の精度で設定され、両処理用面1,2間の微小間隔の設定がなされる。上記離反力としては、被処理流動体の流体圧や粘性と、処理用部の回転による遠心力と、付勢用流体導入部44に負圧を掛けた場合の当該負圧、スプリング43を引っ張りスプリングとした場合のバネの力などを挙げることができる。この接面圧付与機構は、第2処理用部20ではなく、第1処理用部10に設けてもよく、双方に設けてもよい。
 上記の離反力について、具体的に説明すると、第2処理用部20は、上記の第2処理用面2と共に、第2処理用面2の内側(即ち、第1処理用面1と第2処理用面2との間への被処理流動体の進入口側)に位置して当該第2処理用面2に隣接する離反用調整面23を備える。この例では、離反用調整面23は、傾斜面として実施されているが、水平面であってもよい。被処理流動体の圧力が、離反用調整面23に作用して、第2処理用部20を第1処理用部10から離反させる方向への力を発生させる。従って、離反力を発生させるための受圧面は、第2処理用面2と離反用調整面23とになる。
 さらに、この図1の例では、第2処理用部20に近接用調整面24が形成されている。この近接用調整面24は、離反用調整面23と軸方向において反対側の面(図1において上方の面)であり、被処理流動体の圧力が作用して、第2処理用部20を第1処理用部10に接近させる方向への力を発生させる。
 なお、第2処理用面2及び離反用調整面23に作用する被処理流動体の圧力、即ち流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。処理用面1,2の接近・離反の方向、即ち第2処理用部20の出没方向(図1においては軸方向)と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面24の投影面積A1と、当該仮想平面上に投影した第2処理用部20の第2処理用面2及び離反用調整面23との投影面積の合計面積A2との、面積比A1/A2は、バランス比Kと呼ばれ、上記オープニングフォースの調整に重要である。このオープニングフォースについては、バランスライン、即ち近接用調整面24の面積A1を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
 摺動面の実面圧P、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
 P=P1×(K-k)+Ps
 ここでP1は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Kは上記のバランス比を示し、kはオープニングフォース係数を示し、Psはスプリング及び背圧力を示す。
 このバランスラインの調整により摺動面の実面圧Pを調整することで処理用面1,2間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物などの処理された被処理物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
 なお、図示は省略するが、近接用調整面24を離反用調整面23よりも広い面積を持ったものとして実施することも可能である。
 被処理流動体は、上記の微小な隙間を保持する両処理用面1,2によって強制された薄膜流体となり、環状の両処理用面1、2の外側に移動しようとする。ところが、第1処理用部10は回転しているので、混合された被処理流動体は、環状の両処理用面1,2の内側から外側へ直線的に移動するのではなく、環状の半径方向への移動ベクトルと周方向への移動ベクトルとの合成ベクトルが被処理流動体に作用して、内側から外側へ略渦巻き状に移動する。
 尚、回転軸50は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。被処理流動体は両処理用面1,2間の微細な間隔にて処理がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。また、この接面圧付与機構は、前述の第2処理用部20を変位可能に保持するフローティング機構と併用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能する。
 第1、第2処理用部10、20は、その少なくともいずれか一方を、冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしてもよく、図1では、第1、第2処理用部10、20に温調機構(温度調整機構)J1,J2を設けた例を図示している。また、導入される被処理流動体を冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしもよい。これらの温度は、処理された被処理物の析出のために用いることもでき、また、第1、第2処理用面1,2間における被処理流動体にベナール対流若しくはマランゴニ対流を発生させるために設定してもよい。
 図2に示すように、第1処理用部10の第1処理用面1には、第1処理用部10の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部13を形成して実施してもよい。この凹部13の平面形状は、図2(B)へ示すように、第1処理用面1上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものや、図示はしないが、真っ直ぐ外方向に伸びるもの、L字状などに屈曲あるいは湾曲するもの、連続したもの、断続するもの、枝分かれするものであってもよい。また、この凹部13は、第2処理用面2に形成するものとしても実施可能であり、第1及び第2の処理用面1,2の双方に形成するものとしても実施可能である。この様な凹部13を形成することによりマイクロポンプ効果を得ることができ、被処理流動体を第1及び第2の処理用面1,2間に吸引することができる効果がある。
