專利名稱：二氧化鈦超微粒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二氧化鈦超微粒及其制造方法。

背景技術(shù)：
非專利文獻(xiàn)1O′Regan B.等，“基于染料敏化的膠態(tài)TiO2膜的低成本、高效率太陽能電池(Alow-cost，high-efficiency solar cellbased on dye-sensitized colloidal TiO2 films)”，Nature，1991年10月，Vol.353，No.6346，P.737 專利文獻(xiàn)1特開2006-265094號公報 專利文獻(xiàn)2特開2007-163638號公報 專利文獻(xiàn)3特開2007-176753號公報 專利文獻(xiàn)4特開平6-340423號公報 專利文獻(xiàn)5特開2005-96059號公報 專利文獻(xiàn)6特開2003-225900號公報 二氧化鈦超微粒，在顏料、化學(xué)纖維、涂料、油墨、醫(yī)藥品、化妝品、紫外線遮蔽材料、有機(jī)硅橡膠等的添加劑，在陶瓷、塑料等的基材表面上形成的二氧化鈦的薄膜，電介體原料，催化劑，催化劑載體，吸附劑，光催化劑，抗菌劑，消臭劑，光學(xué)材料，填充劑，電子材料，抗菌磚，自清潔建材，電子紙，液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器(PDP)、場致發(fā)光顯示器(EL)等的平板顯示器(FPD)的顯示面的防反射膜等、多方面的用途中得到使用。另外，二氧化鈦自從1991年洛桑(Lausanne)工科大學(xué)的

等人報告了組合有二氧化鈦和釕系色素的色素敏化型太陽能電池以來，作為太陽電池的應(yīng)用研究在不斷發(fā)展(非專利文獻(xiàn)1)。
一般而言，在二氧化鈦的結(jié)晶型中存在金紅石型，銳鈦礦型，板鈦型的3種。其中，如在前述的光催化劑、太陽能電池用途的領(lǐng)域中使用與金紅石型相比光電化學(xué)活性優(yōu)異的銳鈦礦型或板鈦型(專利文獻(xiàn)1)，對于其結(jié)晶型而言特性也不同。
并且，例如，將二氧化鈦作為光催化劑使用時，由于如果分散性差則隱藏力變強(qiáng)，可使用的用途受到限制。在太陽能電池的領(lǐng)域中利用的二氧化鈦的一次粒徑多為數(shù)～數(shù)十nm，因此如果分散性良好則對光散射的影響小。但是，分散差、凝集粒徑大的二氧化鈦的光散射增強(qiáng)，使作為太陽能電池的特性降低。
另外，近年來，取有機(jī)EL、無機(jī)EL以及作為顯示介質(zhì)的紙的長處的電子紙作為下一代顯示器的開發(fā)研究正在盛行。即，使用有帶負(fù)電的二氧化鈦超微粒和帶正電的碳超微粒的電子紙與以往的面板顯示器相比較，從輕量化、其撓性考慮作為原樣保持有紙的便利性的可再寫顯示器器件受到期待。另外，由于可以以低電壓驅(qū)動、而且施加電壓而一次顯示的圖像不消耗電力、可原樣長時間保持，因此在節(jié)能性方面也優(yōu)異(專利文獻(xiàn)2)。
一般的二氧化鈦超微粒的制造方法為硫酸法及氯素法。另外作為市販的二氧化鈦粒子的合成方法，可舉出水熱合成法、四氯化鈦的燃燒分解法、溶膠凝膠法，等離子體CVD法等。但是，通過這樣的以往的合成法所制造的二氧化鈦超微粒，其形狀為不定形，結(jié)晶性不好，粒度分布也寬，純度也低。在這樣的二氧化鈦超微粒的情況下，利用方法受到限制，只能在涂料及顏料、紫外線切片(cut film)用途等不利用光半導(dǎo)體性的用途中利用。
現(xiàn)在的二氧化鈦材料中所要求是粒子小、比表面積大的二氧化鈦超微粒，另外是分散性好的二氧化鈦超微粒。
另一方面，作為控制了粒子形狀的二氧化鈦超微粒的制造方法，例如有專利文獻(xiàn)3、4等所記載的制造方法。但是，任何一例都得不到納米尺寸粒徑的均勻的二氧化鈦超微粒，粒徑大，由于使用種種的試劑而成本變高等，不是充分滿足上述要求的制造方法。
今后，發(fā)展上述的制造方法，有很大可能會使得工序復(fù)雜化、制造所需要的時間長期化。這些問題全部都是在得到二氧化鈦超微粒時、光反應(yīng)引起的副反應(yīng)、溫度不均勻性、反應(yīng)容器的攪拌的不均勻性引起的的副反應(yīng)所導(dǎo)致的。因此，通過抑制這樣的副反應(yīng)，能有效且高效率地進(jìn)行粒子尺寸的均勻化、反應(yīng)產(chǎn)物的的單一化。
另外，如專利文獻(xiàn)5、專利文獻(xiàn)6所示，也報告了使用有種種微反應(yīng)器、微混合器的制造方法，但是，即使微器件及系統(tǒng)的優(yōu)點有一些，但實際上如果微流路直徑變得越窄，其壓力損失與流路直徑的4次方成反比，即實際上需要難以得到送入流體的泵這樣的大的送液壓力，另外在伴有析出的反應(yīng)的情況下，由于存在因產(chǎn)物在流露堵塞的現(xiàn)象或由于反應(yīng)產(chǎn)生的泡而導(dǎo)致的微流路的堵塞等，不能說對于全部的反應(yīng)微空間可有效適應(yīng)，現(xiàn)實中存在在反復(fù)試驗中試行反應(yīng)、選擇首位良好的必要性等，其問題也多。并且，即使對于放大，如果增加微反應(yīng)器本身的數(shù)目，即進(jìn)行層疊(numbering up)來解決，則存在其故障原因的絕對數(shù)目也增加這樣的問題。而且，在實際上發(fā)生堵塞等的問題的情況下，存在檢出其故障地方等、問題地方也形成非常大的困難的可能性。
鑒于上述內(nèi)容，本發(fā)明的課題為提供二氧化鈦超微粒的制造方法以及由此得到的二氧化鈦超微粒，所述二氧化鈦超微粒的制造方法為在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間形成的薄膜流體中得到的二氧化鈦超微粒的制造方法，由于在該薄膜流體中的反應(yīng)的均勻性高、因此可根據(jù)目的作成單分散的二氧化鈦超微粒、并且通過自我排出性也不會有產(chǎn)物的堵塞、不需要大的壓力、另外生產(chǎn)率也高。


發(fā)明內(nèi)容
本申請的權(quán)利要求1涉及的發(fā)明，為一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，在含有鈦化合物的流體中通過析出來制造二氧化鈦超微粒時，將上述的流體作為在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間形成的薄膜流體，在該薄膜流體中使二氧化鈦超微粒析出。
另外本申請的權(quán)利要求2涉及的發(fā)明，為一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，使用至少2種流體，對于其中至少1種流體，含有至少1種鈦化合物，在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成的薄膜流體中使上述的各流體合流，在該薄膜流體中使二氧化鈦超微粒析出而得到二氧化鈦超微粒。
另外本申請的權(quán)利要求3涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1或2所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中含有分散劑。
另外本申請的權(quán)利要求4涉及的發(fā)明，為一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，使用至少2種流體，其中至少1種流體為在有機(jī)溶媒中添加了分散劑和水的逆膠束溶液，上述以外的流體中至少1種流體為含有鈦化合物的非水溶液、含有鈦化合物的水溶液、含有鈦化合物的逆膠束溶液中的任一種，在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成的薄膜流體中使上述的各流體合流，在該薄膜流體中使上述鈦化合物水解而得到二氧化鈦超微粒。
另外本申請的權(quán)利要求5涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至4中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述鈦化合物為選自四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四正丙氧基鈦、四異丙氧基鈦、四正丁氧基鈦、四異丁氧基鈦、四叔丁氧基鈦等的四烷氧基鈦或其衍生物，四氯化鈦，硫酸鈦酰，檸檬酸鈦，及四硝酸鈦的至少一種。
另外本申請的權(quán)利要求6涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至5中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中除上述鈦化合物之外還含有金屬化合物，該金屬化合物含有固溶于二氧化鈦的元素。
另外本申請的權(quán)利要求7涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求6所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述含有固溶于二氧化鈦的元素的金屬化合物為選自Al，Ba，Mg，Ca，La，F(xiàn)e，Si，Zr，Pb，Sn，Zn，Cd，As，Ga，Sr，Bi，Ta，Se，Te，Hf，Mg，Ni，Mn，Co，S，Cr，V，Ge，Li，B的至少1種的金屬的烷氧基化合物或金屬鹽。
另外本申請的權(quán)利要求8涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求3至7中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述分散劑為淀粉，甲基纖維素、乙基纖維素這樣的纖維素類，聚丙烯酰亞胺，聚環(huán)氧乙烷，聚(羥基硬脂酸-g-甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸)共聚物等的高分子分散穩(wěn)定劑，非離子類表面活性劑，陰離子類表面活性劑，兩性表面活性劑，或，六磷酸、八磷酸、四磷酸、三磷酸等的多磷酸類，乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等的高分子有機(jī)酸或聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇、六偏磷酸鈉這樣的高分子有機(jī)物，或丁二酸二異辛酯磺酸鈉(AOT)中的至少一種。
另外本申請的權(quán)利要求9涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至8中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加pH調(diào)整劑。
另外本申請的權(quán)利要求10涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至9中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加過氧化氫。
另外本申請的權(quán)利要求11涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至10中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加至少一種選自乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、2-丁烯-1，4-二醇、己二醇、辛二醇、甘油、六甘油、及1，2，6-己三醇的二醇或三元醇。
另外本申請的權(quán)利要求12涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至11中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加在鹽酸、硫酸及硝酸的至少1種中溶解了含有氧化硅及/或硅的玻璃、與含有至少一種含硅的復(fù)合氧化物的物質(zhì)的混合物及/或固溶物的溶液。
另外本申請的權(quán)利要求13涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至12中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加了鹽酸等的含有氯離子的酸之后，在添加了上述酸的流體或除該流體之外的流體中，添加硝酸離子、磷酸離子等的布朗斯臺德堿。
另外本申請的權(quán)利要求14涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至13中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化銻、氧化錫、氧化鋅這樣的氧化物，含有鋁、鋯、銻、錫、鋅、鈦中的至少一種的金屬螯合物、環(huán)狀金屬低聚物或金屬烷氧基化合物這樣的有機(jī)金屬化合物。
另外本申請的權(quán)利要求15涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至14中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加苯乙烯、及氯苯乙烯及甲基苯乙烯等的苯乙烯的衍生物；丙烯酸、及丙烯酸甲酯等的丙烯酸的衍生物；甲基丙烯酸、及甲基丙烯酸甲酯等的甲基丙烯酸的衍生物等的聚合性單體。
另外本申請的權(quán)利要求16涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至15中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加具有羧基或含氮基的有機(jī)化合物的金屬配合物、杯芳烴化合物、含金屬染料、及苯胺黑((nigrosine))等的非樹脂的電荷控制劑；含有季銨基或季銨鹽基的共聚物，含有磺酸基或磺酸鹽基的共聚物，及含有羧酸基或羧酸鹽基的共聚物等的電荷控制劑。
另外本申請的權(quán)利要求17涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至16中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中除上述鈦化合物之外還含有碳酸鈣及磷酸、或羥基磷灰石。
另外本申請的權(quán)利要求18涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至17中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，具備對被處理流體賦予規(guī)定壓力的流體壓賦予機(jī)構(gòu)、第1處理用部及相對于該第1處理用部可相對地接近·分離的第2處理用部的至少2個處理用部、使上述第1處理用部和第2處理用部相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在上述的各處理用部中互相對向的位置上設(shè)置第1處理用面及第2處理用面的至少2個處理用面，上述的各處理用面構(gòu)成上述規(guī)定壓力的被處理流體流過的、被密封了的流路的一部分，在上述的兩處理用面間，均勻混合至少任意一種中含有反應(yīng)物的2種以上的被處理流體，使其積極地反應(yīng)，上述第1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，并且，該受壓面的至少一部分是由上述的第2處理用面構(gòu)成，該受壓面受到上述的流體壓賦予機(jī)構(gòu)賦予給被處理流體的壓力而產(chǎn)生使第2處理用面從第1處理用面分離的方向移動的力，通過在可接近分離且相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用面和第2處理用面之間通入上述規(guī)定壓力的被處理流體，上述被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面間；并且，具備獨立于上述規(guī)定壓力的被處理流體流過的流路的另外的導(dǎo)入路，在上述第1處理用面和第2處理用面的至少任一個中具備至少一個與上述導(dǎo)入路相通的開口部，通過將從上述導(dǎo)入路輸送的至少一種被處理流體導(dǎo)入上述兩處理用面間而形成上述的薄膜流體，至少在上述的各被處理流體的任一個中含有的上述的反應(yīng)物、和與上述被處理流體不同的被處理流體，通過在上述流體膜內(nèi)的利用均勻攪拌的混合，可達(dá)到所希望的反應(yīng)狀態(tài)。
另外本申請的權(quán)利要求19涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至18中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，將上述處理用面間加熱(加溫)、或?qū)ι鲜鎏幚碛妹骈g照射紫外線(UV)、或?qū)ι鲜鎏幚碛妹骈g給予超聲波能。
另外本申請的權(quán)利要求20涉及的發(fā)明，為權(quán)利要求1至19中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，所得到的二氧化鈦超微粒的體積平均粒徑為0.5nm～1000nm，再分散性良好。
另外本申請的權(quán)利要求21涉及的發(fā)明，為通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒。
另外本申請的權(quán)利要求22涉及的發(fā)明，為含有通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒的組合物。
另外本申請的權(quán)利要求23涉及的發(fā)明，為含有通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒的懸濁液。
本發(fā)明為通過在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成的薄膜流體中生成二氧化鈦超微粒而得到的二氧化鈦超微粒及其制造方法，由于反應(yīng)的均勻性高，因此可得到與通過到現(xiàn)在為止的反應(yīng)方法所得到的二氧化鈦超微粒相比體積平均粒徑小、單分散的二氧化鈦超微粒。另外本發(fā)明的制造方法，通過其自我排出性，即使在伴有析出的反應(yīng)的情況下也不沒有產(chǎn)物的堵塞，不需要大的壓力。因而能連續(xù)地高效率地得到二氧化鈦超微粒，制造效率也良好，可應(yīng)對大量生產(chǎn)。另外本發(fā)明可根據(jù)需要的生產(chǎn)量利用一般的放大概念進(jìn)行機(jī)體的大型化。因而，通過本發(fā)明可提供作為太陽電池用途、光催化劑用途、電介體原料用途、有機(jī)硅橡膠添加劑、化妝材料、燃料電池，電子紙用途等適宜的二氧化鈦超微粒及其制造方法。



圖1(A)是表示本申請發(fā)明的實施中使用的裝置的概念的簡略縱剖面圖，(B)是表示上述裝置的其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(C)是表示上述裝置的另外其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(D)是表示上述裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖2(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖3(A)是圖2(C)所示裝置的主要部分的簡略仰視圖，(B)是上述裝置的其它實施方式的主要部分的簡略仰視圖，(C)是另外其它實施方式的主要部分的簡略仰視圖，(D)是表示上述裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略仰視圖，(E)是表示上述裝置的另外進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略仰視圖，(F)是表示上述裝置的進(jìn)一步另外其它實施方式的概念的簡略仰視圖。
圖4(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖5(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖6(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖7(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖8(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它的實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖9(A)～(C)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它的實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖10(A)～(D)分別是表示圖1所示裝置的進(jìn)一步其它的實施方式的概念的簡略縱剖面圖。
圖11(A)及(B)分別表示上述圖1所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(C)為圖1(A)所示裝置的主要部分的簡略仰視圖。
圖12(A)是關(guān)于圖1(A)所示裝置的受壓面、表示其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖，(B)是該裝置的進(jìn)一步其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。
圖13是關(guān)于圖12(A)所示裝置的連接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的、其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面。
圖14是關(guān)于圖12(A)所示裝置上的、設(shè)置了溫度調(diào)節(jié)用封套的、其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。
圖15是關(guān)于圖12(A)所示裝置的接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的，進(jìn)一步其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。
圖16(A)是圖12(A)所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的主要部分的簡略橫剖面圖，(B)(C)(E)～(G)是該裝置的另外其它實施方式的主要部分的簡略橫剖面圖，(D)是該裝置的另外其它實施方式的局部的主要部分的簡略縱剖面圖。
圖17是圖12(A)所示裝置的進(jìn)一步其它實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。
