攜載金屬的碳的製造方法、由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須·納米纖維-納米管的...的製作方法
2023-09-12 07:53:15 4
專利名稱：攜載金屬的碳的製造方法、由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須·納米纖維-納米管的 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及特別適宜用於作為燃料電池用觸媒等的、比到現在為止更均勻的攜載
金屬的碳及採用了該攜載金屬的碳的金屬觸媒的生產率非常高的製造方法。 另外，本發明涉及大量生產由碳原子集合的球碳分子形成的結晶及球碳納米晶 須 納米纖維_納米管的製造方法。 更詳細地涉及，在位於可接近和分離的相互對向配置且至少一方相對於另一方旋 轉的處理用面之間的薄膜狀流體中的攜載金屬的碳的製造方法、球碳納米晶須 納米纖 維_納米管的製造方法、製造裝置及燃料電池的膜/電極接合體。
背景技術：
專利文獻1日本特開2007-111635號公報
專利文獻2日本特開2006-228450號公報 [OOOS]專利文獻3日本特開2005-306706號公報
專利文獻4日本特開2006-83050號公報 —般，燃料電池等中使用的各種電極觸媒，是在碳等的導電性攜載體表面，使用金 屬鹽的水溶液或膠體分散系，利用浸漬法、離子交換法、共沉澱法等使其攜載金屬成分，以 在固體載體的表面攜載了金屬粒子的攜載金屬的碳等的複合粒子的形式獲得的，其中使用 採用了金屬、特別是貴金屬的金屬觸媒，但是，由於貴金屬元素在地球上的存在量是有限 的，因此，要求極力減少其使用量，並且，儘可能提高其作為觸媒的作用。在那裡，作為金屬 觸媒，例如，使用在由碳黑或無機化合物等組成的載體粒子的表面上具有使其攜載金屬的 微粒子的構造。其活性不僅隨金屬種類變化，也隨被攜載的金屬微粒子的大小、結晶面的種 類、載體的種類等變化；其中，作為對活性影響大的要素，舉例有金屬微粒子的形狀及大小， 所以對這些的控制特別重要。 到目前為止，作為效率良好地獲得攜載金屬的觸媒的方法可使用如下方法對碳 攜載體的表面進行氧化處理，利用液相還原法使其表面上攜載金屬，生成攜載金屬的碳的 方法(特開2007-111635/專利文獻1);將二種非離子性界面活性劑或一種非離子性界面 活性劑和一種離子性界面活性劑合起來採用二種界面活性劑的方法(特開2006-228450/ 專利文獻2)等。 另一方面，到現在為止，在用各種各樣的方法製造由球碳分子形成的結晶及球碳 納米晶須 納米纖維_納米管(專利文獻3，專利文獻4)。 例如，已知將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比前述第1溶媒的球碳溶解度 小的第2溶媒合在一起，在上述的溶液與上述第2溶媒之間形成液_液界面，在上述液_液 界面上析出碳細線的方法(專利文獻3)。 但是，上述得到攜載金屬的觸媒的方法，在將實際的反應在試管或燒杯、或作為生 產技術的槽等內進行的場合，由於其混合不均勻或與其相伴隨的溫度分布的不均勻等，實際上很難進行均勻反應，存在收穫率的降低、觸媒攜載量的不足或不均勻、攜載的金屬的粒 子直徑變得比目標粒子直徑大等問題。為此生產量降低了 。 在這些方法中，使金屬微粒子的粒子直徑成為很小的效果是有限度的，然而，通過 使金屬微粒子的粒子直徑更加小，提高觸媒效率，例如，可以將燃料電池的電池特性變得比 現狀更加良好，為此，需要新的製造法。 關於球碳，雖然上述方法可生成由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖 維-納米管，但是，因為其反應條件不均勻，所以會生成在結晶中具有中空構造和不具有中 空構造的結晶。並且，在攜載或內包金屬的場合等，因為很難控制液-液界面，所以很難均 勻地得到所要求的物質，不適合大量生產。 另外，例如，如專利文獻4所記載那樣，雖然在上述微量的金屬粒子的生成、攜載 的製造工序中，嘗試使用了作為微化學加工被一般所知的微反應器、微量混合器，但是，在 藉助這些方法進行生成、攜載時，由於生成物或由反應所產生的泡及副生成物堵塞流路而 引起微流路的封閉的可能性高，並且，由於基本上僅利用分子的擴散來進行反應，所以不能 適應全部的反應。另外，雖然微化學加工中採用平行排列反應器的稱為增加數量的按比例 增大法，但是， 一個反應器的製造能力很小，要進行大的按比例增大是不現實的事，並且，存 在很難使得各個反應器的性能都一樣，不能獲得均勻的生成物等問題。另外，由於高粘度的 反應液，或者在伴隨粘度上升的反應中，為了使其流過微小的流路，需要非常高的壓力，存 在能使用的泵受到限定，由於高壓而不能解決裝置的洩漏的問題。
發明內容
本發明，以提供效率很好地製造在載體粒子的表面上均勻地攜載了粒子直徑小的 金屬微粒子的金屬觸媒的方法為課題。 另外，本發明課題在於提供如下的製造技術通過在可接近或分離的在相互對向 配置且至少有一方相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中均勻地攪拌 混 合，由於可以自由改變該薄膜中的雷諾數，可根據其目的形成由單分散的球碳分子形成的 結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管，由於其自我排出性而不會產生生成物的堵塞， 不需要很大的壓力，適於按照其目的大量生產均勻的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶 須 納米纖維_納米管的製造技術，即，提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米 纖維_納米管制造方法，及採用了該製造方法的燃料電池的膜/電極接合體。
為了達成上述目的，本申請的發明者，關於製造攜載金屬的碳的方法及製造由球 碳分子形成的結晶及球碳納米晶須*納米纖維_納米管的方法，設計了可容易控制的方法。
S卩，本發明提供攜載金屬的碳的製造方法，其中，在可接近和分離地相互對向配置 且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中，利用液相還原法在碳黑 的表面攜載金屬微粒子。 另外，本發明提供攜載金屬的碳的製造方法，其中，上述金屬微粒子為從白金、鈀、
金、銀、銠、銥、釕、鋨、鈷、錳、鎳、鐵、鉻、鉬、鈦中所選取的至少1種金屬的微粒子。 另外，本發明提供被用作燃料電池用觸媒的攜載金屬的碳的製造方法。 另外，本發明提供一種攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，上述液相還原法包
括對被處理流體施加規定壓力的流體壓力施加機構、第1處理用部及可相對於該第1處理
5用部相對地接近或分離的第2處理用部至少2個處理用部、使上述第1處理用部和第2處理 用部相對旋轉的旋轉驅動機構，在上述各處理用部處互相對向的位置設置有第1處理用面 及第2處理用面至少2個處理用面，上述的各處理用面構成上述規定壓力的被處理流體流 過的被密封的流路的一部分，在上述兩處理用面間均勻混合在至少任意一種中含有反應物 的2種以上的被處理流體，並積極地使其反應，在上述第1處理用部和第2處理用部之中， 至少第2處理用部配備有受壓面，並且，該受壓面的至少一部分由上述第2處理用面構成， 該受壓面受到上述流體壓力施加機構施加給被處理流體的壓力，產生使第2處理用面向從 第1處理用面分離的方向移動的力，通過使上述規定壓力的被處理流體在可接近或分離且 相對旋轉的第1處理用面和第2處理用面之間通過，上述被處理流體一邊形成規定膜厚的 流體膜一邊從兩處理用面間通過，進而，配備有獨立於上述所定壓力的被處理流體流過的 流路的另外的導入路，在上述第1處理用面和第2處理用面中的至少任一方中具有至少一 個與上述導入路相通的開口部，將從上述導入路輸送來的至少一種被處理流體導入上述兩 處理用面之間，包含在至少上述各被處理流體的任一方中的上述反應物和與上述被處理流 體不同的被處理流體，藉助於由在上述流體膜內的均勻攪拌進行的混合，能夠達到所希望 的反應狀態。 另外，本發明提供一種攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，上述攜載金屬的碳 為金屬觸媒。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的
製造方法，其中，所述製造方法採用將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比前述第1溶媒
的球碳溶解度小的第2溶媒，在可接近或分離地相互對向配置且至少有一方相對於另一方
旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中均勻地進行攪拌 混合的方法。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米管制
造方法，其特徵在於，使用在上述的球碳的溶解度小的第2溶媒中溶解了成為觸媒的金屬
的前體的溶液，攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管制 造方法，其特徵在於，使用在含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液中添加球碳的白金衍生物 所得到的溶液，攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒。 另外，本發明提供燃料電池的膜/電極接合體，所述燃料電池的膜/電極接合體 採用將球碳納米晶須 納米纖維-納米管與合成樹脂和溶劑混合併成型得到的薄膜，所述 球碳納米晶須 納米纖維-納米管是利用上述製造方法所得到的球碳納米晶須 納米纖 維-納米管，或者，是利用下述球碳納米晶須*納米纖維-納米管的製造方法得到的、攜載觸 媒或在球碳結晶中含有觸媒的球碳納米晶須*納米纖維-納米管，所述球碳納米晶須*納米 纖維_納米管的製造方法如下將球碳納米晶須 納米纖維_納米管用真空加熱爐加熱到 30(TC至IOO(TC，使該球碳納米晶須*納米纖維-納米管上攜載觸媒，其中，所述球碳納米晶 須《納米纖維_納米管是通過將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比上述第1溶媒的球 碳溶解度小的第2溶媒，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的 處理用面之間形成的薄膜流體中，均勻攪拌，混合所得到的球碳納米晶須*納米纖維-納米 管；或者，是使用在比上述第l溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒中溶解了從Cu/ZnO/A1203、 PtC14、 Cu、 Ru/PtC14、 Ru、 Pt中選取的1種或1種以上的觸媒的溶液所得到的球碳納米晶須 納米纖維-納米管。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的製造方法，其中球碳分子為內包金屬的球碳或球碳衍生物。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的製造方法，其特徵在於，具有封閉的形狀或開孔的形狀。 另外，本發明提供一種由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米管的製造方法，其特徵在於，上述反應包括對被處理流體施加規定壓力的流體壓力施加機構、第1處理用部及相對於該第1處理用部可相對接近或分離的第2處理用部至少2個處理用部、使上述第1處理用部和第2處理用部相對旋轉的旋轉驅動機構，在上述各處理用部處互相對向的位置設置有第1處理用面及第2處理用面至少2個處理用面，上述各處理用面構成上述規定壓力的被處理流體流過的被密封的流路的一部分，在上述兩處理用面間均勻混合在至少任一個中含有反應物的2種以上的被處理流體，使其積極地反應，在上述第1處理用部和第2處理用部之中，至少第2處理用部配備有受壓面，並且，該受壓面的至少一部分由上述第2處理用面構成，該受壓面受到上述流體壓力施加機構施加給被處理流體的壓力，產生使第2處理用面向從第1處理用面分離的方向移動的力，通過使上述規定壓力的被處理流體在可接近或分離且相對旋轉的第1處理用面和第2處理用面之間通過，上述被處理流體一邊形成規定膜厚的流體膜一邊從兩處理用面間通過，進而，配備有獨立於上述所定壓力的被處理流體流過的流路的另外的導入路，在上述第1處理用面和第2處理用面中的至少任一方中，配備有至少一個與上述導入路相通的開口部，將從上述導入路輸送來的至少一種被處理流體導入上述兩處理用面之間，包含在至少上述各被處理流體的任一方中的上述反應物和與上述被處理流體不同的被處理流體，藉助於由在上述流體膜內的均勻攪拌進行的混合，能夠達到所希望的反應狀態。 另外，本發明提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的製造裝置，由可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面構成，並採用下述方法將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比上述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面間形成的薄膜流體中，均勻攪拌 混合。 本發明，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中，利用液相還原法使碳黑的表面上攜載金屬微粒子的攜載金屬的碳及金屬觸媒的製造方法，提高了收穫率。並且，由於可自由地使薄膜中的雷諾數變化，所以可獲得目標觸媒攜載量，並且，可生成均勻的攜載金屬的碳，進而，不需要大的壓力，可比現狀更穩定且大量地生產攜載的金屬的粒子直徑為目標大小的金屬觸媒及攜載金屬的碳。而且，藉助於其自我排出性，也沒有生成物的堵塞，並且，可按照必要的生產量，利用一般的按比例增大概念來進行機體的大型化。 另外，本發明，與碳納米管相比，對於球碳納米晶須 納米纖維-納米管可容易地控制其電氣或電子特性。並且，由於其半徑比碳納米管大，電流能很好地流動，所以可應用於微燃料電池或場致發射顯示等各種領域；本發明可提供容易控制製造球碳納米晶須 納米纖維-納米管的反應的製造方法、製造裝置。另外，通過共同使用攜載觸媒的由球碳分子
形成的結晶及球碳納米晶須*納米纖維_納米管，可提供氫發生裝置。另外，本發明為能夠
7根據必要的生產量採用一般的按比例增大概念進行機體的大型化的球碳納米晶須，納米纖
維-納米管的製造方法。圖面說明
圖1 (A)是表示用於實施本申請發明的裝置的概念的簡略縱剖面圖，(B)是表示上述裝置的其他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的其他實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(D)是表示上述裝置的另一其他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所示裝置的另外的其他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)是上述裝置的其他實施方式的主要部分的簡略仰視圖，(C)是另外的其他實施方式的主要部分的簡略仰視圖，(D)是表示上述裝置的另一其他實施方式的概念的簡略仰視圖，(E)是表示上述裝置的另一其他實施方式的概念的簡略仰視圖，(F)是表示上述裝置的另一其他實施方式的概念的簡略仰視圖。 圖4(A) (D)分別是表示圖1所示裝置的另外的其他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所示裝置的另外的其他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所示裝置的另外的其他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所示裝置的另外的其他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所示裝置的另外其他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所示裝置的另外其他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所示裝置的另外其他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所示裝置的另一其他實施方式的概念的簡略縱剖面圖，(C)為圖1所示裝置的主要部分的簡略仰視圖。 圖12(A)是關於圖1(A)所示裝置的受壓面的、表示其他實施方式的主要部分的簡
略縱剖面圖，(B)是該裝置的另一其他實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。 圖13是關於圖12(A)所示裝置的連接觸表面壓力施加機構4的、其他實施方式的
主要部分的簡略縱剖面圖。 圖14是關於圖12(A)所示裝置上的、設置了溫度調節用封套的、其他實施方式的主要部分的簡略縱剖面圖。 圖15是關於圖12(A)所示裝置的接觸表面壓力施加機構4的，其他實施方式的主要部的簡略縱剖面圖。 圖16(A)是圖12(A)所示裝置的另一其他實施方式的主要部分的簡略橫剖面圖，(B) (C) (E) (G)是該裝置的另一其他實施方式的主要部分的簡略橫剖面圖，(D)是該裝置的另一其他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)所示裝置的另一其他實施方式的主要部的簡略縱剖面圖。
