微粒的制造方法

微粒的制造方法
【專利摘要】本發明提供微粒的制造方法，其特征在于，包含至少下述2個工序：(Ⅰ)通過使用高速攪拌或超聲波而將至少1種微粒原料溶解于溶劑來調制微粒原料溶液的工序；(Ⅱ)在形成于對向配設了的、可接近·分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合上述微粒原料溶液和用于使上述微粒原料析出的至少1種析出用溶劑、使微粒析出的工序。
【專利說明】微粒的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及微粒的制造方法。
【背景技術】
[0002]金屬、氧化物、醫藥品、食品、化妝品等的生物體攝取物、顏料等的微粒，在產業界的廣泛領域中需要。
[0003]微粒的制造方法，一般為使用如專利文獻I中所述那樣的燒瓶、燒杯、罐等進行不良溶劑法、結晶、氧化、還原等的反應的情況，在使用了樣的容器的情況下，由于難以均勻地保持容器內的濃度、溫度，因此所得的微粒的粒徑分布容易變寬，另外在制作含有2種以上的元素的合金、復合氧化物等的微粒的情況下，難以以均質的元素比制作微粒。另外，還提供使用了如專利文獻2中所記載的微反應器的微粒的制造方法，但在使用一般的微反應器的情況下，反應物的閉塞、不能規模擴大化等現實問題多。因此，謀求以穩定且低能量、低成本制造均質且均勻的微粒的方法。
[0004]通過本申請 申請人:，提供如專利文獻3中記載的、在形成于對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合溶解了微粒的原料的微粒原料溶液和用于使微粒析出的析出用溶劑的微粒的制造方法。
[0005]但是，即使在使用如專利文獻3中所記載的那樣的方法的情況下，也具有難以穩定制作微粒的情況、在制作含有2種以上的分子、元素的微粒的情況下局部的元素比有不均，有難以制作均勻且均質的微粒的情況。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:特開2002-97281號公報
[0009]專利文獻2:特開2006-193652號公報
[0010]專利文獻3:國際公開W02009/008393號小冊子

【發明內容】

[0011]發明要解決的課題
[0012]本發明，為解決上述的問題的發明，其目的為提供微粒的制造方法。
[0013]用于解決課題的手段
[0014]本發明人，專心研究的結果，發現:在對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面間，混合在溶劑中溶解了微粒的微粒原料溶液和用于使微粒原料析出的析出用溶劑而使微粒析出時，通過使用高速攪拌或超聲波來進行上述微粒原料溶液的調制，可穩定地得到目標微粒，進而即使對于含有2種以上的分子、元素的微粒也可以制作比以往更均勻且均質的微粒，完成本發明。
[0015]本申請的第I方面涉及的發明，提供微粒的制造方法，其特征在于，至少包含下述2個工序:(I )通過使用高速攪拌而在溶劑中溶解至少I種微粒原料來調制微粒原料溶液的工序；和(II)在形成于對向配設了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合上述微粒原料溶液和用于使上述微粒原料析出的至少一種的析出用溶劑、使微粒析出的工序。
[0016]本申請的第2方面涉及的發明，提供第I方面所述的微粒的制造方法，其特征在于，使用上述高速攪拌而在溶劑中溶解微粒原料時的攪拌葉輪的圓周速度為lm/s以上。
[0017]本申請的第3方面涉及的發明，提供微粒的制造方法，其特征在于，包含至少下述2個工序:(I )通過使用超聲波而在溶劑中溶解至少I種微粒原料來調制微粒原料溶液的工序；和(II)在形成于對向配設了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合上述微粒原料溶液和用于使上述微粒原料析出的至少I種析出用溶劑、使微粒析出的工序。
[0018]本申請的第4方面涉及的發明，提供第I方面或第3方面所述的微粒的制造方法，其特征在于，使用高速攪拌或超聲波來進行上述微粒原料溶液的調節，由此控制被析出的微粒的粒徑。
[0019]如果示出上述本發明的實施方式的簡單的一例，可作為以下的微粒的制造方法來實施:使用至少2種被處理流動體，對于其中至少I種被處理流動體為上述微粒原料溶液，對于上述微粒原料溶液以外的被處理流動體中至少I種被處理流動體為上述析出用溶劑，具備對被處理流動體賦予壓力的流體壓賦予結構、具備上述至少2個處理用面中第I處理用面的第I處理用部、和具備上述至少2個處理用面中第2處理用面的第2處理用部，具備使這些處理用部相對進行旋轉的旋轉驅動機構，上述的各處理用面，構成上述的賦予了壓力的被處理流動體流過的、被密封了的流路的一部分，上述第I處理用部和第2處理用部中至少第2處理用部具備受壓面，且，該受壓面的至少一部分由上述第2處理用面構成，該受壓面，受到上述的流體壓 賦予結構賦予被處理流動體的壓力而產生使其從第I處理用面向脫離第2處理用面的方向移動的力，在對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對進行旋轉的第I處理用面和第2處理用面之間上述的被賦予了壓力的被處理流動體通過，由此上述被處理流動體形成上述薄膜流體，在該薄膜流體中使微粒析出。