圖18(A)是表示在本申請發(fā)明的實施中使用的裝置的進(jìn)一步其它實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(B)是該裝置的局部的主要部分的說明圖。
圖19(A)是圖12(A)所示裝置的第1處理用部的俯視圖，(B)是其主要部分的縱剖面圖。
圖20(A)是圖12(A)所示裝置的第1及第2處理用部的主要部分的縱剖面圖，(B)是隔開微小間隔的上述第1及第2處理用部的主要部分的縱剖面圖。
圖21(A)是上述第1處理用部的其它實施方式的俯視圖，(B)是其主要部分的簡略縱剖面圖。
圖22(A)是上述第1處理用部的進(jìn)一步其它實施方式的俯視圖，(B)是其主要部分的簡略縱剖面圖。
圖23(A)是第1處理用部的另外其它實施方式的俯視圖，(B)是第1處理用部的進(jìn)一步另外其它實施方式的俯視圖。
圖24(A)(B)(C)分別是關(guān)于處理后的被處理物的分離方法、表示上述以外的實施方式的說明圖。
圖25是用于說明本申請發(fā)明的裝置的概要的縱剖面的概略圖。
圖26(A)是圖25所示裝置的第1處理用面的簡略俯視圖，(B)是圖25所示裝置的第1處理用面的主要部分的擴(kuò)大圖。
圖27(A)是第2導(dǎo)入路的剖面圖，(B)是用于說明第2導(dǎo)入路的處理用面的主要部分的擴(kuò)大圖。
圖28(A)及(B)分別是用于說明設(shè)置于處理用部的傾斜面的主要部分的擴(kuò)大剖面圖。
圖29是用于說明設(shè)置于處理用部的受壓面的圖，(A)是第2處理用部的仰視圖，(B)是第1及第2處理用部的主要部分的擴(kuò)大剖面圖。

具體實施例方式 作為本發(fā)明所使用的、在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方可相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間形成的薄膜流體中均勻攪拌·混合的方法，可以使用例如與本發(fā)明申請人的、特開2004-49957號公報中所記載的裝置同原理的裝置。
以下，對適于該方法的實施的流體處理裝置進(jìn)行說明。
如圖1(A)所示，該裝置具有對向的第1及第2的2個處理用部10、20，至少一方的處理用部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。兩處理用部10、20的對向面分別作為處理用面1、2，在兩處理用面間進(jìn)行被處理流體的處理。第1處理用部10具有第1處理用面1，第2處理用部20具有第2處理用面2。
兩處理用面1、2與被處理流體的流路連接，構(gòu)成被處理流體的流路的一部分。
更詳細(xì)而言，該裝置構(gòu)成至少2個被處理流體的流路，同時使各流路合流。
即，該裝置與第1被處理流體的流路接接，形成該第1被處理流體的流路的一部分，同時形成除了第1被處理流體外的第2被處理流體的流路的一部分。并且，該裝置使兩流路合流，在處理用面1、2間，混合兩流體，在伴有反應(yīng)的情況下使其反應(yīng)。在圖1(A)所示的實施方式中，上述的各流路是被密閉的，形成液密(被處理流體為液體的情況)·氣密(被處理流體為氣體的情況)。
如果具體地說明，如圖1(A)所示，該裝置具有上述的第1處理用部10、上述的第2處理用部20、保持第1處理用部10的第1托架11，保持第2處理用部20的第2托架21、接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部、第1導(dǎo)入部d1、第2導(dǎo)入部d2、流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1、第2流體供給部p2及殼體3。
予以說明的是，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部省略圖示。
第1處理用部10和第2處理用部20的至少任一方可相對于至少任意另一方接近·分離，兩處理用面1、2可接近·分離。
在本實施方式中，第2處理用部20相對于第1處理用部10接近分離。但是，也可與之相反，第1處理用部10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。
第2處理用部20配置在第1處理用部10的上方，第2處理用部20的朝向下方的面、即下表面，為上述的第2處理用面2，第1處理用部10的朝向上方的面、即上面，為上述的第1處理用面1。
如圖1(A)所示，在本實施方式中，第1處理用部10及第2處理用部20分別為環(huán)狀體，即圓環(huán)。以下，根據(jù)需要，稱第1處理用部10為第1圓環(huán)10，稱第2處理用部20為第2圓環(huán)20。
在本實施方式中，兩圓環(huán)10、20是金屬制的一端被鏡面研磨了的構(gòu)件，以該鏡面作為第1處理用面1及第2處理用面2。即，第1圓環(huán)10的上端面作為第1處理用面1，被鏡面研磨，第2圓環(huán)的下端面作為第2處理用面2，被鏡面研磨。
至少一方的托架可通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部相對于另一方的托架相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。圖1(A)的50表示旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)軸。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部中可采用電動機(jī)。通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，可使一方的圓環(huán)的處理用面相對于另一方的圓環(huán)的處理用面相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在本實施方式中，第1托架11通過旋轉(zhuǎn)軸50受到來自旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的驅(qū)動力，相對于第2托架21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣，和第1托架11形成一體的第1圓環(huán)10相對于第2圓環(huán)20旋轉(zhuǎn)。在第1圓環(huán)10的內(nèi)側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸50以如下方式設(shè)置在第1托架11上，即，俯視時，與圓形的第1圓環(huán)10的中心同心。
第1圓環(huán)10的旋轉(zhuǎn)以圓環(huán)10的軸心為中心。雖未圖示，但是，軸心指圓環(huán)10的中心線，是假想線。
如上所述，在本實施方式中，第1托架11使第1圓環(huán)10的第1處理用面1朝向上方，保持第1圓環(huán)10，第2托架21使第2圓環(huán)20的第2處理用面2朝向下方，保持第2圓環(huán)20。
具體而言，第1及第2托架11、21分別具有凹狀的圓環(huán)收容部。在本實施方式中，第1圓環(huán)10嵌合于第1托架11的圓環(huán)收容部，第1圓環(huán)10固定于圓環(huán)收容部，以使得不能從第1托架11的圓環(huán)收容部出沒。
即，上述第1處理用面1從第1托架11露出，面向第2托架21側(cè)。
第1圓環(huán)10的材質(zhì)除了金屬以外，還可采用對陶瓷、燒結(jié)金屬、耐磨耗鋼、其它金屬實施了固化處理的材質(zhì)、對硬質(zhì)材料進(jìn)行內(nèi)襯、涂覆、實行了鍍覆等的材質(zhì)。特別是，因為旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選用輕質(zhì)的原料形成第1處理部10。關(guān)于第2圓環(huán)20的材質(zhì)，也可以采用與第1圓環(huán)10相同的材質(zhì)。
另一方面，第2托架21所具有的圓環(huán)收容部41可出沒地收容第2圓環(huán)20的處理用部2。
該第2托架21所具有的圓環(huán)收容部41是收容第2圓環(huán)20的、主要是與處理用面2側(cè)相反側(cè)部位的凹部，在俯視時呈圓形，即形成環(huán)狀的溝槽。
圓環(huán)收容部41的尺寸比第2圓環(huán)20大，與第2圓環(huán)20之間有足夠的間隔，收容第2圓環(huán)20。
通過該間隔，在該圓環(huán)收容部41內(nèi)，該第2圓環(huán)20可在環(huán)狀的圓環(huán)收容部41的軸方向以及在與該軸方向交叉的方向位移。換言之，通過該間隔，該第2圓環(huán)20能夠以改變與上述圓環(huán)收容部41的軸方向的平行關(guān)系的方式使圓環(huán)20的中心線相對于圓環(huán)收容部41位移。
以下，將第2托架21的被第2圓環(huán)20圍繞的部位稱為中央部分22。
對于上述說明，換言之，該第2圓環(huán)20以如下方式收容在圓環(huán)收容部41內(nèi)，即，能夠在圓環(huán)收容部41的推力方向即上述出沒方向位移，另外，能夠在相對于圓環(huán)收容部41的中心偏心的方向位移。并且，第2圓環(huán)20以如下方式被收容，即，相對于圓環(huán)收容部41，在圓環(huán)20的周方向的各位置，能夠以從圓環(huán)收容部41出沒的幅度分別不同的方式位移，即，能夠中心振擺。
雖然第2圓環(huán)20具有上述3個位移的自由度，即，與圓環(huán)收容部41相對的第2圓環(huán)20的軸方向、偏心方向、中心振擺方向的自由度，但第2圓環(huán)20以不隨第1圓環(huán)10旋轉(zhuǎn)的方式保持在第2托架21上。雖未圖示，但有關(guān)這一點，只要在圓環(huán)收容部41和第2圓環(huán)20上分別相對于圓環(huán)收容部41設(shè)置限制在其周方向的旋轉(zhuǎn)的適當(dāng)?shù)耐怀霾考纯?。但是，該突出部不得破壞上?個位移的自由度。
上述接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4沿使第1處理用面1和第2處理用面2接近的方向?qū)μ幚碛貌抠x予力。在本實施方式中，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4設(shè)置在第2托架21上，將第2圓環(huán)20向第1圓環(huán)10彈壓。
接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4將第2圓環(huán)20的周方向的各位置、即處理用面2的各位置均等地向第1圓環(huán)10彈壓。接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的具體結(jié)構(gòu)在后面進(jìn)行詳細(xì)敘述。
如圖1(A)所示，上述殼體3配置在兩圓環(huán)10、20外周面的外側(cè)，收容產(chǎn)物，該產(chǎn)物在處理用面1、2之間生成并排出到兩圓環(huán)10、20的外側(cè)。如圖1(A)所示，殼體3是收容第1托架10和第2托架20的液密的容器。但是，第2托架20可以作為該殼體的一部分而與殼體3一體地形成來實施。
如上所述，不必說形成殼體3的一部分的情況，即使在與殼體3分體地形成的情況下，第2托架21也同樣不可動，以使得不會影響兩圓環(huán)10、20間的間隔，即，兩處理用面1、2之間的間隔。換言之，第2托架21不會對兩處理用面1、2之間的間隔產(chǎn)生影響。
在殼體3上，殼體3的外側(cè)設(shè)有用于排出產(chǎn)物的排出口32。
第1導(dǎo)入部d1向兩處理用面1、2之間供給第1被處理流動物。
上述流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1直接或間接地與該第1導(dǎo)入部d1連接，對第1被處理流體賦予流體壓力。在流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1中，可采用壓縮機(jī)等其它泵。
在該實施方式中，第1導(dǎo)入部d1是設(shè)置在第2托架21的上述中央部分22內(nèi)部的流體通道，其一端在第2托架21的俯視為圓形的第2圓環(huán)20的中心位置開口。另外，第1導(dǎo)入部d1的另一端在第2托架20的外部、即殼體3的外部與上述流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1相連接。
第2導(dǎo)入部d2向處理用面用1、2供給與第1被處理流體混合的第2流體。在該實施方式中，第2導(dǎo)入部為設(shè)置在第2圓環(huán)20內(nèi)部的流體通道，其一端在第2處理用面2開口，其另一端與第2流體供給部p2相連接。
在第2流體供給部p2中，可采用壓縮機(jī)等其它泵。
通過流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1加壓的第1被處理流體從第1導(dǎo)入部d1被導(dǎo)入兩圓環(huán)10、20的內(nèi)側(cè)的空間，通過第1處理用面1和第2處理用面2之間，從兩圓環(huán)10、20的外側(cè)穿過。
此時，受到第1被處理流體的輸送壓力的第2圓環(huán)20克服接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的彈壓，遠(yuǎn)離第1圓環(huán)10，使兩處理用面間分開微小的間隔。關(guān)于因兩處理用面1、2的接近·分離而形成的兩面1、2間的間隔，后面詳細(xì)敘述。
在兩處理用面1、2間，從第2導(dǎo)入部d2供給第2被處理流體并與第1被處理流體合流，利用處理用面的旋轉(zhuǎn)促進(jìn)混合(反應(yīng))。然后，兩流體的混合(反應(yīng))所生成的產(chǎn)物從兩處理用面1、2排出到兩圓環(huán)10、20的外側(cè)。在圓環(huán)10、20外側(cè)排出的產(chǎn)物最終通過殼體的排出口排出到殼體的外部(自我排出)。
上述的被處理流體的混合及反應(yīng)(在伴有反應(yīng)的情況下)通過相對于第2處理用部20的第1處理用部10的由驅(qū)動部5所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)，在第1處理用面1與第2處理用面2進(jìn)行。
在第1及第2處理用面1、2間，第2導(dǎo)入部d2的開口部m2的下游側(cè)形成使上述第1被處理流體和第2被處理流體混合的處理室。具體而言，在兩處理用面1、2間，在表示第2圓環(huán)20的底面的圖11(C)中以斜線表示的第2圓環(huán)20直徑的內(nèi)外方向r1上，第2導(dǎo)入部的開口部m2即第2開口部m2的外側(cè)區(qū)域H作為上述處理室發(fā)揮功能。因此，該處理室在兩處理用面1、2間位于第1導(dǎo)入部d1和第2導(dǎo)入部d2的兩開口部m1、m2的下游側(cè)。
從第2開口部m2導(dǎo)入至兩處理用面1、2間的第2被處理流體，在上述形成處理室的區(qū)域H內(nèi)，與從第1開口部m1經(jīng)過圓環(huán)內(nèi)側(cè)的空間的導(dǎo)入至兩處理用面1、2之間的第1被處理流體混合，在伴有反應(yīng)的情況下兩被處理流體反應(yīng)。流體通過流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1而受到輸送壓力，并在兩處理用面1、2間的微小間隔中朝著圓環(huán)的外側(cè)移動，但是，由于第1圓環(huán)10旋轉(zhuǎn)，所以，在上述反應(yīng)區(qū)域H內(nèi)，被混合的流體并不是在圓環(huán)直徑的內(nèi)外方向上從內(nèi)側(cè)向外側(cè)直線地移動，而是在俯視處理用面的狀態(tài)下，以圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)軸為中心，渦旋狀地從圓環(huán)的內(nèi)側(cè)向外側(cè)移動。這樣，在進(jìn)行混合(反應(yīng))的區(qū)域H，通過螺旋狀地從圓環(huán)的內(nèi)側(cè)向外側(cè)移動，從而可以確保在兩處理用面1、2間的微小間隔中具有充分的混合(反應(yīng))所需要的區(qū)間，可促進(jìn)均勻的混合。
另外，混合(反應(yīng))產(chǎn)生的產(chǎn)物在上述微小的第1及第2處理用面1、2間形成均質(zhì)的產(chǎn)物，特別是在結(jié)晶、析出的情況下形成微粒。
至少，在上述流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1負(fù)荷的輸送壓力、上述接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的彈壓力、以及圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的平衡的基礎(chǔ)上，可使兩處理用面1、2之間的間隔平衡為為優(yōu)選的微小間隔，并且，受到流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1負(fù)荷的輸送壓力及圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的被處理流體，渦旋狀地在上述處理用面1、2之間的微小間隔中移動，促進(jìn)混合(反應(yīng))。
上述的混合(反應(yīng))通過流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1負(fù)荷的輸送壓力、圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)而強(qiáng)制地進(jìn)行。即，混合(反應(yīng))在可接近·分離地對向配設(shè)的且至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2，強(qiáng)制地均勻發(fā)生。
所以，特別是，由反應(yīng)所產(chǎn)生的產(chǎn)物的結(jié)晶或析出，可通過流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1負(fù)荷的輸送壓力的調(diào)整、圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度即圓環(huán)的轉(zhuǎn)速的調(diào)整這樣的、比較容易控制的方法來控制。
這樣，該流體處理裝置，通過輸送壓力、離心力的調(diào)整，進(jìn)行對產(chǎn)物的大小給予影響的處理用面1、2間的間隔的控制，并且，在對產(chǎn)物的均勻生成給予影響的上述反應(yīng)區(qū)域H中進(jìn)行移動的距離的控制方面優(yōu)異。
另外，上述的處理的產(chǎn)物并不局限于產(chǎn)物析出的情況，也包括液體的情況。另外，在產(chǎn)物為微粒等的微細(xì)的固體物的情況下，產(chǎn)物也可以在處理后的流體中沉淀，另外，也可處于在連續(xù)相中分散相存在的分散液的狀態(tài)。
予以說明的是，旋轉(zhuǎn)軸50并不限于垂直配置，也可以水平方向配置，也可傾斜配置。處理中，圖示為兩處理用面1、2間的微小間隔內(nèi)進(jìn)行混合(反應(yīng))的情況，這是因為實質(zhì)上可以排除重力的影響。
圖1(A)中示出第1導(dǎo)入部d1在第2托架21中，與第2圓環(huán)20的軸心一致，上下垂直第進(jìn)行延伸的機(jī)構(gòu)。但是，第1導(dǎo)入部d1并不僅限于與第2圓環(huán)20的軸心一致，只要是能夠向兩圓環(huán)10、20所圍成的空間供給第1被處理流體即可，也可以設(shè)置在第2托架21的中央部分22的其它位置，而且，也可以是非垂直的傾斜進(jìn)行延伸。
圖12(A)表示上述裝置的更優(yōu)選的實施方式。如圖所示，第2處理用部20具有上述第2處理用面2，同時具有受壓面23，該受壓面23位于第2處理用面2的內(nèi)側(cè)并與該第2處理用面2鄰接。以下，該受壓面23又稱為分離用調(diào)整面23。如圖所示，該分離用調(diào)整面23為傾斜面。
如前所述，在第2托架21的底部、即下部，形成圓環(huán)收容部41，該圓環(huán)收容部41內(nèi)收容有第2處理用部20。另外，雖沒有圖示，但通過旋轉(zhuǎn)阻止裝置，使第2處理用部20相對于第2托架21不旋轉(zhuǎn)地被收容。上述的第2處理用面2從第2托架21中露出。
在該實施方式中，處理用面1、2間的、第1處理用部10及第2處理用部20的內(nèi)側(cè)為被處理物的流入部，第1處理用部10及第2處理用部20的外側(cè)為被處理物的流出部。
上述的接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4相對于第1處理用面1以壓接或接近的狀態(tài)推壓第2處理用面2，通過該接觸表面壓力與流體壓力等的使兩處理用面1、2間分離的力的均衡，產(chǎn)生上述的規(guī)定膜厚的流體膜。換言之，通過上述力的均衡，兩處理用面1、2間的間隔保持為規(guī)定的微小間隔。
具體而言，在該實施方式中，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4由以下部分構(gòu)成上述的圓環(huán)收容部41；發(fā)條收容部42，該發(fā)條收容部42設(shè)置在圓環(huán)收容部41的內(nèi)部即圓環(huán)收容部41的最深處；彈簧43；和空氣導(dǎo)入部44。
但是，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4也可具有上述圓環(huán)收容部41、上述發(fā)條收容部42、彈簧43以及空氣導(dǎo)入部44中的至少任意一個。
圓環(huán)收容部41與第2處理用部20間隙配合，以使得圓環(huán)收容部41內(nèi)的第2處理用部20的位置或深或淺地、即上下位移。
上述彈簧43的一端與發(fā)條收容部42的內(nèi)部抵接，彈簧43的另一端與圓環(huán)收容部41內(nèi)的第2處理用部20的前部即上部抵接。在圖1中，彈簧43雖僅顯示1個，但是優(yōu)選通過多個彈簧44來推壓第2處理用部20的各個部分。即，這是因為通過增加彈簧43的數(shù)目，可以給予第2處理用部20更加均等的推壓力。所以，對于第2托架21，優(yōu)選為安裝數(shù)個至數(shù)十個彈簧43的復(fù)合型。
在該實施方式中，可通過上述空氣導(dǎo)入部44向圓環(huán)收容部41內(nèi)導(dǎo)入空氣。通過這樣的空氣的導(dǎo)入，將圓環(huán)收容部41與第2處理用部20之間作為加壓室，將彈簧43與空氣壓力一起作為推壓力給予第2處理用部20。因此，通過調(diào)整從空氣導(dǎo)入部44導(dǎo)入的空氣壓力，可調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)中第2處理用面2相對于第1處理用面1的接觸表面壓力。予以說明的是，也可代替利用空氣壓力的空氣導(dǎo)入部44、利用通過油壓等其它的流體壓力而產(chǎn)生推壓力的機(jī)構(gòu)來實施。
