颜料微粒的表面处理方法 【技术领域】
本发明涉及一种颜料微粒的表面处理方法。背景技术 颜料微粒分散于水、 有机溶剂等的分散剂而被使用。 但是， 存在以下的分散稳定性 的问题 ： 一般而言颜料微粒的尺寸变得越小， 向分散介质中的分散越难， 为了使其分散， 需 要珠磨机、 高压均质机这样的极大的能量， 或即使一旦分散结束， 也发生再次凝集等。 因此， 作为公知技术， 已知以均匀地分散颜料微粒为目的、 将颜料微粒的表面进行改性、 提高对分 散介质的亲和性的方法、 提高与分散介质中所含的分散剂的亲和性的方法等 ( 专利文献 1、 专利文献 2)。
此外， 已知以下方法 ： 如专利文献 3 那样在磺化反应溶剂中加入水湿润有机颜料 浆料而使颜料分散后， 将水脱离， 接着通过磺化剂在上述有机颜料的粒子表面导入磺酸基 ( 磺基 ) 的方法 ； 如专利文献 4 那样在溶解了在酞菁中导入了酸性官能团或其盐的水溶性 酞菁衍生物的水性液体中使酞菁系颜料粒子分散、 在该酞菁系颜料粒子的表面使上述水溶
性酞菁衍生物吸附的方法 ； 或如专利文献 5 那样放入含有铜酞菁的水浆液， 在该溶液中滴 加氢氧化钠水溶液而形成 pH12.0、 一边将含有臭氧的氧以 0.5 升通气一边通过超声波振动 器装置 1 由超声波振动子 2 以 38kHz、 150W 照射超声波而在铜酞菁微粒表面导入亲水性官 能团的方法。
但是， 在进行一旦干燥了的粒子、 凝集的粒子的表面处理的情况下， 一般而言， 将 作为目的的粒子再次分散于溶剂后必须进行表面处理。因此， 为了均匀地分散没有进行表 面处理的粒子而需要极大的能量、 难以对各个粒子均匀地实施表面处理。 另外， 在经过微粒 化的工序、 其后进行表面修饰的情况下， 每次需要极大的能量。而且， 每工序需要用于进行 目的的处理的试剂， 因此与成本的增加、 资源的极大的浪费有联系。
另外， 作为将在相对于颜料为良溶剂的溶剂中溶解了颜料的有机颜料溶液和相对 于上述颜料为不良溶剂的溶剂进行混合、 将上述颜料作为粒子使其析出于混合液中的工序 和基本上几乎同时进行粒子的表面处理的方法， 可列举特征为如专利文献 7 那样使从在色 素部分结合有酸性官能团的水中为难溶性的化合物和作为有机颜料的构成成分的化合物 的强酸溶液析出于水中而形成的混合物吸附在有机颜料的粒子表面的表面处理颜料的制 造方法， 在该方法中， 包含制造在色素部分具有修饰基团的化合物的工序和将上述在色素 部分具有修饰基团的化合物和颜料的混合物溶解、 再使其析出的工序， 因此存在工序数和 成本增大等的问题。予以说明的是， 修饰基团是指至少导入或结合于粒子表面的官能团或 原子团 (radical)。
而且， 有如下方法 ： 如专利文献 8 那样将有机颜料在相对于其为良溶剂的第 1 溶剂 中溶解了的有机颜料溶液和相对于上述有机颜料为不良溶剂的第 2 溶剂进行混合， 将上述 有机颜料作为纳米粒子使其析出于混合液中， 接着导入质均分子量 1000 以上的高分子化 合物， 同时实质上导入表面修饰基团， 但在该情况下， 由于在表面修饰基团中必定含有高分子， 因此存在根据制作的粒子的分散介质、 分散剂必须选定表面修饰基团和高分子的双方 等的问题。
而且在使用由本申请申请人发明的专利文献 6 所示的在可接近· 分离地相对旋转 的 2 个处理用面间维持微小间隔、 将维持为该微小间隔的 2 个处理用面间作为被处理流动 体的流路、 由此形成被处理流动体的薄膜流体 ( 强制薄膜 )、 在该薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中 制作颜料微粒的装置的情况下， 也不能确立制作的颜料微粒的易分散性。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 特开 2000-256593 号公报
专利文献 2 ： 特开平 8-3498 号公报
专利文献 3 ： 特开平 10-110110 号公报
专利文献 4 ： 特开 2000-303014 号公报
专利文献 5 ： 特开 2004-182751 号公报
专利文献 6 ： 国际公开 WO2009/8388 号小册子
专利文献 7 ： 特开 2002-317126 号公报
专利文献 8 ： 特开 2008-231169 号公报 发明内容 发明要解决的课题
鉴于上述， 本发明的课题在于， 以小的能量、 效率良好地、 不伴有成本增加地进行 颜料微粒的表面处理、 例如在颜料微粒的至少表面导入修饰基团。
用于解决课题的手段
本申请的第 1 发明是一种颜料微粒的表面处理方法， 其特征在于， 向可接近·分 离、 且相对地进行位移的处理用面之间供给被处理流动体， 通过含有该流动体的供给压力 和施加于进行旋转的处理用面之间的压力的向接近方向的力与向分离方向的力的压力的 平衡， 将处理用面间的距离维持为微小间隔， 将维持为该微小间隔的 2 个处理用面间作为 被处理流动体的流路， 由此被处理流动体形成薄膜流体， 在该薄膜流体中生成颜料微粒， 将 上述生成的颜料微粒进行表面修饰。
本申请的第 2 发明为第 1 发明所述的颜料微粒的表面处理方法， 其特征在于， 具 备： 对被处理流动体赋予压力的流体压力赋予机构、 第 1 处理用部及相对于该第 1 处理用部 可相对地接近· 分离的第 2 处理用部的至少 2 个处理用部、 和使上述的第 1 处理用部和第 2 处理用部相对地进行旋转的旋转驱动机构 ； 在上述的各处理用部中相互对向的位置设有第 1 处理用面及第 2 处理用面的至少 2 个处理用面， 上述的各处理用面构成上述压力的被处 理流动体流过的、 被密封了的流路的一部分， 上述第 1 处理用部和第 2 处理用部中， 至少第 2 处理用部具备受压面， 而且， 该受压面的至少一部分由上述的第 2 处理用面构成， 该受压 面受到上述的流体压力赋予机构赋予被处理流动体的压力而产生在从第 1 处理用面使第 2 处理用面分离的方向移动的力， 在可接近·分离、 且相对地进行旋转的第 1 处理用面和第 2 处理用面之间使上述规定压力的被处理流动体通过， 由此上述被处理流动体形成上述薄膜 流体， 在该薄膜流体中生成颜料微粒， 将上述生成的颜料微粒进行表面修饰。
本申请的第 3 发明为第 2 发明所述的颜料微粒的表面处理方法， 其特征在于， 由上 述的流体压力赋予机构赋予了压力的一种被处理流动体在上述第 1 处理用面和第 2 处理用 面之间通过， 具备与上述的一种被处理流动体不同的另一种被处理流动体通过的独立的另 外的导入路， 与该导入路相通的至少一个开口部设于上述第 1 处理用面和第 2 处理用面的 至少任一方， 从该导入路将上述的另一种被处理流动体导入上述两处理用面间， 在上述薄 膜流体中， 将上述一种被处理流动体和另一种被处理流动体混合。
本申请的第 4 发明为第 1 发明～第 3 发明中任一项所述的颜料微粒的表面处理方 法， 其特征在于， 在上述薄膜流体中进行上述颜料微粒的表面修饰。
本申请的第 5 发明为第 1 发明～第 4 发明中任一项所述的颜料微粒的表面处理方 法， 其特征在于， 上述表面修饰通过对上述颜料微粒的表面进行酸性基团处理而完成。
本申请的第 6 发明为第 1 发明～第 4 发明中任一项所述的颜料微粒的表面处理方 法， 其特征在于， 上述表面修饰通过对上述颜料微粒的表面进行碱性基团处理而完成。
本申请的第 7 发明为一种颜料微粒， 其用上述第 1 发明～第 6 发明中任一项所述 的颜料微粒的表面处理方法而得到。
本申请的第 8 发明为一种颜料微粒的分散液， 其用上述第 1 发明～第 6 发明中任 一项所述的颜料微粒的表面处理方法而得到。 发明的效果
本发明为可以有效地且效率良好地进行颜料微粒的表面修饰的发明。而且， 可以 实质上同时进行微粒化的工序和表面修饰的工序， 因此， 可使工序精简化。 而且可以省略需 要极大的能量的工序， 因此可以改善上述列举的现有的问题。
附图说明
图 1(A) 是表示用于本申请发明的实施的装置的概念的简略纵剖面图， (B) 是表示 上述装置的其他实施方式的概念的简略纵剖面图， (C) 是表示上述装置的另外其它实施方 式的概念的简略纵剖面图， (D) 是表示上述装置的进一步其他实施方式的概念的简略纵剖 面图。
图 2(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它实施方式的概念的简略纵 剖面图。
图 3(A) 是图 2(C) 所示装置的主要部分的简略仰视图， (B) 是上述装置的其他实 施方式的主要部分的简略仰视图， (C) 是另外其它实施方式的主要部分的简略仰视图， (D) 是表示上述装置的进一步其他实施方式的概念的简略仰视图， (E) 是表示上述装置的另外 进一步其他实施方式的概念的简略仰视图， (F) 是表示上述装置的进一步另外其他实施方 式的概念的简略仰视图。
图 4(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它实施方式的概念的简略纵 剖面图。
图 5(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它实施方式的概念的简略纵 剖面图。
图 6(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它实施方式的概念的简略纵 剖面图。图 7(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它实施方式的概念的简略纵剖面图。 图 8(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它的实施方式的概念的简略 纵剖面图。
图 9(A) ～ (C) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它的实施方式的概念的简略 纵剖面图。
图 10(A) ～ (D) 分别是表示图 1 所示装置的进一步其它的实施方式的概念的简略 纵剖面图。
图 11(A) 及 (B) 分别表示图 1 所示装置的进一步其他实施方式的概念的简略纵剖 面图， (C) 为图 1(A) 所示装置的主要部分的简略仰视图。
图 12(A) 是对于图 1(A) 所示装置的受压面表示其他实施方式的主要部分的简略 纵剖面图， (B) 是该装置的进一步其他实施方式的主要部分简略纵剖面图。
图 13 是对于图 12(A) 所示装置的连接触表面压力赋予机构 4 其他实施方式的主 要部分简略纵剖面图。
图 14 是图 12(A) 所示装置上设置了温度调节用封套的、 其他实施方式的主要部分 简略纵剖面图。
图 15 是对于图 12(A) 所示装置的接触表面压力赋予机构 4 进一步其他实施方式 的主要部分简略纵剖面图。
图 16(A) 是图 12(A) 所示装置的进一步其他实施方式的主要部分的简略横剖面 图， (B)(C)(E) ～ (G) 是该装置的另外其他实施方式的主要部分的简略横剖面图， (D) 是该 装置的另外其他实施方式的局部主要部分简略纵剖面图。
图 17 是图 12(A) 所示装置的进一步其他实施方式的主要部分简略纵剖面图。
图 18(A) 是表示用于本申请发明的实施中的装置的进一步其他实施方式的概念 的简略纵剖面图， (B) 是该装置的局部主要部分说明图。
图 19(A) 是图 12(A) 所示装置的第 1 处理用部的俯视图， (B) 是其主要部分纵剖 面图。
图 20(A) 是图 12(A) 所示装置的第 1 及第 2 处理用部的主要部分的纵剖面图， (B) 是隔开微小间隔的上述第 1 及第 2 处理用部的主要部分纵剖面图。
图 21(A) 是上述第 1 处理用部的其他实施方式的俯视图， (B) 是其主要部分简略 纵剖面图。
图 22(A) 是上述第 1 处理用部的进一步其他实施方式的俯视图， (B) 是其主要部 分简略纵剖面图。
图 23(A) 是第 1 处理用部的另外其他实施方式的俯视图， (B) 是第 1 处理用部的 进一步另外其他实施方式的俯视图。
图 24(A)(B)(C) 分别是对于处理后的被处理物的分离方法表示上述以外的实施 方式的说明图。
图 25 是说明本申请发明装置的概要的纵剖面的概略图。
图 26(A) 是图 25 所示装置的第 1 处理用面的简略俯视图， (B) 是图 25 所示装置 的第 1 处理用面的主要部分扩大图。
图 27(A) 是第 2 导入路的剖面图， (B) 是用于说明第 2 导入路的处理用面的主要 部分扩大图。
图 28(A) 及 (B) 分别是为了说明设置于处理用部的倾斜面的主要部分扩大剖面 图。
图 29 是用于说明设置于处理用部的受压面的图， (A) 是第 2 处理用部的仰视图， (B) 是第 1 及第 2 处理用部的主要部分扩大剖面图。
图 30 是实施例 1 中的 IR 测定结果。
图 31 是实施例 1 中的硫 (S) 的 2p 轨道的结合能的 XPS 测定结果。
图 32 是实施例 1 中的在溶剂中使用了氘代 DMSO 的 NMR 测定结果。
图 33 是实施例 1 中的 TOF-SIMS 测定结果。
图 34 是由实施例 1 得到的铜酞菁微粒的 TEM 照片。
图 35 是实施例 2 中的氧 (O) 的 1s 轨道的结合能的 XPS 测定结果。
图 36 是由实施例 2 得到的铜酞菁微粒的 TEM 照片。
图 37 表示比较例 1 中的 NMR 测定结果。
图 38 是比较例 1 中的铜酞菁微粒的 TEM 照片。 图 39 是表示由实施例 3 ～ 6 得到的铜酞菁微粒的红外吸收光谱的图。
图 40 是实施例 3 ～ 6 中的硫 (S) 的 2p 轨道的结合能的 XPS 测定结果。
图 41 是氧 (O) 的 1s 轨道的结合能的 XPS 测定结果， (A) 是实施例 3(Ex.1) 中的， (B) 是实施例 6(Ex.4) 中的。
图 42 是 TOF-SIMS 测定结果， (A) 是实施例 3(Ex.1) 中的， (B) 是实施例 6(Ex.4) 中的。
图 43 是 m/s 为从 572 至 579 的 TOF-SIMS 测定结果， (A) 是实施例 3(Ex.1) 中的， (B) 是实施例 6(Ex.4) 中的。灰色的线表示铜酞菁的稳定同位素的存在比的理论值。
图 44 是实施例 6(Ex.4) 中的 m/s 为从 649 至 662 的 TOF-SIMS 测定结果。灰色的 线表示铜酞菁的磺化物的稳定同位素的存在比的理论值。
图 45 表示对于实施例 3(Ex.1/ 白三角 ) 及实施例 6(Ex.4/ 黑四角 ) 的各自中的铜 酞菁微粒的有机溶剂分散液、 相对于分散处理时间的粒径的变化。(A) 表示 D50( 体积 50％ 直径 )， (B) 表示 D90( 体积 90％直径 )。
图 46 是表示实施例 3(Ex.1/ 白三角 )、 实施例 6(Ex.4/ 黑四角 ) 的各自中的铜酞 菁微粒的分散处理后的有机溶剂分散液中的粒度分布的图。
图 47 表示对于实施例 3(Ex.1/ 白三角 )、 实施例 4(Ex.2/ 白圆 )、 实施例 6(Ex.4/ 白四角 ) 的各自中的铜酞菁微粒的有机溶剂分散液、 相对于分散处理时间的粒径的变化。 (A) 表示 D50( 体积 50％直径 )， (B) 表示 D90( 体积 90％直径 )。
图 48 是表示实施例 3(Ex.1/ 白三角 )、 实施例 4(Ex.2/ 白圆 )、 实施例 6(Ex.3/ 白 四角 ) 的各自中的铜酞菁微粒的分散处理后的水分散液中的粒度分布的图。
图 49 是表示波长区域 350-800nm 中的实施例 3 及 6 涉及的铜酞菁粒子的 0.0050％ 分散液的透射光谱的图。黑色的线表示实施例 3 的透射光谱， 灰色的线表示实施例 6 的透 射光谱。
具体实施方式
本发明为一种颜料微粒的表面处理方法， 更详细而言， 为一种表面修饰方法， 其特 征在于， 在可接近· 分离的相对进行旋转的 2 个处理用面间维持 1mm 以下的微小间隔， 将维 持为该微小间隔的 2 个处理用面间作为被处理流动体的流路， 由此形成被处理流动体的薄 膜流体 ( 强制薄膜 )， 对在该薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中生成的微粒进行表面处理。
作为进行表面处理的颜料微粒的种类， 没有特别限定， 可列举例如苝化合物颜料、 紫环酮化合物颜料、 喹吖啶酮化合物颜料、 喹吖啶酮醌化合物颜料、 蒽醌化合物颜料、 蒽缔 蒽酮化合物颜料、 苯并咪唑酮化合物颜料、 双偶氮缩合化合物颜料、 双偶氮化合物颜料、 偶 氮化合物颜料、 阴丹士林化合物颜料、 酞菁化合物颜料、 三芳基碳鎓化合物颜料、 二噁嗪化 合物颜料、 氨基蒽醌化合物颜料、 二酮吡咯并吡咯化合物颜料、 硫靛化合物颜料、 异吲哚啉 化合物颜料、 异吲哚啉酮化合物颜料、 皮蒽酮化合物颜料、 异蒽酮紫化合物颜料、 或它们的 混合物。
作为上述在可接近· 分离的相对进行旋转的 2 个处理用面间维持 1mm 以下的微小 间隔、 将维持为该微小间隔的 2 个处理用面间作为被处理流动体的流路、 由此形成被处理 流动体的薄膜流体 ( 强制薄膜 )、 在该薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中制作颜料微粒的装置， 没有 特别限定， 可以使用采用了例如国际公开 WO2009/8388 号小册子 ( 专利文献 6) 中记载的原 理的装置。
为了制造用于本发明的表面修饰方法的颜料微粒， 作为一例， 可使用特征为以下 的颜料微粒的制造方法 ： 在混合含有在溶剂中溶解了颜料的颜料溶液的流体、 和含有相对 于颜料溶液颜料的溶解度低的可成为不良溶剂的溶剂的流体并使颜料析出而制造颜料微 粒的方法中， 使上述的各流体在可接近·分离地相互对向配设、 至少一方相对于其它一方 进行旋转的处理用面之间将上述流体形成薄膜流体而混合， 在该薄膜流体中使颜料微粒析 出。以下对该制造方法进行说明。但是， 该制造方法仅仅是其一个例子， 本发明并不限定于 该制造方法。
以下， 对适于该方法的实施的流体处理装置进行说明。
如图 1(A) 所示， 该装置具有对向的第 1 及第 2 的 2 个处理用部 10、 20， 至少一方的 处理用部进行旋转。 两处理用部 10、 20 的对向面分别作为处理用面 1、 2， 在两处理用面间进 行被处理流动体的处理。第 1 处理用部 10 具有第 1 处理用面 1， 第 2 处理用部 20 具有第 2 处理用面 2。
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。
更详细而言， 该装置构成至少 2 个被处理流动体的流路， 同时使各流路合流。
即， 该装置与第 1 被处理流动体的流路接接， 形成该第 1 被处理流动体的流路的一 部分， 同时形成有别于第 1 被处理流动体的第 2 被处理流动体的流路的一部分。并且， 该装 置使两流路合流， 在处理用面 1、 2 间， 混合两流动体， 在伴有反应的情况中使其反应。在图 1(A) 所示的实施方式中， 上述的各流路是是密闭的， 形成液密 ( 被处理流动体为液体的情 况 )·气密 ( 被处理流动体为气体的情况 )。
如果具体地说明， 如图 1(A) 所示， 该装置具有 ： 上述的第 1 处理用部 10、 上述的第 2 处理用部 20、 保持第 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、接触表面压力赋予机构 4、 旋转驱动部、 第 1 导入部 d1、 第 2 导入部 d2、 流体压力赋予结构 p1、 第 2 流体供给部 p2 及壳体 3。
予以说明的是， 旋转驱动部省略图示。
第 1 处理用部 10 和第 2 处理用部 20 的至少任一方可相对于至少任意其它一方接 近·分离， 两处理用面 1、 2 可接近·分离。
在本实施方式中， 第 2 处理用部 20 可相对于第 1 处理用部 10 接近· 分离。但是， 也可与之相反， 第 1 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。
第 2 处理用部 20 配置在第 1 处理用部 10 的上方， 第 2 处理用部 20 的朝向下方的 面、 即下面， 为上述的第 2 处理用面 2， 第 1 处理用部 10 的朝向上方的面、 即上面， 为上述的 第 1 处理用面 1。
如图 1(A) 所示， 在本实施方式中， 第 1 处理用部 10 及第 2 处理用部 20 分别为环 状体， 即圆环。以下， 根据需要， 称第 1 处理用部 10 为第 1 圆环 10， 称第 2 处理用部 20 为第 2 圆环 20。
在本实施方式中， 两圆环 10、 20 是金属制的一个端面被镜面研磨的构件， 以该镜 面作为第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2。即， 第 1 圆环 10 的上端面作为第 1 处理用面 1， 被镜面研磨， 第 2 圆环 20 的下端面作为第 2 处理用面 2， 被镜面研磨。 至少一方的托架可通过旋转驱动部相对于其它一方的托架相对地进行旋转。图 1(A) 的 50 表示旋转驱动部的旋转轴。在旋转驱动部中可采用电动机。通过旋转驱动部， 可 使另一的圆环的处理用面相对于一方的圆环的处理用面相对地进行旋转。
在本实施方式中， 第 1 托架 11 通过旋转轴 50 受到来自旋转驱动部的驱动力， 相对 于第 2 托架 21 进行旋转， 这样， 和第 1 托架 11 形成一体的第 1 圆环 10 相对于第 2 圆环 20 旋转。在第 1 圆环 10 的内侧， 旋转轴 50 以如下方式设置在第 1 托架 11 上， 即， 俯视时， 其 中心与圆形的第 1 圆环 10 的中心同心。
第 1 圆环 10 的旋转以第 1 圆环 10 的轴心为中心。虽未图示， 但是， 轴心指第 1 圆 环 10 的中心线， 是假想线。
如上所述， 在本实施方式中， 第 1 托架 11 使第 1 圆环 10 的第 1 处理用面 1 朝向上 方， 保持第 1 圆环 10， 第 2 托架 21 使第 2 圆环 20 的第 2 处理用面 2 朝向下方， 保持第 2 圆 环 20。
具体而言， 第 1 及第 2 托架 11、 21 分别具有凹状的圆环收容部。在本实施方式中， 在第 1 托架 11 的圆环收容部嵌合第 1 圆环 10， 第 1 圆环 10 固定于圆环收容部以使得不从 第 1 托架 11 的圆环收容部出没。
即， 上述的第 1 处理用面 1 从第 1 托架 11 露出， 面向第 2 托架 21 侧。