[0020]另外，如果示出上述本發明的實施方式的簡單一例，可作為以下的微粒的制造方法來實施:上述被處理流動體中的至少任一種的流體一邊形成上述薄膜流體一邊通過上述兩處理用面間，具備與上述至少任一種流體流動的流路獨立的另外的導入路，上述第I處理用面和第2處理用面的至少任一方，具備至少一個與上述的導入路相通的開口部，將與上述至少任一種的流體不同的至少一種流體從上述開口部導入上述處理用面之間，在上述薄膜流體中混合上述的被處理流動體，在該薄膜流體中使微粒析出。
[0021]發明的效果
[0022]根據本發明，由于可以比以往更簡單且低能量、低成本進行均勻且均質的微粒的制造，因此能夠廉價且穩定地提供微粒。另外對于粒徑的控制也容易進行，因此可以提供與目的對應的微粒。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的實施方式涉及的流體處理裝置的大致剖面圖。[0024]圖2(A)是圖1中所示的流體處理裝置的第I處理用面的大致平面圖，(B)是該裝置的處理用面的主要部分放大圖。
[0025]圖3 (A)是該裝置的第2導入部的剖面圖；(B)是用于說明該第2導入部的處理用面的主要部分放大圖。
[0026]圖4是本發明的實施方式涉及的高速攪拌機的主視圖。
[0027]圖5是同高速攪拌機的內部構造說明圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，對于本發明說明詳細內容。但是，本發明的技術范圍并不受下述實施方式及實施例限定。
[0029]作為本發明中的微粒的種類沒有特別限定，作為一例可舉出有機物、無機物、有機無機的復合物等。作為其 它可舉出有金屬及/或非金屬、它們的化合物等。作為金屬及/或非金屬的化合物沒有特別限定，可舉出一例時，可舉出有金屬或非金屬的鹽、氧化物、氫氧化物、氫氧化氧化物、氮化物、碳化物、絡合物、有機鹽、有機絡合物、有機化合物或它們的水和物、有機溶劑化物等。雖然沒有特別限定，但可舉出金屬或非金屬的硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、亞硫酸鹽、甲酸鹽及醋酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、次亞磷酸鹽、氯化物、含氧酸鹽及乙酰丙酮鹽或它們的水和物、有機溶劑化物等。
[0030]在本發明中，通過在形成于對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對進行旋轉的至少2個處理用面間的薄膜流體中進行用于使上述微粒析出、沉淀或結晶的不良溶劑法、氧化反應、還原反應等的反應，可以制作微粒。具體而言，通過在對向配設了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對進行旋轉的至少2個處理用面間混合在溶劑中混合或溶解了作為目標微粒的原料的微粒原料的微粒原料溶液和用于使微粒原料析出的析出用溶劑，使微粒析出。
[0031]作為本發明中的微粒原料，可使用與上述舉出的微粒相同的原料。本發明中的微粒原料溶液，通過在溶劑中混合或溶解(以下，簡稱為溶解)至少I種微粒原料來進行調制。優選在溶劑中溶解或分子分散至少一種微粒原料來實施。
[0032]作為用于溶解上述微粒原料的溶劑，可以舉出例如水或有機溶劑或由它們多種構成的混合溶劑。作為上述水，可以舉出自來水或離子交換水、純水或超純水、RO水等，作為有機溶劑,可以舉出醇化合物溶劑、酰胺化合物溶劑、酮化合物溶劑、醚化合物溶劑、芳香族化合物溶劑、二硫化碳、脂肪族化合物溶劑、腈化合物溶劑、亞砜化合物溶劑、齒化物溶劑、酯化合物溶劑、離子性液體、羧酸化合物、磺酸化合物等。上述溶劑可以分別單獨使用，或可以將多種以上混合而使用。
[0033]另外，在上述溶劑中也可以混合或溶解堿性物質或酸性物質來實施。作為堿性物質，可舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀等的金屬氫氧化物；如甲醇鈉、異丙醇鈉這樣的金屬醇鹽；另外，三乙胺、2-二乙基氨基乙醇、二乙胺等的胺系化合物等。作為酸性物質可舉出王水、鹽酸、硝酸、發煙硝酸、硫酸、發煙硫酸等的無機酸及蟻酸、醋酸、氯乙酸、二氯乙酸、草酸、三氟乙酸、三氯乙酸等的有機酸。這些堿性物質或酸性物質也可以如上述與各種溶劑混合來實施，也可以分別單獨使用。
[0034]此外，也可以在上述溶劑中混合或溶解氧化劑、還原劑來實施。作為氧化劑沒有特別限定，可舉出硝酸鹽、次氯酸鈉、高錳酸鹽、過氧化物。作為還原劑可舉出氫氧化鋁鋰、硼氫化鈉、肼、肼的水合物、亞硫酸鹽、金屬的離子特別是過渡金屬的離子(鐵離子、鈦離子
坐、坐寸/ 寸O
[0035]作為用于與上述微粒原料溶液混合而使微粒原料析出的析出用溶劑，可以使用與上述的溶劑一樣的溶劑。用于使上述微粒原料溶解的溶劑和使其析出的溶劑，可根據目標微粒來選擇用于溶解的溶劑和用于使其析出的溶劑來實施。