接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4除了供給、調(diào)節(jié)上述推壓力即接觸表面壓力的一部分之外，還兼作位移調(diào)整機(jī)構(gòu)和緩沖機(jī)構(gòu)。
詳細(xì)而言，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4作為位移調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過空氣壓力的調(diào)整而追隨啟動時、運(yùn)轉(zhuǎn)中的向軸方向的伸展、磨耗所引起的軸向位移，可維持初期的推壓力。另外，如上所述，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4通過采用可位移地保持第2處理用部20的浮動機(jī)構(gòu)，也作為作為微振動、旋轉(zhuǎn)定位的緩沖機(jī)構(gòu)而發(fā)揮功能。
接著，對于采用上述的構(gòu)成的處理裝置的使用的狀態(tài)，根據(jù)圖1(A)進(jìn)行說明。
首先，第1被處理流體受到來自流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1的輸送壓力，從第1導(dǎo)入部d1導(dǎo)入被密閉了的殼體的內(nèi)部空間。另一方面，通過由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)軸50的旋轉(zhuǎn)，第1處理用部10旋轉(zhuǎn)。由此，第1處理用面1與第2處理用面2在保持微小間隔的狀態(tài)下相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
第1被處理流體在保持微小間隔的兩處理用面1、2間形成流體膜，從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入的第2被處理流體在兩處理用面1、2間與該流體膜合流，同樣構(gòu)成流體膜的一部分。通過該合流，第1及第2被處理流體混合而形成產(chǎn)物。而且，在伴有反應(yīng)的情況下兩流體反應(yīng)，均勻的反應(yīng)得到促進(jìn)，形成該反應(yīng)產(chǎn)物。由此，在伴有析出的情況下可比較均勻地生成微細(xì)的粒子，即使在不伴有析出的情況下，仍可實現(xiàn)均勻的混合狀態(tài)(在伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))。予以說明的是，可認(rèn)為析出的產(chǎn)物由于第1處理用面1的旋轉(zhuǎn)而在與第2處理用面2之間受到剪切，有時被進(jìn)一步微小化。在此，通過將第1處理用面1與第2處理用面2的間隔調(diào)整為1μm至1mm、特別是1μm至10μm的微小間隔，從而能夠?qū)崿F(xiàn)均勻的混合狀態(tài)(伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))，同時，可生成數(shù)nm單位的超微粒。
產(chǎn)物從兩處理用面1、2間排出，從殼體3的排出口33排出到殼體外部。排出的產(chǎn)物通過公知的減壓裝置在真空或減壓了的環(huán)境內(nèi)形成霧狀，在碰到環(huán)境內(nèi)的其它部分后作為流體而流下，可以作為除氣后的液態(tài)物回收。
予以說明的是，在該實施方式中，處理裝置雖具有殼體，但也可以不設(shè)置這樣的殼體來實施。例如，可以設(shè)置除氣用的減壓罐，即真空罐，在該罐內(nèi)部配置處理裝置來實施。在該情況下，在處理裝置上當(dāng)然不具有上述排出口。
如上所述，可將第1處理用面1與第2處理用面2的間隔調(diào)整為機(jī)械的間隔設(shè)定不可能達(dá)到的μm單位的微小間隔，其機(jī)理說明如下。
第1處理用面1與第2處理用面2可相對地接近分離，并且相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在該例中，第1處理用面1旋轉(zhuǎn)，第2處理用面2具有在軸方向可移動的構(gòu)造(浮動構(gòu)造)、相對于第1處理用面1接近分離。
因此，在該例中，第2處理用面2的軸方向位置通過力、即上述的接觸表面壓力與分離力的平衡，設(shè)定為μm單位的精度，由此進(jìn)行處理用面1、2間的微小間隔的設(shè)定。
如圖12(A)所示，作為接觸表面壓力，可以舉出以下在接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4中，從空氣導(dǎo)入部44賦予的空氣壓力、即正壓的情況下的該壓力、彈簧43的推壓力。
予以說明的是，在圖13～15所示的實施方式中，為避免圖面的繁雜，第2導(dǎo)入部d2省略進(jìn)行描述。關(guān)于這一點，也可以看成是未設(shè)置第2導(dǎo)入部d2的位置的剖面。另外，圖中，U表示上方，S表示下方。
另一方面，作為分離力，可以舉出以下作用在分離側(cè)的受壓面、即第2處理用面2及分離用調(diào)整面23上的流體壓力、第1處理用部1的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力和對空氣導(dǎo)入部44施加負(fù)壓的情況下的該負(fù)壓。
予以說明的是，在對裝置進(jìn)行清洗時，通過增大施加于上述空氣導(dǎo)入部44的負(fù)壓，可加大兩處理用面1、2的分離，可容易地進(jìn)行清洗。
并且，通過這些力的均衡，使第2處理用面2以相對于第1處理用面1隔開規(guī)定的微小間隔的位置來穩(wěn)定化，由此實現(xiàn)μm單位的精度的設(shè)定。
對分離力進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
首先，關(guān)于流體壓力，在密閉了的流路中的第2處理用部20受到來自于流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p的被處理流體的送入壓力即流體壓力。此時，與流路中的第1處理用面對向的面、即第2處理用面2和分離用調(diào)整面23成為分離側(cè)的受壓面，流體壓力作用在該受壓面上，產(chǎn)生因流體壓所引起的分離力。
其次，關(guān)于離心力，如果第1處理用部10高速旋轉(zhuǎn)，則離心力作用于流體，該離心力的一部分成為分離力，該分離力作用在兩處理用面1、2相互遠(yuǎn)離的方向上。
而且，在從上述的空氣導(dǎo)入部44向第2處理用部20給予負(fù)壓的情況下，該負(fù)壓作為分離力起作用。
以上，在本申請的發(fā)明中，將使第1與第2處理用面1、2相互分離的力作為分離力進(jìn)行說明，并非將上述表示的力從分離力中排除。
如上所述，在被密閉了的被處理流體的流路中，介由處理用面1、2間的被處理流體，形成分離力與接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4實現(xiàn)的接觸表面壓力達(dá)到均衡的狀態(tài)，由此在兩處理用面1、2間實現(xiàn)均勻的混合狀態(tài)，在伴有反應(yīng)的情況下實現(xiàn)均勻的反應(yīng)，同時形成適合進(jìn)行微細(xì)產(chǎn)物的結(jié)晶·析出的流體膜。這樣，該裝置，通過在兩處理用面1、2間強(qiáng)制地介由流體膜，可維持兩處理用面1、2間的間隔為以往的機(jī)械的裝置中不可能實現(xiàn)的微小間隔，從而實現(xiàn)高精度地生成作為產(chǎn)物的微粒。
換言之，處理用面1、2間的流體膜的膜厚，通過上述的分離力與接觸表面壓力的調(diào)整而調(diào)整至所希望的厚度，能夠進(jìn)行必要的均勻的混合狀態(tài)(在伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))的實現(xiàn)和微細(xì)的產(chǎn)物的生成處理。因此，在要形成小的流體膜厚度的情況下，只要調(diào)整接觸表面壓力或分離力以使得接觸表面壓力對于分離力相對第增大即可，相反地，在要形成大的流體膜厚度的情況下，只要調(diào)整接觸表面壓力或分離力以使得分離力對于接觸表面壓力相對地增大即可。
在增加接觸表面壓力的情況下，在接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4中，從空氣導(dǎo)入部44賦予空氣壓力即正壓，或者，將彈簧43變更為推壓力大的彈簧或增加其個數(shù)即可。
在增加分離力的情況下，可以增加流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1的送入壓力，或者增加第2處理用面2、分離用調(diào)整面23的面積，另外除此之外，還可以調(diào)整第2處理用部20的旋轉(zhuǎn)使離心力增大，或者降低來自空氣導(dǎo)入部44的壓力。或者可以賦予負(fù)壓。彈簧43是作為在伸長方向產(chǎn)生推壓力的推力發(fā)條，但是，也可以是作為在收縮方向產(chǎn)生力的拉力發(fā)條，可形成接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的構(gòu)成的一部分或全部。
在減小分離力的情況下，可以減少流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1的送入壓力，或者減少第2處理用面2、分離用調(diào)整面23的面積，另外除此之外，還可以調(diào)整第2處理用部20的旋轉(zhuǎn)使離心力減小，或者增大來自空氣導(dǎo)入部44的壓力?；蛘咭部梢越档拓?fù)壓。
而且，作為接觸表面壓力以及分離力的增加減少的要素，除上述以外，還可加入粘度等的被處理流體的性狀，這樣的被處理流體的性狀的調(diào)整也可作為上述要素的調(diào)整來進(jìn)行。
予以說明的是，分離力中，作用于分離側(cè)的受壓面即第2處理用面2以及分離用調(diào)整面23上的流體壓力，可理解為構(gòu)成機(jī)械密封中的開啟力的力。
在機(jī)械密封中，第2處理用部20相當(dāng)于密封環(huán)，但在對該第2處理用部20施加流體壓力的情況下，當(dāng)從第1處理用部1分離第2處理用部2的力發(fā)揮作用時，該力為開啟力。
更詳細(xì)而言，如上述的第1實施方式那樣，當(dāng)在第2處理用部20中僅設(shè)置分離側(cè)的受壓面、即第2處理用面2以及分離用調(diào)整面23的情況下，送入壓力的全部構(gòu)成開啟力。予以說明的是，當(dāng)在第2處理用部20的背面?zhèn)纫苍O(shè)置受壓面的情況下，具體而言，在后述的圖12(B)及圖17的情況下，在送入壓力中，作為分離力發(fā)揮作用的力與作為接觸表面壓力發(fā)揮作用的力的差形成開啟力。
在此，使用圖12(B)對第2處理用部20的其它實施方式進(jìn)行說明。
如圖12(B)所示，在從該第2處理用部20的圓環(huán)收容部41露出的部位并且在內(nèi)周面?zhèn)龋O(shè)置面向第2處理用面2的相反側(cè)即上方側(cè)的接近用調(diào)整面24。
即，在該實施方式中，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4由圓環(huán)收容部41、空氣導(dǎo)入部44以及上述接近用調(diào)整面24構(gòu)成。但是，接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4也可以只具備上述圓環(huán)收容部41、上述發(fā)條收容部42、彈簧43、空氣導(dǎo)入部44以及上述接近用調(diào)整面24中的至少任意一個。
該接近用調(diào)整面24受到施加在被處理流體上的規(guī)定壓力，產(chǎn)生使第2處理用面2向第1處理用面1接近的方向移動的力，作為接近用接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的一部分，擔(dān)當(dāng)接觸表面壓力的供給側(cè)的作用。另一方面，第2處理用面2與上述的分離用調(diào)整面23，受到施加在被處理流體上的規(guī)定壓力，產(chǎn)生在使第2處理用面2從第1處理用面1分離的方向移動的力，擔(dān)當(dāng)對于分離力的一部分的供給側(cè)的作用。
接近用調(diào)整面24、第2處理用面2以及分離用調(diào)整面23均為受到上述的被處理流體的輸送壓力的受壓面，根據(jù)其方向，實現(xiàn)產(chǎn)生上述接觸表面壓力與產(chǎn)生分離力這樣的不同的作用。
接近用調(diào)整面24的投影面積A1與合計面積A2的面積比A1/A2稱為平衡比K，對上述的開啟力的調(diào)整是重要的，其中，接近用調(diào)整面24的投影面積A1是在與處理用面的接近·分離的方向、即第2圓環(huán)20的出沒方向正交的假想平面上投影的接近用調(diào)整面24的投影面積，合計面積A2是在該假想平面上投影的第2處理用部20的第2處理用面2及分離側(cè)受壓面23的投影面積的合計面積。
接近用調(diào)整面24的前端與分離側(cè)受壓面23的前端，一同被限定在環(huán)狀的第2調(diào)整用部20的內(nèi)周面25即前端線L1上。因此，通過決定接近用調(diào)整面24的基端線L2的位置，可進(jìn)行平衡比K的調(diào)整。
即，在該實施方式中，在利用被處理用流體的送出壓力作為開啟力的情況下，通過使第2處理用面2以及分離用調(diào)整面23的合計投影面積大于接近用調(diào)整面24的投影面積，可產(chǎn)生與其面積比率相對應(yīng)的開啟力。
對于上述的開啟力，變更上述平衡線、即接近用調(diào)整面24的面積A1，由此，能夠通過被處理流體的壓力、即流體壓力進(jìn)行調(diào)整。
滑動面實際表面壓力P、即接觸表面壓力中的流體壓力所產(chǎn)生的表面壓力可用下式計算。
P＝P1×(K-k)+Ps 式中，P1表示被處理流體的壓力、即流體壓力，K表示上述平衡比，k表示開啟力系數(shù)，Ps表示彈簧及背壓力。
通過該平衡線的調(diào)整來調(diào)整滑動面實際表面壓力P，由此使處理用面1、2間形成所希望的微小間隔量，形成被處理流體所產(chǎn)生的流體膜，使產(chǎn)物變微細(xì)，進(jìn)行均勻的混合(反應(yīng))。
通常，如果兩處理用面1、2之間流體膜的厚度變小，則可使產(chǎn)物更細(xì)。相反，如果流體膜的厚度變大，處理變得粗糙，每單位時間的處理量增加。所以，通過上述的滑動面實際表面壓力P的調(diào)整，能夠調(diào)整兩處理用面1、2間的間隔，可以實現(xiàn)所希望的均勻混合狀態(tài)(伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))，同時得到微細(xì)的產(chǎn)物。以下，稱滑動面實際表面壓力P為表面壓力P。
歸納該關(guān)系，在上述產(chǎn)物粗的情況下，可以減小平衡比，減小表面壓力P，增大上述間隔，增大上述膜厚。相反，在上述產(chǎn)物較細(xì)的情況下，可以增大平衡比K，增大表面壓力P，減小上述間隔，減小上述膜厚。
這樣，作為接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的一部分，形成接近用調(diào)整面24，通過其平衡線的位置，可以實施接觸表面壓力的調(diào)整，即可調(diào)整處理用面間的間隔。
在上述間隔的調(diào)整中，如上所述，考慮通過改變上述彈簧43的推壓力、空氣導(dǎo)入部44的空氣壓力來進(jìn)行。另外，流體壓力即被處理流體的輸送壓力的調(diào)整、及成為離心力的調(diào)整的第1處理用部10即第1托架11的旋轉(zhuǎn)的調(diào)整，也是重要的調(diào)整要素。
如上所述，該裝置以如下方式構(gòu)成，即，對于第2處理用部20及相對于第2處理用部20進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用部10，通過取得被處理流體的送入壓力、該旋轉(zhuǎn)離心力以及接觸表面壓力的壓力平衡，在兩處理用面上形成規(guī)定的流體膜。另外，圓環(huán)的至少一方作為浮動構(gòu)造，吸收芯振動等的定位，排除接觸所引起的磨耗等的危險性。
該圖12(B)的實施方式中，對于具備上述調(diào)整用面以外的構(gòu)成，與圖1(A)所示的實施方式一樣。
另外，在圖12(B)所示的實施方式中，如圖17所示，頁可以不設(shè)置上述分離側(cè)受壓面23來實施。
如圖12(B)、圖17所示的實施方式那樣，在設(shè)置接近用調(diào)整面24的情況下，通過使接近用調(diào)整面24的面積A1大于上述面積A2，從而不產(chǎn)生開啟力，相反，施加在被處理流體上的規(guī)定壓力全部作為接觸表面壓力而起作用。也可進(jìn)行這樣的設(shè)定，在該情況下，通過增大其它的分離力，可使兩處理用面1、2均衡。
通過上述的面積比決定了作用在使第2處理用面2從第1處理用面1分離方向的力，該力作為從流體所受到的力的合力。
上述實施方式中，如上所述，彈簧43為了對滑動面即處理用面給予均勻的應(yīng)力，安裝個數(shù)越多越好。但是，該彈簧43也可如圖13所示那樣，采用單卷繞型彈簧。其為如圖所示的、中心與環(huán)狀的第2處理用部20同心的1個卷繞型彈簧。
第2處理用部20與第2托架21之間以成為氣密的方式密封，該密封可采用公知的手段。
如圖14所示，第2托架21中設(shè)有溫度調(diào)整用封套46，該溫度調(diào)整用封套46冷卻或加熱第2處理用部20，可調(diào)節(jié)其溫度。并且，圖14的3表示上述的殼體，在該殼體3中，也設(shè)有同樣目的的溫度調(diào)節(jié)用封套35。
第2托架21的溫度調(diào)節(jié)用封套46是水循環(huán)用空間，該水循環(huán)用空間形成于在第2托架21內(nèi)的圓環(huán)收容部41的側(cè)面，并與與第2托架21外部相通的通道47、48相連接。通道47、48的其中一方向溫度調(diào)整用封套46導(dǎo)入冷卻或加熱用的介質(zhì)，其中另一方排出該介質(zhì)。
另外，殼體3的溫度調(diào)整用封套35是通過加熱用水或冷卻水的通道，其通過設(shè)置在覆蓋殼體3的外周的覆蓋部34而設(shè)置在殼體3的外周面與該覆蓋部34之間。
在該實施方式中，第2托架21及殼體3具備上述溫度調(diào)整用封套，但是，第1托架11中也可設(shè)置這樣的封套。
作為接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的一部分，除上述以外，也可設(shè)置如圖15所示的汽缸機(jī)構(gòu)7。
該汽缸機(jī)構(gòu)7具有汽缸空間部70，該汽缸空間部70設(shè)置在第2托架21內(nèi)；連接部71，該連接部71連接汽缸空間部70與圓環(huán)收容部41；活塞體72，該活塞體72收容在汽缸空間部70內(nèi)且通過連接部71與第2處理用部20相連接；第1噴嘴73，該第1噴嘴73與汽缸空間部70的上部相連接；第2噴嘴74，該第2噴嘴74位于汽缸空間部70的下部；推壓體75，該推壓體75為介于汽缸空間部70上部與活塞體72之間的發(fā)條等。
活塞體72可在汽缸空間部70內(nèi)上下滑動，通過活塞體72的該滑動，第2處理用部20上下滑動，從而可變更第1處理用面1與第2處理用面2之間的間隔。
雖未圖示，具體而言，將壓縮機(jī)等的壓力源與第1噴嘴73相連接，通過從第1噴嘴73向汽缸空間部70內(nèi)的活塞體72的上方施加空氣壓力即正壓，使活塞體72向下方滑動，第2處理用部20可使第1與第2處理用面1、2之間的間隔變窄。另外，雖未圖示，將壓縮機(jī)等的壓力源與第2噴嘴74相連接，通過從第2噴嘴74向汽缸空間部70內(nèi)的活塞體72的下方施加空氣壓力即正壓，使活塞體72向上方滑動，從而可使第2處理用部20朝著擴(kuò)大第1與第2處理用面1、2之間的間隔的方向即打開的方向移動。這樣，利用從噴嘴73、74得到的空氣壓力，可調(diào)整接觸表面壓力。
即使圓環(huán)收容部41內(nèi)的第2處理用部20的上部與圓環(huán)收容部41的最上部之間有足夠的空間，通過與汽缸空間部70的最上部70a抵接地設(shè)定活塞體7，該汽缸空間部70的最上部70a也限定了兩處理用面1、2間的間隔的寬度的上限。即，活塞體7與汽缸空間部70的最上部70a作為抑制兩處理用面1、2分離的分離抑制部而發(fā)揮作用，換言之，作為限制兩處理用面1、2之間的間隔的最大分開量的機(jī)構(gòu)發(fā)揮作用。
另外，即使兩處理用面1、2彼此未抵接，通過與汽缸空間部70的最下部70b抵接地設(shè)定活塞體7，該汽缸空間部70的最下部70b限定了兩處理用面1、2之間的間隔寬度的下限。即，活塞體7與汽缸空間部70的最下部70b作為抑制兩處理用面1、2接近的接近抑制部而發(fā)揮作用，更換言之，作為限制兩處理用面1、2之間的間隔的最小分開量的機(jī)構(gòu)而發(fā)揮作用。
這樣，一邊限定上述間隔的最大及最小的分開量，一邊可通過上述噴嘴73、74的空氣壓力來調(diào)整汽缸體7與汽缸空間部70的最上部70a的間隔z1，換言之，調(diào)整汽缸體7與汽缸空間部70的最下部70b的間隔z2。
噴嘴73、74可以與另一個壓力源連接，也可以通過切換或轉(zhuǎn)接連接于一個壓力源。
另外壓力源可以是供給正壓或供給負(fù)壓的任一種來實施。在真空等的負(fù)壓源與噴嘴73、74相連接的情況下，形成與上述的動作相反。
取代上述的其它接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4或者作為上述的接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的一部分，設(shè)置這樣的汽缸機(jī)構(gòu)7，根據(jù)被處理流體的粘度、性狀，進(jìn)行與噴嘴73、74相連接的壓力源的壓力、間隔z1、z2的設(shè)定，使流體液膜的厚度達(dá)到所期望的值，施以剪切力，實現(xiàn)均勻的混合狀態(tài)(在伴有反應(yīng)的條件下為均勻的反應(yīng))，可生成微細(xì)的粒子。特別是，通過這樣的汽缸機(jī)構(gòu)7，可以在清洗、蒸汽滅菌時等進(jìn)行滑動部的強(qiáng)制開閉，可提高清洗、滅菌的可靠性。
如圖16(A)～(C)所示，可以在第1處理用部10的第1處理用面1上形成從第1處理用部10的中心側(cè)朝向外側(cè)、即在徑向上延伸的溝槽狀凹部13...13來實施。在該情況下，如圖16(A)所示，凹部13...13可作為在第1處理用面1上彎曲或渦旋狀延伸來實施，如圖16(B)所示，也可以各個凹部13彎曲為L字型來實施，另外，如圖16(C)所示，凹部13...13也可呈直線放射狀延伸來實施。