第 1 圆环 10 的材质除了金属以外， 还可采用陶瓷、 烧结金属、 耐磨钢、 对其他金属 实施了固化处理了金属、 对硬质材料进行内衬、 涂覆、 镀敷了材料。特别是， 因为旋转， 优选 用重量轻的原料形成第 1 处理用部 10。关于第 2 圆环 20 的材质， 也可以采用与第 1 圆环 10 相同的材质来实施。
另一方面， 第 2 托架 21 所具有的圆环收容部 41 可出没地收容第 2 圆环 20 的处理 用面 2。
该第 2 托架 21 具有的圆环收容部 41 是收容第 2 圆环 20 的、 主要是与处理用面 2 侧相反侧部位的凹部， 在俯视时呈圆形， 即形成环状的槽。
圆环收容部 41 的尺寸比第 2 圆环 20 大， 与第 2 圆环 20 之间有足够的间隔， 收容 第 2 圆环 20。
通过该间隔， 在该圆环收容部 41 内， 该第 2 圆环 20 可在环状的圆环收容部 41 的 轴方向以及在与该轴方向交叉的方向位移。换言之， 通过该间隔， 该第 2 圆环 20 能够以改 变与上述圆环收容部 41 的轴方向的平行关系的方式使第 2 圆环 20 的中心线相对于圆环收 容部 41 位移。
以下， 将第 2 托架 21 的被第 2 圆环 20 围绕的部位称为中央部分 22。
对于上述， 换言之， 该第 2 圆环 20 以如下方式收容在圆环收容部 41 内， 即， 能够在 圆环收容部 41 的推力方向即上述出没方向位移， 另外， 能够在相对于圆环收容部 41 的中 心偏心的方向位移。并且， 第 2 圆环 20 以如下方式被收容， 即， 相对于圆环收容部 41， 在第 2 圆环 20 的圆周方向的各位置， 能够以从圆环收容部 41 出没的幅度分别不同的方式位移， 即， 能够中心振摆。
虽然第 2 圆环 20 具有上述 3 个位移的自由度， 即， 与圆环收容部 41 相对的第 2 圆 环 20 的轴方向、 偏心方向、 中心振摆方向的自由度， 但以不追随第 1 圆环 10 的旋转的方式 保持在第 2 托架 21 上。虽未图示， 但有关这一点， 只要在圆环收容部 41 和第 2 圆环 20 上 分别相对于圆环收容部 41 设置适当的突出部即可， 从而限制在其圆周方向的旋转。但是， 该突出部不得破坏上述 3 个位移的自由度。 上述接触表面压力赋予机构 4 对处理用部赋予使第 1 处理用面 1 和第 2 处理用面 2 接近的方向作用的力。在本实施方式中， 接触表面压力赋予机构 4 设置在第 2 托架 21 上， 将第 2 圆环 20 向第 1 圆环 10 弹压。
接触表面压力赋予机构 4 将第 2 圆环 20 的圆周方向的各位置、 即第 2 处理用面 2 的各位置均等地向第 1 圆环 10 弹压。接触表面压力赋予机构 4 的具体结构在后面进行详 细叙述。
如图 1(A) 所示， 上述壳体 3 配置在两圆环 10、 20 外周面的外侧， 收容产物， 该产物 在处理用面 1、 2 之间生成并排出到两圆环 10、 20 的外侧。如图 1(A) 所示， 壳体 3 是收容第 1 托架 11 和第 2 托架 21 的液密的容器。但是第 2 托架 21 可以作为该壳体 3 的一部分而与 壳体 3 一体地形成。
如上所述， 不必说形成壳体 3 的一部分的情况， 即使在与壳体 3 分体地形成的情况 下， 第 2 托架 21 也同样不可动， 以使得不影响两圆环 10、 20 间的间隔， 即， 两处理用面 1、 2 间的间隔。换言之， 第 2 托架 21 不会对两处理用面 1、 2 间的间隔产生影响。
在壳体 3 上， 壳体 3 的外侧设有用于排出产物的排出口 32。
第 1 导入部 d1 向两处理用面 1、 2 间供给第 1 被处理流动体。
上述的流体压力赋予结构 p1 直接或间接地与该第 1 导入部 d1 连接， 对第 1 被处 理流动体赋予流体压力。在流体压力赋予结构 p1 中， 可采用压缩机、 其他泵。
在该实施方式中， 第 1 导入部 d1 是设置在第 2 托架 21 的上述中央部分 22 内部的 流体通道， 其一端在第 2 托架 21 的俯视为圆形的第 2 圆环 20 的中心位置开口。另外， 第1 导入部 d1 的另一端在第 2 托架 21 的外部、 即壳体 3 的外部与上述流体压力赋予结构 p1 相
连接。 第 2 导入部 d2 向处理用面用 1、 2 间供给与第 1 被处理流动体反应的第 2 流动体。 在该实施方式中， 第 2 导入部为设置在第 2 圆环 20 内部的流体通道， 其一端在第 2 处理用 面 2 开口， 其另一端与第 2 流体供给部 p2 相连接。
在第 2 流体供给部 p2 中， 可采用压缩机、 其他泵。
通过流体压力赋予结构 p1 加压的第 1 被处理流动体从第 1 导入部 d1 被导入两圆 环 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， 从两圆环 10、 20 的外 侧穿过。
此时， 受到第 1 被处理流动体的输送压力的第 2 圆环 20 克服接触表面压力赋予机 构 4 的弹压， 远离第 1 圆环 10， 使两处理用面间分开微小的间隔。关于因两处理用面 1、 2的 接近·分离而形成的两处理用面 1、 2 间的间隔， 后面详细叙述。
在两处理用面 1、 2 间， 从第 2 导入部 d2 供给第 2 被处理流动体并与第 1 被处理流 动体合流， 利用处理用面的旋转促进混合 ( 反应 )。然后， 两流体的混合 ( 反应 ) 所生成的 产物从两处理用面 1、 2 排出到两圆环 10、 20 的外侧。在圆环 10、 20 外侧排出的产物最终通 过壳体 3 的排出口 32 排出到壳体 3 的外部 ( 自己排出 )。
上述的被处理流动体的混合及反应 ( 伴有反应的情况下 ) 通过相对于第 2 处理用 部 20 的第 1 处理用部 10 的由旋转驱动部所产生的旋转， 通过第 1 处理用面 1 与第 2 处理 用面 2 进行。
在第 1 及第 2 处理用面 1、 2 间， 第 2 导入部 d2 的开口部 m2 的下游侧形成使上述第 1 被处理流动体和第 2 被处理流动体反应的处理室。具体而言， 对于两处理用面 1、 2 间， 在 表示第 2 圆环 20 的底面的图 11(C) 中以斜线表示的第 2 圆环 20 直径的内外方向 r1， 第2 导入部的开口部 m2、 即第 2 开口部 m2 的外侧区域 H 具有作为上述处理室发挥作用。因此， 该反应室在两处理用面 1、 2 间位于第 1 导入部 d1 和第 2 导入部 d2 的两开口部 m1、 m2 的下 游侧。
从第 2 开口部 m2 导入至两处理用面 1、 2 间的第 2 被处理流动体， 在上述形成反应 室的区域 H， 相对于从第 1 开口部 m1 经过圆环内侧的空间的导入至两处理用面 1、 2 间的第 1 被处理流动体而被混合， 在伴有反应的情况下两被处理流动体反应。 流动体通过流体压力 赋予结构 p1 而受到输送压力， 在两处理用面 1、 2 间的微小间隙中要朝着圆环的外侧移动， 但是， 由于第 1 圆环 10 旋转， 所以， 在上述反应区域 H 内， 被混合的流动体并不是在圆环直 径的内外方向上从内侧向外侧直线地移动， 而是在俯视处理用面的状态下， 以圆环的旋转 轴为中心， 螺旋状地从圆环的内侧向外侧移动。 这样， 在进行混合 ( 反应 ) 的领域 H， 通过螺 旋状地从内侧向外侧移动， 可以确保在两处理用面 1、 2 间的微小间隔中具有充分混合 ( 反 应 ) 所需要的区间， 可促进均匀的反应。
另外， 混合 ( 反应 ) 产生的产物在上述微小的第 1 及第 2 处理用面 1、 2 间形成均 质的产物， 特别是在结晶或析出的情况下形成微粒。
至少， 在上述的流体压力赋予结构 p1 负荷的输送压力、 上述的接触表面压力赋予 机构 4 的作用力、 以及圆环的旋转所产生的离心力的均衡的基础上， 可使两处理用面 1、 2 间的间隔均衡为优选的微小间隔， 并且， 受到流体压力赋予结构 p1 负荷的输送压力及圆环 的旋转所产生的离心力的被处理流动体， 螺旋状地使上述处理用面 1、 2 间的微小间隔中移
动， 促进混合 ( 反应 )。
上述的混合 ( 反应 )， 通过流体压力赋予结构 p1 所负荷的输送压力、 圆环的旋转而 强制地进行。即， 混合 ( 反应 )， 在可接近·分离地对向配设且至少一方相对于其它一方进 行旋转的处理用面 1、 2 间， 强制地均匀发生。
因此， 特别是， 反应所引起的产物的结晶或析出， 可通过流体压力赋予结构 p1 所 负荷的输送压力的调整、 圆环的旋转速度即圆环的转速的调整这样的比较容易控制的方法 来控制。
这样， 该流体处理装置， 通过输送压力、 离心力的调整， 进行影响产物的大小的处 理用面 1、 2 间的间隔的控制， 并且， 在对产物的均匀生成造成影响的上述领域 H 进行移动距 离的控制方面优异。
另外， 上述的处理并不局限于产物析出的物质， 也包含液体的情况。另外， 在产物 是微粒等的微细的固体的情况下， 产物可在处理后的流体中沉淀， 另外也可处于在连续相 中存在分散相的分散液的状态。
予以说明的是， 旋转轴 50 并不限于铅直配置， 也可以配置在水平方向， 也可倾斜 的配置。因为处理中， 在两处理用面 1、 2 间的微细的间隔进行混合 ( 反应 )， 实质上可以排 除重力的影响。
图 1(A) 中表示第 1 导入部 d1 在第 2 托架 21 中， 与第 2 圆环 20 的轴心一致， 朝上 下铅直延伸。但是， 第 1 导入部 d1 并不仅限于与第 2 圆环 20 的轴心一致， 只要是能够向两 圆环 10、 20 所围成的空间供给第 1 被处理流动体即可， 也可以设置在第 2 托架 21 的中央部 分 22 的其他位置， 另外， 也可以非铅直的倾斜的延伸。
图 12(A) 表示上述装置的更优选的实施方式。如图所示， 第 2 处理用部 20 具有上 述第 2 处理用面 2、 并且具有受压面 23， 该受压面 23 位于第 2 处理用面 2 的内侧并与该第 2 处理用面 2 邻接。以下， 该受压面 23 又称为分离用调整面 23。如图所示， 该分离用调整 面 23 为倾斜面。
如上所述， 在第 2 托架 21 的底部即下部， 形成圆环收容部 41， 该圆环收容部 41 内 收容有第 2 处理用部 20。另外， 虽没有图示， 通过旋转阻止装置， 使第 2 处理用部 20 相对于 第 2 托架 21 不旋转地被收容。上述的第 2 处理用面 2 从第 2 托架 21 中露出。
在该实施方式中， 处理用面 1、 2 间的、 第 1 处理用部 10 及第 2 处理用部 20 的内侧 为被处理物的流入部， 第 1 处理用部 10 及第 2 处理用部 20 的外侧为被处理物的流出部。
上述的接触表面压力赋予机构 4 相对于第 1 处理用面 1 以压接或接近的状态推压 第 2 处理用面 2， 通过该接触表面压力与流体压力等的使两处理用面 1、 2 间分离的力的平 衡， 形成上述规定厚度的薄膜流体。换言之， 通过上述力的平衡， 两处理用面 1、 2 间的间隔 保持为规定的微小间隔。
具体而言， 在该实施方式中， 接触表面压力赋予机构 4 由以下部分构成 ： 上述的圆 环收容部 41 ； 发条收容部 42， 该发条收容部 42 设置在圆环收容部 41 的内部即圆环收容部 41 的最深处 ； 弹簧 43 ； 以及， 空气导入部 44。
但是， 接触表面压力赋予机构 4 也可只具有上述圆环收容部 41、 上述发条收容部 42、 弹簧 43 以及空气导入部 44 中的至少任意一个。
圆环收容部 41 与第 2 处理用部 20 间隙配合， 从而圆环收容部 41 内的第 2 处理用部 20 的位置或深或浅地位移， 即可上下位移。
上述的弹簧 43 的一端与发条收容部 42 的内部抵接， 弹簧 43 的另一端与圆环收容 部 41 内的第 2 处理用部 20 的前部即上部抵接。在图 1 中， 弹簧 43 虽仅显示 1 个， 但是优 选通过多个弹簧 43 来推压第 2 处理用部 20 的各个部分。即， 通过增加弹簧 43 的数目， 可 以赋予第 2 处理用部 20 更加均等的推压力。所以， 优选第 2 托架 21 为安装数个至数十个 弹簧 43 的复合型。
在该实施方式中， 还可通过上述空气导入部 44 向圆环收容部 41 内导入空气。通 过这样的空气的导入， 将圆环收容部 41 与第 2 处理用部 20 之间作为加压室， 将弹簧 43 与 空气压力一起作为推压力施加于第 2 处理用部 20 上。因此， 通过调整从空气导入部 44 导 入的空气压力， 可调整运转中第 2 处理用面 2 相对于第 1 处理用面 1 的接触表面压力。并 且， 代替利用空气压力的空气导入部 44， 也可利用通过油压等其他的流体压力产生推压力 的机构来实施。
接触表面压力赋予机构 4 除了供给并调节上述的推压力即接触表面压力的一部 分之外， 还兼作位移调整机构和缓冲机构。
详细而言， 接触表面压力赋予机构 4 作为位移调整机构， 通过空气压的调整而追 随启动时、 运转中轴方向的伸展、 磨耗所引起的轴向位移， 可维持初期的推压力。 另外， 如上 所述， 接触表面压力赋予机构 4 由于采用可位移地保持第 2 处理用部 20 的浮动机构， 也具 有作为微振动、 旋转定位的缓冲机构的功能。
接着， 关于采用上述的结构的处理装置的使用状态， 根据图 1(A) 进行说明。
首先， 第 1 被处理流动体受到来自流体压力赋予结构 p1 的输送压力， 通过第 1 导 入部 d1 导入密闭壳体的内部空间。其它一方面， 通过由旋转驱动部所产生的旋转轴 50 的 旋转， 第 1 处理用部 10 旋转。由此， 使第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 在保持微小间隔 的状态下相对地旋转。
第 1 被处理流动体在保持微小间隔的两处理用面 1、 2 间形成薄膜流体， 从第 2 导 入部 d2 导入的第 2 被处理流动体在两处理用面 1、 2 间与该薄膜流体合流， 同样构成薄膜流 体的一部分。通过该合流， 第 1 及第 2 被处理流动体混合而形成产物。而且在伴有反应的 情况下， 两流动体反应， 均匀的反应得到促进， 形成其产物。 由此， 在伴有析出的情况下可比 较均匀地生成微细的粒子， 即使在不伴有析出的情况下， 仍可实现均匀的混合状态 ( 在伴 有反应的情况下均匀的反应 )。 予以说明的是， 认为析出的产物由于第 1 处理用面 1 的旋转 而在其与第 2 处理用面 2 之间受到剪切， 有时会被进一步微细化。在此， 第 1 处理用面 1 与 第 2 处理用面 2， 通过调整为 1μm 至 1mm、 特别是 1μm 至 10μm 的微小间隔， 可实现均匀的 混合状态 ( 在伴有反应的情况下均匀的反应 )， 同时， 可生成数 nm 单位的超微粒。
产物从两处理用面 1、 2 间排出， 从壳体 3 的排出口 32 排出到壳体外部。被排出的 产物通过周知的减压装置在真空或减压了的环境内形成雾状， 通过碰到环境内的其他部分 而成为流动体流下， 可以作为脱气后的液态物回收。
予以说明的是， 在该实施方式中， 处理装置具有壳体， 但也可以不设置这样的壳体 来实施。例如， 可实施为 ： 设置用于脱气的减压罐即真空罐， 在该罐内部配置处理装置。在 该情况下， 当然在处理装置中不具有上述的排出口。
如上所述， 可将第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 的间隔调整为机械的间隔设定不可能达到的 μm 单位的微小间隔， 其机制说明如下。
第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 可相对地接近分离， 并且相对地旋转。在该例 中， 第 1 处理用面 1 旋转， 第 2 处理用面 2 具有在轴方向可移动的结构 ( 浮动结构 )， 相对于 第 1 处理用面 1 接近分离。
因此， 在该例中， 第 2 处理用面 2 的轴方向位置通过力的平衡， 即上述的接触表面 压力与分离力的平衡， 以 μm 单位的精度进行设定， 由此进行两处理用面 1、 2 间的微小间隔 的设定。
如图 12(A) 所示， 作为接触表面压力， 可以列举以下实例 ： 在接触表面压力赋予机 构 4 中， 从空气导入部 44 施加的空气压、 即施加正压情况下的该压力， 弹簧 43 的推压力。
予以说明的是， 在图 12 ～ 15、 17 所示的实施方式中， 为避免图面的繁杂， 省略了第 2 导入部 d2 的描绘。关于这一点， 也可以看成是未设置第 2 导入部 d2 的位置的剖面。另 外， 图中， U 表示上方， S 表示下方。
另一方面， 作为分离力， 可以列举 ： 作用于分离侧的受压面、 即第 2 处理用面 2 及分 离用调整面 23 的流体压力 ； 第 1 处理用部 10 的旋转所产生的离心力 ； 和对空气导入部 44 施加负压的情况下的该负压。 予以说明的是， 在对装置进行清洗时， 通过增大施加于上述的空气导入部 44 的负 压， 可加大两处理用面 1、 2 的分离， 可容易地进行清洗。
而且， 通过这些力的平衡， 使第 2 处理用面 2 相对于第 1 处理用面 1 以隔开规定的 微小间隔的位置稳定， 实现 μm 单位精度的设定。
对分离力进一步详细地说明。
首先， 关于流体压力， 密封流路中的第 2 处理用部 20 受到来自于流体压力赋予结 构 p1 的被处理流动体的送入压力即流体压力。此时， 与流路中的第 1 处理用面相对的面、 即第 2 处理用面 2 和分离用调整面 23 成为分离侧的受压面， 流体压力作用在该受压面上， 产生因流体压所引起的分离力。
其次， 关于离心力， 如果第 1 处理用部 10 高速旋转， 则离心力作用于流体， 该离心 力的一部分成为分离力， 该分离力作用在两处理用面 1、 2 相互远离的方向上。
此外， 当从上述的空气导入部 44 向第 2 处理用部 20 施加负压时， 该负压作为分离 力起作用。
以上， 在本申请发明的说明中， 将使第 1 与第 2 处理用面 1、 2 相互分离的力作为分 离力进行说明， 并非将上述表示的力从分离力中排除。
如上所述， 在密闭的被处理流动体的流路中， 介有处理用面 1、 2 间的被处理流动 体， 形成分离力与接触表面压力赋予机构 4 所赋予的接触表面压力达到平衡的状态， 由此 在两处理用面 1、 2 间实现均匀的混合状态， 在伴有反应的情况下实现均匀的反应， 同时形 成适合进行微细产物的结晶· 析出的薄膜流体。 这样， 该装置通过在两处理用面 1、 2 间强制 地介有薄膜流体， 可在两处理用面 1、 2 间维持为以往的机械的装置中不可能的微小间隔， 实现高精度地生成作为产物的微粒。
换言之， 处理用面 1、 2 间的薄膜流体的厚度通过上述的分离力与接触表面压力的 调整而调整至所希望的厚度， 能够进行需要的均匀的混合状态 ( 在伴有反应的情况下均匀 的反应 ) 的实现和微细的产物的生成处理。所以， 在要形成小的薄膜流体的厚度的情况下，
只要调整接触表面压力或分离力以使得接触表面压力相对于分离力增大即可， 相反地， 在 要形成大的薄膜流体的厚度的情况下， 只要调整接触表面压力或分离力以使得分离力相对 于接触表面压力增大即可。
在增加接触表面压力的情况下， 在接触表面压力赋予机构 4 中， 从空气导入部 44 赋予空气压、 即正压， 或者， 将弹簧 43 变更为推压力大的弹簧或增加其个数即可。
在增加分离力的情况下， 可以增加流体压力赋予结构 p1 的送入压力， 或者增加第 2 处理用面 2、 分离用调整面 23 的面积， 除此之外， 还可以调整第 1 处理用部 10 的旋转从而 增大离心力， 或者减低来自空气导入部 44 的压力。或者， 可以赋予负压。弹簧 43 是作为在 延伸方向产生推压力的推力发条， 但是， 也可以是作为在收缩方向产生力的拉力发条， 可形 成接触表面压力赋予机构 4 的结构的一部分或全部。
在减小分离力的情况下， 可以减少流体压力赋予结构 p1 的送入压力， 或者减少第 2 处理用面 2、 分离用调整面 23 的面积， 除此之外， 还可以调整第 1 处理用部 10 的旋转从而 减少离心力， 或者增大来自空气导入部 44 的压力。或者也可以降低负压。
进而， 作为接触表面压力以及分离力的增加减少的要素， 除上述以外， 还可加入粘 度等被处理流动体的特性， 这样的被处理流动体的特性的调整也可作为上述要素的调整来 进行。 予以说明的是， 分离力之中， 作用于分离侧的受压面即第 2 处理用面 2 以及分离用 调整面 23 上的流体压力， 可理解为构成机械密封的开启力的力。
在机械密封中， 第 2 处理用部 20 相当于密封环， 在对该第 2 处理用部 20 施加流体 压力的情况下， 当使第 2 处理用部 20 与第 1 处理用部 10 分离的力作用的情况下， 该力为开 启力。
更详细而言， 如上述的第 1 实施方式那样， 当在第 2 处理用部 20 中仅设置分离侧 的受压面、 即第 2 处理用面 2 以及分离用调整面 23 的情况下， 送入压力的全部构成开启力。 予以说明的是， 在第 2 处理用部 20 的背面侧也设置受压面的情况下， 具体而言， 在后述的图 12(B) 及图 17 的情况下， 在送入压力中， 作为分离力作用的力与作为接触表面压力作用的 力的差形成开启力。
在此， 使用图 12(B) 对第 2 处理用部 20 的其他实施方式进行说明。
如图 12(B) 所示， 在从该第 2 处理用部 20 的圆环收容部 41 露出的部位并且在内 周面侧， 设置面向第 2 处理用面 2 的相反侧即上方侧的接近用调整面 24。
即， 在该实施方式中， 接触表面压力赋予机构 4 由圆环收容部 41、 空气导入部 44 以 及上述接近用调整面 24 构成。但是， 接触表面压力赋予机构 4 也可以只具备上述圆环收容 部 41、 上述发条收容部 42、 弹簧 43、 空气导入部 44 以及上述接近用调整面 24 中的至少任意 一个。
该接近用调整面 24 受到施加于被处理流动体上的规定的压力， 产生使第 2 处理用 面 2 接近第 1 处理用面 1 的方向移动的力， 作为接近用接触表面压力赋予机构 4 的一部分， 担当接触表面压力的供给侧的作用。其它一方面， 第 2 处理用面 2 与上述的分离用调整面 23 受到施加于被处理流动体上的规定的压力， 产生使第 2 处理用面 2 从第 1 处理用面 1 分 离的方向移动的力， 担当对于分离力的一部分的供给侧的作用。
接近用调整面 24、 第 2 处理用面 2 以及分离用调整面 23 均为受到上述的被处理流
