(57)【要約】  より適切なセラミックス微粒子の製造方法を提供する。  少なくとも２種類の被処理流動体を用い、そのうちで少なくとも１種類の被処理流動体はセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液を含む流体であり、セラミックス原料液以外の流体のうち、少なくとも１種類の被処理流動体はセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面１，２間に形成された薄膜流体中で、セラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる。その直後に、析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、酸性物質を含む流体とを混合する事によって結晶性を向上させたセラミックス微粒子を得る。
2012127669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス微粒子の製造方法であり、
（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、
（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、
（III）少なくとも１種類の酸性物質と、
をそれぞれ調製し、
（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、
上記セラミックス原料液以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、
対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、
（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程と、
を含む事を特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法。
【請求項２】
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、
上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする、請求項１に記載のセラミックス微粒子の製造方法の製造方法。
【請求項３】
上記の、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、
上記工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程とを、
連続的に行う事を特徴とする、請求項１または２に記載のセラミックス微粒子の製造方法の製造方法。
【請求項４】
上記酸性物質を含む流体を上記少なくとも２つの処理用面の間に導入する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設け、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させたあとに、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させることを特徴とする、請求項３に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項５】
上記酸性物質を含む流体を供給する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設け、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、上記セラミックス微粒子を析出させて、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させることを特徴とする、請求項３に記載の高効率なセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項６】
上記析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、
上記セラミックス微粒子の結晶性を制御することを特徴とする、請求項１に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスとは有機化合物を除く化合物の総称であり、全ての無機化合物のことである。そのため、化合物の種類は多く、本質的に耐熱性、耐食性に優れるほか、電気的、力学的、磁気的、光学的、機械的、熱的、生化学的、エネルギー関連機能等に種々の機能をもつことを最大の特徴としている。そのためセラミックスは、絶縁基板材料や、電子伝導材料、イオン伝導材料、超伝導材料、誘電機能材料、半導体材料、圧電機能材料、ＣＭＰスラリーなど、幅広く利用されている。【０００３】
セラミックス構造部材は粉体を成形・焼成して製造されるが、セラミックス微粒子を用いることによって、特許文献１のようにこれまでよりも低温での焼結が可能となる事や、圧密な構造と出来ることなどの利点がある。さらに、セラミックスを用いた製品における安定性や要求特性を満たすために、高い結晶性のセラミックス微粒子が必要とされている。【０００４】
結晶性のセラミックス微粒子の製造方法には、非晶質のセラミックス微粒子に焼成や水熱などの方法で高い熱エネルギーを与えて結晶性のセラミックス微粒子に変換する方法が一般的であるが、焼成温度を低下させる事は省エネルギーを達成するだけではなく、焼成炉の管理など、様々なコスト的観点からも重要である。また特許文献２のように非晶質のセラミックス粒子にボールミルなどで衝撃力を付加して結晶性のセラミックス微粒子に変換する方法があるが、ボールミルやビーズミルのような装置を用いた方法で作製されたセラミックス微粒子は、粒子（結晶）に強い力が作用するために、半導体特性や透明性、分光特性、耐久性など、期待された特性が発現しないという問題があった。【０００５】
また、本願出願人によって、特許文献３のような、対向して配位された処理用面間に流れる薄膜流体中において微粒子を析出させることによる、セラミックス微粒子の製造方法が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２５６２号公報
【特許文献３】国際公開WO２００９／００８３９２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的は、より適切なセラミックス微粒子の製造方法を提供する事である。望ましくは、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を効率よく製造するセラミックス微粒子の製造方法の提供を図らんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討の結果、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面間において、被処理流動体としてセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合してセラミックス微粒子を析出させ、析出させたセラミックス微粒子を含む流体を、酸性物質を含む流体と混合する事によって、より適切なセラミックス微粒子の製造方法を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。【０００９】
本発明の第１の形態は、セラミックス微粒子の製造方法であり、（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、（III）少なくとも１種類の酸性物質と、をそれぞれ調製し、（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、上記セラミックス原料液以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程と、を含む事を特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法を提供する。【００１０】
本発明の第２の形態は、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする、本発明の第１の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。【００１１】
本発明の第３の形態は、上記の、対向して配設された接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、上記工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程とを、連続的に行う事を特徴とする、本発明の第１または第２の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法の製造方法を提供する。【００１２】
本発明の第４の形態は、上記酸性物質を含む流体を上記少なくとも２つの処理用面の間に導入する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させたあとに、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させることを特徴とする、本発明の第３の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。【００１３】
本発明の第５の形態は、上記酸性物質を含む流体を供給する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、上記セラミックス微粒子を析出させて、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させることを特徴とする、本発明の第３の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。【００１４】
本発明の第６の形態は、上記析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、上記セラミックス微粒子の結晶性を向上させることを特徴とする、本発明の第１〜第５の何れかの形態に係るセラミックス微粒子の製造方法の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、セラミックス微粒子を適切に安定的に製造することができる新たな方法を提供するものである。特に、本発明によれば、結晶性を制御されたセラミックス微粒子の製造をこれまで以上に簡単かつ低エネルギー、低コストで行う事ができるため、高効率なセラミックス微粒子の製造方法を安価且つ安定的に提供できたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体処理装置の略断面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す流体処理装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は同装置の処理用面の要部拡大図である。
【図３】（Ａ）は同装置の第２導入部の断面図であり、（Ｂ）は同第2導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。
【図４】図１に示す流体処理装置に備えられ、同装置の処理用面間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質をとを接触・作用させるための装置の一例を示すもので、（Ａ）は酸性物質を含む流体の供給装置を備えた同装置、（Ｂ）はセラミックス微粒子を含む流体が収束されて流れる流路と酸性物質を含む流体の投入孔とを備えた同装置、（Ｃ）は酸性物質を含む流体を同装置に導入するための第３導入部を備えた同装置の略断面図である。
【図５】実施例２において作製された酸化亜鉛微粒子のＴＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について詳細を説明する。しかし、本発明の技術的範囲は、下記実施形態及び実施例によって限定されるものではない。
【００１８】
（セラミックス微粒子）
本発明におけるセラミックス微粒子は特に限定されないが、有機化合物を除く、全ての化合物の微粒子であり、全ての無機化合物の微粒子のことである。無機化合物と成り得る元素についても特に限定されず、化学周期表上の全ての元素を挙げることができる。セラミックス微粒子と成り得る化合物を一例として挙げると、金属及び／または非金属の化合物があり、詳しくは、金属または非金属の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物やその他金属または非金属の塩、水酸化物、水酸化酸化物、錯体、またはそれらの水和物や有機溶媒和物などが挙げられる。金属塩または非金属塩としては、特に限定されないが、金属または非金属の硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、蟻酸塩や酢酸塩、リン酸塩や亜リン酸塩、次亜リン酸塩や塩化物、オキシ塩やアセチルアセトナート塩、またはそれら金属塩または非金属塩の水和物や有機溶媒和物などが挙げられる。ただし、本発明においては、セラミック微粒子を無機化合物のみに限定するものではなく、セラミックス微粒子中に有機化合物や分子を含む場合や、有機化合物によりセラミックス微粒子を被覆したようなセラミックス微粒子についても実施できる。
【００１９】
（複合セラミックス微粒子）
上記セラミックス微粒子を構成する金属または非金属としては特に限定されないが、一例を挙げると、例えば、Ｔｉ，Ｆｅ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｒｅ，Ｉｎ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｙ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｒｈ，Ｓｃ、Ｇａ，Ａｌ，Ｂｉ、Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ，Ｎｄ、Ｈｏ，Ｅｕなどの金属元素や、Ｂ，Ｓi，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔなどの非金属元素を挙げることができる。これらの元素はそれぞれ単独で上記金属-非金属化合物もしくは非金属-非金属化合物として上記セラミックス微粒子を形成しても良く、複数の元素によって上記セラミックス微粒子を形成しても良い。言い換えると、上記の金属-非金属化合物もしくは非金属-非金属化合物に異なる元素（ドープ元素）がドープされたセラミックス微粒子も、上記のドープ元素を含まないセラミックス微粒子もどちらについても作製可能である。
【００２０】
（セラミックス微粒子２）
上記酸化物、水酸化物、または水酸化酸化物としては、特に限定されないが、一例を挙げると、式ＭｘＯｙの金属酸化物または非金属酸化物、Ｍｐ（ＯＨ）ｑの金属水酸化物または非金属水酸化物、式Ｍｒ（ＯＨ）sＯtの金属水酸化酸化物または非金属水酸化酸化物、またはこれら種々の溶媒和形態、およびこれらが主成分である組成物（式中ｘ、ｙ、ｐ、ｑ、ｒ、s、tはそれぞれ任意の数である）などが挙げられる。上記酸化物、水酸化物または水酸化酸化物には過酸化物や超酸化物なども含まれる。
【００２１】
（セラミックス微粒子３）
本発明における、前記式ＭｘＯｙの金属酸化物または非金属酸化物は、特に限定されないが、一例を挙げるとＴｉＯ２、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＣｄＯ、ＺｒＯ２、ＰｄＯ、ＰｄＯ２、ＭｏＯ３、ＭｏＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ３、Ｉｎ２Ｏ３またはＲｕＯ２などが挙げられる。
【００２２】
（セラミックス微粒子４）
本発明における、前記式Ｍｐ（ＯＨ）ｑの金属水酸化物または非金属水酸化物は特に限定されないが、一例を挙げるとＳｎ（ＯＨ）２、Ｓｎ（ＯＨ）４、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）３、ＣｕＯＨ、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｎｉ（ＯＨ）３、Ｎｉ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｙ（ＯＨ）３、Ｖ（ＯＨ）２、Ｖ（ＯＨ）４、Ｖ（ＯＨ）３、Ｍｎ（ＯＨ）２、Ｍｎ（ＯＨ）４、Ｃｄ（ＯＨ）２、Ｚｒ（ＯＨ）４、Ｐｄ（ＯＨ）２、Ｐｄ（ＯＨ）４、Ｍｏ（ＯＨ）４、Ｃｒ（ＯＨ）３、およびＲｕ（ＯＨ）４などが挙げられる。前記式Ｍｒ（ＯＨ）sＯtの金属水酸化酸化物または非金属水酸化酸化物は、特に限定されないが、ＦｅＯＯＨ、ＭｎＯＯＨ、ＮｉＯＯＨ、ＡｌＯＯＨなどが挙げられる。
【００２３】
（セラミックス微粒子５）
本発明における、金属窒化物または非金属窒化物は、特に限定されないが、一例を挙げると、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化炭素（Ｃ３Ｎ４）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化クロム（Ｃｒ2Ｎ）、窒化銅（Ｃｕ3Ｎ）、窒化鉄（Ｆｅ4Ｎ）、窒化鉄（Ｆｅ3Ｎ）、窒化ランタン（ＬａＮ）、窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）、窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）、窒化モリブデン（Ｍｏ2Ｎ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タングステン（Ｗ2Ｎ）窒化タングステン（ＷＮ2）、窒化イットリウム（ＹＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）などが挙げられる。本発明における、金属炭化物または非金属炭化物は、特に限定されないが、一例を挙げると、炭化カルシウム（ＣａＣ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化バナジウム（ＶＣＸ）などが挙げられる。