另外，如圖16(D)所示，優(yōu)選圖16(A)～(C)的凹部13以成為向第1處理用面1的中心側(cè)逐漸加深的方式形成梯度來實施。另外，溝槽狀的凹部13除了可以是連續(xù)的之外，也可是間斷的來實施。
通過形成這樣的凹部13，具有應(yīng)對被處理流體的排出量的增加或發(fā)熱量的減少、空蝕控制、流體軸承等的效果。
在上述的圖16所示的各實施方式中，凹部13雖然形成在第1處理用面1上，但也可實施為形成在第2處理用面2上，并且，也可實施為形成在第1及第2處理用面1、2雙方上。
在處理用面上未設(shè)置上述凹部13、錐形的情況下，或者，在使它們偏置于處理用面的一部分的情況下，處理用面1、2的表面粗糙度給予被處理流體的影響比形成上述凹部13的大。因此，在這樣的情況下，如果要使被處理流體的粒子變小，就必須降低表面粗糙度，即形成光滑的面。特別是，在以均勻的混合(反應(yīng))為目的的情況下，對于其處理用面的表面粗糙度，在以實現(xiàn)均勻的混合狀態(tài)(在伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))、得到微粒為目的的情況下，前述鏡面、即施加了鏡面加工的面有利于實現(xiàn)微細(xì)的單分散的產(chǎn)物的結(jié)晶·析出。
在圖12至圖17所示的實施方式中，對于特別明示了的以外的構(gòu)成，與圖1(A)或圖11(C)所示實施方式相同。
另外，在上述的各實施方式中，殼體內(nèi)全部被密封，但除此以外，也可實施為，僅第1處理用部10及第2處理用部20的內(nèi)側(cè)被密封，其外側(cè)開放。即，直到通過第1處理用面1及第2處理用面2之間為止，流路被密封，被處理流體受到全部輸送壓力，但是，在通過后，流路被開放，處理后的被處理流體不受到輸送壓力。
在流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1中，作為加壓裝置，如上所述，優(yōu)選使用壓縮機(jī)來實施，但是，只要能一直對被處理流體施加規(guī)定壓力，也可使用其它的手段來實施。例如，可以通過利用被處理流體的自重、一直對被處理流體施加一定的壓力來實施。
概括上述各實施方式中的處理裝置，其特征為，對被處理流體施加規(guī)定壓力，在受到該規(guī)定壓力的被處理流體所流過的被密封了的流體流路中，連接第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個可接近分離的處理用面，賦予使兩處理用面1、2接近的接觸表面壓力，通過使第1處理用面1與第2處理用面2相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使用被處理流體而產(chǎn)生機(jī)械密封中用于密封的流體膜，與機(jī)械密封相反(不是將流體膜用于密封)，使該流體膜從第1處理用面1及第2處理用面2之間特意漏出，在兩面1、2間成為膜的被處理流體間，實現(xiàn)混合(反應(yīng))的處理，進(jìn)行回收。
通過這樣的劃時代的方法，可將兩處理用面1、2間的間隔調(diào)整為1μm至1mm，特別是可以為1～10μm的調(diào)整。
在上述的實施方式中，裝置內(nèi)構(gòu)成被密閉了的流體的流路，通過在處理裝置的(第1被處理流體的)導(dǎo)入部側(cè)設(shè)置的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1，被處理流體被加壓。
另外，也可以不用這樣的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p1進(jìn)行加壓，而是通過被處理流體的流路被開放來實施。
圖18至圖20表示這樣的處理裝置的一個實施方式。予以說明的是，在該實施方式中，作為處理裝置，示例有具有除氣功能的裝置、即，具有從作為處理物而生成的物質(zhì)中除去液體、最終僅確保作為目的的固體(結(jié)晶)的功能的裝置。
圖18(A)為處理裝置的簡略縱剖面圖，圖18(B)是其局部的擴(kuò)大剖面圖。圖19是圖18所示的處理裝置具有的第1處理用部1的俯視圖。圖20是上述處理裝置的第1及第2處理用部1、2的局部的主要部分的簡略縱剖面圖。
該圖18至圖20中所示的裝置，如上所述在大氣壓下，投入作為處理的對象的流體，即被處理流體或輸送這樣的處理的對象物的流體。
予以說明的是，圖18(B)及圖20中，為避免圖面的繁雜，第2導(dǎo)入部d2省略進(jìn)行描述(也可看成不設(shè)有第2導(dǎo)入部d2位置的剖面)。
如圖18(A)所示，該流體處理裝置具備混合裝置G及減壓泵Q。該混合裝置G具備作為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件的第1處理用部101；保持該處理用部101的第1托架111；作為相對于殼體被固定了的構(gòu)件的第2處理用部102；固定該第2處理用部102的第2托架121；彈壓機(jī)構(gòu)103；動壓發(fā)生機(jī)構(gòu)104(圖19(A))；使第1處理用部101與第1托架111一同旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部；罩體106；供給(投入)第1被處理流體的第1導(dǎo)入部d1；向減壓泵Q排出流體的排出部108。關(guān)于驅(qū)動部省略圖示。
上述第1處理用部101及第2處理用部102分別為具有挖空圓柱中心的形狀的環(huán)狀體。兩處理用部101、102是分別把兩處理用部101、102所呈圓柱的一個底面為作為處理用面110、120的構(gòu)件。
上述處理用面110、120具有被鏡面研磨了的平坦部。在該實施方式中，第2處理用部102的處理用面120是整個面都實施了鏡面研磨的平坦面。另外，雖然使第1處理用部101的處理用面110的整個面成為與第2處理用部102相同的平坦面，但是，如圖19(A)所示，在平坦面中，有多個溝槽112...112。該溝槽112...112以第1處理用部101所呈圓柱的中心為中心側(cè)，向圓柱的外周方向放射狀地延伸。
對于的上述第1及第2處理用部101、102的處理用面110、120的鏡面研磨，優(yōu)選表面粗糙度Ra為0.01～1.0μm。對于該鏡面研磨更優(yōu)選Ra為0.03～0.3μm。
對于處理用部101、102的材質(zhì)，采用硬質(zhì)且可以鏡面研磨的材質(zhì)。有關(guān)處理用部101、102的該硬度，優(yōu)選為至少維氏硬度1500以上。另外，優(yōu)選采用線膨脹系數(shù)小的原料或熱傳導(dǎo)高的原料。這是由于，在處理時產(chǎn)生熱量的部分與其它部分之間，如果膨脹率的差較大，就會發(fā)生變形，從而影響適當(dāng)間隔的確保。
作為上述處理用部101、102的原料，尤其優(yōu)選采用以下物質(zhì)等SIC即碳化硅，其維式硬度為2000～2500；表面以DLC即類金剛石碳涂層的SIC，其中類金剛石碳的維式硬度為3000～4000；WC即碳化鎢，其維式硬度為1800；表面施加了DLC涂層的WC、ZrB2或以BTC、B4C為代表的硼系陶瓷，維式硬度為4000～5000。
圖18所示的罩體106雖省略了底部的圖示，但是為有底的筒狀體，上方被上述第2托架121覆蓋。第2托架121在其下表面固定有上述第2處理構(gòu)件102，在上方設(shè)有上述導(dǎo)入部d1。導(dǎo)入部d1具有用于從外部投入流體、處理物的料斗170。
雖未圖示，上述的驅(qū)動部具有電動機(jī)等的動力源和從該動力源接受動力供給而旋轉(zhuǎn)的軸50。
如圖18(A)所示，軸50配置于罩體106的內(nèi)部朝上下延伸。并且，軸50的上端部設(shè)有上述的第1托架111。第1托架111是保持第1處理用部101，通過設(shè)置在上述軸50上，使第1處理用部101的處理用面110與第2處理用部102的處理用面120相對應(yīng)。
第1托架111為圓柱狀體，在其上表面中央固定有第1處理用部101。第1處理用部101與第1托架111成為一體地被固定，相對于第1托架111不改變其位置。
另一方面，在第2托架121的上表面中央形成有收容第2處理用部102的收容凹部124。
上述的收容凹部124具有環(huán)狀的橫剖面。第2處理用部102以與收容凹部124同心的方式收容在圓柱狀的收容凹部124內(nèi)。
該收容凹部124的構(gòu)成與圖1(A)所示的實施方式相同(第1處理用部101對應(yīng)第1圓環(huán)10，第1托架111對應(yīng)第1托架11，第2處理用部102對應(yīng)第2圓環(huán)20，第2托架121對應(yīng)第2托架21)。
并且，該第2托架121具備上述的彈壓機(jī)構(gòu)103。優(yōu)選彈壓機(jī)構(gòu)103使用彈簧等的彈性體。彈壓機(jī)構(gòu)103與圖1(A)的接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4對應(yīng)，采用同樣構(gòu)成。即，彈壓機(jī)構(gòu)103推壓與第2處理用部102的處理用面120相反側(cè)的面、即底面，對位于第1處理用部101側(cè)、即下方的第2處理用部102的各位置均等地彈壓。
另一方面，收容凹部124的內(nèi)徑大于第2處理用部102的外徑，由此，當(dāng)如上所述同心地配設(shè)時，在第2處理用部102的外周面102b與收容凹部124的內(nèi)周面之間，如圖18(B)所示那樣，設(shè)定間隔t1。
同樣，在第2處理用部102的內(nèi)周面102a與收容凹部124的中心部分22的外周面之間，如圖18(B)所示那樣，設(shè)定間隔t2。
上述間隔t1、t2分別用于吸收振動、偏心舉動，其大小以如下方式設(shè)定，即，大于等于能夠確保動作的尺寸并且可以形成密封。例如，在第1處理用部101的直徑為100mm至400mm的情況下，優(yōu)選該間隔t1、t2分別為0.05～0.3mm。
第1托架111被一體地固定在軸50上，與軸50一起旋轉(zhuǎn)。另外，雖未圖示，利用制動器，第2處理用部102不會相對于第2托架121旋轉(zhuǎn)。但是，在兩處理用面110、120間，為了確保處理所必要的0.1～10微米的間隔，即圖20(B)所示的微小間隔t，如圖18(B)所示，在收容凹部124的底面、即頂部以及面向第2處理用部102的頂部124a、即上面之間，設(shè)有間隔t3。對于該間隔t3，與上述間隔一起，考慮軸50振動、伸長而設(shè)定。
如上所述，通過間隔t1～t3的設(shè)定，第1處理用部101，如圖18(B)所示，在相對于第2處理用部102接近·分離的方向z1上可變，對于其處理用面110的傾斜方向z2也可變。
即，在該實施方式中，彈壓機(jī)構(gòu)103和上述間隔t1～t3構(gòu)成浮動機(jī)構(gòu)，通過該浮動機(jī)構(gòu)，至少第2處理用部102的中心、傾斜可以在從數(shù)微米至數(shù)毫米左右的很小量可變。由此，吸收旋轉(zhuǎn)軸的芯振動、軸膨脹、第1處理用部101的面振動、振動。
對第1處理用部101的處理用面110所具有的上述的溝槽112，進(jìn)一步詳細(xì)地說明如下。溝槽112的后端到達(dá)第1處理用部101的內(nèi)周面101a，其前端朝著第1處理用部101的外側(cè)y即外周面?zhèn)妊由?。該溝?12如圖19(A)所示，其橫截面積從環(huán)狀的第1處理用部101的中心x側(cè)朝著第1處理用部101的外側(cè)y即外周面?zhèn)戎饾u減少。
溝槽112的左右兩側(cè)面112a、112b的間隔w1隨著從第1處理用部101的中心x側(cè)朝著第1處理用部101的外側(cè)y即外周面?zhèn)葴p小。并且，溝槽112的深度w2如圖19(B)所示，隨著從第1處理用部101的中心x側(cè)朝著第1處理用側(cè)101的外側(cè)y即外周面?zhèn)葴p小。即，溝槽112的底112c隨著從第1處理用部101的中心x側(cè)朝著第1處理用部101的外側(cè)y即外周面?zhèn)茸儨\。
這樣，溝槽112的寬度及深度兩者隨著朝著外側(cè)y即外周面?zhèn)戎饾u減小，從而使其橫截面積朝著外側(cè)y逐漸減小。并且，溝槽112的前端即y側(cè)成為終點。即，溝槽112的前端即y側(cè)不到達(dá)第1處理用部101的外周面101b，在溝槽112的前端與外周面101b之間，隔著外側(cè)平坦面113。該外側(cè)平坦面113為處理用面110的一部分。
在該圖19所示的實施方式中，這樣的溝槽112的左右兩側(cè)面112a、112b及底112c構(gòu)成流路限制部。該流路限制部、第1處理用部101的溝槽112周圍的平坦部以及第2處理用部102的平坦部構(gòu)成動壓發(fā)生機(jī)構(gòu)104。
但是，也可僅對溝槽112的寬度及深度的其中任一方采用上述構(gòu)成，減小截面積。
上述的動壓發(fā)生機(jī)構(gòu)104通過在第1處理用部101旋轉(zhuǎn)時穿過兩處理用部101、102間的流體，在兩處理用部101、102間可確保所希望的微小間隔，在使兩處理用部101、102分離的方向上產(chǎn)生作用力。通過這樣的動壓的發(fā)生，可在兩處理用面110、120間產(chǎn)生0.1～10μm的微小間隔。這樣的微小間隔，雖可以根據(jù)處理的對象進(jìn)行調(diào)整選擇，但是，優(yōu)選1～6μm，更優(yōu)選1～2μm。在該裝置中，可實現(xiàn)通過上述微小間隔產(chǎn)生的以往不可能的均勻的混合狀態(tài)(在伴有反應(yīng)的情況下均勻的反應(yīng))和生成微粒。
溝槽112...112分別能夠以如下方式實施，即，筆直地從中心x側(cè)朝向外側(cè)y延伸。但是，在該實施方式中，如圖19(A)所示，對于第1處理用部101的旋轉(zhuǎn)方向r，溝槽112的中心x側(cè)以比溝槽112的外側(cè)y先行的方式、即位于前方的方式彎曲，使溝槽112延伸。
通過這樣的溝槽112...112彎曲地延伸，可更有效地通過動壓發(fā)生機(jī)構(gòu)104產(chǎn)生分離力。
下面，對該裝置的動作進(jìn)行說明。
如圖18(A)所示，從料斗170投入的、通過第1導(dǎo)入部d1的第1被處理流體R通過環(huán)狀的第2處理用部102的中空部，受到第1處理用部101的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，進(jìn)入兩處理用部101、102間，在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用部101的處理用面110與第2處理用部102的處理用面120之間，進(jìn)行均勻的混合(反應(yīng))及根據(jù)情況進(jìn)行微細(xì)粒子的生成，隨后，來到兩處理用部101、102的外側(cè)，從排出部108排出至減壓泵Q側(cè)(以下，根據(jù)需要將第1被處理流體R僅稱為流體R)。
在上述中，進(jìn)入到環(huán)狀的第2處理用部102的中空部的流體R如圖20(A)所示，首先，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的第1處理用部101的溝槽112。另一方面，被鏡面研磨的、作為平坦部的兩處理用面110、120即使通入空氣或氮氣等氣體也維持氣密性。所以，即使受到旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，流體R也不能夠原樣從溝槽112進(jìn)入由彈壓機(jī)構(gòu)103壓合的兩處理用面110、120之間。但是，流體R與作為流路限制部而形成的溝槽112的上述兩側(cè)面112a、112b、底112c慢慢地碰撞，產(chǎn)生作用于使分離兩處理用面110、120分離的方向上的動壓。如圖20(B)所示，由此，流體R從溝槽112滲出到平坦面上，可確保兩處理用面110、120間的微小間隔t即間隙。而且，在這樣的被鏡面研磨了的平坦面之間，進(jìn)行均勻的混合(反應(yīng))、以及根據(jù)情況的微細(xì)粒子的生成。另外上述溝槽112的彎曲更為可靠地對流體作用離心力，更有效地產(chǎn)生上述的動壓。
這樣，該流體處理裝置通過動壓與彈壓機(jī)構(gòu)103所產(chǎn)生的彈壓力的均衡，能夠在兩鏡面即處理用面110、120之間確保微細(xì)、均勻的間隔即間隙。而且，通過上述的構(gòu)成，該微小間隔可形成為1μm以下的超微細(xì)間隔。
另外，通過采用上述浮動機(jī)構(gòu)，處理用面110、120間的定位的自動調(diào)整成為可能，對于因旋轉(zhuǎn)、產(chǎn)生的熱所引起的各部分的物理變形，能夠抑制處理用面110、120間的各個位置的間隔的偏差，可維持該各個位置的上述微小間隔。
予以說明的是，在上述實施方式中，浮動機(jī)構(gòu)是僅在第2托架121上設(shè)置的機(jī)構(gòu)。除此以外，還可以取代第2托架121，或者與第2托架121一起在第1托架111上也設(shè)置浮動機(jī)構(gòu)來實施。
圖21至圖23表示上述的溝槽112，示出其它的實施方式。
如圖21(A)(B)所示，溝槽112作為流路限制部的一部分，可在前端具備平坦的壁面112d來實施。并且，在該圖21所示的實施方式中，在底112c中，在第1壁面112d與內(nèi)周面101a之間設(shè)有臺階112e，該臺階112e也構(gòu)成流路限制部的一部分。
如圖22(A)(B)所示，溝槽112可實施為，具有多個分叉的枝部112f...112f，各枝部112f通過縮小其寬度而具有流路限制部來實施。
在圖21及圖22的實施方式中，特別是對于沒有示出的結(jié)構(gòu)，與圖1(A)、圖11(C)、圖18至圖20中所示的實施方式相同。
并且，在上述各實施方式中，對于溝槽112的寬度及深度的至少其中一方，從第1處理用部101的內(nèi)側(cè)朝向外側(cè)，逐漸減小其尺寸，由此構(gòu)成流路限制部。此外，如圖23(A)、圖23(B)所示，通過不改變溝槽112的寬度、深度，在溝槽112中設(shè)置終端面112f，該溝槽112的終端面112f也可以形成流路限制部。如圖19、圖21及圖22表示的實施方式所示，動壓產(chǎn)生以如下方式進(jìn)行，即，通過溝槽112的寬度及深度如前述那樣變化，使溝槽112的底、兩側(cè)面成為傾斜面，由此，該傾斜面成為相對于流體的受壓部，產(chǎn)生動壓。另一方面，在圖23(A)(B)所示實施方式中，溝槽112的終端面成為相對于流體的受壓部，產(chǎn)生動壓。
另外，在該圖23(A)(B)所示的情況下，也可同時使溝槽112的寬度及深度的至少其中一方的尺寸逐漸減小來實施。
予以說明的是，關(guān)于溝槽112的結(jié)構(gòu)，并不限定于上述圖19、圖21至圖23所示，也可具有其它形狀的流路限制部來實施。
例如，在圖19、圖21至圖23所示結(jié)構(gòu)中，溝槽112并不穿透到第1處理用部101的外側(cè)。即，在第1處理用部101的外周面與溝槽112之間，存在外側(cè)平坦面113。但是，并不限定于這樣的實施方式，只要能產(chǎn)生上述的動壓，溝槽112也可到達(dá)第1處理用部101的外周面?zhèn)葋韺嵤?br> 例如，在圖23(B)所示的第1處理用部101的情況下，如虛線所示，可實施為，使剖面面積小于溝槽112的其它部位的部分形成于外側(cè)平坦面113上。
另外，如上所述，以從內(nèi)側(cè)向外側(cè)逐漸減小截面積的方式形成溝槽112，使溝槽112的到達(dá)第1處理用部101的外周的部分(終端)形成最小截面積即可(未圖示)。但是，為有效地產(chǎn)生動壓，如圖19、圖21至圖23所示，優(yōu)選溝槽112不穿透第1處理用部101的外周面?zhèn)取?br> 在此，對上述圖18至圖23所示的各種實施方式進(jìn)行總結(jié)。
該流體處理裝置使具有平坦處理用面的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與同樣具有平坦處理用面的固定構(gòu)件以它們的平坦處理用面同心地相互對向、在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)下，一邊從固定構(gòu)件的開口部供給被反應(yīng)原料，一邊在兩構(gòu)件的對向平面處理用面間進(jìn)行處理的流體處理裝置中不機(jī)械地調(diào)整間隔、而是在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件上設(shè)置增壓機(jī)構(gòu)，通過其其壓力的產(chǎn)生來保持間隔，并且可形成機(jī)械的間隔調(diào)整所不可能達(dá)到的1～6μm的微小間隔，混合(反應(yīng))的均勻化以及、根據(jù)情況的生成粒子的微細(xì)化的能力也顯著提高。
即，在該流體處理裝置中，旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與固定構(gòu)件在其外周部具有平坦處理用面，該平坦處理用面中，通過具有面上的密封功能，提供產(chǎn)生流體靜力學(xué)的力即流體靜力、流體動力學(xué)的力即流體動力、或者空氣靜力學(xué)-空氣動力學(xué)的力的高速旋轉(zhuǎn)式的流體處理裝置。上述的力使上述密封面間產(chǎn)生微小的間隔，并可提供具有如下功能的流體處理裝置，即，非接觸、機(jī)械安全、具有高度的混合(反應(yīng))的均勻化的功能。能形成該微小間隔的要因，一個是旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速，另一個是被處理物(流體)的投入側(cè)與排出側(cè)的壓力差。在投入側(cè)設(shè)置壓力賦予機(jī)構(gòu)的情況下，在投入側(cè)未設(shè)置壓力賦予機(jī)構(gòu)的情況即在大氣壓下投入被處理物(流體)的情況下，由于無壓力差，必須只依靠旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的轉(zhuǎn)速來產(chǎn)生密封面間的分離。這作為流體動力學(xué)的力或空氣動力學(xué)的力而已知。
圖18(A)所示裝置中，雖表示為將減壓泵Q連接在混合裝置G的排出部，但也可如前面所述那樣實施為，不設(shè)置罩體106，且不設(shè)置減壓泵Q，而是如圖24(A)所示，將處理裝置作為減壓用的罐T，在該罐T中配設(shè)混合裝置G。
在該情況下，通過使罐T內(nèi)減壓至真空或接近真空的狀態(tài)，混合裝置G中生成的被處理物成霧狀地噴射到罐T內(nèi)，通過回收碰到罐T的內(nèi)壁而流下的被處理物，或，回收相對于上述流下的被處理物作為氣體(蒸汽)被分離的、充滿罐T內(nèi)上部的物質(zhì)，可得到處理后的目的物。
另外，在使用減壓泵Q的情況下，如圖24(B)所示，混合裝置G經(jīng)由減壓泵Q連接氣密的罐T，在該罐T內(nèi)，處理后的被處理物形成霧狀，可進(jìn)行目的物的分離·抽出。
此外，如圖24(C)所示，減壓泵Q直接連接于罐T，在該罐T內(nèi)，連接減壓泵Q以及除了減壓泵Q之外的流體R的排出部，可進(jìn)行目的物的分離。在該情況下，對于氣化部，液體R(液狀部)被減壓泵Q吸引聚集，從排出部排出，而不從氣化部排出。
