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1、(10)申请公布号 CN 103097286 A (43)申请公布日 2013.05.08 CN 103097286 A *CN103097286A* (21)申请号 201180043755.4 (22)申请日 2011.04.28 C01B 13/34(2006.01) C01G 9/02(2006.01) (71)申请人 M 技术株式会社 地址 日本大阪 (72)发明人 仓木淳 前川昌辉 本田大介 榎村真一 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 贾成功 (54) 发明名称 氧化物氢氧化物的制造方法 (57) 摘要 本发明提供氧化物和氢氧化物的比。
2、率得到控 制了的氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法。为氧 化物或氢氧化物或它们的混合物的制造方法, 在 对向配设的可接近分离的至少一方相对于另一 方相对进行旋转的处理用 (1) 、(2) 间、 混合作为 被处理流动体的含有金属或金属化合物的至少 1 种的流体和含有至少 1 种碱性物质的碱性流体而 使氧化物或氢氧化物或它们的混合物析出时, 通 过改变与导入处理用面 (1) 、(2) 间的上述被处理 流动体的至少任一方相关的特定的条件, 得到氧 化物和氢氧化物的比率得到控制了的氧化物及 / 或氢氧化物。上述特定的条件设定为选自由上述 被处理流动体的至少任一方的导入速度和上述被 处理流动体的至少任一。
3、方的pH组成的组的至少1 种。 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.03.12 (86)PCT申请的申请数据 PCT/JP2011/060486 2011.04.28 (87)PCT申请的公布数据 WO2012/147209 JA 2012.11.01 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 14 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书14页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103097286 A CN 103097286 A *CN103097286A* 1/1 页 2 1. 一种氧化物及 / 或氢氧化物的。
4、制造方法, 其为以下的氧化物及 / 或氢氧化物的制造 方法 : 作为被处理流动体使用至少两种流体, 其中至少 1 种流体为含有至少 1 种金属或金属 化合物的流体、 在上述以外的流体中至少 1 种流体为含有至少 1 种碱性物质的碱性流体、 将所述被处理流动体在对向配设的可接近 分离的至少一方相对于另一方相对进行旋 转的至少两个处理用面之间形成的薄膜流体中进行混合, 使氧化物或氢氧化物或者它们的 混合物析出 ; 其特征在于, 通过改变与导入所述至少两个处理用面间的含有至少 1 种所述金属或金属化合物的 流体和所述碱性流体的至少任一方相关的特定的条件, 控制氧化物和氢氧化物的比率而使 其析出 ; 。
5、所述特定的条件为选自由含有至少 1 种所述金属或金属化合物的流体和所述碱性 流体中的至少任一方的导入速度、 和含有至少 1 种所述金属或金属化合物的流体和所述碱 性流体中的至少任一方的 pH 组成的组的至少 1 种。 2.如权利要求1所述的氧化物及/或氢氧化物的制造方法, 其特征在于, 构成所述金属 或金属化合物的元素为选自由化学周期表上的所有金属元素、 B、 Si、 Ge、 As、 Sb、 C、 N、 S、 Te、 Se、 F、 Cl、 Br、 I、 At 组成的组中的至少 1 种。 3.一种氧化物及/或氢氧化物的制造方法, 其特征在于, 通过权利要求1或2所述的氧 化物及 / 或氢氧化物的。
6、制造方法而制造的氧化物及 / 或氢氧化物为微粒。 4.一种氧化物的制造方法, 其特征在于, 通过将通过权利要求13的任一项所述的氧 化物及 / 或氢氧化物的制造方法而制造的氢氧化物或氧化物和氢氧化物的混合物进行烧 成而制造氧化物。 权 利 要 求 书 CN 103097286 A 2 1/14 页 3 氧化物氢氧化物的制造方法 技术领域 0001 本发明涉及氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法。 背景技术 0002 近年来, 在催化剂、 导电性材料、 磁性材料、 二次电子发射材料、 发光体、 吸热体、 能 源存储、 电极材料、 着色材料等广泛领域中, 要求氧化物或氢氧化物或者作为氧化物的前体 的。
