(57)【要約】本発明は、少なくとも二つの流体を連続的かつ動的に混合する方法に関する。本方法は、ａ）マイクロミキサのロータ（１）を回転駆動する工程と、マイクロミキサは、グループ（３ａ〜３ｇ）に分割された翼（３）を有するシャフト（２）を備えたロータ（１）と、第一流体用の少なくとも１個の注入口（５）、第二流体用の少なくとも１個の注入口（６）、および排出口（７）を有する固定子（７）とを有することと、ｂ）流体をマイクロミキサ内に供給する工程と、ｃ）マイクロミキサの排出口（７）において、流体のマイクロ混合物を回収する工程とを含む。本方法は、特に、アニオン重合等の高速かつ／または複雑な化学反応に使用されることが好ましい。本発明は、本方法を実行するマイクロミキサにも関する。
2005528978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも二つの流体を連続的かつ動的に混合する方法であって、
ａ）マイクロミキサのロータ（１）を回転駆動する工程と、前記マイクロミキサは
グループ（３ａ〜３ｇ）に分割された翼（３）を有するシャフト（２）を備えたロータ（１）と、前記各グループ（３ａ〜３ｇ）の翼（３）は、シャフト（２）の長手方向軸と直交する同一平面内においてシャフト（２）の周囲に配置され、かつ前記翼（３）の各グループ（３ａ〜３ｇ）は、シャフト（２）の長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
前記ロータ（１）を受容し得る中空シリンダ状の固定子（４）と、前記固定子（４）は、その長手方向軸の片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口（５）と、第二流体（６）用の少なくとも１個の注入口（６）とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、前記流体のマイクロ混合物用の排出口（７）を有することと、を備えることと、
ｂ）前記流体をマイクロミキサ内に導入する工程と、
ｃ）前記マイクロミキサの排出口（７）において、流体のマイクロ混合物を回収する工程とを含む方法。
【請求項２】
前記ロータ（１）は、最大で３０，０００ｒ．ｐ．ｍの速度で、好ましくは５０００ｒ．ｐ．ｍ．よりも高速で、かつ２０，０００ｒ．ｐ．ｍ．よりも低速で回転駆動される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一流体および第二流体は、ロータ（１）の軸に関して互いに正反対に配置された少なくとも二箇所（５，６）にて導入される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
−１００℃〜３００℃、好ましくは−８０℃〜１１０℃の流体温度下で行われる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
０．１〜１００ｂａｒ、好ましくは１〜５０ｂａｒの絶対流圧下で行われる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記流体は、１ｇ／ｈ〜１０，０００ｋｇ／ｈ、好ましくは１ｋｇ／ｈ〜５，０００ｋｇ／ｈの流速でミキサ内に導入される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
質量流速の比が、０．０１〜１００、好ましくは０．１〜１０である請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記流体は、１ｍＰａ．ｓ〜１０３Ｐａ．ｓ、好ましくは１０ｍＰａ．ｓ〜１０Ｐａ．ｓの粘土を有する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記流体のマイクロミキサ内の滞留時間は、１ｍｓより長く、好ましくは５ｍｓ〜１０ｓである請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記流体は反応性流体である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記流体はアニオン重合を行う液体である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記流体の少なくとも一つは、少なくとも一種の（メタ）アクリルモノマーを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記（メタ）アクリルモノマーは、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸ノニルおよびメタクリル酸２−ジメチルアミノエチルのうちから選択される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ｉ）マイクロミキサのロータ（１）を回転駆動する工程と、前記マイクロミキサは
グループ（３ａ〜３ｇ）に分割された翼（３）を有するシャフト（２）を備えたロータ（１）と、前記各グループ（３ａ〜３ｇ）の翼（３）は、シャフト（２）の長手方向軸と直交する同一平面内においてシャフト（２）の周囲に配置され、前記翼（３）の各グループ（３ａ〜３ｇ）は、シャフト（２）の長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