圖18(A)是表示用於本申請發明的實施中的裝置的另一其他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說明圖。 圖19(A)是圖12所示上述裝置的第1處理用構件1的俯視圖，(B)是其主要部分的縱剖面圖。 圖20(A)是圖12所示裝置的第1及第2處理用構件1、2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處理用構件1、2的主要部的縱剖面圖。 圖21 (A)是上述第1處理用構件1的其他實施方式的俯視圖，(B)是其主要部分
的簡略縱剖面圖。 圖22(A)是上述第1處理用構件1的另一其他實施方式的俯視圖，(B)是其主要部分的簡略縱剖面圖。 圖23(A)是上述第1處理用構件1的另一其他實施方式的俯視圖，(B)是上述第1處理用構件1的再另一其他實施方式的俯視圖。 圖24(A) (B) (C)分別是關於處理後的被處理物的分離方法的、表示上述以外的實施方式的說明圖。 圖25是說明本申請發明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大圖。 圖27(A)是第2導入通道的剖面圖，(B)是用於說明第2導入通道的處理用面的主要部分的擴大圖。 圖28(A)及(B)分別是為了說明設置於處理用構件的傾斜面的主要部分擴大剖面圖。 圖29是用於說明設置於處理用構件的受壓面的圖，(A)是第2處理用構件的仰視圖，(B)是主要部分的擴大剖面圖。
具體實施方式
作為本發明所使用的在可接近和分離地相互對向配置且至少一方可相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中均勻攪拌和混合的方法，可以利用與例如本申請的申請人的特開2004-49957號公報所記載相同原理的裝置。
以下，對適於實施該方法的流體處理裝置進行說明。 如圖1(A)所示，該裝置具有相對的第1及第2二個處理用構件10、20，至少其中一方的處理用構件旋轉。兩處理用構件10、20的相對的面分別作為處理用面，在兩處理用面之間進行被處理流體的處理。第1處理用構件10具有第1處理用面l，第2處理用構件20具有第2處理用面2。 兩處理用面1、2連接於被處理流體的流路，構成被處理流體的流路的一部分。
更詳細而言，該裝置構成至少2個被處理流體的流路，同時，使各流路合流。
S卩，該裝置與第l被處理流體的流路相接接，在形成該第l被處理流體的流路的一部分的同時，形成有別於第l被處理流體的第2被處理流體的流路的一部分。並且，該裝置使兩流路合流，在處理用面1、2之間，混合兩流體而進行反應。圖1(A)所示的實施方式中，上述各流路是液密(被處理流體為液體的場合)或氣密(被處理流體為氣體的場合)的密閉流路。 具體地說明如下，如圖1 (A)所示，該裝置具有上述第1處理用構件10、上述第2處理用構件20、保持第1處理用構件10的第1託架ll，保持第2處理用構件20的第2託架21、接觸表面壓力施加機構4、旋轉驅動部、第1導入部dl、第2導入部d2、流體壓力施加機構pl、第2流體供給部p2及殼體3。
另外，圖中省略了旋轉驅動部的圖示。 第1處理用構件10和第2處理用構件20的至少其中任一方可相對於另一方接近和分離，從而使兩處理用面1、2可接近和分離。 在本實施方式中，第2處理用構件20可相對於第1處理用構件IO接近和分離。但是，與之相反，也可以是第1處理用構件10相對於第2處理用構件20接近和分離，或者兩處理用構件10、20相互接近和分離。 第2處理用構件20配置在第1處理用構件10的上方，第2處理用構件20的朝向下方的面、即下表面，為上述第2處理用面2，第1處理用構件10的朝向上方的面、即上面，為上述的第l處理用面l。 如圖1(A)所示，在本實施方式中，第1處理用構件10及第2處理用構件20分別為環狀體，即圓環。以下，根據需要，稱第1處理用構件10為第1圓環10，稱第2處理用構件20為第2圓環20。 在本實施方式中，兩圓環10、20是金屬制的一個端面被鏡面研磨的構件，以該鏡面作為第1處理用面1及第2處理用面2。 S卩，第1圓環10的上端面作為第1處理用面1，被鏡面研磨，第2圓環20的下端面作為第2處理用面2，被鏡面研磨。 至少一方的託架可通過旋轉驅動部相對於另一方的託架相對地旋轉。圖1(A)的50表示旋轉驅動部的旋轉軸。在旋轉驅動部中可採用電動機。通過旋轉驅動部，可使一方的圓環的處理用面相對於另一方的圓環的處理用面相對地旋轉。 在本實施方式中，第1託架11通過旋轉軸50接受來自旋轉驅動部的驅動力，相對於第2託架21旋轉，這樣，和第1託架10形成一體的第1圓環10相對於第2圓環20旋轉。在第1圓環10的內側，旋轉軸50以如下方式設置在第1託架11上，即，俯視時，其中心與圓形的第1圓環10的中心同心。 第1圓環10的旋轉以圓環10的軸心為中心。雖未圖示，但是，軸心指圓環10的中心線，是假想線。 如上所述，在本實施方式中，第1託架11使第1圓環10的第1處理用面1朝向上方，並保持第1圓環10，第2託架21使第2圓環20的第2處理用面2朝向下方，並保持第2圓環20。 具體為，第1及第2託架11、21分別具有凹狀的圓環收容部。在本實施方式中，第1圓環11嵌合於第1託架11的圓環收容部，並且，第1圓環10固定於圓環收容部，從而不能從第1託架11的圓環收容部出沒。 SP，上述第1處理用面1從第1託架11露出，面向第2託架21側。
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第1圓環10的材質除了金屬以外，還可採用陶瓷、燒結金屬、耐磨鋼、實施過硬化處理的其他金屬、或者塗敷、包覆、電鍍有硬質材料的材料。特別是，因為旋轉，最好用輕質的原料形成第1處理部10。關於第2圓環20的材質，也可以採用與第1圓環10相同的材質。 另一方面，第2託架21所具有的圓環收容部41可出沒地收容第2圓環20的處理用構件2。 該第2託架21所具有的圓環收容部41是收容第2圓環20的、主要是與處理用面2側相反側部位的凹部，在俯視時呈圓形，即形成環狀的槽。 圓環收容部41的尺寸比第2圓環20大，與第2圓環20之間有足夠的間隔，收容第2圓環20。 通過該間隔，在該圓環收容部41內，該第2圓環20可在環狀的圓環收容部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20能夠以改變與上述圓環收容部41的軸方向的平行關係的方式使圓環20的中心線相對於圓環收容部41位移。 以下，將第2託架21的被第2圓環20圍繞的部位稱為中央部分22。 對於上述說明，換言之，該第2圓環20以如下方式收容在圓環收容部41內，即，
能夠在圓環收容部41的推力方向即上述出沒方向位移，另外，能夠在相對於圓環收容部41
的中心偏心的方向位移。並且，第2圓環20以如下方式被收容，即，相對於圓環收容部41，
在圓環20的圓周方向的各位置，能夠以從圓環收容部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20具有上述3個位移的自由度，即，與圓環收容部41相對的第2圓環20的軸方向、偏心方向、中心振擺方向的自由度，但第2圓環20以不隨第1圓環10旋轉的方式保持在第2託架21上。雖未圖示，但有關這一點，只要在圓環收容部41和第2圓環20上分別相對於圓環收容部41設置適當的突出部即可，從而限制在其圓周方向的旋轉。但是，該突出部不得破壞上述3個位移的自由度。 上述接觸表面壓力施加機構4沿使第1處理用面1和第2處理用面2接近的方向對處理用構件施加力。在本實施方式中，接觸表面壓力施加機構4設置在第2託架21上，將第2圓環20向第1圓環10彈壓。 接觸表面壓力施加機構4將第2圓環20的圓周方向的各位置、即處理用面2的各位置均等地向第1圓環10彈壓。接觸表面壓力施加機構4的具體結構在後面再進行詳細敘述。 如圖1(A)所示，上述殼體3配置在兩圓環10、20外周面的外側，收容生成物，該生成物在處理用面1、2間生成並排出到兩圓環10、20的外側。如圖1(A)所示，殼體3是收容第1託架10和第2託架20的液密的容器。第2託架20可以作為該殼體的一部分而與殼體3—體地形成。 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託架21也同樣不可動，從而不會影響兩圓環10、20間的間隔，即，兩處理用面1、2間的間隔。換言之，第2託架21不會對兩處理用面1、2間的間隔產生影響。
在殼體3上，殼體3的外側設有用於排出生成物的排出口 32。
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第1導入部dl向兩處理用面1、2間供給第1被處理流動物。 上述流體壓力施加機構pi直接或間接地與該第1導入部dl連接，對第1被處理
流體施加流體壓力。在流體壓力施加機構pl中，可採用壓縮機等其他泵。 在該實施方式中，第1導入部dl是設置在第2託架21的上述中央部分22內部的
流體通道，其一端在第2託架21的俯視為圓形的第2圓環20的中心位置開口。另外，第1
導入部dl的另一端在第2託架21的外部、即殼體3的外部與上述流體壓力施加機構pi相連接。 第2導入部d2向處理用面用1、2間供給與第1被處理流體反應的第2流體。在該實施方式中，第2導入部為設置在第2圓環內部的流體通道，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，可採用壓縮機等其他泵。 通過流體壓力施加機構pi加壓的第1被處理流體從第1導入部dl被導入兩圓環10、20的內側的空間，通過第1處理用面1和第2處理用面2之間，從兩圓環10、20的外側穿過。 此時，承受第1被處理流體的輸送壓力的第2圓環20克服接觸表面壓力施加機構4的彈壓，遠離第1圓環IO，使兩處理用面間分開微小的間隔。關於因兩處理用面1、2的接近或分離而形成的兩處理用面1、2間的間隔，後面再詳細敘述。 在兩處理用面1、2間，從第2導入部d2供給第2被處理流體並與第1被處理流體合流，利用處理用面的旋轉促進反應。然後，兩流體的反應所生成的反應生成物從兩處理用面1、2之間排出到兩圓環10、20的外側。在圓環10、20外側排出的反應生成物最終通過殼體的排出口排出到殼體的外部。 上述被處理流體的混合及反應通過與第2處理用構件20相對的第1處理用構件10的由驅動部5所產生的旋轉，在第1處理用面1與第2處理用面2進行。
在第1及第2處理用面1、2之間，第2導入部d2的開口部m2的下遊側形成反應室，該反應室使上述第1被處理流體和第2被處理流體反應。具體而言，在兩處理用面1、2間，在表示第2圓環20的底面的圖11 (C)中以斜線表示的第2圓環20直徑的內外方向rl上，第2導入部的開口部m2、即第2開口部m2的外側區域H具有作為上述處理室、即反應室的功能。因此，該反應室在兩處理用面1、2間位於第1導入部dl和第2導入部d2的兩開口部ml、m2的下遊側。 從第2開口部m2導入至兩處理用面1、2之間的第2被處理流體，在上述形成反應室的區域H內，與從第1開口部ml經過圓環內側的空間的導入至兩處理用面1 、2之間的第1被處理流體混合，兩被處理流體反應。流體通過流體壓力施加機構pl而受到輸送壓力，並在兩處理用面1、2間的微小間隔中朝著圓環的外側移動，但是，由於第1圓環IO旋轉，所以，在上述反應區域H內，被混合的流體並不是在圓環直徑的內外方向上從內側向外側直線地移動，而是在俯視處理用面的狀態下，以圓環的旋轉軸為中心，螺旋狀地從圓環的內側向外側移動。這樣，在進行混合反應的區域H，通過螺旋狀地從圓環的內側向外側移動，從而可以確保在兩處理用面1、2之間的微小間隔中具有充分反應所需要的區間，並可促進其均勻的反應。 另外，反應產生的生成物在上述微小的第1及第2處理用面1、2間形成均質的反應物，特別是在結晶或析出的情況下形成微粒。 至少，在上述流體壓力施加機構pl負荷的輸送壓力、上述接觸表面壓力施加機構 4的作用力、以及圓環的旋轉所產生的離心力的均衡的基礎上，可使兩處理用面1、2間的間 隔均衡並成為優選的微小間隔，並且，承受流體壓力施加機構pl負荷的輸送壓力及圓環的 旋轉所產生的離心力的被處理流體，螺旋狀地在上述處理用面1、2間的微小間隔中移動， 促進反應。 上述反應通過流體壓力施加機構pl所負荷的輸送壓力及圓環的旋轉而強制地進 行。即，利用處理用面1、2，一邊強制地均勻混合，一邊引起反應，上述處理用面1、2可接近 或分離的相互相對設置，並且至少有一方相對於另一方旋轉。 所以，特別是，通過流體壓力施加機構pl所負荷的輸送壓力的調整及圓環的旋轉 速度、即圓環的轉速的調整這種比較容易控制的方法，可控制反應的生成物的結晶或析出。
這樣，該處理裝置通過輸送壓力及離心力的調整，進行影響生成物的大小的處理 用面1、2間的間隔的控制，並且，在影響生成物的均勻生成的上述反應區域H內的移動距離 的控制方面極為優異。 另外，上述的反應處理的生成物並不局限於析出的物質，也包括液體。 再者，旋轉軸50並不限於垂直配置，也可以配置在水平方向，也可傾斜的配置。處
理中，圖示為兩處理用面1、2間的微小間隔內進行反應的情況，實質上可以排除重力的影響。 圖1 (A)中所表示的第1導入部dl表示如下機構，即，在第2託架21中，與第2圓 環20的軸心一致，朝上下鉛直延伸的機構。但是，第1導入部dl並不僅限於與第2圓環20 的軸心一致的機構，只要是能夠向兩圓環10、20所圍成的空間供給第1被處理流體的機構 即可，也可以設置在第2託架21的中央部分22的其他位置，另外，也可以是非垂直的傾斜 的延伸的裝置。 圖12(A)表示上述裝置的更優選的實施方式。如圖所示，第2處理用構件20具有 上述第2處理用面2，並且具有受壓面23，該受壓面23位於第2處理用面2的內側並與該 第2處理用面2鄰接。以下，該受壓面23又稱為分離用調整面23。如圖所示，該分離用調 整面23為傾斜面。 如前所述，在第2託架21的底部、即下部，形成圓環收容部41 ，該圓環收容部41內
收容有第2處理用構件20。另外，雖沒有圖示，通過旋轉阻止裝置，使第2處理用構件20相
對於第2託架21不旋轉地被收容。上述第2處理用面2從第2託架21中露出。在該實施方式中，處理用面1、2間的、第1處理用構件IO及第2處理用構件20的
內側為被處理物的流入部，第1處理用構件10及第2處理用構件20的外側為被處理物的
流出部。 上述接觸表面壓力施加機構4推壓第2處理用面2，使其相對於第1處理用面1處 於壓接或接近的狀態，通過該接觸表面壓力與流體壓力等使兩處理用面1、2間分離的力的 平衡，產生上述預定膜厚的流體膜。換言之，通過上述力的平衡，兩處理用面1、2間的間隔 保持為預定的微小間隔。 具體而言，在該實施方式中，接觸表面壓力施加機構4由以下部分構成上述圓環 收容部41 ;發條收容部42，該發條收容部42設置在圓環收容部41的內部即圓環收容部41的最深處；彈簧43 ;以及，空氣導入部44。 但是，接觸表面壓力施加機構4也可只具有上述圓環收容部41、上述發條收容部 42、彈簧43以及空氣導入部44中的至少任意一個。 圓環收容部41與第2處理用構件20間隙配合，從而圓環收容部41內的第2處理 用構件20的位置或深或淺地位移，即可上下位移。 上述彈簧43的一端與發條收容部42的內部抵接，彈簧43的另一端與圓環收容部 41內的第2處理用構件20的前部即上部抵接。在圖1中，彈簧43雖僅顯示1個，但是優選 通過多個彈簧43來推壓第2處理用構件20的各個部分。即，通過增加彈簧43的數目，可 以賦予第2處理用構件20更加均等的推壓力。所以，優選第2託架21為安裝數個至數十 個彈簧43的複合型。 在該實施方式中，還可通過上述空氣導入部44向圓環收容部41內導入空氣。通 過這樣的空氣的導入，將圓環收容部41與第2處理用構件20之間作為加壓室，將彈簧43 與空氣壓力一起作為推壓力施加於第2處理用構件20上。因此，通過調整從空氣導入部44 導入的空氣壓力，可調整運轉中第2處理用面2相對於第1處理用面1的接觸表面壓力。並 且，代替利用空氣壓力的空氣導入部44，也可利用通過油壓等其他的流體壓力產生推壓力 的機構。 接觸表面壓力施加機構4除了供給並調節上述推壓力即接觸表面壓力的一部分 之外，還兼作位移調整機構和緩衝機構。 詳細而言，接觸表面壓力施加機構4作為位移調整機構，通過空氣壓的調整而追 隨啟動時及運轉中軸方向的伸展或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，接觸表面壓力施加機構4由於採用可位移地保持第2處理用構件20的浮動機構， 也具有作為微振動及旋轉定位的緩衝機構的功能。 接著，關於採用上述結構的處理裝置的使用狀態，根據圖1(A)進行說明。
