(57)【要約】【課題】  媒体中の微粒子を効率良く、連続的に処理し、かかる微粒子の損失のない微粒子の処理方法及びその処理装置を提供することである。【解決手段】  微粒子を含む第１の流体と処理液である第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である処理液中に移行させ、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離することにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理方法である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させ、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離することにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理方法。
【請求項２】
微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させ、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する工程を複数回繰り返し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理方法。
【請求項３】
少なくとも、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめる層流形成手段と、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である処理液中に移行させる移行手段と、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する分離手段とを有し、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理装置。
【請求項４】
少なくとも、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめる層流形成手段と、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である処理液中に移行させる移行手段と、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する分離手段と、前記層流形成手段、移行手段、及び分離手段による処理を複数回繰り返す手段とを有し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中の微粒子の処理方法及び微粒子の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、顔料作製や高分子微粒子作製などのさまざまな微粒子作製領域で、媒体中の微粒子の処理が行われてきた。主には、製造過程で使用した種々の薬品の有機物、無機物の溶解成分、イオン性成分など（拡散性物質）が微粒子表面に吸着し、微粒子が汚染されているため、これを処理することを目的としている。
【０００３】
上記微粒子を処理するための一般的な処理方法は、基本的に汚染されている微粒子を含むスラリーを拡散性物質を有しない大容量の媒体（処理液）中に投入、あるいは、該処理液でシャワリングし、拡散性物質を拡散・希釈して微粒子表面の拡散性物質の濃度を減少させるものである。これは、必要に応じて繰り返され、所定の目標を達成していく。
【０００４】
処理装置としては、基本的には、濾紙などを用いたバッチ方式である。すなわち、まず、処理したい微粒子の粒経に合わせ、濾紙の選定を行い、ヌッチェなどの機器にその濾紙をセットし、真空ポンプなどで濾液の回収容器を減圧しながら、処理したい微粒子を含む液体を前記濾紙上に投入する。濾紙の選定が正しければ、ヌッチェなどの下から、ほぼ濾別された液体だけが回収容器に回収される。媒体中の微粒子を濾紙上にすべて回収後、濾紙上の微粒子に拡散性物質を有しない液体（処理液）を注ぎ、微粒子の処理を行う。微粒子の粒経が大きい場合や、処理が容易な系では、これで、目標の処理状態を得ることができるが、より細かい微粒子であったり、十分に処理が必要な場合には、濾紙上から微粒子を別の容器に回収し、拡散性物質を有しない液体中に再分散し、前述と同様な操作を繰り返す。
【０００５】
ここで、処理効率を上げるためには、濾過後の微粒子凝集体からできるだけ媒体液を除去し、拡散性物質を有しない液で処理、あるいは、拡散性物質を有しない媒体中に再分散することが有効である。装置としては、濾紙ではなく、大面積の濾布を用いたり、濾過を減圧ではなく、加圧式で行ったり、処理液のシャワリングを高圧噴霧液体で行うなど、効率をアップさせる場合があるが、基本的には同様な方法で処理を行う。
【０００６】
他方、近年マイクロ領域で化学反応、単位操作などを行う方法が種々研究されている。関連して、拡散時間の短いことに着目した、抽出方法および装置、分離方法および装置が提案されている。これは、マイクロ流体システムを用いた溶媒抽出技術であるが、これを種々微粒子の処理に用いた例はない（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−３６１００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記のように、従来の微粒子の処理方法において、処理を効率良く行うためには、濾過後の濾紙上の固形分からできるだけ液体分を除去してから、シャワリングあるいは拡散性物質を有しない媒体中に再分散する必要がある。しかしながら、処理効率を上げるため、微粒子凝集体から媒体液を除去すればするほど、微粒子凝集体は堅い、より強固な凝集体となり、続けて投入する液が、微粒子間に侵入することができず、十分に微粒子個々の表面を処理することができないという問題が発生する。
【０００８】
さらに、微粒子凝集体を処理液に再分散するときも、微粒子凝集体の凝集力が強いため、十分ほぐれず、微粒子個々の表面を処理できないという問題も発生し、処理効率と作業効率とが相反するという問題が発生する。また、処理性を向上させるためには、同様の操作を繰り返す必要があり、容器の処理、固形分の回収において、得たい微粒子の損失を招く問題もある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決することを目的とする。
すなわち、本発明は、媒体中の微粒子を効率良く、連続的に処理し、かかる微粒子の損失のない微粒子の処理方法及び微粒子の処理装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、以下の本発明により達成される。すなわち本発明は、
＜１＞  微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させ、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離することにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理方法である。