ロータ（１）を受容し得る、中空シリンダ状の固定子（４）と、前記固定子は、その長手方向軸の片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口（５）と、第二流体（６）用の少なくとも１個の注入口（６）とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、前記流体のマイクロ混合物用の排出口（７）を有することと、を備えることと、
（ｉｉ）少なくとも一つが反応性である少なくとも二つの流体を、マイクロミキサ内に導入する工程と、
（ｉｉｉ）前記マイクロミキサの排出口（７）において、流体のマイクロ混合物を回収する工程と、
（Ｖｉ）前記反応性流体を重合させる工程と、前記重合工程は、マイクロミキサの外部で行われるか、またはマイクロミキサの内部で開始されて、マイクロミキサの外部で継続されることと、を含む重合方法。
【請求項１５】
前記流体の少なくとも一つは、少なくとも一種の（メタ）アクリルモノマーを含む請求項１４に記載の重合方法。
【請求項１６】
前記（メタ）アクリルモノマーは、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸ノニルおよびメタクリル酸２−ジメチルアミノエチルのうちから選択される、請求項１５に記載の重合方法。
【請求項１７】
グループ（３ａ〜３ｇ）に分割された翼（３）を有するシャフト（２）を備えたロータ（１）と、前記各グループ（３ａ〜３ｇ）の翼（３）は、シャフト（２）の長手方向軸と直交する同一平面内においてシャフト（２）の周囲に配置され、かつ前記翼（３）の各グループ（３ａ〜３ｇ）は、シャフト（２）の長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
前記ロータ（１）を受容し得る中空シリンダ状の固定子（４）と、前記固定子（４）は、その長手方向軸の片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口（５）と、第二流体（６）用の少なくとも１個の注入口（６）とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、前記流体のマイクロ混合物用の排出口（７）とを有することとを備えるマイクロミキサ。
【請求項１８】
前記固定子（４）は複数の円板（８）も有し、前記複数の円板（８）は固定子（４）の内部に積み重ねて配置され、各円板は、その中心部に翼（３）の各グループ（３ａ〜３ｇ
）を収容する細長孔（９）を備える請求項１７に記載のマイクロミキサ。
【請求項１９】
前記各円板（８）の細長孔（９）は円形孔状を有し、前記細長孔（９）の一部は、対応翼（１０）を形成している円板（８）の延長部により占有される、請求項１８に記載のマイクロミキサ。
【請求項２０】
前記円板（８）の対応翼（１０）は、ロータ（１）の翼（３）と同一の形状および寸法を有し、かつ円板（８）の本体（１２）の厚さよりも薄い、請求項１９に記載のマイクロミキサ。
【請求項２１】
前記固定子の注入口（５，６）は、互いに正反対の位置に配置されている請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載のマイクロミキサ。
【請求項２２】
ワッシャーの形態を有する流体分配器（１７）も有し、前記流体分配器（１７）は、第一流体用の少なくとも１個の注入口と、第二流体用の少なくとも１個の注入口とを備え、前記各注入口は、固定子（４）の注入口（５，６）と連通している請求項１７乃至２１のいずれか一項に記載のマイクロミキサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は少なくとも二つの流体を、連続的かつ動的に混合する方法に関する。本方法は、特に、アニオン重合等の、迅速かつ／または複雑な動力学的化学反応に使用されることが好ましい。
【０００２】
本発明は、本方法を実行することが可能なマイクロミキサにも関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、二つ以上の液体を混合する際に使用される最も一般的な方法の一つでは、プロペラ、タービン等からなる機械的攪拌装置が設けられた、閉鎖、半閉鎖、または開放管を使用して、その管内に一つ以上の試薬を注入する。
【０００４】
機械的攪拌により分散されたエネルギーによって、混合が実行され得る。残念な事に、ある場合においては、この装置は、迅速かつ複雑な反応を実行するのに十分なマイクロミキシング時間を達成することが不可能である。とりわけ、時間が経過すると粘土が急激に増大する重合反応には適さない。
【０００５】
反応装置のコンジット内にて同列に配置されるか、または反応装置の注入口に配置されるスタティック・ミキサは、液体を十分に混合する。しかし、スタティック・ミキサは、殆どの場合、反応装置に導入される前のプレミキサとして使用されるか、時間または粘土によって反応が限定されない場合に使用される。この装置は、溶液を均一化するのに適しているが、閉塞の危険性が大きいため、特定の重合反応、特に高速反応には適していない。特に、固体の含有量が高い重合反応には適さない。