在上述各實施方式中，示出了如下，即，將第1及第2的兩種被處理流體分別從第2托架21、121及第2圓環(huán)20、102導(dǎo)入，使其混合(反應(yīng))。
下面，對被處理流體向裝置導(dǎo)入所涉及的其它實施方式按順序進(jìn)行說明。
如圖1(B)所示，可實施為，在圖1(A)所示的處理裝置中，設(shè)置第3導(dǎo)入部d3，將第3被處理流體導(dǎo)入兩處理用面1、2間，使其與第2被處理流體同樣地與第1被處理流體混合(反應(yīng))。
第3導(dǎo)入部d3向處理用面1、2間供給與第1被處理流體混合的第3流體。在該實施方式中，第3導(dǎo)入部d3是設(shè)在第2圓環(huán)20的內(nèi)部的流體的通道，其一端在第2處理用面2上開口，另一端連接第3流體供給部p3。
在第3流體供給部p3中，可采用壓縮機(jī)、其它的泵。
第3導(dǎo)入部d3在第2處理用面2上的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口部相比，位于第1處理用面1的旋轉(zhuǎn)中心的外側(cè)。即，在第2處理用面2上，第3導(dǎo)入部d3的開口部較第2導(dǎo)入部d2的開口部位于下游側(cè)。在第3導(dǎo)入部d3的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口之間，在第2圓環(huán)20的直徑的內(nèi)外方向上隔開間隔。
該圖1(B)所示裝置中，第3導(dǎo)入部d3以外的構(gòu)成也與圖1(A)所示的實施方式相同，予以說明的是，在該圖1(B)及下面說明的圖1(C)、圖1(D)、圖2～圖11中，為避免圖面的繁雜，省略了殼體3。予以說明的是，在圖9(B)(C)、圖10、圖11(A)(B)中，描述了殼體3的一部分。
另外，如圖1(C)所示，可實施為，在圖1(B)所示處理裝置中，設(shè)置第4導(dǎo)入部d4，將第4被處理流體導(dǎo)入兩處理用面1、2間，使其與第2及第3被處理流體同樣地與第1被處理流體混合(反應(yīng))。
第4導(dǎo)入部d4向處理用面1、2間供給與第1被處理流體混合的第4被處理流體。在該實施方式中，第4導(dǎo)入部d4是設(shè)在第2圓環(huán)20的內(nèi)部的流體的通道，其一端在第2處理用面2上開口，另一端連接第4流體供給部p4。
在第4流體供給部p4中，可采用壓縮機(jī)、其它的泵。
第4導(dǎo)入部d4在第2處理用面2上的開口部較第3導(dǎo)入部d3開口部位于第1處理用面1的旋轉(zhuǎn)中心的外側(cè)。即，在第2處理用面2上，第4導(dǎo)入部d4的開口部較第3導(dǎo)入部d 3的開口部位于下游側(cè)。
對于圖1(C)所示裝置的第4導(dǎo)入部d4以外的構(gòu)成，與圖1(B)所示的實施方式相同。
并且，雖未圖示，也可實施為，另外設(shè)置第5導(dǎo)入部、第6導(dǎo)入部等5個以上的導(dǎo)入部，分別使5種以上的被處理流體混合(反應(yīng))。
另外，如圖1(D)所示，可實施為，在圖1(A)的裝置中，將設(shè)置在第2托架21上的第1導(dǎo)入部d1與第2導(dǎo)入部d2同樣地設(shè)置在第2處理用面2上，以取代將其設(shè)置在第2托架21上。在該情況下，在第2處理用面2上，第1導(dǎo)入部d1的開口部也較第2導(dǎo)入部d2位于旋轉(zhuǎn)的中心側(cè)即上游側(cè)。
在上述圖1(D)所示裝置中，第2導(dǎo)入部d2的開口部與第3導(dǎo)入部d3的開口部一起配置在第2圓環(huán)20的第2處理用面2上。但是，導(dǎo)入部的開口部并不限于上述相對于處理用面的配置。特別是，可如圖2(A)所示，將第2導(dǎo)入部d2的開口部設(shè)置在第2圓環(huán)20的內(nèi)周面的、與第2處理用面2鄰接的位置來實施。在該圖2(A)所示裝置中，第3導(dǎo)入部d3的開口部雖與圖1(B)所示裝置同樣地配置在第2處理用面2上，但是，也可通過將第2導(dǎo)入部d2的開口部配置在上述第2處理用面2的內(nèi)側(cè)，即與第2處理用面2鄰接的位置上，從而將第2被處理流體立刻導(dǎo)入到處理用面上。
這樣通過將第1導(dǎo)入部d1的開口部設(shè)置在第2托架21上，將第2導(dǎo)入部d2的開口部配置在第2處理用面2的內(nèi)側(cè)，即與第2處理用面2鄰接的位置(在該情況下，設(shè)置上述第3導(dǎo)入部d3不是必須的)，從而，特別是在使多個被處理流體反應(yīng)的情況下，能夠?qū)牡?導(dǎo)入部d1導(dǎo)入的被處理流體與從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入的被處理流體在不反應(yīng)的狀態(tài)下導(dǎo)入兩處理用面1、2間，并且可使兩者在兩處理用面1、2之間初次發(fā)生反應(yīng)。因此，上述構(gòu)成特別適合于使用反應(yīng)性高的被處理流體的情況。
予以說明的是，上述的“鄰接”并不僅限于以下情況，即，將第2導(dǎo)入部d2的開口部如圖2(A)所示地以與第2圓環(huán)20的內(nèi)側(cè)側(cè)面接觸的方式設(shè)置。從第2圓環(huán)20至第2導(dǎo)入部d2的開口部的距離為以下程度即可，即，在多個的被處理流體被導(dǎo)入兩處理用面1、2間以前，不被完全混合(反應(yīng))的程度，例如，也可以設(shè)置在接近第2托架21的第2圓環(huán)20的位置。并且，也可以將第2導(dǎo)入部d2的開口部設(shè)置在第1圓環(huán)10或第1托架11側(cè)。
另外，在上述的圖1(B)所示裝置中，在第3導(dǎo)入部d3的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口之間，在第2圓環(huán)20的直徑的內(nèi)外方向隔開間隔，但也可實施為，如圖2(B)所示，不設(shè)置上述間隔，將第2及第3被處理流體導(dǎo)入兩處理用面1、2之間，立刻兩流體合流。根據(jù)處理的對象選擇上述圖2(B)所示裝置即可。
另外，在上述的圖1(D)所示裝置中，第1導(dǎo)入部d1的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口之間，在第2圓環(huán)20直徑的內(nèi)外方向隔開了間隔，但也可實施為，不設(shè)置該間隔，而將第1及第2被處理流體導(dǎo)入兩處理用面1、2之間，立刻使兩流體合流。根據(jù)處理的對象選擇這樣的開口部的配置即可。
在上述的圖1(B)及圖1(C)所示實施方式中，在第2處理用面2上，將第3導(dǎo)入部d3的開口部配置在第2導(dǎo)入部d2的開口部的下游側(cè)，換言之，在第2圓環(huán)20的直徑的內(nèi)外方向上，配置在第2導(dǎo)入部d2的開口部的外側(cè)。此外，如圖2(C)及圖3(A)所示，可在第2處理用面2上，將第3導(dǎo)入部d3的開口部配置于在第2圓環(huán)20的周方向r0上與第2導(dǎo)入部d2開口部不同的位置來實施。在圖3中，m1表示第1導(dǎo)入部d1的開口部即第1開口部，m2表示第2導(dǎo)入部d2的開口部即第2開口部，m3表示第3導(dǎo)入部d3的開口部(第3開口部)，r1為圓環(huán)直徑的內(nèi)外方向。
另外，在將第1導(dǎo)入部d1設(shè)置在第2圓環(huán)20上的情況下，也可如圖2(D)所示，在第2處理用面2上，將第1導(dǎo)入部d1的開口部配置于在第2圓環(huán)20的周方向與第2導(dǎo)入部d2的開口部不同的位置來實施。
在上述圖3(A)所示裝置中，在第2圓環(huán)20的處理用面2上，2個導(dǎo)入部的開口部被配置在周方向r0的不同位置，但是，也可實施為，如圖3(B)所示，在圓環(huán)的周方向r0的不同位置配置3個導(dǎo)入部的開口部，或如圖3(C)所示，在圓環(huán)的周方向r0的不同位置配置4個導(dǎo)入部的開口部。予以說明的是，在圖3(B)(C)中，m4表示第4導(dǎo)入部的開口部，在圖3(C)中，m5表示第5導(dǎo)入部的開口部。并且，雖未圖示，也可實施為，在圓環(huán)的周方向r0的不同位置配置5個以上的導(dǎo)入部的開口部。
在上述所示裝置中，第2導(dǎo)入部至第5導(dǎo)入部分別可導(dǎo)入不同的被處理流體，即第2、第3、第4、第5被處理流體。另一方面，可實施為，從第2～第5的開口部m2～m5，將全部同類的、即第2被處理流體導(dǎo)入處理用面之間。雖未圖示，在該情況下，可實施為，第2導(dǎo)入部至第5導(dǎo)入部在圓環(huán)內(nèi)部連通，并連接到一個流體供給部，即第2流體供給部p2。
另外，可以通過組合以下來實施，即，在圓環(huán)的周方向r0的不同位置設(shè)置多個導(dǎo)入部的開口部、和在圓環(huán)直徑方向即直徑的內(nèi)外方向r1的不同位置設(shè)置多個導(dǎo)入部的開口部。
例如，如圖3(D)所示，在第2處理用面2上設(shè)有8個導(dǎo)入部的開口部m2～m9，其中的4個m2～m5設(shè)置在圓環(huán)的周方向r0的不同位置且在直徑方向r1上的相同位置設(shè)置，其它4個m6～m9設(shè)置在圓環(huán)的周方向r0的不同位置且在直徑方向r1上的相同位置。并且，該其它的開口部m6～m9在直徑方向r上配置在上述4個開口部m2～m5的直徑方向的外側(cè)。并且，該外側(cè)的開口部雖可分別設(shè)置于在圓環(huán)的周方向r0上與內(nèi)側(cè)的開口部相同的位置，但是，考慮圓環(huán)的旋轉(zhuǎn)，也可實施為，如圖3(D)所示，設(shè)置在圓環(huán)的周方向r0的不同位置。另外，在該情況下，開口部可為圖3(D)所示的配置、數(shù)量。
例如，如圖3(E)所示，也可將徑方向外側(cè)的開口部配置在多邊形的頂點位置，即該情況下的四邊形的頂點位置，將直徑方向內(nèi)側(cè)的開口部配置在該多邊形的邊上。當(dāng)然，也可采用其它的配置。
另外，在第1開口部m1以外的開口部都將第2被處理流體導(dǎo)入處理用面間的情況下，可以實施為，各導(dǎo)入第2被處理流體的該開口部不是在處理用面的周方向r0上散布，而是如圖3(F)所示，在周方向r0上形成連續(xù)的開口部。
予以說明的是，根據(jù)處理的對象，如圖4(A)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，將設(shè)置在第2圓環(huán)20上的第2導(dǎo)入部d2與第1導(dǎo)入部d1同樣地設(shè)置在第2托架21的中央部分22。在該情況下，相對于位于第2圓環(huán)20的中心的第1導(dǎo)入部d1的開口部，第2導(dǎo)入部d2的開口部位于其外側(cè)，并隔開間隔。并且，如圖4(B)所示，可實施為，在圖4(A)所示裝置中，將第3導(dǎo)入部d3設(shè)置于第2圓環(huán)20。如圖4(C)所示，可實施為，在圖4(A)所示裝置中，第1導(dǎo)入部d1的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口部之間不設(shè)置間隔，將第2及第3被處理流體導(dǎo)入第2圓環(huán)20內(nèi)側(cè)的空間后，立刻兩流體合流。另外，根據(jù)處理的對象，可實施為，如圖4(D)所示，在圖4(A)所示裝置中，和第2導(dǎo)入部d2相同，第3導(dǎo)入部d3也設(shè)置在第2托架21上。雖未圖示，但是，也可實施為，在第2托架21上設(shè)置4個以上的導(dǎo)入部。
并且，根據(jù)處理的對象，如圖5(A)所示，可實施為，在圖4(D)所示的裝置中，在第2圓環(huán)20上設(shè)置第4導(dǎo)入部d4，將第4被處理流體導(dǎo)入兩處理用面1、2之間。
如圖5(B)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，將第2導(dǎo)入部d2設(shè)置于第1圓環(huán)10，在第1處理用面1上具有第2導(dǎo)入部d2的開口部。
如圖5(C)所示，可實施為，在圖5(B)所示裝置中，第1圓環(huán)10上設(shè)有第3導(dǎo)入部d3，在第1處理用面1上，第3導(dǎo)入部d3的開口部配置在與第2導(dǎo)入部d2的開口部在第1圓環(huán)10的周方向上不同的位置。
如圖5(D)所示，可實施為，在圖5(B)所示裝置中，取代在第2托架21上設(shè)置第1導(dǎo)入部d1，在第2圓環(huán)20上設(shè)置第1導(dǎo)入部d1，在第2處理用面2上配置第1導(dǎo)入部d1的開口部。在該情況下，第1及第2導(dǎo)入部d1、d2的兩開口部在圓環(huán)直徑的內(nèi)外方向上配置在相同位置。
另外，如圖6(A)所示，也可實施為，在圖1(A)所示裝置中，第3導(dǎo)入部d3設(shè)置于第1圓環(huán)10，第3導(dǎo)入部d3的開口部設(shè)置在第1處理用面1上。在該情況下，第2及第3導(dǎo)入部d2、d3的兩開口部在圓環(huán)直徑的內(nèi)外方向上配置在相同位置。但是，也可以將上述兩開口部在圓環(huán)的直徑的內(nèi)外方向上配置于不同的位置。
圖5(C)所示裝置中，雖然將第2及第3導(dǎo)入部d2、d 的兩開口部在第1圓環(huán)10的直徑的內(nèi)外方向上設(shè)置在相同的位置，同時在第1圓環(huán)10的周方向即旋轉(zhuǎn)方向上設(shè)置在不同的位置，但是，也可實施為，在該裝置中，如圖6(B)所示，將第2及第3導(dǎo)入部d2、d3的兩開口部在第1圓環(huán)10的周方向上設(shè)置在相同的位置、同時在第1圓環(huán)10的直徑的內(nèi)外方向上設(shè)置在不同的位置。在該情況下，可實施為，如圖6(B)所示，在第2及第3導(dǎo)入部d2、d3的兩開口部之間，在第1圓環(huán)10的直徑的內(nèi)外方向上隔開間隔，另外，雖未圖示，也可實施為，不隔開該間隔，立刻使第2被處理流體與第3被處理流體合流。
另外，可實施為，如圖6(C)所示，取代在第2托架21上設(shè)置第1導(dǎo)入部d1，而是與第2導(dǎo)入部d2一起，將第1導(dǎo)入部d1設(shè)置在第1圓環(huán)10上。在該情況下，在第1處理用面1中，第1導(dǎo)入部d1的開口部設(shè)置在第2導(dǎo)入部d2的開口部的上游側(cè)(第1圓環(huán)11的直徑的內(nèi)外方向的內(nèi)側(cè))。在第1導(dǎo)入部d1的開口部與第2導(dǎo)入部d2的開口部之間，在第1圓環(huán)11的直徑的內(nèi)外方向上隔開間隔。但是，雖未圖示，也可不隔開該間隔地實施。
另外，可實施為，如圖6(D)所示，在圖6(C)所示裝置的第1處理用面1中，在第1圓環(huán)10的周方向的不同位置，分別配置第1導(dǎo)入部d1及第2導(dǎo)入部d2的開口部。
另外，雖未圖示，在圖6(C)(D)所示的實施方式中，可實施為，在第1圓環(huán)10上設(shè)置3個以上的導(dǎo)入部，在第2處理用面2上的周方向的不同位置，或者，在圓環(huán)直徑的內(nèi)外方向的不同位置，配置各開口部。例如，也可在第1處理用面1中采用第2處理用面2中所采用的圖3(B)～圖3(F)所示開口部的配置。
如圖7(A)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，取代在第2圓環(huán)20上設(shè)置第2導(dǎo)入部d2，在第1托架11上設(shè)置第2導(dǎo)入部。在該情況下，在被第1托架11上面的第1圓環(huán)10所包圍的部位中，優(yōu)選在第1圓環(huán)10的旋轉(zhuǎn)的中心軸的中心配置第2導(dǎo)入部d2的開口部。
如圖7(B)所示，在圖7(A)所示的實施方式中，可將第3導(dǎo)入部d3設(shè)置于第2圓環(huán)20，將第3導(dǎo)入部d3的開口部配置在第2處理用面2上。
另外，如圖7(C)所示，可實施為，取代在第2托架21上設(shè)置第1導(dǎo)入部d1，在第1托架11上設(shè)置第1導(dǎo)入部d1。在該情況下，在被第1托架11上面的第1圓環(huán)10所包圍的部位中，優(yōu)選在第1圓環(huán)10的旋轉(zhuǎn)的中心軸上配置第1導(dǎo)入部d1的開口部。另外，在該情況下，如圖所示，可將第2導(dǎo)入部d2設(shè)置于第1圓環(huán)10，將其開口部配置在第1處理用面1上。另外，雖未圖示，在該情況下，可將第2導(dǎo)入部d2設(shè)置于第2圓環(huán)20，在第2處理用面2上配置其開口部。
并且，如圖7(D)所示，可實施為，將圖7(C)所示的第2導(dǎo)入部d2與第1導(dǎo)入部d1一起設(shè)置在第1托架11上。在該情況下，在被第1托架11上面的第1圓環(huán)10所包圍的部位中，配置第2導(dǎo)入部d2的開口部。另外，在該情況下，在圖7(C)中，也可把第2圓環(huán)20上設(shè)置的第2導(dǎo)入部d2作為第3導(dǎo)入部d3。
在上述圖1～圖7所示的各實施方式中，第1托架11及第1圓環(huán)10相對于第2托架21及第2圓環(huán)20旋轉(zhuǎn)。此外，如圖8(A)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，在第2托架2上設(shè)置受到來自旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部的旋轉(zhuǎn)力而旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸51，使第2托架21在與第1托架11相反的方向上旋轉(zhuǎn)。對于旋轉(zhuǎn)軸51的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部，也可以與使第1托架11的旋轉(zhuǎn)軸50旋轉(zhuǎn)的裝置分開設(shè)置，或者作為如下實施，即，通過齒輪等動力傳遞手段，從使第1托架11的旋轉(zhuǎn)軸50旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部受到動力。在該情況下，第2托架2與上述殼體分體地形成，并與第1托架11同樣地可旋轉(zhuǎn)地收容在該殼體內(nèi)。
并且，如圖8(B)所示，可實施為，在圖8(A)所示裝置中，與圖7(B)的裝置同樣，在第1托架11上設(shè)置第2導(dǎo)入部d2，以取代在第2圓環(huán)20上設(shè)置第2導(dǎo)入部d2。
另外，雖未圖示，也可實施為，圖8(B)所示裝置中，在第2托架21上設(shè)置第2導(dǎo)入部d2，以取代在第1托架11上設(shè)置第2導(dǎo)入部d2。在該情況下，第2導(dǎo)入部d2與圖4(A)的裝置相同。如圖8(C)所示，也可實施為，在圖8(B)所示裝置中，在第2圓環(huán)20上設(shè)置第3導(dǎo)入部d 3，將該導(dǎo)入部d 3的開口部設(shè)置在第2處理用面2上。
并且，如圖8(D)所示，也可實施為，不使第1托架11旋轉(zhuǎn)，僅旋轉(zhuǎn)第2托架21。雖未圖示，也可實施為，在圖1(B)～圖7所示的裝置中，第2托架21與第1托架11都旋轉(zhuǎn)，或僅第2托架21單獨旋轉(zhuǎn)。
如圖9(A)所示，第2處理用部20為圓環(huán)，第1處理用部10不是圓環(huán)，而是與其它的實施方式的第1托架11同樣的、直接具有旋轉(zhuǎn)軸50作為進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件。在該情況下，將第1處理用部10的上表面作為第1處理用面1，該處理用面不是環(huán)狀，即不具備中空部分，形成一樣的平坦面。并且，在圖9(A)所示裝置中，與圖1(A)的裝置同樣，第2圓環(huán)20上設(shè)有第2導(dǎo)入部d2，其開口部配置在第2處理用面2上。
如圖9(B)所示，可實施為，在圖9(A)所示裝置中，第2托架21與殼體3獨立，在殼體3與該第2托架21之間，設(shè)置接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4，該接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4是使第2托架21向設(shè)有第2圓環(huán)20的第1處理用部10接近·分離的彈性體等。在該情況下，如圖9(C)所示，第2處理用部20不形成圓環(huán)，作為相當(dāng)于上述第2托架21的構(gòu)件，可將該構(gòu)件的下表面作為第2處理用面2來形成。并且，如圖10(A)所示，可實施為，在圖9(C)所示裝置中，第1處理用部10也不形成圓環(huán)，與圖9(A)(B)所示裝置一樣，在其它的實施方式中，將相當(dāng)于第1托架11的部位作為第1處理用部10，將其上表面作為第1處理用面1。
在上述各實施方式中，至少第1被處理流體是從第1處理用部10與第2處理用部20即第1圓環(huán)10與第2圓環(huán)20的中心部供給的，通過利用其它的被處理流體所進(jìn)行的處理，即混合(反應(yīng))后，被排出至其直徑的內(nèi)外方向的外側(cè)。
此外，如圖10(B)所示，也可實施為，從第1圓環(huán)10及第2圓環(huán)20的外側(cè)朝向內(nèi)側(cè)供給第1被處理流體。在該情況下，如圖所示，以殼體3密閉第1托架11及第2托架21的外側(cè)，將第1導(dǎo)入部d1直接設(shè)置于該殼體3，在殼體的內(nèi)側(cè)，該導(dǎo)入部的開口部配置在與兩圓環(huán)10、20的對接位置相對應(yīng)的部位。并且，圖1(A)的裝置中，在設(shè)有第1導(dǎo)入部d1的位置，即成為第1托架11中的圓環(huán)1的中心的位置，設(shè)有排出部36。另外，夾著托架的旋轉(zhuǎn)的中心軸，在殼體的該開口部的相反側(cè)配置第2導(dǎo)入部d2的開口部。但是，第2導(dǎo)入部d的開口部與第1導(dǎo)入部d1的開口部相同，只要是在殼體的內(nèi)側(cè)并且配置在與兩圓環(huán)10、20的對接位置相對應(yīng)的部位即可，而不限定為上述那樣的形成在第1導(dǎo)入部d1的開口部的相反側(cè)。
在該情況下，兩圓環(huán)10、20的直徑的外側(cè)成為上游，兩圓環(huán)10、20的內(nèi)側(cè)成為下游側(cè)。
這樣，在從外側(cè)向內(nèi)側(cè)進(jìn)行被處理流體的移動的情況下，如圖16(E)所示，可在第1處理用部10的第1處理用面1中，從第1處理用部10的外側(cè)向中心側(cè)延伸的溝槽狀凹部13...13來實施。通過形成這樣的凹部13...13，對于上述的平衡K，優(yōu)選形成100％以上的不平衡型。其結(jié)果，在旋轉(zhuǎn)時，在上述的溝槽狀的凹部13...13中產(chǎn)生動壓，兩處理用面1、2可可靠地非接觸地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由接觸產(chǎn)生的磨耗等的危險消失，在如圖16(E)所示的實施方式中，由處理流體的壓力產(chǎn)生的分離力，在凹部13的內(nèi)端13a處產(chǎn)生。