动体的输送压力的受压面， 根据其方向， 实现产生上述接触表面压力与产生分离力的不同 的作用。
接近用调整面 24 的投影面积 A1 与合计面积 A2 的面积比 A1/A2 称为平衡比 K， 对 上述的开启力的调整非常重要， 其中， 接近用调整面 24 的投影面积 A1 是在与处理用面的接 近·分离的方向、 即第 2 圆环 20 的出没方向正交的假想平面上投影的接近用调整面 24 的 投影面积， 合计面积 A2 是在该假想平面上投影的第 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。
接近用调整面 24 的前端与分离用调整面 23 的前端， 一同被限定在环状的第 2 调 整用部 20 的内周面 25 即前端线 L1 上。因此， 通过在何处放置接近用调整面 24 的基端线 L2 的决定， 可进行平衡比 K 的调整。
即， 在该实施方式中， 在利用被处理用流体的送出压力作为开启力的情况下， 通过 使第 2 处理用面 2 以及分离用调整面 23 的合计投影面积大于接近用调整面 24 的投影面积， 可产生与其面积比率相对应的开启力。
对于上述开启力， 变更上述平衡线， 即变更接近用调整面 24 的面积 A1， 由此， 能够 通过被处理流动体的压力、 即流体压力进行调整。
滑动面实际表面压力 P、 即接触表面压力中的流体压力所产生的表面压力可用下 式计算。
P ＝ P1×(K-k)+Ps
式中， P1 表示被处理流动体的压力、 即流体压力， 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。
通过该平衡线的调整来调整滑动面实际表面压力 P， 由此使处理用面 1、 2 间形成 所希望的微小间隙量， 形成被处理流动体所产生的薄膜流体， 使产物变微细， 另外进行均匀 的混合 ( 反应 ) 处理。
通常， 如果两处理用面 1、 2 间的薄膜流体的厚度变小， 则可使产物更细。相反， 如 果薄膜流体的厚度变大， 处理变得粗糙， 单位时间的处理量增加。所以， 通过上述滑动面实 际表面压力 P 的调整， 能够在调整两处理用面 1、 2 间的间隙而实现所期望的均匀混合状态 ( 在伴有反应的情况下为均匀的反应 ) 的同时获得微细的产物。 以下， 称滑动面实际表面压 力 P 为表面压力 P。
归纳该关系， 在使上述产物较粗的情况下， 可以减小平衡比， 减小表面压力 P， 增大 上述间隙， 增大上述厚度。相反， 在使上述产物更细的情况下， 可以增大平衡比 K， 增大表面 压力 P， 减小上述间隙， 减小上述厚度。
这样， 作为接触表面压力赋予机构 4 的一部分， 形成接近用调整面 24， 通过其平衡 线的位置， 可以实施接触表面压力的调整， 即调整处理用面间的间隙来实施。
在上述的间隙的调整中， 如上所述， 还可以考虑上述的弹簧 43 的推压力、 空气导 入部 44 的空气压力来进行。并且， 流体压力即被处理流动体的输送压力的调整、 及成为离 心力的调整的第 1 处理用部 10 即第 1 托架 11 的旋转的调整， 也是重要的调整要素。
如上所述， 该装置以如下方式构成， 即， 对于第 2 处理用部 20 及相对于第 2 处理用 部 20 旋转的第 1 处理用部 10， 通过取得被处理流动体的送入压力、 该旋转离心力以及接触 表面压力的压力平衡， 在两处理用面上形成规定的薄膜流体。 并且， 圆环的至少一方为浮动结构， 从而吸收芯振动等的定位， 排除接触所引起的磨耗等的危险性。
该图 12(B) 的实施方式中， 对于具备上述的调整用面以外的结构， 与图 1(A) 所示 的实施方式一样。
另外， 在图 12(B) 所示的实施方式中， 如图 17 所示， 可以不设置上述分离用调整面 23 来实施。
如图 12(B)、 图 17 所示的实施方式那样， 在设置接近用调整面 24 的情况下， 通过使 接近用调整面 24 的面积 A1 大于上述面积 A2， 从而不产生开启力， 相反， 施加于被处理流动 体上的规定的压力全部作为接触表面压力而起作用。 也可进行这样的设定， 在该情况下， 通 过增大其他的分离力， 可使两处理用面 1、 2 均衡。
通过上述的面积比决定了作用在使第 2 处理用面 2 从第 1 处理用面 1 分离方向的 力， 该力作为从流体所受到的力的合力。
上述实施方式中， 如上所述， 弹簧 43 为了对滑动面即处理用面赋予均匀的应力， 安装个数越多越好。但是， 该弹簧 43 也可如图 13 所示那样， 采用单卷型弹簧。其为如图所 示的、 中心与环状的第 2 处理用部 20 同心的 1 个螺旋式弹簧。
第 2 处理用部 20 与第 2 托架 21 之间以成为气密的方式密封， 该密封可采用众所 周知的手段。
如图 14 所示， 第 2 托架 21 中设有温度调整用封套 46， 该温度调整用封套 46 冷却 或加热第 2 处理用部 20， 可调节其温度。并且， 图 14 的 3 表示上述的壳体， 在该壳体 3 中， 也设有同样目的的温度调节用封套 35。
第 2 托架 21 的温度调节用封套 46 是水循环用空间， 该水循环用空间形成于在第 2 托架 21 内的圆环收容部 41 的侧面， 并与连通至第 2 托架 21 外部的通道 47、 48 相连接。通 道 47、 48 的其中任一方向温度调整用封套 46 导入冷却或加热用的介质， 其中其它一方排出 该介质。
另外， 壳体 3 的温度调整用封套 35 是通过加热用水或冷却水的通道， 其通过覆盖 壳体 3 的外周的覆盖部 34 而设置在壳体 3 的外周面与该覆盖部 34 之间。
在该实施方式中， 第 2 托架 21 及壳体 3 具备上述的温度调整用的封套， 但是， 第1 托架 11 中也可设置这样的封套来实施。
作为接触表面压力赋予机构 4 的一部分， 除上述以外， 也可设置如图 15 所示的汽 缸机构 7 来实施。
该汽缸机构 7 具有 ： 汽缸空间部 70， 该汽缸空间部 70 设置在第 2 托架 21 内 ； 连接 部 71， 该连接部 71 连接汽缸空间部 70 与圆环收容部 41 ； 活塞体 72， 该活塞体 72 收容在汽 缸空间部 70 内且通过连接部 71 与第 2 处理用部 20 相连接 ； 第 1 喷嘴 73， 该第 1 喷嘴 73 与汽缸空间部 70 的上部相连接 ； 第 2 喷嘴 74， 该第 2 喷嘴 74 与汽缸空间部 70 的下部相连 接； 推压体 75， 该推压体 75 为介于汽缸空间部 70 上部与活塞体 72 之间的发条等。
活塞体 72 可在汽缸空间部 70 内上下滑动， 通过活塞体 72 的该滑动， 第 2 处理用 部 20 上下滑动， 可变更第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间的间隙。
虽未图示， 具体而言， 将压缩机等的压力源与第 1 喷嘴 73 连接， 通过从第 1 喷嘴 73 向汽缸空间部 70 内的活塞体 72 的上方施加空气压力即正压， 使活塞体 72 向下方滑动， 可 使第 1 及第 2 处理用面 1、 2 间的间隙变窄。另外虽未图示， 也可将压缩机等的压力源与第 2喷嘴 74 连接， 通过从第 2 喷嘴 74 向汽缸空间部 70 内的活塞体 72 的下方施加空气压力即 正压， 使活塞体 72 向上方滑动， 使第 2 处理用部 20 移动而在扩大第 1 及第 2 处理用面 1、 2 间的间隙、 即进行打开的方向移动。这样， 通过用从喷嘴 73、 74 获得的空气压， 可调整接触 表面压力。
即使圆环收容部 41 内的第 2 处理用部 20 的上部与圆环收容部 41 的最上部之间 有足够的空间， 通过与汽缸空间部 70 的最上部 70a 抵接地设定活塞体 72， 该汽缸空间部 70 的最上部 70a 也限定了两处理用面 1、 2 间的间隔的宽度的上限。即， 活塞体 72 与汽缸空间 部 70 的最上部 70a 作为抑制两处理用面 1、 2 分离的分离抑制部而发挥作用， 换言之， 作为 限制两处理用面 1、 2 间的间隔的最大分开量的机构而发挥作用。
另外， 即使两处理用面 1、 2 彼此未抵接， 通过与汽缸空间部 70 的最下部 70b 抵接 地设定活塞体 72， 该汽缸空间部 70 的最下部 70b 限定了两处理用面 1、 2 间的间隙宽度的下 限。即， 活塞体 72 与汽缸空间部 70 的最下部 70b 作为抑制两处理用面 1、 2 接近的接近抑 制部而发挥作用， 更换言之， 作为限制两处理用面 1、 2 之间的间隔的最小分开量的机构而 发挥作用。
这样， 一边限定上述间隔的最大及最小的分开量， 一边通过上述喷嘴 73、 74 的空 气压来调整活塞体 72 与汽缸空间部 70 的最上部 70a 的间隔 z1， 换言之， 调整活塞体 72 与 汽缸空间部 70 的最下部 70b 的间隔 z2。
喷嘴 73、 74 可以与另一个压力源连接， 也可以通过切换或转接连接于一个压力 源。
并且， 压力源可以是供给正压或供给负压的任一种来实施。在真空等的负压源与 喷嘴 73、 74 相连接的情况下， 形成与上述的动作相反。
取代上述的其他接触表面压力赋予机构 4 或者作为上述的接触表面压力赋予机 构 4 的一部分， 设置这样的汽缸机构 7， 根据被处理流动体的粘度、 形状， 进行与喷嘴 73、 74 相连接的压力源的压力、 间隔 z1、 z2 的设定， 使薄膜流体的厚度达到所期望的值， 施以剪切 力， 实现均匀的混合状态 ( 在伴有反应的情况下均匀的反应 )， 可生成微细的粒子。 特别是， 通过这样的汽缸机构 7， 可以在清洗时、 蒸汽灭菌时等进行滑动部的强制开闭， 可提高清洗、 灭菌的可靠性。
如图 16(A) ～ (C) 所示， 可以在第 1 处理用部 10 的第 1 处理用面 1 上形成槽状凹 部 13...13 来实施， 该槽状凹部 13...13 从第 1 处理用部 10 的中心侧朝向外侧延伸， 即在 径向上延伸。在该情况下， 如图 16(A) 所示， 凹部 13...13 可作为在第 1 处理用面 1 上弯曲 或螺旋状延伸的部分来实施， 如图 16(B) 所示， 也可以实施为各个凹部 13 弯曲为 L 字型， 并 且， 如图 16(C) 所示， 凹部 13...13 也可实施为呈直线放射状延伸。
另外， 如图 16(D) 所示， 优选图 16(A) ～ (C) 的凹部 13 以成为朝向第 1 处理用面 1 的中心侧逐渐加深地形成梯度而实施。并且， 槽状的凹部 13 除了可以是连续的槽之外， 也 可是间断的槽。
通过形成这样的凹部 13， 具有应对被处理流动体的排出量的增加或发热量的减 少、 空蚀控制、 流体轴承效果等的效果。
在上述图 16 所示各实施方式中， 凹部 13 虽然形成在第 1 处理用面 1 上， 但也可实 施为形成在第 2 处理用面 2 上， 并且， 也可实施为形成在第 1 及第 2 处理用面 1、 2 双方上。在处理用面上未设置上述凹部 13 或锥度的情况下， 或者， 在使它们偏置于处理用 面的一部分的情况下， 处理用面 1、 2 的表面粗糙度对被处理流动体施加的影响比形成上述 凹部 13 的大。所以， 在这样的情况下， 如果要使被处理流动体的粒子变小， 就必须降低表面 粗糙度， 即形成光滑的面。特别是， 在以均匀的混合 ( 反应 ) 为目的的情况下， 对于其处理 用面的表面粗糙度， 在以实现均匀的混合状态 ( 在伴有反应的情况下均匀的反应 )、 获得微 粒为目的的情况下， 前述镜面、 即施加了镜面加工的面有利于实现微细的单分散的产物的 结晶·析出。
在图 12 至图 17 所示的实施方式中， 对于特别明示以外的结构也与图 1(A) 或图 11(C) 所示实施方式相同。
另外， 在上述各实施方式中， 壳体内全部密封， 但是， 除此以外， 也可实施为， 仅第 1 处理用部 10 及第 2 处理用部 20 的内侧被密封， 其外侧开放。即， 直到通过第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 之间为止， 流路被密封， 被处理流动体受到全部输送压力， 但是， 在通过 后， 流路被打开， 处理后的被处理流动体不受到输送压力。
在流体压力赋予结构 p1 中， 作为加压装置， 如上所述， 优选使用压缩机实施， 但 是， 只要能一直对被处理流动体施加规定的压力， 也可使用其他的手段实施。例如， 可以通 过如下装置实施， 即， 利用被处理流动体的自重， 一直对被处理流动体施加一定的压力的装 置。
概括上述各实施方式中的处理装置， 其特征为， 对被处理流动体施加规定的压力， 在受到该规定压力的被处理流动体所流动的被密封的流体流路中， 连接第 1 处理用面 1 及 第 2 处理用面 2 至少 2 个可接近·分离的处理用面， 施加使两处理用面 1、 2 接近的接触表 面压力， 通过使第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 相对地旋转， 利用被处理流动体产生机械 密封中用于密封的薄膜流体， 与机械密封相反 ( 不是将薄膜流体用于密封 )， 使该薄膜流体 从第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 之间漏出， 在两面间 1、 2 成为膜的被处理流动体间， 实 现混合 ( 反应 ) 的处理， 回收。
通过上述划时代的方法， 可将两处理用面 1、 2 间的间隔调整为 1μm 至 1mm， 尤其是 可进行 1 ～ 10μm 的调整。
在上述实施方式中， 装置内构成被密闭的流体的流路， 利用在处理装置的 ( 第 1 被 处理流动体的 ) 导入部侧设置的流体压力赋予结构 p1， 对被处理流动体加压。
另外， 也可以不用这样的流体压力赋予结构 p1 进行加压， 而是通过被处理流动体 的流路被打开的装置来实施。
图 18 至图 20 表示这样的处理装置的一个实施方式。 予以说明的是， 在该实施方式 中， 作为处理装置， 示例有具备从生成的物质中除去液体、 最终仅确保作为目的的固体 ( 结 晶 ) 的功能的装置。
图 18(A) 为处理装置的简略纵剖面图， 图 18(B) 是其局部切开扩大剖面图。图 19 是具备图 18 所示的处理装置的第 1 处理用部 101 的俯视图。图 20 是上述处理装置的第 1 及第 2 处理用部 101、 102 的局部的主要部分简略纵剖面图。
该图 18 至图 20 中所示的装置如上所述， 在大气压下， 投入作为处理对象的流体， 即被处理流动体或搬送这样的处理对象物的流体。
予以说明的是， 图 18(B) 及图 20 中， 为避免图面的繁杂， 省略了第 2 导入部 d2 而描述 ( 也可看成不设有第 2 导入部 d2 的位置的剖面 )。
如图 18(A) 所示， 该流体处理装置具备反应装置 G 及减压泵 Q。该反应装置 G 具 备： 作为旋转构件的第 1 处理用部 101 ； 保持该处理用部 101 的第 1 托架 111 ； 作为相对于 壳体被固定的构件的第 2 处理用部 102 ； 固定该第 2 处理用部 102 的第 2 托架 121 ； 弹压机 构 103 ； 动压发生机构 104( 图 19(A)) ； 使第 1 处理用部 101 与第 1 托架 111 一同旋转的驱 动部 ； 壳体 106 ； 供给 ( 投入 ) 第 1 被处理流动体的第 1 导入部 d1 ； 向减压泵 Q 排出流体的 排出部 108。关于驱动部省略其图示。
上述第 1 处理用部 101 及第 2 处理用部 102 分别是具有挖空圆柱中心的形状的环 状体。两处理用部 101、 102 是分别把两处理用部 101、 102 所呈圆柱的一个底面作为处理用 面 110、 120 的构件。
上述处理用面 110、 120 具有被镜面研磨的平坦部。在该实施方式中， 第 2 处理用 部 102 的处理用面 120 是整个面都实施了镜面研磨的平坦面。另外， 虽然使第 1 处理用部 101 的处理用面 110 的整个面成为与第 2 处理用部 102 相同的平坦面， 但是， 如图 19(A) 所 示， 在平坦面中， 有多个沟槽 112...112。该沟槽 112...112 以第 1 处理用部 101 所呈圆柱 的中心为中心侧， 向圆柱的外周方向放射状地延伸。
有关上述第 1 及第 2 处理用部 101、 102 的处理用面 110、 120 的镜面研磨， 优选表 面粗糙度 Ra 为 0.01 ～ 1.0μm。对于该镜面研磨， 更优选 Ra 达到 0.03 ～ 0.3μm。
有关处理用部 101、 102 的材质， 采用硬质且可以镜面研磨的材料。有关处理用部 101、 102 的该硬度， 优选为至少维式硬度 1500 以上。 并且， 优选采用线膨胀系数小的原料或 热传导高的原料。 这是由于， 在处理时产生热量的部分与其他部分之间， 如果膨胀率的差较 大， 就会发生变形， 从而影响适当间隔的确保。
作为上述处理用部 101、 102 的原料， 尤其优选采用以下物质等 ： SIC 即碳化硅， 其 维式硬度为 2000 ～ 2500 ； 表面 DLC 即类钻碳涂层的 SIC， 其中类钻碳的维式硬度为 3000 ～ 4000 ； WC 即碳化钨， 其维式硬度为 1800 ； 表面施加了 DLC 涂层的 WC、 ZrB2 或以 BTC、 B4C 为代 表的硼系陶瓷， 维式硬度为 4000 ～ 5000。
图 18 所示的壳体 106 虽省略了底部的图示， 但是为有底的筒状体， 上方被上述第 2 托架 121 覆盖。第 2 托架 121 在其下面固定上述第 2 处理用部 102， 在上方设有上述导入 部 d1。导入部 d1 具有料斗 170， 该料斗 170 用于从外部投入流体、 被处理物。
虽未图示， 上述的驱动部具备电动机等动力源以及从该动力源接受动力供给而旋 转的轴 50。
如图 18(A) 所示， 轴 50 配置于壳体 106 的内部朝上下延伸。并且， 轴 50 的上端部 设有上述第 1 托架 111。第 1 托架 111 是保持第 1 处理用部 101 的装置， 通过设置在上述轴 50 上， 使第 1 处理用部 101 的处理用面 110 与第 2 处理用部 102 的处理用面 120 相对应。
第 1 托架 111 为圆柱状体， 在上面中央固定有第 1 处理用部 101。第 1 处理用部 101 与第 1 托架 111 成为一体地被固定， 相对于第 1 托架 111 不改变其位置。
其它一方面， 在第 2 托架 121 的上面中央形成有收容第 2 处理用部 102 的收容凹 部 124。
上述收容凹部 124 具有环状的横剖面。第 2 处理用部 102 以与收容凹部 124 同心 的方式收容在圆柱状的收容凹部 124 内。该收容凹部 124 的结构与图 1(A) 所示的实施方式相同 ( 第 1 处理用部 101 对应 第 1 圆环 10， 第 1 托架 111 对应第 1 托架 11， 第 2 处理用部 102 对应第 2 圆环 20， 第 2 托架 121 对应第 2 托架 21)。
并且， 该第 2 托架 121 具备上述弹压机构 103。优选弹压机构 103 使用弹簧等弹性 体。弹压机构 103 与图 1(A) 的接触表面压力赋予机构 4 对应， 采用同样结构。即， 弹压机 构 103 推压与第 2 处理用部 102 的处理用面 120 相反侧的面、 即底面， 对位于第 1 处理用部 101 侧、 即下方的第 2 处理用部 102 的各位置均等地弹压。
其它一方面， 收容凹部 124 的内径大于第 2 处理用部 102 的外径， 由此， 当如上所 述同心地配设时， 在第 2 处理用部 102 的外周面 102b 与收容凹部 124 的内周面之间， 如图 18(B) 所示那样， 设定间隔 t1。
同样， 在第 2 处理用部 102 的内周面 102a 与收容凹部 124 的中心部分 22 的外周 面之间， 如图 18(B) 所示那样， 设定间隔 t 2。
上述间隔 t1、 t2 分别用于吸收振动及偏心举动， 其大小以如下方式设定， 即， 大于 等于能够确保动作的尺寸并且可以形成密封。例如， 在第 1 处理用部 101 的直径为 100mm 至 400mm 的情况下， 优选该间隔 t1、 t2 分别为 0.05 ～ 0.3mm。 第 1 托架 111 被一体地固定在轴 50 上， 与轴 50 一起旋转。 另外， 虽未图示， 但通过 制动器， 第 2 处理用部 102 不会相对于第 2 托架 121 旋转。 但是， 在两处理用面 110、 120 间， 为了确保处理所需要的 0.1 ～ 10 微米的间隔、 即如图 20(B) 所示的微小间隔 t， 如图 18(B) 所示， 在收容凹部 124 的底面、 即顶部和第 2 处理用部 102 的顶部 124a 即上面之间， 设有间 隙 t3。对于该间隙 t3， 与上述的间隔一起， 考虑轴 50 振动、 延伸而设定。
如上所述， 通过间隔 t1 ～ t3 的设定， 第 1 处理用部 101， 如图 18(B) 所示， 不仅在 相对于第 2 处理用部 102 接近· 分离的方向 z1 上可变， 而且对于其处理用面 110 的倾斜方 向 z2 也可变。
即， 在该实施方式中， 弹压机构 103 和上述间隔 t1 ～ t3 构成浮动机构， 通过该浮 动机构， 至少第 2 处理用部 102 的中心及倾斜可以在从数微米至数毫米左右的很小量的范 围内变动。由此， 吸收旋转轴的芯振动、 轴膨胀、 第 1 处理用部 101 的面振动和振动。
对第 1 处理用部 101 的处理用面 110 所具有的上述沟槽 112， 进一步详细地说明如 下。沟槽 112 的后端到达第 1 处理用部 101 的内周面 101a， 其前端朝着第 1 处理用部 101 的外侧 y 即外周面侧延伸。该沟槽 112 如图 19(A) 所示， 其横截面积从环状的第 1 处理用 部 101 的中心 x 侧朝着第 1 处理用部 101 的外侧 y 即外周面侧逐渐减少。
沟槽 112 的左右两侧面 112a、 112b 的间隔 w1 从第 1 处理用部 101 的中心 x 侧朝 着第 1 处理用部 101 的外侧 y 即外周面侧逐渐减小。并且， 沟槽 112 的深度 w2 如图 19(B) 所示， 从第 1 处理用部 101 的中心 x 侧朝着第 1 处理用部 101 的外侧 y 即外周面侧逐渐减 小。即， 沟槽 112 的底 112c 从第 1 处理用部 101 的中心 x 侧朝着第 1 处理用部 101 的外侧 y 即外周面侧逐渐变浅。