[0036]在本發明中，對于上述微粒原料溶液的調制優選使用高速攪拌機來進行。具體而言在上述溶劑中溶解上述微粒原料時使用高速攪拌機。由此可以抑制一直以來微粒原料溶液中的未溶解物成為原因的粗大粒子的產生，這當然即使在溶解2種以上的分子、元素的情況下，也能夠迅速制作為更均勻的溶解狀態的微粒原料溶液。因此，即使在形成于對向配設了的、可接近?分離的、至少一方相對于另一方相對進行旋轉的至少2個處理用面間的薄膜流體中使微粒析出了的情況下，也能夠制作比一直以來更均勻且均質的微粒。
[0037]使用一般的攪拌子進行長時間的攪拌混合，因具有微粒原料中含有的分子、離子等部分地分解等的問題，所以不予優選，但在本發明中并不限定使用高速攪拌機的攪拌時間。
[0038]本發明中的高速攪拌的方法沒有特別限定，可以使用各種剪切式、摩擦式、高壓噴射式、超聲波式等的攪拌機、溶解機、乳化機、分散機、均化器等來實施。作為一例可舉出々A卜9夕9 7夕7 (IKA社制)、*。丨J卜口 >(今木亍4力社制)、ΤΚ * ?務今寸一(7。9
人u I株式會社制)、工>夕''一(株式會社荏原制作所制)、τκ * ? s4
> 7 口一( 7° 9 4 s7株式會社制)、膠體磨(神鋼a、巧社制)、7 ^ \ —(日本-一々^工業株式會社制)、卜u` 3少 >濕式微粉碎機(三井三池化工機株式會社制)、\ ?'卜口 > ( 二一口 f ^々社制)、7 7 ^ > 7 口一 S > (太平洋機工株式會社制)等的連續式乳化機、hU ” 二”株式會社制)、精密分散乳化器(夕>
r ^ y >7 %r ^ '/ ;ws'—)(工Λ.亍夕二夕株式會社制)、7 47夕7 ( 7。9 4務
々7株式會社制)等的間歇式或連續式兩用乳化機。而且，也可以使用超聲波式的均化器、超聲波清洗機等來調制微粒原料溶液。
[0039]接著，高速攪拌如上述，可以使用各種方式，但在此，參照圖4及圖5說明其一例。
[0040]該高速攪拌機，如圖4中所示，在收容被處理流動體的收容槽101內貫通而插入蓋體 102。
[0041]該高速攪拌機，如圖5中所示，具備攪拌室103和支承該攪拌室103的支承筒104。在攪拌室103的內部收容有葉輪105。該葉輪105設置于旋轉軸106的前端，旋轉軸106配置于支承筒104內部。相對于支承筒104及攪拌室103，旋轉軸106及葉輪105逆向旋轉。支承筒104及旋轉軸106的各自的基端與另外的旋轉驅動裝置(未圖示)連接。
[0042]攪拌室103，具備設于支承筒104的前端的殼體121和設于殼體121的前端側的篩網122。殼體121上形成有吸入口 123，在篩網122上形成有排出口 125。通過葉輪105的旋轉，被處理流動體從該吸入口 123被導入攪拌室103內，分散、溶解等處理后，被處理流動體從上述排出口 125向外部排出。需要說明的是，也可以將排出口 125作為吸入口，將吸入口 123作為排出口來實施。為了劃分篩網122的內部和殼體121的內部，可以設有隔壁124，但也可以不設置來實施。[0043]在上述的例子中，通過使攪拌室103和葉輪105相互逆向旋轉，排出口 125在葉輪105的旋轉方向的逆方向旋轉。由此可以提高兩者間的相對的轉速，可以提高被處理流動體的剪切處理能力。特別是在篩網122的內壁和葉輪105的葉片107的前端之間的微小的間隙中，對被處理流動體施加大的剪切力。
[0044]本申請發明不限定于此，也可以拆下具有排出口 125的篩網122而僅設有具有吸入口 123的殼體121來使其旋轉。通過拆下篩網122，可以對被處理流動體不施加剪切力來進行汽蝕控制、同時在短時間內形成被處理流動體的溶解。
[0045]這樣，由于設于攪拌室103的吸入口 123及排出口 125 —方或雙方旋轉，所以相對于攪拌室103的外部的被處理流動體，依次改變被處理流動體的吸入或排出或其雙方的位置，可以防止由循環而疏遠了的被處理流動體的產生。需要說明的是，也可以不設攪拌室103來實施、僅使葉輪105露出而使其旋轉。
[0046]為了可靠地在收容槽101整個全區域進行被處理流動體的循環，也可以設有沿著支承筒104的長軸方向螺旋狀卷繞的導入翼片131。該導入翼片131與支承筒104 —體旋轉，由此位于收容槽101內上方的被處理流動體沿著支承筒104外周下降，被導入吸入口123。另外，也可設有與上述導入翼片131逆向卷繞的循環翼片132。該循環翼片132配置于導入翼片131的外側，使從排出口 125排出了的被處理流動體向收容槽101的上方循環。
[0047]需要說明的是，圖4及圖5中所示的高速攪拌機，作為上述的精密分散乳化器(-L ” 株式會社制)而產品化。
[0048]另外，使用上述高速攪拌將微粒原料溶解于溶劑時的攪拌葉輪的圓周速度沒有特別限定，優選為lm/s以上。可以根據溶劑的粘度、溫度、或進行溶解的微粒原料的濃度來適當靈活運用。
[0049]以下，使用附圖對在.上述的、對向配設的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對進行旋轉的至少2個處理用面間使微粒析出的裝置的實施方式進行說明。
