(57)【要約】【課題】１回目の混合反応に伴ってガスが発生する反応系であっても、ガスの気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができ、２回目の混合反応までに反応液中のガスを十分に脱ガスすることができるので、高品質な化学物質を製造することができる。【解決手段】反応に伴ってガスが発生する化学物質を製造する化学物質の製造方法において、複数の溶液Ｌ１、Ｌ２を密閉系の第１混合装置１２で１回目の混合反応を行う第１混合工程と、第１混合工程で混合反応された反応液ＬＭから発生するガスの気泡９８を、気液界面８４を備えた脱ガス装置１４で脱ガス処理する脱ガス工程と、脱ガス工程で脱ガス処理された反応液ＬＭに添加溶液Ｌ３を添加して第２混合装置１３で２回目の混合反応を行う第２混合工程と、を備え、第１混合工程から脱ガス工程に反応液ＬＭを直ちに送液すると共に、脱ガス工程での脱ガス終了後に第２混合工程に送液する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応に伴ってガスが発生する化学物質を製造する化学物質の製造方法において、
複数の溶液を密閉系の第１混合部で混合反応を行う第１混合工程と、
前記第１混合工程で混合反応された反応液から発生するガスの気泡を、気液界面を備えた脱ガス部で脱ガス処理する脱ガス工程と、
前記脱ガス工程で脱ガス処理された反応液に添加溶液を添加して第２混合部で混合反応を行う第２混合工程と、を備え、前記第１混合工程から前記脱ガス工程に反応液を送液すると共に、前記脱ガス工程での脱ガス終了後に前記第２混合工程に送液することを特徴とする化学物質の製造方法。
【請求項２】
前記第１混合工程と前記脱ガス工程を一組とした混合・脱ガス工程を複数段直列に設けることを特徴とする請求項１の化学物質の製造方法。
【請求項３】
前記第１混合工程では、周期律表の８、９及び１０族から選ばれる２種以上の金属イオンを含有する第１の溶液と、還元剤を含有する第２の溶液とを混合し、
前記第２混合工程では、前記第１混合工程で混合された反応液に周期律表の１１、１２、１３、１４及び１５族から選ばれる１種以上の金属イオンを含有する第３の溶液を添加して混合し、前記化学物質として磁性粒子を製造することを特徴とする請求項１又は２の化学物質の製造方法。
【請求項４】
前記第１混合工程と第２混合工程のうちの少なくとも第１混合工程では瞬時混合を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項５】
前記脱ガス部は、前記反応液による液体部と該反応液から除去されたガスが溜まる空間部とにより前記気液界面を形成する通路であって、前記通路を流れる反応液中のガスの気泡を前記空間部に除去することを特徴とする請求項１〜４の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項６】
前記空間部の圧力を減圧することを特徴とする請求項５の化学物質の製造方法。
【請求項７】
前記通路は、前記反応液が連続して流れる上昇通路と下降通路とを有し、前記上昇通路から前記下降通路に流れが反転する部分に前記気液界面を形成することを特徴とする請求項５又は６の化学物質の製造方法。
【請求項８】
前記脱ガス部を流れる反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御することを特徴とする請求項５〜７の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項９】
前記脱ガス部を流れる反応液に超音波を付与することを特徴とする請求項５〜８の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項１０】
前記下降通路を流れる反応液の流速は、前記気泡の上昇速度よりも遅いことを特徴とする請求項５〜９の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項１１】
前記脱ガス部は、内部が透視可能であることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１の化学物質の製造方法。
【請求項１２】
反応に伴ってガスが発生する化学物質を製造する化学物質の製造装置において、
複数の溶液で混合反応を行う密閉系の第１混合部と、前記第１混合部で混合された反応液に添加溶液を添加して混合反応を行う第２混合部との間に、前記第１混合部で混合反応された反応液から発生するガスの気泡を該反応液から除去するための気液界面を有する脱ガス部を配設したことを特徴とする化学物質の製造装置。
【請求項１３】
前記第１混合部と第２混合部のうちの少なくとも第１混合部は、滞留時間が５秒以下の混合室に、前記複数の溶液の少なくとも一つの溶液を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で供給して他の溶液と瞬時混合する高圧混合装置であることを特徴とする請求項１２の化学物質の製造装置。
【請求項１４】
前記脱ガス部は、前記反応液による液体部と該反応液から除去されたガスが溜まる空間部とにより前記気液界面を形成する通路であって、
前記反応液の入口と出口を有する脱ガス容器と、
前記脱ガス容器の底部から立設されると共に上端が前記気液界面よりも下に位置する複数の堰板と、
前記堰板同士の間に設けられ、上端が前記気液界面よりも上に位置すると共に下端が前記脱ガス容器の底部から離間した邪魔板とで構成され、
前記脱ガス容器内には、前記反応液が連続して流れる上昇通路と下降通路とが形成されると共に、前記上昇通路から前記下降通路に流れが反転する部分に前記気液界面が形成されることを特徴とする請求項１２又は１３の化学物質の製造装置。
【請求項１５】
前記空間部は前記邪魔板によって仕切られないことを特徴とする請求項１４の化学物質の製造装置。
【請求項１６】
前記堰板の高さが前記脱ガス容器の入口から出口にいくに従って低くなっていることを特徴とする請求項１４又は１５の化学物質の製造装置。
【請求項１７】
前記空間部の圧力を調整する圧力調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１４〜１６の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項１８】
前記脱ガス部には、前記反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御する温度調整手段が設けられることを特徴とする請求項１２〜１７の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項１９】
前記脱ガス部には、前記反応液に超音波を付与する超音波付与手段が設けられることを特徴とする請求項１２〜１８の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項２０】
前記脱ガス容器内に形成された上昇通路の底部には、滞留を防止する流れを形成する攪拌機が設けられていることを特徴とする請求項１４〜１９の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項２１】
前記上昇通路に対する前記下降通路の通路断面積を異なるようにしたことを特徴とする請求項１４〜２０の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項２２】
前記脱ガス容器の内面、前記堰板の表面、前記邪魔板の表面には、前記ガスの気泡が付着しにくい表面加工が施されていることを特徴とする請求項１４〜２１の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項２３】
前記反応液の流れが前記下降通路から前記上昇通路に反転する脱ガス容器の底部形状が円弧状に形成されることを特徴とする請求項１４〜２２の何れか１の化学物質の製造装置。
【請求項２４】
請求項１〜１１に記載の何れか１の化学物質の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする磁性粒子。
【請求項２５】
請求項１２〜２３に記載の何れか１の化学物質の製造装置を用いて製造されたことを特徴とする磁性粒子。
【請求項２６】
請求項２４又は２５に記載の磁性粒子が磁性層に含有されていることを特徴とする磁気記録メディア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は化学物質の製造方法及び装置に係り、特に液液反応でガスの気泡が発生する反応系において化学物質を製造するのに好適な化学物質の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液液反応でガスの気泡が発生する反応系を取り扱う場合、反応開始時及び反応進行過程での反応を安定させるためには、バッチプロセス及び連続フロープロセスの何れの場合にも気泡を積極的に脱ガスする必要がある。
【０００３】
ガスを発生する反応系としては、例えば磁気記録媒体の磁性層に含有される磁性粒子の製造がある。そして、粒子サイズが小さく単分散性に優れた磁性粒子を製造するために、金属微粒子形成の反応を開始させる液体同士の混合を均一且つ効率的に行わなくてはならず、反応によって発生するガス（例えば水素ガス）が混合を邪魔しないように速やかに除去する必要がある。
【０００４】
しかし、ガスの発生を伴う反応系は連続処理が難しく、殆ど先行技術がないのが実情である。これは、連続処理の場合、気泡が混入していると連続処理の流れが不安定になって混合場や反応場が不均一になると共に、反応の平衡が反応促進側に進みにくくなるだけでなく、後工程への送液が不安定になり、製造される化学物質の品質が均一になりにくいためである。
【０００５】
従来の脱ガス機能を備えた製造装置としては、特許文献１があり、化学反応を行う反応槽内の下部に混合用の攪拌機を設けると共に、反応槽内の上部に消泡翼を設け、反応液中を浮上してくるガスの気泡を消泡翼の勢断力で破壊することで機械的に消泡することが開示されている。