这样， 沟槽 112 的宽度及深度都朝着外侧 y 即外周面侧逐渐减小， 使其横截面积朝 着外侧 y 逐渐减小。并且， 沟槽 112 的前端即 y 侧成为终点。即， 沟槽 112 的前端即 y 侧不 到达第 1 处理用部 101 的外周面 101b， 在沟槽 112 的前端与外周面 101b 之间， 隔着外侧平 坦面 113。该外侧平坦面 113 为处理用面 110 的一部分。
在该图 19 所示的实施方式中， 上述沟槽 112 的左右两侧面 112a、 112b 及底 112c 构成流路限制部。该流路限制部、 第 1 处理用部 101 的沟槽 112 周围的平坦部以及第 2 处 理用部 102 的平坦部构成动压发生机构 104。
但是， 也可仅对沟槽 112 的宽度及深度的其中任一方采用上述结构， 减小截面积。
上述的动压发生机构 104 通过在第 1 处理用部 101 旋转时穿过两处理用部 101、 102 间的流体， 在两处理用部 101、 102 之间可确保所希望的微小间隔， 在使两处理用部 101、 102 分离的方向上产生作用力。通过这样的动压的发生， 可在两处理用面 110、 120 间产生 0.1 ～ 10μm 的微小间隔。 这样的微小间隔， 虽可以根据处理的对象进行调整选择， 但是， 优 选 1 ～ 6μm， 更优选 1 ～ 2μm。在该装置中， 通过上述微小间隔， 可以实现以往不可能的均 匀的混合状态 ( 在伴有反应的情况下均匀的反应 ) 和生成微细的粒子。
沟槽 112...112 能够以如下方式实施， 即， 笔直地从中心 x 侧朝向外侧 y 延伸。但 是， 在该实施方式中， 如图 19(A) 所示， 对于第 1 处理用部 101 的旋转方向 r， 沟槽 112 的中 心 x 侧以比沟槽 112 的外侧 y 先行的方式、 即位于前方的方式弯曲， 使沟槽 112 延伸。
通过这样的沟槽 112...112 弯曲地延伸， 可更有效地通过动压发生机构 104 产生 分离力。
接着， 对该装置的动作进行说明。
如图 18(A) 所示， 从料斗 170 投入的、 通过第 1 导入部 d1 的第 1 被处理流动体 R， 通过环状的第 2 处理用部 102 的中空部， 受到第 1 处理用部 101 的旋转所产生的离心力， 进 入两处理用部 101、 102 间， 在旋转的第 1 处理用部 101 的处理用面 110 与第 2 处理用部 102 的处理用面 120 之间， 进行均匀的混合 ( 反应 )、 及根据情况的微细粒子的生成， 随后， 来到 两处理用部 101、 102 的外侧， 通过排出部 108 排出至减压泵 Q 侧 ( 以下根据需要将第 1 被 处理流动体 R 仅称为流体 R)。
在上述中， 进入到环状第 2 处理用部 102 的中空部的流体 R 如图 20(A) 所示， 首 先， 进入旋转的第 1 处理用部 101 的沟槽 112。其它一方面， 被镜面研磨的、 作为平坦部的 两处理用面 110、 120 即使通过空气或氮气等气体也维持气密性。所以， 即使受到旋转所产 生的离心力， 在该状态下， 流体 R 也不能够从沟槽 112 进入由弹压机构 103 压合的两处理用 面 110、 120 之间。但是， 流体 R 与作为流路限制部而形成的沟槽 112 的上述两侧面 112a、 112b 及底 112c 慢慢地碰撞， 产生作用于使两处理用面 110、 120 分离的方向上的动压。如 图 20(B) 所示， 由此， 流体 R 从沟槽 112 渗出到平坦面上， 可确保两处理用面 110、 120 间的 微小间隔 t 即间隙。而且， 在这样镜面研磨了的平坦面之间， 进行均匀的混合 ( 反应 ) 及微 细粒子的生成。并且， 上述沟槽 112 的弯曲更为可靠地对流体作用离心力， 更有效进行上述 的动压的产生。
这样， 该流体处理装置通过动压与弹压机构 103 所产生的弹压力的平衡， 能够在 两镜面即处理用面 110、 120 间确保微细均匀的间隔即间隙。而且， 通过上述结构， 该微小间 隔可形成为 1μm 以下的超微细间隔。
另外， 通过采用上述浮动机构， 处理用面 110、 120 间的定位的自动调整成为可能， 对于因旋转及发热所引起的各部分的物理变形， 能够抑制处理用面 110、 120 间的各个位置 的间隔的偏差， 可维持该各个位置的上述微小间隔。
予以说明的是， 在上述实施方式中， 浮动机构是仅在第 2 托架 121 上设置的机构。除此以外， 还可以取代第 2 托架 121， 在第 1 托架 111 上也设置浮动机构， 或者在第 1 托架 111 与第 2 托架 121 上都设置浮动机构。
图 21 至图 23 表示上述的沟槽 112 的其他实施方式。
如图 21(A)(B) 所示， 沟槽 112 作为流路限制部的一部分， 可在其前端具备平坦的 壁面 112d。并且， 在该图 21 所示的实施方式中， 在底 112c 上， 在第 1 壁面 112d 与内周面 101a 之间设有台阶 112e， 该台阶 112e 也构成流路限制部的一部分。
如图 22(A)(B) 所示， 沟槽 112 可实施为， 具有多个分叉的枝部 112f...112f， 各枝 部 112f 通过缩小其宽度而具有流路限制部。
在图 21 及图 22 的实施方式中， 特别是对于没有示出的结构， 与图 1(A)、 图 11(C)、 图 18 至图 20 中所示的实施方式相同。
并且， 在上述各实施方式中， 对于沟槽 112 的宽度及深度的至少其中一方， 从第 1 处理用部 101 的内侧朝向外侧， 逐渐减小其尺寸， 由此构成流路限制部。此外， 如图 23(A) 及图 23(B) 所示， 通过不变化沟槽 112 的宽度及深度在沟槽 112 中设置终端面 112f， 该沟槽 112 的终端面 112f 也可以形成流路限制部。如图 19、 图 21 及图 22 表示的实施方式所示， 动压产生以如下方式进行， 即， 通过沟槽 112 的宽度及深度如前述那样变化， 使沟槽 112 的 底及两侧面成为倾斜面， 由此， 该倾斜面成为相对于流体的受压部， 产生动压。 其它一方面， 在图 23(A)(B) 所示实施方式中， 沟槽 112 的终端面成为相对于流体的受压部， 产生动压。
另外， 在该图 23(A)(B) 所示的情况下， 也可实施为一并使沟槽 112 的宽度及深度 的至少其中一方的尺寸逐渐减小。
予以说明的是， 关于沟槽 112 的结构， 并不限定于上述图 19、 图 21 至图 23 所示的 结构， 也可实施为具有其他形状的流路限制部的结构。
例如， 在图 19、 图 21 至图 23 所示结构中， 沟槽 112 并不穿透到第 1 处理用部 101 的外侧。即， 在第 1 处理用部 101 的外周面与沟槽 112 之间， 存在外侧平坦面 113。但是， 并 不限定于上述实施方式， 只要能产生上述的动压， 沟槽 112 也可到达第 1 处理用部 101 的外 周面侧。
例如， 在图 23(B) 所示的第 1 处理用部 101 的情况下， 如虚线所示， 可实施为， 使剖 面面积小于沟槽 112 的其他部位的部分形成于外侧平坦面 113 上。
另外， 如上所述， 以从内侧向外侧逐渐减小截面积的方式形成沟槽 112， 使沟槽 112 的到达第 1 处理用部 101 外周的部分 ( 终端 ) 形成最小截面积即可 ( 未图示 )。但是， 为有效地产生动压， 如图 19、 图 21 至图 23 所示， 优选沟槽 112 不穿透第 1 处理用部 101 外 周面侧。
在此， 对上述图 18 至图 23 所示的各种实施方式进行总结。
该处理装置使具有平坦处理用面的旋转构件与同样具有平坦处理用面的固定构 件以它们的平坦处理用面同心地相对， 在一边在旋转构件的旋转下从固定构件的开口部供 给被反应原料一边从两构件的地向平面处理用面间进行反应处理的该处理装置中， 不是机 械地调整间隔， 而是在旋转构件中设置增压机构， 能够通过其产生的压力来保持间隔， 并且 形成机械的间隔调整所不可能达到的 1 ～ 6μm 的微小间隔， 混合 ( 反应 ) 的均匀化以及生 成粒子的微细化能力及反应的均匀化能力可显著提高。
即， 在该流体处理装置中， 旋转构件与固定构件在其外周部具有平坦处理用面， 该平坦处理用面具有面上的密封功能， 提供高速旋转式的处理装置， 该高速旋转式的处理装 置产生流体静力学的力即流体静力、 流体动力学的力即流体动力、 或者空气静力学 - 空气 动力学的力。上述的力使上述密封面之间产生微小的间隔， 并可提供具有如下功能的流体 处理装置， 即， 非接触、 机械安全、 高度的混合 ( 反应 ) 的均匀化。能形成该微小间隔的要 因， 一个是旋转构件的旋转速度， 另一个是被处理物 ( 流体 ) 的投入侧与排出侧的压力差所 引起的。在投入侧未设置压力赋予机构的情况即在大气压下投入被处理物 ( 流体 ) 的情况 下， 由于无压力差， 需要只依靠旋转构件的旋转速度来产生密封面间的分离。 这作为流体动 力学的力或空气动力学的力而已知。
图 18(A) 所示装置中， 虽表示为将减压泵 Q 连接在上述混合装置 G 的排出部， 但也 可如前面所述那样实施为， 不设置壳体 106， 且不设置减压泵 Q， 而是如图 24(A) 所示， 将处 理装置作为减压用的罐 T， 在该罐 T 中配设混合装置 G。
在该情况下， 通过使罐 T 内减压至真空或接近真空的状态， 混合装置 G 中生成的被 处理物成雾状地喷射到罐 T 内， 通过回收碰到罐 T 的内壁而流下的被处理物， 或， 回收相对 于上述流下的被处理物作为气体 ( 蒸汽 ) 被分离的、 充满罐 T 上部的物质， 可获得处理后的 目的物。
另外， 即使在使用减压泵 Q 的情况下， 如图 24(B) 所示， 混合装置 G 经由减压泵 Q 连 接气密的罐 T， 由此在该罐 T 内处理后的被处理物形成雾状， 可进行目的物的分离·抽出。
此外， 如图 24(C) 所示， 减压泵 Q 直接连接于罐 T， 在该罐 T 内， 连接减压泵 Q 以及 与减压泵 Q 分开的流体 R 的排出部， 可进行目的物的分离。在该情况下， 对于气化部， 液体 R( 液状部 ) 被减压泵 Q 吸引聚集， 通过排出部排出， 而不从汽化部排出。
在上述各实施方式中， 示出了将第 1 及第 2 的两种被处理流动体分别从第 2 托架 21、 121 及第 2 圆环 20、 102 导入， 使之混合 ( 反应 )。
下面， 对被处理流动体向装置导入的其他实施方式按顺序进行说明。
如图 1(B) 所示， 可实施为， 在图 1(A) 所示的处理装置中， 设置第 3 导入部 d3 将第 3 被处理流动体导入两处理用面 1、 2 间， 使其与第 2 被处理流动体同样地与第 1 被处理流动 体混合 ( 反应 )。
第 3 导入部 d3 向处理用面 1、 2 间供给与第 1 被处理流动体混合的第 3 被处理流 动体。在该实施方式中， 第 3 导入部 d3 是设在第 2 圆环 20 内部的流体通道， 其一端在第 2 处理用面 2 上开口， 其另一端连接第 3 流体供给部 p3。
在第 3 流体供给部 p3 中， 可采用压缩机、 其他的泵。
第 3 导入部 d3 在第 2 处理用面 2 上的开口部与第 2 导入部 d2 的开口部相比位于 第 1 处理用面 1 的旋转中心的外侧。即， 在第 2 处理用面 2 中， 第 3 导入部 d3 的开口部较 第 2 导入部 d2 的开口部位于下游侧。在第 3 导入部 d3 的开口部与第 2 导入部 d2 的开口 部之间， 在第 2 圆环 20 的直径的内外方向上隔开间隔。
该图 1(B) 所示装置中， 第 3 导入部 d3 以外的构成与图 1(A) 所示的实施方式相同。 予以说明的是， 在该图 1(B) 及下面说明的图 1(C)、 图 1(D)、 图 2 ～图 11 中， 为避免图面的 繁杂， 省略了壳体 3。予以说明的是， 在图 9(B)(C)、 图 10、 图 11(A)(B) 中， 描绘了壳体 3 的 一部分。
另外， 如图 1(C) 所示， 可实施为， 在图 1(B) 所示处理装置中， 设置第 4 导入部 d4，将第 4 被处理流动体导入两处理用面 1、 2 间， 使其与第 2 及第 3 被处理流动体同样地与第 1 被处理流动体混合 ( 反应 )。
第 4 导入部 d4 向处理用面 1、 2 间供给与第 1 被处理流动体混合的第 4 被处理流 动体。在该实施方式中， 第 4 导入部 d4 是设在第 2 圆环 20 内部的流体通道， 其一端在第 2 处理用面 2 上开口， 其另一端连接第 4 流体供给部 p4。
在第 4 流体供给部 p4 中， 可采用压缩机、 其他的泵。
第 4 导入部 d4 在第 2 处理用面 2 中的开口部较第 3 导入部 d3 开口部位于第 1 处 理用面 1 的旋转中心的外侧。即， 在第 2 处理用面 2 中， 第 4 导入部 d4 的开口部较第 3 导 入部 d3 的开口部位于下游侧。
对于图 1(C) 所示装置的第 4 导入部 d4 以外的结构， 与图 1(B) 所示的实施方式相 同。
并且， 虽未图示， 也可实施为， 另外设置第 5 导入部、 第 6 导入部等 5 个以上的导入 部， 分别使 5 种以上的被处理流动体混合 ( 反应 )。
另外， 如图 1(D) 所示， 可实施为， 在图 1(A) 的装置中， 将设置在第 2 托架 21 上的 第 1 导入部 d1 与第 2 导入部 d2 同样地设置在第 2 处理用面 2 上， 以取代将其设置在第 2 托架 21 上。在该情况下， 在第 2 处理用面 2 中， 第 1 导入部 d1 的开口部也较第 2 导入部 d2 位于旋转的中心侧即上游侧。
在上述图 1(D) 所示装置中， 第 2 导入部 d2 的开口部与第 3 导入部 d 3 的开口部 一起配置在第 2 圆环 20 的第 2 处理用面 2 上。但是， 导入部的开口部并不限于上述相对于 处理用面的配置。特别是， 可如图 2(A) 所示， 将第 2 导入部 d2 的开口部设置在第 2 圆环 20 的内周面的、 与第 2 处理用面 2 邻接的位置来实施。在该图 2(A) 所示装置中， 第 3 导入部 d3 的开口部虽与图 1(B) 所示装置同样地配置在第 2 处理用面 2 上， 但是， 也可通过将第 2 导入部 d2 的开口部配置在上述第 2 处理用面 2 的内侧， 与第 2 处理用面 2 邻接的位置， 从 而将第 2 被处理流动体直接导入到处理用面。
这样通过将第 1 导入部 d1 的开口部设置在第 2 托架 21 上， 将第 2 导入部 d2 的开 口部配置在第 2 处理用面 2 的内侧， 即与第 2 处理用面 2 邻接的位置 ( 在该情况下， 设置上 述第 3 导入部 d3 不是必须的 )， 特别是在使多个被处理流动体反应的情况下， 能够将从第 1 导入部 d1 导入的被处理流动体与从第 2 导入部 d2 导入的被处理流动体在不反应的状态下 导入两处理用面 1、 2 间， 并且可使两者在两处理用面 1、 2 间初次发生反应。因此， 上述结构 特别适合于使用反应性高的被处理流动体的情况。
予以说明的是， 上述的 “邻接” 并不仅限于以下情况， 即， 将第 2 导入部 d2 的开口部 如图 2(A) 所示地以与第 2 圆环 20 的内侧侧面接触的方式设置。从第 2 圆环 20 至第 2 导 入部 d2 的开口部的距离为以下程度即可， 即， 在多个的被处理流动体被导入两处理用面 1、 2 间以前不被混合 ( 反应 ) 的程度， 例如， 也可以设置在接近第 2 托架 21 的第 2 圆环 20 的 位置。并且， 也可以将第 2 导入部 d2 的开口部设置在第 1 圆环 10 或第 1 托架 11 侧。
另外， 在上述的图 1(B) 所示装置中， 在第 3 导入部 d3 的开口部与第 2 导入部 d2 的 开口之间， 在第 2 圆环 20 的直径的内外方向隔开间隔， 但也可实施为， 如图 2(B) 所示， 不设 置这样的间隔， 将第 2 及第 3 被处理流动体导入两处理用面 1、 2 间， 立刻使两流动体合流。 根据处理的对象选择上述图 2(B) 所示装置即可。另外， 对于上述的图 1(D) 所示装置， 第 1 导入部 d1 的开口部与第 2 导入部 d2 的 开口部之间， 在第 2 圆环 20 直径的内外方向隔开了间隔， 但也可实施为， 不设置该间隔， 而 将第 1 及第 2 被处理流动体导入两处理用面 1、 2 间， 立刻使两流动体合流 ( 没有图示 )。根 据处理的对象选择这样的开口部的配置即可。
在上述的图 1(B) 及图 1(C) 所示实施方式中， 在第 2 处理用面 2 中， 将第 3 导入部 d3 的开口部配置在第 2 导入部 d2 的开口部的下游侧， 换言之， 在第 2 圆环 20 的直径的内 外方向上， 配置在第 2 导入部 d2 的开口部的外侧。此外， 如图 2(C) 及图 3(A) 所示， 可在第 2 处理用面 2 中， 将第 3 导入部 d3 的开口部配置于在第 2 圆环 20 的周方向 r0 上与第 2 导 入部 d2 开口部不同的位置来实施。在图 3 中， m1 表示第 1 导入部 d1 的开口部即第 1 开口 部， m2 表示第 2 导入部 d2 的开口部即第 2 开口部， m3 表示第 3 导入部 d3 的开口部 ( 第 3 开口部 )， r1 为圆环直径的内外方向。
另外， 在将第 1 导入部 d1 设置在第 2 圆环 20 上的情况下， 也可如图 2(D) 所示， 在 第 2 处理用面 2 中， 将第 1 导入部 d1 的开口部配置于在第 2 圆环 20 的周方向与第 2 导入 部 d2 的开口部不同的位置来实施。
在上述图 3(A) 所示装置中， 在第 2 圆环 20 的处理用面 2 中， 2 个导入部的开口部 被配置在周方向 r0 的不同位置， 但是， 也可实施为， 如图 3(B) 所示， 在圆环的周方向 r0 的 不同位置配置 3 个导入部的开口部， 或如图 3(C) 所示， 在圆环的周方向 r0 的不同位置配置 4 个导入部的开口部。予以说明的是， 在图 3(B)(C) 中， m4 表示第 4 导入部的开口部， 在图 3(C) 中， m5 表示第 5 导入部的开口部。并且， 虽未图示， 也可实施为， 在圆环的周方向 r0 的 不同位置配置 5 个以上的导入部的开口部。 在上述所示装置中， 第 2 导入部至第 5 导入部， 分别可导入不同的被处理流动体， 即第 2、 第 3、 第 4、 第 5 被处理流动体。其它一方面， 可实施为， 从第 2 ～第 5 的开口部 m2 ～ m5， 将全部同类的、 即第 2 被处理流动体导入处理用面间。虽未图示， 在该情况下， 可实施 为， 第 2 导入部至第 5 导入部在圆环内部连通， 连接到一个流体供给部， 即第 2 流体供给部 p2。
另外， 可以通过组合以下装置来实施， 即， 在圆环的周方向 r0 的不同位置设置多 个导入部的开口部的装置， 以及， 在圆环的径向即直径的内外方向 r 1 的不同位置设置多 个导入部的开口部的装置。
例如， 如图 3(D) 所示， 在第 2 处理用面 2 上设有 8 个导入部的开口部 m2 ～ m9， 其 中 4 个 m2 ～ m5 设置在圆环的周方向 r0 的不同位置且径向 r1 的相同位置， 其他 4 个 m6 ～ m9 设置在圆环的周方向 r0 的不同位置且径向 r1 的相同位置。并且， 该其它的开口部 m6 ～ 该外侧的开口部， 也 m9， 配置于对于径向 r1 上述 4 个开口部 m2 ～ m5 的径向的外侧。另外， 可以分别设置于与内侧的开口部在圆环的周方向 r0 相同位置。但考虑圆环的旋转， 也可实 施为， 如图 3(D) 所示， 设置在圆环的周方向 r0 的不同位置。另外， 在该情况下， 对于开口部 也不限于图 3(D) 所示的配置、 数量。
例如， 如图 3(E) 所示， 也可将径向外侧的开口部配置在多边形的顶点位置， 即该 情况下的四边形的顶点位置， 将径向内侧的开口部配置在该多边形的边上。 当然， 也可采用 其他的配置。
另外， 在第 1 开口部 m1 以外的开口部都将第 2 被处理流动体导入处理用面间的情
况下， 可以实施为， 各导入第 2 被处理流动体的该开口部不是在处理用面的周方向 r0 上散 布， 而是如图 3(F) 所示， 在周方向 r0 上形成连续的开口部。
予以说明的是， 根据处理的对象， 如图 4(A) 所示， 可实施为， 在图 1(A) 所示装置 中， 将设置在第 2 圆环 20 上的第 2 导入部 d2 与第 1 导入部 d1 同样地设置在第 2 托架 21 的中央部分 22。在该情况下， 相对于位于第 2 圆环 20 的中心的第 1 导入部 d1 的开口部， 第 2 导入部 d2 的开口部位于其外侧， 并隔开间隔。并且， 如图 4(B) 所示， 可实施为， 在图 4(A) 所示装置中， 将第 3 导入部 d3 设置于第 2 圆环 20。如图 4(C) 所示， 可实施为， 在图 4(A) 所 示装置中， 第 1 导入部 d1 的开口部与第 2 导入部 d2 的开口部之间不设置间隔， 将第 1 及第 2 被处理流动体导入第 2 圆环 20 内侧的空间后， 立即使两流动体合流。另外， 根据处理的 对象， 可实施为， 如图 4(D) 所示， 在图 4(A) 所示装置中， 和第 2 导入部 d2 相同， 第 3 导入部 d3 也设置在第 2 托架 21 上。虽未图示， 但是， 也可实施为， 在第 2 托架 21 上设置 4 个以上 的导入部。
并且， 根据处理的对象， 如图 5(A) 所示， 可实施为， 在图 4(D) 所示的装置中， 在第 2 圆环 20 上设置第 4 导入部 d4， 将第 4 被处理流动体导入两处理用面 1、 2 间。
如图 5(B) 所示， 可实施为， 在图 1(A) 所示装置中， 将第 2 导入部 d2 设置于第 1 圆 环 10， 在第 1 处理用面 1 上具有第 2 导入部 d2 的开口部。
如图 5(C) 所示， 可实施为， 在图 5(B) 所示装置中， 第 1 圆环 10 上设有第 3 导入部 d3， 在第 1 处理用面 1 中， 第 3 导入部 d3 的开口部配置在与第 2 导入部 d2 的开口部在对于 第 1 圆环 10 的周方向不同的位置。
如图 5(D) 所示， 可实施为， 在图 5(B) 所示装置中， 取代在第 2 托架 21 上设置第 1 导入部 d1， 在第 2 圆环 20 上设置第 1 导入部 d1， 在第 2 处理用面 2 上配置第 1 导入部 d1 的开口部。在该情况下， 第 1 及第 2 导入部 d1、 d2 的两开口部在圆环直径的内外方向上配 置在相同位置。