[0050]圖1?圖3所示的流體處理裝置，與專利文獻3記載的裝置相同，所述裝置為如下裝置:在可接近.分離的至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的處理用部中的處理用面之間處理被處理物，即，將被處理流動體中的作為第I被處理流動體的第I流體導入處理用面間，從與導入了上述第I流體的流路獨立、具備與處理用面間的開口部相通的其它流路將被處理流動體中的第2被處理流動體即第2流體導入處理用面間，在處理用面間將上述第I流體和第2流體進行混合.攪拌來進行處理。需要說明的是，在圖1中，U表示上方，S表示下方，在本發明中，上下前后左右僅限于表示相對的位置關系，并不特定絕對的位置。在圖2(A)、圖3(B)中，R表示旋轉方向。在圖3(B)中，C表示離心力方向(半徑方向)。
[0051]該裝置為如下裝置:使用至少2種流體，對于其中至少I種流體，包含至少I種被處理物，具備可接近?分離地相互對向配設的至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面，在這些處理用面之間使上述各流體匯合而形成薄膜流體，在該薄膜流體中處理上述被處理物。該裝置如上所述，可以處理多個被處理流動體，但也可以處理單一的被處理流動體。
[0052]該流體處理裝置具備對向的第I及第2的2個處理用部10、20，至少一方處理用部進行旋轉。兩處理用部10、20的對向的面分別成為處理用面。第I處理用部10具備第I處理用面1，第2處理用部20具備第2處理用面2。
[0053]兩處理用面1、2與被處理流動體的流路連接，構成被處理流動體的流路的一部分。該兩處理用面1、2間的間隔可以適宜變更進行實施，通常調整為Imm以下，例如
0.1 μ m?50 μ m左右的微小間隔。由此，通過該兩處理用面1、2間的被處理流動體，成為由兩處理用面1、2所強制的強制薄膜流體。
[0054]在使用該裝置處理多個被處理流動體的情況下，該裝置與第I被處理流動體的流路連接，形成該第I被處理流動體的流路的一部分，同時，形成與第I被處理流動體不同的第2被處理流動體的流路的一部分。而且，該裝置進行如下流體的處理:使兩流路合流，在處理用面1、2間，混合兩被處理流動體，使其反應等。需要說明的是，在此，“處理”并不限于被處理物反應的方式，也包含不伴隨反應而僅進行混合.分散的方式。
[0055]具體地進行說明時，具備:保持上述第I處理用部10的第I托架11、保持第2處理用部20的第2托架21、接面壓力賦予機構、旋轉驅動機構、第I導入部dl、第2導入部d2和流體壓力賦予機構P。
[0056]如圖2(A)所示，在該實施方式中，第I處理用部10為環狀體，更詳細而言，其為圈狀的圓盤。另外，第2處理用部20也為環狀的圈狀的圓盤。第1、第2處理用部10、20的材質除金屬之外，可以采用對陶瓷或燒結金屬、耐磨耗鋼、藍寶石、其它金屬實施有固化處理的材料或將硬質材料實施有加襯或涂層、鍍敷等的材料。在該實施方式中，兩處理用部10、20，相互對向的第1、第2處理用面1、2的至少一部分被行鏡面研磨。
[0057]該鏡面研磨的面粗糙度沒有特別限定，優選設為Ra0.01?1.0 μ m，更優選為Ra0.03 ?0.3 μ m。
[0058]至少一方的托架可以用電動機等旋轉驅動機構(無圖示)相對于另一方的托架相對地進行旋轉。圖1的50表示旋轉驅動機構的旋轉軸，在該例中，該旋轉軸50上所安裝的第I托架11進行旋轉，該第I托架11上所支承的第I處理用部10相對于第2處理用部20進行旋轉。當然，可以使第2處理用部20旋轉，也可以使兩者旋轉。另外，在該例中，將第
1、第2托架11、21，使 第1、第2處理用部10、20相對于該第1、第2托架11、21旋轉也是可以的。
[0059]第I處理用部10和第2處理用部20至少任一方可與至少任意另一方接近?分離，兩處理用面1、2可接近?分離。
[0060]在該實施方式中，第2處理用部20相對于第I處理用部10接近?分離，在設置于第2托架21的收容部41中可以可出沒地收容第2處理用部20。但是，相反地，可以第I處理用部10可相對于第2處理用部20接近.分離，也可以兩處理用部10、20相互接近.分離。
[0061]該收容部41為第2處理用部20的主要收容與處理用面2側相反側的部位的凹部，從平面看，其為呈現圓的即形成為環狀的槽。該收容部41具有可以可使第2處理用部20旋轉的充分的間隙，收容第2處理用部20。需要說明的是，第2處理用部20以在軸方向可以僅進行平行移動的方式配置，通過增大上述間隙，第2處理用部20也可以以消除與上述收容部41的軸方向平行的關系的方式使處理用部20的中心線相對于收容部41傾斜而位移，進而，可以以第2處理用部20的中心線和收容部41的中心線在半徑方向偏離的方式進行位移。
[0062]這樣，希望通過3維且可以位移地保持的浮動機構來保持第2處理用部20。
[0063]上述被處理流動體，在通過由各種泵、位置能量等構成的流體壓力賦予機構P賦予壓力的狀態下，從成為流體流動的流路的第I導入部dl和第2導入部d2導入兩處理用面1、2間。在該實施方式中，第I導入部dl為設置在環狀的第2托架21的中央的流體的通路，其一端從環狀的兩處理用部10、20的內側被導入兩處理用面1、2間。第2導入部d2向處理用面1、2供給第I被處理流動體和進行反應的第2被處理流動體。在該實施方式中，第2導入部d2為設置于第2處理用部20的內部的流體的通路，其一端在第2處理用面2上開口。通過流體壓力賦予機構P所加壓的第I被處理流動體從第I導入部dl被導入兩處理用部10、20的內側的空間，通過第I處理用面I和第2處理用面2之間，在兩處理用部10,20的外側穿過。在這些處理用面1、2間，從第2導入部d2供給通過流體壓力賦予機構P所加壓的第2被處理流動體，與第I被處理流動體合流，進行混合、攪拌、乳化、分散、反應、晶出、晶析、析出等各種流體處理，從兩處理用面1、2排出至兩處理用部10、20的外側。需要說明的是，也可以通過減壓泵使兩處理用部10、20的外側的環境為負壓。