【０００６】
（特に、特許文献１に開示されているアニオン重合に使用され得る）タンジェンシャル・ジェット・ミキサまたはＲＩＭ（反応射出成形）の混合ヘッドは、閉鎖ジェット・ミキサであり、噴射がミキサ壁に接触する。この装置は非常に効率がよいが、高重合体成分が含まれていると閉塞の原因となったり、または、生成物を高圧（数百ｂａｒ）に耐えるポンプによって噴射する必要が生じたりする。さらに、ＲＩＭ混合ヘッドは、不連続の操作を必要とする。
【０００７】
自由噴射衝突によるミキサ（噴射がミキサの壁に接触しない）は公知であり、エマルジョン形成、液−液抽出方法における使用が、例えば非特許文献１等に解説されている。
自由噴射衝突装置を沈殿または重合に使用することについても説明されている。この装置では、所定の角度にて二つの噴射が行われ、噴射の衝突によって高速のマイクロミキシングが実行される（参照、非特許文献２、非特許文献３）。これらのシステムの不都合は、二つの流体のみの混合が可能であることと、全噴射が同一の直径を有するため、混合を効果的に実行するためには、各噴射の流速を同一にする必要がある点にある。重合反応の例では、第一の噴射内に存在するモノマーと、第一の噴射と同一の流速を有する第二の噴射内に存在する開始剤溶液とを反応させるために、比較的大量の溶媒を使用する必要がある。このことは、重合工程の後で、通常高価な回収作業を行う必要性を想定させる。
【０００８】
その後、特許文献２に開示されている方法が開発された。この方法では、少なくとも二つの流体を自由噴射衝突によって連続的に混合し、混合物を噴射の形態にて回収することによって、前述の限界を克服している。
【０００９】
しかしながら、このシステムの不都合は、流体の噴射を所定位置にて正確に接触させるために、噴射装置を非常に正確に調整しなければならないことにある。
特許文献３には、滞留時間が平均１０〜１２０秒であるダイナミック・ミキサを備えた、イソシアネート末端を有するポリウレタン・プレポリマーを分散させる装置が開示されている。しかしながら、この種のミキサは、反応の半減期と比較して十分に短い時間内で試薬を混合させるために、ミキサ内の平均滞留時間をさらに短くする必要があるより高速の反応には適さない。反応速度と混合速度とが同一オーダーにある場合、これら二つの工程間に強力な競争が発生する。従って、特許文献３に示すように、低速の反応は超高速の混合工程を必要としないが、高速の反応の発展は低速の混合によって非常に妨げられている。
【００１０】
特許文献４では、固定子と、翼を備えた円筒状ロータとを有するダイナミック・ミキサを使用して、カチオン基および／またはアニオン基を含むセルロース粒子を調製する方法が開示されている。このミキサの不都合は、物質の集合体が速度勾配を倍増させる結果、集合体がランダムに伸張収縮し、深刻な濃度勾配が発生することにある。
【特許文献１】欧州特許出願公開第ＥＰ７４９９８７号明細書
【特許文献２】仏国特許出願公開第２７７０１５１号明細書
【特許文献３】国際公開第ＷＯ９７／１０２７３号パンフレット
【特許文献４】欧州特許出願公開第ＥＰ８２４１０６号明細書
【非特許文献１】アブラハム・タミール(Abraham TAMIR)、「Impinging-Stream Reactors. Fundamentals and Applications」、第12章、エルセビア(Elsevier)による「Liq uid-Liquid Methods」（１９９４年）
【非特許文献２】アマージット(Amarjit J.)、マハジャン(Mahajan)およびカーワン(Donald J. Kirwan)、「Micromixing Effects in a Two Impinging-Jets Precipitator」、Aiche Journal、第４２巻、Ｎｏ．７、１８０１〜１８１４ページ（１９９６年７月）
【非特許文献３】タダシ・ヤマグチ(Tadashi Yamaguchi)、マサユキ・ノザワ(Masayuki Nozawa)、ナリト・イシガ(Narito Ishiga)、アキヒコ・エガスティラ(Akihiko Egastira)、「A Novel Polymerisation Process by Means of Impinging Jets」、Die Angewandte Makromolekulare Chemie, 85、（１９８０年）、１９７〜１９９ページ、（Ｎｏ．１３１１）］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、本発明の目的は、少なくとも二つの流体を連続的かつ動的に混合する方法を提案することにある。
本発明は、反応性流体の混合、より詳細には、少なくとも一種の（メタ）アクリルモノマーのアニオン重合にて有利に使用される。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の主題は、
ａ）  マイクロミキサのロータを回転駆動する工程と、マイクロミキサは、
グループに分割された翼を有するシャフトを備えたロータと、各グループの翼は、シャフトの長手方向軸と直交する同一平面内において同シャフトの周囲に配置され、かつ翼の各グループは、シャフトの長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
