(57)【要約】【課題】微細流路を流れる流体の精密な温度変化を行うことができ、しかも複数のユニットを連結した構造であっても連結部分での流体の滞留を防止できるマイクロ流体デバイスを提供する。【解決手段】内部に微細流路を有する複数のユニット１２、１４１８、２０を流路同士が連通するように一体的に連結し、微細流路内に流体Ａを流して所望の単位操作を行うデバイスであって、加熱ユニット１４と冷却ユニット１８との間に、微細流路と略同径な貫通孔１６Ａが形成された断熱板１６が介在されると共に、断熱板１６には、連結の際に流路と貫通孔１６Ａとが連通するように位置決めされる位置決め機構が設けられている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に微細流路を有する複数のユニットを前記流路同士が連通するように一体的に連結し、前記微細流路内に流体を流して所望の単位操作を行うデバイスであって、前記複数のユニットのうちの少なくとも１つが前記流体の温度制御を行う温度制御ユニットであるマイクロ流体デバイスにおいて、
前記温度制御ユニットと該温度制御ユニットに実質的に隣接する隣接ユニットとの間には、前記微細流路と同径な貫通孔が形成された断熱板が介在されると共に、
前記断熱板には、前記連結の際に前記微細流路と前記貫通孔とが連通するように位置決めされる位置決め機構が設けられていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。
【請求項２】
前記微細流路及び前記貫通孔の直径は５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１のマイクロ流体デバイス。
【請求項３】
前記温度制御ユニットとして、加熱ユニットと冷却ユニットとの２つのユニットを備えると共に、前記断熱板が前記加熱ユニットと冷却ユニットとの間に実質的に介在されることを特徴とする請求項１又は２のマイクロ流体デバイス。
【請求項４】
前記断熱板の熱伝導係数は２（Ｗ／Ｓ／Ｋ）以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【請求項５】
前記断熱板の厚みは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【請求項６】
前記位置決め機構は、前記断熱板に形成された嵌合部を、前記温度制御ユニットに形成された被嵌合部に嵌合させることで位置決めする機構であると共に、前記嵌合部は前記貫通孔に対して点対称になるように形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【請求項７】
前記断熱板の貫通孔には、前記流体に対する耐久性又は親和性を向上させるための表面処理が施されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【請求項８】
前記断熱板には、前記流路と前記貫通孔との連結部からの流体の漏洩を防止する封止部材が備えられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【請求項９】
前記温度制御ユニットと前記断熱板との間には、温度検出機能を備えた温度検出板が介在されると共に、該温度検出板には前記流路と前記貫通孔とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜８の何れか１のマイクロ流体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロ流体デバイスに係り、特に、微細流路を流れる流体の温度変化を精密に制御する機能を備えたマイクロ流体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
微細流路を有するマイクロ流体デバイスは、微細流路を流れる流体の温度を精密に制御できることが大きな特色となっており、反応、混合、抽出、分離等の各種の単位操作を行うマイクロ化学プロセスのための装置として使用されている。マイクロ流体デバイスの単位操作では、反応させた反応物を所定温度まで昇温させて反応を促進した後で急冷して反応を停止したり、温度が高く溶質が溶解している溶液を急冷することで溶質を精度良く析出させたりする操作を行うことが必要になる。特に、溶質が溶解している溶液から溶質を析出させる析出反応によって微細粒子を製造する場合には、溶液の温度をシャープに急冷することが極めて重要になる。
【０００３】