首先，第1被處理流體承受來自流體壓力施加機構pl的輸送壓力，通過第1導入 部dl導入密閉殼體的內部空間。另一方面，通過由旋轉驅動部所產生的旋轉軸50的旋轉， 第1處理用構件10旋轉。由此，使第1處理用面1與第2處理用面2在保持微小間隔的狀 態下相對地旋轉。 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導入部 d2導入的第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，兩流體發生反應，並促進均勻反應，形成其反應生 成物。由此，在伴有析出的情況下，可較均勻地形成微小粒子，即使在不伴有析出的情況下， 仍可實現均勻的反應。另外，析出的反應生成物由於第1處理用面1的旋轉而在其與第2 處理用面2間受到剪切，有時會被進一步微小化。在此，通過將第1處理用面1與第2處理 用面2的間隔調整為1 y m至lmm、特別是1 y m至10 y m的微小間隔，從而能夠實現均勻的 反應，同時，可生成數nm單位的超微粒子。 生成物從兩處理用面1、2間排出，通過殼體3的排出口 33排出到殼體外部。排出 後的生成物通過周知的減壓裝置在真空或減壓後的環境內形成霧狀，在碰到環境內的其他 部分後成為流體流下，可以作為除氣後的液態物被回收。 此外，在該實施方式中，處理裝置雖具有殼體，但也可以不設置這樣的殼體。例如，可以設置除氣用的減壓槽，即真空槽，並在其內部配置處理裝置。在該情況下，在處理裝置上當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的間隔調整為機械的間隔設定不可能達到的y m單位的微小間隔，其結構說明如下。 第1處理用面1與第2處理用面2可相對地接近或分離，並且相對地旋轉。在該例中，第1處理用面1旋轉，第2處理用面2在軸方向滑動，相對於第1處理用面1接近或分離。 因此，在該例中，第2處理用面2的軸方向位置通過力的平衡，即上述的接觸表面壓力與分離力的平衡，設定為Pm單位的精度，從而進行處理用面1、2間的微小間隔的設定。 如圖12(A)所示，作為接觸表面壓力，可以舉出以下例子在接觸表面壓力施加機構4中，從空氣導入部44施加的空氣壓、即施加正壓情況下的該壓力；以及，彈簧43的推壓力。 此外，在圖13 15所示的實施方式中，為避免圖面的繁雜，省略了第2導入部d2的描繪。關於這一點，也可以看成是未設置第2導入部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，可以舉出以下例子作用在分離側的受壓面、即第2處理用面2及分離用調整面23上的流體壓力；第l處理用構件l的旋轉所產生的離心力；以及，對空氣導入部44施加負壓的情況下的該負壓。 再者，在對裝置進行清洗時，通過增大施加於上述空氣導入部44的負壓，可加大兩處理用面1、2的分離，可容易地進行清洗。 並且，通過這些力的平衡，使第2處理用面2安定地處於相對於第1處理用面1隔開預定的微小間隔的位置，從而實現P m單位精度的設定。
對分離力進一步詳細地說明如下。 首先，關於流體壓力，密封流路中的第2處理用構件20承受來自於流體壓力施加機構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處理用面相對的面、即第2處理用面2和分離用調整面23成為分離側的受壓面，流體壓力作用在該受壓面上，產生因流體壓所引起的分離力。 其次，關於離心力，如果第l處理用構件IO高速旋轉，則離心力作用於流體，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相互遠離的方向上。 此外，當從上述空氣導入部44向第2處理用構件20施加負壓時，該負壓作為分離
力起作用。 以上，在本申請發明的說明中，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行說明，並非將上述表示的力從分離力中排除。 如上所述，在密封的被處理流體的流路中，經由處理用面1、2間的被處理流體，形成分離力與接觸表面壓力施加機構4所賦予的接觸表面壓力達到平衡的狀態，從而，在兩處理用面1、2間實現均勻反應，同時，形成適合進行微小反應生成物的結晶或析出的流體膜。這樣，該裝置通過在兩處理用面1、2間強制地介入流體膜，可維持兩處理用面1、2之間的間隔為以往的機械的裝置中不可能實現的微小間隔，從而實現高精度地生成作為反應生成物的微粒子。 換言之，處理用面1、2間的流體膜的膜厚通過上述分離力與接觸表面壓力的調整而調整至預定的厚度，能夠實現所需的均勻反應並進行微小的生成物的生成處理。所以，在要形成小的流體膜厚度的情況下，只要調整接觸表面壓力或分離力，從而使接觸表面壓力相對於分離力增大即可，相反地，在要形成大的流體膜厚度的情況下，只要調整接觸表面壓力或分離力，從而使分離力相對於接觸表面壓力增大即可。 在增加接觸表面壓力的情況下，在接觸表面壓力施加機構4中，從空氣導入部44
賦予空氣壓、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即可。 在增加分離力的情況下，可以增加流體壓力施加機構pl的送入壓力，或者增加第
2處理用面2、分離用調整面23的面積，除此之外，還可以調整第2處理用構件20的旋轉從
而增大離心力，或者減低來自空氣導入部44的壓力。或者，可以賦予負壓。彈簧43是作為
在伸長方向產生推壓力的推力發條，但是，也可以是作為在收縮方向產生力的拉力發條，可
形成接觸表面壓力施加機構4的結構的一部分或全部。 在減小分離力的情況下，可以減少流體壓力施加機構pl的送入壓力，或者減少第
2處理用面2或分離用調整面23的面積，除此之外，還可以調整第2處理用構件20的旋轉
從而減少離心力，或者增大來自空氣導入部44的壓力。或者也可以賦予負壓。 另外，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
度等被處理流體的特性，這樣的被處理流體的特性的調整也可作為上述要素的調整來進行。 再者，分離力之中，作用於分離側的受壓面即第2處理用面2以及分離用調整面23上的流體壓力可理解為構成機械密封的開啟力。 在機械密封中，第2處理用構件20相當於密封環，在對該第2處理用構件20施加流體壓力的情況下，當作用使第2處理用構件20與第1處理用構件10分離的力作用時，該力為開啟力。 更詳細而言，如上述的第1實施方式那樣，當在第2處理用構件20中僅設置分離側的受壓面、即第2處理用面2以及分離用調整面23的情況下，送入壓力的全部構成開啟力。並且，當在第2處理用構件20的背面側也設置受壓面時，具體而言，在後述的圖12 (B)及圖17的情況下，在送入壓力之中，作為分離力作用的力與作為接觸表面壓力作用的力的差形成開啟力。 在此，使用圖12 (B)對第2處理用構件20的其他實施方式進行說明。 如圖12(B)所示，在從該第2處理用構件20的圓環收容部41露出的部位並且在
內周面側，設置面向第2處理用面2的相反側即上方側的接近用調整面24。 即，在該實施方式中，接觸表面壓力施加機構4由圓環收容部41 、空氣導入部44以
及上述接近用調整面24構成。但是，接觸表面壓力施加機構4也可以只具備上述圓環收容
部41、上述發條收容部42、彈簧43、空氣導入部44以及上述接近用調整面24中的至少任意一個。 該接近用調整面24承受施加在被處理流體上的預定的壓力，產生使第2處理用面2朝與第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施加機構4的一部分，擔當接觸表面壓力的供給側的作用。另一方面，第2處理用面2與上述的分離用調整面23承受施加在被處理流體上的預定的壓力，產生使第2處理用面2朝與第1處理用面1分 離的方向移動的力，擔當分離力的一部分的供給側的作用。 接近用調整面24、第2處理用面2以及分離用調整面23均為承受上述被處理流體 的輸送壓力的受壓面，根據其方向，實現產生上述接觸表面壓力與產生分離力的不同的作 用。 接近用調整面24的投影面積Al與合計面積A2的面積比Al/A2稱為平衡比K，對 上述的開啟力的調整非常重要，其中，接近用調整面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20的出沒方向正交的假想平面上投影的接近用調整面24的投 影面積，合計面積A2是在該假想平面上投影的第2處理用構件20的第2處理用面2及分 離側受壓面23的投影面積的合計面積。 接近用調整面24的前端與分離側受壓面23的前端一同被限定在環狀的第2調整 用部20的內周面25即前端線Ll上。因此，通過決定接近用調整面24的基端線L2的位置， 可進行平衡比的調整。 S卩，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以及分離用調整面23的合計投影面積大於接近用調整面24的投影面積， 可產生與其面積比率相對應的開啟力。 對於上述開啟力，變更上述平衡線，即變更接近用調整面24的面積A1，由此，能夠 通過被處理流體的壓力、即流體壓力進行調整。 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生的表面壓力可用下 式計算。 P = P1X (K-k)+Ps 式中，Pl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，Ps表示彈簧及背壓力。 通過該平衡線的調整來調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生的流體膜，使生成物變微小，進行均勻的反應 處理。 通常，如果兩處理用面1、2間流體膜的厚度變小，則可使生成物更微小。相反，如 果流體膜的厚度變大，處理變得粗糙，單位時間的處理量增加。所以，通過上述滑動面實際 表面壓力P的調整，能夠調整兩處理用面1、2間的間隔，可以在實現所期望的均勻反應的同 時獲得微小的生成物。以下，稱滑動面實際表面壓力P為表面壓力P。 歸納該關係，在上述生成物較粗的情況下，可以減小平衡比，減小表面壓力P，增大 間隔，增大上述膜厚。相反，在上述生成物較小的情況下，可以增大平衡比，增大表面壓力P， 減小上述間隔，減小上述膜厚。 這樣，作為接觸表面壓力施加機構4的一部分，形成接近用調整面24，通過其平衡
線的位置，可以實施接觸表面壓力的調整，即可調整處理用面間的間隔。 在上述間隔的調整中，如上所述，還可以考慮通過改變上述彈簧43的推壓力及空
氣導入部44的空氣壓力來進行。並且，流體壓力即被處理流體的輸送壓力的調整、及成為
離心力的調整的第1處理用構件10即第1託架11的旋轉的調整，也是重要的調整要素。 如上所述，該裝置以如下方式構成，即，對於第2處理用構件20及相對於第2處理
17用構件20旋轉的第1處理用構件10，通過取得被處理流體的送入壓力、該旋轉離心力以及
接觸表面壓力的壓力平衡，在兩處理用面上形成預定的流體膜。並且，圓環的至少一方為浮
動構造，從而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，對於具備上述調整用面以外的結構，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，可以不設置上述分離側受壓面 23。 如圖12(B)及圖17所示的實施方式那樣，在設置接近用調整面24的情況下，通過 使接近用調整面24的面積A1大於上述面積A2，從而不產生開啟力，相反，施加在被處理流 體上的預定的壓力全部作為接觸表面壓力而起作用。也可進行這樣的設定，在該情況下，通 過增大其他的分離力，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賦予均勻的應力， 安裝個數越多越好。但是，該彈簧43也可如圖13所示那樣，採用單巻型彈簧。其為如圖所 示的、中心與環狀的第2處理用構件20同心的1個螺旋式彈簧。 第2處理用構件20與第2託架21之間以成為氣密的方式密封，該密封可採用眾 所周知的機構。 如圖14所示，第2託架21中設有溫度調整用封套46，該溫度調整用封套46冷卻 或加熱第2處理用構件20，可調節其溫度。並且，圖14的3表示上述的殼體，在該殼體3 中，也設有同樣目的的溫度調節用封套35。 第2託架21的溫度調節用封套46是水循環用空間，該水循環用空間形成於在第2 託架21內的圓環收容部41的側面，並與連通至第2託架21外部的通道47、48相連接。通 道47、48的其中一方向溫度調整用封套46導入冷卻或加熱用的介質，其中另一方排出該介 質。 另外，殼體3的溫度調整用封套35是通過加熱用水或冷卻水的通道，其通過設置 在覆蓋殼體3的外周的覆蓋部34而設置在殼體3的外周面與該覆蓋部34之間。
在該實施方式中，第2託架21及殼體3具備上述溫度調整用封套，但是，第1託架 11中也可設置這樣的封套。 作為接觸表面壓力施加機構4的一部分，除上述以外，也可設置如圖15所示的汽 缸機構7。 該汽缸機構7具有汽缸空間部70，該汽缸空間部70設置在第2託架21內；連接
部71，該連接部71連接汽缸空間部70與圓環收容部41 ;活塞體72，該活塞體72收容在汽
缸空間部70內且通過連接部71與第2處理用構件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位於汽缸空間部70的下部；
推壓體75，該推壓體75為介於汽缸空間部70上部與活塞體72之間的發條等。 活塞體72可在汽缸空間部70內上下滑動，通過活塞體72的該滑動，第2處理用
構件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，具體為，將壓縮機等壓力源與第1噴嘴73相連接，通過從第1噴嘴73
18向汽缸空間部70內的活塞體72的上方施加空氣壓力，即正壓，使活塞體72向下方滑動，從 而，第2處理用構件20可使第1與第2處理用面1 、 2間的間隔變窄。另外，雖未圖示，將壓 縮機等壓力源與第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處理用構件20朝著 擴大第1與第2處理用面1、2間的間隔的方向即打開的方向移動。這樣，利用從噴嘴73、74 獲得的空氣壓，可調整接觸表面壓力。 即使圓環收容部41內的第2處理用構件20的上部與圓環收容部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抵接地設定活塞體72，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72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揮作用，換言之，作 為限制兩處理用面1、2間的間隔的最大分開量的機構發揮作用。 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 地設定活塞體72，該汽缸空間部70的最下部70b限定了兩處理用面1、2間的間隔寬度的下 限。即，活塞體72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 制部而發揮作用，更換言之，作為限制兩處理用面1、2間的間隔的最小分開量的機構而發 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 空氣壓來調整汽缸體7與汽缸空間部70的最上部70a的間隔zl，換言之，調整汽缸體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接連接於一個壓力 源。 並且，壓力源可以是供給正壓或供給負壓的任一種裝置。在真空等負壓源與噴嘴 73、74相連接的情況下，形成與上述動作相反的動作。 取代上述的其他接觸表面壓力施加機構4或者作為上述的接觸表面壓力施加機
構4的一部分，設置這樣的汽缸機構7，根據被處理流體的粘度及其特性，進行與噴嘴73、74
相連接的壓力源的壓力及間隔zl、 z2的設定，使流體液膜的厚度達到所期望的值，施以剪
切力，實現均勻的反應，可生成微小的粒子。特別是，通過這樣的汽缸機構7，可以在清洗及
蒸汽滅菌等時候進行滑動部的強制開閉，可提高清洗及滅菌的可靠性。 如圖16(A) (C)所示，可以在第1處理用構件10的第1處理用面1上形成槽狀
凹部13. . . 13，該槽狀凹部13. . . 13從第1處理用構件10的中心側朝向外側延伸，即在徑向
上延伸。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上彎曲或螺
旋狀延伸的部分來實施，如圖16(B)所示，也可以實施為各個凹部13彎曲為L字型的槽，並
且，如圖16(C)所示，凹部13. . . 13也可實施為呈直線放射狀延伸的槽。 另外，如圖16(D)所示，優選圖16(A) (C)的凹部13以成為朝向第1處理用面
1的中心側逐漸加深的凹部的方式傾斜而形成。並且，槽狀的凹部13除了可以是連續的槽
之外，也可是間斷的槽。 通過形成這樣的凹部13，具有應對被處理流體的排出量的增加或發熱量的減少、 空蝕控制以及流體軸承等效果。 在上述圖16所示各實施方式中，凹部13雖然形成在第1處理用面1上，但也可實
19施為形成在第2處理用面2上，並且，也可實施為形成在第1及第2處理用面1、2雙方上。
在處理用面上未設置上述凹部13或錐度的情況下，或者，在使它們偏置於處理用 面的一部分的情況下，處理用面1、2的表面粗糙度對被處理流體施加的影響比形成上述凹 部13的裝置大。所以，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，在以均勻反應為目的的情況下，對於其處理用面的表面 粗糙度，在以實現均勻的反應並獲得微粒子為目的的情況下，前述鏡面、即施加了鏡面加工 的面有利於實現微小的單分散的反應物的結晶或析出。 在圖13至圖17所示的實施方式中，特別明示以外的結構與圖1(A)或圖11(C)所 示實施方式相同。 另外，在上述各實施方式中，殼體內全部密封，但是，除此以外，也可實施為，僅第1 處理用構件10及第2處理用構件20的內側被密封，其外側開放。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，被處理流體承受全部輸送壓力，但是，在通過 後，流路被打開，處理後的被處理流體不承受輸送壓力。 在流體壓力施加機構pl中，作為加壓裝置，如上所述，優選使用壓縮機實施，但 是，只要能一直對被處理流體施加預定的壓力，也可使用其他的裝置實施。例如，可以通過 如下裝置實施，即，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的裝置。