ロータを受容し得る、中空シリンダ状の固定子と、同固定子は、その長手方向軸の片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口と、第二流体用の少なくとも１個の注入口とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、流体のマイクロ混合物用の排出口とを有することと、を備えることと、
ｂ）  流体をマイクロミキサ内に導入する工程と、
ｃ）  マイクロミキサの排出口において、流体のマイクロ混合物を回収する工程とを含む
方法である。
【００１３】
本発明の主題は、
グループに分割された翼を有するシャフトを備えたロータと、各グループの翼は、シャフトの長手方向軸と直交する同一平面上において同シャフトの周囲に配置され、かつ翼の各グループは、シャフトの長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
ロータを受容し得る中空シリンダ状の固定子と、同固定子は、その長手方向軸の少なくとも片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口と、第二流体用の少なくとも１個の注入口とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、流体のマイクロ混合物用の排出口とを有することとを備えるマイクロミキサに関する。
【００１４】
このマイクロミキサは、圧力損失をあまり発生させず、かつ流速、粘土等の作動条件の変更に対応するように調整可能であるという二つの利点を有する。実際、このような調整は、ロータの回転速度、翼または対応翼形状、または翼または対応翼数の変更を要するのみである。
【００１５】
また、標準的な管状ミキサのように、混合の効果がロータの長手方向軸に沿って低下しない。
さらに、本発明のマイクロミキサは、粘土が非常に高い場合であっても極めて有効である。
【００１６】
本発明の別の一局面において、本発明のマイクロミキサを使用した動的かつ連続的な混合による重合方法を提供する。
本方法は、
（ｉ）  マイクロミキサを回転駆動させる工程と、マイクロミキサは
グループに分割された翼を有するシャフトを備えたロータと、各グループの翼は、シャフトの長手方向軸と直交する同一平面内において同シャフトの周囲に配置され、かつ翼の各グループは、シャフトの長手方向軸に沿って互いに離間されていることと、
ロータを受容し得る中空シリンダ状の固定子と、同固定子は、その長手方向軸の少なくとも片方の端において、第一流体用の少なくとも１個の注入口と、第二流体用の少なくとも１個の注入口とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、流体のマイクロ混合物用の排出口とを有することと、を備えることと、
（ｉｉ）  少なくとも一つが反応性である少なくとも二つの流体を、マイクロミキサ内に導入する工程と、
（ｉｉｉ）  マイクロミキサの排出口において、流体のマイクロ混合物を回収する工程と、
（ｉｖ）  前記反応性流体を重合させる工程と、同重合工程は、マイクロミキサの外部で行われるか、またはマイクロミキサの内部で開始されて、マイクロミキサの外部で継続されることと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の他の特徴および利点を、図面を参照にして以下により詳細に説明する。
本発明による混合方法
本発明による動的かつ連続的な混合方法を、上記に概略的に説明してきた。
【００１８】
本方法は、二つより多い流体の混合に使用し得るが、以下では簡略化するため、二つの流体の混合について説明する。
本発明によれば、ロータは、３０，０００ｒ．ｐ．ｍ迄の回転速度で駆動され得る。
【００１９】
ロータの回転速度は、均一な混合を達成するために、５，０００ｒ．ｐ．ｍよりも速く
、かつ過熱現象を制限するために２０，０００ｒ．ｐ．ｍよりも遅いことが好ましい。
第一流体および第二流体は、マイクロミキサのロータ軸に関して互いに正反対に位置する少なくともニ箇所にて導入されることが好ましい。
【００２０】
本方法は、一般に−１００℃〜３００℃の流体温度下で行われる。流体温度は、８０℃〜１１０℃が好ましい。
本方法は、０．１〜１００ｂａｒの絶対圧力下で行われる。絶対流圧は、１〜５０ｂａｒが好ましい。
【００２１】
流体は、１ｇ／ｈ〜１０，０００ｋｇ／ｈの流速でミキサ内に導入され得る。流速は、１ｋｇ／ｈ〜５，０００ｋｇ／ｈが好ましい。
流体間の質量流速の比は、幅広く変動し得る。一般に、質量流速の比は０．０１〜１００であるが、０．１〜１０が好ましい。
【００２２】
本発明による方法では、１ｍＰａ．ｓ〜１０３Ｐａ．ｓの粘土を有する液体を混合することが可能である。粘土は１０ｍＰａ．ｓ〜１０Ｐａ．ｓであることが好ましい。
本方法では、流体のマイクロミキサ内の滞留時間は、一般に１ｍｓより長い。滞留時間が５ｍｓ〜１０ｓになるように、作動条件を調節することが好ましい。
【００２３】
本発明による重合方法
前述した混合方法は、特に反応性流体のマイクロミキシングに適している。本方法は、反応性液体に使用されることが好ましい。