[0064]上述接面壓力賦予機構將作用于使第I處理用面I和第2處理用面2接近的方向的力賦予處理用部。在該實施方式中，接面壓力賦予機構設置在第2托架21上，將第2處理用部20向第I處理用部10賦能。
[0065]上述接面壓力賦予機構，第I處理用部10的第I處理用面I和第2處理用部20的第2處理用面2壓在進行接近的方向，通過與使該接面壓力和流體壓力等兩處理用面1、2間分離的力的均衡，產生具有nm單位至μ m單位的微小的膜厚的薄膜流體。換言之，通過上述力的均衡，將兩處理用面1、2間的間隔保持在規定的微小間隔。
[0066]在圖1所示的實施方式中，接面壓力賦予機構配位于上述收容部41和第2處理用部20之間。具體而言，由向將第2處理用部20靠近于第I處理用部10的方向賦能的彈簧43和導入空氣、油等賦能用流體的賦能用流體的導入部44構成，通過彈簧43和上述賦能用流體的流體壓力賦予上述接面壓力。該彈簧43和上述賦能用流體的流體壓力賦予任一方即可，可以為磁力或重力等其它的力。抵抗該接面壓力賦予機構的賦能，由于通過流體壓力賦予機構P所加壓的被處理流動體的壓力、粘性等產生的分離力，第2處理用部20遠離第I處理用部10，在兩處理用面間打開微小的間隔。這樣，利用該接面壓力和分離力的平衡，以μ m單位的精度設定第I處理用面I和第2處理用面2，進行兩處理用面1、2間的微小間隔的設定。作為上述分離力，可以舉出被處理流動體的流體壓或粘性和處理用部的旋轉形成的離心力、對賦能用流體導入部44施加負壓時的該負壓、將彈簧43制成抗張彈簧時的彈簧的力等。該接面壓力賦予機構不是第2處理用部20，可以設置于第I處理用部10，也可以設置于兩者。
[0067]對上述分離力進行具體說明時，第2處理用部20與上述第2處理用面2同時具備位于第2處理用面2的內側(即，被處理流動體向第I處理用面I和第2處理用面2之間的進入口側)而與該第2處理用面2鄰接的分離用調整面23。在該例中，分離用調整面23作為傾斜面被實施，但也可以為水平面。被處理流動體的壓力作用于分離用調整面23，產生使第2處理用部20從第I處理用部10分離的方向的力。因此，用于產生分離力的受壓面成為第2處理用面2和分離用調整面23。
[0068]進而，在該圖1的例中，在第2處理用部20中形成有近接用調整面24。該近接用調整面24，為與分離用調整面23在軸方向上相反側的面(在圖1中為上方的面)，被處理流動體的壓力發生作用，產生使第2處理用部20向第I處理用部10接近的方向的力。[0069]需要說明的是，作用于第2處理用面2及分離用調整面23的被處理流動體的壓力、即流體壓，可理解為構成機械密封中的開啟力的力。投影于與處理用面1、2的接近?分離的方向、即第2處理用部20的出沒方向(在圖1中為軸方向)正交的假想平面上的近接用調整面24的投影面積Al和投影于該假想平面上的第2處理用部20的第2處理用面2及分離用調整面23的投影面積的合計面積A2的面積比A1/A2被稱為平衡比K，上述開啟力的調整上是重要的。對該開啟力而言，可以通過變更上述平衡線、即近接用調整面24的面積Al，通過被處理流動體的壓力、即流體壓進行調整。
[0070]滑動面的實面壓P、即接面壓力中的流體壓產生的壓力用下式進行計算。
[0071]P = PlX (K-k) + Ps
[0072]在此，Pl表示被處理流動體的壓力即流體壓，K表示上述平衡比，k表示開啟力系數，Ps表示彈簧及背壓力。
[0073]通過利用該平衡線的調整調整滑動面的實面壓P而使處理用面1、2間為所期望的微小間隙量，形成被處理流動體產生的流動體膜，將生成物等被處理了的被處理物制成微細，另外，進行均勻的反應處理。
[0074]需要說明的是，省略圖示，也可以將近接用調整面24形成具有比分離用調整面23還大的面積的面進行實施。
[0075]被處理流動體成為通過保持上述微小的間隙的兩處理用面1、2而被強制的薄膜流體，移動至環狀的兩處理用面1、2的外側。但是，由于第I處理用部10旋轉，因此，所混合的被處理流動體不會從環狀的兩處理用面1、2的內側向外側直線地移動，向環狀的半徑方向的移動向量和向周方向的移動向量的合成向量作用于被處理流動體，從內側向外側大致漩渦狀地移動。
[0076]需要說明的是 ，旋轉軸50并不限定于垂直配置的旋轉軸，可以為在水平方向配位的旋轉軸，也可以為傾斜配位的旋轉軸。這是因為被處理流動體以兩處理用面1、2間的微細的間隔進行處理，實質上可以排除重力的影響。另外，該接面壓力賦予機構通過與可位移地保持上述第2處理用部20的浮動機構并用，也作為微振動、旋轉對準的緩沖機構起作用。