【特許文献１】特開平９−１０５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の製造装置は、タンクから溶液を反応槽に送液して反応槽で一定時間撹拌してから排出する場合、反応槽内では、撹拌機での混合反応操作と脱ガス操作が同時進行することになる。これにより、反応槽内に気泡が多少なりとも蓄積されてくるので、攪拌機による反応液同士の混合を気泡が邪魔し、攪拌効率が低下する。この攪拌効率の低下により、反応を開始するための混合が均一に行われないために反応開始時及び反応進行過程での反応が不安定になる。
【０００７】
また、磁性粒子の製造のように、1 回目の混合反応での反応液に対して添加液を添加して２回目の混合反応を行わなくてはならない場合、1 回目の混合反応で発生したガスの気泡を十分に脱ガスしてから２回目の混合反応を行わないと、微細で且つ単分散性の良い磁性粒子を製造できないという問題がある。
【０００８】
本発明は係る事情に鑑みてなされたもので、1 回目の混合反応に伴ってガスが発生する反応系であっても、ガスの気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができると共に、２回目の混合反応までに反応液中のガスを十分に脱ガスすることができるので、高品質な化学物質を製造することができる化学物質の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項1 は前記目的を達成するために、反応に伴ってガスが発生する化学物を製造する化学物質の製造方法において、複数の溶液を密閉系の第１混合部で混合反応を行う第１混合工程と、前記第１混合工程で混合反応された反応液から発生するガスの気泡を、気液界面を備えた脱ガス部で脱ガス処理する脱ガス工程と、前記脱ガス工程で脱ガス処理された反応液に添加溶液を添加して第２混合部で混合反応を行う第２混合工程と、を備え、前記第１混合工程から前記脱ガス工程に反応液を送液すると共に、前記脱ガス工程での脱ガス終了後に前記第２混合工程に送液することを特徴とする化学物質の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明の請求項１によれば、１回目の混合反応を行う第１混合工程の密閉系の第１混合部と、混合により反応が開始されて発生するガスの気泡を反応液から除去する気液界面を有する脱ガス部とを分離した。そして、第１混合工程で混合した反応液を脱ガス工程に送液するようにしたので、第１混合部では反応に伴って発生するガスの気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができる。これにより、反応開始時の反応を安定化させることができる。
【００１１】
また、反応の進行に伴って発生するガスの気泡は、脱ガス部において気液界面から効率良く脱ガスされる。これにより、反応進行過程での反応も安定化できると共に、脱ガス部での反応液の流れが安定する。従って、脱ガス工程から第２混合工程への送液量を安定化できるので、正確な混合比率で混合できると共に、気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができる。
【００１２】
ここで、第１混合部から反応液を脱ガス部に送液する時間であるが、取り扱う反応速度により方式を選択することが好ましい。例えば、反応速度が速く混合終了後直ちにガスの気泡が発生する場合には、第１混合部で混合終了後０．１〜５秒以内に反応液を直ちに脱ガス部に送液することが好ましく、０．１〜３秒以内であることがより好ましい。
【００１３】
また、本発明の化学物質の製造方法は、第１混合部に仕込んだ液体をバッチ混合し、混合が終了したら第１混合部で混合された反応液の全てを脱ガス部に仕込んで脱ガスし、脱ガスの終了した反応液を第２混合部に仕込むバッチ方式に使用してもよく、あるいは液体を貯留するタンク等を用意して、タンクから第１混合部、脱ガス部、第２混合部の順に連続して流す連続フロー方式に使用してもよい。
【００１４】
請求項２は請求項１において、前記第１混合工程と前記脱ガス工程を一組とした混合・脱ガスユニットが複数段直列に設けられることを特徴とする。
【００１５】
反応系によっては、このように第１混合工程と前記脱ガス工程を一組とした混合・脱ス工程を複数段直列に設けるようにしてもよい。
【００１６】
請求項３は請求項１又は２において、前記第１混合工程では、周期律表の８、９及び１０族から選ばれる２種以上の金属イオンを含有する第１の溶液と、還元剤を含有する第２の溶液とを混合し、前記第２混合工程では、前記第１混合工程で混合された反応液に周期律表の１１、１２、１３、１４及び１５族から選ばれる１種以上の金属イオンを含有する第３の溶液を添加して混合し、前記化学物質として磁性粒子を製造することを特徴とする。
【００１７】
請求項３は、化学物質として磁性粒子を製造するための好ましい溶液を規定したものであり、本発明の効果を有効に発揮させることができるので、微細で単分散性に優れた磁性粒子を製造できる。
【００１８】
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記第１混合工程と第２混合工程のうちの少なくとも第１混合工程では瞬時混合を行うことを特徴とする。
【００１９】
これは、第１混合工程において混合開始から混合終了までの時間が長いと、混合後半部では発生したガスが混合効率を低下させる問題があるが、瞬時混合を行えばそのような問題もない。
【００２０】
請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記脱ガス部は、前記反応液による液体部と該反応液から除去されたガスが溜まる空間部とにより前記気液界面を形成する通路であって、前記通路を流れる反応液中のガスの気泡を前記空間部に除去することを特徴とする。
【００２１】
請求項５は、脱ガス部を、反応液による液体部と反応液から除去されたガスが溜まる空間部との気液界面を有する通路として構成したので、反応の進行に伴って発生するガスの気泡を気液界面から連続的に効率よく除去することができる。また、通路にすることで脱ガスのための路長を長く確保することができるので、確実に脱ガスすることができる。
【００２２】
請求項６は請求項５において、前記空間部の圧力を減圧することを特徴とする。
【００２３】
このように、空間部の圧力を減圧することで、反応液中のガスの気泡が空間部に抜けくなる。
【００２４】
請求項７は請求項５又は６において、前記通路は、前記反応液が連続して流れる上昇通路と下降通路とを有し、前記上昇通路から前記下降通路に流れが反転する部分に前記気
界面を形成することを特徴とする。
【００２５】
請求項７によれば、上昇通路から下降通路に反応液の流れが反転する部分に気液界面が形成されているので、上昇通路を反応液と共に上昇した気泡は気液界面に滞留し、反応のみが下降通路を下降する。気液界面に滞留する気泡は次第に気泡が破れて空間部にガスとして溜まる。このように、通路中に反応液の上昇通路を設けることで、気泡の浮上力と反応液の上昇力との両方を利用することができるので、気泡をより効果的に浮上分離させることができる。
【００２６】
請求項８は請求項５〜７の何れか１において、前記脱ガス部を流れる反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御することを特徴とする。
【００２７】
脱ガス部を流れる反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御することにより、気温や室内の温度に左右されずに常に反応条件を一定にできるので、発生するガス量も気温に影響されずに一定に維持することができる。これにより、精度の良い脱ガス処理を行うことができると共に、設計した脱ガス装置内での脱ガス量が季節や室内の温度によらずに精度よく再現されるので、装置の形状や容量を固定できる。
【００２８】
請求項９は請求項５〜８の何れか１において、前記脱ガス部を流れる反応液に超音波
付与することを特徴とする。
【００２９】
通路の壁面に付着した気泡は脱ガスされにくいが、脱ガス部を流れる反応液に超音波付与して反応液を振動させることにより壁面に付着した気泡は剥離され易くなるので、より効果的に気泡を脱ガスすることができる。
【００３０】
請求項１０は請求項５〜９の何れか１において、前記下降通路を流れる反応液の流速
、前記気泡の上昇速度よりも遅いことを特徴とする。
【００３１】
下降通路を流れる反応液にもガスの気泡が発生するが、下降通路では気泡の浮上力と応液の流れとが逆向きになり、気泡が気液界面に浮上分離しにくくなる。従って、下降通路を流れる反応液の流速を、気泡の上昇速度よりも遅くすれば、下降通路でも気泡を効率的に浮上分離させることができる。
【００３２】
請求項１１は請求項１〜１０の何れか１において、前記脱ガス部は、内部が透視可能
あることを特徴とする。
【００３３】
脱ガス部の内部が透視可能なので、脱ガス状態を的確に把握できる。
【００３４】
本発明の請求項１２は前記目的を達成するために、反応に伴ってガスが発生する化学物質を製造する化学物質の製造装置において、複数の溶液で混合反応を行う密閉系の第１混合部と、前記第１混合部で混合された反応液に添加溶液を添加して混合反応を行う第２混合部との間に、前記第１混合部で混合反応された反応液から発生するガスの気泡を該反応液から除去するための気液界面を有する脱ガス部を配設したことを特徴とする化学物質の製造装置を提供する。
【００３５】
請求項１２は、本発明を装置として構成したものであり、第１混合部では反応に伴って発生するガスの気泡に邪魔されずに混合を均一に行うことができるので、反応開始時及び反応進行過程での反応を安定化させることができる。また、反応の進行に伴って発生するガスの気泡は、脱ガス部において気液界面から効率良く脱ガスされるので、反応進行過程での反応も安定化できると共に、脱ガス部での反応液の流れが安定するので、２回目の混合反応を行う第２混合部へ安定した送液を行うことができる。これにより、第２混合部でも気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができる。