微細流路を流れる流体の温度を精密に制御するには、微細流路と外部との間での熱移動が小さいこと、流体を精密に温度変化させること（急激な温度変化を可能とする）、微細流路において流体が滞留するデッドスペースができるだけないこと、等が必要になる。
【０００４】
温度制御の機構を備えたマイクロ流体デバイスとしては、例えば特許文献１〜特許文献３がある。特許文献１及び２では、微細流路の周囲を断熱材で覆って断熱する工夫が施されている。また、特許文献３には、流体の滞留や温度変動のような外乱を排除して生成品の品質を向上させることのできるマイクロ流体デバイスが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６１９０３号公報
【特許文献２】特開２００６−１５９１６５号公報
【特許文献３】特開２００６−３２６５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１及び２のマイクロ流体デバイスは、微細流路の周囲を断熱材で覆うことで微細流路と外部との間での熱移動を小さくできても、流体の精密な温度変化を行う工夫がなれていないため、反応を急停止したり、微細粒子を製造するための析出反応を行うことができないという欠点がある。
【０００６】
ところで、マイクロ流体デバイスは微細流路を有するために微細加工によって製作することが必要になる。この場合、複数のユニットを微細加工により形成し、後からユニット同士を連結して一体化する方が容易に製作できる。特許文献３には、デバイスを構成する各種部材の連結例が開示されているが、連結部分を複数のチューブやコネクターで連結しており、コネクター部分にデッドスペースが形成され易いと共に、各チューブ長さの微妙な違いにより流体温度バラツキが生じ易いという問題がある。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、微細流路を流れる流体の精密な温度変化を行うことができ、しかも複数のユニットを連結した構造であっても連結部分での流体の滞留を防止できるマイクロ流体デバイス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】
【０００８】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、内部に微細流路を有する複数のユニットを前記流路同士が連通するように一体的に連結し、前記微細流路内に流体を流して所望の単位操作を行うデバイスであって、前記複数のユニットのうちの少なくとも１つが前記流体の温度制御を行う温度制御ユニットであるマイクロ流体デバイスにおいて、前記温度制御ユニットと該温度制御ユニットに実質的に隣接する隣接ユニットとの間には、前記微細流路と同径な貫通孔が形成された断熱板が介在されると共に、前記断熱板には、前記連結の際に前記微細流路と前記貫通孔とが連通するように位置決めされる位置決め機構が設けられていることを特徴とするマイクロ流体デバイスを提供する。
【０００９】
ここで、「実質的に隣接する」とは、マイクロ流体デバイスの主たる構成であるユニット以外の例えば温度検出板を、温度制御ユニットと隣接ユニットとの間に介在した場合、厳密には温度制御ユニットとユニットとは隣接していないが、この場合も実質的には隣接することに含まれるとの意味である。
【００１０】
本発明の請求項１によれば、複数のユニットのうちの少なくとも１つである温度制御ユニットと、該温度制御ユニットに実質的に隣接する隣接ユニットとの間に、温度制御ユニット及び隣接ユニットに形成されている微細流路と連通し、微細流路と同径な貫通孔を有する断熱板を介在させた。これにより、温度制御ユニットと隣接ユニットとの間で効果的に断熱されるので、断熱板の貫通孔を通って温度制御ユニットから隣接ユニットに流れる流体を、温度制御ユニットの温度から隣接ユニットの温度まで急激に温度変化させることができる。即ちシャープな温度勾配で温度変化させることができる。
【００１１】
ちなみに、温度の異なる２つの隣接するユニット同士を断熱し且つ２つのユニット同士の間で流体が流れるようにする場合、一方のユニットの微細流路と他方のユニットの微細流路とを熱伝導体であるＳＵＳ等の連結配管やコネクターで連結することが通常である。しかし、この場合には、熱が連結配管やコネクターを介して一方のユニットから他方のユニットに伝熱されるため、シャープな温度勾配を得ることはできず、流体を急激に温度変化させることができない。
【００１２】