 この凹部13の基端は第1処理用部10の内周に達することが望ましい。この凹部13の先端は、第1処理用面1の外周面側に向けて伸びるもので、その深さ(横断面積)は、基端から先端に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
 この凹部13の先端と第1処理用面1の外周面との間には、凹部13のない平坦面16が設けられている。
 前述の第2導入部d2の開口部d20を第2処理用面2に設ける場合は、対向する上記第1処理用面1の平坦面16と対向する位置に設けることが好ましい。
 この開口部d20は、第1処理用面1の凹部13からよりも下流側(この例では外側)に設けることが望ましい。特に、マイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側の平坦面16に対向する位置に設置することが望ましい。具体的には、図2(B)において、第1処理用面1に設けられた凹部13の最も外側の位置から、径方向への距離nを、約0.5mm以上とするのが好ましい。特に、流体中からナノサイズの微粒子を析出させる場合には、層流条件下にて複数の被処理流動体の混合と、ナノ微粒子の析出が行なわれることが望ましい。
 この第2導入部d2は方向性を持たせることができる。例えば、図3(A)に示すように、上記の第2処理用面2の開口部d20からの導入方向が、第2処理用面2に対して所定の仰角(θ1)で傾斜している。この仰角(θ1)は、0度を超えて90度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には1度以上45度以下で設置されるのが好ましい。
 また、図3(B)に示すように、上記の第2処理用面2の開口部d20からの導入方向が、上記の第2処理用面2に沿う平面において、方向性を有するものである。この第2流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部d20を通る半径方向であって外方向の線分を基準線gとして、この基準線gから回転方向Rへの所定の角度(θ2)を有するものである。この角度(θ2)についても、0度を超えて90度未満に設定されることが好ましい。
 この角度(θ2)は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。また、第2導入部d2に方向性を全く持たせないこともできる。
 上記の被処理流動体の種類とその流路の数は、図1の例では、2つとしたが、1つであってもよく、3つ以上であってもよい。図1の例では、第2導入部d2から処理用面1,2間に第2流体を導入したが、この導入部は、第1処理用部10に設けてもよく、双方に設けてもよい。また、一種類の被処理流動体に対して、複数の導入部を用意してもよい。また、各処理用部に設けられる導入用の開口部は、その形状や大きさや数は特に制限はなく適宜変更して実施し得る。また、上記第1及び第2の処理用面間1、2の直前或いはさらに上流側に導入用の開口部を設けてもよい。
 上記装置においては、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面1,2の間に形成される薄膜流体中で、第1流体として析出用溶媒を、第2流体として少なくとも1種類の被析出物質を溶媒に溶解した原料溶液とを混合させ、粒子径を制御された被析出物質の微粒子を析出させる。この場合、第1流体と第2流体との少なくとも何れか一方に粘度調整物質を含むなどの方法によって、第1流体と第2流体との少なくとも何れか一方の粘度を制御する事で、得られる被析出物質の粒子径を制御することができる。
 微粒子の析出反応は、図1に示す装置の、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面1,2間で強制的に均一混合しながら起こる。
 まず、一つの流路である第1導入部d1より、第1流体として析出用溶媒を含む流体を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面1,2間に導入して、この処理用面間に第1流体から構成された薄膜流体を作る。
 次いで別流路である第2導入部d2より、第2流体として上記原料溶液を含む流体を、上記処理用面1,2間に作られた第1流体から構成された薄膜流体中に直接導入する。
 上記のように、被処理流動体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面1,2間にて、第1流体と第2流体とが混合され、微粒子の析出反応を行う事が出来る。
 なお、処理用面1,2間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第1導入部d1より第2流体を導入し、第2導入部d2より第1流体を含む溶液を導入するものであっても良い。つまり、各流体における第1、第2という表現は、複数存在する溶媒の第n番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第3以上の流体も存在し得る。