【００２４】
（セラミックス微粒子の結晶性）
本発明におけるセラミックス微粒子は、結晶性を示すことを特徴とするが、結晶性のセラミックス微粒子に限定するものでは無い。非晶質なセラミックス微粒子についても作製可能であり、結晶性を示すセラミックス微粒子に一部非晶質な部分を含むものであっても実施できる。
【００２５】
（セラミックス原料１）
本発明におけるセラミックス原料液は、少なくとも１種類のセラミックス原料が後述する溶媒に混合及び／または溶解された液であれば特に限定されない。本発明におけるセラミックス原料としては、金属、非金属、またはこれらの化合物を挙げることができる。セラミック原料となる金属または非金属としては特に限定されないが、化学周期表上の全ての元素の単体または合金を挙げることができる。また、セラミック原料となる金属や非金属の化合物としては、特に限定されないが、一例を挙げると、上記金属または非金属の塩、酸化物、窒化物、炭化物、錯体、有機塩、有機錯体、有機化合物などが挙げられる。また、上記のセラミックス原料は、目的によって、単数、または複数を選択して実施できる。
【００２６】
（セラミックス原料２）
金属塩または非金属塩としては、特に限定されないが、金属または非金属の硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、蟻酸塩や酢酸塩、リン酸塩や亜リン酸塩、次亜リン酸塩や塩化物、オキシ塩やアセチルアセトナート塩などであり、上記セラミックス微粒子と成り得る化合物の一例として挙げたものと同様のものが挙げられる。
【００２７】
（溶媒）
上記のセラミックス原料は溶媒に混合、好ましくは溶解または分子分散させて本発明を実施するものとする。上記セラミックス原料を混合、溶解または分子分散させるための溶媒としては、例えば水や有機溶媒、またはそれらの複数からなる混合溶媒が挙げられる。前記水としては、水道水やイオン交換水、純水や超純水、ＲＯ水などが挙げられ、有機溶媒としては、アルコール化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物などが挙げられる。上記の溶媒はそれぞれ単独で使用しても良く、または複数以上を混合して使用しても良い。
【００２８】
（塩基性物質及び酸性物質）
また、セラミックス微粒子の析出に悪影響を及ぼさない範囲において、上記溶媒に塩基性物質または酸性物質を混合または溶解しても実施できる。塩基性物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの金属水酸化物、ナトリウムメトキシドやナトリウムイソプロポキシドのような金属アルコキシド、さらにトリエチルアミンやジエチルアミノエタノール、ジエチルアミンなどのアミン系化合物などが挙げられる。酸性物質としては、王水、塩酸、硝酸、発煙硝酸、硫酸、発煙硫酸などの無機酸や、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸などの有機酸が挙げられる。これらの塩基性物質または酸性物質は、上記の通りあらかじめ各種溶媒と混合しても実施できるし、これらの塩基性物質または酸性物質と上記溶媒とをそれぞれ後述するような別途の独立した流路を用いてセラミックス微粒子を析出させる処理直前に両者を混合して使用してもよい。
【００２９】
（溶媒２）
上記の溶媒についてさらに詳しく説明すると、アルコール化合物溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖アルコール、イソプロパノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール等の分枝状アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコール等が挙げられる。ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。エーテル化合物溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。芳香族化合物溶媒としては、例えば、ニトロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどが挙げられる。脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサンなどが挙げられる。ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリルなどが挙げられる。スルホキシド化合物溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド、ヘキサメチレンスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。ハロゲン化合物溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、ヨードホルムなどが挙げられる。エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテートなどが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６−（ヘキサフルオロリン酸イオン）との塩などが挙げられる。アミド化合物溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、２，２−ジクロロプロピオン酸、スクアリン酸などが挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などが挙げられる。
【００３０】
（セラミックス原料液）
本発明においては、上記セラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／又は溶解してセラミックス原料液とする事が好ましい。塩基性溶媒としては、上記塩基性物質を上記溶媒に混合及び／または溶解して塩基性溶媒としたものであっても良いし、またはセラミックス原料を上記溶媒に混合及び／又は溶解することによって、結果的にセラミックス原料液が塩基性となる場合であっても実施できる。本発明におけるセラミックス原料液のpＨは７以上であり、好ましくは９以上である。
【００３１】
（セラミックス微粒子析出用溶媒）
上記セラミックス原料液と混合してセラミックス微粒子を析出させるためのセラミックス微粒子析出用溶媒としては、上記溶媒と同様のものが使用できる。目的とするセラミックス微粒子によって混合及び／又は溶解させるための溶媒と析出させるための溶媒を選択して実施できる。
【００３２】
（流体処理装置）
本発明においては、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体との混合を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いて行うことが好ましい。そのような装置としては、例えば本願出願人による、特許文献３に記載されたものと同原理である装置を使用できる。このような原理の装置を用いる事によって、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を効率よく作製する事が可能である。
【００３３】
以下、図面を用いて上記装置の実施の形態について説明する。
【００３４】
図１〜図３に示す流体処理装置は、特許文献３に記載の装置と同様であり、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で被処理物を処理するものであって、被処理流動体のうちの第１の被処理流動体である第１流体を処理用面間に導入し、前記第１流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第２の被処理流動体である第２流体を処理用面間に導入して処理用面間で上記第１流体と第２流体を混合・攪拌して処理を行う装置である。なお、図１においてＵは上方を、Ｓは下方をそれぞれ示しているが、本発明において上下前後左右は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。図２（Ａ）、図３（Ｂ）においてＲは回転方向を示している。図３（Ｂ）においてＣは遠心力方向（半径方向）を示している。
【００３５】
この装置は、被処理流動体として少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については被処理物を少なくとも１種類含むものであり、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面を備え、これらの処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の被処理物を処理する装置である。この装置は、上述のとおり、複数の被処理流動体を処理することができるが、単一の被処理流動体を処理することもできる。
【００３６】
この流体処理装置は、対向する第１及び第２の、２つの処理用部１０，２０を備え、少なくとも一方の処理用部が回転する。両処理用部１０，２０の対向する面が、夫々処理用面となる。第１処理用部１０は第１処理用面１を備え、第２処理用部２０は第２処理用面２を備える。
【００３７】
両処理用面１，２は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。この両処理用面１，２間の間隔は、適宜変更して実施することができるが、通常は、１ｍｍ以下、例えば０．１μｍから５０μｍ程度の微小間隔に調整される。これによって、この両処理用面１，２間を通過する被処理流動体は、両処理用面１，２によって強制された強制薄膜流体となる。
【００３８】
この装置を用いて複数の被処理流動体を処理する場合、この装置は、第１の被処理流動体の流路に接続され、当該第１被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第１被処理流動体とは別の、第２被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面１，２間において、両被処理流動体を混合し、反応させるなどの流体の処理を行なう。なお、ここで「処理」とは、被処理物が反応する形態に限らず、反応を伴わずに混合・分散のみがなされる形態も含む。
【００３９】
具体的に説明すると、上記の第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１と、第２処理用部２０を保持する第２ホルダ２１と、接面圧付与機構と、回転駆動機構と、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２と、流体圧付与機構ｐとを備える。
【００４０】
図２（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、第１処理用部１０は、環状体であり、より詳しくはリング状のディスクである。また、第２処理用部２０もリング状のディスクである。第１、第２処理用部１０、２０の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用することができる。この実施の形態において、両処理用部１０，２０は、互いに対向する第１、第２の処理用面１、２の少なくとも一部が鏡面研磨されている。
この鏡面研磨の面粗度は、特に限定されないが、好ましくはＲａ０．０１〜１．０μｍ、より好ましくはＲａ０．０３〜０．３μｍとする。
【００４１】
少なくとも一方のホルダは、電動機などの回転駆動機構（図示せず）にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図１の５０は、回転駆動機構の回転軸を示しており、この例では、この回転軸５０に取り付けられた第１ホルダ１１が回転し、この第１ホルダ１１に支持された第１処理用部１０が第２処理用部２０に対して回転する。もちろん、第２処理用部２０を回転させるようにしてもよく、双方を回転させるようにしてもよい。また、この例では、第１、第２ホルダ１１、２１を固定しておき、この第１、第２ホルダ１１、２１に対して第１、第２処理用部１０、２０が回転するようにしてもよい。
【００４２】
第１処理用部１０と第２処理用部２０とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面１，２は、接近・離反できる。
【００４３】
この実施の形態では、第１処理用部１０に対して、第２処理用部２０が接近・離反するもので、第２ホルダ２１に設けられた収容部４１に、第２処理用部２０が出没可能に収容されている。但し、これとは、逆に、第１処理用部１０が、第２処理用部２０に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部１０，２０が互いに接近・離反するものであってもよい。
【００４４】
この収容部４１は、第２処理用部２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。この収容部４１は、第２処理用部２０を回転させ得る十分なクリアランスを持って、第２処理用部２０を収容する。なお、第２処理用部２０は軸方向に平行移動のみが可能なように配置してもよいが、上記クリアランスを大きくすることにより、第２処理用部２０は、収容部４１に対して、処理用部２０の中心線を、上記収容部４１の軸方向と平行の関係を崩すように傾斜して変位できるようにしてもよく、さらに、第２処理用部２０の中心線と収容部４１の中心線とが半径方向にずれるように変位できるようにしてもよい。
このように、３次元的に変位可能に保持するフローティング機構によって、第２処理用部２０を保持することが望ましい。
【００４５】
上記の被処理流動体は、各種のポンプや位置エネルギーなどによって構成される流体圧付与機構ｐによって圧力が付与された状態で、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２から両処理用面１、２間に導入される。この実施の形態において、第１導入部ｄ１は、環状の第２ホルダ２１の中央に設けられた通路であり、その一端が、環状の両処理用部１０、２０の内側から、両処理用面１、２間に導入される。第２導入部ｄ２は、第１の被処理流動体と反応させる第２の被処理流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第２導入部ｄ２は、第２処理用部２０の内部に設けられた通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口する。流体圧付与機構ｐにより加圧された第１の被処理流動体は、第１導入部ｄ１から、両処理用部１０，２０の内側の空間に導入され、第１処理用面１と第２処理用面２との間を通り、両処理用部１０，２０の外側に通り抜けようとする。これらの処理用面１，２間において、第２導入部ｄ２から流体圧付与機構ｐにより加圧された第２の被処理流動体が供給され、第１の被処理流動体と合流し、混合、攪拌、乳化、分散、反応、晶出、晶析、析出などの種々の流体処理がなされ、両処理用面１，２から、両処理用部１０，２０の外側に排出される。なお、減圧ポンプにより両処理用部１０，２０の外側の環境を負圧にすることもできる。
【００４６】
上記の接面圧付与機構は、第１処理用面１と第２処理用面２とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構は、第２ホルダ２１に設けられ、第２処理用部２０を第１処理用部１０に向けて付勢する。
【００４７】
前記の接面圧付与機構は、第１処理用部１０の第１処理用面１と第２処理用部２０の第２処理用面２とが接近する方向に押す力（以下、接面圧力という）を発生させるための機構である。この接面圧力と、流体圧力などの両処理用面１、２間を離反させる力との均衡によって、ｎｍ単位ないしμｍ単位の微小な膜厚を有する薄膜流体を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面１、２間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
【００４８】
図１に示す実施の形態において、接面圧付与機構は、上記の収容部４１と第２処理用部２０との間に配位される。具体的には、第２処理用部２０を第１処理用部１０に近づく方向に付勢するスプリング４３と、空気や油などの付勢用流体を導入する付勢用流体導入部４４とにて構成され、スプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とによって、上記の接面圧力を付与する。このスプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とは、いずれか一方が付与されるものであればよく、磁力や重力などの他の力であってもよい。この接面圧付与機構の付勢に抗して、流体圧付与機構ｐにより加圧された被処理流動体の圧力や粘性などによって生じる離反力によって、第２処理用部２０は、第１処理用部１０から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。このように、この接面圧力と離反力とのバランスによって、第１処理用面１と第２処理用面２とは、μｍ単位の精度で設定され、両処理用面１，２間の微小間隔の設定がなされる。上記離反力としては、被処理流動体の流体圧や粘性と、処理用部の回転による遠心力と、付勢用流体導入部４４に負圧を掛けた場合の当該負圧、スプリング４３を引っ張りスプリングとした場合のバネの力などを挙げることができる。この接面圧付与機構は、第２処理用部２０ではなく、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。
【００４９】
上記の離反力について、具体的に説明すると、第２処理用部２０は、上記の第２処理用面２と共に、第２処理用面２の内側（即ち、第１処理用面１と第２処理用面２との間への被処理流動体の進入口側）に位置して当該第２処理用面２に隣接する離反用調整面２３を備える。この例では、離反用調整面２３は、傾斜面として実施されているが、水平面であってもよい。被処理流動体の圧力が、離反用調整面２３に作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０から離反させる方向への力を発生させる。従って、離反力を発生させるための受圧面は、第２処理用面２と離反用調整面２３とになる。