【００２４】
従って、本方法は、アニオン重合、または固体含有量の大きい重合等の、高速および／または複雑な化学反応を起こすべき、液体の完全混合物の生成にて有利に使用され得る。
従って、本発明の混合方法は、より広範囲に使用される重合方法の一つとなり得る。
【００２５】
本発明の重合方法は特に、アニオン重合が意図される、少なくとも一つが少なくとも一種の（メタ）アクリルモノマーを含む反応性流体の混合に使用される。
（メタ）アクリルモノマーとしては、特に、無水アクリル酸、無水メタクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ｎ−ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸ノニル、アクリル酸２−ジメチルアミノエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、メタクリル酸エチルヘキシル、メタクリル酸ノニルおよびメタクリル酸２−ジメチルアミノエチルが挙げられる。
【００２６】
本発明によれば、実際の重合反応はマイクロミキサの外部で行われても、またはマイクロミキサの内部で開始されて、マイクロミキサの外部の、例えば適切な反応装置等において継続されてもよい。
【００２７】
本発明による方法は、任意の重合装置にて使用されることが可能である。特に、前述した特許文献１の１４ページの図１に示されている装置が挙げられる。
本発明の方法は、特に、特許文献１、欧州特許出願公開第ＥＰ７２２９５８号明細書および欧州特許出願公開第ＥＰ５２４０５４号明細書に開示されている方法に従った重合体の調製にて使用され得る。
【００２８】
本発明によるマイクロミキサ
本発明によるマイクロミキサは、上述の方法を実行することが可能である。
本マイクロミキサの概要を上記に説明してきた。
【００２９】
本マイクロミキサの構造の詳細について、マイクロミキサの構造を図示する図１〜６を参照する。
図１に示すように、本発明によるマイクロミキサは、略円筒状のシャフト２を有するロータ１を備え、シャフト２は翼３を備えている。
【００３０】
翼３は、３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇのグループに分割されており、各グループの翼は、シャフト２の長手方向軸と直交する同一平面内において、シャフト２の周囲に配置されている。翼グループは、シャフト２の長手方向軸に沿って互いに離間されている。これは図１に明確に示されており、３ａ〜３ｇの各グループは、円板状の外観を有する。
【００３１】
図２に、ロータの頂面図が示されている。この図では、６個の翼３のうちの３ａグループが示されている。翼は、シャフトの周囲において規則的に、かつ星形状に配置されており、各翼は隣接する２個の翼に対して６０°傾斜している。
【００３２】
翼は、互いに類似し、切刃の形態を有する。翼の長手方向に延びる側面の一つは、シャフト２の周囲に対して接線を形成している。各翼３の自由端は、テーパ形状をなし得る。
シャフトが６０°回転すると、１個の翼は、隣接する２個の翼のうちの１個が回転前に占有していた場所を占有する。
【００３３】
翼３ａのグループの各翼３は、別の一グループである翼３ｂの翼と長手方向軸に沿って整合されていることが好ましく、従って頂面図において、ロータ１の長手方向軸の方向を見ると（図２）、一つの翼グループのみが見え、別の翼グループはその後部に隠れている。
【００３４】
ロータ１は、図１の最上に示される固定子４と協働し得る。固定子４は、ほぼ中空シリンダの形状をなす。固定子４は、ロータ１の少なくとも一部を収容し得る寸法を有する。
図５に示すように、固定子４は、その長手方向軸の片方の端において、第一流体用の注入口５と、第二流体用の注入口６とを有し、かつ該長手方向軸の他方の端において、流体のマイクロ混合物用の排出口を有している。
【００３５】
注入口６は、注入口５と正反対の位置に配置されていることが好ましい。
本発明の一実施形態によれば、固定子４は、図１で固定子の外部に示されている円板８を備える。
【００３６】
図５に示すように、固定子４が装着されると、円板８は固定子４の内部に積み重ねられる。
図３に、円板８の特定の形状を示す。各円板８は、その中心部に、翼３ａまたは３ｂ〜３ｇのグループを収容する一方で、翼３ａまたは３ｂ〜３ｇがロータ１と共に回転することを可能にする細長孔９を備える。
【００３７】
細長孔９は、円形孔状を有する。細長孔９の一部は、円板８の延長部１０により占有される。延長部１０は、細長孔９を画成する円板８の壁１１から突出している。
円板８の延長部１０は、ロータ１の翼３とほぼ同一の形状および寸法を有する。従って、以下の説明においては、延長部１０を対応翼１０と称する。
【００３８】
各円板は、壁１１の周囲にて規則的に配置された６個の対応翼１０からなるグループを有する。各対応翼は、最も近接する２個の対応翼に対して６０°傾斜している。
ロータ１の翼３に関しては、円板８が６０°回転すると、対応翼１０は、回転前の隣接する２個の対応翼１０のうちの１個が占有していた場所を占有する。
【００３９】