【００１１】
＜２＞  微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させ、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する工程を複数回繰り返し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理方法である。
【００１２】
＜３＞  前記第２の流体の送液流量を、前記微粒子を含む第１の流体の送液流量以上としたことを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の微粒子の処理方法である。
【００１３】
＜４＞  前記第１の流体の送液流量に対する第２の流体の送液流量の比を大きくするに連れて、前記２層の層流における第２の流体の流路幅に対して第１の流体の流路幅を狭くすることを特徴とする＜３＞に記載の微粒子の処理方法である。
【００１４】
＜５＞  前記第１の流体の送液流量に対する第２の流体の送液流量の比をＮとしたとき、前記分岐領域における第１流体及び第２流体の分岐点が、前記２層の層流の流路幅の中央から下式（１）で示される該流路幅に対する割合Ｘだけ、第１流体側に移動した送液方向線上にあることを特徴とする＜４＞に記載の微粒子の処理方法である。
Ｘ＝０．１６４×ｌｎＮ＋Ｅ    ・・・    式（１）
上記式中、Ｎは１〜２０の実数であり、Ｅは誤差幅を示し０〜−０．１の範囲である。
【００１５】
＜６＞  少なくとも、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめる層流形成手段と、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させる移行手段と、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する分離手段とを有し、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理装置である。
【００１６】
＜７＞  少なくとも、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめる層流形成手段と、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させる移行手段と、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離する分離手段と、前記層流形成手段、移行手段、及び分離手段による処理を複数回繰り返す手段とを有し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする微粒子の処理装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、連続的に微粒子の処理が行え、作業効率が良く、微粒子の漏洩、損失がないことに加え、加熱が迅速に行え、エネルギーの無駄が非常に少ない微粒子の処理方法、処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の微粒子の処理方法、処理装置は、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とを送液し、２層の層流を生じせしめ（層流形成手段）、該層流における第１の流体と第２の流体との界面で、第１の流体中の拡散性物質を第２の流体である液中に移行させ（移行手段）、その後分岐領域を経て、微粒子を含む第１の流体と第２の流体とに分離することにより（分離手段）、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の微粒子の処理方法、処理装置は、上記処理を複数回繰り返し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする。
以下、各々について説明する。
【００２０】
＜第１の微粒子の処理方法、処理装置＞
本発明の第１の微粒子の処理方法に用いられる処理装置としては、例えば、数〜数千μｍの幅の流路を有するマイクロリアクターが用いられる。本発明において用いられるマイクロリアクターは、マイクロスケールの複数の流路（チャンネル）を有する反応装置である。マイクロリアクターの流路は、マイクロスケールであるので、寸法および流速がいずれも小さく、レイノルズ数は２００以下である。したがって、マイクロスケールの流路を有する反応装置は、通常の反応装置のような乱流支配ではなく層流支配の装置である。
【００２１】
上記層流支配の世界では、２つの流体の流れを接触させると明確な界面が形成され、該界面での拡散による混合が生じる。そして、マイクロスケールの空間では比界面積が大きいため、層流が接触する界面は拡散混合にとって有利である。
【００２２】
２つの流体の混合に要する時間は、２液の接する界面の断面積と液層の厚さとに依存する。拡散理論に従うと、混合時間ｔは、ｔ∝Ｗ2／Ｄ（Ｗ：流路幅、Ｄ：拡散係数）となり、流路幅を小さくすればするほど拡散時間は短くなる。すなわち、流路幅が１／１０になれば混合時間は１／１００になる。また、単位体積あたりの表面積が大きいために、熱交換の効率がきわめて高く、温度制御が容易に行える。このような理由から、マイクロリアクターの層流下の反応では、これまでのマクロな反応装置を用いる場合の乱流下での反応に比べて均一な反応が行えることが期待できる。
【００２３】
本発明者等は、上記２層の層流の界面での拡散混合特性を、媒体に分散された比較的粒径の大きな微粒子の処理に適用し、本発明を完成させたものである。すなわち、前記層流支配の拡散理論は、実質的に拡散するナノメーターオーダー以下の微粒子が分散した分散系に適用されるものであり、例えば、ミクロンオーダーの微粒子と拡散性物質とが含まれる流体（第１の流体）と該拡散性物質量が少ない流体（第２の流体）とが層流を形成した場合、第１の流体からはほとんど微粒子は拡散せず、拡散性物質のみが第２の流体中に拡散（移行）する。
【００２４】
さらに、２層の層流が形成されるような流路幅の狭い領域での層流の界面では、前記のように拡散時間が短いため、高効率で上記拡散性物質の第２の流体への移行を行うことができる。したがって、本発明者等は、このような拡散性物質の移行を利用することにより、媒体に分散された比較的粒径の大きい微粒子の処理を効率よく行うことができることを見出したものである。
【００２５】
図１は、本発明の微粒子の処理方法に好適に使用される処理装置の一例を示す概略構成図である。
図１に示した微粒子の処理装置は、処理する微粒子を含む流体１ａ（第１の流体）を通す第１の流路Ｌ１と、拡散性物質を有しない流体（例えば洗浄液）２ａ（第２の流体）を通す流路Ｌ２と、マイクロリアクター３で流路Ｌ１、Ｌ２それぞれの終端部に連結されており、流体１ａと流体２ａとを合流させて２層の層流を生じさせる層流形成手段と、形成された層流において拡散性物質を移行させる流路Ｌ３（移行手段）と、さらに、流路Ｌ３が分岐し、流路Ｌ４と流路Ｌ５とに分かれ、それぞれ流体１ａ１（第１の流体）と流体２ａ１（第２の流体）とを得る分離手段とを有する。
【００２６】