7、氢氧化物, 根据其目的或要求, 需要控制了氧化物和氢氧化物的比率的氧化物及 / 或氢 氧化物。例如, 氧化锌根据其电特性、 光学特性、 化学特性而广泛用于透明电极材料、 荧光 体、 药品等。 而且, 从作为目的的用途、 特性的观点来看, 有时在制作氢氧化锌或者氧化锌和 氢氧化锌的混合物之后将其进行烧成, 制造氧化锌, 需要控制了氧化物和氢氧化物的混合 比率的氧化物及 / 或氢氧化物。 0003 作为氧化物或氢氧化物的制造方法, 有专利文献1或专利文献2那样的方法, 但在 目前为止的方法中, 难以分开制作氧化物和氢氧化物, 控制氧化物和氢氧化物的比率而制 造氧化物和氢氧化物是较困难的。另外, 如。
8、专利文献 2, 在使用反应槽制作氧化物或氢氧化 物的微粒的情况下, 由于反应槽中的浓度分布、 温度分布, 反应条件容易变得不均匀, 因此 不仅难以控制氧化物和氢氧化物的比率, 而且对于粒径难也以使得均匀。 0004 另外, 由本申请申请人提供了如专利文献 3 所示的陶瓷微粒的制造方法, 但对于 控制氧化物和氢氧化物的比率的方法没有具体公开, 需求控制了氧化物和氢氧化物的比率 的氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法。 0005 现有技术文献 0006 专利文献 0007 专利文献 1 : 特开 2010-285334 号公报 0008 专利文献 2 : 特开平 11-60246 号公报 0009 。
9、专利文献 3 : 国际公开 WO2009 008392 号小册子 发明内容 0010 发明要解决的课题 0011 本发明是鉴于上述情况, 其课题在于, 提供控制了氧化物和氢氧化物的比率的氧 化物及 / 或氢氧化物的制造方法。 0012 用于解决课题的手段 0013 本发明人, 进行了深入研究, 结果发现, 在对向配设的可接近分离的至少一方相 对于另一方相对进行旋转的处理用面间, 混合作为被处理流动体的含有金属或金属化合物 的至少 1 种的流体和含有至少 1 种碱性物质的碱性流体而析出氧化物及 / 或氢氧化物时, 通过改变与上述含有至少 1 种金属或金属化合物的流体和碱性流体的至少任一方相关的 。
10、特定的条件, 得到控制了氧化物和氢氧化物的比率的氧化物及 / 或氢氧化物, 完成了本发 明。 说 明 书 CN 103097286 A 3 2/14 页 4 0014 本申请的第1方面中记载的发明, 提供氧化物及/或氢氧化物的制造方法, 使用至 少两种被处理流动体, 其中, 至少1种被处理流动体为含有金属或金属化合物的至少1种的 流体, 在上述以外的被处理流动体中, 至少1种被处理流动体为含有至少1种碱性物质的碱 性流体, 将上述被处理流动体在对向配设的可接近分离的至少一方相对于另一方相对进 行旋转的至少两个处理用面之间形成的薄膜流体中进行混合, 使氧化物或氢氧化物或它们 的混合物析出, 其特。
11、征在于, 通过改变与导入上述至少两个处理用面间的含有至少 1 种上 述金属或金属化合物的流体和上述碱性流体的至少任一方相关的特定的条件, 控制氧化物 及 / 或氢氧化物的比率而使其析出, 上述特定的条件是选自由含有至少 1 种上述金属或金 属化合物的流体和上述碱性流体中的至少任一方的导入速度和含有至少 1 种上述金属或 金属化合物的流体和上述碱性流体中的至少任一方的 pH 组成的组的至少 1 种。在改变与 导入上述至少两个处理用面间的含有金属或金属化合物的至少 1 种的流体和碱性流体的 至少任一方相关的特定的条件的情况下, 具体地讲, 对于向上述处理用面间的导入速度的 控制, 可以列举下述的 。
12、(1) (3) , 另外, 对于 pH 的控制, 可以列举下述的 (4) (6) 。而且, 还可以分别组合 (1) (3) 的导入速度的控制和 (4) (6) 的 pH 的控制来实施。 0015 (1) 对于含有至少1种金属或金属化合物的至少1种的流体, 改变向上述处理用面 间的导入速度。 0016 (2) 对于至少 1 种碱性流体, 改变向上述处理用面间的导入速度。 0017 (3) 对于含有至少 1 种金属或金属化合物的至少 1 种的流体和至少 1 种碱性流体 双方, 改变向上述处理用面间的导入速度。 0018 (4) 对于含有至少 1 种金属或金属化合物的至少 1 种的流体, 改变 pH。