同様に、対応翼１０の一つのグループの対応翼１０もまた、固定子の長手方向軸に沿って、別の対応翼１０のグループの対応翼と整合していることが好ましい。従って、頂面図において固定子４の長手方向軸の方向を見ると（図３）、対応翼１０の一グループのみが見え、対応翼の別のグループはその後部に隠れている。
【００４０】
図４の頂面図では、周囲に円板８が配置されたロータ１の翼３の一グループを示す。
図５を参照すると、対応翼１０は、対応翼１０がそこから延びる円板８の本体１２の厚さよりも薄いことに留意されたい。
【００４１】
円板８は互いに接触した状態で固定子４内に積み重ねられて、（第一および最終の翼グループを除いて）翼３の各グループは、対応翼１０のニつのグループの間に挿入される。
ロータ１のシャフト２が回転すると、各翼３グループは自由に、即ち隣接する対応翼１０グループにより妨害されずに、回転することが可能である。翼３および対応翼１０は、互いに反対方向に傾斜していることが好ましく、それによりロータの回転中、せん断機の翼のように互いに接近して流体をせん断する。
【００４２】
さらに、マイクロミキサの注入口５から排出口７の方向を見ると、（固定子の注入口に近接して配置される翼の第一グループを除いて）翼３の各グループと、その前方に位置する対応翼１０グループとの間に、長手方向に延びる空間１３が形成されており、また、（固定子の排出口に近接して配置される翼の最後のグループを除いて）翼３の各グループとその後方に位置する対応翼１０グループとの間に、別の空間１４が形成されることに留意されたい。
【００４３】
また、図４に示すように、ロータ／固定子アセンブリの断面においてシャフト２と、翼３と、対応翼１０とが占有する面積の合計は、円板８の壁１１で画成された円形孔の表面積よりも小さいために、混合流体を長手方向に循環させる空間が更に存在することに留意されたい。
【００４４】
図４に示す例では、空間１５は最小寸法を有しており、シャフト２に対して接線を形成している各翼３の側面は、対応翼１０の長手方向に延びる側面と平行に配置されている。
空間１５は、シャフト２の軸の方向を見て、翼３が対応翼１０上に重なって対応翼１０を隠すときに、最大寸法を有する。
【００４５】
図５から推測し得るように、円板８を貫通し、かつ固定子４の内部に形成される孔１６が存在して、ロッドまたはねじ（図示せず）をそこへ差し込むことにより円板８が固定されて、円板８と固定子４とが一体化され得る。
【００４６】
一般に、固定子４は、ほぼワッシャーの形態を備える。固定子４は、同固定子４の供給レベルに配置される流体分配器１７も備えている。流体分配器１７は、流体の循環方向にて円板８の上流に配置される。
【００４７】
分配器１７の一端は、第一円板８と環状に接触している。
分配器１７は、第一流体用の少なくとも１個の開口部と、第二流体用の少なくとも１個の別の開口部とを有し、これらの開口部は、径方向にてワッシャー状に切り取られており、各々、固定子４の注入口５，６と連通している。
【００４８】
従って、注入口５，６を介して導入された流体は、分配器１７の開口部を通ってロータ１のシャフト２付近へと流れる。
一般に、分配器１７の中心孔１８は、円板８の壁１１によって画成された円板８の円形
孔の直径とほぼ同一の直径を有する。従って、ロータ１が固定子４内に装着されると、ロータ１の翼３の第一グループは、任意で中心孔１８内に挿入されて、中心孔１８の内部で自由に回転し得る。
【００４９】
分配器１７は、低部端、即ち、円板８と接触していない対向側の端において、ロータ１のシャフト２と同様に接触するリングシール２０を受容する孔１９を任意で備える。
固定子４は、一般に、ボルト（図示せず）を用いて標準的な方法により支持体２１に固定される。
【００５０】
マイクロミキサの作動
ロータ１は、電気モータ（図示せず）等の回転駆動手段を用いて標準的な方法により回転駆動される。しかしながら、一定の回転速度を維持し、かつ課され得るトルクに対して独立に対抗し得るモータ（例、フライス盤のモータ）を選択することが好ましい。
【００５１】
ロータの回転方向は、翼３の傾斜方向と一致している。
図５に示すように、注入口５を介して第一流体、注入口６を介して第二流体が、マイクロミキサ内に供給される。
【００５２】
分配器１７の開口部は、流体を中心部の方向へ、中心孔１８内へと誘導する。その後、流体はシャフト２と中心孔１８の壁との間に閉じ込められて、翼３の第一グループと接触する。
【００５３】
流体の圧力とシャフト２の回転との作用下で、第一翼は第一対応翼と協働して、空間１４を通った後、空間１５，１３を通って前進する流体をせん断する。
その後、流体はミキサの排出口７に到達するまで高速で、他の翼３および対応翼１０に接触し、排出口７にて完全に混合される。
【００５４】
この流体の完全混合物は、その後多数の用途に使用され得る。
例えば、混合物は、前述したように、管状の反応装置等の内部へ導入されて、そこで化学反応が行われ得る。
【００５５】
実験例
以下の実験例にて本発明を解説するが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
【００５６】
この実験例では、前述した特許文献１の１４ページの図１の概略図に示されている重合装置を使用して、以下の特徴を有する、本発明によるマイクロミキサであるミキサＭを使用した。
【００５７】
マイクロミキサの内部容積：１．６２ｍｌ
混合領域内のロータシャフトの直径：５．４ｍｍ