【００３６】
請求項１３は請求項１２において、前記第１混合部と第２混合部のうちの少なくとも第１混合部は、滞留時間が５秒以下の混合室に、前記複数の液体の少なくとも一つの液体を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で供給して他の液体と瞬時混合する高圧混合装置であることを特徴とする。
【００３７】
第１混合部と第２混合部のうちの少なくとも第１混合部は、滞留時間が５秒以下の混室に、前記複数の液体の少なくとも一つの液体を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で供給して他の液体と瞬時混合する高圧混合装置としたので、第１混合部で瞬時混合を行うことができる。
【００３８】
請求項１４は請求項１２又は１３において、前記脱ガス部は、前記反応液による液体部と該反応液から除去されたガスが溜まる空間部とにより前記気液界面を形成する通路でって、前記反応液の入口と出口を有する脱ガス容器と、前記脱ガス容器の底部から立設されると共に上端が前記気液界面よりも下に位置する複数の堰板と、前記堰板同士の間に設けられ上端が前記気液界面よりも上に位置すると共に下端が前記脱ガス容器の底部から離間した邪魔板とで構成され、前記脱ガス容器内には、前記反応液が連続して流れる上昇通路と下降通路とが形成されると共に、前記上昇通路から前記下降通路に流れが反転する部分に前記気液界面が形成されることを特徴とする。
【００３９】
請求項１４は、脱ガス部を、反応液と空間部との気液界面を有する通路として構成する好ましい態様を示したものであり、上記の如く脱ガス容器内に堰板と邪魔板とにより通路を構成したものである。
【００４０】
請求項１５は請求項１４において、前記空間部は前記邪魔板によって仕切られないことを特徴とする。
【００４１】
このように、空間部を邪魔板で仕切らないようにすることで、空間部全体の圧力を均等化することができる。この場合、空間部に対応する部分に邪魔板を設けないようにしてもよく、或いは邪魔板の空間部に対応する部分に連通孔を形成するようにしてもよい。
【００４２】
請求項１６は請求項１４又は１５において、前記堰板の高さが前記脱ガス容器の入口
ら出口にいくに従って低くなっていることを特徴とする。
【００４３】
これは、脱ガス容器内に形成される通路のうち、入口側に近いほど反応液からのガス生量が多く、出口側にいくほどガス発生量は少なくなる。この為、通路の入口側ほど気液界面までの通路長を長く確保する必要がある。従って、堰板の高さを脱ガス容器の入口から出口にいくに従って低くすれば、ガスの発生量に即して気液界面までの通路長を形成でき、いたずらに通路長を長くする必要がない。
【００４４】
請求項１７は請求項１４〜１６の何れか１において、前記空間部の圧力を調整する圧
調整手段が設けらていることを特徴とする。
【００４５】
圧力調整手段により空間部の圧力を調整することで、通路を流れる反応液から気泡が抜け易い空間部圧力を形成することができる。
【００４６】
請求項１８は請求項１２〜１７の何れか１前記脱ガス部には、前記脱ガス部には、前記反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御する温度調整手段が設けられることを特徴とする。
【００４７】
脱ガス部を流れる反応液を加熱又は冷却して反応温度を制御することにより、気温や室内の温度に左右されずに常に反応条件を一定にできるので、発生するガス量も気温に影響されずに一定に維持することができる。これにより、精度の良い脱ガス処理を行うことができると共に、設計した脱ガス装置内での脱ガス量が季節や室内の温度によらずに精度よく再現されるので、装置の形状や容量を固定できる。
【００４８】
請求項１９は請求項１２〜１８の何れか１において、前記脱ガス部には、前記反応液に超音波を付与する超音波付与手段が設けられることを特徴とする。
【００４９】
通路を流れる反応液に超音波を照射することで脱ガス効率を向上することができる。
【００５０】
請求項２０は請求項１４〜１９の何れか１において、前記脱ガス容器内に形成された
昇通路の底部には、滞留を防止する流れを形成する撹拌機が設けられていることを特徴とする。
【００５１】
例えば磁性粒子の製造のように反応によって金属微粒子が生成される場合には、脱ガス容器の底部に金属微粒子が沈降し易くなるが、上昇通路の底部に滞留を防止する流れを形成する撹拌機を設けることで沈降しにくくできる。
【００５２】
請求項２１は請求項１４〜２０の何れか１において、前記上昇通路に対する前記下降通路の通路断面積を異なるようにしたことを特徴とする。
【００５３】
例えば、通路を流れる反応液の流速が上昇通路よりも下降通路の方が遅くなるようにすれば、下降通路で発生した気泡も気液界面に浮上分離し易くなる。
【００５４】
請求項２２は請求項１４〜２１の何れか１において、前記脱ガス容器の内面、前記堰板の表面、前記邪魔板の表面には、前記ガスの気泡が付着しにくい表面加工が施されていることを特徴とする。
【００５５】
脱ガス容器の内面、堰板の表面、邪魔板の表面にガスの気泡が付着しにくい表面加工を施したので、気泡が付着しにくくなり、脱ガスされ易くなる。
【００５６】
請求項２３は請求項１４〜２２の何れか１において、前記反応液の流れが前記下降流から前記上昇通路に反転する脱ガス容器の底部形状が円弧状に形成されることを特徴とする。
【００５７】
下降通路から上昇通路に反転する脱ガス容器の底部形状を円弧状に形成したので、通路中を反応液がスムーズに流れると共に、上述したように反応によって微細粒子が生成される場合でも、容器底部に微細粒子が堆積されにくくできる。
【００５８】
請求項２４及び２５は、本発明の化学物質の製造方法及び装置によって製造された磁性粒子であり、請求項２６は、その磁性粒子を磁性層に含有する磁気記録メディアである。
【発明の効果】
【００５９】
以上説明したように、本発明の化学物質の製造方法及び装置によれば、１回目の混合反応に伴ってガスが発生する反応系であっても、ガスの気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができると共に、２回目の混合反応までに反応液中のガスを十分脱ガスすることができるので、高品質な化学物質を製造することができる。従って、本発明は例えば磁気記録媒体の磁性層に含有される磁性粒子の製造に有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、添付図面に従って、本発明に係る化学物質の製造方法及び装置の好ましい実施態様について説明する。
【００６１】
図１は本発明の化学物質の製造装置１０の全体構成図である。
【００６２】
本発明の化学物質の製造装置１０は、液相反応法（液液反応）において、反応の進行に伴ってガスを連続的に発生させる反応であればバッチ方式と連続フロー方式の何れにも適用できるが、本実施の形態では磁気記録媒体の磁性層に含有する金属微粒子を連続フロー方式で製造する例で以下に説明する。
【００６３】
図１に示すように、化学物質の製造装置１０は、主として、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とを混合して反応を開始する密閉系の第１混合装置１２と、第１混合装置１２で混合反応された反応液ＬＭに対して第３の溶液Ｌ３を添加して混合反応を行う第２混合装置１３との間に、第１混合装置１２で混合反応された反応液ＬＭから発生するガスの気泡を該反応液ＬＭから除去する脱ガス装置１４を配設して構成される。
【００６４】
第１の溶液Ｌ１としては、周期律表の８、９、及び１０族から選ばれる２種類以上の金属イオンを含有する溶液を好適に使用することができ、Ｆｅ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｐｄの金属イオンが好ましい。第２の溶液Ｌ２としては、還元剤溶液を好適に使用することができる。第３の溶液Ｌ３としては、周期率表の１１、１２、１３、１４、及び１５族から選ばれる１種以上の金属イオンを含有する溶液を好適に使用することができ、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ａｌ，Ｚｎ、Ｓｎの金属イオンが好ましい。
【００６５】
また、液相反応法の中でも金属微粒子の粒子サイズを制御し易い逆ミセル法が好ましく、第１〜第３の溶液Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を界面活性剤を含有する非水溶性有機溶媒を使用して逆ミセル溶液として調製することが好ましい。使用する界面活性剤としては油溶性界面活性剤が用いられる。具体的には、スルホン酸塩型（例えば、エーロゾルＯＴ（和光純薬製）、４級アンモニウム塩型（例えば、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド）、エーテル型（例えば、ペンタエチレングリコールドデシルエーテル）等が挙げられる。また、界面活性剤を溶解する非水溶性有機溶媒として好ましいものは、アルカン、エーテル及びアルコール等が挙げられる。アルカンとしては、炭素数７〜１２のアルカン類であることが好ましい。具体的には、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等が好ましい。エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等が好ましい。アルコールとしては、エトキシエタノール、エトキシプロパノール等が好ましい。また、還元剤溶液中の還元剤としては、アルコール類；ポリアルコール類；Ｈ2 ；ＨＣＨＯ、Ｓ2 Ｏ6 2-、ＢＨ4 - 、Ｎ2 Ｈ5 + 、Ｈ2 ＰＯ3 - 等を含む化合物を単独で使用することができるが２種以上を併用することが好ましい。
【００６６】