概括上述各實施方式中的處理裝置，其特徵為，對被處理流體施加預定的壓力，在 承受該預定壓力的被處理流體所流動的被密封的流體流路中，連接第1處理用面1及第2 處理用面2至少2個可接近或分離的處理用面，施加使兩處理用面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相對地旋轉，利用被處理流體產生機械密封中 用於密封的流體膜，與機械密封相反(不是將流體膜用於密封)，使該流體膜從第1處理用 面1及第2處理用面2之間漏出，在兩面1、2間成為膜的被處理流體間，實現反應處理並回 收。 通過上述劃時代的方法，可將兩處理用面1、2間的間隔調整為1 y m至lmm，尤其是 可進行1 10ii的調整。 在上述實施方式中，裝置內構成被密封的流體的流路，利用在處理裝置的(第l被
處理流體的)導入部側設置的流體壓力施加機構P，對被處理流體加壓。 另外，也可以不用這樣的流體壓力施加機構p進行加壓，而是通過被處理流體的
流路被打開的裝置來實施。 圖18至圖20表示這樣的處理裝置的一個實施方式。另外，在該實施方式中，示 例有作為處理裝置的、具有除氣功能的裝置，即，具有從作為處理物而生成的物質中除去液 體，最終僅確保作為目的的固體(結晶)的機能的裝置。 圖18(A)為處理裝置的簡略縱剖面圖，圖18(B)是其局部擴大剖面圖。圖19是備 有圖18所示的處理裝置的第1處理用構件1的俯視圖。圖20是上述處理裝置的第1及第 2處理用構件1、2的主要部分的局部縱剖面圖。 該圖18至圖20中所示的裝置如上所述，在大氣壓下，投入作為處理對象的流體， 即被處理流體或搬送這樣處理對象物的流體。 另外，圖18(B)及圖20中，為避免圖面的繁雜，省略了第2導入部d2的描畫(也 可看成剖面處於不設有第2導入部d2位置)。
20
如圖18(A)所示，該處理裝置具備反應裝置G及減壓泵Q。該反應裝置G具備作 為旋轉構件的第1處理用構件101 ;保持該處理用構件101的第1託架111 ;作為相對於殼 體被固定的構件的第2處理用構件102 ;固定該第2處理用構件102的第2託架121 ;彈壓 機構103 ;動壓發生機構104(圖19(A));使第1處理用構件101與第1託架111 一同旋轉
的驅動部；殼體106 ;供給(投入)第1被處理流體的第1導入部dl ;向減壓泵Q排出流體
的排出部108。關於驅動部省略其圖示。 上述第1處理用構件101及第2處理用構件102分別是具有挖空圓柱中心的形狀 的環狀體。兩處理用構件101、102是分別把兩處理用構件101、102所呈圓柱的一個底面作 為處理用面110、 120的構件。 上述處理用面110U20具有被鏡面研磨的平坦部。在該實施方式中，第2處理用 構件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 構件IOI的處理用面110的整個面成為與第2處理用構件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處理用構件101 所呈圓柱的中心為中心側，向圓柱的外周方向放射狀地延伸。 有關上述第1及第2處理用構件101、 102的處理用面110、 120的鏡面研磨，優選
表面粗糙度為RaO. 01 1. 0 ii m。更優選該鏡面研磨達到RaO. 03 0. 3 y m。 有關處理用構件101U02的材質，採用硬質且可以鏡面研磨的材料。有關處理用
構件101U02的該硬度，優選為至少維式硬度1500以上。並且，優選採用線膨脹係數小的
原料或熱傳導高的原料。這是由於，在處理時產生熱量的部分與其他部分之間，如果膨脹率
的差較大，就會發生變形，從而影響適當間隔的確保。 作為上述處理用構件101U02的原料，尤其優選採用以下物質等SIC即碳化矽， 其維式硬度為2000 2500 ;表面以DLC即類鑽碳塗層的SIC，其中類鑽碳的維式硬度為 3000 4000 ;WC即碳化鎢，其維式硬度為1800 ;表面施加了 DLC塗層的WC、ZrB2或以BTC、 B4C為代表的硼系陶瓷，維式硬度為4000 5000。 圖18所示的殼體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託架121覆蓋。第2託架121在其下表面固定上述第2處理用構件102，在其上方設有上 述導入部dl。導入部dl備有料鬥170，該料鬥170用於從外部投入流體或被處理物。
雖未圖示，上述的驅動部具備電動機等動力源以及從該動力源接受動力供給而旋 轉的軸50。 如圖18(A)所示，軸50配置於殼體106的內部朝上下延伸。並且，軸50的上端部 設有上述第1託架111。第1託架111是保持第1處理用構件101的裝置，通過設置在上述 軸50上，使第1處理用構件101的處理用面110與第2處理用構件102的處理用面120相 對應。 第1託架111為圓柱狀體，在其上表面中央固定有第1處理用構件101。第1處理 用構件101與第1託架111成為一體地被固定，相對於第1託架111不改變其位置。
另一方面，在第2託架121的上表面中央形成有收容第2處理用構件102的收容 凹部124。 上述收容凹部124具有環狀的橫剖面。第2處理用構件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。
該收容凹部124的結構與圖1(A)所示的實施方式相同(第1處理用構件101對 應第1圓環IO，第1託架111對應第1託架ll，第2處理用構件102對應第2圓環20，第2 託架121對應第2託架21)。 並且，該第2託架121具備上述彈壓機構103。優選彈壓機構103使用彈簧等彈性 體。彈壓機構103與圖1(A)的接觸表面壓力施加機構4對應，採用同樣結構。S卩，彈壓機 構103推壓與第2處理用構件102的處理用面120相反側的面、即底面，對位於第1處理用 構件101偵U、即下方的第2處理用構件102的各位置均等地彈壓。 另一方面，收容凹部124的內徑大於第2處理用構件102的外徑，由此，當如上所 述同心地配置時，在第2處理用構件102的外周面102b與收容凹部124的內周面之間，如 圖18(B)所示那樣，設定間隔tl。 同樣，在第2處理用構件102的內周面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，設定間隔t2。 上述間隔tl、 t2分別用於吸收振動及偏心舉動，其大小以如下方式設定，即，大於 等於能夠確保動作的尺寸並且可以形成密封。例如，在第1處理用構件101的直徑為100mm 至400mm的情況下，優選該間隔tl、 t2分別為0. 05 0. 3mm。 第1託架111被一體地固定在軸50上，與軸50 —起旋轉。另外，雖未圖示，利用 制動器，第2處理用構件102不會相對於第2託架121旋轉。但是，在兩處理用面110U20 間，為了確保處理所必需的0. 1 IO微米的間隔，即如圖20(B)所示的微小間隔t，在收容 凹部124的底面、即頂部以及面向第2處理用構件102的頂部124a的面、即上面之間，設有 間隔t3。對於該間隔t3，與上述間隔一起，考慮軸150振動及伸長而設定。
如上所述，通過間隔tl t3的設定，第1處理用構件101不僅在相對於第2處理 用構件102接近或分離的方向上可變，其處理用面110的中心及朝向即方向zl、 z2也為可 變。 S卩，在該實施方式中，彈壓機構103和上述間隔tl t3構成浮動機構，通過該浮 動機構，至少第2處理用構件102的中心及傾斜可以在從數微米至數毫米左右的很小量的 範圍內變動。由此，吸收旋轉軸的芯振動、軸膨脹、第1處理用構件101的面振動和振動。
對第1處理用構件101的研磨用面110所備有的上述溝槽112，進一步詳細地說 明如下。溝槽112的後端到達第1處理用構件101的內周面101a，其前端朝著第1處理用 構件101的外側y即外周面側延伸。該溝槽112如圖19(A)所示，其橫截面積從環狀的第 1處理用構件101的中心x側朝著第1處理用構件101的外側y即外周面側逐漸減少。
溝槽112的左右兩側面112a、112b的間隔wl從第1處理用構件101的中心x側 朝著第1處理用構件101的外側y即外周面側逐漸減小。並且，溝槽112的深度w2如圖 19 (B)所示，從第1處理用構件101的中心x側朝著第1處理用構件101的外側y即外周面 側逐漸減小。即，溝槽112的底112c從第1處理用構件101的中心x側朝著第1處理用構 件101的外側y即外周面側逐漸變淺。 這樣，溝槽112的寬度及深度都朝著外側y即外周面側逐漸減小，從而使其橫截面 積朝著外側y逐漸減小。並且，溝槽112的前端即y側成為終點。即，溝槽112的前端即y 側不到達第1處理用構件101的外周面101b，在溝槽112的前端與外周面101b之間，隔著 外側平坦面113。該外側平坦面113為處理用面110的一部分。
在該圖19所示的實施方式中，上述溝槽112的左右兩側面112a 、112b及底112c 構成流路限制部。該流路限制部、第1處理用構件101的溝槽112周圍的平坦部以及第2 處理用構件102的平坦部構成動壓發生機構104。 但是，也可僅對溝槽112的寬度及深度的其中任一方採用上述結構，減小其截面 積。 上述的動壓發生機構104通過在第1處理用構件101旋轉時穿過兩處理用構件 101、 102間的流體，在兩處理用構件101、 102間可確保所希望的微小間隔，在使兩處理用構 件101、102分離的方向上產生作用力。通過上述動壓的發生，可在兩處理用面H0、120間 產生O. 1 10iim的微小間隔。這樣的微小間隔，雖可以根據處理的對象進行調整選擇，但 是，優選1 6 ii m，更優選1 2 ii m。在該裝置中，通過上述微小間隔，可以實現以往不可 能的均勻反應，並生成微粒子。 溝槽112... 112能夠以如下方式實施，S卩，筆直地從中心x側朝向外側y延伸。但 是，在該實施方式中，如圖19(A)所示，對於第1處理用構件IOI的旋轉方向r，溝槽112的 中心x側以比溝槽112的外側y先行的方式、即位於前方的方式彎曲，使溝槽112延伸。
通過上述溝槽112. . . 112彎曲地延伸，可更有效地通過動壓發生機構104產生分 離力。 下面，對該裝置的動作進行說明。 從料鬥17投入的、通過第1導入部dl的第1被處理流體R通過環狀的第2處理 用構件102的中空部，受到第1處理用構件101的旋轉所產生的離心力作用的流體進入兩 處理用構件101、 102之間，在旋轉的第1處理用構件101的處理用面110與第2處理用構 件102的處理用面120之間，進行均勻的反應及微小粒子的生成處理，隨後，來到兩處理用 構件101U02的外側，通過排出部108排出至減壓泵Q側。以下，根據需要將第l被處理流 體R僅稱為流體R。 在上述中，進入到環狀第2處理用構件102的中空部的流體R如圖20(A)所示，首 先，進入旋轉的第1處理用構件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110U20即使通過空氣或氮氣等氣體也維持其氣密性。所以，即使受到旋轉所 產生的離心力的作用，在該狀態下，流體也不能夠從溝槽112進入由彈壓機構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的上述兩側面 112a、 112b及底112c慢慢地碰撞，產生作用於使分離兩處理用面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。另外，在上述鏡面研磨後的平坦面間，進行均勻的反應及微小 粒子的生成處理。並且，上述溝槽112的彎曲更為切實地對流體作用離心力，更有效地產生 上述的動壓。 如上所述，該處理裝置通過動壓與彈壓機構103所產生的彈壓力的平衡，能夠在 兩鏡面即處理用面110、120之間確保微小且均勻的間隔即間隙。而且，通過上述結構，該微 小間隔可形成為1 P m以下的超微小間隔。 另外，通過採用上述浮動機構，處理用面110U20間的定位的自動調整成為可能， 對於因旋轉及發熱所引起的各部分的物理變形，能夠抑制處理用面110U20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。
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再者，在上述實施方式中，浮動機構是僅在第2託架121上設置的機構。除此以外， 還可以取代第2託架121，在第1託架111上也設置浮動機構，或者在第1託架111與第2 託架121上都設置浮動機構。 圖21至圖23表示上述的溝槽112的其他實施方式。 如圖21(A) (B)所示，溝槽112作為流路限制部的一部分，可在其前端具備平坦的 壁面112d。並且，在該圖14所示的實施方式中，在底112c上，在第1壁面112d與內周面 101a之間設有臺階112e，該臺階112e也構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。 在圖14及圖15的實施方式中，特別是對於沒有示出的結構，與圖1(A)、圖ll(C)、 圖18至圖20中所示的實施方式相同。 並且，在上述各實施方式中，對於溝槽112的寬度及深度的至少其中一方，從第1 處理用構件101的內側朝向外側，逐漸減小其尺寸，由此構成流路限制部。此外，如圖23(A) 及圖23(B)所示，通過不變化溝槽112的寬度及深度在溝槽112中設置終端面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， 動壓產生以如下方式進行，即，通過溝槽112的寬度及深度如前述那樣變化，使溝槽112的 底及兩側面成為傾斜面，由此，該傾斜面成為相對於流體的受壓部，產生動壓。另一方面，在 圖23(A) (B)所示實施方式中，溝槽112的終端面成為相對於流體的受壓部，產生動壓。
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。 再者，關於溝槽112的結構，並不限定於上述圖19、圖21至圖23所示的結構，也可 實施為具有其他形狀的流路限制部的結構。 例如，在圖19、圖21至圖23所示結構中，溝槽112並不穿透到第1處理用構件101 的外側。即，在第1處理用構件101的外周面與溝槽112之間，存在外側平坦面113。但是， 並不限定於上述實施方式，只要能產生上述的動壓，溝槽112也可到達第1處理用構件101 的外周面側。 例如，在圖23(B)所示的第1處理用構件101的情況下，如虛線所示，可實施為，使 剖面面積小於溝槽112的其他部位的部分形成於外側平坦面113上。 另外，如上所述，以從內側向外側逐漸減小截面積的方式形成溝槽112，使溝槽 112的到達第1處理用構件101外周的部分(終端)形成最小截面積即可(未圖示)。但 是，為有效地產生動壓，如圖19、圖21至圖23所示，優選溝槽112不穿透第1處理用構件 101外周面側。 在此，對上述圖18至圖23所示的各種實施方式進行總結。 該處理裝置使具有平坦處理用面的旋轉構件與同樣具有平坦處理用面的固定構 件各自的平坦處理用面同心地相對，在旋轉構件的旋轉下， 一邊從固定構件各自的開口部 供給被反應原料，一邊從兩構件的相對的平面處理用面間進行反應處理，在該處理裝置中， 不是機械地調整間隔，而是在旋轉構件中設置增壓機構，能夠通過其產生的壓力來保持間 隔，並且形成機械的間隔調整所不可能達到的1 6ym的微小間隔，使生成粒子的微小化 能力及反應的均勻化能力得到顯著提高。
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S卩，在該處理裝置中，旋轉構件與固定構件在其外周部具有平坦處理用面，該平坦 處理用面具有面上的密封機能，能夠提供高速旋轉式處理裝置，該高速旋轉式處理裝置產 生流體靜力學的力即流體靜力、流體動力學的力即流體動力、或者空氣靜力學_空氣動力 學的力。上述的力使上述密封面之間產生微小的間隔，並可提供具有如下功能的反應處理 裝置，即，非接觸、機械安全、高度微小化及反應均勻化。能形成該微小間隔的要因，一個是 旋轉構件的轉速，另一個是被處理物(流體)的投入側與排出側的壓力差。在投入側設置 壓力施加機構的情況下，在投入側未設置壓力施加機構的情況即在大氣壓下投入被處理物 (流體)的情況下，由於無壓力差，必須只依靠旋轉構件的轉速來產生密封面間的分離。這 就是為人熟知的流體動力學的力或空氣動力學的力。 圖18(A)所示裝置中，雖表示為將減壓泵Q連接在上述反應裝置G的排出部，但也 可如前面所述那樣實施為，不設置殼體106，且不設置減壓泵Q，而是如圖24(A)所示，將處 理裝置作為減壓用的容器T，在該容器T中配設反應裝置G。 在該情況下，通過使容器T內減壓至真空或接近真空的狀態，反應裝置G中生成的 被處理物成霧狀地噴射到容器T內，通過回收碰到容器T的內壁而流下的被處理物，或，回 收相對於上述流下的被處理物作為氣體(蒸汽)被分離的、充滿容器T上部的物質，可獲得 處理後的目的物。 另外，在使用減壓泵Q的情況下，如圖24 (B)所示，處理裝置G經由減壓泵Q連接
氣密的容器T，在該容器T內，處理後的被處理物形成霧狀，可進行目的物的分離或抽出。 此外，如圖24 (C)所示，減壓泵Q直接連接於處理裝置G，在該容器T內，連接減壓
泵Q以及與減壓泵Q分開的流體R的排出部，可進行目的物的分離。在該情況下，對於氣化
部，液體R(液狀部)被減壓泵Q吸引聚集，通過排出部排出，而不從汽化部排出。 在上述各實施方式中，示出了如下裝置，即，將第1及第2兩種被處理流體分別從
第2託架21、 121及第2圓環20、 102導入，使之混合併反應的裝置。 下面，對被處理流體向裝置導入的其他實施方式按順序進行說明。 如圖1(B)所示，可實施為，在圖1(A)所示的處理裝置中，設置第3導入部d3，將
第3被處理流體導入兩處理用面1、2之間，使其與第2被處理流體同樣地與第1被處理流