13、。 0019 (5) 对于至少 1 种碱性流体, 改变 pH。 0020 (6) 对于含有至少 1 种金属或金属化合物的至少 1 种的流体和至少 1 种碱性流体 双方, 改变 pH。 0021 另外, 构成本发明中的氧化物或氢氧化物或它们的混合物的元素没有特别限定, 可以列举化学周期表上的所有元素。优选为化学周期表上的所有金属元素, 除这些金属元 素以外, 可以列举 B、 Si、 Ge、 As、 Sb、 C、 N、 S、 Te、 Se、 F、 Cl、 Br、 I、 At。这些元素可以分别单 独形成氧化物、 氢氧化物或它们的混合物, 也可以形成由多个元素构成的复合体。 0022 另外, 本申请的。
14、第 2 方面中记载的发明, 提供氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法, 其特征在于, 构成上述金属或金属化合物的元素是选自由化学周期表上的所有金属元素、 B、 Si、 Ge、 As、 Sb、 C、 N、 S、 Te、 Se、 F、 Cl、 Br、 I、 At 组成的组的至少 1 种。 0023 另外, 本申请的第 3 方面中记载的发明, 提供氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法, 其特征在于, 通过第 1 或第 2 方面记载的氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法而制造的氧化 物及 / 或氢氧化物为微粒。 0024 另外, 本申请的第 4 方面中记载的发明, 提供氧化物的制造方法, 其特征在于, 对 。
15、通过第 1 第 3 的任一发明记载的氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法而制造的氢氧化物或 氧化物和氢氧化物的混合物进行烧成, 由此制造氧化物。 0025 如果表示上述本发明的实施方式的简单的一个例子, 则具备对被处理流动体赋予 压力的流体压赋予机构、 具备上述至少两个处理用面中的第1处理用面的第1处理用部、 具 备上述至少两个处理用面中的第 2 处理用面的第 2 处理用部, 具备使这些处理用部相对旋 说 明 书 CN 103097286 A 4 3/14 页 5 转的旋转驱动机构, 上述的各处理用面是赋予了上述的压力的被处理流动体流过的构成密 封了的流路的一部分的面, 上述第 1 处理用部和第。
16、 2 处理用部中, 至少第 2 处理用部具备受 压面, 且该受压面的至少一部分由上述第 2 处理用面构成, 该受压面受到上述流体压赋予 机构赋予被处理流动体的压力而产生使第2处理用面向从第1处理用面分离的方向移动的 力, 赋予了上述的压力的被处理流动体在对向配设的可接近分离的至少一方相对于另一 方相对进行旋转的第 1 处理用面和第 2 处理用面之间流通, 由此上述被处理流动体形成上 述薄膜流体, 在该薄膜流体中可以作为使氧化物或氢氧化物或者它们的混合物析出的氧化 物及 / 或氢氧化物的制造方法来进行实施。 0026 另外, 如果表示上述本发明的实施方式的简单的一个例子, 上述的被处理流动体 中。
17、的至少任一种流体一边形成上述薄膜流体一边通过上述两处理用面间, 具备与上述至少 任一种流体流过的流路独立的其它的导入路, 上述第 1 处理用面和第 2 处理用面的至少任 一方具备至少一个与上述的导入路相通的开口部, 将与上述至少任一种流体不同的至少 1 种流体从上述开口部导入上述处理用面之间, 在上述薄膜流体中混合上述的被处理流动 体, 可以作为在该薄膜流体中使氧化物或氢氧化物或者它们的混合物析出的氧化物及 / 或 氢氧化物的制造方法来进行实施。 0027 发明的效果 0028 本发明, 可以进行在以往的制造方法中困难的氧化物及 / 或氢氧化物中的氧化物 和氢氧化物的比率控制, 可以简单且连续。
18、地进行控制了比率的氧化物及 / 或氢氧化物的制 造。 另外, 可以通过简单的处理条件的变更来控制得到的氧化物和氢氧化物的混合比率, 因 此能够比以往好地以低成本、 低能量分开制作氧化物和氢氧化物的比率不同的氧化物及 / 或氢氧化物, 能够廉价且稳定地提供氧化物或氢氧化物或它们的混合物。 另外, 对于得到的 氧化物、 氢氧化物或氧化物和与氢氧化物的混合物, 可以形成微粒而析出, 因此, 可以制作 控制了比率的氧化物及 / 或氢氧化物的微粒。 附图说明 0029 图 1 是本发明实施方式涉及的流体处理装置的大致剖面图。 0030 图 2(A) 是图 1 中表示的流体处理装置的第 1 处理用面的大致。