第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２は、第１の混合装置１２の近傍に配設された第１の調製タンク１６と第２の調製タンク１８とで別々に調製される。即ち、第１の調製タンク１６では、界面活性剤を含有する非水溶性有機溶媒と周期律表の８、９、１０族から選ばれる２種類以上の金属イオンを含有する金属塩水溶液とを攪拌機１６ａで混合して第１の溶液Ｌ１の逆ミセル溶液を調製する。第２の調製タンク１８では、界面活性剤を含有する非水溶性有機溶媒と還元剤水溶液とを攪拌機１８ａで混合し、第２の溶液Ｌ２の逆ミセル溶液を調製する。また、第１の調製タンク１６と第２の調製タンク１８のそれぞれの外周には、加熱ジャケット２０、２０が設けられ、初期反応を行う適切な温度まで加熱される。
【００６７】
また、第３の溶液は、第２の混合装置１３の近傍に配設された第３の調製タンク１５で調製される。即ち、界面活性剤を含有する非水溶性有機溶媒と周期律表の１１、１２、１３、１４、及び１５族から選ばれる１種以上の金属イオンを含有する金属水溶液とを攪拌機１５ａで混合して第３の溶液Ｌ３の逆ミセル溶液を調製する。第３の調製タンク１５の外周には、加熱ジャケット２０が設けられ、適切な温度まで加熱される。
【００６８】
第１及び第２の調製タンク１６、１８で調製された第１及び第２の溶液Ｌ１、Ｌ２は、それぞれの供給配管２２、２４を介して第１の混合装置１２に供給ポンプ２６、２８で供給される。第１の混合装置１２では、この２つの溶液Ｌ１、Ｌ２を瞬時に混合して第１の混合装置１２から速やかに排出し、配管３０を流れて脱ガス装置１４に送液する。かかる第１の混合装置１２での混合により反応が開始され、反応の進行に伴って反応液ＬＭからガスが連続的に発生する。第１混合装置１２で反応を開始した反応液ＬＭは、脱ガス装置１４において反応が進行すると共に、発生するガスが気液界面を介して連続的に脱ガスされる。脱ガスが終了した反応液ＬＭは配管３２を流れて第２混合装置１３に送液されると共に、第３の調製タンク１５から供給ポンプ１７で第３の溶液Ｌ３が第２混合装置１３に添加される。第２の混合装置１３では、脱ガス装置１４で脱ガスされた反応液ＬＭと第３の溶液Ｌ３とを混合して、初期反応で形成した金属微粒子の結晶格子に異種金属原子を連続的に導入（ドーピング）する。これにより、多元系合金の金属微粒子が製造される。生成された金属微粒子を含む生成液は配管１９を介して製品タンク２１に送液される。この場合、第２混合装置１３で混合された生成液にキレート剤溶液と還元剤溶液を混ぜた第４の溶液Ｌ４を添加混合することが好ましい。従って、製品タンク２１には、攪拌機２１ａが設けられると共に、外周にはジャケット２０が設けられ、必要に応じて生成液を加熱又は冷却する。
【００６９】
化学反応によりガスを発生させる反応系は、発生するガスにより混合が邪魔されることなく第１及び第２の溶液Ｌｌ、Ｌ２を第１混合装置１２で効率良く混合でき、更には反応の進行に伴って発生するガスを脱ガス装置１４で連続的に効率良く脱ガスし、第２混合装置１３への反応液中にガスの気泡を残存させないことが重要になる。
【００７０】
本発明の化学物質の製造装置１０によれば、複数の溶液Ｌ１、Ｌ２を混合して反応を開始するための密閉系の混合装置１２と、混合により反応が開始されて発生するガスの気泡を反応液ＬＭから除去する気液界面を有する脱ガス装置１４とを分離し、混合装置１２で混合した反応液ＬＭを脱ガス装置１４に送液するようにしたので、混合装置１２では反応に伴って発生するガスの気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができる。これにより、混合効率を上げることができるので、未反応物がなくなり、金属微粒子の収率を上げることができる。
【００７１】
また、反応の進行に伴って発生するガスの気泡は、脱ガス装置１４において連続的に効率良く脱ガスされるので、反応進行過程での反応も安定化できると共に、連続的に脱ガスすることにより脱ガス装置１４での反応液ＬＭの流れが安定するので、後工程へ安定した送液を行うことができる。これにより、第２混合装置１３には、反応液ＬＭが常時安定した送液量で送液されるので、第３の調製タンク１５から規定の添加量で添加される第３の溶液Ｌ３との間で正確な比率での混合反応を行うことができる。また、第２混合装置１３へ送液される反応液ＬＭ中には気泡が残存しないので、第２混合装置１３では気泡に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができる。これにより、混合効率を上げることができるので、未反応物がなくなり、金属微粒子の収率を上げることができる。
【００７２】
尚、本発明において、例えば反応速度が速く、第１混合装置１２での混合終了後直ちにガスの気泡が発生する場合、第１混合装置１２で混合を終了してから脱ガス装置１４でガスを開始するまでの時間としては、０．１秒〜５秒程度が好ましく、０．１秒〜３秒程度がより好ましい。
【００７３】
以下、本発明における第１及び第２の混合装置１２、１３と脱ガス装置１４の好ましい態様について説明する。尚、第１及び第２の混合装置１２、１３のうち、少なくとも第１混合装置１２については、下記に説明するタイプの混合装置を使用することが好ましく、説明も第１混合装置１２の例で説明する。
【００７４】
（Ａ）混合装置について
第１混合装置１２は、瞬時混合を行い混合した反応液ＬＭを直ちに排出できる方式のものが好ましく、例えば高圧混合方式を好適に使用することができる。以下にワンジェット型、Ｔ字型・Ｙ字型、ツージェット対向型の３種類の高圧混合方式について説明する。尚、瞬時混合を行うことが可能であれば、高圧混合方式に限らずどのような混合方式でもよく、例えばスタティックミキサー等も使用できる。
【００７５】
a）ワンジェット型
図２は、ワンジェット型の第１混合装置１２の概念を示した断面図である。
【００７６】
図２に示すように、第１混合装置１２は、第１及び第２の溶液Ｌ１と溶液Ｌ２とを混合して反応させる筒状の混合室３８（混合場）が形成された混合器４０の一端側開口に、第１の溶液Ｌ１を混合室３８に導入する第１の導管４２が接続されると共に、他端側開口に混合室３８で混合され反応する反応液ＬＭの排出管４４が接続される。また、混合器４０の側面側で第１の導管４２の出口近傍に、第２の溶液Ｌ２を混合室３８に導入する第２の導管４６が接続される。第１の導管４２と第２の導管４６の先端内部には、それぞれ第１のオリフィス４８と第２のオリフィス５０が形成され、これにより、第１の導管４２と第２の導管４６には乱流の液体を噴射する第１のノズル５２と第２のノズル５４が形成される。図２では、第１の導管４２から第１の溶液Ｌ１を導入し、第２の導管４６から第２の溶液Ｌ２を導入するようにしたが、両液を逆にすることができる。また、排出管４４の接続位置は、混合器４０の他端側近傍であれば、混合器４０の側面部に接続してもよい。
【００７７】
また、混合器４０の外周には、水やオイル等の熱容量が比較的大きな熱媒体が流れるジャケット５６が巻回され、ジャケットの熱媒体流入口５６Ａと熱媒体流出口５６Ｂとが示しない熱媒体供給装置に接続される。混合反応温度は、第１及び第２の溶液Ｌ１、Ｌ２の種類等によって、初期反応に適した所定温度に適宜設定することが好ましい。
【００７８】
尚、複数種の金属原子の数だけ第１の溶液Ｌ１を調製し、これら複数の溶液と第２の溶液Ｌ２を混合させる場合には、これらの溶液のうちの１つを１ＭＰａ以上の高圧ジェット流とすればよい。従って、混合器４０の側面側に複数の第１の溶液Ｌ１を噴出するノズル位置を複数設けても良く、或いは１つのノズル位置から複数の第１の溶液Ｌ１を順番に噴出するようにしてもよい。従って、直進流の高圧ジェット流のノズルは基本的に１本であるが、直進流に対して直交する直交流のノズルは複数本あってもよい。
【００７９】
ブロック状のオリフィス材５８に、第１及び第２のオリフィス４８、５０を穿設加工する方法としては、金属、セラミックス、ガラス等のオリフィス材５８に１００μｍ程度の噴出孔を精密に開ける加工方法として公知のマイクロ切削加工、マイクロ研削加工、噴射加工、マイクロ放電加工、ＬＩＧＡ法、レーザー加工、ＳＰＭ加工等を好適に使用できる。
【００８０】
オリフィス材５８の材質としては、加工性が良く、硬度がダイヤモンドに近い材質のものが好ましい。従って、ダイヤモンド以外の材質としては、種々の金属や金属合金に焼入れ、窒化処理、焼結処理等の硬化処理したものを好適に使用することができる。また、セラミックスも硬度が高く、ダイヤモンドよりも加工性が優れているので好適に使用できる。尚、本実施の形態では、第１のノズル５２及び第２のノズル５４の絞り構造としてオリフィスの例で説明するが、乱流の液体を噴射する機能を有するものであれば、オリフィスに限らず他の方法を用いることができる。
【００８１】
また、第１の導管４２と第２の導管４６には、図示しない加圧手段が設けられ、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とが第１及び第２のノズル５２、５４に加圧供給される。但し、第２のノズル５４から混合室３８に噴出する圧力は、第１のノズル５２から混合室３８に噴出する高圧ジェット流の圧力よりも小さくする。液体に高圧力をかける加圧手段としては、種々の手段が知られており何れの手段も使用可能であるが、比較的入手し易く安価な手段としてはプランジャーポンプや増圧ポンプのような往復ポンプを使用することが好ましい。また、往復ポンプほど高圧を発生することはできないが、ロータリポンプの中にも高圧発生型のものがあるので、このようなポンプを使用することもできる。
【００８２】
そして、第１のノズル５２から第１の溶液Ｌ１が１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で且つ混合室３８に流入する時のレイノルズ数が１００００以上の乱流として混合室３８に噴出され、第２のノズル５４から圧力が第１の溶液Ｌ１よりも低い第２の溶液Ｌ２が第１の溶液Ｌ１に対して略直交する直交流として混合室３８に噴出する。この場合、第２の溶液Ｌ２が第１の溶液Ｌ１に対して９００の角度で完全に直交しなくても、直交する速度ベクトル成分を主成分とするものであればよい。これにより、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とを適切な混合反応温度条件下で瞬時に且つ効率的に混合し、反応した反応液ＬＭは排出管４４から直ちに排出される。この場合、混合室３８での滞留時間は５秒以下であることが好ましい。この結果、微小サイズで単分散性のよい金属微粒子が形成される。