[0077]第1、第2處理用部10、20可以將其至少任一方進行冷卻或加熱而調整其溫度，在圖1中，圖示有在第1、第2處理用部10、20上設有溫調機構(溫度調整機構)Jl，J2的例子。另外，可以將所導入的被處理流動體進行冷卻或加熱而調整其溫度。這些溫度也可以用于所處理的被處理物的析出，另外，也可以為了在第1、第2處理用面1、2間的被處理流動體上產生貝納爾對流或馬朗格尼對流而設定。
[0078]如圖2所示，可以在第I處理用部10的第I處理用面I上形成從第I處理用部10的中心側向外側、即在徑方向伸長的槽狀的凹部13而實施。該凹部13的平面形狀，如圖2(B)所示，可以為將第I處理用面I上彎曲或漩渦狀地伸長而成的形狀或沒有圖示，也可以為筆直地向外方向伸長的形狀、L字狀等地屈曲或彎曲而成的形狀、連續而成形狀、斷續而成的形狀、分支而成的形狀。另外，該凹部13也可作為形成于第2處理用面2而實施，也可作為形成于第I及第2處理用面1、2的兩者而實施。通過形成這樣的凹部13可得到微泵效果，具有可在第I及第2處理用面1、2間抽吸被處理流動體的效果期望。
[0079]該凹部13的基端達到第I處理用部10的內周。該凹部13的前端朝向第I處理用部面I的外周面側而延伸，其深度(橫截面積)隨著從基端朝向前端，逐漸減少。[0080]在該凹部13的前端和第I處理用面I的外周面之間設置有沒有凹部13的平坦面16。
[0081]在第2處理用面2上設有上述第2導入部d2的開口部d20的情況下，優選設置于與對向的上述第I處理用面I的平坦面16對向的位置。
[0082]該開口部d20，優選設置在比第I處理用面I的凹部13更靠下游側(在該例子中為外側)。特別是優選設置在與通過微泵效果導入時的流動方向變換為在處理用面間形成的螺旋狀層流的流動方向的點相比外徑側的與平坦面16對向的位置。具體而言，在圖2(B)中，優選將至徑向的距離η設為距在第I處理用面I上設置的凹部13的最外側的位置的約0.5mm以上。特別是在從流體中使微粒析出的情況下，優選在層流條件下進行多種被處理流動體的混合和微粒的析出。
[0083]該第2導入部d2可以具有方向性。例如，如圖3(A)所示，來自上述第2處理用面2的開口部d20的導入方向相對于第2處理用面2以規定的仰角(Θ I)傾斜。該仰角(Θ I)設為超過O度且小于90度，進而，在反應速度快的反應的情況下，優選以I度以上且45度以下設置。
[0084]另外，如圖3(B)所示，來自上述第2處理用面2的開口部d20的導入方向在沿上述第2處理用面2的平面上具有方向性。該第2流體的導入方向在處理用面的半徑方向的成分中為遠離中心的外方向，且在相對于進行了旋轉的處理用面間中的流體的旋轉方向的成分中為正向。換言之，以通過開口部d20的半徑方向即外方向的線段為基準線g，具有從該基準線g向旋轉方向R的規定的角度(Θ 2)。關于該角度(Θ 2)，也優選設為超過O度且低于90度。
[0085]該角度(Θ 2)可以根據流體的種類、反應速度、粘度、處理用面的旋轉速度等各種的條件進行變更而實施。另外，也可以在第2導入部d2中完全不具有方向性。
[0086]上述被處理流動體的種類和其流路的數在圖1的例中設為2個，但可以為I個，也可以為3個以上。在圖1的 例中，從第2導入部d2在處理用面1、2間導入第2流體，該導入部可以設置于第I處理用部10，也可以設置于兩者。另外，可以對一種被處理流動體準備多個導入部。另外，對設置于各處理用部的導入用的開口部而言，其形狀或大小或數量沒有特別限制，可以適宜變更而實施。另外，可以就在上述第I及第2處理用面間1、2之前或更上游側設置導入用的開口部。
[0087]需要說明的是，可以在處理用面1、2間進行上述反應即可，因此，可以與上述相反地從第I導入部dl導入第2流體，從第2導入部d2導入包含第I流體的溶液。即，各溶劑中的第1、第2的表述只不過具有多種存在的溶劑的第η個這樣的用于識別的意思，也可存在第3以上的流體。
[0088]在上述裝置中，如析出.沉淀或結晶化這樣的處理，如圖1中所示，在可接近.分離地相互對向配設、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面1、2之間一邊強制地均勻混合一邊產生。被處理了的被處理物的粒徑、單分散度，可通過適當調節處理用部10、20的轉速、流速、處理用面1，2間的距離、被處理流動體的原料濃度或被處理流動體的溶劑種類等來控制。
[0089]以下，對使用上述的裝置進行的微粒的制造方法的具體方式進行說明。
[0090]上述的裝置中，在形成于可接近?分離相互對向配設、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面之間的薄膜流體中混合在溶劑中溶解至少I種微粒原料的微粒原料溶液和至少I種析出用溶劑，使微粒析出。這時，使用高速攪拌或超聲波進行上述微粒原料溶液的調制。
[0091]上述的微粒的析出反應，在本申請圖1中所示的裝置的、可接近?分離相互對向配設、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面1、2間強制一邊均勻混合一邊產生。
[0092]首先，從一個流路即第I導入部dl將作為第I流體的至少I種析出用溶劑導入可接近?分離地相互對向配設、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面1、2間，在該處理用面間形成由第I流體構成的薄膜流體即第I流體膜。