19、平面图,(B) 是该 装置的处理用面的主要部分放大图。 0031 图 3(A) 是该装置的第 2 导入部的剖面图,(B) 是用于说明该第 2 导入部的处理 用面的主要部分放大图。 0032 图 4 是表示在本发明的实施例 1、 3、 5、 6 中制作的氧化锌、 氢氧化锌或它们的混合 物的微粒的 XRD 测定结果的 XRD 图表。 具体实施方式 0033 以下, 对于本发明实施方式的一个例子进行具体地说明。 0034 (概要) 0035 本发明, 是氧化物及 / 或氢氧化物的制造方法, 即, 将作为被处理流动体的含有金 属或金属化合物的至少 1 种的流体和含有至少 1 种碱性物质的碱性流体, 在。
20、对向配设的可 接近 分离的至少一方相对于另一方相对进行旋转的至少两个处理用面之间形成的薄膜流 说 明 书 CN 103097286 A 5 4/14 页 6 体中进行混合, 使氧化物或氢氧化物或者它们的混合物析出。利用了使金属或金属化合物 和碱性物质在各种条件下反应而使氧化物、 氢氧化物或氧化物和氢氧化物析出时的 pH 造 成的各自的生成速度的差, 但以往不能控制得到的氧化物及 / 或氢氧化物中的氧化物和氢 氧化物的比率。因此, 在本发明中, 发现, 在将上述的被处理流动体进行混合而使氧化物或 氢氧化物或它们的混合物析出时, 通过改变与导入上述至少两个处理用面间的含有金属或 金属化合物的至少 。
21、1 种的流体和碱性流体的至少任一方相关的特定的条件, 得到控制了氧 化物和氢氧化物的比率的氧化物及 / 或氢氧化物, 完成了本发明。作为上述的特定的条件, 设定为选自由含有金属或金属化合物的至少1种的流体及/或碱性流体的导入速度和含有 金属或金属化合物的至少 1 种的流体及 / 或碱性流体的 pH 组成的组的至少 1 种。 0036 本发明中的氧化物及 / 或氢氧化物, 没有特别限定。如果列举一例, 列举式 MxOy的 氧化物、 式 Mp(OH) q的氢氧化物、 式 Mr(OH)sOt的氢氧化氧化物、 或它们的溶剂化物形态、 以它们为主要成分的组合物 (式中 x、 y、 p、 q、 r、 s、。
22、 t 分别为任意整数) 等。在这些氧化物及 / 或氢氧化物中还可含有过氧化物或超氧化物等。 0037 (氧化物或氢氧化物或它们的混合物中含有的元素) 0038 构成本发明中的氧化物或氢氧化物或它们的混合物的元素, 没有特别限定。优选 为化学周期表上的全部的金属元素的氧化物及 / 或氢氧化物。另外, 在本发明中, 除这些金 属元素以外, 还可以列举 B、 Si、 Ge、 As、 Sb、 C、 N、 S、 Te、 Se、 F、 Cl、 Br、 I、 At。这些元素也可 以分别单独形成氧化物、 氢氧化物或它们的混合物, 也可以形成由多种元素构成的复合体。 0039 (原料 : 金属或金属化合物) 0。
23、040 本发明中的金属, 没有特别限定。优选为化学周期表上的全部的金属元素。另外, 在本发明中, 除这些金属元素以外, 还可以列举 B、 Si、 Ge、 As、 Sb、 C、 N、 O、 S、 Te、 Se、 F、 Cl、 Br、 I、 At 的非金属元素。对于这些金属, 可以是单一元素, 也可以是在由多种元素构成的合 金、 金属元素中含有非金属元素的物质。 0041 另外, 在本发明中, 将上述的金属 (还包括上述中列举的非金属元素) 的化合物称 为金属化合物。 对于本发明中的金属或金属化合物, 没有特别限定, 可列举金属的单体或它 们的化合物。作为金属化合物, 没有特别限定, 如果列举一个。
24、例子, 可列举金属的盐或氧化 物、 氢氧化物、 氢氧化氧化物、 氮化物、 碳化物、 络合物、 有机盐、 有机络合物、 有机化合物或 它们的水合物、 有机溶剂合物等。作为金属盐, 没有特别限定, 可列举金属的硝酸盐或亚硝 酸盐、 硫酸盐或亚硫酸盐、 甲酸盐或醋酸盐、 磷酸盐或亚磷酸盐、 次磷酸盐或氯化物、 含氧盐 或乙酰丙酮盐或它们的水合物、 有机溶剂合物等, 作为有机化合物可列举金属的醇盐等。 以 上, 这些金属化合物也可以单独使用, 也可以形成多种以上的混合物使用。 0042 另外, 在本发明中, 作为含有至少 1 种上述金属或金属化合物的流体来使用, 在上 述金属或金属化合物为固体的情况下。