請求項２は請求項１において、前記微細流路及び前記貫通孔の直径は５ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
微細流路や貫通孔を流れる流体の温度を精密に制御するには、微細流路や貫通孔の径を、流体が層流で流れる５ｍｍ以下にすることが好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下であることが特に好ましい。尚、下限は規定しなかったが、微細加工により形成可能な流路幅が下限値になる。
【００１４】
請求項３は請求項１又は２において、前記温度制御ユニットとして、加熱ユニットと冷却ユニットとの２つのユニットを備えると共に、前記断熱板が前記加熱ユニットと冷却ユニットとの間に実質的に介在されることを特徴とする。
【００１５】
ここで、「実質的に介在される」とは請求項１で説明したように、温度検出板等のユニット以外の部材が介在した場合も含む意味である。
【００１６】
請求項３は、本発明における温度制御ユニットと断熱板との関係の好ましい態様を示したもので、断熱板が加熱ユニットと冷却ユニットとの間に介在されることが好ましい。これにより、流体が断熱板を通過する間に、流体を加熱ユニットの温度から冷却ユニットの温度までシャープな温度勾配を描いて急冷又は急加熱できるからである。
【００１７】
請求項４は請求項１〜３の何れか１において、前記断熱板の熱伝導係数は２（Ｗ／Ｓ／Ｋ）以下であることを特徴とする。
【００１８】
これは、断熱板の厚みを厚くすることで断熱効果を大きくできるが、厚みが厚くなると貫通孔も長くなり流体の滞留要因となるため、熱伝導係数が２（Ｗ／Ｓ／Ｋ）以下の断熱板が厚みを薄くできて好ましいからである。
【００１９】
請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記断熱板の厚みは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることを特徴とする。
【００２０】
これは、断熱板の熱伝導係数との関係もあるが、断熱板の厚みが厚過ぎると微細流路の加工上困難を伴うため流路径を大きくせざるを得ず、上記の通り滞留要因になり、薄過ぎると十分な断熱効果が得られない。従って、断熱板の厚みは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２１】
請求項６は請求項１〜５の何れか１において、前記位置決め機構は、前記断熱板に形成された嵌合部を、前記温度制御ユニットに形成された被嵌合部に嵌合させることで位置決めする機構であると共に、前記嵌合部は前記貫通孔に対して点対称になるように形成されていることを特徴とする。
【００２２】
請求項６によれば、断熱板に形成された嵌合部を、温度制御ユニットに形成された被嵌合部に嵌合させることで位置決めする機構とすると共に、嵌合部が貫通孔に対して点対称になるように形成した。これにより、貫通孔を中心として熱的に対称となるように嵌合部を形成できるので、断熱板が熱膨張や熱収縮しても温度制御ユニットに対して位置決めされた断熱板の貫通孔の位置がずれることがない。
【００２３】
請求項７は請求項１〜６の何れか１において、前記断熱板の貫通孔には、前記流体に対する耐久性又は親和性を向上させるための表面処理が施されていることを特徴とする。
【００２４】
請求項７のように、断熱板の貫通孔の内面に、流体に対する親和性を向上させるための表面処理を施すことにより、例えば微細流路に液体を流したときに、液体に混入した気泡が微細流路中に滞留しないようにできる。また、断熱板の貫通孔の内面に、流体に対する耐久性を向上させるための表面処理を施すことにより、微細流路の平滑性を維持できるので流体の流れがスムーズになり、流体が滞留しにくくなる。尚、貫通孔に施す表明処理により形成される表面処理層は断熱性が良いことが好ましい。表面処理層が温度制御ユニットと隣接ユニットとの間の伝熱を行なわないようにするためである。
【００２５】
請求項８は請求項１〜７の何れか１において、前記断熱板には、前記流路と前記貫通孔との連結部からの流体の漏洩を防止する封止部材が備えられていることを特徴とする。
【００２６】
請求項８のように、断熱板に封止部材を設けることにより、熱の影響で断熱板が熱膨張や熱収縮しても流体の漏洩を確実に防止できる。
【００２７】
請求項９は請求項１〜８の何れか１において、前記温度制御ユニットと前記断熱板との間には、温度検出機能を備えた温度検出板が介在されると共に、該温度検出板には前記流路と前記貫通孔とを連通する連通孔が形成されていることを特徴とする。