流路Ｌ１の上流側端部には流体１ａが収容されたマイクロシリンジ１が、流路Ｌ２の上流側端部には流体２ａが収容されたマイクロシリンジ２がそれぞれ連結されている。
【００２７】
マイクロシリンジ１内の流体１ａは、前述の通り、処理すべき微粒子を含む媒体である。流体１ａ中に含まれる微粒子は、媒体中に１次粒径でほぼ均一に分散している状態であることが好ましい。微粒子は二種以上が混合されていても良い。
【００２８】
上記微粒子の体積平均粒径（分散粒径）は、特に大きくなければ良いが、好ましい範囲は、０．１〜１０００μｍの範囲である。より好ましくは、０．１〜５００μｍの範囲、さらに好ましくは、０．１〜２００μｍの範囲、特に好ましくは、０．１〜５０μｍの範囲である。粒径が０．１μｍに満たないと、最終的に媒体との分離や層流での拡散性物質のみの移行が難しい場合があり、１０００μｍを越えると流路を詰まらせる可能性がある。
なお、粒径に合わせて、適宜流路幅を選択することが望ましい。
【００２９】
また、微粒子の粒度分布は、一般的指標であるＧＳＤで、１〜３の範囲であることが好ましく、１〜２．５の範囲であることがより好ましい。ＧＳＤが３より大きいと、粗大粒子が詰まりやすく、微小粒子が処理液側に移行してしまう場合がある。なお、前記ＧＳＤとは、測定される粒度分布を分割された粒度範囲（チャネル）に対して、小粒子径から累積分布を描き、体積累積１６％となる粒径を体積Ｄ１６、体積累積８４％となる粒径を体積Ｄ８４とし、Ｄ８４／Ｄ１６より求められる値をいう。具体的には、コールターカウンター（コールター社製）を用いて測定することができる。
【００３０】
また、微粒子の比重は、媒体中にほぼ均一に分散していれば、特に、限定されないが、好ましい範囲としては、０．５〜５．０の範囲、より好ましくは０．７〜２．０の範囲である。比重が０．５に満たないと、媒体表面に浮きやすく、均一に分散できない場合があり、５．０を越えると媒体の底に沈んで均一に分散できない場合がある。
【００３１】
微粒子を含有する流体１ａの固形分は、体積％で、１〜６０％の範囲が好ましい。より好ましくは、５〜５０％の範囲であり、さらに好ましくは、１０〜４０％の範囲である。固形分が１％に満たないと、微粒子の処理が非効率となり、６０％を越えると流路に詰まる可能性が高くなる。
なお、上記固形分の体積％は、始めの分散液体積に対する、ろ過などの固液分離法と固形分スラリーを熱天秤を用いた水分量の測定からの全水分体積計算値との比率から求めることができる。
【００３２】
微粒子の形状は、特に限定されないが、針状で特に、長軸が流路幅の１／４より大きくなると詰まりの可能性が高くなり、好ましくない。このような観点から、微粒子の長軸長と短軸長との比（長軸長／短軸長）は、１〜５０の範囲が好ましく、１〜２０の範囲がより好ましい。
【００３３】
微粒子の種類は、以下に列挙したものが可能であるが、それらに限定されるものではない。例えば、高分子微粒子、顔料のごとき有機物、無機物の結晶あるいは凝集体、金属微粒子、あるいは金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物のごとき金属化合物の微粒子などである。
【００３４】
前記高分子微粒子としては、具体的には、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、フェノキシ樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリビニルピリジン樹脂、セルロース系樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、カゼイン、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、変性塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アルキッド樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂等の微粒子が挙げられる。
【００３５】
また、前記金属あるいは金属酸化物の微粒子としては、カーボンブラック、亜鉛、アルミニウム、銅、鉄、ニッケル、クロム、チタニウム等の金属、あるいはその合金、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、Ｉｎ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＭｇＯ、酸化鉄等の金属酸化物やこれらの化合物を組合せた微粒子が挙げられる。
【００３６】
これら微粒子の製法は多岐に渉るが、合成により媒体中で微粒子を作製し、そのまま微粒子の処理を行う場合が多い。塊状物を機械的に解砕して作製した微粒子を媒体中に分散し処理する場合もある。この場合は、媒体中で解砕することが多く、この場合はそのまま処理される。
【００３７】
一方、乾式で作製された粉体（微粒子）を処理する場合には、予め、媒体に分散しておく必要がある。媒体中に乾燥粉体を分散させる方法としては、サンドミル、コロイドミル、アトライター、ボールミル、ダイノーミル、高圧ホモジナイザー、超音波分散機、コボールミル、ロールミル等が挙げられるが、この際、分散によって１次粒子が粉砕されない条件で行なうことが好ましい。
【００３８】
流体１ａの媒体の種類は、微粒子との関係で決まるが、基本的には限定されない。例えば、水、あるいは水系媒体、有機溶剤系媒体などがある。
流体２ａの流体（処理液）は、通常、流体１ａの媒体と同種のものが使用されるが、同じ種類である必要はない。
【００３９】
前記水としては、イオン交換水、蒸留水、電解イオン水などが挙げられる。また、有機溶剤系媒体としては、具体的には、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、ベンジルアルコール、メチルセルソルブ、エチルセルソルブ、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸ｎ−ブチル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチレンクロライド、クロロホルム、クロルベンゼン、トルエン、キシレンなど、及びこれらの２種以上の混合物が挙げられる。
【００４０】
前記処理液である流体２ａは拡散性物質を有しないことが必要条件である。ここで、上記拡散性物質を有しないとは、第１の流体中の拡散性物質量に比較して、拡散性物質量が１／２以下であることをいう。
そして、処理液である流体２ａとしては、例えば、水の場合は、イオン交換水、純水あるいは蒸留水などの精製した水を用いる。必要に応じ、メンブランフィルターでサブミクロンオーダーの拡散性物質を除去して使用する。拡散性物質とは、例えばイオン性物質や溶媒に溶解性の物質を意味する。具体的には、粒子の形成時に使用した分散材や安定化材、処理剤、界面活性剤等の汚染物質が挙げられる。
【００４１】
次に、図１に示した本発明の微粒子の処理装置の構成について説明する。
マイクロシリンジ１内の流体１ａ及びマイクロシリンジ２内の流体２ａは、それぞれ送液ポンプＰ１、Ｐ２により流路Ｌ１、Ｌ２に押し出され、マイクロリアクター３に送液され、流路Ｌ３において合流する。
【００４２】