另外， 如图 6(A) 所示， 也可实施为， 在图 1(A) 所示装置中， 第 3 导入部 d3 设置于 第 1 圆环 10， 第 3 导入部 d3 的开口部配置于第 1 处理用面 1。在该情况下， 第 2 及第 3 导 入部 d2、 d3 的两开口部在圆环直径的内外方向上配置在相同位置。但是， 也可以将上述两 开口部配置于对于圆环的直径的内外方向不同的位置。
图 5(C) 所示装置中， 虽然将第 2 及第 3 导入部 d2、 d3 的两开口部设置于对于第 1 圆环 10 的直径的内外方向相同的位置、 同时对于第 1 圆环 10 的周方向即旋转方向设置在 不同的位置， 但是， 也可在该装置中， 如图 6(B) 所示， 将第 2 及第 3 导入部 d2、 d3 的两开口 部设置于对于第 1 圆环 10 的轴方向相同的位置、 同时对于第 1 圆环 10 的直径的内外方向 上设置在不同的位置来实施。在该情况下如图 6(B) 所示， 在第 2 及第 3 导入部 d2、 d3 的两 开口部之间， 在第 1 圆环 10 的直径的内外方向上预先隔开间隔来实施， 另外， 虽未图示， 也 可实施为， 不隔开该间隔， 立即使第 2 被处理流动体与第 3 被处理流动体合流。
另外， 可实施为， 如图 6(C) 所示， 取代在第 2 托架 21 上设置第 1 导入部 d1， 而是与 第 2 导入部 d2 一起， 将第 1 导入部 d1 设置在第 1 圆环 10 上。在该情况下， 在第 1 处理用 面 1 中， 第 1 导入部 d1 的开口部设置在第 2 导入部 d2 的开口部的上游侧 ( 第 1 圆环 10 的 直径的内外方向的内侧 )。在第 1 导入部 d1 的开口部与第 2 导入部 d2 的开口部之间， 在第 1 圆环 10 的直径的内外方向上预先间隔。但是， 虽未图示， 也可不隔开该间隔地实施。另外， 可实施为， 如图 6(D) 所示， 在图 6(C) 所示装置的第 1 处理用面 1 中， 在第 1 圆环 10 的周方向的不同位置， 配置第 1 导入部 d1 及第 2 导入部 d2 的各个开口部。
另外， 虽未图示， 在图 6(C)(D) 所示的实施方式中， 可实施为， 在第 1 圆环 10 上设 置 3 个以上的导入部， 在第 2 处理用面 2 中在周方向的不同位置， 或者， 在圆环直径的内外 方向的不同位置， 配置各开口部。例如， 也可在第 1 处理用面 1 中采用第 2 处理用面 2 中所 采用的图 3(B) ～图 3(F) 所示开口部的配置。
如图 7(A) 所示， 可实施为， 在图 1(A) 所示装置中， 取代在第 2 圆环 20 上设置第 2 导入部 d2， 在第 1 托架 11 上设置第 2 导入部 d2。在该情况下， 在被第 1 托架 11 上面的第 1 圆环 10 所包围的部位中， 优选在第 1 圆环 10 的旋转的中心轴的中心配置第 2 导入部 d2 的开口部。
如图 7(B) 所示， 在图 7(A) 所示的实施方式中， 可将第 3 导入部 d3 设置于第 2 圆 环 20， 将第 3 导入部 d3 的开口部配置于第 2 处理用面 2。
另外， 如图 7(C) 所示， 可实施为， 取代在第 2 托架 21 上设置第 1 导入部 d1， 在第 1 托架 11 上设置第 1 导入部 d1。在该情况下， 在被第 1 托架 11 上面的第 1 圆环 10 所包围的 部位中， 优选在第 1 圆环 10 的旋转的中心轴上配置第 1 导入部 d1 的开口部。另外， 在该情 况下， 如图所示， 可将第 2 导入部 d2 设置于第 1 圆环 10， 将其开口部配置在第 1 处理用面 1 上。另外， 虽未图示， 在该情况下， 可将第 2 导入部 d2 设置于第 2 圆环 20， 在第 2 处理用面 2 上配置其开口部。
并且， 如图 7(D) 所示， 可实施为， 将图 7(C) 所示的第 2 导入部 d2 与第 1 导入部 d1 一起设置在第 1 托架 11 上。在该情况下， 在被第 1 托架 11 上面的第 1 圆环 10 所包围的部 位中， 配置第 2 导入部 d2 的开口部。另外， 在该情况下， 在图 7(C) 中， 也可把第 2 圆环 20 上设置的第 2 导入部 d2 作为第 3 导入部 d3。
在上述图 1 ～图 7 所示的各实施方式中， 第 1 托架 11 及第 1 圆环 10 相对于第 2 托 架 21 及第 2 圆环 20 旋转。此外， 如图 8(A) 所示， 在图 1(A) 所示装置中， 在第 2 托架 2 上 设置收到来自旋转驱动部的旋转力而旋转的旋转轴 51， 使第 2 托架 21 在与第 1 托架 11 相 反的方向上旋转来实施。对于旋转轴 51 的旋转驱动部， 也可以与使第 1 托架 11 的旋转轴 50 旋转不同来设置， 或者通过齿轮等动力传递手段， 从使第 1 托架 11 的旋转轴 50 旋转的驱 动部收到动力来实施。在该情况下， 第 2 托架 21 与上述壳体分体地形成， 并与第 1 托架 11 同样地可旋转地收容在该壳体内。
并且， 如图 8(B) 所示， 可实施为， 在图 8(A) 所示装置中， 取代在第 2 圆环 20 上设 置第 2 导入部 d2， 与图 7(B) 的装置同样， 在第 1 托架 11 上设置第 2 导入部 d2。
另外， 虽未图示， 也可实施为， 图 8(B) 所示装置中， 在第 2 托架 21 上设置第 2 导入 部 d2， 以取代在第 1 托架 11 上设置第 2 导入部 d2。在该情况下， 第 2 导入部 d2 与图 4(A) 的装置相同。如图 8(C) 所示， 也可实施为， 在图 8(B) 所示装置中， 在第 2 圆环 20 上设置第 3 导入部 d3， 将该导入部 d3 的开口部配制在第 2 处理用面 2 上。
并且， 如图 8(D) 所示， 也可实施为， 不使第 1 托架 11 旋转， 仅旋转第 2 托架 21。虽 未图示， 也可实施为， 在图 1(B) ～图 7 所示的装置中， 第 2 托架 21 与第 1 托架 11 都旋转， 或仅第 2 托架 21 单独旋转。
如图 9(A) 所示， 第 2 处理用部 20 为圆环， 第 1 处理用部 10 不是圆环， 而是与其他的实施方式的第 1 托架 11 同样的、 直接具有旋转轴 50 并旋转的构件。在该情况下， 将第 1 处理用部 10 的上面作为第 1 处理用面 1， 该处理用面不是环状， 即不具备中空部分， 形成一 样的平坦面。并且， 在图 9(A) 所示装置中， 与图 1(A) 的装置同样， 第 2 圆环 20 上设有第 2 导入部 d2， 其开口部配置在第 2 处理用面 2 上。
如图 9(B) 所示， 可实施为， 在图 9(A) 所示装置中， 第 2 托架 21 与壳体 3 独立， 在 壳体 3 与该第 2 托架 21 之间， 设置接触表面压力赋予机构 4， 该接触表面压力赋予机构 4 是 使第 2 托架 21 向设有第 2 圆环 20 的第 1 处理用部 10 接近·分离的弹性体等。在该情况 下， 如图 9(C) 所示， 第 2 处理用部 20 不形成圆环， 作为相当于上述第 2 托架 21 的构件， 可 将该构件的下面作为第 2 处理用面 2 而形成。并且， 如图 10(A) 所示， 可实施为， 在图 9(C) 所示装置中， 第 1 处理用部 10 也不形成圆环， 与图 9(A)(B) 所示装置一样， 在其他的实施方 式中， 将相当于第 1 托架 11 的部位作为第 1 处理用部 10， 将其上面作为第 1 处理用面 1。
在上述各实施方式中， 至少第 1 被处理流动体是从第 1 处理用部 10 与第 2 处理用 部 20 即第 1 圆环 10 与第 2 圆环 20 的中心部供给的， 通过利用其他的被处理流动体所进行 的处理， 即混合 ( 反应 ) 后， 被排出至其直径的内外方向的外侧。
此外， 如图 10(B) 所示， 也可实施为， 从第 1 圆环 10 及第 2 圆环 20 的外侧朝向内 侧供给第 1 被处理流动体。在该情况下， 如图所示， 以壳体 3 密封第 1 托架 11 及第 2 托架 21 的外侧， 将第 1 导入部 d1 直接设置于该壳体 3， 在壳体的内侧， 该导入部的开口部配置在 与两圆环 10、 20 的对接位置相对应的部位。并且， 图 1(A) 的装置中， 在设有第 1 导入部 d1 的位置， 即成为第 1 托架 11 的圆环 1 的中心的位置， 设有排出部 36。另外， 夹着托架的旋转 的中心轴， 在壳体的该开口部的相反侧配置第 2 导入部 d2 的开口部。但是， 第 2 导入部 d2 的开口部与第 1 导入部 d1 的开口部相同， 只要是在壳体的内侧并且配置在与两圆环 10、 20 的对接位置相对应的部位即可， 而不限定为上述这样的形成在第 1 导入部 d1 的开口部的相 反侧。
该情况下， 两圆环 10、 20 的直径的外侧成为上游， 两圆环 10、 20 的内侧成为下游 侧。
这样， 在将被处理流动体的移动从外侧向内侧进行的情况下， 如图 16(E) 所示， 也 可实施为， 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 的外侧向中心 侧延伸的槽状的凹部 13...13。 通过形成这样的凹部 13...13， 对于上述的平衡比 K， 优选形 成为 100％以上的非平衡型。 其结果为， 旋转时， 上述的槽状的凹部 13...13 产生动压， 两处 理用面 1、 2 可以可靠地非接触旋转， 避免接触所产生的磨耗等危险。在该图 16(E) 所示的 实施方式中， 由被处理流动体的压力所产生的分离力， 发生于凹部 13 的内端 13a。
如图 10(C) 所示， 可实施为， 在图 10(B) 所示装置中， 对于设置于壳体 3 的侧部的 第 2 导入部 d2， 代替该位置而设置于第 1 圆环 10， 将其开口部配置于第 1 处理用面 1。在该 情况下， 如图 10(D) 所示， 可实施为， 第 1 处理用部 10 不作为圆环形成， 与图 9(A)、 图 9(B)、 图 10(A) 所示装置同样， 在其他实施方式中， 将相当于第 1 托架 11 的部位作为第 1 处理用 部 10， 将其上面作为第 1 处理用面 1， 进而， 将第 2 导入部 d2 设置于该第 1 处理用部 10 内， 将其开口部配置于第 1 处理用面 1。
如图 11(A) 所示， 可实施为， 在图 10(D) 所示装置中， 第 2 处理用部 20 不形成圆环， 在其他的实施方式中， 将相当于第 2 托架 21 的构件作为第 2 处理用部 20， 将其下面作为第2 处理用面 2。而且， 可以实施为， 将第 2 处理用部 20 作为与壳体 3 独立的构件， 在壳体 3 与第 2 处理用部 20 之间， 与图 9(B)(C) 以及图 10(A) 所示装置同样设有接触表面压力赋予 机构 4。
另外， 如图 11(B) 所示， 也可实施为， 将图 11(A) 所示装置的第 2 导入部 d2 作为第 3 导入部 d3， 另外设置第 2 导入部 d2。在该情况下， 在第 2 处理用面 2 中将第 2 导入部 d2 的开口部相比第 3 导入部 d3 的开口部配置于下游侧。
上述的图 4 所示的各装置、 图 5(A)、 图 7(A)(B)(D)、 图 8(B)(C) 所示装置是其他被 处理流动体在到达处理用面 1、 2 间前对于第 1 被处理流动体合流的装置， 不适合结晶、 析出 的反应快速的物质。但是， 对于反应速度慢的物质则可采用这样的装置。
对于适合于本申请发明涉及的方法的发明的实施的流体处理装置， 归纳如下。
如上所述， 该流体处理装置具备 ： 流体压力赋予结构， 该流体压力赋予结构对被处 理流动体赋予规定的压力 ； 第 1 处理用部 10 和第 2 处理用部 20 至少 2 个处理用部， 该第 1 处理用部 10 设于该规定的压力的被处理流动体流动的被密封的流体流路中， 该第 2 处理用 部 20 相对于第 1 处理用部 10 能够相对地接近分离 ； 该第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 的至少 2 个处理用面， 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 的至少 2 个处理用面在这些处理 用部 10、 20 中设置在相互对向的位置 ； 旋转驱动机构， 该旋转驱动机构使第 1 处理用部 10 与第 2 处理用部 20 相对地旋转 ； 在两处理用面 1、 2 之间， 进行至少 2 种被处理流动体的混 合的处理 ( 在伴有反应的情况下也进行反应的处理 )。在第 1 处理用部 10 和第 2 处理用 部 20 中至少第 2 处理用部 20 具备受压面， 并且该受压面的至少一部分通过第 2 处理用面 2 构成， 受压面受到流体压力赋予结构赋予被处理流动体的至少一方的压力， 产生在第 2 处 理用面 2 从第 1 处理用面 1 分离的方向上使其移动的力。而且， 在该装置中， 在可接近分离 且相对地旋转的第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间受到上述的压力的被处理流动体通 过， 由此各被处理流动体一边形成规定厚度的薄膜流体一边通过两处理用面 1、 2 间， 由此 在该被处理流动体间生成所希望的混合状态 ( 反应 )。
另外， 在该流体处理装置中， 优选采用具备缓冲机构的装置， 该缓冲机构调整第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 的至少一方的微振动、 定位。
另外， 在该流体处理装置中， 优选采用具备位移调整机构的装置， 该位移调整机构 调整第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 的一方或双方的、 由磨耗等引起的轴方向的位移， 可 维持两处理用面 1、 2 间的薄膜流体的厚度。
并且， 在该处理装置中， 作为上述的流体压力赋予结构， 可采用对被处理流动体施 加一定的送入压力的压缩机等的加压装置。
予以说明的是， 上述的加压装置采用能进行送入压力的增减的调整的装置。 因为， 该加压装置需能将设定的压力保持一定， 但是， 作为调整处理用面间的间隔的参数， 也有必 要能进行调整。
另外， 在该流体处理装置中， 可以采用具有分离抑制部的装置， 该分离抑制部规定 上述的第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间的最大间隔， 抑制其以上的两处理用面 1、 2 的分离。
进而另外， 在该流体处理装置中， 可以采用具有接近抑制部的装置， 该接近抑制部 规定上述第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间的最小间隔， 抑制其以上的两处理用面 1、2 的接近。
进而， 在该流体处理装置中， 可以采用第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 双方在相 互相反的方向进行旋转的装置。
另外， 在该流体处理装置中， 可以采用具备温度调整用的封套的装置， 该温度调整 用的封套调整上述第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 的一方或双方的温度。
另外进而， 在该流体处理装置中， 优选采用以下装置 ： 上述第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 的一方或双方的至少一部分进行了镜面加工。
在该流体处理装置中， 可以采用以下结构 ： 上述第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 的一方或双方具有凹部。
进而， 在该流体处理装置中， 优选采用以下结构 ： 作为使一方的被处理流动体混合 ( 反应 ) 的其它一方的被处理流动体的供给手段， 具有与一方的被处理流动体的通道独立 的另外的导入路， 在上述第 1 处理用面与第 2 处理用面的至少任意一方上， 具有与上述另外 的导入路相通的开口部， 可以将从该另外的导入路送来的其它一方的被处理流动体导入上 述一方的被处理流动体。
另外， 作为实施本申请发明的处理装置具有 ： 流体压力赋予结构， 该流体压力赋予 结构对被处理流动体赋予规定的压力 ； 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 至少 2 个可相对 的接近分离的处理用面， 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 与该规定压力的被处理流动体 流过的被密封的流体流路连接 ； 接触表面压力赋予机构， 该接触表面压力赋予机构对两处 理用面 1、 2 赋予接触表面压力 ； 旋转驱动机构， 该旋转驱动机构使第 1 处理用面 1 及第 2 处 理用面 2 相对旋转 ； 由于具有上述结构， 在两处理用面 1、 2 间， 进行至少 2 种的被处理流动 体的混合 ( 反应 )， 采用以下的结构 ： 在被赋予接触表面压力的同时相对旋转的第 1 处理用 面 1 及第 2 处理用面 2 之间， 流过从流体压力赋予结构赋予了压力的至少 1 种被处理流动 体， 并且， 通过流过另一种被处理流动体， 由此从流体压力赋予结构被赋予了压力的上述一 种被处理流动体一边形成规定厚度的薄膜流体， 一边通过两处理用面 1、 2 间， 此时， 该另一 种被处理流动体被混合， 在被处理流动体间， 发生所希望的混合状态 ( 反应 )。
该接触表面压力赋予机构可以构成上述装置中的调整微振动、 定位的缓冲机构、 位移调整机构来实施。
进而， 作为实施本申请发明的处理装置， 可以采用以下装置， 即， 该装置具有 ： 第1 导入部， 该第 1 导入部将混合 ( 反应 ) 的 2 种被处理流动体中的至少一方的被处理流动体 导入该装置 ； 流体压力赋予结构 p， 该流体压力赋予结构 p 连接于第 1 导入部并向该一方的 被处理流动体赋予压力 ； 第 2 导入部， 该第 2 导入部将混合 ( 反应 ) 的 2 种被处理流动体中 的至少其他一方的被处理流动体导入该装置 ； 至少 2 个处理用部， 该至少 2 个处理用部为设 置于该一方的被处理流动体流过的被密封的流体流路的第 1 处理用部 10 和相对于第 1 处 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 至少 2 个 理用部 10 可相对接近分离的第 2 处理用部 20 ； 处理用面， 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 在这些处理用部 10、 20 中设置在相互对向的 位置 ； 托架 21， 该托架 21 以第 2 处理用面 2 露出的方式收容第 2 处理用部 20 ； 旋转驱动机 构， 该旋转驱动机构使第 1 处理用部 10 与第 2 处理用部 20 相对旋转 ； 接触表面压力赋予机 构 4， 该接触表面压力赋予机构 4 推压第 2 处理用部 20， 使第 2 处理用面 2 相对于第 1 处理 用面 1 处于压接或接近的状态 ； 在两处理用面 1、 2 间， 进行被处理流动体间的混合 ( 反应 )，上述托架 21 是不可动体， 在具有上述第 1 导入部的开口部的同时， 对处理用面 1、 2 间的间 隙施加影响， 第 1 处理用部 10 与第 2 导入部 20 的至少一方具有上述第 2 导入部的开口部， 第 2 处理用部 20 为环状体， 第 2 处理用面 2 相对于托架 21 滑动， 与第 1 处理用面 1 接近分 离， 第 2 处理用部 20 具有受压面， 受压面受到流体压力赋予结构 p 赋予被处理流动体的压 力， 在使第 2 处理用面 2 从第 1 处理用面 1 分离的方向上产生使其移动的力， 上述受压面的 至少一部分由第 2 处理用面 2 构成， 在可接近分离且相对旋转的第 1 处理用面 1 与第 2 处 理用面 2 之间， 被赋予了压力的一方的被处理流动体通过， 同时， 通过将其它一方的被处理 流动体供给到两处理用面 1、 2 间， 两被处理流动体一边形成规定厚度的薄膜流体一边通过 两处理用面 1、 2 间， 通过中的被处理流动体被混合， 从而促进被处理流动体间的所希望的 混合 ( 反应 )， 通过接触表面压力赋予机构 4 的接触表面压力与流体压力赋予结构 p 所赋予 的流体压力的使两处理用面 1、 2 间分离的力的平衡， 在两处理用面 1、 2 间保持产生上述规 定厚度的薄膜流体的微小间隔。
该处理装置中， 也可实施为， 第 2 导入部也与连接于第 1 导入部一样地连接于另外 的流体压力赋予结构， 从而被加压。并且， 也可实施为， 从第 2 导入部导入的被处理流动体 不是被另外的流体压力赋予结构加压， 而是被第 2 导入部中产生的负压吸引并供给到两处 理用面 1、 2 间， 上述负压是由第 1 导入部所导入的被处理流动体的流体压力所产生的。并 且， 也可实施为， 该其它一方的被处理流动体在第 2 导入部内通过其自重移动， 即从上方流 向下方， 从而被供给至处理用面 1、 2 间。 如上所述， 不仅限于将第 1 导入部的开口部设置在第 2 托架上， 也可将第 1 导入部 的该开口部设置在第 1 托架上， 上述第 1 导入部的开口部成为一方的被处理流动体的向装 置内的供给口。另外， 也可实施为， 将第 1 导入部的该开口部形成在两处理用面的至少一 方。但是， 在以下情况下， 即， 根据反应， 有必要从第 1 导入部供给必须先导入处理用面 1、 2 之间的被处理流动体的情况下， 形成其它一方的被处理流动体的装置内的供给口的第 2 导 入部的开口部无论位于哪一个处理用面， 相比上述第 1 导入部的开口部都必须配置在下游 侧的位置。
并且， 作为用于实施本申请发明的处理装置， 可采用以下的装置。