 前述のように、第1導入部d1、第2導入部d2以外に第3導入部を処理装置に設けることもできるが、この場合にあっては、例えば第1導入部d1から第1流体として原料溶液を含む流体、第2導入部d2から第2流体として析出用溶媒を含む流体、第3導入部から第3流体として少なくとも1種類の粘度調整物質が溶媒に混合された粘度調整物質溶液をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。これにより、各溶液の濃度や圧力、送液流量などを個々に管理することができ、析出反応及び微粒子の粒子径の安定化をより精密に制御することができる。なお、各導入部へ導入する被処理誘導体(第1流体~第3流体)の組み合わせは、任意に設定できる。また、第4以上の導入部を設けることも可能であり、これにより処理装置へ導入する流体を細分化できる。この場合、第3導入部は処理用部10,20の内部に設けてもよいし、他の通路に設けてもよい。第3導入部を処理用部10,20の内部に設けた場合、第3導入部の開口部は第2導入部d2の開口部d20よりも上流側または下流側の何れに設けてもよく、第3導入部の開口部を第2導入部d2の開口部d20よりも上流側に設けると、第3導入部から処理用面1,2間に導入される第3流体である粘度調整物質溶液によって第2流体と混合する直前の第1流体の粘度を調整することができる。また、第3導入部を第1導入部d1に連結させる構造とすることによって、第1流体と第3流体とを第1導入部d1内で合流させてもよく、第3導入部を第2導入部d2に連結させる構造とすることによって、第2流体と第3流体とを第2導入部d2内で合流させてもよい。そうすると、第1流体及び/又は第2流体と、第3流体とが処理用面1,2間に導入する直前に混合され、第1流体及び/又は第2流体の粘度を制御することが可能である。その際、上記の粘度調整物質は、少なくとも第3流体を構成する溶媒に混合されていればよく、第1流体と第2流体の少なくとも何れか一方に混合されていてもよく、第1流体と第2流体の双方に混合されていなくてもよい。
 さらに、上記の処理用面間に形成される薄膜流体の粘度を調整し制御すると同時に、上記第1、第2流体等の被処理流動体の温度を制御したり、上記第1流体と第2流体等との温度差(即ち、供給する各被処理流動体の温度差)を制御することもできる。供給する各被処理流動体の温度や温度差を制御するために、各被処理流動体の温度(処理装置、より詳しくは、処理用面1,2間に導入される直前の温度)を測定し、処理用面1,2間に導入される各被処理流動体の加熱又は冷却を行う機構を付加して実施することも可能である。
 以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
 尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、前述した、図1に示す処理装置の「第1導入部d1から」という意味であり、第1流体は、第1導入部d1から導入される、前述の第1被処理流動体を指し、第2流体は、上述した、図1に示す処理装置の第2導入部d2から導入される、前述の第2被処理流動体を指す。
(粘度測定)
 流体の粘度測定には、単一円筒型回転溶融粘度計 RVDV-II+PRO (BROOKFIELD社製)を用いた。
(粒度分布)
 粒度分布は、ナノトラック粒度分布測定装置 UPA-EX150(日機装株式会社製)を用いて測定し、D50値及びD90値を採用した。
(実施例1~9)
 実施例1~9として、図1に示すように、対向して配設された、接近・離反可能な処理用面をもつ、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面1,2の間にできる薄膜流体中で、均一に拡散・攪拌・混合する反応装置を用いて、原料溶液と析出用溶媒とを混合し、薄膜流体中で析出反応を行う。
 中央から第1流体の析出用溶媒として、純水とグリセリンとを表1に示す条件で混合した混合溶媒を、供給圧力/背圧力=0.50MPa/0.04MPa、回転数1000rpm~3600rpmで送液し、ポリスチレンをテトラヒドロフラン(THF)に溶解した原料溶液(ポリスチレンの溶解濃度 3wt%)を第2流体として5mL/minで処理用面間に導入した。第1流体と第2流体は薄膜流体中で混合され、ポリスチレン微粒子として処理用面より吐出させた。尚、粘度調整物質はグリセリンである。純水とグリセリンの混合比(重量)を変更して、実験を行った結果(実施例1~9)をポリスチレン微粒子分散液の粒度分布測定結果と共に表1に示す。表1に示された第1流体の粘度測定結果は、上記単一円筒型回転溶融粘度計のローターにNo.3を用いて、回転数50rpmの測定条件で得られた粘度である。第2流体の粘度は、各実施例において一定とした。具体的には、第1流体と同一の測定条件下で、第2流体の粘度は3.44[mPa・s]であった。
 第1流体と第2流体の温度(処理用面間に導入直前の温度)は、各実施例において一定とした。具体的には、第1流体の温度は25℃であり、第2流体の温度は25℃であった。表1より、純水とグリセリンの混合比(重量)を変更する事で粘度を制御されたポリスチレン微粒子析出用溶媒を第1流体として用いる事によって、得られたポリスチレン微粒子の粒子径が制御できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(実施例10~12)
 実施例10~12として、図1に示すように、対向して配設された、接近・離反可能な処理用面をもつ、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面1,2の間にできる薄膜流体中で、均一に拡散・攪拌・混合する反応装置を用いて、原料溶液と析出用溶媒とを混合し、薄膜流体中で析出反応を行う。