[0093]接著從另一流路即第2導入部d2將作為第2流體的在溶劑中溶解了至少I種微粒原料的微粒原料溶液直接導入在上述處理用面1、2間形成的第I流體膜。
[0094]如上述，通過被處理流動體的供給壓和再進行旋轉的處理用面之施加間的壓力的壓力平衡，可以在固定了距離的處理用面1、2間混合第I流體和第2流體、進行微粒的析出反應。
[0095]需要說明的是，只要在處理用面1，2間可以進行上述反應即可，因此，也可以與上述相反，從第I導入部dl導入第2流體，從第2導入部d2導入第I流體。即，各流體的第1、第2的表達只不過是存在多數的流體的第η個的這種具有用于識別的意思，也可以存在第3以上的流體。
[0096]如上述，在處理裝置中，除第I導入部dl、第2導入部d2以外，也可以設有第3導入部d3，該情況下，例如可從各導入部將第I流體、第2流體、與第I流體及第2流體不同的第3流體分別各自導入處理裝置。然后，可以個別地管理各溶液的濃度及壓力，可以更精密地控制析出反應。另外，導入各導入部的被處理流動體(第I流體?第3流體)的組合可以任意設定。設有第4以上的導.入部的情況也同樣，這樣可以將導入處理裝置的流體細分化。
[0097]進而，也可以控制第1、第2流體等的被處理流動體的溫度，或控制第I流體和第2流體等的溫度差(即，供給的各被處理流動體的溫度差)。為了控制供給的各被處理流動體的溫度、溫度差，測定各被處理流動體的溫度(就要導入處理裝置、更詳細地說處理用面1、2間前的溫度)，也可以附加進行導入處理用面1，2間的各被處理流動體的加熱或冷卻的機構來實施。
[0098]實施例
[0099]以下對本發明公開實施例來更詳細進行說明，但本發明并不僅僅限于這些實施例。
[0100]需要說明的是，在以下的實施例中，“從中央”意思為圖1所示的處理裝置的“從第I導入部dl”的意思，第I流體指從第I導入部dl導入的上述的第I被處理流動體，第2流體指從圖1所示的處理裝置的第2導入部d2導入的上述的第2被處理流動體。
[0101]在ICP發光分光分析中，使用(株)島津制作廠制、ICPS-8100(順序型)，對于所得的微粒粉體測定鋅(Zn)和鍺(Ge)的濃度(moI濃度)。
[0102]在TEM觀察及EDX測定中，使用日本電子(株)制、JEM-2100，將一次粒徑的觀察或一次粒子中的鋅(Zn)和鍺(Ge)的濃度(mol濃度)，對于多個視場進行觀察以及測定而算出元素比率。需要說明的是，作為TEM觀察及EDX測定的觀測條件，設為觀察倍率25萬倍以上，在100個部位進行元素比率的確認，使用平均值。
[0103](實施例1?6、比較例I?2)
[0104]作為實施例1?6，如圖1中所示，在形成于具有對向配設了的可接近.分離的處理用面的、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面1、2之間的薄膜流體中，使用均勻地進行擴散.攪拌.混合的反應裝置而混合微粒原料溶液和析出用溶劑，在薄膜流體中進行析出反應。
[0105]從中央將lwt%氨水作為第I流體的析出用溶劑以供給壓力/背壓力=
0.5MPa/0.02MPa、轉速1500rpm —邊輸送，一邊將在離子交換水中溶解了硝酸鋅和四氯化鍺的微粒原料溶液(硝酸鋅3wt%、四氯化鍺0.18wt%(mol比95:5))作為第2流體導入處理用面間。第I流體 和第2流體在薄膜流體中被混合，作為分散了鍺摻雜氧化鋅微粒作為微粒的鍺摻雜氧化鋅微粒分散液從處理用面排出。將第I流體以及第2流體的送液溫度示于表I。該送液溫度在既要被導入處理裝置前(換句話說，各流體就要被導入處理用面
1、2間前)測定第I流體和第2流體各自的溫度。為了從排出了的鍺摻雜氧化鋅微粒分散液中去除雜質，使鍺摻雜氧化鋅微粒緩緩凝集，作為清洗操作用離心分離機(X18000G)使鍺摻雜氧化鋅微粒沉降，去除上清液后，加入純水而再分散鍺摻雜氧化鋅微粒，再次使用離心分離機而使其沉降。進行3次上述清洗操作后，將最終得到的鍺摻雜氧化鋅微粒的糊在50°C、-0.1MPaG進行真空干燥。進行得到的鍺摻雜氧化鋅微粒粉末的ICP測定，算出鋅和鍺的元素比率(mol比)。另外，進行鍺摻雜氧化鋅微粒粉末的TEM觀察及EDX測定，算出鋅和鍺的元素比率(mol比)。
[0106]對于實施例1?6，作為高速攪拌機使用精密分散乳化器(二 ^ f ^ 二 〃 ^株式會社制)來調制第2流體即微粒原料溶液。具體而言，使用精密分散乳化器，一邊以表I中所述的圓周速度攪拌離子交換水，一邊投入、溶解硝酸鋅和四氯化鍺。
[0107]另外，對于比較例I?2，使用攪拌子和磁力攪拌器而將硝酸鋅和四氯化鍺溶解于離子交換水中。其它條件與上述實施例1?6 —樣來實施。表I將處理條件、和ICP測定結果以及利用TEM-EDX測定結果的元素比率、及利用TEM觀察的一次粒徑一起示出。
[0108]得知:使用了用精密分散乳化器而制作了的第2流體的實施例1?6，在IPC測定結果和TEM-EDX測定結果無差別。IPC測定中，測定鍺摻雜氧化鋅微粒粉末整體的元素比率，與之相對，在TEM-EDX測定中，由在多視場中觀察及測定微粒而知微粒中含有的元素不均。通過比較兩者的測定結果，可以評價微粒以更均勻且均質的元素比而制作。