该处理装置具有 ： 多个的导入部， 该多个的导入部分别导入混合 ( 反应 ) 的 2 种以 上的被处理流动体 ； 流体压力赋予结构 p， 该流体压力赋予结构对该 2 种以上的被处理流动 体的至少一种赋予压力 ； 至少 2 个处理用部， 该至少 2 个处理用部是设置在该被处理流动体 流动的被密封的流体流路中的第 1 处理用部 10 与可相对于第 1 处理用部 10 接近分离的第 2 处理用部 20 ； 第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 至少 2 个处理用面 1、 2， 该第 1 处理用面 20 中相互面对的位置 ； 旋转驱动机构， 该旋转 1 及第 2 处理用面 2 设置在这些处理用部 10、 驱动机构使第 1 处理用部 10 与第 2 处理用部 20 相对旋转 ； 在两处理用面 1、 2 之间， 进行被 处理流动体间的混合 ( 反应 )， 在第 1 处理用部 10 与第 2 处理用部 20 中， 至少第 2 处理用 部 20 具有受压面， 并且， 该受压面的至少一部分由第 2 处理用面 2 构成， 受压面受到流体压 力赋予结构施加于被处理流动体的压力， 在使第 2 处理用面 2 从第 1 处理用面 1 分离方向 上产生使其移动的力， 并且， 第 2 处理用部 20 具有朝向与第 2 处理用面 2 相反侧的接近用 调整面 24， 接近用调整方面 24 受到施加在被处理流动体上的规定的压力， 在使第 2 处理用 面 2 向第 1 处理用面 1 接近的方向上产生使其移动的力， 通过上述接近用调整面 24 的接近
分离方向的投影面积与上述受压面的接近分离方向的投影面积的面积比， 决定第 2 处理用 面 2 相对于第 1 处理用面 1 向分离方向移动的力， 该力作为从被处理流动体所受到的全压 力的合力， 被赋予了压力的被处理流动体在可接近分离且相对旋转的第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间通过， 在该被处理流动体中混合 ( 反应 ) 的其他被处理流动体在两处理用 面间被混合， 被混合的被处理流动体一边形成规定厚度的薄膜流体一边通过两处理用面 1、 2 之间， 从而在通过处理用面间的过程中获得希望的产物。
另外， 对本申请发明的处理方法归纳如下。该处理方法为赋予第 1 被处理流动体 规定的压力， 将第 1 处理用面 1 及第 2 处理用面 2 至少 2 个可相对接近分离的处理用面连 接于接受上述规定压力的被处理流动体所流动且被密封的流体流路， 施加使两处理用面 1、 2 接近的接触表面压力， 使第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 相对地旋转， 且将被处理流动 体导入该处理用面 1、 2 之间， 通过与上述分开的流路， 将与该被处理流动体混合 ( 反应 ) 的 第 2 被处理流动体导入上述处理用面 1、 2 间， 使两被处理流动体混合 ( 反应 )， 至少将施加 于第 1 被处理流动体的上述规定的压力作为使两处理用面 1、 2 分离的分离力， 通过使该分 离力与上述接触表面压力经由处理用面 1、 2 之间的被处理流动体达到平衡， 从而在两处理 用面 1、 2 间维持为规定的微小间隔， 被处理流动体成为规定厚度的薄膜流体而通过两处理 用面 1、 2 间， 在该通过过程中均匀地进行两被处理流动体的混合 ( 反应 )， 在伴有析出的反 应的情况下， 可使所希望的反应产物结晶或析出。
以下， 对本申请发明的其他实施方式进行说明。图 25 是在可接近·分离的、 至少 一方相对于其它一方旋转的处理用面之间对被处理物进行处理的流体处理装置的略化俯 视图。图 26 的 (A) 为图 25 所示装置的第 1 处理用面的简略化俯视图， (B) 为图 25 所示装 置的处理用面的主要部分的放大图。图 27 的 (A) 为第 2 导入部的剖面图， (B) 是用于说明 第 2 导入路的处理用面的主要部分的放大图。
在图 25 中， U 表示上方， S 表示下方。图 26(A)、 图 27(B) 中 R 表示旋转方向。在 图 27(B) 中， C 表示离心力的方向 ( 半径方向 )。
该装置使用至少 2 种流体， 其中至少 1 种流体含有至少 1 种被处理物， 在可接 近· 分离的相互面对地配设、 至少一方相对于其它一方旋转的处理用面之间， 使上述的各流 体合流而形成薄膜流体， 在该薄膜流体中使上述的被处理物反应。予以说明的是， 上述的 “处理” ， 不限于被处理物反应的形式， 也包含不伴有反应地仅仅进行混合·分散。
如图 25 所示， 该装置具有 ： 第 1 托架 11、 在第 1 托架 11 的上方配置的第 2 托架 21、 流体压力赋予结构 P、 及接触表面压力赋予机构。接触表面压力赋予机构由弹簧 43 及空气 导入部 44 构成。
在第 1 托架 11 上设有第 1 处理用部 10 及旋转轴 50。第 1 处理用部 10 是称为配 合环的环状体， 具有被镜面加工的第 1 处理用面 1。旋转轴 50 以螺栓等的固定件 81 固定在 第 1 托架 11 的中心， 其后端与电动机等的旋转驱动装置 82( 旋转驱动机构 ) 连接， 将旋转 驱动装置 82 的驱动力传递给第 1 托架 11 而使该第 1 托架 11 旋转。第 1 处理用部 10 与上 述第 1 托架 11 成为一体而进行旋转。
在第 1 托架 11 的上部， 设有可以收容第 1 处理用部 10 的收容部， 通过嵌入该收容 部内， 第 1 处理用部 10 安装在第 1 托架 11 上。并且， 第 1 处理用部 10 通过止转销 83 固 定， 从而不相对于第 1 托架 11 旋转。但是， 也可以取代止转销 83， 以热压配合等方法固定，从而使其不旋转。
上述第 1 处理用面 1 从第 1 托架 11 露出， 朝向第 2 托架 21。第 1 处理用面的材质 采用 ： 陶瓷或烧成金属 ； 耐磨钢 ； 对其他金属实施了固化处理的材料 ； 对硬质材料实施了内 衬、 涂覆、 镀敷的材料。
在第 2 托架 21 上设有 ： 第 2 处理用部 20 ； 从处理用部内侧导入流体的第 1 导入部 d1 ； 作为接触表面压力赋予机构的弹簧 43 ； 以及， 空气导入部 44。
第 2 处理用部 20 是称为压缩环的环状体， 具有被镜面加工过的第 2 处理用面 2 以 及受压面 23( 以下称其为分离用调整面 23)， 该受压面 23 位于第 2 处理用面 2 的内侧并与 该第 2 处理用面 2 邻接。如图所示， 该分离用调整面 23 为倾斜面。对第 2 处理用面 2 所施 加的镜面加工采用与上述的第 1 处理用面 1 相同的方法。另外， 对于第 2 处理用部 20 的材 质采用与上述的第 1 处理用部 10 相同的材质。分离用调整面 23 与环状的第 2 处理用部 20 的内周面 25 邻接。
在第 2 托架 21 的底部 ( 下部 )， 形成圆环收容部 41， O 形圆环与第 2 处理用部 20 一起被收容在该圆环收容部 41 内。并且， 通过止转销 84， 第 2 处理用部 20 相对于第 2 托 架 21 不旋转地被收容。上述第 2 处理用面 2 从第 2 托架 21 露出。在该状态下， 第 2 处理 用面 2 与第 1 处理用部 10 的第 1 处理用面 1 面对。
该第 2 托架 21 所具有的圆环收容部 41 是收容第 2 圆环 20 的、 主要是处理用面 2 侧的相反侧的部位的凹部， 在俯视时， 为形成环状的沟槽。
圆环收容部 41 以大于第 2 圆环 20 的尺寸的方式形成， 在与第 2 圆环 20 之间具有 充分的间隔， 收容第 2 圆环 20。
通过该间隔， 该第 2 处理用部 20 以能够在收容部 41 的轴向以及在与该轴向交叉 的方向位移的方式收容在该圆环收容部 41 内。并且， 该第 2 处理用部 20 以能够以如下可 位移的方式被收容， 即， 相对于圆环收容部 41， 使第 2 处理用部 20 的中心线 ( 轴方向 ) 与上 述圆环收容部 41 的轴方向不平行。
至少在第 2 托架 21 的圆环收容部 41 中设有作为处理用部弹压部的弹簧 43。弹 簧 43 将第 2 处理用部 20 朝着第 1 处理用部 10 弹压。并且， 作为其他的弹压方法， 也可使 用空气导入部 44 等供给空气压或其他流体压力的加压手段， 将第 2 托架 21 保持的第 2 处 理用部 20 朝着接近第 1 处理用部 10 的方向弹压。
弹簧 43 及空气导入部 44 等的接触表面压力赋予机构将第 2 处理用部 20 的周方 向的各位置 ( 处理用面的各位置 ) 均等地朝着第 1 处理用部 10 弹压。
在该第 2 托架 21 的中央设有上述第 1 导入部 d1， 从第 1 导入部 d1 朝着处理用部 外周侧被压送的流体首先被导入以下空间内， 即， 该第 2 托架 21 保持的第 2 处理用部 20、 第 1 处理用部 10 及保持该第 1 处理用部 10 的第 1 托架 11 所围的空间内。并且， 在使第 2 处理用部 20 克服弹压部的弹压而从第 1 处理用部 10 分离的方向上， 在第 2 处理用部 20 中 设置的受压面 23 上， 受到来自流体压力赋予结构 P 所产生的上述流体的输送压力 ( 供给压 力 )。
予以说明的是， 在其他位置由于简略说明， 仅对受压面 23 加以说明， 但是， 正确而 言， 如图 29(A)(B) 所示， 与上述受压面 23 一起， 在相对于与后述沟槽状凹部 13 的第 2 处理 用部 20 的轴方向投影面中， 将未设有上述受压面 23 的部分 23X 也作为受压面， 受到流体压力赋予结构 P 所产生的上述流体的输送压力 ( 供给压力 )。
也可实施为， 不设置上述受压面 23。在该情况下， 如图 26(A) 所示， 也可使用通过 第 1 处理用面 1 旋转而获得的处理用面间的被处理流动体的导入效果 ( 微泵效果 )， 上述 第 1 处理用面 1 具有沟槽状凹部 13， 该沟槽状凹部 13 具有接触表面压力赋予机构的功能。 这里的微泵效果是指， 通过第 1 处理用面 1 的旋转， 凹部内的流体具有速度地向凹部 13 的 外周方向前端前进， 接着， 送入凹部 13 的前端的流体另外受到来自凹部 13 的内周方向的压 力， 最终形成使处理用面分离的方向上的压力， 同时具有将流体导入处理用面间的效果。 并 且， 即使在不旋转的情况下， 设置于第 1 处理用面 1 的凹部 13 内的流体所受压力最终作用 在第 2 处理用面 2 上， 该第 2 处理用面 2 作为作用于分离侧的受压面。
对于设置于处理用面的凹部 13， 可对应于含被处理物及产物的流体的物理性能来 实施其深度、 相对于处理用面在水平方向的总面积、 条数、 及形状。
予以说明的是， 可实施为， 将上述受压面 23 与上述凹部 13 一同设置在一个装置 内。
该凹部 13， 对于深度是 1μm ～ 50μm， 优选为 3μm ～ 20μm， 且为设置于上述处理 用面上的凹部， 没有特别限定， 相对于处理用面在水平方向的总面积相对于处理用面整体 为 5％～ 50％， 优选为 15％～ 25％， 并且， 其条数没有特别限定， 为 3 ～ 50 条， 优选为 8 ～ 24 条， 形状为在处理用面上的弯曲或螺旋状延伸的形状， 或者为呈 L 字形弯折的形状， 并 且， 其深度具有坡度， 从高粘度区域到低粘度区域， 即使在利用微泵效果导入的流体含有固 体的情况下， 也可将流体稳定地导入处理用面之间。另外， 设置于处理用面的凹部 13 也可 以在导入侧即处理用面内侧各凹部彼此连接、 也可以彼此断开。
如上所述， 使受压面 23 为倾斜面。该倾斜面 ( 受压面 23) 以如下方式形成， 即， 以 被处理流动体的流动方向为基准的上游侧端部的、 与设有凹部 13 的处理用部的处理用面 相对的轴方向的距离， 比下游侧端部的同一距离大。 而且， 优选该倾斜面的以被处理流动体 的流动方向为基准的下游侧端部设置在上述凹部 13 的轴方向投影面上。
具体来说， 如图 28(A) 所示， 使上述倾斜面 ( 受压面 23) 的下游侧端部 60 设置在上 述凹部 13 的轴方向投影面上。优选上述倾斜面相对于第 2 处理用面 2 的角度 θ1 在 0.1° 至 85°的范围， 更优选在 10°至 55°的范围， 进一步优选在 15°至 45°的范围。该角度 θ1 可根据被处理物的处理前的形状予以适当变更。另外， 上述倾斜面的下游侧端部 60 设 置在以下区域内， 即， 从向下游侧与第 1 处理用面 1 上设置的凹部 13 的上游侧端部 13-b 离 开 0.01mm 的位置开始， 到向上游侧与下游侧端部 13-c 离开 0.5mm 的位置为止的区域内。 更 优选的是， 设置在以下区域内， 即， 从向下游侧与上游侧端部 13-b 离开 0.05mm 的位置开始， 到向上游侧与下游侧端部 13-c 离开 1.0mm 的位置为止的区域内。与上述倾斜面的角度相 同， 对于该下游侧端部 60 的位置， 可根据被处理物的形状予以适当变更。另外， 如图 28(B) 所示， 倾斜面 ( 受压面 23) 可实施为弧形面。由此， 可更均匀地进行被处理物的导入。
凹部 13 除如上述那样连接之外， 也可实施为间断的形式。在间断的情况下， 间断 的凹部 13 的、 第 1 处理用面 1 的最内周侧的上游侧端部形成上述 13-b ； 同样， 第 1 处理用 面 1 的最外周侧的上游侧端部形成上述 13-c。
另外， 虽然在上述说明中将凹部 13 形成于第 1 处理用面 1， 将受压面 23 形成于第 2 处理用面 2， 但是， 相反地， 也可实施为， 将凹部 13 形成于第 2 处理用面 2， 将受压面 23 形成于第 1 处理用面 1。
进一步， 通过将凹部 13 形成在第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 两方， 并将凹部 13 与受压面 23 交替地设置于各处理用面 1、 2 的周方向， 由此， 形成于第 1 处理用面 1 的凹 部 13 与形成于第 2 处理用面 2 的受压面 23 可对向， 同时， 形成于第 1 处理用面 1 的受压面 23 与形成于第 2 处理用面 2 的凹部 13 可对向。
在处理用面中， 也可实施与凹部 13 不同的沟槽。作为具体的实例， 如图 16(F)、 图 16(G) 所示， 在较凹部 13 的径向外侧 ( 图 16(F)) 或径向内侧 ( 图 16(G))， 可实施放射状延 伸的新的凹部 14。其有利于想延长在处理用面间的停留时间的情况、 处理高粘稠物的流体 的情况。
予以说明的是， 关于与凹部 13 不同的沟槽， 并不对形状、 面积、 条数、 深度作特别 限定。可根据目的实施该沟槽。
在上述的第 2 处理用部 20 中， 与被导入上述处理用面的流体的流路独立， 形成具 有与处理用面间相通的开口部 d20 的第 2 导入部 d2。
具体而言， 第 2 导入部 d2 如图 27(A) 所示， 从上述的第 2 处理用面 2 的开口部 d20 开始的导入方向相对于第 2 处理用面 2 以规定的仰角 (θ1) 倾斜。该仰角 (θ1) 被设定为 大于 0 度小于 90 度， 并且， 在反应速度为迅速反应的情况下， 优选设置为 1 度以上 45 度以 下。
另外， 如图 27(B) 所示， 从上述的第 2 处理用面 2 的开口部 d20 开始的导入方向在 沿上述第 2 处理用面 2 的平面内具有方向性。该第 2 流体的导入方向的处理用面的半径方 向的成分为从中心远离的外方向， 并且， 与旋转的处理用面间的流体的旋转方向相对的成 分为正向。 换言之， 以通过开口部 d20 的半径方向、 即外方向的线段作为基准线 g， 从该基准 线 g 向旋转方向 R 具有规定的角度 (θ2)。
即使对于该角度 (θ2)， 也设定为大于 0 度小于 90 度， 朝向图 27(B) 的网线部分， 从开口部 d20 排出。并且， 在反应速度快的反应的情况下， 该角度 (θ2) 为小角度为宜， 在 反应速度慢的反应的情况下， 优选该角度 (θ2) 设定为大角度。另外， 该角度可根据流体的 种类、 反应速度、 粘度、 处理用面的旋转速度等各种条件进行变更来实施。
开口部 d20 的口径优选为 0.2μm ～ 3000μm， 更优选为 10μm ～ 1000μm。另外， 实质上， 在开口部 d20 的直径不影响流体的流动的情况下， 第 2 导入部 d2 的直径设置在该 范围内即可。 另外， 在要求直线传播性的情况下， 及要求扩散性的情况下， 优选使开口部 d20 的形状等变化， 其可根据流体的种类、 反应速度、 粘度、 处理用面的旋转速度等各种条件变 更来实施。
进而， 上述另外的流路的开口部 d20， 可设置在以下点的外径侧， 即， 利用设置在第 1 处理用面 1 的凹部的微泵效果导入时的流动方向变换为在处理用面间形成的螺旋状层流 的流动方向的点。即， 图 26(B) 中， 优选从第 1 处理用面 1 上设置的凹部 13 的处理用面径 向最外侧开始的、 向径向外侧的距离 n 为 0.5mm 以上。并且， 在对相同流体设置多个开口部 的情况下， 优选设置在同心圆上。另外， 在对不同流体设置多个开口部的情况下， 优选设置 在半径不同的同心圆上。(1)A+B → C(2)C+D → E 这样的反应依次实行， A+B+C → F 这样本 来不应该同时反应的反应发生、 效率良好地不接触被处理物， 有效地避免反应不进行这样 的问题。另外， 可实施为， 将上述处理用部浸入流体中， 将在上述处理用面间混合 ( 反应 ) 得到的流体直接投入到在处理用部的外部的液体或空气以外的气体中。
并且也可将超声波能施加在刚刚从处理用面间或处理用面被排出的被处理物上。
接着， 为了在上述第 1 处理用面 1 与第 2 处理用面 2 之间、 即处理用面间产生温度 差， 在第 1 处理用部 10 及第 2 处理用部 20 的至少一个上设置调温机构 ( 温度调节机构 ) J1、 J2， 对该情况进行说明。
虽然该调温机构没有特别的限定， 但是， 在以冷却为目的的情况下， 将冷却部设置 于处理用部 10、 20。具体而言， 将作为调温用介质的冰水、 各种冷媒所通过的配管或者珀尔 帖元件等能够电气或化学地进行冷却作用的冷却元件安装于处理用部 10、 20。
在以加热为目的的情况下， 在处理用部 10、 20 中设有加热部。具体而言， 将作为调 温用介质的蒸汽或各种热媒所通过的配管或电气加热器等能够电气或化学地进行加热作 用的发热元件安装于处理用部 10、 20。
另外， 也可在圆环收容部设置可与处理用部直接接触的新的调温用介质用的收容 部。由此， 利用处理用部的热传导， 可以进行处理用面的调温。并且， 将冷却元件或发热元 件埋入处理用部 10、 20 中并通电， 或埋入冷热媒通过用通道并使调温用介质 ( 冷热媒 ) 通 过该通道， 从而能够从内侧对处理用面进行调温。而且， 图 25 所示的调温机构 J1、 J2 为其 一例， 是设置在各处理用部 10、 20 内部的调温用介质通过的配管 ( 封套 )。 利用上述调温机构 J1、 J2， 使一方的处理用面的温度高于其它一方的处理用面温 度， 在处理用面间产生温度差。例如， 第 1 处理用部 10 以上述任意的方法加温至 60℃， 第2 处理用部 20 以上述任意的方法形成 15℃。 此时， 导入处理用面间的流体的温度从第 1 处理 用面 1 朝向第 2 处理用面 2 从 60℃变化至 15℃。即， 该处理用面间的流体产生温度梯度。 而且， 处理用面间的流体由于该温度梯度开始对流， 产生相对于处理用面垂直方向的流动。 予以说明的是， 上述 “垂直方向的流动” 是指流动的方向成分中， 至少含有相对于上述处理 用面的垂直方向的成分。
即使在第 1 处理用面 1 或第 2 处理用面 2 旋转的情况下， 由于相对于该处理用面 垂直方向的流动继续， 因此， 可对处理用面旋转所产生的处理用面间的螺旋状层流的流动 附加垂直方向的流动。该处理用面间的温度差可实施为 1℃～ 400℃， 优选为 5℃～ 100℃。
予以说明的是， 本装置的旋转轴 50 并不限定为铅直地配置。例如， 也可为倾斜地 配置。因为在处理中， 通过在两处理用面 1、 2 间形成的流体的薄膜， 实质上可排除重力的影 响。如图 25 所示， 第 1 导入部 d1 在第 2 托架 21 中与第 2 圆环 20 的轴心一致， 上下铅直地 20 所 延伸。但是， 第 1 导入部 d1 并不限于与第 2 圆环 20 的轴心一致， 只要能向两圆环 10、 围的空间供给第 1 被处理流动体， 在第 2 托架 21 的中央部分 22 中， 也可设置在上述轴心以 外的位置， 并且， 也可为非铅直而是斜向延伸。无论在哪个配置角度的情况下， 通过处理用 面间的温度梯度， 可相对于处理用面产生垂直的流动。
上述处理用面间的流体的温度梯度中， 如果该温度梯度小， 则对流体仅进行热传 导， 但是， 温度梯度一旦超过某临界值， 流体中会产生所谓的贝纳德对流现象。 该现象， 在处 理用面间的距离为 L、 重力加速度为 g、 流体的体积热膨胀率为 β、 流体的动粘度系数为 v、 流体的温度传导率为 α、 处理用面间的温度差为 ΔT 时， 被以下式定义的无无因次数的瑞 利 ( レイリ一 ) 数 Ra 所支配。
Ra ＝ L3·g·β·ΔT/(α·v)
开始产生贝纳德对流的临界瑞利数根据处理用面与被处理物流体的分界面的性 质而不同， 但大约为 1700。大于该临界值时产生贝纳德对流。并且， 当该瑞利数 Ra 满足大 10 于 10 附近的值的条件时， 流体为紊流状态。即， 通过调节该处理用面间的温度差 ΔT 或处 理用面的距离 L， 并且以使瑞利数 Ra 为 1700 以上的方式调节本装置， 可在处理用面间相对 于处理用面产生垂直的方向的流动， 可实施上述混合 ( 反应 ) 操作。
但是， 上述贝纳德对流在 1 ～ 10μm 左右的处理用面间的距离中不容易产生。严 密来说， 上述瑞利数适用于 10μm 以下的间隔中的流体， 当研究贝纳德对流的发生条件时， 如果为水， 则其温度差必须为数千℃以上， 现实中很难实现。 贝纳德对流是由流体的温度梯 度的密度差所形成的对流， 即与重力相关的对流。 10μm 以下的处理用面之间为微重力场的 可能性高， 在这样的情况， 浮力对流被抑制。即， 在该装置中现实地产生贝纳德对流的情况 是处理用面间的距离超过 10μm 的情况。
当处理用面间的距离为 1 ～ 10μm 左右时， 并非通过密度差产生对流， 而是通过 温度梯度所产生的流体的表面张力差来产生对流。这样的对流为马兰哥尼对流， 在处理用 面间的距离为 L、 流体的动粘度系数为 v、 流体的温度传导率为 α、 处理用面间的温度差为 ΔT、 流体的密度为 ρ、 表面张力的温度系数 ( 表面张力的温度梯度 ) 为 σ 时， 被以下式定 义的无因次数的马兰哥尼数所支配。
Ma ＝ σ·ΔT·L/(ρ·v·α)
开始产生马兰哥尼对流的临界马兰哥尼数为 80 左右， 在大于该值的条件下产生 马兰哥尼对流。即， 通过调节该处理用面间的温度差 ΔT 或处理用面的距离 L、 调节本装置 以使得马兰哥尼数 Ma 为 80 以上， 即使 10μm 以下的微小流路也能够在处理用面间相对于 处理用面产生垂直方向的流动， 可实施上述混合 ( 反应 ) 操作。