 中央から第1流体の析出用溶媒として、メタノールと、トルエンと、プロピレングリコールとを表2に示す条件で混合した混合溶媒に水素化ホウ素ナトリウムとチオカルコール08(花王製)とを溶解したものを、供給圧力/背圧力=0.50MPa/0.04MPa、回転数1000rpmで送液し、硝酸銀を純水に溶解した原料溶液(硝酸銀の溶解濃度 2wt%)を第2流体として5mL/minで処理用面間に導入した。第1流体と第2流体は薄膜流体中で混合され、銀微粒子分散液として処理用面より吐出させた。吐出された銀微粒子を緩く凝集させ、遠心分離(×13000G)にて沈降させた。遠心分離処理後の上澄み液を除去し、メタノールを加えて銀微粒子を再分散させた後、再度遠心分離を繰り返して、銀微粒子の洗浄を行った。最終的に得られた銀微粒子のペーストにメタノールを加えて分散処理した。分散処理した銀微粒子の分散液について、粒度分布測定を行った。尚、粘度調整物質はプロピレングリコールである。メタノールと、トルエンと、プロピレングリコールとの混合比(重量)を変更して、実験を行った結果(実施例10~12)を銀微粒子分散液の粒度分布測定結果と共に表2に示す。表2に示された第1流体の粘度測定結果は、上記単一円筒型回転溶融粘度計のローターにNo.3を用いて、回転数50rpmの測定条件で得られた粘度である。第2流体の粘度は、各実施例において一定とした。具体的には、第1流体と同一の測定条件下で、第2流体の粘度は2.46[mPa・s]であった。
 第1流体と第2流体の温度(処理用面間に導入直前の温度)は、各実施例において一定とした。具体的には、第1流体の温度は60℃であり、第2流体の温度は30℃であった。表2より、メタノールと、トルエンと、プロピレングリコールとの混合比(重量)を変更する事で粘度を制御された銀微粒子析出用溶媒を第1流体として用いる事によって、得られた銀微粒子の粒子径が制御できていることがわかる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 以上のように、処理用面1,2間に導入される被処理流動体の粘度を制御することによって、得られた微粒子の粒子径が制御される。特に、上記原料溶液と析出用溶媒の粘度を一定にして上記薄膜流体中で混合して基準となる被析出物質を析出させてその粒子径を測定しておき、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも高く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より大きい粒子径の被析出物質を析出させることができ、逆に、上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも低く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より小さい粒子径の被析出物質を析出させることができることが確認された。
  1   第1処理用面
  2   第2処理用面
  10  第1処理用部
  11  第1ホルダ
  20  第2処理用部
  21  第2ホルダ
  d1  第1導入部
  d2  第2導入部
  d20 開口部

Claims (6)

  1.  被処理流動体として少なくとも2種類の流体を用いるものであり、
    そのうちで少なくとも1種類の流体は、被析出物質が溶媒に溶解された原料溶液であり、
    上記以外の流体で少なくとも1種類の流体は、上記被析出物質を析出させるための少なくとも1種類の析出用溶媒であり、
    上記の被処理流動体を混合し、粒子径を制御された被析出物質を析出させる微粒子の製造方法において、
    対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面の間にできる薄膜流体中で上記被処理流動体を混合するものであり、上記少なくとも2つの処理用面間に導入される上記の被処理流動体の粘度を制御することによって、粒子径を制御された被析出物質を析出させる事を特徴とする微粒子の製造方法。
  2.  上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を制御する事によって、上記被析出物質の粒子径を制御する事を特徴とする請求項1に記載の微粒子の製造方法。
  3.  上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度が、
    上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方に、少なくとも1種類の粘度調整物質を混合する事によって制御されることを特徴とする請求項2に記載の微粒子の製造方法。
  4.  上記原料溶液を含む流体と上記析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも2つの処理用面間を通過し、
    上記何れか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
    上記少なくとも2つの処理用面の少なくとも何れか一方が、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
    上記原料溶液を含む流体と上記析出溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも2つの処理用面の間に導入し、
    上記原料溶液を含む流体と上記析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする請求項1に記載の微粒子の製造方法。