マイクロリアクター３の流路（チャンネル）Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、ミリスケールあるいはマイクロスケールである。すなわち、流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の流路幅は、５ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．０１〜１ｍｍの範囲であり、さらに好ましくは０．０３〜０．５ｍｍの範囲である。従って、マイクロリアクター３では、流体の流量及び流速のいずれもが小さく、レイノルズ数は小さくなる。
【００４３】
マイクロリアクター３の流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、固体基板上に微細加工技術により作製される。基板に使用される材料は、ガラス、セラミックス、シリコン、ゴム系であるＰＤＭＳ（ポリジメチルシリコーン）等である。また、プラスチック樹脂を用いることもできる。
【００４４】
流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を形成するための微細加工方法としては、例えば、Ｘ線を用いたＬＩＧＡ技術を用いる方法、フォトリソグラフィー法によりレジスト部を構造体として使用する方法、レジスト開口部をエッチング処理する方法、マイクロ放電加工法、レーザー加工法、ダイヤモンドのような硬い材料で作られたマイクロ工具を用いる機械的マイクロ切削加工法などがある。これらの技術は単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。
【００４５】
また、マイクロリアクター３を組み立てる際には、接合技術が用いられる。接合技術は、大きく固相接合と液相接合に分けられる。固相接合には、陽極接合、直接接合、拡散接合等がある。また、液相接合には、融接、接着剤等がある。
【００４６】
マイクロリアクター３には、ヒーターが設置されており、温度制御装置により、その温度は調節されている。また、ヒーターとしては、金属抵抗やポリシリコン等が用いられ、ヒーターを装置内に作りこんでもよい。また、温度制御のために、装置全体を温度制御された容器中に入れてもよい。
【００４７】
次に、前記マイクロリアクター内での流体の流れについて説明する。
マイクロリアクター３の流路内の流れは、流路幅が狭く、レイノルズ数が小さいことから、従来のバッチ処理装置のような乱流ではなく、層流となる。
【００４８】
図２は、マイクロリアクター３内において、微粒子を含んだ第１の流体１ａと処理液である第２の流体２ａとが合流するときの状態を概念的に示す説明図である。
図２においては、処理する微粒子を含む流体１ａ（第１の流体）は流路Ｌ１から、拡散性物質を有しない流体２ａ（第２の流体）は流路Ｌ２から、流路Ｌ３にそれぞれ流れ込む。流路Ｌ３は、流路Ｌ１、Ｌ２それぞれの終端部に連結されており、流体１ａと流体２ａとを合流させて層流を生じさせる。さらに、流路Ｌ３が分岐し、流路L４と流路Ｌ５とに分かれ、それぞれ液体１ａ１（第１の流体）、液体２ａ１（第２の流体）を得る。
【００４９】
図示の通り、流体１ａと流体２ａとを流路Ｌ３にて合流させると、２層の層流が生じ、流体１ａを主成分とする領域Ａ、流体２ａを主成分とする領域Ｂ、及び、これらの界面領域である領域Ｃが形成される。そして微粒子は流体１ａの流れに乗りほとんど拡散することなく流路Ｌ４へ運ばれる。一方、流体１ａ中の拡散性物質は、界面領域Ｃを介して領域Ａから領域Ｂに拡散し、流体１ａ中の微粒子表面の拡散性物質も減少し処理されていく。該拡散性物質は、通常は微粒子内部にも含まれている場合が多く、その場合は、表面の拡散性物質濃度が減少することにより、内部からも表面に拡散、除去され、微粒子全体としての拡散性物質濃度が減少する（処理される）こととなる。
【００５０】
その後、拡散性物質の減少した流体１ａと拡散性物質が拡散移行した流体２ａとは、各々の流路幅に応じて流路Ｌ４と流路Ｌ５とにそれぞれ分割され、それぞれ流体１ａ１、流体２ａ１となる。そして、流路Ｌ４の排出口から処理された微粒子を含む流体１ａ１を得、Ｌ５の排出口からは汚染した処理廃液である流体２ａ１を取り出す。
【００５１】
マイクロリアクター３が有する流路のうち、第１の流体１ａを通す第１の流路Ｌ１の流路径（流路幅）Ｄ1は、図２に示したように、第２の流体２ａを通す第２の流路Ｌ２の流路径Ｄ2とほぼ同径に設定することが好ましいが、同じである必要はない。具体的には、Ｄ1、Ｄ2はともに、０．０１〜１．５ｍｍの範囲、さらには、０．０３〜０．８ｍｍの範囲程度であることが好ましい。
【００５２】
また、流路Ｌ３の流路径Ｄ3は、ほぼＤ1＋Ｄ2に設定する場合もあるが、限定されない。流路径Ｄ4と流路径Ｄ5とは、基本的に流体１ａ、流体２ａの流路Ｌ３領域での流路幅との関係で設定されるが、限定されない。
【００５３】
しかしながら、前述のような本発明における処理の原理を考えれば、流体１ａは、流路Ｌ４に達するところ、すなわち流体１ａ１となるところでは、流体内部の拡散性物質に関して流体２ａ１と濃度平衡に達していることが期待される。このことから、流路Ｌ４は、前記層流に乗って流れ込む微粒子をもれなく回収でき、かつ微粒子の周囲の液体が余分に流入しない適切な流路幅Ｄ4を有することが好ましい。
【００５４】
また、かかる処理方法では、２層の層流における流体１ａの流路幅及び流体２ａの流路幅は各々の流体の送液流量に依存し、送液流量が大きいほど流路幅は大きくなる。そして、本発明においては、処理する微粒子を含む第１の流体１ａの送液速度（送液流量）Ｖ1を、処理液である第２の流体２ａの送液速度（送液流量）Ｖ2以上とすると、処理度合いがより向上するため好ましいことから、前記流体１ａの送液速度に対する流体２ａの送液流量の比を大きくするに連れて、前記２層の層流における流体２ａの流路幅に対して流体１ａの流路幅を狭くすることが好ましい態様となる。
【００５５】
上記流路Ｌ３における流体１ａ及び流体２ａの流路幅の態様は、前記のように流路Ｌ４及び流路Ｌ５の流路幅に対応するものであり、効率的な処理を行うための適切な流路Ｌ４の流路幅Ｄ4は、流体１ａと流体２ａとの送液速度の比に応じ、流路Ｌ５の流路幅Ｄ5より細くすることが好ましいこととなる。
【００５６】
前記第１の流体１ａの送液速度Ｖ1及び第２の流体２ａの送液速度Ｖ2は、０．０１〜５０ｍｌ／ｈｒの範囲が好ましく、０．０５〜１ｍｌ／ｈｒの範囲がより好ましいが、流路Ｌ３の長さに合わせ、任意に設定することができる。
【００５７】
また、第１の流体１ａの送液速度Ｖ1に対する第２の流体２ａの送液速度Ｖ2の比Ｎ（Ｖ2／Ｖ1）は１．０〜５０の範囲、より好ましくは、３〜２０の範囲である。Ｎが１．０に満たないと、層流における微粒子の処理向上効果が小さい場合があり、５０を越えると流体としての取り扱いが難しくなる場合がある。
【００５８】
さらに、極めて効率的と思われる範囲を明らかにするために、流体２ａの送液速度を流体１ａの送液速度に対しＮ倍にしたときの各流体の流路幅の変化を調べた。具体的には、図３に示すように、送液速度比（送液流量比）Ｎに対して流体１ａ及び流体２ａの分岐点Ｐの流路Ｌ３の中央からのずれｘを、流路幅Ｄ3に対する割合Ｘとしてプロットした。
【００５９】