ロータ翼の厚さ：１ｍｍ
円板の対応翼の厚さ：１ｍｍ
ロータの長手方向軸の方向に測定された、対応翼と、対応翼に隣接するロータ翼との間の空間：０．４ｍｍ（固定子の円板の厚さ：２．８ｍｍ）
翼グループの数：７
円板の数：６
実験例１〜６で識別されるトリブロック（トリブロックコポリマー）ＡＢＣ１００，ＡＢＣ１０１，ＡＢＣ１０４を、欧州特許出願公開第ＥＰ５２４０５４号、または前述の特許文献１に開示されている操作方法に従って調製した。
【００５８】
以下の略称を使用する。
ＰＳ：ポリスチレン
ＢＰ：ポリブタジエン
ＰＭＭＡ：ポリ（メチルメタクリレート）
ＳＢ：ジブロック（ジブロックコポリマー）、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）
ＳＢＭ：トリブロック（ポリスチレンブロック、ポリブタジエンブロックおよびポリ（メチルメタクリレート）ブロックから形成されたトリブロックターポリマー）
ＡＢＣ１００：ＰＳ−ｂ−ＰＢ−ｂ−ＰＭＭＡ（ポリスチレンブロック、ポリブタジエンブロックおよびポリ（メチルメタクリレート）ブロックから形成されたターポリマー）、質量組成（３２／３５／３３）、ポリスチレンブロック数による平均分子質量Ｍｎ（ＰＳ）２７，０００ｇ／ｍｏｌ
ＡＢＣ１０１：ＰＳ−ｂ−ＰＢ−ｂ−ＰＭＭＡ、質量組成（２０／３０／５０）、ポリスチレンブロック数による平均分子質量Ｍｎ（ＰＳ）２０，０００ｇ／ｍｏｌ
ＡＢＣ１０４：ＰＳ−ｂ−ＰＢ−ｂ−ＰＭＭＡ、質量組成（２０／３０／５０）、ポリスチレンブロック数による平均分子質量Ｍｎ（ＰＳ）２０，０００ｇ／ｍｏｌ
Ｑ（ＳＢ）：マイクロミキサ注入口におけるポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）−ブタジエニルリチウム溶液のｋｇ／ｈで表される流速
Ｑ（Ｍ）：マイクロミキサ注入口におけるメチルメタクリレート溶液のｋｇ／ｈで表される流速。
Ｖ０：０ｒ．ｐ．ｍ．
Ｖ１：約７，６００ｒ．ｐ．ｍ．
Ｖ２：約１１，２００ｒ．ｐ．ｍ．
Ｖ３：約１５，０００ｒ．ｐ．ｍ．
Ｖ４：約１８，５００ｒ．ｐ．ｍ．
１１４Ｔ：先行技術による装置。特許文献１に開示されている標準的なタンジェンシャル・ジェット・ミキサを使用。
Ｖｅ：溶出液の体積
ＰＳブロック数による平均分子質量は、ポリスチレン等価物を用いて、実験中ブロックをサンプリングした後、立体排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）により決定した。
【００５９】
ＰＳ、ＰＢおよびＰＭＭＡの質量分率は、プロトンＮＭＲにより決定した。
生成物は、ホモポリスチレン（ＰＳ）部分と、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）（ＳＢ）のジブロックコポリマー部分とを含み、これらの部分は、用いられた合成条件下での非定量的阻害効力の結果、形成される。
【００６０】
全ての場合において、ＰＢブロックは、約−９０℃のガラス遷移温度（Ｔｇ）を有する。
ＰＭＭＡブロックは、７０％がシンジオタクチックであり、１３５℃のＴｇを有する。
【００６１】
実験例１〜６にて、ＳＥＣの結果をグラフに表示して、行われた実験をより明確に視覚化した。
実験例１
本発明によるマイクロミキサのロータ回転速度の、合成されたＡＢＣ１００トリブロックの性質に対する影響を考察した。
【００６２】
これを目的として、マイクロミキサの一注入口にてポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）−ブタジエニルリチウム溶液を、マイクロミキサの正反対側の注入口にてメチルメタクリレート溶液を導入した。
【００６３】
流速を一定に、即ちＱ（ＳＢ）を４０ｋｇ／ｈ、Ｑ（Ｍ）を２０ｋｇ／ｈに維持した。
管状反応装置内の重合の後、Ｉ（ＲＤ）検出強度を溶出液の体積Ｖｅの関数として、ＳＥＣによる測定を行った。
【００６４】
結果を図６に示す。各曲線は、ロータの回転速度に対応する。
合成ＡＢＣ１００について、Ｖ１〜Ｖ４間において顕著な相違は観察されなかった。
全ての場合において、得られた生成物中に残留ＳＢが存在した。
【００６５】
しかし、合成されたＡＢＣ１００中のＳＢの割合は、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＶ４と比較するとＶ０にて相当高い。
これは即ち、化学反応が行われる際、試薬間の接触が行われ、分子レベルでの混合が重要であるためである。しかしながら、本方法の条件下でのメタクリレートの重合反応速度は非常に速い。さらに、装置に要求される混合の効率は、考慮される反応の特性時間と、分子レベルでの混合時間との関係に依存することが公知である。
【００６６】
Ｖ０で混合される場合、マイクロミキシング領域内に分散される体積エネルギーは他と比較して小さく、従って試薬間の接触が完全とならない。
望ましくない反応終了を引き起こす、試薬の不均一分配が生じる。
【００６７】
即ち、ピーク幅はＶ１〜Ｖ４において狭い。このことは、本発明によるダイナミック・マイクロミキサは、Ｖ０より高速で効果を有することを示している。
実験例２
本発明によるマイクロミキサのロータの回転速度の、合成されたＡＢＣ１０１トリブロックの性質に対する影響を考察した。