25、, 优选在使上述金属或金属化合物熔融了的状态、 或 混合或溶解于后述的溶剂中的状态来使用。也可在含有上述的金属或金属化合物的至少 1 种的流体中还含有分散液、 浆料等状态的物质来实施。 0043 (碱性物质及碱性流体) 0044 作为本发明中使用的碱性物质, 没有特别限定, 可列举氨类或胺类、 或金属或非金 属的氢氧化物、 碳酸盐、 碳酸氢盐、 醇盐等。 除此之外还可列举联氨或联氨一水合物等。 在上 述列举的碱性物质中, 包括它们的水合物或有机溶剂合物、 或酐等。 这些碱性物质可以分别 说 明 书 CN 103097286 A 6 5/14 页 7 单独使用, 也可以形成混合了多种以上的混合物。
26、而使用。另外, 在本发明中, 作为含有至少 1 种上述碱性物质的碱性流体使用, 在上述碱性物质为固体的情况下, 优选在使上述碱性物 质熔融了的状态或者混合或溶解于后述的溶剂中的状态使用。 也可在上述的碱性流体中含 有分散液、 浆料等状态的物质来实施。 0045 (溶剂) 0046 作为本发明中使用的溶剂, 没有特别限定, 可列举离子交换水或 RO 水、 纯水或超 纯水等的水或甲醇及乙醇那样的醇系有机溶剂、 乙二醇、 丙二醇、 三亚甲基二醇、 四甘醇、 或 聚乙二醇、 丙三醇等的聚醇 (多元醇) 系有机溶剂、 丙酮或甲基乙基酮那样的酮系有机溶剂、 乙酸乙酯或醋酸丁酯那样的酯系有机溶剂、 二甲醚或。
27、二丁醚等的醚系有机溶剂、 苯或甲苯、 二甲苯等的芳香族系有机溶剂、 己烷或戊烷等的脂肪族羟系有机溶剂等。上述溶剂可以分 别单独使用, 也可以混合多种以上使用。 0047 (流体处理装置) 0048 在本发明中, 优选使用将含有金属或金属化合物的至少 1 种的流体和含有至少 1 种碱性物质的碱性流体的混合物, 在可接近 分离地相互对向配设、 至少一方相对于另一方 进行旋转的处理用面之间形成的薄膜流体中均匀搅拌 混合的方法进行, 例如, 优选通过使 用本申请申请人提出的与专利文献 3 中所示的装置相同的原理的装置进行混合而使氧化 物或氢氧化物或它们的混合物析出。通过使用这样的原理的装置, 不仅可以。
28、严格地控制氧 化物和氢氧化物的混合比率, 同时可以使氧化物或氢氧化物或它们的混合物作为微粒而析 出, 因此可以制作氧化物微粒及 / 或氢氧化物微粒。 0049 以下, 使用附图对于上述流体处理装置的实施方式进行说明。 0050 图 1 图 3 中所示的流体处理装置, 为与专利文献 3 中所记载的装置同样, 为如下 装置 : 在可以接近分离的至少一方相对于另一方相对地旋转的处理用部中的处理用面之 间处理被处理物, 即, 将被处理流动体中的作为第1被处理流动体的第1流体导入处理用面 间, 从与导入了上述第 1 流体的流路独立、 具备与处理用面间的开口部连通的其它流路将 被处理流动体中的第 2 被处。
29、理流动体即第 2 流体导入处理用面间, 在处理用面间将上述第 1 流体和第 2 流体进行混合搅拌来进行处理。需要说明的是, 在图 1 中, U 表示上方, S 表 示下方, 在本发明中, 上下前后左右仅限于表示相对的位置关系, 并不特定绝对的位置。在 图 2(A)、 图 3(B) 中, R 表示旋转方向。在图 3(B) 中, C 表示离心力方向 ( 半径方向 )。 0051 该装置为如下装置 : 作为被处理流动体使用至少 2 种流体, 对于其中至少 1 种流 体, 包含至少 1 种被处理物, 具备可以接近 分离地相互对向配设的至少一方相对于另一方 旋转的处理用面, 在这些处理用面之间使上述各流。
30、体合流而形成薄膜流体, 在该薄膜流体 中处理上述被处理物。 该装置如上所述, 可以处理多个被处理流动体, 但也可以处理单一的 被处理流动体。 0052 该流体处理装置具备对向的第 1 及第 2 的 2 个处理用部 10、 20, 至少一方处理用 部进行旋转。两处理用部 10、 20 的对向的面分别成为处理用面。第 1 处理用部 10 具备第 1 处理用面 1, 第 2 处理用部 20 具备第 2 处理用面 2。 0053 两处理用面 1、 2 与被处理流动体的流路连接, 构成被处理流动体的流路的一部 分。 该两处理用面1、 2间的间隔可以适宜改变进行实施, 通常调整为1mm以下、 例如0.1m。