【００２８】
温度制御ユニットと断熱板との間に温度検出板を設けたので、流体が温度制御ユニットから断熱板を通って隣接ユニットに至る際の温度変化を正確に知ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、微細流路を流れる流体の精密な温度変化を行うことができ、しかも複数のユニットを連結した構造であっても連結部分での流体の滞留を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下添付図面に従って、本発明のマイクロ流体デバイスの好ましい実施の形態を詳説する。
【００３１】
図１は、本発明のマイクロ流体デバイス１０の全体構成の一例を示す分解図であり、図２は本発明の主要部分の断面図である。
【００３２】
図１及び図２に示すように、本発明のマイクロ流体デバイス１０は、主として、流体供給ユニット１２と、加熱ユニット１４（温度制御ユニット）と、断熱板１６と、冷却ユニット１８（温度制御ユニット）と、流体排出ユニット２０とで構成され、加熱ユニット１４と断熱板１６との間、及び断熱板１６と冷却ユニット１８との間にそれぞれ温度検出板２２、２４が設けられる。これらのユニット１２、１４、１８、２０、断熱板１６、及び温度検出板２２、２４が上記した順番で一体的に組み付けられ、図示しないボルト等により締結されることにより、マイクロ流体デバイス１０が形成される。
【００３３】
マイクロ流体デバイス１０に供給される流体Ａとしては、液体、気体の何れでもよく、目的の単位操作（反応、混合、抽出、分離等）に応じて選択される。
【００３４】
流体供給ユニット１２は円板状に形成され、円板の中心に穿設された貫通孔が流体Ａの入口流路１２Ａ（微細流路）を形成する。流体供給ユニット１２の加熱ユニット側の面には円板状の凸部（流体排出ユニットの凸部２０Ｂ参照）が形成され、この凸部が加熱ユニット１４の円筒状に形成されたケーシング１４Ａの一方端側に嵌合される。
【００３５】
加熱ユニット１４は、主として、円筒状のケーシング１４Ａと、流体Ａが流れる細径な配管１４Ｄ（微細流路）と、流体Ａを加熱する加熱媒体Ｘとで構成される。即ち、ケーシング１４Ａ内には、螺旋状の配管１４Ｄが配設され、配管１４Ｄの一方端が流体供給ユニット１２の入口流路１２Ａに接続され、他方端が円板状の温度検出板２２の中心に穿設された連通孔２２Ａに接続される。温度検出板２２，２４としては、例えば熱電対方式のものを好適に使用できるが、これに限定されない。また、ケーシング１４Ａの一方端側の周面には加熱媒体Ｘの入口１４Ｂが形成されると共に、他方端側の周面には加熱媒体Ｘの出口１４Ｃが形成される。尚、本実施の形態では、螺旋状の配管を使用したが、これに限定されるものではなく、直線状や蛇行状の配管等でもよい。要は、加熱ユニット１４において、流体Ａを効率的に所望の温度まで加熱できればよい。
【００３６】
断熱板１６は、円板状に形成されると共に円板の中心に貫通孔１６Ａが形成される。そして、この貫通孔１６Ａと前述した温度検出板２２の連通孔２２Ａとの軸芯が一致するように断熱板１６に設けられた後記する位置決め機構により位置決めされる。断熱板１６の熱伝導係数としては、２（Ｗ／Ｓ／Ｋ）以下であることが好ましく、０．５（Ｗ／Ｓ／Ｋ）以下がより好ましい。また、断熱板の厚みは０．５ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることがより好ましい。断熱板１６の材料としては、例えばポリイミド系の樹脂、アクリル樹脂、テフロン（登録商標）樹脂等の樹脂材料、アルミナ、ガラス等のセラミクス材料等を好適に使用できる。断熱板１６の熱伝導係数を小さくするために、断熱板１６の内部を中空にしてもよく、中空内の空気を除去して真空にしてもよく、中空内に熱伝導性の小さなガスを充填してもよい。断熱板１６において重要なことは、断熱板１６に形成された貫通孔１６Ａが、加熱ユニット１４の配管１４Ｄや、冷却ユニット１８の配管１８Ｄと熱的に縁切りされていることである。
【００３７】