【００８３】
かかる混合反応は、図３に模式的に示すように、乱流の高速な高圧ジェット流の第１の溶液Ｌ１に、第１の溶液Ｌ１に対して略直交方向から噴出される第２の溶液Ｌ２を同伴させるように巻き込むことにより、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とが混ざり合って発生する大きな渦粘性を利用することで高性能な混合効率を得るものであり、第１混合装置１２の上記した混合室３８、第１及び第２のノズル５２、５４、排出管４４は次の関係を有するように形成される。
【００８４】
即ち、混合室３８に渦粘性が形成されることが必要であり、混合室３８の筒径Ｄ１が第１のノズル５２のオリフィス径D ２、第２のノズル５４のオリフィス径Ｄ３よりも大径に形成される。特に直進流Ａである第１の溶液Ｌ１の作る渦粘性は混合効率を良くする上で重要であり、第１のノズル５２のオリフィス径Ｄ２に対する混合室３８の筒径Ｄ１の寸法比は、１．１倍〜５０倍の範囲が好ましく、更に好ましくは１．１倍〜２０倍の範囲である。また、直進流Ａに対して直交する直交流Ｂである第２の溶液Ｌ２が直進流Ａの溶液Ｌ１に巻き込まれ易くするためには、直交流Ｂの圧力を直進流Ａの圧力よりも低くして、噴出流速が直進流Ａの噴出流速以下になるようにすることが好ましい。具体的には直進流Ａの噴出流速に対する直交流Ｂの噴出流速の流速比は、０．０５倍〜０．４倍、更に好ましくは０．１倍〜０．３倍がよい。
【００８５】
また、直進流Ａが小径な第１のノズル５２からそれよりも大径な混合室３８に噴出されることにより形成される渦粘性Ｃが最大になる以前の位置で直交流Ｂを混合室３８に噴出させることが必要であり、第１のノズル５２と渦粘性Ｃの最大位置との間に第２のノズル５４を配置することが必要である。従って、渦粘性Ｃが最大になる位置を知る必要があるが、渦粘性Ｃが最大になる混合室３８の位置は、流動解析ソフトとして既に日本で市販されて流動解析ソフトとして良く知られているアールフロー社製の数値解析ソフト、R −F ｌｏｗを用いて予めシミュレーションを行うことによって把握することができる。この場合、図３から分かるように、渦粘性Ｃが最大になる位置はピンポイントではなく領域を有するので、渦粘性Ｃの最大位置を渦粘性Ｃの略中心部であるポイントＰとすればよい。従って、ポイントＰ以前に第２のノズル５４を位置決めすればよいが、より好ましくは渦粘性C の形成初期の段階で直交流Ｂを噴出できるように第２のノズル５４を位置決めするのが好ましい。
【００８６】
また、上記の数値解析ソフトで解析すると、渦粘性Ｃが出現する街域の中心ポイントＰは直進流Ａの流速と関係があり、直進流Ａの最大流速（通常は第１のノズル位置での流速）が１／１０に減少する位置に略相当する。従って、直進流Ａの最大流速が１／１０に減少する位置を計算して、そのポイント以前に直交流Ｂを噴出できるように第２のノズル４を位置決めすれば、ポイントＰを計算する必要もない。
【００８７】
また、最大の渦粘性Ｃを混合室３８に形成するために必要な混合室３８の長さＬ（図２参照）を確保する必要があるが、あまり長すぎると反応液LMが混合室３８で滞留や逆流が生じ易くなり、金属微粒子の粒子サイズの微粒子化や単分散性に悪影響を及ぼす。従って、混合室３８の長さＬは第１のノズル５２から渦粘性Ｃの最大位置であるポイントＰまでの距離の２倍〜５倍が好ましく、更に好ましくは２倍〜３倍がよい。
【００８８】
更に、小径な第１のノズル５２や第２のノズル５４からそれよりも大径な混合室３８に高速流で液体が噴出されると、キャビテーションを起こし易く、このキャビテーションにより混合室３８に気液界面が形成されて混合効率を低下させる。従って、渦粘性Ｃを利用して混合効率を上げるためには、混合室３８に気液界面が形成されないようにすることが必要である。従って、図２のように、排出管４４の口径Ｄ4 を第３のオリフィス６０で絞って混合室３８の管径Ｄ1 よりも小さくし、混合室３８の圧力を上げた状態で混合することが必要である。これにより、キャビテーションを解消できるので、混合効率が一層向上する。尚、排出管４４内の混合に寄与しない部分での滞留時間を極力短くする為、混合室３８内の出口を絞ると共に、少なくとも混合室３８の管径Ｄ1 よりも小さな内径の排出管３８を極力短くして配管３０に接続するとよい。このように、第１混合装置１２から脱ガス装置１４までの距離を短くすることで、第１混合装置１２での反応で発生したガスが排出管４４や配管３０で滞留することなく直ちに脱ガス装置１４での脱ガスを開始できる。
【００８９】
また、第１のノズル５２から混合室３８へ噴出される噴出流形状は第１のノズル５２に設けた第１のオリフィス４８により規制され、この噴出流形状は混合性能に影響する。従って、混合反応の目的に応じて、糸線状、円錐状、スリット状、扇状等の噴出流形状を形成する第１のオリフィス４８を適宜使用することが好ましい。例えば、ミリ秒オーダーの非常に反応速度の速い反応の場合には、瞬時にできるだけ狭い範囲で渦粘性Ｃが最大になるように直進流Ａと直交流Ｂを噴出させることが必要であり、糸線状の噴出流形状を形成する第１のオリフィス４８が好ましい。また、反応速度が比較的遅い場合には、できるだけ広い範囲で渦粘性Ｃが最大になるように直進流Ａと直交流Ｂを噴出させて、直進流Ａが作る同伴界面積を増やす方がよく、この場合には薄膜な噴出流形状を形成する第１のオリフィス４８が好ましい。また、ミリ秒オーダーの非常に速い反応速度と比較的遅い反応速度との中間的な反応速度の場合には、円錐状の噴出流形状を形成する第１のオリフィス４８が好ましい。
【００９０】
図４〜図７は糸線状、円錐状、スリット状、扇状の各噴出流形状を形成するための第１のオリフィス４８を図示したものであり、それぞれの図における（ａ）はオリフィスを先端側から見た図、（ｂ）はオリフィスの縦断面図、（ｃ）はオリフィスの横断面図である。
【００９１】
図４は、糸線状の直進流A を混合室３８に噴出するための第１のオリフィス４８であり糸線状に形成される。図５は、円錐状の直進流A を混合室３８に噴出するための第１のオリフィス４８であり、先端部が開いたラッパ管状に形成される。図６は、薄膜の直進流Ａを混合室３８に噴出するための第１のオリフィス４８であり矩形なスリット状に形成される。図７は、扇状な薄膜の直進流Ａを混合室３８に噴出するための第１のオリフィス４８であり、先端部が扇状に拡径して形成される。
【００９２】
尚、ワンジェット混合方式の第１混合装置１２は上述した図２に限定するものではなく、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とをそれぞれのノズルから該ノズルの口径よりも大径な混合場に噴出して混合反応させると共に混合反応液ＬＭを混合場の径よりも小径な排出口から排出する静的混合装置を使用し、溶液Ｌ１と溶液Ｌ２の少なくとも一つの溶液を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で且つ混合場に流入する時のレイノルズ数が１００００以上の乱流として混合場に噴出し、該高圧ジェット流が流れ方向に対して形成する渦粘性が最大になる以前の位置に、残りの溶液を前記高圧ジェット流よりも低い圧力で添加することのできるものであればよい。
【００９３】
b）Ｔ字型・Ｙ字型
図８及び図９は、Ｔ字型・Ｙ字型の第１混合装置１２の断面図であり、図８はＴ字管、図９はＹ字管の場合である。
【００９４】
図８及び図９に示すように、Ｔ字管やＹ字管のような非常に細い配管の交点（混合場）で、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とを１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で衝突させることにより両液を瞬時に混合させ、反応した反応液ＬＭを排出管から短時間で排出する。即ち、第１の添加配管６２から第１の溶液Ｌ１を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で混合場６４に噴出させると共に、第２の添加配管６６から第２の溶液Ｌ２を１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で混合場６４に噴出させて両溶液を衝突させる。衝突によるエネルギーで混合され、反応した反応液ＬＭを排出管６８から短時間で排出する。尚、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２の圧力は１ＭＰａ以上であれば、同じでも異なっていてもよい。また、第１の添加配管６２、第２の添加配管６６、及び排出管６８の外周にはジャケット７０が巻回され、混合場６４における第１及び第２の溶液Ｌ１、Ｌ２との混合反応温度が制御される。尚、図８、図９の符号７０Ａはジャケット７０の熱媒体入口であり、符号７０Ｂは熱媒体出口である。
【００９５】
これにより、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とは適切な混合反応温度条件下で瞬時に且つ効率的に混合して反応し、反応液ＬＭが直ちに排出管６８から排出されるので、微小サイズで単分散性の良い金属微粒子を形成することができる。この場合、滞留時間は５秒以下であることが好ましい。
【００９６】
C）ツージェット対向型
図１０は、Ｔ字型に渦粘性の概念を加味した混合法であり、図２と同じ部材には同符号を付して説明する。この混合法は、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２を対向する方向から１MPa 以上の高圧ジェット流で、該Ｌ１溶液とＬ２溶液を噴出するノズル径よりも大径な混合室３８（混合場）に噴出して衝突させ、両溶液に発生する渦粘性を利用して混合し、反応液ＬＭを混合室３８の径よりも小径な排出管４４から排出するものである。