  5.  第1、第2、第3の少なくとも3種類の被処理流動体を用いるものであり、
    上記第1の被処理流動体は、上記原料溶液を含む流体であり、
    上記第2の被処理流動体は、上記少なくとも1種類の粘度調整物質が溶媒に混合された粘度調整物質溶液であり、
    上記第3の被処理流動体は、上記析出用溶媒を含む流体であり、
    上記の被処理流動体を混合し、粒子径を制御された被析出物質を析出させる微粒子の製造方法において、
    対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する少なくとも2つの処理用面の間にできる薄膜流体中で上記被処理流動体を混合するものであり、
    上記3種類の被処理流動体のうちいずれか1種の被処理流動体が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも2つの処理用面間を通過し、
    上記いずれか1種の被処理流動体が流される流路とは独立した別途の導入路を少なくとも2つ備えており、
    この少なくとも2つの別途の導入路は互いに独立しており、
    上記少なくとも2つの処理用面の少なくとも何れかが、上記少なくとも2つの別途の導入路毎に別々に通じる開口部を備え、
    上記3種類の被処理流動体のうち残りの2種の被処理流動体を、上記別々の開口部から上記少なくとも2つの処理用面の間に導入し、
    上記3種類の被処理流動体が上記薄膜流体中で混合され、粒子径を制御された被析出物質を析出させることを特徴とする微粒子の製造方法。
  6.  上記原料溶液と析出用溶媒の粘度を一定にして上記薄膜流体中で混合して基準となる被析出物質を析出させてその粒子径を測定し、
    上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を、上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも高く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より大きな粒子径の被析出物質を析出させ、
    上記原料溶液と上記析出用溶媒との少なくとも何れか一方の粘度を、上記基準となる被析出物質を析出させた際の粘度よりも低く制御することによって、上記基準となる被析出物質の粒子径より小さな粒子径の被析出物質を析出させるようにした事を特徴とする請求項2に記載の微粒子の製造方法。
PCT/JP2011/058204 2010-07-28 2011-03-31 粒子径を制御された微粒子の製造方法 WO2012014530A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011534845A JPWO2012014530A1 (ja) 2010-07-28 2011-03-31 粒子径を制御された微粒子の製造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010169859 2010-07-28
JP2010-169859 2010-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012014530A1 true WO2012014530A1 (ja) 2012-02-02

Family

ID=45529754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/058204 WO2012014530A1 (ja) 2010-07-28 2011-03-31 粒子径を制御された微粒子の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (2) JPWO2012014530A1 (ja)
WO (1) WO2012014530A1 (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5261780B1 (ja) * 2012-09-12 2013-08-14 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
WO2013128592A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法
JP5376483B1 (ja) * 2012-09-12 2013-12-25 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の製造方法
WO2013190861A1 (ja) * 2012-06-21 2013-12-27 月島機械株式会社 反応凝集粒子の製造方法、リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン電池の製造方法及びリチウムイオン電池、並びに反応凝集粒子の製造装置
WO2014042227A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
WO2014041705A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
WO2014041706A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の製造方法