【００５０】
さらに、この図１の例では、第２処理用部２０に近接用調整面２４が形成されている。この近接用調整面２４は、離反用調整面２３と軸方向において反対側の面（図１においては上方の面）であり、被処理流動体の圧力が作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０に接近させる方向への力を発生させる。
【００５１】
なお、第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する被処理流動体の圧力、即ち流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。処理用面１，２の接近・離反の方向、即ち第２処理用部２０の出没方向（図１においては軸方向）と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面２４の投影面積Ａ１と、当該仮想平面上に投影した第２処理用部２０の第２処理用面２及び離反用調整面２３との投影面積の合計面積Ａ２との、面積比Ａ１／Ａ２は、バランス比Ｋと呼ばれ、上記オープニングフォースの調整に重要である。このオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち近接用調整面２４の面積Ａ１を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
【００５２】
摺動面の実面圧Ｐ、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
Ｐ＝Ｐ１×（Ｋ−ｋ）＋Ｐｓ
【００５３】
ここでＰ１は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Ｋは上記のバランス比を示し、ｋはオープニングフォース係数を示し、Ｐｓはスプリング及び背圧力を示す。
【００５４】
このバランスラインの調整により摺動面の実面圧Ｐを調整することで処理用面１，２間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物などの処理された被処理物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
なお、図示は省略するが、近接用調整面２４を離反用調整面２３よりも広い面積を持ったものとして実施することも可能である。
【００５５】
被処理流動体は、上記の微小な隙間を保持する両処理用面１，２によって強制された薄膜流体となり、環状の両処理用面１、２の外側に移動しようとする。ところが、第１処理用部１０は回転しているので、混合された被処理流動体は、環状の両処理用面１，２の内側から外側へ直線的に移動するのではなく、環状の半径方向への移動ベクトルと周方向への移動ベクトルとの合成ベクトルが被処理流動体に作用して、内側から外側へ略渦巻き状に移動する。
【００５６】
尚、回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。被処理流動体は両処理用面１，２間の微細な間隔にて処理がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。また、この接面圧付与機構は、前述の第２処理用部２０を変位可能に保持するフローティング機構と併用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能する。
【００５７】
第１、第２処理用部１０、２０は、その少なくともいずれか一方を、冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしてもよく、図１では、第１、第２処理用部１０、２０に温調機構（温度調整機構）Ｊ１，Ｊ２を設けた例を図示している。また、導入される被処理流動体を冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしもよい。これらの温度は、処理された被処理物の析出のために用いることもでき、また、第１、第２処理用面１、２間における被処理流動体にベナール対流若しくはマランゴニ対流を発生させるために設定してもよい。
【００５８】
図２に示すように、第１処理用部１０の第１処理用面１には、第１処理用部１０の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部１３を形成して実施してもよい。この凹部１３の平面形状は、図２（Ｂ）へ示すように、第１処理用面１上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものや、図示はしないが、真っ直ぐ外方向に伸びるもの、Ｌ字状などに屈曲あるいは湾曲するもの、連続したもの、断続するもの、枝分かれするものであってもよい。また、この凹部１３は、第２処理用面２に形成するものとしても実施可能であり、第１及び第２の処理用面１，２の双方に形成するものとしても実施可能である。この様な凹部１３を形成することによりマイクロポンプ効果を得ることができ、被処理流動体を第１及び第２の処理用面１，２間に吸引することができる効果がある。
【００５９】
この凹部１３の基端は第１処理用部１０の内周に達することが望ましい。この凹部１３の先端は、第１処理用部面１の外周面側に向けて伸びるもので、その深さ（横断面積）は、基端から先端に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
この凹部１３の先端と第１処理用面１の外周面との間には、凹部１３のない平坦面１６が設けられている。
【００６０】
前述の第２導入部ｄ２の開口部ｄ２０を第２処理用面２に設ける場合は、対向する上記第１処理用面１の平坦面１６と対向する位置に設けることが好ましい。
【００６１】
この開口部ｄ２０は、第１処理用面１の凹部１３からよりも下流側（この例では外側）に設けることが望ましい。特に、マイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側の平坦面１６に対向する位置に設置することが望ましい。具体的には、図２（Ｂ）において、第１処理用面１に設けられた凹部１３の最も外側の位置から、径方向への距離ｎを、約０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。特に、流体中から微粒子を析出させる場合には、層流条件下にて複数の被処理流動体の混合と、微粒子の析出が行なわれることが望ましい。
【００６２】
この第２導入部ｄ２は方向性を持たせることができる。例えば、図３（Ａ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、第２処理用面２に対して所定の仰角（θ１）で傾斜している。この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
【００６３】
また、図３（Ｂ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、上記の第２処理用面２に沿う平面において、方向性を有するものである。この第２流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部ｄ２０を通る半径方向であって外方向の線分を基準線ｇとして、この基準線ｇから回転方向Ｒへの所定の角度（θ２）を有するものである。この角度（θ２）についても、０度を超えて９０度未満に設定されることが好ましい。
【００６４】
この角度（θ２）は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。また、第２導入部ｄ２に方向性を全く持たせないこともできる。
【００６５】
上記の被処理流動体の種類とその流路の数は、図１の例では、２つとしたが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。図１の例では、第２導入部ｄ２から処理用面１，２間に第２流体を導入したが、この導入部は、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。また、一種類の被処理流体に対して、複数の導入部を用意してもよい。また、各処理用部１０，２０に設けられる導入用の開口部は、その形状や大きさや数は特に制限はなく適宜変更して実施し得る。また、上記第１及び第２の処理用面間１、２の直前或いはさらに上流側に導入用の開口部を設けてもよい。
【００６６】
上記装置においては、析出・沈殿または結晶化のような処理が、図１に示すように、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１、２の間で強制的に均一混合しながら起こる。処理された被処理物の粒子径や単分散度は処理用部１０、２０の回転数や流速、処理用面１，２間の距離や、被処理流動体の原料濃度、または被処理流動体の溶媒種等を適宜調整することにより、制御することができる。
【００６７】
以下、上記の装置を用いて行うセラミックス微粒子の製造方法の具体的な態様について説明する。
【００６８】
上記装置においては、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間に形成される薄膜流体中で、少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液を含む流体と、セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させ、セラミックス微粒子を析出させる。
【００６９】
上記セラミックス微粒子の析出反応は、図１に示す装置の、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間で強制的に均一混合しながら起こる。
【００７０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体から構成された薄膜流体である第１流体膜を作る。
【００７１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第２流体として上記セラミックス原料液を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜（薄膜流体）中に直接導入する。
【００７２】
上記のように、被処理流動体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１流体と第２流体とが混合され、セラミックス微粒子の析出反応を行う事が出来る。また、処理用面１，２間より析出させたセラミック微粒子をセラミックス微粒子分散液として吐出させることができる。
【００７３】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各流体における第１、第２という表現は、複数存在する流体の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の流体も存在し得る。
【００７４】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもでき、例えば各導入部から、第１流体、第２流体、第３流体をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各溶液の濃度や圧力を個々に管理することができ、セラミックス微粒子の析出反応をより精密に制御することができる。なお、各導入部へ導入する被処理流動体（第１流体〜第３流体）の組み合わせは、任意に設定できる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
さらに、第１、第２流体等の被処理流動体の温度を制御したり、第１流体と第２流体等との温度差（即ち、供給する各被処理流動体の温度差）を制御することもできる。供給する各被処理流動体の温度や温度差を制御するために、各被処理流動体の温度（処理装置、より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前の温度）を測定し、処理用面１，２間に導入される各被処理流動体の加熱又は冷却を行う機構を付加して実施することも可能である。
【００７５】
（析出したセラミックス微粒子を含む流体のpＨ）
本発明において、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体のpＨは特に限定されないが、後述するように、酸性物質との反応熱を効率よくセラミックスの結晶性制御に用いるためには、好ましくはｐH７以下の塩基性が好ましい。しかし、ｐHについては目的のセラミックス微粒子によって異なる。
【００７６】
（酸性溶媒との接触・作用）
本発明においては、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを接触・作用させる事によって、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を作製することが可能である。具体的には、上記処理用面１，２間にできる薄膜流体中において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを接触・作用させる事によって発生する中和熱などの反応熱によって、析出させたセラミックス微粒子の結晶性を制御することが可能であり、好ましくは反応熱（発熱又は吸熱）を利用して、セラミックス微粒子の結晶性を向上することが可能である。
【００７７】
（酸性物質）
上記酸性物質としては、特に限定されない。酸性物質の一例としては、王水、塩酸、硝酸、発煙硝酸、硫酸、発煙硫酸、フッ化水素酸、過塩素酸、ヘキサフルオロ珪酸などの無機酸またはそれらの塩、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸などの有機酸またはそれらの塩が挙げられる。また、上述の酸性物質のほかに過酸化水素を用いてもよい。これらの物質は単独で使用しても良いし、複数を使用しても良い。上記酸性物質は、溶媒に混合して使用する事が好ましく、より好ましくは溶媒に溶解または分子分散させた酸性溶媒として使用する事が好ましい。本発明における酸性溶媒のｐＨは７以下であり、好ましくは5以上である。
【００７８】
（処理用面間における酸性物質との接触・作用）
本発明における実施の形態の一例としては、上記接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間において形成される薄膜流体中で、セラミックス微粒子を析出させた後、処理用面間よりセラミックス微粒子の分散液として吐出させる前に、第３の流体として上記酸性物質を含む流体を処理用面１，２間に導入することで、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを処理用面１，２間において混合し、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを処理用面１，２間において接触・作用させることが可能である。処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを処理用面１，２間において接触・作用させることによって発生する反応熱は非常に大きいものであるが、セラミックス微粒子分散液を処理用面間より吐出させた後に酸性物質を接触・作用させる場合と比較して、処理用面間によって閉じられた空間において上記反応熱を利用する事ができるため、セラミックス微粒子の結晶性を制御しやすく、また高い結晶性のセラミックス微粒子を作製することが可能である。またｐＨについてもより高い制御が可能であるなどの利点がある他、このような反応を微小な流路である処理用面間において行う事によって、反応による危険性を軽減または回避できる。
【００７９】
（具体的な処理用面間における酸性溶媒との接触・作用）
具体的には、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設け、例えば第１導入部ｄ１から、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体を、第２導入部ｄ２から第２流体としてセラミックス原料液を含む流体を、第３導入部ｄ３から第3流体として酸性物質を含む流体をそれぞれ別々に処理装置に導入する。この場合、酸性物質を含む流体を導入する第３導入部ｄ３は、第１導入部ｄ１及び第２導入部ｄ２の下流側に設け、より詳しくは、第３導入部ｄ３の開口部ｄ３０を第２導入部ｄ２の開口部ｄ２０の下流側に設けることによって、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体と、酸性物質とを効果的に接触・作用させることができる（図４（Ｃ）参照）。
【００８０】
（他の実施の形態１）
本発明における他の実施の形態としては、上記に説明した装置の処理用面１，２の間に形成される薄膜流体中で、セラミックス微粒子を析出させ、処理用面１，２間より析出させたセラミック微粒子をセラミックス微粒子の分散液として吐出された直後、言い換えると処理用部１０，２０における流体の吐出部５１ｂ付近に酸性物質を含む流体の供給装置５１を設け、この供給装置５１から酸性物質を含む流体を噴霧または滴下して、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体であるセラミックス微粒子の分散液と酸性溶媒を含む流体とを混合するような方法が挙げられる（図４（Ａ）参照）。より具体的に説明すると、上記供給装置５１は、酸性物質を含む流体の供給源にポンプＰを介して接続された環状の流路を備える。この環状の流路は、上記処理用面１，２の吐出部５１ｂを臨む位置（この例では上方）に配位され、環状の流路の下部には開口部５１ａが形成されている。この開口部５１ａは、多数の細穴であったり、連続したスリット状の開口であったり、上記吐出部５１ｂから吐出する上記分散液に対して、満遍なく酸性物質を含む流体を供給・混合するものとして実施することが望ましい。なお、上記吐出部５１ｂは、上記処理用面１，２により強制された流路の最下流（この例では上記処理用面１，２の最外周端）であり、この吐出部５１ｂから上記薄膜流体は処理用面１，２による強制から開放され、より広い流路空間へと吐出するものであり、広がりながら吐出する分散液に対して酸性物質を含む流体を供給することにより、上記析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体に上記酸性物質を有効に接触・作用させることができる。