體混合併反應。 第3導入部d3向處理用面1、2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導入部d3是設在第2圓環20內部的流體通道，其一端在第2處理用面2上 開口 ，其另一端連接第3流體供給部p3。
在第3流體供給部p3中，可採用壓縮機、其他的泵。 第3導入部d3在第2處理用面2上的開口部與第2導入部d2的開口部相比位於 第1處理用面1的旋轉中心的外側。即，在第2處理用面2上，第3導入部d3的開口部較 第2導入部d2的開口部位於下遊側。在第3導入部d3的開口部與第2導入部d2的開口 之間，在第2圓環20的直徑的內外方向上隔開間隔。 該圖1(B)所示裝置中，第3導入部d3以外的構成與圖1(A)所示的實施方式相同。 並且，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。並且，在圖9(B) (C)、圖10、圖11(A) (B)中，描繪了殼體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，設置第4導入部d4，將第4被處理流體導入兩處理用面1、2之間，使其與第2及第3被處理流體同樣地與第1 被處理流體混合併反應。 第4導入部d4向處理用面1、2供給與第1被處理流體混合的第4流體。在該實 施方式中，第4導入部d4是設在第2圓環20內部的流體通道，其一端在第2處理用面2上 開口 ，其另一端連接第4流體供給部p4。
在第4流體供給部p4中，可採用壓縮機、其他的泵。 第4導入部d4在第2處理用面2上的開口部較第3導入部d3開口部位於第1處 理用面1的旋轉中心的外側。即，在第2處理用面2上，第4導入部d4的開口部較第3導 入部d3的開口部位於下遊側。 對於圖1 (C)所示裝置的第4導入部d4以外的結構，與圖1 (B)所示的實施方式相 同。 並且，雖未圖示，也可實施為，另外設置第5導入部、第6導入部等5個以上的導入 部，分別使5種以上的被處理流體混合併反應。 另外，如圖1(D)所示，可實施為，在圖1(A)的裝置中，將設置在第2託架21上的 第1導入部dl與第2導入部d2同樣地設置在第2處理用面2上，以取代將其設置在第2 託架21上。在該情況下，在第2處理用面2上，第1導入部dl的開口部也較第2導入部d2 位於旋轉的中心側即上遊側。 在上述圖1(D)所示裝置中，第2導入部d2的開口部與第3導入部d3的開口部一 起配置在第2圓環20的第2處理用面2上。但是，導入部的開口部並不限於上述相對於處 理用面進行的配置。特別是，可實施為，如圖2(A)所示，將第2導入部d2的開口部設置在 第2圓環20的內周面的、與第2處理用面鄰接的位置。在該圖2(A)所示裝置中，第3導入 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導入部d2的開口部配置在上述第2處理用面2的內側，即與第2處理用面2鄰接的位置， 從而將第2被處理流體直接導入到處理用面上。 如上所述，通過將第1導入部dl的開口部設置在第2託架21上，將第2導入部d2 的開口部配置在第2處理用面2的內側，即與第2處理用面2鄰接的位置(在該情況下，設 置上述第3導入部d3不是必須的)，從而，特別是在使多個被處理流體反應的情況下，能夠 將從第1導入部dl導入的被處理流體與從第2導入部d2導入的被處理流體在不反應的狀 態下導入兩處理用面1、2之間，並且可使兩者在兩處理用面1、2間初次發生反應。因此，上 述結構特別適合於使用反應性高的被處理流體的情況。 再者，上述的"鄰接"並不僅限於以下情況，即，將第2導入部d2的開口部如圖2 (A) 所示地以與第2圓環20的內側側面接觸的方式設置。從第2圓環20至第2導入部d2的 開口部為止的距離為以下程度即可，即，在多個的被處理流體被導入兩處理用面1、2之間 以前，不被完全混合或反應的程度，例如，也可以設置在接近第2託架21的第2圓環20的 位置。並且，也可以將第2導入部d2的開口部設置在第1圓環10或第1託架11側。
另外，在上述的圖1(B)所示裝置中，在第3導入部d3的開口部與第2導入部d2 的開口之間，在第2圓環20的直徑的內外方向隔開間隔，但也可實施為，如圖2(A)所示，不 設置上述間隔，將第2及第3被處理流體導入兩處理用面1、2間，立刻使兩流體合流。根據 處理的對象選擇上述圖2(A)所示裝置即可。
另外，在上述的圖1(D)所示裝置中，第1導入部dl的開口部與第2導入部d2的 開口之間，在第2圓環20直徑的內外方向隔開了間隔，但也可實施為，不設置該間隔，而將 第1及第2被處理流體導入兩處理用面1、2間，立刻使兩流體合流。根據處理的對象選擇 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導入部 d3的開口部配置在第2導入部d2的開口部的下遊側，換言之，在第2圓環20的直徑的內 外方向上，配置在第2導入部d2的開口部的外側。此外，如圖2(C)及圖3(A)所示，可實施 為，在第2處理用面2上，將第3導入部d3的開口部配置於在第2圓環20的周方向r0上 與第2導入部d2開口部不同的位置。在圖3中，ml表示第1導入部dl的開口部即第1開 口部，m2表示第2導入部d2的開口部即第2開口部，m3表示第3導入部d3的開口部(第 3開口部)，rl為圓環直徑的內外方向。 並且，第1導入部dl設置在第2圓環上的情況也可實施為，如圖2(D)所示，在第2 處理用面2上，將第1導入部dl的開口部配置於在第2圓環20的周方向與第2導入部d2 的開口部不同的位置。 在上述圖2(B)所示裝置中，在第2圓環20的處理用面2上，2個導入部的開口部 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，在圓環的周方向r0的 不同位置配置3個導入部的開口部，或如圖3(C)所示，在圓環的周方向rO的不同位置配置 4個導入部的開口部。另外，在圖3(B) (C)中，m4表示第4導入部的開口部，在圖3(C)中， m5表示第5導入部的開口部。並且，雖未圖示，也可實施為，在圓環的周方向rO的不同位置 配置5個以上的導入部的開口部。 在上述圖2(B) (D)以及圖3(A) (C)所示裝置中，第2導入部至第5導入部分別 可導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被處理流體導入處理用面之間。雖未圖 示，在該情況下，可實施為，第2導入部至第5導入部在圓環內部連通，並連接到一個流體供 給部，即第2流體供給部p2。 另外，可以通過組合以下裝置來實施，S卩，在圓環的周方向rO的不同位置設置多 個導入部的開口部的裝置，以及，在圓環直徑方向即直徑的內外方向rl的不同位置設置多 個導入部的開口部的裝置。 例如，如圖3(D)所示，在第2處理用面2上設有8個導入部的開口部m2 m9，其 中的4個m2 m5設置在圓環的周方向r0的不同位置並且設置在直徑方向rl上的相同位 置，其他4個m5 m8設置在圓環的周方向r0的不同位置並且設置在直徑方向rl上的相 同位置。並且，該其他的開口部m5 m8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。並且，該外側的開口部雖可分別設置於在圓環的圓周方向rO上與內側 的開口部相同的位置，但是，考慮圓環的旋轉，也可實施為，如圖3(D)所示，設置在圓環的 周方向rO的不同位置。另外，在該情況下，開口部可為圖3(D)所示的配置及數量。
例如，如圖3(E)所示，也可將徑方向外側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，將徑方向內側的開口部配置在該多邊形的邊上。當然，也可 採用其他的配置。 另外，在第1開口部ml以外的開口部都將第2被處理流體導入處理用面間的情況下，可以實施為，各導入第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上形成連續的開口部。 再者，根據處理的對象，如圖4(A)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，將設置 在第2圓環20上的第2導入部d2與第1導入部dl同樣地設置在第2託架21的中央部分 22。在該情況下，相對於位於第2圓環20的中心的第1導入部dl的開口部，第2導入部d2 的開口部位於其外側，並隔開間隔。並且，如圖4(B)所示，可實施為，在圖4(A)所示裝置 中，將第3導入部d3設置於第2圓環20。如圖4(C)所示，可實施為，在圖3(A)所示裝置 中，第1導入部dl的開口部與第2導入部d2的開口部之間不設置間隔，將第2及第3被處 理流體導入第2圓環20內側的空間後，立即使兩流體合流。另外，根據處理的對象，可實施 為，如圖4 (D)所示，在圖3 (A)所示裝置中，和第2導入部d2相同，第3導入部d3也設置在 第2託架21上。雖未圖示，但是，也可實施為，在第2託架21上設置4個以上的導入部。
並且，根據處理的對象，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20上設置第4導入部d4，將第4被處理流體導入兩處理用面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導入部d2設置於第1圓 環10，在第1處理用面1上備有第2導入部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10上設有第3導入部 d3，在第1處理用面1上，第3導入部d3的開口部配置在與第2導入部d2的開口部在第1 圓環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託架21上設置第1 導入部dl，在第2圓環20上設置第1導入部dl，在第2處理用面2上配置第1導入部dl 的開口部。在該情況下，第1及第2導入部dl、 d2的兩開口部在圓環直徑的內外方向上配 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導入部d3設置於 第1圓環IO，第3導入部d3的開口部設置在第1處理用面1上。在該情況下，第2及第3 導入部d2、 d3的兩開口部在圓環直徑的內外方向上配置在相同位置。但是，也可以將上述 兩開口部在圓環的直徑的內外方向上配置於不同的位置。 圖5(C)所示裝置中，雖然在第1圓環10的直徑的內外方向上設置在相同的位置， 同時在第1圓環10的周方向即旋轉方向上設置在不同的位置，但是，也可實施為，在該裝置 中，如圖6(B)所示，將第2及第3導入部d2、d3的兩開口部在第1圓環10的直徑的內外方 向上設置在不同的位置。在該情況下，可實施為，如圖6(B)所示，在第2及第3導入部d2、 d3的兩開口部之間，在第1圓環10的直徑的內外方向上預先隔開間隔，另外，雖未圖示，也 可實施為，不隔開該間隔，立即使第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託架21上設置第1導入部dl，而是與 第2導入部d2 —起，將第1導入部dl設置在第1圓環10上。在該情況下，在第1處理用 面1中，第1導入部dl的開口部設置在第2導入部d2的開口部的上遊側(第1圓環11的 直徑的內外方向的內側)。在第1導入部dl的開口部與第2導入部d2的開口部之間，在第 1圓環11的直徑的內外方向上預先隔開間隔。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10的周方向的不同位置，分別配置第1導入部dl及第2導入部d2的開口部。
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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10上設 置3個以上的導入部，在第2處理用面2上的周方向的不同位置，或者，在圓環直徑的內外 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中採用第2處理用面2中所 採用的圖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20上設置第2 導入部d2，在第1託架11上設置第2導入部。在該情況下，在被第1託架11上面的第1圓 環10所包圍的部位中，優選在第1圓環10的旋轉的中心軸的中心配置第2導入部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導入部d3設置於第2圓 環20，將第3導入部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託架21上設置第1導入部dl，在第1 託架11上設置第1導入部dl。在該情況下，在被第1託架11上面的第1圓環10所包圍的 部位中，優選在第1圓環10的旋轉的中心軸上配置第1導入部dl的開口部。另外，在該情 況下，如圖所示，可將第2導入部d2設置於第1圓環IO，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導入部d2設置於第2圓環20，在第2處理用面 2上配置其開口部。 並且，如圖7 (D)所示，可實施為，將圖7 (C)所示的第2導入部d2與第1導入部dl 一起設置在第1託架11上。在該情況下，在被第1託架11上面的第1圓環10所包圍的部 位中，配置第2導入部d2的開口部。另外，在該情況下，在圖7(C)中，也可把第2圓環20 上設置的第2導入部d2作為第3導入部d3。 在上述圖1 圖7所示的各實施方式中，第1託架11及第1圓環10相對於第2 託架21及第2圓環20旋轉。此外，如圖8(A)所示，可實施為，在圖1(A)所示裝置中，在第 2託架2上設置接受來自旋轉驅動部的旋轉力而旋轉的旋轉軸51，使第2託架21在與第1 託架11相反的方向上旋轉。旋轉驅動部也可以與使第1託架11的旋轉軸50旋轉的裝置 分開設置，或者作為如下裝置實施，即，該裝置通過齒輪等動力傳遞機構，從使第l託架11 的旋轉軸50旋轉的驅動部接受動力。在該情況下，第2託架2與上述殼體分體地形成，並 與第1託架11同樣地可旋轉地收容在該殼體內。 並且，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託架11上設置第2導入部d2，以取代在第2圓環20上設置第2導入部d2。
另外，雖未圖示，也可實施為，圖8 (B)所示裝置中，在第2託架21上設置第2導入 部d2，以取代在第1託架11上設置第2導入部d2。在該情況下，第2導入部d2與圖7(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20上設置第 3導入部d3，將該導入部d3的開口部設置在第2處理用面2上。 並且，如圖8 (D)所示，也可實施為，不使第1託架11旋轉，僅旋轉第2託架21。雖 未圖示，也可實施為，在圖1(B) 圖7所示的裝置中，第2託架21與第1託架11都旋轉， 或僅第2託架21單獨旋轉。 如圖9(A)所示，第2處理用構件20為圓環，第1處理用構件10不是圓環，而是與 其他的實施方式的第1託架11同樣的、直接具有旋轉軸50並旋轉的構件。在該情況下，將 第1處理用構件10的上表面作為第1處理用面l，該處理用面不是環狀，即不具備中空部分，形成一樣的平坦面。並且，在圖9(A)所示裝置中，與圖1(A)的裝置同樣，第2圓環20 上設有第2導入部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託架21與殼體3獨立，在殼 體3與該第2託架21之間，設置接觸表面壓力施加機構4，該接觸表面壓力施加機構4是使 第2託架21向設有第2圓環20的第1處理用構件10接近或分離的彈性體等。在該情況 下，如圖9 (C)所示，第2處理用構件20不形成圓環，作為相當於上述第2託架21的構件， 可將該構件的下表面作為第2處理用面2。並且，如圖10(A)所示，可實施為，在圖9(C)所 示裝置中，第1處理用構件10也不形成圓環，與圖9(A) (B)所示裝置一樣，在其他的實施方 式中，將相當於第1託架11的部位作為第1處理用構件IO，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處理用構件10與第2處理用構件 20即第1圓環10與第2圓環20的中心部供給的，通過利用其他的被處理流體所進行的處 理，即混合及反應後，被排出至其直徑的內外方向的外側。 此外，如圖10(B)所示，也可實施為，從第1圓環10及第2圓環20的外側朝向內 側供給第1被處理流體。在該情況下，如圖所示，以殼體3密封第1託架11及第2託架21 的外側，將第1導入部dl直接設置於該殼體3，在殼體的內側，該導入部的開口部配置在與 兩圓環10、20的對接位置相對應的部位。並且，圖1(A)的裝置中，在設有第l導入部dl的 位置，即成為第l託架11的圓環1的中心的位置，設有排出部36。另外，夾著託架的旋轉 的中心軸，在殼體的該開口部的相反側配置第2導入部d2的開口部。但是，第2導入部d2 的開口部與第1導入部dl的開口部相同，只要是在殼體的內側並且配置在與兩圓環10、20 的對接位置相對應的部位即可，而不限定為上述那樣的形成在第1導入部dl的開口部的相 預先設置處理後的生成物的排出部36。在該情況下，兩圓環10、20的直徑的外側 成為上遊側，兩圓環10、20的內側成為下遊側。 如圖10(C)所示，可實施為，在圖10(B)所示裝置中，改變設置於殼體3的側部的 第2導入部d2的位置，將其設置於第1圓環ll，並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處理用構件10不形成圓環，與圖9 (B)、圖9 (C) 及圖10(A)所示裝置相同，在其他的實施方式中，將相當於第1託架11的部位作為第1處 理用構件IO，將其上表面作為第1處理用面1，並且，將第2導入部d2設置於該第1處理用 構件10內，將其開口部設置在第1處理用面1上。 如圖11(A)所示，可實施為，在圖10(D)所示裝置中，第2處理用構件20不形成圓 環，在其他的實施方式中，將相當於第2託架21的構件作為第2處理用構件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處理用構件20作為與殼體3獨立的構件， 在殼體3與第2處理用構件20之間，與圖9 (C) (D)以及圖10 (A)所示裝置相同，設有接觸 表面壓力施加機構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導入部d2作為第 3導入部d3，另外設置第2導入部d2。在該情況下，在第2處理用面2中，將第2導入部d2 的開口部相比第3導入部d3的開口部配置在上遊側。 上述圖4所示的各裝置、圖5 (A)、圖7 (A) (B) (D)、圖8 (B) (C)所示裝置是其他被處 理流體在到達處理用面1、2間之前與第1被處理流體合流的裝置，不適合結晶及析出的反