WO2016185529A1 (ja) * 2015-05-15 2016-11-24 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の改質方法およびニッケル微粒子の製造方法
JP2019143112A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 大川原化工機株式会社 ポリマー粒子の製造方法及び粒子製造装置
WO2021220552A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 タツタ電線株式会社 銀粒子

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186721A (ja) * 2002-07-19 2007-07-26 Nippon Shokubai Co Ltd アミノ樹脂架橋粒子の製造方法
JP2007254873A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属微粒子の製造方法
WO2009008393A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 M.Technique Co., Ltd. 強制超薄膜回転式処理法を用いたナノ粒子の製造方法
JP2010095703A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Fujifilm Corp 水不溶性化合物の微粒子、その分散物、及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007186721A (ja) * 2002-07-19 2007-07-26 Nippon Shokubai Co Ltd アミノ樹脂架橋粒子の製造方法
JP2007254873A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Sumitomo Electric Ind Ltd 金属微粒子の製造方法
WO2009008393A1 (ja) * 2007-07-06 2009-01-15 M.Technique Co., Ltd. 強制超薄膜回転式処理法を用いたナノ粒子の製造方法
JP2010095703A (ja) * 2008-09-19 2010-04-30 Fujifilm Corp 水不溶性化合物の微粒子、その分散物、及びその製造方法

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104136110A (zh) * 2012-02-29 2014-11-05 M技术株式会社 微粒的制造方法
WO2013128592A1 (ja) * 2012-02-29 2013-09-06 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法
KR101860379B1 (ko) * 2012-02-29 2018-05-23 엠. 테크닉 가부시키가이샤 미립자의 제조 방법
US9669463B2 (en) 2012-02-29 2017-06-06 M. Technique Co., Ltd. Method for producing microparticles by growing a precipitated seed microparticle
CN104136110B (zh) * 2012-02-29 2017-03-08 M技术株式会社 微粒的制造方法
JPWO2013128592A1 (ja) * 2012-02-29 2015-07-30 エム・テクニック株式会社 微粒子の製造方法
US10333143B2 (en) 2012-06-21 2019-06-25 Tsukishima Kikai Co., Ltd. Method of manufacturing reaction agglomerated particles, method of manufacturing cathode active material for lithium ion battery, method of manufacturing lithium ion battery, lithium ion battery, and device of manufacturing reaction agglomerated particles
WO2013190861A1 (ja) * 2012-06-21 2013-12-27 月島機械株式会社 反応凝集粒子の製造方法、リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン電池の製造方法及びリチウムイオン電池、並びに反応凝集粒子の製造装置
JP2014004496A (ja) * 2012-06-21 2014-01-16 Tsukishima Kikai Co Ltd 反応凝集粒子の製造方法、リチウムイオン電池用正極活物質の製造方法、リチウムイオン電池の製造方法及び反応凝集粒子の製造装置
CN104640653B (zh) * 2012-09-12 2016-06-15 M技术株式会社 金属微粒的制造方法
JP5376483B1 (ja) * 2012-09-12 2013-12-25 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の製造方法
CN104411428A (zh) * 2012-09-12 2015-03-11 M技术株式会社 镍微粒的制造方法