【００９７】
図１０の第１混合装置１２は、第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とを混合して反応させる筒状の混合室３８が形成された混合器４０の一端側開口に、第１の溶液Ｌ１を混合室３８に導入する第１の導管４２が接続されると共に、他端側開口に第２の溶液Ｌ２を混合室３８に導入する第２の導管４６が接続される。また、混合器４０の中央部開口には、混合室３８で混合されて反応した反応液ＬＭを該混合室３８から排出する排出管４４が接続される。
【００９８】
第１の導管４２と第２の導管４６の先端内部には、それぞれ第１のオリフィス４８と第２のオリフィス５０が設けられ、これにより、第１の導管４２と第２の導管４６には乱流の直進流Ａ１、Ａ２を噴射する第１のノズル５２と第２のノズル５４が形成される。尚、本実施の形態では、第１のノズル５２から第１の溶液Ｌ１を噴出し、第２のノズル５４から第２の溶液Ｌ２を噴出する例で説明するが、逆にしてもよい。
【００９９】
また、混合器４０の外周にはジャケット５６が巻回され、図２で説明したと同様に、混合器４０内における第１及び第２の溶液Ｌ１，Ｌ２との混合反応温度が制御される。
【０１００】
また、混合室３８の管径Ｄ１、第１のノズル５２のオリフィス径Ｄ2 、第２のノズル５４のオリフィス径Ｄ3 、及びこれらの寸法関係はワンジェット型と同様である。更に、第１及び第２のオリフィス４８、５０を形成する方法、オリフィス材５８の材質、加圧手段もワンジェット型で説明したのと同様である。また、直進流Ａ１、Ａ２の形状もワンジェット型で説明した糸線状、円錐状、スリット状、扇状の各噴出流形状を形成することができる。
【０１０１】
そして、図１１に示すように、第１のノズル５２と第２のノズル５４から第１の溶液Ｌ１と第２の溶液Ｌ２とを１ＭＰａ以上の高圧ジェット流で混合室３８の一方端と他方端から噴出し、対向する乱流の直進流Ａ１、Ａ２として混合室３８で衝突させる。この２本の直進流Ａ１、Ａ２によって形成させる２つの渦粘性Ｃ、Ｄをオーバーラップさせることにより溶液Ｌ１と溶液Ｌ２とを適切な混合反応温度条件下で瞬時に混合され、反応した反応液ＬＭは排出管４４から直ちに排出される。この場合、混合室３８での滞留時間は５秒以下であることが好ましい。これにより、微小サイズで単分散性の良い金属微粒子を形成することができる。
【０１０２】
かかる混合反応は、対向する乱流の高速な２本の直進流Ａ１、Ａ２によって混合室３８に形成されるそれぞれの渦粘性Ｃ、Ｄが最大になった時点で、重なる部分Ｅが極力大きくなるようにオーバーラップさせることで高性能な混合効率を得るものである。従って、直進流Ａ１、Ａ２は、混合室３８に噴出直後で衝突することなく、且つ直進流Ａ１、Ａ２によって混合室３８に形成される２つの渦粘性Ｃ、Ｄがオーバーラップする部分Ｅを極力大きくすることが好ましい。このためには、対向する第１のノズル５２と第２のノズル５４の離間距離Ｌ（図１０参照）を、換言すると混合場の長さを適切に設定することが好ましい。このように、第１のノズル５２と第２のノズル５４の離間距離Ｌを適切に設定することで、最大になった渦粘性Ｃ、Ｄ同士のオーバーラップする部分Ｅを確実に大きくすることができ、２つの渦粘性Ｃ、Ｄ同士を略完全にオーバーラップさせることも可能である。従って、渦粘性Ｃ、Ｄが最大になる位置を知る必要があるが、渦粘性Ｃ、Ｄが最大になる混合室３８の位置は、流動解析ソフトとして既に日本で市販されて流動解析ソフトとして良く知られているアールフロー社製の数値解析ソフト、R −Flowを用いて予めシミュレーションすることで、第１のノズル５２から渦粘性Ｃまでの距離、及び第２のノズル５４から渦粘性Ｄまでの距離を把握することができる。この場合、図１１から分かるように、渦粘性Ｃ、Ｄが最大になる位置はピンポイントではなく嶺域を有する。従って、第１のノズル５２と第２のノズル５４の離間距離Ｌは、渦粘性Ｃ、Ｄの最大位置を渦粘性Ｃ、Ｄの略中心部であるポイントＰ１，Ｐ２とし、ポイントＰ１とポイントＰ２とを一致させたときの第１のノズル５２からポイントＰ１までと第２のノズル５４からポイントＰ２までの合計値とすればよい。また、ポイントＰ１、Ｐ２を把握する別の方法としては、上記の数値解析ソフトで解析すると、直進流Ａ１、Ａ２による渦粘性Ｃ，Ｄが最大になるポイントＰ１、Ｐ２は直進流Ａ１、Ａ２の流速と関係があり、直進流Ａ１、Ａ２  の最大流速（通常は第１又は第２のノズル位置での流速）が１／１０に減少する位置に略相当する。従って、直進流Ａ１、Ａ２の最大流速が１／１０に減少する位置を計算して、ポイントＰ１、Ｐ２を把握してもよい。このように、渦粘性Ｃ、Ｄが最大になった位置で渦粘性Ｃ、Ｄ同士をオーバーラップさせることで、直進流Ａ１と直進流Ａ２の液液界面での接触効率を大きくして混合反応性能を向上させる効果の他に、直進流Ａ１と直進流Ａ２が衝突することによる液液摩擦に伴う発熱を抑制する効果もある。
【０１０３】
（B）脱ガス装置について
本発明における脱ガス装置１４は、反応の進行に伴って発生するガスの気泡を反応液ＬＭから効率よく脱ガスして、反応の進行や反応液ＬＭの流れを阻害しないようにできればどのような装置でもよいが、次に説明する脱ガス装置１４を好適に使用することができる。
【０１０４】
a）上下蛇行流方式
図１２及び図１３に示す上下蛇行流方式の脱ガス装置１４は、反応液ＬＭによる液体部８０と、該反応液ＬＭから除去されたガスが溜まる空間部８２との気液界面８４を有する通路８６として形成される。即ち、入口８８Ａと出口８８Ｂを有する脱ガス容器８８内には、脱ガス容器８８の底部から複数の堰板９０、９０…が間隔を開けて立設されると共に、堰板９０上端は気液界面８４よりも下に位置するように形成される。また、堰板９０同士のそれぞれの間には、脱ガス容器８８の天井板から複数の邪魔板９２が垂下するように設けられ、邪魔板９２の下端は脱ガス容器８８の底部から離間するように形成される。これにより、図１３に示すように、脱ガス容器８８内には、反応液ＬＭが連続して流れる上昇通路８６Ａと下降通路８６Ｂとが交互に連続して形成されると共に、上昇通路８６Ａから下降通路８６Ｂに流れが反転する部分に気液界面８４が形成される。上昇通路８６Ａと下降通路８６Ｂとから成る通路８６全体の長さは脱ガスを十分に行えるに足る長さであることが必要である。また、脱ガス容器８８の入口８８Ａには流入管９４が接続され、この流入管９４がフランジを介して配管３０（図１参照）に接続される。一方、脱ガス容器８８の出口８８Ｂには流出管９６が接続され、この流出管９６がフランジを介して配管３２（図１参照）に接続される。この流出管９６の接続位置は堰板９０の上端よりも少し上側位置になるように接続し、堰板９０上端よりも高い気液界面８４高さを確保することが必要である。但し、流出管９６にバルブを設けて、流出管９６からの流出量を流入管９４からの流入量により絞る場合には、流出管９６を脱ガス容器８８の下部位置に接続してもよい。
【０１０５】
このように構成された上下蛇行流方式の脱ガス装置１４によれば、第１混合装置１２で混合された反応液ＬＭは、流入管９４から脱ガス装置１４内に流入する。そして、反応液ＬＭが上昇通路８６Ａと下降通路８６Ｂを交互に流れながら、反応の進行に伴って発生するガスの気泡９８は通路８６内を気液界面８４に向けて浮上し、気液界面８４から空間部８２に除去される。この場合、反応液ＬＭの流れが下降通路８６Ｂから上昇通路８６Ａに反転する脱ガス容器８８の底部形状が円弧状に形成されることが好ましい。これにより、反応液ＬＭの流れが脱ガス容器８８の底部で滞留することなくスムーズに流れるので、気泡９８や反応生成物である金属微粒子が底部に滞ることがない。別の態様としては、図１４に示すように、上昇通路８６Ａの底部に滞留を防止する流れを発生させる捜拝機１００を設けるようにしてもよい。この撹拌機１００を設ければ、反応液ＬＭが下降通路８６Ｂから上昇通路８６Ａに反転する際に大きな力の反転流を形成できるので、気泡９８や金属微粒子が脱ガス容器８８の底部に滞ることを防止できる。
【０１０６】
また、無駄に通路８６の長さを長くしないためには、堰板９０の高さが脱ガス装置１４の入口８８Ａから出口８８Ｂにいくに従って低くなるようにすることが好ましい。これは、脱ガス容器８８に形成される通路８６のうち、入口側に近いほど反応液ＬＭからのガス発生量が多く、出口側にいくほどガス発生量は少なくなるためである。従って、通路８６の入口側ほど気液界面８４までの通路長を長く確保する必要があり、堰板９０の高さを脱ガス容器８８の入口８８Ａから出口８８Ｂにいくに従って低くすれば、ガスの発生量に即して気液界面８４までの通路長を適切に形成できる。これにより、通路８６長を無駄に長くすることが防止されるので、短時間で効率的な脱ガスを行うことができる。
【０１０７】
また、図１２及び図１３に示すように、脱ガス装置１４には、気泡発生に伴い変化する空間部８２の圧力を調整する圧力調整手段１０２を設けることが好ましい。この場合、圧力調整手段１０２で空間部８２全体の圧力が均一になるように調整する場合には、邪魔板９２の空間部８２に対応する部分に連通孔９２Ａを形成するとよい。
【０１０８】
この圧力調整手段１０２は、主として、空間部８２の圧力を測定する圧力センサ１０６と、空間部８２に溜まったガスを排出するバルブ１０８付きのガス抜き管１１０と、ガス抜き管１１０に接続される減圧手段１１２と、空間部８２に窒素ガス等の不活性ガスを供給するバルブ１１４付きのガス供給配管１１６と、制御装置１１８とで構成される。減圧手段１１２としては、真空ポンプやアスピレータを使用することができる。そして、制御装置１１８は、圧力センサ１０６で測定される空間部８２の圧力値に基づいてガス抜き管１１０及び／又はガス供給配管１１６のバルブ１０８、１１４を調整することで空間部８２の圧力を適切に調整する。即ち、脱ガス装置１４の通路８６を流れる反応液ＬＭ中の気泡９８が気液界面８４を介して空間部８２に脱ガスされ易いように空間部８２の圧力を調整する。脱ガスされ易くするには空間部８２の圧力を減圧する方がよいが、減圧し過ぎると反応液ＬＭが沸騰してしまい流れが乱れるので良くない。従って、減圧し過ぎた場合には、空間部８２に窒素ガス等の不活性ガスを供給して調整する。どの程度減圧するかは、発生するガスの気泡量や気泡の大きさによる浮上力等により異なるので、脱ガス状態をモニタリングしながら減圧度を調整するとよい。従って、通路８６を流れる反応液ＬＭから気泡９８が抜ける状態が観察できることが好ましく、脱ガス容器８８を透明な容器で形成することが好ましい。