31、 至 50m 左右的微小间隔。由此, 通过该两处理用面 1、 2 间的被处理流动体, 成为由两处理 说 明 书 CN 103097286 A 7 6/14 页 8 用面 1、 2 所强制的强制薄膜流体。 0054 在使用该装置处理多个被处理流动体的情况下, 该装置与第 1 被处理流动体的流 路连接, 形成该第 1 被处理流动体的流路的一部分, 同时, 形成与第 1 被处理流动体不同的 第 2 被处理流动体的流路的一部分。而且, 该装置进行如下流体的处理 : 使两流路合流, 在 处理用面 1、 2 间, 混合两被处理流动体, 使其反应等。需要说明的是, 在此,“处理” 并不限于 被处理物反应的方。
32、式, 也包含不伴随反应而仅进行混合分散的方式。 0055 具体地进行说明时, 具备 : 保持上述第 1 处理用部 10 的第 1 托架 11、 保持第 2 处 理用部 20 的第 2 托架 21、 接面压力赋予机构、 旋转驱动机构、 第 1 导入部 d1、 第 2 导入部 d2 和流体压力赋予机构 p。 0056 如图 2(A) 所示, 在该实施方式中, 第 1 处理用部 10 为环状体, 更详细而言, 其为圈 状的圆盘。另外, 第 2 处理用部 20 也为圈状的圆盘。第 1、 第 2 处理用部 10、 20 的材质除金 属之外, 可以采用对碳、 陶瓷或烧结金属、 耐磨耗钢、 蓝宝石、 其它金。
33、属实施有固化处理的材 料或将硬质材料实施有加衬或涂层、 镀敷等的材料。在该实施方式中, 两处理用部 10、 20 的 相互对向的第 1、 第 2 处理用面 1、 2 的至少一部分被镜面研磨。 0057 该镜面研磨的面粗糙度没有特别限定, 优选设为 Ra0.01 1.0m, 更优选为 Ra0.03 0.3m。 0058 至少一方的托架可以用电动机等旋转驱动机构(无图示)相对于另一方的托架相 对进行旋转。图 1 的 50 表示旋转驱动机构的旋转轴, 在该例中, 该旋转轴 50 上所安装的第 1 托架 11 进行旋转, 该第 1 托架 11 上所支承的第 1 处理用部 10 相对于第 2 处理用部 。
34、20 进 行旋转。当然, 可以使第 2 处理用部 20 旋转, 也可以使两者旋转。另外, 在该例中, 将第 1、 第 2 托架 11、 21 固定, 使第 1、 第 2 处理用部 10、 20 相对于该第 1、 第 2 托架 11、 21 旋转也是 可以的。 0059 第1处理用部10和第2处理用部20至少任一方可与至少任意另一方接近 分离, 两处理用面 1、 2 可以接近分离。 0060 在该实施方式中, 第 2 处理用部 20 相对于第 1 处理用部 10 接近分离, 在设置 于第 2 托架 21 的收容部 41 中可以可出没地收容第 2 处理用部 20。但是也可以与其相反 地、 第 1 。
35、处理用部 10 相对于第 2 处理用部 20 接近 分离, 也可以两处理用部 10、 20 相互接 近分离。 0061 该收容部41为第2处理用部20的主要收容与处理用面2侧相反侧的部位的凹部, 从平面看, 其为呈现圆的即形成为环状的槽。该收容部 41 具有可以使第 2 处理用部 20 旋 转的充分的间隙, 收容第 2 处理用部 20。需要说明的是, 第 2 处理用部 20 以在轴方向可以 仅进行平行移动的方式配置, 通过增大上述间隙, 第 2 处理用部 20 也可以以消除与上述收 容部 41 的轴方向平行的关系的方式使处理用部 20 的中心线相对于收容部 41 倾斜而位移, 进而, 可以以第。
36、 2 处理用部 20 的中心线和收容部 41 的中心线在半径方向偏离的方式进行 位移。 0062 这样, 希望通过 3 维且可以位移地保持的浮动机构来保持第 2 处理用部 20。 0063 上述被处理流动体, 在通过由各种泵、 位置能量等构成的流体压力赋予机构 p 赋 予压力的状态下, 从第 1 导入部 d1 和第 2 导入部 d2 导入两处理用面 1、 2 间。在该实施方 式中, 第 1 导入部 d1 为设置在环状的第 2 托架 21 的中央的流体的通路, 其一端从环状的两 说 明 书 CN 103097286 A 8 7/14 页 9 处理用部 10、 20 的内侧被导入两处理用面 1、 。
37、2 间。第 2 导入部 d2 向处理用面 1、 2 供给和 第 1 被处理流动体进行反应的第 2 被处理流动体。在该实施方式中, 第 2 导入部 d2 为设置 于第 2 处理用部 20 的内部的通路, 其一端在第 2 处理用面 2 上开口。通过流体压力赋予机 构 p 所加压的第 1 被处理流动体从第 1 导入部 d1 被导入两处理用部 10、 20 的内侧的空间, 通过第 1 处理用面 1 和第 2 处理用面 2 之间, 在两处理用部 10、 20 的外侧穿过。在这些处 理用面 1、 2 间, 从第 2 导入部 d2 供给通过流体压力赋予机构 p 所加压的第 2 被处理流动 体, 与第 1 被。