【００６８】
これを目的として、実験例１と同様の操作を行った。
結果を図７に示す。
実験例１と同じ結果が得られた。即ち、
合成ＡＢＣ１００について、Ｖ１〜Ｖ４間での顕著な相違は観察されなかった。
【００６９】
全ての場合において、得られた生成物中に残留ＳＢが存在した。
合成ＡＢＣ１００中のＳＢの割合は、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３またはＶ４と比較すると、Ｖ０（スタティック・ミキサ）にて相当高い。このことも同様に、本発明によるダイナミック・マイクロミキサが、スタティック・ミキサよりも高い性能を有することを示している。実験例３
本実験例では、本発明によるマイクロミキサ内での、一定の流速比Ｑ（ＳＢ）／Ｑ（Ｍ）と一定のロータ回転速度とを有する合計流速Ｑ（ＳＢ）＋Ｑ（Ｍ）の、合成されたＡＢＣ１００トリブロックの性質に対する影響を考察した。
【００７０】
第一の例では、流速Ｑ（ＳＢ）３０ｋｇ／ｈとＱ（Ｍ）５０ｋｇ／ｈとの合計は、４５ｋｇ／ｈである。
第二の例では、流速Ｑ（ＳＢ）４０ｋｇ／ｈとＱ（Ｍ）２０ｋｇ／ｈとの合計は、６０ｋｇ／ｈである。
【００７１】
結果を図８に示す。
合計流速が増大すると、より良好な結果が得られることが分かる。
実験例４
図３と同一の考察を行ったが、前出のＡＢＣ１００トリブロックではなく、ＡＢＣ１０１トリブロックの合成を行った。
【００７２】
結果を図９に示す。
ＡＢＣ１０１については、反応時間よりも短時間である、流速がマイクロミキシングの特性時間を提供するのに十分な最小速度に到達した時間により、合計流速は合成生成物に対して非常に小さい影響のみ与えることが分かる。
【００７３】
実験例５
この実験例では、三タイプのミキサの比較結果を得た。
タンジェンシャル・ジェット・ミキサ（１１４Ｔ）
スタティック・ミキサ（速度Ｖ０）
本発明によるミキサ（速度Ｖ２）
これら三例において、ＡＢＣ１０４を一定流速Ｑ（ＳＢ）＝３０ｋｇ／ｈ、Ｑ（Ｍ）＝１５ｋｇ／ｈの下で合成した。
【００７４】
結果を図１０に示す。
以下の結果に気付く。
タンジェンシャル・ジェット・ミキサまたはダイナミック・ミキサを使用した場合、スタティック・ミキサと比較すると、（ＳＢＭ中の残留ＳＢジブロックの量の減少に繋がる）結合の比率に相当の改良が見られた。
【００７５】
タンジェンシャル・ジェット・ミキサと、本発明によるミキサとを比較すると、本発明のミキサでは、結合の性質において顕著な改良が見られた。
これらの結果を、異なる鎖集団の異なる分散度、即ち異なる高分子インデックス（indices de polymole'cularite')（Ｉｐ）で表す。
【００７６】
Ｉｐ＝２．４５  スタティック・ミキサ
Ｉｐ＝２．０１  タンジェンシャル・ジェット・ミキサ
Ｉｐ＝１．８０  本発明によるダイナミック・ミキサ
実験例６
本実験例では、４５ｋｇ／ｈよりも高速の合計流速６０ｋｇ／ｈを使用した以外は、実験例５と同様の操作を行った。
【００７７】
結果を図１１に示す。
実験例５と同じ結果が得られた。
スタティック・ミキサのＩｐにも、相当の改良が見られた。
【００７８】
即ち、
Ｉｐ＝２．０２  スタティック・ミキサ
Ｉｐ＝１．９８  タンジェンシャル・ジェット・ミキサ
Ｉｐ＝１．８０  本発明によるダイナミック・ミキサ
この場合も、本発明によるダイナミック・ミキサは、タンジェンシャル・ジェット・ミキサと比較してより高い性能を有し、スタティック・ミキサと比較すると尚高い性能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明によるマイクロミキサの略分解立面図。
【図２】図１に示したマイクロミキサのロータの略頂面図。
【図３】図１に示したマイクロミキサ固定子の円板の略頂面図。
【図４】図３に示した円板と、図２に示したロータとのアセンブリを示す略頂面図。
【図５】本発明のマイクロミキサの一部を示す略断面図。
【図６】一定の流速下における、本発明のマイクロミキサ・ロータの回転速度の、得られた生成物の性質に対する影響を示すグラフ。
【図７】一定の流速下における、本発明のマイクロミキサ・ロータの回転速度の、得られた生成物の性質に対する影響を示すグラフ。
【図８】本発明のマイクロミキサ・ロータの一定の回転速度下における、得られた生成物の性質に対する流体の流速の影響を示すグラフ。
【図９】本発明によるマイクロミキサ・ロータの一定の回転速度下における、得られた生成物の性質に対する流体の流速の影響を示すグラフ。
【図１０】一定流速下における、使用ミキサの種類の得られた生成物の性質に対する影響を示すグラフ。
【図１１】一定流速下における、使用ミキサの種類の得られた生成物の性質に対する影響を示すグラフ。
【図１】
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【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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【国際調査報告】
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