如圖10(C)所示，可實施為，在圖10(B)所示裝置中，將設(shè)置于殼體3的側(cè)部的第2導(dǎo)入部d2，改變該位置，設(shè)置于第1圓環(huán)11上，將其開口部配置在第1處理用面1上。在該情況下，如圖10(D)所示，可實施為，第1處理用部10不作為圓環(huán)形成，與圖9(A)、圖9(B)、圖10(A)所示裝置相同，在其它的實施方式中，將相當(dāng)于第1托架11的部位作為第1處理用部10，將其上表面作為第1處理用面1，并且，將第2導(dǎo)入部d2設(shè)置于該第1處理用部10內(nèi)，將其開口部設(shè)置在第1處理用面1上。
如圖11(A)所示，可實施為，在圖10(D)所示的裝置中，第2處理用部20不作為圓環(huán)形成，在其它的實施方式中，將相當(dāng)于第2托架21的構(gòu)件作為第2處理用部20，將其下表面作為第2處理用面2。而且，可以實施為，將第2處理用部20作為與殼體3獨立的構(gòu)件，在殼體3與第2處理用部20之間，與圖9(B)(C)、圖10(A)所示裝置相同，設(shè)有接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4。
另外，如圖11(B)所示，也可實施為，將圖11(A)所示裝置的第2導(dǎo)入部d2作為第3導(dǎo)入部d3，另外設(shè)置第2導(dǎo)入部d2。在該情況下，在第2處理用面2中，將第2導(dǎo)入部d2的開口部相比第3導(dǎo)入部d3的開口部配置在下游側(cè)。
上述圖4所示的各裝置、圖5(A)、圖7(A)(B)(D)、圖8(B)(C)所示裝置是其它被處理流體在到達(dá)處理用面1、2之間之前與第1被處理流體合流的裝置，不適合結(jié)晶、析出的反應(yīng)快速的物質(zhì)。但是，對于反應(yīng)速度慢的物質(zhì)則可采用這樣的裝置。
關(guān)于適合本申請所涉及的方法發(fā)明的實施的流體處理裝置，歸納如下。
如上所述，該流體處理裝置具有流體壓力賦予機(jī)構(gòu)，該流體壓力賦予機(jī)構(gòu)對被處理流體賦予規(guī)定壓力；第1處理用部10和第2處理用部20的至少2個處理用部，該第1處理用部10設(shè)置在該規(guī)定壓力的被處理流體流過的被密封了的流體流路中，該第2處理用部20相對于第1處理部10能夠相對地接近分離；該第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個處理用面，第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個處理用面在上述處理用部10、20中相互對向的設(shè)置；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)使第1處理用部10與第2處理用部20相對地旋轉(zhuǎn)；在兩處理用面1、2之間，進(jìn)行至少2種被處理流體的混合的的處理(在伴有反應(yīng)的情況下也進(jìn)行反應(yīng)的處理)。在第1處理用部10和第2處理用部20中的至少第2處理用部20具有受壓面，并且該受壓面的至少一部分由第2處理用面2構(gòu)成，受壓面受到流體壓力賦予機(jī)構(gòu)賦予被處理流體的至少一方的壓力，產(chǎn)生在第2處理用面2從第1處理用面1分離的方向上使其移動的力。而且，在該裝置中，在可接近分離且相對地旋轉(zhuǎn)的第1處理用面1與第2處理用面2之間，通入受到上述的壓力的被處理流體，由此，各被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面1、2之間，從而，在該被處理流體間產(chǎn)生所希望的混合狀態(tài)(反應(yīng))。
另外，在該流體處理裝置中，優(yōu)選采用具備緩沖機(jī)構(gòu)的裝置，該緩沖機(jī)構(gòu)調(diào)整第1處理用面1及第2處理用面2的至少一方的微振動、定位。
另外，在該流體處理裝置中，優(yōu)選采用具備位移調(diào)整機(jī)構(gòu)，該位移調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整第1處理用面1及第2處理用面2的一方或雙方的、由磨耗等導(dǎo)致的軸方向的位移，可維持兩處理用面1、2之間的流體膜的膜厚。
并且，在該流體處理裝置中，作為上述的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)，可采用對被處理流體施加一定的送入壓力的壓縮機(jī)等的加壓裝置。
予以說明的是，這是因為上述的加壓裝置采用進(jìn)行送入壓力的增減的調(diào)整的裝置。該加壓裝置需要能將設(shè)定的壓力保持一定，但作為調(diào)整處理用面間的間隔的參數(shù)，也有必要能進(jìn)行調(diào)整。
另外，在該流體處理裝置中，可以采用具有分離抑制部的結(jié)構(gòu)，該分離抑制部規(guī)定上述的第1處理用面1與第2處理用面2之間的最大間隔，抑制最大間隔以上的兩處理用面1、2的分離。
而且另外，在該流體處理裝置中，可以采用具有接近抑制部的結(jié)構(gòu)，該接近抑制部規(guī)定上述第1處理用面1與第2處理用面2之間的最小間隔，抑制最小間隔以下的兩處理用面1、2的接近。
并且，在該流體處理裝置中，可以采用以下結(jié)構(gòu)，即，第1處理用面1與第2處理用面2雙方朝著相互想法反的方向旋轉(zhuǎn)。
另外，在該流體處理裝置中，可以采用具有溫度調(diào)整用的封套的結(jié)構(gòu)，該溫度調(diào)整用的封套調(diào)整上述第1處理用面1與第2處理用面2的一方或雙方的溫度。
另外進(jìn)一步，在該流體處理裝置中，優(yōu)選采用以下結(jié)構(gòu)，即，上述第1處理用面1與第2處理用面2的一方或雙方的至少一部分進(jìn)行了鏡面加工。
在該流體處理裝置中，可以采用以下結(jié)構(gòu)，即，上述第1處理用面1與第2處理用面2的一方或雙方具有凹部。
并且，在該流體處理裝置中，優(yōu)選采用以下結(jié)構(gòu)，即，作為向一方的被處理流體中混合(反應(yīng))的另一方的被處理流體的供給手段，具有獨立于一方的被處理流體的通道的另外的導(dǎo)入路，在上述第1處理用面1與第2處理用面2的至少任意一方上，具有與上述另外的導(dǎo)入路相通的開口部，可以將從該另外的導(dǎo)入路輸送的另一方的被處理流體導(dǎo)入上述一方的被處理流體。
另外，作為實施本申請發(fā)明的流體處理裝置，可采用如下具有流體壓力賦予機(jī)構(gòu)，該流體壓力賦予機(jī)構(gòu)對被處理流體附加規(guī)定壓力；第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個可相對地接近分離的處理用面，該第1處理用面1及第2處理用面2與該規(guī)定壓力的被處理流體流過的被密封了的流體流路連接；接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)，該接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)對兩處理用面1、2間賦予接觸表面壓力；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)使第1處理用面1及第2處理用面2相對旋轉(zhuǎn)；由此，在兩處理用面1、2間，進(jìn)行至少2種的被處理流體的混合(反應(yīng))處理，在被賦予接觸表面壓力的同時相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用面1及第2處理用面2之間，通入從流體壓力賦予機(jī)構(gòu)賦予了壓力的至少1種被處理流體，并且，通過通入另一種被處理流體，從流體壓力賦予機(jī)構(gòu)被賦予了壓力的上述1種被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜，一邊通過兩處理用面1、2之間，此時，該另一種被處理流體被混合，在被處理流體間，發(fā)生所希望的混合狀態(tài)(反應(yīng))。
該接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)可以構(gòu)成上述裝置中的調(diào)整微振動、定位的緩沖機(jī)構(gòu)或位移調(diào)整機(jī)構(gòu)來實施。
進(jìn)而，作為實施本申請發(fā)明的流體處理裝置，可以采用以下裝置，即，該裝置具有第1導(dǎo)入部，該第1導(dǎo)入部將被混合(反應(yīng))的2種被處理流體中的至少一方的被處理流體導(dǎo)入該裝置；流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p，該流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p連接于第1導(dǎo)入部并向該一方的被處理流體賦予壓力；第2導(dǎo)入部，該第2導(dǎo)入部將被混合(反應(yīng))的2種被處理流體中的至少其它一方的被處理流體導(dǎo)入該裝置；至少2個處理用部，該至少2個處理用部為設(shè)置于該一方的被處理流體流過的被密封了的流體流路的第1處理用部10和相對于第1處理用部10可相對接近·分離的第2處理用部20；第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個處理用面，該第1處理用面1及第2處理用面2在這些處理用部10、20中設(shè)置在相互對向的位置；托架21，該托架21以第2處理用面2露出的方式收容第2處理用部20；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)使第1處理用部10與第2處理用部20相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4，該接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4推壓第2處理用部20，使第2處理用面2相對于第1處理用面1處于壓接或接近的狀態(tài)；在兩處理用面1、2間，進(jìn)行被處理流體間的混合(反應(yīng))處理，上述托架21是不可動體，以使得在具有上述第1導(dǎo)入部的開口部的同時，對處理用面1、2間的間隔給予影響，第1處理用部10與第2導(dǎo)入部20的至少一方具有上述第2導(dǎo)入部的開口部，第2處理用部20為環(huán)狀體，第2處理用面2相對于托架21滑動，與第1處理用面1接近分離，第2處理用部20具有受壓面，受壓面受到流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p賦予被處理流體的壓力的作用，在使第2處理用面2從第1處理用面1分離的方向上產(chǎn)生使其移動的力，上述受壓面的至少一部分由第2處理用面2構(gòu)成，在可接近·分離且相對旋轉(zhuǎn)的第1處理用面1與第2處理用面2之間，被賦予了壓力的一方的被處理流體通入，同時，通過將另外一方的被處理流體供給到兩處理用面1、2間，兩被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面1、2間，將通過中的被處理流體混合，由此促進(jìn)被處理流體間的所希望的混合(反應(yīng))，通過接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)4的接觸表面壓力與流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p所賦予的流體壓力的使兩處理用面1、2之間分離的力的均衡，在兩處理用面1、2間保持產(chǎn)生上述規(guī)定膜厚的流體膜的微小間隔。
該流體處理裝置也可實施為，第2導(dǎo)入部也與連接于第1導(dǎo)入部一樣地連接于另外的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)，從而被加壓。并且，也可實施為，從第2導(dǎo)入部導(dǎo)入的被處理流體不是被另外的流體壓力賦予機(jī)構(gòu)加壓，而是被第2導(dǎo)入部中產(chǎn)生的負(fù)壓吸引并供給到兩處理用面1、2之間，上述負(fù)壓是由第1導(dǎo)入部所導(dǎo)入的被處理流體的流體壓力所產(chǎn)生的。并且，也可實施為，該另一方的被處理流體在第2導(dǎo)入部內(nèi)通過其自重移動，即從上方流向下方，從而被供給至處理用面1、2之間。
如上所述，不僅限于將第1導(dǎo)入部的開口部設(shè)置在第2托架上，也可將第1導(dǎo)入部的該開口部設(shè)置在第1托架上，上述第1導(dǎo)入部的開口部成為一方的被處理流體的向裝置內(nèi)的供給口。另外，也可實施為，將第1導(dǎo)入部的該開口部形成在兩處理用面的至少一方。但是，在以下情況下，即，根據(jù)反應(yīng)，有必要從第1導(dǎo)入部供給必須先導(dǎo)入處理用面1、2之間的被處理流體的情況下，形成另一方的被處理流體的裝置內(nèi)的供給口的第2導(dǎo)入部的開口部無論位于哪一個處理用面，相比上述第1導(dǎo)入部的開口部都必須配置在下游側(cè)的位置。
并且，作為用于實施本申請發(fā)明的流體處理裝置，可采用以下的裝置。
該流體處理裝置具有多個的導(dǎo)入部，該多個的導(dǎo)入部分別導(dǎo)入混合(反應(yīng))的2種以上的被處理流體；流體壓力賦予機(jī)構(gòu)p，該流體壓力賦予機(jī)構(gòu)對該2種以上的被處理流體的至少一種賦予壓力；至少2個處理用部，該至少2個處理用部是設(shè)置在該被處理流體流動的被密封了的流體流路中的第1處理用部10與可相對于第1處理用部10相對地接近·分離的第2處理用部20；第1處理用面1及第2處理用面2的至少2個處理用面1、2，該第1處理用面1及第2處理用面2設(shè)置在這些處理用部10、20中相互對向的位置；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)使第1處理用部10與第2處理用部20相對旋轉(zhuǎn)；在兩處理用面1、2間，進(jìn)行被處理流體間的混合(反應(yīng))處理，在第1處理用部10與第2處理用部20中，至少第2處理用部20具有受壓面，并且，該受壓面的至少一部分由第2處理用面2構(gòu)成，受壓面受到流體壓力賦予機(jī)構(gòu)賦予被處理流體的壓力，在使第2處理用面2從第1處理用面1分離方向上產(chǎn)生使其移動的力，并且，第2處理用部20具有朝向與第2處理用面2相反側(cè)的接近用調(diào)整面24，接近用調(diào)整面24受到施加在被處理流體上的規(guī)定壓力，在使第2處理用面2向第1處理用面1接近的方向上產(chǎn)生使其移動的力，通過上述接近用調(diào)整面24的接近分離方向的投影面積與上述受壓面的接近分離方向的投影面積的面積比，決定第2處理用面2相對于第1處理用面1向分離方向移動的力，該力作為從被處理流體所受到的全壓力的合力，被賦予了壓力的被處理流體通入可接近分離且相對進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用面1與第2處理用面2之間，在該被處理流體中被混合(反應(yīng))的其它的被處理流體在兩處理用面間被混合，被混合的被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面1、2間，在處理用面間的通過中得到所希望的產(chǎn)物。
另外，對本申請發(fā)明的處理方法歸納如下。該流體處理方法為賦予第1被處理流體規(guī)定壓力，將第1處理用面1及第2處理用面2至少的2個可相對接近·分離的處理用面連接于受到該規(guī)定壓力的被處理流體所流過的被密封了的流體流路，賦予使兩處理用面1、2接近的接觸表面壓力，使第1處理用面1與第2處理用面2相對地旋轉(zhuǎn)、且將被處理流體導(dǎo)入該處理用面1、2間，通過除了上述外的流路，將與該被處理流體混合(反應(yīng))的第2被處理流體導(dǎo)入上述處理用面1、2間，使兩被處理流體混合(反應(yīng))，至少將賦予第1被處理流體的上述規(guī)定壓力作為使兩處理用面1、2分離的分離力，使該分離力與上述接觸表面壓力介由處理用面1、2間的被處理流體而均衡，由此在兩處理用面1、2間維持規(guī)定的微小間隔，被處理流體成為規(guī)定厚度的流體膜通過兩處理用面1、2間，在該通過中均勻地進(jìn)行兩被處理流體的混合(反應(yīng))，在伴有析出反應(yīng)的情況下，可結(jié)晶、析出所希望的反應(yīng)產(chǎn)物。
以下，對本申請發(fā)明的其它實施方式進(jìn)行說明。圖25是在可接近·分離的至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間對被處理物進(jìn)行處理流體處理裝置的簡略化剖面圖。圖26的(A)為圖25所示裝置的第1處理用面的簡略化俯視圖，(B)為圖25所示裝置的處理用面的主要部分的放大圖。圖27的(A)為第2導(dǎo)入路的剖面圖，(B)是用于說明第2導(dǎo)入路的處理用面的主要部分的放大圖。
在圖25中，U表示上方，S表示下方。圖26(A)、圖27(B)中，R表示旋轉(zhuǎn)方向。在圖27(B)中，C表示離心力的方向(半徑方向)。
該裝置使用至少2種流體，其中至少1種流體含有至少1種被處理物，在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間，使上述各流體合流而形成薄膜流體，在該薄膜流體中對上述的被處理物進(jìn)行處理反應(yīng)。予以說明的是，上述的“處理”，不限予被處理物反應(yīng)的形式，也包括不伴有反應(yīng)而僅僅進(jìn)行混合·分散的形式。
如圖25所示，該裝置具有第1托架11、在第1托架11上方配置的第2托架21、流體壓力賦予機(jī)構(gòu)P、及接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)。接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)由彈簧43及空氣導(dǎo)入部44構(gòu)成。
在第1托架11上設(shè)有第1處理用部10及旋轉(zhuǎn)軸50。第1處理用部10是稱為配合環(huán)的環(huán)狀體，具有被鏡面加工了的第1處理用面1。旋轉(zhuǎn)軸50以螺栓等的固定件81固定在第1托架11的中心，其后端與電動機(jī)等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置82(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu))連接，將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置82的驅(qū)動力傳遞給第1托架11而使該第1托架11旋轉(zhuǎn)。第1處理用部10與上述第1托架11成為一體而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
在第1托架11的上部，設(shè)有可收容第1處理用部10的收容部，通過嵌入該收容部內(nèi)，第1處理用部10安裝在第1托架11上。并且，第1處理用部10通過止轉(zhuǎn)銷83固定，以使得不相對于第1托架11旋轉(zhuǎn)。但是，也可以取代止轉(zhuǎn)銷83，以熱壓配合等方法固定以使得不旋轉(zhuǎn)。
上述第1處理用面1從第1托架11露出，朝向第2托架21。第1處理用面的材質(zhì)采用對陶瓷、燒結(jié)金屬、耐磨耗鋼、其它金屬實施了固化處理的材質(zhì)、對硬質(zhì)材料進(jìn)行內(nèi)襯、涂覆、實行了鍍覆等的材質(zhì)。
在第2托架21上設(shè)有第2處理用部20；從處理用部內(nèi)側(cè)導(dǎo)入流體的第1導(dǎo)入部d1；作為上述的接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)的彈簧43；和空氣導(dǎo)入部44。
第2處理用部20是稱為壓縮環(huán)的環(huán)狀體，具有被鏡面加工了的第2處理用面2以及受壓面23(以下稱其為分離用調(diào)整面23)，該受壓面23位于第2處理用面2的內(nèi)側(cè)并與該第2處理用面2鄰接。如圖所示，該分離用調(diào)整面23為傾斜面。對第2處理用面2所施加的鏡面加工采用與上述的第1處理用面1相同的方法。另外，第2處理用部20的原材料采用與第1處理用部10相同的原材料。分離用調(diào)整面23與環(huán)狀的第2處理用部20的內(nèi)周面25鄰接。
在第2托架21的底部(下部)，形成圓環(huán)收容部41，O形圓環(huán)與第2處理用部20一起被收容在該圓環(huán)收容部41內(nèi)。并且，通過止轉(zhuǎn)銷84，第2處理用部20相對于第2托架21不旋轉(zhuǎn)地被收容。上述第2處理用面2從第2托架21露出。在該狀態(tài)下，第2處理用面2與第1處理用部10的第1處理用面1面對。
該第2托架21所具有的圓環(huán)收容部41是收容第2圓環(huán)20的、主要是處理用面2側(cè)的相反側(cè)的部位的凹部，在俯視時，為形成環(huán)狀的溝槽。
圓環(huán)收容部41以大于第2圓環(huán)20的尺寸的方式形成，在其與第2圓環(huán)20之間具有充分的間隔，收容第2圓環(huán)20。
通過該間隔，該第2處理用部20以能夠在收容部41的軸向以及在與該軸向交叉的方向位移的方式收容在該圓環(huán)收容部41內(nèi)。并且，該第2處理用部20以能夠以如下方式位移的方式被收容，即，相對于圓環(huán)收容部41，使第2處理用部20的中心線(軸方向)與上述圓環(huán)收容部41的軸方向不平行。
至少在第2托架21的圓環(huán)收容部41中設(shè)有作為處理用部彈壓部的彈簧43。彈簧43將第2處理用部20向第1處理用部10彈壓。并且，作為其它的彈壓方法，也可使用空氣導(dǎo)入部44等供給空氣壓力或其它流體壓力的加壓手段，將第2托架21保持的第2處理用部20朝著接近第1處理用部10的方向彈壓。
彈簧43及空氣導(dǎo)入部44等接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)將第2處理用部20的周方向的各位置(處理用面的各位置)均等地向第1處理用部10彈壓。
在該第2托架21的中央設(shè)有上述第1導(dǎo)入部d1，從第1導(dǎo)入部d1朝著處理用部外周側(cè)被壓送的流體首先被導(dǎo)入以下空間內(nèi)，即，該第2托架21保持的第2處理用部20、第1處理用部10及保持該第1處理用部10的第1托架11所圍的空間內(nèi)。并且，在使第2處理用部20克服彈壓部的彈壓而從第1處理用部10分離的方向上，在第2處理用部20中設(shè)置的受壓面23上，受到來自流體壓力賦予機(jī)構(gòu)P所產(chǎn)生的上述流體的輸送壓力(供給壓力)。