また、断熱板１６の貫通孔１６Ａには、流体Ａに対する耐久性又は親和性を向上させるための表面処理を施すことが好ましい。この場合、貫通孔１６Ａは上述したように熱的に縁切りされていることが重要であり、表面処理層自体の伝熱性も断熱板１６と同様に小さいことが好ましい。表面処理としては、例えば断熱板１６が樹脂の場合にはガラスコーティング、セラミックスコーティングのように熱伝導率の小さな表面処理層を形成することが好ましい。これは、図３のように、温度検出板２２、２４を使用せずに、加熱ユニット１４と冷却ユニット１８との間に断熱板１６を直接介在させる場合には、表面処理層が形成された貫通孔１６Ａと加熱ユニット１４及び冷却ユニット１８に配設された例えばＳＵＳ材質の配管１４Ｄ、１８Ｄとが接触することになり、表面処理層を介して加熱ユニット１４及び冷却ユニット１８の熱が相互に伝達されてしまうからである。従って、例えば、表面処理としてＳＵＳコーティングやＴｉコーティングした場合には、表面処理層を熱伝導がしにくい薄膜にしたり、表面処理層と配管１４Ｄ、１８Ｄとが接触しないようにしたりすることが好ましい。
【００３８】
また、断熱板１６と温度検出板２２とが連結される面には、Ｏリング２３が介在され、これにより断熱板１６の貫通孔１６Ａと温度検出板２２の連通孔２２Ａとの連結部から流体Ａが漏洩するのを封止する。
【００３９】
冷却ユニット１８は、前述した加熱ユニット１４と同様の構造である。即ち、ケーシング１８Ａ内には、螺旋状の細径な配管１８Ｄ（微細流路）が配設され、配管１８Ｄの一方端が流体排出ユニット２０の後記する出口流路２０Ａに接続され、他方端が円板状の温度検出板２４の中心に穿設された連通孔２４Ａに接続される。また、ケーシング１８Ａの一方端側の周面には冷却媒体Ｙの入口１８Ｂが形成されると共に、他方端側の周面には冷却媒体Ｙの出口１８Ｃが形成される。温度検出板２４としては、上記したと同様である。
【００４０】
流体排出ユニット２０は円板状に形成され、円板の中心に穿設された貫通孔が流体Ａの出口流路１２Ａ（微細流路）を形成する。流体排出ユニット２０の冷却ユニット側の面には円板状の凸部２０Ｂが形成され、この凸部２０Ｂが冷却ユニット１８の円筒状に形成されたケーシング１８Ａの一方端側に嵌合される。
【００４１】
流体供給ユニット１２の入口流路１２Ａ、加熱ユニット１４の配管１４Ｄ、第１及び第２温度検出板２２、２４の連通孔２２Ａ、２４Ａ、断熱板１６の貫通孔１６Ａ、冷却ユニット１８の配管１８Ｄ、及び流体排出ユニット２０の出口流路２０Ｄの直径は、５ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、５００μｍ以下が特に好ましい。
【００４２】
図４〜図６は、断熱板１６に設けられた位置決め機構の態様図である。
【００４３】
図４の位置決め機構は、円板状に形成された断熱板１６の両面に、貫通孔１６Ａを中心とする円形状凸部１６Ｂを形成したものである。この円形状凸部１６Ｂが温度検出板２２、２４の面に、連通孔２２Ａ、２４Ａを中心として形成された円形状凹部２２Ｂ、２４Ｂに嵌合される。これにより、断熱板１６の貫通孔１６Ａと温度検出板２２、２４の連通孔２２Ａ、２４Ａとの軸芯２６（図２、図３参照）が一致する。
【００４４】
図５の位置決め機構は、円板状に形成された断熱板１６の両面に、貫通孔１６Ａから等距離の位置に等間隔で複数のピン状凸部１６Ｃを複数形成したものである。このピン状凸部１６Ｃが温度検出板２２、２４の面に、連通孔２２Ａ、２４Ａから等距離の位置に等間隔で複数形成されたピン状凹部（図示せず）に嵌合される。ピン状凸部１６Ｃとピン状凹部との位置は対応する関係にあり、これにより断熱板１６の貫通孔１６Ａと温度検出板２２，２４の連通孔２２Ａ、２４Ａの軸芯２６が一致する。
【００４５】
図６の位置決め機構は、断熱板１６及び温度検出板２２、２４の外周と一致する内径を有する円筒状のスリーブ２８を設け、断熱板１６と温度検出板２２、２４とをスリーブ内に嵌め込むことで断熱板１６と温度検出板２２、２４との外周規制を行うようにしたものである。これにより、断熱板１６の貫通孔１６Ａと温度検出板２２、２４の連通孔２２Ａ、２４Ａとの軸芯２６が一致する。
【００４６】
次に、上記の如く構成されたマイクロ流体デバイス１０の作用について説明する。
【００４７】
流体供給ユニット１２の入口流路１２Ａに供給された流体Ａは、加熱ユニット１４において微細流路の配管１４Ｄ内を流れながら加熱媒体Ｘにより加熱されることにより、所望温度に精密に昇温される。所望の温度まで正しく昇温したか否かは、温度検出板２２により測定される。
【００４８】
次に、加熱ユニット１４で所望温度まで昇温された流体Ａは、断熱板１６の貫通孔１６Ａを通って冷却ユニット１８の配管１８Ｄに流れ込む。配管１８Ｄに流れ込んだ流体Ａは、冷却ユニット１８において冷却媒体Ｙにより急速に冷却される。所望の温度まで正しく冷却したか否かは、温度検出板２４により測定される。
【００４９】