38、处理流动体合流, 进行混合、 搅拌、 乳化、 分散、 反应、 晶出、 晶析、 析出等各种流 体处理, 从两处理用面 1、 2 排出至两处理用部 10、 20 的外侧。需要说明的是, 也可以通过减 压泵使两处理用部 10、 20 的外侧的环境为负压。 0064 上述接面压力赋予机构将作用于使第 1 处理用面 1 和第 2 处理用面 2 接近的方向 的力赋予处理用部。在该实施方式中, 接面压力赋予机构设置在第 2 托架 21 上, 将第 2 处 理用部 20 向第 1 处理用部 10 赋能。 0065 上述接面压力赋予机构, 为用于产生第 1 处理用部 10 的第 1 处理用面 1 和第 2 处 。
39、理用部 20 的第 2 处理用面 2 压在进行接近的方向的力 (以下称为接面压力) 的机构, 通过该 接面压力和使流体压力等的两处理用面 1、 2 间分离的力的均衡, 产生具有 nm 单位至 m 单 位的微小的膜厚的薄膜流体。换言之, 通过上述力的均衡, 将两处理用面 1、 2 间的间隔保持 在规定的微小间隔。 0066 在图 1 所示的实施方式中, 接面压力赋予机构配位于上述收容部 41 和第 2 处理用 部 20 之间。具体而言, 由向将第 2 处理用部 20 靠近于第 1 处理用部 10 的方向赋能的弹簧 43和导入空气、 油等赋能用流体的赋能用流体的导入部44构成, 通过弹簧43和上述。
40、赋能用 流体的流体压力赋予上述接面压力。该弹簧 43 和上述赋能用流体的流体压力赋予任一方 即可, 可以为磁力或重力等其它的力。 抵抗该接面压力赋予机构的赋能, 由于通过流体压力 赋予机构p所加压的被处理流动体的压力、 粘性等产生的分离力, 第2处理用部20远离第1 处理用部 10, 在两处理用面间打开微小的间隔。这样, 利用该接面压力和分离力的平衡, 以 m 单位的精度设定第 1 处理用面 1 和第 2 处理用面 2, 进行两处理用面 1、 2 间的微小间隔 的设定。作为上述分离力, 可以举出被处理流动体的流体压或粘性和处理用部的旋转形成 的离心力、 对赋能用流体导入部44施加负压时的该负压。
41、、 将弹簧43制成抗张弹簧时的弹簧 的力等。该接面压力赋予机构不是第 2 处理用部 20, 可以设置于第 1 处理用部 10, 也可以 设置于两者。 0067 对上述分离力进行具体说明时, 第 2 处理用部 20 与上述第 2 处理用面 2 同时具备 位于第 2 处理用面 2 的内侧 ( 即, 被处理流动体向第 1 处理用面 1 和第 2 处理用面 2 之间 的进入口侧 ) 而与该第 2 处理用面 2 邻接的分离用调整面 23。在该例中, 分离用调整面 23 作为倾斜面被实施, 但也可以为水平面。 被处理流动体的压力作用于分离用调整面23, 产生 使第 2 处理用部 20 从第 1 处理用部 。
42、10 分离的方向的力。因此, 用于产生分离力的受压面 成为第 2 处理用面 2 和分离用调整面 23。 0068 进而, 在该图 1 的例中, 在第 2 处理用部 20 中形成有近接用调整面 24。该近接用 调整面 24, 为与分离用调整面 23 在轴方向上相反侧的面 ( 在图 1 中为上方的面 ), 被处理 流动体的压力发生作用, 产生使第 2 处理用部 20 向第 1 处理用部 10 接近的方向的力。 0069 需要说明的是, 作用于第 2 处理用面 2 及分离用调整面 23 的被处理流动体的压 说 明 书 CN 103097286 A 9 8/14 页 10 力、 即流体压, 可理解为构。
43、成机械密封中的开启力的力。投影于与处理用面 1、 2 的接近 分 离的方向、 即第 2 处理用部 20 的出没方向 ( 在图 1 中为轴方向 ) 正交的假想平面上的近接 用调整面 24 的投影面积 A1 和投影于该假想平面上的第 2 处理用部 20 的第 2 处理用面 2 及分离用调整面23的投影面积的合计面积A2的面积比A1/A2被称为平衡比K, 在上述开启 力的调整上是重要的。对于该开启力, 可以通过改变上述平衡线、 即近接用调整面 24 的面 积 A1, 通过被处理流动体的压力、 即流体压进行调整。 0070 滑动面的实面压 P、 即接面压力中的流体压产生的压力用下式进行计算。 0071。