CN104640653A (zh) * 2012-09-12 2015-05-20 M技术株式会社 金属微粒的制造方法
JP2014074222A (ja) * 2012-09-12 2014-04-24 M Technique Co Ltd 金属微粒子の製造方法
JP5261780B1 (ja) * 2012-09-12 2013-08-14 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
CN104411429A (zh) * 2012-09-12 2015-03-11 M技术株式会社 金属微粒的制造方法
WO2014041706A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の製造方法
CN104411428B (zh) * 2012-09-12 2017-05-03 M技术株式会社 镍微粒的制造方法
WO2014042227A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
WO2014041705A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 エム・テクニック株式会社 金属微粒子の製造方法
US9744594B2 (en) 2012-09-12 2017-08-29 M. Technique Co., Ltd. Method for producing nickel microparticles
US9821375B2 (en) 2012-09-12 2017-11-21 M. Technique Co., Ltd. Method for producing metal microparticles
US9827613B2 (en) 2012-09-12 2017-11-28 M. Technique Co., Ltd. Method for producing metal microparticles
JPWO2016185529A1 (ja) * 2015-05-15 2018-03-01 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の改質方法およびニッケル微粒子の製造方法
CN106660115A (zh) * 2015-05-15 2017-05-10 M技术株式会社 镍微粒的改性方法及镍微粒的制造方法
WO2016185529A1 (ja) * 2015-05-15 2016-11-24 エム・テクニック株式会社 ニッケル微粒子の改質方法およびニッケル微粒子の製造方法
JP2019143112A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 大川原化工機株式会社 ポリマー粒子の製造方法及び粒子製造装置
JP7022984B2 (ja) 2018-02-23 2022-02-21 大川原化工機株式会社 ポリマー粒子の製造方法及び粒子製造装置
WO2021220552A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04 タツタ電線株式会社 銀粒子
JPWO2021220552A1 (ja) * 2020-04-28 2021-11-04

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012014530A1 (ja) 2013-09-12
JP2012152739A (ja) 2012-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012014530A1 (ja) 粒子径を制御された微粒子の製造方法
JP2017113751A (ja) 結晶子径を制御された微粒子の製造方法
JP5794582B2 (ja) 単離可能な酸化物微粒子または水酸化物微粒子の製造方法
JP4840835B2 (ja) ナノ微粒子の製造方法
KR101876767B1 (ko) 금속 미립자의 제조 방법
JP6035499B2 (ja) 微粒子の製造方法
JP4868558B1 (ja) 酸化物・水酸化物の製造方法
JP2013082621A5 (ja)
WO2014041705A1 (ja) 金属微粒子の製造方法
KR101988238B1 (ko) 니켈 미립자의 제조 방법
JP5950476B2 (ja) 微粒子の製造方法
JP5979645B2 (ja) バリウムチタニル塩及びチタン酸バリウムの製造方法
JP5598989B2 (ja) ドープ元素量を制御された析出物質の製造方法
JP5376483B1 (ja) ニッケル微粒子の製造方法
WO2011148463A1 (ja) ドープ元素量を制御された析出物質の製造方法
WO2012169351A1 (ja) 抽出を含む流体処理方法
JP5261780B1 (ja) 金属微粒子の製造方法
JP2013231226A (ja) 微粒子の製造方法
JP6123054B2 (ja) 微粒子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011534845

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11812125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11812125

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1