または、図４（Ｂ）に示すように、処理用面１，２間より吐出されたセラミックス微粒子の分散液が収束されて流される流路５２に、酸性物質を含む流体の投入孔５３を配位し、この投入孔５３から酸性物質を含む流体を投入するような方法でも良い。上記のような方法においては、セラミックス微粒子を析出させる工程と、析出したセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合する工程とを連続的に行う事ができる利点がある。
【００８１】
（他の実施の形態２）
さらに他の実施の形態においては、酸性物質を含む流体をビーカーやタンクのような容器に投入しておき、処理用面１，２より吐出されたセラミックス微粒子の塩基性の分散液を上記酸性物質または酸性溶媒が投入された容器で回収する方法や、処理用面１，２より吐出されたセラミックス微粒子の分散液を空の容器で回収し、そのセラミックス微粒子の分散液を回収した容器に上記酸性物質を含む流体を投入する方法などが挙げられる。上記の容器内において、セラミックス微粒子の分散液と酸性物質を含む流体とを混合する場合の攪拌装置並びに攪拌方法については特に限定されない。
【００８２】
本発明においては、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体に均一且つ均質に酸性物質を接触・作用させることが好ましいため、上記処理用面１，２間においてセラミックス微粒子を析出させる工程と、上記処理用面１，２間において析出したセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合する工程とを３秒間以内に行うことが好ましく、１秒間以内に行う事がより好ましい。より詳しくは、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方を上記処理用面１，２の間に導入して形成された薄膜流体中に、別流路である第２導入部ｄ２より第２流体としてセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうち何れか他方を導入してから、上記処理用面１，２の間にできる薄膜流体中において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合するまでの時間を３秒間以内とすることが好ましく、１秒間以内とする事がより好ましい。また、セラミックス微粒子の析出に悪影響を及ぼさない範囲においては、セラミックス微粒子を析出させる前のセラミックス原料液を含む流体及び／又はセラミックス微粒子析出溶媒を含む流体に酸性物質を含む流体を混合することによって、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子と酸性物質とを接触・作用させてもよい。その際、前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設け、例えば各導入部から、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体、第２流体としてセラミックス原料液を含む流体、第３流体として酸性物質を含む流体をそれぞれ別々に処理装置に導入して、セラミックス微粒子を析出させる前のセラミックス原料液を含む流体及び／又はセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体に酸性物質を含む流体を混合してもよく、この場合、酸性物質を含む流体を導入する第３導入部ｄ３の開口部ｄ３０の位置は問わないものとする。
【実施例】
【００８３】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【００８４】
尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、図１に示す処理装置の「第１導入部ｄ１から」という意味であり、第１流体は、第１導入部ｄ１から導入される、前述の第１被処理流動体を指し、第２流体は、図１に示す処理装置の第２導入部ｄ２から導入される、前述の第２被処理流動体を指す。【００８５】
実施例として、図１に示すように、対向して配設された接近・離反可能な処理用面をもつ、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にできる薄膜流体中で、均一に拡散・攪拌・混合する反応装置を用いて、セラミックス原料液（第２流体）とセラミックス微粒子析出用溶媒（第１流体）とを混合し、薄膜流体中で析出反応を行う。その後、酸性物質を含む流体（第３流体）と混合することによってセラミックス微粒子を作製する。【００８６】
（ｐＨ測定）
ｐＨ測定には、HORIBA製の型番D-51のｐＨメーターを用いた。各被処理流動体を流体処理装置に導入する前に、その被処理流動体のｐＨを室温にて測定した。また、後述する表１の最終ｐＨは、各被処理流動体を混合した後の流体のｐＨを室温にて測定した。  【００８７】
結晶性の評価は、一般的に、UV、固体NMR、ラマン分光法、TEM、XRDなどがあるが、本実施例においては、ＴＥＭ観察とＸＲＤ測定によって評価した。具体的には、TEM観察によって、粒子に結晶格子が観察されるか（実施例の表において、結晶格子が観察された場合には○、観察されなかった場合には×と記載した）、XRD測定において、ピーク強度が最大となるピーク位置において、第３流体として酸性物質を用いていない比較例のピーク強度に対するピーク強度の上昇率によって判断した。【００８８】
（実施例１〜２、比較例１〜２）
中央から第１流体のセラミックス微粒子析出用溶媒として、メタノールを、供給圧力／背圧力＝０．３０MPa／０．０２MPa、液温２０℃、回転数２０００ｒｐｍで送液しながら、第２流体として、酸化亜鉛を水酸化ナトリウム水溶液に溶解したセラミックス原料液を液温２５℃で処理用面１，２間に導入した。第１流体と第２流体は薄膜流体中で混合され、酸化亜鉛微粒子を処理用面１，２間において析出させた。その後、析出させた酸化亜鉛微粒子を含む酸化亜鉛微粒子分散液を第３流体である硫酸水溶液と混合した。酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体との混合液より不純物を除去するために、酸化亜鉛微粒子を緩く凝集させ、遠心分離機（×１３０００Ｇ）にて酸化亜鉛微粒子を沈降させ、上澄み液を除去した後、純水を加えて酸化亜鉛微粒子を再分散し、再度遠心分離機を用いて沈降させた。上記洗浄操作を３回行った後、最終的に得られた酸化亜鉛微粒子のペーストを５０℃、−０．１ＭＰａＧにて真空乾燥し、酸化亜鉛微粒子乾燥粉体を得た。乾燥後の酸化亜鉛微粒子粉体のＸＲＤ測定からピーク強度の上昇率を算出した。また、乾燥後の酸化亜鉛微粒子粉体のＴＥＭ観察から酸化亜鉛微粒子の結晶格子を確認した。ＴＥＭ観察の観察条件としては、観察倍率を５千倍以上とし、複数視野について観察を行った。
表１に第1流体、第２流体、第３流体の送液速度並びに送液温度、第３流体のｐＨ、第３流体である硫酸水溶液との混合方法並びに、第１流体〜第３流体の混合後のpＨ、また得られた酸化亜鉛微粒子の結晶性について示す。
表１において、第３流体の投入位置が処理用面間と記載のあるものについては、第３流体の処理用面間における開口部を第１流体と第２流体との混合位置よりも下流側に設けて第３流体を投入した。処理用面外と記載のあるものについては、処理用面１，２間において析出させた酸化亜鉛微粒子を含む流体である酸化亜鉛微粒子分散液を処理用面１，２より吐出させ、吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体とを混合した。吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体との混合方法は、処理用面１，２の外周側、吐出部５１ｂ付近において第３流体を滴下し、吐出部５１ｂ付近及び吐出液が収束する流路５２において混合した。なお、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より酸化亜鉛微粒子分散液を吐出させるまでの時間は大半の微粒子については0.2秒程度であり、処理用面１，２より酸化亜鉛微粒子分散液を吐出させてから第３流体と混合するまでの時間は、0.3秒程度であるので、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体とを混合するまでの時間は１秒以内であった。また、第１流体と第２流体の送液温度は、第１流体、第２流体のそれぞれの温度を処理装置に導入される直前（より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前）にて測定したものである。第３流体の送液温度は、表１において、第３流体の投入位置が処理用面間と記載のあるものについては、処理装置に導入される直前の温度を、表１において、第３流体の投入位置が処理用面外と記載のあるものについては、吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液に混合する直前の温度を測定したものである。
また、比較例１，２として、第３流体として酸性物質を用いず、他の条件は上記の実施例１〜2と同一条件として実施した。
表１より第3流体に酸性物質として硫酸を用いる事によって、酸化亜鉛微粒子の結晶性が向上していることがわかった。具体的には、第１流体と第２流体の送液速度と送液温度、第３流体の送液温度、第３流体のｐＨを一定とし、実施例１〜2において、第３流体を用いたものの方が結晶性が向上した酸化亜鉛微粒子が得られた。【００８９】
【表１】
2012127669.tif 000003
【００９０】
（実施例３〜８）
中央から第１流体のセラミックス微粒子析出用溶媒として、メタノールを供給圧力／背圧力＝０．３０MPa／０．０２MPa、液温２０℃、回転数２０００ｒｐｍで送液しながら、第２流体として、ケイ酸ナトリウムを純水に溶解したセラミックス原料液を液温２５℃で処理用面１，２間に導入した。第１流体と第２流体は薄膜流体中で混合され、酸化ケイ素微粒子を処理用面１，２間において析出させた。その後、析出させた酸化ケイ素微粒子を含む酸化ケイ素微粒子分散液を第３流体である硫酸水溶液と混合した。酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体との混合液より不純物を除去するために、酸化ケイ素微粒子を緩く凝集させ、遠心分離機（×１３０００Ｇ）にて酸化ケイ素微粒子を沈降させ、上澄み液を除去した後、純水を加えて酸化ケイ素微粒子を再分散し、再度遠心分離機を用いて沈降させた。上記洗浄操作を３回行った後、最終的に得られた酸化ケイ素微粒子のペーストを５０℃、−０．１ＭＰａＧにて真空乾燥し、酸化ケイ素微粒子乾燥粉体を得た。乾燥後の酸化ケイ素微粒子粉体のＴＥＭ観察から酸化ケイ素微粒子の結晶格子を確認した。ＴＥＭ観察の観察条件としては、観察倍率を５千倍以上とし、複数視野について観察を行った。
表２に第1流体、第２流体、第３流体の導入速度並びに送液温度、第２流体と第３流体のｐＨ、第３流体である硫酸水溶液との混合方法並びに、第１流体〜第３流体の混合後のpＨ、また得られた酸化ケイ素微粒子の結晶性について示す。
表２において、第３流体の投入位置が処理用面間と記載のあるものについては、第３流体の処理用面間における開口部を第１流体と第２流体との混合位置よりも下流側に設けて第３流体を投入した。処理用面外と記載のあるものについては、処理用面１，２間において析出させた酸化ケイ素微粒子を含む流体である酸化ケイ素微粒子分散液を処理用面１，２より吐出させ、吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体とを混合した。吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体との混合方法は、処理用面１，２外周側、吐出部５１ｂ付近において第３流体を滴下し、吐出部５１ｂ付近及び吐出液が収束する流路５２において混合した。なお、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より酸化ケイ素微粒子分散液を吐出させるまでの時間は大半の微粒子については0.2秒程度であり、処理用面１，２より酸化ケイ素微粒子分散液を吐出させてから第３流体と混合するまでの時間は、0.3秒程度であるので、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体とを混合するまでの時間は１秒以内であった。また、第１流体と第２流体の送液温度は、第１流体、第２流体のそれぞれの温度を処理装置に導入される直前（より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前）にて測定したものである。第３流体の送液温度は、表１において、第３流体の投入位置が処理用面間と記載のあるものについては、処理装置に導入される直前の温度を、表１において、第３流体の投入位置が処理用面外と記載のあるものについては、吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液に混合する直前の温度を測定したものである。
また、実施例７〜８は比較例として、第３流体として酸性物質を用いず、他の条件は上記の実施例3〜6と同一条件として実施した。
表２より第3流体に酸性物質として硫酸を用いる事によって、酸化ケイ素微粒子の結晶性が向上していることがわかった。【００９１】
【表２】
2012127669.tif 000004
【符号の説明】
【００９２】
１      第１処理用面
２      第２処理用面
１０    第１処理用部
１１    第１ホルダ
２０    第２処理用部
２１    第２ホルダ
５１ａ  開口部
５１ｂ  吐出部
ｄ１    第１導入部
ｄ２    第２導入部
ｄ３    第３導入部
ｄ２０  開口部
ｄ３０  開口部
【図１】
2012127669.tif 000005
【図２】
2012127669.tif 000006
【図３】
2012127669.tif 000007
【図４】
2012127669.tif 000008
【図５】
2012127669.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月21日(2012.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス微粒子の製造方法であり、
（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、
（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、
（III）少なくとも１種類の酸性物質と、
をそれぞれ調製し、
（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、
上記セラミックス原料液を含む流体以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、
対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、
（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程と、
を含む事を特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法。
【請求項２】
上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体は塩基性であり、
上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、
上記セラミックス微粒子の結晶性を制御することを特徴とする、請求項１に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項３】
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、
上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする、請求項１または２に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項４】
上記の、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、
上記工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程とを、
連続的に行う事を特徴とする、請求項１〜３の何れかに記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項５】
上記酸性物質を含む流体を上記少なくとも２つの処理用面の間に導入する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設け、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させたあとに、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させることを特徴とする、請求項４に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項６】
上記酸性物質を含む流体を供給する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設け、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させて、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させることを特徴とする、請求項４に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス微粒子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミックスとは有機化合物を除く化合物の総称であり、全ての無機化合物のことである。そのため、化合物の種類は多く、本質的に耐熱性、耐食性に優れるほか、電気的、力学的、磁気的、光学的、機械的、熱的、生化学的、エネルギー関連機能等に種々の機能をもつことを最大の特徴としている。そのためセラミックスは、絶縁基板材料や、電子伝導材料、イオン伝導材料、超伝導材料、誘電機能材料、半導体材料、圧電機能材料、ＣＭＰスラリーなど、幅広く利用されている。