30應快速的物質。但是，對於反應速度慢的物質則可採用這樣的裝置。
關於適合本申請所涉及的方法發明的實施的處理裝置，歸納如下。
如上所述，該處理裝置具有流體壓力施加機構，該流體壓力施加機構對被處理流體施加預定壓力；第1處理用構件10和第2處理用構件20至少2個處理用構件，該第1處理用構件10設置在該預定壓力的被處理流體流動的被密封的流體流路中，該第2處理用構件20相對於第1處理部10能夠相對地接近或分離；該第1處理用面1及第2處理用面2至少2個處理用面，第1處理用面1及第2處理用面2至少2個處理用面在上述處理用構件10、20中設置在相互面對的位置；旋轉驅動機構，該旋轉驅動機構使第1處理用構件10與第2處理用構件20相對地旋轉；在兩處理用面1、2間，進行至少2種被處理流體的混合及反應的處理。在第1處理用構件10和第2處理用構件20中，至少第2處理用構件20具有受壓面，並且該受壓面的至少一部分由第2處理用面2構成，受壓面承受流體壓力施加機構賦予被處理流體的至少一方的壓力，在第2處理用面2從第1處理用面1分離的方向上，產生使其移動的力。而且，在該裝置中，在可接近或分離且相對地旋轉的第1處理用面1與第2處理用面2之間，流過受上述壓力作用的被處理流體，由此，各被處理流體一邊形成預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生所希望的反應。
另外，在該處理裝置中，優選採用具備緩衝機構的裝置，該緩衝機構調整第1處理用面1及第2處理用面2的至少一方的微振動及定位。 另外，在該處理裝置中，優選採用具備位移調整機構的結構，該位移調整機構調整第1處理用面1及第2處理用面2的一方或雙方的、由磨耗等導致的軸方向的位移，可維持兩處理用面1、2間的流體膜的膜厚。 並且，在該處理裝置中，作為上述的流體壓力施加機構，可採用對被處理流體施加一定的送入壓力的壓縮機等加壓裝置。 而且，上述加壓裝置採用能進行送入壓力的增減的調整的裝置。該加壓裝置需能將設定的壓力保持一定，但是，作為調整處理用面間的間隔的參數，也有必要能進行調整。
另外，在該處理裝置中，可以採用具有分離抑制部的結構，該分離抑制部規定上述第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分離。 此外，在該處理裝置中，可以採用具有接近抑制部的結構，接近抑制部規定上述第l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。 並且，在該處理裝置中，可以採用以下結構，即，第1處理用面1與第2處理用面2雙方朝著相互相反的方向旋轉。 另外，在該處理裝置中，可以採用具有溫度調整用的封套的結構，該溫度調整用的封套調整上述第1處理用面1與第2處理用面2的一方或雙方的溫度。
此外，在該處理裝置中，優選採用以下結構，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行了鏡面加工。 在該處理裝置中，可以採用以下結構，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。 並且，在該處理裝置中，優選採用以下結構，S卩，作為使一方的被處理流體反應的
31另一方的被處理流體的供給手段，具有與一方的被處理流體的通道獨立的另外的導入路，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入路相通的開口部，可以將從該另外的導入路送來的另一方的被處理流體導入上述一方的被處理流體。 另外，實施本申請發明的處理裝置具有流體壓力施加機構，該流體壓力施加機構對被處理流體施加預定的壓力；第1處理用面1及第2處理用面2至少2個可相對的接近或分離的處理用面，第1處理用面1及第2處理用面2與該預定壓力的被處理流體流動的被密封的流體流路連接；接觸表面壓力施加機構，該接觸表面壓力施加機構對兩處理用面1、2施加接觸表面壓力；旋轉驅動機構，該旋轉驅動機構使第1處理用面1及第2處理用面2相對旋轉；由於具有上述結構，在兩處理用面1、2之間，進行至少2種的被處理流體的反應處理，實施本申請發明的處理裝置可以採用以下結構，即，在被施加接觸表面壓力的同時相對旋轉的第1處理用面1及第2處理用面2之間，流過從流體壓力施加機構施加壓力的至少1種被處理流體，並且，通過流過另一種被處理流體，從流體壓力施加機構被施加壓力的上述l種被處理流體一邊形成預定膜厚的流體膜，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，發生所希望的反應。 該接觸表面壓力施加機構可以構成上述裝置的調整微振動及定位的緩衝機構或位移調整機構。 並且，作為實施本申請發明的處理裝置，可以採用以下裝置，S卩，該裝置具有第1導入部，該第1導入部將反應的2種被處理流體中的至少一方的被處理流體導入該裝置；流體壓力施加機構P，該流體壓力施加機構P連接於第1導入部並向該一方的被處理流體施加壓力；第2導入部，該第2導入部將反應的2種被處理流體中的至少其他一方的被處理流體導入該裝置；至少2個處理用構件，該至少2個處理用構件為設置於該一方的被處理流體流動的被密封的流體流路的第1處理用構件10和相對於第1處理用構件10可相對接近或分離的第2處理用構件；第1處理用面1及第2處理用面2至少2個處理用面，第1處理用面1及第2處理用面2在這些處理用構件10、20中設置在相互對向的位置；託架21，該託架21以第2處理用面2露出的方式收容第2處理用構件20 ;旋轉驅動機構，該旋轉驅動機構使第1處理用構件10與第2處理用構件20相對旋轉；接觸表面壓力施加機構4，該接觸表面壓力施加機構4推壓第2處理用面2，使第2處理用面2相對於第1處理用面1處於壓接或接近的狀態；在兩處理用面1、2之間，進行被處理流體間的反應處理，上述託架21是不可動體，在具有上述第1導入部的開口部的同時，對處理用面1、2間的間隔施加影響，第1處理用構件10與第2導入部20的至少一方具有上述第2導入部的開口部，第2處理用構件20為環狀體，第2處理用面2相對於託架21滑動，與第1處理用面1接近或分離，第2處理用構件20具有受壓面，受壓面受到流體壓力施加機構p施加於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構成，在可接近或分離且相對旋轉的第1處理用面1與第2處理用面2之間，被施加了壓力的一方的被處理流體通過，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之間，兩被處理流體一邊形成預定膜厚的流體膜一邊從兩處理用面1 、2間通過，通過中的被處理流體混合，從而促進被處理流體間的所希望的反應，通過接觸表面壓力施加機構4的接觸表面壓力與流體壓力施加機構p所施加的流體壓力的使兩處理用面1、2之間分離的力的平衡，在兩處理用面1、2間保持產生上述預定膜厚的流體膜的微小間隔。 該處理裝置也可實施為，第2導入部也與連接於第1導入部一樣地連接於另外的流體壓力施加機構，從而被加壓。並且，也可實施為，從第2導入部導入的被處理流體不是被另外的流體壓力施加機構加壓，而是被第2導入部中產生的負壓吸引並供給到兩處理用面1、2間，上述負壓是由第1導入部所導入的被處理流體的流體壓力所產生的。並且，也可實施為，該另 一方的被處理流體在第2導入部內通過其自重移動，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，不僅限於將第1導入部的開口部設置在第2託架上，也可將第1導入部的該開口部設置在第1託架上，上述第1導入部的開口部成為一方的被處理流體的向裝置內的供給口。另外，也可實施為，將第1導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，根據反應，有必要從第1導入部供給必須先導入處理用面1、2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的供給口的第2導入部的開口部無論位於哪一個處理用面，相比上述第1導入部的開口部都必須配置在下遊側的位置。
並且，作為用於實施本申請發明的處理裝置，可採用以下的裝置。
該處理裝置具有多個的導入部，該多個的導入部分別導入反應的2種以上的被處理流體；流體壓力施加機構P，該流體壓力施加機構對該2種以上的被處理流體的至少一種施加壓力；至少2個處理用構件，該至少2個處理用構件是設置在該被處理流體流動的被密封的流體流路中的第1處理用構件10與可相對於第1處理用構件10接近或分離的第2處理用構件20 ;第1處理用面1及第2處理用面2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設置在這些處理用構件10、20中相互面對的位置；旋轉驅動機構，該旋轉驅動機構使第1處理用構件10與第2處理用構件20相對旋轉；在兩處理用面1、2間，進行被處理流體間的反應處理，在第1處理用構件10與第2處理用構件20中，至少第2處理用構件20具有受壓面，並且，該受壓面的至少一部分由第2處理用面2構成，受壓面受到流體壓力施加機構施加於被處理流體的壓力，在使第2處理用面2從第1處理用面1分離方向上產生使其移動的力，並且，第2處理用構件20具有朝向與第2處理用面2相反側的接近用調整面24，接近用調整方面24受到施加在被處理流體上的預定的壓力，在使第2處理用面2向第1處理用面1接近的方向上產生使其移動的力，通過上述接近用調整面24的接近或分離方向的投影面積與上述受壓面的接近或分離方向的投影面積的面積比，決定第2處理用面2相對於第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在可接近或分離且相對旋轉的第1處理用面1與第2處理用面2之間通過，在該被處理流體中反應的其他被處理流體在兩處理用面間混合，混合的被處理流體一邊形成預定膜厚的流體膜一邊通過兩處理用面1、2之間，從而在通過處理用面間的過程中獲得希望的反應生成物。 另外，對本申請發明的處理方法歸納如下。該處理方法為賦予第1被處理流體預定的壓力，將第1處理用面1及第2處理用面2至少2個可相對接近或分離的處理用面連接於接受上述預定壓力的被處理流體所流動且被密封的流體流路，施加使兩處理用面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，且將被處理流體導入該處理用面1、2之間，通過與上述分開的流路，將與該被處理流體反應的第2被處理流體導入上述處理用面1、2之間，使兩被處理流體反應，至少將施加於第l被處理流體的上述預
定的壓力作為使兩處理用面1、2分離的分離力，通過使該分離力與上述接觸表面壓力經由
處理用面1、2間的被處理流體達到平衡，從而在兩處理用面1、2之間維持預定的微小間隔，
被處理流體成為預定厚度的流體膜並通過兩處理用面1、2之間，在該通過過程中均勻地進
行兩被處理流體的反應，在伴有析出的反應的情況下，可結晶或析出希望的反應生成物。 以下，對本申請發明的其他實施方式進行說明。圖25是在可接近或分離的、至少
一方相對於另一方旋轉的處理用面間使反應物反應的反應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導入通道的剖面圖，(B)是用於說明第2導入通道
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種反應物，在可接近或分 離的相互面對地配設並且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面之間，使上述各流體合流 並形成薄膜流體，在該薄膜流體中使上述反應物反應。 如圖25所示，該裝置具有第1託架11、在第1託架11上方配置的第2託架21、 流體壓力施加機構P、及接觸表面壓力施加機構。接觸表面壓力施加機構由彈簧43及空氣 導入部44構成。 在第1託架11上設有第1處理用構件10及旋轉軸50。第1處理用構件10是稱 為配合環的環狀體，具有被鏡面加工的第1處理用面1。旋轉軸50以螺栓等固定件81固定 在第1託架11的中心，其後端與電動機等旋轉驅動裝置82(旋轉驅動機構)連接，將旋轉 驅動裝置82的驅動力傳遞給第1託架ll，從而使該第1託架11旋轉。第1處理用構件10 與上述第1託架11 一體地旋轉。 在第1託架11的上部，設有可以收容第1處理用構件10的收容部，通過嵌入該收 容部內，第1處理用構件10安裝在第1託架11上。並且，第1處理用構件10通過止轉銷 83固定，從而不相對於第1託架11旋轉。但是，也可以取代止轉銷83，以熱壓配合等方法 固定，從而使其不旋轉。 上述第1處理用面1從第1託架11露出，朝向第2託架21。第1處理用面的材質 採用陶瓷或燒成金屬；耐磨鋼；對其他金屬實施了硬化處理的材料；或者，塗敷、包覆、電 鍍有硬質材料的材料。 在第2託架21上設有第2處理用構件20 ;從處理用構件內側導入流體的第1導 入部dl ;作為接觸表面壓力施加機構的彈簧43 ;以及，空氣導入部44。
第2處理用構件20是稱為壓縮環的環狀體，具有被鏡面加工過的第2處理用面2 以及受壓面23 (以下稱其為分離用調整面23)，該受壓面23位於第2處理用面2的內側並 與該第2處理用面2鄰接。如圖所示，該分離用調整面23為傾斜面。對第2處理用面2所 施加的鏡面加工採用與第1處理用面1相同的方法。另外，第2處理用構件20的材質採用 與第1處理用構件10相同的材質。分離用調整面23與環狀的第2處理用構件20的內周 面25鄰接。
在第2託架21的底部(下部)，形成圓環收容部41， 0形圓環與第2處理用構件 20同時被收容在該圓環收容部41內。並且，通過止轉銷84，第2處理用構件20相對於第2 託架21不旋轉地被收容。上述第2處理用面2從第2託架21露出。在該狀態下，第2處 理用面2與第1處理用構件10的第1處理用面1面對。 該第2託架21所具有的圓環收容部41是收容第2圓環20的、主要是處理用面2 側的相反側的部位的凹部，在俯視時，為形成環狀的溝槽。 圓環收容部41以大於第2圓環20的尺寸的方式形成，在其與第2圓環20之間具 有充分的間隔，收容第2圓環20。 通過該間隔，該第2處理用構件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收容部41內。並且，該第2處理用構件20以能夠以如 下方式位移的方式被收容，即，相對於圓環收容部41，使第2處理用構件20的中心線(軸方 向)與上述圓環收容部41的軸方向不平行。 至少在第2託架21的圓環收容部41中設有作為處理用構件彈壓部的彈簧43。彈 簧43將第2處理用構件20朝著第1處理用構件10彈壓。並且，作為其他的彈壓方法，也 可使用空氣導入部44等供給空氣壓或其他流體壓力的加壓機構，將第2託架21保持的第 2處理用構件20朝著接近第1處理用構件10的方向彈壓。 彈簧43及空氣導入部44等接觸表面壓力施加機構將第2處理用構件20的周方 向的各位置(處理用面的各位置)均等地朝著第1處理用構件10彈壓。
在該第2託架21的中央設有上述第1導入部dl，從第1導入部dl朝著處理用構 件外周側被壓送的流體首先被導入以下空間內，即，該第2託架21保持的第2處理用構件 20、第1處理用構件10及保持該第1處理用構件10的第1託架11所圍的空間內。並且， 在使第2處理用構件20克服彈壓部的彈壓而從第1處理用構件10分離的方向上，在第2 處理用構件20中設置的受壓面23上，受到來自流體壓力施加機構P所產生的上述流體的 輸送壓力(供給壓力)。 在其他位置，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 —起，在與後述溝槽狀凹部13的第2處理用構件20相對應的軸 方向投影面中，將未設有上述受壓面23的部分23X也作為受壓面，受到流體壓力施加機構 P所產生的上述流體的輸送壓力(供給壓力)。 也可實施為，不設置上述受壓面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旋轉而獲得的處理用面間的被處理流體的導入效果(微泵效果)，上述第1 處理用面1具有溝槽狀凹部13，該溝槽狀凹部13具有接觸表面壓力施加機構的功能。這裡 的微泵效果是指，通過第1處理用面1的旋轉，凹部內的流體具有速度地向凹部的外周方向 前端前進，接著，送入凹部13的前端的流體另外受到來自凹部13的內周方向的壓力，最終 形成使處理用面分離的方向上的壓力，同時具有將流體導入處理用面間的效果。並且，即使 在不旋轉的情況下，設置於第1處理用面1的凹部13內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作為作用於分離側的受壓面。 對於設置於處理用面的凹部13，可對應於含有反應物及生成物的流體的物理性能