上記プロットの結果を図４に示すが、このプロットの曲線を対数関数で近似すると、下記式（１’）で表される。
Ｘ＝０．１６４×ｌｎＮ    ・・・    式（１’）
【００６０】
このＸに、さらに近似式からの誤差分を含めると、Ｘは下記式（１）で表される。
Ｘ＝０．１６４×ｌｎＮ＋Ｅ    ・・・    式（１）
なお、上記式（１’）、（１）において、Ｎは１〜２０の実数であり、誤差幅Ｅは０〜−０．１の範囲である。また、流路幅Ｄ4は、最低でも０．０１ｍｍは必要であるので、この値は上式に優先する。
【００６１】
すなわち、本発明の微粒子の処理方法においては、流路Ｌ３の中央から上記式（１）で示される割合Ｘだけ流体１ａの方向に移動した送液方向線上に、流体１ａと流体２ａとの出口側分岐点Ｐが存在するような条件とすることにより、極めて効率的な処理が可能となるものである。
【００６２】
なお、流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５は、マイクロリアクター３内において上記構成を有していればよく、マイクロリアクター３から露出した部分の構成は特に制限されない。
【００６３】
さらに、マイクロリアクター３に供給される第１の流体１ａの温度は、好ましくは媒体の沸点以下で高温が好ましい場合が多い。好ましくは沸点より１０℃低い温度近傍である。沸点により近いと、取り扱い精度が厳しくなり、気泡発生などの問題が発生する場合がある。また、第２の流体２ａの温度は、第１の流体１ａと同様の温度とすることが好ましい。基本的には、マイクロリアクター流路全体もヒーターにより、同様の温度とすることが好ましい。
【００６４】
マイクロリアクター３において、微粒子の処理に要する時間は、前述のように、流体間の界面の断面積と液層の厚さとに依存する。拡散理論に従うと、混合時間ｔはｔ∝Ｗ2／Ｄ（Ｗ：流路幅、Ｄ：拡散係数）となり、流路幅を小さくすればするほど拡散時間は急激に短くなる。すなわち、流路幅が１／１０になれば、混合時間は１／１００になる。また、単位体積当たりの表面積が大きいために熱交換の効率が極めて高く、温度制御が容易にできる。従って、前記のような２層の層流が流れる流路幅が小さいマイクロリアクター３を、本発明の微粒子の処理装置として用いることで、短時間で拡散性物質を除去でき、微粒子の処理を行うことができる。
【００６５】
流路Ｌ３の流路長は、流路Ｌ３を通る間に目標の処理状態に達する時間が確保される長さであれば、特に限定されない。例えば、２層の層流の送液速度が２００〜２０００ｍｍ／ｓｅｃの範囲程度の場合には、流路Ｌ３の長さは５０〜５００ｍｍの範囲とすることが、最終的な微粒子の処理度と生産性とを考慮した観点から好ましい。
【００６６】
また、流路Ｌ３は、層流を生じさせるための領域が確保できれば、距離を稼ぐために、波形状、鋸刃状等としてもよい。なお、流体１ａ１、２ａ１の回収用の容器４としては、ビーカーやフラスコ等を使用することができる。
【００６７】
容器４に収容された流体１ａ１中には、処理された微粒子が存在する。このまま次工程に供されても良いし、この分散液をろ過し、乾燥させることで、固形物として次工程で利用しても良い。
なお、流体１ａ１には、前記流路Ｌ４とＬ５とにおける分離を精度よく行うことにより、前記流体１ａ中の微粒子をほぼ１００％回収することができる。
【００６８】
＜第２の微粒子の処理方法、処理装置＞
本発明の第２の微粒子の処理方法、処理装置は、目的の微粒子の処理状態が得られるまで、前述の第１の微粒子の処理方法を複数回繰り返し、第１の流体中の拡散性物質量を逐次減少させることにより、第１の流体中の微粒子を処理することを特徴とする。
【００６９】
前記のように、本発明の微粒子の処理方法、処理装置は、互いに接する界面の面積が大きい層流を利用するものであるため、微粒子の処理効率がよい。しかし、最初の第１の流体中の拡散性物質量が多い場合には、例えば、前記マイクロリアクターを用いた処理を１回行って目的とする処理度を得ようとすると、前記層流形成部の流路（Ｌ３）の長さをかなり長くしなければならず、処理装置としての設計やコストに問題が生じる場合がある。
【００７０】
また、微粒子の処理に用いる処理液も、毎回拡散性物質量がかなり少ない処理液を用いることは処理コストの点から好ましくなく、例えば、マイクロリアクターで１回処理液として用いたものであっても、拡散性物質の量が第１の流体中のそれよりも少ない場合には、再度処理液として繰り返して使用することが好ましい。
【００７１】
本発明の第２の微粒子の処理方法、処理装置は、上記観点から、前述の第１の微粒子の処理方法、処理装置による処理を繰り返し行うものである。すなわち、例えば、前記図２において流路Ｌ４及び流路Ｌ５にそれぞれ分割された流体１ａ１、流体２ａ１を、再度第１の流体、第２の流体としてマイクロリアクター３に通す工程を１回以上（処理回数としてｋ回、ｋは２以上）行うものである。
【００７２】
なお、この場合、上記第２の流体である処理液としては、前記回収した流体２ａ１を用いてもよいし、最初の処理時と同様に、拡散性物質の量がかなり少ない新しい処理液を用いてもよく、さらにこれらを混合して用いてもよい。いずれにしても用いる処理液中の拡散性物質の量は、前記のように、ｋ回目の処理における第１の流体中の拡散性物質量の１／２以下であればよい。
【００７３】
また、上記繰り返し処理に用いられる処理装置としては、同一の処理装置を用いてもよいし（例えば、前記マイクロリアクター３から回収された流体１ａ１を、再度同一のマイクロリアクター３の流路Ｌ１に送液する）、複数の処理装置を連結した構成としてもよい。なお、この場合処理装置は同一であっても、異なっていてもよい。
【００７４】
図５は、第２の微粒子の処理方法に好適に使用される処理装置の一例を示す概略構成図である。
図５に示す処理装置は、前記複数の処理装置を連結した構成であり、具体的には、マイクロリアクター３が２つ連結された処理装置である。図５における処理装置（ａ）の構成は、基本的に前記図１で説明した構成と同様である。この処理装置（ａ）から回収された流体１ａ１は、流路Ｌ４が処理装置（ｂ）の流路Ｌ６と連結されることにより、微粒子を含む第１の流体１ａ１として次のマイクロリアクター５に送液される。また、処理装置（ｂ）の流路Ｌ７には、処理液である第２の流体３ａが送液される。
【００７５】
ここで、上記流体３ａとしては、基本的には前記流体２ａと同様の処理用流体を用いるが、前述のように、既に処理に使用した処理液など異なった種類の液体を用いても良い。
【００７６】
送液された流体流体１ａ１及び流体３ａは、流路Ｌ１０で合流し、前記図１における処理装置と同様、２層の層流が生じ、流体１ａ１中の拡散性物質が流体３ａに拡散し、流体３ａ中の微粒子の処理が行われる。その後、拡散性物質の減少した流体１ａ１と拡散性物質が拡散移行した流体３ａとは、流路Ｌ８と流路Ｌ９とにそれぞれ分割され、それぞれ流体１ａ２、流体３ａ１となる。
【００７７】
上記流体３ａ１は拡散性物質が移行した液体である。一方、前記流体１ａ２は、流体１ａ１より処理度合が向上しており、同様に、これをｋ回繰り返すことで目標の処理度合いとなる流体１ａｋが得られる。
なお、上記ｋは微粒子処理の効率、処理装置のコスト等の観点から２〜５０の範囲とすることが好ましい。
【００７８】