【０１０９】
この脱ガスにおいて、空間部８２の圧力を一定に精度良く保ちながら、発生するガスを反応液ＬＭからスムーズ（液の流れを乱さないように）に連続脱ガスし、反応液ＬＭの流れを安定化させることが、反応の安定化及び均一化を図る上で非常に重要である。
【０１１０】
このことから、圧力調整手段１０２に使用するバルブ１０８，１１４は１０ミリ秒以下、より好ましくは５ミリ秒以下のレベルの応答速度で開閉するバルブ１０８，１１４を使用することが好ましい。５ミリ秒以下のレベルの応答速度で開閉するバルブ１０８，１１４としては、サーボバルブを使用することができる。これにより、予め設定した空間部８２の圧力設定値に対して圧力センサ１０６の測定値が振れたときに、非常に速い開閉速度でバルブ１０８，１１４が開閉するので、空間部８２の圧力変動がないようにできる。また、バルブ１０８，１１４の応答速度が１０ミリ秒以上の場合には、バルブバルブ１０８，１１４を含めたガス抜き管１１０内のどこかにガスの放出速度を遅くする抵抗体（図示せず）を設け、圧力制御をし易くするようにしてもよい。抵抗体としては、オリフィスやフィルタ等を好適に使用することができる。
【０１１１】
また、反応が空気中の酸素を嫌う反応であったり、反応に伴って発生するガスが水素ガスのように酸素があると危険な場合がある。この場合には、ガス供給配管１１６から窒素ガス等の不活性ガスを供給できるので、反応装置１０を運転する前にガス供給配管１１６から脱ガス容器８８内に不活性ガスをパージして脱ガス容器８８内の空気を不活性ガスで置換することが好ましい。
【０１１２】
尚、本実施の形態では、邪魔板９２の空間部８２に対応する部分に連通孔９２Ａを形成したが、連通孔９２Ａを形成せずに、邪魔板９２同士で区画される空間部８２ごとに圧力調製手段１０２を設けて圧力を各空間部８２ごとに個別に調整できるようにしてもよい。これは、上述したように、脱ガス装置１４の入口側に近いほど反応液ＬＭからのガス発生量が多く、出口側にいくはどガス発生量は少なくなるので、入口側の空間部８２ほど脱ガスされたガスを空間部８２から速く除去して空間部８２の圧力が上がらないようにすることが必要になる。従って、邪魔板９２同士で区画される空間部８２ごとに圧力を調整できるようにすれば、ガス発生量に応じて各空間部８２の圧力を適切に制御し、各空間部８２ごとに気泡９８が脱ガスされ易い圧力を形成できる。
【０１１３】
また、反応液ＬＭ中からの気泡９８の脱ガスを促進するには、図１３に示すように、流入管９４の途中に脱ガス装置１４に流入する反応液ＬＭを加熱又は冷却する温度調整手段１２０を設けることが好ましい。この場合、脱ガス容器８８、堰板９０、及び邪魔板９２の内部にヒーターや冷却コイルを埋め込む等により脱ガス装置１４の全体を加熱又は冷却するようにしてもよい。反応液ＬＭをどの程度加熱又は冷却するかは、気泡９８が抜ける状態を観察しながら温度調整手段１２０等の温度を適宜設定すればよい。
【０１１４】
これにより、脱ガス装置１４内を流れる反応液ＬＭを加熱又は冷却して反応温度を制御することにより、気温や室内の温度に左右されずに常に反応条件を一定にできるので、発生するガス量も気温に影響されずに一定に維持することができる。従って、精度の良い脱ガス処理を行うことができると共に、設計した脱ガス装置内での脱ガス量が季節や室内の温度によらずに精度よく再現されるので、装置の形状や容量を固定できる。
【０１１５】
また、反応液ＬＭ中からの気泡９８の脱ガスを促進するには、図１３に示すように、超音波発生器１２２を設けることも好ましい方法である。超音波発生器１２２を設ける場所は特に限定されないが、例えば図１３のように脱ガス装置１４の底部外側に設けるとよい。超音波の振動周波数は１kHz 〜１０MHz の範囲が好ましく、１kHz 〜１MHz の範囲がより好ましく、２０kHz 〜２００kHz の範囲が特に好ましい。超音波の出力は１Ｗ〜１０ｋＷの範囲が好ましく、１０Ｗ〜５ｋＷの範囲がより好ましく、１００Ｗ〜２ｋＷの範囲が特に好ましい。このように，反応液ＬＭに超音波振動を付与することで、反応液ＬＭ中の気泡９８の脱ガスを促進できるだけでなく、脱ガス容器８８の内壁面、堰板９０の表面、邪魔板９２の表面に付着した気泡９８を脱離させ易くなる。この場合、脱ガス容器８８の内壁面、堰板９０の表面、邪魔板９２の表面に、テフロン（商標）加工等のように気泡９８が付着されにくくする表面加工を施すと更によい。
【０１１６】
また、反応液ＬＭ中からの気泡９８の脱ガスを促進するには、図１５に示すように、上昇通路８６Ａの幅Ｗ１よりも下降通路８６B の幅Ｗ２を大きくして、上昇通路８６Ａの通路断面積よりも下降通路８６Ｂの通路断面積を大きくすることが好ましい。即ち、上昇路８６Ａでは、反応液ＬＭの流れ方向と気泡９８の浮上方向が同じなので、気泡９８が気液界面８４において浮上分離され易いが、下降通路８６Ｂでは、反応液ＬＭの流れ方向と気泡９８の浮上方向が逆なので、気泡９８が気液界面８４において浮上分離され難い。従って、下降通路８６Ｂでは、反応液ＬＭの下降流速度が気泡９８の上昇速度よりも小さくする必要がある。この場合、気泡９８の上昇速度は気泡径によって異なるので、気泡径の大きさ、即ち浮上速度に応じて下降通路８６B の下降流速度を適宜設計することが必要である。尚、図１４、図１５では圧力調整手段１０２は省略されている。
【０１１７】
図１６は、脱ガス装置１４を、入口ユニット１２４、中間部ユニット１２６、出口ユニット１２８にそれぞれユニット化することで、通路８６全体の長さを簡単に調整できるようにしたものである。
【０１１８】
図１６に示すように、入口ユニット１２４は、箱体１３０の内部に上述した堰板９０が立設されると共に、箱体１２４の一方側面の下部に流入管９４が接続され、他方側面の下部に出口ダクト１３２が横向きに突設される。中間ユニット１２６は、箱体１３４の内部に上述した堰板９０が立設されると共に、箱体１３４の一方側面の下部に入口ダクト１３６が横向きに突設され、他方側面の下部に出口ダクト１３８が横向きに突設される。出口ユニット１２８は、箱体１４０の一方側面の下部に入口ダクト１４２が突設され、他方側面の上部に流出管９６が接続される。各ユニット１２４、１２６、１２８には、上述した空間部８２の圧力を均等化するための連通孔９２A が形成される。また、各ユニット１２４、１２６、１２８における入口ダクト１３６，１４２と出口ダクト１３２，２３８とは水密状態で嵌合される。
【０１１９】
そして、これら入口ユニット１２４、中間部ユニット１２６、出口ユニット１２８により脱ガス装置１４を組み立てるには、入口ユニット１２４の出口ダクト１３２と中間ユニット１２６の入口ダクト１３６を嵌合すると共に、中間ユニット１２６の出口ダクト１８と出口ユニット１２８の入口ダクト１４２を嵌合する。この嵌合によって合わさる各ユニット１２４、１２６、１２８の側面が、上述した邪魔板９２になる。これにより、簡単に脱ガス装置１４を製作することができると共に、中間ユニット１２６の数を変えるだけで脱ガス装置１４内の通路８６全体の長さを任意に調整することができる。尚、各ユニット１２４、１２６、１２８に連通孔９２Ａを形成する場合には、何れかのユニットに上述した圧力調整手段を設ければよい。また、連通孔９２Ａを形成しない場合には、各ユニットごとに空間部８２の圧力を調整するための圧力調整手段１０２を設ければよい。また、温度調整手段１２０、超音波付与手段１２２、撹拌機１００等を設けたり、ユニット底部を円弧状に形成する等のように、脱ガスを促進する各種の手段や形状を設ければ更によい。
【０１２０】
ｂ）気体透過方式
図１７に示すように、気体透過方式の脱ガス装置１４は、脱ガス容器８８の一方側面の上部に流入管９４が接続されると共に、地方側面の下部に流出管９６が接続される。そして、脱ガス容器８８内には、液体は通さずに気体を通す気体透過部材で形成された脱ガス管１５０が逆Ｓ字状に収納されると共に、脱ガス管１５０の一端が流入管９４に接続され、他端が流出管９６に接続される。また、脱ガス管１５０の複数箇所が、保持具１５２を介して脱ガス容器８８の内壁面に支持される。
【０１２１】
この気体透過方式の脱ガス装置１４を製作する上で、最も重要なポイントは如何に気体透過性の良い気体透過部材を使用するかであり、近年の高分子技術の進歩により例えばゴアテックス膜（商標）のような気体透過性のよい膜が市販されており、このような膜を使用することができる。また、近年のマイクロマシンニング技術の進歩により、液体は通さないが気体は通す極めて微細な孔を金属やプラスチック樹脂等の硬質樹脂に開けることが可能になってきており、このような技術を使用して気体透過部材を製作することも可能である。いずれにしても、この気体透過方式の脱ガス装置１４は、技術の進歩如何にかかわらず、液液反応により発生するガスだけを透過させる気体透過部材であればどのようなものでもよい。この場合、脱ガス管１５０の全てを気体透過部材で形成することに限定さ
ず、脱ガス管１５０の少なくとも上部が気体透過部材で形成されていればよい。これにより、脱ガス容器８８内には、反応液LMによる液体部８０と、反応液LMから除去されたガスが溜まる空間部８２との気液界面が気体透過部材で形成された脱ガス管１５０で仕切られた構造の脱ガス装置１４が形成される。
【０１２２】
このように構成された気体透過方式の脱ガス装置１４によれば、第１混合装置１２で混合された反応液ＬＭは、流入管９４から脱ガス装置１４に流入する。そして、反応液ＬＭが脱ガス管１５０内を流れながら、反応に伴って発生するガスは反応液中を気泡９８となって上昇し、気体透過部材で形成された脱ガス管１５０を透過して空間部８２へ脱ガスされる。
【０１２３】