瑞利数的计算使用以下的公式。
【数式 1】
ΔT ＝ (T1 一 T0)
L： 处理用面间的距离 [m]， β： 体积热膨胀率 [1/K]， g： 重力加速度 [m/s2]
v： 动粘度系数 [m2/s]， α： 温度传导率 [(m2/s)]， ΔT ： 处理用面间的温度差 [K] 3
ρ： 密度 [kg/m ]， Cp ： 定压比热 [J/kg·K]， k： 热传导率 [W/m·K]
T1 ： 处理用面中的高温侧的温度 [K]， T0 ： 处理用面中的低温侧的温度 [K]
在将开始产生贝纳德对流时的瑞利数作为临界瑞利数 Rac 的情况下， 此时的温度 差 ΔTc1 可以如下方式求得。
[ 数式 2]
马兰哥尼数的计算使用以下的式。 [ 数式 3]
ΔT ＝ (T1 一 T0)
L： 处理用面间的距离 [m]， v： 动粘度系数 [m2/s]， α： 温度传导率 [(m2/s)] ΔT ： 处理用面间的温度差 [K]， ρ： 密度 [kg/m3]， Cp ： 定压比热 [J/kg·K]k： 热传导率 [W/m·K]， σt ： 表面张力温度系数 [N/m·K]
T1 ： 处理用面中的高温侧的温度 [K]， T0 ： 处理用面中的低温侧的温度 [K]
在将开始产生马兰哥尼对流的马兰哥尼数作为临界马兰哥尼数 Mac 的情况下， 此 时的温度差 ΔTc2 可以如下方式求得。
[ 数式 4]
在本发明中， 上述流体处理装置的处理用面间的间隙的保持方法并不限于利用压 力平衡的方式。也可以机械式地设定处理用面间的距离， 也可利用磁推斥、 磁浮上、 电磁排 斥、 电磁排斥等的原理来保持处理用面间的距离。
可接近·分离的相互对向配设的、 至少一方相对于其它一方进行旋转的处理用面 1、 2 的材质没有特别的限制， 可通过以下材料制成 ： 陶瓷、 烧结金属、 耐磨耗钢、 其他金属或 对金属实施了硬化处理的金属、 对硬质材料通过内衬、 涂敷、 镀敷而加工了的材料。在本发 明中的、 可接近·分离地相互对向配设的、 至少一方相对于其它一方进行旋转的处理用面 1、 2 间的距离为 0.1μm ～ 100μm， 特别优选 1μm ～ 10μm。
析出· 沉淀或结晶化这样的反应， 如图 1(A) 所示， 在可接近· 分离地相互对向配设 的、 至少一方相对于其它一方旋转的处理用面 1、 2 之间一边强制地均匀混合一边发生。微 粒的粒径、 单分散度的控制， 可通过适宜地调整处理用部 10、 20 的转速、 流速及处理用面间 的距离、 原料浓度、 及分散介质等来进行调节。
在本发明中， 在混合流路中的混合可在层流支配下进行， 也可在紊流支配下进行。
进一步， 也可以对处理用面间进行加热或冷却， 或对处理用面间照射微波。另外， 也可对处理用面间照射紫外线 (UV)， 或对处理用面间赋予超声波能。 特别是， 在第 1 处理用 面 1 和第 2 处理用面 2 设有温度差的情况下， 由于可在薄膜流体中产生对流， 所以具有由此 促进反应的优点。
更具体而言， 对于加热、 冷却， 例如通过在各处理用部 10、 20 的至少一方或双方设 置加热器、 通过热媒、 冷媒的套管， 可加热、 冷却薄膜流体 ( 参照图 25)。 或者， 通过在各处理 用部 10、 20 的至少一方或双方具有用于照射微波的磁控管等的微波发生装置， 进行处理流 体的加热、 反应促进。另外， 对于照射紫外线 (UV)， 例如在各处理用部 10、 20 至少一方或双 方设置照射紫外线的灯等的元件， 可从对应的处理用面对向薄膜流体照射紫外线 (UV)。另 外， 对于赋予超声波能， 例如可在各处理用部 10、 20 的至少一方或双方设置超声波振荡体， 也可通过在超声波气氛的容器内进行在处理用面间的混合·反应来实施。
另外， 通过在可确保减压或真空状态的容器内进行上述析出、 至少使处理后流体 被排出的 2 次侧成为减压或真空状态， 可进行在析出反应中发生的气体及上述流体中含有 的气体的脱气、 或上述流体的脱溶剂。 由此， 即使在与微粒析出几乎同时地进行脱溶剂处理 的情况下， 由于含有在处理用面间析出了的微粒的流体从处理用面以喷雾状态排出， 因此 该流体的表面积增大， 脱溶剂效率非常高。 因此， 可比到现在为止的方法都简单地在实质上 1 工序中进行微粒制作处理和脱溶剂处理。
另外， 如上所述， 除第 1 导入部 d1， 第 2 导入部 d2 以外， 也可以在处理装置上设置 第 3 导入部 d3， 该情况下， 可例如从上述各导入部将不良溶剂、 含有颜料溶液的流体、 表面 活性剂溶液、 表面修饰剂等各自分别导入处理装置中。这样， 可以分别管理各溶液的浓度、 压力， 可以更精密地控制微粒生成的反应。在设有第 4 以上的导入部的情况下也同样， 可以 如此将向处理装置导入的流体进行细分化。
上述强制超薄膜旋转式反应法， 由于可以自由地使其微小流路的雷诺数变化， 因 此， 可根据粒径、 粒子形状、 结晶型等目的制作单分散的再分散性良好的微粒。 而且， 由于其 自我排出性， 即使在伴有析出的反应的情况下， 也没有生成物的堵塞， 不需要大的压力。所 以， 能够稳定地制作微粒， 另外安全性优异， 几乎没有来自装置的杂质等的混入， 清洗性也 良好。 进而由于可根据目的的生产量来进行放大， 因此， 可提供其生产率也高的微粒的制造 方法。
以下， 对于本发明的颜料微粒的表面修饰方法， 作为一例更详细地说明颜料微粒 生成的反应及其表面修饰方法。
在此， 本发明中的修饰基团是指至少导入或结合于粒子表面的官能团或原子团。 其也包含用吸附等的方法存在于粒子表面的物质中所含的官能团或原子团。
( 颜料微粒的制作 )
首先， 从作为一个流路的第 1 导入部 d1、 将作为第 1 流体的含有相对于颜料溶液能 成为不良溶剂的溶剂的流体导入可接近·分离地相互对向配设的、 至少一方相对于其它一 方进行旋转的处理用面 1、 2 间， 在该处理用面间作成由第 1 流体构成的薄膜流体。
接着， 从作为其它流路的第 2 导入部 d2 将作为第 2 流体的含有溶解了颜料的颜料 溶液的流体直接导入上述由第 1 流体构成的薄膜流体中。
如上所述， 在通过流体的供给压力与施加于旋转的处理用面之间的压力的压力平 衡而控制了距离的处理用面 1、 2 间， 第 1 流体和第 2 流体可以以维持薄膜状态的状态下瞬 间被混合、 进行颜料微粒生成的反应。
予以说明的是， 由于可以在处理用面 1、 2 间进行上述反应即可， 因此， 也可以与上 述相反地， 从第 1 导入部 d1 导入第 2 流体， 从第 2 导入部 d2 导入第 1 流体。即， 各溶剂中的第 1、 第 2 的表述， 只不过是存在多种溶剂的第 n 种这样的、 用于识别的意思而已， 也可以 存在第 3 以上的溶剂。
作为第 1 流体和第 2 流体的组合， 没有特别限定， 只要为含有颜料溶液的流体和与 上述颜料溶液相比对颜料的溶解度低的、 能成为不良溶剂的溶剂就可实施。 予以说明的是， 在本发明中， 所谓良溶剂， 为微粒原料的溶解度优选 0.1 质量％以上、 更优选 0.5 质量％以 上、 进一步优选 1 质量％以上的溶剂。另外， 在本发明中， 所谓不良溶剂， 为微粒原料的溶解 度优选 0.01 质量％以下、 更优选 0.005 质量％以下、 进一步优选 0.001 质量％以下的溶剂。
例如， 作为用于溶解颜料的溶剂并没有特别限定， 例如在酸性水溶液的情况下可 以使用硫酸、 盐酸、 硝酸、 三氟乙酸、 磷酸等。此外， 可以使用如下物质 ： 1- 甲基 -2- 吡咯烷 酮、 1， 3- 二甲基 -2- 咪唑啉酮、 2- 吡咯烷酮、 ε- 己内酰胺、 甲酰胺、 N- 甲基甲酰胺、 N， N- 二 甲基甲酰胺、 乙酰胺、 N- 甲基乙酰胺、 N， N- 二甲基乙酰胺、 N- 甲基丙酰胺、 六甲基磷酰三胺 这样的酰胺系溶剂 ； 二甲基亚砜、 吡啶、 或者这些物质的混合物等。另外， 也可以实施为， 通 过添加到在有机溶剂中添加了碱或酸的物质的溶液而将颜料溶解来形成颜料溶液。 作为添 加在上述有机溶剂中的碱， 可列举 ： 氢氧化钠、 氢氧化钾、 甲醇钠、 乙醇钠等。 作为酸， 与上述 同样， 可列举 ： 硫酸、 盐酸、 硝酸、 三氟乙酸、 磷酸等。
作为可成为用于使颜料析出的不良溶剂的溶剂， 没有特别限定。可使用与上述溶 解了颜料的溶剂相比对颜料的溶度低的溶剂来实施。例如， 优选选自以下溶剂 ： 水、 醇系溶 剂、 酮系溶剂、 醚系溶剂、 芳香族系溶剂、 二硫化碳、 脂肪族系溶剂、 腈系溶剂、 亚砜系溶剂、 卤素系溶剂、 酯系溶剂、 离子性溶液、 或它们 2 种以上的混合溶剂。
如上所述， 在通过流体的供给压力与施加于进行旋转的处理用面之间的压力的压 力平衡而控制了距离的处理用面 1、 2 间， 第 1 流体与第 2 流体可以以维持薄膜状态的状态 下瞬间被混合、 进行颜料微粒生成的反应。
( 颜料微粒的表面修饰 )
得到的微粒的表面修饰， 既可以在上述处理用面 1、 2 间与微粒的析出同时或在刚 刚析出之后进行， 也可以在微粒从处理用面 1、 2 间被排出之后进行来实施。由此至少颜料 表面通过修饰基团的导入等而被修饰。
以下， 对于在处理用面间 1、 2 间进行由上述制造方法得到的颜料微粒的表面修饰 的情况， 说明一例。
在颜料微粒的至少表面上导入修饰基团， 可通过在导入处理用面 1、 2 间的流体中 含有表面修饰剂来实施。上述表面修饰剂可包含在颜料溶液 ( 第 1 流体 ) 或不良溶剂 ( 第 2 流体 ) 的任一方、 或其两方中， 也可包含在与上述颜料溶液和不良溶剂不同的第 3 流体中。 另外， 作为第 1 流体及第 2 流体的组合， 并不特别限定于上述的组合。
如上所述， 在可接近·分离地相对进行旋转的 2 个处理用面间维持 1mm 以下的微 小间隔， 将维持为该微小间隔的 2 个处理用面间作为被处理流动体的流路， 由此形成被处 理流动体的薄膜流体 ( 强制薄膜 )。在此， 本发明中所说的 “薄膜流体 ( 强制薄膜 )” 是指 不具有自由表面的薄膜状的流动。
在该薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中， 相对于第 1 流体、 第 2 流体急速且完全地扩散。可 以认为， 在该薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中， 没有重力的影响， 而且压力场及流体的速度梯度具 有助长扩散及反应速度的效果， 形成用于非常效率良好的革新的表面修饰的反应场。 因此，可认为将颜料微粒的析出和颜料微粒的表面修饰连续且效率良好地进行。
以下， 对于表面修饰基团及表面修饰剂列举具体的实例。 但是， 本发明并不限定于 下述例。
作为表面修饰基团至少在颜料表面上导入的修饰基团的种类， 没有特别限定， 在 以表面处理的目的为分散性提高为目的的情况下， 可例如根据以分散为目的的溶剂、 分散 剂种类分开使用。可列举例如具有酸性基团、 碱性基团等的极性基团， 上述极性基团的盐 结构， 导入了氧、 硫等的极性大的原子和 / 或芳香环等的极化率大的结构， 氢结合性基团， 杂环， 芳香环等的修饰基团等。作为酸性基团， 可列举羟基 (hydroxyl group)、 磺酸基 ( 磺 基 )、 羧酸基、 磷酸基、 硼酸基等。 作为碱性基团， 可列举氨基等。 作为氢结合性基团， 可列举 氨基甲酸酯部位、 硫代氨基甲酸酯部位、 脲部位、 硫脲部位等。
作为其他的酸性基团 ( 酸性官能团 )， 没有特别限定， 进行例示时， 有： -SO2NHCH2SO -SO2NH(CH2)2SO3H、 -SO2NH(CH2)3SO3H、 -SO2NHC6H4SO3H、 -CH2NHCOCH2NHCH2SO3H、 -CH2NHCOCH2NH( 3H、 CH2)2SO3H、 -CH2NHCOCH2NH(CH2)3SO3H、 -CH2NHCOCH2NHC6H4SO3H、 -CONHCH2SO3H、 -CONH(CH2)2SO3H、 -CONH(CH2)3SO3H、 -CONHC6H4SO3H、 -SO2NH(CH2)4COOH、 -SO2NH(CH2)6COOH、 -SO2NHC6H4COOH、 -CH2NHC OCH2NH(CH2)4COOH、 -CH2NHCOCH2NH(CH2)6COOH、 -CH2NHCOCH2NHC6H4COOH、 -CONH(CH2)4COOH、 -CON H(CH2)6COOH 及 -CONHC6H4COOH 等。 例如， 在对颜料微粒的表面进行酸性基团处理、 例如磺化处理的情况下， 可以通过 在上述第 1 流体或第 2 流体中含有磺化剂作为表面修饰剂来实施。通过将在磺化剂溶液中 溶解了颜料的颜料的磺化剂溶液和可成为不良溶剂的溶剂、 例如选自离子交换水、 超纯水 等的水或甲醇、 乙醇等的醇类、 或丙酮、 甲基乙基酮等的酮类等中的至少 1 种溶剂在上述相 对进行旋转的处理用面 1、 2 间进行混合， 可容易地制作在表面导入了磺基的颜料微粒， 从 处理用面 1、 2 排出在表面导入了磺基的颜料微粒。
作为磺化剂， 没有特别限定， 可列举例如发烟硫酸或浓硫酸、 氯磺酸、 三氧化硫、 氟 硫酸、 氨基磺酸或三氧化硫与叔胺的络合物、 N- 烷基磺酰胺、 氨基磺酸或磺化吡啶盐、 三氧 化硫吡啶络合物、 三氧化硫二甲基甲酰胺络合物、 三氧化硫三乙基胺络合物、 三氧化硫三甲 基胺络合物、 二噁烷·2SO3、 二噁烷·SO3 等。
作为第 1 流体及第 2 流体的组合没有特别限定， 上述磺化剂既可以在颜料溶液、 不良溶剂或其双方中含有， 也可以在与上述颜料溶液和不良溶剂不同的第 3 流体中含有。 例如可列举在第 1 流体中使用纯水或醇等的可成为使颜料析出的不良溶剂的溶剂、 在第 2 流体中如在发烟硫酸或浓硫酸、 氯磺酸或它们的混合物等中溶解了颜料的颜料溶液那样使 用上述磺化剂的颜料溶液的方法等。作为其他的实例， 可列举在第 1 流体中将溶解或分散 了氨基磺酸或三氧化硫、 烷基磺酰胺、 磺化吡啶盐、 三氧化硫吡啶络合物、 三氧化硫二甲基 二噁 甲酰胺络合物、 三氧化硫三乙基胺络合物、 三氧化硫三甲基胺络合物、 二噁烷·2SO3、 烷· SO3 或它们的混合物等的水或醇这样的含有磺化剂的流体用作不良溶剂、 在第 2 流体中 使用在 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP) 这样的不含有上述磺化剂的溶剂等中溶解了颜料的颜料溶 液的方法等。
此外， 除上述磺化之外， 例如在进行碱性基团处理的情况下， 可以通过在上述第 1 流体或第 2 流体中含有碱性化合物、 或在第 3 流体中含有碱性化合物等的方法容易地进行 碱性处理。
作为碱性化合物， 没有特别限定， 例如可列举 Na、 K 等碱金属的盐、 具体为氢氧化 钠、 氢氧化钾、 甲醇钠、 乙醇钠等的碱金属的盐、 或 NH3 或有机胺。 作为有机胺的种类， 可以分 别使用伯胺、 仲胺、 叔胺、 季胺。具体而言， 伯胺可列举乙胺、 丙胺、 异丙胺、 丁胺、 异丁胺、 仲 丁胺、 乙醇胺、 异丙醇胺、 辛胺、 十二烷基胺、 月桂胺、 硬脂胺、 油胺等， 仲胺可列举二甲基胺、 二乙基胺、 二丙基胺、 二乙醇胺、 二硬脂胺等， 叔胺可列举三甲基胺、 三乙基胺、 三乙醇胺、 三 异丙醇胺、 二甲基乙醇胺、 二乙基乙醇胺、 正丁基二乙醇胺、 N， N- 二甲基 -1， 3- 二氨基丙烷、 N， N- 二乙基 -1， 3- 二氨基丙烷、 二甲基辛胺、 二甲基癸胺、 二甲基月桂胺、 二甲基肉豆寇胺、 二甲基棕榈胺、 二甲基硬脂胺、 二甲基山嵛胺、 二月桂基一甲基胺、 三辛基胺等， 季胺可列举 二甲基二 ( 十二烷基 ) 氯化胺、 二甲基二油基氯化胺、 三甲基硬脂基氯化胺等。
作为第 1 流体及第 2 流体的组合没有特别限定。上述碱性化合物既可以在颜料溶 液、 不良溶剂或其双方中含有， 也可以在与上述颜料溶液和不良溶剂不同的第 3 流体中含 有。例如可列举在第 1 流体中使用纯水或醇等可成为使颜料析出的不良溶剂的溶剂、 在第 2 流体中如在上述碱性化合物或它们的混合物中溶解了颜料的颜料溶液那样使用上述碱性 化合物的颜料溶液的方法等。作为其他的实例， 可列举在第 1 流体中将溶解或分散了上述 碱性化合物或它们的混合物的水或醇这样的含有碱性化合物的流体用作不良溶剂、 在第 2 流体中使用在例如 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP) 这样的不含有碱性化合物的溶剂中溶解了颜料 的颜料溶液的方法等。此外例如， 可列举在第 1 流体中使用如纯水或醇等溶剂那样地可成 为使颜料析出的不良溶剂的溶剂、 作为第 2 流体在溶解了颜料的颜料溶液中含有上述氢氧 化钠、 氢氧化钾、 甲醇钠、 乙醇钠等列举的这样的碱性物质的方法等。 作为其他的实例， 可列 举在第 1 流体中将溶解或分散了上述碱性物质或它们的混合物的水或醇这样的含有碱性 物质的流体用作不良溶剂、 在第 2 流体中使用在例如 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP)、 吡啶、 NMP- 吡 啶的混合溶剂这样的不含有上述碱性物质的溶剂中溶解了颜料的颜料溶液的方法等。
为了该碱性基团的处理， 优选的是， 在该处理前， 进行颜料微粒的析出的混合流体 的 pH 为 7 以上， 或优选将从处理用面 1、 2 间排出的流体的、 该处理前的 pH 调制为 7 以上。 特别是在颜料微粒表面导入羟基时， 可以通过在上述颜料微粒的制造方法中使用氢氧化 钠、 氢氧化钾等的碱使导入容易。
另外， 也可以在由上述方法得到的表面进行了磺化处理的颜料的分散体中进一步 加入碱性化合物、 在颜料表面进行具有将前面所形成的酸性基团的至少一部分用碱性化合 物中和而形成的盐的修饰基团的形成， 或通过上述酸性基团和碱性基团的取代而进行碱性 基团处理。另外， 利用该碱性化合物的中和 ( 盐形成 ) 例如也可以在流体处理装置中使用 第 3 流路等的方法在处理用面 1、 2 间进行。
另外， 对于其他的修饰基团的实例， 在用下述的修饰基团、 例如 -OM、 -COOM、 -CO-、 SO3M-、 -SO2NH2、 -RSO2M、 -PO3HM、 、 -PO3M2、 -SO2NHCOR、 -NH3、 -NH2、 -NR3( 其中， 式中的 M 表示氢原 子、 碱金属、 铵或有机铵， R 表示碳数 1 ～ 12 的烷基、 可以具有取代基的苯基或可以具有取 代基的萘基、 碳数 1 ～ 12 的亚烷基、 可以具有取代基的亚烷基或可以具有取代基的萘基。) 等修饰颜料微粒表面的情况下， 使用含有上述官能团的物质即可。作为含有上述官能团的 修饰剂， 没有特别限定， 可列举聚乙二醇、 聚乙烯醇、 聚乙烯基吡咯烷酮、 聚丙烯酸钠及藻酸 钠、 羟甲基纤维素钠、 黄原胶、 卡拉胶、 支链淀粉及明胶等的水性高分子化合物。作为第 1 流 体及第 2 流体的组合没有特别限定。上述水性高分子化合物既可以在颜料溶液、 不良溶剂或其双方中含有， 也可以在与上述颜料溶液和不良溶剂不同的第 3 流体中含有。
在将表面处理的目的作为提高分散性以外的情况、 例如将颜料微粒的表面形成疏 水性、 亲油性或亲有机溶剂性的情况下， 通过在上述第 1 流体及第 2 流体中含有含亲油性官 能团的表面修饰剂， 可以在从处理用面 1、 2 间排出的颜料微粒表面导入亲油性官能团作为 修饰基团、 进行亲油性处理。 作为亲油性官能团没有特别限定， 可根据作为目的的颜料微粒 的种类、 溶剂的种类分开使用， 可列举 -CnH2n+1、 -C6H5 等。作为上述含亲油性官能团的表面修 饰剂， 没有特别限定， 可列举矿脂、 硬石蜡、 液体石蜡等的石蜡类 ； 进而二甲基硅油、 甲基苯 基硅油、 烷基改性硅油、 聚醚改性硅油、 氟硅油、 含末端官能团硅油等的、 上述聚醚改性硅油 以外的硅油、 辛酸、 癸酸、 月桂酸、 棕榈酸、 硬脂酸、 油酸等的长链脂肪酸及其脂类、 牛脂、 猪 脂、 鳕鱼脂、 椰子油、 棕榈油等的天然油脂等。作为第 1 流体及第 2 流体的组合没有特别限 定。 上述含亲油性官能团的表面修饰剂既可以在颜料溶液、 不良溶剂或其双方中含有， 也可 以在与上述颜料溶液和不良溶剂不同的第 3 流体中含有。例如可列举在第 1 流体中使用如 纯水或醇等的溶剂那样可成为使颜料析出的不良溶剂的溶剂、 作为第 2 流体使用在溶解了 颜料的颜料溶液中含有上述含亲油性官能团的表面修饰剂的流体的方法等。 作为其他的实 例， 可列举在第 1 流体中将溶解或分散了上述含亲油性官能团的表面修饰剂或它们的混合 物的水或醇这样的含有含亲油性官能团的物质的流体用作不良溶剂、 在第 2 流体中使用在 例如 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP)、 吡啶、 NMP- 吡啶的混合溶剂这样的不含有上述含亲油性官能 团的物质的溶剂中溶解了颜料的颜料溶液的方法等。
在颜料微粒的表面实施作为表面修饰剂附加树脂的处理的情况下， 通过在上述第 1 流体或第 2 流体中含有含树脂的物质， 可以将从处理用面 1、 2 间排出的颜料微粒表面的至 少一部分用树脂覆盖， 例如进行亲水性处理。 作为用于此的树脂没有特别限定， 可根据作为 目的的颜料微粒的种类、 溶剂的种类分开使用， 例如作为松香树脂及它们的衍生物， 示出聚 合了从松科植物采取的树脂酸的一种而成的物质， 作为该树脂酸， 可列举松香酸和其类似 体、 例如包含二氢松香酸、 去氢松香酸、 松香酸酐等成分的混合物等。 另外， 作为萜烯树脂及 它们的衍生物， 示出将从松木得到的松节油和从柑橘类的皮得到的橙油进行精制·聚合而 得到的热塑性低聚物， 松节油可列举以 α- 蒎烯、 β- 蒎烯等为主要成分的混合物等， 橙油 可列举以苧烯等为主要成分的混合物等。作为虫胶树脂及它们的衍生物， 为从紫胶虫的分 泌液提取的几种树脂酸混合物的聚合物， 详细而言可列举紫胶酮酸、 壳脑醛酸、 紫胶壳脑醛 酸等进行酯结合而形成的树脂等。作为第 1 流体和第 2 流体的组合没有特别限定。上述树 脂既可以在颜料溶液、 不良溶剂或其双方中含有， 也可以在与上述颜料溶液和不良溶剂不 同的第 3 流体中含有。例如可列举在第 1 流体中使用如纯水或醇等溶剂那样可成为使颜料 析出的不良溶剂的溶剂、 作为第 2 流体使用在溶解了颜料的颜料溶液中含有上述树脂的流 体的方法等。作为其他的实例， 可列举在第 1 流体中将溶解或分散了上述树脂或它们的混 合物的水或醇这样的含有树脂的流体用作不良溶剂、 在第 2 流体中使用在例如 N- 甲基吡咯 烷酮 (NMP)、 吡啶、 NMP- 吡啶的混合溶剂这样的不含有上述树脂的溶剂中溶解了颜料的颜 料溶液的方法等。