かかる、液Ａの急冷において、加熱ユニット１４と冷却ユニット１８とは断熱板１６により断熱されていると共に、加熱ユニット１４の配管１４Ｄと冷却ユニット１８の配管１８Ｄも断熱板１６の貫通孔１６Ａにより熱的に縁切りされている。これにより、流体Ａは、図７に示すように、断熱板１６の貫通孔１６Ａを通過する間に、加熱ユニット１４の加熱温度であるＡ℃から冷却ユニット１８の冷却温度であるＢ℃までシャープな温度勾配曲線（図７の実線）を描いて急冷される。図７の点線で描いた温度勾配曲線は加熱ユニット１４の配管１４Ｄと冷却ユニット１８の配管１８Ｄとを、熱伝導の大きなＳＵＳ材質のコネクターで連結した場合であり、シャープな温度勾配曲線を得ることができない。
【００５０】
次に、冷却ユニット１８で所望温度まで冷却された流体Ａは、流体排出ユニット２０の出口流路２０Ａから装置外に排出される。
【００５１】
尚、本実施の形態では、加熱ユニット１４や冷却ユニット１８に加熱媒体Ｘや冷却媒体Ｙを流して熱制御する形態をとっているが、電熱ヒーターやぺルチエ素子を適用することもできる。また、本実施の形態では、マイクロ流体デバイス１０の各ユニットとして、熱的な対象性を持たせるため円板状や円筒状のものを使用したが、流す流体の種類や温度変化させる温度勾配の要求度に応じて、完全に熱的な対称性を維持する必要はない。例えば直方体形状のユニットでも良い場合もある。
【実施例】
【００５２】
本実施例は、図１に示した本発明のマイクロ流体デバイス１０を、転相温度乳化反応を利用して微粒子分散液（乳化分散物）を製造する工程に適用したものである。転相温度乳化反応では、流体Ａを所定温度まで精密に加熱した後、急冷することにより溶質を析出させ、これにより微粒子分散液を得ることができる。
【００５３】
マイクロ流体デバイス１０に供給する供給流体としては、水にシクロヘキサンを、水：５４．６質量％、シクロヘキサン：３６．４質量％の割合で混合し、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）を９質量％混合させた液Ａを用いた。この液Ａは、転相温度乳化現象を発現し、６０〜６５℃にある転相温度を境にＰＯＥの親水・親油性のバランスが逆転し、６０℃以下では、水中にシクロヘキサンが分散している系となるが、６５℃以上では、シクロヘキサン中に水が分散している系に転相することが知られている。
【００５４】
本実施例では、配管１４Ｄ、貫通孔１６Ａ、連通孔２２Ａ，２４Ａの直径φを３００μｍに設定すると共に、断熱板１６の厚みを１５ｍｍとした。断熱板１６における熱交換速度（熱勾配）が目標に達していれば、直径に制約は無いが、一般的には液Ａ（流体）が層流として流れるφ５ｍｍ以下が好ましく、φ１ｍｍ以下が更に好ましい。
【００５５】
液Ａの流速は０．１ｍＬ／分に設定した。また、加熱ユニット１４の加熱媒体Ｘの温度を８５℃、冷却ユニット１８の冷却媒体Ｙの温度を５℃に設定した。また、断熱板１６の前後に装着された温度検出板２２，２４（熱電対を使用）より、断熱板１６の前後における液Ａの温度を測定した。
【００５６】
上記構成のマイクロ流体デバイス１０によれば、加熱ユニット１４で転相温度以上に加熱され、シクロヘキサン中に水が分散した状態の液Ａは、断熱板１６の厚み１５ｍｍを通過する際に、１０００℃／秒以上の冷却速度で急速に冷却された。これにより、液Ａは転相温度以下になり、水中にシクロヘキサンが微分散された。
【００５７】
その結果、本発明のマイクロ流体デバイス１０に通す前には、液Ａ中の微粒子がφ数μｍ〜φ１００μｍのバラツキがあったが、マイクロ流体デバイス１０を通過させることで、２〜３μｍの微細で単分散性の良好な乳化分散物を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明のマイクロ流体デバイスの全体構成を示す分解図
【図２】図１の主要部を示す要部断面図
【図３】図２から温度検出板を除いた構成の要部断面
【図４】断熱板の位置決め機構の一態様を示す斜視図
【図５】断熱板の位置決め機構の他の態様を示す斜視図
【図６】断熱板の位置決め機構の別の態様を示す斜視図
【図７】本発明のマイクロ流体デバイスの作用効果を説明する説明図
【符号の説明】
【００５９】
１０…マイクロ流体デバイス、１２…流体供給ユニット、１４…加熱ユニット、１６…断熱板、１８…冷却ユニット、２０…流体排出ユニット、２２、２４…温度検出板、２３…Ｏリング、２６…軸芯
【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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