処理用の流体３ａとしては、前記流体２ａと同様のものを用いることができる。また、処理装置（ｂ）の流路Ｌ６〜Ｌ１０の流路幅も、前記Ｌ１〜Ｌ５と同様の範囲とすることが好ましい。さらに、流体１ａ１及び流体３ａの送液速度Ｖ3及びＶ4、並びに両者の送液速度比Ｖ4／Ｖ3も、前記Ｖ1、Ｖ2、Ｖ2／Ｖ1と同様の範囲とすることが好ましい。
【００７９】
以上説明したような、本発明の微粒子の処理方法、処理装置を用いることで、比較的粒子径の大きい微粒子の処理を効率よく高収率で行うことができる。特に、湿式法で製造されるトナー粒子や、化粧品用の機能性微粒子、スペーサー用微粒子などの処理方法、処理装置として好適に使用され得るものである。
【実施例】
【００８０】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例において、「部」は「質量部」を意味する。
【００８１】
まず、下記の実施例、比較例における各種特性の測定法について説明する。
（微粒子の粒径、粒度分布）
微粒子の平均粒径測定には、コールターカウンターＴＡ−II型（コールター社製）を用いた。この場合、微粒子の粒径レベルにより、最適なアパーチャーを用いて測定した。測定した微粒子の粒径は体積平均粒径で表す。また、粒度分布は一般的指標であるＧＳＤ（測定される粒度分布を分割された粒度範囲（チャネル）に対して、小粒子径から累積分布を描き、体積累積１６％となる粒径を体積Ｄ１６、体積累積８４％となる粒径を体積Ｄ８４とし、Ｄ８４／Ｄ１６より求められる値を体積平均粒度分布ＧＳＤとした）で表した。
【００８２】
しかし、微粒子の粒径がおよそ５μｍ以下の場合は、レーザ回折散乱式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００、堀場製作所製）を用いて測定した。さらに、粒径がナノメターオーダーの場合は、ＢＥＴ式の比表面積測定装置（Ｆｌｏｗ  ＳｏｒｂＩＩ２３００、島津製作所社製）を用いて測定した。
【００８３】
（電気伝導度の測定）
微粒子の処理度合の目安となる流体の電気伝導度の測定は、電気伝導率計（ＣＭ−４０Ｓ、ＴＯＭ社製）にて測定した。測定法としては、好ましくは、測定液のろ液、あるいは、遠心分離処理などによる上澄み液について、電気伝導度を測定した。該電気伝導度は、拡散性物質の量と相対関係になる。
【００８４】
なお、使用した樹脂の分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（東ソー社製、ＨＬＣ−８０２０）を用いて測定した。
【００８５】
＜実施例１＞
（樹脂微粒子分散液の作製）
−油相１の調製−
以下の手順で油層１（樹脂溶液）を調製した。
・ポリエステル樹脂（重量平均分子量：９０００）  １２０部
・酢酸エチル      ６０部
【００８６】
上記成分をホモミキサー（エースホモジナイザー、日本精機社製）に投入し、毎分１５０００回転で２分間撹拌し、均一な溶液とし流体Ａを調製した。
【００８７】
−水相１の調製−
以下の手順で水相１（炭酸カルシウム水溶液）を調製した。
・炭酸カルシウム（体積平均粒径：０．０３μｍ）  ６０部
・純水        ４０部
【００８８】
上記成分を混合し、ボールミルで４日間撹拌することにより水相１を得た。該水相１中の炭酸カルシウム粒子の体積平均粒径を、前記レーザ回折散乱式粒度分布測定装置（ＬＡ−７００、堀場製作所製）を用いて測定したところ、約０．０８μmであった。
【００８９】
−水相２の調製−
・カルボキシメチルセルロース（粘度：５００〜８００秒）  ２部
・純水    ９８部
上記成分を混合、溶解し、水相２（カルボキシメチルセルロース水溶液）とした。
【００９０】
−樹脂微粒子分散液の作製−
第１の流体として、樹脂微粒子分散液を以下のように作製した。
・油相１    ６０部
・水相１    １０部
・水相２    ３０部
【００９１】
上記各液相をコロイドミル（日本精機社製）に投入し、ギャップ間隔を１．５ｍｍとし、毎分８０００回転で２０分間乳化を行った。次に、上記乳化物を、ロータリーエバポレータに投入し、４０００Ｐａの減圧下、室温で３時間脱溶媒を行った。その後、１２Ｎ塩酸をｐＨ２になるまで加え、炭酸カルシウムを微粒子表面から除去した後、１０Ｎの水酸化ナトリウムをｐＨ１０になるまで加え、さらに超音波処理槽中で、撹拌機を用いて１時間撹拌を継続した。得られた微粒子分散液中の樹脂微粒子の体積平均粒径は８．０μm、粒度分布の指標であるＧＳＤは１．２０であった。
【００９２】
（微粒子の処理）
上記のように作製した微粒子含有液を、固形分濃度を２０体積％に調整し、第１の流体とした。また、第２の流体としては、イオン交換水を用いた。
このようにして得られた第１及び第２の流体を、図１に示すような処理装置の、ポンプＰ１、Ｐ２を備えたマイクロシリンジ１及び２にセットし、一定流量でマイクロリアクター３のインレット部に送液した。
【００９３】
なお、マイクロリアクター３における流路Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の幅は、それぞれ１００μｍであり、深さは４０μｍ、流路Ｌ３の長さは８ｃｍとした。流量（送液速度）を、それぞれ第１の流体１ａは０．０２ｍｌ／ｈｒ、第２の流体２ａは０．１８ｍｌ／ｈｒに設定して送液したところ、流路Ｌ３において流体１ａと流体２ａとが合流し、２層の層流が生じた。Ｌ３における層流の送液速度は、計算から約８００ｍｍ／ｓｅｃであった。
【００９４】
合流した層流は、温度制御装置で４０℃に設定され、その状態で流体１ａ中の微粒子の処理が行われた後、処理された微粒子を含む流体１ａ１が流路Ｌ４から連続的に回収された。また、このとき微粒子の漏洩、損失も全くなかった。
【００９５】
得られた微粒子を含む流体１ａ１から微粒子をろ過分離し、微粒子の汚染性の指標であるろ液の電気伝導度を調べたところ、処理する前の流体１ａでは約４０００μＳ／ｃｍであったが、処理後の流体１ａ１では４００μＳ／ｃｍへと低下し、目標の処理まで連続的に迅速に行えたことが確認できた。なお、この場合、拡散性物質は酸やアルカリのイオン性物質が該当する。
【００９６】
＜実施例２〜５＞
実施例１と同様に、第１の流体として固形分濃度を２０体積％に調整した前記樹脂微粒子分散液、第２の流体としてイオン交換水を用い、この第１及び第２の流体を、図１に示すような処理装置の、ポンプＰ１、Ｐ２を備えたマイクロシリンジ１及び２にセットし、一定流量でマイクロリアクター３のインレット部に送液して、同様の評価を行った。
【００９７】
なお、このとき上記マイクロリアクター３の流路Ｌ１、Ｌ２の流路幅Ｄ1、Ｄ2をそれぞれ１００μｍ、流路Ｌ３の流路幅Ｄ3を２００μｍとし、深さは５０μｍ、Ｌ３の長さは４ｃｍとした。また、各実施例における流体１ａ及び流体２ａの送液速度を各々表１に示す値とした。
上記条件で送液し、前記流体１ａに対する流体２ａの送液速度比Ｎ及び前記式（１）により求めた図３における出口側分岐点Ｐの位置から流路Ｌ４、Ｌ５の流路幅Ｄ4、Ｄ5を決定した。また、分岐後の微粒子を含む流体１ａ１から微粒子をろ過分離し、電気伝導度を測定することにより処理状態を調べた。結果を表１に示す。
【００９８】
【表１】
2005224775.tif 000003
【００９９】