かかる脱ガスにおいて、脱ガス管１５０を形成する気体透過部材の気体透過性能にもよるが、空間部８２の圧力を調整する圧力調整手段を設け、空間部８２内を減圧することが好ましい。圧力調整手段１０２の構成は上下蛇行流方式の脱ガス装置で説明したと同様であるので、説明は省略する。
【０１２４】
以上説明したように本発明の化学物質の製造装置１０によれば、第１混合装置１２と脱ガス装置１４とを分離して、反応に伴って発生するガスの気泡９８に邪魔されずに混合を均一且つ効率的に行うことができるので、反応開始時及び反応進行過程での反応を安定化させることができると共に、後工程へ安定した送液を行うことができる。
【０１２５】
また、本発明の化学物質の製造装置１０によれば、第１混合装置１２として高圧混合方式を使用することにより、瞬時混合を行うことができると共に、混合による反応の開始によりガスが発生した反応液ＬＭを直ちに脱ガス装置１４に送ることができる。これにより、第１混合装置１２において、ガスの気泡により混合が邪魔されることがない。
【０１２６】
また、本発明の化学物質の製造装置１０によれば、脱ガス装置１４として、反応液ＬＭによる液体部８０と反応液ＬＭから除去されたガスが溜まる空間部８２との気液界面８４を有する通路８６を形成し、通路８６を流れる反応液中のガスの気泡９８を空間部８２に連続的に除去するようにしたので、気泡９８の浮上力を利用した効率的な脱ガスを行うことができる。
【０１２７】
従って、本発明の化学物質の製造装置１０は、ガスを発生する反応を反応液ＬＭの流れの中で行わせるフロー方式での反応系に好適である。特に磁気記録媒体の磁性層に含有する磁性粒子の連続製造に本発明の製造装置１０を採用すれば、ガスの発生を伴う反応の均一化が可能となる。また、連続的に脱ガスすることで反応の平衡が反応促進側に進むと考えられ、反応性が向上するので迅速な反応を可能とし、結果的に磁性粒子の微小化を図ることができる。また、脱ガスのための液温制御を行う場合、ガスを連続処理の流れの中で効率的に除去することができるので、液温制御の精度を向上させることができる。これにより、微小サイズで単分散性の良い磁性粒子を製造することができると共に、この磁性粒子を磁性層に含有することで高精度な磁気記録メディアを製造することができる。
【実施例】
【０１２８】
高純度の窒素ガス中で下記の操作を行った。
【０１２９】
三シュウ酸三アンモニウム鉄（Ｆｅ（ＮＨ4 ) 3 （Ｃ2 Ｏ4 ) 3 ）（和光純薬製）０．４６ｇと塩化白金酸カリウム（Ｋ2 ＰｔＣｌ4 ）（和光純薬製）０．４６ｇとを、Ｈ2 Ｏ（脱酸素処理済み）２４ｍｌに溶解した金属塩水溶液に、エーロゾルＯＴ（和光純薬製）１４．０ｇをデカン（和光純薬製）８０ｍｌに溶解したアルカン溶液を添加、混合して第１の溶液Ｌ１の逆ミセル溶液を調製した。
【０１３０】
ＮａＢＨ4 （和光純薬製）０．５０ｇをＨ2 Ｏ（脱酸素処理済み）１２ｍｌに溶解した還元剤水溶液に、エーロゾルＯＴ５．４ｇをデカン（和光純薬製）４０ｍｌに溶解したアルカン溶液を添加、混合して第２の溶液Ｌ２の逆ミセル溶液を調製した。
【０１３１】
塩化銅（ＣｕＣｌ2 ・６Ｈ2 Ｏ）（和光純薬製）０．０９ｇをＨ2 Ｏ（脱酸素処理済み）２ｍｌに溶解した金属塩水溶液に、エーロゾルＯＴ（和光純薬製）３．５ｇをデカン（和光純薬製）２０ｍｌに溶解したアルカン溶液を添加、混合して第３の溶液Ｌ３の逆ミセル溶液を調製した。
【０１３２】
アスコルビン酸（和光純薬製）０．８８ｇとキレート剤（ＤＨＥＧ）０．３３ｇをＨ2 Ｏ（脱酸素処理済み）１２ｍｌに溶解した水溶液に、エーロゾルＯＴ（和光純薬製）５．４ｇとオレインアミン（東京化成製）２ｍｌとをデカン（和光純薬製）４０ｍｌに溶解したアルカン溶液を添加、混合して第４の溶液ＬＭ４の逆ミセル溶液を調製した。
【０１３３】
従来法による金属微粒子の製造方法では、バッチ式で１つのタンクで上記４つの逆ミセル溶液（ＬＭ１，２，３，４）を次のように混合した。逆ミセル溶液（Ｌ１）を２２°Ｃでオムニミキサー（ヤマト科学製）で高速攪拌しながら、逆ミセル溶液（Ｌ２）を瞬時に添加した。３分後、更に、逆ミセル溶液（Ｌ３）を約２．４ｍｌ／分の速度で約１０分かけて添加した。添加終了５分後に、オムニミキサーからマグネチックスターラー攪拌に変更して、４０°Ｃに上温させた後、逆ミセル溶液（Ｌ４）を添加して、１２０分間熟成した。これにより、得られた金属微粒子を従来法サンプルと呼ぶ。
【０１３４】
これに対し、本発明の化学物質の製造装置１０では、逆ミセル溶液（Ｌ１）と逆ミセル溶液（Ｌ２）とを図２の第１混合装置１２で瞬時に混合した。混合終了と同時に第１混合装置１２から反応液ＬＭを取り出し、図１２の上下蛇行流型の脱ガス装置１４により反応副生ガスを除去しながら、１０分後に図１に示す第２混合装置１３へ反応液ＬＭを送った。この第２混合装置１３に逆ミセル溶液（Ｌ３）を添加して瞬時に混合した。第２混合装置１３からの液を製品タンク２１に回収し、逆ミセル溶液（Ｌ３）添加終了５分後に、攪拌翼２１ａによるゆるやかな攪拌に変更し、４０°Ｃに昇温した後、逆ミセル溶液（Ｌ４）を添加して、１２０分間熟成した。これにより、得られた金属微粒子を本発明法サンプルと呼ぶ。
【０１３５】
そして、従来法サンプル及び本発明法サンプルともに、室温まで冷却後、オレイン酸（和光純薬製）２ｍｌを添加、混合して、大気中に取り出した。逆ミセルを破壊するため、Ｈ2 Ｏ２００ｍｌとメタノール２００ｍｌとの混合液を添加して水相と油相とに分離した。油相側に金属ナノ粒子が分散した状態が得られた。油相側をＨ2 Ｏ６００ｍｌとメタノール２００ｍｌとの混合液で５回洗浄した。その後、メタノールを１３００ｍｌ添加して金属ナノ粒子にフロキュレーションを起こさせて沈降させた。上澄み液を除去して、ヘプタン（和光純薬製）２０ｍｌを添加して再分散した後、メタノール１００ｍｌを添加して金属ナノ粒子を沈降させた。この処理を２回繰り返して、最後にオクタン（和光純薬製）５ｍｌを添加して、ＦｅＣｕＰｔの多元系合金で粒径がナノレベルの金属微粒子を含む金属ナノ粒子分散液を得た。
【０１３６】
得られた従来法の金属ナノ粒子と本発明法の金属ナノ粒子について、収率、組成、体積平均粒径と粒径分布（変動係数）、及び保磁力の測定を行った。尚、組成及び収率は、ＩＣＰ分光分析（誘導結合高周波プラズマ分光分析）で測定し、体積及び平均粒径と粒径分布は、ＴＥＭ撮影した粒子を計測して統計処理により求めた。また、保磁力の測定は、東英工業製の高感度磁化ベクトル測定機と同社製のＤＡＴＡ処理装置を使用し、印加磁場７９０ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）の条件で行った。測定用金属ナノ粒子は、調製した金属ナノ粒子分散液から金属ナノ粒子を捕集し、十分に乾燥させ、電気炉において５５０°Ｃで３０分加熱後のものを使用して測定した。
【０１３７】
従来法の金属ナノ粒子と本発明法の金属ナノ粒子の上記測定結果を表１に示す。
【０１３８】
【表１】
2006272132.tif 000003
表１の結果から分かるように、本発明法の金属ナノ粒子は、従来法の金属ナノ粒子に比べて、小サイズで且つ単分散の粒子の良い金属ナノ粒子が得られた。また、本発明法は従来法に比べて、収率が向上すると共に、組成におけるＰｔの含有率が増加し、保磁力も大きくなった。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の化学物質の製造装置の全体構成を説明する概念図
【図２】本発明の化学物質の製造装置におけるワンジェット型の高圧混合方式の混合装置を示す断面図
【図３】ワンジェット型の高圧混合方式の混合理論を説明する説明図
【図４】ワンジェット型の高圧混合方式の混合装置の第１のノズルの形状を説明する説明図
【図５】第１のノズルの別の形状を説明する説明図
【図６】第１のノズルの更に別の形状を説明する説明図
【図７】第１のノズルの他の形状を説明する説明図
【図８】Ｔ字型の高圧混合方式の混合装置を示す断面図
【図９】Ｙ字型の高圧混合方式の混合装置を示す断面図
【図１０】ツージェット対向型の高圧混合方式の混合装置を示す断面図
【図１１】ツージェット対向型の高圧混合方式の混合理論を説明する説明図
【図１２】本発明の反応装置における上下蛇行流方式の脱ガス装置を示す斜視図
【図１３】上下蛇行流方式の脱ガス装置の概念を示す断面図
【図１４】上下蛇行流方式の脱ガス装置の底部に撹拌機を設けた態様の断面図
【図１５】上下蛇行流方式の脱ガス装置の上昇通路と下降通路の幅を変えた断面図
【図１６】上下蛇行流方式の脱ガス装置をユニット化した分解図
【図１７】気体透過方式の脱ガス装置の概念を示す断面図
【符号の説明】
【０１４０】
１０…製造装置、１２…第１混合装置、１３…第２混合装置、１４…脱ガス装置、１５、１６、１８…調製タンク、２０…加熱ジャケット、２２、２４…供給配管、１７、２６、２８…供給ポンプ、３０、３２…配管、３４…製品タンク、３６…加熱・冷却ジャケット、３８…混合室、４０…混合器、４２…第１の導管、４４…排出管、４６…第２の導管、４８…第１のオリフィス、５０…第２のオリフィス、５２…第１のノズル、５４…第２のノズル、５６…ジャケット、５８…オリフィル材、６０…第３のオリフィス、６２…第１の添加配管、６４…混合場、６６…第２の添加配管、６８…排出管、７０…ジャケット、８０…液体部、８２…空間部、８４…気液界面、８６…通路、８６Ａ…上昇通路、８６Ｂ…下降通路、８８…脱ガス容器、９０…堰板、９２…邪魔板、９２Ａ…連通孔、９４…流入管、９６…流出管、９８…気泡、１００…攪拌機、１０２…圧力調整手段、１０６…圧力センサ、１０８…バルブ、１１０…ガス抜き管、１１２…減圧手段、１１４…バルブ、１１６…ガス供給配管、１１８…制御装置、１２０…温度調整手段、１２２…超音波付与手段、１２４…入口ユニット、１２６‥中間ユニット、１２８…出口ユニット、１３０、１３４、１４０…箱体、１３２、１３８…出口ダクト、１３６、１４２…入口ダクト、１５０…脱ガス管、Ｌ１…第１の溶液、Ｌ２…第２の溶液、Ｌ３…第３の溶液、ＬＭ…反応液
【図１】
2006272132.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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