44、 P P1(K-k) Ps 0072 在此, P1 表示被处理流动体的压力即流体压, K 表示上述平衡比, k 表示开启力系 数, Ps 表示弹簧及背压力。 0073 通过利用该平衡线的调整调整滑动面的实面压P而使处理用面1、 2间为所期望的 微小间隙量, 形成被处理流动体产生的流动体膜, 将生成物等被处理了的被处理物制成微 细, 另外, 进行均匀的反应处理。 0074 需要说明的是, 省略图示, 也可以将近接用调整面 24 形成具有比分离用调整面 23 还大的面积的面进行实施。 0075 被处理流动体成为通过保持上述微小的间隙的两处理用面 1、 2 而被强制的薄膜 流体, 移动至环状的两处理。
45、用面 1、 2 的外侧。但是, 由于第 1 处理用部 10 旋转, 因此, 所混 合的被处理流动体不会从环状的两处理用面 1、 2 的内侧向外侧直线地移动, 向环状的半径 方向的移动向量和向周方向的移动向量的合成向量作用于被处理流动体, 从内侧向外侧大 致漩涡状地移动。 0076 需要说明的是, 旋转轴 50 并不限定于垂直配置的旋转轴, 可以为在水平方向配位 的旋转轴, 也可以为倾斜配位的旋转轴。这是因为被处理流动体以两处理用面 1、 2 间的微 细的间隔进行处理, 实质上可以排除重力的影响。 另外, 该接面压力赋予机构通过与可位移 地保持上述第2处理用部20的浮动机构并用, 也作为微振动、。
46、 旋转对准的缓冲机构起作用。 0077 第 1、 第 2 处理用部 10、 20 可以将其至少任一方进行冷却或加热而调整其温度, 在 图 1 中, 图示有在第 1、 第 2 处理用部 10、 20 上设有温调机构 ( 温度调整机构 )J1,J2 的例 子。另外, 可以将所导入的被处理流动体进行冷却或加热而调整其温度。这些温度也可以 用于所处理的被处理物的析出, 另外, 也可以为了在第1、 第2处理用面1、 2间的被处理流动 体上产生贝纳尔对流或马朗格尼对流而设定。 0078 如图 2 所示, 可以在第 1 处理用部 10 的第 1 处理用面 1 上形成从第 1 处理用部 10 的中心侧向外侧、。
47、 即在径方向伸长的槽状的凹部 13 而实施。该凹部 13 的平面形状, 如 图 2(B) 所示, 可以为将第 1 处理用面 1 上弯曲或漩涡状地伸长而成的形状或没有图示, 也 可以为笔直地向外方向伸长的形状、 L 字状等地屈曲或弯曲而成的形状、 连续而成形状、 断 续而成的形状、 分支而成的形状。另外, 该凹部 13 也可作为形成于第 2 处理用面 2 而实施, 也可作为形成于第 1 及第 2 处理用面 1、 2 的两者而实施。通过形成这样的凹部 13 可得到 微泵效果, 具有可在第 1 及第 2 处理用面 1、 2 间抽吸被处理流动体的效果。 0079 希望该凹部 13 的基端达到第 1 处。
48、理用部 10 的内周。该凹部 13 的前端由于向第 1 处理用部面 1 的外周面侧伸长, 其深度 ( 横截面积 ) 采用伴随从基端向前端逐渐减少的深 度。 说 明 书 CN 103097286 A 10 9/14 页 11 0080 在该凹部 13 的前端和第 1 处理用面 1 的外周面之间设有没有凹部 13 的平坦面 16。 0081 在第 2 处理用面 2 上设有上述第 2 导入部 d2 的开口部 d20 的情况下, 优选设置于 与对向的上述第 1 处理用面 1 的平坦面 16 对向的位置。 0082 该开口部d20希望设置于比第1处理用面1的凹部13相比的下游侧(在该例中为 外侧 )。特。
49、别希望设置于以下位置 : 即与在通过微泵效果而导入时的流动方向以在处理用 面间形成的螺旋状变换为层流的流动方向的点相比的外径侧的平坦面 16 对向的位置。具 体而言, 在图 2(B) 中, 优选将从设置于第 1 处理用面 1 的凹部 13 的最外侧的位置向直径方 向的距离 n 设为约 0.5mm 以上。特别是在从流体中析出纳米尺寸的粒子 (纳米微粒) 的情况 下, 希望在层流条件下进行多个被处理流动体的混合和纳米微粒的析出。 0083 该第 2 导入部 d2 可以具有方向性。例如, 如图 3(A) 所示, 来自上述第 2 处理用面 2的开口部d20的导入方向相对于第2处理用面2以规定的仰角(1)倾斜。 该仰角(1) 设为超过 0 度且小于 90 度, 进而, 在反应速度快的反应的情况下, 优选以 1 度以上且 45 度 以下设置。 0084 另外, 如图。