処理前の流体１ａの電気伝導度が４０００μＳ／ｃｍであったのに対し、表１に示すように目標の処理度まで迅速に処理が行えた。特にこの場合は、実施例１のように回収微粒子分散液の固形分濃度が減少しないため、後処理が大変効率良く行えた。
【０１００】
＜実施例６＞
（ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料分散液の作製）
−Ｉ型クロロガリウムフタロシアニン顔料の合成−
３−ジイミノイソインドリン３０部及び三塩化ガリウム９．１部を、ジメチルスルホキシド２３０部中にて、１６０℃において６時間攪拌しながら反応させ、赤紫色結晶を得た。次いで、ジメチルスルホキシドにより処理した後、イオン交換水で処理後乾燥して、Ｉ型クロロガリウムフタロシアニンの粗結晶２８部を得た。
【０１０１】
−ヒドロキシガリウムフタロシアニン顔料分散液の作製−
得られたＩ型クロロガリウムフタロシアニン結晶２０部を、氷浴中で９８％濃硫酸８００部に溶解し、２時間攪拌して顔料溶液を調製した（クロロガリウムフタロシアニン濃度：２．４質量％）。この顔料溶液を、２５％アンモニア水１５００部と蒸留水５００部との混合溶液中に１４時間かけて滴下し、ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶を析出させた。この工程においては、混合溶液を常時機械的に攪拌しながら滴下を行った。滴下開始時の混合溶液の液温は−３℃、滴下中の系内の溶液温度は２℃未満、終了時の温度は１℃であった。
得られた顔料分散液中の顔料微粒子の体積平均粒径をレーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−７００）で測定したところ０．０５μｍ、ＢＥＴ比表面積値は１０２．６ｍ2／ｇであった。
【０１０２】
（微粒子の処理）
得られた顔料微粒子を含む液体（固形分：１０体積％）を第１の流体、蒸留水を第２の流体として、実施例１と同様に顔料微粒子の処理を行った。
このとき処理装置としては、図５に示すように、図１におけるマイクロリアクター３を２つ直列に接続し、一つ目の処理装置（ａ）の流路Ｌ４に、次の処理装置（ｂ）の流路Ｌ６が接続される構成とした。そして、マイクロリアクター３、５の流路Ｌ２、Ｌ７には拡散性物質を有しない蒸留水を供給し、マイクロリアクター３とマイクロリアクター５とで同様の条件で処理を行うこととした。
【０１０３】
またこのとき、マイクロリアクター３、５をヒーターで加熱し、約７０℃に保った。この時の流量は、流体1ａは０．０１ｍｌ／ｈｒ、流体２ａ、３ａは０．１９ｍｌ／ｈｒとした。その結果、流体１ａ１の流量は０．１ｍｌ／ｈｒとなり、流体１ａ２の流量は０．１５ｍｌ／ｈｒとなった。流路Ｌ３、Ｌ１０において同様に２層の層流が生じた。このとき、流路Ｌ３、Ｌ１０における層流の送液速度は、計算からそれぞれ約８００ｍｍ／ｓｅｃ、約１２００ｍｍ／ｓｅｃであった。
【０１０４】
その状態で流体１ａ中の微粒子がマイクロリアクター３、５で繰り返して処理された後、処理された微粒子を含む流体１ａ２が流路Ｌ８から連続的に回収された。また、このとき微粒子の漏洩、損失も全くなかった。
【０１０５】
得られた微粒子を含む流体１ａ２から微粒子をろ過分離し、微粒子の汚染性の指標であるろ液の電気伝導度を調べたところ、処理する前の流体１ａでは約３５００μＳ／ｃｍであったが、処理後の流体１ａ２では約５０μＳ／ｃｍへと低下し、目標の処理された顔料分散液を得ることができた。なお、この場合、拡散性物質は酸やアルカリのイオン性物質が該当する。
【０１０６】
＜実施例７＞
（トナー粒子分散液の作製）
予め、次の方法で樹脂微粒子分散液１、樹脂微粒子分散液２、離型剤微粒子分散液、及び顔料分散液を製造した。
−樹脂微粒子分散液１の調製−
・スチレン                      ３７０部
・ｎ−ブチルアクリレート          ３０部
・アクリル酸                        ６部
・ドデカンチオール                ２４部
・四臭化炭素                        ４部
【０１０７】
上記各成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤（三洋化成社製、ノニポール４００）６部、及びアニオン性界面活性剤（第一製薬社製、ネオゲンＲ）１０部をイオン交換水５５０部に溶解した溶液とを、フラスコ中に入れて分散、乳化し、１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム４部を溶解したイオン交換水５０部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。
【０１０８】
得られたラテックスは、レーザー回折式粒度分布測定装置（堀場製作所製、ＬＡ−７００）で樹脂微粒子の体積平均粒径を測定したところ１６０ｎｍであり、分子量測定機（東ソー社製、ＨＬＣ−８０２０）を用い、ＴＨＦを溶媒として重量平均分子量  （ポリスチレン換算）を測定したところ１３２００であった。
【０１０９】
−樹脂微粒子分散液２の調製−
・スチレン                    ２８０部
・ｎ−ブチルアクリレート      １２０部
・アクリル酸                      ８部
【０１１０】
上記各成分を混合した溶液と、非イオン性界面活性剤（三洋化成社製、ノニポール４００）６部、及びアニオン性界面活性剤（第一工業製薬社製、ネオゲンＲ）１２部をイオン交換水５５０部に溶解した溶液とを、フラスコ中に入れて分散、乳化し、１０分間ゆっくりと攪拌・混合しながら、過硫酸アンモニウム３部を溶解したイオン交換水５０部を投入した。その後、フラスコ内を窒素で充分に置換してから攪拌しながらオイルバスで系内が７０℃になるまで加熱し、５時間そのまま乳化重合を継続した。
【０１１１】
得られたラテックスについて、前記樹脂微粒子分散液１と同様にして諸特性を測定したところ、樹脂微粒子の体積平均粒径が１００ｎｍ、重量平均分子量が５４００００であった。
【０１１２】
−離型剤微粒子分散液−
・パラフィンワックス（日本精蝋社製、ＨＮＰ０１９０、融点：８５℃）５０部
・カチオン性界面活性剤（花王社製、サニゾールＢ５０）      ５部
・イオン交換水        ２００部
【０１１３】
上記各成分を混合し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）で９５℃に加熱しながら十分に分散した後、圧力吐出型ホモジナイザーに移して分散処理を行い、離型剤微粒子の体積平均粒径が５４０ｎｍである離型剤微粒子分散液を得た。
【０１１４】
−顔料分散液の調製−
・カーボンブラック（キャボット社製、モーガルＬ）    ５０部
・非イオン性界面活性剤（三洋化成社製、ノニポール４００）  ５部
・イオン交換水          ２００部
【０１１５】
上記各成分を混合し、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）で１０分間分散し、体積平均粒径が２５５ｎｍであるカーボンブラックが分散された顔料分散液を得た。
【０１１６】
−凝集粒子（トナー粒子）分散液の作製−
・樹脂微粒子分散液１        １２０部
・樹脂微粒子分散液２          ８０部
・離型剤微粒子分散液          ４０部