上述的表面处理， 并不限于上述那样地在处理用面 1、 2 间进行颜料微粒的表面修 饰的情况， 也可以在将颜料微粒从处理用面 1、 2 间排出后实施。该情况下， 可以将以上述的 颜料微粒的表面处理为目的而使用的物质添加到含有颜料微粒的流体从处理用面 1、 2间被排出后的该排出液中、 通过搅拌等的操作进行颜料微粒的表面处理。另外， 也可实施为， 含有颜料微粒的流体被排出后， 通过透析管等， 在从含有该颜料微粒的流体中除去杂质之 后添加以表面处理为目的的物质。另外， 也可以将从处理用面 1、 2 间排出的含有颜料微粒 的流体的液体成分干燥而形成颜料微粒粉体后进行上述表面处理。具体而言可以实施为， 将得到的颜料微粒粉体在目的的溶剂中进行分散、 添加以上述的表面处理为目的的物质而 实施搅拌等的处理。
实施例
以下对于本发明， 示出使用与本申请申请人的国际公开 WO2009/8388 号小册子 ( 专利文献 6) 中所述的装置相同原理的装置而制造铜酞菁微粒、 进行了表面修饰的实施 例。但是， 本发明并不限于下述实施例。
使用如图 1(A) 所示、 在可接近·分离地相互对向配设的、 至少一方相对于其它一 方进行旋转的处理用面 1、 2 之间形成的、 在薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中均匀地进行搅拌· 混合 的装置， 溶解铜酞菁， 使形成为铜酞菁溶液的液体在薄膜流体 ( 强制薄膜 ) 中与溶剂合流， 使其均匀混合， 使铜酞菁析出。
该实施例中的 “薄膜流体 ( 强制薄膜 )” 为流体的流路通过处理用面 1、 2 而规定 的、 且形成在上述流路中不具有流体接触于气体的表面 ( 自由表面 ) 的状态的薄膜， 换句话 说， 是指形成为处理用面 1、 2 间被流体填埋了的状态的薄膜。
予以说明的是， 在以下的实施例中， 所谓 “从中央” ， 为上述的、 图 1(A) 所示的处理 装置的 “从第 1 导入部 d1” 的意思 ； 第 1 流体是指上述的第 1 被处理流动体 ； 第 2 流体是指 上述的、 从图 1(A) 所示的处理装置的第 2 导入部 d2 导入的、 上述的第 2 被处理流动体。另 外， 此处的 “份” 为 “重量份” 。
( 体积平均粒径 )
粒度分布， 使用 Nanotrac 粒度分布测定装置 UPA-EX150〔日机装公司制品〕 进行 测定， 采用体积平均粒径。
(pH 测定 )
pH 测定使用 HORIBA 制、 D-51、 测定范围 ： 0.00 ～ 14.00。
( 离子色谱法 )
使用设备 ： 泵 ( 株 ) 岛津制作所制 LC-10A
检测器 ： 东亚デイ一ケ一ケ一 ( 株 )ICA-3030
柱： 日本ダイオネクス ( 株 ) 制 IonPac AS4A-SC+IonPac AS4A-SC
抑制器 ： 日本ダイオネクス ( 株 ) 制 ASRS-ULTRA 4mm(40mA)
洗提液 ： 2.3mM Na2CO3+2.1mM NaHCO3
流速 ： 1.5mL/min
试样导入量 ： 5μL
(XPS)
设备名アルバツク·フアイ公司制 “ESCA5600CI”
X 射线源 ： MgKα400W
(NMR)
日本电子 ( 株 ) 制JNM-LA500
溶剂 ： 二甲基亚枫 -d6(DMSO-d6)
基准峰 ： 2.49ppm(DMSO)
测定温度 ： 120℃
(IR)
日本分光 ( 株 ) 制
日本分光 ( 株 ) 制 “FT/IR-4100 typeA”
ATR 法分解能力 4.0cm-1
累计次数 16 次
(TOF-SIMS)
アルバツク·フアイ ( 株 ) 制
PHI TRIFT IV
一次离子 ： Bi32+
一次离子照射面积 ： 100×100μm2
累计时间 ： 3 分钟
( 实施例 1)
一边从中央将作为第 1 流体的 25℃的乙醇以供给压力＝ 0.15MPa、 转速 900rpm 进 行送液， 一边将作为第 2 流体的在 5％发烟硫酸 (5％ SO3-H2SO4) 中溶解了铜酞菁的铜酞菁的 发烟硫酸溶液以 10ml/min 导入处理用面 1、 2 间， 以排出流量为 100g/min 的方式进行混合。 使被排出的铜酞菁分散液中的铜酞菁微粒缓慢地凝集， 将凝集的铜酞菁微粒用滤纸和吸滤 器过滤， 用乙醇进行清洗， 在 60℃、 -0.1MPa 的条件下进行干燥。由得到的铜酞菁粉末的红 外吸收光谱的结果确认 ： 与原料的铜酞菁不同， 在 1000 ～ 1100cm-1 附近来自磺基的肩峰。 图 30 表示 IR 测定结果 ( 用实线 ( 图示下侧的线 ) 表示得到的铜酞菁的红外吸收光谱， 用虚线 ( 图示上侧的线 ) 表示原料的铜酞菁的光谱 )。另外， 得到的铜酞菁粉末的 XPS 的结果确认 归属于磺基的峰。图 31 表示硫 (S) 的 2p 轨道的结合能的 XPS 测定结果。另外由 XPS 的表 面的元素分析的结果确认 ： 表面的铜酞菁分子每 7 分子存在 1 个磺基。而且， 图 32 表示在 溶剂中使用有氘代 DMSO 的 NMR 测定结果。由 NMR 的测定结果确认 ： 与在 9.6-10.8ppm 中看 到的宽峰相比、 在铜酞菁分子上结合有磺基。另外， 由 TOF-SIMS 测定得到的阴离子侧的检 测结果确认在 m/z 575 来自铜酞菁的峰和在 m/z 655 铜酞菁上导入了 1 个磺基的结构。图 33 表示 TOF-SIMS 测定中的 m/z 300 ～ 800 的测定结果。在丙二醇单甲醚醋酸酯 (PGMEA) 的溶剂中将デイスパ一ビツク BYK-2000( ビツグケミ一公司制 ) 的分散剂相对于铜酞菁粉 末重量以有效成分溶解了 20％的溶液中投入得到的铜酞菁粉末， 用クレアミツク 0.8S( エ ム·テクニツク公司制 ) 对得到的铜酞菁干燥粉体进行分散处理。分散处理后的体积平均 粒径为 8.3nm。图 34 表示得到的铜酞菁微粒的 TEM 照片。另外将得到的铜酞菁颜料分散液 用纯水稀释成 100 倍， 测定离子色谱， 结果没有检测出硫酸离子。
( 实施例 2)
一边从中央将作为第 1 流体的 25℃的纯水以供给压力＝ 0.15MPa、 转速 1000rpm 进行送液， 一边将作为第 2 流体的在硫酸中溶解了铜酞菁的铜酞菁的硫酸溶液以 10ml/min 导入处理用面 1、 2 间， 以排出流量为 200g/min 的方式进行混合。使排出的铜酞菁分散液中的铜酞菁微粒缓慢地凝集， 使用滤纸和吸滤器过滤凝集的铜酞菁微粒， 用纯水进行清洗， 在 60℃、 -0.1MPa 的条件下进行干燥。由得到的铜酞菁粉末的 XPS 的结果确认归属于羟基的 峰。图 35 表示氧 (O) 的 1s 轨道的结合能的 XPS 测定结果。另外， 利用 XPS 的表面的元素 分析的结果确认， 表面的铜酞菁分子每 3 分子存在 1 个羟基。在纯水中将十二烷基硫酸钠 (SDS) 的分散剂相对于铜酞菁粉末重量以有效成分溶解了 2％的溶液中投入得到的铜酞菁 粉末， 用クレアミツク 0.8S( エム·テクニツク公司制 ) 对得到的铜酞菁干燥粉体进行分 散处理。分散处理后的体积平均粒径为 14.8nm。图 36 表示得到的铜酞菁微粒的 TEM 照片。
由上述结果确认， 在从处理用面 1、 2 间排出的铜酞菁微粒的表面导入了羟基。
由上述结果确认， 从处理用面 1、 2 间排出的铜酞菁微粒的表面进行羟基处理及亲 水性处理。
( 比较例 1)
一边从中央将作为第 1 流体的 25℃的纯水以供给压力＝ 0.15MPa、 转速 900rpm 进 行送液， 一边将作为第 2 流体的在 N- 甲基吡咯烷酮 (NMP) 和吡啶的 1 ∶ 1 混合溶剂中溶解 了铜酞菁的铜酞菁的溶液以 10ml/min 导入处理用面 1、 2 间， 以排出流量为 100g/min 的方 式进行混合。使排出的铜酞菁分散液中的铜酞菁微粒缓慢地凝集， 使用滤纸和吸滤器过滤 凝集的铜酞菁微粒， 用纯水进行清洗， 在 60℃、 -0.1MPa 的条件下进行干燥。得到的铜酞菁 粉末的 XPS 的结果不能确认归属于磺基或羟基这样的表面修饰基团的峰。图 37 表示 NMR 的测定结果。NMR 的测定结果不能观测来自铜酞菁分子的峰以外的峰。也不能观测来自结 合于铜酞菁的磺基的峰。另外， 由 XPS 的结果也不能观测来自铜酞菁的峰以外的峰。确认 在铜酞菁分子上没有导入官能团。在丙二醇单甲醚醋酸酯 (PGMEA) 的溶剂中将デイスパ 一ビツク BYK-2000( ビツグケミ一公司制 ) 的分散剂相对于铜酞菁粉末重量以有效成分溶 解了 50％的溶液中投入得到的铜酞菁粉末， 用クレアミツク 0.8S( エム·テクニツク公司 制 ) 对得到的铜酞菁干燥粉体进行分散处理。分散处理后的体积平均粒径为 304nm。图 38 表示得到的铜酞菁微粒的 TEM 照片。没有看到一次粒子为 10nm 左右的微粒， 但确认凝集的 情形。 在本比较例中， 由于在铜酞菁颜料微粒的表面没有导入修饰基团， 因此判断为分散性 低。
( 实施例 3 ～ 6)
下面， 对与上述不同的实施例进行说明。
( 实验装置及实验方法 )
在 本 实 施 例 中， 与 上 述 的 各 实 施 例 同 样， 使用与本申请申请人的国际公开 WO2009/8388 号小册子 ( 专利文献 6) 中记载的装置相同原理的装置 (Forced thin film reactor， エム·テクニツク株式会公司制， 商品名 ： ULREA， 以下简记为 “FTFR” ) 进行铜酞 菁微粒的表面处理。而且， 使用红外吸收光谱 (IR)、 X 射线光电子分光法 (XPS)、 飞行时间 型二次离子质量分析 (TOF-SIMS) 对进行了上述表面处理的铜酞菁微粒及其表面状态进行 解析。进而， 将实施了不同的表面处理的铜酞菁微粒向水溶液系及有机溶剂系的分散性进 行评价。
( 试剂 )
原料的铜酞菁， 使用与上述实施例 6 相同的 β 型铜酞菁 ( 商品名 ： PV FAST BLUE BG， Clariant(Japan) 公司制 )。 用于溶解铜酞菁的浓硫酸及发烟硫酸， 使用 98％浓硫酸 ( 特级试剂， 岸田化学公司制 ) 及发烟硫酸 ( 特级试剂， SO3 浓度 30％， Yotsuhata 化学工业公 司制 )。SO3 浓度 5％的发烟硫酸， 通过在氮气气氛下混合 98％浓硫酸及 SO3 浓度 30％的发 烟硫酸而调制。用于制作铜酞菁微粒的水分散液的表面活性剂， 使用十二烷基硫酸钠 ( 一 级试剂， 关东化学公司制， 以下， 与上述实施例 6 同样简记为 “SDS” )。用于制作铜酞菁微粒 的有机溶剂分散液的有机溶剂， 使用丙二醇单甲醚醋酸酯 ( 特级试剂， 关东化学公司制， 以 下简记为 “PGMEA” ) 及丙二醇单甲醚 ( 特级试剂， 关东化学公司制， 以下简记为 “PGME” )。 作为用于制作有机溶剂分散液的表面活性剂， 使用 Disperbyk-2000( 改性丙烯酸系共聚合 物， 胺价 4mg KOH/g， 有效成分 40％， BYK Japan 公司制 )。用于 pH 调整的氢氧化钠水溶液， 将氢氧化钠 ( 特级试剂， 关东化学公司制 ) 溶解于纯水中来调制。
( 铜酞菁微粒的析出 ( 晶析 ) 方法及表面处理方法 )
实验条件示于表 1。予以说明的是， 在以下中， 将实施例 3 记为 “Ex.1” ， 将实施例 4 记为 “Ex.2” ， 将实施例 5 记为 “Ex.3” ， 将实施例 6 记为 “Ex.4” 。
[ 表 1]
* 通过 3mol/L NaOH 溶液
将铜酞菁在浓硫酸 ( 实施例 3 ～ 5) 或 SO3 浓度 5％的发烟硫酸 ( 实施例 6) 中溶 解而调制铜酞菁溶液。一边在 FTFR 的处理用面 1、 2 间从中央将作为第 1 流体 ( 表 3 中的 “流体 [A]” ) 的纯水以送液温度 20℃送液一边开始处理用部的旋转， 将作为第 2 流体 ( 表 3 中的 “流体 [B]” ) 的铜酞菁溶液投入处理用面 1、 2 间。在处理用面 1、 2 间铜酞菁微粒析 出， 作为铜酞菁微粒水分散液从处理用面 1、 2 间被排出。将被排出的铜酞菁微粒水分散液 在 25℃的恒温室中静置 22 小时 ( 实施例 5(Ex.3)， 实施例 6(Ex.4))。 另外， 实施例 3(Ex.1) 及实施例 4(Ex.2) 中， 使用 3mol/L 氢氧化钠水溶液将被排出的铜酞菁微粒水分散液 (pH 1.58， 实施例 5(Ex.3)) 调整为 pH 7.01( 实施例 4(Ex.2)) 及 pH 12.55( 实施例 3(Ex.1))， 在 25℃的恒温室中静置 22 小时。
( 铜酞菁微粒的清洗方法及干燥粉体的制作 )
上述那样静置的铜酞菁微粒水分散液中， 确认铜酞菁微粒凝集·沉降。沉降了的 铜酞菁微粒通过使用真空吸气器、 用滤布 ( 筛孔尺寸 10μm) 进行滤集、 用纯水清洗数次后， 得到铜酞菁微粒糊。将铜酞菁微粒糊以 60℃、 -0.1MPaG 的条件进行真空干燥 23 小时， 得到 干燥粉体。
( 铜酞菁微粒分散液的制作 )
在纯水中溶解 SDS， 调制 0.2wt％ SDS 水溶液。在上述的铜酞菁微粒糊中添加纯 水及 0.2wt％ SDS 水溶液， 调制铜酞菁微粒水分散液。( 处方条件 ： 铜酞菁微粒固体分浓度 2wt％、 SDS 浓度 0.1wt％ )。使用旋转式乳化分散机 ( 商品名 ： ClearMix， エム·テクニツ
ク公司制 )， 以转子转速 20000rpm 对调制的铜酞菁微粒水分散液 1L 进行分散处理。
另外， 将 Disperbyk-2000 溶解于 PGMEA 与 PGME 的混合溶液 ( 体积比 PGMEA/PGME ＝ 4/1)， 调制有效成分浓度 2wt％的 Disperbyk-2000 溶液。在上述的铜酞菁微粒干燥粉体 中添加 PGMEA 与 PGME 的混合溶液及有效成分浓度 2wt％的 Disperbyk-2000 溶液， 调制铜酞 菁微粒有机溶剂分散液。( 处方条件 ： 铜酞菁微粒固体分浓度 2wt％、 Disperbyk-2000 有效 成分浓度 1wt％ )。使用旋转式乳化分散机 ( 商品名 ： ClearMix-W， エム·テクニツク公司 制 )， 以转子 / 筛转速 18000/16200rpm 的条件对调制的铜酞菁微粒有机溶剂分散液 5L 进行 分散处理。
( 测定 )
铜 酞 菁 微 粒 粉 体 的 红 外 吸 收 光 谱 (IR)， 使 用 日 本 分 光 ( 株 ) 制 造 的 FT/ -1 IR-4100type A( 测定条件 ： ATR 法、 分解能力 4.0cm 、 累计次数 16 次 ) 进行测定。X 射线光 电子分光法 (XPS) 使用 ( 株 ) 岛津制作所 ESCA3300s(X 射线源 ： AlKα 射线 (1486.6eV))， 输出 10kV、 20mV， 结合能的基准， 将 C1s 峰中最低结合能设定为 284.6eV。) 进行测定。飞行 时间型二次离子质量分析 (TOF-SIMS) 使用アルバツク·フアイ ( 株 ) 制 PHITRIFT IV( 测 定条件 ： 离子种类 Bi3++、 加速电压 30keV、 离子电流 0.7nA( 仅 Bi3++) 光栅范围 100μm、 质量 范围 0-1850 atomic mass unit) 进行测定。
铜酞菁微粒分散液的粒度分布测定， 使用日机装公司制造的动态光散射方式粒度 分布测定装置 microtrac UPA-150( 测定条件 ： 粒子折射率 1.51， 粒子比重 1.0g/cm3， 测定 时间 3 分钟 ) 进行测定。用于测定的稀释溶剂， 在铜酞菁微粒水分散液的测定中使用纯水、 在铜酞菁微粒有机溶剂分散液的测定中使用 PGMEA 与 PGME 的混合溶剂 ( 体积比 PGMEA/ PGME ＝ 4/1)。D50( 体积 50％直径 ) 及 D90( 体积 90％的直径 )， 是将粒子的全部体积作为 100％而求出累积曲线时、 该累积曲线各达到 50％、 90％处的粒径。 分散液的光谱测定， 使用 岛津制作所公司制造的紫色外可见分光光度计 UV-2450( 测定条件 ： 抽样率 0.2nm， 测定速 度低速， 使用石英池 ) 进行测定。
( 表面处理铜酞菁微粒的红外吸收光谱 )
图 39 中示出铜酞菁微粒的指纹领域的红外吸收光谱。在所有的实验条件中， 起因 于酞菁骨架的振动的峰 ( 约 1117-1118、 1089-1090、 1065-1066、 943、 864-865、 717-719cm-1) 得到确认。进而实施例 6(Ex.4) 的光谱中， 在 1388cm-1 附近肩峰 ( 图中标注 * 的峰 ) 得到 确认， 确认为 ： 在第 2 流体中使用发烟硫酸而调制的铜酞菁微粒上存在磺基、 进行了表面处 理。
( 表面处理铜酞菁粒子的 XPS 测定 )
表 2 表示在 C1s、 N1s、 Cu2p3/2、 Cu2p1/2、 S2p、 O1s 的 XPS 光谱中被确认的峰的结合能 (Binding Energy)。对于实施例 3(Ex.1) ～实施例 6(Ex.4) 被确认的 C1s、 N1s、 Cu2p3/2、 Cu2p1/2 各自的峰， 与到现在为止所报告的铜酞菁的 XPS 测定结果 (T.Enokida， R.Hirohashi ： Mo1. Cryst.liq.Cryst.， 195， 265(1991)/Y.Niwa， H.Kobayashi， T.Tsuchiya ： J.Chem.Phy s.， 60， 799(1974)) 一致， 没有确认实验条件引起的差异。但是如图 40 所看到的那样， 在实施 例 6(Ex.4) 中 S2p 峰得到确认， 可认为是来自在 IR 测定中所观测到的磺基的峰。另外， 对 于实施例 3(Ex.1) ～实施例 6(Ex.4) 被确认的 O1s 峰 (532.7eV) 也为与过去所报告的测 定 (Y.Niwa， H.Kobayashi， T.Tsuchiya ： J.Chem.Phys.， 60， 799(1974)/J.Mizuguchi ： Jpn.J.Appl.Phys.， 21， 822(1982)) 同样的结果， 可认为是来自吸附于铜酞菁纳米粒子的表面的 氧的峰。但是， 如图 41(A)(B) 所看到的那样， 实施例 3(Ex.1) 及实施例 6(Ex.4) 的 O1s 峰确 认为包含多种成分。在各图中用虚线表示的波形分离的结果， 实施例 3(Ex.1) 的 O1s 峰分离 成 532.7eV 和 530.4eV 的 2 种成分、 实施例 6(Ex.4) 的峰分离为 532.7eV 和 530.8eV 的 2 种 成分。位于实施例 6(Ex.4) 的 530.8eV 的峰可认为是来自磺基的峰。对于实施例 3(Ex.1) 的 O1s 峰， 位于 530.4eV 的峰与来自实施例 6(Ex.4) 的磺基的峰相比位于更低能量侧， 因此 可认为是通过与硫相比电阴性度小的氢和氧的结合而产生的峰， 因此， 在实施例 3(Ex.1) 的条件下调制的铜酞菁纳米粒子的表面， 暗示为羟基存在。
[ 表 2]
( 表面处理铜酞菁微粒的 TOF-SIMS 测定 )
图 42(A)(B) 表示 TOF-SIMS 测定中的负质谱。由图示可知， 在实施例 3(Ex.1)、 实 施例 6(Ex.4) 中均确认铜酞菁的分子峰 (m/z ＝ 575u)。而且对于实施例 6(Ex.4)， 在比 m/z ＝ 575u 高 80u( 相当于 SO3) 的位置、 m/z ＝ 655 上也确认了特征的峰。图 43(A)(B) 表示在
实施例 3(Ex.1) 及实施例 6(Ex.4) 中得到的负质谱的铜酞菁质量区域， 图 44 表示在实施例 6(Ex.4) 中得到的负质谱的铜酞菁的磺化物质量区域。各图所示的灰色的线为铜酞菁 ( 图 43) 或铜酞菁的磺化物 ( 图 44) 的稳定同位素的存在比的理论值， 得知测定结果与理论值良 好一致。对于实施例 3(Ex.1) 的 562、 588u 及实施例 6(Ex.4) 的 562、 590u， 可认为是在测定 时产生的铜酞菁的分解物。
由以上的结果确认 ： 在实施例 6(Ex.4) 的条件下调制的铜酞菁微粒的表面存在铜 酞菁的磺化物， 确认 ： 通过表面处理可以在粒子表面导入磺基。 关于在实施例 3(Ex.1) 的条 件下调制的铜酞菁微粒， 如上所述 XPS 和 TOF-SIMS 的测定结果不一致， 因此不能断定表面 结构， 但暗示导入羟基的可能性。
( 表面处理铜酞菁微粒的有机溶剂分散性 )
图 45 表示对于在实施例 3(Ex.1) 及实施例 6(Ex.4) 的实验条件下调制的铜酞菁 微粒的有机溶剂分散液、 相对于分散处理时间的粒径的变化。另外， 图 46 表示处理后的粒 度分布。 在实施例 6(Ex.4) 的实验条件下调制的铜酞菁微粒， 可以分散至 10nm 以下的数 nm 的粒子， 与此相对， 实施例 3(Ex.1) 的铜酞菁微粒为 60-200nm 左右的分散。可以认为 ： 实施 例 6(Ex.4) 的铜酞菁微粒由于在表面导入磺基， 因此， 进一步吸附具有胺价的分散剂， 所以 更有效地进行分散。还可以认为 ： 实施例 6(Ex.4) 的铜酞菁微粒分散至数 nm 的粒子， 因此也对各个粒子均匀地实施表面处理。
( 表面处理铜酞菁微粒的水分散性 )
图 47 表示对于实施例 3(Ex.1)、 实施例 4(Ex.2) 及实施例 5(Ex.3) 的铜酞菁微 粒的水分散液、 相对于分散处理时间的粒径的变化。另外， 图 48 表示处理后的粒度分布。 在实施例 3(Ex.1) 的条件下调制的铜酞菁微粒可以分散至数 nm 的粒子， 与此相对， 实施 例 4(Ex.2) 及实施例 5(Ex.3) 的铜酞菁微粒在处理 20 分钟以后的分散粒径上没有确认变 化， 为 150-300nm 左右的分散。可以认为 ： 与有机溶剂分散液的分散处理同样地， 实施例 3(Ex.1) 的铜酞菁微粒分散至数 nm 的粒子， 因此对各个粒子均匀地实施表面处理。
( 表面处理铜酞菁微粒分散液的透射光谱 )
图 49 中示出对于实施例 3(Ex.1) 的水分散液及实施例 6(Ex.4) 的有机溶剂分散 液、 波长区域 350-800nm 中的 0.005wt％ - 铜酞菁粒子分散液的透射光谱。
可以认为， 实施例 3(Ex.1) 及实施例 6(Ex.4) 的光谱形状几乎没有差异， 存在于铜 酞菁微粒表面的官能团对光谱特性赋予的影响小。另外得知， 铜酞菁微粒无论是在水溶液 体系中还是在有机溶剂体系中， 均示出同样的透射光谱。
符号的说明
1 第 1 处理用面
2 第 2 处理用面
10 第 1 处理用部
11 第 1 托架
20 第 2 处理用部
21 第 2 托架