【０００３】
セラミックス構造部材は粉体を成形・焼成して製造されるが、セラミックス微粒子を用いることによって、特許文献１のようにこれまでよりも低温での焼結が可能となる事や、圧密な構造と出来ることなどの利点がある。さらに、セラミックスを用いた製品における安定性や要求特性を満たすために、高い結晶性のセラミックス微粒子が必要とされている。
【０００４】
結晶性のセラミックス微粒子の製造方法には、非晶質のセラミックス微粒子に焼成や水熱などの方法で高い熱エネルギーを与えて結晶性のセラミックス微粒子に変換する方法が一般的であるが、焼成温度を低下させる事は省エネルギーを達成するだけではなく、焼成炉の管理など、様々なコスト的観点からも重要である。また特許文献２のように非晶質のセラミックス粒子にボールミルなどで衝撃力を付加して結晶性のセラミックス微粒子に変換する方法があるが、ボールミルやビーズミルのような装置を用いた方法で作製されたセラミックス微粒子は、粒子（結晶）に強い力が作用するために、半導体特性や透明性、分光特性、耐久性など、期待された特性が発現しないという問題があった。
【０００５】
また、本願出願人によって、特許文献３のような、対向して配位された処理用面間に流れる薄膜流体中において微粒子を析出させることによる、セラミックス微粒子の製造方法が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１８０６号公報
【特許文献２】特開２００５−１６２５６２号公報
【特許文献３】国際公開WO２００９／００８３９２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するものであり、その目的は、より適切なセラミックス微粒子の製造方法を提供する事である。望ましくは、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を効率よく製造するセラミックス微粒子の製造方法の提供を図らんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、鋭意検討の結果、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面間において、被処理流動体としてセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合してセラミックス微粒子を析出させ、析出させたセラミックス微粒子を含む流体を、酸性物質を含む流体と混合する事によって、より適切なセラミックス微粒子の製造方法を得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明の第１の形態は、セラミックス微粒子の製造方法であり、（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、（III）少なくとも１種類の酸性物質と、をそれぞれ調製し、（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、上記セラミックス原料液を含む流体以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程と、を含む事を特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明の第２の形態は、上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体は塩基性であり、上記析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、上記セラミックス微粒子の結晶性を向上させることを特徴とする、本発明の第１の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法の製造方法を提供する。
【００１１】
本発明の第３の形態は、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とが、上記薄膜流体中で混合されることを特徴とする、本発明の第１または第２の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【００１２】
本発明の第４の形態は、上記の、対向して配設された接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、上記工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合する工程とを、連続的に行う事を特徴とする、本発明の第１〜第３の何れかの形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第５の形態は、上記酸性物質を含む流体を上記少なくとも２つの処理用面の間に導入する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させたあとに、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させることを特徴とする、本発明の第４の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第６の形態は、上記酸性物質を含む流体を供給する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させて、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させることを特徴とする、本発明の第４の形態に係るセラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、セラミックス微粒子を適切に安定的に製造することができる新たな方法を提供するものである。特に、本発明によれば、結晶性を制御されたセラミックス微粒子の製造をこれまで以上に簡単かつ低エネルギー、低コストで行う事ができるため、高効率なセラミックス微粒子の製造方法を安価且つ安定的に提供できたものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体処理装置の略断面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す流体処理装置の第１処理用面の略平面図であり、（Ｂ）は同装置の処理用面の要部拡大図である。
【図３】（Ａ）は同装置の第２導入部の断面図であり、（Ｂ）は同第2導入部を説明するための処理用面の要部拡大図である。
【図４】図１に示す流体処理装置に備えられ、同装置の処理用面間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを接触・作用させるための装置の一例を示すもので、（Ａ）は酸性物質を含む流体の供給装置を備えた同装置、（Ｂ）はセラミックス微粒子を含む流体が収束されて流れる流路と酸性物質を含む流体の投入孔とを備えた同装置、（Ｃ）は酸性物質を含む流体を同装置に導入するための第３導入部を備えた同装置の略断面図である。
【図５】実施例２において作製された酸化亜鉛微粒子のＴＥＭ写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明について詳細を説明する。しかし、本発明の技術的範囲は、下記実施形態及び実施例によって限定されるものではない。
【００１８】
（セラミックス微粒子）
本発明におけるセラミックス微粒子は特に限定されないが、有機化合物を除く、全ての化合物の微粒子であり、全ての無機化合物の微粒子のことである。無機化合物と成り得る元素についても特に限定されず、化学周期表上の全ての元素を挙げることができる。セラミックス微粒子と成り得る化合物を一例として挙げると、金属及び／または非金属の化合物があり、詳しくは、金属または非金属の酸化物、窒化物、炭化物、硫化物やその他金属または非金属の塩、水酸化物、水酸化酸化物、錯体、またはそれらの水和物や有機溶媒和物などが挙げられる。金属塩または非金属塩としては、特に限定されないが、金属または非金属の硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、蟻酸塩や酢酸塩、リン酸塩や亜リン酸塩、次亜リン酸塩や塩化物、オキシ塩やアセチルアセトナート塩、またはそれら金属塩または非金属塩の水和物や有機溶媒和物などが挙げられる。ただし、本発明においては、セラミックス微粒子を無機化合物のみに限定するものではなく、セラミックス微粒子中に有機化合物や分子を含む場合や、有機化合物によりセラミックス微粒子を被覆したようなセラミックス微粒子についても実施できる。
【００１９】
（複合セラミックス微粒子）
上記セラミックス微粒子を構成する金属または非金属としては特に限定されないが、一例を挙げると、例えば、Ｔｉ，Ｆｅ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ，Ｒｕ，Ｖ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｓｎ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｈｆ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｒｅ，Ｉｎ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｙ、Ｔｃ、Ｐｄ、Ｒｈ，Ｓｃ、Ｇａ，Ａｌ，Ｂｉ、Ｎａ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ、Ｌａ、Ｃｅ，Ｎｄ、Ｈｏ，Ｅｕなどの金属元素や、Ｂ，Ｓi，Ｇｅ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｎ，Ｏ，Ｓ，Ｔｅ，Ｓｅ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ａｔなどの非金属元素を挙げることができる。これらの元素はそれぞれ単独で上記金属-非金属化合物もしくは非金属-非金属化合物として上記セラミックス微粒子を形成しても良く、複数の元素によって上記セラミックス微粒子を形成しても良い。言い換えると、上記の金属-非金属化合物もしくは非金属-非金属化合物に異なる元素（ドープ元素）がドープされたセラミックス微粒子も、上記のドープ元素を含まないセラミックス微粒子もどちらについても作製可能である。
【００２０】
（セラミックス微粒子２）
上記酸化物、水酸化物、または水酸化酸化物としては、特に限定されないが、一例を挙げると、式ＭｘＯｙの金属酸化物または非金属酸化物、Ｍｐ（ＯＨ）ｑの金属水酸化物または非金属水酸化物、式Ｍｒ（ＯＨ）sＯtの金属水酸化酸化物または非金属水酸化酸化物、またはこれら種々の溶媒和形態、およびこれらが主成分である組成物（式中ｘ、ｙ、ｐ、ｑ、ｒ、s、tはそれぞれ任意の数である）などが挙げられる。上記酸化物、水酸化物または水酸化酸化物には過酸化物や超酸化物なども含まれる。
【００２１】
（セラミックス微粒子３）
本発明における、前記式ＭｘＯｙの金属酸化物または非金属酸化物は、特に限定されないが、一例を挙げるとＴｉＯ２、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＺｎＯ、ＣｏＯ、Ｃｏ３Ｏ４、Ｃｕ２Ｏ、ＣｕＯ、Ｎｉ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｙ２Ｏ３、ＶＯ、ＶＯ２、Ｖ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ、ＭｎＯ２、ＣｄＯ、ＺｒＯ２、ＰｄＯ、ＰｄＯ２、ＭｏＯ３、ＭｏＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ３、Ｉｎ２Ｏ３またはＲｕＯ２などが挙げられる。
【００２２】
（セラミックス微粒子４）
本発明における、前記式Ｍｐ（ＯＨ）ｑの金属水酸化物または非金属水酸化物は特に限定されないが、一例を挙げるとＳｎ（ＯＨ）２、Ｓｎ（ＯＨ）４、Ａｌ（ＯＨ）３、Ｓｉ（ＯＨ）４、Ｚｎ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）２、Ｃｏ（ＯＨ）３、ＣｕＯＨ、Ｃｕ（ＯＨ）２、Ｎｉ（ＯＨ）３、Ｎｉ（ＯＨ）２、Ｍｇ（ＯＨ）２、Ｙ（ＯＨ）３、Ｖ（ＯＨ）２、Ｖ（ＯＨ）４、Ｖ（ＯＨ）３、Ｍｎ（ＯＨ）２、Ｍｎ（ＯＨ）４、Ｃｄ（ＯＨ）２、Ｚｒ（ＯＨ）４、Ｐｄ（ＯＨ）２、Ｐｄ（ＯＨ）４、Ｍｏ（ＯＨ）４、Ｃｒ（ＯＨ）３、およびＲｕ（ＯＨ）４などが挙げられる。前記式Ｍｒ（ＯＨ）sＯtの金属水酸化酸化物または非金属水酸化酸化物は、特に限定されないが、ＦｅＯＯＨ、ＭｎＯＯＨ、ＮｉＯＯＨ、ＡｌＯＯＨなどが挙げられる。
【００２３】
（セラミックス微粒子５）
本発明における、金属窒化物または非金属窒化物は、特に限定されないが、一例を挙げると、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化炭素（Ｃ３Ｎ４）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化クロム（Ｃｒ2Ｎ）、窒化銅（Ｃｕ3Ｎ）、窒化鉄（Ｆｅ4Ｎ）、窒化鉄（Ｆｅ3Ｎ）、窒化ランタン（ＬａＮ）、窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）、窒化マグネシウム（Ｍｇ3Ｎ2）、窒化モリブデン（Ｍｏ2Ｎ）、窒化ニオブ（ＮｂＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タングステン（Ｗ2Ｎ）窒化タングステン（ＷＮ2）、窒化イットリウム（ＹＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）などが挙げられる。本発明における、金属炭化物または非金属炭化物は、特に限定されないが、一例を挙げると、炭化カルシウム（ＣａＣ２）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）、炭化タングステン（ＷＣ）、炭化タングステン（Ｗ２Ｃ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭化ジルコニウム（ＺｒＣ）、炭化バナジウム（ＶＣＸ）などが挙げられる。
【００２４】
（セラミックス微粒子の結晶性）
本発明におけるセラミックス微粒子は、結晶性を示すことを特徴とするが、結晶性のセラミックス微粒子に限定するものでは無い。非晶質なセラミックス微粒子についても作製可能であり、結晶性を示すセラミックス微粒子に一部非晶質な部分を含むものであっても実施できる。
【００２５】
（セラミックス原料１）
本発明におけるセラミックス原料液は、少なくとも１種類のセラミックス原料が後述する溶媒に混合及び／または溶解された液であれば特に限定されない。本発明におけるセラミックス原料としては、金属、非金属、またはこれらの化合物を挙げることができる。セラミックス原料となる金属または非金属としては特に限定されないが、化学周期表上の全ての元素の単体または合金を挙げることができる。また、セラミックス原料となる金属や非金属の化合物としては、特に限定されないが、一例を挙げると、上記金属または非金属の塩、酸化物、窒化物、炭化物、錯体、有機塩、有機錯体、有機化合物などが挙げられる。また、上記のセラミックス原料は、目的によって、単数、または複数を選択して実施できる。
【００２６】
（セラミックス原料２）
金属塩または非金属塩としては、特に限定されないが、金属または非金属の硝酸塩や亜硝酸塩、硫酸塩や亜硫酸塩、蟻酸塩や酢酸塩、リン酸塩や亜リン酸塩、次亜リン酸塩や塩化物、オキシ塩やアセチルアセトナート塩などであり、上記セラミックス微粒子と成り得る化合物の一例として挙げたものと同様のものが挙げられる。
【００２７】
（溶媒）
上記のセラミックス原料は溶媒に混合、好ましくは溶解または分子分散させて本発明を実施するものとする。上記セラミックス原料を混合、溶解または分子分散させるための溶媒としては、例えば水や有機溶媒、またはそれらの複数からなる混合溶媒が挙げられる。前記水としては、水道水やイオン交換水、純水や超純水、ＲＯ水などが挙げられ、有機溶媒としては、アルコール化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、二硫化炭素、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、スルホキシド化合物溶媒、ハロゲン化合物溶媒、エステル化合物溶媒、イオン性液体、カルボン酸化合物、スルホン酸化合物などが挙げられる。上記の溶媒はそれぞれ単独で使用しても良く、または複数以上を混合して使用しても良い。
【００２８】
（塩基性物質及び酸性物質）
また、セラミックス微粒子の析出に悪影響を及ぼさない範囲において、上記溶媒に塩基性物質または酸性物質を混合または溶解しても実施できる。塩基性物質としては、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの金属水酸化物、ナトリウムメトキシドやナトリウムイソプロポキシドのような金属アルコキシド、さらにトリエチルアミンやジエチルアミノエタノール、ジエチルアミンなどのアミン系化合物などが挙げられる。酸性物質としては、王水、塩酸、硝酸、発煙硝酸、硫酸、発煙硫酸などの無機酸や、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸などの有機酸が挙げられる。これらの塩基性物質または酸性物質は、上記の通りあらかじめ各種溶媒と混合しても実施できるし、これらの塩基性物質または酸性物質と上記溶媒とをそれぞれ後述するような別途の独立した流路を用いてセラミックス微粒子を析出させる処理直前に両者を混合して使用してもよい。
【００２９】