[0109]另外，實施例1?3和實施例4?6中，即使使精密分散乳化器的圓周速度變化，得到的鍺摻雜氧化鋅微粒的元素比率也不進行大的變化。
[0110]接著，觀察制作了的微粒的粒徑和其分布時，實施例1?3與比較例I相比，得到粒徑小且粒徑分布的范圍窄的鍺摻雜氧化鋅微粒，實施例4?6與比較例2相比，得到粒徑小且粒徑分布的范圍窄的鍺摻雜氧化鋅微粒。
[0111]另外，比較實施例1?3和實施例4?6，第I流體的送液速度快者，得到大粒徑的鍺摻雜氧化鋅微粒。
[0112]另外，在實施例1?3和實施例4?6中，即使使精密分散乳化器的圓周速度變化，得到的鍺摻雜氧化鋅微粒的粒徑的大小幾乎不變化。
[0113]從上述情況可知使用高速攪拌機而制作微粒原料溶液，由此即使是含有多種元素的微粒，也能夠制作均勻且均質的微粒。另外，可控制制作的微粒的粒徑得到確認。
[0114][表I]
[0115]
_.第2流體..第1流體__元素分析粒徑
調制裊置圓周神類 [Zn:Ge]送液送液紳類保液送液「Zn: Ge][_]
速度ftroi) 速度溫度iijfe溫皮(..ιο?；'
(m/s)L-nl/rrir.,」LjCJL'i /m n J ['Cj ICP TEM-EDX TEM
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[0116](實施例7?8、比較例3?4)
[0117]作為實施例7?8，如圖1中所示，在形成于具有對向配設了的可接近.分離的處理用面的、至少一方相對于另一方進行旋轉的處理用面1、2之間的薄膜流體中，使用均勻地擴散.攪拌.混合的反應裝置而混合微粒原料溶液和析出用溶劑，在薄膜流體中進行析出反應。
[0118]從中央將甲醇作為第I流體的析出用溶劑以供給壓力/背壓力=
0.5MPa/0.02MPa、轉速2000rpm —邊進行送液，一邊將在濃硫酸中溶解了有機顏料即C.1.Pigment Violetl9 (PV-19)的微粒原料溶液(濃度2wt%)作為第2流體導入處理用面間。第I流體和第2流體在薄膜流體中被混合，作為微粒分散有PV-19微粒的PV-19微粒分散液從處理用面排出。將第I流體以及第2流體的送液溫度示于表2。該送液溫度，在就要被導入處理裝置前(換句話說，各流體就要被導入處理用面1、2間之前)測定第I流體和第2流體各自的溫度。為了從被排出 了的PV-19微粒分散液中去除雜質，使PV-19微粒緩緩凝集，作為清洗操作在離心分離機(X 18000G)中使PV-19微粒沉降，去除上清液后，力口入純水而再分散PV-19微粒，再次使用離心分離機使其沉降。進行3次上述清洗操作后，將最終得到的PV-19微粒的糊在50°C、-0.1MPaG下進行真空干燥。觀察得到的PV-19微粒粉末的TEM像。
[0119]對于實施例7?8，使用精密分散乳化器(二 Λ.f々二 〃々株式會社制)作為高速攪拌機來調制第2流體即微粒原料溶液。具體而言，使用精密分散乳化器，一邊以表2中記載了的圓周速度攪拌濃硫酸，一邊將PV-19投入、溶解。另外，對于比較例3?4，使用攪拌子和磁力攪拌器在濃硫酸中混合.溶解PV-19。其它條件與上述實施例7?8 一樣來實施。表2中合并示出處理條件、用TEM觀察的PV-19微粒的粒徑和粒子形狀。
[0120]通過使用用精密分散乳化器制作了的第2流體，得到球形的微粒，與之相對，使用用攪拌子和磁力攪拌器制作了的第2流體時，粒徑變大，另外生成不是球形的粒子。另外發現:提高精密分散乳化器的圓周速度、且第2流體的送液速度快者，得到粒徑大的PV-19微粒，可控制粒徑。[0121]從以上的情況得知:通過使用高速攪拌機來制作微粒原料溶液，可以制作均勻且均質的微粒。
[0122][表2]
[0123]
【權利要求】
1.一種微粒的制造方法，其特征在于，含有至少以下的2個工序: (I)通過使用高速攪拌而將至少I種微粒原料溶解于溶劑來調制微粒原料溶液的工序; (II )在形成于對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合所述微粒原料溶液和用于使所述微粒原料析出的至少I種析出用溶劑、使微粒析出的工序。
2.如權利要求1所述的微粒的制造方法，其特征在于， 使用所述高速攪拌而將微粒原料溶解于溶劑時的攪拌葉輪的圓周速度為lm/s以上。
3.—種微粒的制造方法，其特征在于，含有至少以下的2個工序: (I )通過使用超聲波而將至少I種微粒原料溶解于溶劑來調制微粒原料溶液的工序; (II )在形成于對向配設了的、可接近.分離的、至少一方相對于另一方相對地進行旋轉的至少2個處理用面之間的薄膜流體中混合所述微粒原料溶液和用于使所述微粒原料析出的至少I種析出用溶劑、使微粒析出的工序。
4.如權利要求1或3所述的微粒的制造方法，其特征在于， 通過使用高速攪拌或超聲波進行所述微粒原料溶液的調節，控制被析出的微粒的粒徑。
【文檔編號】B01J19/00GK103429337SQ201280012491
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年3月21日 優先權日:2011年3月23日
【發明者】倉木淳, 荒木加永子, 前川昌輝, 本田大介, 榎村真一 申請人:M技術株式會社