予以說明的是，在其它位置，為簡略說明，雖僅對受壓面23加以說明，但是，正確而言，如圖29(A)(B)所示，與上述受壓面23一起，在與后述溝槽狀的凹部13的第2處理用部20相對應(yīng)的軸方向投影面中，將未設(shè)有上述受壓面23的部分23X也作為受壓面，受到流體壓力賦予機(jī)構(gòu)P所產(chǎn)生的上述流體的輸送壓力(供給壓力)。
也可實施為，不設(shè)置上述受壓面23。在該情況下，如圖26(A)所示，也可使用通過第1處理用面1旋轉(zhuǎn)而得到的被處理流體向處理用面間的導(dǎo)入效果(微泵效果)，上述第1處理用面1具有接觸表面壓力賦予機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能而形成的溝槽狀的凹部13。這里的微泵效果是指，通過第1處理用面1的旋轉(zhuǎn)，凹部內(nèi)的流體具有速度地向凹部13的外周方向前端前進(jìn)，接著送入凹部13的前端的流體進(jìn)一步受到來自凹部13的內(nèi)周方向的壓力，最終形成向使處理用面分離的方向的壓力，同時具有將流體導(dǎo)入處理用面間的效果。并且，即使在不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況下，設(shè)置于第1處理用面1的凹部13內(nèi)的流體所受壓力最終作用在第2處理用面2上，該第2處理用面2作為作用于分離側(cè)的受壓面。
對于設(shè)置于處理用面的凹部13，可對應(yīng)于含有被處理物及產(chǎn)物的流體的物性來實施其深度、相對于處理用面在水平方向的總面積、條數(shù)、及形狀。
予以說明的是，可實施為，將上述受壓面23與上述凹部13一同設(shè)置在一個裝置內(nèi)。
對于該凹部13的深度，是1μm～50μm，更優(yōu)選3μm至20μm，并且為設(shè)置在上述處理用面上的凹部，相對于處理用面在水平方向的總面積占處理用面整體的5％～50％，優(yōu)選15％～25％，并且為設(shè)置在上述處理用面上的凹部，其條數(shù)為3～50條，優(yōu)選8～24條，形狀為在處理用面上的彎曲或螺旋狀延伸的形狀，或者為呈L字形彎折的形狀，并且深度具有梯度，從高粘度區(qū)域到低粘度區(qū)域，即使在利用微泵效果導(dǎo)入的流體含有固體的情況下，也可將流體穩(wěn)定地導(dǎo)入處理用面間。并且，設(shè)置在處理用面上的凹部在導(dǎo)入側(cè)即處理用面內(nèi)側(cè)各凹部之間可以彼此連接，也可以斷開。
如上所述，受壓面23為傾斜面。該傾斜面(受壓面23)以如下方式形成，即，以被處理流體的流動方向為基準(zhǔn)的上游側(cè)端部的、與設(shè)有凹部13的處理用部的處理用面相對的軸方向上的距離，比下游側(cè)端部的同距離大。而且，優(yōu)選該傾斜面的以被處理流體的流動方向為基準(zhǔn)的下游側(cè)端部設(shè)置在上述凹部13的軸方向投影面上。
具體而言如圖28(A)所示，上述傾斜面(受壓面23)的下游側(cè)端部60設(shè)置為使得在上述凹部13的軸方向投影面上。上述傾斜面的相對于第2處理用面2的角度θ1優(yōu)選在0.1°至85°的范圍，更優(yōu)選在10°至55°的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選在15°至45°的范圍。該角度θ1可根據(jù)被處理物的處理前的性狀進(jìn)行適當(dāng)變更。另外，上述傾斜面的下游側(cè)端部60設(shè)置在以下區(qū)域，即，從與第1處理用面1上設(shè)置的凹部13的上游側(cè)端部13-b向下游側(cè)離開0.01mm的位置開始，到與下游側(cè)端部13-c向上游側(cè)離開0.5mm的位置為止的區(qū)域內(nèi)。更優(yōu)選的是，設(shè)置在以下區(qū)域內(nèi)，即，從與上游側(cè)端部13-b向下游側(cè)離開0.05mm的位置開始，到與下游側(cè)端部13-c向上游側(cè)離開1.0mm的位置為止的區(qū)域內(nèi)。與上述傾斜面的角度相同，對于該下游側(cè)端部60的位置，也可根據(jù)被處理物的性狀進(jìn)行適當(dāng)變更。另外，也可如圖28(B)所示將傾斜面(受壓面23)作為弧形面來實施。由此，可進(jìn)一步均勻地進(jìn)行被處理物的導(dǎo)入。
凹部13除如上述那樣連接之外，也可實施為間斷的形式。在間斷的情況下，間斷的凹部13的、第1處理用面1的最內(nèi)周側(cè)上的上游側(cè)端部成為上述13-b；同樣第1處理用面1的最外周側(cè)上的上游側(cè)端部形成成為13-c。
另外，雖然在上述中將凹部13形成在第1處理用面1上、將受壓面23形成在第2處理用面2上，但是，也可相反地實施為將凹部13形成在第2處理用面2上，將受壓面23形成在第1處理用面1上。
進(jìn)一步，也可為將凹部13形成在第1處理用面1與第2處理用面2兩方、將凹部13與受壓面23交替地設(shè)置在各處理用面1、2的周方向上，由此第1處理用面1上形成的凹部13與第2處理用面2上形成的受壓面23對向、同時、第1處理用面1上形成的受壓面23與第2處理用面2上形成的凹部13對向。
在處理用面上，也可實施與凹部13不同的溝槽。作為具體的實例，如圖16(F)、圖16(G)所示，在較凹部13的徑向外側(cè)(圖16(F))或徑向內(nèi)側(cè)(圖16(G))，可實施放射狀延伸的新的凹部14。這在想延長在處理用面間的停留時間的情況下、處理高粘稠物的流體的情況下是有利的。
予以說明的是，對于與凹部13不同的溝槽，并不對形狀、面積、條數(shù)、深度作特別限定?？筛鶕?jù)目的實施該溝槽。
在上述的第2處理用部20中，獨立于被導(dǎo)入上述處理用面的流體的流路，形成具有與處理用面間相通的開口部d20的第2導(dǎo)入部d2。
具體而言，第2導(dǎo)入部d2，如圖27(A)所示，從上述的第2處理用面2的開口部d20的導(dǎo)入方向相對于第2處理用面2以規(guī)定的仰角(θ1)傾斜。該仰角(θ1)被設(shè)定為大于0度小于90度，并且在反應(yīng)速度快的反應(yīng)的情況下，優(yōu)選設(shè)置為1度以上45度以下。
另外，如圖27(B)所示，從上述的第2處理用面2的開口部d20的導(dǎo)入方向在沿上述第2處理用面2的平面內(nèi)具有方向性。對于該第2流體的導(dǎo)入方向，處理用面的半徑方向的成分為從中心遠(yuǎn)離的外方向，并且，與旋轉(zhuǎn)的處理用面間的流體的旋轉(zhuǎn)方向相對的成分為正向。換言之，以通過開口部d20的半徑方向即外方向的線段作為基準(zhǔn)線g，從該基準(zhǔn)線g向旋轉(zhuǎn)方向R具有固定的角度(θ2)。
對于該角度(θ2)，也設(shè)定為大于0度小于90度，向圖27(B)的網(wǎng)線部分，從開口部d20被排出。并且在反應(yīng)速度快的反應(yīng)的情況下，該角度(θ2)也可為小的角度，在反應(yīng)速度慢的反應(yīng)的情況下，優(yōu)選該角度(θ2)設(shè)定為大的角度。另外，該角度可根據(jù)流體的種類、反應(yīng)速度、粘度、處理用面的旋轉(zhuǎn)速度等的各種條件進(jìn)行變更來實施。
開口部d20的口徑優(yōu)選為0.2μm～3000μm，更優(yōu)選為10μm～1000μm。另外實質(zhì)上，在開口部d20的直徑不影響流體的流動的情況下，第2導(dǎo)入部d2的直徑設(shè)置在該范圍內(nèi)即可。另外，在要求直線傳播性的情況下和要求擴(kuò)散性的情況下，優(yōu)選使開口部d20的形狀等變化，這些可根據(jù)流體的種類、反應(yīng)速度、粘度、處理用面的旋轉(zhuǎn)速度等各種條件進(jìn)行變更來實施。
并且，上述另外的流路中的開口部d20可設(shè)置在以下點的外徑側(cè)，即，從設(shè)置在第1處理用面1的凹部通過微泵效果導(dǎo)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。即，圖26(B)中，優(yōu)選從第1處理用面1上設(shè)置的凹部13的處理用面徑向最外側(cè)向徑向外側(cè)的距離n為0.5mm以上。并且在對相同流體設(shè)置多個開口部的情況下，優(yōu)選設(shè)置在同心圓上。另外，在對不同流體設(shè)置多個開口部的情況下，優(yōu)選設(shè)置在半徑不同的同心圓上。如以(1)A+B→C(2)C+D→E這樣的反應(yīng)以順序進(jìn)行，有效地避免A+B+C→F這樣本來不應(yīng)該同時反應(yīng)的反應(yīng)發(fā)生、被處理物無法有效的接觸而不進(jìn)行反應(yīng)這樣的問題。
另外可實施為，將上述處理用部浸入流體中，將在上述處理用面間混合(反應(yīng))而得到的流體直接投入到在處理用部的外部的液體、或空氣以外的氣體中。
并且也可對剛剛從處理用面間或處理用面排出的被處理物附加超聲波能。
接著，為了在上述第1處理用面1與第2處理用面2之間，即處理用面間產(chǎn)生溫度差，對于第1處理用部10及第2處理用部20的至少之一設(shè)置調(diào)溫機(jī)構(gòu)(溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))J1、J2的情況進(jìn)行說明。
雖然該調(diào)溫機(jī)構(gòu)沒有特別的限定，但是，在以冷卻為目的的情況下，將冷卻部設(shè)置于處理用部10、20。具體而言，將作為調(diào)溫用介質(zhì)的冰水、各種冷介質(zhì)所通過的配管或者珀爾帖元件等能夠電或化學(xué)地進(jìn)行冷卻作用的冷卻元件安裝于處理用部10、20。
在以加熱為目的的情況下，在處理用部10、20上設(shè)有加熱部。具體而言，將作為調(diào)溫用介質(zhì)的蒸汽、各種熱介質(zhì)所通過的配管、或電加熱器等的能夠電或化學(xué)地進(jìn)行發(fā)熱作用的發(fā)熱元件安裝于處理用部10、20。
另外，也可在圓環(huán)收容部設(shè)置可與處理用部直接接觸的新的調(diào)溫用介質(zhì)用的收容部。由此，可以利用處理用部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行處理用面的調(diào)溫。并且，將冷卻元件、發(fā)熱元件埋入處理用部10、20中并通電，或埋入冷熱介質(zhì)通過用通道并使調(diào)溫用介質(zhì)(冷熱介質(zhì))通過該通道，從而能夠從內(nèi)側(cè)對處理用面進(jìn)行調(diào)溫。予以說明的是，圖25所示的調(diào)溫機(jī)構(gòu)J1、J2為其一例，是設(shè)置在各處理用部10、20內(nèi)部的調(diào)溫用介質(zhì)所通過的配管(封套)。
利用上述調(diào)溫機(jī)構(gòu)J1、J2，使一方的處理用面的溫度高于另一方的處理用面溫度，在處理用面間產(chǎn)生溫度差。例如，將第1處理用部10以上述任意的方法加溫至60℃，將第2處理用部20以上述任意的方法加溫至15℃。此時，導(dǎo)入處理用面間的流體的溫度從第1處理用面1向第2處理用面2從60℃變化至15℃。即，該處理用面間的流體中產(chǎn)生溫度梯度。而且，處理用面間的流體由于該溫度梯度開始對流，產(chǎn)生相對于處理用面垂直方向的流動。予以說明的是，上述的“垂直方向的流動”是指流動的方向成分中，至少含有垂直上述處理用面的成分。
即使在第1處理用面1或第2處理用面2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的情況下，由于相對于該處理用面垂直方向的流動持續(xù)，因此，可對處理用面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的處理用面間的螺旋狀層流的流動附加垂直方向的流動。該處理用面間的溫度差可實施為1℃～400℃，優(yōu)選為5℃～100℃。
予以說明的是，本裝置中的旋轉(zhuǎn)軸50并不限定為垂直地配置。例如也可為傾斜地配置。這是因為在處理中，通過在兩處理用面1、2之間形成的流體的薄膜，實質(zhì)上可排除重力的影響。如圖25所示，第1導(dǎo)入部d1在第2托架21中與第2圓環(huán)20的軸心一致，并上下垂直地延伸。但是，第1導(dǎo)入部d1并不限于與第2圓環(huán)20的軸心一致，如果能向兩圓環(huán)10、20所圍空間供給第1被處理流體，在第2托架21的中央部分22中，也可設(shè)置在上述軸心以外的位置，并且，也可為非垂直而是斜向延伸。無論在哪個配置角度的情況下，通過處理用面間的溫度梯度，可產(chǎn)生相對于處理用面垂直的流動。
上述處理用面間的流體的溫度梯度中，如果其溫度梯度小，則僅僅進(jìn)行對流體熱傳導(dǎo)，但如果溫度梯度超過某臨界值，流體中產(chǎn)生所謂的貝納德(ベナ一ル)對流現(xiàn)象。該現(xiàn)象，在處理用面間的距離為L、重力加速度為g、流體的體積熱膨脹率為β、流體的運(yùn)動粘度系數(shù)為ν、流體的溫度傳導(dǎo)率為α、處理用面間的溫度差為ΔT時，被以下式定義的無因次數(shù)的瑞利(レイリ一)數(shù)Ra所支配。
Ra＝L3·g·β·ΔT/(α·ν) 開始產(chǎn)生貝納德對流的臨界瑞利數(shù)根據(jù)處理用面與被處理物流體的分界面的性質(zhì)而不同，但大約為1700。比其大時產(chǎn)生貝納德對流。并且，當(dāng)該瑞利數(shù)Ra滿足大于1010附近的值的條件時，流體為紊流狀態(tài)。即，通過調(diào)節(jié)該處理用面間的溫度差ΔT或處理用面的距離L、以使瑞利數(shù)Ra為1700以上的方式調(diào)節(jié)本裝置，可在處理用面間產(chǎn)生相對于處理用面垂直方向的流動，可實施上述混合(反應(yīng))操作。
但是，上述貝納德對流在1～10μm左右的處理用面間的距離中難以產(chǎn)生。嚴(yán)密來說，上述瑞利數(shù)適用于10μm以下的間隔中的流體，當(dāng)研究貝納德對流的發(fā)生條件時，如果為水，則其溫度差必須為數(shù)千℃以上，現(xiàn)實中很難實現(xiàn)。貝納德對流是由流體的溫度梯度的密度差所形成的對流，即與重力相關(guān)的對流。10μm以下的處理用面之間為微重力場的可能性高，在這樣的情況，浮力對流被抑制。即，在該裝置中現(xiàn)實地產(chǎn)生貝納德對流的是在處理用面間的距離超過10μm的情況。
當(dāng)處理用面間的距離為1～10μm左右時，并非通過密度差產(chǎn)生對流，而是通過溫度梯度所產(chǎn)生的流體的表面張力差來產(chǎn)生對流。這樣的對流為馬蘭哥尼(マランゴニ)對流，在處理用面間的距離為L、流體的運(yùn)動粘度系數(shù)為ν、流體的溫度傳導(dǎo)率為α、處理用面間的溫度差為ΔT、流體的密度為ρ、表面張力的溫度系數(shù)(表面張力的溫度梯度)為σ時，被下式定義的無因次數(shù)的馬蘭哥尼數(shù)所支配。
Ma＝σ·ΔT·L/(ρ·ν·α) 開始產(chǎn)生馬蘭哥尼對流的臨界馬蘭哥尼數(shù)為80左右，在大于該值的條件下產(chǎn)生馬蘭哥尼對流。即，通過調(diào)節(jié)該處理用面間的溫度差ΔT或處理用面的距離L、調(diào)節(jié)本裝置以使得馬蘭哥尼數(shù)Ma為80以上，即使10μm以下的微小流路也能夠在處理用面間產(chǎn)生相對于處理用面垂直方向的流動，可實施上述混合(反應(yīng))操作。
瑞利數(shù)的計算使用下式。
數(shù)式1
ΔT＝(T1-T0) L處理用面間的距離[m]，β體積熱膨脹率[1/K]，g重力加速度[m/s2] ν運(yùn)動粘度系數(shù)[m2/s]，α溫度傳導(dǎo)率[(m2/s)]，ΔT處理用面間的溫度差[K] ρ密度[kg/m3]，Cp定壓比熱[J/kg·K]，k熱傳導(dǎo)率[W/m·K] T1處理用面中的高溫側(cè)的溫度[K]，T0處理用面中的低溫側(cè)的溫度[K] 在將開始產(chǎn)生貝納德對流時的瑞利數(shù)作為臨界瑞利數(shù)Rac的情況下，此時的溫度差ΔTc1可以如下求得。
數(shù)式2
馬蘭哥尼數(shù)的計算使用下式。
數(shù)式3
ΔT＝(T1-T0) L處理用面間的距離[m]，ν運(yùn)動粘度系數(shù)[m2/s]，α溫度傳導(dǎo)率[(m2/s)] ΔT處理用面間的溫度差[K]，ρ密度[kg/m3]，Cp定壓比熱[J/kg·K] k熱傳導(dǎo)率[W/m·K]，σt表面張力溫度系數(shù)[N/m·K] T1處理用面中的高溫側(cè)的溫度[K]，T0處理用面中的低溫側(cè)的溫度[K] 在將開始產(chǎn)生馬蘭哥尼對流的馬蘭哥尼數(shù)作為臨界馬蘭哥尼數(shù)Mac的情況下，此時的溫度差ΔTc2可以如下方式求得。
數(shù)式4
可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2的材質(zhì)，并不作特別的限制，可用對陶瓷、燒結(jié)金屬、耐磨耗鋼、其它金屬實施了固化處理的材質(zhì)、對硬質(zhì)材料進(jìn)行內(nèi)襯、涂覆、實行了鍍覆等的材質(zhì)等來制作。本發(fā)明中的可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間的距離為0.1μm～100μm，特別優(yōu)選為1～10μm。
以下，對本發(fā)明的二氧化鈦超微粒生成的反應(yīng)更詳細(xì)地進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明并不限于該方式。
該反應(yīng)，使用如圖1(A)所示裝置的、可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間強(qiáng)制地一邊均勻混合一邊發(fā)生。
首先，從作為1個流路的第1導(dǎo)入部d1，將作為第1流體的含有用于使鈦化合物水解的水系溶媒的流體，導(dǎo)入可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2間，在該處理用面間生成作為薄膜流體的第1流體膜。
然后，從作為其它流路的第2導(dǎo)入部d2，將作為第2流體的含有至少一種鈦化合物的流體，直接導(dǎo)入在上述處理用面1、2之間所生成的上述第1流體膜中。
如上所述，在通過流體的供給壓力和在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間施加的壓力的壓力平衡而將距離控制了的處理用面1、2間可形成薄膜流體。而且，在該薄膜流體中第1流體與第2流體合流被混合，鈦化合物被水解，可進(jìn)行二氧化鈦超微粒生成(析出)的反應(yīng) 予以說明的是，由于能夠在處理用面1、2間進(jìn)行上述反應(yīng)即可，因此，也可與上述相反，從第1導(dǎo)入部d1導(dǎo)入第2流體，從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入第1流體。即，各流體中的所謂第1、第2的稱謂，是表示多個存在的流體的第n個，只是為了識別的記號而已，也可以存在第3以上的流體。
另外，也可為僅僅第1流體和第2流體的任意一方中含有鈦化合物。而且，也可為第1流體和第2流體的兩方中含有相同種類或不同種類的鈦化合物。
得到的二氧化鈦超微粒的粒徑、單分散度，或結(jié)晶型的控制，可通過改變處理用面1、2的轉(zhuǎn)速、處理用面1、2間的距離、以及薄膜流體的流速、溫度，或者原料濃度來進(jìn)行調(diào)節(jié)。
作為本發(fā)明使用的含有至少1種上述鈦化合物的流體的溶媒，可根據(jù)使用的鈦化合物的種類及反應(yīng)方式適宜地選擇如水、甲醇、乙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜這樣的水混合性有機(jī)溶劑，如辛烷、環(huán)己烷、苯、二甲苯、二乙基醚、乙酸乙酯這樣的水不混合性有機(jī)溶劑。
另外作為上述第1流體，可使用在有機(jī)溶媒中加入分散劑(下述例示)與水而得到的逆膠束溶液，作為上述第2流體，可使用在非水系溶媒中含有至少1種鈦化合物的非水溶液。即，可采用逆膠束法制作二氧化鈦超微粒。予以說明的是，作為上述第2流體，也可以使用含有鈦化合物的水溶液、含有鈦化合物的逆膠束溶液。
作為上述鈦化合物，并不作特別限定，可使用選自四甲氧基鈦，四乙氧基鈦)，四正丙氧基鈦，四異丙氧基鈦，四正丁氧基鈦，四異丁氧基鈦，四叔丁氧基鈦等的四烷氧基鈦或其衍生物，四氯化鈦，硫酸鈦酰，檸檬酸鈦，及四硝酸鈦中的至少1種來實施。
而且，可在上述流體中至少一種中除了上述鈦化合物之外還含有金屬化合物來實施，該金屬化合物含有固溶于二氧化鈦的元素(活化元素)。作為上述含有固溶于二氧化鈦的元素的鈦化合物，并不作特別限定，可例示選自Al、Ba、Mg、Ca、La、Fe、Si、Zr、Pb、Sn、Zn、Cd、As、Ga、Sr、Bi、Ta、Se、Te、Hf、Mg、Ni、Mn、Co、S、Cr、V、Ge、Li、B的至少1種的烷氧基化合物或鹽。而且，對于化學(xué)周期表中表示的所有元素，可以作為上述含有固溶于二氧化鈦的元素的化合物來使用。
這樣，通過含有上述活化元素、即進(jìn)行摻雜(摻雜)，可將二氧化鈦的光最大吸收波長向長波長側(cè)移動，可進(jìn)行在可見光下的二氧化鈦催化劑的動作、或提高作為光催化劑、抗菌劑、消臭劑、光學(xué)材料、電子材料等的性能。
另外，也可在上述流體的至少一種中添加分散劑。在上述的情況下，該分散劑在二氧化鈦超微粒的表面被配位。該分散劑并不作特別限定，可使用如淀粉，甲基纖維素、甲基纖維素這樣的纖維素類，聚丙烯酰亞胺，聚環(huán)氧乙烷，聚(羥基硬脂酸-g-甲基丙烯酸甲酯-共-甲基丙烯酸)共聚物等的高分子分散穩(wěn)定劑，非離子系表面活性劑，陰離子系表面活性劑，兩性表面活性劑，或，六磷酸、八磷酸、四磷酸、三磷酸等的多磷酸類，乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等的高分子有機(jī)酸，聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇、六偏磷酸鈉這樣的高分子有機(jī)物，或丁二酸二異辛酯磺酸鈉(AOT)中的至少一種來實施。
另外，可在上述流體的至少一種為了調(diào)整反應(yīng)時的pH而添加pH調(diào)整劑。對其并不作特別限定，例如，在反應(yīng)條件為堿性的情況下，作為pH調(diào)整劑，可使用氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀溶液、氫氧化鈣水溶液、氫氧化鋇水溶液、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧氣化銨、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四丙基氯化銨、四丁基氯化銨、辛胺，月桂胺、硬脂胺等的胺類和由該胺類形成的高分子胺及其鹽，以及氨水等的強(qiáng)堿性、弱堿性的水溶液。
在反應(yīng)條件為酸性的情況下，作為pH調(diào)整劑，可使用鹽酸水溶液、硝酸溶液，乙酸水溶液、檸檬酸水溶液等的強(qiáng)酸性或弱酸性的水溶液等。通過進(jìn)行pH調(diào)整，可在不凝集狀態(tài)下得到在處理用面間被生成的二氧化鈦微粒的一次粒子、或加快結(jié)晶化速度、或控制結(jié)晶型。