（溶媒２）
上記の溶媒についてさらに詳しく説明すると、アルコール化合物溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの直鎖アルコール、イソプロパノール、２−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、１−メトキシ−２−プロパノール等の分枝状アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の多価アルコール等が挙げられる。ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。エーテル化合物溶媒としては、例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどが挙げられる。芳香族化合物溶媒としては、例えば、ニトロベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどが挙げられる。脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサンなどが挙げられる。ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリルなどが挙げられる。スルホキシド化合物溶媒としては、例えば、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキド、ヘキサメチレンスルホキシド、スルホランなどが挙げられる。ハロゲン化合物溶媒としては、例えば、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロエチレン、ヨードホルムなどが挙げられる。エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、２−（１−メトキシ）プロピルアセテートなどが挙げられる。イオン性液体としては、例えば、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムとＰＦ６−（ヘキサフルオロリン酸イオン）との塩などが挙げられる。アミド化合物溶媒としては、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、１−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、２−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。カルボン酸化合物としては、例えば、２，２−ジクロロプロピオン酸、スクアリン酸などが挙げられる。スルホン酸化合物としては、例えば、メタンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、クロロスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸などが挙げられる。
【００３０】
（セラミックス原料液）
本発明においては、上記セラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／又は溶解してセラミックス原料液とする事が好ましい。塩基性溶媒としては、上記塩基性物質を上記溶媒に混合及び／または溶解して塩基性溶媒としたものであっても良いし、またはセラミックス原料を上記溶媒に混合及び／又は溶解することによって、結果的にセラミックス原料液が塩基性となる場合であっても実施できる。本発明におけるセラミックス原料液のpＨは７以上であり、好ましくは９以上である。
【００３１】
（セラミックス微粒子析出用溶媒）
上記セラミックス原料液と混合してセラミックス微粒子を析出させるためのセラミックス微粒子析出用溶媒としては、上記溶媒と同様のものが使用できる。目的とするセラミックス微粒子によって混合及び／又は溶解させるための溶媒と析出させるための溶媒を選択して実施できる。
【００３２】
（流体処理装置）
本発明においては、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体との混合を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用面の間にできる、薄膜流体中で均一に攪拌・混合する方法を用いて行うことが好ましい。そのような装置としては、例えば本願出願人による、特許文献３に記載されたものと同原理である装置を使用できる。このような原理の装置を用いる事によって、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を効率よく作製する事が可能である。
【００３３】
以下、図面を用いて上記装置の実施の形態について説明する。
【００３４】
図１〜図３に示す流体処理装置は、特許文献３に記載の装置と同様であり、接近・離反可能な少なくとも一方が他方に対して相対的に回転する処理用部における処理用面の間で被処理物を処理するものであって、被処理流動体のうちの第１の被処理流動体である第１流体を処理用面間に導入し、前記第１流体を導入した流路とは独立し、処理用面間に通じる開口部を備えた別の流路から被処理流動体のうちの第２の被処理流動体である第２流体を処理用面間に導入して処理用面間で上記第１流体と第２流体を混合・攪拌して処理を行う装置である。なお、図１においてＵは上方を、Ｓは下方をそれぞれ示しているが、本発明において上下前後左右は相対的な位置関係を示すに止まり、絶対的な位置を特定するものではない。図２（Ａ）、図３（Ｂ）においてＲは回転方向を示している。図３（Ｂ）においてＣは遠心力方向（半径方向）を示している。
【００３５】
この装置は、被処理流動体として少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については被処理物を少なくとも１種類含むものであり、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面を備え、これらの処理用面の間で上記の各流体を合流させて薄膜流体とするものであり、当該薄膜流体中において上記の被処理物を処理する装置である。この装置は、上述のとおり、複数の被処理流動体を処理することができるが、単一の被処理流動体を処理することもできる。
【００３６】
この流体処理装置は、対向する第１及び第２の、２つの処理用部１０，２０を備え、少なくとも一方の処理用部が回転する。両処理用部１０，２０の対向する面が、夫々処理用面となる。第１処理用部１０は第１処理用面１を備え、第２処理用部２０は第２処理用面２を備える。
【００３７】
両処理用面１，２は、被処理流動体の流路に接続され、被処理流動体の流路の一部を構成する。この両処理用面１，２間の間隔は、適宜変更して実施することができるが、通常は、１ｍｍ以下、例えば０．１μｍから５０μｍ程度の微小間隔に調整される。これによって、この両処理用面１，２間を通過する被処理流動体は、両処理用面１，２によって強制された強制薄膜流体となる。
【００３８】
この装置を用いて複数の被処理流動体を処理する場合、この装置は、第１の被処理流動体の流路に接続され、当該第１被処理流動体の流路の一部を形成すると共に、第１被処理流動体とは別の、第２被処理流動体の流路の一部を形成する。そして、この装置は、両流路を合流させて、処理用面１，２間において、両被処理流動体を混合し、反応させるなどの流体の処理を行なう。なお、ここで「処理」とは、被処理物が反応する形態に限らず、反応を伴わずに混合・分散のみがなされる形態も含む。
【００３９】
具体的に説明すると、上記の第１処理用部１０を保持する第１ホルダ１１と、第２処理用部２０を保持する第２ホルダ２１と、接面圧付与機構と、回転駆動機構と、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２と、流体圧付与機構ｐとを備える。
【００４０】
図２（Ａ）へ示す通り、この実施の形態において、第１処理用部１０は、環状体であり、より詳しくはリング状のディスクである。また、第２処理用部２０もリング状のディスクである。第１、第２処理用部１０、２０の材質は、金属の他、セラミックや焼結金属、耐磨耗鋼、サファイア、その他金属に硬化処理を施したものや、硬質材をライニングやコーティング、メッキなどを施工したものを採用することができる。この実施の形態において、両処理用部１０，２０は、互いに対向する第１、第２の処理用面１、２の少なくとも一部が鏡面研磨されている。
この鏡面研磨の面粗度は、特に限定されないが、好ましくはＲａ０．０１〜１．０μｍ、より好ましくはＲａ０．０３〜０．３μｍとする。
【００４１】
少なくとも一方のホルダは、電動機などの回転駆動機構（図示せず）にて、他方のホルダに対して相対的に回転することができる。図１の５０は、回転駆動機構の回転軸を示しており、この例では、この回転軸５０に取り付けられた第１ホルダ１１が回転し、この第１ホルダ１１に支持された第１処理用部１０が第２処理用部２０に対して回転する。もちろん、第２処理用部２０を回転させるようにしてもよく、双方を回転させるようにしてもよい。また、この例では、第１、第２ホルダ１１、２１を固定しておき、この第１、第２ホルダ１１、２１に対して第１、第２処理用部１０、２０が回転するようにしてもよい。
【００４２】
第１処理用部１０と第２処理用部２０とは、少なくとも何れか一方が、少なくとも何れか他方に、接近・離反可能となっており、両処理用面１，２は、接近・離反できる。
【００４３】
この実施の形態では、第１処理用部１０に対して、第２処理用部２０が接近・離反するもので、第２ホルダ２１に設けられた収容部４１に、第２処理用部２０が出没可能に収容されている。但し、これとは、逆に、第１処理用部１０が、第２処理用部２０に対して接近・離反するものであってもよく、両処理用部１０，２０が互いに接近・離反するものであってもよい。
【００４４】
この収容部４１は、第２処理用部２０の、主として処理用面２側と反対側の部位を収容する凹部であり、平面視において、円を呈する、即ち環状に形成された、溝である。この収容部４１は、第２処理用部２０を回転させ得る十分なクリアランスを持って、第２処理用部２０を収容する。なお、第２処理用部２０は軸方向に平行移動のみが可能なように配置してもよいが、上記クリアランスを大きくすることにより、第２処理用部２０は、収容部４１に対して、処理用部２０の中心線を、上記収容部４１の軸方向と平行の関係を崩すように傾斜して変位できるようにしてもよく、さらに、第２処理用部２０の中心線と収容部４１の中心線とが半径方向にずれるように変位できるようにしてもよい。
このように、３次元的に変位可能に保持するフローティング機構によって、第２処理用部２０を保持することが望ましい。
【００４５】
上記の被処理流動体は、各種のポンプや位置エネルギーなどによって構成される流体圧付与機構ｐによって圧力が付与された状態で、第１導入部ｄ１と、第２導入部ｄ２から両処理用面１、２間に導入される。この実施の形態において、第１導入部ｄ１は、環状の第２ホルダ２１の中央に設けられた通路であり、その一端が、環状の両処理用部１０、２０の内側から、両処理用面１、２間に導入される。第２導入部ｄ２は、第１の被処理流動体と反応させる第２の被処理流動体を処理用面１，２へ供給する。この実施の形態において、第２導入部ｄ２は、第２処理用部２０の内部に設けられた通路であり、その一端が、第２処理用面２にて開口する。流体圧付与機構ｐにより加圧された第１の被処理流動体は、第１導入部ｄ１から、両処理用部１０，２０の内側の空間に導入され、第１処理用面１と第２処理用面２との間を通り、両処理用部１０，２０の外側に通り抜けようとする。これらの処理用面１，２間において、第２導入部ｄ２から流体圧付与機構ｐにより加圧された第２の被処理流動体が供給され、第１の被処理流動体と合流し、混合、攪拌、乳化、分散、反応、晶出、晶析、析出などの種々の流体処理がなされ、両処理用面１，２から、両処理用部１０，２０の外側に排出される。なお、減圧ポンプにより両処理用部１０，２０の外側の環境を負圧にすることもできる。
【００４６】
上記の接面圧付与機構は、第１処理用面１と第２処理用面２とを接近させる方向に作用させる力を、処理用部に付与する。この実施の形態では、接面圧付与機構は、第２ホルダ２１に設けられ、第２処理用部２０を第１処理用部１０に向けて付勢する。
【００４７】
前記の接面圧付与機構は、第１処理用部１０の第１処理用面１と第２処理用部２０の第２処理用面２とが接近する方向に押す力（以下、接面圧力という）を発生させるための機構である。この接面圧力と、流体圧力などの両処理用面１、２間を離反させる力との均衡によって、ｎｍ単位ないしμｍ単位の微小な膜厚を有する薄膜流体を発生させる。言い換えれば、上記力の均衡によって、両処理用面１、２間の間隔を所定の微小間隔に保つ。
【００４８】
図１に示す実施の形態において、接面圧付与機構は、上記の収容部４１と第２処理用部２０との間に配位される。具体的には、第２処理用部２０を第１処理用部１０に近づく方向に付勢するスプリング４３と、空気や油などの付勢用流体を導入する付勢用流体導入部４４とにて構成され、スプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とによって、上記の接面圧力を付与する。このスプリング４３と上記付勢用流体の流体圧力とは、いずれか一方が付与されるものであればよく、磁力や重力などの他の力であってもよい。この接面圧付与機構の付勢に抗して、流体圧付与機構ｐにより加圧された被処理流動体の圧力や粘性などによって生じる離反力によって、第２処理用部２０は、第１処理用部１０から遠ざかり、両処理用面間に微小な間隔を開ける。このように、この接面圧力と離反力とのバランスによって、第１処理用面１と第２処理用面２とは、μｍ単位の精度で設定され、両処理用面１，２間の微小間隔の設定がなされる。上記離反力としては、被処理流動体の流体圧や粘性と、処理用部の回転による遠心力と、付勢用流体導入部４４に負圧を掛けた場合の当該負圧、スプリング４３を引っ張りスプリングとした場合のバネの力などを挙げることができる。この接面圧付与機構は、第２処理用部２０ではなく、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。
【００４９】
上記の離反力について、具体的に説明すると、第２処理用部２０は、上記の第２処理用面２と共に、第２処理用面２の内側（即ち、第１処理用面１と第２処理用面２との間への被処理流動体の進入口側）に位置して当該第２処理用面２に隣接する離反用調整面２３を備える。この例では、離反用調整面２３は、傾斜面として実施されているが、水平面であってもよい。被処理流動体の圧力が、離反用調整面２３に作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０から離反させる方向への力を発生させる。従って、離反力を発生させるための受圧面は、第２処理用面２と離反用調整面２３とになる。
【００５０】
さらに、この図１の例では、第２処理用部２０に近接用調整面２４が形成されている。この近接用調整面２４は、離反用調整面２３と軸方向において反対側の面（図１においては上方の面）であり、被処理流動体の圧力が作用して、第２処理用部２０を第１処理用部１０に接近させる方向への力を発生させる。
【００５１】
なお、第２処理用面２及び離反用調整面２３に作用する被処理流動体の圧力、即ち流体圧は、メカニカルシールにおけるオープニングフォースを構成する力として理解される。処理用面１，２の接近・離反の方向、即ち第２処理用部２０の出没方向（図１においては軸方向）と直交する仮想平面上に投影した近接用調整面２４の投影面積Ａ１と、当該仮想平面上に投影した第２処理用部２０の第２処理用面２及び離反用調整面２３との投影面積の合計面積Ａ２との、面積比Ａ１／Ａ２は、バランス比Ｋと呼ばれ、上記オープニングフォースの調整に重要である。このオープニングフォースについては、上記バランスライン、即ち近接用調整面２４の面積Ａ１を変更することで、被処理流動体の圧力、即ち流体圧により調整できる。
【００５２】
摺動面の実面圧Ｐ、即ち、接面圧力のうち流体圧によるものは次式で計算される。
Ｐ＝Ｐ１×（Ｋ−ｋ）＋Ｐｓ
【００５３】
ここでＰ１は、被処理流動体の圧力即ち流体圧を示し、Ｋは上記のバランス比を示し、ｋはオープニングフォース係数を示し、Ｐｓはスプリング及び背圧力を示す。
【００５４】
このバランスラインの調整により摺動面の実面圧Ｐを調整することで処理用面１，２間を所望の微小隙間量にし被処理流動体による流動体膜を形成させ、生成物などの処理された被処理物を微細とし、また、均一な反応処理を行うのである。
なお、図示は省略するが、近接用調整面２４を離反用調整面２３よりも広い面積を持ったものとして実施することも可能である。
【００５５】
被処理流動体は、上記の微小な隙間を保持する両処理用面１，２によって強制された薄膜流体となり、環状の両処理用面１、２の外側に移動しようとする。ところが、第１処理用部１０は回転しているので、混合された被処理流動体は、環状の両処理用面１，２の内側から外側へ直線的に移動するのではなく、環状の半径方向への移動ベクトルと周方向への移動ベクトルとの合成ベクトルが被処理流動体に作用して、内側から外側へ略渦巻き状に移動する。
【００５６】
尚、回転軸５０は、鉛直に配置されたものに限定するものではなく、水平方向に配位されたものであってもよく、傾斜して配位されたものであってよい。被処理流動体は両処理用面１，２間の微細な間隔にて処理がなされるものであり、実質的に重力の影響を排除できるからである。また、この接面圧付与機構は、前述の第２処理用部２０を変位可能に保持するフローティング機構と併用することによって、微振動や回転アライメントの緩衝機構としても機能する。
【００５７】
第１、第２処理用部１０、２０は、その少なくともいずれか一方を、冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしてもよく、図１では、第１、第２処理用部１０、２０に温調機構（温度調整機構）Ｊ１，Ｊ２を設けた例を図示している。また、導入される被処理流動体を冷却或いは加熱して、その温度を調整するようにしもよい。これらの温度は、処理された被処理物の析出のために用いることもでき、また、第１、第２処理用面１、２間における被処理流動体にベナール対流若しくはマランゴニ対流を発生させるために設定してもよい。
【００５８】