實施其深度、相對於處理用面在水平方向的總面積、條數、及形狀。 並且，可實施為，將上述受壓面23與上述凹部13—同設置在一個裝置內。
該凹部13的深度是1 ii m 50 ii m，優選為3 y m至20 y m，並且為設置在上述處理 用面上的凹部，相對於處理用面在水平方向的總面積佔處理用面整體為5 % 50 % ，優選 為15% 25% ，並且，設置在上述處理用面上的凹部的條數為3 50條，優選為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，並且，其深 度具有坡度，從高粘度區域到低粘度區域，即使在利用微泵效果導入的流體含有固體的情 況下，也可將流體穩定地導入處理用面之間。並且，在導入側即處理用面內側，設置在處理 用面上的各凹部可以彼此連接，也可以彼此斷開。 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的上遊側端部的、與設有凹部13的處理用構件的處理用面相 對的軸方向的距離，比下遊側端部的同一距離大。而且，優選該傾斜面的以被處理流體的流 動方向為基準的下遊側端部設置在上述凹部13的軸方向投影面上。 具體來說，如圖28(A)所示，使上述傾斜面(受壓面23)的下遊側端部60設置在上 述凹部13的軸方向投影面上。優選上述傾斜面相對於第2處理用面2的角度ei在o. r 至85°的範圍內，更優選在IO。至55°的範圍內，進一步優選在15。至45°的範圍內。該 角度9 l可根據被處理物處理前的特性予以適當變更。並且，上述傾斜面的下遊側端部60 設置在以下區域內，即，從向下遊側與第1處理用面1上設置的凹部13的上遊側端部13-b 離開0. 05mm的位置開始，到向上遊側與下遊側端部13_c離開0. 5mm的位置為止的區域內。 更優選的是，設置在以下區域內，即，從向下遊側與上遊側端部13-b離開0. 05mm的位置開 始，到向上遊側與下遊側端部13-c離開l.Omm的位置為止的區域內。與上述傾斜面的角 度相同，對於該下遊側端部60的位置，可對應被處理物的特性予以適當變更。並且，如圖 28(B)所示，傾斜面(受壓面23)可實施為弧形面。由此，可更均勻地進行被處理物的導入。
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的最內周側的上遊側端部形成上述13-b ;同樣，第1處理用 面1的最外周側的上遊側端部形成上述13-c。 另外，雖然在上述說明中將凹部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，相反地，也可實施為，將凹部13形成在第2處理用面2上，將受壓 面23形成在第l處理用面l上。 另外，通過將凹部13形成在第1處理用面1與第2處理用面2兩方，並將凹部13 與受壓面23交替地設置在各處理用面1、2的周方向上，從而，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能夠相對，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能夠相對。 在處理用面中，也可實施與凹部13不同的溝槽。具體的例子為，如圖16(F)及圖 16(G)所示，在較凹部13的徑向外側(圖16(F))或徑向內側(圖16(G))，可實施放射狀延 伸的新的凹部14。其有利於想延長在處理用面間的停留時間的情況，以及處理高粘稠物的 流體的情況。 再者，關於與凹部13不同的溝槽，並不對形狀、面積、條數、深度作特別限定。可根 據目的實施該溝槽。 在上述第2處理用構件20中，與被導入上述處理用面的流體的流路相獨立，形成 具有通至處理用面間的開口部d20的第2導入部d2。
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具體為，第2導入部d2如圖27(A)所示，從上述第2處理用面2的開口部d20開 始的導入方向相對於第2處理用面2以預定的仰角(9 1)傾斜。該仰角(9 1)被設定為大 於0度小於90度，並且，在反應速度為迅速反應的情況下，優選設置為1度以上45度以下。
另外，如圖27(B)所示，從上述第2處理用面2的開口部d20開始的導入方向在沿 上述第2處理用面2的平面內具有方向性。該第2流體的導入方向的處理用面的半徑方向 的成分為從中心遠離的外方向，並且，與旋轉的處理用面間的流體的旋轉方向相對的成分 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線g，從該基準線 g向旋轉方向R具有預定的角度(92)。 該仰角(e 1)被設定為大於0度小於90度，並且，在反應速度快的反應的情況下， 優選設置為l度以上45度以下。 另外，角度(9 2)也設定為大於0度小於90度，朝向圖27(B)的網線部分，從開口 部d20排出。並且，在反應速度快的反應的情況下，優選該角度(9 2)設定為較小角度，在 反應速度慢的反應的情況下，優選該角度(9 2)設定為較大角度。另外，該角度可根據流體 的種類、反應速度、粘度、處理用面的旋轉速度等各種條件變更實施。 開口部d20的口徑優選為0.2 iim 3000 iim，更優選為10 iim 1000 iim。並且， 開口部d20 口徑較大時，第2導入部d2的直徑為0. 2iim 3000iim，最優選為10 y m lOOOym，實質上，在開口部d20的直徑不影響流體的流動的情況下，第2導入部d2的直徑 設置在該範圍內即可。另外，在要求直線傳播性的情況下，及要求擴散性的情況下，優選使 開口部d20的形狀等變化，可根據流體的種類、反應速度、粘度、處理用面的旋轉速度等各 種條件變更實施。 並且，上述另外的流路的開口部d20可設置在以下點的外徑側，即，利用設置在第 1處理用面1的凹部的微泵效果導入時的流動方向變換為在處理用面間形成的螺旋狀層流 的流動方向的點。即，圖26(B)中，優選從第l處理用面l上設置的凹部的處理用面徑向最 外側開始的、向徑向外側的距離n為0.5mm以上。並且，在對相同流體設置多個開口部的情 況下，優選設置在同心圓上。另外，在對不同流體設置多個開口部的情況下，優選設置在半 徑不同的同心圓上。如以(1)A+B —C(2)C+D —E的順序進行反應，有效地使A+B+C —F這 樣本來不應該同時反應的反應及反應物不接觸，從而有效地避免反應不進行的問題。
另外，可實施為，將上述處理用構件浸入流體中，將在上述處理用面間反應得到的 流體直接投入到處理用構件外部的液體或空氣以外的氣體中。 並且，也可將超聲波能施加在剛剛從處理用面間或處理用面排出的被處理物上。
接著，為了在上述第1處理用面1與第2處理用面2之間，即在處理用面間產生溫 度差，第1處理用構件10及第2處理用構件20的至少其中之一設置調溫機構(溫度調節 機構)Jl 、 J2，下面對此進行說明。 雖然該調溫機構沒有特別的限定，但是，在以冷卻為目的的情況下，將冷卻部設置
於處理用構件10、20。具體為，將作為調溫用介質的冰水或各種冷媒所通過的配管或者珀爾
帖元件等能夠電氣或化學地進行冷卻作用的冷卻元件安裝於處理用構件10、20。 在以加熱為目的的情況下，在處理用構件10、20中設有加熱部。具體為，將作為調
溫用介質的蒸汽或各種熱媒所通過的配管或電氣加熱器等能夠電氣或化學地進行加熱作
用的發熱元件安裝於處理用構件10、20。
另外，也可在圓環收容部設置可與處理用構件直接接觸的新的調溫用介質用的收 容部。由此，利用處理用構件的熱傳導，可以進行處理用面的調溫。並且，將冷卻元件或發 熱元件埋入處理用構件10、20中並通電，或埋入冷熱媒通過用通道並使調溫用介質(冷熱 媒)通過該通道，從而能夠從內側對處理用面進行調溫。而且，圖25所示的調溫機構Jl、 J2為其一例，是設置在各處理用構件10、20內部的調溫用介質通過的配管(封套)。
利用上述調溫機構J1、J2，使一方的處理用面的溫度高於另一方的處理用面溫度， 在處理用面間產生溫度差。例如，第1處理用構件10以上述任意的方法加溫至6(TC，第2 處理用構件20以上述任意的方法加溫至15°C。此時，導入處理用面間的流體的溫度從第1 處理用面1朝向第2處理用面2從6(TC變化至15°C 。即，該處理用面間的流體產生溫度梯 度。而且，處理用面間的流體由於該溫度梯度開始對流，產生相對於處理用面垂直的方向的 流動。並且，上述"垂直的方向的流動"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旋轉的情況下，由於相對於該處理用面垂 直的方向的流動持續，因此，可對處理用面旋轉所產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rC 40(TC，優選為5°C IO(TC。
而且，本裝置的旋轉軸50並不限定為鉛直地配在兩處理用面1、2間形成的流體的 薄膜，實質上可排除重力的影響。如圖25(A)所示，第1導入部dl在第2託架21中與第2 圓環20的軸心一致，並上下垂直地延伸。但是，第1導入部dl並不限於與第2圓環20的 軸心一致，只要能向兩圓環10、20所圍空間供給第l被處理流體，在第2託架21的中央部 分22中，也可設置在上述軸心以外的位置，並且，也可為非鉛直而是斜向延伸。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，可產生相對於處理用面垂直的流動。
上述處理用面間的流體度梯度中，如果該溫度梯度小，則僅對流體進行熱傳導，但 是，溫度梯度一旦超過某臨界值，流體中會產生所謂的貝納德對流現象。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P、流體的動粘度係數為v、流體的溫度傳 導率為a、處理用面間的溫度差為AT時，該現象被以下式定義的作為無量綱數的瑞利數 Ra所支配。 Ra = L3 g P A T/ ( a v ) 開始產生貝納德對流的臨界瑞利數根據處理用面與被處理物流體的分界面的性 質而不同，但大約為1700。大於該臨界值時產生貝納德對流。並且，當該瑞利數Ra滿足大 於1(T附近的值的條件時，流體為紊流狀態。S卩，通過調節該處理用面間的溫度差AT或處 理用面的距離L，並且以使瑞利數Ra為1700以上的方式調節本裝置，可在處理用面間產生 相對於處理用面垂直的方向的流動，可實施上述反應操作。 但是，上述貝納德對流在1 10iim左右的處理用面間的距離中不容易產生。嚴 密來說，上述瑞利數適用於lOym以下的間隔中的流體，當研究貝納德對流的發生條件時， 如果為水，則其溫度差必須為數千t:以上，現實中很難實現。貝納德對流是由流體的溫度梯 度的密度差所形成的對流，即與重力相關的對流。10 y m以下的處理用面之間為微重力場的 可能性高，在這樣的場合，浮力對流被抑制。即，在該裝置中現實地產生貝納德對流的場合 是處理用面間的距離超過10 ii m的場合。 當處理用密度差產生對流，而是通過溫度梯度所產生的流體的表面張力差來產生對流。這樣的對流為馬蘭哥尼對流，在處理用面間的距離為L、流體的動粘度係數為v、流 體的溫度傳導率為a、處理用面間的溫度差為AT、流體的密度為P、表面張力的溫度係數 (表面張力的溫度梯度)為o時，被以下式定義的作為無量綱數的馬蘭哥尼數Ma所支配。
Ma= o AT*L/(P v a) 開始產生馬蘭哥尼對流的臨界馬蘭哥尼數為80左右，大於該臨界值時則產生馬 蘭哥尼對流。即，通過調節該處理用面間的溫度差AT或處理用面的距離L，並且以使馬蘭 哥尼數Ma為80以上的方式調節本裝置，即使在10 i！ m以下的微小流路中，也能夠在處理用 面間相對於處理用面產生垂直方向的流動，可實施上述反應操作。
瑞利數Ra的計算使用以下的公式。數式1
formula see original document page 39 L :處理用面間的距離[m] ， |3 :體積熱膨脹率[1/K] ， g :重力加速度[m/S2] v :動粘度係數[m7s]， a :溫度傳導率[(m2/S) ] ， AT :處理用面間的溫度差[K] p :密度[kg/m3] ， Cp :定壓比熱[J/kg K] ， k :熱傳導率[W/m K] 1\ :處理用面的高溫側的溫度[K] ， T。處理用面的低溫側的溫度[K] 在以開始產生貝納德對流時的瑞利數為臨界瑞利數Ra。的情況下，此時的溫度差
AT^可以如下方式求得。數式2
formula see original document page 39
馬蘭哥尼數Ra的計算使用以下的公式。數式3
formula see original document page 39
L:處理用面間的距離[m ]， v :動粘度係數[m7s]， a :溫度傳導率[(m2/S)]
A T :處理用面間的溫度差[K] ， P :密度[kg/m3] ， Cp :定壓比熱[J/kg K] k :熱傳導率[W/m K] ， o t :表面張力溫度係數[N/m K] 1\ :處理用面的高溫側的溫度[K] ， T。處理用面的低溫側的溫度[K] 在開始產生馬蘭哥尼對流時的馬蘭哥尼數為臨界馬蘭哥尼數Ma。的情況下，此時
的溫度差AT^可以如下方式求得。數式4
—My"." "々2— ^
.厶 對於可相互接近和分離地相互對向配置且至少一方可相對於另一方旋轉的處理
用面1、2的材質，並不作特別的限制，可通過以下材料製成，即，陶瓷或燒結金屬、耐磨耗
鋼、以及施加過硬化處理的其他金屬、或經過加襯、塗敷、電鍍等加工而成的材料。 本發明的可相互接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處
理用面1、2之間的距離為0. liim 100iim，特別優選為1 y m 10 y m。 以下，對本發明的生成攜載金屬的碳的反應進行更詳細地說明。 在如圖1 (A)所示裝置的可接近或分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方
旋轉的處理用面1、2間，一邊強制地均勻混合一邊發生該反應。 首先，從作為一個流路的第1導入部dl，將作為第l流體的使碳黑分散並添加了還 原劑的水溶液導入可接近或分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用 面1、2之間，在該處理用面間生成第1流體膜。 然後，從作為另一個流路的第2導入部d2，作為第2流體，將作為反應物的金屬鹽 的水溶液或膠體分散系，直接導入在上述處理用面1、2間所生成的上述第1流體膜中。
上述水溶液或膠體分散系中所含有的金屬，例如可為白金、鈀、金、銀、銠、銥、釕、 鋨、鈷、錳、鎳、鐵、鉻、鉬、鈦等，特別適宜的是貴金屬。 如上所述，在利用流體的供給壓力與施加在旋轉處理用面間的壓力的壓力平衡而 固定了距離的處理用面1、2之間，第l流體與第2流體被瞬間地混合，可以進行在碳黑的表 面利用液相還原法生成攜載金屬微粒子的攜載金屬的碳的反應。 並且，因為只要在處理用面1、2之間進行上述反應即可，所以也可以與上述相反， 從第1導入部dl導入第2流體，從第2導入部d2導入第1流體。S卩，各溶媒中所謂第1， 第2的表達方式，是表示存在有多個的溶媒的第n種，只是為了識別的記號而已，也可以存 在第3以上的溶媒。 對於攜載金屬的碳與金屬觸媒的觸媒攜載量或均勻性，進而攜載金屬的粒子直
徑，可通過使處理用部10、20的轉速或上述各流體的供給壓力變化，改變上述各流體的流
速或雷諾數、或處理用面1、2間的距離，或者，通過改變上述各流體的濃度，進行調節。並
且，可均勻地生成攜載金屬的碳，可調節攜載的金屬的粒子直徑為所需目標直徑。 由於對於上述被生成的攜載金屬的碳，藉助於由至少一方相對於另一方旋轉的處
理用面1、2所產生的離心力，從處理裝置中取出，所以，不必需要大的壓力。並且，因此處理
裝置具有自我排出性，藉此，不會有生成物的堵塞問題，並且，根據必要的生產量，可利用一
般的按比例增大概念進行機體的大型化。
40
如上所述，除第1導入部dl、第2導入部d2以外，也可在處理裝置上設置第3導入 部d3，在該場合，例如，可從各導入部將使碳黑分散的水溶液、添加了還原劑的水溶液、金屬 鹽的水溶液或膠體分散系分別導入至處理裝置中。這樣，可各別管理各溶液的濃度、壓力， 能更精密控制生成攜載金屬的碳的反應。在設置了第4以上的導入部的場合，也同樣可以 這樣細分化向處理裝置導入的流體。 其次，對本發明的生成球碳納米晶須 納米纖維-納米管的反應進行更詳細地說 明。作為本發明使用的球碳，代表物有C60或C70。 對於由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米管的析出反應，由 圖1(A)所示製造裝置的可接近或分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處 理用面， 一邊強制地均勻混合一邊發生該反應。 首先，從作為一個流路的第1導入部dl，將含有溶解了作為反應物的球碳的第l溶 媒的溶液導入可接近或分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面1、2 之間，在該處理用面間生成第1流體膜。 然後，從作為另一個流路的第2導入部d2，將比第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶 媒，直接導入在上述處理用面1、2間生成的上述第1流體膜中。 這裡，在使用在上述第2溶媒中溶解了觸媒的溶液時，雖然對該溶液並不被特別 限定，不過，通過採用溶解了從Cu/ZnO/A1203、PtC14、Cu、Ru/PtC14、Ru、Pt中選擇的1種或 1種以上觸媒的溶液，可以製造攜載觸媒的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米 纖維-納米管。 並且，即使利用在含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液裡添加球碳的白金衍生物所 得到的溶液，也可製造攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒的、由球碳分子形成的結晶及球 碳納米晶須 納米纖維_納米管。 如上所述，在利用流體的供給壓力與施加在旋轉的處理用面間的壓力的壓力平衡 而固定了距離的處理用面1、2之間，含有第1溶媒的溶液與第2溶媒被攪拌，混合，可進行 由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的析出反應。