・顔料分散液                  ３０部
・カチオン性界面活性剤（花王社製、サニゾールＢ５０）  １．５部
【０１１７】
上記各成分を丸型ステンレス製フラスコ中に入れ、ホモジナイザー（ＩＫＡ社製、ウルトラタラックスＴ５０）で十分に混合・分散した後、加熱用オイルバスでフラスコを攪拌しながら４８℃まで加熱し、その温度で３０分間保持した後、さらに加熱用オイルバスの温度を５０℃まで上げてその温度で１時間保持して凝集粒子を得た。この凝集粒子の体積平均粒径をコールターカウンター（日科機社製、ＴＡII）を用いて測定したところ５．８μｍであり、体積平均粒度分布（ＧＳＤ）は１．２４であった。
【０１１８】
この凝集粒子分散液にアニオン性界面活性剤（第一製薬社製、ネオゲンＲ）３部を添加し、粒子の凝集を止め、凝集粒子を安定化した後、ステンレス製フラスコを密閉し、磁力シールを用いて攪拌を継続しながら９７℃まで加熱し、３時間保持して凝集粒子を融合させた。融合粒子の体積平均粒径をコールターカウンター（日科機社製、ＴＡII）を用いて測定したところ６．３μｍであり、体積平均粒度分布（ＧＳＤ）は  １．２４であった。
【０１１９】
（微粒子の処理）
得られた凝集粒子（トナー粒子）を含む液体（固形分：１５体積％）を第１の流体、蒸留水を第２の流体として、実施例２と同様であるが、５個のマイクロリアクターを接続した処理装置を用い同様の条件により、凝集粒子（微粒子）の処理を行った。
【０１２０】
得られた微粒子を含む流体から微粒子をろ過分離し、微粒子の汚染性の指標であるろ液の電気伝導度を調べたところ、処理する前の流体１ａでは約３０００μＳ／ｃｍであったが、処理後の流体では約５μＳ／ｃｍへと低下し、目標の処理された凝集粒子分散液を得ることができた。また、このとき微粒子の漏洩、損失も全くなかった。なお、この場合、拡散性物質は界面活性剤が該当する。
【０１２１】
（トナー特性評価）
分離した凝集粒子（トナー粒子）１００部に対して、疎水性酸化チタン（日本アエロジル社製：Ｔ８０５、平均粒径：０．０２１μｍ）２部および疎水性シリカ（日本アエロジル社製：ＲＸ５０、平均粒径：０．０４０μｍ）１０部を外添し、ヘンシェルミキサーを用いて混合することにより、トナーを得た。
【０１２２】
上記トナーとシリコーン樹脂コートフェライトキャリア（体積平均粒径：５０μｍ）とを混合し、トナー濃度が７質量％である二成分系の現像剤を作製した。この現像剤を用い、前記トナーの帯電性を以下のように評価した。
【０１２３】
この現像剤をターブラブレンダーにより２５秒間撹拌混合した後、東芝ケミカル社製のブローオフ法帯電量測器ＴＢ−５００により測定した。帯電量は約−４０μC／ｇであり、十分な帯電性を示した。
以上の結果のように、図２に示す装置と同様な処理装置により処理した凝集粒子は、静電荷像現像用トナーとして、十分な特性を有することがわかった。
【０１２４】
＜比較例１＞
実施例１の微粒子の処理において、処理装置としてのマイクロリアクターの代わりにヌッチェ及びろ過ビンを用い処理した。
具体的には、ヌッチェには既定のろ紙を設置し、これに実施例１と同様の固形分２０体積％の微粒子含有液体を投入し、エバポレーターでろ過ビンを減圧、ろ過した。ろ液にはろ紙を抜けた若干の微粒子の混入が確認された。ろ紙上の微粒子は十分水分を除いた後、微粒子含有液体の１／２量のイオン交換水でシャワリングした。そして、十分水分を除去した後、ろ紙上の微粒子をとり出し、再度、初期の微粒子含有液体と同量のイオン交換水に投入し、攪拌、分散混合した。この時、ろ紙上には、微粒子が若干残ったが、取りきれなかった。微粒子の再分散液中には、微粒子の凝集体が観察されたので、スリーワンモーターに攪拌羽を取付けた攪拌機にてさらに十分に攪拌し、凝集体を解した。
【０１２５】
これを再度、ヌッチェで前回同様にろ過し、微粒子とろ液に分離した。この時のろ液の電気伝導度は、５００μＳ／ｃｍであった、また、バッチ式であるため、かなりの微粒子の損失を招き、また、工程が複雑であるため、非効率となった。
【０１２６】
＜比較例２＞
実施例６における顔料分散液の作製と同様にして、ヒドロキシガリウムフタロシアニン結晶の分散液を作製し、析出した結晶の処理は、遠心分離機を用いる方法によって行った。すなわち、上記分散液における顔料は、粒径が小さいため、ヌッチェを用いたろ紙での通常のろ別分離では、十分分離できず、ろ液にかなりの量の顔料が漏洩する恐れがある。また、ろ紙に付いた顔料の取り出しもより困難になる。そこで、顔料の比重差を利用した遠心分離により、固液分離、上澄み除去をすることで処理する方法を用いた。
【０１２７】
具体的には、容量５００ｍｌの遠沈管に上記顔料分散液を３００ｍｌ入れ、９０００ｒｐｍにて１０分間遠心分離を行った。そして、このサイクルを、遠心分離後の上澄み液の導電性が２０μＳ／ｃｍ未満となるまで繰り返すことにより、顔料微粒子分散液を得た。しかし、この方法では、遠心分離に多大の時間を要し、また、遠心分離機用サンプル瓶からの固形分の取り出しが煩雑であり、さらに、取り出した固形分はかなり固い顔料凝集体となるため、再分散が難しく、大変非効率であった。また、遠心分離前に顔料分散液をマントルヒーターで約７０℃に過熱したが、毎回加熱を繰り返すことになり、ここでも多大の時間を要し、非効率となった。
【０１２８】
＜比較例３＞
実施例７における凝集粒子分散液の作製と同様にして、凝集粒子分散液を得た。この凝集粒子分散液における凝集粒子の処理を、マイクロリアクターではなく比較例１と同様のヌッチェを用いるバッチ式の方法で行った。
【０１２９】
具体的には、上記凝集粒子分散液をろ紙を設置したヌッチェに投入し、ろ過ビンで吸引ろ過するバッチ式の処理を、蒸留水を用いて７回行い、所望の電気伝導度が５μＳ／ｃｍの微粒子分散液を得ることができたが、微粒子が約５％漏洩、損失した。また、顔料凝集体の再分散を十分に行うのに時間を要し、作業効率が非常に悪くなった。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の微粒子の処理装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】マイクロリアクター内において流体が合流するときの状態を概念的に示す説明図である。
【図３】マイクロリアクター内の流体が分岐する付近の状態を概念的に示す説明図である。
【図４】送液速度比に対して流体の分岐点の位置のずれをプロットした図である。
【図５】本発明の微粒子の処理装置の他の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１、２  マイクロシリンジ
１ａ、１ａ１  第１の流体
２ａ、３ａ  第２の流体
３、５マイクロリアクター
４  容器
Ｆ１、Ｆ２  フィルター
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５  流路
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  流路幅
【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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