図２に示すように、第１処理用部１０の第１処理用面１には、第１処理用部１０の中心側から外側に向けて、即ち径方向について伸びる溝状の凹部１３を形成して実施してもよい。この凹部１３の平面形状は、図２（Ｂ）へ示すように、第１処理用面１上をカーブして或いは渦巻き状に伸びるものや、図示はしないが、真っ直ぐ外方向に伸びるもの、Ｌ字状などに屈曲あるいは湾曲するもの、連続したもの、断続するもの、枝分かれするものであってもよい。また、この凹部１３は、第２処理用面２に形成するものとしても実施可能であり、第１及び第２の処理用面１，２の双方に形成するものとしても実施可能である。この様な凹部１３を形成することによりマイクロポンプ効果を得ることができ、被処理流動体を第１及び第２の処理用面１，２間に吸引することができる効果がある。
【００５９】
この凹部１３の基端は第１処理用部１０の内周に達することが望ましい。この凹部１３の先端は、第１処理用部面１の外周面側に向けて伸びるもので、その深さ（横断面積）は、基端から先端に向かうにつれて、漸次減少するものとしている。
この凹部１３の先端と第１処理用面１の外周面との間には、凹部１３のない平坦面１６が設けられている。
【００６０】
前述の第２導入部ｄ２の開口部ｄ２０を第２処理用面２に設ける場合は、対向する上記第１処理用面１の平坦面１６と対向する位置に設けることが好ましい。
【００６１】
この開口部ｄ２０は、第１処理用面１の凹部１３からよりも下流側（この例では外側）に設けることが望ましい。特に、マイクロポンプ効果によって導入される際の流れ方向が処理用面間で形成されるスパイラル状で層流の流れ方向に変換される点よりも外径側の平坦面１６に対向する位置に設置することが望ましい。具体的には、図２（Ｂ）において、第１処理用面１に設けられた凹部１３の最も外側の位置から、径方向への距離ｎを、約０．５ｍｍ以上とするのが好ましい。特に、流体中から微粒子を析出させる場合には、層流条件下にて複数の被処理流動体の混合と、微粒子の析出が行なわれることが望ましい。
【００６２】
この第２導入部ｄ２は方向性を持たせることができる。例えば、図３（Ａ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、第２処理用面２に対して所定の仰角（θ１）で傾斜している。この仰角（θ１）は、０度を超えて９０度未満に設定されており、さらに反応速度が速い反応の場合には１度以上４５度以下で設置されるのが好ましい。
【００６３】
また、図３（Ｂ）に示すように、上記の第２処理用面２の開口部ｄ２０からの導入方向が、上記の第２処理用面２に沿う平面において、方向性を有するものである。この第２流体の導入方向は、処理用面の半径方向の成分にあっては中心から遠ざかる外方向であって、且つ、回転する処理用面間における流体の回転方向に対しての成分にあっては順方向である。言い換えると、開口部ｄ２０を通る半径方向であって外方向の線分を基準線ｇとして、この基準線ｇから回転方向Ｒへの所定の角度（θ２）を有するものである。この角度（θ２）についても、０度を超えて９０度未満に設定されることが好ましい。
【００６４】
この角度（θ２）は、流体の種類、反応速度、粘度、処理用面の回転速度などの種々の条件に応じて、変更して実施することができる。また、第２導入部ｄ２に方向性を全く持たせないこともできる。
【００６５】
上記の被処理流動体の種類とその流路の数は、図１の例では、２つとしたが、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。図１の例では、第２導入部ｄ２から処理用面１，２間に第２流体を導入したが、この導入部は、第１処理用部１０に設けてもよく、双方に設けてもよい。また、一種類の被処理流体に対して、複数の導入部を用意してもよい。また、各処理用部１０，２０に設けられる導入用の開口部は、その形状や大きさや数は特に制限はなく適宜変更して実施し得る。また、上記第１及び第２の処理用面間１、２の直前或いはさらに上流側に導入用の開口部を設けてもよい。
【００６６】
上記装置においては、析出・沈殿または結晶化のような処理が、図１に示すように、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１、２の間で強制的に均一混合しながら起こる。処理された被処理物の粒子径や単分散度は処理用部１０、２０の回転数や流速、処理用面１，２間の距離や、被処理流動体の原料濃度、または被処理流動体の溶媒種等を適宜調整することにより、制御することができる。
【００６７】
以下、上記の装置を用いて行うセラミックス微粒子の製造方法の具体的な態様について説明する。
【００６８】
上記装置においては、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面の間に形成される薄膜流体中で、少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液を含む流体と、セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させ、セラミックス微粒子を析出させる。
【００６９】
上記セラミックス微粒子の析出反応は、図１に示す装置の、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間で強制的に均一混合しながら起こる。
【００７０】
まず、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体を、接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間に導入して、この処理用面間に第１流体から構成された薄膜流体である第１流体膜を作る。
【００７１】
次いで別流路である第２導入部ｄ２より、第２流体として上記セラミックス原料液を含む流体を、上記処理用面１，２間に作られた第１流体膜（薄膜流体）中に直接導入する。
【００７２】
上記のように、被処理流動体の供給圧と回転する処理用面の間にかかる圧力との圧力バランスによって距離を固定された処理用面１，２間にて、第１流体と第２流体とが混合され、セラミックス微粒子の析出反応を行う事が出来る。また、処理用面１，２間より析出させたセラミックス微粒子をセラミックス微粒子分散液として吐出させることができる。
【００７３】
なお、処理用面１，２間にて上記反応を行う事が出来れば良いので、上記とは逆に、第１導入部ｄ１より第２流体を導入し、第２導入部ｄ２より第１流体を導入するものであっても良い。つまり、各流体における第１、第２という表現は、複数存在する流体の第ｎ番目であるという、識別のための意味合いを持つに過ぎないものであり、第３以上の流体も存在し得る。
【００７４】
前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設けることもでき、例えば各導入部から、第１流体、第２流体、第３流体をそれぞれ別々に処理装置に導入することが可能である。そうすると、各流体の濃度や圧力を個々に管理することができ、セラミックス微粒子の析出反応をより精密に制御することができる。なお、各導入部へ導入する被処理流動体（第１流体〜第３流体）の組み合わせは、任意に設定できる。第４以上の導入部を設けた場合も同様であって、このように処理装置へ導入する流体を細分化できる。
さらに、第１、第２流体等の被処理流動体の温度を制御したり、第１流体と第２流体等との温度差（即ち、供給する各被処理流動体の温度差）を制御することもできる。供給する各被処理流動体の温度や温度差を制御するために、各被処理流動体の温度（処理装置、より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前の温度）を測定し、処理用面１，２間に導入される各被処理流動体の加熱又は冷却を行う機構を付加して実施することも可能である。
【００７５】
（析出したセラミックス微粒子を含む流体のpＨ）
本発明において、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体のpＨは特に限定されないが、後述するように、酸性物質との反応熱を効率よくセラミックスの結晶性制御に用いるためには、好ましくはｐH７以上の塩基性が好ましい。しかし、ｐHについては目的のセラミックス微粒子によって異なる。
【００７６】
（酸性物質との接触・作用）
本発明においては、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを接触・作用させる事によって、結晶性を制御されたセラミックス微粒子を作製することが可能である。具体的には、上記処理用面１，２間にできる薄膜流体中において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを接触・作用させる事によって発生する中和熱などの反応熱によって、析出させたセラミックス微粒子の結晶性を制御することが可能であり、好ましくは反応熱（発熱又は吸熱）を利用して、セラミックス微粒子の結晶性を向上することが可能である。
【００７７】
（酸性物質）
上記酸性物質としては、特に限定されない。酸性物質の一例としては、王水、塩酸、硝酸、発煙硝酸、硫酸、発煙硫酸、フッ化水素酸、過塩素酸、ヘキサフルオロ珪酸などの無機酸またはそれらの塩、ギ酸、酢酸、クロロ酢酸、ジクロロ酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸などの有機酸またはそれらの塩が挙げられる。また、上述の酸性物質のほかに過酸化水素を用いてもよい。これらの物質は単独で使用しても良いし、複数を使用しても良い。上記酸性物質は、溶媒に混合して使用する事が好ましく、より好ましくは溶媒に溶解または分子分散させた酸性溶媒として使用する事が好ましい。本発明における酸性溶媒のｐＨは７以下であり、好ましくは5以上である。
【００７８】
（処理用面間における酸性物質との接触・作用）
本発明における実施の形態の一例としては、上記接近・離反可能に互いに対向して配設され、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２間において形成される薄膜流体中で、セラミックス微粒子を析出させた後、処理用面間よりセラミックス微粒子の分散液として吐出させる前に、第３の流体として上記酸性物質を含む流体を処理用面１，２間に導入することで、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを処理用面１，２間において混合し、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを処理用面１，２間において接触・作用させることが可能である。処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質とを処理用面１，２間において接触・作用させることによって発生する反応熱は非常に大きいものであるが、セラミックス微粒子分散液を処理用面間より吐出させた後に酸性物質を接触・作用させる場合と比較して、処理用面間によって閉じられた空間において上記反応熱を利用する事ができるため、セラミックス微粒子の結晶性を制御しやすく、また高い結晶性のセラミックス微粒子を作製することが可能である。またｐＨについてもより高い制御が可能であるなどの利点がある他、このような反応を微小な流路である処理用面間において行う事によって、反応による危険性を軽減または回避できる。
【００７９】
（具体的な処理用面間における酸性溶媒との接触・作用）
具体的には、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設け、例えば第１導入部ｄ１から、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体を、第２導入部ｄ２から第２流体としてセラミックス原料液を含む流体を、第３導入部ｄ３から第3流体として酸性物質を含む流体をそれぞれ別々に処理装置に導入する。この場合、酸性物質を含む流体を導入する第３導入部ｄ３は、第１導入部ｄ１及び第２導入部ｄ２の下流側に設け、より詳しくは、第３導入部ｄ３の開口部ｄ３０を第２導入部ｄ２の開口部ｄ２０の下流側に設けることによって、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体と、酸性物質とを効果的に接触・作用させることができる（図４（Ｃ）参照）。
【００８０】
（他の実施の形態１）
本発明における他の実施の形態としては、上記に説明した装置の処理用面１，２の間に形成される薄膜流体中で、セラミックス微粒子を析出させ、処理用面１，２間より析出させたセラミックス微粒子をセラミックス微粒子の分散液として吐出された直後、言い換えると処理用部１０，２０における流体の吐出部５１ｂ付近に酸性物質を含む流体の供給装置５１を設け、この供給装置５１から酸性物質を含む流体を噴霧または滴下して、処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む流体であるセラミックス微粒子の分散液と酸性物質を含む流体とを混合するような方法が挙げられる（図４（Ａ）参照）。より具体的に説明すると、上記供給装置５１は、酸性物質を含む流体の供給源にポンプＰを介して接続された環状の流路を備える。この環状の流路は、上記処理用面１，２の吐出部５１ｂを臨む位置（この例では上方）に配位され、環状の流路の下部には開口部５１ａが形成されている。この開口部５１ａは、多数の細穴であったり、連続したスリット状の開口であったり、上記吐出部５１ｂから吐出する上記分散液に対して、満遍なく酸性物質を含む流体を供給・混合するものとして実施することが望ましい。なお、上記吐出部５１ｂは、上記処理用面１，２により強制された流路の最下流（この例では上記処理用面１，２の最外周端）であり、この吐出部５１ｂから上記薄膜流体は処理用面１，２による強制から開放され、より広い流路空間へと吐出するものであり、広がりながら吐出する分散液に対して酸性物質を含む流体を供給することにより、上記析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体に上記酸性物質を有効に接触・作用させることができる。
または、図４（Ｂ）に示すように、処理用面１，２間より吐出されたセラミックス微粒子の分散液が収束されて流される流路５２に、酸性物質を含む流体の投入孔５３を配位し、この投入孔５３から酸性物質を含む流体を投入するような方法でも良い。上記のような方法においては、セラミックス微粒子を析出させる工程と、析出したセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合する工程とを連続的に行う事ができる利点がある。
【００８１】
（他の実施の形態２）
さらに他の実施の形態においては、酸性物質を含む流体をビーカーやタンクのような容器に投入しておき、処理用面１，２より吐出されたセラミックス微粒子の塩基性の分散液を上記酸性物質または酸性溶媒が投入された容器で回収する方法や、処理用面１，２より吐出されたセラミックス微粒子の分散液を空の容器で回収し、そのセラミックス微粒子の分散液を回収した容器に上記酸性物質を含む流体を投入する方法などが挙げられる。上記の容器内において、セラミックス微粒子の分散液と酸性物質を含む流体とを混合する場合の攪拌装置並びに攪拌方法については特に限定されない。
【００８２】
本発明においては、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子を含む塩基性の流体に均一且つ均質に酸性物質を接触・作用させることが好ましいため、上記処理用面１，２間においてセラミックス微粒子を析出させる工程と、上記処理用面１，２間において析出したセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合する工程とを３秒間以内に行うことが好ましく、１秒間以内に行う事がより好ましい。より詳しくは、一つの流路である第１導入部ｄ１より、第１流体としてセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方を上記処理用面１，２の間に導入して形成された薄膜流体中に、別流路である第２導入部ｄ２より第２流体としてセラミックス原料液を含む流体とセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうち何れか他方を導入してから、上記処理用面１，２の間にできる薄膜流体中において析出させたセラミックス微粒子を含む流体と酸性物質を含む流体とを混合するまでの時間を３秒間以内とすることが好ましく、１秒間以内とする事がより好ましい。また、セラミックス微粒子の析出に悪影響を及ぼさない範囲においては、セラミックス微粒子を析出させる前のセラミックス原料液を含む流体及び／又はセラミックス微粒子析出溶媒を含む流体に酸性物質を含む流体を混合することによって、上記処理用面１，２間において析出させたセラミックス微粒子と酸性物質とを接触・作用させてもよい。その際、前述のように、第１導入部ｄ１、第２導入部ｄ２以外に第３導入部ｄ３を処理装置に設け、例えば各導入部から、第１流体としてセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体、第２流体としてセラミックス原料液を含む流体、第３流体として酸性物質を含む流体をそれぞれ別々に処理装置に導入して、セラミックス微粒子を析出させる前のセラミックス原料液を含む流体及び／又はセラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体に酸性物質を含む流体を混合してもよく、この場合、酸性物質を含む流体を導入する第３導入部ｄ３の開口部ｄ３０の位置は問わないものとする。
【実施例】
【００８３】
以下本発明について実施例を掲げて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８４】
尚、以下の実施例において、「中央から」というのは、図１に示す処理装置の「第１導入部ｄ１から」という意味であり、第１流体は、第１導入部ｄ１から導入される、前述の第１被処理流動体を指し、第２流体は、図１に示す処理装置の第２導入部ｄ２から導入される、前述の第２被処理流動体を指す。
【００８５】