另外，在上述流體的至少一種中，為了同時控制結(jié)晶型和結(jié)晶化度可添加過氧化氫。由此，對于結(jié)晶化及非結(jié)晶、另外對于銳鈦礦，板鈦，金紅石等的結(jié)晶型，具有容易控制的優(yōu)點，特別是在得到結(jié)晶型為金紅石型的二氧化鈦超微粒時，該過氧化氫的添加是有效的。
另外，除了上述，在如此添加過氧化氫的情況下，由于可在40℃左右的比較低的溫度下進(jìn)行結(jié)晶化，因此流體的溫度管理比較容易。
另外，與上述pH調(diào)整劑中的堿性水溶液配合，可添加選自乙二醇，丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、2-丁烯-1，4-二醇、己二醇、辛二醇、甘油、己烷二醇、及1，2，6-己烷三元醇中的二元醇或三元醇內(nèi)的至少一種。
作為在該二元醇或三元醇的二氧化鈦超微粒制作中的作用，可舉出通過形成核了的氧化鈦向單一面(特具面)的化學(xué)吸著，阻礙某單一面的成長，由此得到單一的形狀及結(jié)晶型。例如，在得到銳鈦礦型的高結(jié)晶性二氧化鈦超微粒情況下就很方便。另外，該二元醇或三元醇的添加，在通過其表面修飾保持分散性高的狀態(tài)為目的的情況下等中有效果。
另外，在上述流體的至少一種中，可添加鹽酸、硫酸及硝酸的至少1種中溶解了含有氧化硅及/或硅的玻璃與含有至少一種含硅復(fù)合氧化物中的物質(zhì)的混合物及/或固溶物而成的物質(zhì)。由此，在二氧化鈦粒子內(nèi)部含有氧化硅或氧化硅復(fù)合氧化物，可使具有光催化劑性能的二氧化鈦化合物析出，在需要這樣的二氧化鈦化合物的情況下很方便。
另外，在上述流體的至少一種中，加入鹽酸等的含有氯離子的酸后，可進(jìn)而添加至少1種硝酸離子及磷酸離子等的布朗斯泰德堿。予以說明的是此時，作為鈦化合物，使用由水解生成氯化氫的四氯化鈦，為了減少鹽酸的添加量而優(yōu)選。這樣的酸的添加，在例如生成板鈦型的二氧化鈦的情況下很方便。予以說明的是，添加上述布朗斯泰德堿的流體，可為添加了上述酸的流體，也可為與其不同的流體。
另外，在上述流體的至少一種中，可添加以氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化銻、氧化錫、氧化鋅為代表的氧化物，和含有鋁、鋯、銻、錫、鋅、鈦中的至少一種的金屬螯合物，環(huán)狀金屬低聚物或金屬烷氧基化合物這樣的有機(jī)金屬化合物。通過將二氧化鈦超微粒的表面用由上述物質(zhì)形成的被覆層覆蓋，可控制該粒子的光催化劑活性。這里，雖然認(rèn)為金紅石型的二氧化鈦與銳鈦礦型的二氧化鈦相比不具有光催化劑活性，但實際上具有光催化劑活性。由于如此可充分控制金紅石型的二氧化鈦的光催化劑活性，在含有用氧化物進(jìn)行了表面處理的金紅石型的二氧化鈦超微粒和有機(jī)金屬化合物的情況下很方便。當(dāng)然，對其它結(jié)晶型的二氧化鈦，該表面被覆也是有效的。
這樣，通過利用氧化物、有機(jī)金屬化合物的表面被覆，可充分地控制二氧化鈦超微粒的光催化劑活性，因此在液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器(PDP)、場致發(fā)光顯示器(EL)等的平板顯示器(FPD)的顯示面的防反射膜等中使用的情況下，可特別利用該效果。
另外，在上述流體的至少一種中，可添加苯乙烯、氯苯乙烯及甲基苯乙烯等的苯乙烯的衍生物；丙烯酸、及丙烯酸甲酯等的丙烯酸的衍生物；甲基丙烯酸、及甲基丙烯酸甲酯等的甲基丙烯酸的衍生物等的聚合性單體、具有羧基或含氮基的有機(jī)化合物的金屬絡(luò)合物，杯芳烴化合物、含金屬染料、及苯胺黑等的不是樹脂的防靜電劑；含有季銨基或季銨鹽基的共聚物，含有磺酸基或磺酸鹽基的共聚物，含有羧酸基或羧酸鹽基的共聚物等的防靜電樹脂等的防靜電劑。通過添加聚合性單體，由于可在聚合性單體中均勻分散、溶解二氧化鈦超微粒及防靜電劑，因此方便。另外，防靜電劑的添加，在制作為了在電子紙、電子照相用現(xiàn)影劑、液晶顯示裝置用間隔物、光致變色粒子等的用途利用的二氧化鈦超微粒的情況下很方便。
另外，在上述流體的至少一種中，也可含有除了上述鈦化合物之外的碳酸鈣及磷酸、或羥基磷灰石來實施。對于其而言，在制作在由二氧化鈦·磷灰石復(fù)合體或磷酸鈣形成的多孔體的骨架表面上配置的二氧化鈦多孔體的情況下很方便。
這樣的二氧化鈦多孔體，例如，可將分解，除去，消臭，抗菌，防污，防霧等的作用活化。因此，可在涂料，纖維制品，不健康建筑物(sick house)解除劑，建材，汽車等的內(nèi)部裝飾材料，家具，家電制品，住宅設(shè)備，餐具等的防污，消臭，除菌，或，工業(yè)排水·排氣等的無害化處理劑，醫(yī)用材料等各種各樣的用途中優(yōu)選使用。
而且，為了促進(jìn)有機(jī)配體的配位，或進(jìn)行結(jié)晶化的促進(jìn)，或結(jié)晶型的改變等，可將處理用面間加熱(加溫)、或可對處理用面間照射紫外線(UV)、或另外可對處理用面間給予超聲波能。特別是，在第1處理用面1和第2處理用面2設(shè)置了溫度差的情況下，由于可在薄膜流體中發(fā)生對流，因此具有由此可促進(jìn)反應(yīng)及上述目的的優(yōu)點。
更具體而言，對于加熱(加溫)，例如，通過在各處理用部10、20的至少一方設(shè)置加熱器或通過熱介質(zhì)的封套，可加熱(加溫)薄膜流體。另外，對于照射紫外線(UV)，例如在各處理用部10、20的至少一方設(shè)置照射紫外線的燈等的元件，可從對應(yīng)的處理用面對薄膜流體照射紫外線(UV)。另外，對于給予超聲波能，例如可在各處理用部10、20的至少一方設(shè)置超聲波振蕩器。
這樣，可制造在溶媒中分散有體積平均粒徑0.5～1000nm、優(yōu)選1～30nm、更優(yōu)選1～10nm的二氧化鈦超微粒的分散液(懸浮液)。而且，在溶解了鈦化合物的水溶液或用于使其水解的水系溶媒的至少任意一種中添加了上述分散劑的情況下，可制作在表面上分散劑被配位的二氧化鈦超微粒被分散了的分散液(懸浮液)，得到的二氧化鈦超微粒的再分散性變得非常好。
如上所述，除第1導(dǎo)入部d1，第2導(dǎo)入部d2以外，也可在處理裝置上設(shè)置第3導(dǎo)入部d 3，該情況下，例如可從各導(dǎo)入部，將pH調(diào)整劑，含有至少一種鈦化合物的溶液，分散劑分別導(dǎo)入處理裝置中。這樣，可各個管理各溶液的濃度、壓力，能更精密地控制二氧化鈦超微粒生成的反應(yīng)。即使在設(shè)置了第4以上的導(dǎo)入部的情況下也同樣，可如此將向處理裝置導(dǎo)入的流體細(xì)分化。
另外，在本發(fā)明中，在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方向?qū)τ诹硪环竭M(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間形成的薄膜流體中的二氧化鈦超微粒的制造方法中使用逆膠束法的情況下，也與上述情況下大體相同，例如，在適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶媒、例如異辛烷中加入水及適當(dāng)?shù)姆稚?、例如雙(2-乙基己基)磺酸鈉(AOT)或聚氧乙烯(20)脫水山梨糖醇油酸酯(ポリオキシエチレン(20)ソルビタンオレ一ト)，制作逆膠束溶液。其次通過使用含有用1-丁醇稀釋到規(guī)定濃度的四丁氧基鈦(TNBT)的溶液作為2流體，可得到含二氧化鈦超微粒的懸浮液。
實施例 以下，對于本發(fā)明公開實施例更詳細(xì)地進(jìn)行說明。但本發(fā)明并不只限定于這些實施例。
予以說明的是，在以下的實施例中，所謂“從中央”，指得是上述的、圖1(A)所示處理裝置的“從第1導(dǎo)入部d1”的意思，第1流體是指上述的第1被處理流體，第2流體是指上述的、圖1(A)所示處理裝置的“從第2導(dǎo)入部d2導(dǎo)入的、上述的第2被處理流體。
(實施例1) 使用如圖1(A)所示的、可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面1、2之間形成的薄膜流體中的均勻攪拌·混合反應(yīng)的裝置，將四氯化鈦溶液在薄膜中一邊均勻混合一邊進(jìn)行水解反應(yīng)。
一邊從中央將作為第1流體的用鹽酸水溶液調(diào)制成pH2的水溶液，以供給壓力/背壓力＝0.20MPa/0.01MPa、轉(zhuǎn)速1000rpm、送液溫度95℃進(jìn)行送液，一邊將作為第2流體的四氯化鈦水溶液(Ti含量為15.4質(zhì)量％)，以3ml/min導(dǎo)入處理用面1、2間。水分散二氧化鈦從處理用面被排出。另外，排出液的溫度也是95℃。為了通過電氣透析除去反應(yīng)生成的殘留氯，用旭化成工業(yè)(株)制的電氣透析裝置G3型，一邊監(jiān)視分散液的pH，一邊實施得到的水分散二氧化鈦的電氣透析，得到水分散二氧化鈦。
將得到的水分散二氧化鈦用120℃干燥器使其干燥而得到二氧化鈦的粉末。這樣得到的二氧化鈦超微粒的結(jié)晶比用以下的方法實施。
(結(jié)晶比) X射線衍射用panalytical制粉末X射線衍射裝置測定了粉末。結(jié)晶比通過裝置中附屬的Rietveld解析軟件求出，為98.2％金紅石型二氧化鈦。
(一次粒徑) 將水分散二氧化鈦在導(dǎo)電性的試樣臺上使其干燥，使用掃描型電子顯微鏡，以100,000倍以上的倍率觀察，測定了在整個視野中的粒徑范圍。一次粒徑為10～15nm。另外粒子的形狀為球形。
(再分散性) 將得到的二氧化鈦粉末進(jìn)行配合以使得形成10w/w％二氧化鈦/1w/w％聚乙烯吡咯烷酮水分散體，用高速攪拌型分散機(jī)(商品名ClearMix，M技術(shù)社制)進(jìn)行攪拌，結(jié)果再次得到二氧化鈦超微粒分散物。將該水分散二氧化鈦用120℃干燥器使其干燥而再次得到二氧化鈦的粉末。使用掃描型電子顯微鏡，以100,000倍以上倍率觀察，測定了在整個視野中的粒徑范圍。一次粒徑為10～15nm。確認(rèn)為得到的二氧化鈦超微粒粉體的再分散性良好。
(實施例2) 除把轉(zhuǎn)速變?yōu)?000rpm以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例3) 除把轉(zhuǎn)速變?yōu)?000rpm以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例4) 除把供給壓力變?yōu)?.10MPa以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例5) 除把供給壓力變?yōu)?.30MPa以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例6) 除把背壓力變?yōu)?.10MPa以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(比較例1) 一邊將用鹽酸水溶液調(diào)制成pH2的水溶液200g，在燒杯內(nèi)，以溶液溫度95℃、140rpm的條件攪拌，一邊投入四氯化鈦水溶液(Ti含量為15.4質(zhì)量％)溶液20g。以與實施例同樣的方法得到水分散二氧化鈦。
(實施例7) 一邊從中央將作為第1流體的用鹽酸水溶液調(diào)制成pH1的水溶液，以供給壓力/背壓力＝0.30MPa/0.01MPa、轉(zhuǎn)速1000rpm、送液溫度95℃進(jìn)行送液，一邊將作為第2流體的四異丙氧基鈦(WAKO一級)，以4ml/min導(dǎo)入處理用面1、2間。二氧化鈦粒子分散體從處理用面被排出。
(一次粒徑) 將水分散二氧化鈦在導(dǎo)電性的試樣臺上使其干燥，使用掃描型電子顯微鏡，以100,000倍以上的倍率觀察，測定了在整個視野中的粒徑范圍。一次粒徑為10～20nm。另外粒子的形狀為球形。
(再分散性) 將得到的二氧化鈦粉末進(jìn)行配合以使得形成10w/w％二氧化鈦/1w/w％聚乙烯吡咯烷酮水分散體，用高速攪拌型分散機(jī)(商品名ClearMix，M技術(shù)社制)進(jìn)行攪拌，結(jié)果再次得到二氧化鈦超微粒分散物。將該水分散二氧化鈦用120℃干燥器使其干燥，再次得到二氧化鈦的粉末。使用掃描型電子顯微鏡，以100,000倍以上倍率觀察，測定了在整個視野中的粒徑范圍。一次粒徑為10～20nm。確認(rèn)為得到的二氧化鈦超微粒粉體的再分散性良好。
(實施例8) 除把轉(zhuǎn)速變?yōu)?000rpm以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例9) 除把轉(zhuǎn)速變?yōu)?000rpm以外，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(實施例10) 除把供給壓力變?yōu)?.10MPa，其它與實施例1同樣而得到水分散二氧化鈦。
(比較例2) 一邊將用鹽酸水溶液調(diào)制成pH1的水溶液200g，在燒杯內(nèi)，以溶液溫度95℃、140rpm攪拌，一邊投入四異丙氧基鈦(WAKO一級)20g。以與實施例同樣的方法得到水分散二氧化鈦。
上述結(jié)果示于表1。
表1


權(quán)利要求
1.一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，在含有鈦化合物的流體中通過析出來制造二氧化鈦超微粒時，將上述的流體形成在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面之間形成的薄膜流體，在該薄膜流體中使二氧化鈦超微粒析出。
2.一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，
使用至少2種流體，
對于其中至少1種流體，含有至少1種鈦化合物，
在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成的薄膜流體中使所述的各流體合流，在該薄膜流體中使二氧化鈦超微粒析出而得到二氧化鈦超微粒。
3.權(quán)利要求1或2所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中含有分散劑。
4.一種二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，
使用至少2種流體，
其中至少1種流體為在有機(jī)溶媒中添加了分散劑和水的逆膠束溶液，上述以外的流體中至少1種流體為含有鈦化合物的非水溶液、含有鈦化合物的水溶液、含有鈦化合物的逆膠束溶液中的任一種，在可接近·分離地相互對向配設(shè)的、至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成的薄膜流體中使上述的各流體合流，在該薄膜流體中使上述鈦化合物水解而得到二氧化鈦超微粒。
5.權(quán)利要求1至4中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述鈦化合物為選自四甲氧基鈦、四乙氧基鈦、四正丙氧基鈦、四異丙氧基鈦、四正丁氧基鈦、四異丁氧基鈦、四叔丁氧基鈦等的四烷氧基鈦或其衍生物，四氯化鈦，硫酸鈦酰，檸檬酸鈦，及四硝酸鈦的至少一種。
6.權(quán)利要求1至5中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中除上述鈦化合物之外還含有金屬化合物，該金屬化合物含有固溶于二氧化鈦的元素。
7.權(quán)利要求6所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述含有固溶于二氧化鈦的元素的金屬化合物為選自Al、Ba、Mg、Ca、La、Fe、Si、Zr、Pb、Sn、Zn、Cd、As、Ga、Sr、Bi、Ta、Se、Te、Hf、Mg、Ni、Mn、Co、S、Cr、V、Ge、Li、B的至少1種的金屬的烷氧基化合物或金屬鹽。
8.權(quán)利要求3至7中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述分散劑為淀粉，甲基纖維素、乙基纖維素這樣的纖維素類，聚丙烯酰亞胺，聚環(huán)氧乙烷，聚(羥基硬脂酸-g-甲基丙烯酸甲酯-co-甲基丙烯酸)共聚物等的高分子分散穩(wěn)定劑，非離子類表面活性劑，陰離子類表面活性劑，兩性表面活性劑，或，六磷酸、八磷酸、四磷酸、三磷酸等的多磷酸類，乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等的高分子有機(jī)酸或聚乙烯吡咯烷酮，聚乙烯醇、六偏磷酸鈉這樣的高分子有機(jī)物，或丁二酸二異辛酯磺酸鈉(AOT)中的至少一種。
9.權(quán)利要求1至8中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加pH調(diào)整劑。
10.權(quán)利要求1至9中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加過氧化氫。
11.權(quán)利要求1至10中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加至少一種選自乙二醇、丙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、2-丁烯-1，4-二醇、己二醇、辛二醇、甘油、六甘油、及1，2，6-己三醇的二醇或三元醇。
12.權(quán)利要求1至11中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加在鹽酸、硫酸及硝酸的至少1種中溶解了含有氧化硅及/或硅的玻璃、與含有至少一種含硅的復(fù)合氧化物的物質(zhì)的混合物及/或固溶物的溶液。
13.權(quán)利要求1至12中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加了鹽酸等的含有氯離子的酸之后，在添加了上述酸的流體或除該流體之外的流體中，添加硝酸離子、磷酸離子等的布朗斯臺德堿。
14.權(quán)利要求1至13中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化銻、氧化錫、氧化鋅這樣的氧化物，含有鋁、鋯、銻、錫、鋅、鈦中的至少一種的金屬螯合物、環(huán)狀金屬低聚物或金屬烷氧基化合物這樣的有機(jī)金屬化合物。
15.權(quán)利要求1至14中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加苯乙烯、及氯苯乙烯及甲基苯乙烯等的苯乙烯的衍生物；丙烯酸、及丙烯酸甲酯等的丙烯酸的衍生物；甲基丙烯酸、及甲基丙烯酸甲酯等的甲基丙烯酸的衍生物等的聚合性單體。
16.權(quán)利要求1至15中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中添加具有羧基或含氮基的有機(jī)化合物的金屬配合物、杯芳烴化合物、含金屬染料、及苯胺黑等的非樹脂的電荷控制劑；含有季銨基或季銨鹽基的共聚物，含有磺酸基或磺酸鹽基的共聚物，及含有羧酸基或羧酸鹽基的共聚物等的電荷控制劑。
17.權(quán)利要求1至16中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，上述流體中，至少1種流體中除上述鈦化合物之外還含有碳酸鈣及磷酸、或羥基磷灰石。
18.權(quán)利要求1至17中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，具備對被處理流體賦予規(guī)定壓力的流體壓賦予機(jī)構(gòu)、第1處理用部及相對于該第1處理用部可相對地接近·分離的第2處理用部的至少2個處理用部、使上述第1處理用部和第2處理用部相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機(jī)構(gòu)，在上述的各處理用部中互相對向的位置上設(shè)置第1處理用面及第2處理用面的至少2個處理用面，
上述的各處理用面構(gòu)成上述規(guī)定壓力的被處理流體流過的、被密封了的流路的一部分，
在上述的兩處理用面間，均勻混合至少任意一種中含有反應(yīng)物的2種以上的被處理流體，使其積極地反應(yīng)，
上述第1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，并且，該受壓面的至少一部分是由上述的第2處理用面構(gòu)成，該受壓面受到上述的流體壓賦予機(jī)構(gòu)賦予給被處理流體的壓力而產(chǎn)生使第2處理用面從第1處理用面分離的方向移動的力，
通過在可接近分離且相對地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的第1處理用面和第2處理用面之間通入上述規(guī)定壓力的被處理流體，上述被處理流體一邊形成規(guī)定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面間；
并且，具備獨立于上述規(guī)定壓力的被處理流體流過的流路的另外的導(dǎo)入路，在上述第1處理用面和第2處理用面的至少任一個中具備至少一個與上述導(dǎo)入路相通的開口部，
通過將從上述導(dǎo)入路輸送的至少一種被處理流體導(dǎo)入上述兩處理用面間而形成上述的薄膜流體，至少在上述的各被處理流體的任一個中含有的上述的反應(yīng)物、和與上述被處理流體不同的被處理流體，通過在上述流體膜內(nèi)的利用均勻攪拌的混合，可達(dá)到所希望的反應(yīng)狀態(tài)。
19.權(quán)利要求1至18中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，將上述處理用面間加熱(加溫)、或?qū)ι鲜鎏幚碛妹骈g照射紫外線(UV)、或?qū)ι鲜鎏幚碛妹骈g給予超聲波能。
20.權(quán)利要求1至19中的任一項所述的二氧化鈦超微粒的制造方法，其特征在于，所得到的二氧化鈦超微粒的體積平均粒徑為0.5nm～1000nm，再分散性良好。
21.通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒。
22.含有通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒的組合物。
23.含有通過權(quán)利要求1至20中的任一項所述的制造方法制造的二氧化鈦超微粒的懸濁液。
全文摘要
本發(fā)明的課題為提供可按照其目的作成單分散的二氧化鈦超微粒、且由于自我排出性而不會出現(xiàn)生成物的堵塞、不需要大的壓力、高生產(chǎn)率的二氧化鈦超微粒的制造方法；通過在含有鈦化合物的流體中的析出制造二氧化鈦超微粒時，將上述的流體在可接近·分離地相互對向配設(shè)的至少一方相對于另一方進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的處理用面間形成薄膜流體，在該薄膜流體中使二氧化鈦超微粒析出。
文檔編號C09C1/36GK101808942SQ200880109359
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者榎村真一 申請人:M技術(shù)株式會社