並且，因為只要在處理用面1、2之間進行上述反應即可，所以也可以與上述相反， 從第1導入部dl導入第2溶媒，從第2導入部d2導入含有第1溶媒的溶液。即，各溶媒中 所謂第1，第2的表達方式，是表示存在有多個的溶媒的第n種，只是為了識別的記號而已， 也可以存在第3以上的溶媒。 關於獲得的球碳納米晶須 納米纖維_納米管的長度及粗細的控制，可通過改變 處理用部10、20的轉速或流速及處理用面1、2間的距離、或觸媒或原料濃度來調節。
另外，構成所獲得的結晶及球碳納米晶須，納米纖維-納米管的球碳分子，也可為 內包金屬的球碳或球碳衍生物。 另外，所獲得的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須，納米纖維-納米管，可為 封閉的形狀，也可為開孔的形狀。 再者，關於上述的觸媒攜載，更詳細地說，可通過用真空加熱爐對如上所述生成的 由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管加熱來進行。具體地說，加熱 至從30(TC到IOO(TC。 如上所述，除第1導入部dl、第2導入部d2以外，也可在處理裝置上設置第3導入
41例如可從各導入部將含有第1溶媒的溶液、第2溶媒、及含有穩定劑 分 散劑的溶液分別導入處理裝置中。這樣，可分別管理各溶液的濃度、壓力，能更精密地控制 析出反應。在設置了第4以上的導入部的場合，也同樣可以這樣細分化向處理裝置導入的 流體。 在上述那樣所獲得的球碳納米晶須 納米纖維-納米管中，混合合成樹脂和溶劑 並進行成型，使用所得到的薄膜可提供供燃料電池的膜/電極連接體。 其次，使用本發明的球碳納米晶須，納米纖維-納米管的製造裝置，也可提供氫發
生裝置。 在上述製造裝置的可接近或分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉 的處理用面1、2之間，生成球碳納米晶須'納米纖維-納米管，並且，攜載從Cu/Zn0/A1203、 PtC14、Cu、Ru/PtC14、Ru、Pt中選擇1種或1種以上的觸媒。並且，在該製造裝置中，通過附 著上述觸媒攜載的或在球碳結晶中含有觸媒的球碳納米晶須 納米纖維-納米管而得到。 而且，在處理用面1、2間，通過填充液體燃料或氣體燃料，可產生氫。作為液體燃料，可採用 甲醇或氫硼化物等，作為氣體燃料，可用甲烷或丁烷等。 本發明由於可提供一種容易控制製造球碳納米晶須，納米纖維-納米管的反應的 製造方法、製造裝置、及採用該裝置的氫發生裝置，所以可穩定地製造球碳納米晶須 納米 纖維_納米管，並且，可將球碳納米晶須*納米纖維_納米管批量生產化，有利於其產業化。
實施例
以下，以實施例對本發明進行更詳細地說明，但是，本發明並不限定於這些實施 例。 並且，在以下的實施例中，所謂「從中央」，其意思為，前述的圖1(A)所示處理裝置 的「從第1導入部dl」。第1流體是指前述的第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導入部d2」導入的前述的第2被處理流體。
(實施例l) 如圖1(A)所示，利用在可接近或分離地互相對向配置且至少一方相對於另一方 旋轉的處理用面1、2間所形成的薄膜流體中，均勻地攪拌，混合的反應裝置，將溶解作為還 原劑的果糖並且分散有碳黑的水溶液在薄膜中與含有金屬化合物的水溶液合流，在薄膜中 一邊均勻地混合一邊利用液相還原法使攜載金屬微粒子。 —邊從中央將作為第1流體的2%碳黑(lion公司制Ketjen BlackEC) /乙醇/果 糖水溶液以供給壓力/背壓力=0. 30MPa/0. 01MPa、轉速1000rpm、送液溫度8(TC送液， 一邊 將作為第2流體的5%二硝基二胺硝酸鉑溶液以10ml/min導入處理用面之間。攜載於碳黑 表面的鉑微粒子分散體被從處理用面吐出。 經TEM觀察，確認在碳粒子上高分散地攜載有粒子直徑lnm程度的鉑微粒子。並 且，鉬攜載量為48%。
(實施例2) —邊從中央將作為第1流體的2%碳黑(lion公司制Ketjen BlackEC) /乙醇/果 糖水溶液以供給壓力/背壓力=0. 20MPa/0. 01MPa、轉速1000rpm、送液溫度8(TC送液， 一邊 將作為第2流體的5%二硝基二胺硝酸鉑溶液以10ml/min導入處理用面之間。攜載於碳黑 表面的鉑微粒子分散體被從處理用面吐出。
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經TEM觀察，確認在碳粒子上高分散地攜載有粒子直徑lnm程度的鉑微粒子。並 且，鉬攜載量為44%。
(實施例3) —邊從中央將作為第1流體的2%碳黑(lion公司制Ketjen BlackEC) /乙醇/果 糖水溶液以供給壓力/背壓力=0. 20MPa/0. 01MPa、轉速2000rpm、送液溫度80。C送液， 一邊 將作為第2流體的5%二硝基二胺硝酸鉑溶液以10ml/min導入處理用面之間。攜載於碳黑 表面的鉑微粒子分散體被從處理用面吐出。 經TEM觀察，確認在碳粒子上高分散地攜載有粒子直徑lnm程度的鉑微粒子。同 時，鉬攜載量為40%。
(實施例4) —邊從中央將作為第1流體的2%碳黑(lion公司制Ketjen BlackEC) /乙醇/果 糖水溶液以供給壓力/背壓力=0. 10MPa/0. 01MPa、轉速2000rpm、送液溫度8(TC送液， 一邊 將作為第2流體的5%二硝基二胺硝酸鉑溶液以10ml/min導入處理用面之間。攜載於碳黑 表面的鉑微粒子分散體被從處理用面吐出。 經TEM觀察，確認在碳粒子上高分散地攜載有粒子直徑lnm程度的鉑微粒子。並 且，鉬攜載量為40%。
(比較例1) 將2%碳黑(lion公司制Ketjen Black EC) /乙醇/果糖水溶液lOOg在燒杯內一 邊以溶液溫度80°C 、轉速300rpm攪拌， 一邊投入5%二硝基二胺硝酸鉑溶液20g。攜載於碳 黑表面的鉑微粒子分散體被從處理用面排出。經TEM觀察，確認在碳粒子上不均勻地攜載 有粒子直徑5 15nm程度的鉑微粒子。並且，鉬攜載量為12%。
(實施例5) 採用如圖1所示的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須*納米纖維_納米管的 製造裝置，將異丙醇(IPA)投入到可接近或分離地互相對向配置且至少一方相對於另一方 旋轉的處理用面1、2間，從另外的流路將溶化在甲苯中的球碳(C60)直接投入到處理用面 1、2間的薄膜流體中，在薄膜流體中均勻地攪拌*混合。在被強制地攪拌和混合的薄膜中的 界面反應非常快，能夠大量生產。
(實施例6) 與實施例5 —樣，採用球碳納米晶須*納米纖維_納米管的製造裝置，用在異丙醇 (isopropyl alcohol) (IPA)中溶化了 PtC14、Ru/PtC14觸媒的溶液代替異丙醇(IPA)，與實 施例1 一樣，在可接近或分離地互相對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面1、 2間使其發生界面反應。將獲得的球碳納米晶須 納米纖維-納米管在真空加熱爐中以從 30(TC到IOO(TC的溫度加熱。可得到攜載有Pt、Ru/Pt、觸媒的球碳納米晶須*納米纖維-納
米管。做成的球碳納米晶須 納米纖維-納米管具有很大的表面積。 [CHSO](實施例7) 實施例6所得到的攜載有Pt、 Pt/Ru的球碳納米晶須 納米纖維_納米管附著了 的製造裝置中，填充了甲醇。如將溫度提高到200至600°C ，就會發生氫的氣泡。
(實施例8) 在實施例6中得到的攜載有Pt、Pt/Ru、觸媒的球碳納米晶須 納米纖維-納米管
43中添加高分子電解質及溶劑，做成糊劑，進行絲網印刷使之乾燥。這裡，使用作為高分子電 解質的全氟磺酸離子交換膜、作為溶劑的乙二醇二甲醚、及n-醋酸丁酯的有機溶劑。所獲 得的被膜可利用作為膜/電極接合體(MEA構造)的高分子電解質燃料電池的部件。
權利要求
攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中，利用液相還原法在碳黑的表面攜載金屬微粒子。
2. 如權利要求1所記載的攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，上述金屬微粒子為 從白金、鈀、金、銀、銠、銥、釕、鋨、鈷、錳、鎳、鐵、鉻、鉬、鈦中所選取的至少1種金屬的微粒 子。
3. 如權利要求1或權利要求2所記載的攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，所述攜 載金屬的碳被用作為燃料電池用觸媒。
4. 如權利要求1至3中的任何一項所記載的攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於， 上述液相還原法包括對被處理流體施加規定壓力的流體壓力施加機構、第1處理用部及 可相對於該第1處理用部相對地接近或分離的第2處理用部至少2個處理用部、使上述第1 處理用部和第2處理用部相對旋轉的旋轉驅動機構，在上述各處理用部處互相對向的位置 設置有第1處理用面及第2處理用面至少2個處理用面，上述的各處理用面構成上述規定 壓力的被處理流體流過的被密封的流路的一部分，在上述兩處理用面間均勻混合在至少任 意一種中含有反應物的2種以上的被處理流體，並積極地使其反應，在上述第1處理用部和 第2處理用部之中，至少第2處理用部配備有受壓面，並且，該受壓面的至少一部分由上述 第2處理用面構成，該受壓面受到上述流體壓力施加機構施加給被處理流體的壓力，產生 使第2處理用面向從第1處理用面分離的方向移動的力，通過使上述規定壓力的被處理流 體在可接近或分離且相對旋轉的第1處理用面和第2處理用面之間通過，上述被處理流體 一邊形成規定膜厚的流體膜一邊從兩處理用面間通過，進而，配備有獨立於上述規定壓力 的被處理流體流過的流路的另外的導入路，在上述第1處理用面和第2處理用面中的至少 任一方中具有至少一個與上述導入路相通的開口部，將從上述導入路輸送來的至少一種被 處理流體導入上述兩處理用面之間，包含在至少上述各被處理流體的任一方中的上述反應 物和與上述被處理流體不同的被處理流體，藉助於由在上述流體膜內的均勻攪拌進行的混 合，能夠達到所希望的反應狀態。
5. 如權利要求1至4中的任何一項所記載的攜載金屬的碳的製造方法，其特徵在於，上 述攜載金屬的碳為金屬觸媒。
6. 由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米管的製造方法，其特徵在 於，將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比前述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒，在 可接近或分離地相互對向配置且至少有一方相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄 膜流體中均勻地進行攪拌 混合。
7. 如權利要求6所記載的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須*納米纖維-納米管 製造方法，其特徵在於，使用在上述球碳的溶解度小的第2溶媒中溶解了 1種或1種以上的成為觸媒的金屬的前體的溶液，攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒。
8. 如權利要求6所記載的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須*納米纖維-納米管制造方法，其特徵在於，使用在含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液中添加球碳的白金衍生 物所得到的溶液，攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒。
9. 燃料電池的膜/電極接合體，所述燃料電池的膜/電極接合體採用將球碳納米晶 須 納米纖維-納米管與合成樹脂和溶劑混合併成型得到的薄膜，所述球碳納米晶須 納米纖維_納米管是利用如權利要求6至8中的任何一項所記載的製造方法所得到的球碳納 米晶須 納米纖維_納米管，或者，是利用下述球碳納米晶須 納米纖維_納米管的製造方 法得到的、攜載觸媒或在球碳結晶中含有觸媒的球碳納米晶須*納米纖維_納米管，所述球碳納米晶須 納米纖維_納米管的製造方法如下將球碳納米晶須 納米纖維_納米管用真空加熱爐加熱到30(TC至IOO(TC，使該球碳納米晶須*納米纖維-納米管上攜載觸媒，其 中，所述球碳納米晶須 納米纖維_納米管是通過將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與 比上述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方 相對於另一方旋轉的處理用面之間形成的薄膜流體中，均勻攪拌 混合所得到的球碳納米 晶須*納米纖維-納米管；或者，是使用在比上述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒中溶 解了從Cu/ZnO/A1203、PtC14、Cu、Ru/PtC14、Ru、Pt中選取的1種或1種以上的觸媒的溶液 所得到的球碳納米晶須 納米纖維_納米管。
10. 如權利要求6所記載的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米 管的製造方法，其特徵在於，球碳分子為內包金屬的球碳或球碳衍生物。
11. 如權利要求6所記載的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維_納米 管的製造方法，其特徵在於，具有封閉的形狀或開孔的形狀。
12. 如權利要求6至11中的任何一項所記載的由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶 須 納米纖維-納米管的製造方法，其特徵在於，上述反應包括對被處理流體施加規定 壓力的流體壓力施加機構、第1處理用部、及相對於該第1處理用部可相對接近或分離的 第2處理用部至少2個處理用部、使上述第1處理用部和第2處理用部相對旋轉的旋轉驅 動機構，在上述各處理用部處互相對向的位置設置有第1處理用面及第2處理用面至少2 個處理用面，上述各處理用面構成上述規定壓力的被處理流體流過的被密封的流路的一部 分，在上述兩處理用面間均勻混合在至少任一個中含有反應物的2種以上的被處理流體， 使其積極地反應，在上述第1處理用部和第2處理用部之中，至少第2處理用部配備有受壓 面，並且，該受壓面的至少一部分由上述第2處理用面構成，該受壓面受到上述流體壓力施 加機構施加給被處理流體的壓力，產生使第2處理用面向從第1處理用面分離的方向移動 的力，通過使上述規定壓力的被處理流體在可接近或分離且相對旋轉的第1處理用面和第 2處理用面之間通過，上述被處理流體一邊形成規定膜厚的流體膜一邊從兩處理用面間通 過，進而，配備有獨立於上述所定壓力的被處理流體流過的流路的另外的導入路，在上述第 1處理用面和第2處理用面中的至少任一方中，配備有至少一個與上述導入路相通的開口 部，將從上述導入路輸送來的至少一種被處理流體導入上述兩處理用面之間，包含在至少 上述各被處理流體的任一方中的上述反應物和與上述被處理流體不同的被處理流體，藉助 於由在上述流體膜內的均勻攪拌進行的混合，能夠達到所希望的反應狀態。
13. 由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須 納米纖維-納米管的製造裝置，其特徵 在於，由可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面構成，並 採用下述方法將含有溶解有球碳的第1溶媒的溶液與比上述第1溶媒的球碳溶解度小的 第2溶媒，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面間形 成的薄膜流體中，均勻攪拌 混合。
全文摘要
本發明提供在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面之間所形成的薄膜流體中，通過液相還原法使碳黑的表面攜載金屬微粒子的攜載金屬的碳的製造方法；並且，提供由球碳分子形成的結晶及球碳納米晶須·納米纖維-納米管的製造方法，其特徵在於，將含有溶解球碳的第1溶媒的溶液與比上述第1溶媒的球碳溶解度小的第2溶媒，在可接近和分離地相互對向配置且至少一方相對於另一方旋轉的處理用面間形成的薄膜流體中，均勻攪拌混合。
文檔編號H01M4/92GK101784338SQ20088010420
公開日2010年7月21日 申請日期2008年7月4日 優先權日2007年7月6日
發明者榎村真一 申請人:M技術株式會社