実施例として、図１に示すように、対向して配設された接近・離反可能な処理用面をもつ、少なくとも一方が他方に対して回転する処理用面１，２の間にできる薄膜流体中で、均一に拡散・攪拌・混合する反応装置を用いて、セラミックス原料液（第２流体）とセラミックス微粒子析出用溶媒（第１流体）とを混合し、薄膜流体中で析出反応を行う。その後、酸性物質を含む流体（第３流体）と混合することによってセラミックス微粒子を作製する。
【００８６】
（ｐＨ測定）
ｐＨ測定には、HORIBA製の型番D-51のｐＨメーターを用いた。各被処理流動体を流体処理装置に導入する前に、その被処理流動体のｐＨを室温にて測定した。また、後述する表１の最終ｐＨは、各被処理流動体を混合した後の流体のｐＨを室温にて測定した。  
【００８７】
結晶性の評価は、一般的に、UV、固体NMR、ラマン分光法、TEM、XRDなどがあるが、本実施例においては、ＴＥＭ観察とＸＲＤ測定によって評価した。具体的には、TEM観察によって、粒子に結晶格子が観察されるか（実施例の表において、結晶格子が観察された場合には○、観察されなかった場合には×と記載した）、XRD測定において、ピーク強度が最大となるピーク位置において、第３流体として酸性物質を用いていない比較例のピーク強度に対するピーク強度の上昇率によって判断した。
【００８８】
（実施例１〜２、比較例１〜２）
中央から第１流体のセラミックス微粒子析出用溶媒として、メタノールを、供給圧力／背圧力＝０．３０MPa／０．０２MPa、液温２０℃、回転数２０００ｒｐｍで送液しながら、第２流体として、酸化亜鉛を水酸化ナトリウム水溶液に溶解したセラミックス原料液を液温２５℃で処理用面１，２間に導入した。第１流体と第２流体は薄膜流体中で混合され、酸化亜鉛微粒子を処理用面１，２間において析出させた。その後、析出させた酸化亜鉛微粒子を含む酸化亜鉛微粒子分散液を第３流体である硫酸水溶液と混合した。酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体との混合液より不純物を除去するために、酸化亜鉛微粒子を緩く凝集させ、遠心分離機（×１３０００Ｇ）にて酸化亜鉛微粒子を沈降させ、上澄み液を除去した後、純水を加えて酸化亜鉛微粒子を再分散し、再度遠心分離機を用いて沈降させた。上記洗浄操作を３回行った後、最終的に得られた酸化亜鉛微粒子のペーストを５０℃、−０．１ＭＰａＧにて真空乾燥し、酸化亜鉛微粒子乾燥粉体を得た。乾燥後の酸化亜鉛微粒子粉体のＸＲＤ測定からピーク強度の上昇率を算出した。また、乾燥後の酸化亜鉛微粒子粉体のＴＥＭ観察から酸化亜鉛微粒子の結晶格子を確認した。ＴＥＭ観察の観察条件としては、観察倍率を５千倍以上とし、複数視野について観察を行った。
表１に第1流体、第２流体、第３流体の送液速度並びに送液温度、第３流体のｐＨ、第３流体である硫酸水溶液との混合方法並びに、第１流体〜第３流体の混合後のpＨ、また得られた酸化亜鉛微粒子の結晶性について示す。
表１において、第３流体の投入位置が処理用面内と記載のあるものについては、第３流体の処理用面間における開口部を第１流体と第２流体との混合位置よりも下流側に設けて第３流体を投入した。処理用面外と記載のあるものについては、処理用面１，２間において析出させた酸化亜鉛微粒子を含む流体である酸化亜鉛微粒子分散液を処理用面１，２より吐出させ、吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体とを混合した。吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体との混合方法は、処理用面１，２の外周側、吐出部５１ｂ付近において第３流体を滴下し、吐出部５１ｂ付近及び吐出液が収束する流路５２において混合した。なお、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より酸化亜鉛微粒子分散液を吐出させるまでの時間は大半の微粒子については0.2秒程度であり、処理用面１，２より酸化亜鉛微粒子分散液を吐出させてから第３流体と混合するまでの時間は、0.3秒程度であるので、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液と第３流体とを混合するまでの時間は１秒以内であった。また、第１流体と第２流体の送液温度は、第１流体、第２流体のそれぞれの温度を処理装置に導入される直前（より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前）にて測定したものである。第３流体の送液温度は、表１において、第３流体の投入位置が処理用面内と記載のあるものについては、処理装置に導入される直前の温度を、表１において、第３流体の投入位置が処理用面外と記載のあるものについては、吐出させた酸化亜鉛微粒子分散液に混合する直前の温度を測定したものである。
また、比較例１，２として、第３流体として酸性物質を用いず、他の条件は上記の実施例１〜2と同一条件として実施した。
表１より第3流体に酸性物質として硫酸を用いる事によって、酸化亜鉛微粒子の結晶性が向上していることがわかった。具体的には、第１流体と第２流体の送液速度と送液温度、第３流体の送液温度、第３流体のｐＨを一定とし、実施例１〜2において、第３流体を用いたものの方が結晶性が向上した酸化亜鉛微粒子が得られた。
【００８９】
【表１】
2012127669.tif 000010
【００９０】
（実施例３〜８）
中央から第１流体のセラミックス微粒子析出用溶媒として、メタノールを供給圧力／背圧力＝０．３０MPa／０．０２MPa、液温２０℃、回転数２０００ｒｐｍで送液しながら、第２流体として、ケイ酸ナトリウムを純水に溶解したセラミックス原料液を液温２５℃で処理用面１，２間に導入した。第１流体と第２流体は薄膜流体中で混合され、酸化ケイ素微粒子を処理用面１，２間において析出させた。その後、析出させた酸化ケイ素微粒子を含む酸化ケイ素微粒子分散液を第３流体である硫酸水溶液と混合した。酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体との混合液より不純物を除去するために、酸化ケイ素微粒子を緩く凝集させ、遠心分離機（×１３０００Ｇ）にて酸化ケイ素微粒子を沈降させ、上澄み液を除去した後、純水を加えて酸化ケイ素微粒子を再分散し、再度遠心分離機を用いて沈降させた。上記洗浄操作を３回行った後、最終的に得られた酸化ケイ素微粒子のペーストを５０℃、−０．１ＭＰａＧにて真空乾燥し、酸化ケイ素微粒子乾燥粉体を得た。乾燥後の酸化ケイ素微粒子粉体のＴＥＭ観察から酸化ケイ素微粒子の結晶格子を確認した。ＴＥＭ観察の観察条件としては、観察倍率を５千倍以上とし、複数視野について観察を行った。
表２に第1流体、第２流体、第３流体の導入速度並びに送液温度、第２流体と第３流体のｐＨ、第３流体である硫酸水溶液との混合方法並びに、第１流体〜第３流体の混合後のpＨ、また得られた酸化ケイ素微粒子の結晶性について示す。
表２において、第３流体の投入位置が処理用面内と記載のあるものについては、第３流体の処理用面間における開口部を第１流体と第２流体との混合位置よりも下流側に設けて第３流体を投入した。処理用面外と記載のあるものについては、処理用面１，２間において析出させた酸化ケイ素微粒子を含む流体である酸化ケイ素微粒子分散液を処理用面１，２より吐出させ、吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体とを混合した。吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体との混合方法は、処理用面１，２外周側、吐出部５１ｂ付近において第３流体を滴下し、吐出部５１ｂ付近及び吐出液が収束する流路５２において混合した。なお、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より酸化ケイ素微粒子分散液を吐出させるまでの時間は大半の微粒子については0.2秒程度であり、処理用面１，２より酸化ケイ素微粒子分散液を吐出させてから第３流体と混合するまでの時間は、0.3秒程度であるので、第２流体を処理用面１，２間に導入してから処理用面１，２より吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液と第３流体とを混合するまでの時間は１秒以内であった。また、第１流体と第２流体の送液温度は、第１流体、第２流体のそれぞれの温度を処理装置に導入される直前（より詳しくは、処理用面１，２間に導入される直前）にて測定したものである。第３流体の送液温度は、表２において、第３流体の投入位置が処理用面内と記載のあるものについては、処理装置に導入される直前の温度を、表２において、第３流体の投入位置が処理用面外と記載のあるものについては、吐出させた酸化ケイ素微粒子分散液に混合する直前の温度を測定したものである。
また、実施例７〜８は比較例として、第３流体として酸性物質を用いず、他の条件は上記の実施例3〜6と同一条件として実施した。
表２より第3流体に酸性物質として硫酸を用いる事によって、酸化ケイ素微粒子の結晶性が向上していることがわかった。
【００９１】
【表２】
2012127669.tif 000011
【符号の説明】
【００９２】
１      第１処理用面
２      第２処理用面
１０    第１処理用部
１１    第１ホルダ
２０    第２処理用部
２１    第２ホルダ
５１ａ  開口部
５１ｂ  吐出部
ｄ１    第１導入部
ｄ２    第２導入部
ｄ３    第３導入部
ｄ２０  開口部
ｄ３０  開口部
【手続補正書】
【提出日】平成25年2月6日(2013.2.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス微粒子の製造方法であり、
（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、
（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、
（III）少なくとも１種類の酸性物質と、
をそれぞれ調製し、
（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、
上記セラミックス原料液を含む流体以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、
対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる析出工程と、
（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設けた開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入された上記酸性物質を含む流体とを混合させる接触工程と、
を含み、
上記接触工程は、上記析出工程のあと、連続的に行い、
上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させることを特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法。
【請求項２】
セラミックス微粒子の製造方法であり、
（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、
（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、
（III）少なくとも１種類の酸性物質と、
をそれぞれ調製し、
（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、
上記セラミックス原料液を含む流体以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、
対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる析出工程と、
（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設けた開口部から供給された上記酸性物質を含む流体とを混合させる接触工程と、
を含み、
上記接触工程は、上記析出工程のあと、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、連続的に行い、
上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させることを特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法。
【請求項３】
上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体は塩基性であり、
上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、
上記セラミックス微粒子の結晶性を制御することを特徴とする、請求項１または２に記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【請求項４】
上記析出工程は、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、
上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、
上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、
上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを、上記薄膜流体中で混合させて上記析出を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のセラミックス微粒子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、セラミックス微粒子の製造方法であり、（I）少なくとも１種類のセラミックス原料を塩基性溶媒に混合及び／または溶解したセラミックス原料液と、（II）セラミックス微粒子析出用溶媒と、（III）少なくとも１種類の酸性物質と、をそれぞれ調製し、（IV）被処理流動体として、少なくとも２種類の流体を用いるものであり、そのうちで少なくとも１種類の流体については上記セラミックス原料液を含む流体であり、上記セラミックス原料液を含む流体以外の流体のうち、少なくとも１種類の流体については上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体であり、対向して配設された、接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、（V）上記（IV）の工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合させる工程と、を含む事を特徴とする、セラミックス微粒子の製造方法を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明は、上記セラミックス微粒子の析出物を含む流体は塩基性であり、上記析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合することによって発生する反応熱を利用して、上記セラミックス微粒子の結晶性を向上させるものとして実施することが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明は、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体のうちいずれか一方が上記薄膜流体を形成しながら上記少なくとも２つの処理用面間を通過し、上記いずれか一方の流体が流される流路とは独立した別途の導入路を備えており、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れかが、上記の導入路に通じる開口部を少なくとも一つ備え、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とのうちいずれか他方を、上記開口部から上記少なくとも２つの処理用面の間に導入し、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを、上記薄膜流体中で混合させて上記析出を行うものとして実施することが望ましい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明は、上記の、対向して配設された接近・離反可能な、少なくとも一方が他方に対して回転する少なくとも２つの処理用面間において形成された薄膜流体中において、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを混合させて、セラミックス微粒子を析出させる工程と、上記工程によって作製されたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と、上記酸性物質を含む流体とを混合させる工程とを、連続的に行うものとして実施することが適当である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明は、上記酸性物質を含む流体を上記少なくとも２つの処理用面の間に導入する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面の少なくとも何れか一方に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させたあとに、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを上記薄膜流体中で接触・作用させるものとして実施することが適当である。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明は、上記酸性物質を含む流体を供給する開口部を、上記少なくとも２つの処理用面間の吐出部を臨む位置に設け、上記セラミックス原料液を含む流体と上記セラミックス微粒子析出用溶媒を含む流体とを上記薄膜流体中で混合させて、セラミックス微粒子を析出させて、このセラミックス微粒子の析出物を含む流体を上記吐出部より吐出させた直後に、上記の析出させたセラミックス微粒子の析出物を含む流体と上記酸性物質とを接触・作用させるものとして実施することが適当である。
【国際調査報告】
2012127669.tif 000012
2012127669.tif 000013